JP6447746B2 - 刃先交換式切削工具 - Google Patents

Description

本発明は、工具本体の先端部に形成されたスリット状のインサート取付座に、切刃が形成されたインサート本体を有する切削インサートが着座させられて、クランプネジによって挟持されることにより着脱可能に取り付けられる刃先交換式切削工具に関する。
本願は、２０１５年１２月１日に、日本に出願された特願２０１５−２３４７６７号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

このような刃先交換式切削工具として、例えば特許文献１には、工具本体の先端部にスリット状に設けた中空部のインサート取付座に切削インサートを挟持し、締め付け部材で固定する刃先交換式切削工具において、工具本体のインサート取付座側面部には締め付け部材の頭部円錐面に対応する部分に、締め付け部材の中心線に対し、工具本体後端方向に偏心した円錐受け面を設け、他のインサート取付座側面部には、締め付け部材の円筒部受け穴およびその側壁とこの側壁に連なり締め付け部材の雄ねじ部に対応する雌ねじ部を設け、切削インサートの固定をインサート取付座側面部による押圧と、締め付け部材の円筒部による切削インサートのピン穴側面から工具本体の後端側への押圧とによって行い、かつ、円筒部受け穴の側壁と締め付け部材の円筒部とを当接させて取付基準面としたものが提案されている。

ここで、この特許文献１に記載された刃先交換式切削工具では、上述のように工具本体のインサート取付座側面部の締め付け部材頭部円錐面に対応する部分に、締め付け部材の中心線に対して工具本体後端方向に偏心した円錐受け面を設けることにより、締め付け部材をねじ込むことによって締め付け部材の頭部側が工具本体後端側に傾くように締め付け部材を撓ませて、締め付け部材の円筒部により切削インサートのピン穴側面を工具本体後端側に押圧している。

そして、円筒部受け穴の側壁と締め付け部材の円筒部とを当接させて取付基準面としているので、こうして締め付け部材を撓ませたときの円筒部下端と円筒部受け穴先端側側壁の間の押圧によって円筒部による切削インサートの押圧力を安定させることができ、工具使用中の様々な方向、大きさの荷重に対しても切削インサートの取付精度を高精度に保つことができる。

特許第３９７１５２２号公報

ところが、この特許文献１に記載された刃先交換式切削工具の締め付け部材では、切削インサートのピン穴側面が締め付け部材の中心線方向の略全長に亙って円筒部と当接するため、締め付け部材が撓み難いという問題があった。また、ピン穴側面が締め付け部材の中心線方向の略全長に亙って円筒部と当接することにより、これらピン穴側面と円筒部との接触面積も大きくなり、円筒部がピン穴側面を工具本体後端側に押圧する際の摩擦抵抗も大きくなって、締め付け部材の締め際で切削インサートがずれ動いてしまうおそれもある。

本発明は、このような背景の下になされたもので、上述のように切削インサートの押圧力の安定化を図りつつも、締め付け部材（クランプネジ）を撓ませ易くするとともに、締め際で切削インサートがずれ動くような事態を防ぐことが可能な刃先交換式切削工具を提供することを目的としている。

上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、工具本体の先端部に形成されたスリット状のインサート取付座に、切刃が形成されたインサート本体を有する切削インサートが着座させられて、クランプネジによって挟持されることにより着脱可能に取り付けられる刃先交換式切削工具であって、上記インサート本体には、上記インサート取付座の取付座底面に当接可能な着座面と、該インサート本体を貫通して上記クランプネジが挿通される貫通孔と、この貫通孔が開口する２つの側面とが形成され、上記２つの側面を押圧する上記インサート取付座の互いに対向した２つの取付座壁面のうち、一方の取付座壁面には取付基準孔とネジ孔とが形成されるとともに、他方の取付座壁面には上記ネジ孔の中心線に対して工具本体後端側に偏心した中心線を有する円錐状受け面が工具本体先端側に形成され、上記クランプネジの一端部には上記ネジ孔にねじ込まれる雄ネジ部が形成され、他端部には上記円錐状受け面に摺接可能な円錐面状の外周面を有する頭部が形成され、上記雄ネジ部と頭部との間には、該クランプネジの上記一端部側の外周面が上記取付基準孔の工具本体先端側の内周面に当接させられるとともに、上記取付基準孔よりも他端部側の外周面が上記インサート本体の貫通孔における工具本体後端側の内周面に当接させられる円筒部が形成され、上記インサート本体の貫通孔には、該インサート本体の上記２つの側面への開口部のうち少なくとも一方に、上記クランプネジの円筒部が当接させられる部分よりも内径の大きな拡径部が形成されており、上記拡径部が形成された上記インサート本体の側面からの該拡径部の深さが、上記貫通孔の中心線に対する半径方向の上記拡径部の拡径量よりも大きいことを特徴とする。

このように構成された刃先交換式切削工具では、クランプネジをねじ込んで切削インサートを取り付ける際に、クランプネジの雄ネジ部が形成された一端部側における円筒部の外周面が上記取付基準孔の工具本体先端側の内周面に摺接させられるので、これらの内外周面が特許文献１に記載された刃先交換式切削工具における取付基準面として作用する。このため、特許文献１に記載された刃先交換式切削工具と同様に、切削インサートの押圧力を安定させて、切削加工時の様々な方向、大きさの荷重に対しても切削インサートの取付精度を高精度に維持して、高い加工精度を得ることができる。

そして、さらに上記構成の刃先交換式切削工具では、インサート本体の貫通孔における上記２つの側面への開口部のうち少なくとも一方に、クランプネジの円筒部が当接させられる部分よりも内径の大きな拡径部が形成されているので、この拡径部においては貫通孔とクランプネジの円筒部との間に間隔をあけることができ、切削インサートを挟持して固定する際に、クランプネジを撓ませ易くすることができる。従って、少ないねじ込み力でも切削インサートを確実かつ安定的にインサート取付座に取り付けることが可能となる。

また、このように拡径部において貫通孔と円筒部との間に間隔があけられることにより、クランプネジの円筒部と貫通孔との接触面積を低減することができ、これに伴いクランプネジが貫通孔を工具本体後端側に押圧する際の摩擦抵抗も低減されるので、クランプネジの締め際（クランプネジの締結が完了する直前）にインサート本体がずれ動くような事態を防止することができる。このため、切削インサートの取付精度を一層高精度化することができ、加工精度のさらなる向上を図ることが可能となる。
また、上記拡径部が形成された上記インサート本体の側面からの該拡径部の深さを、上記貫通孔の中心線に対する半径方向の上記拡径部の拡径量よりも大きくしているので、クランプネジの円筒部と貫通孔との接触面積を確実に低減しつつ、拡径部によって貫通孔の開口部が必要以上に大きく削ぎ取られるのを防ぐことができる。このため、クランプネジによって押圧されたインサート本体に貫通孔から割損が生じるような事態を防ぐことができる。

特に、上記拡径部を、上記インサート本体の２つの側面のうち、少なくとも上記一方の取付座壁面により押圧される側面への上記貫通孔の開口部に形成することが好ましい。これにより、クランプネジの円筒部が、取付基準孔が形成されたこの一方の取付座壁面により押圧される側面側で貫通孔に接触することが無くなる。このため、例えば円筒部と、この円筒部が当接させられる部分の貫通孔とのクリアランスが小さい場合にクランプネジを締め込んだ際、このような接触によりインサート本体の取付振れ精度にばらつきが生じるのを防ぐことができる。

また、これとは逆に、上記拡径部を、上記インサート本体の２つの側面のうち、少なくとも上記他方の取付座壁面により押圧される側面への上記貫通孔の開口部に形成しても良い。これにより、クランプネジの撓みによって円筒部の外周面が貫通孔と接触する位置を、クランプネジの取付基準面となる円筒部の一端部側外周面に近づけることができる。このため、クランプネジの撓み量が同じでも、この一端部側外周面を支点として円筒部が貫通孔に接触する位置に作用する押圧力を強くすることができ、さらに強固に切削インサート３をインサート取付座２に固定することが可能となる。しかも、クランプネジが大きく撓む側に拡径部が形成されるので、撓み量自体も大きくすることができる。勿論、上記拡径部をインサート本体の側面の双方に形成してもよく、その場合には上述した双方の効果を得ることができる。

また、上記拡径部は、上記拡径部が開口する上記側面に平行で上記貫通孔の中心線を中心とした円環状の底面と、上記底面から上記拡径部が開口する上記側面に向かうに従い漸次拡径する、上記貫通孔の中心線を中心とした円錐面状の内周面と、を備えることが好ましい。

以上説明したように、本発明によれば、クランプネジによる切削インサートの押圧力を安定化させながらも、確実かつ高精度に切削インサートをインサート取付座に取り付けることができ、一層高精度の切削加工を図ることができる。

本発明の第１の実施形態を示す刃先交換式切削工具の先端部の側面図である。 図１におけるＺＺ断面図である。 本発明の第２の実施形態を示す、図１におけるＺＺ断面図に相当する図である。 本発明の第３の実施形態を示す、図１におけるＺＺ断面図に相当する図である。

図１および図２は、本発明の第１の実施形態を示すものである。本実施形態の刃先交換式切削工具は、刃先交換式のエンドミル、特にボールエンドミルであり、すなわち軸線Ｏを中心とする外形略円柱状の工具本体１の先端部（図１および図２における左側部分）に形成されたスリット状のインサート取付座２に、円弧状の切刃３ａが形成されたインサート本体３ｂを有する切削インサート３が着座させられて、クランプネジ４によって挟持される（クランプネジ４を締結することによって切削インサート３がインサート取付座２に挟持される）ことにより、切削インサート３がインサート取付座２に着脱可能に取り付けられている。このような刃先交換式切削工具は、工具本体１後端側の図示されないシャンク部が工作機械の主軸に把持されて、軸線Ｏ回りに回転させられつつ通常は軸線Ｏに交差する方向に送り出され、上記切刃３ａにより金型等の被削物を切削加工する。なお、本実施形態においては、軸線Ｏの延びる方向のうち、工具本体１のシャンク部からインサート取付座２へ向かう方向を先端側（図１、２の左側）といい、インサート取付座２からシャンク部へ向かう方向を後端側（図１、２の右側）という。また、軸線Ｏに直交する方向を径方向という。径方向のうち軸線Ｏに接近する方向を径方向内方といい、軸線Ｏから離間する方向を径方向外方という。
また、本実施形態では、ねじサイズがＭ２からＭ８の範囲のクランプネジ４を備える刃先交換式切削工具を主に対象とするが、以降はねじサイズがＭ８のクランプネジ４を備える刃先交換式切削工具について述べる。なお、本発明の刃先交換式切削工具のクランプネジ４のねじサイズは上記範囲に限定されない。

切削インサート３のインサート本体３ｂは、超硬合金等の硬質材料によって板状に形成されて、２つの互いに平行な側面３ｃと、これらの側面３ｃに垂直な着座面３ｄとを備えており、上記円弧状（略半円状）の切刃３ａが工具本体１の先端部外周（先端側及び径方向外方）に突出して、その軸線Ｏ回りになす回転軌跡が該軸線Ｏ上に中心を有する半球状となるようにインサート取付座２に取り付けられる。言い換えると、切刃３ａがなす円弧の中心が軸線Ｏを通るようにインサート本体３ｂがインサート取付座２に取り付けられる。また、インサート本体３ｂには、上記切刃３ａがなす円弧の略中心を通る中心線を有してインサート本体３ｂを貫通する断面円形の貫通孔３ｅが形成されていて、上記２つの側面３ｃに開口している。

一方、工具本体１とクランプネジ４は、インサート本体３ｂよりは低硬度で弾性変形可能な鋼材等の金属材料により形成されている。このうち、工具本体１の先端部は、切削インサート３が取り付けられた状態で、軸線Ｏとインサート本体３ｂの貫通孔３ｅの上記中心線との交点を中心とする半球状に形成されている。ただしこの工具本体１の先端部がなす半球の半径は、切刃３ａの上記回転軌跡がなす半球の半径よりも僅かに小さくされている。

このような工具本体１の先端部に形成される上記インサート取付座２は、図２に示すように軸線Ｏとインサート本体３ｂの貫通孔３ｅの上記中心線とに直交する方向から見て、工具本体１の先端側にＵ字形に開口するスリット状に形成されており、すなわち互いに平行かつ軸線Ｏにも平行な対向する２つの取付座壁面２ａ、２ｂと、これらの取付座壁面２ａ、２ｂに垂直で軸線Ｏに直交する、工具本体１の先端側を向く取付座底面２ｃとを備えている。

２つの取付座壁面２ａ、２ｂは軸線Ｏから互いに等しい距離にあり、これらの取付座壁面２ａ、２ｂ間の間隔は、両取付座壁面２ａ、２ｂにインサート本体３ｂの上記２つの側面３ｃをそれぞれ摺接させてインサート本体３ｂを嵌め入れ可能な大きさとされている。こうしてインサート本体３ｂを嵌め入れて上記着座面３ｄを取付座底面２ｃに当接させることにより、切削インサート３は、貫通孔３ｅの中心線が軸線Ｏと直交するようにしてインサート取付座２に着座させられる。

また、２つの取付座壁面２ａ、２ｂのうち一方の取付座壁面である第１の取付座壁面（図２における下側の取付座壁面）２ａには、上述のように切削インサート３をインサート取付座２に着座させた状態で、第１の取付座壁面２ａに摺接したインサート本体３ｂの側面３ｃにおける上記貫通孔３ｅの開口部に臨むように、取付基準孔５とネジ孔６とが形成されている。本実施形態では、取付基準孔５が取付座壁面２ａに開口するように形成されるとともに、この取付基準孔５の孔底（径方向外方）にネジ孔６が形成されている。

このうち、ネジ孔６は、その中心線Ｌ１が軸線Ｏと直交するように延びている。また、取付基準孔５は、軸線Ｏ方向に延びる長孔状をなしており、すなわち取付座壁面２ａに平行な断面において、１つの円をその直径で軸線Ｏ方向に分割した２つの半円の間を、この直径と等しい幅の方形（正方形）で繋いだ形状に形成されている。これらの半円のうち工具本体１の先端側に位置する半円の中心はネジ孔６の中心線Ｌ１上に位置しており、この先端側の半円に沿う取付基準孔５の半円筒面状の内周面は工具本体１側の取付基準面５ａとされる。なお、これらの半円の内径（上記１つの円の直径）は、ネジ孔６の内径（ネジ孔６のネジの谷の直径）よりも僅かに大きい。

これに対して、２つの取付座壁面２ａ、２ｂのうち他方の取付座壁面である第２の取付座壁面（図２における上側の取付座壁面）２ｂには、この第２の取付座壁面２ｂから離れて工具本体１の先端部外周側（図２における上側、径方向外方）に向かうに従い内径が漸次大きくなる凹円錐状孔７が形成されて、工具本体１の外周面に開口している。取付座壁面２ｂに平行な工具本体１の断面においては、この凹円錐状孔７は円形状に形成されていて、この円の内径が工具本体１の外周側（径方向外方）に向かうに従い漸次大きくなる。

さらに、この凹円錐状孔７の工具本体１の先端側の半円に沿う半円錐面は本実施形態における円錐状受け面７ａとされており、この円錐状受け面７ａの中心線Ｌ２は、軸線Ｏに直交するとともに、ネジ孔６の中心線Ｌ１よりも僅かに工具本体１の後端側に偏心している。また、中心線Ｌ２は中心線Ｌ１に平行である。偏心量（中心線Ｌ１と中心線Ｌ２との距離）の好ましい範囲はクランプネジ４のねじサイズによって変わる。例えば本実施形態のようにクランプネジ４のねじサイズがＭ８の場合、０．０３〜０．１が好ましい。なお、この凹円錐状孔７の孔底（凹円錐状孔７の径方向内方端）と第２の取付座壁面２ｂとの間には、取付基準孔５よりも大きい内径の長孔部７ｂが、凹円錐状孔７と連続して形成されている。長孔部７ｂは、１つの円（取付基準孔５の半円の直径より大きい直径の円）をその直径で軸線Ｏ方向に分割した２つの半円の間を、この直径と等しい幅の方形で繋いだ形状に形成されている。そして、長孔部７ｂの上記２つの半円の中心の中点がネジ孔６の中心線Ｌ１上に位置している。長孔部７ｂは、第２の取付座壁面２ｂに摺接したインサート本体３ｂの側面３ｃにおける貫通孔３ｅの開口部に臨むように、第２の取付座壁面２ｂに開口している。

クランプネジ４には、その一端部（図２における下側部分）に上記ネジ孔６にねじ込まれる雄ネジ部４ａが形成されるとともに、他端部（図２における上側部分）には、雄ネジ部４ａをネジ孔６にねじ込んでいったときに上記円錐状受け面７ａと摺接可能な、一端部側に向かうに従い漸次縮径する円錐面状の外周面を有する頭部４ｂが形成されている。また、頭部４ｂの端面には、クランプネジ４をねじ込み（クランプネジ４の雄ネジ部４ａをネジ孔６に螺合させて）、または緩める際にレンチ等の作業用工具と係合する係合孔４ｃが形成されている。

さらに、これら雄ネジ部４ａと頭部４ｂとの間には円筒部４ｄが形成されている。この円筒部４ｄは、その外周面がクランプネジ４の中心線を中心とする円筒面をなしており、その外径は、雄ネジ部４ａの外径よりも僅かに大きく、取付基準孔５の上記取付基準面５ａとされた先端側の内周面の内径よりは極僅かに小さく設定されている。上述のように雄ネジ部４ａをネジ孔６にねじ込んでいったときに円筒部４ｄの外周面が取付基準面５ａに摺接可能とされている。本実施形態では、円筒部４ｄと雄ネジ部４ａとの間には、不完全ネジ部を含む接続部が設けられている。接続部は円筒面状の外周を持ち、雄ネジ部４ａの谷径より小さい外径を有することが好ましい。

そして、インサート本体３ｂの上記貫通孔３ｅには、このインサート本体３ｂの上記２つの側面３ｃへの開口部のうち少なくとも一方に、この貫通孔３ｅにおいてクランプネジ４の上記円筒部４ｄが当接させられる部分よりも内径の大きな拡径部３ｆが形成されている。本実施形態では、貫通孔３ｅの２つの側面３ｃへの開口部の双方に、このような拡径部３ｆが形成されており、貫通孔３ｅにおいてこれら２つの拡径部３ｆの間の部分に上記円筒部４ｄが当接させられる。言い換えると、貫通孔３ｅは、クランプネジ４の円筒部４ｄと当接するように形成された円筒面と、円筒面よりも大きい内径を有し側面３ｃに開口するように円筒面の両端に設けられた２つの拡径部３ｆと、で構成される。

この拡径部３ｆは、本実施形態では、インサート本体３ｂの上記側面３ｃに平行で貫通孔３ｅの中心線（貫通孔３ｅの円筒面の中心線）を中心とした円環状の底面と、この底面から該拡径部３ｆが開口する側面３ｃ側に向かうに従い漸次拡径する、貫通孔３ｅの中心線を中心とした円錐面状の内周面とを備えている。各拡径部３ｆは、２つの側面３ｃ側の拡径部３ｆ同士で同形、同大となるように形成されている。また、拡径部３ｆが形成された側面３ｃから拡径部３ｆの上記底面までの該拡径部３ｆの深さ（貫通孔３ｅの中心線方向における拡径部３ｆの長さ）は、貫通孔３ｅの中心線に対する半径方向（貫通孔３ｅの中心線に直交する方向）の拡径部３ｆの拡径量、すなわち側面３ｃにおける拡径部３ｆの半径（拡径部３ｆの内半径の最大値）と貫通孔３ｅのクランプネジ４が当接させられる部分の半径（貫通孔３ｅの円筒面の内半径）との差よりも大きい。なお、拡径部３ｆの拡径量の好ましい範囲は、クランプネジ４のねじサイズによって変わる。例えば本実施形態のようにクランプネジ４のねじサイズがＭ８の場合、拡径部３ｆの拡径量が拡径部の深さの１０〜５０％であることが好ましく、２０〜４０％であることが好ましいが、これに限定されない。

なお、インサート本体３ｂの貫通孔３ｅは、上述のように着座面３ｄを取付座底面２ｃに当接させてインサート本体３ｂをインサート取付座２に着座させた状態でクランプネジ４を挿通して、雄ネジ部４ａをネジ孔６にねじ込み始めたときには、クランプネジ４の円筒部４ｄの外周面と貫通孔３ｅの円筒部４ｄと当接させられる部分（円筒面）のうち工具本体１後端側部分の内周面との間に極僅かな間隔があけられるように、貫通孔３ｅの中心線の位置と円筒部４ｄに当接させられる部分（貫通孔３ｅの円筒面）の内径とが設定されている。本実施形態においては、貫通孔３ｅの円筒面の内径は取付基準面５ａの半円筒面状の内周面と略同一である。

このような刃先交換式切削工具は、上述のように切削インサート３を、そのインサート本体３ｂの貫通孔３ｅの中心線が軸線Ｏと直交するようにインサート取付座２に嵌め入れて着座面３ｄを取付座底面２ｃに当接させることにより着座させ、次いで凹円錐状孔７からクランプネジ４を貫通孔３ｅに挿通して雄ネジ部４ａをネジ孔６にねじ込むことにより組み立てられる。

雄ネジ部４ａをネジ孔６にねじ込み始めたときには、クランプネジ４の中心線はネジ孔６の中心線Ｌ１と同軸であるが、クランプネジ４の頭部４ｂの外周面が凹円錐状孔７の円錐状受け面７ａに摺接すると、この円錐状受け面７ａの中心線Ｌ２はネジ孔６の中心線Ｌ１よりも僅かに工具本体１の後端側に偏心しているので、クランプネジ４は頭部４ｂが工具本体１の後端側に倒れ込むように撓み始める。

そして、このようにクランプネジ４が撓むと、その円筒部４ｄの外周面が、拡径部３ｆの間の部分（貫通孔３ｅの円筒面）における貫通孔３ｅの工具本体１後端側の内周面に当接し、インサート本体３ｂをインサート取付座２の取付座底面２ｃに押圧する。また、これと同時に、クランプネジ４の頭部４ｂが円錐状受け面７ａに押し付けられることにより、インサート取付座２の２つの取付座壁面２ａ、２ｂ間の間隔が狭められてインサート本体３ｂの２つの側面３ｃが押圧され、これらの押圧によって切削インサート３がインサート取付座２に挟持されて固定される。

ここで、クランプネジ４が撓み始めるときには、円筒部４ｄの一端部側（雄ネジ部４ａ側）の外周面が取付基準孔５の工具本体１先端側の取付基準面５ａに摺接しているので、クランプネジ４は、この円筒部４ｄの一端部側の外周面における取付基準面５ａと摺接した部分を支点として頭部４ｂ側が工具本体１後端側に傾くように撓んでゆく。すなわち、この円筒部４ｄの取付基準面５ａと摺接した部分がクランプネジ４側の取付基準面として作用し、工具本体１側の取付基準面５ａによってクランプネジ４が工具本体１の先端側と外周側（径方向外方）とにおいて拘束されるので、切削加工時に切刃３ａから切削インサート３に如何なる方向から荷重が作用しても、切削インサート３を強固にインサート取付座２に保持することができる。

さらに上記構成の刃先交換式切削工具では、貫通孔３ｅの側面３ｃへの開口部に、クランプネジ４の円筒部４ｄが当接させられる部分（貫通孔３ｅの円筒面）よりも内径の大きな拡径部３ｆが形成されているので、この拡径部３ｆにおいては円筒部４ｄと貫通孔３ｅとの間に大きな間隔をあけることができてクランプネジ４を撓み易くすることができる。このため、係合孔４ｃにレンチ等の作業用工具を係合させてクランプネジ４を回転することにより雄ネジ部４ａをネジ孔６にねじ込む際のねじ込み力を小さく抑えることができるとともに、クランプネジ４を確実に撓ませて切削インサート３を安定的にインサート取付座２に固定することが可能となる。このような効果を十分に得ることのできる貫通孔３ｅの中心線方向における拡径部３ｆの長さ（拡径部３ｆの深さ）は、クランプネジ４のねじサイズによって変わる。例えば本実施形態のようにクランプネジ４のねじサイズがＭ８の場合、拡径部３ｆの上記長さが貫通孔３ｅの長さの１０〜５０％であることが好ましく、２０〜４０％であることが好ましいが、これに限定されない。

また、このように拡径部３ｆと円筒部４ｄとの間に間隔があけられることにより、拡径部３ｆでは円筒部４ｄが貫通孔３ｅと接触することがなくなり、従ってクランプネジ４と貫通孔３ｅとの接触面積は小さくなる。このため、クランプネジ４が貫通孔３ｅに当接してインサート本体３ｂを工具本体１の後端側に押圧する際のクランプネジ４と貫通孔３ｅとの間の摩擦抵抗も小さく抑えることができるので、切削インサート３が完全に固定される直前のクランプネジ４の締め際においてインサート本体３ｂがずれ動いてしまうのを防ぐことができ、切削インサート３を一層高精度にインサート取付座２に取り付けて加工精度の向上を図ることができる。

しかも、本実施形態では、拡径部３ｆが貫通孔３ｅの２つの側面３ｃへの開口部の双方に形成されているので、円筒部４ｄとの接触面積を一層小さくして摩擦抵抗のさらなる低減を図ることができる。また、これら２つの拡径部３ｆは同形、同大に形成されているので、各側面３ｃからの拡径部３ｆの上記深さも等しい。従って貫通孔３ｅはその中心線方向の中央部がクランプネジ４の円筒部４ｄに当接させられる。このため、上記インサート本体３ｂの厚さ方向（図２の左右方向）においてバランスよく切削インサート３を押圧して、さらに安定的に切削インサート３をインサート取付座２に固定することができる。なお、貫通孔３ｅの中心線方向における貫通孔３ｅの円筒面の長さの好ましい範囲は、クランプネジ４のねじサイズによって変わる。例えば本実施形態のようにクランプネジ４のねじサイズがＭ８の場合、貫通孔３ｅの円筒面の上記長さがインサート本体３ｂの厚さ（２つの側面３ｃ間の距離）の１０〜５０％であることが好ましく、２０〜４０％であることがより好ましいが、これに限定されない。

さらに、これら本実施形態では、拡径部３ｆが形成されたインサート本体３ｂの側面３ｃからの拡径部３ｆの深さが、貫通孔３ｅの中心線に対する半径方向の拡径部３ｆの拡径量よりも大きくされている。このため、拡径部３ｆの周りの貫通孔３ｅ開口部周辺におけるインサート本体３ｂの肉厚が必要以上に削がれるのを防ぐことができるので、クランプネジ４による押圧によってインサート本体３ｂに割損が生じるような事態を防ぐことができる。

しかも、本実施形態における拡径部３ｆは、この拡径部３ｆが開口する側面３ｃ側に向かうに従い漸次拡径する貫通孔３ｅの中心線を中心とした円錐面状の内周面を備えているので、クランプネジ４の撓みを阻害することがない。その一方で、この側面３ｃとは反対側の、拡径部３ｆにおいて貫通孔３ｅに円筒部４ｄが当接させられる部分に隣接した部分（拡径部３ｆのうち貫通孔３ｅの円筒面に隣接する部分）では、インサート本体３ｂの肉厚を大きく確保することができるので、やはりインサート本体３ｂの割損等を確実に防ぐことができる。ただし、拡径部３ｆの形状はこれに限定されず、拡径部３ｆが上述のような円環状の底面と、貫通孔３ｅの中心線を中心とする円筒面状の内周面とを備えていてもよく、すなわち貫通孔３ｅが段付き孔状に形成されたものであってもよい。

次に、図３および図４は、本発明の第２および第３の実施形態を示す図１のＺＺ断面図に相当する図であり、図１および図２に示した第２の実施形態と共通する部分には同一の符号を配してある。このうち、図３に示す第２の実施形態では、切削インサート３の拡径部３ｆが、インサート本体３ｂの２つの側面３ｃのうち、取付基準孔５が形成された第１の取付座壁面２ａにより押圧される側面３ｃへの貫通孔３ｅの開口部だけに形成されており、クランプネジ４の円筒部４ｄは、この拡径部３ｆからインサート本体３ｂの第２の取付座壁面２ｂに押圧される側面３ｃの間の貫通孔３ｅの内周面に当接させられる。すなわち、貫通孔３ｅは、第２の取付座壁面２ｂに押圧される側面３ｃに開口する円筒面と、第１の取付座壁面２ａに押圧される側面３ｃに開口し、円筒面より大きい内径を有する拡径部３ｆと、で構成されている。

この第２の実施形態や、上述した第１の実施形態のように、インサート本体３ｂの２つの側面３ｃのうち、少なくとも、取付基準孔５が形成された第１の取付座壁面２ａにより押圧される側面３ｃへの貫通孔３ｅの開口部に上記拡径部３ｆが形成されている場合は、クランプネジ４の円筒部４ｄは、この第１の取付座壁面２ａにより押圧される側面３ｃ側で貫通孔３ｅに接触することが無くなる。このため、クランプネジ４をねじ込んでいったときに、貫通孔３ｅと円筒部４ｄとの間には十分なクリアランスが確保されるので、円筒部４ｄの外周面のうち工具本体１の先端側を向く部分が貫通孔３ｅに接触するのを回避することができる。従って、このような接触によってインサート本体３ｂが貫通孔３ｅを中心に回転して取付振れ精度にばらつきが生じてしまうのも防ぐことができる。

一方、図４に示す第３の実施形態は、切削インサート３の貫通孔３ｅにおける拡径部３ｆが、インサート本体３ｂの２つの側面３ｃのうち、工具本体１の凹円錐状孔７が形成された第２の取付座壁面２ｂにより押圧される側面３ｃへの貫通孔３ｅの開口部だけに形成されている。この第３の実施形態では、クランプネジ４の円筒部４ｄは、この拡径部３ｆからインサート本体３ｂの第１の取付座壁面２ａに押圧される側面３ｃの間の貫通孔３ｅの内周面に当接させられる。すなわち、貫通孔３ｅは、第１の取付座壁面２ａに押圧される側面３ｃに開口する円筒面と、第２の取付座壁面２ｂに押圧される側面３ｃに開口し、円筒面より大きい内径を有する拡径部３ｆと、で構成されている。

この第３の実施形態や、上述した第１の実施形態のように、インサート本体３ｂの２つの側面３ｃのうち、少なくとも、取付基準孔５が形成された第１の取付座壁面２ａとは反対の第２の取付座壁面２ｂにより押圧される側面３ｃへの貫通孔３ｅの開口部に上記拡径部３ｆが形成されている場合には、第２の実施形態や貫通孔３ｅが全長に亙って円筒部４ｄと当接させられる場合（拡径部３ｆが形成されない場合）に比べ、クランプネジ４の撓みによって円筒部４ｄの外周面が貫通孔３ｅと接触する位置を、クランプネジ４の取付基準面となる円筒部４ｄの一端部側（雄ネジ部４ａ側）外周面に近づけることができる。従って、クランプネジ４の撓み量が同じでも、この一端部側外周面を支点として円筒部４ｄが貫通孔３ｅに接触する位置に作用する押圧力を強くすることができ、さらに強固に切削インサート３をインサート取付座２に固定することが可能となる。しかも、クランプネジ４が大きく撓む側に拡径部３ｆが形成されるので、撓み量自体も大きくして、一層強固に切削インサート３を固定することができる。

なお、これら第１ないし第３の実施形態では、切削インサート３の切刃３ａの回転軌跡が半球状をなす刃先交換式のボールエンドミルに本発明を適用した場合について説明したが、同じ刃先交換式エンドミルでも、例えば切刃が、軸線Ｏに略垂直な方向に延びる底刃と、この底刃の外周端（径方向外方端）に連なって軸線Ｏ回りの回転軌跡が軸線Ｏを中心とする円筒面状をなす外周刃とから構成されたスクエアエンドミルや、これら底刃と外周刃が交差するコーナ部に円弧状のコーナ刃が形成されたラジアスエンドミルに本発明を適用することも可能である。さらに、エンドミル以外の切削工具でも、例えば刃先交換式のドリルに本発明を適用してもよい。

本発明の刃先交換式切削工具によれば、切削インサートの押圧力を安定化しつつクランプネジを撓ませ易くし、締め際で切削インサートがずれ動くのを防ぐことができる。

１ 工具本体
２ インサート取付座
２ａ、２ｂ 取付座壁面
２ｃ 取付座底面
３ 切削インサート
３ａ 切刃
３ｂ インサート本体
３ｃ 側面
３ｄ 着座面
３ｅ 貫通孔
３ｆ 拡径部
４ クランプネジ
４ａ 雄ネジ部
４ｂ 頭部
４ｃ 係合孔
４ｄ 円筒部
５ 取付基準孔
５ａ 取付基準面
６ ネジ孔
７ 凹円錐状孔
７ａ 円錐状受け面
７ｂ 長孔部
Ｏ 工具本体１の軸線
Ｌ１ ネジ孔６の中心線
Ｌ２ 円錐状受け面７ａの中心線

Claims (4)

1. 工具本体の先端部に形成されたスリット状のインサート取付座に、切刃が形成されたインサート本体を有する切削インサートが着座させられて、クランプネジによって挟持されることにより着脱可能に取り付けられる刃先交換式切削工具であって、
   上記インサート本体には、上記インサート取付座の取付座底面に当接可能な着座面と、該インサート本体を貫通して上記クランプネジが挿通される貫通孔と、この貫通孔が開口する２つの側面とが形成され、
   上記２つの側面を押圧する上記インサート取付座の互いに対向した２つの取付座壁面のうち、一方の取付座壁面には取付基準孔とネジ孔とが形成されるとともに、他方の取付座壁面には上記ネジ孔の中心線に対して工具本体後端側に偏心した中心線を有する円錐状受け面が工具本体先端側に形成され、
   上記クランプネジの一端部には上記ネジ孔にねじ込まれる雄ネジ部が形成され、他端部には上記円錐状受け面に摺接可能な円錐面状の外周面を有する頭部が形成され、
   上記雄ネジ部と頭部との間には、該クランプネジの上記一端部側の外周面が上記取付基準孔の工具本体先端側の内周面に当接させられるとともに、上記取付基準孔よりも他端部側の外周面が上記インサート本体の貫通孔における工具本体後端側の内周面に当接させられる円筒部が形成され、
   上記インサート本体の貫通孔には、該インサート本体の上記２つの側面への開口部のうち少なくとも一方に、上記クランプネジの円筒部が当接させられる部分よりも内径の大きな拡径部が形成されており、
   上記拡径部が形成された上記インサート本体の側面からの該拡径部の深さが、上記貫通孔の中心線に対する半径方向の上記拡径部の拡径量よりも大きいことを特徴とする刃先交換式切削工具。
2. 上記拡径部は、上記インサート本体の２つの側面のうち、少なくとも上記一方の取付座壁面により押圧される側面への上記貫通孔の開口部に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の刃先交換式切削工具。
3. 上記拡径部は、上記インサート本体の２つの側面のうち、少なくとも上記他方の取付座壁面により押圧される側面への上記貫通孔の開口部に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の刃先交換式切削工具。
4. 上記拡径部は、上記拡径部が開口する上記側面に平行で上記貫通孔の中心線を中心とした円環状の底面と、上記底面から上記拡径部が開口する上記側面に向かうに従い漸次拡径する、上記貫通孔の中心線を中心とした円錐面状の内周面と、を備えることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の刃先交換式切削工具。

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