JP7340168B1 - 切削工具とそのボディ - Google Patents

Abstract

【課題】サイズが大きいインサートを用いて切込みをより小さくした加工あるいはより大きくした加工をするといった場合にも加工中の切れ刃またはその付近にクーラントを安定して供給することができるようにする。【解決手段】複数のインサート２０のそれぞれを保持する複数のインサートポケット１Ｐと、クーラントを供給する複数の流路と、を備える切削工具１００のボディ１であって、流路は、当該ボディ１の基端部から先端部に向けて延びる第１流路１１と、該第１流路１１に連通し、複数のインサート２０のうちの一のインサートの切れ刃２１に向けて延びる第２流路１２と、該第２流路１２に連通し、該一のインサートに隣り合う位置に保持された他のインサートの切れ刃２１に向けて延びる第３流路１３と、を有している。【選択図】図１

Description

本発明は、切削工具とそのボディに関する。

回転切削工具、特にサイドカッタといった、ボディが回転しながら金属などのワークを切削加工する切削工具として、従来、加工中の切れ刃またはその付近にクーラントを安定して供給するためのクーラント流路やその開口部である油穴を備えたものが利用されている（例えば特許文献１～３参照）。このような切削工具のなかには、安定して切れ刃付近にクーラントを供給するべく、油穴を理想の方向に向けるために油穴を枝分かれさせ、油穴として使用しない外周面につながる部分をシールできる機構にしているもの等がある（特許文献１参照）。

特開２０１６－６８１７２号公報 特開平８－２５１１１号公報 特許第７０１０４０７号公報

しかし、上記のごとき従来の切削工具では、例えばサイズが大きいインサートを用いて切込みをより小さくした加工あるいはより大きくした加工をするような場合、クーラントを安定して供給することが難しくなることがある。

そこで、本発明は、サイズが大きいインサートを用いて切込みをより小さくした加工あるいはより大きくした加工をするといった場合にも加工中の切れ刃またはその付近にクーラントを安定して供給することができるようにした切削工具とそのボディを提供することを目的とする。

本発明の一態様は、複数のインサートのそれぞれを保持する複数のインサートポケットと、クーラントを供給する複数の流路と、を備える切削工具のボディであって、
流路は、当該ボディの基端部から先端部に向けて延びる第１流路と、該第１流路に連通し、複数のインサートのうちの一のインサートの切れ刃に向けて延びる第２流路と、該第２流路に連通し、該一のインサートに隣り合う位置に保持された他のインサートの切れ刃に向けて延びる第３流路と、を有している、切削工具のボディである。

かかる態様の切削工具のボディによれば、一のインサートの切れ刃に対し、複数ある流路のうちのいずれかの流路（例えば第２流路）からクーラントを供給するとともに、それとは別の流路（例えば、隣り合う別の流路に設けられた第３流路）からも当該一のインサートの切れ刃に対して違う位置からクーラントを供給することが可能な構造とすることができる。このような構造のボディによれば、サイズが大きいインサートを用いて切込みをより小さくした加工あるいはより大きくした加工をするといった場合にも、違う位置から、さらに場合によっては異なる角度で切れ刃やその付近にクーラントを安定して供給することができるようになる。

上記のごとき切削工具のボディにおいて、第２流路と第３流路の一方または両方に、クーラントの流量を調節可能な流量調節機構が設けられていてもよい。

上記のごとき切削工具のボディにおいて、流量調節機構は、第２流路または第３流路の少なくとも一部を塞ぐシール部材を含むものであってもよい。

上記のごとき切削工具のボディにおいて、シール部材は、第２流路または第３流路に着脱可能であってもよい。

上記のごとき切削工具のボディにおいて、シール部材は、第２流路の開口部または第３流路の開口部に着脱可能なプラグであってもよい。

上記のごとき切削工具のボディにおいて、プラグは、第２流路の開口部または第３流路の開口部に螺合するためのねじ部を備えていてもよい。

上記のごとき切削工具のボディにおいて、プラグに、クーラントの一部を通過させる吐出口が設けられていてもよい。

上記のごとき切削工具のボディにおいて、吐出口は、一のインサートの切れ刃あるいは他のインサートの切れ刃に向けてクーラントを吐出する位置に配置されていてもよい。

上記のごとき切削工具のボディは、第１流路、第２流路および第３流路を複数組有するものであってもよい。

上記のごとき切削工具のボディにおいて、第１流路、第２流路および第３流路がそれぞれ、インサートポケットと同数設けられていてもよい。

上記のごとき切削工具のボディにおいて、当該切削工具の回転軸を中心として、複数の第１流路、第２流路および第３流路がそれぞれ所定角度ごとに周方向等間隔に配置されていてもよい。

上記のごとき切削工具のボディにおいて、複数の前記第１流路、第２流路および第３流路のそれぞれが、隣接する他の第１流路、第２流路および第３流路のそれぞれと干渉しない位置に配置されていてもよい。

本発明の別の一態様に係る切削工具は、上記のごときボディを備えたものである。

本発明の一実施形態における刃先交換式フライス工具（切削工具の一例）をその中心軸に沿って先端部側から見た図である。 刃先交換式フライス工具の先端部側から見た斜視図である。 図２に示した刃先交換式フライス工具において、複数の第１流路、第２流路および第３流路のうちの一部のみを表した斜視図である。 図３に示した刃先交換式フライス工具において、一のインサートの切れ刃に向けて第２流路の開口部および第３流路の開口部からクーラントが吐出される様子を示す斜視図である。 中心軸を水平にした状態での刃先交換式フライス工具の先端部を示す側面図である。 図５中の矩形枠部分の拡大図であって、第２流路の開口部と第３流路の開口部の両方にプラグが設けられたときの状態を示す図である。 図５中の矩形枠部分の拡大図であって、第３流路の開口部のみにプラグが設けられたときの状態を示す図である。 図５中の矩形枠部分の拡大図であって、第２流路の開口部のみにプラグが設けられたときの状態を示す図である。 図５中の矩形枠部分の拡大図であって、第２流路の開口部のみに吐出口付きのプラグが設けられたときの状態を示す図である。 刃先交換式フライス工具の先端部側から見た図であって、第２流路の開口部と第３流路の開口部に着脱可能な一組のプラグとともに示す分解斜視図である。 第３流路の開口部のみにプラグが設けられたときの状態を説明するための、刃先交換式フライス工具の先端部側から見た斜視図である。 第２流路の開口部のみにプラグが設けられたときの状態を説明するための、刃先交換式フライス工具の先端部側から見た斜視図である。 第２流路の開口部のみに吐出口付きのプラグが設けられたときの状態を説明するための、刃先交換式フライス工具の先端部側から見た斜視図である。 第２流路の開口部と第３流路の開口部の両方にプラグが設けられたときの状態を説明するための、刃先交換式フライス工具の先端部側から見た斜視図である。 吐出口付きのプラグを３方向から見た形状をそれぞれ（Ａ）～（Ｃ）として示す図である。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る切削工具とそのボディの好適な実施形態について詳細に説明する（図１等参照）。

本実施形態では、切削工具の一例として、刃先交換式フライス工具１００に本発明を適用した場合について説明する（図２等参照）。刃先交換式フライス工具１００は、ボディ１と、該ボディ１に取り付けられる複数のインサート２０とを有しており、ボディ１が回転して金属などを切削加工する工具である。

ボディ１は、回転軸１Ｃを中心に回転する部材であり、回転駆動装置（図示省略）に着脱可能な基端部１ｂと、円盤状の先端部１ｔとを有する扁平形状となっている（図５等参照）。先端部１ｔの周囲には、インサート２０を取り付けるための複数のインサートポケット１Ｐが形成されている。本実施形態の刃先交換式フライス工具１００においては、８つのインサートポケット１Ｐが周方向において等間隔となるように４５度おきに配置されている（図１等参照）。これらインサートポケット１Ｐのそれぞれには、切れ刃２１を備えたインサート２０が例えば止めねじにより着脱可能に取り付けられる（図２等参照）。

また、ボディ１には、インサート２０にクーラント（図４等において、クーラントの流れを示す矢印をもって当該クーラント（符号５０）を模式的に示している）を供給するためのクーラント流路１０と、流量調節機構３０とが設けられている（図１、図１０等参照）。本実施形態の刃先交換式フライス工具１００におけるクーラント流路１０は、第１流路１１、第２流路１２、第３流路１３という３本の流路によって構成されている（図３、図４等参照）。

第１流路１１は、ボディ１の基端部１ｂから先端部１ｔに向けて直線状に延びる流路で構成されている（図３、図５等参照）。この第１流路１１は、回転軸１Ｃと平行に設けられていてもよいし、回転軸１Ｃに対して傾斜して設けられていてもよい。

第２流路１２は、複数のインサート２０のうちのいずれか一のインサート（図中では符号２０Ａで示している）の切れ刃２１に向けて延びるように設けられた、第１流路１１に連通する流路である。本実施形態における第２流路１２は、第１流路１１の端部において第１流路１１とほぼ垂直に連通しており、回転軸１Ｃに垂直な方向に延びている。特に図示してはいないが、第２流路１２は、回転軸１Ｃに垂直な方向に対し、ボディ１の先端部１ｔ寄りあるいは基端部１ｂ寄りに傾斜していてもよい。また、本実施形態では、このような第２流路１２を、径方向に対して、ボディ１の回転方向（図１において反時計回り）に所定の角度ぶん傾いた方向に延びるように形成している（図１参照）。こうした場合には、第２流路１２の中を流れるクーラント５０に対し、ボディ１の回転時の遠心力といった、回転時に生じる力をも作用させることでインサート２０（２０Ａ）の切れ刃２１に向けてクーラント５０をより効率的に吐出させることが可能となる（図１１等参照）。

ボディ１の側面１Ｓには、第２流路１２の開口部となる第２流路油穴１２ｄが設けられている（図２等参照）。切削加工時、給油圧の作用やボディ１の回転時の遠心力の作用により、この第２流路油穴１２ｄからインサート２０（一のインサート２０Ａ）の切れ刃２１に向けてクーラント５０が吐出される（図１１等参照）。第２流路油穴１２ｄの具体的な位置（ボディ１の周方向における位置、軸方向における位置）は特に限定されない。一例として、本実施形態では、ボディ１の軸方向において、インサート２０のほぼ中央に相当する位置に第２流路油穴１２ｄを配置している（図５参照）。

第３流路１３は、第２流路１２の途中で分岐し、一のインサート２０Ａに隣り合う位置に保持された他のインサート２０Ｂの切れ刃２１に向けて延びるように設けられている流路である（図１等参照）。例えば本実施形態では、一のインサート２０Ａに向けて延びる第２流路１２の途中で分岐した第３流路１３は、当該一のインサート２０Ａから見てボディ１の回転方向（図１において反時計回り）の後段に位置する他のインサート２０Ｂに向けて延びている（図１等参照）。また、本実施形態では、このような第３流路１３を、ボディ１の回転方向（図１において反時計回り）とは逆の方向（時計回りの方向）に延びるように形成している（図１参照）。こうした場合には、第３流路１３の中を流れるクーラント５０に対し、ボディ１の回転時の遠心力ないしは慣性力といった、回転時に生じる力をも作用させることでインサート２０（本例の場合であれば他のインサート２０Ｂ）の切れ刃２１に向けてクーラント５０をより効率的に吐出させることが可能となる（図８、図１２等参照）。

ボディ１の側面１Ｓには、第３流路１３の開口部となる第３流路油穴１３ｄが設けられている（図２等参照）。切削加工時、給油圧の作用やボディ１の回転時の遠心力ないしは慣性力の作用により、この第３流路油穴１３ｄからインサート２０（本例の場合であれば他のインサート２０Ｂ）の切れ刃２１に向けてクーラント５０が吐出される（図８、図１２等参照）。第３流路油穴１３ｄの具体的な位置（ボディ１の周方向における位置、軸方向における位置）は特に限定されない。一例として、本実施形態では、ボディ１の軸方向において、インサート２０のほぼ中央に相当する位置よりも先端部１ｔ寄りに第３流路油穴１３ｄを配置している（図５参照）。

上記のごとく第１流路１１、第２流路１２、第３流路１３によって構成されるクーラント流路１０は、複数設けられている。例えば本実施形態の刃先交換式フライス工具１００においては、インサートポケット１Ｐの個数（本実施形態の場合、８個）に合わせ、同形状のクーラント流路１０が８個（あるいは８組ないしは８系統と表現してもよい）、回転軸１Ｃを中心にして周方向において等間隔となるように４５度おきに設けられている（図１、図２等参照）。これら８個のクーラント流路１０を構成する８本の第１流路１１、８本の第２流路１２、８本の第３流路１３のそれぞれ、隣接する他の第１流路１１、第２流路１２および第３流路１３と干渉しない位置に配置されており、それぞれが、互いに途中で連通することのない独立した系統のクーラント流路１０を構成している（図１等参照）。なお、本実施形態における８個のクーラント流路１０はどれも同じなので各構成要素に付すべき符号もまたすべて同じなのだが、図中では煩雑になりすぎるのを避けるため、すべての構成要素に符号を付すことはしていない（図１等参照）。また、図３と図４では、８個のクーラント流路１０のうち隣接する２個のみをわかりやすく示している（図３、図４参照）。

流量調節機構３０は、クーラント５０の流量を調節するべく、第２流路１２と第３流路１３のいずれか一方または両方に設けられている機構である。かかる流量調節機構３０は、第２流路１２と第３流路１３のそれぞれにおけるクーラント５０の流量、あるいは第２流路１２と第３流路１３のクーラント５０の流量比を調節できるものである限りその具体的な構成が特に限定されることはない。例えば、第２流路１２または第３流路１３の少なくとも一部を塞いで流量を調節する機能を有するシール部材や、回動角度に応じて流路の開度が変化する回転式の弁部材等を流量調節機構３０として用いることができる。

本実施形態では、第２流路１２の第２流路油穴１２ｄに着脱可能なストッパーとして機能するプラグ３２と、第３流路１３の第３流路油穴１３ｄに着脱可能なプラグ３３とをシール部材として用い、これらで流量調節機構を構成している（図６、図１０、図１４等参照）。プラグ３２（３３）は、第２流路油穴１２ｄ（第３流路油穴１３ｄ）に螺合するためのねじ部３２ｓ（３３ｓ）を備えた部材で構成されていてもよい。本実施形態では、着脱作業が比較的に容易な六角穴止めねじ（いわゆるイモネジ）をプラグ３２（３３）として用いている（図１５等参照）。プラグ３２（３３）には、クーラント５０の一部を通過させる吐出口３２ｈ（３３ｈ）が設けられていてもよい（図１５参照）。吐出口３２ｈ（３３ｈ）は、一のインサート２０Ａ（他のインサート２０Ｂ）の切れ刃２１に向けてクーラント５０を吐出する位置に配置されている。本実施形態では、吐出口３２ｈ（３３ｈ）を備えたプラグ３２（３３）と備えていないプラグ３２（３３）の両方をあらかじめ用意しておき、当該プラグ３２（３３）を入れ替えることで吐出口３２ｈ（３３ｈ）が有る状態と無い状態とを簡単に切り替えることができるようにしている。また、特に図示はしていないが、吐出口３２ｈ（３３ｈ）の位置や形状、大きさが異なる複数種類のプラグ３２（３３）をあらかじめ用意しておき、当該プラグ３２（３３）を入れ替えることで吐出口３２ｈ（３３ｈ）の位置や形状、大きさを切り替えることができるようにしてもよい。

上記のごとき構成のボディ１を備えた刃先交換式フライス工具１００によれば、例えば溝入れ加工を行うサイドカッタとして用いる場合には、第３流路１３のクーラント流量を制限ないしは０（ゼロ）とし、第２流路１２の第２流路油穴１２ｄから吐出されるクーラント５０の量を増大させることで、インサート２０の切れ刃２１のうち特に溝入れ加工に関与する部分に向けて集中的かつ効率的にクーラント５０を供給することができる（図７、図１１参照）。一方で、正面フライス加工を行う場合には、第２流路１２のクーラント流量を制限ないしは０（ゼロ）とし、第３流路１３の第３流路油穴１３ｄから吐出されるクーラント５０の量を増大させることで、インサート２０の切れ刃２１のうち特に正面フライス加工に関与する先端部１ｔ側の部分に向けて集中的かつ効率的にクーラント５０を供給することができる（図８、図１２参照）。上述したように、ボディ１の軸方向に関して先端部１ｔ寄りに第３流路油穴１３ｄを配置した本実施形態のボディ１を備えた刃先交換式フライス工具１００によれば（図５参照）、特に、正面フライス加工に関与する切れ刃２１の部分に集中的かつ効率的にクーラント５０を供給しやすい。また、上記以外の場合、例えば溝入れ加工と正面フライス加工とを交互に行うといったような複数の加工用途で用いる場合には、第２流路油穴１２ｄと第３流路油穴１３ｄのそれぞれからプラグ３２，３３を外す、あるいは第２流路油穴１２ｄと第３流路油穴１３ｄのそれぞれに吐出口３２ｈ、３３ｈを有するプラグ３２，３３を装着等により、第２流路１２と第３流路１３の両方から、流量のバランスをとりつつインサート２０の切れ刃２１に対して違う角度からクーラント５０を供給することができる（図４、図９、図１３参照）。

なお、上述の実施形態においては、一のインサート２０Ａ、他のインサート２０Ｂという表現を使って説明したが、これらはある特定のインサートを指し示すものではなく、複数（本実施形態では８個）のインサート２０のうちのいずれか一つのインサートと、それに隣り合うもう一つのインサートを便宜的に指し示したものであることはいうまでもない。

ここまで説明したように、本実施形態の刃先交換式フライス工具１００あるいはそのボディ１によれば、各インサート２０の切れ刃２１に対し、複数あるうちいずれかのクーラント流路１０の第２流路１２からクーラント５０を供給するとともに、それとは別の流路（隣り合う別のクーラント流路１０の第３流路１３からも当該インサート２０の切れ刃２１に対して違う位置から互いに異なる角度でクーラント５０を供給することが可能である。これによれば、サイズが大きいインサート２０を用いて切込みをより小さくした加工あるいはより大きくした加工をするといった場合にも、違う位置から異なる角度で切れ刃２１やその付近にクーラント５０を安定して供給することができる。

なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、本実施形態では複数（一例として、８個）のクーラント流路１０が周方向において等間隔（等ピッチ）に配置されたボディ１を示したが（図１等参照）、これは好適な一例にすぎない。特に図示はしていないものの、この他、例えば、インサート２０の切れ刃２１を周方向において不等ピッチで配置するために、これに対応して、これらクーラント流路１０を周方向において等間隔ではなく不等ピッチで配置することもできる。

また、上述の実施形態では、流量調節機構３０を構成するプラグ（ストッパー）３２，３３として着脱作業が比較的に容易なねじ構造の六角穴止めねじ（イモネジ）を示したがこれもまた好適な一例にすぎない。特に図示はしていないものの、例えばラッチのような係止機構を備えた部材で第２流路油穴１２ｄや第３流路油穴１３ｄを塞ぐなど、ねじ構造以外の部材を採用することもできる。

また、上述の実施形態では、直線状であってかつ太さ（流路径）や断面形状が変化しない第１流路１１、第２流路１２、第３流路１３を示したがこれもまた一例にすぎない。特に図示はしないが、直線状でない、あるいは太さ（流路径）や断面形状が途中で変化する第１流路１１、第２流路１２、第３流路１３を採用してもよい。

本発明は、転削用の切削工具、特にサイドカッタといった、ボディが回転しながら金属などのワークを切削加工する刃先交換式フライス工具に適用して好適である。

１…切削工具のボディ
１ｂ…ボディの基端部
１Ｃ…回転軸
１Ｐ…インサートポケット
１Ｓ…側面
１ｔ…ボディの先端部
１０…クーラント流路（流路）
１１…第１流路
１２…第２流路
１２ｄ…第２流路油穴（第２流路の開口部）
１３…第３流路
１３ｄ…第３流路油穴（第３流路の開口部）
２０…インサート
２１…切れ刃
２０Ａ…一のインサート
２０Ｂ…他のインサート
３０…流量調節機構
３２…プラグ（シール部材）
３３…プラグ（シール部材）
３２ｈ，３３ｈ…吐出口
３２ｓ，３３ｓ…ねじ部
５０…クーラント
１００…刃先交換式フライス工具（切削工具）

Claims (13)

1. 複数のインサートのそれぞれを保持する複数のインサートポケットと、クーラントを供給する複数の流路と、を備える切削工具のボディであって、
   前記流路は、当該ボディの基端部から先端部に向けて延びる第１流路と、該第１流路に連通し、前記複数のインサートのうちの一のインサートの切れ刃に向け、径方向に対して傾いた方向に延びる第２流路と、該第２流路に連通し、該一のインサートに隣り合う位置に保持された他のインサートの切れ刃に向けて延びる第３流路と、を有している、切削工具のボディ。
2. 前記第２流路と前記第３流路の一方または両方に、前記クーラントの流量を調節可能な流量調節機構が設けられている、請求項１に記載の切削工具のボディ。
3. 前記流量調節機構は、前記第２流路または前記第３流路の少なくとも一部を塞ぐシール部材を含む、請求項２に記載の切削工具のボディ。
4. 前記シール部材は、前記第２流路または前記第３流路に着脱可能である、請求項３に記載の切削工具のボディ。
5. 前記シール部材は、前記第２流路の開口部または前記第３流路の開口部に着脱可能なプラグである、請求項４に記載の切削工具のボディ。
6. 前記プラグは、前記第２流路の開口部または前記第３流路の開口部に螺合するためのねじ部を備えている、請求項５に記載の切削工具のボディ。
7. 前記プラグに、前記クーラントの一部を通過させる吐出口が設けられている、請求項５に記載の切削工具のボディ。
8. 前記吐出口は、前記一のインサートの切れ刃あるいは前記他のインサートの切れ刃に向けて前記クーラントを吐出する位置に配置されている、請求項７に記載の切削工具のボディ。
9. 前記第１流路、前記第２流路および前記第３流路を複数組有する、請求項１に記載の切削工具のボディ。
10. 前記第１流路、前記第２流路および前記第３流路がそれぞれ、前記インサートポケットと同数設けられている、請求項９に記載の切削工具のボディ。
11. 当該切削工具の回転軸を中心として、複数の前記第１流路、前記第２流路および前記第３流路がそれぞれ所定角度ごとに周方向等間隔に配置されている、請求項１０に記載の切削工具のボディ。
12. 複数の前記第１流路、前記第２流路および前記第３流路のそれぞれが、隣接する他の第１流路、第２流路および第３流路のそれぞれと干渉しない位置に配置されている、請求項１０に記載の切削工具のボディ。
13. 請求項１から１２のいずれか一項に記載のボディを備えた切削工具。

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