JPH10118821A

JPH10118821A - 切削工具

Info

Publication number: JPH10118821A
Application number: JP30118796A
Authority: JP
Inventors: Tomoji Okina; 登茂二翁
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-10-25
Filing date: 1996-10-25
Publication date: 1998-05-12

Abstract

(57)【要約】【課題】工具チップとそのホルダの取付け位置を、高
精度で安定して強固に位置決めすることができ、しかも
異なる種類の加工にも容易に対応することができ、加工
可能な範囲を大幅に広げる。【解決手段】切削加工を行なう工具チップ１０と、こ
の工具チップ１０を保持する工具ホルダ２０とを着脱自
在に設ける。工具チップ１０の端部には、切刃１１が形
成され、表裏両平面上には、互いに投影面でＶ字形に交
差するようにそれぞれの面に段差１４が形成されてい
る。工具ホルダ２０側の工具チップ１０を挟持するチッ
プ取付面２８にも、互いに投影面で交差するように段差
１４と係合する逆段差４を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、工作機械にメカ
ニカルクランプされるいわゆるスローアウェイタイプの
ドリルやエンドミル等の切削工具に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、一般に各種機械部品や金型の製作
において、ドリルやエンドミルが多く使用されている。
それらの加工において、近年ますます耐摩性の高い切削
工具が要求されるようになってきたが、それに対応する
工具材料費も高価なものになり、刃部とシャンク部が同
一材料で一体化されたいわゆるソリッドタイプの切削工
具では工具費がかなり高価になるという問題があった。
一方、安価なシャンク材を用い、刃部のみを工具材料で
形成し、両者を銀ロウなどによってロウ付けした切削工
具が作られているが、これも数回の再研削によって刃部
が次第に消耗し、かつ再研削にあたっては、高度な技術
が必要とされてきた。

【０００３】そこでチップ刃部をシャンクに機械的に固
定するいわゆるメカニカルクランプタイプの切削工具が
開発され、刃部チップは工具メーカーにおいて刃先形状
を付与して、ユーザーではスローアウェイタイプの工具
チップとして再研削などの必要もなく使い捨てられるも
のがある。これら一般の旋削用チップ、正面フライス用
チップなどでは、工具チップの形状によっていくつかの
稜線とコーナを利用して一個のチップで数回の使用が可
能なものもあった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、付加価値の高
い穴加工用ドリルやボールエンドミルなどでは、チップ
の一方のみに切刃が設けられ、他の一端はホルダーへの
取付け、位置決めのための取付け形状が形成されたもの
であり、高価なチップの利用効率が悪いものでた。ま
た、複数ケ所に刃を有した工具チップであても、同様の
刃を複数有するものであり、異なる加工に用いることが
できる刃を一つの工具チップに形成したものは従来なか
った。

【０００５】さらに、この工具チップを保持する工具ホ
ルダの長さが一定であり、工作機械のコレットチャック
からチップまでのオーバーハング長さが一定のものであ
るため、深さの深い部分の加工や治具等の部材がコレッ
トチャック等と干渉するような場合に不都合があった。
この場合、コレットチャックの保持長さを短くしてオー
バーハングを延ばしたり、特注で長いホルダを作ったり
して対応していた。また、このような場合を想定して、
長短のホルダを工具チップサイズ毎に多数用意すること
は、部材の管理及び使用上も面倒なものであった。

【０００６】この発明は、スローアウェイタイプの工具
チップとそのホルダの取付け位置を、高精度で安定して
強固に位置決めすることができ、しかも異なる種類の加
工にも容易に対応することができ、加工可能な範囲を大
幅に広げることができる切削工具を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、切削加工を
行なう工具チップと、この工具チップを保持する工具ホ
ルダとが着脱自在に設けられた切削工具であって、上記
工具チップの両端部には、切刃が形成され、表裏両平面
上には、互いに投影面でＶ字形に交差するようにそれぞ
れの面に段差が形成され、上記工具ホルダ側の上記工具
チップを挟持するチップ取付面にも、互いに投影面で交
差するように上記段差と係合する逆段差を設けた切削工
具である。上記工具チップの表裏両平面上には、上記段
差が、両端部の切刃に各々対応して、上下両端部で互い
に投影面でＶ字形に交差するように上下両端部及びそれ
ぞれの面に形成され、さらに互いに回転対称に直線的に
形成されているものである。

【０００８】そして、上記工具ホルダのうち上記工具チ
ップを保持するチップ取付部と工作機械に保持されるシ
ャンク部とが、別体に形成され、着脱自在に設けられた
切削工具である。また、上記工具チップの両端部に形成
された切刃の大きさが、各端部で異なるものである。ま
た、上記工具チップの切刃を、この工具チップの一端部
の互いに回転対称の位置の一対のコーナー部に形成し、
この一対の切刃が上記工具チップの先端部から工具チッ
プ側面のほぼ全長ににかけて各々形成されているもので
ある。また、上記工具チップを上記工具ホルダに取り付
ける際、上記工具チップと上記工具取付部の中心が上記
工具チップの取り付け方向に互いにずれており、上記工
具チップを上記工具取付部にビス等で保持固定する際
に、このビスの締め付けにより上記工具チップの段差と
上記チップ取付部の逆段差が強く当接する。

【０００９】またこの発明は、上記工具チップの上記切
刃と上記段差とを、工具の両端部を結ぶ中心線に対して
互いに反対側に形成したものである。さらに、この発明
は、上記工具チップの本体部に上記位置決め用の段差が
形成され、この工具チップの両端部に小径の切刃が一体
に突設されているものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下この発明の実施形態の切削工
具について、図面に基づいて説明する。図１〜図７はこ
の発明の第一実施形態を示すもので、この実施形態の切
削工具の刃部は、図５に示すように、工具用の超硬合金
製の板状の工具チップ１０からなる。工具チップ１０
は、図面において上下両端部に各々表裏に軸対称に切刃
１１が形成され、その間に一対の貫通孔１２が対称位置
に形成されている。さらに、工具チップ１０の両面に
は、切刃１１に対応して、切刃１１に影響しない無関係
の位置に、両面でＶ字状の一辺になるように段差１４が
互いに対称位置に形成されている。この段差１４は、工
具チップ１０の両面で互いに回転対称に、上下の切刃１
１に対応して各々切刃１１の近傍に形成され、図５に示
すように、表裏の段差１４の形状は、切刃１１の先端中
心部に向かって形成され、この段差１４が、その先端近
傍でその投影線が互いに交差するように斜めに形成され
ている。すなわち、この表裏面の段差１４によりくさび
形状を形成するものである。また、表裏上下の各段差１
４は、各々使用される側の端部の切刃１１に対して反対
側の遠方の端部の一対の段差１４が取付時の位置決めに
利用されるものである。

【００１１】工具チップ１０の両面に設けられる段差１
４は、工具チップ１０のサイズ等により設定されるもの
で、おおよそ０．３ｍｍ〜０．６ｍｍ程度にとられ、こ
の実施形態のφ２０ボールエンドミル用では０．５ｍｍ
に形成されている。

【００１２】この実施形態の工具チップ１０が取り付け
られる工具ホルダ２０は、図２〜図４に示すように、工
具チップ１０を保持するチップ取付部２２と、図１に示
すように、工作機械１８のコレットチャック１９にチッ
プ保持されるシャンク部２３とが、別体に形成され、着
脱自在に設けられている。このチップ取付部２２とシャ
ンク部２３との連結は、図２に示すように、チップ取付
部２２の基端部のテーパ面を有する被保持部２４がシャ
ンク部２３のテーパ面状の受け部２５に嵌合して位置決
めされ、チップ取付部２２の基端部のオネジ部２６がシ
ャンク部２３のメネジ部２７に螺合して確実に引き寄せ
られて固定される。チップ取付部２２とシャンク部２３
には、互いに連結及び連結解除する際に相対的にトルク
を掛けるためのスパナを係合させる平行面取り面２９
が、各々に一対づつ設けられている。

【００１３】工具ホルダ２０の先端部のチップ取付部２
２には、工具チップ１０が挟持される程度の隙間を有し
て一対の取付面２８が形成されている。このチップ取付
面２８には、互いに回転対称に、工具チップ１０の一方
の端部側の表裏一対の段差１４が係合可能な逆段差４
が、互いに一定間隔を隔てて交差するように斜めに形成
されている。そして、逆段差４は、段差１４の高さとほ
ぼ等しく形成されている。

【００１４】さらにこのチップ取付部２２には、工具チ
ップ１０を固定するための取付孔４０，４１が各々形成
されている。各取付孔４０，４１は、図６に示すよう
に、互いに反対側にメネジ部４２が形成され、メネジ部
４２と対面する透孔側から各々ビス４３が挿通され、反
対側のチップ取付部２２に形成されたメネジ部４２に螺
合する。

【００１５】また、工具ホルダ２０は、図３に示すよう
に、チップ取付部２２の構造は同様であるが、取付部２
２の基端部にメネジ部３０を形成し、工具ホルダ２０の
シャンク部２３内を貫通した引き寄せ用のボルト３２の
オネジ部３３により、被保持部２４を、シャンク部２３
のテーパ面状の受け部２５に嵌合して位置決めするもの
でも良い。

【００１６】さらに工具ホルダ２０は、図４に示すよう
に、チップ取付部２２の構造は同様であるが、チップ取
付部２２の基端部に肩部３１と嵌合部３４を形成し、こ
の嵌合部３４内にメネジ部３５を形成し、工具ホルダ２
０のシャンク部２３内を貫通した引き寄せ用のボルト３
２のオネジ部３３により、肩部３１を、シャンク部２３
の先端部に当接させて位置決めするものでも良い。

【００１７】この実施形態の切削工具の取付方法は、先
ず、工具ホルダ２０のチップ取付部２２とシャンク部２
３を連結する。チップ取付部２２とシャンク部２３は、
図２〜図４の例の何れのものでも良いが、例えば、工具
チップ１０の大径領域では、図２、図３に示す型のもの
を設定し、小径のものに適用する場合は、図４の型のも
のに設定しても良い。また、シャンク部２３の長さは、
適宜の種類用意し、チップ取付部２２とシャンク部２３
との組み合わせにより、所定の範囲の加工に対応できる
最小限の組み合わせを設定するものである。さらに例え
ば、複数種類の刃部径の異なる工具チップ１０に対応し
シャンク部２３との連結部が等しい複数種類のチップ取
付部２２と、長さの異なる複数のシャンク部２３とによ
りシャンク部２３の長さのみならず、工具チップ１０の
径の異なるものに対しても適宜対応可能なものにするこ
ともできる。

【００１８】そして、工具チップ１０を工具ホルダ２０
のチップ取付部２２にはめ込む。これにより、工具チッ
プ１０の図５において下端側の両面に設けられた段差１
４によって、相対的に凸Ｖ字形に構成されたくさび面
と、工具ホルダ２０のチップ取付部２２の逆段差４によ
り形成される相対的に凹Ｖ字形のくさび面が互いに当接
し合い、位置決めされる。この工具チップ１０と工具ホ
ルダ２０は、両者の対応するくさび面以外で位置が安定
することはない。次に、ビス４３によって、工具チップ
１０をチップ取付部２２に固定する。

【００１９】ビス４３の取り付けは、先ず、工具チップ
１０に設けられた一方の貫通孔１２に挿通するビス４３
を締める。このとき工具ホルダ２０に設けられた取付孔
４１のメネジ部４２及びビス４３の中心線ａと、位置決
めされた工具チップ１０の貫通孔１２の中心線ｂは、互
いに偏心し、位置決めビス４３の中心線ａが、工具ホル
ダ２０のシャンク側に０．１〜０．３ｍｍ程度寄せて設
けられている。従って、位置決めビス４３の頭部のテー
パ４３ａが、ホルダーシャンク側に偏心して接触し、工
具チップ１０の段差１４を工具ホルダ２０の逆段差４に
よる上記くさび面に押しつけるように力を作用させ、工
具チップ１０と工具ホルダ２０は正確に位置が決められ
る。次いで、固定用のビス４３をしめると、工具チップ
１０は切削抵抗に十分耐えられるように強固に固定され
る。

【００２０】この実施形態の切削工具は、工具ホルダ２
０のシャンク部２３を適宜取り替えることができるの
で、工具ホルダ２０のうち、精度が要求されコストのか
かるチップ取付部２２を共用して、比較的安価なシャン
ク部２３を多数揃えることができ、安価に、種々の加工
に対応した切削工具を提供することができる。また、チ
ップ取付部２２とシャンク部２３との連結は、テーパ面
状の被取付部２４とテーパ面状の受け部２５により正確
になされ、ボルト等のネジ止めにより強固に固定され
る。また図４の肩部３１による位置決めも、円筒状の嵌
合部３４が、シャンク部２３内にすべりばめ状態で位置
決めされ、安定に保持固定される。また、工具チップ１
０の両面に形成された段差１４によるくさび形の部分
が、切刃１１とは無関係に設けられているため、工具ホ
ルダ２０への取付け、及び位置決め固定に際して、切刃
１１を損傷することなく、また切刃１１に摩耗やチッピ
ングを生じた際にも、切刃１１とは無関係に固定するこ
とができるため、高い取付け精度で工具チップ１０の着
脱を行なうことができる。

【００２１】次にこの発明の第二実施形態の切削工具を
図８を基にして説明する。ここで、上述の実施形態と同
様の部材は同一の符号を付して説明を省略する。この実
施形態の切削工具は、工具チップ１０の両端部に形成さ
れた切刃１１の外径が、各端部で異なるものである。こ
の両端部の切刃１１の直径Ｄ１，Ｄ２の差は、チップの
厚みをｔとし、刃部１１の逃げ角をαとすると、この外
形差Ｄ ₁−Ｄ₂＝２・ｔ・ｔａｎα以上にとると良い。こ
れは、切刃１１の刃先の裏面側での逃げ角αによる逃げ
高さ分であり、この差分以上であれば、側面部での切刃
１１の刃端部の逃げ部分が各々の外径に干渉することが
ない。具体的には、工具チップ１０のサイズによるが、
上記差は、０．２ｍｍ〜２．０ｍｍ程度である。また小
径部の切刃１１には切欠き４５が所定間隔で形成されて
いる。

【００２２】この実施形態の切削工具の使用方法は、上
記実施形態と同様の工具ホルダ、またはチップ取付部と
シャンク部とが一体の工具ホルダのチップ取付部に、上
記と同様に保持されて使用されるものである。使用に際
して、小径部での加工は上記実施形態と同様に行なうこ
とができ、また大径部での加工に際しては、図１のよう
に、深い部分の加工に際しても、工具ホルダ２０や他の
部分が被加工物と干渉しない限り深く加工を行なうこと
ができる。さらに、加工深さがＤ ₂／２以内に限定され
ている場合は、小径部での加工を荒加工とし、大径部で
の加工を仕上げ加工とすることもできる。この場合、小
径部の切刃１１に切欠き部４５を形成したので、荒加工
時に切りくずが細く排出され、加工時のビビリ振動抑
え、能率を向上させることができる。

【００２３】次にこの発明の第三実施形態の切削工具を
図９を基にして説明する。ここで、上述の実施形態と同
様の部材は同一の符号を付して説明を省略する。この実
施形態の切削工具は、工具チップ１０の一端部のみに、
互いに回転対称の位置の一対のコーナー部に、切刃１１
を形成したものである。そして、この切刃１１が上記工
具チップ１０の先端部から他端に至る全長Ｌに渡って各
々形成されている。従って、工具ホルダ２０に取りつけ
るための段差４８刃切刃１１の先端部とは反対側の端部
の両面に、互いに回転対称に形成されている。

【００２４】この実施形態の切削工具によれば、切刃１
１が長いことにより、幅の広い範囲で切削が可能とな
り、精密仕上げや効率的な切削に大きな効果を有する。

【００２５】次にこの発明の第四実施形態の切削工具を
図１０を基にして説明する。ここで、上述の実施形態と
同様の部材は同一の符号を付して説明を省略する。この
実施形態の切削工具は、工具チップ１０の切刃１１と段
差４８とを、工具の両端部を結ぶ中心線に対して互いに
反対側に形成したものである。この場合、工具ホルダの
逆段差も、これに対応して、上記実施形態の図６に示す
位置とは逆の回転対称の位置に形成するものである。

【００２６】これにより、切刃１１部分と段差４８との
間の距離を大きく取ることができ、切刃１１による切削
時に段差４８に切りくずが付着することがなく、次の反
対側の切刃１１を使用する際の取付時の位置精度を低下
させることがない。従って、切削性能及び精度が高く、
工具チップの使用効率も高いものにすることができる。
なお、図１０に示すように、工具チップ１０の側面に両
端部の切刃１１の逃げ角の境界として切欠き４９が形成
されている。これにより、両端部の切刃１１による切削
可能範囲を明確に視認することができる。

【００２７】次にこの発明の第五実施形態の切削工具を
図１１を基にして説明する。ここで、上述の実施形態と
同様の部材は同一の符号を付して説明を省略する。この
実施形態の切削工具は、工具チップ１０の本体部１０ａ
に、位置決め用の段差１４を形成し、この工具チップ１
０の両端部に小径の切刃５０を一体に突設したものであ
る。この小径の切刃５０は工具チップ１０の厚み以下の
ものでも良く、工具ホルダは同じものを用いることが
き、より小さい部分の加工を可能にするものである。

【００２８】なお、この発明の切削工具は、上記実施形
態の形状に限られず、工具チップの両端部の切刃は、エ
ンドミル型のもの以外にドリル型のもの等を組み合わせ
ても良く、切刃の形状や種類は適宜設定し得るものであ
り、その用途に合わせて適宜設定可能なものである。さ
らに、この工具チップと工具ホルダの間の位置決め構造
は、ドリル、座ぐりカッタ、面とりカッタ、ボールエン
ドミル、テーパエンドミルなど多くの切削工具に適用で
きる。

【００２９】

【発明の効果】この発明の切削工具は、着脱自在の工具
チップと工具ホルダによりきわめて多彩な加工を可能に
し、スローアウェイタイプの切削工具の加工範囲を飛躍
的に広げるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の切削工具の第一実施形態の使用状態
を示す概略図である。

【図２】この第一実施形態の切削工具の一例の断面図で
ある。

【図３】この第一実施形態の切削工具の他の例の断面図
である。

【図４】この第一実施形態の切削工具の他の例の断面図
である。

【図５】この第一実施形態の切削工具の工具チップの斜
視図である。

【図６】この第一実施形態の工具ホルダのチップ取付面
側から見た斜視図である。

【図７】この第一実施形態の工具ホルダのチップ取付部
の縦断面図である。

【図８】この発明の第二実施形態の切削工具の工具チッ
プの正面図である。

【図９】この発明の第三実施形態の切削工具の工具チッ
プの斜視図である。

【図１０】この発明の第四実施形態の切削工具の工具チ
ップの斜視図である。

【図１１】この発明の第五実施形態の切削工具の工具チ
ップの正面図である。

【符号の説明】

１０工具チップ１１切刃１４段差２０工具ホルダ２２チップ取付部２３シャンク部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】切削加工を行なう工具チップと、この工
具チップを保持する工具ホルダとが着脱自在に設けられ
た切削工具において、上記工具チップの切刃形成部以外
の表面上に段差を設け、上記工具ホルダ側の上記工具チ
ップを挟持するチップ取付面にも、上記段差と係合する
逆段差を設け、上記工具チップを上記工具ホルダに保持
可能に設け、上記工具ホルダのうち上記工具チップを保
持するチップ取付部と工作機械に保持されるシャンク部
とが別体に形成され、このチップ取付部とシャンク部と
が着脱自在に設けられたことを特徴とする切削工具。
【請求項２】切削加工を行なう工具チップと、この工
具チップを保持する工具ホルダとが着脱自在に設けられ
た切削工具において、上記工具チップの切刃形成部以外
の表面上に段差を設け、上記工具ホルダ側の上記工具チ
ップを挟持するチップ取付面にも、上記段差と係合する
逆段差を設け、上記工具チップを上記工具ホルダに保持
可能に設け、上記工具チップの両端部に形成された切刃
の大きさが、各端部で異なることを特徴とする切削工
具。
【請求項３】切削加工を行なう工具チップと、この工
具チップを保持する工具ホルダとが着脱自在に設けられ
た切削工具において、上記工具チップの切刃形成部以外
の表面上に段差を設け、上記工具ホルダ側の上記工具チ
ップを挟持するチップ取付面にも、上記段差と係合する
逆段差を設け、上記工具チップを上記工具ホルダに保持
可能に設け、上記工具チップの切刃を、この工具チップ
の一端部の互いに回転対称の位置の一対のコーナー部に
形成し、この切刃が上記工具チップの先端部から他端に
至るほぼ全長ににかけて各々形成されたことを特徴とす
る切削工具。
【請求項４】切削加工を行なう工具チップと、この工
具チップを保持する工具ホルダとが着脱自在に設けられ
た切削工具において、上記工具チップの切刃形成部以外
の表面上に段差を設け、上記工具ホルダ側の上記工具チ
ップを挟持するチップ取付面にも、上記段差と係合する
逆段差を設け、上記工具チップを上記工具ホルダに保持
可能に設け、上記工具チップの上記切刃と上記段差と
を、上記工具チップの両端部を結ぶ中心線に対して互い
に反対側に形成したことを特徴とする切削工具。
【請求項５】切削加工を行なう工具チップと、この工
具チップを保持する工具ホルダとが着脱自在に設けられ
た切削工具において、上記工具チップの切刃形成部以外
の表面上に段差を設け、上記工具ホルダ側の上記工具チ
ップを挟持するチップ取付面にも、上記段差と係合する
逆段差を設け、上記工具チップを上記工具ホルダに保持
可能に設け、上記工具チップの本体部に上記位置決め用
の段差が形成され、この工具チップの両端部に小径の切
刃が一体に突設されていることを特徴とする切削工具。
【請求項６】切削加工を行なう工具チップと、この工
具チップを保持する工具ホルダとが着脱自在に設けられ
た切削工具において、上記工具チップの切刃形成部以外
の互いに対面する表面上に各々回転対称に段差を設け、
上記工具ホルダ側の上記工具チップを挟持するチップ取
付面にも、上記段差と係合する逆段差を設け、上記工具
チップを上記工具ホルダに取り付ける際、上記工具チッ
プと上記工具取付部の中心が上記工具チップの取り付け
方向に互いにずれており、上記工具チップを上記工具取
付部に保持固定する取り付け手段を設け、取り付け手段
の締め付けにより上記工具チップの段差が上記チップ取
付部の逆段差に強く当接することを特徴とする切削工
具。
【請求項７】上記工具チップ側の段差は、その工具チ
ップの表裏面で互いに回転対称に直線的に形成され、上
記工具ホルダ側の逆段差も、互いに回転対称位置に形成
されている請求項１，２，３，４，５，６または７記載
の切削工具。
【請求項８】上記工具チップの表裏両平面上には、上
記段差が、互いに投影面でＶ字形に交差するようにそれ
ぞれの面に形成され、上記工具ホルダ側の上記工具チッ
プを挟持するチップ取付面にも、互いに投影面でＶ字状
に交差するように上記段差と係合する逆段差を設けた請
求項８記載の切削工具。