(57)【要約】【課題】締め付け応力過大によるチップ割れの防止と、横方向からの応力に対するチップのずれが抑制されるスローアウェイ式切削工具を提供する。【解決手段】工具ホルダ本体１の一端に設けられたチップ取付部３内に切刃チップ２が挟持固定されるようにしたスローアウェイ式切削工具において、切刃チップ２の着座面９の断面形状は概略Ｍ字形状からなり、チップ幅方向中心位置に下方に突出する凸部分１０が形成され、その両隣にチップの側面側へ向かって上昇する拘束テーパー面１１、チップの側面側へ向かって下降する拘束テーパー面１３を順に配置するとともに、相対するホルダ側載置面４の断面形状はチップ側着座面９と係合する概略Ｍ字形状からなり、チップ幅方向中心位置に下方に窪んだ凹部分１５が形成され、その両隣に拘束テーパー面１６、フラット面１７、拘束テーパー面１８を順に配置する。【選択図】  図３
2004223652.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具ホルダ本体の一端に設けられた上面と下面を有するチップ取付部の下面をチップ載置面とし、前記上面を弾性変形可能なクランプ腕の一部である押圧面として形成することにより前記チップ取付部内にチップが挟持固定されるようにしたスローアウェイ式切削工具において、前記チップの着座面の断面形状は概略Ｍ字形状からなり、チップ幅方向中心位置に下方に突出する凸部分が形成され、その両隣にチップの側面側に向かって上昇する拘束テーパー面を配置し、さらにその外側にチップの側面側に向かって下降する拘束テーパー面、チップの側面に隣接したフラット面を順に配置するとともに、相対するホルダ側載置面の断面形状は、前記チップの着座面と係合する概略Ｍ字形状からなり、チップ幅方向中心位置に下方に窪んだ凹部分が形成され、その両隣にホルダの側面側に向かって上昇する拘束テーパー面を配置し、さらにその外側にフラット面、ホルダ側の側面側へ向かって下降する拘束テーパー面を順に配置することに加え、前記チップの被押圧面の断面形状は概略Ｗ字形状からなり、チップ幅方向中心位置に上方に突出する凸部分が形成され、その両隣にチップの側面側に向かって下降する拘束テーパー面を配置し、さらにその外側にチップの側面側に向かって上昇する拘束テーパー面、チップの側面に隣接したフラット面を順に配置するとともに、相対するホルダ側押圧面の断面形状は、前記チップの被押圧面と係合する概略Ｗ字形状からなり、チップ幅方向中心位置に上方に窪んだ凹部分が形成され、その両隣にホルダの側面側に向かって下降する拘束テーパー面を配置し、さらにその外側にフラット面、ホルダ側の側面側へ向かって上昇する拘束テーパー面を順に配置することを特徴とするスローアウェイ式切削工具。
【請求項２】
前記ホルダ側の中心凹部とその左右に配置された前記ホルダ側拘束テーパー面とを含む幅Ａ１及びＡ２と、該幅Ａ１及びＡ２を挟んで左右に配置されたフラット面を含む幅Ｂ１及びＢ２において、該幅Ｂ１及びＢ２はホルダ側の載置面及び押圧面の各々の幅全体の３０〜６０％の範囲にあるとともに、前記幅Ａ１及びＡ２は前記幅Ｂ１及びＢ２の６０〜８０％の範囲にあることを特徴とする、請求項１に記載のスローアウェイ式切削工具。
【請求項３】
前記ホルダ側中心凹部の両隣に配置された拘束テーパー面におけるテーパー面間角度は、１１０°〜１３０°の範囲にあることを特徴とする、請求項１または２に記載のスローアウェイ式切削工具。
【請求項４】
前記ホルダ側の側面に隣接して配置された拘束テーパー面のテーパー面間角度は、１２０°〜１５０°の範囲にあることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載のスローアウェイ式切削工具。
【請求項５】
前記チップにおける中心凸部分より側面に隣接した前記フラット面の方が突出していることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載のスローアウェイ式切削工具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、切削加工、特に溝入れ加工や突切り加工等に用いるスローアウェイ式切削工具に於けるスローアウェイチップクランプ部の形状に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、溝入れ加工や突切り加工等に用いるスローアウェイ式切削工具に於けるスローアウェイチップクランプ部の形状としては、ホルダとチップの係合部の断面形状が概略Ｖ字形状であるものが知られている。
【０００３】
この場合、クランプ用スクリュウを締め込むことにより、クランプ腕が押し下げられ、ホルダ側係合部の凸Ｖ字形状がチップ上面凹Ｖ字形状に係合することで、チップが挟持固定される。このような形状では、Ｖ字形状の求心効果により、ホルダ側係合部Ｖ字形状の中心位置にチップの中心が収まり易いというメリットがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−７１５０５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような形状ではチップ上面凹Ｖ字形状フランク面にホルダ側クランプ腕凸Ｖ字形状より締め付け応力がかかり、これによりチップ上面凹Ｖ字形状の中心部を起点に左右へ押し広げる方向へ引っ張り応力が発生する。この場合、スローアウェイチップの材質として多用される超硬合金、サーメット、セラミックス等は、引っ張り方向の荷重負荷に著しく弱く、上記Ｖ字形状による拘束方式では、Ｖ字形状の中心部を起点としてチップにクラックが生じ易いという不具合があった。
【０００６】
さらに、上述のようなＶ字形状では求心効果はあるものの、チップに対して横方向の力が加わった場合にはずれが生じ易く、該ずれを回避するためにクランプの締め付けを強くすると上述したチップの割れを誘発してしまうという不具合もある。
【０００７】
本発明は、以上のような従来技術の課題を解決するためになされたもので、チップ取付部内にチップが挟持固定されるようにした溝入れ加工や突切り加工等に用いられるスローアウェイ式切削工具に於いて、締め付け応力過大によるチップ割れの防止と、横方向からの応力に対するチップのずれを抑制することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明のスローアウェイ式切削工具は、工具ホルダ本体の一端に設けられた上面と下面とを有するチップ取付部の下面をチップ載置面とし、前記上面を弾性変形可能なクランプ腕の一部である押圧面として形成することにより、前記チップ取付部内にチップが挟持固定されるようにしたスローアウェイ式切削工具であって、前記チップの着座面の断面形状は概略Ｍ字形状からなり、チップ幅方向中心位置に下方に突出する凸部分が形成され、その両隣にチップの側面側に向かって上昇する拘束テーパー面を配置し、さらにその外側にチップの側面側に向かって下降する拘束テーパー面、フラット面を順に配置するとともに、相対するホルダ側載置面の断面形状は前記チップの着座面と係合する概略Ｍ字形状からなり、チップ幅方向中心位置に下方に窪んだ凹部分が形成され、その両隣にホルダの側面側に向かって上昇する拘束テーパー面を配置し、さらにその外側にフラット面、ホルダ側の側面側に向かって下降する拘束テーパー面を順に配置することに加え、前記チップの被押圧面の断面形状は概略Ｗ字形状からなり、チップ幅方向中心位置に上方に突出する凸部分が形成され、その両隣にチップの側面側に向かって下降する拘束テーパー面を配置し、さらにその外側にチップの側面側に向かって上昇する拘束テーパー面、チップの側面に隣接したフラット面を順に配置するとともに、相対するホルダ側押圧面の断面形状は、前記チップの被押圧面と係合する概略Ｗ字形状からなり、チップ幅方向中心位置に上方に窪んだ凹部分が形成され、その両隣にホルダの側面側に向かって下降する拘束テーパー面を配置し、さらにその外側にフラット面、ホルダ側の側面側へ向かって上昇する拘束テーパー面を順に配置することを特徴としている。
【０００９】
かかる構成によれば、チップ本体の主拘束面である前記凸部の両隣に配置された拘束テーパー面には引っ張り応力でなく圧縮応力のみが加えられるため、結果としてチップ割れなどの不具合が抑制される。また、前記凸部の両隣に配置された拘束テーパー面に加えて側面側の拘束テーパー面も補助的な拘束面として作用するので、横向きの力に対しては二重の拘束面により安定且つ確実な拘束が可能となり、横方向の応力が発生した場合におけるチップのずれを抑制することが出来る。
【００１０】
また、前記ホルダ側の中心凹部とその左右に配置された前記ホルダ側拘束テーパー面とを含む幅Ａ１及びＡ２と、該幅Ａ１及びＡ２を挟んで左右に配置されたフラット面を含む幅Ｂ１及びＢ２において、該幅Ｂ１及びＢ２はホルダ側載置面及び押圧面の各々の幅全体の３０〜６０％の範囲にあるとともに、前記幅Ａ１及びＡ２は前記幅Ｂ１及びＢ２の６０〜８０％の範囲にあることが望ましい。
【００１１】
さらに、前記ホルダ側の中心凹部の両隣に配置された拘束テーパー面におけるテーパー面間角度は、１１０°〜１３０°の範囲にあることが望ましい。
【００１２】
また、前記ホルダ側の側面に隣接して配置された拘束テーパー面のテーパー面間角度は、１２０°〜１５０°の範囲にあることが望ましい。
【００１３】
さらに、前記チップにおける中心凸部分より側面に隣接したフラット面の方が突出していることが望ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態について、添付図面を参照しながら説明する。
【００１５】
図１乃至図３は本発明の実施例を示すものであり、図１は本実施例によるスローアウェイ式切削工具の分解概略図、図２は図１のチップの端面図、図３は図１のチップとホルダの係合部分の模式断面図である。
【００１６】
図１において、本実施例によるスローアウェイ式切削工具は、工具ホルダ本体１においてチップ２がチップ取付部３に挿入され、ストッパー７で停止する。ここでクランプ用スクリュウ８を締め込むことでクランプ腕６が弾性変形しながら押し下げられ、チップ２が挟持固定される。
【００１７】
ここで図２及び図３に示すように、前記チップの着座面９の断面形状は概略Ｍ字形状からなり、ホルダ側の載置面４と係合される。チップ側着座面９の断面形状においては、チップ幅方向中心位置に下方に突出する中心凸部分１０が形成され、その両隣にチップの側面側に向かって上昇する拘束テーパー面１１を配置し、さらにその外側に凹部１２、チップの側面側に向かって下降する拘束テーパー面１３、側面に隣接するフラット面１４を順に配置しているとともに、相対するホルダ側載置面４の断面においては、前記チップの着座面９と係合する概略Ｍ字形状からなり、チップ幅方向中心位置に下方に窪んだ凹部分１５が形成され、その両隣にホルダの側面側に向かって上昇する拘束テーパー面１６を配置し、さらにその外側にフラット面１７、ホルダの側面側に向かって下降する拘束テーパー面１８を順に配置している。また前記チップの被押圧面１９の断面形状は概略Ｗ字形状からなり、ホルダ側の押圧面５と係合される。チップ側被押圧面１９の断面形状においては、チップ幅方向中心位置に上方に突出する中心凸部分２０が形成され、その両隣にチップの側面側に向かって下降する拘束テーパー面２１を配置し、さらにその外側に凹部２２、チップの側面側に向かって上昇する拘束テーパー面２３、側面に隣接するフラット面２４を順に配置しているとともに、相対するホルダ側押圧面５の断面においては、前記チップの被押圧面１９と係合する概略Ｗ字形状からなり、チップ幅方向中心位置に上方に窪んだ凹部分２５が形成され、その両隣にホルダの側面側に向かって下降する拘束テーパー面２６を配置し、さらにその外側にフラット面２７、ホルダの側面側に向かって上昇する拘束テーパー面２８を順に配置している。ここでチップとホルダが係合する際の拘束面として、チップ側中心凸部分１０、２０に隣接する拘束テーパー面１１、２１とホルダ側中心凹部分１５、２５に隣接する拘束テーパー面１６、２６との組み合わせと、チップの側面側に向かって下降する拘束テーパー面１３、２３とホルダ側の側面に隣接する拘束テーパー面１８、２８との組み合わせが上面側、下面側各々２組ずつ形成されている。
【００１８】
この場合に、前者の組み合わせの拘束テーパー面が主拘束面となるが、ここでチップ側の拘束テーパー面１１、２１は中心凸部分１０、２０に隣接する斜面に形成されているため、ホルダ側から受けるクランプ力は引っ張り応力でなく圧縮応力として作用するためクランプ締め付け力過大によるチップ割れ等の不具合が抑制される。
【００１９】
また後者の組み合わせの拘束テーパー面が副拘束面となるが、前者の組み合わせの拘束テーパー面とともに横向きの力に対しては二重の拘束面として作用するので、安定且つ確実な拘束が可能となり、横方向の応力が発生した場合におけるチップのずれを抑制することが出来る。
【００２０】
また、前記ホルダ側の中心凹部とその左右に配置された前記ホルダ側拘束テーパー面とを含む幅Ａ１及びＡ２と、該幅Ａ１及びＡ２を挟んで左右に配置されたフラット面１７、２７を含む幅Ｂ１及びＢ２において、該幅Ｂ１及びＢ２はホルダ側載置面及び押圧面の各々の幅全体の３０〜６０％の範囲にあることが望ましい。３０％に満たない数値では、主拘束面となる拘束テーパー面１６、２６が占める割合が小さくなり、効果的にチップが挟持出来なくなる。また、６０％を超える数値の場合、副拘束面となる拘束テーパー面１８、２８の範囲が小さくなり、横方向からの応力に対し、十分な抑止が出来なくなる。さらに前記幅Ａ１及びＡ２は前記幅Ｂ１及びＢ２の６０〜８０％の範囲にあることが望ましい。６０％に満たない数値では、主拘束面となる拘束テーパー面１６、２６が占める割合が小さくなり、効果的にチップが挟持出来なくなる。また８０％を超える数値では、チップとの干渉を避けるために設けられたフラット面１７、２７に相対するチップ側の凹部１２、２２の隅Ｒが小さくなり、該隅Ｒが小さくなると応力集中が起こり易いので、前記隅部からクラックを生じ易くなる恐れがあり、好ましくない。
【００２１】
ちなみに、前記拘束テーパー面１１、２１と前記拘束テーパー面１３、２３とで部分的に見ると、従来例と同様の概略Ｖ字形状となっており、この部分でホルダ側から受けるクランプ力は圧縮応力ではなく引っ張り応力であるが、左右に２組のＶ字形状を備えた構成となっており、クランプ力が分散されるので、従来例で問題となっていたようなクランプ締め付け力過大によるチップ割れ等は生じない。
【００２２】
また、主拘束面となる前記ホルダ側拘束テーパー面１６、２６におけるテーパー面間角度β１及びβ２は、１１０°〜１３０°の範囲にあることが、チップの求心効果を高め、チップの横向きの応力が発生した際のチップのずれを抑制できる点で望ましい。１１０°に満たない角度ではチップの求心効果が小さくなりチップの位置決めが不十分となり易い。また１３０°を超える角度ではチップの横向きの力がかかった場合にずれが生じやすくなる。
【００２３】
また、副拘束面となる前記ホルダ側拘束テーパー面１８、２８のテーパー面間角度α１及びα２は、１２０°〜１５０°の範囲にあることが望ましい。１２０°に満たない角度の場合、チップ側拘束テーパー面１０、２０と側面とのなす角が小さくなり、チップ強度が低下するため、欠損等が生じやすくなる恐れがある。また、１５０°を超える角度の場合、横方向の応力抑止効果が低くなり支障を来す。
【００２４】
また、チップにおける中心凸部分１０、２０より側面に隣接したフラット面１４、２４の方が突出していることが、チップ単体で立て置き出来るという点で望ましい。前記中心凸部分１０、２０が前記フラット面１４、２４より突出している場合、製造時において台板状に立て置き出来ないので必然的に横置きすることとなり、切刃部分が台板表面と接触して損傷してしまう可能性が非常に高く、好ましくない。
【００２５】
ちなみに、前記チップの中心凸部１０、２０は、前記ホルダ側の中心凹部１５、２５と相似関係にあり、その際に前者を形成するＲ形状の大きさが後者を形成するＲ形状の大きさに対して、５〜１０％大きいことが望ましい。これにより前記チップ側の中心凸部１０、２０と前記ホルダ側の中心凹部１５、２５との干渉を避け、各々の両隣に連なる前記チップ側拘束テーパー面１１、２１と前記ホルダ側拘束テーパー面１６、２６とを確実に係合させることが出来る。
【００２６】
【発明の効果】
以上記述したとおり、本発明によるスローアウェイ式切削工具は、工具ホルダ本体の一端に設けられたチップ取付部内に切刃チップが挟持固定されるようにした構成であり、チップ側の着座面の断面形状は概略Ｍ字形状からなり、相対するホルダ側載置面の断面形状はチップ側着座面と係合する概略Ｍ字形状からなることにより、チップ本体の主拘束面である拘束テーパー面には引っ張り応力でなく圧縮応力のみが加えられるため、チップの求心効果を損なうことなく、クランプ力過大によるチップ割れ等の不具合が抑制されるとともに、前記主拘束面に加えて側面側に設けられた拘束テーパー面も副拘束面として作用するので、横向きの力に対しては二重の拘束面により安定且つ確実な拘束が可能となり、横方向の応力が発生した場合におけるチップのずれを抑制することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例によるスローアウェイ式切削工具の分解概略図である。
【図２】図１によるチップの端面図である。
【図３】図１のホルダ側載置面とそれに係合するチップ側着座面の模式断面図である。
【図４】図１のホルダ側押圧面とそれに係合するチップ側被押圧面の模式断面図である。
【符号の説明】
１：ホルダ
２：チップ
３：チップ取付部
４：ホルダ側載置面
５：ホルダ側押圧面
６：クランプ腕
７：ストッパ
８：クランプ用スクリュウ
９：チップ側着座面
１０：チップ側中心凸部分
１１：チップ側拘束テーパー面（主拘束面）
１２：チップ側凹部
１３：チップ側拘束テーパー面（副拘束面）
１４：チップ側フラット面
１５：ホルダ側中心凹部
１６：ホルダ側拘束テーパー面（主拘束面）
１７：ホルダ側フラット面
１８：ホルダ側拘束テーパー面（副拘束面）
１９：チップ側被押圧面
２０：チップ側中心凸部分
２１：チップ側拘束テーパー面（主拘束面）
２２：チップ側凹部
２３：チップ側拘束テーパー面（副拘束面）
２４：チップ側フラット面
２５：ホルダ側中心凹部
２６：ホルダ側拘束テーパー面（主拘束面）
２７：ホルダ側フラット面
２８：ホルダ側拘束テーパー面（副拘束面）
α１，α２：ホルダ側拘束テーパー面間角度
β１，β２：ホルダ側拘束テーパー面間角度
Ａ１，Ａ２：ホルダ側中心凹部とその左右に配置された拘束テーパー面を含む幅
Ｂ１，Ｂ２：幅Ａを挟んで左右に配置されたホルダ側フラット面を含む幅
【図１】
2004223652.tif 000003
【図２】
2004223652.tif 000004
【図３】
2004223652.tif 000005
【図４】
2004223652.tif 000006