(57)【要約】【課題】切削インサートを安定して着座させることができるとともに、切削インサートを強固に固定することができる切削インサートのクランプ機構を提供する。【解決手段】互いに対向して延びる押圧面と台座面２０とを備えたインサート取付座に、切削インサートを挿入して挟み込むことによりクランプする切削インサートのクランプ機構であって、前記切削インサートは、インサート本体と切刃部とを有し、台座面２０には、前記切刃部の底面と当接される切刃受け部２１と前記インサート本体の底面が当接される本体受け部２２とが形成されており、前記切刃部の前記底面と切刃受け部２１とは、互いに当接可能な平面状に形成され、前記インサート本体の前記底面及び本体受け部２２の一方が凸Ｖ字状をなし、他方が凹Ｖ字状をなしていることを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホルダの先端部に形成され、互いに対向して延びる押圧面と台座面とを備えたインサート取付座に、切削インサートを挿入して挟み込むことによりクランプする切削インサートのクランプ機構であって、
前記切削インサートは、インサート本体と、該インサート本体の少なくとも一端側に配置されるとともに切刃が形成された切刃部とを有し、
前記台座面には、前記切刃部の底面と当接される切刃受け部と前記インサート本体の底面が当接される本体受け部とが形成され、
前記インサート本体の前記底面及び前記本体受け部の一方が凸Ｖ字状をなし、他方が凹Ｖ字状をなしており、
前記切刃部の前記底面と前記切刃受け部とは、互いに当接可能な平面状に形成されていることを特徴とする切削インサートのクランプ機構。
【請求項２】
前記本体受け部は、前記切刃受け部がなす平面から突出するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の切削インサートのクランプ機構。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の切削インサートのクランプ機構を備えたことを特徴とするインサート着脱式切削工具。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の切削インサートのクランプ機構にクランプされる切削インサートであって、
インサート本体と、該インサート本体の少なくとも一端側に配置されるとともに切刃が形成された切刃部とを有し、
前記インサート本体の底面は、凸Ｖ字状又は凹Ｖ字状をなしており、前記切刃部の底面は、平面状に形成されていることを特徴とする切削インサート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばワークの溝入れや突っ切りに用いられるインサート着脱式切削工具において、切削インサートをホルダのインサート取付座にクランプして着脱可能に取り付けるための切削インサートのクランプ機構、このクランプ機構を備えたインサート着脱式切削工具及びこのクランプ機構に装着される切削インサートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このような溝入れや突っ切りに用いられるインサート着脱式切削工具に備えられた切削インサートのクランプ機構としては、ホルダの先端側へ延びて互いに対向するように配置された押圧面と台座面とを有するインサート取付座に、切削インサートが挿入され、前記押圧面と前記台座面とを近接させることによって前記切削インサートをクランプするものが知られている（例えば特許文献１参照。）。
そして、互いに当接するように配置される前記台座面及び切削インサートの底面は、一方が凹Ｖ字状に形成され、他方が凸Ｖ字状に形成されており、台座面と底面とがいわゆるＶ字嵌合するように構成されている。
【０００３】
このようなクランプ機構を有するインサート着脱式工具は、切削インサートをホルダの先端部に形成されたインサート取付座にクランプして固定した後に、旋盤又はマシニングセンタ等の工作機械に支持されて、高速に回転するワークに切削インサートが押し付けられた状態でワークに対して相対的に移動させられることで、切削インサートの切刃によってワークの外面や端面を切削するものである。
【特許文献１】特開２００１−６２６０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記のクランプ機構では、切削インサートの底面とホルダの台座面との一方が凸Ｖ字状をなし、他方が凹Ｖ字状をなしているため、これら底面の形状と台座面の形状とが精度よく一致していない場合には、切削インサートを台座面に着座させた際に切削インサートの位置が安定せず傾いてしまうことがあった。
また、押圧面によって切削インサートを押圧する位置が、切削インサートの幅方向中心からずれている場合には、切削インサートが凹Ｖ字状または凸Ｖ字状をなす傾斜面に沿って移動し易く、切削インサートの位置が安定しないおそれがあった。このように切削インサートが傾いた状態で切削加工を行った場合には、切刃の切り込み角や逃げ角に狂いが生じ、加工精度が劣化するとともに、切削インサートに過大な負荷が掛かり、切削インサートが破損してしまうといった問題があった。
【０００５】
特に、切刃が設けられた切刃部においては、大きな切削抵抗が作用して、切削抵抗の主分力によって切削インサートが傾いたり、背分力によって切削インサートの位置ずれが生じたりするおそれがあった。このように切削インサートの位置が安定しない場合には、切削インサートを強固に固定することができず、切削加工時にビビリが生じ、その工具の加工精度が著しく低下するととともに、ビビリによって切削インサートが破損したり、脱落したりするといった問題があった。
【０００６】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであって、切削インサートを安定して着座させることができるとともに、切削インサートを強固に固定することができる切削インサートのクランプ機構、このクランプ機構を備えたインサート着脱式切削工具及び切削インサート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】
【０００７】
この課題を解決するために、本発明は、ホルダの先端部に形成され、互いに対向して延びる押圧面と台座面とを備えたインサート取付座に、切削インサートを挿入して挟み込むことによりクランプする切削インサートのクランプ機構であって、前記切削インサートは、インサート本体と、該インサート本体の少なくとも一端側に配置されるとともに切刃が形成された切刃部とを有し、前記台座面には、前記切刃部の底面と当接される切刃受け部と前記インサート本体の底面が当接される本体受け部とが形成され、前記インサート本体の前記底面及び前記本体受け部の一方が凸Ｖ字状をなし、他方が凹Ｖ字状をなしており、  前記切刃部の前記底面と前記切刃受け部とは、互いに当接可能な平面状に形成されていることを特徴としている。
【０００８】
また、本発明のインサート着脱式切削工具は、上述したクランプ機構を備えたことを特徴としている。
さらに、本発明の切削インサートは、上述したクランプ機構にクランプされる切削インサートであって、インサート本体と、該インサート本体の少なくとも一端側に配置されるとともに切刃が形成された切刃部とを有し、前記インサート本体の底面は、凸Ｖ字状又は凹Ｖ字状をなしており、前記切刃部の底面は、平面状に形成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の切削インサートのクランプ機構、インサート着脱式切削工具及び切削インサートによれば、切刃部の底面が平面状に形成されるとともに、この切刃部の底面に当接される台座部の切刃受け部が平面状に形成されているので、この切削インサートを台座部に着座させた際の着座位置が安定する。また、切刃部に作用する切削抵抗の主分力をこの主分力が作用する方向に略垂直に配置される切刃受け部で受けることができ、切削抵抗に対する剛性の向上を図るとともに切削インサートの傾きを防止できる。
また、インサート本体の底面及び本体受け部の一方が凸Ｖ字状とされ、他方が凹Ｖ字状とされてこれらがＶ字嵌合されているので、切削インサートと台座部との幅方向位置が固定され、この幅方向に対しても切削インサートを強固に固定することができるとともに、高精度の加工を行うことができる。
【００１０】
ここで、前記本体受け部を、前記切刃受け部がなす前記平面から突出するように形成することにより、切削抵抗の背分力をこの本体受け部の先端側を向く面で受けることができ、切削抵抗の背分力によって切削インサートが切削工具の後端側へと移動することを確実に防止できる。
【００１１】
したがって、本発明によれば、切削インサートを安定して着座させることができるとともに、切削インサートを強固に固定することができる切削インサートのクランプ機構、このクランプ機構を備えたインサート着脱式切削工具及び切削インサート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】
【００１２】
本発明の第１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ないし図３に、第１の実施形態であるクランプ機構を適用したインサート着脱式工具を、図４にホルダに形成された台座面を、図５及び図６に切削インサートを示す。
このインサート着脱式工具は、ホルダ１０とこのホルダ１０に着脱可能に装着される切削インサート４０とで構成されている。
【００１３】
ホルダ１０の先端部には、図１、図２に示すように、ホルダ１０の上面１０Ａよりも僅かに上方に突出して前記上面１０Ａと平行に延びる平面状をなす棚部１１が設けられ、この棚部１１の先端側に、棚部１１及び前記上面１０Ａよりも大きく下方に下がった位置からホルダ１０の先端側（図２において左側）に向けて前記上面１０Ａと平行に延びるとともに、ホルダ１０の一側面１０Ｂと面一に延びる台座部１２が形成されている。
棚部１１と台座部１２との連結部分は、ホルダ１０先端側に向かうにしたがい漸次下方へと後退する傾斜壁１３とされており、この傾斜壁１３と台座部１２との交差部分には、切欠部１４が形成されている。
【００１４】
また、前記棚部１１のホルダ１０後端側部分には、下方に向けて凹んだ凹部１５とこの凹部１５のホルダ１０後端側に位置して上方に大きく突出した突起部１６とが形成されている。また、この棚部１１を挟んだホルダ１０の前記一側面１０Ｂの反対側には、台座部１２と平行に延びる断面四角形をなす係合溝１７が形成されている。
【００１５】
台座部１２の上方を向く面が台座面２０とされ、この台座面２０は、図４に示すように、その先端側部分が、前記ホルダ１０の上面１０Ａと平行に延びる平面状をなす切刃受け部２１とされ、この切刃受け部２１のホルダ１０後端側に本体受け部２２が形成されている。また、本実施形態では、本体受け部２２と前記切欠部１４の間にも前記切刃受け部２１と同一平面上に形成された平坦な収容部２３が形成されている。
【００１６】
本体受け部２２は、前記切刃受け部２１よりも上方に突出するように形成されており、下方に向かうにしたがい互いに近づく一対の斜面２４、２４によって凹Ｖ字状に形成されており、この凹Ｖ字を２等分する平面は、前記切刃受け部２１がなす平面に直交させられている。この本体受け部２２がなす凹Ｖ字の底部が前記切刃受け部２１と同一の高さとなるように構成されており、本体受け部２２のホルダ１０先端側を向く面２２Ａは、図４に示すように、２つの直角三角形が相対した形状とされている。
【００１７】
台座部１２及び棚部１１の上方にはクランプ駒２５が配置されている。このクランプ駒２５は、図１に示すように、四角形ブロック状をなす駒本体２６とこの駒本体２６から前記台座部１２に対向するように延びる押圧部２７とを有している。
押圧部２７は、図２に示すように、ホルダ１０先端側に向かうにしたがい漸次台座面２０へと近づくように傾斜しており、その先端には台座面２０の本体受け部２２中央に対向配置される押圧面２８が形成されている。
また、クランプ駒２５は、正面から見て図３に示すようにコの字状をなしており、駒本体２６から下方に向けて突出した係合凸部２９が形成され、この係合凸部２９が前記係合溝１７に係合されている。
【００１８】
さらに、駒本体２６の後端部分には、下側に向けて半円柱状に突出した支点部３０が設けられており、この支点部３０が前記突起部１６のホルダ１０先端側に形成された凹部１５に収容されている。また、駒本体２６の上面は、ホルダ１０後端側に向かうにしたがい漸次下方へと後退するように傾斜させられている。
【００１９】
このクランプ駒２５は、駒本体２６の上面に開口して駒本体２６の下面まで貫通したネジ挿通孔（図示なし）に挿通されたクランプネジ３１が、前記棚部１１に形成されたネジ孔（図示なし）に螺着されることによって、ホルダ１０に装着されている。
クランプネジ３１は、ネジ部３２と該ネジ部３２よりも大径の頭部３３を有しており、このネジ部３２が前記棚部１１と直交するように配置されている。これにより、傾斜した前記駒本体２６の上面とクランプネジ３１の頭部３３下面のうちホルダ１０先端側に配置された部分とが当接することになり、このクランプネジ３１をねじ込むことで、支点部３０を支点として前記クランプ駒２５の先端側部分が下方へと移動するように構成されている。
これら台座面２０とクランプ駒２５に形成された押圧面２８とがインサート取付座３４を構成している。
【００２０】
このように構成されたインサート取付座３４に取り付けられる切削インサート４０は、超硬合金等の硬質材料で構成されており、図５に示すように、外形が略角棒状に形成されたインサート本体４１とこのインサート本体４１の両端に配置された切刃部４２とを有して一体に形成されている。つまり、切削インサート４０は、その長手方向中心線に対して対称となるように形成されたドッグボーン形インサートである。
【００２１】
切刃部４２は、その上面端部にインサート本体４１の長手方向に直交する方向に延びる切刃４３がそれぞれ形成されており、これらの切刃４３に連なり長手方向の一方の端部及び他方の端部を向く面は切刃４３の逃げ面４４とされて、図５に示すように切削インサート４０の下側に向かうにしたがいインサート本体４１長手方向の中央部側に近づくように傾斜させられていてポジの逃げ角が与えられている。また、切刃４３のすくい面４５とされる切刃部４２の上面は、下側に向けて凹む凹曲面状に形成され、切刃４３のすくい角が正とされている。
そして、この切刃部４２の底面４２Ａは、インサート本体４１の長手方向及び切刃４３の延びる方向に対して平行な平面状に形成されている。
【００２２】
インサート本体４１は、その長手方向で幅が一定とされ、インサート本体４１の底面４１Ａには、図６に点線で示すように、下方に向かうにしたがいインサート本体４１の幅方向内側に向けて互いに近づく一対の傾斜面４６、４６が設けられている。インサート本体４１の底面４１Ａは、これら一対の傾斜面４６、４６によって下側に向けて凸となる凸Ｖ字状に形成されており、この凸Ｖ字を二等分する平面は、前記切刃部４２の底面４２Ａがなす平面に直交させられている。また、これら一対の傾斜面４６、４６が交差する角度は、本体受け部２２を形成している一対の斜面２４、２４の交差角と等しくされている。これら一対の傾斜面４６、４６の交差部分には、前記切刃部４２の底面４２Ａと平行に延びる平坦面４７が形成されている。
【００２３】
以下のようにして、切削インサート４０が前記インサート取付座３４に取り付けられてインサート着脱式切削工具を構成することになる。
まず、切削インサート４０を前記台座面２０の上に着座させる。この際、切削インサート４０の切刃部４２の底面４２Ａが台座面２０の切刃受け部２１と互いに当接するように配置され、凸Ｖ字状をなすインサート本体４１の底面４１Ａと凹Ｖ字状をなす台座面２０の本体受け部２２とが嵌合するようにして配置される。また、切削インサート４０の切刃４３のうち切削に供されない切刃部４２は、台座部１２の後端側部分に形成された収容部２３に配置される。
【００２４】
この状態で、クランプネジ３１をねじ込むことにより、クランプ駒２５の先端側部分が下方に撓むようにして移動して、台座面２０と対向する押圧面２８を有する押圧部２７が台座面２０に近接し、押圧面２８がインサート本体４１の上面に当接される。さらにクランプネジ３１をねじ込むことで、押圧部２７が切削インサート４０を下方に向けて押圧して、前記インサート本体４１と本体受け部２２とがＶ字嵌合され、切刃部４２の底面４２Ａと台座面２０の切刃受け部２１とが密着し、切削インサート４０が台座面２０と押圧面２８とで挟持される。
【００２５】
このようにして構成されたインサート着脱式切削工具は、旋盤又はマシニングセンタ等の工作機械に支持されて、高速に回転するワークに切削インサート４０が押し付けられた状態でワークに対して相対的に移動させられることで、切削インサート４０の切刃４３によってワークの外面や端面を切削するものである。この切削加工においては、切刃４３のすくい面４５となる切刃４３の上面側からワークに切り込むことになり、主分力は切刃４３に垂直下向きに作用することになる。
【００２６】
このような構成とされた切削インサート４０のクランプ機構においては、切削インサート４０に形成された切刃部４２の底面４２Ａが平面状に形成されるとともに台座面２０の切刃受け部２１が平面状に形成されているので、切削インサート４０を台座面２０に着座させた際の着座位置が安定する。
また、切刃４３による切削加工を行った際に切刃部４２に作用する切削抵抗の主分力を、この主分力に対して略直交するように配置された切刃受け部２１で受けることになるので、切削抵抗に対する剛性が高くなり、切削インサート４０の破損を防止できるとともに、切削抵抗によって切削インサート４０が傾いたり、位置ずれしたりすることを防止できる。
【００２７】
また、インサート本体４１の底面
４１Ａが凸Ｖ字状に形成され、台座面２０の本体受け部２２が凹Ｖ字状とされており、これらがＶ字嵌合されているので、切削インサート４０と台座面２０との幅方向の相対位置が固定され、切刃４３の幅方向位置を精度よく固定することができ、高精度の加工を行うことができる。また、台座面２０の本体受け部２２がなす凹Ｖ字状の二等分面とインサート本体４１の底面４１Ａがなす凸Ｖ字の二等分面とを一致させることができる。
【００２８】
さらに、本体受け部２２を切刃受け部２１から突出するように形成されているので、たとえ過大な背分力が作用しても、切刃部４２に作用する切削抵抗の背分力を本体受け部２２のホルダ１０先端側を向く面２２Ａで受けることができ、切削抵抗によって切削インサート４０がホルダ１０後端側に移動することを防止できる。
【００２９】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図７に、第２の実施形態である台座面を示す。また、図８及び図９に、この台座面に着座される切削インサートを示す。なお、前述した第１の実施形態と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
この第２の実施形態においては、前述した第１の実施形態と同様に、ホルダ１０の先端側部分に平面状をなす切刃受け部２１が形成され、切刃受け部２１のホルダ１０後端側に本体受け部２２が形成されており、この本体受け部２２の形状が第１の実施形態と異なっている。
【００３０】
本体受け部２２は、図７に示すように、切刃受け部２１から上方に向けて突出するように形成されており、上方に向かうにしたがい台座部２０の幅方向内側に向けて互いに近づく一対の斜面２４、２４が設けられている。本体受け部２２は、これら一対の斜面２４、２４によって上側に向けて凸となる凸Ｖ字状に形成されている。これら一対の傾斜面の交差部分には、前記切刃受け部２１と平行に延びる平坦面３５が形成されている。これにより、本体受け部２２のホルダ１０先端側を向く面２２Ａは、図７に示すように、２つの斜辺を有する台形とされている。
【００３１】
このように構成された台座面２０に着座される切削インサート４０は、第１の実施形態と同様に、超硬合金等の硬質材料で構成されており、図８に示すように、外形が略角棒状に形成されたインサート本体４１とこのインサート本体４１の両端に配置された切刃部４２とを有するドッグボーン形インサートである。
【００３２】
インサート本体４１は、その長手方向で幅が一定とされ、インサート本体４１の底面４１Ａには、図９に点線で示すように、上方に向かうにしたがいインサート本体４１の幅方向内側に向けて互いに近づく一対の傾斜面４６，４６が設けられている。インサート本体４１の底面４１Ａは、これら一対の傾斜面４６，４６によって上側に向けて凹んだ凹Ｖ字状に形成されている。
【００３３】
切削インサート４０を前記台座面２０に着座させ、切削インサート４０の切刃部４２の底面４２Ａが台座面２０の切刃受け部２１と互いに当接するように配置するとともに、凹Ｖ字状をなすインサート本体４１の底面４１Ａと凸Ｖ字状をなす台座面２０の本体受け部２２とが嵌合するように配置する。
【００３４】
この状態でクランプネジ３１をねじ込むことにより、クランプ駒２５の先端側部分が下方に撓むようにして移動して、台座面２０と対向する押圧面２８を有する押圧部２７が台座面２０に近接し、押圧面２８がインサート本体４１の上面に当接される。さらにクランプネジ３１をねじ込むことで、押圧部２７が切削インサート４０を下方に押圧して、前記インサート本体４１の底面４１Ａと本体受け部２２とがＶ字嵌合され、押圧面２８と台座面２０とによって切削インサート４１が挟持される。
【００３５】
このように構成された切削インサート４０のクランプ機構においては、第１の実施形態と同様に、切削インサート４０を台座面２０に安定して着座させることができ、切削インサート４０を強固に固定することができる。
また、本体受け部２２のホルダ１０先端側を向く面２２Ａが台形とされているので、第１の実施形態に比べて切削抵抗の背分力を安定して受けることができる。
【００３６】
以上、本発明の実施形態であるインサート着脱式切削工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、切削インサートをドックボーン形のものとして説明したが、切削インサートの一端にのみ切刃部が形成された片刃形のインサートであってもよい。
【００３７】
また、クランプ駒を使用して切削インサートを挟持するものとして説明したが、これに限定されることはなく、ホルダの先端側にスリットを設けることによって一対の顎部を形成し、一方の顎部を台座部とし、他方の顎部を押圧部として弾性変形可能に構成したものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１、第２の実施形態である切削インサートのクランプ機構を適用したインサート着脱式切削工具のインサート取付座周辺の拡大斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態である切削インサートのクランプ機構を適用したインサート着脱式切削工具のインサート取付座周辺の側面図である。
【図３】図２に示すインサート取付座の台座面を示す部分斜視図である。
【図４】図２に示すインサート取付座周辺の正面図である。
【図５】図２に示すインサート取付座に装着される切削インサートの側面図である。
【図６】図５に示す切削インサートの正面図である。
【図７】発明の第２の実施形態である切削インサートのクランプ機構を適用したインサート着脱式切削工具のインサート取付座の台座面を示す部分斜視図である。
【図８】図７に示すインサート取付座に装着される切削インサートの側面図である。
【図９】図８に示す切削インサートの正面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０  ホルダ
２０  台座面
２１  切刃受け部
２２  本体受け部
２８  押圧面
３４  インサート取付座
４０  切削インサート
４１  インサート本体
４１Ａ  インサート本体の底面
４２  切刃部
４２Ａ  切刃部の底面
４３  切刃
【図１】
2007203436.tif 000003
【図２】
2007203436.tif 000004
【図３】
2007203436.tif 000005
【図４】
2007203436.tif 000006
【図５】
2007203436.tif 000007
【図６】
2007203436.tif 000008
【図７】
2007203436.tif 000009
【図８】
2007203436.tif 000010
【図９】
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