JP4288905B2 - Replaceable cutting tool and ring member - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、刃部が着脱可能に工具本体に装着される刃部交換式切削工具に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の刃部交換式切削工具の一例として、特許第2656949号公報に開示されているようなものがある。
図2に示すように、このような刃部交換式切削工具1の工具本体2には、その先端面2Aに、軸線O方向の後端側に向かって取付孔3が穿設されており、この取付孔3は、先端面2Aに開口するとともに後端側に向かうにしたがい内径が漸次縮径する略円錐台状のテーパ孔3Aと、このテーパ孔3Aの後端側に連なる雌ねじ部3Bとから構成されている。
また、少なくとも一つの切刃を備えた切削部4Aとこの切削部4Aの後端側に連なるとともに後端側に向かうにしたがい外径が漸次縮径する略円錐台状のテーパ部4Bとを有する刃部4における後端に形成されたフック部4Cと、雄ねじ部5Bを有するボルト部5における先端に形成されたフック部5Aとが着脱可能に連結され、これら連結された刃部4及びボルト部5が、工具本体2の取付孔3内に挿入されている。
【0003】
そして、ボルト部5の雄ねじ部5Bが取付孔3の雌ねじ部3Bにねじ込まれていることによって、ボルト部5が工具本体2の軸線O方向の後端側に引き込まれるのにともない、このボルト部5と連結された刃部4も軸線O方向の後端側に引き込まれていて、刃部4のテーパ部4Bの外周面が取付孔3のテーパ孔3Aの内周面を押圧した状態となって、刃部4が工具本体2に着脱可能に装着されている。
なお、刃部4が工具本体2に装着された状態では、工具本体2の先端面2Aと、この先端面2Aに対向して配置されるとともに刃部4における切削部4Aとテーパ部4Bとを接続する軸線O方向の後端側を向く壁面4Dとは密着せずに、これらの間に隙間が形成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような刃部交換式切削工具1では、作業者が刃部4を回転させることにより、この刃部4と連結されたボルト部5を回転させて、ボルト部5の雄ねじ部5Bを取付孔3の雌ねじ部3Bにねじ込み、ボルト部5及び刃部4を軸線O方向の後端側に引き込んでいくことになるのであるが、このときの刃部4を回転させるために与えられる締め付けトルクは、作業者の力の入れ加減で大きく変わってしまう。
作業者が力を入れ過ぎると、刃部4が取付孔3の奥深くまで入り過ぎてしまい、テーパ部4Bの外周面とテーパ孔3Aの内周面との間で生じる押圧力が(くさび効果によって)非常に高くなって、刃部4を工具本体2から取り外すことができなくなるおそれがある。
さらに、ワークの切削加工の際には、切削熱の発生によって例えば鋼からなる工具本体2が熱膨張することや、工具本体2が高速回転するときに遠心力が生じることなどによって、取付孔3のテーパ孔3Aが膨らんでしまうことがあり、このような場合も、刃部4が取付孔3の奥深くまで入り過ぎてしまうおそれを生じさせて、刃部4の取り外しができなくなるおそれがある。
【0005】
また、上記のような刃部交換式切削工具1において、刃部4が工具本体2に装着された状態では、刃部4のテーパ部4Bの外周面と取付孔3のテーパ孔3Aの内周面とを密着させることだけで、この刃部4を拘束しているために、刃部4の取付剛性が不足しがちとなっていて、切削加工時にビビリ振動を生じさせてしまうおそれがある。
これを解決するため、テーパ部4Bの外周面とテーパ孔3Aの内周面とを密着させるのと同時に、工具本体2の先端面2Aとこの先端面2Aに対向して配置される刃部4の壁面4Dとを密着させるといった、いわゆる2面拘束にすることが考えられるが、このような刃部4の2面拘束を実現するためには、テーパ部4Bの外周面及びテーパ孔3Aの内周面と、工具本体2の先端面2A及び刃部4の壁面4Dとがそれぞれ高精度に加工されていることが必要となるので、効果的な解決手段とはなり得なかった。
【0006】
ここで、刃部4のテーパ部4Bを中空にして、刃部4のテーパ部4Bの外周面が取付孔3のテーパ孔3Aの内周面を押圧したときに、この刃部4のテーパ部4Bの外径が縮径するように弾性変形させて、上記の加工精度の誤差を吸収して2面拘束を実現する方法も考えられるが、このような刃部交換式切削工具1に用いられる刃部4を構成する材料としては、超硬質物質(超硬合金、サーメット、セラミック等)が使用されるため、加工の観点からテーパ部4Bを中空にすることは困難であり、また、外径が小さい(例えば20mm以下)小径の工具になってくると強度低下の問題も生じてしまう。
【0007】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、刃部の工具本体への着脱に不具合を生じさせることなく、刃部の取付剛性を容易に高めることができる刃部交換式切削工具及びリング部材を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明による刃部交換式切削工具は、少なくとも一つの切刃を備えた切削部とこの切削部の後端側に連なるとともに後端側に向かうにしたがい外径が漸次縮径する略円錐台状のテーパ部とを有する刃部が、工具本体の先端面に穿設されて後端側に向かうにしたがい内径が漸次縮径する略円錐台孔状のテーパ孔を有する取付孔に挿入されるとともに、前記刃部が前記工具本体の軸線方向の後端側に引き込まれることにより、前記刃部のテーパ部の外周面が前記取付孔のテーパ孔の内周面を押圧して、前記刃部が着脱可能に装着される刃部交換式切削工具であって、前記工具本体の先端面とこの先端面に対向して配置される前記刃部の壁面との間に、これら先端面及び壁面に密着して前記刃部を周回する、ヤング率が60〜220GPaの範囲に設定された弾性体のリング部材が介在させられていて、前記リング部材と前記刃部の壁面との密着面が後端側に向かうにしたがい径が漸次縮径するテーパ状に形成されるとともに前記リング部材と前記工具本体の先端面との密着面が前記工具本体の軸線に直交するように延在されていること、前記リング部材と前記工具本体の先端面との密着面が後端側に向かうにしたがい径が漸次拡径するテーパ状に形成されるとともに前記リング部材と前記刃部の壁面との密着面が前記工具本体の軸線に直交するように延在されていること、及び、前記リング部材と前記刃部の壁面との密着面が後端側に向かうにしたがい径が漸次縮径するテーパ状に形成されるとともに前記リング部材と前記工具本体の先端面との密着面が後端側に向かうにしたがい径が漸次拡径するテーパ状に形成されていることのうちのいずれか一つを満足しており、前記刃部が前記工具本体の軸線方向の後端側に引き込まれることにより、前記リング部材が径方向外方側に向かって押し広げられるように弾性変形して拡径させられることを特徴とするものである。
このような本発明によれば、工具本体の先端面とこれに対向する刃部の壁面との間に、これら先端面及び壁面に密着するようにして、弾性体からなるリング部材が介在させられていることから、刃部を取付孔内で軸線方向の後端側に引き込むときには、リング部材の存在によって、この刃部が取付孔の奥深くまで入り過ぎるのを防止することが可能となり、刃部の取り外しができなくなってしまうことがない。
しかも、この弾性体からなるリング部材は、工具本体の先端面に対する密着面及び刃部の壁面に対する密着面のうちの少なくとも一方が上記のように傾斜したテーパ状とされていることから、刃部が軸線方向の後端側に引き込まれたときに、このリング部材が弾性変形して拡径させられることになるので、刃部の壁面とリング部材とを密着させつつも、刃部のテーパ部の外周面と取付孔のテーパ孔の内周面とを確実に密着させることが可能となる。これにより、加工精度に多少の誤差が生じていたとしても、刃部を確実に2面拘束することが可能となるので、刃部の取付剛性を容易かつ確実に高めることができる。
さらには、このようなリング部材が存在することによって、工具本体の先端面と刃部の壁面との間の隙間に、塵などの異物が入ることを防止できるので、刃部の着脱を繰り返したとしても、刃部のテーパ部の外周面と取付孔のテーパ孔の内周面との間に異物が侵入する危険性を低減することができる。
【0009】
ここで、前記密着面における片角でのテーパ角度は、10〜80゜の範囲に設定されていることが好ましく、このテーパ角度が10゜より小さくなると、軸線方向に沿った押圧力を得られにくくなって、刃部を2面拘束させることによってその取付剛性を高める効果が薄れてしまうおそれがあり、一方、テーパ角度が80゜より大きくなると、密着面に生じる摩擦が大きくなりすぎて、リング部材が拡径しにくくなってしまうおそれがある。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付した図面を参照しながら説明する。
図1(a)は本実施形態による刃部交換式切削工具の一部破断側面図、(b)は(a)における要部拡大図である。
本実施形態による刃部交換式切削工具10は、図1に示すように、軸線O回りに回転させられる工具本体11と、この工具本体11に着脱自在に装着されて固定される刃部20と、刃部20を軸線O方向の後端側に引き込むために用いられる引込部材としてのボルト部30と、リング部材40とからなるものである。
【0012】
工具本体11は、例えばスチール等によって、軸線Oを中心とする略円柱状に形成されており、その軸線O方向の先端側を向いて軸線Oに直交するように延在する先端面12に、軸線O方向の後端側に向けて軸線Oを中心とした取付孔13が穿設されていることにより、先端面12が略リング形状をなすようになっている。
また、取付孔13は、工具本体11の先端面12から後端側に向かって内径が一定の勾配で漸次縮径していく略円錐台孔状のテーパ孔14と、このテーパ孔14の後端側に連なるとともに、一定の内径で後端側に向かって延びる略円柱孔状の収納孔15と、この収納孔15の後端側に連なる雌ねじ部16とから構成されている。
【0013】
刃部20は、例えば超硬合金からなり、少なくとも一つの切刃が最先端に形成された切削部21と、この切削部21の後端側に連なるとともに後端側に向かうにしたがい外径が一定の勾配で漸次縮径していく略円錐台状をなすテーパ部22と、このテーパ部22の後端側に連なる後端側部分23とから構成されて、軸線Oを中心として形成されている。
刃部20の後端側部分23は、テーパ部22の後端側に段差部を経て連なる軸部25と、この軸部25の後端側に連なるとともに刃部20の後端部をなし、かつ、軸部25の外周面よりも径方向外方側に一段突出する角部27を備えた端部26とからなるフック部24とされている。
【0014】
また、刃部20において、切削部21とテーパ部22との接続部分は、切削部21の後端側及びテーパ部22の先端側に連なるとともに後端側に向かうにしたがい外径が一定の勾配で漸次縮径していく略円錐台状をなす副テーパ部28となっている。
ここで、テーパ部22における片角でのテーパ角度α(軸線Oを含む断面で見たときにテーパ部22が軸線Oとなす狭角)は、2〜25゜の範囲に設定されているのに対し、副テーパ部24における片角でのテーパ角度β(軸線Oを含む断面で見たときに副テーパ部24が軸線Oとなす狭角)は、10〜80゜の範囲内で上記のテーパ角度αよりも大きくなる(α<β)ように設定されている。
【0015】
ボルト部30は、例えばスチールからなり、略円柱状をなす先端側部分31と、この先端側部分31の後端側に連なる雄ねじ部32aとから構成されて、軸線Oを中心として形成されている。
ボルト部30の先端側部分31には、その端面(ボルト部30における先端面)に開口するフック穴32bが形成されているとともに、このフック穴32bの後端側と連通するように、軸線Oを中心とした一定の内径を有する略円柱孔状をなすフック部収納孔33が形成されている。
【0016】
フック穴32bは、刃部20におけるフック部24の端部26及び軸部25がちょうど通過可能な大きさに設定されており、このフック穴32bの周囲に位置してフック部収納孔33の内周面から屹立する軸線O方向の後端側を向く壁面には、軸線O方向の先端側に一段凹むように、上記のフック部24の端部26の角部27を嵌合可能な嵌合部34が形成されている。
また、ボルト部30には、押圧体36とバネ37とから構成された押圧部材35が設けられており、押圧体36がバネ37によって軸線O方向の先端側へ向かって付勢されている。
【0017】
ここで、刃部20及びボルト部30については、フック部24の端部26をフック穴32bに挿入して通過させてから、刃部20をボルト部30に対して周方向に所定角度相対回転させた後、刃部20とボルト部30とを軸線O方向で互いに離間する方向へ相対移動させることによって、フック部24の端部26の角部27がフック穴32bの周囲の壁面に形成された嵌合部34に嵌合させられた状態となっており、これら刃部20とボルト部30との周方向での相対回転及び軸線O方向で互いに離間する方向への相対移動が阻止されて、刃部20とボルト部30とが互いに連結されている。
なお、刃部20とボルト部30とが互いに連結された状態では、ボルト部30に設けられた押圧部材35によって、これら刃部20とボルト部30とが軸線O方向で互いに離間する方向へ押圧されているので、刃部20とボルト部30との連結が容易に外れないようになっている。
【0018】
互いに連結された刃部20及びボルト部30は、工具本体11の先端面12に穿設された取付孔13に対し、刃部20のテーパ部22が取付孔13のテーパ孔14内に収容され、刃部20の後端側部分23(フック部24)とボルト部30の先端側部分31とが取付孔13の収納孔15内に収容されるように挿入されており、ボルト部30の雄ねじ部32aが、取付孔13の雌ねじ部16にねじ込まれている。
【0019】
ここで、刃部20には、切削部21とテーパ部22とを接続する副テーパ部28が形成されていて、しかも、副テーパ部28における片角でのテーパ角度βが、テーパ部22における片角でのテーパ角度αよりも大きくなっていることから、この副テーパ部28の外周面(刃部20の壁面)が工具本体11の先端面12に対向して配置されている。
【0020】
また、互いに対向しあう刃部20の副テーパ部28の外周面と工具本体11の先端面12との間には、刃部20を周回するようにして、リング部材40が介在させられている。
このリング部材40は、ヤング率が60〜220GPaの範囲に設定された弾性体であって、具体的には、例えばアルミや鋼から構成されたものであり、全周に亘って切れ目なく連なるように構成されている。
【0021】
リング部材40における略リング形状をなす一対の端面41,42のうち、軸線O方向の後端側に向けられた一方の端面41は、工具本体11の先端面12に対応するように、軸線O方向に直交するように延在させられ、軸線O方向の先端側に向けられた他方の端面42は、刃部20の副テーパ部28の形状に対応するように、軸線O方向の後端側(一方の端面41側)に向かうにしたがい内径が漸次縮径していくようなテーパ面43を有している(テーパ面43における片角でのテーパ角度が、副テーパ部28における片角でのテーパ角度βと略一致している)。
【0022】
そして、ボルト部30の雄ねじ部32aが取付孔13の雌ねじ部16にねじ込まれていることで、このボルト部30が取付孔13内で軸線O方向の後端側に引き込まれているとともに、ボルト部30の先端側部分31と連結された後端側部分23を有する刃部20が、取付孔13内で軸線O方向の後端側に引き込まれている。
【0023】
これにより、刃部20のテーパ部22の外周面と取付孔13のテーパ孔14の内周面とが密着し、刃部20の副テーパ部28の外周面とリング部材40の他方の端面42に形成されたテーパ面43とが密着し、さらに、リング部材40の一方の端面41と工具本体11の先端面12とが密着している状態となっている。そのため、刃部20におけるテーパ部22及び副テーパ部28の外周面が、取付孔13におけるテーパ孔14の内周面及びリング部材40における他方の端面に形成されたテーパ面43をそれぞれ押圧することとなって、刃部20の軸線Oと工具本体11の軸線Oとが一致させられて心出しが行われ、刃部20が工具本体11に着脱自在に装着されて固定されている。
【0024】
このような構成とされた刃部交換式切削工具10において、刃部20を工具本体11に装着する際には、互いに連結された刃部20及びボルト部30を取付孔13内に挿入してから、刃部20を回転させることにより、この刃部20と連結されたボルト部30を回転させて、ボルト部30の雄ねじ部32aを取付孔13の雌ねじ部16にねじ込み、刃部20を軸線O方向の後端側に引き込んでいくことになる。
【0025】
このとき、刃部20の副テーパ部28の外周面と工具本体11の先端面12との間にリング部材40が介在させられていることから、刃部20のテーパ部22の外周面と取付孔13のテーパ孔14の内周面とが接触するよりも前に、刃部20の副テーパ部28の外周面とリング部材40の一方の端面42に形成されたテーパ面43とが接触する。
【0026】
このまま、刃部20を回転させて、刃部20を軸線O方向の後端側に引き込み続けていくと、弾性体であるリング部材40における一方の端面41と工具本体11の先端面12とが密着させられて、軸線Oに直交するように延在する密着面ができるとともに、リング部材40における他方の端面42に形成されたテーパ面43と刃部20の副テーパ部28の外周面とが密着させられて、軸線O方向の後端側に向かうにしたがい径が漸次縮径するテーパ状の密着面(片角でのテーパ角度β)ができる。
【0027】
これら2つの密着面のうち、リング部材40における他方の端面42に形成されたテーパ面43と刃部20の副テーパ部28の外周面との密着面は、軸線O方向の後端側に向かうにしたがい径が漸次縮径するテーパ状をなしているので、刃部20が軸線O方向の後端側へ引き込まれていくのにともない、弾性体であるリング部材40がそのテーパ面43に受ける押圧力によって径方向外方側に向かって押し広げられるように弾性変形して拡径させられる。
そのため、刃部20の副テーパ部28の外周面とリング部材40の他方の端面42に形成されたテーパ面43との密着した状態を維持しつつ、このリング部材40が弾性変形して拡径する分だけ刃部20を軸線O方向の後端側にさらに引き込むことが可能となり、ついには、刃部20のテーパ部22の外周面と取付孔13のテーパ孔14の内周面とが密着させられる。
【0028】
これにより、刃部20におけるテーパ部22の外周面及び副テーパ部28の外周面が、取付孔13のテーパ孔14の内周面及びリング部材40における他方の端面42に形成されたテーパ面43をそれぞれ押圧した状態となって、刃部20が工具本体11に対して2面拘束で装着されるのである。
【0029】
以上説明したような本実施形態によれば、工具本体11の先端面12とこれに対向する刃部の壁面(刃部20の副テーパ部28の外周面)との間に、これら先端面12及び副テーパ部28の外周面に密着するような弾性体からなるリング部材40が介在させられているため、刃部20を取付孔13内で軸線O方向の後端側に引き込むとき、作業者が刃部20を回転させるために与えた締め付けトルクが大きすぎたとしても、このリング部材40の存在によって、刃部20が取付孔13内の奥深くまで入り過ぎることを防止でき、刃部20の取り外しができなくなるといった不具合が生じることがない。
【0030】
また、この弾性体からなるリング部材40における他方の端面42に形成されたテーパ面43と刃部20における副テーパ部28の外周面との密着面が、軸線O方向の後端側に向かうにしたがい径が漸次縮径するテーパ状となっているため、刃部20が軸線O方向の後端側に引き込まれたときには、このリング部材40が弾性変形して拡径させられる。
このリング部材40が弾性変形する分だけ、刃部20における軸線O方向での移動の自由度が増すことになり、刃部20における副テーパ部28の外周面とリング部材40における他方の端面42に形成されたテーパ面43とを密着させた状態を維持しつつ、これと同時に、刃部20のテーパ部22の外周面と取付孔13のテーパ孔14の内周面とを確実に密着させることができる。
これにより、加工精度の多少の誤差を吸収することができるので、容易かつ確実に、刃部20の2面拘束を実現することが可能となり、刃部20の取付剛性を高めて、切削加工中においてもビビリ振動を生じさせることがない。
【0031】
さらに、このようなリング部材40を用いたことによって、工具本体11の先端面12とこの先端面12に対向して配置される副テーパ部28の外周面との間の隙間に、塵などの異物が入ってしまう事態を防止することができるので、刃部20の着脱を繰り返し行ったとしても、刃部20のテーパ部22の外周面と取付孔13のテーパ孔14の内周面との間に異物が侵入する危険性を低減して、刃部20の装着状態を安定して維持し続けることができる。
【0032】
ここで、弾性体であるリング部材40のヤング率が60〜220GPaの範囲に設定されていることによって、刃部20の取付剛性を高めるために必要な軸線O方向に沿う押圧力を適度に生じさせ、かつ、加工精度の誤差を吸収するために必要な弾性変形を適度に生じさせることができている。
このヤング率が60GPaより小さくなってしまうと、軸線O方向に沿う押圧力が必要十分に得られず、取付剛性を高めることができなくなってしまうおそれがあり、一方、ヤング率が220GPaより大きくなると、リング部材40の弾性変形が必要十分に望めなくなってしまうおそれがある。
なお、上述のような効果をより確実なものとするためには、リング部材40のヤング率は、70〜130GPaの範囲に設定されていることが好ましい。
【0033】
また、ここで、リング部材40における他方の端面42に形成されたテーパ面43と刃部20における副テーパ部28の外周面との密着面について、その片角でのテーパ角度βが、10〜80゜の範囲に設定されていることによって、刃部20の取付剛性を高めるために必要な軸線O方向に沿う押圧力を十分に確保することができ、かつ、加工精度の誤差を吸収するために必要なリング部材40の弾性変形を十分に生じさせることができている。
このテーパ角度βが10゜より小さくなると、軸線O方向に沿った押圧力を得られにくくなって、刃部20を2面拘束させることによってその取付剛性を高める効果が薄れてしまうおそれがあり、一方、テーパ角度βが80゜より大きくなると、このテーパ状の密着面に生じる摩擦が大きくなりすぎて、リング部材40の弾性変形による拡径が生じにくくなってしまうおそれがある。
なお、上述のような効果をより確実なものとするためには、テーパ角度βは、30〜60゜の範囲に設定されていることが好ましい。
【0034】
以上の実施形態においては、リング部材40(他方の端面42に形成されたテーパ面43)と刃部20の壁面(副テーパ部24の外周面)との密着面を、軸線O方向の後端側に向かうにしたがい径が漸次縮径するテーパ状にしているが、これに限定されることはない。例えば、リング部材40と工具本体11の先端面12との密着面を、軸線O方向の後端側に向かうにしたがい径が漸次拡径するテーパ状にしても、上述のような効果を得ることができ、また、リング部材40と工具本体11の先端面12との密着面及びリング部材40と刃部20の壁面との密着面の両方をテーパ状にしてもよい。
さらに、リング部材40としては、全周に亘って切れ目なく連なるように構成されたものに限らず、一つの切れ目を有する略C字型をなすようなものを用いることも考えられる。
【0035】
また、以上説明してきたような刃部交換式切削工具については、工具本体の後端側部分が工作機械の回転軸に取り付けられることによって、この工具本体が軸線回りに回転させられるものに限定されることはなく、例えば、工作機械の回転軸が工具本体をなしている、つまり、工作機械の回転軸における先端面に上述したような取付孔が穿設されていて、この取付孔に対して刃部が装着されるようなものでも構わない(工具本体を、工作機械の回転軸を含んだ表現とする)。
【0036】
【発明の効果】
本発明によれば、刃部を取付孔内で軸線方向の後端側に引き込むときには、工具本体の先端面とこれに対向する刃部の壁面との間に介在させられるリング部材によって、この刃部が取付孔の奥深くまで入り過ぎてしまうのを防止することが可能となり、刃部を工具本体から取り外すことができなくなってしまうことがない。
また、弾性体からなるリング部材の、工具本体の先端面に対する密着面及び刃部の壁面に対する密着面のうちの少なくとも一方がテーパ状とされていることによって、刃部が軸線方向の後端側に引き込まれたときに、このリング部材が弾性変形して拡径させられるので、刃部の壁面とリング部材とを密着させつつも、刃部のテーパ部の外周面と取付孔のテーパ孔の内周面とを確実に密着させることができる。これにより、加工精度に多少の誤差が生じていたとしても、刃部を確実に2面拘束することが可能となるので、刃部の取付剛性を容易に高めることができて、切削加工時にビビリ振動を生じさせてしまうことがない。
さらに、リング部材を用いることによって、工具本体の先端面と刃部の壁面との間の隙間に、塵などの異物が入ることを防止できるので、刃部の着脱を繰り返したとしても、刃部のテーパ部の外周面と取付孔のテーパ孔の内周面との間に異物が侵入する危険性を低減して、刃部の装着状態を安定して維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 (a)は本実施形態による刃部交換式切削工具の一部破断側面図、(b)は(a)における要部拡大図である。
【図2】 従来の刃部交換式切削工具の一例を示す一部破断側面図である。
【符号の説明】
10 刃部交換式切削工具
11 工具本体
12 先端面
13 取付孔
14 テーパ孔
20 刃部
21 切削部
22 テーパ部
28 副テーパ部
40 リング部材
O 軸線[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a blade part exchangeable cutting tool in which a blade part is detachably attached to a tool body.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as an example of this kind of blade part exchange-type cutting tool, there is one disclosed in Japanese Patent No. 2656949.
As shown in FIG. 2, the
Moreover, it has the cutting
[0003]
Then, as the male threaded
In the state where the blade portion 4 is mounted on the
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the blade part replaceable cutting tool 1 as described above, when the operator rotates the blade part 4, the
If the operator puts too much force, the blade 4 will enter too deeply into the
Furthermore, when the workpiece is cut, the
[0005]
Further, in the blade part replaceable cutting tool 1 as described above, when the blade part 4 is mounted on the
In order to solve this, the outer peripheral surface of the
[0006]
Here, when the
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has a blade part replaceable cutting tool and a ring that can easily increase the attachment rigidity of the blade part without causing problems in attaching and detaching the blade part to the tool body. An object is to provide a member.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems and achieve such an object, the blade part replaceable cutting tool according to the present invention is connected to a cutting part having at least one cutting edge and a rear end side of the cutting part. A blade portion having a substantially frustoconical taper portion whose outer diameter gradually decreases as it goes toward the rear end side is formed in the tip surface of the tool body, and the inner diameter gradually decreases toward the rear end side. And the outer peripheral surface of the tapered portion of the blade portion is inserted into the attachment hole having the tapered hole having a substantially frustoconical hole shape, and the blade portion is pulled toward the rear end side in the axial direction of the tool body. A blade part replaceable cutting tool in which the blade part is detachably mounted by pressing the inner peripheral surface of the taper hole of the mounting hole, and is disposed facing the tip surface of the tool body and the tip surface. The front edge surface and the wall surface are in close contact with the wall surface of the blade portion. Orbiting the blade portion, Young's modulus was set in the range of 60-220 GPaAn elastic ring member is interposed, and a close contact surface between the ring member and the wall surface of the blade portion is formed in a tapered shape with a diameter gradually decreasing toward the rear end side.And the contact surface between the ring member and the tip end surface of the tool body extends so as to be orthogonal to the axis of the tool body.is being done,The contact surface between the ring member and the front end surface of the tool body is formed in a taper shape in which the diameter gradually expands toward the rear end side.The contact surface between the ring member and the wall surface of the blade portion is extended so as to be orthogonal to the axis of the tool body, and the contact surface between the ring member and the wall surface of the blade portion is A tapered shape in which the diameter gradually decreases with increasing diameter toward the rear end side, and the contact surface between the ring member and the front end surface of the tool body gradually increases in diameter toward the rear end side. Formed intoOf what has beenAny oneSatisfiedIn addition, when the blade portion is pulled toward the rear end side in the axial direction of the tool body, the ring member is elastically deformed and expanded in diameter so as to be pushed and expanded toward the radially outward side.It is characterized by.
According to the present invention, the ring member made of an elastic body is interposed between the tip surface of the tool body and the wall surface of the blade portion facing the tool body so as to be in close contact with the tip surface and the wall surface. Therefore, when the blade portion is pulled to the rear end side in the axial direction in the mounting hole, it is possible to prevent the blade portion from entering too deeply into the mounting hole due to the presence of the ring member. It will not be impossible to remove.
Moreover, since the ring member made of this elastic body has a tapered shape in which at least one of the contact surface to the tip surface of the tool body and the contact surface to the wall surface of the blade portion is inclined as described above, Since the ring member is elastically deformed and expanded in diameter when is pulled to the rear end side in the axial direction, the taper portion of the blade portion is brought into close contact with the wall surface of the blade portion and the ring member. The outer peripheral surface of the mounting hole and the inner peripheral surface of the taper hole of the mounting hole can be securely adhered to each other. As a result, even if some errors occur in the machining accuracy, the blade portion can be reliably restrained on two surfaces, so that the attachment rigidity of the blade portion can be easily and reliably increased.
Furthermore, since the presence of such a ring member can prevent foreign matters such as dust from entering the gap between the tip surface of the tool body and the wall surface of the blade portion, the attachment and detachment of the blade portion was repeated. Even so, it is possible to reduce the risk of foreign matter entering between the outer peripheral surface of the tapered portion of the blade portion and the inner peripheral surface of the tapered hole of the mounting hole.
[0009]
Here, the taper angle at one angle on the contact surface is preferably set in a range of 10 to 80 °. When the taper angle is smaller than 10 °, a pressing force along the axial direction can be obtained. If the taper angle is larger than 80 °, the friction generated on the contact surface becomes too large and the ring becomes too difficult. There is a possibility that the member is difficult to expand the diameter.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
Fig.1 (a) is a partially broken side view of the blade part exchange-type cutting tool by this embodiment, (b) is the principal part enlarged view in (a).
As shown in FIG. 1, the blade part
[0012]
The
The mounting
[0013]
The
The rear
[0014]
Moreover, in the
Here, the taper angle α at one angle in the taper portion 22 (the narrow angle formed by the
[0015]
The
The
[0016]
Hook hole32bIs set to a size that allows the
The
[0017]
Here, for the
In the state where the
[0018]
The
[0019]
Here, the
[0020]
Further, a
The
[0021]
Of the pair of end faces 41, 42 having a substantially ring shape in the
[0022]
And the male thread part of the bolt part 3032aIs screwed into the female threaded
[0023]
Thereby, the outer peripheral surface of the
[0024]
In the blade part
[0025]
At this time, since the
[0026]
If the
[0027]
Of these two contact surfaces, the contact surface between the
Therefore, the
[0028]
Thereby, the outer peripheral surface of the
[0029]
According to the present embodiment as described above, the
[0030]
Further, the contact surface between the
As the
As a result, it is possible to absorb some errors in machining accuracy, so that it is possible to easily and surely realize the two-face constraint of the
[0031]
Further, by using such a
[0032]
Here, when the Young's modulus of the
If this Young's modulus is less than 60 GPa, a pressing force along the direction of the axis O cannot be obtained sufficiently and there is a risk that the mounting rigidity cannot be increased. On the other hand, if the Young's modulus is greater than 220 GPa. There is a risk that the elastic deformation of the
In addition, in order to make the above effects more reliable, the Young's modulus of the
[0033]
Here, the taper angle β at one angle of the contact surface between the
If this taper angle β is smaller than 10 °, it is difficult to obtain a pressing force along the direction of the axis O, and there is a possibility that the effect of increasing the mounting rigidity by restraining the
In order to make the above-described effect more reliable, the taper angle β is preferably set in the range of 30 to 60 °.
[0034]
In the above embodiment, the contact surface between the ring member 40 (the tapered
Furthermore, the
[0035]
In addition, the blade exchange type cutting tool as described above is limited to the tool body that is rotated around the axis by attaching the rear end portion of the tool body to the rotating shaft of the machine tool. For example, the rotating shaft of the machine tool forms the tool body, that is, the mounting hole as described above is formed in the tip surface of the rotating shaft of the machine tool. A blade may be mounted (the tool body is an expression including the rotation axis of the machine tool).
[0036]
【The invention's effect】
According to the present invention, when the blade portion is pulled into the rear end side in the axial direction within the mounting hole, the blade member is inserted by the ring member interposed between the tip surface of the tool body and the wall surface of the blade portion facing the blade body. It is possible to prevent the portion from entering too deeply into the mounting hole, and the blade portion cannot be removed from the tool body.
In addition, since at least one of the contact surface of the ring member made of an elastic body with respect to the front end surface of the tool body and the contact surface with respect to the wall surface of the blade portion is tapered, the blade portion is on the rear end side in the axial direction. Since the ring member is elastically deformed and expanded in diameter when drawn in, the outer peripheral surface of the taper portion of the blade portion and the taper hole of the attachment hole are brought into close contact with the wall surface of the blade portion and the ring member. The inner peripheral surface can be securely adhered. As a result, even if there is a slight error in machining accuracy, the blade portion can be reliably restrained on two surfaces, so that the attachment rigidity of the blade portion can be easily increased, and chattering is possible during cutting. There is no vibration.
Furthermore, by using a ring member, foreign matter such as dust can be prevented from entering the gap between the tip surface of the tool body and the wall surface of the blade portion. The risk of foreign matter entering between the outer peripheral surface of the taper portion and the inner peripheral surface of the taper hole of the mounting hole can be reduced, and the mounting state of the blade portion can be stably maintained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 (a) is a partially broken side view of a blade-exchangeable cutting tool according to the present embodiment, and FIG. 1 (b) is an enlarged view of a main part in FIG.
FIG. 2 is a partially cutaway side view showing an example of a conventional blade replacement type cutting tool.
[Explanation of symbols]
10 Cutting tool with replaceable blade
11 Tool body
12 Tip surface
13 Mounting hole
14 Taper hole
20 blade
21 Cutting part
22 Taper
28 Secondary taper
40 Ring member
O axis
Claims (3)
前記工具本体の先端面とこの先端面に対向して配置される前記刃部の壁面との間に、これら先端面及び壁面に密着して前記刃部を周回する、ヤング率が60〜220GPaの範囲に設定された弾性体のリング部材が介在させられていて、
前記リング部材と前記刃部の壁面との密着面が後端側に向かうにしたがい径が漸次縮径するテーパ状に形成されるとともに前記リング部材と前記工具本体の先端面との密着面が前記工具本体の軸線に直交するように延在されていること、前記リング部材と前記工具本体の先端面との密着面が後端側に向かうにしたがい径が漸次拡径するテーパ状に形成されるとともに前記リング部材と前記刃部の壁面との密着面が前記工具本体の軸線に直交するように延在されていること、及び、前記リング部材と前記刃部の壁面との密着面が後端側に向かうにしたがい径が漸次縮径するテーパ状に形成されるとともに前記リング部材と前記工具本体の先端面との密着面が後端側に向かうにしたがい径が漸次拡径するテーパ状に形成されていることのうちのいずれか一つを満足しており、
前記刃部が前記工具本体の軸線方向の後端側に引き込まれることにより、前記リング部材が径方向外方側に向かって押し広げられるように弾性変形して拡径させられることを特徴とする刃部交換式切削工具。A blade portion having a cutting portion having at least one cutting edge and a substantially truncated cone-shaped taper portion whose outer diameter is gradually reduced toward the rear end side while continuing to the rear end side of the cutting portion is a tool. The blade portion is inserted into a mounting hole having a tapered hole having a substantially frustoconical hole shape whose inner diameter is gradually reduced as it is drilled in the front end surface of the main body and moves toward the rear end side, and the blade portion is in the axial direction of the tool main body The blade portion replaceable cutting is performed such that the outer peripheral surface of the tapered portion of the blade portion presses the inner peripheral surface of the tapered hole of the mounting hole by being pulled toward the rear end side, and the blade portion is detachably mounted. A tool,
Between the tip surface of the tool body and the wall surface of the blade portion arranged opposite to the tip surface, the Young's modulus is around 60 to 220 GPa, which circulates around the blade portion in close contact with the tip surface and the wall surface. An elastic ring member set in a range is interposed,
The close contact surface between the ring member and the wall surface of the blade portion is formed in a taper shape with a diameter gradually decreasing toward the rear end side, and the close contact surface between the ring member and the front end surface of the tool body is It extends so as to be orthogonal to the axis of the tool body, and the contact surface between the ring member and the tip surface of the tool body is formed in a tapered shape in which the diameter gradually increases as it goes to the rear end side. And the contact surface between the ring member and the wall surface of the blade portion is extended so as to be orthogonal to the axis of the tool body, and the contact surface between the ring member and the wall surface of the blade portion is the rear end. The taper is formed such that the diameter gradually decreases toward the side, and the contact surface between the ring member and the front end surface of the tool body is formed in a taper shape where the diameter gradually increases toward the rear end. Of what is being done And satisfies the one or Re,
When the blade portion is pulled toward the rear end side in the axial direction of the tool body, the ring member is elastically deformed so as to be expanded toward the radially outer side, and the diameter thereof is increased. Blade type replaceable cutting tool.
前記密着面における片角でのテーパ角度が、10〜80゜の範囲に設定されていることを特徴とする刃部交換式切削工具。In the blade part exchange-type cutting tool according to claim 1,
The blade part exchangeable cutting tool, wherein a taper angle at one angle on the contact surface is set in a range of 10 to 80 °.
前記刃部が超硬合金からなることを特徴とする刃部交換式切削工具。In the blade part exchangeable cutting tool according to claim 1 or 2,
The blade part replaceable cutting tool, wherein the blade part is made of cemented carbide.
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