JP4770254B2

JP4770254B2 - 切削工具

Info

Publication number: JP4770254B2
Application number: JP2005127611A
Authority: JP
Inventors: 正治滝口; 俊賀渡部
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2005-04-26
Filing date: 2005-04-26
Publication date: 2011-09-14
Anticipated expiration: 2025-04-26
Also published as: JP2006305641A

Description

本発明は、被切削材に予め形成された下穴に挿入され、この下穴の内壁面を切削加工して所定の内径の加工穴を形成する切削工具に関する。

このような加工を行う切削工具として、従来、軸線回りに回転される工具本体の先端部外周に、切刃を有するインサートが着脱可能に装着されたボーリングバーやリーマが提供されている（特許文献１参照。）。図５に、従来の切削工具の一例を示す。
図５に示す切削工具１は、軸線Ｏ回りに回転される円柱状の工具本体２を有し、工具本体２先端側外周に、切刃３を有するインサート４がクランプネジ５によって固定されている。

インサート４の切刃３が工具本体２径方向外側に向けられており、インサート４の工具本体２径方向内側には、インサート４の位置を調整する調整機構６として、インサート４の工具本体２後端側に配置された第１調整ネジ７と工具本体２先端側に配置された第２調整ネジ８の２つの調整ネジが備えられており、これら２つの調整ネジ７、８の先端面がインサート４の工具本体２径方向内側を向く側面に当接されている。

上記構成の切削工具１は、軸線Ｏ回りに回転されるとともに軸線Ｏ方向に送られて、被切削材に予め形成された下穴に挿入され、工具本体２径方向外側に突出された切刃３によって下穴の内壁面を切削加工するものである。
特開２００２−１６０１２５号公報

ところで、この構成の切削工具１では、インサート４の切刃３の位置調整を行う際に、第１調整ネジ７及び第２調整ネジ８を使用して、インサート４の軸線Ｏに対する傾斜角（バックテーパ）と工具本体２径方向の位置とを調整する必要がある。例えば傾斜角を調整した後に工具本体２径方向の位置を調整した場合に、傾斜角を調整する調整機構６と工具本体径方向位置を調整する調整機構６が同一であるため、調整した傾斜角が変化してしまい再度調整する必要が生じることがあり、インサート４の位置調整に多くの時間と労力が必要であるとともに、インサート４の位置調整作業を簡単に行うことができなかった。

また、調整ネジ７、８でインサート４の側面の一部を押圧して調整しているので、インサート４が移動方向に向けて移動せず回転してしまうことがあり、インサート４の位置を精度良く調整することができないといった問題があった。
また、インサート４の位置を精度良く調整できないために、インサート４の切刃３によって形成される加工穴の寸法精度が劣化してしまうといった問題があった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、インサートの位置調整を簡単に、かつ確実に行うことができ、加工穴を寸法精度良く形成することができる切削工具を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、この発明は、被切削材に予め設けられた下穴に挿入され、該下穴の内壁面を切削加工して所定の内径の加工穴を形成する切削工具であって、軸線回りに回転される工具本体の先端部には、前記工具本体先端側及び前記工具本体径方向外側に向けて開口された凹部が形成され、該凹部の前記工具本体回転方向後方側に取付座が形成されており、該取付座には、切刃を有するインサートが装着されるとともに、該インサートの工具本体後端側に該インサートを押圧する押圧部材が装着され、前記インサートの前記工具本体径方向内側を向く面が被押圧面とされるとともに、前記インサートの前記工具本体後端側を向く面が被ガイド面とされ、前記押圧部材は、前記工具本体における前記インサートが装着される箇所の前記工具本体後端側に装着される装着部と、該装着部から前記工具本体の先端側に延びて前記インサートの前記工具本体径方向内側に配置される弾性変形可能なアーム部を有し、前記装着部には、前記インサートの前記被ガイド面と摺動可能とされるとともに前記工具本体外側に向かうに従い前記工具本体後端側へ漸次後退する傾斜面とされたガイド部が形成され、前記アーム部は、前記インサートの前記被押圧面と面接触される押圧面を有し、前記工具本体には、前記アーム部の押圧面を前記工具本体径方向外側に移動させる調整ネジが設けられていることを特徴とする。

上記の構成の切削工具においては、インサートの工具本体後端側を向く面が被ガイド面とされ、このインサートの工具本体後端側に、被ガイド面と摺動可能とされて工具本体外側に向かうに従い工具本体後端側へ漸次後退する傾斜面とされたガイド部が形成されているので、軸線に対する切刃の傾斜角がガイド部の傾斜面の傾斜角で決定される。よって、ガイド部の傾斜角を予め所定の角度とすることで、インサートの傾斜角を調整する必要がなく、切刃の工具本体径方向の位置だけを調整すればよいので、インサートの位置調整に要する時間と労力を大幅に削減できる。

また、インサートの被押圧面と面接触される押圧面を有する押圧部材が配置され、この押圧部材を工具本体径方向外側に向けて移動させる移動手段が設けられているので、この移動手段によって押圧部材を工具本体径方向外側に移動させ、インサートの被押圧面を面で押圧することができ、インサートの移動を安定して行うことができる。また、インサートの被押圧面の一部を押圧することがないので、インサートが回転せず位置調整を精度良く行うことができ、加工穴を寸法精度良く形成することができる。

また、前記押圧部材を、前記押圧面を備えた弾性変形部を有する構成として、前記工具本体に、前記移動手段として前記弾性変形部を前記工具本体径方向外側に移動するように弾性変形させる変形力付与手段を設けることにより、押圧面を有する弾性変形部を弾性変形させることでインサートの被押圧面を確実に押圧できるとともに、変形力付与手段による変形力を弱めることで、弾性変形されていた弾性変形部が弾性復帰して、インサートが工具本体径方向内側に後退される。したがって、インサートを工具本体径方向に進退可能に調整でき、インサートの位置調整に要する時間と労力をさらに削減できるとともに、インサートの位置調整をさらに精度良く行ことができる。

また、前記押圧部材を、前記ガイド部を有するとともに前記インサートの前記工具本体後端側に配置されて前記工具本体に装着される装着部と、該装着部から延びて前記インサートの被押圧面に当接されるアーム部とを有した構成として、前記アーム部を前記弾性変形部とし、前記変形力付与手段を、前記アーム部を前記工具本体径方向外側に向けて弾性変形させる調整ネジとすることにより、調整ネジをねじ込んでアーム部を弾性変形させることでインサートが工具本体径方向外側へ突出され、調整ネジを緩めることでアーム部が弾性復帰してインサートが工具本体径方向内側に後退される。したがって、ひとつの調整ネジの回動操作によってインサートを工具本体径方向に進退可能に調整でき、簡単にかつ精度良くインサートの位置調整を行うことができる。
また、工具本体にガイド部を設けることなく、工具本体に装着される押圧部材に所望の傾斜角を有するガイド部を形成することができるので、インサートの傾斜角に合わせたガイド部を有する押圧部材を準備することでインサートの傾斜角の調整ができる。

また、前記工具本体の先端部外周に、前記被切削材に形成される前記加工穴の内壁面と摺接可能なガイドパッドを周方向に２つ以上設けることにより、加工穴と摺接するガイドパットによって切削工具の振動やブレが防止され、加工穴を寸法精度良く形成することができる。

したがって、本発明によれば、インサートの位置調整を簡単に、かつ確実に行うことができ、加工穴を寸法精度良く形成することができる切削工具を提供することができる。

本発明の第一の実施の形態について添付した図面を参照して説明する。図１、図２に、本発明の第一の実施の形態であるボーリングバーを示す。
ボーリングバー２１は、概略円柱状をなし軸線Ｏ回りに回転される工具本体２２を有し、工具本体２２の後端側（図１において上側）には、工具本体２２を工作機械等の主軸端に取り付けるための取付部２３が形成されている。

工具本体２２の先端側（図１において下側）には、工具本体２２先端側と工具本体２２径方向外側に向けて開口するように凹部２４が形成されている。凹部２４は、図２に示すように、工具本体２２回転方向Ｔ後方側の壁面２４Ａと工具本体２２径方向内側の壁面２４Ｂとを有し、これらの壁面２４Ａ、２４Ｂが９０°交差するとともに軸線Ｏに平行に延びるように形成されており、工具本体２２回転方向Ｔ後方側の壁面２４Ａには、取付座２５が形成されている。

この取付座２５には、切刃４２を有するインサート４１と、インサート４１を押圧する押圧部材３１とが装着されている。
押圧部材３１は、外形が概略Ｌ字形をなし、固定ネジ挿通孔３２が備えられた装着部３３と、この装着部３３の一方の側面部からアーム状に延びるアーム部３４とを有しており、アーム部３４の一方の側面部３４Ａと装着部３３の一方の側面部とが、凹部２４の工具本体２２径方向内側の壁面２４Ｂに当接されるように、固定ネジ３６によって工具本体２２に固定されている。

押圧部材３１に備えられた装着部３３の工具本体２２先端側を向く壁面は、工具本体２２径方向外側に向かうに従い漸次工具本体２２後端側に僅かに後退する傾斜面とされ、インサート４１の工具本体２２径方向への移動方向を案内するガイド部３７とされている。
また、アーム部３４は、工具本体２２先端面まで延びるように配置され、アーム部３４の他方の側面部がインサート４１を押圧する押圧面３８とされている。また、アーム部３４の付け根部分には、切欠部３５が形成されており、アーム部３４がこの切欠部３５を支点として弾性変形可能とされている。

押圧部材３１に備えられたアーム部３４の押圧面３８と装着部３３のガイド部３７とに、インサート４１の側面がそれぞれ当接されるようにしてインサート４１がクランプネジ４０によって取り付けられている。
インサート４１は、外形が正方形平板状をなしており、すくい面とされる上面と、取付座２５への着座面とされる底面と、逃げ面とされる４つの側面とを有している。このインサート４１を側面視した場合には、上面から底面に向かうにしたがい漸次インサート４１の内側に後退するような逃げが設けられており、インサート４１は、いわゆるポジティブインサートとされている。

ここで、取付座２５にインサート４１の底面（着座面）が密着するように着座され、すくい面とされた上面が工具本体２２回転方向Ｔ前方側を向くように配置される。また、ガイド部３７に当接されるインサート４１の工具本体２２後端側を向く側面が被ガイド面４３とされ、ガイド部３７と摺動可能に配置されている。また、インサート４１の工具本体２２径方向を向く側面が被押圧面４４とされ、アーム部３４の押圧面３８と面接触するように当接されている。

また、工具本体２２先端部には、一端が凹部２４の工具本体２２径方向内側の壁面２４Ｂに開口されて他端が工具本体２２外周面に開口されるとともに、凹部２４の工具本体２２径方向内側の壁面２４Ｂに対して傾斜するように延びる貫通孔２６が形成されており、この貫通孔２６には、調整ピン２７が挿入されるとともに貫通孔２６の工具本体２２外周面側に調整ネジ２８が螺着されている。ここで、調整ピン２７及び調整ネジ２８の中心線とインサート４１を固定するクランプネジ４０の中心線とが略同一平面上に位置するように配置されている。

調整ピン２７の先端側には、凹部２４の工具本体２２径方向内側の壁面２４Ｂと平行に切り欠かれた平坦面部２７Ａが形成されており、この平坦面部２７Ａが凹部２４の工具本体２２径方向内側の壁面２４Ｂの開口部から露呈され、アーム部３４の一方の側面部３４Ａに当接されている。また、貫通孔２６の工具本体２２外周面の開口部からは、調整ネジ２８を回動するための作業用工具が係合される係合孔が露呈されている。そして、これら調整ピン２７と調整ネジ２８とが、アーム部３４を弾性変形させる変形力付与手段２９を構成している。

また、工具本体２２先端側には、凹部２４及び貫通孔２６の開口部を避けるように、かつ円周方向に間隔を開けて配置されたガイドパッド５１が複数備えられており、本実施形態では、図３に示すように、円周方向に２つ（インサート４１の切刃４２と１８０°の位置に１つと、インサート４１の切刃４２及び前記ガイドパッド５１に対して約９０°の位置に１つ）配置されている。このガイドパッド５１は軸線Ｏに平行に延びるように形成されるとともに、ガイドパッド５１の外周面は、軸線Ｏを中心とした円筒面形状とされている。

このように構成されたボーリングバー２１は、工具本体２２後端側の取付部２３を介して工作機械の主軸端に取り付けられ、軸線Ｏ回りに回転されるとともに、軸線Ｏ方向に送りを与えられ、被切削材に予め設けられた下穴の中に挿入され、工具本体２２径方向外側に突出されたインサート４１の切刃４２によって下穴の内壁面を切削して、所定の内径の加工穴を形成するものである。

このボーリングバー２１では、次のようにしてインサート４１の切刃４２の工具本体２２径方向の位置が調整される。
貫通孔２６の工具本体２２外周面の開口部から露呈された係合孔に作業用工具を係合させて、調整ネジ２８をねじ込むように回動させることにより、調整ピン２７が貫通孔２６の他端側に移動され、調整ピン２７の平坦面部２７Ａによってアーム部３４の一方の側面部３４Ａが押圧される。押圧されたアーム部３４は、アーム部３４の付け根に形成された切欠部３５を支点として工具本体２２径方向外側に向けて弾性変形させられ、弾性変形させられたアーム部３４の押圧面３８がインサート４１の被押圧面４４を押圧することで、クランプネジ４０が撓んでインサート４１が工具本体２２径方向外側に突出される。

一方、調整ネジ２８を緩めるように回動させることにより、アーム部３４を弾性変形させていた調整ピン２７が貫通孔２６の一端側に移動され、弾性変形させられたアーム部３４が弾性復帰して、インサート４１の被押圧面４４を押圧する力が弱まり、インサート４１が工具本体２２径方向内側に後退する。
このように、単一の調整ネジ２８を回動することにより、インサート４１の工具本体２２径方向の位置を進退可能に調整できるので、インサート４１の位置調整に要する時間と労力を大幅に削減できるとともに、インサート４１の工具本体２２径方向の位置を簡単に、かつ精度良く調整することができる。

また、インサート４１の被押圧面４４とアーム部３４の押圧面３８とが面接触するように配置されているので、インサート４１の被押圧面４４を面で押圧することになり、インサート４１の移動が確実に行われるとともに、インサート４１が回転移動することが防止され、インサート４１の位置を精度良く調整することができ、加工穴を寸法精度良く形成することができる。

また、押圧部材３１に備えられた装着部３３に、インサート４１の移動を案内するガイド部３７が形成され、このガイド部３７が工具本体２２径方向外側に向かうに従い漸次工具本体２２後端側へ後退する傾斜面とされているので、インサート４１の傾斜角度を一定に保持したままでインサート４１の工具本体２２径方向の位置を調整でき、インサート４１の位置調整に要する時間と労力を削減することができる。
また、工具本体２２にガイド部３７を設けることなく、工具本体２２に装着される押圧部材３１に所望の傾斜角を有するガイド部３７を形成しているので、押圧部材３１の形状を変更することでインサート４１の傾斜角を調整できる。

また、調整ネジ２８と調整ピン２７が、インサート４１の移動方向に対して傾斜するように配置されているので、調整ネジ２８のネジピッチに対する調整ピン２７のインサート４１移動方向への移動量が小さくでき、インサート４１の位置調整をさらに精度良く行うことができる。
また、このボーリングバー２１にはガイドパッド５１が２つ設けられているので、ボーリングバー２１を被切削材の下穴に挿入した際に、ガイドパッド５１が加工穴の内壁面と摺動することにより、ボーリングバー２１の振動やブレを防止でき、加工穴をさらに寸法精度良く形成することができる。

次に、本発明の第二の実施の形態であるボーリングバーを説明する。なお、第一の実施の形態と同一部材には同じ符号を付して説明を省略する。図３、図４に本発明の第二の実施の形態であるボーリングバー６１を示す。
このボーリングバー６１では、工具本体２２先端側に設けられた凹部２４の取付座２５には、インサート４１のみが装着されており、取付座２５の工具本体２２先端側を向く壁面が工具本体２２径方向外側に向かうに従い漸次工具本体２２後端側に僅かに後退する傾斜面とされ、インサート４１の工具本体２２径方向への移動方向を案内するガイド部３７とされている。つまり、工具本体２２に直接ガイド部３７が形成されているのである。

また、工具本体２２先端側には、工具本体２２先端側に開口されて工具本体２２後端側に向けて延びる収容溝６２が形成されている。
この収容溝６２の工具本体２２後端側の壁面には、工具本体２２後端側に向かうに従い漸次インサート４１に近づくように軸線Ｏに対して傾斜するように延びるネジ孔６３が形成されている。また、収容溝６２のインサート４１と反対側の壁面は、ネジ孔６３の中心線と平行に、工具本体２２後端側に向かうに従い漸次インサート４１に近づく傾斜壁面６４とされている。

この収容溝６２に収容されるクサビ部材７１は、インサート４１の被押圧面４４に面接触させる押圧面７２と、インサート４１のすくい面を支持する支持部７３とを有しており、押圧面７２はインサート４１の被押圧面４４と平行に形成され、この押圧面７２に対向する側の側面は、工具本体２２後端側に向かうに従い漸次インサート４１に近づく傾斜面とされている。また、クサビ部材７１の内部には、収容溝６２の工具本体２２後端側の壁面に形成されたネジ孔６３に螺着される移動ネジ７４が備えられている。

この構成のボーリングバー６１では、移動ネジ７４をねじ込むように回動させてクサビ部材７１を工具本体２２後端側に移動させることにより、クサビ部材７１の押圧面７２が収容溝６２の傾斜壁面６４に沿ってインサート４１側に移動され、押圧面７２がインサート４１の被押圧面４４を押圧し、クランプネジ４０が僅かに撓んでインサート４１が工具本体２２径方向外側へ移動される。一方、移動ネジ７４を緩めるように回動させてクサビ部材７１を工具本体２２先端側に移動させることにより、クサビ部材７１の押圧面７２がインサート４１と反対側に移動し、インサート４１を押圧する力が弱まり、インサート４１が工具本体２２径方向内側に後退する。

このようにひとつの移動ネジ７４の回動操作によって、インサート４１の工具本体２２径方向の位置を進退可能に調整できるので、インサート４１の工具本体２２径方向の位置を簡単にかつ精度良く調整することができ、インサート４１の位置調整に要する時間と労力を大幅に削減することができる。また、インサート４１の被押圧面４４と面接触する押圧面７２によって押圧するので、インサート４１が回転することが防止され、インサート４１の位置を精度良く確実に調整することができる。

また、クサビ部材７１の傾斜面や、収容溝６２の傾斜壁面６４の傾斜角度を調整することにより、クサビ部材７１の移動に伴う押圧面７２のインサート４１側への移動量を調整することができ、インサート４１の工具本体２２径方向の位置をさらに精度良く調整することができる。

なお、本実施形態では、ガイドパッド５１を周方向に２つ備えたもので説明したが、これに限定されることはなく、ガイドパッド５１の数に制限はなく、ガイドパッド５１を備えていないものであっても良いが、ガイドパッド５１を備えたものは、上述したように工具のブレや振動が抑えられるといった効果を有するので好適である。

本発明の第一の実施形態であるボーリングバーの側面図である。本発明の第一の実施形態であるボーリングバーを工具本体先端側からみた図である。本発明の第二の実施形態であるボーリングバーの側面図である。本発明の第二の実施形態であるボーリングバーを工具本体先端側からみた図である。従来の切削工具の一例を示す説明図である。

符号の説明

２１、６１ボーリングバー（切削工具）
２２工具本体
２４凹部
２５取付座
２９変形力付与手段（移動手段）
３１押圧部材
３３装着部
３４アーム部（弾性変形部）
３７ガイド部
３８押圧面
４１インサート
４２切刃
４３被ガイド面
４４被押圧面
５１ガイドパッド
６２収容溝（収容部）
６３ネジ孔
７１クサビ部材（押圧部材）
７４移動ネジ（移動手段）

Claims

被切削材に予め設けられた下穴に挿入され、該下穴の内壁面を切削加工して所定の内径の加工穴を形成する切削工具であって、
軸線回りに回転される工具本体の先端部には、前記工具本体先端側及び前記工具本体径方向外側に向けて開口された凹部が形成され、該凹部の前記工具本体回転方向後方側に取付座が形成されており、
該取付座には、切刃を有するインサートが装着されるとともに、該インサートの工具本体後端側に該インサートを押圧する押圧部材が装着され、
前記インサートの前記工具本体径方向内側を向く面が被押圧面とされるとともに、前記インサートの前記工具本体後端側を向く面が被ガイド面とされ、
前記押圧部材は、前記工具本体における前記インサートが装着される箇所の前記工具本体後端側に装着される装着部と、該装着部から前記工具本体の先端側に延びて前記インサートの前記工具本体径方向内側に配置される弾性変形可能なアーム部を有し、
前記装着部には、前記インサートの前記被ガイド面と摺動可能とされるとともに前記工具本体外側に向かうに従い前記工具本体後端側へ漸次後退する傾斜面とされたガイド部が形成され、
前記アーム部は、前記インサートの前記被押圧面と面接触される押圧面を有し、
前記工具本体には、前記アーム部の押圧面を前記工具本体径方向外側に移動させる調整ネジが設けられていることを特徴とする切削工具。
前記工具本体の先端部外周には、前記被切削材に形成される前記加工穴の内壁面と摺接可能なガイドパッドが周方向に２つ以上設けられていることを特徴とする請求項１に記載の切削工具。