(57)【要約】【課題】主ホルダにヘッドを交換可能に取り付け、そのヘッドに刃具を取り付ける切削工具は、ヘッドの固定が不安定になり易く、切削加工時の刃先のシフトや工具のビビリが生じて加工能率の低下、工具寿命の低下等の問題が発生するので、この問題を解決する。【解決手段】主ホルダ１に開口角θが９０°以下の開口部２を設けてこの開口部２にヘッド１０をＶ字嵌合させるようにした。また、主ホルダ１とヘッド１０の切削主分力を受ける側の合わせ面に主ホルダ長手方向に延びる平行配置の嵌合用の山、谷３、１５を対応して設け、この山、谷３、１５を互いに嵌合させるようにした。さらに主ホルダ１に鍔付き引き込みピン４を設け、その引き込みピンの鍔をヘッドに設けたＴスロット１６に係止させてヘッド１０に主ホルダ開口部への引き込み力を加えるようにした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
刃具を装着する交換可能なヘッドと、そのヘッドを着脱自在に固定保持する主ホルダとを有し、前記主ホルダに開口角θが９０°以下の開口部が設けられ、前記ヘッドには前記開口部の切削主分力受け面と切削背分力受け面にそれぞれ拘束される面が設けられ、さらに、前記主ホルダと前記ヘッドの切削主分力を受ける側の合わせ面に、主ホルダの長手方向に延びる平行配置の嵌合用の山、谷が対応して設けられている交換式ヘッドを備える切削工具。
【請求項２】
前記主ホルダが開口のコーナ部から開口角θの約１／２の角度方向に突出する鍔付き引き込みピンを有し、前記ヘッドは一側面に開放する横長のＴスロットを後部に有し、このＴスロットに前記引き込みピンの鍔部を係止させ、主ホルダに設けた前記引き込みピンの引き込み手段を操作して前記ヘッドに主ホルダ開口部への引き込み力を加えるようにした請求項１に記載の交換式ヘッドを備える切削工具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、交換式ヘッドを備える切削工具、詳しくは、主ホルダに対するヘッドの固定状態を安定させて切削の安定性を高めた切削工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
既知の切削工具の中に、図９〜図１１に示すものがある。この切削工具は、主ホルダ３１の先端に交換可能なヘッド（カートリッジ）３２をボルト３３で固定して取り付け、主ホルダ３１に粗加工用の丸駒チップ３４を、ヘッド３２に仕上げ加工用の多角形チップ３５を各々装着している。また、主ホルダ３１とヘッド３２間に、多角形チップ３５の切れ刃位置を微調整する刃先位置調整機構３６を設けている。
【０００３】
この切削工具は、切れ刃がカッタ本体（図示せず）の内径側に配置されるように主ホルダ３１をリング状のカッタ本体に装着し、カッタ本体の中心穴に通すワークの外周面を丸駒チップ３４で先行切削し、粗削りした外周面を後続の多角形チップ３５で仕上げ切削するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の切削工具は、主ホルダ３１とヘッド３２との間に刃先位置調整機構３６を設けているため、ヘッド３２の後部が主ホルダ３１の取付面３８から離れて取付面３８によるヘッド３２の拘束がなされない。また、主ホルダ３１に対するヘッド３２の固定は３本のボルト（ボルト３３と２本の補助ボルト３７）を用いて行っているが、ヘッド３２を拘束する唯一の面３９が平面であるためヘッド３２の位置保持の信頼性が低く、切削時にヘッド３２のシフトや工具のいわゆるびびりが発生して切削能率の低下、工具寿命の短縮などの問題が生じる。
【０００５】
なお、この不具合を回避するために、ヘッド３２を主ホルダ３１に溶接しているケースが見受けられるが、この方法を取るとヘッドの交換ができなくなり、ヘッド破損時に工具全体を交換することになって経済的なロスが出る。
【０００６】
そこでこの発明は、ヘッドを主ホルダに交換可能に強固に固定することを可能ならしめて経済性に優れるヘッド交換式切削工具の切削能率と工具寿命を向上させることを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明においては、刃具を装着する交換可能なヘッドと、そのヘッドを着脱自在に固定保持する主ホルダとを有し、前記主ホルダに開口角θが９０°以下の開口部が設けられ、前記ヘッドには前記開口部の切削主分力受け面と切削背分力受け面にそれぞれ拘束される面が設けられ、さらに、前記主ホルダとヘッドの切削主分力を受ける側の合わせ面に主ホルダの長手方向に延びる平行配置の嵌合用の山、谷が対応して設けられている切削工具を提供する。
【０００８】
この切削工具は、開口のコーナ部から開口角θの約１／２の角度方向に突出する鍔付き引き込みピンを主ホルダに設け、一方、ヘッドには一側面に開放する横長のＴスロットを後部に設け、このＴスロットに前記引き込みピンの鍔部を係止させ、主ホルダに設けた引き込みピンの引き込み手段を操作して前記ヘッドに開口部への引き込み力を加えるようにしたものが好ましい。
【０００９】
また、主ホルダの開口部の開口角は、下限を６０°程度にするのが好ましい。
【００１０】
【作用】
この発明の切削工具は、ヘッドの後部を主ホルダの開口部にＶ字嵌合させており、切削加工時にヘッドに加わる切削主分力による回転モーメントがそのＶ字嵌合部によって受け止められる。
【００１１】
また、主ホルダとヘッドの切削主分力を受ける合わせ面にＶ字断面の山、谷を対応して設けてその山、谷を嵌合させており、その山、谷によってヘッドの横への位置ずれが確実に阻止される。従って、ヘッドの固定の安定性が高まり、切削加工時のシフト、工具のビビリの問題が解消されて切削能率向上、工具寿命向上の効果が得られる。
【００１２】
なお、引き込みピンを設けてヘッドに開口部への引き込み力を加えるものは、ヘッドの固定の安定性がより高まる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の切削工具の実施形態を添付の図１〜図８に基づいて説明する。
【００１４】
この発明の切削工具は、図１に示す主ホルダ１とヘッド１０を組み合わせて構成される。
【００１５】
主ホルダ１の前部には図２に示す開口部２を設けている。その開口部２は、切削主分力受け面２ａと切削背分力受け面２ｂを有し、開口角θ（面２ａと２ｂのなす角）が６０°＜θ＜９０°となっている。開口角θが９０°以上ではヘッド固定時に楔効果が発生せず、また、この開口角θが小さすぎると上記の楔効果が過大になって主ホルダ１が破損し易くなったり、ヘッド１０の後部が強度的に弱くなったりする。
【００１６】
切削主分力受け面２ａは、主ホルダ１の長手方向に延びるＶ字断面の山、谷３を平行配置にして設けた面になっており、この面２ａで拘束するヘッド２の被拘束面１３にも同様の山、谷１５を対応して設けている。
【００１７】
主ホルダ１には、さらに、開口部２のコーナ部から開口角θの約１／２の角度方向に突出する鍔付き引き込みピン４と、このピンの引き込み手段であるセットスクリュ５（図３、図４参照）と、鍔付き引き込みピン４を突出方向に付勢するスプリング６を設けている。
【００１８】
セットスクリュ５は、先端のテーパ部を鍔付き引き込みピン４に設けたテーパ孔４ｂに挿入し、ねじ込み量変化で引き込みピン４に引き込み力を加えるものを用いている。なお、鍔付き引き込みピン４は、抜止め具７（図のそれはストッパピン７ａとロックネジ７ｂ）によって主ホルダ１のピン孔から抜止めされている。図１〜図３の８は、アジャストブロック嵌合溝、図２、図３の９は長穴のボルト穴である。
【００１９】
ヘッド１０には、粗削り用の刃具（図のそれは丸駒チップ）１１と、仕上げ加工用の刃具（図のそれは三角形を基本形にした多角形チップ）１２が着脱自在に装着される。このヘッド１０には、主ホルダの切削主分力受け面２ａに拘束される被拘束面１３と、切削背分力受け面２ｂに拘束される被拘束面１４を設けている。被拘束面１３、１４のなす角は、開口部２の開口角と同じくθであり、被拘束面１３に前述の山、谷１５を設けている。
【００２０】
ヘッド１０には、さらに、その後部に一側面に開放する横長のＴスロット１６を設けている。
【００２１】
このように構成した図示の切削工具は、ヘッド１０を主ホルダ１の開口部２に装着するときに鍔付き引き込みピン４の鍔４ａをＴスロット１６に横から挿入して係止させる。その後、図４のセットスクリュ５を操作して引き込みピン４でヘッド１０を開口部２内に引き込み、ヘッド１０の被拘束面１４を切削背分力受け面２ｂに圧接させる。そしてさらにヘッド１０をボルト穴１７に通されるボルト１８（図７参照）で締めつけて主ホルダ１に固定する。この状態では主ホルダ１とヘッド１０に対応して設けた山、谷（セレーション）３、１５が互いに嵌合し、その嵌合部によってヘッド１０の横動きが確実に阻止される。また、ヘッド１０には切削加工時に切削主分力による回転モーメントＭが図７の矢印方向に加わるが、その回転モーメントＭが主ホルダに設けられた切削背分力受け面２ｂによって受け止められるため回転モーメントＭによるヘッド１０の動きも防止され、ヘッド１０の固定が強固になって切削加工の安定性が高まる。また、そのために切削工具の破損が減少し、工具寿命も向上する。
【００２２】
図７、図８に例示の切削工具の使用の一例を示す。図の２０はリング状のカッタ本体である。このカッタ本体２０の一面に半径方向の取り付け溝２１を設けてその溝２１にヘッド１０を保持した主ホルダ１を組み込み、この主ホルダ１を楔式の押え金２２でクランプしてカッタ本体２０に取り付けている。
【００２３】
カッタ本体２０は、各取り付け溝２１の後部に配置して刃先の位置基準となすアジャストブロック２３を外周部に有しており、そのアジャストブロック２３に螺合した調整ネジ２４を操作してこの調整ネジ２４に接する主ホルダ１の位置（これは即ち、刃先の半径方向位置）を変化させることができる。主ホルダ１は、ボルト穴９に通したボルト２５（図３を同時参照）でアジャストブロック２３にも固定される。
【００２４】
なお、例示の切削工具は、交換可能なヘッド１０に２種類の刃具１１、１２を取り付けており、刃具取り付け部の破損に対して最少部分の交換で対応することが可能であり、図９の従来工具に比べて経済性に優れる。
【００２５】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明の切削工具は、主ホルダで保持するヘッドが交換可能であるので、刃具取り付け部等が破損したときにヘッドのみを交換して破損部を修復することができ、経済性が良くなる。
【００２６】
また、主ホルダに開口角θが９０°以下の開口部を設けてこの開口部にヘッドをＶ字嵌合させ、さらに、主ホルダとヘッドの切削主分力を受ける側の合わせ面に、主ホルダの長手方向に延びる平行配置の山、谷を設けてその山、谷を互いに嵌合させる構造にしたので、ヘッドを切削加工時に動かないように強固に固定することができ、そのために工具のビビリも起こり難くなり、切削加工の安定性が高まって切削能率と工具寿命が向上する。
【００２７】
なお、引き込みピンを設けてヘッドに引き込み力を加えるようにしたものは、ヘッドの固定の安定性がさらに高まり、切削能率向上と工具寿命向上の効果がより顕著に発揮される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の切削工具の主ホルダとヘッドの実施形態を示す分解斜視図
【図２】主ホルダの側面図
【図３】主ホルダの部分破断平面図
【図４】鍔付き引き込みピンの引き込み機構を示す断面図
【図５】ヘッドの平面図
【図６】ヘッドの側面図
【図７】図１の主ホルダとヘッドを使用した切削工具の一部を示す正面図
【図８】図７のＸ−Ｘ線に沿った断面図
【図９】改善対象の切削工具の平面図
【図１０】図１０の切削工具の側面図
【図１１】図９のＹ−Ｙ線部の断面図
【符号の説明】
１            主ホルダ
２            開口部
２ａ          切削主分力受け面
２ｂ          切削背分力受け面
３            山、谷
４            鍔付き引き込みピン
５            セットスクリュ
６            スプリング
１０          ヘッド
１１          粗加工用刃具
１２          仕上げ加工用刃具
１３、１４    被拘束面
１５          山、谷
１６          Ｔスロット
１７          ボルト穴
１８          ボルト
２０          カッタ本体
２１          取り付け溝
２２          押え金
２３          アジャストブロック
２４          調整ネジ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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