JPH0739526Y2 - 切削工具 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案はNC制御マシンを始めとする各種工作機械の主軸
に装着して金属材料等の切削加工を行うのに使用される
切削工具に関する。

（従来技術とその課題） この種の切削工具として、工作機械の回転主軸に連結す
るシャンク部を有するホルダーに対し、加工の種類に応
じて異なる刃部を有する複数の工具本体をリダクション
ソケットやエクステンションソケット等の中間連結部材
を介して交換着脱できるようにしたものがある。

第５図は上記工具の一例を示し、図中の１は一端側にテ
ーパシャンク部1aを有して他端側に取付孔1bを有すると
共に中間部がマニピュレータ用把持部をなすホルダー、
２は一端側に連結用突軸部2aを有して他端側に取付孔2b
を有する中間連結部材、３は加工深さを大きくとるため
に長い工具軸４を有する工具本体である。この場合、工
具本体３は、工具軸４の先端にヘッド取付部材５が凹凸
嵌合部のろう付けによって同軸上に固着され、このヘッ
ド取付部材５の取付孔5aに刃部6aを有する交換型ヘッド
６がその突軸部6bを嵌入して側方よりクランプスクリュ
ー７をねじ込むことによって連結されるようになされて
おり、防振性を高めるために工具軸４には一般的にヤン
グ率の高い超硬質材料が用いられている。しかして、工
具本体３は、中間連結部材２に対し、工具軸４の基端側
を取付孔2bに焼き嵌め、冷やし嵌め、銀ろう付け等によ
って挿嵌固着し、且つキー８を介することにより、相対
回転不能に連結される。また、中間連結部材２は、その
突軸部2aをホルダー１の取付孔に挿嵌し、該突軸部2aの
側面に設けたテーパ孔2cに、ホルダー１の側面より螺入
したクランプスクリュー９しのテーパ状先端部を嵌入さ
せることにより、該ホルダー１に連結される。

しかるに、第５図の如き構成では、中間連結部材２と工
具軸４との連結部分の強度が不充分である上、全長が加
工深さに寄与しない中間連結部材２の介在によって余分
に長くなり、それだけ芯振れを生じ易く、これらにより
工具軸４に超硬質材料を使用していても良好な防振性が
得られず、加工精度が低下するという難点があった。

そこで、工具軸の後部に一体のフランジ部を形成し、こ
の後部をホルダーの取付孔に嵌合した際にフランジ部が
ホルダー端面に押接する構成とすることにより、前記中
間連結部材２を介さずに当該工具軸をホルダーに直接連
結できるようにしたものが提案されている（特開平55−
70512号公報）。

ところで、上記提案のようなフランジ部を有する工具軸
の製作においては、高い寸法精度が必要な切削工具とい
う性格上、丸軸材を回転切削加工してフランジ形成部を
除く周面を削り取るという、所謂削り出しによってフラ
ンジ部を形成することになる。しかるに、工具軸に超硬
質材料を使用する場合、該材料は一般に非常に高価であ
るが、上記の削り出しでは高価な材料を多量に削り取っ
て無駄にすることになって極めて不経済である上、超硬
質であるために切削加工自体が容易でなく、加工コスト
が非常に高く付くという問題がある。

従って、上記提案のようなフランジ部を有する工具軸に
超硬質材料を採用する場合は、実際上、フランジ部と他
の部分との径差は大きく設定できないから、該フランジ
部とホルダー端面との端面密着面積を大きく取れず、充
分な防振性を確保できなかった。

本考案は、上述の事情に鑑み、工具本体を交換着脱でき
るタイプであるにも関わらず全体が一体物のような大き
な剛性を示し、防振性に優れて高い加工精度を実現し得
る切削工具を低コストで提供することを目的としてい
る。

（課題を解決するための手段） 本考案の切削工具は、上記目的を達成する手段として、
前端に刃部を設けた超硬質材料からなる工具軸の後部が
中間部よりも小径に形成され、この後部に、リング材か
らなる位置決め用鍔部が前記後部と中間部との境をなす
環状の段差に接する嵌装状態で固着され、該工具軸の後
部をホルダーの取付孔に直接に嵌合し、側面よりクラン
プ材にて固定して上記鍔部をホルダー端面に当接するよ
うに構成してなる構成を採用するものである。

（作用） 本考案構成では、ホルダーに対して超硬質材料からなる
工具軸が直接に連結されるため、従来のような中間連結
部材による全長の余分な増大がなく、かつ該連結部材と
工具軸との連結部分の強度不足や該連結部材自体の材質
に起因する剛性低下を生じない。またホルダーと工具軸
との連結部分では、工具軸の後部に固着された位置決め
用鍔部がホルダー端面に当接し、所謂端面密着により工
具軸心の傾きや偏心が防止されることになる。

しかして、上記位置決め用鍔部は、工具軸とは別体のリ
ング材であり、工具軸製作時の削り出しによるものでは
ないから、外径の大きいリング材を用いて工具軸の後部
との径差を大きく設定することが可能であり、もってホ
ルダー端面との端面密着面積を広くとり、ホルダーと工
具軸との連結部分での剛性を著しく高めて優れた防振性
を確保できる。また、工具軸の製作においては、位置決
め用鍔部の削り出しが不要であるから、加工が容易であ
ると共に、高価な超硬質材料の削り取りによる無駄が少
なく経済的である。

更に、位置決め用鍔部とするリング材が工具軸の細径の
後部と中間部との環状の段差に接しているから、ホルダ
ー端面に位置決め用鍔部を圧接させる際、その圧接力が
工具軸で受け止められ、リング材の位置ずれを生じる恐
れがなく、また製作時にリング材を工具軸に嵌装する
際、その固着位置が段差との当接によって自動的に精度
よく定まるという利点がある。

なお、クランプ材はホルダーに工具軸を相対回転不能に
保持するものであればよいが、それによる締め付け力が
ホルダー端面と上記鍔部とを圧接させる方向に作用する
構造が望ましい。このような構造としては、例えば、工
具軸の後部側面に半径方向のテーパ孔を設け、ホルダー
側面より先端がテーパ状のクランプスクリューを螺入し
た際に、該先端とテーパ孔とのテーパ面相互の摺接によ
る誘導にて工具軸が取付孔の内奥側へ引き込まれる構造
が挙げられる。

本考案を適用する工具軸としては、その前端に刃部を有
するヘッドを着脱できるようにした交換ヘッド型のも
の、該前端に刃部が固着一体化されたもの、該前端自体
が刃部を構成するもの、のいずれでもよい。また工具軸
の超硬質材料としては、超ハイス鋼、ダイス鋼、高速度
工具鋼等がある。

（実施例） 以下、本考案を図示実施例に基づいて具体的に説明す
る。

第１図および第２図は第１実施例の切削工具を示し、図
中の11はホルダー、12は工具本体である。

ホルダー11は、既述した第５図で示す従来のものと同様
に、一端側にテーパシャンク部11a、他端側に取付孔11
b、中間部に環状溝にて構成されるマニピュレータ用把
持部11cをそれぞれ有し、かつ取付孔11bの周壁に半径方
向のクランプ用ねじ孔11dが設けてある。

工具本体12は、超硬質材料からなる長い工具軸13と、そ
の前端に凹凸嵌合およびろう付けされたヘッドホルダー
14と、該ヘッドホルダー14の取付孔14aに突軸部15aを挿
嵌してクランプスクリュー16にて固着一体化された刃部
15bを有する交換型ヘッド15とから構成されている。し
かして、工具軸13の後部13aは他の部分に対して若干径
小に形成されており、この後部13aにリング材からなる
位置決め用鍔部17が太径部13bとの段差13cに接して焼き
嵌めまたは圧入によって嵌装固着され、また後部13aの
周面には該鍔部17よりも前端寄りに位置して半径方向の
テーパ孔18が開設されている。なお、工具軸13の後部13
aの径d₁と太径部13bの径d₂との差（d₂−d₁）は、通常0.
5〜1mm程度に設定される。

ホルダー11と工具本体12との連結は、ホルダー11の取付
孔11bに工具軸13の後部13aを挿嵌し、ホルダー11のクラ
ンプ用ねじ孔11dにテーパ状先端19aを有するクランプス
クリュー19を螺入し、該先端19aを工具軸13のテーパ孔1
8に嵌入させることによって行われる。しかして、この
連結状態では、該スクリュー19がドライブキーを兼ねる
ことにより、ホルダー11と工具本体12とは相対回転不能
となる。

ここで、テーパ孔17は、工具軸13の後部13aを位置決め
用鍔部17がホルダー11の端面に当接するまで挿嵌した状
態において、ホルダー11のねじ孔11dに対して軸心が取
付孔11bの入口側に若干ずれるように位置されている。
従って、クランプスクリュー19の螺入によってその先端
19aのテーパ面がテーパ孔18のテーパ面に対し、取付孔1
1bの内奥側位置で当接し、更にクランプスクリュー19を
締め付けることにより、両テーパ面の摺動による誘導で
工具軸13がホルダー側へ引き付けられ、これに伴ってホ
ルダー11の端面と鍔部17とが強く圧接することになり、
ホルダー11と工具軸13とは剛体的に一体化する。

第３図は第２実施例の切削工具を示す。この切削工具で
は、ホルダー11は第１実施例と同様であるが、工具本体
12は超硬質材料からなる工具軸20自体の前端側がエンド
ミル等の刃部21と構成する一体物となっている。この工
具軸20の後部20aは、前記第１実施例と同様に、若干径
小に形成されていて、その根本の段差20bに接するよう
に位置決め用鍔部22が固着されると共に、周面にテーパ
孔23が開設されている。しかして、この工具本体21は、
前記第１実施例と全て同様に、クランプスクリュー19の
テーパ状先端19aをテーパ孔23に嵌入することにより、
ホルダー11に対してその端面と鍔部22とが圧接する形で
剛体的に連結一体化される。

ところで、この第２実施例におけるような工具本体12と
しては、材料費節約の目的で、例えば第４図の如く、ダ
イス鋼からなる工具軸20側の部材12aと、高速度工具鋼
からなる刃部21側の部材12bとを摩擦溶接24等で固着一
体化する等、異種材料を連結固着して一体物としたもの
を用いてもよい。

なお、本考案においては、工具軸の長さ、径、刃部の種
類、交換型ヘッドとの連結手段、ホルダーのシャンク形
状その他の細部構成につき、例示以外に種々設計変更可
能である。

（考案の効果） 本考案によれば、工作機械の回転主軸に装着するホルダ
ーに対して工具本体を交換着脱するタイプの切削工具と
して、従来のような中間部材を介さずにホルダーに工具
本体の工具軸を直接連結でき、それだけ全長が短くなる
上、ホルダー端面と工具軸の位置決め用鍔部との広面積
の端面密着により該ホルダーとの連結部の剛性を極めて
大きく設定でき、もって優れた防振性に基づく高い加工
精度を達成し得るものが提供される。

しかも、この切削工具は、製作時に位置決め用鍔部の削
り出しが不要であるため、該工具軸の加工が非常に容易
であると共に高価な超硬質材料の削り取りによる無駄が
少なく経済的であり、また位置決め用鍔部とするリング
材の工具軸に対する固着位置が自動的に精度よく定まる
ので工具本体の組立製作も容易であり、更にホルダー端
面に位置決め用鍔部を圧接させる際、リング材の位置ず
れを生じる恐れがないという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例に係る切削工具の一部切欠
側面図、第２図は同要部の断面図、第３図は第２実施例
に係る切削工具の要部の断面図、第４図は同工具の工具
本体の変形例を示す要部断面側面図、第５図は従来例の
切削工具の一部切欠側面図である。 11……ホルダー、11b……取付孔、13,20……工具軸、13
a,20a……後部、13c,20b……段差、15b,21……刃部、1
7,22……位置決め用鍔部、19……クランプスクリュー
（クランプ材）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】前端に刃部を設けた超硬質材料からなる工
   具軸の後部が中間部よりも小径に形成され、この後部
   に、リング材からなる位置決め用鍔部が前記後部と中間
   部との境をなす環状の段差に接する嵌装状態で固着さ
   れ、該工具軸の後部をホルダーの取付孔に直接に嵌合
   し、側面よりクランプ材にて固定して上記鍔部をホルダ
   ー端面に当接するように構成してなる切削工具。