(57)【要約】【課題】切刃位置を精度良く測定することができるインサート着脱式球面カッタの切刃位置測定方法を提供する。【解決手段】切刃位置測定治具５０によるインサート着脱式球面カッタ１０の切刃位置測定方法であって、工具本体１１に形成された凹溝１２に軸線Ｏを中心とした円筒面部と軸線Ｏに直交する当接面１５とが設けられ、切刃位置測定治具５０には、基準線Ｓに沿って延びるＶ字溝と基準線Ｓに直交する基準平面５６が設けられた挟持部材と、測定点の基準線Ｓからの径方向距離と基準平面５６からの基準線Ｓ方向距離とを測定する測定器８０とが備えられ、円筒面部がＶ字溝に当接されて軸線Ｏが基準線Ｓ上に固定され、当接面１５が基準平面５６に当接された状態で、測定器８０を用いて、切刃４３上の２以上の測定点における基準線Ｓからの径方向距離及び基準平面５６からの基準線Ｓ方向距離を測定することを特徴とする。【選択図】図１
2008006566.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線を中心として回転される工具本体を有し、該工具本体の前記軸線方向を向く端面に形成された取付座に、円弧状の切刃を備えたインサートが、前記切刃がなす円弧を前記軸線上に中心を有する球面上に位置するようにして着脱可能に装着されたインサート着脱式球面カッタの切刃位置を、切刃位置測定治具を用いて測定するインサート着脱式球面カッタの切刃位置測定方法であって、
前記工具本体には、径方向内側に向けて凹んだ凹溝が形成され、該凹溝の底面には、前記軸線を中心とした円筒面状をなす円筒面部が設けられ、前記凹溝の側面には、前記軸線に直交する方向に延びる平面状をなす当接面が設けられており、
前記切刃位置測定治具には、前記工具本体の前記凹溝を挟持して固定する一組の挟持部材が備えられ、一組の前記挟持部材のうちの少なくとも一方には、基準線に沿って延びて前記工具本体の前記円筒面部と当接可能なＶ字溝が設けられ、さらに一組の前記挟持部材のうちの少なくとも一方には、前記基準線に直交する方向に延びる平面状をなして前記工具本体の前記当接面が当接される基準平面が設けられ、
さらに、前記切刃位置測定治具には、測定点の前記基準線からの径方向距離と前記基準平面からの前記基準線方向距離とを測定する測定器が備えられ、
前記工具本体の前記円筒面部が、前記Ｖ字溝に当接されて前記工具本体の前記軸線が前記基準線上に固定されるとともに、前記工具本体の前記当接面が、前記基準平面に当接されて前記工具本体の前記基準線方向位置が固定された状態で、
前記測定器を用いて、前記切刃上の２以上の測定点における前記基準線からの径方向距離及び前記基準平面からの前記基準線方向距離を測定することを特徴とするインサート着脱式球面カッタの切刃位置測定方法。
【請求項２】
請求項１に記載のインサート着脱式球面カッタの切刃位置測定方法に用いられる切刃位置測定治具であって、
前記工具本体の前記凹溝を挟持して固定する一組の挟持部材を有し、一組の前記挟持部材のうちの少なくとも一方には、基準線に沿って延びて前記工具本体の前記円筒面部と当接可能なＶ字溝が設けられ、一組の前記挟持部材のうちの少なくとも一方には、前記基準線に直交する方向に延びる平面状をなして前記工具本体の前記当接面が当接される基準平面が設けられており、
さらに、測定点の前記基準線からの径方向距離と前記基準平面からの前記基準線方向距離とを測定する測定器が備えられていることを特徴とする切刃位置測定治具。
【請求項３】
請求項１に記載されたインサート着脱式球面カッタの切刃位置測定方法によって切刃の位置が測定されるインサート着脱式球面カッタであって、
軸線を中心として工具回転方向に向けて回転される工具本体を有し、前記工具本体には、径方向内側に向けて凹んだ凹溝が形成され、該凹溝の底面に、前記軸線を中心とした円筒面状をなす円筒面部が設けられ、前記凹溝の側面に、前記軸線に直交する方向に延びる平面状をなす当接面が設けられていることを特徴とするインサート着脱式球面カッタ。
【請求項４】
前記工具本体には、前記インサートを押圧して前記切刃の位置を調整する位置調整機構が備えられていることを特徴とする請求項３に記載のインサート着脱式球面カッタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークに球面状の座ぐり部を形成する際に使用されるインサート着脱式球面カッタの切刃位置測定方法、この切刃位置測定方法に用いられる切刃位置測定治具及びインサート着脱式球面カッタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ワークに形成された空洞部の内面に球面状の座ぐり部を形成する球面カッタとしては、軸線に沿って延びる概略円柱状をなす工具本体の軸線方向両端面が凸曲面状に形成され、この両端面にそれぞれ複数の凹部が周方向に間隔を開けて配置され、これら凹部の工具回転方向前方側を向く壁面に、円弧状の切刃を備えた切刃チップが、その切刃を端面から突出させた状態でろう付けされたものが広く提供されている。
【０００３】
ここで、これらの切刃は、切刃チップをろう付けした状態で各端面ごとに研磨することにより、それぞれの端面において工具本体の軸線上に中心点を有して前記端面よりも僅かに半径の大きな球面上に位置するように形成されている。
また、工具本体には軸線に沿うように延びる取付孔が、両端面に開口するように形成されており、この取付孔の軸線方向内側部分は、その断面が前記軸線を中心とした正方形状に形成されている。
【０００４】
このような球面カッタは、ワークに形成された空洞部に収容された状態で、この空洞部に連通するように前記ワークに同軸に形成された一対の挿入孔を通じて、外側から工作機械の一対のアーバをそれぞれ挿入し、これらアーバの先端を前記軸線方向両側から取付孔に取り付けることにより、このアーバを介して軸線回りに回転させられる。そして、このように工具本体を回転しつつアーバを軸線方向両側に工具本体と一体にして往復移動させるように送りを与えることにより、前記空洞部の内面の前記挿入孔の周りに、各挿入孔側を向く工具本体の端面にろう付けされた切刃チップの切刃によって軸線上に中心を有する凹球面状の座ぐり部を形成する。ここで、アーバによる送り量を調整することで空洞部内面に形成される座ぐり部がなす凹球面の中心を一致させることにより、１つの球面に沿うように凹曲する座ぐり部を空洞部内面の両端に形成するものである。
【０００５】
しかしながら、この構成の球面カッタにおいては、切刃チップが工具本体にろう付けされているので、切刃に摩耗が生じた場合に通常のろう付け工具のように切刃を再研磨することになる。ここで切刃がなす円弧の径を一定にしたままで切刃を再研磨すると、円弧の中心点が軸線方向にずれることになるため、切刃を再研磨した球面カッタにおいては、その軸線方向の送り量を変更する必要がある。したがって、送り量の設定ミスや切刃位置の測定誤差等によって球面座ぐり部を精度良く形成できなくなるおそれがあった。また、工具本体と切刃とがろう付けによって一体に形成されているので、被切削材によって切刃の材質を変更しようとする場合には、球面カッタ自体を交換することになり、被切削材に合わせて多くの球面カッタを準備する必要があり、球面カッタの使用コストが増大してしまうといった問題があった。
【０００６】
そこで、例えば特許文献１に示すように、工具本体の端面に取付座が形成され、該取付座に円弧状をなす切刃を備えたインサートが着脱可能に装着されたインサート着脱式球面カッタが提供されている。この球面カッタでは、切刃が摩耗してもインサートを交換して使用できるので、切刃がなす円弧の中心点を一定にすることができ、球面カッタ毎に送り量を調整する必要がない。さらに、被切削材によって切刃の材質を変更しようとする場合には、インサートを交換するだけで対応でき、多くの工具本体を準備する必要がなく、球面カッタの使用コストを大幅に低減できる。また、インサートを押圧して切刃の位置を調整することができるので、切刃が磨耗してインサートを交換した際にも、切刃を工具本体の軸線上に中心を有する球面上に位置するように配置することができる。
【特許文献１】特開２０００−３４３３１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１に記載された球面カッタにおいては、位置調整機構によって切刃の位置を調整することになるが、切刃が工具本体の軸線上に中心を有する球面上に位置しているかどうかを判断するために、この切刃の位置を精度良く測定する必要がある。しかしながら、軸線上の一点を中心とする球面を想定して切刃の位置を測定することは困難であり、切刃の位置を精度良く測定できる切刃位置測定方法が望まれていた。
【０００８】
この発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、取付座に着脱可能に装着されたインサートの切刃位置を精度良く測定することができるインサート着脱式球面カッタの切刃位置測定方法、この切刃位置測定方法に用いられる切刃位置測定治具及びインサート着脱式球面カッタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題を解決するために、この発明に係るインサート着脱式球面カッタの切刃位置測定方法は、軸線を中心として回転される工具本体を有し、該工具本体の前記軸線方向を向く端面に形成された取付座に、円弧状の切刃を備えたインサートが、前記切刃がなす円弧を前記軸線上に中心を有する球面上に位置するようにして着脱可能に装着されたインサート着脱式球面カッタの切刃位置を、切刃位置測定治具を用いて測定するインサート着脱式球面カッタの切刃位置測定方法であって、前記工具本体には、径方向内側に向けて凹んだ凹溝が形成され、該凹溝の底面には、前記軸線を中心とした円筒面状をなす円筒面部が設けられ、前記凹溝の側面には、前記軸線に直交する方向に延びる平面状をなす当接面が設けられており、前記切刃位置測定治具には、前記工具本体の前記凹溝を挟持して固定する一組の挟持部材が備えられ、一組の前記挟持部材のうちの少なくとも一方には、基準線に沿って延びて前記工具本体の前記円筒面部と当接可能なＶ字溝が設けられ、さらに一組の前記挟持部材のうちの少なくとも一方には、前記基準線に直交する方向に延びる平面状をなして前記工具本体の前記当接面が当接される基準平面が設けられ、さらに、前記切刃位置測定治具には、測定点の前記基準線からの径方向距離と前記基準平面からの前記基準線方向距離とを測定する測定器が備えられ、前記工具本体の前記円筒面部が、前記Ｖ字溝に当接されて前記工具本体の前記軸線が前記基準線上に固定されるとともに、前記工具本体の前記当接面が、前記基準平面に当接されて前記工具本体の前記基準線方向位置が固定された状態で、前記測定器を用いて、前記切刃上の２以上の測定点における前記基準線からの径方向距離及び前記基準平面からの前記基準線方向距離を測定することを特徴としている。
【００１０】
また、この発明に係る切刃位置測定治具は、前述のインサート着脱式球面カッタの切刃位置測定方法に用いられる切刃位置測定治具であって、前記工具本体の前記凹溝を挟持して固定する一組の挟持部材を有し、一組の前記挟持部材のうちの少なくとも一方には、基準線に沿って延びて前記工具本体の前記円筒面部と当接可能なＶ字溝が設けられ、一組の前記挟持部材のうちの少なくとも一方には、前記基準線に直交する方向に延びる平面状をなして前記工具本体の前記当接面が当接される基準平面が設けられており、さらに、測定点の前記基準線からの径方向距離と前記基準平面からの前記基準線方向距離とを測定する測定器が備えられていることを特徴としている。
【００１１】
さらに、この発明に係るインサート着脱式球面カッタは、前述のインサート着脱式球面カッタの切刃位置測定方法によって切刃の位置が測定されるインサート着脱式球面カッタであって、軸線を中心として工具回転方向に向けて回転される工具本体を有し、前記工具本体には、径方向内側に向けて凹んだ凹溝が形成され、該凹溝の底面に、前記軸線を中心とした円筒面状をなす円筒面部が設けられ、前記凹溝の側面に、前記軸線に直交する方向に延びる平面状をなす当接面が設けられていることを特徴としている。
【００１２】
本発明に係るインサート着脱式球面カッタの切刃位置測定方法、切刃位置測定治具及びインサート着脱式球面カッタによれば、切刃位置測定治具の挟持部材に形成されたＶ字溝に工具本体の円筒面部が当接されることで工具本体の軸線が基準線上に固定されるとともに基準平面に工具本体の当接面が当接された状態で、切刃上に位置する測定点の基準線からの径方向距離及び基準平面からの基準線方向距離が測定されるので、測定点（切刃）の位置を基準線（軸線）及び基準平面（当接面）を基準として精度良く測定することができる。そして、切刃上の２以上の測定点における前記径方向距離及び前記基準線方向距離を測定するので、円弧状をなす切刃が、軸線上の一点を中心とした球面上に位置しているか否かを判断することができる。
【００１３】
ここで、インサート着脱式球面カッタにおいて、前記工具本体に、前記インサートを押圧して前記切刃の位置を調整する位置調整機構を備えることにより、前述のように切刃の位置を測定しつつ、位置調整機構でインサートを押圧して切刃の位置を調整できるので、切刃の位置を、軸線上の一点を中心とした球面上に位置するように、精度良く簡単に調整することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、取付座に着脱可能に装着されたインサートの切刃位置を精度良く測定することができるインサート着脱式球面カッタの切刃位置測定方法、この切刃位置測定方法に用いられる切刃位置測定治具及びインサート着脱式球面カッタを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明の実施形態について添付した図面を参照にして説明する。図１及び図２に、本発明の実施形態である切刃位置測定治具を示す。また、図３から図５にインサート着脱式球面カッタを示す。
インサート着脱式球面カッタ１０は、軸線Ｏに沿って延びる概略円柱状をなす工具本体１１を有している。なお、本実施形態においては、工具本体１１は軸線Ｏに直交するとともに軸線Ｏ方向中央に位置する仮想平面Ｑに対して対称形となるように形成されている。
【００１６】
工具本体１１の軸線Ｏ方向中央部には、径方向内側に一段凹んだ凹溝１２が工具本体１１の全周にわたって形成されており、この凹溝１２の底面には、軸線Ｏを中心とした円筒面状をなす円筒面部１３と、軸線Ｏに対して平行に延びるとともに互いに平行に配置された一対の平坦面１４、１４とが形成されている。また、凹溝１２の側面には、前記軸線Ｏに対して直交する方向に延びる平面状に形成された当接面１５が形成されている。
【００１７】
この凹溝１２を挟んだ工具本体１１の両端部１６、１６は、その端面１７、１７がそれぞれ前記軸線Ｏ上に中心Ｐ（Ｐ´）を有する凸曲面状に形成されるとともに、これら両端部１６、１６の外周面にも、それぞれ前記平坦面１４と平行な一対ずつの平面部１８、１８が形成されている。
なお、一方側（図３において右側）を向く端面１７がなす球面の中心Ｐは前記仮想平面Ｑよりも他方側（図３において左側）に位置するとともに、他方側を向く端面１７がなす球面の中心Ｐ´は前記仮想平面Ｑよりも一方側に位置しており、この工具本体１１の軸線Ｏ方向長さは、それぞれの端面１７がなす球面の直径よりも小さく設定されている。
【００１８】
これら両端部１６、１６には、軸線Ｏに沿って延びる取付孔１９がそれぞれの端面１７、１７に向けて開口するように形成されている。この取付孔１９には、その端面１７側の開口部分に、軸線Ｏ方向内側に向かうにしたがい軸線Ｏを中心に漸次縮径するテーパ孔部２０が形成されるとともに、軸線Ｏ方向中央部に、前記仮想平面Ｑに沿って一段大径とされた大径孔２１が形成され、さらにこの大径孔２１の両側には断面正方形状の角孔部２２が形成されている。また、端面１７における取付孔１９の開口縁、すなわち球面状をなす端面１７と取付孔１９の前記テーパ孔部２０との交差稜線部には、軸線Ｏに垂直に面取りが施されることによって環状平面部２３が形成されている。
【００１９】
また、両端部１６、１６には、それぞれに前記端面１７に向けて開口する一対の凹部２４、２４が軸線Ｏを中心として１８０°回転対称となるように形成されている。凹部２４は、工具回転方向Ｔ前方側から見て図３に示すように、軸線Ｏ方向外側を向く壁面２４ａと工具本体１１径方向外側を向く壁面２４ｂとによって概略Ｌ字状をなすとともに、軸線Ｏ方向から見て図４及び図５に示すように、工具本体１１径方向外側を向く壁面２４ｂと工具回転方向Ｔ前方側を向く壁面２４ｃとによって概略Ｌ字状をなしている。
凹部２４の軸線Ｏ方向外側を向く壁面２４ａには、図４及び図５に示すように、取付孔１９の大径孔２１に連通したクーラント供給孔２５が開口されている。
【００２０】
この凹部２４の工具回転方向Ｔ前方側を向く壁面２４ｃには、後述するインサート５０を装着するための取付座２６が形成されている。この取付座２６は、凹部２４の工具回転方向Ｔ前方側を向く壁面２４ｃから工具回転方向Ｔ後方側に向けて一段凹んで工具本体１１径方向外側及び軸線Ｏ方向外側に向けて開口させられている。なお、本実施形態では、図４及び図５に示すように、取付座２６の工具本体１１径方向外側を向く壁面２６ｂ及び凹部２４の工具本体１１径方向外側を向く壁面２４ｂは、取付孔１９の開口縁に形成された環状平面部２３に交差するように形成されている。
【００２１】
取付座２６の工具回転方向Ｔ前方側を向く壁面２６ｃには、この壁面２６ｃに直交するように延びるクランプネジ孔（図示なし）が穿設されている。また、取付座２６の軸線Ｏ方向外側を向く壁面２６ａは、図３に示すように、凹部２４の軸線Ｏ方向外側を向く壁面２４ａよりも軸線Ｏ方向外側に位置させられるとともに、工具本体１１径方向外側に向かうにしたがい漸次軸線Ｏ方向内側に向けて後退するように傾斜させられている。
【００２２】
そして、この取付座２６の工具本体１１径方向内側には、図５に示すように、取付座２６の工具回転方向Ｔ前方側を向く壁面２６ｃに対して直交する方向に延びる第１収容孔３０が、工具本体１１の外周面にまで貫通するように穿設されている。
この第１収容孔３０には、その取付座２６側に第１押圧ピン３１が配置されるとともに、第１押圧ピン３１の後端側に第１調整ネジ３２が螺着されていて、レンチＧ等の作業用工具が係合される係合孔が形成された第１調整ネジ３２の後端面１７が工具本体１１外周側に向けて露呈されている。第１押圧ピン３１の先端には、第１押圧ピン３１の軸線に対して傾斜した傾斜平面が形成されており、この傾斜平面が後述するインサート５０に当接される第１押圧面３１ａとされている。この第１押圧ピン３１及び第１調整ネジ３２が、第１調整機構３３を構成している。
【００２３】
また、取付座２６の軸線Ｏ方向内側には、図４に示すように、取付座２６の工具回転方向Ｔ前方側を向く壁面２６ｃに対して直交する方向に延びる２つの第２収容孔３４、３４が並列するように穿設されている。
この第２収容孔３４には、図４に示すように、その取付座２６側に第２押圧ピン３５が配置されるとともに、第２押圧ピン３５の後端に第２調整ネジ３６が螺着されていて、レンチＧ等の作業用工具が係合される係合孔が形成された第２調整ネジ３６の後端面が工具本体１１外周側に向けて露呈されている。第２押圧ピン３５の先端には、第２押圧ピン３５の軸線に対して傾斜した傾斜平面が形成されており、この傾斜平面が後述するインサート５０に当接される第２押圧面３５ａとされている。これら第２押圧ピン３５及び第２調整ネジ３６が、本実施形態における第２調整機構３７とされている。
【００２４】
また、工具本体１１の両端面１７、１７の環状平面部２５の外周端部分には、超硬合金等の硬質材料で構成されて外形が概略円柱状をなす面取りチップ３８が配置されている。この面取りチップ３８の先端は、面取りチップ３８がなす円柱の中心軸に直交する断面が半円状に切り欠かれてその切欠面がすくい面とされるとともに、この切欠面に対向する側から見て先端縁が前記中心軸に略４５°で交差するように切り欠かれ、この先端縁に面取り切刃が形成されており、固定ネジ３９によって固定されている。
【００２５】
前記取付座２６に着脱可能に装着されるインサート４０は、超硬合金等の硬質材料で構成されて外形が概略四角形平板状をなし、本実施形態においては、図３から図５に示すように、互いに略平行に配置された２つの短辺及び２つの長辺を備えた概略平方四辺形平板状をなしており、２つの平行四辺形面４１と４つの側面４２とを有し、一の平行四辺形面４１が取付座２６の工具回転方向Ｔ前方側を向く壁面２６ｃに載置される載置面４１ａとされ、他の平行四辺形面４１が工具回転方向Ｔ前方側に向けられてすくい面４１ｂとされている。
【００２６】
すくい面４１ｂとされた平行四辺形面４１の一の長辺は、外側に向けて凸となる凸円弧状をなしており、この長辺部分が円弧状の切刃４３とされている。この切刃４３に連なる側面４２は逃げ面４２ａとされ、外側に向けて凸となる凸曲面状をなすとともに、載置面４１ａに近づくにしたがいインサート４０の内側に後退するように傾斜させられている。
【００２７】
この切刃４３が設けられた長辺と鋭角に交差する短辺に連なる側面４２には、図５に示すように、載置面４１ａに近づくにしたがい漸次インサート４０の内側に後退するような傾斜平面が形成されており、この傾斜平面が第１被押圧面４４とされている。
さらに、逃げ面４２ａとされた側面４２と対向配置される側面４２、つまり、平行四辺形面４１の他の長辺に連なる側面４２には、載置面４１ａに近づくにしたがい漸次インサート４０の内側に後退するような傾斜平面が形成されており、この傾斜平面が第２被押圧面４５とされている。
【００２８】
すくい面４１ｂとされた平行四辺形面４１の中央部には、インサート４０の厚さ方向に貫通して中心軸Ｌに沿って延びる挿通孔４６が穿設されている。この挿通孔４６のすくい面４１ｂ側開口部近傍には、上面視して図３に示すように、概略正方形をなすクランプ面４７が形成されていて、このクランプ面４７は、切刃４３に近づくにしたがい漸次すくい面４１ａから後退するように傾斜させられており、本実施形態では、クランプ面４７とすくい面４１ｂとの交差角が約３°に設定されている。
【００２９】
この構成のインサート４０は、取付座２６の工具回転方向Ｔ前方側を向く壁面２６ｃにインサート４０の載置面４１ａが当接するように載置される。ここで、インサート４０の第１被押圧面４４は、取付座２６の工具本体１１径方向外側を向く壁面２６ｂに対向配置されるとともに、第２被押圧面４５は、取付座２６の軸線Ｏ方向外側を向く壁面２６ａに対向配置され、前記切刃４３が軸線Ｏ方向外側を向くように配置される。
また、このようにインサート４０を載置した状態においては、工具回転方向Ｔ前方側から見て、前記クランプネジ孔の中心は前記挿通孔４６の中心よりも軸線Ｏ方向内側及び工具本体１１径方向内側に向けて僅かに偏心させられている。
【００３０】
また、インサート４０の第１被押圧面４４には、前記第１収容孔３０に配置された第１押圧ピン３１の第１押圧面３１ａが当接されており、インサート４０の第２被押圧面４５には、前記第２収容孔３４に配置された第２押圧ピン３５の第２押圧面３５ａが当接されている。この状態で、クランプネジ４８を挿通孔４６に挿通させてクランプネジ孔に螺着することにより、インサート４０が取付座２６に固定される。ここで、前述のようにクランプネジ孔２７の中心は前記挿通孔４６の中心よりも軸線Ｏ方向内側及び工具本体１１径方向内側に向けて僅かに偏心させられているので、インサート４０は、工具本体１１径方向内側及び軸線Ｏ方向内側に向けて引き込まれるように、つまり、取付座２６の軸線Ｏ方向外側を向く壁面２６ａ及び工具本体１１径方向外側を向く壁面２６ｂに押し付けられるようにして固定されることになる。
【００３１】
また、同じ側を向く端面１７に形成された２つの取付座２６、２６に装着されたそれぞれのインサート４０は、互いのインサート４０のすくい面４１ｂが軸線Ｏを通る仮想平面Ｋ上に位置するように配置されるとともに、これらインサート４０に形成された切刃４３の軸線Ｏを中心とした回転軌跡が、前記中心Ｐ（Ｐ´）を中心として前記端面１７よりも一段半径の大きな一の球面Ｒ（Ｒ´）をなすように配置されることになる。
【００３２】
このような構成とされたインサート着脱式球面カッタ１０では、第１調整ネジ３２をねじ込むと第１押圧ピン３１が取付座２６側に向けて移動して第１押圧面３１ａがインサート４０の第１被押圧面４４を押圧してインサート４０が工具本体１１径方向外側に向けて移動し、切刃４３の工具本体１１径方向位置が調整される。また、第２調整ネジ３６をねじ込むと第２押圧ピン３５が取付座２６側に向けて移動して第２押圧面３５ａがインサート４０の第２被押圧面４５を押圧して、インサート４０が軸線Ｏ方向外側及び工具本体１１径方向外側に向けて移動して切刃４３の位置が調整される。
【００３３】
次に、このインサート着脱式球面カッタ１０の切刃４３の位置を測定する切刃測定治具５０について説明する。この切刃測定治具５０は、平板状をなすステージ５１と、前記工具本体１１の凹溝１２を挟持する一組の挟持部材とを有しており、本実施形態では、ステージ５１の上に固定された下部ブロック５２とこの下部ブロック５２に対向配置される上部ブロック６０とが一組の挟持部材とされている。
【００３４】
下部ブロック５２は、ステージ５１の下側から螺着された固定ボルト５３によってステージ５１上に立設されていて、その厚さは前記工具本体１１の凹溝１２の幅と略同一とされている。この下部ブロック５２の上面には、基準線Ｓに沿って延びるとともに上方に向けて開口したＶ字溝５４が形成されている。このＶ字溝５４をなす一対の斜面の交差部分には、下側に一段凹んで基準線Ｓと平行に延びる断面コの字状をなす底溝部５５が形成されている。さらに、この下部ブロック５２の側面は、前記基準線Ｓに対して直交する方向に延びる平面状に形成されていて、後述するゲージ支持部７０側を向く前記側面が、前記工具本体１１の当接面１５に当接される基準平面５６とされている。
【００３５】
また、このＶ字溝５４の側方には、下部ブロック５２の上面に対して開口する開口孔５７が設けられていて、この開口孔５７には、コイルスプリング５８が、その上端面を前記下部ブロック５２の上面よりも上方に突出するようにして収容されている。また、開口孔５７の底面には、開口孔５７よりも小径のボルト孔５９が穿設されている。
【００３６】
前記下部ブロック５２に対向配置される上部ブロック６０は、その厚さが前記工具本体１１の凹溝１２の幅と略同一とされており、その側面は、前記基準線Ｓに対して直交する方向に延びる平面状をなすとともに下部ブロック５２の側面と同一平面状に形成されている。上部ブロック６０の下面（下側ブロック５２との対向面）には、基準線Ｓに沿って延びるとともに下方に向けて開口したＶ字溝６２が形成されている。このＶ字溝６２をなす一対の斜面の交差部分には、上側に一段凹んで基準線Ｓと平行に延びる断面コの字状をなす天溝部６３が形成されている。
また、このＶ字溝６２の側方には、上部ブロック６０の下面に対して直交する方向に延びるボルト貫通孔６４がそれぞれ穿設されており、このボルト貫通孔６４の上面開口部には、ボルト貫通孔６４よりも一段大径とされた座ぐり部６５が形成されている。
【００３７】
これら上部ブロック６０及び下部ブロック５２は、互いのＶ字溝６２、５４が対向するようにして配置され、ボルト貫通孔６４に挿通された連結ボルト６６が、下部ブロック５２のボルト孔５９に螺着されることで連結される。この連結ボルト６６をねじ込むと連結ボルト６６の頭部６６ａが座ぐり部６５を押圧して、コイルスプリング５８が縮むように変形し、下部ブロック５２と上部ブロック６０とが近接する構成とされている。
【００３８】
これら下部ブロック５２及び上部ブロック６０（一組の挟持部材）の側方には、後述するダイヤルゲージ８０を支持するゲージ支持部７０が設けられている。このゲージ支持部７０は、固定ボルト７１によってステージ５１上に立設されていて、上面視して図１に示すように、下部ブロック５２及び上部ブロック６０側に向かうにしたがい互いに離間する第１壁部７２と第２壁部７３とを有して概略Ｖ字状をなしている。第１壁部７２及び第２壁部７３には、それぞれの壁部７２、７３を貫通するように第１支持孔７４、第２支持孔７５が穿設されており、これら第１支持孔７４及び第２支持孔７５は、下部ブロック５２及び上部ブロック６０側に向かうにしたがい互いに近接するように配置されている。
【００３９】
第１支持孔７４には、該第１支持孔７４に対して上下方向に直交するように第１クランプ部材７６が配設され、第１クランプ部材７６の上端に操作部７６ａが形成されている。また、第２支持孔７５には、該第２支持孔７５に直交するとともに前記第２壁部７３が延びる方向に沿うように第２クランプ部材７７が配設されており、第２クランプ部材７７の第１支持孔７４と反対側端部に操作部７７ａが形成されている。こうして、第１クランプ部材７６の操作部７６ａと第２クランプ部材７７の操作部７７ａとが互いに干渉することなく操作できるように配置されている。
【００４０】
ダイヤルゲージ８０は、ステム８１と、このステム８１内を摺動するスピンドル８２と、スピンドル８２の先端に配置された測定子８３と、表示部８４とを有しており、本実施形態では、図１に示すように、表示部８４がステム８１及びスピンドル８２と斜交するように配置されている。このダイヤルゲージ８０は、その測定子８３が下部ブロック５２及び上部ブロック６０側に向くようにしてステム８１が前記第１支持孔７４、第２支持孔７５に挿入され、このステム８１が第１、第２クランプ部材７６、７７によってそれぞれ挟持されることで固定されており、第１支持孔７４に固定されたダイヤルゲージ８０の表示部８４と、第２支持孔７５に固定されたダイヤルゲージ８０の表示部８４とが、互いに離間して干渉しないように配置されている。
このようにダイヤルゲージ８０を固定することで、２つの測定子８３、８３が互いに隣接するように配置されることになる。また、これらの測定子８３、８３が設けられたスピンドル８２、８２は、その伸縮方向がステージ５１の上面と平行となるように配置されている。
【００４１】
次に、この切刃測定治具５０を用いたインサート着脱式球面カッタ１０の切刃位置測定方法について説明する。
工具本体１１の凹溝１２に前記下部ブロック５２を嵌合させて、基準線Ｓに直交する断面において凹溝１２の円筒面部１３とＶ字溝５４とが２点で接するように配置する。ここで、上部ブロック６０をそのＶ字溝６２が下部ブロック５２側を向くようにして配置し、上部ブロック６０のボルト貫通孔６４に挿通された連結ボルト６６を下部ブロック５２のボルト孔５９にねじ込んで、上部ブロック６０を工具本体１１の凹溝１２に嵌合する。
【００４２】
こうして、凹溝１２の円筒面部１３が下部ブロック５２のＶ字溝５４及び上部ブロック６０のＶ字溝６２とに当接されることで、工具本体１１の軸線Ｏと切刃測定治具５０の基準線Ｓとが互いに一致するように配置され、前記凹溝１２の側面に形成された当接面１５のうち位置を測定する切刃４３が配設された側の当接面１５が下部ブロック５２に形成された基準平面５６に当接されて一致した状態で、工具本体１１が固定される。このとき、前記ゲージ支持部７０側に向けられた取付座２６に装着されたインサート４０のすくい面４１ｂは、ステージ５１の上面（測定子８３が形成されたスピンドル８２の伸縮方向）に平行となるとともに、ステージ５１の上面からの高さが測定子８３と同一となるように配置される。
【００４３】
この状態で、ダイヤルゲージ８０の測定子８３に切刃４３が当接されることになり、切刃４３の２つの測定点におけるダイヤルゲージ８０の値をそれぞれ読み取る。これにより、測定点の基準線Ｓからの径方向距離及び基準平面５６からの基準線Ｓ方向距離が測定される。つまり、本実施形態においては、前記ダイヤルゲージ８０が、基準線Ｓからの径方向距離と基準平面５６からの基準線Ｓ方向距離とを測定する測定器とされている。
このように切刃４３上の２つの測定点で基準線Ｓからの径方向距離及び基準平面５６からの基準線Ｓ方向距離を測定することで、切刃４３が軸線Ｏ上に中心Ｐを有する仮想球面Ｒ上に位置しているか否かを判断することができるのである。
【００４４】
また、切刃４３の位置の調整を、図６及び図７に示すマスターピース９０を使用して、以下のように行うことができる。
このマスターピース９０は、前述した工具本体１１と同一形状をなす凹溝９１と端面９２とを有しており、この端面９２には２つの装着孔９３、９３が穿設されている。装着孔９３にはガイドバー９４が収容されていて、がイドバー９４は押圧ネジ９５によって固定されている。また、このガイドバー９４の後端側には、ガイドバー９４の突出量を調整する位置調整ネジ９６が設けられている。そして、前記凹溝９１のガイドバー９４が突出された側の側面が当接面９７とされており、凹溝９１の底面には円筒面部９８が形成されている。
【００４５】
このようなマスターピース９０においては、ガイドバー９４の先端が仮想球面Ｒ上に位置するように、ガイドバー９４の突出量を予め調整しておく。
このマスターピース９０を、切刃位置測定治具５０の下部ブロック５２と上部ブロック６０とで挟持して固定し、ガイドバー９４の先端に前記ダイヤルゲージ８０の測定子８３を当接させた状態でダイヤルゲージ８０の０点調整を行う。その後、インサート着脱式球面カッタ１０を下部ブロック５２と上部ブロック６０とで挟持して固定し、２つのダイヤルゲージ８０、８０の値がそれぞれ０になるように、第１、第２調整機構３３、３７の第１、第２調整ネジ３２、３６をレンチＧで回動させて切刃４３の位置を調整する。これにより、切刃４３をマスターピース９０のガイドバー９４の先端と同一の位置に配置することができるのである。
【００４６】
こうして一の端面１７の一の切刃４３の位置の測定及び調整した後に、工具本体１１を軸線Ｏ中心に１８０°回転させて一の端面１７の他の切刃４３の位置測定を行うことで、一の端面１７に配置された一の切刃４３及び他の切刃４３の位置を同一の仮想球面Ｒ上に配置するように調整する。次に、工具本体１１を反転させて他の端面１７の一の切刃４３及び他の切刃４３の位置測定及び調整を行う。
【００４７】
こうして切刃４３の位置が調整されたインサート着脱式球面カッタ１０は、図８に示す切削加工に供される。
インサート着脱式球面カッタ１０は、ワークＷに形成された空洞部Ｃ内に収容され、この空洞部Ｃに挿通するようにワークＷに同軸状に形成された一対の挿入孔Ｈ、Ｈを通じて、工作機械（図示なし）の一対のアーバＡ、Ａをそれぞれ挿入して、これらのアーバＡ、Ａの先端を前記軸線Ｏ方向外側から前記取付孔１９に取り付けることにより支持される。ここで、このアーバＡの先端には取付孔１９の角孔部２４に嵌合する断面正方形状のドライブ部Ｄが形成されるとともに、これよりも後端側には前記テーパ孔部２０と等しいテーパ角で先端側に向けて縮径するテーパ部Ｅが形成されており、これらテーパ部Ｅとテーパ孔部２０とを密着させることによって工具本体１１の軸線ＯがアーバＡ、Ａによる回転軸線に一致させられるとともに、角孔部２４とドライブ部Ｄとの嵌合によって工具本体１１がアーバＡ、Ａと一体に前記工具回転方向Ｔに向けて回転される。
【００４８】
工具本体１１を軸線Ｏ回りに回転しつつ、前記アーバＡ、Ａによってこれらと一体に軸線Ｏ方向両側に往復運動するように送りを与えることにより、ワークＷの空洞部Ｃの内周の前記挿入孔Ｈ、Ｈの周辺に各挿入孔Ｈ側を向く端面１７の取付座２６に装着されたインサート４０の切刃４３によって、それぞれ軸線Ｏ上に中心Ｐ（Ｐ´）を有する球面Ｒ（Ｒ´）と同径の凹球面状の座ぐり部Ｆ、Ｆが形成されるとともに、これと同時に前記面取りチップ４５の切刃によって、この座ぐり部Ｆと挿入孔Ｈとの交差稜線部に面取りを施す。
【００４９】
さらに、アーバＡ、Ａによる工具本体１１の往復運動の送り量を、個々の座ぐり部Ｆを形成する各端面１７の取付座２６に装着されたインサート４０の切刃４３の回転軌跡がなす球面Ｒ（Ｒ´）の中心Ｐ（Ｐ´）同士の位置が互いに一致するように設定することにより、空洞部Ｃの両端に形成されるこれら座ぐり部Ｆ、Ｆがなす凹球面を、１つの球面Ｒに沿った凹球面とすることができるものである。
【００５０】
このインサート着脱式球面カッタ１０の切刃位置測定方法においては、切刃位置測定治具５０のＶ字溝５４、６２に工具本体１１の円筒面部１３が当接されることで工具本体１１の軸線Ｏが基準線Ｓと一致されるとともに基準平面５６に工具本体１１の当接面１５が当接されて一致された状態で、切刃４３上の測定点の基準線Ｓからの径方向距離及び基準平面５６からの基準線Ｓ方向距離が測定されるので、切刃４３の位置を基準線Ｓ及び基準平面５６を基準として精度良く測定することができる。そして、切刃４３の複数の測定点においてこれら径方向距離及び基準線Ｓ方向距離が測定されるので、円弧状をなす切刃４３が軸線Ｏ上のＰ（Ｐ´）点を中心とした球面Ｒ（Ｒ´）上に位置しているか否かを判断することができる。
【００５１】
また、インサート着脱式球面カッタ１０の工具本体１１に、インサート４０を押圧して切刃４３の位置を調整する第１調整機構３３及び第２調整機構３７とが設けられているので、切刃４３の位置を測定しつつ、切刃４３の位置を調整することができる。本実施形態では、切刃位置測定治具５０に測定器としてダイヤルゲージ８０が備えられているので、標準となる球面カッタの切刃位置に合わせて予めダイヤルゲージ８０の０点調整を行っておくことで、第１調整機構３３及び第２調整機構３７によってインサート４０を押圧して、２つのダイヤルゲージ８０、８０が０となるように切刃４３の位置を調整することで、前記切刃４３を球面Ｒ（Ｒ´）上に位置させることができ、切刃４３の調整を簡単に、かつ、精度良く行うことができる。
【００５２】
以上、本発明の実施形態であるインサート着脱式球面カッタ及び切刃位置測定治具について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、インサート着脱式球面カッタを、工具本体の端面に２つの取付座を形成したものとして説明したが、取付座が１つ形成されたものであっても良いし、３つ以上形成されたものであっても良く、取付座の数についてはワークの材質や切削条件等を考慮して適宜設定することが好ましい。
【００５３】
また、工具本体の取付孔に角孔部を形成したもので説明したがこれに限定されることはなく、工具本体とアーバとを係合させて工具本体を回転させるトルク伝達部が形成されていれば良い。
また、インサートの形状を平行四辺形平板状のものとして説明したが、インサートの形状に限定はなく、切刃が軸線Ｏ方向外側に向けて配置できるものであれば良い。
【００５４】
さらに、切刃位置測定治具に備えられて一組の挟持部材として上下方向に分割される下部ブロック及び上部ブロックを用いたものとして説明したが、左右方向に分割されたものなどであっても良い。
また、測定器としてダイヤルゲージを備えたものとして説明したが、これに限定されることはなく、変位センサ等を使用したものであってもよい。
【００５５】
また、マスターピースを利用して位置調整を行うものとして説明したが、マスターピースの形状や構造は本実施形態に限定されることはなく、例えば切刃をろう付けして切刃を球面上に位置するように研磨した球面カッタをマスターピースとして使用しても良い。さらに、マスターピースを使用しないで、位置測定及び位置調整を行っても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施形態であるインサート着脱式球面カッタ及び切刃位置測定治具の上面図である。
【図２】図１に示すインサート着脱式球面カッタ及び切刃位置測定治具の側面図である。
【図３】図１に示すインサート着脱式球面カッタの側面図である。
【図４】図３におけるＸ方向矢視図である。
【図５】図３におけるＹ方向矢視図である。
【図６】マスターピースの概略説明図である。
【図７】図６におけるＺ−Ｚ断面図である。
【図８】図３に示すインサート着脱式球面カッタによってワークを切削加工する様子を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０  インサート着脱式球面カッタ
１１  工具本体
１２  凹溝
１３  円筒面部
１５  当接面
１７  端面
２６  取付座
３３  第１調整機構（位置調整機構）
３７  第２調整機構（位置調整機構）
４０  インサート
４３  切刃
５０  切刃位置測定治具
５２  下部ブロック（挟持部材）
５４  Ｖ字溝
５６  基準平面
６０  上部ブロック（挟持部材）
６２  Ｖ字溝
８０  ダイヤルゲージ（測定器）
【図１】
2008006566.tif 000003
【図２】
2008006566.tif 000004
【図３】
2008006566.tif 000005
【図４】
2008006566.tif 000006
【図５】
2008006566.tif 000007
【図６】
2008006566.tif 000008
【図７】
2008006566.tif 000009
【図８】
2008006566.tif 000010