JP6768111B1 - Rotating tool - Google Patents
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Abstract
【課題】切れ刃の姿勢を変化させることなく、切れ刃の半径方向の位置の調整を容易に実施できる回転工具を提供する。【解決手段】切れ刃31を外周側に有する回転工具100であって、切れ刃31の形成されたチップ32が固定されたカートリッジ33と、カートリッジ33を保持するポケット15を有する本体10と、回転軸線Raに関する切れ刃31の半径方向の位置を調整する楔40と、本体10に締結されたシャンク部50と、を具備しており、本体10が、基部21と、ポケット15が形成された可動部16であって、楔40からの圧力に基づいて基部21に対して半径方向へ並進移動するように形成された可動部16と、可動部16の半径方向内側に隣接して形成された楔挿入孔22とを有する。【選択図】図3PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotary tool capable of easily adjusting a position of a cutting edge in a radial direction without changing the posture of the cutting edge. SOLUTION: A rotary tool 100 having a cutting edge 31 on the outer peripheral side, a cartridge 33 to which a chip 32 on which the cutting edge 31 is formed is fixed, a main body 10 having a pocket 15 for holding the cartridge 33, and rotation. A wedge 40 for adjusting the radial position of the cutting edge 31 with respect to the axis Ra and a shank portion 50 fastened to the main body 10 are provided, and the main body 10 is movable with a base 21 and a pocket 15 formed therein. A movable portion 16 which is a portion 16 and is formed so as to move radially with respect to the base portion 21 based on the pressure from the wedge 40, and a wedge formed adjacent to the inside of the movable portion 16 in the radial direction. It has an insertion hole 22 and. [Selection diagram] Fig. 3
Description
本発明は、外周面に切れ刃を有する回転工具に関する。 The present invention relates to a rotary tool having a cutting edge on the outer peripheral surface.
加工すべき穴の内径よりも細い回転工具を自転させつつ穴の中心に対して公転させることによってワークに穴あけを行う、いわゆるコンタリング(contouring)加工が従来行われている。これにより、穴あけ工具の種類の削減、及び相当に大きな径の穴あけが可能になる。ただし、コンタリング加工に回転工具を用いる場合、工具の回転軸線に対する切れ刃の平行度を維持しつつ、通常は複数ある切れ刃の半径方向の位置を揃える必要があるが、そのための調整に長い時間を要していた。 Conventionally, so-called contouring processing is performed in which a rotary tool smaller than the inner diameter of the hole to be machined is rotated and revolved with respect to the center of the hole to make a hole in the work. This makes it possible to reduce the types of drilling tools and drill holes with a considerably large diameter. However, when a rotary tool is used for contouring, it is usually necessary to align the radial positions of multiple cutting edges while maintaining the parallelism of the cutting edge with respect to the rotation axis of the tool, but the adjustment for that is long. It took time.
回転工具に固定される複数の切削インサートの切れ刃の半径方向の位置の調整機構に関する発明が特許文献1に記載されている。そこでは、複数の切削インサートの各々が、弾性変形可能なそれぞれの片持壁に固定され、その片持壁が、一本の調整用ボルトのくさび効果によって弾性変形させられ、結果として複数の切削インサートの半径方向の位置が一括して調整される。 Patent Document 1 describes an invention relating to an adjustment mechanism for radial positions of cutting edges of a plurality of cutting inserts fixed to a rotary tool. There, each of the multiple cutting inserts is fixed to each elastically deformable cantilever wall, which is elastically deformed by the wedge effect of a single adjusting bolt, resulting in multiple cuttings. The radial position of the insert is adjusted in bulk.
特許文献1に示される調整機構によると、複数の切れ刃の半径方向の位置を個別に調整することはできず、また回転軸線に対する切れ刃の平行度が、片持壁の弾性変形に基づく前記位置調整により変化する。そのため、特許文献1に示される回転工具はコンタリング加工には不適当である。 According to the adjustment mechanism shown in Patent Document 1, the radial positions of a plurality of cutting edges cannot be adjusted individually, and the parallelism of the cutting edges with respect to the rotation axis is based on the elastic deformation of the cantilever wall. It changes by adjusting the position. Therefore, the rotary tool shown in Patent Document 1 is not suitable for contouring.
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであって、切れ刃の姿勢を変化させることなく、切れ刃の半径方向の位置の調整を容易に実施できる回転工具を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a rotary tool capable of easily adjusting the radial position of the cutting edge without changing the posture of the cutting edge. ..
上述の目的を達成するために、本発明によれば、外周側に配置された切れ刃を有する回転工具であって、前記切れ刃の形成されたチップが固定されたカートリッジと、前記カートリッジを保持するポケットを有する本体と、該回転工具の回転軸線に関する前記切れ刃の半径方向の位置を調整する楔と、前記本体に締結されたシャンク部と、を具備しており、前記本体が、基部と、前記ポケットが形成された可動部であって、前記楔からの圧力に基づいて前記基部に対して前記半径方向へ並進移動するように形成された可動部と、前記可動部の前記半径方向内側に隣接して形成された楔挿入孔と、を有する回転工具が提供される。 In order to achieve the above object, according to the present invention, a rotary tool having a cutting edge arranged on the outer peripheral side, holding a cartridge to which the tip on which the cutting edge is formed is fixed and the cartridge. It is provided with a main body having a pocket to be formed, a wedge for adjusting the radial position of the cutting edge with respect to the rotation axis of the rotary tool, and a shank portion fastened to the main body, and the main body is a base portion. A movable portion in which the pocket is formed, the movable portion formed so as to translate in the radial direction with respect to the base portion based on the pressure from the wedge, and the radial inside of the movable portion. A rotary tool is provided with a wedge insertion hole formed adjacent to the.
本発明によると、楔挿入孔に挿入される楔の作用によって本体の可動部が半径方向に移動し、したがって可動部が保持するカートリッジのチップの切れ刃の半径方向の位置を容易に調整することが可能になる。また、可動部の移動は並進移動であるので、切れ刃の位置を調整することによって、回転軸線に対する切れ刃の平行度に変化が生じることはない。 According to the present invention, the action of the wedge inserted into the wedge insertion hole moves the movable part of the main body in the radial direction, and therefore the radial position of the cutting edge of the tip of the cartridge held by the movable part is easily adjusted. Becomes possible. Further, since the movement of the movable portion is a translational movement, the parallelism of the cutting edge with respect to the rotation axis does not change by adjusting the position of the cutting edge.
以下、本発明の実施形態について図1〜図5を参照しつつ説明する。
図1及び図2に示される回転工具100は、外周側に複数の切れ刃31を有するものであり、円盤状の第1プレート11及び第2プレート12からなる本体10と、切れ刃31の形成されたチップ32が固着された複数のカートリッジ33と、各切れ刃31の半径方向の位置を調整する複数の楔40と、本体10に締結されたシャンク部50とを具備する。複数のカートリッジ33は、本体10に設けられた複数のポケット15にそれぞれ保持されている。回転工具100は、その回転軸線Raを中心にして図2の矢印Bで示される方向に回転する。なお、本明細書における「半径方向」及び「円周方向」は、回転軸線Raに関する半径方向及び円周方向を意味する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
The
本実施形態では、回転工具100は、4つの互いに同一のカートリッジ33を具備する。4つのカートリッジ33は同一のものであるので、以下の説明では、1つのカートリッジ33だけが説明される。これは、第1プレート11の後述する可動部16や楔40等についても同様である。
In this embodiment, the
第1プレート11と第2プレート12は互いに等しい外径を有するものであって、第1ボルト13によって同軸に互いに結合されている。第2プレート12には、第2ボルト14によってシャンク部50が結合される。シャンク部50は、工作機械の主軸(図示せず)に装着可能であるように形成された公知のテーパ部51及び主軸側フランジ部52、並びに本体基準面10aに取り付けられる本体側フランジ部53を有している。また、シャンク部50の内部では、回転軸線Raに沿って、図示しないクーラント供給路が貫通している。
The
カートリッジ33は、柱状のものであって、図2に示されるように、その横断面形状が、第1プレート11のポケット15に嵌合する略台形あるいは蟻ほぞ形に形成されている。前記略台形の短辺側にチップ32が、本実施形態では、ろう付けによって固定されている。カートリッジ33がポケット15に収容されて第3ボルト34によって固定されたとき、チップ32の切れ刃31は本体10の外周よりも半径方向外側に突出する。チップ32は、図4の方向で見たとき平行四辺形を呈し、その平行四辺形の一対の長辺の一方に直線状の切れ刃31が形成されている。
The
カートリッジ33がポケット15に収容されて固定されたとき、切れ刃31と回転軸線Raとの間の高い平行度を得るために、切れ刃31は、カートリッジ33の前記台形の底辺側の面に対して高い平行度を有している。また、カートリッジ33の前記台形の底辺側の面が接するポケット15すなわち蟻溝の底面(以下、「取付基準面」という)15aは、回転軸線Raとの間に高い平行度が得られるように機械加工されたものである。
When the
第1プレート11は、カートリッジ33を保持するためのポケット15をそれぞれが有する複数の可動部16と、可動部16以外の不動の基部21とを有する。複数の可動部16は、図2に示されるように、円周方向に等角度間隔で配置されており、本実施形態では90度間隔で4つ配置されている。可動部16は、カートリッジ33と楔40を取り除いた図3によく示されるように、半径方向に延びる基線L0に対して対称に形成されていて、ポケット15の形成された中央部17と、中央部17の外周側から円周方向反対向きに延びる一対の腕18とを有する。可動部16は、その2つの腕18がC部においてのみ基部21に接続されるように、鎌状の2つのスリット19及び後述する楔挿入穴22により基部21から分離されている。スリット19及び楔挿入穴22は、第1プレート11の一方の端面から他方の端面まで、図3の紙面に垂直な方向へ貫通している。可動部16は、このように形成されているので、その中央部17に半径方向の力が作用すると、半径方向に並進移動する。本実施形態では、腕18の変位が弾性変形の範囲を超えないように設計されている。
The
第1プレート11の可動部16の中央部17に形成されるポケット15は、カートリッジ33の横断面形状に対応する蟻溝として形成されている。このようにポケット15を蟻溝として形成することにより、カートリッジ33の第3ボルト34による固定が不十分であった場合にも、回転工具100の回転中にカートリッジ33が遠心力により飛び出すといった事態を回避することが可能になる。また、ポケット15は、第1プレート11の一方の端面から他方の端面まで通して延びている。この構造により、カートリッジ33を取り付けるためのポケット15内の取付基準面15aを、回転軸線Raに対する高い平行度で加工する事が可能になる。
The
第1プレート11の第2プレート12に隣接する側の面には、可動部16に対応する領域よりやや広い領域に浅い凹部24が形成されている。この凹部24によって、可動部16と第2プレート12との接触が回避される。
On the surface of the
第1プレート11の楔挿入孔22は、回転軸線Raと可動部16との間の基部21に設けられている。楔挿入孔22は、平面視ではほぼ矩形の孔であるが、図5の第1プレートだけの縦断面で見たとき、一方の側が傾斜壁21aにより画成される。より詳しくは、楔挿入孔22は、図4の縦断面で見たとき、回転軸線Raに平行な半径方向外側の、可動部16の中央部17の鉛直壁17aと、回転軸線Raに非平行な半径方向内側の基部21に形成された傾斜壁21aとにより区切られた空間として成されている。傾斜壁21aは、図5の下方に行くに従って楔挿入孔22が小さくなるように傾斜している。
The
楔40は、第1プレート11の楔挿入孔22を画成する鉛直壁17a及び傾斜壁21aにそれぞれ当接する鉛直面40a及び傾斜面40bを有する。楔40の全長は、その底面が第2プレート12の上面に接することがないように、第1プレート11の回転軸線方向の厚さよりも短く形成されている。楔40の鉛直面40aには、図4における、その上部と下部だけが可動部16の鉛直壁17aに当接するように凹部40cが設けられている。楔40の内部では、調整ボルト41が傾斜面40bに平行に貫通している。第2プレート12には、調整ボルト41の先端側のねじ部が螺合するねじ穴25が設けられている。
The
カートリッジ33に固定されたチップ32の切れ刃31の半径方向の位置を調整するためには、調整ボルト41を操作すればよい。これについて図4及び図5を参照して説明すると、調整ボルト41を締める方向に回せば、楔40は第2プレート12に近づく方向へ移動し、その結果第1プレート11の可動部16が半径方向外側に移動する。このとき、楔40から可動部16の垂直壁に作用する力は、楔40の鉛直面40aの凹部40c以外の上部と下部から均等に作用するので、図4の紙面に垂直な軸線まわりの回転モーメントが可動部16に生じることはなく、したがって、可動部16及びそれに固定されたカートリッジ33のチップ32の切れ刃31は半径方向外側に並進移動する。それゆえ、本発明の実施形態の回転工具100においては、切れ刃31の半径方向の位置を調整したことによって、回転軸線Raに対する切れ刃31の平行度が悪化することはない。
In order to adjust the radial position of the
また、楔40による調整時に、回転軸線Raに平行な軸線まわりの回転モーメントも可動部16に生じないことは、図3における基線L0に関する可動部16の対称性から明らかであろう。
Further, it will be clear from the symmetry of the
本実施形態の回転工具100は、カートリッジ33の回転軸線方向の位置を調整するための高さ調整部60も具備する。高さ調整部60は、第2プレート12に形成された溝に挿入されて第4ボルト62により固定されるブロック部61と、ブロック部61の、図4における上端面にねじ込まれ、上端面から突出してカートリッジ33の底面に接する調整ネジ63とを具備する。ブロック部61が挿入される溝の横断面形状は図示されないが、その溝は第1プレート11のポケット15と同様の蟻溝として形成されている。したがって、ブロック部61の横断面形状は、カートリッジ33と同様に台形又は蟻ほぞ状を呈する。
The
ブロック部61の上端面からの調整ネジ63の突出長さは、調整ネジ63を回転することによって変えることができるので、カートリッジ33の回転軸線方向の位置の調整が可能になる。
Since the protruding length of the adjusting
本実施形態の回転工具100は、クーラントを各チップ32の方へ供給するために、円板状のクーラント分配プレート70も具備する。クーラント分配プレート70は、その内部にクーラント流路を有する。クーラント分配プレート70のクーラント流路は、第2ボルト14の中心を貫通するクーラント流路からのクーラントを受け入れるための入口を有する中心流路71と、中心流路71から放射状に4方向に分岐するとともに各チップ32の方に向いた出口を有する放射状流路72を備える。クーラント分配プレート70は、第5ボルト73によって第1プレート11に固定されている。
The
ところで、本発明の実施形態の回転工具100は、切れ刃31と回転軸線Raとの間の平行度は調整されない。したがってその平行度が所定の公差内に入るように関連する各構成要素の幾何公差が厳しく管理されている。具体的には、カートリッジ33の前記台形の底辺側の面と切れ刃31との間の平行度、及びポケット15内の取付基準面15aと回転軸線Raとの間の平行度が高い精度で得られるように機械加工される。なお、実際的には、取付基準面15aは、第1プレート11と第2プレート12とを結合した状態で第2プレート12の底面である本体基準面10aに対して所定の高い直角度で機械加工される。本体基準面10aには、回転軸線Raに対して高い直角度を有するシャンク部50の本体側フランジ部53の取付面が結合されるので、回転軸線Raと取付基準面15aとの間の高い平行度が得られる。
By the way, in the
コンタリング加工に用いられる回転工具100の複数のチップ32の切れ刃31の半径方向の位置を揃えるのに必要な調整量は、一般的に5μm〜100μmであるのに対して、本発明の実施形態による回転工具100の可動部16は、約2倍のマージンをもって200μmの最大移動量が得られるように設計されている。最大移動量は、可動部16の移動により腕18に生じる応力により制限されるので、可動部16の腕18の長さあるいは厚さを変えたり、又は応力集中が緩和するようにスリットの形を変えたりすることによって変えることができる。
The amount of adjustment required to align the radial positions of the cutting edges 31 of the plurality of
前述の実施形態における可動部16の移動は弾性変形に基づくものである。ただし、可動部16の移動が弾性変形だけでなく塑性変形も加えた変形に基づく実施形態も本発明において可能である。
The movement of the
前述の実施形態では、回転工具100は4つのカートリッジ33を有するものであったが、本発明においてはカートリッジ33の数は、5以上でも3以下であってもよい。また、唯1つのカートリッジ33を具備する実施形態も本発明において可能である。
In the above-described embodiment, the
10 本体
11 第1プレート
12 第2プレート
15 ポケット
16 可動部
17 中央部
18 腕
21 基部
22 楔挿入孔
31 切れ刃
32 チップ
33 カートリッジ
40 楔
50 シャンク部
100 回転工具
10
Claims (5)
前記切れ刃の形成されたチップが固定されたカートリッジと、
前記カートリッジを保持するポケットを有する本体と、
該回転工具の回転軸線に関する前記切れ刃の半径方向の位置を調整する楔と、
前記本体に締結されたシャンク部と、
を具備しており、
前記本体が、基部と、前記ポケットが形成された可動部であって、前記楔からの圧力に基づいて前記基部に対して前記半径方向へ並進移動するように形成された可動部と、前記可動部の前記半径方向内側に隣接して形成された楔挿入孔と、を有し、
前記本体の前記可動部は、前記ポケットが形成された中央部と、前記中央部から円周方向反対向きに延びる一対の腕とを有し、前記一対の腕によって前記基部に接続されていることを特徴とした回転工具。 A rotary tool with a cutting edge arranged on the outer peripheral side.
A cartridge to which the tip on which the cutting edge is formed is fixed, and
A main body having a pocket for holding the cartridge and
A wedge that adjusts the radial position of the cutting edge with respect to the rotation axis of the rotary tool,
The shank part fastened to the main body and
Equipped with
The main body is a movable portion in which the base portion and the pocket are formed, and the movable portion formed so as to translate in the radial direction with respect to the base portion based on the pressure from the wedge, and the movable portion. a wedge insertion hole formed adjacent to said radially inner parts, was closed,
The movable portion of the main body has a central portion in which the pocket is formed and a pair of arms extending in opposite directions in the circumferential direction from the central portion, and is connected to the base portion by the pair of arms. A rotating tool featuring.
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