(57)【要約】【課題】  ホルダ剛性が高く、工具寿命の長い端面溝入れ加工用切削ホルダを提供する。【解決手段】  略棒状のシャンク部２と、シャンク部２の一端側に配置され且つ一体的に形成されたヘッド部３とからなり、ヘッド部３は、切削インサート４を上下方向で挟持固定するための上顎部７と下顎部８とを具備しており、上顎部７には、切削インサート４の上方から切削インサート４を押圧するための上クランプ面９が配設されているとともに、下顎部８には切削インサート４の載置面となる下クランプ面１０が配設されており、上顎部７と下顎部８のうち、少なくとも下顎部８は、先端視にて左右の側面が湾曲した凸状湾曲側面１３と凹状湾曲側面１４とを具備し、下顎部８は、凸状湾曲側面１３と下クランプ面１０との間に平坦側面１５を配設した構成とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被削材の端面に円形の溝入れ加工を行うための端面溝入れ加工用ホルダであって、
略棒状のシャンク部と、該シャンク部の一端側に配置され且つ一体的に形成されたヘッド部と、からなり、
該ヘッド部は、切削インサートを上下方向で挟持固定するための上顎部と下顎部とを具備しており、
前記上顎部には、前記切削インサートの上方から該切削インサートを押圧するための上クランプ面が配設されているとともに、前記下顎部には前記切削インサートの載置面となる下クランプ面が配設されており、
前記上顎部と前記下顎部のうち、少なくとも下顎部は、先端視にて左右の側面が湾曲した凸状湾曲側面と凹状湾曲側面とを具備し、
前記下顎部は、前記凸状湾曲側面と前記下クランプ面との間に平坦側面を具備していることを特徴とする端面溝入れ加工用ホルダ。
【請求項２】
前記下クランプ面と前記平坦側面とが垂直な位置関係にあることを特徴とする請求項１記載の端面溝入れ加工用ホルダ。
【請求項３】
前記下顎部の先端視で、前記凸状湾曲側面の接線上に前記平坦側面が配置されていることを特徴とする請求項１または２記載の端面溝入れ加工用ホルダ。
【請求項４】
前記平坦側面の高さ方向の幅Ｔと前記凸状湾曲側面の曲率半径Ｒとの関係が、０．０２≦（Ｔ／Ｒ）≦０．１を満たすことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の端面溝入れ加工用ホルダ。
【請求項５】
前記下顎部の高さ方向の厚みが、前記ヘッド部の先端側から前記シャンク部側に向かうにつれて漸増すべく、前記下クランプ面が前記シャンク部の軸方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の端面溝入れ加工用ホルダ。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか記載の端面溝入れ加工用ホルダにおける下クランプ面に、切刃が前方に向かって突出するように切削インサートを装着した切削工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属材料等の切削加工において、端面溝入れ加工に使用するホルダおよびこれを用いた切削工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、金属材料等の切削加工において、溝入れ加工に使用するホルダおよびこれを用いた切削工具として、ホルダの先端から切削インサートの切刃を突出させた構成のものが知られている。詳細には、一般的な溝入れ加工用切削工具の構成として、ホルダの先端面から後端側に向かって形成されたスリットと、スリットの上方に位置して切削インサートを押圧するための上顎部と、スリットの下方に位置してホルダの先端部に形成された下顎部と、上顎部を締付けるための固定ボルトとを備えている。そして、下顎部に形成されたインサート取付部に切刃を有する切削インサートを載置し、上顎部の一部を切削インサートの上面に押圧し、さらに固定ボルトで締付けて切削インサートを挟持固定する構成である。
【０００３】
また、特許文献１に開示されているような被削材の端面に円形の溝を加工するための切削工具については、切削インサートとともに該切削インサートを上下から挟持固定している上顎部と下顎部とが共に円形の溝に挿入されなければならないため、上顎部と下顎部の側面はホルダ先端視で湾曲した構成となっている。
【特許文献１】特開平３−１４２１０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１で開示されているような従来の端面溝入れ加工用ホルダでは、溝入れ加工時の切削負荷を受ける下顎部の側面が上述のとおりホルダ先端視で弓形に湾曲していることから、下顎部の高さ方向の肉厚が十分に確保できず、ホルダ剛性が不十分であった。特に小径の円形溝を加工するためのホルダでは下顎部の肉厚がさらに薄くなってしまってホルダ剛性が低下するため、インサート取付部の基端部に応力が集中してクラックが発生してしまったり、あるいは早期に下顎部が破損してしまったりで、ホルダを頻繁に交換しなければならないというような不具合が生じていた。
【０００５】
本発明は、こ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あり、端面溝入れ加工に用いられる切削ホルダにおいて、ホルダ剛性が高く、工具寿命の長い溝入れ加工用切削ホルダ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】
【０００６】
前記課題を解決するため、本発明の端面溝入れ加工用切削ホルダは、略棒状のシャンク部と、該シャンク部の一端側に配置され且つ一体的に形成されたヘッド部と、からなり、  該ヘッド部は、切削インサートを上下方向で挟持固定するための上顎部と下顎部とを具備しており、前記上顎部には、前記切削インサートの上方から該切削インサートを押圧するための上クランプ面が配設されているとともに、前記下顎部には前記切削インサートの載置面となる下クランプ面が配設されており、前記上顎部と前記下顎部のうち、少なくとも下顎部は、先端視にて左右の側面が湾曲した凸状湾曲側面と凹状湾曲側面とを具備し、前記下顎部は、前記凸状湾曲側面と前記下クランプ面との間に平坦側面を具備した構成となっている。
【０００７】
かかる構成によれば、前記凸状湾曲側面と前記下クランプ面との間に平坦側面を備えることで、前記下顎部の剛性が増し、溝入れ加工時の切削負荷や切削インサートのクランプ時にかかる応力にも十分耐えることができ、結果的に下顎部の破損やクラックの発生などの不具合を抑制することができる。
【０００８】
また、前記下クランプ面と前記平坦側面とが垂直な位置関係にあることが、被削材の加工された円形の溝壁面に工具が干渉しない範囲で下顎部の剛性を最も高めることができる点で望ましい。
【０００９】
さらに、前記下顎部の先端視で、前記凸状湾曲側面の接線上に前記平坦側面が配置されていることが、下顎部の剛性低下を抑制するとともに、切削負荷や切削インサートのクランプ応力が集中してクラック等の起点となることを防止することができる点で望ましい。
【００１０】
また、前記平坦側面の高さ方向の幅Ｔと前記凸状湾曲側面の曲率半径Ｒとの関係が、０．０２≦（Ｔ／Ｒ）≦０．１を満たすことが、下顎部の剛性を最適化できる点で望ましい。
【００１１】
さらには、前記下顎部の高さ方向の厚みが、前記ヘッド部の先端側から前記シャンク部側に向かうにつれて漸増すべく、前記下クランプ面が前記シャンク部の軸線方向に対して傾斜していることが、下顎部の剛性が高まり、特にインサート取付部の基端部へのクラックの発生や下顎部の破損などを抑制することができる点で望ましい。
【００１２】
また、前記端面溝入れ加工用ホルダにおける下クランプ面に、切刃が前方に向かって突出するように切削インサートを装着した切削工具によれば、前記下クランプ面が傾斜しているホルダ構成により前記インサート取付部近傍のホルダ剛性が増し、溝入れ加工時の切削負荷に十分耐えることができ、インサート取付部の基端部へのクラックの発生や下顎部の破損などの不具合が抑制され、工具寿命の長い切削工具を得ることが出来る。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の端面溝入れ加工用ホルダは、前記凸状湾曲側面と前記下クランプ面との間に平坦側面を備えることで、前記下顎部の剛性が増し、溝入れ加工時の切削負荷や切削インサートのクランプ時にかかる応力にも十分耐えることができ、結果的に下顎部の破損やクラックの発生などの不具合を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を添付図面により説明する。
【００１５】
図１および図２は、本発明の端面溝入れ加工用ホルダ（以下、ホルダと略す。）の実施形態を示すものであり、図１は本発明の一実施形態によるホルダの先端視図、図２は図１のホルダの側面図である。また、図３は、図１の端面溝入れ加工用切削ホルダに切削インサートを装着した切削工具の側面図である。
【００１６】
まず、図１および図２において、本発明の一実施形態によるホルダ１は、工作機械の刃物台（図示せず。）に取付固定されるための略棒状のシャンク部２と、該シャンク部２の一端側に一体的に形成されたヘッド部３と、から構成されている。そして前記ヘッド部３は、被削材（図示せず。）を加工するための切刃を有する切削インサート４（以下、インサートと略す。）を取付けるために、前記ヘッド部３の先端側に開口するように配設されたインサート取付部５を具備するとともに、前記ヘッド部３の先端側から前記シャンク側に向かって形成されたスリット６により分割され、且つ、図１に示すように、円形の溝に挿入可能となるように先端視で略円形に湾曲した上顎部７と下顎部８とを具備している。さらに、前記インサート取付部５では、前記インサート４の上面を押圧するための上クランプ面９が前記上顎部７に形成されているとともに、前記インサート４の載置面となる下クランプ面１０が前記下顎部８に形成されており、これら上クランプ面９と下クランプ面１０とでインサート４を上下方向に挟み、前記上顎部７に形成された貫通穴に固定ボルト１１を挿入して前記下顎部８に形成されたねじ穴に前記固定ボルト１１を螺合することで上顎部７が下顎部８側に徐々に弾性変形していき、最終的にインサート４が挟持固定される（図３参照）。ここで、前記下顎部８は、図１に示すように、ホルダ先端視にて左右の側面が湾曲した凸状湾曲側面１３と凹状湾曲側面１４とを具備し、前記下顎部８に、前記凸状湾曲側面１３と前記下クランプ面１０との間に平坦側面１５を具備している。このような構成にすれば、下クランプ面１０が凸状湾曲側面１３と隣接した構成に比べて、前記下顎部８の剛性が増し、溝入れ加工時の切削負荷や切削インサートのクランプ時にかかる応力にも十分耐えることができ、結果的に下顎部の破損やインサート取付部の基端部へのクラックの発生などの不具合をも抑制することができる。特に、下クランプ面１０と平坦側面１５とが垂直関係にあるので、被削材の加工された円形の溝壁面に工具が干渉しない範囲で下顎部の剛性をより高めることができている。
【００１７】
また、下顎部の先端視で、前記凸状湾曲側面１３の接線上に前記平坦側面１５が配置されている、すなわち、前記平坦側面１５と前記凸状湾曲側面１３との境界部を滑らかに繋いでいるので、下顎部の剛性低下を抑制することができる。当該境界部に角を構成するようなエッジが存在すると、当該部分に切削負荷や切削インサートのクランプによる応力集中が生じやすく、結果的にクラック等の起点となりやすいからである。
【００１８】
さらに、下顎部の剛性をより最適な状態で維持するためには、前記平坦側面１５の高さ方向の幅Ｔと前記凸状湾曲側面１３の曲率半径Ｒとを、０．０２≦（Ｔ／Ｒ）≦０．１の関係を満たすように調整すればよい。Ｔ／Ｒが０．０２未満であったり、０．１を超える場合であったりすると、下顎部の剛性が不十分となりやすく、また被削材に加工される円形の溝内壁面との干渉しやすくなるという不具合も生ずる。
【００１９】
また、本発明の他の実施形態によるホルダの側面図を図４に示す。ここで、下顎部８の高さ方向の厚みｈが、ホルダ先端側からシャンク側に向かうにつれて漸増するように、シャンク部の軸線方向に対して下クランプ面１０が傾斜させているが、このような構成により、下顎部８の高さ方向の肉厚が先端側からシャンク側に向かうにつれて厚くなっているので、ホルダ剛性、特に下顎部８の剛性が増すことになり、溝入れ加工時に下顎部８が受ける切削負荷に十分耐えることができ、インサート取付部５の基端部５ａへのクラックの発生や下顎部８の破損などの不具合が抑制される。
【００２０】
また、本実施形態においては、図４に示すように、下クランプ面１０の傾斜に伴い、スリット６も傾斜角度α３で傾斜した構成にしている。スリット６をこのように傾斜させることで、上顎部７を固定ボルト１１で徐々に弾性変形させてインサート４を挟持固定する際に、スリット６が、ホルダ１の基準面となるシャンク部２の上面２ａに平行に形成されている場合よりも上顎部７を弾性変形させやすい、すなわち上顎部７を比較的小さい力で容易に弾性変形させることができる。
【００２１】
さらに、本実施形態においては、クランプの開放状態において、上クランプ面９の傾斜角度α２が下クランプ面１０の傾斜角度α１より小さくなるような構成にしている。これにより、上顎部７が弾性変形してインサート４を押圧しようとする際に、上クランプ面９とインサート４の上面とが効果的に面当接することになるので、インサート４をより安定拘束させることができる。
【００２２】
また、固定ボルト１１は、シャンク部２の上面２ａに垂直な方向に対して、固定ボルト１１の頭部がホルダ先端側へ傾斜角度βで傾くように配設しているが、このような構成によれば、シャンク部２の上面２ａに垂直な方向に固定ボルト１１を締めこんだ場合に比べて、上顎部７の弾性変形をより効果的に生じさせることができる。
【００２３】
さらに、固定ボルト１１の傾斜角度βを、下クランプ面１０の傾斜角度α１より大きく設定することにより、上顎部７の弾性変形をさらに効果的に生じさせ、インサート４をより安定して拘束することができる。
【００２４】
また、図３に示すように、本発明の実施形態によるホルダ１におけるインサート取付部５に、切刃が前方に向かって突出するようにインサート４を装着した切削工具によれば、上述したように、下顎部８の、凸状湾曲側面１３と下クランプ面１０との間に平坦側面１５を配設した構成であるので、下クランプ面１０が凸状湾曲側面１３と隣接した構成に比べて、下顎部８の剛性が増し、溝入れ加工時の切削負荷や切削インサートのクランプ時にかかる応力にも十分耐えることができ、結果的に下顎部の破損やインサート取付部の基端部へのクラックの発生などの不具合をも抑制することができ、工具寿命の長い切削工具を得ることが出来る。
【００２５】
以上、本発明の実施形態を例示したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の目的を逸脱しない限り任意のものとすることができることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態による端面溝入れ加工用切削ホルダの先端視図である。
【図２】図１の端面溝入れ加工用切削ホルダの側面図である。
【図３】図２の端面溝入れ加工用切削ホルダに切削インサートを装着した切削工具の側面図である。
【図４】本発明の他の実施形態による端面溝入れ加工用切削ホルダの側面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  端面溝入れ加工用ホルダ（ホルダ）
２  シャンク部
２ａ  シャンク部の上面
３  ヘッド部
４  切削インサート（インサート）
５  インサート取付部
５ａ  インサート取付部の基端部
６  スリット
７  上顎部
８  下顎部
９  上クランプ面
１０  下クランプ面
１１  固定ボルト
１２  切削工具
１３  凸状湾曲側面
１４  凹状湾曲側面
１５  平坦側面
Ｔ  平坦側面の高さ方向の幅
Ｒ  凸状湾曲側面の曲率半径
α１  下クランプ面の傾斜角度
α２  上クランプ面の傾斜角度
α３  スリットの傾斜角度
β  固定ボルトの傾斜角度
ｈ  下顎部の高さ方向の厚み
【図１】
2007168044.tif 000003
【図２】
2007168044.tif 000004
【図３】
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【図４】
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