JP5882822B2 - 固定部材および切削工具 - Google Patents

Description

本発明は、工作機械に装着して用いられる固定部材および切削工具に関する。

従来、内径のボーリング加工や溝入れ加工等に用いられる切削工具として、インサートをホルダの孔内に挿入しボルトで締め込み固定し、このホルダを図５（ａ）に示すような工作機械の刃物台に装着して加工する方法が知られている。

図５（ｂ）に刃物台５０の一例を示すが、このように刃物台５０に複数のホルダ５１を装着するに際して、刃物台５０に対してそれぞれにインサート（図示せず）を装着した複数種類のホルダ５１を装着して自動で複数種類のホルダを取換えながら被削材を加工する方法が好適に用いられている。かかる刃物台５０においては、各ホルダ５１間の隙間が狭いために、機上でインサートの着脱を行うことが難しいという課題があった。そのために、ホルダ５１を刃物台から外してインサートを着脱する方法が考えられるが、ホルダ５１を一旦外すと、再び取り付けた際にホルダ５１の位置がずれてしまい、それにつれてインサートの切刃部もずれてしまうという課題があった。

また、例えば、特許文献１には、断面が円形のシャンク部に続くフランジ部を有するホルダにおいて、フランジの工作機械への当接面に、この当接面から突出したピンを２つ設けて、この２つのピンを工作機械に設けたピン受容孔に挿入した状態で装着することによって、ホルダの回転を防止できることが開示されている。

特開２００３−０２５１７５号公報

しかしながら、特許文献１のような当接面から突出したピンを工作機械に設けたピン受容孔に挿入する方法では、ピンとピン受容孔とのクリアランスによって、ホルダの位置が正確に決まらず、また、切削加工時の負荷によってピンが折れてしまうおそれがあった。

本発明の目的は、ホルダの着脱が容易で、かつホルダに装着されたインサートの切刃の位置決め精度がよい固定部材および切削工具を提供することにある。

本発明の一態様の固定部材は、主面が多角形または円形の概略板状からなるインサートが先端に着脱可能に取り付けられるインサート収容部と、該インサート収容部に続く後端側に設けられる横断面が略円形のシャンク部と、該シャンク部に続いて後端側に設けられる当接部とを有するホルダと、前記ホルダの当接部が挿入される挿入孔、及び該挿入孔を横切る方向に延びる貫通孔を有し、工作機械の刃物台に取り付けられるスリーブと、前記貫通孔内に設けられる位置決め部材とを具備し、前記貫通孔が前記インサートの前記主面に沿った方向に延びているとともに、前記ホルダの前記当接部と前記スリーブの前記位置決め部材とが線当たりで当接しており、前記当接部が傾斜面であり、前記位置決め部材が円柱形状であるものである。

また、本発明の切削工具は、固定部材にインサートを装着してなるものである。

本発明の固定部材によれば、ホルダの当接部をスリーブの位置決め部材に線当たりで当接させるようにホルダを刃物台に装着されたスリーブに差し込むだけで、ホルダを工作機械に位置決めすることができるので、ホルダの着脱が容易である。また、ホルダの当接部と位置決め部材との最も突出した部位同士が毎回同じ位置で線当たりして当接されることになるので、位置決め精度が高い。また、切削工具として使用する際の回転防止効果も高い。

本発明の固定部材のホルダ、スリーブおよび工作機械の刃物台の配置を説明するための（ａ）斜視図、（ｂ）断面図である。 図１におけるホルダをスリーブに装着した状態についての（ａ）斜視図、（ｂ）上面図、（ｃ）側面図である。 図１に用いられるホルダについての（ａ）斜視図、（ｂ）側面図、（ｃ）他の一例についての側面図である。 （ａ）図１のホルダの装着方法によって装着されるホルダの他の配置を説明するための断面図、（ｂ）（ａ）のホルダに装着されるインサートの側面図である。 （ａ）工作機械の一例を示す模式図であり、（ｂ）工作機械の刃物台の一例を示す模式図である。

本発明の固定部材の一実施態様である図１、２において、被削材を切削加工するための工作機械１は、固定部材２を装着する刃物台３を具備している。なお、図１（ｂ）、図４（ａ）は断面図であるが、斜線は省略して記載している。そして、図１において、刃物台３には円筒状のスリーブ挿入孔７が設けられスリーブ挿入孔７にはスリーブ４が差し込まれて、ネジ部材２０によって所定の位置で固定されている。スリーブ４には位置決め部材５が設けられている。図１によれば、位置決め部材５は円柱形状であり、位置決め部材５の長手方向が、ホルダ６の長手方向に対して垂直な方向となるように配置されている。

ここで、図３に示されるように、ホルダ６は、先端にインサート８が着脱可能に取り付けられるインサート収容部９と、インサート収容部９に続く後端側に存在して横断面が略円形のシャンク部１０と、シャンク部１０に続いて後端側に設けられる当接部１１とを有している。当接部１１の刃物台３に向かう側は傾斜面１２となっている。

そして、ホルダ６を当接部１１側からスリーブ４の挿入孔１４に挿入して、ホルダ６の当接部１１とスリーブ４の位置決め部材５とが線当たりで当接する位置で、ホルダ６が工作機械１に装着されている。

この構成によって、刃物台３に嵌め込まれて側面側から固定できるスリーブ４の位置決め部材５に対して、ホルダ６の当接部１１を線当たりで当接させるようにホルダ６をスリーブ４に差し込むだけで、ホルダ６を工作機械１に位置決めすることができるので、ホルダ６の着脱が容易であり、インサート８の着脱も容易である。また、ホルダ６の当接部１１と位置決め部材５とが毎回同じ位置で線当たりして当接されることになるので、インサート８の切刃部２１の位置決め精度が高くかつ回転防止効果も高い。そのために、上記固定部材２にインサート８を装着して被削材を加工する切削工具は加工精度の高いものである。

ここで、図３によれば、インサート８は主面が多角形または円形の概略板状からなり、インサート収容部９の凹部に収容されている。また、図１によれば、スリーブ４には内部に挿入孔１４が設けられ、挿入孔１４を横切るように位置決め部材５が配置されている。そして、挿入孔１４内にホルダ６が挿入されて、位置決め部材５にホルダ６の傾斜面１２
が当接する位置で位置決めされる。また、スリーブ４には、位置決め部材５の装着可能な貫通孔１３が設けられており、貫通孔１３内に位置決め部材５を挿入して、スリーブ４に設けられたネジ孔１８にネジ部材１５を挿入して、ネジ部材１５の先端面が位置決め部材５の側面に当接されることによって、位置決め部材５がスリーブ４に固定されている。また、貫通孔１３は複数箇所設けられており、位置決め部材５が挿入される貫通孔１３の位置を変えることによって、ホルダ６の長手方向の位置を調節することができる。

また、位置決め部材５は必ずしもホルダ６の長手方向に対して垂直な方向である必要はなく、垂直な方向から長手方向に傾いた構成であってもよいが、ホルダ６の長手方向に対して垂直な方向であることが、ホルダ６の加工が容易な点で望ましい。また、位置決め部材５は、例えば、ピンやねじ材といったホルダ６の当接部１１と当接するものであればよい。例えば、棒状をなしており、円柱、三角柱等の多角柱等のいずれの形状であってもよく特に制限されない。ピンであれば貫通孔１３を容易かつ高精度に加工できるので、ピンのがたつきが抑制できてホルダ８の突き出し量を容易に変更することが可能である。本実施態様においては、位置決め部材５としてピンが用いられている。

ここで、図１、２によれば、ホルダ６の脱落やがたつきを抑制するために、位置決め部材５以外に、位置決め部材５よりもスリーブ４の先端（第１端）側で、スリーブ４の外周面から挿入孔１４に貫通するネジ孔１６を設けて、ネジ孔１６にネジ部材１７を螺合して、ネジ部材１７の先端でホルダ６のシャンク部１０の外周面を押圧固定している。このとき、ネジ部材１７に当接されるシャンク部１０の外周面が平面である場合には、スリーブ４に螺合されるネジ部材１７のクリアランスが１０〜３０′であれば、ネジ部材１７の先端平面がシャンク部の外周平面に面当たりするように当接されて固定される。この面当たりする固定状態のほうが、ネジ部材１７の拘束力が高い。なお、ネジ部材１７に当接されるシャンク部１０の外周面は曲面であってもよい。

また、図３（ａ）（ｂ）に示すように、ホルダ６の傾斜面１２は１面であってもよいが、図３（ｃ）に示すように、ホルダ６’のホルダ当接部１１はホルダ６’の横断面の中心に対して点対称な２つの傾斜面１２ａ、１２ｂからなっているものであってもよい。すなわち、ホルダ当接部１１の線当たりする部分が切刃に対して平行である場合には、横断面の中心に対して点対称でかつホルダ当接部１１の線当たりする直線に対して線対称に配置され、ホルダ当接部１１の線当たりする部分が切刃に対して斜めになっている場合でも、横断面の中心に対しては点対称な形状で設けられる。この構成によって、ホルダ６’の取付方向が逆になった逆バイトについても同じホルダ６’を用いて工作機械１に装着することができる。

なお、図１〜３のインサート８は、概略板状であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、図４のインサート３０のように、横断面が略円形の棒状をなして、インサートシャンク部３１と、インサートシャンク部３１に続く端部に設けられるとともに切刃稜線の一方端側が前記棒状の外周側に向かって突出した切刃部３２とを有する形状からなるものであってもよい。また、インサート３０の切刃部３２とは反対側の端部には傾斜面３３を有する。

一方、インサート３０を装着するホルダ３４には、図４に示されるように、長尺状のホルダ３４の先端からインサート３０を差し込む長尺の挿入孔３６が設けられ、挿入孔３６内には、インサート３０の傾斜面３３に当接される位置決め部材３７が設けられている。そして、ホルダ３４の挿入孔３６内に、インサート３０を切刃部３２が形成された端部の反対端側から挿入して、ホルダ３４に固定されている。すなわち、インサート３０がホルダ３４に位置決め部材３７で位置決めされ、かつホルダ３４がスリーブ４に位置決め部材５で位置決めされた２重に位置決めされた構成からなる。

この構成によれば、インサート３０のホルダ３４に対する切刃の長手方向および回転方向の位置精度が高く、かつインサート３０のホルダ３４に対する回転ずれが発生しにくい。しかも、ホルダ３４のスリーブ４に対する長手方向および回転方向の位置精度が高く、かつホルダ３４のスリーブ４に対する回転ずれが発生しにくい。また、スリーブ４は刃物台３に固定されているので、結果的にインサート３０は刃物台３に対しても切刃の長手方向および回転方向の位置精度が高く、かつ回転ずれが発生しにくくなる。

なお、ホルダ３４に設けられた位置決め部材３７の形状、インサート３３の傾斜面３３との配置は、上述したスリーブ４の位置決め部材５の形状、ホルダ６の傾斜面１２との配置を参考にして必要な部分を調整した構成とすればよい。また、ホルダ３４に設けられたネジ孔４１、ネジ部材４２、ネジ孔４３、ネジ部材４４の配置も、上述したスリーブ４のネジ孔１８、ネジ部材１５、ネジ孔１６、ネジ部材１７の配置を参考にして必要な部分を調整した構成とすればよい。

１ 工作機械
２ 固定部材
３ 刃物台
４ スリーブ
５、３７ 位置決め部材
６、６’、３４ ホルダ
７ スリーブ挿入孔
８、３０ インサート
９ インサート収容部
１０ シャンク部
１１ 当接部
１２、３３ 傾斜面
１３、４０ 貫通孔
１４、３６ 挿入孔
１５、１７、２０、４２、４４ ネジ部材
１６、１８、４３ ネジ孔
２１、３２ 切刃部
３１ インサートシャンク部

Claims (6)

1. 主面が多角形または円形の概略板状からなるインサートが先端に着脱可能に取り付けられるインサート収容部と、該インサート収容部に続く後端側に設けられる横断面が略円形のシャンク部と、該シャンク部に続いて後端側に設けられる当接部とを有するホルダと、
   前記ホルダの当接部が挿入される挿入孔、及び該挿入孔を横切る方向に延びる貫通孔を有し、工作機械の刃物台に取り付けられるスリーブと、
   前記貫通孔内に設けられる位置決め部材とを具備し、
   前記貫通孔が前記インサートの前記主面に沿った方向に延びているとともに、前記ホルダの前記当接部と前記スリーブの前記位置決め部材とが線当たりで当接しており、
   前記当接部が傾斜面であり、前記位置決め部材が円柱形状である固定部材。
2. 前記当接部が前記ホルダの中心に対して点対称な２つの傾斜面からなる請求項１に記載の固定部材。
3. インサートが先端に着脱可能に取り付けられるインサート収容部と、該インサート収容部に続く後端側に設けられる横断面が略円形のシャンク部と、該シャンク部に続いて後端側に設けられる当接部とを有するホルダと、
   前記ホルダの当接部が挿入される挿入孔、及び該挿入孔を横切る方向に延びる貫通孔を有し、工作機械の刃物台に取り付けられるスリーブと、
   前記貫通孔内に設けられる位置決め部材とを具備し、
   前記ホルダの前記当接部と前記スリーブの前記位置決め部材とが線当たりで当接しており、
   前記当接部が傾斜面であるとともに前記位置決め部材が円柱形状であって、前記当接部が前記ホルダの中心に対して点対称な２つの傾斜面からなる固定部材。
4. 前記スリーブには前記位置決め部材の装着可能位置が複数箇所設けられており、前記位置決め部材は前記スリーブに対して着脱可能である請求項１乃至３のいずれかに記載の固定部材。
5. 前記インサートは、横断面が略円形の棒状をなして、シャンク部と、該シャンク部に続く端部に形成されて切刃稜線の一方端側が前記棒状の外周側に向かって突出した切刃部とを有する形状からなる請求項１乃至４のいずれかに記載の固定部材。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載の固定部材にインサートを装着してなる切削工具。