JP4709621B2

JP4709621B2 - 刃先交換式工具

Info

Publication number: JP4709621B2
Application number: JP2005275875A
Authority: JP
Inventors: 直宏中村
Original assignee: Sumitomo Electric Hardmetal Corp
Current assignee: Sumitomo Electric Hardmetal Corp
Priority date: 2005-09-22
Filing date: 2005-09-22
Publication date: 2011-06-22
Anticipated expiration: 2025-09-22
Also published as: JP2007083349A

Description

この発明は、刃先交換式ドリルや刃先交換式バイトなどの刃先交換式工具に関する。

交換可能な切れ刃チップを備えた刃先交換式工具として、たとえば、切れ刃チップを挟む対向一対の挟持片をホルダの先端に形成し、その挟持片の間でホルダの外周から軸心に向かって次第に深くなる凹部をホルダに形成し、その凹部に切れ刃チップの後端の凸部を当接させてホルダに対する切れ刃チップの位置決めを行なう刃先交換式ドリルが知られている（特許文献１）。

しかし、この刃先交換式ドリルのホルダの凹部は、内側に入り込んでいるので研磨して仕上げるのが難しい。ホルダの凹部を仕上げないと、ホルダに対する切れ刃チップの位置精度を確保することができず、切れ刃チップの受ける負荷が大きくなる。そのため、この刃先交換式ドリルは耐久性に問題があった。

特開２００１−３１５０１２号公報

この発明が解決しようとする課題は、ホルダの加工性を高めることによりホルダに対する切れ刃チップの位置精度を向上させ、耐久性に優れた刃先交換式工具を提供することである。

上記の課題を解決するために、切れ刃チップを挟む対向一対の挟持片をホルダの先端に形成し、その挟持片の間を斜めに横切る稜線を有する山部を前記ホルダに形成し、その山部に対応する谷部を前記切れ刃チップに形成し、その谷部を前記ホルダの山部に押さえ付けるロック手段を設けた。

この刃先交換式工具は、前記谷部の底が前記挟持片に挟まれる被挟持面に対してなす角度を、前記山部の稜線が前記挟持片の対向面に対してなす角度よりも大きくすると好ましい。

前記挟持片の対向面は、互いに平行に形成するか、または先端側が狭くなる方向に傾斜させて形成すると好ましい。また、前記山部は、斜面同士のなす角度が４５°〜１２０°となるように形成すると好ましい。

前記ロック手段は、たとえば、前記挟持片に設けたロックねじと、前記切れ刃チップに形成したねじ当接面とからなり、そのねじ当接面に当接させた前記ロックねじを締め込むことにより前記谷部を前記山部に押さえ付けるように構成することができる。

また、この発明では、ホルダに挟まれる逆向きの１対の被挟持面を有し、その被挟持面の間を斜めに横切るＶ溝状の谷部をホルダとの突き合わせ位置に形成した切れ刃チップも併せて提供する。

この発明の刃先交換式工具は、山部の稜線が挟持片に対して斜めを向いているので、挟持片の間に挟まれた切れ刃チップの谷部をホルダの山部に押さえ付けることにより、ホルダに対する切れ刃チップの位置を固定することができる。また、山部の稜線が挟持片の間を横切っているので、山部の斜面と挟持片の対向面とが、両端を解放した直線状の溝を形成する。そのため、山部の斜面と挟持片の対向面を研磨して仕上げてホルダに対する切れ刃チップの位置精度を確保し、耐久性を高めることができる。

さらに、前記谷部の底が前記被挟持面に対してなす角度を、前記山部の稜線が前記対向面に対してなす角度よりも大きくしたものは、切れ刃チップの谷部をホルダの山部に押さえ付けて切れ刃チップを固定すると、切れ刃チップが挟持片の対向面に押さえ付けられた状態となる。そのため、切れ刃チップの固定が安定し、切削抵抗による切れ刃チップの位置ずれが生じない。

また、前記挟持片の対向面を互いに平行に形成したものは、挟持片の加工が容易である。一方、前記挟持片の対向面を先端側が狭くなる方向に傾斜させて形成したものは、切れ刃チップがホルダから脱落するのを確実に防止することができる。

また、前記山部の斜面同士のなす角度を４５°〜１２０°としたものは、斜面同士のなす角度が４５°以上なので山部の強度が高い。また、斜面同士のなす角度が１２０°以下なので、切れ刃チップの谷部がホルダの山部に沿いやすく、切れ刃チップの位置決めが確実である。

図１に、この発明の刃先交換式工具を単純化したモデルを示す。このモデルは、切れ刃チップ１と、切れ刃チップ１を固定するホルダ２とからなる。

ホルダ２の先端には、切れ刃チップ１を挟む対向一対の挟持片３，３が形成され、挟持片３，３の間には、挟持片３，３の間を斜めに横切る稜線４を有する山部５が形成されている。

一方、切れ刃チップ１には、ホルダ２の山部５と突き合わさる位置に山部５に対応する谷部６が形成されている。谷部６は、挟持片３に挟まれる逆向きの被挟持面７，７の間を斜めに横切るＶ溝状であり、また、図２において、谷部６の底８が被挟持面７に対してなす角度θ１は、山部５の稜線４が挟持片３の対向面３ａに対してなす角度θ２よりも大きい。

このモデルは、図２に示すように山部５の稜線４が挟持片３の対向面３ａに対して斜めを向いているので、挟持片３，３の間に挟まれた切れ刃チップ１の谷部６をホルダ２の山部５に押さえ付けると、切れ刃チップ１が挟持片３の対向面３ａと山部５の斜面５ａとで拘束され、ホルダ２に対する切れ刃チップ１の位置が固定される。

また、山部５の稜線４が挟持片３の間を横切っているので、山部５の斜面５ａと挟持片３の対向面３ａとが、両端を解放した直線状の溝を形成する。そのため、その溝に沿って配置した研磨砥石で山部５の斜面５ａと挟持片３の対向面３ａを研磨して仕上げ、ホルダ２に対する切れ刃チップ１の位置精度を確保し、耐久性を高めることができる。また、切れ刃チップ１の谷部６も両端を解放した直線状の溝を形成するので、谷部６の斜面６ａを研磨して仕上げ、ホルダ２に対する切れ刃チップ１の位置精度をさらに向上させることができる。

さらに、角度θ１が角度θ２よりも大きいので、切れ刃チップ１の谷部６をホルダ２の山部５に押さえ付けると、山部５の稜線４と谷部６の底８とを一致させる方向の回転力が生じ、図３の矢印に示すように切れ刃チップ１が挟持片３の対向面３ａに押さえ付けられた状態で固定される。そのため、切れ刃チップ１の固定が安定し、切削抵抗による切れ刃チップ１の位置ずれが生じない。また、切れ刃チップ１を挟持片３が面で受けるので、切削抵抗により切れ刃チップ１とホルダ２の受ける負荷を抑えることができ、耐久性が高い。

図４に、このモデルを刃先交換式ドリルに適用した実施形態を示す。この刃先交換式ドリルは、切れ刃チップ９と、切れ刃チップ９を固定するホルダ１０とからなる。

ホルダ１０の先端には、図５、図６に示すように対向一対の挟持片１１，１１が形成されており、この挟持片１１，１１に切れ刃チップ９が挟まれる。挟持片１１，１１の間には、図６に示すように挟持片１１，１１の間を斜めに横切る稜線１２を有する山部１３が形成されている。また、挟持片１１には、外周側から対向面１１ａに貫通するねじ穴１４が形成されており、このねじ穴１４にロックねじ１５がねじ込まれる。挟持片１１と山部１３の境界には、図５に示すように、応力集中を防止するための丸溝１６が形成されている。

一方、切れ刃チップ９には、図７、図８に示すように、ホルダ１０の山部１３と突き合わさる位置に山部１３に対応する谷部１７が形成されている。谷部１７は、挟持片１１に挟まれる逆向きの被挟持面１８，１８の間を斜めに横切るＶ溝状であり、また、図８において谷部１７の底１９が被挟持面１８に対してなす角度θ３は、図６において山部１３の稜線１２が挟持片１１の対向面１１ａに対してなす角度θ４よりも大きい。

切れ刃チップ９には、図９に示すように、ホルダ１０のねじ穴１４に対応する位置に円錐状のねじ当接面２０が形成されている。そのねじ穴１４にロックねじ１５をねじ込んで、図１０に示すようにねじ当接面２０の山部１３側に当接させ、そのロックねじ１５をさらに締め込むと、ねじ当接面２０で生じる分力により切れ刃チップ９の谷部１７をホルダ１０の山部１３に押さえ付けることができる。

この刃先交換式ドリルは、上述したモデルと同様に、山部１３の稜線１２が挟持片１１に対して斜めを向いているので、ロックねじ１５を締め込んで切れ刃チップ９の谷部１７をホルダ１０の山部１３に押さえ付けて、ホルダ１０に対する切れ刃チップ９の位置を固定することができる。

また、上述したモデルと同様に、山部１３の稜線１２が挟持片１１の間を横切っているので、山部１３の斜面１３ａと挟持片１１の対向面１１ａを研磨して仕上げて耐久性を高めることができる。また、切れ刃チップ９の谷部１７も研磨して仕上げて、切れ刃チップ９の位置精度をさらに向上させることができる。

さらに、角度θ３が角度θ４よりも大きいので、切れ刃チップ９の谷部１７をホルダ１０の山部１３に押さえ付けて切れ刃チップ９を固定すると、図１１の矢印に示すように切れ刃チップ９が挟持片１１の対向面１１ａに押さえ付けられた状態となる。そのため、切削抵抗による切れ刃チップ９の位置ずれが生じない。また、切れ刃チップ９を挟持片１１が面で受けるので、耐久性が高い。

挟持片１１の対向面１１ａは、図５に示すように互いに平行に形成すると、挟持片１１の加工が容易となり好ましいが、先端側が狭くなる方向に傾斜させて形成してもよい。このようにすると、対向面１１ａが切れ刃チップ９の抜け止めとなり、切れ刃チップ９がホルダ１０から脱落するのを確実に防止することができる。

また、図１２に示す山部１３の斜面１３ａ同士のなす角度αは、４５°〜１２０°とすると好ましい。角度αを４５°以上とすると山部１３の強度を確保することができる。また、角度αを１２０°以下とすると、切れ刃チップ９の谷部１７が山部１３に沿いやすくなり、切れ刃チップ９を確実に位置決めすることができる。

上記実施形態では、ねじ当接面２０に生じる分力により谷部１７を山部１３に押さえ付けているが、他の方式で谷部１７を山部１３に押さえ付けるようにしてもよい。たとえば、図１３に示すように、切れ刃チップ９の後端にねじ穴２１を形成し、ホルダ１０に設けたプルボルト２２を切れ刃チップ９のねじ穴２１にねじ込み、そのプルボルト２２を締め付けて切れ刃チップ９の谷部１７をホルダ１０の山部１３に押さえ付けるようにしてもよい。

図１４、図１５に、この発明を刃先交換式ボールエンドミルに適用した実施形態を示す。このエンドミルは、上述した刃先交換式ドリルと同様、切れ刃チップ２３と、切れ刃チップ２３を固定するホルダ２４とからなり、ホルダ２４の先端には、切れ刃チップ２３を挟む対向一対の挟持片２５，２５が形成され、挟持片２５，２５の間には、図１６に示すように挟持片２５，２５の間を斜めに横切る稜線２６を有する山部２７が形成されている。また、挟持片２５には、図１７に示すように斜め後方に向けてねじ穴２８が形成されており、このねじ穴２８にロックねじ２９がねじ込まれる。

一方、切れ刃チップ２３の後端には、図１８、図１９に示すように、ホルダ２４の山部２７と突き合わさる位置に山部２７に対応する谷部３０が形成されている。谷部３０は、挟持片２５に挟まれる逆向きの被挟持面３１，３１の間を斜めに横切るＶ溝状であり、また、図１９において谷部３０の底３２が被挟持面３１に対してなす角度θ５は、図１６において山部２７の稜線２６が挟持片２５の対向面２５ａに対してなす角度θ６よりも大きい。また、切れ刃チップ２３には、図１８に示すようにホルダ２４のねじ穴２８に対応する位置に、ねじ穴２８と直角なねじ当接面３３が形成されている。

このエンドミルは、上述した刃先交換式ドリルと同様に、ロックねじ２９の先端をねじ当接面３３に当接させて締め込み、そのロックねじ２９の推進力により切れ刃チップ２３の谷部３０をホルダ２４の山部２７に押さえ付けて、ホルダ２４に対する切れ刃チップ２３の位置を固定することができる。また、山部２７の斜面２７ａと挟持片２５の対向面２５ａを研磨して仕上げて耐久性を高めることができ、切れ刃チップ２３の谷部３０も研磨して仕上げて、切れ刃チップ２３の位置精度をより向上させることができる。さらに、角度θ５が角度θ６よりも大きいので、切れ刃チップ２３の谷部３０をホルダ２４の山部２７に押さえ付けて切れ刃チップ２３を固定すると、図１５の矢印に示すように切れ刃チップ２３が挟持片２５の対向面２５ａに押さえ付けられた状態となり、切れ刃チップ２３の固定が安定する。

図２０、図２１に、この発明をクランプバイトに適用した実施形態を示す。このバイトも、上述した刃先交換式ドリルと同様、切れ刃チップ３４と、切れ刃チップ３４を固定するホルダ３５とからなり、ホルダ３５の先端には、切れ刃チップ３４を挟む対向一対の挟持片３６，３６が形成され、挟持片３６，３６の間には、図２２に示すように挟持片３６，３６の間を斜めに横切る稜線３７を有する山部３８が形成されている。山部３８には、クランプねじ３９をねじ込むねじ穴４０が形成されている。

一方、切れ刃チップ３４には、図２３、図２４に示すように、ホルダ３５の山部３８と突き合わさる位置に山部３８に対応する谷部４１が形成されている。谷部４１は、挟持片３６に挟まれる逆向きの被挟持面４２，４２の間を斜めに横切るＶ溝状であり、また、図２４において谷部４１の底４３が被挟持面４２に対してなす角度θ７は、図２２において山部３８の稜線３７が挟持片３６の対向面３６ａに対してなす角度θ８よりも大きい。また、切れ刃チップ３４には、クランプねじ３９を挿入する貫通穴４４が形成されている。

このクランプバイトも、上述した刃先交換式ドリルと同様に、クランプねじ３９を締め込んで切れ刃チップ３４の谷部４１をホルダ３５の山部３８に押さえ付けて、ホルダ３５に対する切れ刃チップ３４の位置を固定することができる。また、山部３８の斜面３８ａと挟持片３６の対向面３６ａを研磨して仕上げて耐久性を高めることができ、切れ刃チップ３４の谷部４１も研磨して仕上げて、切れ刃チップ３４の位置精度をより向上させることができる。さらに、角度θ７が角度θ８よりも大きいので、切れ刃チップ３４の谷部４１をホルダ３５の山部３８に押さえ付けて切れ刃チップ３４を固定すると、図２１の矢印に示すように切れ刃チップ３４が挟持片３６の対向面３６ａに押さえ付けられた状態となり、切れ刃チップ３４の固定が安定する。

この発明の刃先交換式工具のモデルを示す斜視図（ａ）は図１のモデルの切れ刃チップを示す図、（ｂ）は図１のモデルのホルダを示す図図２（ａ）の切れ刃チップを図２（ｂ）のホルダに固定した状態を示す図この発明を適用した刃先交換式ドリルを示す側面図図４の刃先交換式ドリルのホルダを示す図図５に示すホルダの断面図図４の刃先交換式ドリルの切れ刃チップの側面図図７に示す切れ刃チップを後方から見た図図４の刃先交換式ドリルの切れ刃チップの側面図図４の刃先交換式ドリルのロックねじを説明する図図４の刃先交換式ドリルを先端側から見た図図５に示すホルダを山部の稜線の方向から見た図図４の刃先交換式ドリルの切れ刃チップをプルボルトで固定する変形例を説明する図この発明を適用した刃先交換式ボールエンドミルを示す側面図図１４の刃先交換式ボールエンドミルを先端側から見た図図１４の刃先交換式ボールエンドミルのホルダの断面図図１４の刃先交換式ボールエンドミルのロックねじを説明する図図１４の刃先交換式ボールエンドミルの切れ刃チップの側面図図１８に示す切れ刃チップを後方から見た図この発明を適用したクランプバイトを示す側面図図２０のクランプバイトを先端側から見た図図２０のクランプバイトのホルダの断面図図２０のクランプバイトの切れ刃チップの側面図図２３に示す切れ刃チップを後方から見た図

符号の説明

１切れ刃チップ
２ホルダ
３挟持片
３ａ対向面
４稜線
５山部
５ａ斜面
６谷部
７被挟持面
８谷部の底
９切れ刃チップ
１０ホルダ
１１挟持片
１１ａ対向面
１２稜線
１３山部
１３ａ斜面
１５ロックねじ
１７谷部
１８被挟持面
１９谷部の底
２０ねじ当接面
２３切れ刃チップ
２４ホルダ
２５挟持片
２５ａ対向面
２６稜線
２７山部
２７ａ斜面
２９ロックねじ
３０谷部
３１被挟持面
３２谷部の底
３３ねじ当接面
３４切れ刃チップ
３５ホルダ
３６挟持片
３６ａ対向面
３７稜線
３８山部
３８ａ斜面
４１谷部
４２被挟持面
４３谷部の底
θ１、θ３、θ５、θ７谷部の底が被挟持面に対してなす角度
θ２、θ４、θ６、θ８山部の稜線が挟持片の対向面に対してなす角度
α 山部の斜面同士のなす角度

Claims

切れ刃チップ１を挟む対向一対の挟持片３，３をホルダ２の先端に形成し、その挟持片３，３の間を斜めに横切る稜線４を有する山部５を前記ホルダ２に形成し、その山部５に対応する谷部６を前記切れ刃チップ１に形成し、その谷部６を前記ホルダ１の山部５に押さえ付けるロック手段を設けた刃先交換式切削工具。
前記谷部６の底８が前記挟持片３に挟まれる被挟持面７に対してなす角度を、前記山部５の稜線４が前記挟持片３の対向面３ａに対してなす角度よりも大きくした請求項１に記載の刃先交換式切削工具。
前記挟持片３の対向面３ａを互いに平行に形成した請求項１または２に記載の刃先交換式切削工具。
前記挟持片３の対向面３ａを先端側が狭くなる方向に傾斜させて形成した請求項１または２に記載の刃先交換式切削工具。
前記山部５の斜面５ａ，５ａ同士のなす角度が４５°〜１２０°である請求項１から４のいずれかに記載の刃先交換式切削工具。
前記ロック手段が、前記挟持片１１に設けたロックねじ１５と、前記切れ刃チップ９に形成したねじ当接面２０とからなり、そのねじ当接面２０に当接させた前記ロックねじ１５を締め込むことにより前記谷部１７を前記山部１３に押さえ付ける請求項１から５のいずれかに記載の刃先交換式切削工具。
ホルダに挟まれる逆向きの１対の被挟持面を有し、その被挟持面の間を斜めに横切るＶ溝状の谷部をホルダとの突き合わせ位置に形成した切れ刃チップ。