JPH0634885Y2 - ヘッド着脱式回転切削工具 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、ヘッドの着脱操作を容易にして高能率加工
を可能ならしめたヘッド着脱式回転切削工具に関する。

〔従来の技術〕

ヘッドを本体部から切離してそれのみの交換を可能なら
しめた経済的なヘッド着脱式回転切削工具の従来技術と
しては、第９図に示すような引きねじタイプのものがあ
る。

図示の工具はボールエンドミルであって、一文字のＲ切
刃31とこれに続く外周直線刃32及び外周逃げ面に形成し
た平行平面のスパナ掛け面33を有する超硬合金製のヘッ
ド30にテーパ面34を有するテーパシャンク35を設けてあ
る。

また、ホルダ36にはテーパシャンク35を挿入するテーパ
穴37を設け、その穴の奥所にスパナ掛け穴38を有するド
ライブねじ39とこのねじをホルダ後方より操作して軸方
向に進退させる引込みピン40を設けて引込みピン40に設
けたテーパ面41をシャンク側のテーパ面34に係合させ、
ねじ39でピン40を後退させてシャンクとテーパ穴のテー
パ係合部にヘッドの固定力を発生させるようにしてあ
る。

〔考案が解決しようとする課題〕

上述した如き従来のヘッド着脱式回転切削工具は、ヘッ
ドの着脱の度にドライブねじを操作する必要があるの
で、着脱時間が長くなり、加工能率に悪影響を及ぼす欠
点がある。

また、ドライブねじと引込みピンは一体になっており、
ヘッドが一緒に回転できないとドライブねじが回転しな
いため、切削力でヘッドが締まり過ぎになるとドライブ
ねじの操作が難しくなり、取り外しに力が必要してい
た。

なお、テーパシャンクの外周に突起を、また、上記シャ
ンクをテーパ嵌合させるテーパ穴側に軸方向に延びる螺
旋溝を各々を設け、これ等を係合させてシャンクとテー
パ穴を有する部材の相対回転でシャンクに引込み力を働
かせる技術は周知（例えば実公昭40−36069号）である
が、この機構は、シャンク外周の突起を通すストレート
溝をテーパ穴内面に形成する必要があるので、ホルダ外
径に制約があって係合装置のコンパクト化が要求させる
エンドミル等の工具には適していない。

この考案の目的は、これ等の課題を解決してヘッドの着
脱を容易化することにある。

〔課題を解決するための手段〕

この考案は、上記の課題を解決するため、ヘッドのテー
パシャンクをホルダのテーパ穴内に固定するためのクラ
ンプ手段を、上記テーパ穴の穴底部に固定して設けるロ
ックキーと、上記テーパシャンクの後部にシャンク後部
の外周縁よりも内側にあるように形成してシャンクとホ
ルダの相対回転でロックキー先端のフックに係合させる
フックとで構成する。

また、ロックキー先端の外径面をテーパ穴の内径面に当
接させ、さらに、上記フックの相互係合面の少なくとも
一方を、工具の逆転方向に向かってその位置が軸方向に
後退して行くカム面となす。

なお、対象工具がボールエンドミルのときに使用するヘ
ッドは、Ｓ字刃型、外周ねじれ刃を有するものが望まし
い。この理由は後述する。

また、ヘッドとホルダには、ホルダ後方から供給したエ
アーをヘッドの切刃ポケット部に噴き出すエアー孔を設
けておくことができる。

〔作用〕

ホルダのテーパ穴に特定の位置でテーパシャンクを挿入
後、ヘッドを逆転方向即ち切削力の作用する方向に回転
させると、テーパシャンク後部のフックがロックキー先
端のフックに係合する。このとき、係合部には、カム面
の働きで軸方向の分力が生じ、この力でヘッドのシャン
クは締込みの回転量が大きくなるにつれてテーパ穴内に
引き込まれていき、穴面に圧接して、強固に固定され
る。

また、このクランプは、ヘッドに切削力が作用したとき
ほど強固になるので非常に安定しているが、スパナ掛け
面にスパナを掛けてヘッドを正転方向に回転させると容
易に解除される。従って、ヘッドの着脱はヘッドとホル
ダを単に相対回転させるだけで済む。

さらに、シャンク側のフックがシャンクの外周に突出し
ていないので、ホルダのテーパ穴にフックを通す溝を設
ける必要がなく、ホルダ径の増加につながらない。

なお、カム面の形状次第ではフック相互の係合部に半径
方向の押し力が働くが、ロックキーは先端外径部をテー
パ穴の内面で受けているので、上記押し力によって変形
する心配は全くない。

このほか、適用対象工具がボールエンドミルの場合、第
９図に示すような直刃刃型のエンドミルは、切削抵抗が
大きくなるため、切削中にいわゆるビビリを生じ易くて
高速重切削が望めないが、本願が推奨するＳ字刃型、外
周ねじれ刃の形状であると、切削抵抗が小さくなるので
高速重切削でも高精度加工が行える。

〔実施例〕

第１図乃至第８図にこの考案の一実施例であるボールエ
ンドミルを示す。

第１図の１は、超硬合金又はサーメットで作られたエン
ドミルヘッドであって、これには、第６図乃至第８図に
示すようなＳ字Ｒ切刃２、これに続く外周ねじれ刃３、
Ｓ字Ｒ切刃のすくい面４、外周ねじれ刃のすくい面５、
Ｓ字Ｒ切刃部のポケット壁６、先端ボール部の逃げ面
７、外周逃げ面８、その逃げ面８に形成した平行平面の
スパナ掛け面９が設けられている。また、第１図に示す
テーパシャンク10、シャンク後端部に一体に形成したフ
ック11、シャンクの後端面から内部を通って各ポケット
壁６に抜ける２個のエアー孔12を設けてある。

フック11は、第２図及び第３図に示すように、シャンク
後部にシャンクの後面を1/4強切り残すＬ字状の切欠き1
3と切欠き面の一部を軸直角に凹ませる溝14を設けて作
り出し、β_１のリード角を付けたカム面11aを後述する
ロックキーのフックに係合させるようにしてある。

第１図の15は、ヘッド１を装着するホルダであり、先端
側にシャンク10を適合して挿入するテーパ穴16を有して
いる。また、その軸心部にはテーパ穴16から後端側に抜
けるエアー孔17を設けてある。

18はテーパ穴16の穴底部に設置したロックキーである。
このロックキーは、第４図から判るように、ボルトの頭
部の外径面側に偏った位置にフック19を一体に設けた形
をしており、ボルトの螺子20をボルト頭部が16の穴底面
に当たるまでエアー孔17の開口端に切削力の作用する方
向にねじ込んでホルダに固定してある。21はその固定時
に利用するスパナ穴であって、エアー孔17は、そのスパ
ナ穴21とこの穴に通じる螺子部中心の貫通孔22を介して
テーパ穴16に連通している。また、ロックキー18の先端
側外径面はテーパ穴16の内径面に密着させ、カム面11a
を係合させるフック19の面19aにはβ_２のリード角を付
してある。このように、面19aもカム面となすとそれ等
の係合による傷みが生じ難いが、面11a、19aのいずれか
一方がカム面であれば、考案の目的は達成される。

なお、面11a、19aのリード角β_１、β_２は、切削力によ
るヘッドの締まり過ぎを防止するため、一般的に用いら
れるねじ（螺子20はその一般的なねじ）のリード角より
も大きくしてある。

また、ロックキー18は、図のように、ねじ込み固定であ
ると傷んだときの交換が容易であるが、回り止め状態に
圧入したり、別体のねじでホルダに締結したりして固定
しても差し支えない。

以上から成るボールエンドミルは、第１図に示すよう
に、シャンク後部の切欠き13の部分にロックキー18の先
端側が進入する向きにしてヘッドのテーパシャンク10を
ホルダのテーパ穴16に挿入する。そして、面９にスパナ
をかけ、ヘッド１を切削回転方向と逆向き（第５図の方
向）に回転させる。この回転によりヘッド側のフック11
がロックキー側のフック19に係止し、面11aと19aの当り
部にシャンクをテーパ穴内に引込む力とフック11、19を
穴面に押し付ける力が生じてヘッドが抜け止め状態に強
固にクランプされる。

一方、ヘッド１を適度な力で逆向きに回転させると、ク
ランプは簡単に解ける。

また、切刃がＳ字Ｒ切刃２と外周ねじれ刃３で構成され
ているため、喰い付き時の衝撃、切削抵抗がともに大巾
に小さくなり、高速、重切削が可能である。

さらに、ポケット壁６に設けたエアー孔からエアーを吹
出すようにしたので、切屑の排出がスムーズで切屑のか
み込みによるは刃先損傷、切削面の荒れが無く、良好な
加工面が得られる。

下表及び第10図は、例示のボールエンドミルと従来品の
切削抵抗を比較した結果を示している。

試験に用いた被削材ＡはSCM440（H_B300）であり、これ
を第11図のφＤ＝12mm、スピンドルからの突出長さｌ＝
55mmのエンドミルを用いてダウンカットした。第11図の
斜線部はそのときの取り代で、ｗ、ｈは共に3mmであ
る。

これから判るように、刃型は実施例の形が望ましいが、
ヘッド着脱の容易化に関しての本考案の効果は、刃型と
無関係に得られることは云うまでもない。適用対象もボ
ールエンドミルに限定されない。

〔効果〕

以上述べたように、この考案によれば、ヘッドのテーパ
シャンクをホルダのテーパ穴内に固定するクランプ手段
を、ホルダのテーパ穴内に固定設置したフック付きのロ
ックキーとヘッドのテーパシャンク後部に形成してシャ
ンクとホルダの相対回転でロックキー先端のフックに係
合させるフックとで構成してフックの相互係合面の少な
くとも一方にその面をカムとして働かせるリード角を付
したので、ヘッドを１回転以下回転させるだけでクラン
プ、アンクランプが行われ、ヘッド交換を迅速化して加
工能率を高めることが可能になる。

また、ロックねじを使用していないので、切削力による
ヘッドの締まり過ぎも起こらず、取り外しが困難になる
心配もない。

このほか、ヘッド装着時にロックキーに作用する半径方
向の力は、テーパ穴の内面に受けられるので、ロックキ
ーが変形することもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案の一実施例の要部を示す断面図、第
２図はシャンク側のフックを示す斜視図、第３図はヘッ
ドの背面図、第４図はロックキーの斜視図、第５図はヘ
ッドの装着時の回転方向を示す図、第６図はヘッドの先
端側の側面図、第７図はその正面図、第８図はヘッドを
第６図の位置から90°回転して見た側面図、第９図は従
来例の断面図、第10図は切削抵抗の比較結果を示すグラ
フ、第11図は比較試験の形態を示す図である。 １……エンドミルヘッド、 ２……Ｓ字Ｒ切刃、３……外周ねじれ刃、 ４、５……すくい面、６……ポケット壁、 ７、８……逃げ面、９……スパナ掛け面、 10……テーパシャンク、 11……フック、11a……カム面、 12……エアー孔、16……テーパ穴、 17……エアー孔、18……ロックキー、 19……フック、19a……カム面、 20……螺子、21……スパナ穴。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭48−1173（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−62820（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭40−36069（ＪＰ，Ｙ１)

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】後部にテーパシャンクを、外周逃げ面部に
   平行平面のスパナ掛け面を各々有する切削ヘッドと先端
   にテーパ穴を設けたホルダと、上記テーパ穴に挿入した
   上記テーパシャンクをホルダに着脱自在に固定するクラ
   ンプ手段とで構成されるヘッド着脱式回転切削工具にお
   いて、上記クランプ手段を、上記テーパ穴の穴底部に固
   定して設けるロックキーと、上記テーパシャンクの後部
   にシャンク後部の外周縁よりも内側にあるように形成し
   てシャンクとホルダの相対回転でロックキー先端のフッ
   クに係合させるフックとで構成すると共に、ロックキー
   先端の外径面をテーパ穴の内径面に当接させ、かつ、上
   記フックの相互係合面の少なくとも一方を、工具の逆転
   方向に向かってその位置が軸方向に後退して行くカム面
   となしたことを特徴とするヘッド着脱式回転切削工具。
2. 【請求項２】上記ヘッドは、Ｓ字刃型、外周ねじれ刃を
   有するボールエンドミルヘッドである請求項（１）記載
   のヘッド着脱式回転切削工具。
3. 【請求項３】上記ヘッドとホルダに、ホルダ後方から供
   給したエアーをヘッドの切刃ポケット部に噴き出すエア
   ー穴を設けた請求項の（１）又は（２）に記載のヘッド
   着脱式回転切削工具。