JPS58102604A - 切削工具装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 この発明はバイトホルダーにバイトが取付職外しが可能
な切削工具装置に関する。

発明の技術的背景とその問題点 従来、単一切刃を持つ切削工具（以下バイトと称す）Ｆ
ｉ、取付けの寸法精度は全て機械上てしか管理できなか
った。また、工具剛性に大壷〈影譬する突き出し量も、
加工上長くしなければならない場合、剛性を増強する手
段４とれない。

例えばｊ１１１図（ａ）　、伽）において、バイト１紘
バイトホルダー２に締付ＩルトＪＫよル取付けられる。

丸物切削の場合、バイト刃先の高さを加工物５０芯高に
合わせる丸め、バイト１のシャンク寸法に見合った敷板
４をバイトシャンク背面に敷き込み高さを調整する。バ
イト突出し量Ｂと刃先の軸方向位置ムは、バイト１をバ
イトホルダー２に域付後しか４４Ｊｗ４シない丸め、４
１１に数値制御装置などに本方式を使用すみ場合、デロ
グラム原点と刃先位置を正確に知るＫは、試し削りなど
に余分な時間を責やしているが現状である。また、突切
夛や端加工時、バイト突出し量Ｂを、やむを得ず長くし
九場合、当然バイト剛性が低下するが、これを補強する
丸めのす／−）等を取付けるのは不可能な場合が多かつ
九〇 この取付寸法精度と剛性を改善する方法が各椎考案され
ている。その例を以下説明する。第２図は、カートリッ
ジ方式のバイト攻付方法を説明するための図である。第
２図（ａ）　、　（１＋３において、バイト１は、バイ
ト自体に明けられた穴を通してゲル）Ｊで、ノ苛イトホ
ルダー２に取付けられる。バイト突出し長さＢは、バイ
ト全長Ｃを１ａｌｕ＆ルトＣで所定の長さに側員器等で
計測しながらあらかじめ調整しておくことで、ある程度
の精度を確保することができる。軸方向位置ムは、バイ
トホルダー２の切欠き端にバイトシャンクを押し当るこ
とで、一定の寸法が得られる。当然バイトホルダー２は
バイト１のシャンク寸法が違うととに交換する必要があ
る。この方式は、締付？シト穴がバイトシャンク自体に
数箇所明けられている丸め、バイト自体の剛性が低下し
てしまう、まえ、工具の自動交換、自動フラング等を行
うととには不可能な形状をしている。

＠３図拡、ブロックツールシステムと呼ばれるバイト取
付方法を説明するための図である。

ｗ４３図（ａ）　−（ｂ）ｌｆｃ　＞　ｈ　”Ｃ、”イ
ト１は刃先Ｋかかる主切削力ｐｃと直交するバイトシャ
ンク０ｉ１ｉ１面に１主切削力ＰＣと平行な凸蓋継手を
有する。バイトホルダー２は、バイト１の凸型継手とす
き間を持ってはｔｐ合う凹臘継手を有する。さらに、主
切削力Ｐｃと相対する箇所に、バイト長さＢＫ相轟する
す一−トｒが、締付ＩルトＩとノックピン９でバイトホ
ルダーＩＫ取付けられて、主切削力Ｐｃに相応する反力
ＲＣが得られるよう罠なっている。バイト１とバイトホ
ルダー２とのフラングは、バイト１の談端凸蓋継手部に
彫られた鍵１ｉ溝に、クランプ棒１−の鍵一部を引つか
け、クランプ力Ｆを作用させることで行なわれる。

次にバイト１の挿入からバイトホルダー２へのフラング
について第４図とｓＩ５図を用いて説明する。第４図に
おいてバイト１をバイトホルダー２の溝にそって挿入す
るとき、バイト１の凸型継手とバイトホルダー２の凹型
継手およびフラング棒１０の鍵部には、それぞれＣＩお
よびｃ意のすき間をもって挿入される。この状態から第
５図に移って、フランジ棒１０にクラン／力Ｆを作用さ
せると、先ずフラング棒１０の一部の警部とバイト１の
鍵穴部とが当接する。

当接箇所は、クランプカＦＫ対し角度α分だけ傾むいた
位置にあるため凸型継手の幅を広げる方向罠りラングカ
Ｆの分力Ｆ・が作用し、凸蚕継手部に弾性変形を生じさ
せ、それは第４図のすき間ｃ１をなくす方向の変形とな
る。クラン／力Ｆをさらに増すと、バイト１とバイトホ
ルダー２は、それぞれＯ癲接面に充分な予圧が蟲見られ
、充分剛な継手となる。

さらに、第３図伽）において、フラング棒１０の鍵部は
、クラン／力Ｆに対し９０°の位置でなく、わずか角度
−だけ傾いているため、クラン／力Ｆの分力ｙ４を生じ
せしめ、それは、す／−）ＦＫバイト１を押し幽る方向
に作用する。

従来は以上のようなバイト取付方法によシ、第３図にお
けるバイト突出し量Ｂおよび軸方向位置ムは充分な精度
を持って職付けられ、しかも突出し量Ｂは、す／−）７
により、充分な補強がなされている。さらに、クランシ
カＦをクランプ棒１０に与える方法には、電動、油圧、
空圧等が使える丸め、自動フラング子自動工具交換も行
なえ、コン／４クトで高精度な・ナイト取付は方法とい
える。

しかし、仁の方法は継手部に平行部を設けることで、バ
イト１の挿入環ｐ外しを容易に行なわれるよう考直しで
あるが、その反面バイト１の軸方向の引張力に耐えるの
はクラ７グ棒１０のみとなｐｌこの方向の力に対しては
柔な構造となっているのが唯一の欠点である。

第６図によシ、この欠点を説明すると、いま切削時の送
）分力Ｐ１が矢印の方向に作用するとする。この力は、
バイト１の突出し量ｔｌによシ時計廻シのモーメントＰ
ｒｘｔ凰を生じせしめる。これに打勝つには、バイト１
とバイトホルダー２の当接面０重を支点とするクランプ
力Ｆとバイト１のシャンク幅ｗ１　との反時計廻シのモ
ーメン）　ｐ’　Ｘ　ｖ　１が充分な強さを必要とする
が、バイトシャンク寸法や継手寸法に制約されて、フラ
ング棒１０に必要充分な寸法を得られないため、当然他
の抗力を年じさせなければならない。そこで考えられる
のが、凸凹継手部のｍ接面ｂｌ　、ｂ、の寸法的抗力で
ある。

ＷＩ７図において、フラング棒１０の鍵部に作用するク
ランプ力Ｆの分力Ｆ０は、バイト１の凸型継手部を押し
広げバイトホルダー２の凹型継手の壁に凸型継手の足を
押し付けて、当接面す、を形成している。この片持ば９
の第７図における支点は、バイト１の根本からｔｌはな
れたｔ４となっておシ、片持ば９の長さは１．と見るこ
とができる。このはルにも、−第６図の時計廻）のモー
メン）　Ｐｙ　Ｘ　Ｌ凰が作用するのであるが、これも
継手部が片持ば９という柔な構造である丸め、充分な抗
力を発揮することができない、その丸め、継手と直交す
る方向に送〕分力Ｐνが発生する切削を行うと、フラン
グ棒１０と継手部の片持ばシ部との固有振動に相当する
ビビリが切削時に生じてしまう。

発明の目的 との発明はこのような事情にかんがみてな畜れたもので
、／童イトとバイトホルダーとＯ継手の全方向に対して
も充分な剛性が得られ、高精度の職付けと再現性があシ
取付が容易な切削工具装置を提供することを目的とする
。

発明の概要 この発明はバイトのシャンク端面に主切削力和平行する
方向のあシはぞが形成され、バイトホルダーの端面に前
記あ〕はヤか通常状態ですき間を存して嵌合可能なあ夛
溝が形成され、前記／電イトのあ〕はぞの中央に逆への
字（バイトのありほぞと逆向き）のフラング棒用あ夛溝
が形成され、前記バイトホルダーの中央に設けられるク
ランプ棒に前記クラン！棒用あ）溝に通常状態ですき間
を存して嵌合可能なあ〕はぞが形成されているので、前
記クランプ棒にクランプ力を作用させることによ〕クラ
ン！棒のあ夛はぞとバイトのフラング棒用あ夛溝とのク
サビ効果によシ、バイトのありｉぞが弾性変形が生じ、
これによりバイトホルダーのあ多溝とのすき間がなくな
Ｉり　、ノ＋イトとバイトホルダーとのあシ継手全面に
常に予圧が与えられて取付られるようにしたものである
。

発明の実施例 以下この発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第８図はこの発明によるバイトとバイトホルダーの取付
状態を示す図である。第８図（＆）、伽）において、バ
イト１は刃先にかかる主切削力ＰＣと直交するバイトシ
ャンク端面に、主切削力ＰＣと平行なあシはぞ１ムが形
成されている。バイトホルダー２のバイトシャンク端面
とｍ接する端面には、前記バイト１のあシはぞ１人とす
き間を存してａ＝ｔｂ合うあｐ溝２ムが形成されている
。さらに、主切削力ｐｃと相対する箇所に１バイト長さ
ＢＫ相対するす／−トｒが、−ルト８とノックビンｐで
バイトホルダーｘ　ＫＩ＆付ケられて、主切削力ＰｃＫ
相応する反力ＲＣを得られるようになっている。バイト
１とバイトホルダー２とのタランｆｌｄ、、バイト１の
あル＃１ぞ１ムの中央部に彫られた鍵蓋溝ＪＢＫ％クラ
ング棒１０の鍵臘部１０ムを引っかけクランプ力Ｆを作
用させることで行なわれる。

このように構成され丸ものにおいて、バイト１の挿入か
らバイトホルダー２へのクツンデを第９図と第１０図を
用いて説明する。

第９図において、バイト、１をノ肴イトホルダー２のあ
）溝２ムにそって挿入するとき、バイト１のあｐはぞ１
ム部とバイトホルダー２のあ〉溝２ムＮシよびフラング
棒１０の鍵部１０ムとＫは、それぞれｅＩｍｔ１層のす
１間をもって挿入される。この状態から第１０図に移っ
て、フラング棒１０ｆＣクランデカＦを作用させると、
先ずクランプ棒１０の鍵部１０ムの賃部の角変αをもつ
傾斜面と、これ六同じ角度の傾斜面を持つバイト１のあ
シはぞ１ム中央の鍵盤溝ＩＢとが当接する。当接面が角
度α分だけフラング力ＰＫ対して傾斜しているため、バ
イト１のあり＃重ぞ１ム部を外に向かつて押し広げる方
向に１クランプカＦの分力Ｆ、が作用する。この分力？
。

によシバイト１のあシはぞ１人は、この根元部を支点と
して弾性変形し、パイトホル／−２のあり溝２Ａ内壁に
当接するまで変形する。クランデカＦをさらに増すと、
バイト１と／童イトホルダー１のあり継手面には、予圧
が与えられ充分な剛継手となる。さらに、第８図下図に
おいて、フラング棒１０の鍵型部１０ムはタラシフ力Ｆ
Ｋ対し９０°の位置でなく、わずか角［−だけ傾いてい
るため、クランデカＦの分力Ｆ４を生じせしめ、それは
す／−）７にバイト１を押し当てる方向に作用する。

以上のようなパイ）３１付方法によシ、第８図における
バイト央出し量Ｂおよび軸方向位置ムは充分な精度を持
って取付けられ、しかも央出し量ＢＫよる／童イト１の
剛性低下も、す／−）７によル充分な補強がなされる丸
め、同一寸法の従来９バイト堆付方法、すなわち、第１
図に比較し九場合、３〜４倍の剛性を仁の発明の方が得
ることができる。さらに、クランデカＦをクランプ棒１
−に与える方法には、電気、油圧、空圧等の自動化にと
って必要不可欠な動力源が簡単＃ＩＣ使用できる構造を
持つため、自動クランプや−動工＾交換が行なえかつ；
ンパクトで高剛性、高剛性を有するあ〕継手を持つ切削
工具装置が得られる。

さて、ζこで館３図の従来例で述べ九、ブロッククール
の弱点（継手を引き離す方向の力に弱い）が、前述した
この発明でどのように解消され友か述べる。

謳９図、第１０図に示すように、あル継手部（あｐはぞ
１ムとあり溝１ムの両方をさす）＃ｉ角変βの傾きをも
ってはまシ合っている。第１１図において、クランデカ
Ｆと逆方向の力が作用した場合、クランプ棒自体の抗力
はもちろんのこと、あり継手部を巨視的に見た第１２図
において、クランプ棒１０の鍵型部１０ムの根元が角変
αの傾きをもつ低送長さｔ４の面となっておシ、この面
とバイト１のあプはぞＩＡの中央の鍵穴傾斜面とが当接
し、あル部傾斜面同士が当接しているため、当接面ｔ４
に直角な継手断面積全体が、引張力に対する抗力をもつ
ことになる。この面積が小さくなった場合のみ、／曽イ
ト１がバイトホルダー２から引き離される事態となるが
、その引張シカは、巨大なものとｅｃ。

通常考えられる重切削においては、まず考えられない力
である。

を九第１１図において、送）分力ＰＦが矢印の方向に作
用した場合の継手剛性を考えてみる。

送）分力Ｐ？によ〕バイト１の長さｔＩＫ相当する時計
２廻りのモーメン）ＰｙＸｊが生じる。このモーメント
に打勝つのが、クランデカＦとバイト１の巾ｗｌＫよる
反時計廻夛のモーメント　　　　。

１ＦＸｆｌである。さらに％！−メン）ＰｙＸＡｌはあ
シ部を引き抜ζうとする方向であるため、角［２×βを
持つあシ継手部に作用するが、この部分にはすき間がな
いため、継手全体を変形させ得なければ、バイト１と／
４イトホルダー２とを引き離すこと杜できない、あ多継
手部自体の固有振動数も、継手断面積全体で決まる丸め
、高い域にあｐ１重切削に発生する振動成分とは離れて
いる丸め、切削面に♂ビリを生じさせない利点がある。

発明の効果 この発１ｊｌｌＫよれば、／４イトと／量イトホルダー
の継手の全方向に対して充分な剛性が得られ、高精度Ｏ
取付けと再現性がアル、唯一箇所のみのクランデカであ
る丸め敏速なりランプができ、しかも取付時は、継手全
面にすき間を有する丸め取付が容易である丸め、！シニ
ングセンター等の自動工具交換にも容易に適用できる切
削工具装置を提供で龜る・

【図面の簡単な説明】

第１図は最も一般的なバイト取付方法を説明するための
図、第２図はカートリッジ方式によるバイト取付方法を
説明するための図、１８３図は従来のブロックツール方
式のバイト取付方法を説明するための図、第４図は第３
図の継手部のアンクランプ状態を示す図、第５図社第３
図継手部のクランプ状態を示す図、第６図は従来のブー
ツクツール方式の刃先に横力が作用し九場合の状態図、
第７図は第６回議手部の拡大図、第８図はこの発明によ
る切削工具装置の一実施例の要部を示す図、第９図は第
８図の継手部のアンクラン！状態を示す図、５ｌＫ１０
図は第８図線手部のクランプ状態を示す図、第１１図は
この発明に一実施例においてバイトの刃先に横力が作用
した場合の状態図、第１２図は第１１固層手部の拡大図
である。 １・・・あυはぞ１ム、鍵盤ｆｉｌｌＢを有するバイト
、２・・・あり溝２ムを有するバイトホルダー、３・・
・締付Ｉルト、４・・・敷板、５・・・加工物、Ｃ・・
・調整−ルト、７・・・す／−）、Ｊ・・・締付−ルト
、９・・・ノックビン、１＃・・・鍵蓋部１ｏムを有す
るクランノ棒、ム・・・軸方向位置、Ｂ・・・バイト突
出し長さ、Ｃ・・・／４イト全長、Ｆ・・・クランツカ
、Ｆ・・・・クランツカの余′分、ｐｃ＊−・主切削力
、Ｐｒ・・送）分力、Ｒｅ・・・主切削力の反力％　Ｌ
ａ１　・・・継手すき間、＠３・・・鍵穴部すき間、ｌ
ｌｓａｍ・・・継手当接面、ｂｌ、ｂ、・・・継手当接
面、ｊｌ　・・・／ｆイト長さ、１、・・・継手不！ｉ
＆接長さ、１ｓ−・・継手蟲接長さ、ｔ４・・・継手片
持癲接長さ、α・・・鍵部クサビ角、β・・・Ｔｏ〕部
クサり角、−・・・鍵部傾斜角、ｄｉ　　ｓｄ１品鍵部
轟接面゛。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第１図 （ａ） 第３図 （ｂ） 第４図 、２ 第５図 一フ 第８図 （ｂ） 第１０図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シャンク端面に主切削力に平行する方向のあ夛はぞおよ
   びこのあ）はぞの中央にこのあシはぞと逆向きのクラン
   ！捧用あ）溝が形成されたバイトと、その端面にこのバ
   イトのあプはヤに通常状ｍですき間を存して嵌合可能な
   あ）溝が形成されたバイトホルダー七、このバイトホル
   ダーの軸方向穴に移動可能に挿入されその端部に＃記バ
   イトのクランプ棒用あ〕溝に通常状態ですき間を存して
   嵌合可能なあ〕はヤが形成されたフランジ棒とを備え、
   このクランプ捧にバイト方向と逆方向のクランプ力を作
   用させてクランプ捧のあ夛はぞとバイトのクランプ捧用
   あシ溝とのクサビ効果によル、バイトのあシはぞとバイ
   トホルダーのあル溝とのすき間をなくし、あ多継手全面
   に予圧が与えられるようにした切削工具装置。