JP6114974B2

JP6114974B2 - 回転切削工具

Info

Publication number: JP6114974B2
Application number: JP2013190437A
Authority: JP
Inventors: 斉東海林
Original assignee: Sumitomo Electric Hardmetal Corp
Current assignee: Sumitomo Electric Hardmetal Corp
Priority date: 2013-09-13
Filing date: 2013-09-13
Publication date: 2017-04-19
Anticipated expiration: 2033-09-13
Also published as: JP2015054380A

Description

この発明は、刃先位置の調整機構を有しており、その調整機構の操作が工具本体の外周からなされる回転切削工具に関する。

刃先位置の調整機構を備えた回転切削工具として、例えば、下記特許文献１に記載されたものが知られている。

同文献に開示された切削工具は、フライスカッタであって、切削インサートのカッタ外径方向への移動を工具本体で制限する構造にして加工時の遠心力による切削インサートの飛散を防止している。

そのフライスカッタに設けられた刃先位置調整機構は、くさび面を有する調整駒をねじで推進させ、このときの調整駒のくさび面の変位を利用して切削インサートの刃先位置を変化させるようにしている。調整駒を推進させるねじは、工具本体に外周から中心部に向けてねじ込んでおり、調整駒は、カッタ径方向に推進する構造になっている。

特開平５−１３８４２３号公報

回転切削工具では、切削インサートについては工具の高速回転による加工での飛散防止策として、工具本体でその切削インサートの移動制限を行うことがなされてきた。

ところが、近年の切削のさらなる高速化により、工具本体に取り付けた他部材の遠心力による径方向移動も無視できないものになってきている。

先に述べた刃先位置調整機構の構成部品、例えば、切削インサートを変位させるくさび部材なども遠心力による飛散防止策を施すのが好ましい。

そこで、この発明は、調整操作が工具本体の外周側からなされる刃先位置調整機構を備えた回転切削工具について、前記刃先位置調整機構の構成部品の遠心力による飛散が確実に防止されるようにすることを課題としている。

上記の課題を解決するため、この発明においては、下記の回転切削工具を提供する。
その回転切削工具は、座面と、工具本体の外周側から中心方向に向かって開けられたガイド孔と、そのガイド孔の底に開口させたねじ孔と、座面設置部から前記ガイド孔に至るピン孔を有する工具本体と、前記座面に装着される切削インサートと、その切削インサートの刃先位置を調整する刃先位置調整機構と、刃先位置が調整された切削インサートを固定するクランプ機構を備えている。

また、前記刃先位置調整機構は、前記ねじ孔にねじ込まれる調整ねじと、その調整ねじの前記ねじ孔へのねじ込みに伴って前記ガイド孔内で推進する調整子と、前記ピン孔に挿入されて前記調整子と切削インサートとの間に介在される長さが前記ピン孔の全長よりも長い作動ピンを備えている。

さらに、前記調整子は、工具本体の中心側にある部位が前記ピン孔から離反する方向に傾いたテーパ面を外周に有し、さらに、そのテーパ面よりも工具本体の中心側に前記テーパ面が前記ピン孔から最大に離反した位置よりもピン孔側にせり出す凸部を有し、前記作動ピンが前記ガイド孔に入り込んで前記テーパ面に接触しているものである。

この発明の回転切削工具は、前記調整子の遠心力による飛散が起こらない。

この発明の切削工具の一例の全体を示す斜視図である。刃先位置調整機構の要部を示す断面図である。切削インサートと、刃先位置調整機構の作動ピンと、その作動ピンの移動規制を行うストッパの位置関係を示す作動ピンの軸線方向に見て示す図である。切削インサートと、それを固定するクランプ機構と、刃先位置調整機構の位置関係を工具の正面から見て示す図である。切削インサートと、それを固定するクランプ機構と、刃先位置調整機構と、その機構の作動ピンの移動規制を行うストッパの位置関係を工具の回転方向前方側から見て示す図である。切削インサートと、それを固定するクランプ機構と、刃先位置調整機構と、その機構の作動ピンの移動規制を行うストッパの位置関係を工具の外周側から見て示す図である。刃先位置調整機構の調整子と調整ねじの変形例を示す斜視図である。刃先位置調整機構の調整子と調整ねじの他の変形例を示す斜視図である。

以下、添付図面の図１〜図８に基づいて、この発明の回転切削工具の実施の形態を説明する。例示の回転切削工具は、正面フライスカッタにこの発明を適用したものである。

図１に示した回転切削工具１は、工具本体２と、その工具本体に装着されて切れ刃３を構成する切削インサート４と、その切削インサートの刃先位置を調整する刃先位置調整機構５と、切削インサート４を刃先位置の調整点に固定するクランプ機構６を有する。

工具本体２は、先端外周に切削インサート４を着座させる座面７を有する。また、図２に示すように、外周側から中心方向に向かって開けられたガイド孔８と、そのガイド孔の底に開口させたねじ孔９と、座面７の設置部からガイド孔８に至るピン孔１０と、座面７に対応させた駒挿入溝１１を有する。図示の工具のピン孔１０は、ガイド孔８に対して直交する孔になっている。

図１に示した座面７は、切削インサート４の背面を支える主座面７ａと、径方向内側の側面を拘束する座側面７ｂを有しており、その座面７に対して切削インサート４が刃先位置調整可能に取り付けられる。

刃先位置調整機構５は、図２に示すように、ねじ孔９にねじ込まれる調整ねじ１２と、その調整ねじのねじ孔９へのねじ込みに伴ってガイド孔８内で推進する調整子１３と、ピン孔１０に挿入されて前記調整子１３と切削インサート４との間に介在される作動ピン１４を組み合わせて構成されている。

調整子１３は、工具本体の中心側にある部位がピン孔１０から離反する方向に傾いたテーパ面１３ａを外周に有している。また、そのテーパ面１３ａよりも工具本体２の中心側にテーパ面１３ａがピン孔１０から最大に離反した位置よりもピン孔側にせり出す凸部１３ｂを有している。

例示の回転切削工具は、調整ねじ１２と調整子１３を一体に形成し、調整子１３の軸方向両端を除く部分を円錐状のテーパ軸にしてテーパ面１３ａを作り出している。

作動ピン１４は、図２に示すように、その長さがピン孔１０の全長よりも長く、ガイド孔８側の端部が常時ピン孔１０から突出してガイド孔８に入り込むようにしてある。

その入り込み部はストッパとして機能する。調整子の凸部１３ｂがそのストッパ（入り込み部）に引っ掛かることで調整子１３とそれと一体の調整ねじ１２が工具使用中に遠心力で飛散したり、ガイド孔から自然に抜け出たりすることが確実に防止される。

このように構成された刃先位置調整機構５は、調整子１３の端面に設けられた操作孔１３ｃ（図６参照）にレンチを係合させて調整ねじ１２を締め込み方向に回転させる。その操作によって調整ねじ１２がねじ孔９にねじ込まれ、調整子１３に設けられたテーパ面１３ａが変位する。

このときに作動ピン１４がテーパ面１３ａの作用によって押し動かされ、作動ピン１４による位置決め点が変化して図２に鎖線で示すように、切削インサート４の刃先位置が調整される。

この構造での刃先位置の調整は、微調整が可能である。ねじで切削インサートを直接押すタイプの調整機構では、ねじの推進量=調整量になるが、本構造の場合、調整ねじ１２の１回転による推進量がテーパ面１３ａの作用によって縮小されて作動ピン１４に伝わるため、調整ねじ１２の１回転による推進量に対して切削インサートの移動量を数分の１に縮小（具体的な縮小率は、テーパ面１３ａの傾斜角によって決まる）することが可能である。

また、例示の刃先位置調整機構５は、作動ピン１４の一部がガイド孔８に入り込んでおり（図２参照）、その入り込み部がストッパとして機能する。調整子１３の凸部１３ｂがその入り込み部に引っ掛かることで調整子１３とそれと一体の調整ねじ１２はガイド孔８から抜け止めされ、工具使用中に遠心力で飛散したり、ガイド孔８から自然に脱落したりすることが確実に防止される。

図１，図３及び図５，図６の１５は、作動ピン１４の移動量を規制するストッパである。作動ピン１４の外周に面取り部１４ａ（図３，図５，図６参照）を設けてその面取り部の端に形成される段差面が移動規制位置で工具本体に支持されたストッパ１５に突き当たるようにしてある。

このストッパ１５は、調整子１３をガイド孔８に挿入した後、作動ピン１４をピン孔１０に挿入し、その後に、ストッパ１５が工具本体２に取付けられる。

このストッパ１５があると、作動ピン１４の座面形成部側への移動をそのストッパ１５で規制して作動ピン１４がガイド孔８に入り込んだ状態を確実に維持することができる。

また、座面７から切削インサート４を取り外したときに作動ピン１４がピン孔１０から座面形成部側に抜け出すことを阻止することもできる。

なお、ストッパ１５は、必須の要素ではない。作動ピン１４のガイド孔８に対する入り込み状態は、調整ねじ１２のねじ込み状況や切削インサート４の刃先位置などからも知ることが可能である。

切削インサート４を固定するクランプ機構６は、駒挿入溝１１に挿入されるくさび状のクランプ駒１６と、そのクランプ駒を推進させるクランプねじ１７からなるものを例示した。

図示のクランプねじ１７は、工具本体２に設けられたねじ孔（図示せず）にねじ込まれる一端側の外周とクランプ駒１６のねじ孔１６ａにねじ込まれる他端側の外周に逆向きにねじれたねじの形成された所謂Ｗねじであるが、これに限定されるものではない。

切削インサート４は前面に溝４ａを有する。その溝４ａは、工具本体２の外周側に置かれる側の深さが深く、中心側に置かれる側が浅くなる方向に溝底が傾いている。

その溝底と駒挿入溝１１の溝面との間にクランプ駒１６が挿入され、そのクランプ駒１６がクランプねじ１７によって工具本体２の中心側に引き込まれて切削インサート４が刃先位置の調整点に固定される。

クランプ駒１６は、切削インサート４の前面の溝４ａに入り込んでいるので、遠心力による切削インサート４の飛散は起こらない。

この発明の回転切削工具に設ける調整ねじ１２と調整子１３は、上述したように、一体に形成したものが好ましいが、図７及び図８に示すように、別部品とすることができる。調整ねじ１２として、Ｗねじを用いれば、独立した調整子１３もガイド孔に引き込むことができる。

図７や図８のように、調整ねじ１２（Ｗねじ）をねじ込むねじ孔１３ｄを設けた両端が円筒状の調整子１３を用い、その調整子１３の外周の一部にテーパ面１３ａを設ける場合やテーパ面１３ａの設置部をテーパの角軸にする場合には、調整子１３の位置決めとガイド孔８内での回り止めを施す。

調整子１３は、軸方向両端を円柱状、両端を除く部分を円錐状にしてテーパ面１３ａを作り出したものが、位置決めや回り止めの対策が不要で好ましいが、図７や図８のようなものでも発明の目的は達成される。

刃先位置調整機構５に含ませた作動ピン１４は、ガイド孔８に入り込む部分の外径を小さくするのが好ましい。

そのようにすることで、作動ピン１４のガイド孔８に対する入込み量を大きくすることができるので、調整子１３の飛散防止に関してより高い効果を期待できる。

作動ピン１４のガイド孔８に入り込む部分の外径を小さくするには、端部を斜めにカットする、細くする、円錐状や球面状にすると言った手法が考えられる。

外径が小さくなった部分の形状は特に問わないが、作動ピン１４の端部を図２のように調整子１３のテーパ面１３ａに沿うようにカットすると、作動ピン１４の調整子１３に対する接触部の強度やテーパ面１３ａに対する接触面の耐摩耗性が低下しないし、ガイド孔８への入り込み部が工具本体の中心側に偏ることから入り込み量もより大きくなるので、そのような形状にするとよい。

１回転切削工具
２工具本体
３切れ刃
４切削インサート
４ａ溝
５刃先位置調整機構
６クランプ機構
７座面
７ａ主座面
７ｂ座側面
８ガイド孔
９ねじ孔
１０ピン孔
１１駒挿入溝
１２調整ねじ
１３調整子
１３ａテーパ面
１３ｂ凸部
１３ｃ操作孔
１３ｄねじ孔
１４作動ピン
１４ａ面取り部
１５ストッパ
１６クランプ駒
１６ａねじ孔
１７クランプねじ

Claims

座面と、工具本体の外周側から中心方向に向かって開けられたガイド孔と、そのガイド孔の底に開口させたねじ孔と、座面設置部から前記ガイド孔に至るピン孔を有する工具本体と、前記座面に装着される切削インサートと、その切削インサートの刃先位置を調整する刃先位置調整機構と、刃先位置が調整された切削インサートを固定するクランプ機構を備え、
前記刃先位置調整機構は、前記ねじ孔にねじ込まれる調整ねじと、その調整ねじの前記ねじ孔へのねじ込みに伴って前記ガイド孔内で推進する調整子と、前記ピン孔に挿入されて前記調整子と切削インサートとの間に介在される長さが前記ピン孔の全長よりも長い作動ピンを備え、
さらに、前記調整子は、工具本体の中心側にある部位が前記ピン孔から離反する方向に傾いたテーパ面を外周に有し、さらに、そのテーパ面よりも工具本体の中心側に前記テーパ面が前記ピン孔から最大に離反した位置よりもピン孔側にせり出す凸部を有し、前記作動ピンが前記ガイド孔に入り込んで前記テーパ面に接触している回転切削工具。
前記刃先位置調整機構の前記調整ねじと前記調整子が一体に形成され、前記調整子の軸方向両端を除く部分が円錐状のテーパ軸として構成されてそのテーパ軸の外面で前記テーパ面を作り出した請求項１に記載の回転切削工具。
前記作動ピンの調整子側の端部が、前記テーパ面に沿って斜めにカットされて前記ガイド孔への作動ピンの入り込み部が工具本体の中心側に偏っている請求項１又は請求項２に記載の回転切削工具。