JP5307619B2 - 刃先交換式切削工具 - Google Patents

Description

本発明は、軸心線回りに回転される工具本体の軸方向先端側の外周部に設けられた切屑ポケット部に切削インサートを着脱自在に取り付けると共に、この工具本体の軸方向後端側を取付ボルトによってアーバーに取り付けるようにした刃先交換式切削工具に関するものである。特に、上記の切屑ポケット部に大きな切削インサートを取り付けるようにした刃先交換式切削工具や、工具本体の径が小さい刃先交換式切削工具において、切削インサートが取り付けられた部分における強度が大きく低下するのを防止すると共に、この刃先交換式切削工具が取付ボルトによってアーバーに適切に取り付けられるようにした点に特徴を有するものである。

従来から、刃先交換式切削工具としては、特許文献１，２等に示されるように、軸線回りに回転される略円筒状になった工具本体の先端側外周部に複数の切屑ポケット部を設け、各切屑ポケット部に切削インサートを着脱自在に取り付けるようにしたものが広く利用されている。

そして、このような刃先交換式切削工具においては、その工具本体の軸方向後端側をアーバーに取り付け、アーバーを介してこの刃先交換式切削工具を回転させて、上記の切削インサートにより被削材を切削加工するようになっている。

ここで、上記のような刃先交換式切削工具をアーバーに取り付けるにあたり、従来においては、工具本体の中央部に取付ボルトのボルト軸を挿通させる挿通穴を設け、取付ボルトのボルト軸を工具本体の軸方向先端側から挿通穴に挿入し、工具本体の軸方向先端側における取付ボルトのボルト頭部を回転させて、この挿通穴を通して延出された取付ボルトのボルト軸をアーバーに設けられた雌ネジ部にねじ込み、取付ボルトのボルト頭部とアーバーとの間で工具本体を挟み込むようにして、この刃先交換式切削工具をアーバーに取り付けるようにしている。

また、このように取付ボルトのボルト頭部とアーバーとの間で工具本体を挟み込むようにして刃先交換式切削工具をアーバーに取り付けるにあたり、刃先交換式切削工具をアーバーに強固に取り付けるために、上記の取付ボルトにボルト頭部の径が大きいものが広く利用されている。

一方、近年においては、このような刃先交換式切削工具において、取付けるインサートの形状やその取付け方法等が改良されて、高送りでの切削加工が行われるようになり、これに対応して、切削インサートの強度を高めるために、大きな切削インサートが用いられるようになり、このため、この切削インサートを取り付ける切屑ポケット部を大きくすることが必要になった。

しかし、上記のように取付ボルトのボルト軸を工具本体の軸方向先端側から挿通穴に挿入し、工具本体の軸方向先端側における取付ボルトのボルト頭部を回転させて、刃先交換式切削工具をアーバーに取り付ける場合、工具本体の軸方向先端側には、最低限、上記の取付ボルトのボルト頭部に対応した穴部や空間部が必要になり、上記のように切削インサートを取り付ける切屑ポケット部を大きくすると、切削インサートを取り付ける部分の肉厚が非常に薄くなり、工具本体の強度や剛性が大きく低下するという問題が生じた。

また、近年においては、このような刃先交換式切削工具を用いて、幅の狭い加工面を切削するため、上記の工具本体に径の小さいものを用いることが検討されるようになったが、この場合にも、切削インサートを取り付ける部分の肉厚が非常に薄くなり、工具本体の強度や剛性が大きく低下するという問題が生じた。

特開２０００−５９２１号公報 特開２００６−８８３３２号公報

本発明は、軸心線回りに回転される工具本体の軸方向先端側の外周部に設けられた切屑ポケット部に切削インサートを着脱自在に取り付けると共に、この工具本体の軸方向後端側を取付ボルトによってアーバーに取り付けるようにした刃先交換式切削工具における上記のような様々な問題を解決することを課題とするものである。

すなわち、本発明は、上記のような刃先交換式切削工具において、大きな切削インサートを取り付けるように切屑ポケット部を大きくした場合や、径が小さい工具本体を用いるようにした場合に、切削インサートが取り付けられた部分における工具本体の強度が大きく低下するのを防止すると共に、この刃先交換式切削工具が取付ボルトによってアーバーに適切に取り付けられるようにした点に特徴を有するものである。

本発明においては、上記のような課題を解決するため、軸心線回りに回転される工具本体の軸方向先端側の外周部に設けられた切屑ポケット部に切削インサートが着脱自在に取り付けられると共に、この工具本体の軸方向後端側が取付ボルトによってアーバーに取り付けられる刃先交換式切削工具において、ボルト頭部に締付け穴部が設けられた取付ボルトを用い、工具本体の軸方向後端側の中央部に、上記の取付ボルトのボルト頭部を工具本体の軸方向後端側から案内して収容させる案内収容穴部を設けると共に、この案内収容穴部内に収容された上記の取付ボルトを回転可能な状態で案内収容穴部内に保持させる保持手段を設け、上記の取付ボルトのボルト頭部よりも小径の締付け用穴を、工具本体の軸方向先端側から上記の案内収容穴部に貫通するように設けると共に、上記の取付ボルトを保持手段によって案内収容穴部内に保持させるにあたり、案内収容穴部内に収容された取付ボルトのボルト頭部の上に載置させる平面が非円形のクランプ部材の中央部に挿通穴を設け、この挿通穴に取付ボルトのボルト軸を挿通させて、この非円形のクランプ部材を上記の案内収容穴部内に収容させると共に、このクランプ部材を回転させて、案内収容穴部内に設けられた係止部にこのクランプ部材を係止させ、さらに上記の係止部に係止されたクランプ部材の回転を抑止する回転抑止部材を上記の案内収容穴部内に収容させると共に、この回転抑止部材をネジ部材により案内収容穴部内に固定させるようにした。

そして、この刃先交換式切削工具において、上記の平面が非円形のクランプ部材を回転させて、案内収容穴部内に設けられた係止部にこのクランプ部材を係止させるにあたっては、このクランプ部材に、小径の円弧状になった小径円弧部と大径の円弧状になった大径円弧部とを設けると共に、上記の案内収容穴部内における係止部の内周側を上記の小径円弧部に対応した形状に形成し、このクランプ部材の小径円弧部を、係止部の内周側に沿わせて案内収容穴部内に収容された取付ボルトのボルト頭部の上に導き、このクランプ部材を回転させて、上記の大径円弧部を上記の係止部に係止させるようにすることが好ましい。

また、この刃先交換式切削工具において、前記のように回転抑止部材を上記の案内収容穴部内に収容させて、案内収容穴部内に設けられた係止部に係止されたクランプ部材の回転を抑止するにあたっては、上記の回転抑止部材を係止部が設けられた案内収容穴部に対応した平面形状に形成し、この回転抑止部材に取付ボルトのボルト軸を挿通させる挿通穴を設けると共に、上記の係止部に係止されたクランプ部材と案内収容穴部との間の空間部に挿入させる脚部を設けるようにすることができる。

また、上記の刃先交換式切削工具においては、上記の案内収容穴部から上記の切屑ポケット部に貫通した冷媒供給穴を設けることができる。

本発明の刃先交換式切削工具においては、工具本体の軸方向先端側の外周部に設けられた切屑ポケット部に切削インサートが着脱自在に取り付けられた工具本体の軸方向後端側を取付ボルトによってアーバーに取り付けるにあたり、工具本体の軸方向後端側の中央部に設けられた案内収容穴部内に、締付け穴部が設けられた取付ボルトのボルト頭部を収容させ、この取付ボルトを保持手段により案内収容穴部内に回転可能な状態で保持させる。そして、この状態で、工具本体の軸方向先端側から案内収容穴部に貫通するように設けた締付け用穴を通して、レンチなどの締付け用具を取付ボルトのボルト頭部に設けられた締付け穴部に挿入させ、この締付け用具により取付ボルトを回転させて、この工具本体の軸方向後端側をアーバーに取り付けるようにする。

このようにすると、切屑ポケット部に切削インサートが取り付けられる工具本体の軸方向先端側の中央部には、上記のレンチなどの締付け用具を挿通させる取付ボルトのボルト頭部より小径の締付け用穴を設けるだけでよく、大きな切削インサートを取り付けるために切屑ポケット部を大きくした場合や、径が小さい工具本体を用いた場合においても、切削インサートが取り付けられた部分における工具本体の肉厚が薄くなって強度が大きく低下するのが防止されると共に、この刃先交換式切削工具を上記のようにして取付ボルトによりアーバーに適切に取り付けることができるようになる。

また、本発明の刃先交換式切削工具においては、上記の取付ボルトを保持手段によって案内収容穴部内に保持させるにあたり、案内収容穴部内に収容された取付ボルトのボルト頭部の上に載置させる平面が非円形のクランプ部材の中央部に挿通穴を設け、この挿通穴に取付ボルトのボルト軸を挿通させて、この非円形のクランプ部材を上記の案内収容穴部内に収容させると共に、このクランプ部材を回転させて、案内収容穴部内に設けられた係止部にこのクランプ部材を係止させるようにしたため、このクランプ部材によって取付ボルトが案内収容穴部内に回転可能な状態で適切に保持されるようになる。

また、このようにクランプ部材によって取付ボルトを案内収容穴部内に保持させるにあたり、クランプ部材に小径の円弧状になった小径円弧部と大径の円弧状になった大径円弧部とを設けると共に、上記の案内収容穴部内における係止部の内周側を上記の小径円弧部に対応した形状に形成し、このクランプ部材の小径円弧部を係止部の内周に沿わせて取付ボルトのボルト頭部の上に導き、このクランプ部材を回転させて、上記の大径円弧部を上記の係止部に係止させるようにすると、この係止部と接触するクランプ部材の面積が大きくなり、上記のように取付ボルトを回転させて工具本体の軸方向後端側をアーバーに取り付けた場合における保持力を高めることができる。

また、本発明の刃先交換式切削工具においては、前記のように係止部に係止されたクランプ部材に対して、このクランプ部材の回転を抑止する回転抑止部材を上記の案内収容穴部内に収容させると共に、この回転抑止部材をネジ部材により案内収容穴部内に固定させるようにしたため、上記のように回転させて係止部に係止させたクランプ部材が勝手に回転して係止部から外れるのが防止されるようになる。

また、このように回転抑止部材を案内収容穴部内に収容させて、案内収容穴部内に設けられた係止部に係止されたクランプ部材の回転を抑止するにあたり、この回転抑止部材を係止部が設けられた案内収容穴部に対応した平面形状に形成し、この回転抑止部材に取付ボルトのボルト軸を挿通させる挿通穴を設けると共に、上記の係止部に係止されたクランプ部材と案内収容穴部との間の空間部に挿入させる脚部を設けると、係止部が設けられた案内収容穴部にこの回転抑止部材が嵌り込んで、係止部が設けられた部分における案内収容穴部がこの回転抑止部材によって閉塞されると共に、上記の脚部によって係止部に係止されたクランプ部材の回転が抑止されるようになる。

そして、上記の刃先交換式切削工具において、上記案内収容穴部から切屑ポケット部に貫通した冷媒供給穴を設け、案内収容穴部から冷媒供給穴を通して空気や冷却油等の冷媒を切屑ポケット部に供給して切削部分を冷却させるにあたり、上記のように係止部が設けられた部分における案内収容穴部を回転抑止部材によって閉塞させると、上記の冷媒がクランプ部材やボルト頭部が収容された部分に流れ込むのが抑制され、冷媒が上記の冷媒供給穴を通して切屑ポケット部に適切に供給されるようになり、切屑を適切に飛散させて、切屑が切屑ポケット部等に詰まったり、溶着されたりするのを適切に防止できるようになる。

本発明の一実施形態に係る刃先交換式切削工具の概略正面図である。 同実施形態に係る刃先交換式切削工具の分解斜視図である。 同実施形態に係る刃先交換式切削工具に用いた取付ボルトの斜視図である。 同実施形態に係る刃先交換式切削工具において、保持手段であるクランプ部材を工具本体に設けられた案内収容穴部内に収容させ、このクランプ部材を回転させて、案内収容穴部に設けた係止部にクランプ部材を係止させる状態を示した概略説明図である。 同実施形態に係る刃先交換式切削工具において、案内収容穴部内に回転抑止部材を収容させて、案内収容穴部の係止部に係止されたクランプ部材の回転を抑止する状態を示した一部断面説明図である。 同実施形態に係る刃先交換式切削工具において、案内収容穴部内に回転抑止部材を収容させて、案内収容穴部の係止部に係止されたクランプ部材の回転を抑止する状態を示した横断面説明図である。 同実施形態に係る刃先交換式切削工具の断面説明図である。

以下、この発明の実施形態に係る刃先交換式切削工具を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、この発明における刃先交換式切削工具は、特に下記の実施形態に示したものに限定されず、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施できるものである。

この実施形態における刃先交換式切削工具においては、図１及び図２に示すように、工具本体１０の軸方向先端側の外周部に、周方向に間隔を介して複数（図に示す例では３つ）の切屑ポケット部１１を設け、各切屑ポケット部１１におけるチップ取付座１１ａに、それぞれ切削インサート１を取付ネジ２と押圧部材３とによって着脱自在に取り付けるようにしている。なお、この実施形態においては、上記の切削インサート１として、平面が略七角形状になったものを用いるようにしたが、使用する切削インサート１の形状はどのようなものであってもよく、三角形状や四角形状等の他の多角形状や丸形状のものであってもよい。

そして、この刃先交換式切削工具においては、この工具本体１０の軸方向後端側を取付ボルト１２によってアーバー（図示せず）に取り付けるにあたり、上記の取付ボルト１２として、図３に示すように、ネジ切りされたボルト軸１２ａの頂部におけるボルト頭部１２ｂに六角形状になった締付け穴部１２ｃが設けられたものを用いている。

また、この刃先交換式切削工具においては、上記のアーバーの回転が適切に伝達されるようにするため、この工具本体１０の軸方向後端面に、上記のアーバーに設けられたキー（図示せず）を嵌め合わせるキー溝１３を設けている。

さらに、この工具本体１０の軸方向後端側の中央部に、上記の取付ボルト１２のボルト頭部１２ｂを工具本体１０の軸方向後端側から案内して収容させる案内収容穴部１４を設け、この案内収容穴部１４内に収容された上記の取付ボルト１２を、保持手段２０により回転可能な状態で案内収容穴部１４内に保持させるようにすると共に、上記の取付ボルト１２のボルト頭部１２ｂよりも小径で、締付け穴部１２ｃに対応した大きさになった締付け用穴１５を、工具本体１０の軸方向先端側から上記の案内収容穴部１４に貫通するように設けている。

ここで、この実施形態における刃先交換式切削工具においては、図２及び図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、上記の保持手段２０として、小径の円弧状になった小径円弧部２１ａと大径の円弧状になった大径円弧部２１ｂとを有する非円形のクランプ部材２０であって、その中央部に取付ボルト１２のボルト軸１２ａを挿通させる挿通穴２２が設けられたものを用いている。一方、このクランプ部材２０を収容させる上記の案内収容穴部１４内に、このクランプ部材２０を回転させて係止させる係止部１４ａを突出するように設け、この係止部１４ａの内周側が上記のクランプ部材２０の小径円弧部２１ａに沿うように形成している。

そして、上記のクランプ部材２０の挿通穴２２に取付ボルト１２のボルト軸１２ａを挿通させて、このクランプ部材２０を案内収容穴部１４内に導き、このクランプ部材２０の小径円弧部２１ａを案内収容穴部１４内に設けられた係止部１４ａの内周に沿わせて、クランプ部材２０を上記の取付ボルト１２のボルト頭部１２ｂの上に導き、その後、このクランプ部材２０を回転させて、その大径円弧部２１ｂを上記の係止部１４ａの下に導いて、このクランプ部材２０を上記の係止部１４ａに係止させるようにしている。

また、この刃先交換式切削工具においては、上記のように案内収容穴部１４内に設けられた係止部１４ａに係止されたクランプ部材２０の回転を抑止する回転抑止部材３０として、図５及び図６に示すように、係止部１４ａが設けられた部分における案内収容穴部１４の形状に対応した平面形状を有する基板部３１に取付ボルト１２のボルト軸１２ａを挿通させる挿通穴３２が設けられると共に、上記の係止部１４ａに係止されたクランプ部材２０と案内収容穴部１４との間の空間部Ｓに挿入させる脚部３３とを有するものを用いている。

そして、この回転抑止部材３０の挿通穴３２に取付ボルト１２のボルト軸１２ａを挿通させて、この回転抑止部材３０を案内収容穴部１４内に導き、この回転抑止部材３０の脚部３３を上記のように係止部１４ａに係止させたクランプ部材２０と案内収容穴部１４との間の空間部Ｓに挿入させ、この脚部３３により上記のクランプ部材２０が案内収容穴部１４内において回転するのを抑止すると共に、この回転抑止部材３０の基板部３１を係止部１４ａが設けられた部分における案内収容穴部１４に嵌め合わせて、係止部１４ａが設けられた部分における案内収容穴部１４をこの回転抑止部材３０によって閉塞させるようにしている。

また、上記の工具本体１０の周壁から回転抑止部材３０が収容された案内収容穴部１４に至る取付ネジ穴１６を設け、この取付ネジ穴１６にネジ部材１７を挿入し、このネジ部材１７によって上記の回転抑止部材３０を案内収容穴部１４内に固定させるようにしている。

また、この刃先交換式切削工具においては、図７に示すように、回転抑止部材３０を固定させた位置よりも工具本体１０の軸方向後部側における案内収容穴部１４から工具本体１０の軸方向先端側の外周部に設けられた上記の各切屑ポケット部１１に貫通した冷媒供給穴１８を設け、案内収容穴部１４からこの冷媒供給穴１８を通して空気や冷却油等の冷媒を各切屑ポケット部１１に導いて、上記の切削インサート１による切削部分を冷却させるようにしている。

ここで、このように案内収容穴部１４から冷媒供給穴１８を通して冷媒を各切屑ポケット部１１に導くようにした場合、上記のように係止部１４ａが設けられた部分における案内収容穴部１４が上記の回転抑止部材３０によって閉塞された状態になっているため、冷媒がクランプ部材２０や取付ボルト１２のボルト頭部１２ｂが収容された案内収容穴部１４内に流れ込むのが抑制され、冷媒が案内収容穴部１４から冷媒供給穴１８を通して各切屑ポケット部１１に適切に導かれるようになる。この結果、各切削インサート１によって切削された切屑が適切に飛散されて、切屑が切屑ポケット部１１等に詰まったり、溶着されたりするのが適切に防止されるようになる。

そして、この実施形態の刃先交換式切削工具においては、上記のように工具本体１０の軸方向後端側の中央部に設けた案内収容穴部１４内に取付ボルト１２とクランプ部材２０と回転抑止部材３０とを収容させて、回転抑止部材３０をネジ部材１７によって案内収容穴部１４内に固定させた状態で、この工具本体１０の軸方向後端面に設けたキー溝１３にアーバーに設けられたキーを嵌め合わせるようにする。

そして、この状態で、工具本体１０の軸方向先端側から案内収容穴部１４に貫通するように設けた上記の締付け用穴１５を通して、六角棒レンチなどの締付け用具（図示せず）を取付ボルト１２のボルト頭部１２ｂに設けられた締付け穴部１２ｃに挿入させ、この締付け用具により取付ボルト１２を回転させて、この工具本体１０の軸方向後端側をアーバーに取り付けるようにする。

このようにすると、前記のように工具本体１０の軸方向先端側の中央部には、上記の六角棒レンチなどの締付け用具を挿通させる取付ボルト１２のボルト頭部１２ｂより小径の締付け用穴１５を設けるだけでよく、大きな切削インサート１を取り付けるように切屑ポケット部１１を大きくした場合や、径が小さい工具本体１０を用いた場合においても、切削インサート１が取り付けられた部分における工具本体１０の肉厚を十分に確保することができるようになり、工具本体１０の強度が大きく低下するということがなくなる。

また、この刃先交換式切削工具を用いて被削材を切削加工するにあたり、上記のように案内収容穴部１４から冷媒供給穴１８を通して空気や冷却油等の冷媒を各切屑ポケット部１１に導くようにすると、冷媒が切削インサート１による切削部分に適切に供給されて、切削部分が十分に冷却されるようになり、切屑が切削インサート１等に溶着されるのが適切に防止されるようになる。

１ 切削インサート
２ 取付ネジ
３ 押圧部材
１０ 工具本体
１１ 切屑ポケット部
１１ａ チップ取付座
１２ 取付ボルト
１２ａ ボルト軸
１２ｂ ボルト頭部
１２ｃ 締付け穴部
１３ キー溝
１４ 案内収容穴部
１４ａ 係止部
１５ 締付け用穴
１６ 取付ネジ穴
１７ ネジ部材
１８ 冷媒供給穴
２０ クランプ部材（保持手段）
２１ａ 小径円弧部
２１ｂ 大径円弧部
２２ 挿通穴
３０ 回転抑止部材
３１ 基板部
３２ 挿通穴
３３ 脚部
Ｓ 空間部

Claims (4)

1. 軸心線回りに回転される工具本体の軸方向先端側の外周部に設けられた切屑ポケット部に切削インサートが着脱自在に取り付けられると共に、この工具本体の軸方向後端側が取付ボルトによってアーバーに取り付けられる刃先交換式切削工具において、ボルト頭部に締付け穴部が設けられた取付ボルトを用い、工具本体の軸方向後端側の中央部に、上記の取付ボルトのボルト頭部を工具本体の軸方向後端側から案内して収容させる案内収容穴部を設けると共に、この案内収容穴部内に収容された上記の取付ボルトを回転可能な状態で案内収容穴部内に保持させる保持手段を設け、上記の取付ボルトのボルト頭部よりも小径の締付け用穴を、工具本体の軸方向先端側から上記の案内収容穴部に貫通するように設けると共に、上記の取付ボルトを保持手段によって案内収容穴部内に保持させるにあたり、案内収容穴部内に収容された取付ボルトのボルト頭部の上に載置させる平面が非円形のクランプ部材の中央部に挿通穴を設け、この挿通穴に取付ボルトのボルト軸を挿通させて、この非円形のクランプ部材を上記の案内収容穴部内に収容させると共に、このクランプ部材を回転させて、案内収容穴部内に設けられた係止部にこのクランプ部材を係止させ、さらに上記の係止部に係止されたクランプ部材の回転を抑止する回転抑止部材を上記の案内収容穴部内に収容させると共に、この回転抑止部材をネジ部材により案内収容穴部内に固定させたことを特徴とする刃先交換式切削工具。
2. 請求項１に記載の刃先交換式切削工具において、上記の平面が非円形のクランプ部材に、小径の円弧状になった小径円弧部と大径の円弧状になった大径円弧部とを設けると共に、上記の案内収容穴部内における係止部の内周側を上記の小径円弧部に対応した形状に形成し、このクランプ部材の小径部を、係止部の内周側に沿わせて案内収容穴部内に収容された取付ボルトのボルト頭部の上に導き、このクランプ部材を回転させて、上記の大径円弧部を上記の係止部に係止させることを特徴とする刃先交換式切削工具。
3. 請求項１又は請求項２に記載の刃先交換式切削工具において、上記の回転抑止部材を係止部が設けられた案内収容穴部に対応した平面形状に形成し、この回転抑止部材に取付ボルトのボルト軸を挿通させる挿通穴を設けると共に、上記の係止部に係止されたクランプ部材と案内収容穴部との間の空間部に挿入させる脚部を設けたことを特徴とする刃先交換式切削工具。
4. 請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の刃先交換式切削工具において、上記案内収容穴部から上記の切屑ポケット部に貫通した冷媒供給穴を設けたことを特徴とする刃先交換式切削工具。

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