JP5031806B2 - 切削工具 - Google Patents

Description

本発明は、切削加工に用いられる切削工具の改良に関する。

例えば、旋盤による切削加工では、回転する被削材を切削するための切削工具として、超硬合金製の切刃チップをバイト本体のチップ座に着脱自在に取り付けたスローアウェイ式バイトが広く用いられている。

ところで、従来のスローアウェイ式バイトでは、切刃チップが欠けたときの弾みでバイト本体のチップ座が損傷しまった場合、高価なバイト本体も廃棄しなければならないという問題があった（例えば、特許文献１を参照。）。

そこで、チップ座の強度を高めるために、バイト本体に対して硬さを確保するよう熱処理を施したり、高価な鋼種を使用したりすることが行われている。しかしながら、製造コストの上昇を招くことになる。また、バイト本体の硬度を高めてしまうと、逆にバイト本体の靱性を損ねる結果となり、両者のバランスを取ることが非常に難しくなる。

実公平１−２８９６２号公報

本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、バイト本体の靱性を確保しつつ、チップ座の硬度を高めることを可能とした切削工具を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る切削工具は、刃物台に固定されるシャンクが設けられたバイト本体と、切刃チップを着脱自在に取り付けるチップ座が設けられた先端部品と、切刃チップをチップ座に固定する押え具とを備え、バイト本体の先端部に先端部品が一体に取り付けられて、回転する被削材を前記切刃チップにより切削する切削工具であって、バイト本体は、被削材の切削時に、切刃チップが受ける半径方向の分力によって先端部品が押し付けられる第１の基準面と、切刃チップが受ける送り方向の分力によって先端部品が押し付けられる第２の基準面と、切刃チップが受ける接線方向の分力によって先端部品が押し付けられる第３の基準面と、バイト本体の先端部に取り付けられた先端部品の上面と連続した面を形成する段差部とを有し、先端部品は、バイト本体よりも強硬度な材料からなり、第１及び第３の基準面に当接された状態でネジ止めにより固定される第１の固定部と、第２及び第３の基準面に当接された状態でネジ止めにより固定される第２の固定部と、チップ座を第３の基準面にネジ止めにより固定する第３の固定部とを有し、第１及び第２の固定部は、バイト本体に設けられたネジ孔に螺合されるネジの頭部と一部重なる座面部を有して、この座面部にネジの頭部を押し付けることによって、バイト本体に各々固定されると共に、ネジのネジ孔に対する螺合を緩めて頭部の座面部に対する押し付けを解除することによって、ネジをネジ孔に螺合した状態のまま、先端部品をバイト本体の先端部に対して分離可能としており、第３の固定部は、チップ座を貫通する貫通孔を通して第３の基準面に設けられたネジ孔にネジを螺合することによって、バイト本体の第３の基準面に固定されており、押え具は、バイト本体の段差部に設けられたネジ孔と重なる位置に貫通孔を有し、貫通孔にコイルバネを挿入した状態で、貫通孔を通してネジ孔にネジを螺合することによって、バイト本体に着脱自在に取り付けられると共に、先端側に切刃チップに設けられた貫通孔と係合される第１の係合突部と、基端側にバイト本体に設けられた係合凹部と係合される第２の係合突部とを有して、切刃チップをチップ座に押し付けた状態で固定していることを特徴とする。

以上のように、本発明に係る切削工具では、バイト本体の先端部に一体に取り付けられた先端部品を分離可能とし、この先端部品にバイト本体よりも強硬度な材料を用いることによって、長時間の使用によるチップ座の変形や損傷等を防ぐと共に、この工具全体の寿命を高めることが可能である。

本発明を適用した切削工具の一例を示し、（ａ）はその平面図、（ｂ）はＡ−Ａ’断面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は正面図である。 本発明を適用した切削工具を構成するバイト本体を示し、（ａ）はその平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図である。 本発明を適用した切削工具を構成する先端部品を示し、（ａ）はその平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図である。

以下、本発明を適用した切削工具について、図面を参照して詳細に説明する。
本発明を適用した切削工具は、例えば図１に示すような超硬合金製の切刃チップＴｐが着脱自在に取り付けられるスローアウェイ式バイト（以下、単にバイトという。）１であり、旋盤の刃物台に取り付けられて、回転する被削材を切刃チップＴｐで切削する切削加工に用いられる。

具体的に、このバイト１は、図１、図２及び図３に示すように、刃物台に固定されるシャンク２ａが設けられたバイト本体２と、切刃チップＴｐを着脱自在に取り付けるチップ座３ａが設けられた先端部品３とを備え、バイト本体２の先端部に先端部品３が一体に取り付けられた構造を有している。

また、このバイト１は、バイト本体２に対して先端部品３を分離可能としている。これにより、バイト本体２と先端部品３との材質（鋼種を含む熱処理条件等）を任意に変更することが可能となっている。

具体的に、本発明を適用したバイト１は、バイト本体２に高靱性な材料を用いて切削時に十分な切削抵抗力を確保すると共に、先端部品３にバイト本体２よりも高硬度な材料を用いて切削時に加わる負荷に耐え得るようにしている。

これにより、長時間の使用によるチップ座３ａの変形や損傷等を防止することが可能であり、また、このバイト１の寿命を高めることが可能である。さらに、仮にチップ座Ｔｐに変形や損傷等が生じた場合でも、先端部品３のみを交換すればよいため、経済的に非常に有利である。

バイト本体２は、図１及び図２に示すように、全体が略直方体状を為すシャンク２ａの先端に、先端部品３を取り付けるための先端部品取付部４を備えている。

この先端部品取付部４は、被削材の切削時に、切刃チップＴｐが受ける半径方向（バイト本体２の長手方向）Ｘの分力によって先端部品３が押し付けられる第１の基準面４ａと、切刃チップＴｐが受ける接線方向（バイト本体２の厚み方向）Ｙの分力によって先端部品３が押し付けられる第３の基準面４ｃと、切刃チップＴｐが受ける送り方向（バイト本体２の短手方向）Ｚの分力によって先端部品３が押し付けられる第２の基準面４ｂとを有している。

このうち、第１の基準面４ａは、バイト本体２の先端部における短手方向Ｚに沿った面であり、第２の基準面４ｂは、バイト本体２の先端部における長手方向Ｘに沿った面であり、第１の基準面４ａと第２の基準面４ｂとは、互いに直交する面を形成している。また、第１の基準面４ａと第２の基準面４ｂとの間の角部は、平面視で円弧状に丸みを有して形成されている。一方、第３の基準面４ｃは、第１及び第２の基準面４ａ，４ｂの下方に位置すると共に、これら第１及び第２の基準面４ａ，４ｂに沿った面から突出されている。また、第３の基準面４は、後述する先端部品３に対応した平面形状を有している。さらに、第３の基準面４ｃは、第１及び第２の基準面４ａ，４ｂから離間する方向に向かって傾斜するように形成されている。

また、バイト本体２の先端側の上面部には、先端部品取付部４に取り付けられた先端部品３の上面と連続した面を形成する段差部５が、第１の基準面４ａと第２の基準面４ｂとの間に亘って設けられている。

先端部品３は、図１及び図３に示すように、先端部に切刃チップＴｐに対応した平面形状を有するチップ座３ａと、このチップ座３ａからバイト本体２の短手方向Ｚに沿って延長された第１の固定部６と、この第１の固定部６に直交してチップ座３ａからバイト本体２の長手方向Ｘに沿って延長された第２の固定部７とを有している。

このうち、第１の固定部６は、第１及び第３の基準面４ａ，４ｃに当接された状態でバイト本体２にネジ止めにより固定される部分であり、上記バイト本体２の段差部５には、この第１の固定部６をネジ止めするための第１のネジ孔８が穿設されている。これに対応して、第１の固定部６には、第１のネジ孔８に螺合される第１のネジ９の頭部と一部重なる第１の座面部１０が設けられている。

第１の座面部１０は、第１のネジ９の頭部に対応して第１の固定部６の第１の基準面４ａと対向する側の側面を切り欠くように形成された第１の凹部１１の底面に設けられている。また、第１の凹部１１は、第１のネジ９の頭部に対応して上記段差部５の第１の基準面４ａ側を切り欠くように形成されている。すなわち、この第１の凹部１１は、第１の固定部６とバイト本体２との間で分割された状態で設けられている。そして、第１のネジ孔８は、図２に示すように、この段差部５側の第１の凹部１１の底面に位置している。

そして、この第１の固定部６は、第１及び第３の基準面４ａ，４ｃに当接された状態で、第１のネジ孔８に螺合された第１のネジ９を締め込みながら、この第１のネジ９の頭部を第１の座面部１０に押し付けることによって、バイト本体２に固定することが可能となっている。

一方、第２の固定部７は、第２及び第３の基準面４ｂ，４ｃに当接された状態でバイト本体２にネジ止めにより固定される部分であり、上記バイト本体２の第２の基準面４ｂには、この第２の固定部７をネジ止めするための第２のネジ孔１２が穿設されている。これに対応して、第２の固定部７には、第２のネジ孔１２に螺合される第２のネジ１３の頭部と一部重なる第２の座面部１４が設けられている。

第２の座面部１４は、第２のネジ１３の頭部に対応して第２の固定部７の第２の基準面４ｂと対向する側の側面を切り欠くように形成された第２の凹部１５の底面に設けられている。第２の座面部１４には、第２のネジ孔１２と重なる位置を貫通する貫通孔１６と、この貫通孔１６から第１の基準面４ａと対向する側の側面に至るスリット１７とが連続して設けられている。

そして、この第２の固定部７は、第２及び第３の基準面４ｂ，４ｃに当接された状態で、貫通孔１６を通して第２のネジ孔１２に螺合された第２のネジ１３を締め込みながら、この第２のネジ１３の頭部を第２の座面部１４に押し付けることによって、バイト本体２に固定することが可能となっている。

また、先端部品３は、チップ座３ａをバイト本体２の第３の基準面４ｃにネジ止めにより固定する第３の固定部１８を有している。この第３の固定部１８は、チップ座３ａを貫通する貫通孔１９を通して第３の基準面４ｃに設けられた第３のネジ孔２０に第３のネジ２１を螺合することによって、バイト本体２の第３の基準面４ｃに固定される。

また、バイト１は、切刃チップＴｐをチップ座３ａに固定する押え具２２を備えている。この押え具２２は、バイト本体２の段差部５に設けられたネジ孔２３と重なる位置に貫通孔２４を有し、この貫通孔２４にコイルバネ２５を挿入した状態で、貫通孔２４を通してネジ孔２３にネジ２６を螺合することによって、バイト本体２に着脱自在に取り付けられている。

また、押え具２２は、先端側に切刃チップＴｐに設けられた貫通孔２７と係合される第１の係合突部２８と、基端側にバイト本体２に設けられた係合凹部２９と係合される第２の係合突部３０とを有しており、この押え具２２をネジ止めしたときの位置ずれを防止している。そして、切刃チップＴｐは、このような押え具２２によってチップ座３ａに押し付けられた状態で固定されている。

以上のような構造を有するバイト１では、バイト本体２の第１，第２及び第３の基準面４ａ〜４ｃに先端部品３を当接した状態で、この先端部品３の第１及び第２の固定部６，７をバイト本体２に固定する。これにより、先端部品３をバイト本体２に強固に固定することが可能である。さらに、第３の固定部１８によって先端部品３のチップ座３ａをバイト本体２の第３の基準面４ｃにネジ止めした場合には、バイト本体２に対する先端部品３の固定強度を更に高めることが可能である。

一方、このバイト１において、バイト本体２から先端部品３を取り外す際は、上述した押え具２２及び第３のネジ２１を取り外した後に、第１及び第２のネジ９，１３の第１及び第２のネジ孔８，１２に対する螺合を緩めて頭部の第１及び第２の座面部１０，１４に対する押し付けを解除する。これにより、第１及び第２の固定部６，７のバイト本体２に対する固定が解除され、先端部品２をバイト本体２の先端部から離間する方向へと引き出すことができる。逆に、先端部品２をバイト本体２の先端部に近接する方向へと押し込むことができる。

したがって、このバイト１では、第１及び第２のネジ９，１３を第１及び第２のネジ孔８，１２に螺合した状態のまま、先端部品３をバイト本体２の先端部から分離することが可能であり、先端部品３のバイト本体２に対する交換作業も容易に行うことが可能である。

１…バイト（切削工具） ２…バイト本体 ２ａ…シャンク ３…先端部品 ３ａ…チップ座 ４…先端部品取付部 ４ａ…第１の基準面 ４ｂ…第２の基準面 ４ｃ…第３の基準面 ５…段差部 ６…第１の固定部 ７…第２の固定部 ８…第１のネジ孔 ９…第１のネジ １０…第１の座面部 １１…第１の凹部 １２…第２のネジ孔 １３…第２のネジ １４…第２の座面部 １５…第２の凹部 １６…貫通孔 １７…スリット １８…第３の固定部 １９…貫通孔 ２０…第３のネジ孔 ２１…第３のネジ ２２…押え具 ２３…ネジ孔 ２４…貫通孔 ２５…コイルバネ ２６…ネジ ２７…貫通孔 ２８…係合突部 ２９…係合凹部 ３０…係合突部 Ｔｐ…切刃チップ

Claims (3)

1. 刃物台に固定されるシャンクが設けられたバイト本体と、切刃チップを着脱自在に取り付けるチップ座が設けられた先端部品と、前記切刃チップを前記チップ座に固定する押え具とを備え、前記バイト本体の先端部に前記先端部品が一体に取り付けられて、回転する被削材を前記切刃チップにより切削する切削工具であって、
   前記バイト本体は、前記被削材の切削時に、前記切刃チップが受ける半径方向の分力によって前記先端部品が押し付けられる第１の基準面と、前記切刃チップが受ける送り方向の分力によって前記先端部品が押し付けられる第２の基準面と、前記切刃チップが受ける接線方向の分力によって前記先端部品が押し付けられる第３の基準面と、前記バイト本体の先端部に取り付けられた前記先端部品の上面と連続した面を形成する段差部とを有し、
   前記先端部品は、前記バイト本体よりも強硬度な材料からなり、前記第１及び第３の基準面に当接された状態でネジ止めにより固定される第１の固定部と、前記第２及び第３の基準面に当接された状態でネジ止めにより固定される第２の固定部と、前記チップ座を前記第３の基準面にネジ止めにより固定する第３の固定部とを有し、
   前記第１及び第２の固定部は、前記バイト本体に設けられたネジ孔に螺合されるネジの頭部と一部重なる座面部を有して、この座面部に前記ネジの頭部を押し付けることによって、前記バイト本体に各々固定されると共に、前記ネジの前記ネジ孔に対する螺合を緩めて前記頭部の前記座面部に対する押し付けを解除することによって、前記ネジを前記ネジ孔に螺合した状態のまま、前記先端部品を前記バイト本体の先端部に対して分離可能としており、
   前記第３の固定部は、前記チップ座を貫通する貫通孔を通して前記第３の基準面に設けられたネジ孔にネジを螺合することによって、前記バイト本体の第３の基準面に固定されており、
   前記押え具は、前記バイト本体の段差部に設けられたネジ孔と重なる位置に貫通孔を有し、前記貫通孔にコイルバネを挿入した状態で、前記貫通孔を通して前記ネジ孔にネジを螺合することによって、前記バイト本体に着脱自在に取り付けられると共に、先端側に前記切刃チップに設けられた貫通孔と係合される第１の係合突部と、基端側に前記バイト本体に設けられた係合凹部と係合される第２の係合突部とを有して、前記切刃チップを前記チップ座に押し付けた状態で固定していることを特徴とする切削工具。
2. 前記座面部は、前記ネジの頭部に対応して前記第１及び第２の固定部の前記バイト本体と対向する側の側面を切り欠くように形成された凹部の底面に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。
3. 前記第１又は第２の固定部の少なくとも一方は、前記座面部の前記ネジ孔と重なる位置に貫通孔と、この貫通孔から前記バイト本体と対向する側の側面に至るスリットとを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の切削工具。

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