JPH0639851Y2 - 転削工具 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、例えば正面フライス等、主として平面切削
に用いられる転削工具に係り、詳しくは切削時に生じる
ビビリや振動を抑制できる転削工具に関する。

［従来の技術］ 被削材の平面加工に用いられる転削工具の一例として、
従来より、第３図ないし第５図に示す正面フライスが知
られている。

これらの図に示すように、この正面フライスは、略円筒
状をなすカツタ本体１の先端外周部に、該カツタ本体１
の先端面及び外周面に向けて開口する凹溝２が周方向等
間隔に複数形成され、これら凹溝２内に、スローアウエ
イチツプ（以下、チツプと略称する。）３が、クランプ
ネジ４で締め込まれる楔部材５によって着脱自在に装着
される一方で、各チツプ３のすくい面3aと向かい合うカ
ツタ本体１の外周面に、壁面円弧状をなすチツプポケツ
ト６が形成され、さらにカツタ本体１の中心に該カツタ
本体１を軸線方向に貫く中心孔７が形成されてなるもの
である。

このように構成された正面フライスは、機械本体の主軸
８にキー９を介して取り付けられたアーバ10の嵌合軸11
に中心孔７が嵌合された上で締付けボルト12により締結
されて主軸８と一体化される。そしてこの状態で、カツ
タ本体１が主軸８によって軸線回りに回転せしめられる
と共に軸線と直交する方向に送られて、チツプ３が被削
材を平面加工してゆくようになっている。

［考案が解決しようとする課題］ ところで、上述した従来の正面フライスを用いて、比較
的肉厚の薄い箱形被削材の合わせ面加工や、裏ボス等比
較的加工面積の小さい部分が点在する被削材の加工を行
う場合、工具回転方向に沿う加工面の幅がチツプ３の周
方向ピッチより狭くなることがあり、このような場合に
はチツプ３が断続的に被削材に切り込まれるため、切削
力の変動が著しくなってビビリや振動が誘発されてい
た。

加えて、チツプ３と被削材との断続的な接触は、工具が
装着される機械の主軸系の動剛性にも周期的な変動をも
たらすこととなり、このため切削力の変動により誘発さ
れたビビリや振動が増幅されて切刃欠損や寿命低下をも
たらし、さらには被削材の加工精度の低下をも招いて、
正常な切削加工が損なわれるおそれがあった。

この考案は、このような背景の下になされたもので、切
削時に生じるビビリや振動を抑制して正常な切削を行い
うる転削工具を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するために、この考案は、上記カツタ本
体の先端に、被削材を押さえ込むワーククランプ機構を
配設する一方で、上記カツタ本体に、該カツタ本体を上
記機械本体に連結するカツタ締結機構が配設してなるも
のである。

ここで、上記ワーククランプ機構は、上記カツタ本体の
中心を貫く中心孔に挿入されて上記カツタ本体の軸線方
向に移動可能に設けられた支持部材と、この支持部材を
カツタ本体の先端側に付勢する付勢手段と、上記支持部
材よりも上記カツタ本体の先端側に配設され、その基端
側が上記支持部材に支持されて上記カツタ本体の軸線回
りに回転自在に設けられると共に、その中心に貫通孔が
形成されたワーククランプ部材とから構成されてなるも
のである。

また、上記カツタ締結機構は、その先端が上記カツタ本
体の基端側と連結される一方で、その基端が上記機械本
体と連結されるアダプタと、上記カツタ本体の中心孔に
挿入されて、その外周に上記中心孔の周面に形成された
切欠部にはまり込む突部が形成された中間部材と、上記
アダプタと上記カツタ本体との間に介在されてアダプタ
の回転をカツタ本体に伝達する駆動キーと、上記中間部
材の中心に嵌装されて該中間部材と上記アダプタとを締
結する連結ボルトとから構成されてなるものである。

［作用］ 上記構成の転削工具によれば、アダプタと中間部材とを
連結する連結ボルトを緩めた状態で、カツタ本体を中間
部材に対して回転させて中間部材の突部とカツタ本体の
切欠部との周方向の位置をずらすことにより、カツタ本
体が突部と係合されてその軸方向の移動が規制される。
この後連結ボルトをワーククランプ部材の貫通孔を介し
て締付けることにより、カツタ本体が中間部材の突部と
アダプタ先端との間に挟み込まれて機械本体と連結され
る。

カツタ本体がアダプタと連結された状態で、アダプタが
機械本体によって回転せしめられると、この回転はアダ
プタとカツタ本体との間に介在される駆動キーによって
カツタ本体に伝達されてカツタ本体が軸線回りに回転せ
しめられる。これに伴ってカツタ本体先端の切刃チツプ
が被削材を切削してゆく。

この際、ワーククランプ部材は支持部材を介して付勢手
段によりカツタ本体の先端側に付勢されるので、その先
端はカツタ本体の先端から突出してカツタ本体と対向す
る被削材に圧接される。

なお、チツプ交換等のためにカツタ本体を脱着する必要
が生じた場合には、カツタ締結機構の連結ボルトを緩め
た上で、カツタ本体をその切欠部に中間部材の突部がは
まり込む位置まで回転させてカツタ本体と中間部材との
係合を解除させる。

［実施例］ 以下、第１図及び第２図を参照して、本考案の一実施例
を説明する。

第１図及び第２図において符号13はカツタ本体である。
このカツタ本体13は、その先端中心部に中心孔14が形成
されると共に先端部が拡径された略円筒体であり、その
先端外周部には該カツタ本体13の先端面及び外周面に向
かって開口する複数の凹溝15が周方向等間隔に形成され
ている。

これら凹溝15には板状をなすスローアウエイチツプ（以
下、チツプと略称する。）16が図示せぬクランプネジで
締込まれる楔部材17によって着脱自在に装着されてお
り、各チツプ16のすくい面18の稜線部に形成された切刃
19の一つはカツタ本体13の先端面より僅かに突出されて
いる。また、カツタ本体13外周面のチツプすくい面18と
対向する位置には、壁面が略円弧状をなすチツプポケツ
ト20が形成されている。

そして、カツタ本体13の先端には被削材Ｗを押さえ込む
ワーククランプ機構21が配設される一方で、カツタ本体
13の中心孔14からカツタ本体13の基端側にかけての位置
には、該カツタ本体13を図示せぬ機械本体の主軸に装着
するためのカツタ締結機構22が配設されている。

以下これらの機構について順に説明すると、上記ワーク
クランプ機構21は、カツタ本体13の上記中心孔14に略円
筒状をなす支持部材23を挿入し、この支持部材23に３ワ
ーククランプ部材24を連結した概略構成とされている。

上記支持部材23は、カツタ本体13の軸線方向に移動自在
に設けられ、その外周面に形成された溝25がカツタ本体
13の周面から捩込まれたネジ26の先端と係合されて中心
孔14からの脱落が阻止されている。また、カツタ本体13
の基端側には周方向等間隔に複数のバネ27（付勢手段；
第２図参照）が配設され、これらバネ27により支持部材
23は常時カツタ本体13の先端側に付勢されている。

また、支持部材23の内周側にはラジアル軸受28が嵌装さ
れ、締付けナツト29で軸方向に締め付けられている。そ
して、ラジアル軸受28の内輪は、上記ワーククランプ部
材24の基端側に形成された軸部24aと嵌合されて締付ナ
ット30で軸方向に締め付けられ、これによりワーククラ
ンプ部材24は、支持部材23とラジアル軸受28を介して連
結されてカツタ本体13の軸線回りに回転自在とされてい
る。

このワーククランプ部材24の先端部は円盤状に形成さ
れ、その中心には上記カツタ締結機構22の一部を構成す
る連結ボルト31が挿通される貫通孔32が形成されてい
る。また、ワーククランプ部材24の先端面24bは被削材
Ｗへの当接面とされ、滑らかに仕上げ加工されると共に
その周縁部にはテーパ部24cが形成されている。そし
て、ワーククランプ部材24の先端面24bは、上記支持部
材23がバネ27により最もカツタ本体13の先端側に押し付
けられた状態において、カツタ本体13の先端面から突出
するように軸方向に位置決めされている。なお、図中符
号33は、上記支持部材23を付勢するバネ27の付勢荷重を
調節する調整ネジである。

一方、上記カツタ締結機構22は、上記カツタ本体13の基
端側に配設されたアダプタ34と、該アダプタ34に取り付
けられた駆動キー35と、カツタ本体13の上記中心孔14に
挿入された中間部材36と、該中間部材36の中心に挿入さ
れた上記連結ボルト31とから概略構成されている。

上記アダプタ34は、その基端側に、図示せぬ機械本体の
主軸テーパ穴に挿入されたアーバ（図示略）の先端部と
嵌合される嵌合穴37が形成されると共に、上記主軸先端
のキー溝（図示略）と係合されるキー38が嵌合穴39に穿
設され、複数のボルト孔40に挿入される連結ボルト（図
示略）によって主軸と一体的に連結されるようになって
いる。

そして、アダプタ34の先端側には上記カツタ本体13の基
端側に形成された嵌合穴41と嵌合される環状突部42が形
成され、この環状突部42に上記駆動キー35がボルト43に
よって固定されている。

この駆動キー35は、アダプタ34の回転をカツタ本体13に
伝えるためのもので、カツタ本体13の中心孔14内に形成
された小径部14aの内周面に臨む位置に取り付けられ、
その先端は上記小径部14aを周方向に等間隔に切り欠い
てなる切欠部44の一つに遊動自在に嵌装されて、カツタ
本体13の回転に伴い上記切欠部44の一方の壁面と係合さ
れるようになっている。

また、上記中間部材36は、カツタ本体13の小径部14aの
内周に挿入され、その中心に挿入された上記連結ボルト
31によってアダプタ34と連結されるようになっている。
そして、上記中間部材36のカツタ先端側を向く端部周縁
には、上記小径部14aに形成された切欠部44と同数の突
部45が周方向等間隔に形成されており、上記小径部14a
の端面と係合して上記カツタ本体13の軸方向の移動を規
制するようになっている さらに、上記中間部材36のアダプタ側を向く端面の上記
突部45と異なる位置には、上記駆動キー35と係合される
キー溝46が形成され、これにより中間部材36にもアダプ
タ34の回転が伝えられるようになっている。さらにま
た、上記中間部材36とアダプタ34との間に図示せぬバネ
が介在され、該バネによって中間部材36は常時上記連結
ボルト31の頭部に向けて付勢されている。

以上のように構成された正面フライスを用いて切削加工
を行うには、まずカツタ締結機構22によってカツタ本体
13を機械本体の主軸に装着する。そして、この後、カツ
タ本体13の軸線回りに回転させることによって被削材が
切削され、この際、ワーククランプ機構21のワーククラ
ンプ部材24は被削材Ｗに圧接される。

以下これら機構の作用について、順に説明すると、ま
ず、カツタ本体13を機械本体の主軸に取り付けるには、
アダプタ34をボルト孔40に挿入される連結ボルトによっ
て上記主軸に装着し、ついで、中間部材36のキー溝46と
駆動キー35とを係合させ、この後中間部材36の中心に連
結ボルト31を挿入してアダプタ34に捩込む。なお、この
段階での連結ボルト34の捩込み量は、中間部材36の突部
44とアダプタ34との間の隙間が、カツタ本体13の小径部
14aの厚さより小さくならない程度に止どめておく。

次に、カツタ本体13を、第２図に２点鎖線で示すように
切欠部44に中間部材36の突部45及び駆動キー35を対応さ
せた上で、アダプタ34側に押し込み、嵌合穴41をアダプ
タ34の環状突部42と嵌合させる。そして、カツタ本体13
を第２図Ａ方向へ、切欠部44の一方の壁面が駆動キー35
と係合するまで回転させる。

これにより、カツタ本体13の小径部14aと中間部材36の
突部45とが係合してカツタ本体13の軸方向への移動が規
制され、この後、連結ボルト31を、ワーククランプ部24
の貫通孔32を介して締め込むことによって、カツタ本体
13が主軸と連結される。

カツタ本体13の主軸への装着作業が完了した後、カツタ
本体13を第２図Ａ方向と逆方向に回転させると共に軸線
と直交する方向に送り出すことにより、カツタ本体13の
先端面から突出するチツプ16の切刃19で被削材Ｗを切削
してゆく。

この場合、カツタ本体13の先端面から突出されたワーク
クランプ部材24は、カツタ本体13の送りに伴ってその周
縁のテーパ部24cから徐々に被削材Ｗの切削面に当接し
てゆく。そして、ワーククランプ部材24の先端面24bが
被削材Ｗと当接した時点において、支持部材23を付勢す
るバネ27の付勢荷重は、支持部材23を介してワーククラ
ンプ部材24に伝えられ、被削材Ｗを押さえ込む力として
作用する。これによりカツタ本体13の先端と被削材Ｗと
は常時圧接状態に保たれ、機械本体の主軸系の動剛性の
変動が抑制される。なお、このときワーククランプ部材
24で押さえ込まれる被削材Ｗの薄肉部を過度の荷重で変
形させることのないように、バネ27の付勢荷重は調整ネ
ジ33によって調整されている。

また、切削中にチツプ16を交換する必要が生じた場合
は、カツタ締結機構22の連結ボルト31を緩め、ついでカ
ツタ本体13を第２図Ａ方向と逆方向へ回転させて中間部
材36とカツタ本体13との係合を解除し、カツタ本体13を
取り外す。そして、カツタ本体13からチツプ16を取り外
して新たなチツプと交換し、この後カツタ本体13を上記
手順に従って再度アダプタ24に連結すれば良い。

以上説明したように、本実施例の正面フライスによれ
ば、カツタ本体13の先端と被削材Ｗとが常時圧接状態に
保たれるので、機械主軸系の動剛性はカツタ本体13が被
削材Ｗから解放される場合に比して大幅に増大し、しか
もその値に変動が生じることもない。このため、チツプ
16と被削材Ｗとの断続的な接触によって切削力が変動す
るいわゆる断続切削の場合でもビビリや振動の発生が大
幅に抑制される。

加えて、本実施例では単にカツタ本体13にワーククラン
プ機構21を配設するに止どまらず、カツタ締結機構22を
も設けたため、カツタ本体13が特に大径の場合における
カツタ着脱作業の作業性が著しく改善される。

すなわち、本実施例のカツタ締結機構22によると、カツ
タ本体13の先端がワーククランプ部材24でほぼ覆われて
しまうため、カツタ本体13の着脱を容易かつ迅速に行う
には、カツタ締結機構をカツタ本体13の周面側から操作
する構成とすることが一見有利と考えられる。しかしな
がら、特に大径工具の場合にはカツタ本体13の周面から
カツタ本体13を装着すべき主軸周面までの距離が長く、
従って、仮にこの間に締結機構を設けるとすると機構は
必然的に大型化し、また、このような機構を内蔵しうる
スペースをカツタ本体13に設ける必要が生じてカツタ本
体13の剛性に低下をきたすおそれがある。

また、通常行われているように、カツタ本体13の先端側
から主軸端に複数の連結ボルトを捩込んでカツタ本体13
を主軸に直結しようとすると、重量のかさむ大径工具を
保持しつつ複数の連結ボルトを操作する必要が生じるた
め、その作業は困難を極め、カツタ着脱に相当の時間を
要することとなる。

これに対し、本実施例のカツタ締結機構22によれば、連
結ボルト31を操作する際にカツタ本体13が中間部材36と
係合されているので、作業者がカツタ本体13を保持する
必要がなく、また、操作する連結ボルト31の本数でも一
本のみであるため、重量のかさむ大径工具であっても容
易かつ迅速にカツタ着脱作業を行うことが可能である。
従って、カツタ本体13の先端をワーククランプ部材24で
覆っても何等カツタ着脱作業の作業性は損なわれないの
である。

なお、本実施例では特にカツタ本体13の先端にチツプ16
を着脱自在に装着する、いわゆるスローアウエイ式の正
面フライスについて説明したが、本考案の転削工具はこ
れに限るものではなく、チツプをロウ付けした正面フラ
イスであっても当然に適用可能である。

また、駆動キー35の数は１つに限るものではなく、より
大きい駆動力を要するときには２つ以上設けても良い。
さらに、本実施例では駆動キー35に対応してカツタ本体
13に形成すべきキー溝を省略し、中間部材36の突部45が
はまり込むカツタ本体13の切欠部44でこれを代用してい
るが、本考案の転削工具はこれに限るものではなく、カ
ツタ本体13の外周縁部等に駆動キー35と係合するキー溝
を独立して形成しても良い。

［考案の効果］ 以上説明したように、この考案によれば、切削時、ワー
ククランプ機構のワーククランプ部材が常時被削材と圧
接されるため、工具が装着された機械本体の主軸系に高
い動剛性が確保され、しかもその値に変動が生じること
もない。従って、切欠チツプと被削材との断続的な接触
に伴って切削力が変動してもその影響は少なく、このた
めビビリや振動の発生が抑制されて切刃の欠損、加工精
度の低下等も確実に防止される。

加えて、この考案によれば、カツタ本体を一本の連結ボ
ルトを操作するだけで主軸と連結でき、しかも連結ボル
トを操作する際にはカツタ本体を作業者が保持する必要
もないため、ワーククランプ機構を設けることによって
カツタ本体の先端がワーククランプ部材で覆われるにも
拘わらず、容易かつ迅速にカツタを脱着することがで
き、その実用価値は極めて高いのである。

【図面の簡単な説明】 第１図及び第２図は本考案の一実施例を示すもので、第
１図は軸方向断面図、第２図は底面図、第３図ないし第
５図は従来の正面フライスを示すもので、第３図は軸方
向断面図、第４図は底面図、第５図はカツタ本体の先端
外周部の拡大図である。 13……カツタ本体、14……中心孔、16……スローアウエ
イチツプ、21……ワーククランプ機構、22……カツタ締
結機構、23……支持部材、24……ワーククランプ部材、
27……バネ（付勢手段）、31……連結ボルト、32……貫
通孔、34……アダプタ、35……駆動キー、36……中間部
材、44……切欠部、45……突部、Ｗ……被削材。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】基端側が機械本体に連結されて軸線回りに
   回転せしめられるカツタ本体の先端外周部に、切刃チツ
   プを取り付けてなる転削工具であって、 前記カツタ本体の先端に、被削材を押さえ込むワークク
   ランプ機構が配設される一方で、前記カツタ本体に、該
   カツタ本体を前記機械本体に連結するカツタ締結機構が
   配設されてなり、 前記ワーククランプ機構は、前記カツタ本体の先端中心
   部を貫く中心孔に挿入されて前記カツタ本体の軸線方向
   に移動可能に設けられた支持部材と、この支持部材をカ
   ツタ本体の先端側に付勢する付勢手段と、前記支持部材
   よりも前記カツタ本体の先端側に配設され、その基端側
   が前記支持部材に支持されて前記カツタ本体の軸線回り
   に回転自在に設けられると共に、その中心に貫通孔が形
   成されたワーククランプ部材とから構成され、 前記カツタ締結機構は、その先端が前記カツタ本体の基
   端側と連結される一方で、その基端が前記機械本体と連
   結されるアダプタと、前記カツタ本体の中心孔に挿入さ
   れて、その外周に前記中心孔の周面に形成された切欠部
   にはまり込む突部が形成された中間部材と、前記アダプ
   タと前記カツタ本体との間に介在されて前記アダプタの
   回転を前記カツタ本体に伝達する駆動キーと、前記中間
   部材の中心に嵌装されて該中間部材と前記アダプタとを
   締結する連結ボルトとから構成されていることを特徴と
   する転削工具。