JPH1029105A - スローアウェイ式切削工具 - Google Patents

スローアウェイ式切削工具

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Publication number
JPH1029105A
JPH1029105A JP18433796A JP18433796A JPH1029105A JP H1029105 A JPH1029105 A JP H1029105A JP 18433796 A JP18433796 A JP 18433796A JP 18433796 A JP18433796 A JP 18433796A JP H1029105 A JPH1029105 A JP H1029105A
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JP
Japan
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holder
throw
wedge groove
wedge
tip
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Pending
Application number
JP18433796A
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English (en)
Inventor
Hisayoshi Kimura
寿良 木村
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B2260/00Details of constructional elements
    • B23B2260/078Hand tools used to operate chucks or to assemble, adjust or disassemble tools or equipment used for turning, boring or drilling
    • B23B2260/0785Hand tools used to operate chucks or to assemble, adjust or disassemble tools or equipment used for turning, boring or drilling for unclamping cutting inserts

Landscapes

  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スローアウェイチップを係合する薄いくさび
溝で挟持する深溝加工や突切り加工に用いるスローアウ
ェイ式切削工具に於いて、くさび溝周辺の形態の最適化
を計ることにより、クランプ力を向上し塑性変形を抑え
た、従来品より安価なホルダ材質である機械構造用炭素
鋼・合金鋼や合金工具鋼の採用を可能とする。 【解決手段】 スローアウェイチップ1と係合するくさ
び溝3の上面部6と下面部5は8°を越え9°以下のく
さび角度をなし、スローアウェイチップ1の圧入代が
0.7〜1.1mmであり、前記ぬすみ部の円弧半径が
1.5〜1.6mmであり、前記ストッパー部8の当接
面とぬすみ部の円弧最奥部との距離が3.0〜3.3m
mの範囲に存在し、且つ、くさび溝3の上面のノーズ部
12の形態が、ストッパー部8の当接面とノーズ部先端
13までの距離aとしたときスローアウェイチップ1の
後端部7の高さXと等価であり、谷形のV突起の長さY
が、445°の傾きをなすノーズ部の巾bと等価である
ホルダの材質が機械構造用炭素鋼・合金鋼または合金工
具鋼で構成されたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として深溝加工
や突切り加工などに用いるスローアウェイ式切削工具に
係わり、特にスローアウェイチップのクランプ力を増大
し、且つ、ホルダのくさび溝の塑性変形を防止する形態
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】特開平6−31504号公報に開示され
ているようなクランプネジにて、スローアウェイチップ
をホルダ本体に固定する形態に比べ、くさび溝の弾性力
を利用してスローアウェイチップを挟持する方式の場
合、幅の狭い溝加工が可能なかわりに、くさび溝の塑性
変形を発生し易く、スローアウェイチップの脱落や係合
面の摩耗発生などの不具合があった。又、スローアウェ
イチップの離脱のために様々の工夫がなされている。
【0003】実公昭62−18322号公報にも図9に
示すように、この問題を解決するための楔圧解除に利用
するための欠円部分110の形態や、切削抵抗を受ける
起立壁106を設けると共に、起立壁と底面壁のなす角
度θが鋭角に構成されたものが開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】深溝加工や突切り加工
に用いるスローアウェイ式切削工具に於いて、幅の狭い
溝を加工するのには、スローアウェイチップを薄いくさ
び溝で挟持するホルダの形態にするのが周知技術であ
る。この形態では、切削抵抗に対応するクランプ力が維
持されるようにスローアウェイチップとの係合形状が定
められ、ホルダは塑性変形が少ない耐摩耗性の高い材質
が求められる。このため、ホルダの材質には、剛性の高
い塑性変形の小さい超硬合金などが用いられる。
【0005】しかし、ホルダを素材単価の高い超硬合金
で構成するのは不経済である。そこで本発明では、比較
的素材単価の安い機械構造用炭素鋼・合金鋼や合金工具
鋼を用いて、超硬合金と同程度あるいはそれを越えるク
ランプ力を確保しながら塑性変形を極力抑えたくさび溝
形態を見つけることを技術的課題とした。
【0006】
【課題を解決するための手段】ホルダとスローアウェイ
チップの係合は、切削中には切削抵抗を充分上回るクラ
ンプ力が維持され、スローアウェイチップが損耗した際
には容易に交換できねばならない。そのため被削材の形
状が異形で振動や衝撃が発生しても、横方向分力が作用
しても、スローアウェイチップをホルダに確実にクラン
プするために、外に向かって拡大するくさび溝を設け、
切削時の主分力を下面の山形のV突起で、脊分力を上面
の谷型のV突起で負担し、送り分力はストッパー部で受
けるのが周知技術である。
【0007】本発明の特徴は、くさび溝の下面を送り方
向と平行にして、送り分力の推力がくさび溝を拡大する
方向に作用させないようにし、又、同様の理由でストッ
パー部の当接面を下面と直角になし、ホルダ材質の弾性
力を利用してクランプ力に変換するための円弧状ぬすみ
部をくさび溝の奥の顎部に設け、スローアウェイチップ
を交換するためのテコ式レバーの一方の支点穴をホルダ
巾2〜3mmの切削工具に設けたことにある。
【0008】さらに、これらの形態を最適化するため、
くさび溝のくさび角度を8°を越え9°以下とし、スロ
ーアウェイチップの後端の初期挿入位置とストッパー当
接面の間隙である圧入代が0.7〜1.1mmであり、
前記ぬすみ部の円弧半径が1.5〜1.6mmであり、
前記ストッパー部の当接面とぬすみ部の円弧最奥部との
距離が3.0〜3.3mmの範囲に存在し、且つ、ホル
ダ材質を機械構造用炭素鋼・合金鋼又は合金工具鋼に代
表される特殊鋼で構成した。
【0009】又、切削時の脊分力を受けるくさび溝の上
面のノーズ部の形態を、ストッパー部の当接面とノーズ
部先端までの距離がスローアウェイチップの後端部高さ
と等価であり、谷形のV突起の長さが、45°の傾きを
なすノーズ部の巾と等価に設定することが好ましい。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した好適の
実施例を、添付した図面に基づいて詳細に説明する。
【0011】図1は、本発明のスローアウェイチップ1
とホルダ2のくさび溝3を含むくさび溝周辺の形態を示
す側面図である。
【0012】図2は、本発明のホルダ2がホルダ本体4
に係止されている立体図である。図1において、断面V
字状のくさび溝3は外に向かって拡大し、くさび溝の下
面5は山形のV突起で切削時の主分力を受け、上面6
は、谷形のV突起で脊分力を受ける。αはくさび角度で
ある。スローアウェイチップ1の後端部7と下面5に直
角に設けられるストッパー部8の間は、スローアウェイ
チップ1を軽く挿入した初期位置からの圧入代tとな
る。ストッパー部8の当接面上部9は、スローアウェイ
チップの後端部7の高さであるXの1/2近傍にあるの
が好ましい。
【0013】そして、くさび溝の下面5を送り方向に平
行に配置してあるので、特公昭62−18322号公報
に開示されるチップ座3の如く仰角になっているものに
比べ、刃先の高さを一定にセッティングするのに簡便で
ある。
【0014】くさび溝3の顎部の上方には、ホルダ材質
の弾性力を利用してクランプ力に変換するための円弧状
ぬすみ部11が、円弧半径Rにてその中心点を上面6の
端部の略後方に配置される。上面6に繋がるノーズ部1
2の形態は、ストッパー部8の当接面とノーズ部12の
先端13までの距離aがスローアウェイチップの後端部
7の高さXと等価であり、谷形のV突起の長さYが、傾
きβをなすノーズ部の巾bと等価にするのが好ましい。
さらに、傾きβは45°であることが好ましい。
【0015】下方には、下面の端部から約45°方向下
がったところに、図3に示すスローアウェイチップ1を
交換するためのテコ式レバー14の支点ピン15の挿入
される直径dの支点穴16が配置されている。直径d
は、2〜4mmの支点ピン15の挿入されるスペースが
あればよい。
【0016】前記テコ式レバー14を利用したスローア
ウェイチップ1の交換手順は、第3008235号登録
実用新案公報に開示されているが、支点ピン15をホル
ダ2の支点穴16に挿入し、作用ピン17をスローアウ
ェイチップ1の後端部7に当て、テコ式レバー14を矢
印の方向に回動し、くさび溝3からスローアウェイチッ
プ1を離脱する。
【0017】ホルダ2のくさび溝3の形態を上述の如く
設定したとき、充分なクランプ力を維持しながらホルダ
2の塑性変形を許容範囲内とするためには、くさび角度
α、圧入代t、ぬすみ部の円弧半径R、ストッパー部の
当接面とぬすみ部の円弧最奥部との距離B等を最適化す
る必要がある。
【0018】まず、くさび角度αについて請求項1の範
囲である8°を越え9°以下に限定した根拠を示す。表
1と表2は、ホルダ2の巾を2乃至3mmとした際の各
くさび角度αに対応するスローアウェイチップ1のクラ
ンプ力と最大剪断応力の測定データである。
【0019】クランプ力は、図4に示す測定手段により
荷重Wの値をひずみ式トランスジューサ(ロードセルと
も言う)から読み取り、これをクランプ力として記録す
る。図4において、ホルダ2の通過する空間を設けた定
盤18の上に二股の梁19を渡し、梁19の中間にホル
ダ2の円弧状ぬすみ部11を通る枕20を置き、この上
にスローアウェイチップ1の後端部7を載せて、上方か
ら荷重Wを加えスローアウェイチップ1が離脱する瞬間
の荷重Wをクランプ力として計測する。
【0020】剪断応力は、ホルダ2の必要箇所にひずみ
ゲージを貼り付けて直接的に計測してもよいし、有限要
素法を応用したCAE(コンピュータ・エイデッド・エ
ンジニアリング)解析により間接的に推定してもよい。
【0021】一般的に圧入代tが同一であれば、くさび
角度αが小さいほどクランプ力は大きくなるが、くさび
角度αが過小であるとスローアウェイチップ1やホルダ
2の寸法精度のバラツキによって圧入代tが大きく変動
するから安定した品質の製品とならず、剪断応力も過大
になり易い。また、逆にくさび角度αが過大であると充
分なクランプ力を得るには、圧入代tを大きく設ける必
要があり、スローアウェイチップ1が長大となり不経済
である。
【0022】この様に、くさび角度αを評価するのには
圧入代tを一定にするのが好ましい。表1と表2の結果
は、t=0.9mmを狙って合金工具鋼(SKD11
降伏応力=165kgf/mm2)の試料を準備し、図
4の測定方法によりクランプ力と最大剪断応力を求めた
ものである。
【0023】
【表1】
【0024】
【表2】
【0025】表1乃至表2の結果を考察するとホルダ2
の巾の大小に関係なく、くさび角度αが小さくなるとク
ランプ力が大きくなり、8°以下ではホルダ材質の降伏
応力を越える恐れがある。また、9°以上ではクランプ
力を有効に利用できない。従って、クランプ力と発生す
る最大剪断応力のバランスの最適化を計るくさび角度α
は8°〜9°、圧入代tは工業製品の寸法精度を考慮し
て、0.9±0.2mmと設定するのが妥当である。
【0026】さらに、特公昭62−18322号公報に
開示されているように、チップ座3と起立壁6を鋭角に
配置すると、スローアウェイチップ1に加わる切削力の
送り分力が下方に働き、ホルダ3のくさび溝を押し広げ
る方向に作用する。逆に鈍角にすると、送り分力の一部
が上方に働くことになり同様にくさび溝を押し広げる方
向に作用する。従って本発明では、この影響を除くため
くさび溝の下面5とストッパー部8の当接面は直角に設
定してある。
【0027】次に、ぬすみ部の円弧半径Rを1.5〜
1.6mm、及びストッパー部の当接面8とぬすみ部の
円弧最奥部との距離Bを3.0〜3.3mmの範囲に限
定した請求項1の根拠を示す。定性的には、円弧半径R
が小さくなるとクランプ力は増大し、距離Bが小さくな
ると最大剪断応力が増大する。この傾向は、ホルダ巾が
薄い程敏感である。
【0028】まずクランプ力の目標値を、従来の超硬合
金製ホルダでくさび溝が本発明の範疇にない切削工具に
くらべ、約1.85倍改善することを狙った。即ち、ホ
ルダ巾2mmでは129N、3mmでは259Nとな
る。試料として円弧半径R=1.5mmに固定し、距離
Bが2.7と3.0と3.3mmのもの、R=1.6m
mで距離Bが前記と同一のもの、R=1.7mmで距離
Bが前記と同一の合計9形態のくさび溝3に対し、クラ
ンプ力の改善目標と比較した。その結果をホルダ巾2m
mのグループを図5に、ホルダ巾3mmのグループを図
6に示す。
【0029】図5乃至図6の結果を考察すると、改善目
標値をこえるクランプ力の維持できたのは、R=1.5
〜1.6mm、B=2.7〜3.3mmのくさび溝形態
である。
【0030】次に、距離Bに対応して最大剪断応力がホ
ルダ材質の降伏応力=165kgf/mm2以下になる
臨界を求めた。試料は、前記円弧半径R1.7mmのグ
ループを除いて、前記クランプ力の評価をした試料と同
一のものを使った。結果をホルダ巾2mmのグループを
図7に、ホルダ巾3mmのグループを図8に示す。
【0031】図7乃至図8の結果を考察すると、降伏応
力以下の範囲にあるのは、R=1.5〜1.6mm、B
=3.0〜3.3mmのくさび溝形態である。
【0032】図5乃至図8の結果を総合すると、従来の
超硬合金製ホルダの2倍弱のクランプ力を有し、且つ、
塑性変形を発生しない範囲に存在するくさび溝形態は、
円弧半径R=1.5〜1.6mm、距離B=3.0〜
3.3mmであることが判明した。
【0033】参考までに、この様にして請求項1の範囲
に設定した、本発明のくさび溝形態を有する機械構造用
炭素鋼・合金鋼または合金工具鋼のホルダと、従来の超
硬合金製のホルダのクランプ力を図4に示す測定手段に
て評価した結果を表3に示す。
【0034】
【表3】
【0035】表3の結果を考察すると、本発明のホルダ
は従来の超硬合金製に比較し、約2倍弱にクランプ力を
改善していることが判る。
【0036】
【発明の効果】本発明は、スローアウェイチップと係合
するホルダのくさび溝の形態を最適化することにより、
充分なクランプ力を維持しながら塑性変形を抑え、従来
の超硬合金製ホルダに比較し、約2倍弱のクランプ力の
増加を実現した。その結果、従来品に比較し材料費の安
価な特殊鋼製ホルダ材質の採用を可能とした。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のスローアウェイチップと係合するホル
ダのくさび溝の側面図である。
【図2】ホルダとホルダ本体の係合状態を示す立体図で
ある。
【図3】スローアウェイチップの交換をする際のテコ式
レバーの使用状態を示す側面図である。
【図4】本発明のクランプ力の測定方法を示す側面図で
ある。
【図5】本発明のホルダ巾2mmにおけるくさび溝寸法
に対応するクランプ力測定値である。
【図6】本発明のホルダ巾3mmにおけるくさび溝寸法
に対応するクランプ力測定値である。
【図7】本発明のホルダ巾2mmにおけるくさび溝寸法
に対応する最大剪断応力解析値である。
【図8】本発明のホルダ巾3mmにおけるくさび溝寸法
に対応する最大剪断応力解析値である。
【図9】従来のくさび溝周辺の形態を示す側面図であ
る。
【符号の説明】
1:スローアウェイチップ 2:ホルダ 3:くさび溝 4:ホルダ本体 5:くさび溝の下面 6:くさび溝の上面 7:スローアウェイチップの後端部 8:ストッパー部 9:ストツパー部の当接面上部 11:円弧状ぬすみ部 12:ノーズ部 13:ノーズ部の先端 14:テコ式レバー 15:支点ピン 16:支点穴 17:作用ピン 18:定盤 19:梁 20:枕 a:ストッパー部の当接面とノーズ部の先端までの距離 b:ノーズ部の巾 d:支点穴の直径 t:圧入代 B:ストッパー部の当接面とぬすみ部の円弧最奥部との
距離 R:ぬすみ部の円弧半径 X:スローアウェイチップの後端部の高さ Y:くさび溝の上面の巾 α:くさび溝角度 β:ノーズ部の傾き角

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ホルダに、スローアウェイチップと係合
    する断面V字状の外方に向かって拡大するくさび溝を設
    け、前記くさび溝の下面は送り方向と平行であり、切削
    時の主分力を下面の山形のV突起で、脊分力を上面の谷
    形のV突起で負担し、送り分力は、下面と直角な当接面
    であるストッパー部で受け、前記くさび溝の奥の顎部に
    は、ホルダ材質の弾性力を利用して挟持するための円弧
    状ぬすみ部とスローアウェイチップを押し出すための支
    点穴の存在するホルダ巾2〜3mmの切削工具におい
    て、前記くさび溝の上面部と下面部は8°を越え9°以
    下のくさび角度をなし、スローアウェイチップの圧入代
    が0.7〜1.1mmであり、前記ぬすみ部の円弧半径
    が1.5〜1.6mmであり、前記ストッパー部の当接
    面とぬすみ部の円弧最奥部との距離が3.0〜3.3m
    mの範囲に存在し、ホルダの材質が機械構造用炭素鋼・
    合金鋼または合金工具鋼からなることを特徴とするスロ
    ーアウェイ式切削工具。
  2. 【請求項2】 切削時の脊分力を受けるくさび溝の上面
    のノーズ部の形態について、ストッパー部の当接面とノ
    ーズ部先端までの距離がスローアウェイチップの後端部
    高さと等価であり、谷形のV突起の長さが、45°の傾
    きをなすノーズ部の巾と等価であることを特徴とする請
    求項1に記載されるスローアウェイ式切削工具。
JP18433796A 1996-07-15 1996-07-15 スローアウェイ式切削工具 Pending JPH1029105A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000190117A (ja) * 1998-12-25 2000-07-11 Iscar Ltd 切削工具組立体
JP2015522437A (ja) * 2012-07-24 2015-08-06 イスカル リミテッド 切削工具、およびストッパ面を有する切削インサート
JP2016529125A (ja) * 2013-08-27 2016-09-23 イスカル リミテッド 硬質合金切削工具ホルダブレードおよびそのようなホルダブレードを有する切削工具
CN109351993A (zh) * 2018-11-23 2019-02-19 中国航发北京航科发动机控制系统科技有限责任公司 一种空刀槽加工用刀头及其设计方法与空刀槽加工方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000190117A (ja) * 1998-12-25 2000-07-11 Iscar Ltd 切削工具組立体
JP2015522437A (ja) * 2012-07-24 2015-08-06 イスカル リミテッド 切削工具、およびストッパ面を有する切削インサート
JP2016529125A (ja) * 2013-08-27 2016-09-23 イスカル リミテッド 硬質合金切削工具ホルダブレードおよびそのようなホルダブレードを有する切削工具
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