(57)【要約】【課題】飛散した切屑がカッタ本体後端側のアーバに溶着を生じたりすることのない刃先交換式カッタを提供する。【解決手段】軸線Ｏ回りに回転させられる円盤状のカッタ本体１の先端部外周にチップポケット６が形成されるとともに、このチップポケット６のカッタ回転方向Ｔ後方側に隣接して切刃を備えた切削インサート７が着脱可能に取り付けられてなる刃先交換式カッタにあって、カッタ本体１の外周面の先端側には、切刃の外径と略等しい外径を有する帯状部１５が周方向に延びるように形成されていて、カッタ本体１の外周面においてチップポケット６は、軸線Ｏ方向にこの帯状部１５を超えない範囲に開口させられている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線回りに回転させられる円盤状のカッタ本体の先端部外周にチップポケットが形成されるとともに、このチップポケットのカッタ回転方向後方側に隣接して切刃を備えた切削インサートが着脱可能に取り付けられてなる刃先交換式カッタであって、上記カッタ本体の外周面の先端側には、上記切刃の外径と略等しい外径を有する帯状部が周方向に延びるように形成されていて、上記カッタ本体の外周面において上記チップポケットは、上記軸線方向にこの帯状部を超えない範囲に開口させられていることを特徴とする刃先交換式カッタ。
【請求項２】
上記チップポケットは、上記軸線方向における最大寸法が、上記軸線に対する径方向および周方向における最大寸法よりも小さく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カッタ。
【請求項３】
上記チップポケットは、上記軸線方向における最大寸法が、該軸線方向における上記切刃の長さよりも小さくされてい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カッタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カッタ本体の先端部外周にチップポケットが形成されるとともに、そのカッタ回転方向後方側に隣接して切刃を備えた切削インサートが着脱可能に装着された、正面フライス等の刃先交換式カッタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の刃先交換式カッタにおいては、例えば特許文献１〜４に記載されているように、円盤状をなすカッタ本体の先端部外周に凹状のチップポケットが周方向に間隔をあけて複数形成されるとともに、これらのチップポケットのカッタ回転方向後方側に隣接してインサート取付座がそれぞれ形成され、各インサート取付座に、切刃を有する切削インサートが、この切刃のすくい面をチップポケットに臨ませるようにして、クサビ等により着脱可能に装着されたものが一般的に知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２７６３１０号公報
【特許文献２】特開平８−２９０３１８号公報
【特許文献３】特開平１０−１５１５１４号公報
【特許文献４】特開２０００−５９２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、このような刃先交換式カッタにおいて、上記チップポケットは、切屑の円滑な排出を図るために、カッタ本体の強度や剛性を損なわない範囲で出来るだけ大きな容量が確保されるのが望ましいとされ、上記特許文献１〜４に記載されたものにおいても、軸線方向において切削インサートの切刃長を上回る範囲で延びていて、例えば特許文献２に記載されているように円盤状のカッタ本体先端部の後端側に向けて開口するようにされているものもある。
【０００５】
ところが、このような刃先交換式カッタにより、例えばアルミニウム等の軽金属よりなる被削材に対して高速切削を行うと、切削熱によって高温となった軽量な切屑が軸線方向後端側に向けて勢いよく飛散してしまい、カッタ本体の後端側に取り付けられたＡＴＣ（自動工具交換装置）用のアーバに当たってそのまま溶着してしまうおそれがあった。そして、特にこの切屑の溶着がアーバのＡＴＣアーム把持部に生じてしまうと、ＡＴＣによる工具の工作機械への着脱やハンドリングに支障を来すおそれがある。
【０００６】
本発明は、このような背景の下になされたもので、飛散した切屑がカッタ本体後端側のアーバに溶着を生じたりすることのない刃先交換式カッタ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】
【０００７】
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、軸線回りに回転させられる円盤状のカッタ本体の先端部外周にチップポケットが形成されるとともに、このチップポケットのカッタ回転方向後方側に隣接して切刃を備えた切削インサートが着脱可能に取り付けられてなる刃先交換式カッタであって、上記カッタ本体の外周面の先端側には、上記切刃の外径と略等しい外径を有する帯状部が周方向に延びるように形成されていて、上記カッタ本体の外周面において上記チップポケットは、上記軸線方向にこの帯状部を超えない範囲に開口させられていることを特徴とする。
【０００８】
このように構成された刃先交換式カッタにおいては、カッタ本体の先端部外周に開口するチップポケットの軸線方向後端側の外周面に、切刃の外径と略等しい外径を有する帯状部が周方向に延びるように形成されているので、チップポケットから排出される切屑はこの帯状部に阻まれて、軸線方向に真っ直ぐ後端側には飛散することがなく、軸線に沿ってカッタ本体の後端側に取り付けられるＡＴＣ用のアーバに当たることもない。従って、このアーバの特にＡＴＣアーム把持部に切屑が溶着することもなく、円滑なＡＴＣによる工具の着脱、ハンドリングを図ることができる。
【０００９】
ここで、例えば正面フライスのように切刃の切り込み量が比較的小さい刃先交換式カッタにおいては、上記チップポケットを、その上記軸線方向における最大寸法が、同チップポケットの上記軸線に対する径方向および周方向における最大寸法よりも小さくなるように形成することにより、切屑の排出方向を軸線に直交する平面に沿った方向寄りに案内することができて、アーバ等への溶着を一層確実に防止することができる。
【００１０】
また、同じく切り込み量が小さい場合には、この切り込み量を超える範囲で、上記チップポケットは、上記軸線方向における最大寸法が、該軸線方向における上記切刃の長さよりも小さくされていてもよく、これによっても切刃によって生成された切屑をチップポケットに収容して軸線方向後端側には飛散させることなく、軸線に対する径方向外周側に排出することが可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、本発明によれば、アルミニウム等の軽金属よりなる被削材の高速切削などにおいても、切屑をカッタ本体の軸線方向後端側に真っ直ぐ飛散させることなく外周側に排出することができ、カッタ本体後端側にＡＴＣのアーバが取り付けられていたりしても、切屑の溶着によりＡＴＣによる工具の着脱やハンドリングに支障が生じるのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１に示す実施形態を軸線方向先端側から見た底面図である。
【図３】図１に示す実施形態のチップポケット周辺の部分側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１ないし図３は、本発明の一実施形態を示すものである。本実施形態の刃先交換式カッタは刃先交換式の正面フライスであって、そのカッタ本体１が鋼材等により図１に示すように軸線Ｏを中心とした概略円盤状に一体形成され、この軸線Ｏ方向後端側（図１において上側）が、図示されないＡＴＣ用のアーバを介して工作機械の主軸に取り付けられる外径が一定とされた取付部２とされるとともに、先端側（図１において下側）はこの取付部２よりも一段拡径させられた刃部３とされ、上記工作機械により軸線Ｏ回りにカッタ回転方向Ｔに回転させられつつ該軸線Ｏに垂直な方向に被削材に対して相対的に送り出されて該被削材に平面切削加工を施すのに使用される。
【００１４】
ここで、カッタ本体１には、上記軸線Ｏに沿って該カッタ本体１を貫通する取付孔４が形成されていて、この取付孔４は先端側が後端側に対して一段拡径させられるとともに、カッタ本体１の後端面には軸線Ｏに対する直径方向にキー溝５が形成されている。そして、このキー溝５に上記ＡＴＣ用アーバの先端部に設けられたキーが嵌合させられた上で、先端側から取付孔４に挿入された取付ボルトが同アーバにねじ込まれることにより、該アーバが取付部２の後端側に軸線Ｏに沿って延びるように取り付けられ、工具交換の際にはＡＴＣのアームがこのアーバのアーム把持部を把持してアーバごとカッタ本体１が主軸に着脱させられる。
【００１５】
一方、カッタ本体１先端側の刃部３には、その先端部外周に複数（本実施形態では８つ）のチップポケット６が周方向に間隔をあけて形成されるとともに、各チップポケット６のカッタ回転方向Ｔ後方側には切削インサート７が取り付けられるインサート取付座８が形成され、さらにインサート取付座８のカッタ回転方向Ｔ後方側には切削インサート７を固定するクサビ９が挿入される凹所１０が形成されている。また、インサート取付座８の軸線Ｏ方向後端側には、切削インサート７の軸線Ｏ方向の位置を微調整する調整クサビ１１が収容される凹部１２がインサート取付座８に連通するように形成されるとともに、さらにその後端側には、この調整クサビ１１の脱落を防止するストッパネジ１３がねじ込まれるネジ孔部１４が形成されている。
【００１６】
切削インサート７は、本実施形態では長方形の一短辺が斜辺とされたような概略台形の平板状をなす超硬合金製の本体７Ａの一方の台形面がすくい面とされ、このすくい面の角部のうち上記斜辺による鋭角角部の対角に位置する直角角部に、ｃＢＮやダイヤモンドの超高硬度焼結体よりなる１／４円の扇状をなす切刃部７Ｂが、その直交する２辺を正面切刃および外周切刃として上記直角角部に交差する台形面の２辺から僅かに突出させるようにして一体に配設された構成とされている。なお、これら正面切刃と外周切刃が交差するコーナ部にはコーナＲが付されている。
【００１７】
このような切削インサート７が取り付けられるインサート取付座８は、カッタ回転方向Ｔ後方側を向いて切削インサート７の上記すくい面が当接させられる壁面８Ａと、カッタ本体１の内周側でこの壁面８Ａに直交する方向に延びてカッタ本体１の外周側を向き、切削インサート７の上記台形面の上記斜辺に鋭角に交差する長辺に沿って延びる側面が当接させられる底面８Ｂとにより構成され、上記正面切刃と外周切刃に正のすくい角が与えられるように、軸線Ｏ方向後端側および内周側に向かうに従いカッタ回転方向Ｔ後方側に向かうように傾斜して形成されている。
【００１８】
また、クサビ９が挿入される凹所１０は、上記壁面８Ａに対向するようにカッタ回転方向Ｔ側を向いて内周側に向かうに従い該壁面８Ａに近づくように傾斜する壁面１０Ａと、上記底面８Ｂから僅かに一段内周側に位置してカッタ本体１の外周側を向く底面１０Ｂとにより構成され、この凹所１０に挿入されたクサビ９が、インサート取付座８に取り付けられた切削インサート７のすくい面とは反対の台形面と壁面１０Ａとに密着して当接し、さらに該クサビ９を貫通して上記底面１０Ｂにねじ込まれるクランプネジ９Ａによって内周側に押し込まれることにより、切削インサート７を壁面８Ａに押圧して固定するようになされている。
【００１９】
さらに、インサート取付座８の上記底面８Ｂは、カッタ回転方向Ｔ前方側から見て図１に示すように軸線Ｏに平行に延びるように形成されており、従ってこの底面８Ｂに当接する上記側面と平行に延びる切削インサート７の外周切刃もカッタ回転方向Ｔ前方側から見て軸線Ｏに平行に延びるように、またこの外周切刃に垂直な正面切刃は軸線Ｏに垂直な平面上に配置されることになる。
【００２０】
上記調整クサビ１１は、このように配置された正面切刃の軸線Ｏ方向の位置を、各切削インサート７同士で互いに等しくなるように調整するものであって、凹部１２内に収容された状態で、カッタ本体１の後端側に向けられることになる切削インサート７の台形面の上記斜辺に連なる側面に当接するクサビ面１１Ａを備え、このクサビ面１１Ａに斜交する方向に調整クサビ１１が調整ネジ１１Ｂによってカッタ本体１の内周側に押し込まれることにより、クサビ面１１Ａが切削インサート７を先端側に押圧して正面切刃をせり出させ、その軸線Ｏ方向の位置を微調整するようになされている。
【００２１】
さらにまた、上記ネジ孔部１４は、ストッパネジ１３の頭部が収容される開口部が上記凹部１２に重なって連通するように形成されており、また調整クサビ１１にはこうして連通したネジ孔部１４の開口部側に切欠が形成されている。そして、ネジ孔部１４にねじ込まれたストッパネジ１３は接着剤によって接着固定され、その頭部が凹部１２にはみ出して調整クサビ１１の上記切欠に嵌り込むことにより、該調整クサビ１１の脱落が防止される。
【００２２】
一方、上記チップポケット６は、カッタ本体１の先端面と外周面、およびインサート取付座８の上記壁面８Ａとに開口するように形成され、その底面の先端面からの深さは、周方向においては壁面８Ａ側で最も深く、カッタ回転方向Ｔ側に向けて一定の深さとされた後に底面が凹曲面をなして漸次浅くなるようにされ、また径方向においては底面が全体的に直線的に、または凹曲面をなして外周面から内周側に向かうに従い漸次浅くなるようにされている。さらに、径方向の幅も、壁面８Ａ側で最も大きくて正面切刃の長さよりも大きく、カッタ回転方向Ｔ側に向けて一定の幅とされた後に、底面と先端面との交差稜線が凹曲線をなして外周側に切れ上がるように漸次幅狭に形成されるとともに、周方向の幅は内周側に向かうに従い同凹曲線に沿って漸次幅狭となるようにされている。
【００２３】
従って、このチップポケット６は、その深さすなわち軸線Ｏ方向における寸法が、カッタ本体１の外周面側かつ壁面８Ａ側で最大寸法となるように形成されるが、本実施形態ではこの軸線Ｏ方向の最大寸法（カッタ本体１の先端面からの最大深さ）が、該チップポケット６の軸線Ｏに対する径方向の最大寸法、すなわち壁面８Ａ側で最大となる上記径方向の幅よりも小さくされるとともに、周方向における最大寸法、すなわち外周面側で最大となる周方向の幅に対しても小さくなるようにされている。また、この軸線Ｏ方向の最大寸法は、図３に示すように該軸線Ｏ方向における切削インサート７の切刃の長さ、すなわち上記外周切刃の軸線Ｏ方向の長さよりも小さくされている。
【００２４】
さらに、取付部２よりも一段拡径させられたカッタ本体１先端側の刃部３の外径は、先端側に向かうに従い多段に漸次拡径するように外周面が多段円錐面状に形成された後、軸線Ｏ方向の先端側において短い幅で最大の一定外径とされ、さらにこれよりもカッタ本体１の先端面に向けては僅かに一段縮径して該先端面に至るようにされている。従って、カッタ本体１の外周面の先端側には、上記一定外径とされた部分が、それより先端側の一段縮径した部分に対して僅かな段差をもって周方向に帯状に延びるように形成されることになり、この部分が本実施形態における帯状部１５とされる。
【００２５】
そして、この帯状部１５の外径は、切削インサート７の切刃の外径、すなわち上記外周切刃が軸線Ｏ回りに回転してなす円の径と略等しくなるようにされ、さらに上記チップポケット６は、カッタ本体１の外周面において軸線Ｏ方向にこの帯状部１５を超えない範囲に開口させられており、すなわちチップポケット６の外周面への開口部が、帯状部１５よりも先端側の上記一段縮径した部分のみに形成されるようになされている。従って、チップポケット６の軸線Ｏ方向の上記最大寸法は、カッタ本体１の先端面から帯状部１５までの寸法以下とされ、特に本実施形態では図３に示すようにこの先端面から帯状部１５までの寸法よりも小さくされている。なお、これに対して上記インサート取付座８および凹所１０は、カッタ本体１の先端面から帯状部１５を横切るようにして後端側に延びている。
【００２６】
このように構成された刃先交換式カッタにおいては、カッタ本体１の刃部３における外周面の先端側に上記帯状部１５が周方向に延びるように形成され、この帯状部１５の外径が、カッタ本体１に取り付けられた切削インサート７の切刃の外径と略等しくされるとともに、チップポケット６は外周面においてこの帯状部１５を超えない範囲に形成されているので、切刃によって生成されてチップポケット６に収容された切屑は、その外周面への開口部から排出される際に、この帯状部１５を越えて後端側に飛散することなく、外周側に排出される。
【００２７】
このため、カッタ本体１後端側の取付部２に取り付けられた上記ＡＴＣ用のアーバに飛散した切屑が衝突するようなこともなく、たとえアルミニウム等の軽金属よりなる被削材の高速切削を行った場合などでも、切削熱によって高温となった軽量な切屑がアーバに当たって溶着を生じるようなこともない。従って、ＡＴＣ用アーバの例えばアーム把持部に切屑が溶着してＡＴＣのアームによるアーバの把持に影響を及ぼしたり、これに伴い工具の円滑な脱着やハンドリングに支障を来したりするのも避けることができ、円滑な操作を促すことが可能となる。
【００２８】
ここで、この帯状部１５は、本実施形態では切刃と略等しい外径で軸線Ｏ方向に短い幅を有する円筒面状とされているが、例えば軸線Ｏに沿った断面が径方向に偏平した円弧等の凸曲線状や三角形状、台形状などであってもよく、この場合には帯状部１５の最大外径が切刃の外径と略等しければよい。また、この帯状部１５の外径は、厳密に切刃の外径と等しくされていなくてもよいが、小さすぎると切屑の軸線Ｏ方向後端側への飛散を確実に防止できず、大きすぎると切屑がこの帯状部１５に溶着したりするおそれがあるので、切刃の外径に対して９５〜１０５％程度の範囲の外径とされるのが望ましい。
【００２９】
また、本実施形態のように刃先交換式カッタが正面フライスである場合には、切削インサートの切刃（外周切刃）による被削材への切り込み量は比較的小さいので、上記チップポケット６の軸線Ｏ方向における最大寸法、すなわちカッタ本体１の先端面からの最大深さを、該チップポケット６の径方向の最大寸法および周方向の最大寸法よりも小さく形成することにより、チップポケット６は軸線Ｏ方向に偏平した形状となるため、このチップポケット６に収容された切屑を軸線Ｏに直交する平面に沿った方向寄りに案内して排出することができ、軸線Ｏ方向後端側のアーバへの切屑溶着を一層確実に防止することが可能となる。
【００３０】
さらに、本実施形態では、このチップポケット６の軸線Ｏ方向への最大寸法が、切刃（外周切刃）の軸線Ｏ方向の長さよりも小さくされているので、同様に切り込み量が小さい場合において、これによっても外周切刃により生成された切屑をチップポケット６に収容して確実に軸線Ｏに対する径方向に排出し、アーバへの溶着を防止することができる。ただし、切り込み量が大きい場合などには、チップポケット６の外周側を後端側に向けて拡げるなどして、その軸線Ｏ方向への最大寸法を外周切刃の長さと同じか、これを越えるようにしてもよく、そのような場合でも上記帯状部１５を設けることにより、切屑の軸線Ｏ方向後端側への飛散を抑制することができる。
【符号の説明】
【００３１】
１  カッタ本体
２  取付部
３  刃部
６  チップポケット
７  切削インサート
１５  帯状部
Ｏ  カッタ本体１の軸線
Ｔ  カッタ回転方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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