JPH11320213A

JPH11320213A - 切削工具および工具ホルダ

Info

Publication number: JPH11320213A
Application number: JP12634798A
Authority: JP
Inventors: Riichi Otani; 谷利一大
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1998-05-08
Filing date: 1998-05-08
Publication date: 1999-11-24

Abstract

(57)【要約】【課題】切刃に対して流体の供給路を備えた従来の切
削工具において、ドライ加工を行うために冷却空気とミ
スト状の潤滑油を混合して供給すると、潤滑油が冷却空
気の影響を受けて、潤滑効果が損なわれるという問題が
あった。【解決手段】１つの切刃４ａに対して少なくとも２つ
の独立した流体の供給路５，６を備えた切削工具１とす
ることにより、冷却空気とミスト状の潤滑油を別々に供
給可能とし、潤滑油が冷却空気の影響を受けるのを阻止
して、切刃４ａに対する冷却効果と充分な潤滑効果が得
られるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械において
用いられる切削工具および工具ホルダに関し、とくに、
切刃に対して流体の供給路を備えた切削工具と、切削工
具を主軸ヘッドに装着する際に利用する工具ホルダに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来において、切刃に対して流体の供給
路を備えた切削工具としては、例えば図５（ａ）および
（ｂ）に示すようなものがあった。

【０００３】図示の切削工具１００は、旋盤等に固定し
て用いるバイトであって、工具本体１０１の先端に、切
刃１０２ａを有するチップ１０２が取付けてあると共
に、工具本体１０１内に供給路１０３が形成してある。
供給路１０３は、工具本体１０１の先端部において、切
刃１０２ａの逃げ面Ａに向けた噴射孔１０４により開口
していると共に、工具本体１０１の図外の基端部におい
て、液体クーラントの供給装置に接続してある。

【０００４】上記の切削工具１００は、切削加工中にお
いて、外部から供給路１０３に供給した液体クーラント
を噴射孔１０４から切刃１０２ａの逃げ面Ａに噴射し続
けることにより、切刃１０２ａの冷却および潤滑を行う
ことができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年では、
地球環境保護および作業環境改善のために、従来のよう
な液体クーラントを使用しないドライ加工が注目されて
いる。ドライ加工では、切刃の冷却用として零下に冷却
した空気と、潤滑用としてミスト状にした微少量の潤滑
油とを噴射し、さらに、吸引によって切り屑の除去を行
う。このとき、ドライ加工では、冷却空気やミスト状の
潤滑油が切刃に作用する前に吸引されてしまうことが無
いように、切刃の近傍で冷却空気および潤滑油を噴射さ
せる必要があり、また、配管の取り回し等を考慮する
と、図５に示すように工具本体１０１内に供給路１０３
を備えた切削工具１００を用いるのが好都合である。

【０００６】しかしながら、上記したような従来の切削
工具１００にあっては、ドライ加工に適用した場合に、
１つの供給路１０３に冷却空気とミスト状の潤滑油を混
合して流通させることとなるため、冷却空気によって潤
滑油の粘度が低下したり、最悪の場合には潤滑油が凍結
したりする恐れがあり、これによって潤滑効果を充分に
得ることができないという問題があり、このような問題
を解決することが課題であった。

【０００７】

【発明の目的】本発明は、上記従来の課題に着目して成
されたもので、切刃に対して冷却空気とミスト状の潤滑
油を噴射するドライ加工に用いるのに好適であって、切
刃の充分な冷却および潤滑を行うことができる切削工具
を提供することを目的としており、また、流体の供給路
を備えた切削工具を工作機械の主軸ヘッドに装着するの
に好適な工具ホルダを提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係わる切削工具
は、請求項１として、工具本体に切刃を設けた切削工具
において、１つの切刃に対して少なくとも２つの独立し
た流体の供給路を備えた構成とし、請求項２として、冷
却空気の供給路および噴射孔と、潤滑油の供給路および
噴射孔を備えた構成とし、請求項３として、各供給路の
うちの少なくとも冷却空気の供給路と工具本体との間に
断熱材を設けた構成とし、請求項４として、冷却空気の
噴射孔を切刃のすくい面に向けて設けると共に、潤滑油
の噴射孔を切刃の逃げ面に向けて設けた構成とし、上記
構成を課題を解決するための手段としている。

【０００９】また、本発明に係わる工具ホルダは、請求
項５として、請求項１〜４のいずれかに記載の切削工具
を保持して工作機械の主軸ヘッドに装着される工具ホル
ダであって、主軸ヘッドへの装着部および切削工具のチ
ャックを設けたホルダ本体と、ホルダ本体に対してその
軸回りに回転自在な流体供給用部材を備え、ホルダ本体
に、チャックに取付けた切削工具の各供給路からホルダ
本体の外周部に連通する各々の回転側流通路を設けると
共に、流体供給用部材に、ホルダ本体の外周部との間で
各回転側流通路と連通したそれぞれの環状空間を形成す
る供給溝と、各供給溝から部材外部に連通する固定側流
通路を設けた構成としている。

【００１０】

【発明の作用】本発明の請求項１に係わる切削工具で
は、１つの切刃に対して少なくとも２つの独立した流体
の供給路を備えているので、切刃に対して冷却空気とミ
スト状の潤滑油を噴射するドライ加工を行う場合に、冷
却空気とミスト状の潤滑油をそれぞれの流体の供給路か
ら切刃に供給することが可能となり、冷却空気によって
潤滑油の粘度が低下したり潤滑油が凍結したりするよう
な事態が阻止される。

【００１１】本発明の請求項２に係わる切削工具では、
１つの切刃に対して、冷却空気と潤滑油がそれぞれの供
給路を通って各噴射孔から切刃に噴射されることとな
り、ドライ加工において潤滑油をミスト状にして供給す
る場合に、冷却空気によって潤滑油の粘度が低下したり
潤滑油が凍結したりするような事態が阻止される。

【００１２】本発明の請求項３に係わる切削工具では、
少なくとも冷却空気の供給路と工具本体との間に断熱材
を設けているので、加工により発生した熱で工具本体の
温度が上昇した場合であっても、少なくとも冷却空気の
温度上昇が防止される。

【００１３】本発明の請求項４に係わる切削工具では、
冷却空気の噴射孔を切刃のすくい面に向けて設けている
ので、主として熱による酸化摩耗が生じる切刃のすくい
面が冷却空気により冷却され、また、潤滑油の噴射孔を
切刃の逃げ面に向けて設けているので、主として擦り減
り摩耗が生じる切刃の逃げ面が潤滑油により潤滑され
る。

【００１４】本発明の請求項５に係わる工具ホルダで
は、ホルダ本体のチャックに切削工具を取付けた状態に
して、同ホルダ本体の装着部を工作機械の主軸ヘッドに
装着すると共に、流体供給用部材の各固定側流通路に、
冷却空気および潤滑油の供給を接続する。そして、切削
加工の際には、主軸ヘッドの主軸とともにホルダ本体お
よび切削工具を回転させ、冷却空気および潤滑油を供給
する。このとき、当該工具ホルダでは、ホルダ本体に流
体供給用部材を回転自在に設けているので、主軸ととも
にホルダ本体が回転するのに対して、流体供給用部材は
固定状態となる。したがって、冷却空気および潤滑油
は、固定状態の流体供給用部材の各固定側流通路から各
々の供給溝による環状空間に流入し、各環状空間から回
転しているホルダ本体の各回転側流通路に流入し、さら
に切削工具の各供給路に流入し、切刃に対して供給され
る。

【００１５】

【発明の効果】本発明の請求項１に係わる切削工具によ
れば、１つの切刃に対して少なくとも２つの独立した流
体の供給路を備えたことから、切刃に対して冷却空気と
ミスト状の潤滑油を噴射するドライ加工を行う場合に、
冷却空気とミスト状の潤滑油をそれぞれの流体の供給路
から切刃に供給することができるので、冷却空気によっ
て潤滑油の粘度が低下したり潤滑油が凍結したりするよ
うな事態を確実に阻止することができ、これにより充分
な冷却効果とともに充分な潤滑効果を発揮することがで
きる。また、本発明に係わる切削工具は、液体クーラン
トを用いて冷却および潤滑を行う場合にも用いることが
でき、複数の供給路により切刃に対する流体の供給位置
を選択することも可能となるので、切刃に対する流体供
給の多様化にも対処し得るものとなる。

【００１６】本発明の請求項２に係わる切削工具によれ
ば、１つの切刃に対して、冷却空気と潤滑油がそれぞれ
の供給路を通ってそれぞれの噴射孔から切刃に噴射され
ることから、ドライ加工において潤滑油をミスト状にし
て供給する場合に、請求項１と同様に、冷却空気によっ
て潤滑油の粘度が低下したり潤滑油が凍結したりするよ
うな事態を確実に阻止することができ、これにより充分
な冷却効果とともに充分な潤滑効果を発揮することがで
きる。

【００１７】本発明の請求項３に係わる切削工具によれ
ば、請求項２と同様の効果を得ることができるうえに、
加工により発生した熱で工具本体の温度が上昇した場合
に、少なくとも冷却空気の供給路と工具本体との間に設
けた断熱材により、少なくとも冷却空気の温度上昇を防
止することができ、切刃の冷却効果をより一層向上させ
ることができる。

【００１８】本発明の請求項４に係わる切削工具によれ
ば、請求項２および３と同様の効果を得ることができる
うえに、主として熱による酸化摩耗が生じる切刃のすく
い面に冷却空気が供給され、主として擦り減り摩耗が生
じる切刃の逃げ面に潤滑油が供給されることとなり、各
面のそれぞれの摩耗状況に適した流体すなわち冷却空気
および潤滑油を供給することにより、冷却空気による冷
却効果および潤滑油による潤滑効果を最大限に発揮させ
ることができる。

【００１９】本発明の請求項５に係わる工具ホルダによ
れば、工作機械の主軸ヘッドへの装着部、切削工具を取
付けるチャックおよび回転側流通路を備えたホルダ本体
と、供給溝および固定側流通路を備え且つホルダ本体に
対して回転自在な流体供給用部材を採用したことから、
流体の供給路を備えた切削工具を主軸ヘッドにより回転
させて切削加工を行う場合に、回転する切削工具に流体
すなわち冷却空気および潤滑油を円滑に供給することが
できる。

【００２０】

【実施例】図１（ａ）および（ｂ）は、本発明に係わる
切削工具の一実施例を説明する図である。

【００２１】図示の切削工具１は、旋盤等の工作機械に
固定して用いるバイトであって、工具本体（シャンク）
２の先端に、上面を一段下げた状態のチップホルダ部３
を一体的に備え、チップホルダ部３に、切刃４ａを有す
るチップ４が取付けてある。工具本体２には、その内部
の上面近傍に、図示しない基端側から先端側に向けて２
つの独立した供給路５，６が形成してある。

【００２２】各供給路５，６は、チップホルダ部３の上
面側に対して立ち上がり状態となる段部２ａにおいて、
噴射孔７，８により開放してあると共に、図示しない工
具本体の基端側において、零下に冷却した空気の供給装
置およびミスト状にした潤滑油の供給装置にそれぞれ接
続してある。また、各噴射孔７，８は、チップ４の切刃
４ａに向けて設けてある。

【００２３】上記の切削工具１は、工作機械に取付けら
れて切削加工を行う際に、一方の供給路５に冷却空気が
供給されると共に、他方の供給路６にミスト状の潤滑油
が供給され、各噴射孔７，８から切刃４ａに向けて冷却
空気およびミスト状の潤滑油を噴射する。すなわち、従
来の液体クーラントを使用しないドライ加工が行われ
る。

【００２４】このとき、当該切削工具１は、その近くで
切り屑除去のための吸引が行われているが、各噴射孔
７，８が切刃４ａの近傍に位置しているので、各噴射孔
７，８から噴射した冷却空気および潤滑油が切刃４ａに
作用する前に吸引されてしまうことがなく、また、冷却
空気および潤滑油を独立した供給路５，６にそれぞれ流
通させているので、冷却空気によって潤滑油の粘度が低
下したり潤滑油が凍結したりする恐れは全くない。した
がって、冷却空気によって切刃４ａの充分な冷却が行わ
れると共に、冷却空気の影響を受けないミスト状の潤滑
油によって切刃４ａの充分な潤滑効果が得られるものと
なる。

【００２５】図２（ａ）および（ｂ）は、本発明に係わ
る切削工具の他の実施例を説明する図である。なお、先
の実施例と同一の構成部位は、同一符号を付して詳細な
説明を省略する。

【００２６】図示の切削工具１１は、２つの供給路５，
６のうち、冷却空気の供給路５と工具本体２との間に断
熱材９が設けてある。断熱材９は、金属製の工具本体２
に対して、例えば合成樹脂やセラミックスなどの適宜の
素材を用いることができると共に、この実施例では工具
本体２内に供給路５が形成されているのでチューブ状を
成している。

【００２７】上記の切削工具１１では、加工によって工
具本体２の温度が上昇した場合、断熱材９によって冷却
空気の温度上昇が阻止されるので、冷却空気による切刃
４ａの冷却効果が良好に維持されることとなる。この断
熱材９は、冷却空気の供給路５だけではなく、潤滑油の
供給路６に対しても当然設けることができる。

【００２８】図３（ａ）および（ｂ）は、本発明に係わ
る切削工具のさらに他の実施例を説明する図である。

【００２９】図示の切削工具２１は、工具本体２のチッ
プホルダ部３における切刃４ａの下側に、突部３ａが一
体的に設けてある。この突部３ａは、加工時にワークと
干渉しない突出長さを有している。また、工具本体２の
内部上面側に、冷却空気の供給路５が形成してあると共
に、工具本体２の内部下面側にミスト状にした潤滑油の
供給路６が形成してある。

【００３０】そして、冷却空気の供給路５は、段部１ａ
において、切刃４ａの上面つまりすくい面Ｓ１に向けた
噴射孔７により開放してある。他方、潤滑油の供給路６
は、突部３ａにおいて、切刃４ａの側面つまり逃げ面Ｓ
２に向けた噴射孔８により開放してある。

【００３１】ここで、一般的に切刃４ａは、加工中にお
いて、主としてすくい面Ｓ１に熱による酸化摩耗が生じ
ると共に、主として逃げ面Ｓ２に擦り減り摩耗が生じ
る。

【００３２】そこで、当該切削工具２１では、切削加工
中において、段部１ａの噴射孔７から切刃４ａのすくい
面Ｓ１に対して冷却空気を噴射し、この冷却空気によっ
て主としてすくい面Ｓ１に生じる酸化摩耗を防止すると
共に、突部３ａの噴射孔８から切刃４ａの逃げ面Ｓ２に
対してミスト状の潤滑油を噴射し、この潤滑油によって
主として逃げ面Ｓ２に生じる擦り減り摩耗を防止するよ
うにしている。

【００３３】このように、当該切削工具２１は、各面Ｓ
１，Ｓ２のそれぞれの摩耗状況に対応して冷却空気およ
び潤滑油を供給することにより、効果的に冷却および潤
滑を行うものとなっている。

【００３４】図４（ａ）〜（ｄ）は、本発明に係わる切
削工具のさらに他の実施例と、本発明に係わる工具ホル
ダの一実施例を説明する図である。

【００３５】すなわち、先の各実施例は、工作機械に対
して固定して用いる切削工具を例示したが、この実施例
では、工作機械の主軸ヘッドにより回転させて用いる切
削工具とその工具ホルダを示している。

【００３６】切削工具３１は、ボーリングに用いるもの
であって、工具本体（シャンク）３２の先端に凹部３２
ａを有し、この凹部３２ａに切刃３４ａを有するチップ
３４が取付けてある。また、工具本体３２の内部には、
基端側から先端側にかけて２つの独立した供給路３５，
３６が形成してある。

【００３７】一方の供給路３５は、零下に冷却した空気
を供給するものであり、凹部３２ａにおいて、切刃３４
ａのすくい面Ｓ１に向けた噴射孔３７により開放してあ
る。他方の供給路３６は、ミスト状にした潤滑油を供給
するものであり、工具本体３２の先端部において、切刃
３４ａの逃げ面Ｓ２に向けた噴射孔３８により開放して
ある。

【００３８】上記の切削工具３１に対して、工具ホルダ
４１は、図示しない工作機械の主軸ヘッドへの装着部４
２と、切削工具３１を把持解放するチャック４３を上下
に備えたホルダ本体４４と、ホルダ本体４４に対してそ
の軸回りに回転自在な流体供給用部材４５を備えてい
る。

【００３９】ホルダ本体４４は、チャック４３に取付け
た切削工具３１の各供給路３５，３６からホルダ本体４
４の外周部に連通する各々の回転側流通路４６，４７を
備えている。両回転側流通路４６，４７は、チャック４
３から軸線方向に沿って形成してあると共に、半径方向
に屈曲してホルダ本体４４の外周部に至っており、この
半径方向の部分は、軸線方向にずれた位置に形成してあ
る。

【００４０】流体供給用部材４５は、ホルダ本体４４に
対して上下のベアリング４８，４９により回転自在に取
付けてあって、ホルダ本体４４の外周部との間で各回転
側流通路４６，４７と連通したそれぞれの環状空間５０
ａ，５１ａを形成する供給溝５０，５１と、各供給溝５
０，５１から部材外部に連通する固定側流通路５２，５
３を備えている。

【００４１】また、流体供給用部材４５は、各固定側流
通路５２，５３を上方への突出部分に導いてこれを外部
とのコネクタ部５４とし、このコネクタ部５４におい
て、一方の固定側流通路５２に冷却空気の供給装置を接
続すると共に、他方の固定側流通路５３にミスト状の潤
滑油の供給装置を接続する。なお、ホルダ本体４４と流
体供給用部材４５との間には、各供給溝５０，５１によ
る環状空間５０ａ，５１ａの個々の密閉性を確保するた
めのシール材５５ａ〜５５ｃが設けてある。

【００４２】上記の構成を備えた切削工具３１および工
具ホルダ４１は、ホルダ本体４４のチャック４３に切削
工具３１を取付けた状態にして、同ホルダ本体４４の装
着部４２を工作機械の主軸ヘッドに装着する。そして、
加工の際には、主軸ヘッドの主軸とともにホルダ本体４
４および切削工具３１を回転させ、切刃３４ａのすくい
面Ｓ１に対して冷却空気を供給し、切刃３４ａの逃げ面
Ｓ２には、冷却空気の影響を受けることなくミスト状の
潤滑油を供給する。この切削工具３１における切刃３４
ａの冷却および潤滑に関しては、先の実施例と同様の効
果を得ることができる。

【００４３】当該工具ホルダ４１では、ホルダ本体４４
に流体供給用部材４５を回転自在に設けているので、主
軸とともにホルダ本体４４が回転するのに対して、流体
供給用部材４５は固定状態となる。したがって、冷却空
気および潤滑油は、固定状態の流体供給用部材４５の各
固定側流通路５２，５３から各々の供給溝５０，５１に
よる環状空間５０ａ，５１ａに流入し、各環状空間５０
ａ，５１ａから回転しているホルダ本体４４の各回転側
流通路４６，４７に流入し、さらに切削工具３１の各供
給路３５，３６に流入し、切刃３４ａに対して供給され
ることとなり、当該工具ホルダ４１を介して、回転する
切削工具３１への冷却空気および潤滑油の供給が円滑に
行われる。

【００４４】なお、上記各実施例では、バイトやボーリ
ング工具に適用した場合を例示したが、それ以外のフラ
イス工具などの様々な工具に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる切削工具の一実施例を示す図で
あって、切削工具の先端部分の斜視図（ａ）および先端
部分の断面図（ｂ）である。

【図２】本発明に係わる切削工具の他の実施例を示す図
であって、切削工具の先端部分の斜視図（ａ）および先
端部分の断面図（ｂ）である。

【図３】本発明に係わる切削工具のさらに他の実施例を
示す図であって、切削工具の先端部分の斜視図（ａ）お
よび先端部分の断面図（ｂ）である。

【図４】本発明に係わる切削工具のさらに他の実施例お
よび本発明に係わる工具ホルダの一実施例を示す断面図
（ａ）、切削工具の先端部分の正面図（ｂ）、切削工具
の先端部分の背面図（ｃ）および切削工具の先端面の平
面図（ｄ）である。

【図５】従来における切削工具を示す図であって、切削
工具の先端部分の斜視図（ａ）および先端部分の断面図
（ｂ）である。

【符号の説明】

１１１２１３１切削工具２３２工具本体４ａ３４ａ切刃５３５供給路（冷却空気の供給路）６３６供給路（潤滑油の供給路）７３７噴射孔（冷却空気の噴射孔）８３８噴射孔（潤滑油の噴射孔）９断熱材４１工具ホルダ４２装着部４３チャック４４ホルダ本体４５流体供給用部材４６４７回転側流通路５０５１供給溝５０ａ５１ａ環状空間５２５３固定側流通路Ｓ１すくい面Ｓ２逃げ面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】工具本体に切刃を設けた切削工具におい
て、１つの切刃に対して少なくとも２つの独立した流体
の供給路を備えたことを特徴とする切削工具。
【請求項２】冷却空気の供給路および噴射孔と、潤滑
油の供給路および噴射孔を備えたことを特徴とする請求
項１に記載の切削工具。
【請求項３】各供給路のうちの少なくとも冷却空気の
供給路と工具本体との間に断熱材を設けたことを特徴と
する請求項２に記載の切削工具。
【請求項４】冷却空気の噴射孔を切刃のすくい面に向
けて設けると共に、潤滑油の噴射孔を切刃の逃げ面に向
けて設けたことを特徴とする請求項２または３に記載の
切削工具。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載の切削工
具を保持して工作機械の主軸ヘッドに装着される工具ホ
ルダであって、主軸ヘッドへの装着部および切削工具の
チャックを設けたホルダ本体と、ホルダ本体に対してそ
の軸回りに回転自在な流体供給用部材を備え、ホルダ本
体に、チャックに取付けた切削工具の各供給路からホル
ダ本体の外周部に連通する各々の回転側流通路を設ける
と共に、流体供給用部材に、ホルダ本体の外周部との間
で各回転側流通路と連通したそれぞれの環状空間を形成
する供給溝と、各供給溝から部材外部に連通する固定側
流通路を設けたことを特徴とする工具ホルダ。