WO2013008768A1

WO2013008768A1 - 刃先交換式切削工具

Info

Publication number: WO2013008768A1
Application number: PCT/JP2012/067423
Authority: WO
Inventors: 近藤　浩教
Original assignee: 株式会社タンガロイ
Priority date: 2011-07-11
Filing date: 2012-07-09
Publication date: 2013-01-17
Also published as: JP2014168817A

Abstract

　ピーリング工具などのように専用設備を必要とせずに、旋盤加工の加工能率を改善できる刃先交換式切削工具を提供する。本発明の刃先交換式切削工具の工具ボデー（１）は、先端部（１ｔ）に形成された切削インサート（１０）を装着するための複数のチップ座（５）と、先端（１ｅ）から長手方向に沿って延在し、前記複数のチップ座（５）に装着された複数の切削インサート（１０）により切削加工される被加工物を受け入れ可能な穴（２）と、を有する。

Description

刃先交換式切削工具

　本発明は、切削インサートを着脱自在に装着できる刃先交換式切削工具に関する。

　被加工物の外周面を旋盤加工するための従来の刃先交換式切削工具は、切削インサートを１つだけ用いるもの、すなわち、いわゆる外径用バイトが一般的である。別の従来技術として、棒状の被加工物の外周面を円筒状に切削加工する方法には、特許文献１のような、ピーリング加工が知られている。ピーリング加工には、ピーリング専用機を用い、回転工具であるピーリング工具が使用される。ピーリング工具は、複数の切れ刃のコーナ部が同一円周上に並べられ、棒状の被加工物が、回転するピーリング工具の中央を通って送られることにより、被加工物の外周面が円筒面状に切削加工される。

国際公開第９４／２９０５３号パンフレット

　一般的な外径用バイトは、切れ刃が１つしかないため、加工能率を向上したいときに限界がある。一方、特許文献１のようなピーリング工具は、前述のとおり、専用機を必要とする。つまり、外周加工だけを別工程として、別の工作機械で加工しなくてはならないため、一台の旋盤や自動旋盤などで加工することができない。

　本発明の刃先交換式切削工具は、先端部（１ｔ）に形成された切削インサート（１０）を装着するための複数のチップ座（５）と、先端（１ｅ）から長手方向に沿って延在し、前記複数のチップ座（５）に装着された複数の切削インサート（１０）により切削加工される被加工物（２０）を受け入れ可能な穴（２）と、備える工具ボデー（１）を有することを特徴とする。

　本発明によれば、旋盤や自動旋盤などの、ピーリング専用機ではない工作機械を用いて、２つ以上の切れ刃を同時に用いて旋盤加工の加工能率を向上できる。１つの切れ刃を用いる通常の旋盤加工と比較して、２倍以上の能率となる。また、ピーリング専用機を必要としないため、すべての切削加工が旋盤などの１台の工作機械でできる。すなわち、専用設備が不要となり、設備費用が抑制できる。なおかつ、省スペース化ができる。さらに、自動旋盤のように剛性の低い旋盤でも、加工能率の向上ができる。

図１は本発明の第１の実施形態に係る切削工具の斜視図。図２は図１の切削工具を先端側から見た図。図３は図１の切削工具を図２のIIIの方向から見た図。図４は図１の切削工具を図２のIVの方向から見た図。図５は図１の切削工具を後端側から見た図。図６は図１の切削工具の長手方向に沿った先端部の拡大断面図。

　本発明を適用した切削工具の実施形態について、図１～図６を参照しながら説明する。図１～図６に示すように、本実施形態の切削工具の工具ボデー１の先端部１ｔには、先端１ｅから長手方向に沿って延在し、切削加工される被加工物２０加工された部分２１を受け入れ可能な穴２が設けられる。また、工具ボデー１の先端部１ｔには、切削インサート１０を装着するための２つのチップ座５が形成され、穴２の周囲に、２つの切削インサート１０が配置される。切削インサート１０には、既知の切削インサート１０がそのまま使用できる。２つの切削インサート１０は、同じ形状のものが使用できる。この実施形態では、いわゆるポジティブタイプの８０゜菱形の切削インサート１０とする。切削インサート１０の上面と側面との交差稜線部には、切れ刃１１が形成される。８０゜のコーナ部１２に対して両側につづく切れ刃１１は、右勝手用または左勝手用として選択的に使用される。切削インサート１０自体には勝手がない。２つのチップ座５は、２つの切削インサート１０の切れ刃１１が穴２の中心軸線Ｃ１を中心とする円周方向において離間して配置されるとともに、２つの切削インサート１０の切れ刃１１の一部が穴２の内側に突出するように配置されるように形成される。好適には、２つの切れ刃１１のコーナ部１２が、切削工具の穴２の中心軸線Ｃ１を中心にもつ共通の円周上に配置されるとよい。

　この実施形態の切削工具は、図６に示すように、棒状の被加工物２０の外周面を円筒状に切削加工する。旋盤や自動旋盤などで、被加工物２０を回転させ、２つの切削インサート１０の切れ刃１１が、同時に被加工物２０へ押し付けられて切削加工する。穴２があることで、被加工物２０と工具ボデー１との干渉を防ぎ、穴２の周辺に、加工径の円周上に離間して配置された２つの切れ刃１１を同時に作用させる。この実施形態では、切削インサート１０を２つ配置したが、３つ以上配置することも可能である。切削インサート１０の数が多いほど、加工能率の向上ができる。２つ以上の切削インサート１０は、上記したように、工具ボデー１を先端視したときに、それぞれの切れ刃１１の少なくとも一部が、穴部２の穴径よりも内側にあるように配置されるので、被加工物２０と工具ボデー１との干渉が防げる。さらに、２つの切れ刃１１のコーナ部１２が、切削工具の穴２の中心軸線Ｃ１を中心にもつ共通の円周上に配置されると、２つの切削インサート１０に均等に切削負荷がかかるように制御しやすく、被加工物２０の加工された部分２１と切削工具の穴２との干渉が発生しにくい。また、２つ以上の切れ刃１１の力が、被加工物２０に対して均等に作用するため、被加工物２０に対して曲げの力などがかからない。このため、加工される寸法精度が向上する。また、被加工物２０に対して均等に作用するため、びびり振動の発生を抑制でき、自動旋盤などの剛性が低い旋盤でも加工能率が向上できる。穴２の断面形状は、円形で構わない。穴２の断面形状を円形とすると、製造が容易となり、製造コストを抑制できる。なお、穴２の断面形状は円形に限定されない。穴２の内径のうち、少なくとも、被加工物２０の加工された部分２１を受け入れる領域は、当該加工された部分２１の加工直径すなわち外径よりも大きければよく、切りくずポケットを設けるなど、任意の形状に変更できる。また、穴２はその形成位置が本実施形態の位置に限定されず、例えば、工具ボデー１の中心軸線に対して偏心していてもよく、加工された部分２１を受け入れることができればよい。さらに、２つ以上の切れ刃１１のコーナ部１２を共通の円周上に配置するときに、当該共通の円周の中心は、必ずしも穴２の中心軸線Ｃ１に一致させなくてもよい。なお、穴２の断面形状が円形ではない場合、穴２の内径とは、穴２の断面形状に内接する内接円の直径とする。

　穴２は、工具ボデー１の先端から基端まで貫通する貫通穴とされるとよい。穴２が工具ボデー１を長手方向に貫通していると、シャンクの後端側に切削油や気体の供給管を接続可能に形成することができ、穴２の内部から切れ刃の先端へ、切削油や気体を供給できる。そのため、切れ刃１１周辺への切りくずの滞留などを抑制できる。また、切削油や気体の供給管を穴２に接続しない場合であっても、穴２が貫通していることで、これを通じて切りくずや切削油などの排出が可能となり、その結果、切れ刃１１周辺への切りくずの滞留などを抑制できる。なお、この実施形態では、略円筒状のシャンク形状をもつ工具ボデー１とし、穴２は工具ボデー１の中心軸線と同軸に配置した。穴２の位置は、この実施形態に限定されない。例えば、シャンクの中心軸とはずれた位置に穴２を設けてもよい。また、丸いシャンクではなく、四角などの多角形のシャンクとする切削工具の先端側に、シャンクの下面を基準として、前面から後面に貫通するように、穴２が設けられてもよい。なお、切削油や気体の供給管を接続する方法は、貫通穴に管用ねじを加工するなど、既知の技術が適用できる。

　図６に示すように、穴２の途中には、切削加工される被加工物２０の切削加工された部分２１を案内するガイド部３が設けられるとよい。ガイド部３の内径は、被加工物２０の加工直径よりも、わずかに大きな直径とされ、ガイド部３の直径などの形状は、加工したい被加工物２０の加工後の直径に対して、適切なすきまをもって案内されるように調整される。このことにより、びびり振動の発生を抑制する効果が高まる。ガイド部３と被加工物２０の切削加工された部分２１とのすきまは、直径の差で０．１ｍｍ以上、なおかつ０．５ｍｍ以下の範囲が好ましい。このすきまを０．１ｍｍ未満にすると、被加工物２０の回転に対する抵抗が急激に増加し、切削速度が不安定になる。また、すきまに異物が挟まるなどの問題が発生しやすくなる。このすきまが０．５ｍｍを超えると、ガイド部２０が被加工物２０の加工された部分２１を案内する機能を失う可能性がある。

　図６に示すように、ガイド部３の入り口側、すなわち、工具ボデー１の先端側には、被加工物２０の加工された部分２１がスムーズにガイド部３へ誘導されるように、ガイド部３に対して傾斜する誘導面４を設けることが好ましい。誘導面４は、面取り面などでもよい。誘導面４を設けることにより、ガイド部３と被加工物２０の加工された部分２１とのすきまを、前述のように小さく調整したとしても、被加工物２０の加工された部分２１が衝突することなく、スムーズにガイド部３へ誘導される。

　本発明の切削工具は、内径バイト用のホルダすなわちアダプタなどを介して旋盤の刃物台に取り付けられ、旋盤の主軸と切削工具の穴２の中心軸線とが平行になるように使用される。回転している被加工物２０を覆うように本発明の切削工具が送られ、穴２が切削加工された被加工物２０との干渉を防ぐ。旋盤や自動旋盤で使用される場合は、そのまま切削工具を戻すように逃がされ、被加工物２０が穴２から出てくる。この実施形態では、切れ刃１１の径方向の位置調整機構がないため、引き抜かれるときに被加工物２０の切削面に切れ刃１１が接触しながら戻される。そのため、切削面に傷をつける場合がある。そのような場合は、引き抜くときの速度を適正に制御する。あるいは、荒加工など、傷が残っても問題のない切削加工に使用する。

　本発明の切削工具は、以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の変更及び追加が可能である。例えば、この切削工具を回転主軸のある刃物台に装着すると、回転工具として、旋盤の主軸回転方向以外の円筒形状加工に用いることが可能である。もちろん、旋盤以外の、例えばフライス盤やマシニングセンタなどに装着することも可能である。

１　工具ボデー
２　穴
３　ガイド部
４　誘導面
５　チップ座
１０　切削インサート
１１　切れ刃
１２　コーナ部
２０　被加工物
２１　切削加工された部分

Claims

　先端部（１ｔ）に形成された切削インサート（１０）を装着するための複数のチップ座（５）と、
　先端（１ｅ）から長手方向に沿って延在し、前記複数のチップ座（５）に装着された複数の切削インサート（１０）により切削加工される被加工物（２０）を受け入れ可能な穴（２）と、を備える工具ボデー（１）を有する刃先交換式切削工具。
　前記複数のチップ座（５）は、前記複数の切削インサート（１０）の切れ刃（１１）の一部が前記穴（２）の内側に突出して配置されるように、形成されている請求項１に記載の刃先交換式切削工具。
　前記複数のチップ座（５）は、前記複数の切削インサート（１０）の切れ刃（１１）が前記穴（２）の中心軸線（Ｃ１）を中心とする円周方向において離間して配置されるように形成されている請求項１又は２に記載の刃先交換式切削工具。
　前記複数のチップ座（５）は、前記複数の切削インサート（１０）のコーナ部（１２）が共通の円周上へ配置されるように、形成されている請求項１ないし３のいずれかに記載の刃先交換式切削工具。
　前記穴（２）は、前記工具ボデー（１）を長手方向において貫通している請求項１ないし４のいずれかに記載の刃先交換式切削工具。
　前記工具ボデー（１）を貫通している穴（２）は、その後端部が切削油又は気体の供給管を接続可能に形成されている請求項５に記載の刃先交換式切削工具。
　前記穴（２）は、前記複数の切削インサート（１０）により切削加工される被加工物（２０）を長手方向に案内するガイド部（３）を備える請求項１ないし６のいずれかに記載の刃先交換式切削工具。
　前記穴（２）は、前記ガイド部（３）の前記工具ボデーの先端側に、当該ガイド部（３）に対して傾斜する誘導面（４）を備える請求項７に記載の刃先交換式切削工具。
　前記ガイド部（３）の内径は、前記被加工物（２０）の加工された部分（２１）の直径よりも、０．１ｍｍ以上、０．５ｍｍ以下の範囲で大きい請求項７又は８に記載の刃先交換式切削工具。