JP6144565B2

JP6144565B2 - 切削工具

Info

Publication number: JP6144565B2
Application number: JP2013154614A
Authority: JP
Inventors: 朋浩西尾; 悠太前田
Original assignee: Sumitomo Electric Hardmetal Corp
Current assignee: Sumitomo Electric Hardmetal Corp
Priority date: 2013-07-25
Filing date: 2013-07-25
Publication date: 2017-06-07
Anticipated expiration: 2033-07-25
Also published as: JP2015024460A

Description

この発明は、刃先位置の調整機構を有するボーリングカッタなどの切削工具に関する。

刃先位置の調整機構を備えた切削工具として、下記特許文献１や特許文献２に記載されたものが知られている。

特許文献１に記載された切削工具（ボーリングカッタ）は、刃先位置の調整機構として、工具本体とその工具本体の支持座に装着された切削インサートとの間に挿入されるくさびと、そのくさびを推進させるためのくさび移動ねじ（これは一端側の外周と他端側の外周に逆ねじを切った所謂ダブルねじ）を組み合わせたものを設けている。

また、特許文献２に記載された切削工具は、刃先位置の調整機構として、切削インサートを取り付けたカートリッジを工具本体に位置調整可能に取り付け、そのカートリッジを調整ねじで直接動かすものを設けている。

特開２００６−１５０４９１号公報特開２００４−１１４２５９号公報

上記特許文献１，２に開示された刃先位置調整機構は、切削インサートでワーク加工時に発生する切削反力をくさび移動ねじや調整ねじが軸直角向きに受ける。そのために、加工時の切削インサートの位置保持が不安定になり易い。

くさびとくさび移動ねじ（ダブルねじ）を組み合わせた特許文献１の刃先位置調整機構においては、くさびと工具本体に設けられるくさび案内面との間に５／１００ｍｍ〜１０／１００ｍｍ程度の摺動隙間が形成される。

このために、くさび移動ねじを撓ませてくさびをくさび案内面に押しつけなければ切削反力は工具本体で受け止めることができない。このときのくさび移動ねじの撓みが不十分であると、反力はくさび移動ねじが受け止めることになる。

また、くさび移動ねじを撓ませてくさびをくさび案内面に押しつける方法では、くさび案内面に対してくさびが十分に面接触しない状態で工具本体による反力の受け止めがなされるため、くさび案内面に対するくさびの押しつけが行われたとしても切削インサートの位置保持が不安定になる。

この不具合をなくすには、加工精度を高めて前記摺動隙間を可及的にゼロに近づける必要があり、量産性の向上、コスト低減などが図り難い製品になる。

調整ねじでカートリッジを直接動かして位置決めする特許文献２の刃先位置調整機構も、切削インサートをワークに押し付けたときの反力を調整ねじが軸直角方向に受ける。また、この機構は、調整ねじとカートリッジが点接触するため、反力の受け止めが安定せず、加工時の切削インサートの位置保持が不安定になり易い。

この発明は、切削加工時の反力の受け止めが工具本体によって安定してな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、工具本体と、先端部に切削インサートが装着され、後端に受け面が形成されたカートリッジと、このカートリッジの位置を変化させる刃先位置調整機構を備え、
前記カートリッジが前記工具本体の底面部に設置され、
前記刃先位置調整機構は、前記カートリッジの受け面と前記工具本体に形成された座壁との間にこの受け面と座壁に接触しながら工具本体の前記底面部に沿って移動可能に配置されるくさびと、そのくさびを変位させる調整ねじを組み合わせて構成され、
前記調整ねじは、前記くさびに設けられた軸孔に遊嵌される外径が前記軸孔の内径よりも小さな小径部と、前記工具本体に設けられたねじ孔にねじ込まれる外周に雄ねじが形成された前記小径部よりも大径のねじ部と、前記くさびに接触させる当接面を有するものにした。

なお、カートリッジは、切削インサートのある側を前、切削インサートのある側とは反対側を後ろと考える。

この発明の切削工具は、切削加工時の反力が工具本体によって安定して受け止められる。

この発明の切削工具の一例を示す側面図である。図１の切削工具の拡大底面図である。図１の切削工具を図２の矢視Ａ方向に見た先端側の側面図である。図１の切削工具を図２の矢視Ｂ方向に見た先端側の側面図である。図２のＶ−Ｖ線に沿った位置の断面図である。

以下、添付図面の図１〜図５に基づいて、この発明の切削工具の実施の形態を説明する。

図示の切削工具１は、工具本体２と、各々が先端部に切削インサート３，４を装着した２個のカートリッジ５，６と、各カートリッジの工具径方向位置を変化させる刃先位置調整機構７，８を備えている。

２個のカートリッジ５，６は、図２に示したように、どちらも工具本体２の底面に設けたガイド溝２ａ、２ｂに工具径方向スライド可能に組み込まれている。そのカートリッジの工具径方向スライドによって刃先位置が調整される。

カートリッジ５には、図５に示すように、工具径方向に長いボルト孔５ａを設けてあり、そのボルト孔５ａとその孔に挿通したクランプボルト９との間に生じた融通の範囲においてカートリッジ５の位置（つまり刃先位置）が調整される。

そして、クランプボルト９によってカートリッジ５が調整位置に固定される。

図５の５ｂは、クランプボルト９の頭部を受け入れる座孔であり、カートリッジ５に設けられている。この座孔５ｂもクランプボルトの頭部との間に調整のための融通を生じさせる工具径方向の長孔になっている。５ｃは、カートリッジ５の後端に設けられた受け面である。

カートリッジ６も、カートリッジ５と同様の構造にしてクランプボルト９で調整後の位置に固定するようにしている。

切削インサート３に付属させた刃先位置調整機構７は、カートリッジ５の後端の受け面５ｃと工具本体２に形成された座壁２ｃとの間に配置されるくさび１０と、そのくさびを変位させる調整ねじ１１を組み合わせて構成されている。

くさび１０は、座壁２ｃとその座壁２ｃに対向させて設けた溝壁２ｄ（図２参照）に案内されてカートリッジ５の後端の受け面５ｃと座壁２ｃに接触しながら工具径方向に移動することができる。

調整ねじ１１は、図２に示すように、くさび１０に設けられた軸孔１０ａの内径よりも外径の小さな小径部１１ａと、工具本体２に設けられたねじ孔２ｅにねじ込まれるねじ部１１ｂと、くさび１０の背面に接触する当接面１１ｃを有する。ねじ部１１ｂの外周には雄ねじが形成されている。

当接面１１ｃは、小径部１１ａとその小径部よりも大径のねじ部１１ｂの境界部にできる段差面によって構成された面である。

小径部１１ａは軸孔１０ａに遊嵌される。軸孔１０ａの内径と小径部１１ａの外径との間には適度の遊び（隙間）があり、その遊びによって、ワークを加工するときの反力が全て工具本体２に伝達される。

その反力は、くさび１０を介して工具本体の座壁２ｃに伝わり、反力の受け止めが工具本体２によってなされる。そのために、調整ねじ１１には反力が伝わらない。これにより、座壁２ｃに対するくさび１０の接触面積が広く確保され、切削インサート３の刃先の位置保持が安定する。

上記調整ねじ１１の図２に示した小径部１１ａの長さＬ１は、カートリッジ５を取り外した状態でくさび１０が後進終点から最大限に前進できる量Ｌよりも長い。

ここで言うくさび１０の後進終点は、カートリッジ５が工具径方向内側の移動終点にあるときにそのカートリッジ５の受け面５ｃに対してくさび１０の先端のテーパー面が接触する位置である。

調整ねじ１１が取り外された状態でのくさび１０の前後方向への移動可能距離は、小径部１１ａの長さＬ１よりも大きい。これにより、軸孔１０ａに対して調整ねじの小径部１１ａを挿入することが可能になっている。

上述したように、調整ねじ１１の小径部の長さＬ１とくさび１０の後進終点からの最大前進可能量Ｌの関係について、Ｌ１＞Ｌの条件が満たされていると、カートリッジ５が切削インサートの交換などを目的として工具本体２から取り外されたときにもくさび１０が落下しない。

切削インサート４の刃先位置を調整する刃先位置調整機構８は、カートリッジ６の後端に調整ねじ１２を螺合させ、頭部外周に回転操作部（図のそれは、棒レンチの係止孔）を有するその調整ねじ１２の頭頂面をガイド溝２ｂの奥端の壁面に接触させ、調整ねじ１２のカートリッジ６に対するねじ込み量を変化させることで前記奥端の壁面基準でカートリッジ６の工具径方向位置を変化させる周知の機構である。

その刃先位置調整機構８は、工具によるワークの加工時に調整ねじ１２が反力を受ける。ただし、この場合の反力は調整ねじ１２に対して軸直角方向ではなく軸方向に作用する。そのために、反力による調整ねじ１２の撓みは無視できるものになり、切削インサート４の位置保持は安定する。

例示の切削工具においては、２つのカートリッジ５，６が、取り付け方向を工具周方向に７０°〜１２０°ずらして配置される。また、図４から判るように、カートリッジ６は、カートリッジ５よりも工具の軸方向に後退した位置に配置され、カートリッジ５の後方に工具本体のバックメタル部がない。

このような構造のため、カートリッジ５については、刃先位置調整機構８と同様の機構を用いることができない。先に説明した刃先位置調整機構７は、このような構造であっても、調整ねじに反力を伝えることなく刃先位置の安定保持を可能にする。

なお、例示の切削工具においては、２つのカートリッジ５，６に付属させる刃先位置調整機構として形式の異なるものを設けたが、カートリッジは少なくともひとつが、例示の刃先位置調整機構７と同様の調整機構であればよい。

また、スペース面での設置規制がなければ、２つのカートリッジに例示の刃先位置調整機構７と同様の調整機構を付属させることもできる。

１切削工具
２工具本体
２ａ、２ｂガイド溝
２ｃ座壁
２ｄ溝壁
２ｅねじ孔
３，４切削インサート
５，６カートリッジ
５ａボルト孔
５ｂ座孔
５ｃ受け面
７，８刃先位置調整機構
９クランプボルト
１０くさび
１０ａ軸孔
１１調整ねじ
１１ａ小径部
１１ｂねじ部
１１ｃ当接面
１２調整ねじ

Claims

工具本体と、先端部に切削インサートが装着され、後端に受け面が形成されたカートリッジと、このカートリッジの位置を変化させる刃先位置調整機構を備え、
前記カートリッジが前記工具本体の底面部に設置され、
前記刃先位置調整機構は、前記カートリッジの受け面と前記工具本体に形成された座壁との間にこの受け面と座壁に接触しながら工具本体の前記底面部に沿って移動可能に配置されるくさびと、そのくさびを変位させる調整ねじを組み合わせて構成され、
前記調整ねじは、前記くさびに設けられた軸孔に遊嵌される外径が前記軸孔の内径よりも小さな小径部と、前記工具本体に設けられたねじ孔にねじ込まれる外周に雄ねじが形成された前記小径部よりも大径のねじ部と、前記くさびに接触させる当接面を有する切削工具。
前記調整ねじの小径部の長さが、前記くさびの、工具径方向内側の移動終点にあるカートリッジの受け面に接触する位置からの前記カートリッジを取り外した状態での前進可能最大量よりも長い請求項１に記載の切削工具。
前記カートリッジが前記工具本体の底面部に２つ設置されており、その２つのカートリッジは、取り付け方向を工具周方向に７０°〜１２０°ずらして配置されている請求項１又は請求項２に記載の切削工具。
前記２つのカートリッジのうち１つのカートリッジは、他の一つのカートリッジよりも工具の軸方向に後退した位置に配置され、前記他の一つのカートリッジの後方に工具本体のバックメタル部がなく、少なくともその他の一つのカートリッジに前記くさびと前記調整ねじを組み合わせた刃先位置調整機構が付属している請求項３に記載の切削工具。