JP4811753B2 - 押え部材、工具ホルダおよびスローアウェイ式切削工具 - Google Patents

Description

本発明は、切刃チップを工具ホルダに拘束するための押え部材、これを備えた工具ホルダ、および、この工具ホルダに切刃チップを装着したスローアウェイ式切削工具に関する。

従来から切刃チップを工具ホルダの先端部上面に着脱可能に固定したスローアウェイ式切削工具が知られている。特許文献１は、工具ホルダの先端部上面に設けられたチップ取付座に載置した切刃チップを、該切刃チップの上方からクランプ駒（押え部材）でチップ取付座の底面側と壁面側とに向けて押圧し、切刃チップを工具ホルダに取り付ける機構を開示している。この取付機構において、押え部材は、その長手方向基端側の下面に工具ホルダの傾斜面と互いに当接する滑り面と、切刃チップに形成された取付用孔に係合する突起が形成された押圧部とを備えている。締付ボルトにより押え部材を押圧すると、押え部材が下降するに従って突起がチップの取付用孔に挿入され、押え部材の滑り面と工具ホルダの傾斜面とが互いに係合し、押え部材は工具ホルダに対して傾斜面に沿う方向に移動する。これにより、押え部材は切刃チップをチップ取付座の底面及び壁面の双方に向けて押圧する。

特開平１０−０７１５０８号公報

ところで、上記のようなタイプの切削工具では、締付ボルトを締め付けていくと、押え部材には締付ボルトの回転にともなって当該締付ボルトの中心軸線まわりに回動するモーメントが作用する。このため、締付ボルトを締め込んでいくと、回動した押え部材の突起が切刃チップの取付用孔からずれ、その結果、突起が取付用孔に挿入されず、切刃チップをチップ取付座に確実に固定できない可能性がある。

本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、切刃チップを工具ホルダに固定するのに好適な押え部材、この押え部材を備えた工具ホルダおよびこの工具ホルダに切刃チップを装着したスローアウェイ式切削工具を提供することを目的とする。

本発明の押え部材は、切刃チップを前記工具ホルダに拘束するための切刃チップ用の押え部材であって、前記締結ボルトの頭部と係合可能な上面と、前記工具ホルダに対向する下面と、前記上面と前記下面との間を貫通する前記締付ボルトが挿入されるボルト孔とを有する本体と、前記本体の下面から突出し、前記切刃チップに形成された取付用孔に係合可能な突起部と、を備え、前記突起部は、前記締付ボルトの中心軸線まわりの回転方向に向かう面であって、当該突起部がその根元側から先端側に向けて徐々に先細りとなるように傾斜している傾斜面を有する、ことを特徴とする。
好適には、前記締付ボルトの中心軸線まわりの第１及び第２の回転方向をそれぞれ向き、かつ、当該突起部がその根元側から先端側に向けて徐々に先細りとなるように傾斜している傾斜面を有する第１及び第２の傾斜面を備える。
さらに好適には、前記傾斜面は、前記突起部の周方向において滑らかに湾曲している。
また、前記突起部は、前記傾斜面以外の外周面の所定領域が前記取付用孔の内周面に係合するように構成されている。
さらに、前記突起部は、円柱状、又は、前記押え部材の長手方向に長軸をもつ長円柱状の基本形状を有し、当該基本形状の前記締付ボルトの中心軸線まわりの第１及び第２の回転方向をそれぞれ向く側面部分の少なくとも一方が当該突起部がその根元側から先端側に向けて徐々に先細りとなるように切り欠かれている、構成を採用することができる。

本発明に係る押え部材は、突起部がその根元側から先端側に向けて徐々に先細りとなるように傾斜している傾斜面を備えたことにより、締付ボルトの中心軸線まわりに回動させられたときに、突起部は、傾斜面の作用により滑らかに切刃チップの取付用孔に挿入される。

本発明に係る工具ホルダは、上記の押え部材を備えたことを特徴としている。

本発明に係る切削工具は、上記の工具ホルダと、この工具ホルダに着脱可能に装着された切刃チップと、を有することを特徴とする。

本発明によれば、押え部材の突起部を切刃チップの取付用孔に確実に挿入させて取付用孔の内周面に係合させることができるので、切刃チップを工具ホルダに確実に固定することができる。

図１Ａは、本発明の一実施形態に係る切削工具の斜視図である。 図１Ｂは、押え部材の長手方向に沿う平面で切断した断面図である。 図１Ｃは、切削工具の先端部分を示す平面図である。 図１Ｄは、図１ＣのＩＤ−ＩＤ線方向の断面図である。 図２Ａは、本発明の一実施形態に係る押え部材の概観斜視図である。 図２Ｂは、図２Ａの押え部材の先端側から見た正面図である。 図２Ｃは、図２Ａの押え部材の側面図である。 図２Ｄは、図２Ａの押え部材の底面図である。 図２Ｅは、図２Ａの押え部材の上面図である。 図２Ｆは、図２ＥのＩＩＦ−ＩＩＦ線方向の断面図である。 図２Ｇは、図２Ｆの押え部材のＩＩＧ−ＩＩＧ線方向の断面図である。

以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。
図１Ａないし図１Ｄは、本発明の一実施形態に係る切削工具を示す図であって、図１Ａは切削工具の外観斜視図、図１Ｂは切削工具先端部の押え部材の長手方向に沿う平面で切断した断面図、図１Ｃは切削工具の先端部分の平面図、図１Ｄは図１Ｃに示す切削工具の先端部のＩＤ−ＩＤ線に沿った断面図である。
旋削加工に用いられる切削工具２０は、図１Ａないし図１Ｄに示すように、押え部材１と、工具ホルダ１０と、工具ホルダ１０のチップ取付座１１に着脱可能に装着された切刃チップ３０とを含む。
工具ホルダ１０は、鋼材等から構成され、略直方体をなすシャンクを有するボデーと、該ボデーの先端部に形成されるチップ取付座１１と、該チップ取付座１１の近傍に穿設された雌ねじ孔１２と、該雌ねじ孔１２の近傍に形成された傾斜面１３と、締付ボルト４０により工具ホルダ１０に締結される押え部材１とを含む。

この切削工具２０においては、工具ホルダ１０のチップ取付座１１に切刃チップ３０が載置され、この切刃チップ３０の上面に押え部材１が配置されている。締付ボルト４０を押え部材１のボルト孔５を通じて工具ホルダ１０の雌ねじ孔１２にねじ込むと、締付ボルト４０の頭部が押さえ部材１の上面に係合し、切刃チップ３０は、チップ取付座１１に向けて押え部材１の押圧面４により押圧されて固定される。

切刃チップ３０は、例えば、超硬合金、サーメット、セラミックス等の材料から形成される。切刃チップ３０は、図１Ａないし図１Ｃに示されるように、略菱形の平板状を有し、この上面に形成されたすくい面と、このすくい面に交差する側面に形成された逃げ面と、各すくい面と逃げ面とが交差する稜線部に形成された切れ刃を備え、その中心部には取付用孔３１が貫通している。

図２Ａないし図２Ｇは、押え部材の構造を示す図であって、図２Ａは押え部材の外観斜視図、図２Ｂは押え部材の正面図、図２Ｃは押え部材の側面図、図２Ｄは押え部材の底面図、図２Ｆは図２ＥのＩＩＦ−ＩＩＦ線に沿った押え部材の断面図、図２Ｇは図２ＦのＩＩＧ−ＩＩＧ線に沿った押え部材の断面図である。
本実施形態に係る押え部材１は、超硬合金、高速度鋼、工具鋼、合金鋼、ステンレス鋼等から構成され、図２Ａ〜２Ｇに示すように、その本体は、長手方向の先端側が基端側より細くなった細長い略半卵形状を有する。この押え部材１の本体は、その長手方向における先端側の下面２に、切刃チップ３０の取付用孔３１と係合する突起部３と、切刃チップ３０をその上面から押圧する押圧面４とを備える。

押え部材１の本体の基端側には、工具ホルダ１０に形成された傾斜面１３と接触する滑り面９が備わる。さらに、押え部材１の本体の長手方向において突起部３と傾斜面１３との間には、押え部材１を上下方向に貫通するボルト孔５が備わる。

突起部３は、締付ボルト４０の中心軸線Ｃｔを中心とする回転方向Ｒ１およびＲ２に向かう面であって、当該突起部３がその根元側から先端側に向けて徐々に先細りとなるように傾斜している２つの傾斜面３ａを有する。すなわち、突起部３は、円柱状の基本形状を有し、締付ボルト４０の中心軸線Ｃｔを中心とする第１及び第２の回転方向Ｒ１およびＲ２に向かう側面部分が当該突起部３がその根元側から先端側に向けて徐々に先細りとなるように切り欠かれている。各傾斜面３ａは、図から分かるように、突起部３の周方向において滑らかに湾曲しているとともに、根元側から先端側にかけては直線状に延びている。突起部３は、図２Ｄ，図２Ｆ及び図２Ｇに示すように、突起部３の押え部材１の長手方向の基端側の周面には、凹状の湾曲面３ｃが突起部３の根元側に形成され、凸状に湾曲する当接面３ｂが突起部３の先端側に形成されている。この当接面３ｂが取付用孔３１の内周面に係合する。

本実施形態では、突起部３に滑らかな湾曲面からなる傾斜面３ａを形成したことにより、突起部３を切刃チップ３０の取付用孔３１に挿入する際に、締付ボルト４０の中心軸線Ｃｔ周りに押え部材１がわずかに回転し、傾斜面３ａと取付用孔３１の開口周縁部とが干渉した場合であっても、傾斜面３ａの作用により突起部３は取付用孔３１に円滑に挿入される。

突起部３が取付用孔３１に挿入された状態から、締付ボルト４０を締付けていくと、締付ボルト４０の中心軸線Ｃｔ周りの回転力が押え部材１に作用し、突起部３の当接面３ｂが取付用孔３１の内周面に確実に線接触または点接触した状態となる。そして、切刃チップ３０は、工具ホルダ１０の傾斜面１３とこれに接触する押え部材１の滑り面９との相互作用により、工具ホルダ１０の先端部からシャンク側へ向かって安定的に引き込まれる。すなわち、押え部材１は、切刃チップ３０をその上面から押圧しつつ、切刃チップ３０を工具ホルダ１０の先端部からシャンク側へ引き込むので、切刃チップ３０は、工具ホルダ１０に安定かつ強固に固定される。この結果、旋削加工に伴う切刃チップ３０のびびり振動の発生、刃先の損傷等を抑制でき、優れた品質の加工面を得ることができる。

本実施形態においては、押え部材１の突起部３の根元側が先端側にくらべ太くなっているため、突起部３が切刃チップの取付用孔３１と係合した時に応力が集中しやすい根元側の強度が低下せず、該突起部３の破損を抑制できる。

本実施形態では、突出部３に２つの回転方向Ｒ１およびＲ２に応じて２つの傾斜面３ａを形成したが、傾斜面３ａを一つにすることもできる。すなわち、締付ボルト４０を締め込む際に押え部材１が回動する方向（締付ボルトを締め込む際の回転方向）側にのみ傾斜面３ａを形成してもよい。また、突起部３の基本形状は、略円柱状のほかに押え部材１の長手方向（切刃チップの引き込み方向と同じ方向）に長軸をもつ略長円柱状または略楕円柱状としてもよい。

図示しないが、押え部材１の回動を防止する手段としては、本実施形態のよう押え部材の滑り面９と工具ホルダの傾斜面１３との接触によるものに加えて、本体に設けた凸部または凹部と、これに係合可能な、工具ホルダに設けた凹部または凸部とからなる係合手段が用いられる場合がある。このような係合手段においても、押え部材が全く回動しないように該係合手段を精密に係合させることは現実的に不可能である。本実施形態に係る押え部材１によれば、このような係合手段を用いた場合にも、本体の突起部３が切刃チップ３０の取付用孔３１に確実に挿入され、取付用孔３１の内周面に確実に係合するので、切刃チップ３０を強固に固定することができる。

本実施形態では、押え部材１の形状を細長い半卵形状に形成したが、押え部材１の形状としては特に限定されるものではなく、略長方形、略円形状、非対称形状等の任意の形状を採用することができる。

本実施形態においては、スローアウェイ式切削工具として旋削加工に用いられる切削工具２０を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、正面フライス等の多種のスローアウェイ式切削工具にも本発明を適用することができる。

本実施形態においては、略菱形の平板状の切刃チップ３０を使用することとしたが、切刃チップ３０の形状はこれに限定されるものではなく、例えば円形、三角形、四角形等の切刃チップを使用することができる。

Claims (7)

1. 切刃チップを前記工具ホルダに拘束するための切刃チップ用の押え部材であって、
   前記締結ボルトの頭部と係合可能な上面と、前記工具ホルダに対向する下面と、前記上面と前記下面との間を貫通する前記締付ボルトが挿入されるボルト孔とを有する本体と、
   前記本体の下面から突出し、前記切刃チップに形成された取付用孔に係合可能な突起部と、を備え、
   前記突起部は、前記締付ボルトの中心軸線まわりの回転方向に向かう面であって、当該突起部がその根元側から先端側に向けて徐々に先細りとなるように傾斜している傾斜面を有し、
   前記傾斜面は、前記突起部の周方向において滑らかに凸状に湾曲し、かつ、当該傾斜面以外の外周面と滑らかに接続され、
   前記突起部は、当該突起部の根元の断面形状が略円形状で、かつ、当該突起部の先端部分の断面形状が当該押え部材の長手方向に長軸をもつ長円状である、ことを特徴とする押え部材。
2. 前記締付ボルトの中心軸線まわりの第１及び第２の回転方向をそれぞれ向き、かつ、当該突起部がその根元側から先端側に向けて徐々に先細りとなるように傾斜している傾斜面を有する第１及び第２の傾斜面を備えることを特徴とする請求項１に記載の押え部材。
3. 前記突起部は、前記傾斜面以外の外周面の所定領域が前記取付用孔の内周面に係合するように構成されている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の押え部材。
4. 前記突起部の前記取付用孔の内周面に係合する側の側面は、当該突起部の根元側に形成された凹状の湾曲面と、当該突起部の先端側に形成された凸状に湾曲し前記取付用孔の内周面に当接する当接面とを有し、
   該当接面は、前記取付用孔の内周面に向けて前記凹状の湾曲面よりも突出している、ことを特徴とする請求項３に記載の押え部材。
5. 前記突起部は、円柱状、又は、前記押え部材の長手方向に長軸をもつ長円柱状の基本形状を有し、当該基本形状の前記締付ボルトの中心軸線まわりの第１及び第２の回転方向に向かう側面部分の少なくとも一方が、当該突起部がその根元側から先端側に向けて徐々に先細りとなるように切り欠かれている、ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の押え部材。
6. 請求項１ないし５に記載の押え部材を備えることを特徴とする工具ホルダ。
7. 請求項６に記載の工具ホルダと、
   前記工具ホルダに着脱可能に装着された切刃チップと、を有することを特徴とする切削工具。

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