KR20220011179A

KR20220011179A - 헤드 교환식 절삭 공구, 절삭 헤드, 및 공구 본체

Info

Publication number: KR20220011179A
Application number: KR1020217042051A
Authority: KR
Inventors: 후미히코 이나가키; 소 다나카
Original assignee: 가부시키가이샤 몰디노
Priority date: 2019-08-09
Filing date: 2020-07-27
Publication date: 2022-01-27
Also published as: JPWO2021029209A1; US20220250173A1; WO2021029209A1; EP4011533A4; EP4011533A1; CN114080288A

Abstract

이 헤드 교환식 절삭 공구는, 축선 (O) 주위로 공구 회전 방향 (T) 으로 회전되는 축상의 공구 본체 (1) 의 선단부에 절삭날 (12) 을 구비한 절삭 헤드 (11) 가 착탈 가능하게 장착되고, 공구 본체 (1) 와 절삭 헤드 (11) 는, 공구 본체 (1) 의 선단면의 본체측 맞닿음면 (5) 이 절삭 헤드 (11) 의 후단면의 헤드측 맞닿음면 (17) 에 맞닿음되어 밀착함으로써 장착되어 있고, 절삭 헤드 (11) 의 후단면과 공구 본체 (1) 의 선단면에는, 오목부 (16) 와, 이 오목부 (16) 내에 삽입 가능한 볼록부 (4) 가 형성되어 있고, 오목부 (16) 와 볼록부 (4) 는, 축선 (O) 에 대한 직경 방향 외주측을 향함에 따라 둘레 방향으로 폭광이 되도록 형성되어 있다.

Description

헤드 교환식 절삭 공구, 절삭 헤드, 및 공구 본체

본 발명은, 축선 주위로 공구 회전 방향으로 회전되는 축상의 공구 본체의 선단부에, 절삭날을 구비한 절삭 헤드가 착탈 가능하게 장착된 헤드 교환식 절삭 공구, 이 헤드 교환식 절삭 공구에 있어서의 공구 본체의 선단부에 착탈 가능하게 장착되는 절삭 헤드, 및 이 헤드 교환식 절삭 공구에 있어서의 절삭 헤드가 선단부에 착탈 가능하게 장착되는, 축선 주위로 공구 회전 방향으로 회전되는 축상의 공구 본체에 관한 것이다.

본원은, 2019년 8월 9일에, 일본에 출원된 특원 2019-147893호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

이와 같은 헤드 교환식 절삭 공구로서, 예를 들어 특허문헌 1 에는, 교환 날구 (절삭 헤드) 의 축심에 형성된 나사 삽입 통과공을 관통된 장착 나사가, 홀더 (공구 본체) 의 축심 상에 형성된 나사공에 나사 결합됨으로써, 그 교환 날구가 그 홀더의 선단부에 착탈 가능하게 일체적으로 장착되는 한편, 홀더와 교환 날구를 상대 회전 불능으로 걸어 맞춤시키는 키와 같은 걸어 맞춤 볼록부와 키 홈과 같은 걸어 맞춤 오목부로 구성되는 회전 방지 걸어 맞춤부를 구비하고 있고, 교환 날구가 홀더와 함께 축심 주위로 회전 구동됨으로써, 교환 날구에 의해 소정 가공을 실시하는 것이 기재되어 있다.

이 특허문헌 1 에 기재된 헤드 교환식 절삭 공구는, 상기 장착 나사 중 교환 날구와 홀더에 걸쳐서 위치하는 부분에 일체로 형성된 원 기둥 형상의 끼워 맞춤 축부와, 교환 날구의 나사 삽입 통과공에 형성되고, 끼워 맞춤 축부에 대하여 간극 끼움에 의해 끼워 맞춤됨으로써, 교환 날구와 끼워 맞춤 축부를 동심으로 위치 결정하는 원통 형상의 날구측 끼워 맞춤공과, 홀더의 선단으로 개구하는 나사공의 개구 부분에 형성되고, 끼워 맞춤 축부에 대하여 간극 끼움에 의해 끼워 맞춤됨으로써, 홀더와 끼워 맞춤 축부를 동심으로 위치 결정하는 원통 형상의 홀더측 끼워 맞춤공을 가지고 있다.

일본 공개특허공보 2007-167977호

그러나, 이 특허문헌 1 에 기재된 헤드 교환식 절삭 공구, 절삭 헤드, 및 공구 본체에서는, 상기 서술한 바와 같이 회전 방지 걸어 맞춤부를 구성하는 걸어 맞춤 볼록부와 걸어 맞춤 오목부가, 이 특허문헌 1 의 도 2 및 도 3 에 나타내는 바와 같은 길이 방향과 직각인 단면 형상이 대략 장방형을 이루는 키와 키 홈이고, 공구 본체의 축선에 대한 직경 방향을 향하여 일정한 폭으로 연장되도록 형성되어 있다.

이 때문에, 특히 절삭 가공시의 절삭 토크에 의해 큰 회전 모멘트가 작용하는 절삭 헤드의 외주측에 있어서, 절삭 헤드의 장착 강도나 장착 강성이 부족할 우려가 있다. 따라서, 절삭 가공시에 절삭 헤드의 절삭날에 큰 절삭 부하가 작용하면, 절삭 헤드에 덜컹거림이 발생하게 되어, 가공 정밀도나 가공면 조도의 저하를 초래할 우려가 있다.

본 발명은, 이와 같은 배경하에 이루어진 것으로, 절삭 가공시에 절삭 헤드의 절삭날에 큰 절삭 부하가 작용해도, 절삭 헤드에 덜컹거림이 생기는 것을 방지할 수 있고, 높은 가공 정밀도나 우수한 가공면 조도를 얻는 것이 가능한 헤드 교환식 절삭 공구, 절삭 헤드, 및 공구 본체를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

상기 과제를 해결하여, 이와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 양태인 헤드 교환식 절삭 공구는, 축선 주위로 공구 회전 방향으로 회전되는 축상의 공구 본체의 선단부에, 절삭날을 구비한 절삭 헤드가 착탈 가능하게 장착된 헤드 교환식 절삭 공구로서, 상기 공구 본체와 상기 절삭 헤드는, 상기 공구 본체의 선단면의 본체측 맞닿음면이 상기 절삭 헤드의 후단면의 헤드측 맞닿음면에 맞닿음되어 밀착함으로써 장착되어 있음과 함께, 상기 절삭 헤드의 후단면과 상기 공구 본체의 선단면에는, 오목부와, 이 오목부 내에 삽입 가능한 볼록부가 형성되어 있고, 상기 오목부와 상기 볼록부는, 상기 축선에 대한 직경 방향 외주측을 향함에 따라 둘레 방향으로 폭광이 되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 양태인 절삭 헤드는, 이와 같은 헤드 교환식 절삭 공구에 있어서의 축선 주위로 공구 회전 방향으로 회전되는 축상의 공구 본체의 선단부에 착탈 가능하게 장착되는 절삭 헤드로서, 절삭날을 구비함과 함께, 상기 절삭 헤드의 후단면에는, 상기 공구 본체의 선단면의 본체측 맞닿음면에 맞닿음되어 밀착하는 헤드측 맞닿음면과, 상기 공구 본체의 선단면에 형성된 볼록부가 삽입되는 오목부, 또는 상기 공구 본체의 선단면에 형성된 오목부에 삽입되는 볼록부가 형성되어 있고, 상기 오목부 또는 상기 볼록부는, 상기 축선에 대한 직경 방향 외주측을 향함에 따라 둘레 방향으로 폭광이 되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 양태인 공구 본체는, 상기 서술한 바와 같은 헤드 교환식 절삭 공구에 있어서의 절삭 헤드가 선단부에 착탈 가능하게 장착되는, 축선 주위로 공구 회전 방향으로 회전되는 축상의 공구 본체로서, 상기 공구 본체의 선단면에, 상기 절삭 헤드의 후단면의 헤드측 맞닿음면에 맞닿음되어 밀착하는 본체측 맞닿음면과, 상기 절삭 헤드의 후단면에 형성된 오목부에 삽입되는 볼록부, 또는 상기 절삭 헤드의 후단면에 형성된 볼록부가 삽입되는 오목부가 형성되어 있고, 상기 볼록부 또는 상기 오목부는, 상기 축선에 대한 직경 방향 외주측을 향함에 따라 둘레 방향으로 폭광이 되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 헤드 교환식 절삭 공구, 절삭 헤드, 및 공구 본체에서는, 절삭 헤드의 후단면과 공구 본체의 선단면에 형성된 오목부와, 이 오목부 내에 삽입 가능한 볼록부가, 상기 축선에 대한 직경 방향 외주측을 향함에 따라 둘레 방향으로 폭광이 되도록 형성되어 있기 때문에, 특히 절삭 가공시의 절삭 토크에 의해 큰 회전 모멘트가 작용하는 절삭 헤드의 외주측에 있어서, 높은 장착 강도나 장착 강성을 확보하여 절삭 헤드를 장착할 수 있다.

이 때문에, 절삭 헤드를 공구 본체에 회전 방지하여 장착할 수 있는 것은 물론, 절삭 가공시에 절삭 헤드의 절삭날에 큰 절삭 부하가 작용해도, 절삭 헤드에 덜컹거림이 발생하는 것을 방지할 수 있기 때문에, 높은 가공 정밀도나 우수한 가공면 조도를 얻는 것이 가능해진다.

상기 절삭 헤드의 후단면에 상기 오목부가 형성됨과 함께, 상기 공구 본체의 선단면에는 상기 볼록부가 형성되어 있는 경우에는, 상기 볼록부의 상기 공구 회전 방향을 향하는 벽면과, 상기 오목부의 상기 공구 회전 방향과는 반대측을 향하는 벽면은, 상기 축선에 대한 반경 방향을 따라 연장되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 이것과는 반대로, 절삭 헤드의 후단면에 상기 볼록부가 형성되어 있음과 함께, 상기 공구 본체의 선단면에는 상기 오목부가 형성되어 있는 경우에는, 상기 볼록부의 상기 공구 회전 방향과는 반대측을 향하는 벽면과, 상기 오목부의 상기 공구 회전 방향을 향하는 벽면은, 상기 축선에 대한 반경 방향을 따라 연장되어 있는 것이 바람직하다.

이들 벽면은, 절삭 토크에 의한 회전 모멘트를 수용하는 수용면이 되는데, 이들 벽면을 상기 축선에 대한 반경 방향을 따라 연장되도록 형성함으로써, 그 벽면을 맞닿음시킨 상태에서 절삭 헤드를 공구 본체의 선단부에 장착하여 절삭 가공을 실시했을 때에, 절삭날에 과대한 절삭 부하가 작용해도, 절삭 헤드를 축선에 대한 직경 방향 외주측으로 인장하는 것과 같은 인장 응력이나, 반대로 축선에 대한 직경 방향 내주측으로 압축하는 것과 같은 압축 응력이 작용하는 것을 억제할 수 있다. 이 때문에, 이와 같은 인장 응력이나 압축 응력에 의해 절삭 헤드에 파손이 생기는 사태를 방지할 수 있다.

동일하게 상기 절삭 헤드의 후단면에 상기 오목부가 형성됨과 함께, 상기 공구 본체의 선단면에는 상기 볼록부가 형성되어 있는 경우에는, 상기 오목부와 상기 볼록부는, 상기 공구 본체와 상기 절삭 헤드의 후단측을 향함에 따라서도 둘레 방향으로 폭광이 되도록 형성되어 있는 것이 바람직하고, 이것과는 반대로, 상기 절삭 헤드의 후단면에 상기 볼록부가 형성됨과 함께, 상기 공구 본체의 선단면에는 상기 오목부가 형성되어 있는 경우에는, 상기 오목부와 상기 볼록부는, 상기 공구 본체와 상기 절삭 헤드의 선단측을 향함에 따라서도 둘레 방향으로 폭광이 되도록 형성되어 있는 것이 바람직하다.

이로써, 절삭날로부터 떨어진 공구 본체의 선단면의 본체측 맞닿음면과 절삭 헤드의 후단면의 헤드측 맞닿음면이 맞닿음되어 밀착한 부분에 있어서, 높은 장착 강도나 장착 강성으로 절삭 헤드를 지지할 수 있어, 절삭 헤드의 덜컹거림을 더욱 확실하게 방지할 수 있다. 또한, 절삭 헤드나 공구 본체가 오목부에 의해 필요 이상으로 크게 절결되는 것도 방지할 수 있기 때문에, 더욱 높은 강성을 확보할 수 있고, 보다 고정밀도의 절삭 가공을 실시하는 것이 가능해진다.

상기 절삭날은, 상기 절삭 헤드의 외주측을 향하는 부분에만 형성된, 특허문헌 1 에 기재된 헤드 교환식 절삭 공구와 같은 절삭용 탭이나 T 슬롯 커터의 절삭날로 되어 있어도 되는데, 이 절삭 헤드의 외주측을 향하는 부분과 그 절삭 헤드의 선단측을 향하는 부분을 구비하고 있는 엔드 밀의 절삭날로 되어 있어도 된다.

상기 절삭 헤드에, 상기 헤드측 맞닿음면으로 개구하는 관통공이 상기 축선을 따라 형성됨과 함께, 상기 공구 본체에는 상기 축선을 따라 나사공이 형성되고, 상기 절삭 헤드는, 헤드부를 구비하여 상기 관통공에 삽입 통과되는 클램프 나사가 상기 나사공에 나사 끼움되는 것에 의해 상기 공구 본체에 착탈 가능하게 장착되어 있는 경우에는, 상기 오목부와 상기 볼록부를, 상기 관통공의 개구부와 상기 나사공의 개구부로부터 상기 축선에 대한 직경 방향 외주측으로 간격을 두고 형성함으로써, 클램프 나사와 오목부나 볼록부가 간섭하는 것을 피할 수 있다.

이 경우에, 상기 관통공은 상기 축선을 중심으로 한 일정 내경의 단면 원형으로 형성됨과 함께, 상기 절삭 헤드의 선단측에는, 그 관통공에 연통하여 상기 절삭 헤드의 선단측으로 개구하는 스폿 페이싱공이 형성되어 있고, 상기 공구 본체의 선단부에는, 상기 나사공의 상기 본체측 맞닿음면으로의 개구부에, 상기 축선을 중심으로 한 상기 관통공과 동등한 일정 내경의 단면 원형의 장착공이 형성되어 있고, 상기 클램프 나사는, 상기 스폿 페이싱공에 수용되는 원판상의 상기 헤드부와, 이 헤드부의 후단측으로 연장되어 상기 관통공 및 상기 장착공에 끼워 넣어지는 원 기둥 형상의 축부와, 이 축부의 후단측으로 연장되어 상기 나사공에 나사 끼움되는 수나사부를 구비하고 있을 때에는, 이들 관통공 및 장착공에 끼워 넣어지는 클램프 나사의 축부와 오목부나 볼록부의 간섭을 피할 수 있기 때문에, 더욱 바람직하다.

클램프 나사에 의해 절삭 헤드를 공구 본체에 착탈 가능하게 장착하는 경우에는, 상기 절삭 헤드의 비커스 경도를 A, 상기 공구 본체의 비커스 경도를 B, 상기 클램프 나사의 비커스 경도를 C 라고 했을 때, A ＞ B ≥ C 또는 A ≥ B ＞ C 의 관계에 있는 것이 바람직하다. 이로써, 클램프 나사는 반드시 절삭 헤드보다 비커스 경도가 낮은 연질의 재료가 되기 때문에, 클램프 나사에 탄성을 부여할 수 있어, 절삭 헤드의 장착 강도의 향상을 도모할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 절삭 헤드를 공구 본체에 회전 방지하여 장착할 수 있는 것은 물론, 절삭 가공시의 절삭 토크에 의해 큰 회전 모멘트가 작용하는 절삭 헤드의 외주측에 있어서, 높은 장착 강도나 장착 강성을 확보하여 절삭 헤드를 장착할 수 있기 때문에, 절삭 가공시에 절삭 헤드의 절삭날에 큰 절삭 부하가 작용해도, 절삭 헤드에 덜컹거림이 발생하는 것을 방지할 수 있고, 높은 가공 정밀도와 우수한 가공면 조도를 얻는 것이 가능해진다.

도 1 은, 본 발명의 헤드 교환식 절삭 공구의 제 1 실시형태를 나타내는 사시도이다.
도 2 는, 도 1 에 나타내는 실시형태를 축선 방향 선단측으로부터 본 평면도이다.
도 3 은, 도 2 에 있어서의 화살표선 W 방향으로부터 보았을 때의 측면도이다.
도 4 는, 도 3 에 있어서의 YY 단면도이다.
도 5 는, 도 4 에 있어서의 A 부분의 확대 단면도이다.
도 6 은, 도 2 에 있어서의 화살표선 X 방향으로부터 보았을 때의 측면도이다.
도 7 은, 도 6 에 있어서의 ZZ 단면도이다.
도 8 은, 도 7 에 있어서의 B 부분의 확대 단면도이다.
도 9 는, 도 1 에 나타내는 실시형태의 분해 사시도이다.
도 10 은, 도 1 에 나타내는 실시형태의 다른 분해 사시도이다.
도 11 은, 도 1 에 나타내는 실시형태의 분해 측면도이다.
도 12 는, 도 1 에 나타내는 실시형태에 장착되는 본 발명의 절삭 헤드의 제 1 실시형태를 나타내는 사시도이다.
도 13 은, 도 12 에 나타내는 실시형태를 축선 방향 선단측으로부터 본 평면도이다.
도 14 는, 도 13 에 있어서의 화살표선 W 방향으로부터 보았을 때의 측면도이다.
도 15 는, 도 13 에 있어서의 화살표선 X 방향으로부터 보았을 때의 측면도이다.
도 16 은, 도 12 에 나타내는 실시형태를 축선 방향 후단측으로부터 본 저면도이다.
도 17 은, 도 1 에 나타내는 실시형태에 있어서의 본 발명의 공구 본체의 제 1 실시형태를 나타내는 사시도이다.
도 18 은, 도 17 에 나타내는 실시형태를 축선 방향 선단측으로부터 본 평면도이다.
도 19 는, 도 18 에 있어서의 화살표선 W 방향으로부터 보았을 때의 측면도이다.
도 20 은, 본 발명의 헤드 교환식 절삭 공구의 제 2 실시형태를 나타내는 사시도이다.
도 21 는, 도 20 에 나타내는 실시형태의 측면도이다.
도 22 는, 도 20 에 나타내는 실시형태에 장착되는 본 발명의 절삭 헤드의 제 2 실시형태를 축선 방향 후단측으로부터 본 사시도이다.
도 23 은, 도 22 에 나타내는 실시형태의 측면도이다.
도 24 는, 도 22 에 나타내는 실시형태를 축선 방향 후단측으로부터 본 저면도이다.
도 25 는, 도 20 에 나타내는 실시형태의 분해 사시도이다.
도 26 은, 도 20 에 나타내는 실시형태의 다른 분해 사시도이다.

도 1 ∼ 도 11 은, 본 발명의 헤드 교환식 절삭 공구의 일 실시형태를 나타내고, 도 12 ∼ 도 16 은, 이 실시형태에 장착되는 본 발명의 절삭 헤드의 일 실시형태를 나타내고, 도 17 ∼ 도 19 는, 이 실시형태의 절삭 헤드가 장착되는 본 발명의 공구 본체의 일 실시형태를 나타낸다.

본 실시형태에 있어서, 공구 본체 (1) 는, 강재 등의 금속 재료에 의해 도 17 ∼ 도 19 에 나타내는 바와 같이 축선 (O) 을 중심으로 한 원 기둥 축상으로 형성되어 있다. 또한, 절삭 헤드 (11) 는, 공구 본체 (1) 보다 경도가 높은 초경 합금 등에 의해 도 12 ∼ 도 16 에 나타내는 바와 같이 축선 (O) 을 중심으로 한 원반상으로 형성되어 있다.

이와 같은 헤드 교환식 절삭 공구는, 절삭 헤드 (11) 가 공구 본체 (1) 의 선단부에 장착된 후에, 공구 본체 (1) 의 후단부가 공작 기계의 주축에 파지되어, 축선 (O) 주위로 공구 회전 방향 (T) 으로 회전되면서, 그 축선 (O) 에 교차하는 방향으로 반송됨으로써, 절삭 헤드 (11) 에 형성된 절삭날 (12) 에 의해 피삭재에 절삭 가공을 실시한다.

공구 본체 (1) 에는, 그 선단면 (도 1, 도 3 ∼ 도 4, 도 6 ∼ 도 7, 도 9 ∼ 도 11, 도 17 및 도 19 에 있어서 상측의 단면) 의 중앙부에, 축선 (O) 을 중심으로 하는 일정 내경의 단면 원형의 장착공 (2) 과, 이 장착공 (2) 의 저부로부터 축선 (O) 방향 후단측 (도 1, 도 3 ∼ 도 4, 도 6 ∼ 도 7, 도 9 ∼ 도 11, 도 17 및 도 19 에 있어서 하측) 으로 연장되는 상기 장착공 (2) 보다 소직경의 축선 (O) 을 중심으로 하는 나사공 (3) 이 형성되어 있다.

공구 본체 (1) 의 상기 선단면에는, 본 실시형태에서는 볼록부 (4) 가 형성되어 있다. 본 실시형태의 공구 본체 (1) 에는, 둘레 방향으로 간격 (등간격) 을 두고 복수 (4 개) 의 볼록부 (4) 가 형성되어 있다. 이들 볼록부 (4) 는 서로 동형 동크기로서, 장착공 (2) 의 개구부로부터 축선 (O) 에 대한 직경 방향 외주측으로 간격을 두고 형성되어 있고, 이 장착공 (2) 의 개구부측을 향하는 측면 (4a) 은 도 19 에 나타내는 바와 같이 축선 (O) 방향 후단측을 향함에 따라 축선 (O) 에 대한 직경 방향 내주측으로 경사져 있음과 함께, 축선 (O) 방향 선단측을 향하는 선단면 (4b) 은 도 7 및 도 19 에 나타내는 바와 같이 축선 (O) 에 수직인 평면 상에 위치하고 있다.

이들 볼록부 (4) 는, 도 19 에 나타내는 바와 같이, 공구 회전 방향 (T) 을 향하는 벽면 (4c) 이 축선 (O) 에 대한 반경 방향을 따른 방향으로 연장되어 있다. 이에 반하여, 볼록부 (4) 의 공구 회전 방향 (T) 과는 반대측을 향하는 벽면 (4d) 은, 도 19 에 나타내는 바와 같이 축선 (O) 방향 후단측을 향함에 따라 공구 회전 방향 (T) 과는 반대측을 향함과 함께, 공구 회전 방향 (T) 을 향하는 상기 벽면 (4c) 으로부터 멀어지도록 일정한 각도로 경사져 있다. 따라서, 이로써 볼록부 (4) 는, 축선 (O) 에 대한 직경 방향 외주측과 축선 (O) 방향 후단측을 향함에 따라 도 17 및 도 18 에 나타내는 바와 같이 둘레 방향으로 폭광이 되도록 형성되어 있다. 요컨대, 볼록부 (4) 의 선단면 (4b) 에 있어서의 둘레 방향의 길이와, 볼록부 (4) 의 바닥면 (공구 본체 (1) 의 선단면에 위치하는 가상면) 에 있어서의 둘레 방향의 길이는, 각각, 축선 (O) 에 대한 직경 방향 외주측을 향함에 따라 길어지도록 형성되어 있다.

공구 본체 (1) 의 상기 선단면 중, 이들 볼록부 (4) 와 장착공 (2) 의 개구부를 제외한 부분은, 축선 (O) 에 수직인 평면상으로 되어 있고, 본 실시형태에 있어서의 상기 선단면의 본체측 맞닿음면 (5) 으로 되어 있다. 따라서, 이 본체측 맞닿음면 (5) 의 외주 가장자리 (5a) 는, 축선 (O) 을 중심으로 하는 원주 상에 위치하고 있다. 또한, 상기 볼록부 (4) 의 축선 (O) 에 대한 직경 방향 외주측을 향하는 측면 (4e) 은, 공구 본체 (1) 의 외주면과 면일인 원통면상으로 형성되어 있다.

이와 같은 공구 본체 (1) 의 선단부에 장착되는 상기 절삭 헤드 (11) 에는, 그 중앙부의 후단측 (도 12, 도 14 및 도 15 에 있어서 하측) 에, 도 4, 도 7 및 도 16 에 나타내는 바와 같이, 축선 (O) 을 따른 축선 (O) 을 중심으로 하는 일정 내경의 관통공 (13) 이 형성되어 있다. 이 관통공 (13) 의 내경은, 공구 본체 (1) 의 장착공 (2) 의 내경과 대략 동등하게 되어 있다.

절삭 헤드 (11) 의 중앙부의 선단측 (도 12, 도 14 및 도 15 에 있어서 상측) 에는, 도 4, 도 7, 도 12 및 도 13 에 나타내는 바와 같이, 상기 관통공 (13) 에 연통하여 절삭 헤드 (11) 의 선단측으로 개구하는 관통공 (13) 보다 대직경의 축선 (O) 을 중심으로 하는 일정 내경, 또는 절삭 헤드 (11) 의 선단측을 향함에 따라 내경이 약간 확경하는 테이퍼상의 스폿 페이싱공 (14) 이 형성되어 있다. 내주면이 테이퍼상인 스폿 페이싱공 (14) 으로 하면, 후술하는 바와 같이 금형을 사용한 분말 프레스 성형에 의해 절삭 헤드 (11) 를 성형할 때의 빠짐 구배가 되어 성형성을 향상시킬 수 있다.

절삭 헤드 (11) 의 선단부에는, 둘레 방향으로 간격 (등간격) 을 두고 복수 (6 개) 의 오목 홈상의 칩 포켓 (15) 이, 스폿 페이싱공 (14) 의 개구부와도 간격을 두고 형성되어 있고, 이들 칩 포켓 (15) 의 공구 회전 방향 (T) 을 향하는 벽면의 변 능선부에 상기 절삭날 (12) 이 형성되어 있다.

본 실시형태에 있어서의 절삭날 (12) 은, 공구 회전 방향 (T) 으로부터 보아 도 14 에 나타내는 바와 같이, 절삭 헤드 (11) 의 선단 내주측으로부터 후단 외주측을 향하여 대략 1/4 원호상을 이루는 래디우스 엔드 밀의 코너날 형상의 절삭날로 되어 있고, 절삭 헤드 (11) 의 외주측을 향하는 외주날 (12a) 의 부분과 절삭 헤드 (11) 의 선단측을 향하는 바닥날 (12b) 의 부분을 구비하고 있다.

절삭 헤드 (11) 의 후단부의 외주면은, 후단측을 향함에 따라 축경하는 원추대상으로 형성되어 있다. 또한, 절삭 헤드 (11) 의 후단면에는, 둘레 방향으로 간격 (등간격) 을 두고, 상기 볼록부 (4) 와 동수 (4 개) 의 오목부 (16) 가 절삭 헤드 (11) 의 후단부의 외주면으로 개구하도록 형성되어 있고, 이들 오목부 (16) 내에 공구 본체 (1) 의 각 볼록부 (4) 가 수용 가능하게 되어 있다. 즉, 이들 오목부 (16) 도 서로 동형 동크기이고, 단 볼록부 (4) 보다 약간 한 사이즈 크게 형성되어 있고, 절삭 헤드 (11) 의 후단면에 있어서의 관통공 (13) 의 개구부로부터 축선 (O) 에 대한 직경 방향 외주측으로 간격을 두고 형성되어 있다.

이들 오목부 (16) 의 관통공 (13) 의 개구부측의 내벽면 (16a) 은, 축선 (O) 방향 후단측을 향함에 따라 축선 (O) 에 대한 직경 방향 내주측으로 경사져 있음과 함께, 축선 (O) 방향 후단측을 향하는 바닥면 (16b) 은 도 14 및 도 15 에 나타내는 바와 같이 축선 (O) 에 수직인 평면 상에 위치하고 있다. 또한, 오목부 (16) 의 공구 회전 방향 (T) 과는 반대측을 향하는 벽면 (16c) 은, 도 14 ∼ 도 16 에 나타내는 바와 같이 축선 (O) 에 대한 반경 방향을 따라 연장되도록 형성되어 있다.

오목부 (16) 의 공구 회전 방향 (T) 을 향하는 벽면 (16d) 은, 도 16 에 나타내는 바와 같이 축선 (O) 방향 후단측을 향함에 따라 공구 회전 방향 (T) 과는 반대측을 향함과 함께, 공구 회전 방향 (T) 과는 반대측을 향하는 상기 벽면 (16c) 으로부터 멀어지도록 일정한 각도로 경사져 있다. 따라서, 이로써, 오목부 (16) 도, 볼록부 (4) 와 마찬가지로, 도 12 및 도 14 ∼ 도 16 에 나타내는 바와 같이, 축선 (O) 에 대한 직경 방향 외주측과 축선 (O) 방향 후단측을 향함에 따라 둘레 방향으로 폭광이 되도록 형성된다. 요컨대, 오목부 (16) 의 바닥면 (16b) 에 있어서의 둘레 방향의 길이와, 오목부 (16) 의 선단면 (절삭 헤드 (11) 의 후단면에 위치하는 가상면) 에 있어서의 둘레 방향의 길이는, 각각, 축선 (O) 에 대한 직경 방향 외주측을 향함에 따라 길어지도록 형성되어 있다.

절삭 헤드 (11) 의 후단면 중, 이들 오목부 (16) 와 관통공 (13) 의 개구부를 제외한 부분은, 축선 (O) 에 수직인 평면상으로 되어 있고, 본 실시형태에 있어서의 상기 후단면의 헤드측 맞닿음면 (17) 으로 되어 있다. 따라서, 절삭 헤드 (11) 의 원추대상의 후단부에 있어서의 후단면의 헤드측 맞닿음면 (17) 의 외주 가장자리 (17a) 는, 축선 (O) 을 중심으로 하는 원주 상에 위치한다. 또한, 스폿 페이싱공 (14) 의 축선 (O) 방향 선단측을 향하는 바닥면 (14a) 은, 이 헤드측 맞닿음면 (17) 과 평행이거나, 또는 축선 (O) 을 따른 단면에 있어서 5°이하의 각도로 헤드측 맞닿음면 (17) 에 대하여 절삭 헤드 (11) 의 내주측을 향함에 따라 후단측을 향하도록 경사져 있다.

이와 같은 초경 합금 등의 경질 재료에 의해 형성된 절삭 헤드 (11) 는, 분말 야금 기술의 기본적인 공정을 따라 제조된다. 즉, 절삭 헤드 (11) 가 초경 합금제인 경우에는, 먼저 탄화텅스텐 분말과 코발트 분말을 주성분으로 하고, 필요에 따라 크롬이나 탄탈 등을 부성분으로 하는 과립상의 조립 (造粒) 분말을 사용하여, 금형을 사용한 분말 프레스 성형을 실시한다.

얻어진 프레스 성형체는, 적절한 분위기와 온도로 제어된 소결로 내에서 소정 시간 소결함으로써, 절삭 헤드 (11) 가 되는 소결체를 제조할 수 있다. 절삭 헤드 (11) 의 기본적 형상은 상기 금형의 설계에 의해 반영된다. 또한, 절삭 헤드 (11) 의 관통공 (13) 의 내경이나, 날끝 형상의 고정밀화를 도모하기 위해서, 필요에 따라 절삭 공구나 연삭 지석을 사용한 기계 가공을 실시하는 경우도 있다.

이와 같은 절삭 헤드 (11) 는, 공구 본체 (1) 의 본체측 맞닿음면 (5) 이 헤드측 맞닿음면 (17) 에 맞닿음되어 밀착함으로써, 축선 (O) 에 관해서 동축으로 장착된다. 이와 같이 장착된 상태에서, 이들 본체측 맞닿음면 (5) 과 헤드측 맞닿음면 (17) 은, 도 5 에 나타내는 바와 같이 헤드측 맞닿음면 (17) 의 외주 가장자리 (17a) 가 본체측 맞닿음면 (5) 의 외주 가장자리 (5a) 보다 축선 (O) 에 대한 직경 방향 외주측으로 돌출되어 있다. 여기서, 본 실시형태에서는, 이 본체측 맞닿음면 (5) 의 외주 가장자리 (5a) 에 대한 헤드측 맞닿음면 (17) 의 외주 가장자리 (17a) 의 축선 (O) 에 대한 반경 방향의 돌출량 (P) 은, 0.05 ㎜ ∼ 0.8 ㎜ 의 범위 내로 되어 있다.

절삭 헤드 (11) 를 공구 본체 (1) 에 축선 (O) 에 관해서 동축으로 장착하는 것에, 본 실시형태에서는 도 4, 도 7 및 도 9 ∼ 도 11 에 나타내는 바와 같은 클램프 나사 (21) 가 사용된다. 이 클램프 나사 (21) 는, 절삭 헤드 (11) 를 형성하는 초경 합금 등보다 경도가 낮고, 공구 본체 (1) 와 동등 또는 공구 본체 (1) 보다 경도가 낮은 강재와 같은 금속 재료에 의해 축선 (O) 을 중심으로 하도록 형성되고, 원판상의 헤드부 (22) 와, 이 헤드부 (22) 의 후단측으로 연장되는 원 기둥 형상의 축부 (23) 와, 이 축부 (23) 의 더욱 후단측으로 연장되는 수나사부 (24) 를 구비하고 있다.

헤드부 (22) 는, 절삭 헤드 (11) 의 스폿 페이싱공 (14) 에 수용 가능한 크기로 관통공 (13) 보다 큰 외경으로 됨과 함께, 축부 (23) 는 서로 대략 동등한 내경으로 된 절삭 헤드 (11) 의 관통공 (13) 및 공구 본체 (1) 의 장착공 (2) 에 끼워 넣기 가능한 외경이 되고, 수나사부 (24) 는 공구 본체 (1) 의 나사공 (3) 에 나사 끼움 가능하게 되어 있다. 또한, 헤드부 (22) 의 선단면에는, 렌치 등의 작업용 공구가 걸어 맞춤 가능한 걸어 맞춤공 (22a) 이 형성되어 있다. 또한, 헤드부 (22) 의 외주면은, 축선 (O) 을 중심으로 한 원통면상이어도 되고, 또한 선단측을 향함에 따라 약간 확경하는 테이퍼상이어도 된다. 이와 같은 헤드부 (22) 를 테이퍼상으로 함으로써, 헤드부 (22) 의 착탈이 용이해진다.

절삭 헤드 (11) 는, 각 오목부 (16) 에 공구 본체 (1) 의 볼록부 (4) 가 삽입되고, 오목부 (16) 의 공구 회전 방향 (T) 과는 반대측을 향하는 벽면 (16c) 에 볼록부 (4) 의 공구 회전 방향 (T) 을 향하는 벽면 (4c) 이 맞닿음됨과 함께, 상기 서술한 바와 같이 공구 본체 (1) 의 본체측 맞닿음면 (5) 이 헤드측 맞닿음면 (17) 에 맞닿음되어 밀착된 상태에서, 스폿 페이싱공 (14) 및 관통공 (13) 을 통하여 삽입된 클램프 나사 (21) 가, 상기 걸어 맞춤공 (22a) 에 걸어 맞춤된 작업용 공구에 의해 회전되고, 상기 수나사부 (24) 가 공구 본체 (1) 의 장착공 (2) 의 나사공 (3) 에 나사 끼움됨으로써, 공구 본체 (1) 의 선단부에 착탈 가능하게 장착된다.

이와 같이 구성된 헤드 교환식 절삭 공구, 절삭 헤드 (11), 및 공구 본체 (1) 에 있어서는, 공구 본체 (1) 의 선단면에 형성된 볼록부 (4) 와, 이 볼록부 (4) 가 삽입되는 절삭 헤드 (11) 의 후단면에 형성된 오목부 (16) 가, 상기 축선 (O) 에 대한 직경 방향 외주측을 향함에 따라 둘레 방향으로 폭광이 되도록 형성되어 있기 때문에, 특히 절삭 가공시의 절삭 토크에 의해 큰 회전 모멘트가 작용하는 절삭 헤드 (11) 의 외주측에 있어서, 높은 장착 강도나 장착 강성을 확보하여 절삭 헤드 (11) 를 장착할 수 있다.

이 때문에, 절삭 헤드 (11) 를 공구 본체 (1) 에 회전 방지하여 장착할 수 있는 것은 물론, 절삭 가공시에 절삭 헤드 (11) 의 절삭날 (12) 에 큰 절삭 부하가 작용해도, 절삭 헤드 (11) 에 덜컹거림이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 상기 구성의 헤드 교환식 절삭 공구, 절삭 헤드 (11), 및 공구 본체 (1) 에 의하면, 높은 가공 정밀도나 우수한 가공면 조도를 얻는 것이 가능해진다.

본 실시형태에서는, 절삭 헤드 (11) 의 후단면에 오목부 (16) 가 형성됨과 함께, 공구 본체 (1) 의 선단면에는 볼록부 (4) 가 형성되어 있고, 이들 볼록부 (4) 의 공구 회전 방향 (T) 을 향하는 벽면 (4c) 과, 오목부 (16) 의 공구 회전 방향 (T) 과는 반대측을 향하는 벽면 (16c) 이, 축선 (O) 에 대한 반경 방향을 따라 연장되도록 형성되어 있고, 이들 벽면 (4c, 16c) 은, 절삭 가공시에 절삭 헤드 (11) 의 절삭날 (12) 에 작용하는 절삭 토크에 의한 회전 모멘트를 수용하는 수용면이 된다.

따라서, 이들 벽면 (4c, 16c) 을 축선 (O) 에 대한 반경 방향을 따라 연장되도록 형성함으로써, 벽면 (4c, 16c) 을 맞닿음시킨 상태에서 절삭 가공을 실시했을 때에, 절삭날 (12) 에 과대한 절삭 부하가 작용해도, 절삭 헤드 (11) 를 축선 (O) 에 대한 직경 방향 외주측으로 인장하는 것과 같은 인장 응력이나, 반대로 축선 (O) 에 대한 직경 방향 내주측으로 압축하는 것과 같은 압축 응력이 작용하는 것을 피할 수 있다.

이 때문에, 본 실시형태에 의하면, 이와 같은 인장 응력이나 압축 응력에 의해 절삭 헤드 (11) 에 파손이 생기는 것을 방지할 수 있다. 또한, 벽면 (4c, 16c) 이 축선 (O) 에 대한 반경 방향을 따라 연장된다는 것은, 벽면 (4c, 16c) 이 축선 (O) 을 포함하는 평면 상에 위치하고 있거나, 또는 이 평면에 대하여 일정한 각도로 축선 (O) 방향 후단측을 향함에 따라 약간 공구 회전 방향 (T) 측으로 경사져 있고, 축선 (O) 에 수직인 어느 단면에 있어서 벽면 (4c, 16c) 이 축선 (O) 에 대한 반경 방향으로 연장되는 부분을 가지고 있으면 된다.

본 실시형태에서는, 절삭 헤드 (11) 의 후단면에 오목부 (16) 가 형성됨과 함께, 공구 본체 (1) 의 선단면에는 볼록부 (4) 가 형성되어 있고, 이들 오목부 (16) 와 볼록부 (4) 는, 공구 본체 (1) 와 절삭 헤드 (11) 의 후단측을 향함에 따라서도 둘레 방향으로 폭광이 되도록 형성되어 있다.

이 때문에, 공구 본체 (1) 의 선단면의 본체측 맞닿음면 (5) 과 절삭 헤드 (11) 의 후단면의 헤드측 맞닿음면 (17) 이 맞닿음되어 밀착한 부분에 있어서, 높은 장착 강도나 장착 강성으로 절삭 헤드 (11) 를 지지할 수 있기 때문에, 본 실시형태에 의하면, 절삭 헤드 (11) 의 덜컹거림을 더욱 확실하게 방지하는 것이 가능해지고, 더욱 높은 가공 정밀도나 우수한 마무리면 조도를 얻을 수 있다. 또한, 절삭 헤드 (11) 가 오목부 (16) 에 의해 필요 이상으로 크게 절결되는 것도 방지할 수 있기 때문에, 절삭 헤드에 더욱 높은 강성을 부여할 수도 있고, 이에 의해서도 더욱 고정밀도의 절삭 가공을 실시하는 것이 가능해진다.

본 실시형태에서는, 절삭 헤드 (11) 의 절삭날 (12) 이, 절삭 헤드 (11) 의 외주측을 향하는 외주날 (12a) 의 부분과 절삭 헤드 (11) 의 선단측을 향하는 바닥날 (12b) 의 부분을 구비한 엔드 밀 (래디우스 엔드 밀) 의 절삭날 (12) 로 되어 있다. 이 때문에, 이와 같은 절삭날 (12) 에 의해 예를 들어 금형의 벽면이나 바닥면의 절삭 가공을 실시할 수 있다.

본 실시형태에 있어서는, 절삭 헤드 (11) 에, 헤드측 맞닿음면 (17) 으로 개구하는 관통공 (13) 이 축선 (O) 을 따라 형성됨과 함께, 공구 본체 (1) 에는 축선 (O) 을 따라 나사공 (3) 이 형성되어 있고, 절삭 헤드 (11) 는, 헤드부 (22) 를 구비하여 관통공 (13) 에 삽입 통과되는 클램프 나사 (21) 가 나사공 (3) 에 나사 끼움되는 것에 의해 공구 본체 (1) 에 착탈 가능하게 장착되어 있다.

본 실시형태에서는, 오목부 (16) 와 볼록부 (4) 가, 상기 관통공 (13) 의 개구부와 나사공 (3) 의 개구부 (장착공 (2) 의 개구부) 로부터 축선 (O) 에 대한 직경 방향 외주측으로 간격을 두고 형성되어 있기 때문에, 예를 들어 특허문헌 1 에 기재된 헤드 교환식 절삭 공구와 같이 키와 키 홈이 관통공과 나사공에 교차하도록 형성되어 있는 것에 대하여, 클램프 나사 (21) 와 오목부 (16) 나 볼록부 (4) 가 간섭하는 것을 방지할 수 있다.

본 실시형태에 있어서는, 상기 관통공 (13) 은 축선 (O) 을 중심으로 한 일정 내경의 단면 원형으로 형성됨과 함께, 공구 본체 (1) 의 선단부에는, 나사공 (3) 의 본체측 맞닿음면 (5) 으로의 개구부에, 축선 (O) 을 중심으로 한 관통공 (13) 과 대략 동등한 일정 내경의 단면 원형의 장착공 (2) 이 형성되어 있고, 클램프 나사 (21) 는, 이들 관통공 (13) 및 장착공 (2) 에 끼워 넣어지는 원 기둥 형상의 축부 (23) 를 구비하고 있고, 이 축부 (23) 가 관통공 (13) 및 장착공 (2) 에 끼워 넣어지는 것에 의해 절삭 헤드 (11) 가 공구 본체 (1) 의 축선 (O) 과 동축으로 장착된다.

오목부 (16) 와 볼록부 (4) 는, 이들 관통공 (13) 의 개구부와 나사공 (3) 의 개구부인 장착공 (2) 의 개구부로부터 축선 (O) 에 대한 직경 방향 외주측으로 간격을 두고 형성되어 있기 때문에, 이들 관통공 (13) 및 장착공 (2) 에 끼워 넣어지는 클램프 나사 (21) 의 축부 (23) 가 오목부 (16) 나 볼록부 (4) 와 간섭하는 것을 피할 수 있다. 이 때문에, 절삭 헤드 (11) 의 장착 강도나 장착 강성을 확보하면서, 절삭 헤드 (11) 를 공구 본체 (1) 에 확실하게 동축으로 장착하는 것이 가능해진다. 또한, 장착공 (2) 의 내경과 관통공 (13) 의 내경은, 엄밀하게 동일하지 않아도 되고, 수 ㎛ 대의 공차를 가지고 있고, 이 공차의 범위 내이면 약간 상이한 크기로 되어 있어도 된다.

본 실시형태에서는, 클램프 나사 (21) 가 공구 본체 (1) 와 동일 경도 또는 경도가 낮은 강재 등의 금속 재료에 의해 형성되어 있음과 함께, 절삭 헤드 (11) 는 강재보다 경도가 높은 초경 합금에 의해 형성되어 있고, 절삭 헤드 (11) 의 비커스 경도를 A, 공구 본체 (1) 의 비커스 경도를 B, 클램프 나사 (21) 의 비커스 경도를 C 라고 했을 때, A ＞ B ≥ C 로 되어 있다.

클램프 나사 (21) 는 절삭 헤드 (11) 보다 연질인 재료가 되고, 이로써, 클램프 나사 (21) 에 의해 절삭 헤드 (11) 를 압압하여 클램프할 때에 클램프 나사 (21) 에 탄성을 부여할 수 있기 때문에, 이 탄성에 의해 절삭 헤드 (11) 의 장착 강도의 향상을 도모할 수 있다.

본 실시형태에서는, 공구 본체 (1) 를 강재에 의해 형성하고, 비커스 경도 B 를 초경 합금제의 절삭 헤드 (11) 의 비커스 경도 A 에 대하여 A ＞ B 가 되도록 하고 있지만, 공구 본체 (1) 도 초경 합금에 의해 형성하고, 클램프 나사 (21) 의 비커스 경도 C 에 대하여 A = B ＞ C 가 되도록 해도 된다. 이 경우에는, 공구 본체 (1) 의 나사공 (3) 의 주위를 강재에 의해 형성하고, 공구 본체 (1) 에 납땜이나 압입, 코킹 등에 의해 장착하여 나사공 (3) 을 형성하면 된다.

한편, 특허문헌 1 에 기재된 헤드 교환식 절삭 공구에서는, 이 특허문헌 1 의 도 1 에 나타내는 바와 같이 절삭 헤드의 후단면과 공구 본체의 선단면이, 동일한 크기의 외형이 원형으로 형성되어 있다. 그런데, 이와 같은 경우에는, 절삭 헤드의 후단면이 공구 본체의 선단면에 대하여 조금이라도 어긋나 장착된 경우에, 절삭 헤드에 과대한 절삭 부하가 작용하면, 경도가 낮은 공구 본체의 선단면이 절삭 헤드의 후단면의 외주 가장자리에 의해 가압되어 패이거나 돌출되는 것과 같이 손상될 우려가 있다.

공구 본체의 선단면이 패이거나 돌출되어 손상되면, 절삭 헤드를 교환할 때에, 이 패이거나 돌출된 부분에 새롭게 장착되는 절삭 헤드의 후단면이 맞닿음되게 되어, 이 새로운 절삭 헤드의 공구 본체에 대한 장착 정밀도나 장착 강도가 손상될 우려가 있다. 따라서, 이것에 수반하여, 피삭재의 가공 정밀도나 가공면 조도도 손상된다. 이것은, 상기 서술한 바와 같이 공구 본체도 초경 합금제여도 동일하다.

이에 반하여, 본 실시형태의 헤드 교환식 절삭 공구, 절삭 헤드 (11), 및 공구 본체 (1) 에서는, 절삭 헤드 (11) 의 헤드측 맞닿음면 (17) 의 외주 가장자리 (17a) 가 공구 본체 (1) 의 본체측 맞닿음면 (5) 의 외주 가장자리 (5a) 보다 축선 (O) 에 대한 직경 방향 외주측으로 돌출되어 있거나, 혹은 본체측 맞닿음면 (5) 의 외주 가장자리 (5a) 가 헤드측 맞닿음면 (17) 의 외주 가장자리 (17a) 보다 축선 (O) 에 대한 직경 방향 내주측으로 후퇴하고 있다.

따라서, 도 5 에 나타낸 바와 같이 헤드측 맞닿음면 (17) 은 공구 본체 (1) 의 선단부에 대하여 오버행된 상태로 장착된다. 즉, 이 헤드측 맞닿음면 (17) 의 외주 가장자리 (17a) 가 본체측 맞닿음면 (5) 의 외주 가장자리 (5a) 보다 돌출된 범위 내이면, 절삭 헤드 (11) 가 어긋나 장착되어 있어도, 헤드측 맞닿음면 (17) 의 외주 가장자리 (17a) 로부터 본체측 맞닿음면 (5) 의 외주 가장자리 (5a) 가 외주측으로 돌출되는 경우가 없다.

이 때문에, 본 실시형태와 같이 절삭 헤드 (11) 가 공구 본체 (1) 보다 경도가 높은 재료에 의해 형성되어 있을 때나, 동일 경도의 재료에 의해 형성되어 있는 경우에도, 절삭 가공시에 절삭 헤드 (11) 의 절삭날 (12) 에 과대한 부하가 작용했을 경우에, 헤드측 맞닿음면 (17) 의 외주 가장자리 (17a) 가 본체측 맞닿음면 (5) 에 먹혀 들어 패이거나, 이 먹혀 들어간 부분의 외주측이 압출되어 본체측 맞닿음면 (5) 이 돌출되어 손상되는 경우가 없다.

따라서, 절삭 헤드 (11) 를 교환했을 때에, 이와 같은 본체측 맞닿음면 (5) 의 패임이나 돌출에 의해 새로운 절삭 헤드 (11) 의 공구 본체 (1) 에 대한 장착 정밀도나 장착 강도가 손상되는 것을 방지하는 것이 가능해진다. 이 때문에, 이 새로운 절삭 헤드 (11) 에 의한 피삭재의 가공 정밀도나 가공면 조도를 확보할 수 있다.

본 실시형태에서는, 본체측 맞닿음면 (5) 의 외주 가장자리 (5a) 에 대한 헤드측 맞닿음면 (17) 의 외주 가장자리 (17a) 의 축선 (O) 에 대한 반경 방향의 돌출량 (본체측 맞닿음면 (5) 의 외주 가장자리 (5a) 의 헤드측 맞닿음면 (17) 의 외주 가장자리 (17a) 에 대한 축선 (O) 에 대한 직경 방향 내주측으로의 후퇴량) (P) 이, 0.05 ㎜ ∼ 0.8 ㎜ 의 범위 내로 되어 있기 때문에, 본체측 맞닿음면 (5) 의 외주 가장자리 (5a) 를 확실하게 헤드측 맞닿음면에 내포함과 함께, 본체측 맞닿음면 (5) 의 외주 가장자리 (5a) 와 헤드측 맞닿음면 (17) 의 외주 가장자리 (17a) 가 일치하고 있는 경우의 공구 본체 (1) 의 휨량이 허용할 수 있는 범위가 되어, 이와 같은 새로운 절삭 헤드 (11) 의 장착 정밀도나 장착 강도를 확실하게 유지하면서, 고정밀도로 원활한 절삭 가공을 실시할 수 있다.

이 돌출량 (P) 이 0.05 ㎜ 를 하회하면, 절삭 헤드 (11) 의 어긋남량에 따라서는 헤드측 맞닿음면 (17) 의 외주 가장자리 (17a) 의 먹혀 들어감 등에 의해 본체측 맞닿음면 (5) 이 손상되는 것을 방지할 수 없게 될 우려가 있다. 한편, 이 돌출량 (P) 이 0.8 ㎜ 를 상회할 정도로 크면, 절삭 가공시의 절삭 부하 중 축선 (O) 에 수직인 분력에 의한 공구 본체 (1) 의 휨량이 과대해져, 진동의 발생에 의한 피삭재의 가공 정밀도나 가공면 조도가 저하할 우려가 있음과 함께, 절삭 가공에 의해 생성된 절삭 부스러기가 외주측으로 크게 돌출된 헤드측 맞닿음면 (17) 의 외주 가장자리 (17a) 에 걸려 원활한 절삭 가공이 방해될 우려가 있다.

본 실시형태에서는, 본체측 맞닿음면 (5) 의 외주 가장자리 (5a) 와 헤드측 맞닿음면 (17) 의 외주 가장자리 (17a) 가, 모두 상기 축선 (O) 을 중심으로 한 원주 상에 위치하고 있고, 즉 동심 원주 상에 배치되어 있고, 공구 본체 (1) 의 선단면과 절삭 헤드 (11) 의 후단면의 전체 둘레에 걸쳐 상기 서술한 바와 같은 돌출량 (P) 이 확보되어 있다. 이 때문에, 헤드측 맞닿음면 (17) 의 외주 가장자리 (17a) 가 축선 (O) 에 대한 직경 방향의 어느 외주측으로 어긋나 장착되어도, 본체측 맞닿음면 (5) 이 손상되는 것을 방지할 수 있고, 또한 확실하게 절삭 헤드 (11) 의 장착 정밀도나 장착 강도를 유지하는 것이 가능해진다.

본 실시형태에서는, 상기 서술한 바와 같이 절삭날 (12) 이 절삭 헤드 (11) 의 선단측을 향하는 바닥날 (12b) 의 부분을 구비하고 있는 경우에 있어서, 절삭 헤드 (11) 에, 상기 관통공 (13) 에 연통하여 절삭 헤드 (11) 의 선단측으로 개구하는 스폿 페이싱공 (14) 이 형성되어 있음과 함께, 클램프 나사 (21) 에는, 이 스폿 페이싱공 (14) 에 수용되는 헤드부 (22) 가 구비되어 있다.

이 클램프 나사 (21) 의 헤드부 (22) 를, 본 실시형태와 같이 축선 (O) 을 중심으로 한 원판상으로 형성함으로써, 스폿 페이싱공 (14) 의 내경을 작게 할 수 있기 때문에, 절삭 헤드 (11) 의 선단부로 개구하는 스폿 페이싱공 (14) 의 개구부를 작게 할 수 있다. 이 때문에, 상기 서술한 절삭날 (12) 의 선단측을 향하는 바닥날 (12b) 의 부분에 긴 절삭날 길이를 확보할 수 있음과 함께, 이 바닥날 (12b) 의 부분의 근방에서 절삭 헤드 (11) 가 박육이 되는 경우도 없기 때문에, 이와 같은 부분으로부터 절삭 헤드 (11) 가 파손되는 것도 방지할 수 있다.

클램프 나사 (21) 의 헤드부 (22) 가 원판상으로 형성되어 있음과 함께, 본 실시형태에서는, 스폿 페이싱공 (14) 의 바닥면 (14a) 이, 헤드측 맞닿음면 (17) 과 평행하거나, 또는 축선 (O) 을 따른 단면에 있어서 5°이하의 작은 각도로 헤드측 맞닿음면 (17) 에 대하여 절삭 헤드 (11) 의 내주측을 향함에 따라 후단측을 향하도록 경사져 있을 뿐이다. 이 때문에, 절삭 헤드 (11) 에는, 클램프 나사 (21) 의 나사 끼움에 의해 대략 축선 (O) 방향 후단측을 향하는 클램프력만이 작용하게 된다.

따라서, 예를 들어 특허문헌 1 에 기재된 헤드 교환식 절삭 공구와 같이 원추대상의 클램프 나사의 헤드부에 의해 테이퍼상의 스폿 페이싱공을 압압하여 절삭 헤드를 클램프하는 경우와 같이, 공구 본체 (1) 의 축선 (O) 방향 후단측을 향하는 클램프력에 더하여 절삭 헤드 (11) 에 축선 (O) 에 대한 직경 방향 외주측으로의 분력이 작용하는 경우가 없다.

이 때문에, 이와 같은 직경 방향 외주측으로의 분력에 의해 절삭 헤드 (11) 가 확경하도록 변형되어 피삭재의 가공 직경이 변동하거나, 클램프 나사 (21) 에 의한 클램프력에 직경 방향의 치우침이 생기는 것과 같은 경우가 없기 때문에, 더욱 더 고정밀도의 절삭 가공을 실시하는 것이 가능해진다.

도 20 ∼ 도 26 은, 본 발명의 헤드 교환식 절삭 공구, 절삭 헤드 (11), 및 공구 본체 (1) 의 제 2 실시형태를 나타내고, 도 1 ∼ 도 19 에 나타낸 제 1 실시형태와 공통되는 부분에는, 동일한 부호를 배치하고 있다. 제 1 실시형태에서는, 공구 본체 (1) 의 선단면에 볼록부 (4) 가 형성됨과 함께, 이 볼록부 (4) 가 삽입되는 오목부 (16) 는 절삭 헤드 (11) 의 후단면에 형성되어 있던 것에 반하여, 제 2 실시형태에서는 반대로, 공구 본체 (1) 의 선단면에 오목부 (16) 가 형성됨과 함께, 이 오목부 (16) 에 삽입되는 볼록부 (4) 가 절삭 헤드 (11) 의 후단면에 형성되어 있다.

이들 오목부 (16) 와 볼록부 (4) 도, 축선 (O) 에 대한 직경 방향 외주측을 향함에 따라 둘레 방향으로 폭광이 되도록 형성되어 있다. 즉, 오목부 (16) 와 볼록부 (4) 의 바닥면 및 선단면의 둘레 방향의 길이는, 각각, 축선 (O) 에 대한 직경 방향 외주측을 향함에 따라 길어지도록 형성되어 있다. 또한, 절삭 헤드 (11) 의 후단면에 볼록부 (4) 가 형성됨과 함께, 공구 본체 (1) 의 선단면에 오목부 (16) 가 형성된 제 2 실시형태에서는, 제 1 실시형태와는 반대로 볼록부 (4) 의 공구 회전 방향 (T) 과는 반대측을 향하는 벽면 (4d) 과, 오목부 (16) 의 공구 회전 방향 (T) 을 향하는 벽면 (16d) 이 맞닿음된 상태에서 절삭 헤드 (11) 가 공구 본체 (1) 에 장착되게 되고, 이들 벽면 (4d, 16d) 이 축선 (O) 에 대한 반경 방향을 따라 연장되도록 형성되어 있다.

절삭 헤드 (11) 의 후단면에 볼록부 (4) 가 형성됨과 함께, 공구 본체 (1) 의 선단면에 오목부 (16) 가 형성된 제 2 실시형태에서는, 제 1 실시형태와는 반대로 오목부 (16) 와 볼록부 (4) 는, 공구 본체 (1) 와 절삭 헤드 (11) 의 선단측을 향함에 따라서 둘레 방향으로 폭광이 되도록 형성되어 있다.

이 제 2 실시형태에서는, 오목부 (16) 가 공구 본체 (1) 의 나사공 (3) 의 개구부 (장착공 (2) 의 개구부) 로부터 축선 (O) 에 대한 직경 방향 외주측으로 간격을 두고 형성됨과 함께, 볼록부 (4) 가 절삭 헤드 (11) 의 관통공 (13) 의 개구부로부터 축선 (O) 에 대한 직경 방향 외주측으로 간격을 두고 형성된다. 또한, 절삭 헤드 (11) 에 형성된 볼록부 (4) 의 축선 (O) 에 대한 직경 방향 외주측을 향하는 측면 (4e) 은, 원추대상을 이루는 절삭 헤드 (11) 의 후단부의 외주면과 면일로 형성되어 있다.

이와 같은 제 2 실시형태의 헤드 교환식 절삭 공구, 절삭 헤드 (11), 및 공구 본체 (1) 에 있어서도, 오목부 (16) 와 볼록부 (4) 가 축선 (O) 에 대한 직경 방향 외주측을 향함에 따라 둘레 방향으로 폭광이 되도록 형성되어 있기 때문에, 제 1 실시형태와 마찬가지로 절삭 가공시의 절삭 토크에 의해 큰 회전 모멘트가 작용하는 절삭 헤드 (11) 의 외주측에 있어서, 높은 장착 강도나 장착 강성을 확보할 수 있다. 이 때문에, 절삭 가공시에 절삭날 (12) 에 큰 절삭 부하가 작용해도, 절삭 헤드 (11) 에 덜컹거림이 발생하는 것을 방지하여, 높은 가공 정밀도나 우수한 가공면 조도를 얻는 것이 가능해진다.

이들 볼록부 (4) 와 오목부 (16) 가 서로 맞닿는 벽면 (4d, 16d) 이 축선 (O) 에 대한 반경 방향을 따라 연장되도록 형성되어 있기 때문에, 절삭날 (12) 에 과대한 절삭 부하가 작용해도, 절삭 헤드 (11) 에 축선 (O) 에 대한 직경 방향의 인장 응력이나 압축 응력이 작용하는 것을 피할 수 있어, 절삭 헤드 (11) 에 파손이 생기는 것을 방지할 수 있다.

공구 본체 (1) 에 형성된 오목부 (16) 와 절삭 헤드 (11) 에 형성된 볼록부 (4) 가, 공구 본체 (1) 와 절삭 헤드 (11) 의 선단측을 향함에 따라서도 둘레 방향으로 폭광이 되도록 형성되어 있기 때문에, 더욱 높은 장착 강도나 장착 강성을 확보할 수 있고, 절삭 헤드 (11) 에 덜컹거림을 확실하게 방지하여, 보다 높은 가공 정밀도나 우수한 가공면 조도를 얻을 수 있다.

오목부 (16) 가 공구 본체 (1) 의 나사공 (3) 의 개구부 (장착공 (2) 의 개구부) 로부터 축선 (O) 에 대한 직경 방향 외주측으로 간격을 둠과 함께, 볼록부 (4) 가 절삭 헤드 (11) 의 관통공 (13) 의 개구부로부터 축선 (O) 에 대한 직경 방향 외주측으로 간격을 두고 형성되어 있기 때문에, 이들 볼록부 (4) 나 오목부 (16) 가 클램프 나사 (21) 나 클램프 나사 (21) 의 축부 (23) 에 간섭하는 것을 피할 수 있다.

산업상 이용가능성

본 발명에 의하면, 절삭 헤드를 공구 본체에 회전 방지하여 장착할 수 있는 것은 물론, 절삭 가공시의 절삭 토크에 의해 큰 회전 모멘트가 작용하는 절삭 헤드의 외주측에 있어서, 높은 장착 강도나 장착 강성을 확보하여 절삭 헤드를 장착할 수 있기 때문에, 절삭 가공시에 절삭 헤드의 절삭날에 큰 절삭 부하가 작용해도, 절삭 헤드에 덜컹거림이 발생하는 것을 방지할 수 있어, 높은 가공 정밀도와 우수한 가공면 조도를 얻는 것이 가능해진다.

1 ; 공구 본체
2 ; 장착공
3 ; 나사공
4 ; 볼록부
4c ; 볼록부 (4) 의 공구 회전 방향 (T) 을 향하는 벽면
4d ; 볼록부 (4) 의 공구 회전 방향 (T) 과는 반대측을 향하는 벽면
5 ; 본체측 맞닿음면
5a ; 본체측 맞닿음면 (5) 의 외주 가장자리
11 ; 절삭 헤드
12 ; 절삭날
12a ; 외주날 (절삭날 (12) 중 절삭 헤드 (11) 의 외주측을 향하는 부분)
12b ; 바닥날 (절삭날 (12) 중 절삭 헤드 (11) 의 선단측을 향하는 부분)
13 ; 관통공
14 ; 스폿 페이싱공
14a ; 스폿 페이싱공 (14) 의 바닥면
16 ; 오목부
16c ; 오목부 (16) 의 공구 회전 방향 (T) 과는 반대측을 향하는 벽면
16d ; 오목부 (16) 의 공구 회전 방향 (T) 을 향하는 벽면
17 ; 헤드측 맞닿음면
17a ; 헤드측 맞닿음면 (17) 의 외주 가장자리
21 ; 클램프 나사
22 ; 클램프 나사 (21) 의 헤드부
23 ; 클램프 나사 (21) 의 축부
24 ; 클램프 나사 (21) 의 수나사부
O ; 공구 본체 (1) 의 축선
T ; 공구 회전 방향
P ; 본체측 맞닿음면 (5) 의 외주 가장자리 (5a) 에 대한 헤드측 맞닿음면 (17) 의 외주 가장자리 (17a) 의 축선 (O) 에 대한 반경 방향의 돌출량

Claims

축선 주위로 공구 회전 방향으로 회전되는 축상의 공구 본체의 선단부에, 절삭날을 구비한 절삭 헤드가 착탈 가능하게 장착된 헤드 교환식 절삭 공구로서,
상기 공구 본체와 상기 절삭 헤드는, 상기 공구 본체의 선단면의 본체측 맞닿음면이 상기 절삭 헤드의 후단면의 헤드측 맞닿음면에 맞닿음되어 밀착함으로써 장착되어 있고,
상기 절삭 헤드의 후단면과 상기 공구 본체의 선단면에는, 오목부와, 상기 오목부 내에 삽입 가능한 볼록부가 형성되어 있고,
상기 오목부와 상기 볼록부는, 상기 축선에 대한 직경 방향 외주측을 향함에 따라 둘레 방향으로 폭광이 되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 헤드 교환식 절삭 공구.
제 1 항에 있어서,
상기 절삭 헤드의 후단면에 상기 오목부가 형성되고, 상기 공구 본체의 선단면에는 상기 볼록부가 형성되어 있고,
상기 볼록부의 상기 공구 회전 방향을 향하는 벽면과, 상기 오목부의 상기 공구 회전 방향과는 반대측을 향하는 벽면은, 상기 축선에 대한 반경 방향을 따라 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 헤드 교환식 절삭 공구.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 절삭 헤드의 후단면에 상기 오목부가 형성되고, 상기 공구 본체의 선단면에는 상기 볼록부가 형성되어 있고,
상기 오목부와 상기 볼록부는, 상기 공구 본체와 상기 절삭 헤드의 후단측을 향함에 따라서 둘레 방향으로 폭광이 되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 헤드 교환식 절삭 공구.
제 1 항에 있어서,
상기 절삭 헤드의 후단면에 상기 볼록부가 형성되고, 상기 공구 본체의 선단면에는 상기 오목부가 형성되어 있고,
상기 볼록부의 상기 공구 회전 방향과는 반대측을 향하는 벽면과, 상기 오목부의 상기 공구 회전 방향을 향하는 벽면은, 상기 축선에 대한 반경 방향을 따라 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 헤드 교환식 절삭 공구.
제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 절삭 헤드의 후단면에 상기 볼록부가 형성되고, 상기 공구 본체의 선단면에는 상기 오목부가 형성되어 있고,
상기 오목부와 상기 볼록부는, 상기 공구 본체와 상기 절삭 헤드의 선단측을 향함에 따라서 둘레 방향으로 폭광이 되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 헤드 교환식 절삭 공구.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 절삭날은, 상기 절삭 헤드의 외주측을 향하는 부분과 그 절삭 헤드의 선단측을 향하는 부분을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 헤드 교환식 절삭 공구.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 절삭 헤드에는, 상기 헤드측 맞닿음면으로 개구하는 관통공이 상기 축선을 따라 형성되고,
상기 공구 본체에는 상기 축선을 따라 나사공이 형성되고,
상기 절삭 헤드는, 헤드부를 구비하여 상기 관통공에 삽입 통과되는 클램프 나사가 상기 나사공에 나사 끼움되는 것에 의해 상기 공구 본체에 착탈 가능하게 장착되어 있고,
상기 오목부와 상기 볼록부는, 상기 관통공의 개구부와 상기 나사공의 개구부로부터 상기 축선에 대한 직경 방향 외주측으로 간격을 두고 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 헤드 교환식 절삭 공구.
제 7 항에 있어서,
상기 관통공은 상기 축선을 중심으로 한 일정 내경의 단면 원형으로 형성되고,
상기 절삭 헤드의 선단측에는, 그 관통공에 연통하여 상기 절삭 헤드의 선단측으로 개구하는 스폿 페이싱공이 형성되어 있고,
상기 공구 본체의 선단부에는, 상기 나사공의 상기 본체측 맞닿음면에 대한 개구부에, 상기 축선을 중심으로 한 상기 관통공과 동등한 일정 내경의 단면 원형의 장착공이 형성되어 있고,
상기 클램프 나사는, 상기 스폿 페이싱공에 수용되는 원판상의 상기 헤드부와, 상기 헤드부의 후단측으로 연장되어 상기 관통공 및 상기 장착공에 끼워 넣어지는 원 기둥 형상의 축부와, 상기 축부의 후단측으로 연장되어 상기 나사공에 나사 끼움되는 수나사부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 헤드 교환식 절삭 공구.
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
상기 절삭 헤드의 비커스 경도를 A, 상기 공구 본체의 비커스 경도를 B, 상기 클램프 나사의 비커스 경도를 C 라고 했을 때, A ＞ B ≥ C 또는 A ≥ B ＞ C 의 관계에 있는 것을 특징으로 하는 헤드 교환식 절삭 공구.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 헤드 교환식 절삭 공구에 있어서의 축선 주위로 공구 회전 방향으로 회전되는 축상의 공구 본체의 선단부에 착탈 가능하게 장착되는 절삭 헤드로서,
상기 절삭 헤드는 절삭날을 구비하고,
상기 절삭 헤드의 후단면에는, 상기 공구 본체의 선단면의 본체측 맞닿음면에 맞닿음되어 밀착하는 헤드측 맞닿음면과,
상기 공구 본체의 선단면에 형성된 볼록부가 삽입되는 오목부, 또는 상기 공구 본체의 선단면에 형성된 오목부에 삽입되는 볼록부가 형성되어 있고,
상기 오목부 또는 상기 볼록부는, 상기 축선에 대한 직경 방향 외주측을 향함에 따라 둘레 방향으로 폭광이 되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 절삭 헤드.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 헤드 교환식 절삭 공구에 있어서의 절삭 헤드가 선단부에 착탈 가능하게 장착되는, 축선 주위로 공구 회전 방향으로 회전되는 축상의 공구 본체로서,
상기 공구 본체의 선단면에, 상기 절삭 헤드의 후단면의 헤드측 맞닿음면에 맞닿음되어 밀착하는 본체측 맞닿음면과,
상기 절삭 헤드의 후단면에 형성된 오목부에 삽입되는 볼록부, 또는 상기 절삭 헤드의 후단면에 형성된 볼록부가 삽입되는 오목부가 형성되어 있고,
상기 볼록부 또는 상기 오목부는, 상기 축선에 대한 직경 방향 외주측을 향함에 따라서 둘레 방향으로 폭광이 되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 공구 본체.