(57)【要約】【課題】引き加工の場合に、切刃から切削インサートに大きな切削負荷が作用しても、切削インサートが工具本体の先端側にずれ動いたり、先端側に抜け出たりすることがないとともに、高価な切削インサートを有効利用することが可能な刃先交換式切削工具、切削インサート、および工具本体を提供する。【解決手段】軸線Ｏを中心とした円筒状の工具本体１の内周部に形成された取付孔３に、少なくとも先端部に切刃１２が形成された軸状の切削インサート１１が挿入されて着脱可能に固定される刃先交換式切削工具であって、切刃１２から離れた切削インサート１１の側面には切欠部１３が形成されるとともに、工具本体１の先端部には、取付孔３内に出没可能とされて切削インサート１１の切欠部１３に係合する係合部４ｆを備えた固定部材４が、軸線Ｏに対する径方向に進退可能に設けられる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線を中心とした円筒状の工具本体の内周部に形成された取付孔に、少なくとも先端部に切刃が形成された軸状の切削インサートが挿入されて着脱可能に固定される刃先交換式切削工具であって、
上記切刃から離れた上記切削インサートの側面には切欠部が形成されるとともに、
上記工具本体の先端部には、上記取付孔内に出没可能とされて上記切削インサートの上記切欠部に係合する係合部を備えた固定部材が、上記軸線に対する径方向に進退可能に設けられていることを特徴とする刃先交換式切削工具。
【請求項２】
上記切削インサートの両端部に上記切刃が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の刃先交換式切削工具。
【請求項３】
上記切欠部は凹Ｖ字状であり、上記係合部は凸Ｖ字状であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の刃先交換式切削工具。
【請求項４】
請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の刃先交換式切削工具における軸状の切削インサートであって、
少なくとも先端部に切刃が形成されるとともに、上記切刃から離れた側面には切欠部が形成されていることを特徴とする切削インサート。
【請求項５】
請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の刃先交換式切削工具における軸線を中心とした円筒状の工具本体であって、
内周部に取付孔が形成されるとともに、
先端部には、上記取付孔内に出没可能とされて上記切削インサートの上記切欠部に係合する係合部を備えた固定部材が、上記軸線に対する径方向に進退可能に設けられていることを特徴とする工具本体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸線を中心とした円筒状の工具本体の内周部に形成された取付孔に、少なくとも先端部に切刃が形成された軸状の切削インサートが挿入されて着脱可能に固定される刃先交換式切削工具、軸状の切削インサート、および円筒状の工具本体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このような刃先交換式切削工具として、例えば特許文献１には、工具本体（ホルダ）の先端から長尺の取付孔（挿入孔）が形成され、この取付孔内に、切削インサートを切刃が形成された先端部とは反対側の端部から挿入できるようにしたものが記載されている。ここで、切削インサートの後端部には傾斜面が設けられているとともに、工具本体には取付孔の長手方向に対して垂直な方向に延在する位置決め部材が設けられており、傾斜面を位置決め部材に当接させて切削インサートを位置決めしている。
【０００３】
また、この特許文献１に記載された刃先交換式切削工具では、工具本体に、位置決め部材よりも先端側で工具本体の外周面から取付孔に貫通するネジ孔が形成されており、このネジ孔にネジ部材を螺合して、ネジ部材の先端で切削インサートの切刃部よりも後端側のシャンク部の外周面を押圧することにより、切削インサートを取付孔に固定して取り付けるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１３／０３１４５７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、このように位置決め部材を切削インサート後端の傾斜面に当接させるとともに、ネジ部材によって切削インサートを押圧して固定したものでは、切削インサートは、工具本体の後端側には位置決め部材との当接によって固定されるものの、工具本体の先端側にはネジ部材による押圧力だけによって固定されるだけとなる。
【０００６】
このため、工具本体を後端側に後退させながら切削を行う引き加工の場合に、切刃から切削インサートに大きな切削負荷が作用すると、切削インサートが工具本体の先端側にずれ動いたり、場合によっては取付孔から工具本体の先端側に抜け出したりしてしまうおそれがある。
【０００７】
また、上述のように切削インサートの後端に傾斜面を形成して、位置決め部材を当接させることにより、切削インサートを工具本体の後端側に位置決めしたのでは、切削インサートの先端部にしか切刃を形成することができない。このため、通常は超硬合金のような硬質で高価な材質により形成される切削インサートを有効利用することができなくなってしまう。
【０００８】
本発明は、このような背景の下になされたもので、引き加工の場合に、切刃から切削インサートに大きな切削負荷が作用しても、切削インサートが工具本体の先端側にずれ動いたり、先端側に抜け出たりすることがないとともに、高価な切削インサートを有効利用することが可能な刃先交換式切削工具、切削インサート、および工具本体を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明の刃先交換式切削工具は、軸線を中心とした円筒状の工具本体の内周部に形成された取付孔に、少なくとも先端部に切刃が形成された軸状の切削インサートが挿入されて着脱可能に固定される刃先交換式切削工具であって、上記切刃から離れた上記切削インサートの側面には切欠部が形成されるとともに、上記工具本体の先端部には、上記取付孔内に出没可能とされて上記切削インサートの上記切欠部に係合する係合部を備えた固定部材が、上記軸線に対する径方向に進退可能に設けられていることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の切削インサートは、このような刃先交換式切削工具における軸状の切削インサートであって、少なくとも先端部に切刃が形成されるとともに、上記切刃から離れた側面には切欠部が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明の工具本体は、上述のような刃先交換式切削工具における軸線を中心とした円筒状の工具本体であって、内周部に取付孔が形成されるとともに、先端部には、上記取付孔内に出没可能とされて上記切削インサートの上記切欠部に係合する係合部を備えた固定部材が、上記軸線に対する径方向に進退可能に設けられていることを特徴とする。
【００１２】
このように構成された刃先交換式切削工具、切削インサート、および工具本体においては、切刃を工具本体から突出させた状態で切削インサートを工具本体の取付孔に挿入した上で、固定部材を工具本体の内周側に前進させ、係合部を切削インサートの切欠部に係合させることにより、切削インサートが取付孔に固定されて工具本体に着脱可能に取り付けられる。
【００１３】
こうして工具本体に取り付けられた状態で、切削インサートは、切欠部に固定部材の係合部が係合しているので、工具本体の先端側にも後端側にも位置決めされて固定される。従って、引き加工の際に切刃に大きな切削負荷が作用しても、切削インサートが工具本体の先端側にずれ動いたり、抜け出たりすることはない。また、工具本体を前進させて切削を行う場合でも、切削インサートが工具本体の後端側にずれ動くようなこともない。
【００１４】
さらに、切欠部は上記切刃から離れた切削インサートの側面に形成されているので、軸状の上記切削インサートの両端部に上記切刃を形成することもでき、通常は超硬合金のような硬質で高価な材質により形成される切削インサートを有効に利用することが可能となる。
【００１５】
また、上記切欠部を凹Ｖ字状とし、上記係合部は凸Ｖ字状とすることにより、係合部をクサビのように作用させて切欠部との係合を強くすることができ、大きな切削負荷が作用した場合でも一層確実に切削インサートのずれ動き等を防止することができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明によれば、切刃から切削インサートに大きな切削負荷が作用しても、切削インサートのずれ動き等防止することができて、加工精度を向上させることができるとともに、切削インサートが硬質で高価な超硬合金によって形成されている場合に、その有効利用を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の刃先交換式切削工具の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示す実施形態の平面図である。
【図３】図１に示す実施形態の側面図である。
【図４】図２におけるＺＺ断面図である。
【図５】図１〜図４に示す実施形態に取り付けられる本発明の切削インサートの一実施形態を示す平面図である。
【図６】図５に示す実施形態の側面図である。
【図７】図５に示す実施形態の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１〜図４は、本発明の刃先交換式切削工具の一実施形態を示すものであり、図５〜図７は、これら図１〜図４に示す実施形態に取り付けられる本発明の切削インサートの一実施形態を示すものである。このような刃先交換式切削工具は、回転する被削材に予め形成された下孔の内周面の仕上げ加工等に使用される。
【００１９】
本実施形態において、工具本体１は、鋼材等の金属材料によって軸線Ｏを中心とした概略円筒状に形成されており、内外周部ともに先端側（図２〜図４において左側）よりも後端側（図２〜図４において右側）が大径とされている。工具本体１の外周の後端部１Ａには、軸線Ｏに平行な平坦面１ａが、この後端部１Ａの全長に亙って形成されている。さらに、工具本体１の外周部の後端部１Ａと先端部１Ｂとの間には、先端側に向けて外径が僅かに縮径する首部１Ｃが形成されている。
【００２０】
この工具本体１には、上記先端部１Ｂから首部１Ｃにかけて、工具本体１の外周から内周側に向かうに従い後端側に向かうように傾斜して延びる断面方形状の凹所２が形成されている。この凹所２は、工具本体１の後端側に向かうに従い外周側に向かうように傾斜する底面２ａと、この底面２ａに垂直に工具本体１の外周側に向かうに従い先端側に向かうように傾斜する互いに平行に対向した工具本体１の先端側の壁面２ｂおよび後端側の壁面２ｃと、これら底面２ａおよび壁面２ｂ、２ｃに垂直で工具本体１の周方向に互いに平行に対向する２つの壁面２ｄとを備えている。
【００２１】
この凹所２の底面２ａと工具本体１の先端側の壁面２ｂとは、本実施形態では軸線Ｏに垂直な平面に対して互いに等しい傾斜角度で傾斜しており、この傾斜角度は本実施形態では４５°とされている。従って、これら底面２ａと壁面２ｂとの挟角は、本実施形態では９０°とされる。
【００２２】
また、工具本体１の内周部の小径の先端部は、上記切削インサートが挿入されて取り付けられる取付孔３とされており、凹所２の底面２ａと壁面２ｂとが交差する隅角部は、この取付孔３に開口している。さらに、この隅角部よりも工具本体１の後端側において、底面２ａにはネジ孔２ｅが底面２ａに垂直に形成されている。
【００２３】
このような凹所２には、上記切削インサートを固定する固定部材４が挿入されて取り付けられる。この固定部材４は、工具本体１と同じく鋼材等の金属材料により形成されており、凹所２の底面２ａに平行に対向する内側面４ａと、互いに平行で上記壁面２ｂに摺接する前側面４ｂおよび上記壁面２ｃに摺接する後側面４ｃと、やはり互いに平行で上記２つの壁面２ｄに摺接する２つの側面４ｄと、これら２つの側面４ｄに垂直で工具本体１の外周側に向けられる軸線Ｏに平行な外側面４ｅとを備えている。
【００２４】
この固定部材４の内側面４ａと前側面４ｂとは、軸線Ｏに垂直な平面に対して互いに等しい傾斜角度で傾斜させられており、この傾斜角度は本実施形態では４５°とされて、これら内側面４ａと前側面４ｂとの挟角αは９０°とされている。そして、固定部材４は、これら内側面４ａと前側面４ｂとが交差する凸Ｖ字状の角部が係合部４ｆとされて、この係合部４ｆが凹所２の開口した上記隅角部から上記取付孔３内に出没可能とされている。
【００２５】
また、固定部材４には、内側面４ａに垂直に外側面４ｅから固定部材４を貫通する貫通孔４ｇが、固定部材４を凹所２に挿入した状態で凹所２のネジ孔２ｅと同軸となるように形成されている。そして、この貫通孔４ｇに挿通されたクランプネジ５がネジ孔２ｅにねじ込まれることにより、固定部材４は凹所２内を軸線Ｏに対する径方向において工具本体１の先端外周側と後端内周側とに進退可能とされる。
【００２６】
なお、貫通孔４ｇは、固定部材４の外側面４ｅ側が大径とされた段付き孔とされて、この段付き孔に挿通された頭部付きボルト状のクランプネジ５がねじ込まれることによって固定部材４が工具本体１の後端内周側に前進するようにされていてもよい。この場合に、固定部材４を工具本体１の先端外周側に後退させるときには、クランプネジ５を緩めて固定部材４を引き出すようにすればよい。
【００２７】
ただし、このように貫通孔４ｇを段付き孔とせずに、ネジ孔２ｅとはネジの捩れの向きとネジのピッチの少なくとも一方が異なるネジ孔として、クランプネジ５の両端部にこれらネジ孔とされた貫通孔４ｇとネジ孔２ｅに螺合する雄ネジ部を形成すれば、クランプネジ５の回転だけによって固定部材４を工具本体１の後端内周側と先端外周側とに進退させることが可能となる。
【００２８】
上記取付孔３に取り付けられる切削インサート１１は、工具本体１よりも硬質な超硬合金等の材料によって概略円柱形の軸状に形成されており、本実施形態では切削インサート１１の両端部に切刃１２が形成されている。切刃１２は、切削インサート１１の一端部（図５および図６において左側の端部）の上面と他端部（図５および図６において右側の端部）の下面を切り欠いた切刃１２のすくい面１２ａと、切刃１２の逃げ面１２ｂである切削インサート１１の両端面との交差稜線部に形成されている。この切刃１２は、切削インサート１１の上下面の間の周面から僅かに突出していて、上述した引き加工を可能としている。
【００２９】
なお、工具本体１の軸線Ｏ方向と一致させられる切削インサート１１の長手方向において、すくい面１２ａとは反対側の切削インサート１１の側面である上下面には互いに平行な平面状の面取り部１１ａが形成されており、切刃１２はこれらの面取り部１１ａに平行に延びている。また、これらの面取り部１１ａの間の切削インサート１１の側面である上記周面にも、面取り部１１ａに対して垂直で互いに平行な平面状の面取り部１１ｂが、面取り部１１ａとの間に円筒面状の面を残して形成されている。
【００３０】
さらに、切削インサート１１の側面の１つである上記上面には、切削インサート１１の全長の中央部に、切欠部１３が形成されている。この切欠部１３は、図６に示すように凹Ｖ字状に形成されたものであって、切削インサート１１の上面の面取り部１１ａから下面の面取り部１１ａまでの厚さの１／２を越えない範囲まで形成されている。
【００３１】
また、この断面Ｖ字状の切欠部１３を形成する２つの傾斜面１３ａは切削インサート１１の長手方向に垂直な平面に対して互いに等しい傾斜角度で傾斜しており、この傾斜角度は本実施形態では４５°とされている。従って、この切欠部１３がなすＶ字の挟角βは上記挟角αと等しく、本実施形態では９０°とされる。
【００３２】
このような切削インサート１１は、工具本体１の上記クランプネジ５を緩めて固定部材４の係合部４ｆを取付孔３から後退させた状態で、切欠部１３を凹所２側に向けて、この切欠部１３が凹所２の取付孔３への開口部に位置するように取付孔３内に挿入される。このとき、工具本体１の先端側を向く切削インサート１１の切刃１２は、取付孔３から工具本体１の先端側に突出させられる。
【００３３】
さらに、この状態からクランプネジ５をねじ込んで固定部材４を工具本体１の後端内周側に前進させると、固定部材４は凹所２に案内されつつ、内側面４ａと前側面４ｂとが軸線Ｏに垂直な平面に対して４５°の傾斜角度を維持したまま、係合部４ｆが取付孔３内に突出させられる。これにより、固定部材４の内側面４ａと前側面４ｂが切欠部１３を形成する２つの傾斜面に密着して係合部４ｆが切欠部１３に係合し、切削インサート１１の下面側の面取り部１１ａに隣接する上記円筒状の面が取付孔３の内周面に押圧されて切削インサート１１は取付孔３に固定され、工具本体１に着脱可能に取り付けられる。
【００３４】
そして、このように工具本体１に取り付けられた状態で、切削インサート１１は、切欠部１３に固定部材４の係合部４ｆが係合しているので、工具本体１の先端側にも後端側にも位置決めされて固定される。このため、上述のように工具本体１を被削材に対して後退させて切削を行う引き加工の際に切刃１２に大きな切削負荷が作用しても、切削インサート１１が工具本体１の先端側にずれ動いたり、抜け出たりすることはない。
【００３５】
また、同様に、工具本体１を被削材に対して前進させて切削を行う場合でも、切削インサート１１が工具本体１の後端側にずれ動くことはない。従って、上記構成の刃先交換式切削工具、切削インサート１１、および工具本体１によれば、切削インサート１１の取付強度の向上を図って高精度の加工を行うことができる。
【００３６】
さらに、切欠部１３は、切刃１２から離れた切削インサート１１の側面である上面に形成されているので、本実施形態のように切削インサート１１の両端部に切刃１２を形成することができる。従って、１つの切削インサート１１によって２回の切刃１２の使用が可能となり、硬質で高価な超硬合金等の材料によって形成される切削インサート１１の有効利用を図ることができる。
【００３７】
また、本実施形態では、切欠部１３が凹Ｖ字状とされるとともに、係合部４ｆは凸Ｖ字状とされており、この係合部４ｆをクサビのように作用させて切欠部１３と強く係合させることができる。このため、より大きな切削負荷が作用した場合でも切削インサート１１のずれ動き等を一層確実に防止することができる。
【００３８】
しかも、本実施形態では、切欠部１３の２つの傾斜面と固定部材４の係合部４ｆの内側面４ａと前側面４ｂとが、互いに等しい挟角α、βで面接触で密着して切削インサート１１が固定されるので、切削インサート１１を安定的に取り付けることができ、一層の加工精度の向上を図ることができる。
【００３９】
なお、切削加工時には、工具本体１の内周部における後端側の大径部１Ｄにクーラントを供給することにより、このクーラントを切削インサート１１の周面の面取り部１１ｂと取付孔３の内周面との間から切刃１２に向けて噴射することができ、切刃１２や被削材の被切削部位の冷却、潤滑を図ることができる。
【００４０】
また、切削インサート１１に複数の切欠部１３を長手方向に等間隔等の間隔をあけて形成すれば、工具本体１の先端側への切削インサート１１の切刃１２の突き出し量を、これら複数の切欠部１３の間で調節することができる。なお、本実施形態では、上述のように切削インサート１１の両端部に切刃１２が形成されているが、一端部だけに切刃１２が形成されていてもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１  工具本体
２  凹所
３  取付孔
４  固定部材
４ｆ  係合部
５  クランプネジ
１１  切削インサート
１２  切刃
１３  切欠部
Ｏ  工具本体１の軸線
α  凸Ｖ字状の係合部４ｆの挟角
β  凹Ｖ字状の切欠部１３の挟角
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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