JPH11285906A - 中ぐりバイト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 剛性低下を来すことなく固有振動数を上げる
ことで、ビビリの発生を防止する。 【解決手段】 工具本体１の軸線Ｌに対し切刃の反対側
の外周面に凹溝１０を形成する。この凹溝１０は、ヘッ
ド部２の先端面２Ａよりも後端側に離間した位置ｘを始
端として後端側に延び、かつすくい面３ａよりも上方か
ら下方にわたって開口するように形成する。また、さら
に、凹溝１０とチップポケット４との間に副溝１１を形
成する。以上によって、ヘッド部２の剛性低下を抑制し
つつ軽量化を図ることで固有振動数を増大させ、ビビリ
を起き難くしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワークに形成され
た下孔の内周加工等に用いられる中ぐりバイトに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、回転するワークの下孔に内周加
工を行うための中ぐり用の工具として、略円柱状をなす
工具本体の先端部分に超硬合金製のチップを着脱可能に
ねじ止めして構成された中ぐりバイトが知られている。
この中ぐりバイトは、工作機械の主軸に支持されて高速
に回転するワークの下孔に挿入され、前記チップに形成
された切刃によって下孔の内周面を切削していくもので
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、中ぐりバイ
トによる加工は、軸状の工具本体を長く突き出した状態
で行われるものであるため、ビビリが発生し易い。この
ため、従来は工具本体の剛性を高めるべく、工具本体を
切粉排出の邪魔にならない範囲で太くしたり、工具本体
を総ハイス製にする等によってビビリの発生を防止して
いた。

【０００４】また、実開平４−２５０５号に開示された
ように、バイト本体を先太にすることでビビリの発生を
抑制するように構成した中ぐりバイトにおいて、その切
屑排出性の向上を図るため、第一のチップポケットが開
口する側と反対側のバイト本体外周面に第２のチップポ
ケットを開口させたものも知られている。

【０００５】しかしながら、これらの場合であっても、
バイトがワークから受ける外力（切削抵抗）の振動数
と、バイトを含む機械系の固有振動数とが一致した際に
起きる共振によってビビリ振幅が増大することは防止で
きず、深い軸孔の内周面を精度良く仕上げる場合や寸法
精度が厳しく要求されている場合等には問題があった。

【０００６】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、剛性低下を来すことなく
軽量化して中ぐりバイト自身の固有振動数を上げること
で、ビビリの発生を防止することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために以下の構成を採用した。すなわち、請求項
１記載の中ぐりバイトは、前記バイト本体の軸線に対し
前記切刃と反対側の外周面に、該軸線方向視にて前記す
くい面よりも上方から下方にわたって開口する凹溝が形
成されていることを特徴とするものである。

【０００８】この中ぐりバイトでは、工具本体先端部に
凹溝を形成することで、該先端部が軽量化してバイト自
身の固有振動数が増大するため、バイトを含む機械系の
固有振動数と外力の振動数との乖離を大きくして、ビビ
リを起き難くすることができる。また、このような位置
に凹溝を形成することで、切削力の主分力が作用する方
向に沿う肉厚を確保するとともに、切削力の背分力に対
してリブとして機能する部分を残しておくことができる
ため、剛性も維持できる。

【０００９】請求項２記載の中ぐりバイトは、請求項１
記載の中ぐりバイトにおいて、前記チップポケットと前
記凹溝との間に副溝が形成されていることを特徴とする
ものである。この中ぐりバイトでは、上記の位置に形成
された凹溝に加え、この凹溝とチップポケットとの間に
さらに副溝を形成することで、工具本体先端部の更なる
軽量化を図り、ビビリをより一層起き難くすることがで
きる。

【００１０】請求項３記載の中ぐりバイトは、請求項１
記載の中ぐりバイトにおいて、前記凹溝は、前記バイト
本体の先端に開口を有しない構成とされていることを特
徴とするものである。この中ぐりバイトでは、凹溝がバ
イト本体の先端に開口しないように形成されているた
め、該凹溝をバイト本体の先端に開口させた場合に比し
て、凹溝形成に伴う剛性低下のさらなる抑制を図ること
ができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる中ぐりバイ
トの一実施形態について、図１から図６を参照しながら
説明する。図１は本実施形態による中ぐりバイトの先端
部（以下、ヘッド部と称する）をチップのすくい面側か
ら見た平面図、図２は図１のＡ方向矢視図、図３は図１
のＢ方向矢視図、図４は図１のＣ方向矢視図、図６は図
１に示す中ぐりバイトの全体構成を示す平面図であり、
これらの図中、符号１は工具本体、２はヘッド部、３は
チップ、４はチップポケット、Ｌは工具本体１の軸線を
示している。

【００１２】工具本体１は、略円柱状の外観をなし、そ
の先端部に相当するヘッド部２には、チップポケット４
が形成されている。このチップポケット４は、円形断面
を有するヘッド部２の約１／３周にわたって径方向内方
に凹むとともに、該ヘッド部２の先端面２Ａから後端側
に延びるように形成されていて、その後端部は、工具本
体１の外周面に緩やかに連なるような傾斜面をなしてい
る。

【００１３】このチップポケット４のワーク回転方向の
後方を向く面４Ａの先端部には、図４に示すように、該
面４Ａから更に一段凹むようにしてチップ取付座５が形
成されている。このチップ取付座５には、超硬合金等か
ら形成された切刃を有するチップ３が着座させられ、そ
のすくい面３ａとチップポケット４とが連続した状態で
クランプねじ６により着脱可能に装着されている。

【００１４】ヘッド部２には、チップポケット４に加
え、工具本体１の軸線Ｌに対して切刃と反対側の外周面
を切り欠いてなる切欠部７が形成されている。この切欠
部７は、図１に示すように、ヘッド部２の後端側外周面
から先端に向かうに従い漸次径方向内方に凹むように形
成されている。

【００１５】さらに、この切欠部７には、ヘッド部２の
軽量化を図る目的で凹溝１０が形成されている。この凹
溝１０は、ヘッド部２の先端面２Ａから後端側に離間し
た位置ｘを始点として、該後端側に所定長延びるように
して形成されている。すなわち、ヘッド部２の先端面２
Ａに開口するチップポケット４とは異なり、凹溝１０の
先端１０ａはヘッド部２の先端面２Ａに開口しない構成
とされている。

【００１６】また、凹溝１０は、バイト本体１の軸線方
向視、つまりバイト本体１をその軸線Ｏに沿って先端側
から後端側に向かって見た場合に、前記すくい面３ａよ
りも上方から下方にわたって開口するように形成されて
いる。以上のようにして構成された凹溝１０を形成した
ヘッド部２には、図５に示すように、切削力の主分力Ｆ
1が作用する方向に肉厚が確保されるとともに、背分力
Ｆ2を支えるリブ部２ａも確保されることになる。

【００１７】ヘッド部２のチップポケット４と凹溝１０
との間には、副溝１１が形成されている。この副溝１１
は、ヘッド部２のさらなる軽量化を図るために設けられ
たもので、チップポケット４の先端部に交差稜線Ｌを介
して連なるように形成されている。また、副溝１１は、
ヘッド部２の先端側から後端側に向けて漸次幅広となる
ように、チップ３のすくい面３ａを真上から見た平面視
（図１参照）において略扇形を呈するように外周面から
凹まされている。

【００１８】他方、工具本体１の基端部側には、図６に
示すように、その外周を平削りすることで互いに平行を
なす２つの平坦面２１（一方は、図示されない）が形成
されている。この平坦面２１は、工作機械の主軸ととも
に軸線Ｏを中心に高速回転するワークから受ける切削抵
抗によって、該工作機械の刃物台に支持した工具本体１
が回転することのないよう、工具本体１を回転止めする
ために設けられるものである。

【００１９】以上のように、本実施形態の中ぐりバイト
では、ヘッド部２にチップポケット４とは別個に切欠部
７および凹溝１０を形成することで、該ヘッド部２を軽
量化して固有振動数の増大を図り、さらに、これら切欠
部７および凹溝１０に加えて副溝１１を形成すること
で、ヘッド部２をより軽量化して固有振動数の更なる増
大を図っている。よって、バイトを含む機械系の固有振
動数と外力の振動数との乖離を大きくして、共振による
ビビリを起き難くすることができる。

【００２０】また、このような位置に切欠部７および凹
溝１０を形成することで、図５（ａ）〜（ｄ）に示すよ
うに、切削力の主分力Ｆ1が作用する方向に沿う肉厚を
確保して剛性低下を抑制している。別言すれば、主分力
Ｆ1に垂直な軸Ｙに対する断面二次モーメントを保持し
つつ余分な肉を削り落とすことで、剛性低下を抑制しな
がらビビリを発生し難くしている。

【００２１】また、切削力の背分力Ｆ2を支えるリブ部
２ａも確保されているため、該背分力Ｆ2に沿う方向に
作用する応力に対しても剛性が高められ、該方向へのビ
ビリの発生も起き難くしている。さらに、凹溝１０の先
端をヘッド部２の先端面２Ａに開口させないように形成
することで、剛性低下のさらなる抑制も図られている。

【００２２】これらのことから、本実施形態の中ぐりバ
イトによれば、従来通りの工具剛性を維持しつつ加工時
における共振の発生を防止することで、ビビリを起き難
くしているため、加工精度の向上およびチップの欠損防
止を図ることができると同時に、バイト本体の突き出し
量を大きくとることができるようになり、より深い軸孔
の内周面を高精度に仕上げることも可能になる。

【００２３】なお、本実施形態では、チップポケット４
と凹溝１０との間に副溝１１を形成したものについて説
明しているが、副溝１１を形成しないものであっても構
わない。すなわち、ヘッド部２に上記構成の凹溝１０の
みを形成した中ぐりバイトであっても、工具剛性を維持
しつつ、従来の中ぐりバイトに比してビビリを起き難く
することができる。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、次のような効果を奏することができる。 （ａ）請求項１記載の中ぐりバイトにおいては、ヘッド
部に凹溝を形成して軽量化によるバイト自身の固有振動
数の増大を図ることで、ビビリを起き難くすることがで
きるとともに、凹溝を工具本体の軸線に対し切刃と反対
側の外周面に形成することで凹溝形成に伴う剛性低下も
抑制しているため、加工精度の向上およびチップの欠損
防止を図ることができるだけでなく、バイト本体の突き
出し量を大きくとることができるようになり、より深い
軸孔の内周面を高精度に仕上げることが可能になる。

【００２５】（ｂ）請求項２記載の中ぐりバイトにおい
ては、上記の位置に形成した凹溝に加え、この凹溝とチ
ップポケットとの間に副溝を形成することでヘッド部の
更なる軽量化を図り、バイト自身の固有振動数を上げて
いるため、ビビリをより一層起き難くすることができ
る。

【００２６】（ｃ）請求項３記載の中ぐりバイトにおい
ては、凹溝をヘッド部の先端に開口させないように形成
することで、凹溝をヘッド部の先端に開口させた場合に
比して凹溝形成に伴う剛性低下のさらなる抑制を図るよ
うにしているため、ビビリをより一層起き難くすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態による中ぐりバイトのヘ
ッド部をチップのすくい面側から見た平面図である。

【図２】 図１のＡ方向矢視図である。

【図３】 図１のＢ方向矢視図である。

【図４】 図１のＣ方向矢視図である。

【図５】 （ａ）は図３のＤ−Ｄ線断面図、（ｂ）は同
図のＥ−Ｅ線断面図、（ｃ）は同図のＦ−Ｆ線断面図、
（ｄ）は同図のＧ−Ｇ線断面図である。

【図６】 図１に示す中ぐりバイトの全体構成を示す平
面図である。

【符号の説明】

１ バイト本体 ２ ヘッド部（先端部） ３ チップ ３ａ すくい面 ４ チップポケット １０ 凹溝 １１ 副溝 Ｌ 工具本体の軸線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山崎 和哉 茨城県結城郡石下町大字古間木1511番地 三菱マテリアル株式会社筑波製作所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バイト本体の先端部に切刃を備えるとと
   もに、そのすくい面に連続してチップポケットが形成さ
   れてなる中ぐりバイトにおいて、 前記バイト本体の軸線に対し前記切刃と反対側の外周面
   に、該軸線方向視にて前記すくい面よりも上方から下方
   にわたって開口する凹溝が形成されていることを特徴と
   する中ぐりバイト。
2. 【請求項２】 前記チップポケットと前記凹溝との間
   に、副溝が形成されていることを特徴とする請求項１記
   載の中ぐりバイト。
3. 【請求項３】 前記凹溝は、前記バイト本体の先端に開
   口を有しない構成とされていることを特徴とする請求項
   １記載の中ぐりバイト。