JP4786919B2 - 溝入れ加工用ホルダおよび切削工具 - Google Patents

Description

本発明は、金属材料等の切削加工において、溝入れ加工に使用するホルダおよびこれを用いた切削工具に関する。

一般に、金属材料等の切削加工において、溝入れ加工に使用するホルダおよびこれを用いた切削工具として、ホルダの先端からチップの切刃を突出させた構成のものが知られている。図５は、従来の外径の溝入れ加工用の切削工具を示す斜視図である。図５に示すように、切削工具１００は、ホルダ３１の先端面から後端側に向かって形成されたスリット３２と、スリット３２の上方に位置してスローアウェイチップ４０を押圧するための上顎部３３と、スリット３２の下方に位置してホルダ３１の先端部に形成された下顎部３４と、上顎部３３を締付けるための固定ボルト３５で構成されている。そして、下顎部３４に形成されたチップ取付部３６に切刃を有するスローアウェイチップ４０を載置し、ついで、上顎部３３の一部をチップ４０の上面に押圧し、固定ボルト３５で締付けてチップ４０を固定している。

しかしながら、この構成では、チップ４０は固定ボルト３５の締め込み位置から偏った位置で固定されている。このため、チップ４０を固定する際に固定ボルト３５を締めすぎると、上顎部３３のチップ４０を押圧している一側方よりも他側方に倒れやすく、上顎部３３の一側方がチップ４０の上面から浮きやすくなるという問題がある。この問題が生じると、チップ４０の固定力が弱くなり、その結果、切削時にチップ４０が脱落する、あるいは脱落しなくともチップが振動して切刃が破損する、等の問題がある。さらに、上顎部３３の他側方におけるスリット３２の末端から亀裂が生じるという問題がある。

特許文献１〜３には、スリットに固定ボルトによる過度の締め付けを制限するための部品を備えて上顎部の塑性変形を防止した切削工具が記載されている。また、特許文献４には、固定ボルトを締めすぎると上顎部が塑性変形する溝入れカッタのクランプ機構が記載されている。しかしながら、これらの文献に記載されている切削工具やクランプ機構では、締め付けを制限するための部品や、上顎部が塑性変形するので、チップの固定が十分でないおそれがある。

特表２００４−５３３３３５号公報 特表２００１−５１５７９４号公報 特表２００１−５１５７９５号公報 特開２００１−１２０４号公報

本発明の課題は、高い固定力でスローアウェイチップをホルダのチップ取付部に固定できると共に、固定ボルトを締めすぎることによるスリットの末端から生じる亀裂の発生を防止することができる溝入れ加工用ホルダおよび切削工具を提供することである。

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、略棒状のシャンク部と該シャンク部と一体に形成されたヘッド部とを備え、前記ヘッド部は、該ヘッド部の先端側および一側方側に開口するように配設されたチップ取付部を有するとともに、該ヘッド部の先端側から後端側に向かって形成され前記ヘッド部の先端側を上下に分割するスリットにより、前記シャンク部と一体に形成された上顎部と下顎部とに分割された溝入れ加工用ホルダにおいて、前記スリットの末端における前記上顎部の厚みが、チップ取付部のある一側方よりも他側方が厚く形成される場合には、前記固定ボルトを締めすぎても、上顎部のスローアウェイチップを押圧している一側方が他側方に偏って倒れるということがなく、上顎部の一側方がスローアウェイチップの上面から浮きやすくなるのを防止することができるので、上顎部がスローアウェイチップを確実に押圧し、その結果、高い固定力でスローアウェイチップをホルダのチップ取付部に固定できると共に、固定ボルトを締めすぎることによるスリットの末端から生じる亀裂の発生を防止することができるという新たな知見を見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明における溝入れ加工用ホルダおよび切削工具は、以下の構成からなる。
（１）略棒状のシャンク部と、該シャンク部の一端側に位置して前記シャンク部と一体的に形成されたヘッド部とを備え、前記ヘッド部は、スローアウェイチップを取付けるべく前記ヘッド部の先端側および一側方側に開口するように配設されたチップ取付部を有するとともに前記ヘッド部の先端側から後端側に向かって形成されたスリットにより上顎部と下顎部とに分割されており、前記上顎部に形成された貫通穴に固定ボルトを挿入して前記下顎部に形成されたねじ穴に前記固定ボルトが螺合される溝入れ加工用ホルダであって、前記チップ取付部では、スローアウェイチップの上方から押圧固定するための上クランプ面が前記上顎部に形成されるとともに、前記スローアウェイチップの載置面となる下クランプ面が前記下顎部に形成され、前記スリットの末端における前記上顎部の厚みが、前記チップ取付部のある一側方よりも他側方が厚く形成されることを特徴とする溝入れ加工用ホルダ。
（２）前記ヘッド部の先端部における前記上顎部の厚みが、前記チップ取付部のある一側方よりも他側方が厚く形成される前記（１）記載の溝入れ加工用ホルダ。
（３）前記スリットは、前記チップ取付部のある一側方から他側方に向かうにつれて下方に傾斜している前記（２）記載の溝入れ加工用ホルダ。
（４）前記スリットの末端は、該スリットの幅よりも直径が大きな円弧状曲面である前記（１）〜（３）のいずれかに記載の溝入れ加工用ホルダ。
（５）前記（１）〜（４）のいずれかに記載の溝入れ加工用ホルダにおける前記チップ取付部に、切刃が前方または一側方に向かって突出するようにスローアウェイチップを装着したことを特徴とする切削工具。

本発明の溝入れ加工用ホルダおよび切削工具によれば、前記スリットの末端における前記上顎部の厚みが、チップ取付部のある一側方よりも他側方が厚く形成されるので、前記固定ボルトを締めすぎても、上顎部のスローアウェイチップを押圧している一側方が他側方に倒れにくく、上顎部、詳細にはチップ取付部の上クランプ面の一側方側がスローアウェイチップの上面から浮くことを防止することができるので、上クランプ面がスローアウェイチップを確実に押圧し、その結果、高い固定力でスローアウェイチップをホルダのチップ取付部に固定できるという効果がある。しかも、本構成によれば、上クランプ面がスローアウェイチップを該スローアウェイチップの刃先に近い位置で左右バランスよく押圧することができるので、より高い固定力でスローアウェイチップをホルダのチップ取付部に固定できる。また固定ボルトを締めすぎることによるスリットの末端から生じる亀裂の発生を防止することができる。

以下、本発明の溝入れ加工用ホルダおよび切削工具の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態にかかる内径の溝入れ加工用ホルダにスローアウェイチップを装着した切削工具を示す斜視図であり、図２（ａ）は、この実施形態の溝入れ加工用ホルダを示す平面図であり、図２（ｂ）は、その左側面図であり、図２（ｃ）は、その右側面図であり、図３は、この実施形態の切削工具を示す正面図である。

図１〜３に示すように、切削工具２０は、溝入れ加工用ホルダ１と、スローアウェイチップ（以下、チップと略す。）１０とから構成されている。そして、溝入れ加工用ホルダ１は、略棒状のシャンク部２と、シャンク部２の一端側に位置してシャンク部２と一体に形成されたヘッド部９とに大別される。さらに、ヘッド部９は、該ヘッド部９の先端側および一側方側に開口するように配設されたチップ取付部３を有し、ヘッド部９の先端側から後端側に向かって形成され且つ前記ヘッド部９の先端側を上下に分割するスリット４により、シャンク部２と一体に形成された上顎部５と下顎部６とに分割されている。そして、上顎部５に形成された貫通穴（図示せず）に固定ボルト７を挿入して下顎部６に形成されたねじ穴（図示せず）に前記固定ボルト７の先端ねじ部を螺合する構成となっている。

シャンク部２は略棒状であればよく、溝入れ加工用のホルダとして用いることができる形状であれば任意の形状が採用可能である。ちなみに、外径加工用であれば角柱状、内径加工用であれば略丸棒状が公知の形状である。チップ取付部３は、ヘッド部９の先端部で外周方向に向かって開口するように配設されている。これにより、このチップ取付部３にチップ１０を載置した切削工具２０は、金属材料の内径の溝入れに好適に用いることができる。そして、チップ取付部３では、チップ１０の上方から押圧固定するための上クランプ面が上顎部５に形成されるとともに、チップ１０の載置面となる下クランプ面が下顎部６に形成されている（図示せず）。

なお、本発明は、ヘッド部９の先端部で外周方向に向かって開口するように配設されているチップ取付部３に限定されるものではなく、加工条件に応じて前方または一側方に向かって開口するように配設されていればよい。具体的には、図５に示すように、ヘッド部の先端面から前方に突出して配設されていてもよい。

スリット４は、ヘッド部９の先端側において、チップ取付部３を通り且つ先端面から後端側、すなわちシャンク２側に向かって上方に傾斜するように形成している。そして、スリット４の末端は、スリット４の幅よりも直径が大きな円弧状曲面で形成されている。これにより、スリット４の末端からの亀裂の発生を抑制することができる。なお、本発明は上方に傾斜して形成されているスリット４に限定されるものではなく、ホルダのスリットとして機能する形状であれば特に限定されるものではない。例えばスリット４が、ヘッド部９のチップ取付部３を含む先端面から後端側に向かって、ヘッド部９に対して水平に形成されていてもよい。

固定ボルト７は、上顎部５の略中央に形成された貫通穴（図示せず）に挿入して下顎部６に形成されたねじ穴（図示せず）に螺合される。これにより、チップ１０の上面を押圧する上クランプ面を備えた上顎部５を固定ボルト７で締付け、チップ１０をチップ取付部３に固定することができる。

溝入れ加工用ホルダ１は、スリット４の末端における上顎部５の厚みが、チップ取付部３のある一側方よりも他側方が厚く形成されている。すなわち、左側面のスリット４の末端における上顎部５の厚みＴ１［図２（ｂ）参照］が、右側面のスリット４の末端における上顎部５の厚みＴ２［図２（ｃ）参照］より厚く形成されている。これにより、固定ボルト７を締めすぎることによる上顎部５の上クランプ面の一側方側がチップ１０の上面から浮くことを防止できると共に、左側面のスリット４の末端から生じる亀裂の発生が防止される。本発明では、前記厚みＴ１が厚みＴ２より厚く形成されていればよく、他は特に限定されるものではないが、厚みＴ１と厚みＴ２との比は、厚みＴ１：厚みＴ２＝１．１〜３：１、好ましくは厚みＴ１：厚みＴ２＝１．１〜２：１であるのがよい。

上顎部５を上記した所定の厚さで形成するには、例えばスリット４を形成する際に、スリット４の末端が左側面より右側面が深くなるように形成すればよい。また、スリットをヘッド部の先端側から後端側に向かって、ヘッド部に対して水平に形成する場合には、上顎部自体の形状を上記した所定の厚さとなるように形成すればよい。

そして、溝入れ加工用ホルダ１におけるチップ取付部３の下クランプ面に、切刃が外周方向に向かって突出するようにチップ１０を載置し、チップ１０の上面を上顎部５の上クランプ面で押圧するように固定ボルト７を締付けてチップ１０を固定し、切削工具２０を構成する。この際、固定ボルト７を締めすぎても、上顎部５が上記した所定の厚さで形成されているので、上クランプ面がチップ１０を左右バランスよく押圧することができ、上クランプ面５の一側方側がチップ１０の上面から浮くことが防止され、安定したチップ拘束が可能となる。ちなみに、切削工具２０は、チップ１０の切刃を金属材料等の被削材の内周面に当てて、内径の溝入れに使用される。

次に、本発明における溝入れ加工用ホルダおよび切削工具の他の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図４は、本発明における他の実施形態にかかる切削工具を示す正面図である。図４に示すように、この切削工具３０は、溝入れ加工用ホルダ２１とチップ１０とから構成され、溝入れ加工用ホルダ２１のヘッド部の先端部における上顎部２５の厚みが、チップ取付部２３のある一側方よりも他側方が厚く形成されている。すなわち、ヘッド部の先端部におけるスリット２４は、図４のようにチップ１０を水平に配置した状態において、チップ取付部２３のある一側方から他側方に向かうにつれて下方に傾斜している。

これによると、固定ボルト２７を締めすぎることによる上顎部２５がチップ１０と反対側へ倒れるのをより効果的に防止することができ、より高い固定力でチップ１０をホルダ２１のチップ取付部２３に固定することができる。なお、上記した以外の構成は、前記した一実施形態と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略する。
なお、上記の実施形態では内径の溝入れ加工用について説明したが、本発明における溝入れ加工用ホルダおよび切削工具は、外径の溝入れ加工用としても好適に用いることができる。

本発明における溝入れ加工用ホルダにスローアウェイチップを装着した切削工具の一実施形態を示す斜視図である。 （ａ）は、図１の溝入れ加工用ホルダの一実施形態を示す平面図であり、（ｂ）は、その左側面図であり、（ｃ）は、その右側面図である。 切削工具の一実施形態を示す正面図である。 本発明における溝入れ加工用ホルダにスローアウェイチップを装着した切削工具の他の実施形態を示す正面図である。 従来の外形の溝入れ加工用の切削工具を示す斜視図である。

符号の説明

１，２１ 溝入れ加工用ホルダ
２ シャンク部
３，２３ チップ取付部
４，２４ スリット
５，２５ 上顎部
６，２６ 下顎部
７，２７ 固定ボルト
８ スリットの末端部
９ ヘッド部
１０ スローアウェイチップ（チップ）
２０，３０ 切削工具

Claims (3)

1. 略棒状のシャンク部と、該シャンク部の一端側に位置して前記シャンク部と一体的に形成されたヘッド部とを備え、
   前記ヘッド部は、スローアウェイチップを取付けるべく前記ヘッド部の先端側および一側方側に開口するように配設されたチップ取付部を有するとともに前記ヘッド部の先端側から後端側に向かって形成されたスリットにより上顎部と下顎部とに分割されており、
   前記上顎部に形成された貫通穴に固定ボルトを挿入して前記下顎部に形成されたねじ穴に前記固定ボルトが螺合される溝入れ加工用ホルダであって、
   前記チップ取付部では、スローアウェイチップの上方から押圧固定するための上クランプ面が前記上顎部に形成されるとともに、前記スローアウェイチップの載置面となる下クランプ面が前記下顎部に形成され、
   前記ヘッド部の先端部における前記上顎部の厚みが、前記チップ取付部のある一側方よりも他側方が厚く形成されるとともに、
   前記スリットは、前記チップ取付部のある一側方から他側方に向かうにつれて下方に傾斜し、
   前記スリットの末端における前記上顎部の厚みが、前記チップ取付部のある一側方よりも他側方が厚く形成されることを特徴とする溝入れ加工用ホルダ。
2. 前記スリットの末端は、該スリットの幅よりも直径が大きな円弧状曲面である請求項１記載の溝入れ加工用ホルダ。
3. 請求項１または２に記載の溝入れ加工用ホルダにおける前記チップ取付部に、切刃が前方または一側方に向かって突出するようにスローアウェイチップを装着したことを特徴とする切削工具。

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