(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２８と台座面２０とを備えたインサート取付座３４に、切削インサート４０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４０のクランプ機構であって、台座面２０の幅方向中央部に嵌合部２２が形成されるとともに、切削インサート４０の底面４０Ａの幅方向中央部に嵌合部２２と嵌合される被嵌合部４７が形成され、嵌合部２２及び被嵌合部４７の一方が凸Ｖ字状に形成されるとともに、他方が凹Ｖ字状に構成され、台座面２０の幅方向両端部に平面部２１が形成されるとともに、切削インサート４０の底面４０Ａの幅方向両端部に平面部２１と当接される当接面４６が形成されていることを特徴とする。【選択図】図１
2007203437.tif 000002
【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、
前記台座面の幅方向中央部に嵌合部が形成されるとともに、前記切削インサートの底面の幅方向中央部に前記嵌合部と嵌合される被嵌合部が形成され、前記嵌合部及び前記被嵌合部の一方が凸Ｖ字状に構成されるとともに、他方が凹Ｖ字状に構成され、
前記台座面の幅方向両端部に平面部が形成されるとともに、前記切削インサートの前記底面の幅方向両端部に前記平面部と当接される当接面が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】
前記嵌合部及び前記平面部は、前記台座面の先端まで達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装着される切削インサートであって、
底面の幅方向中央部には、凸Ｖ字状または凹Ｖ字状に構成された被嵌合部が形成され、前記底面の幅方向両端部には、平面状に構成された当接面が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及び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。
【０００５】
特に、ホルダの先端側では、切刃部に作用する切削抵抗の主分力によって切削インサートが傾いたり、位置ずれが生じたりするおそれがあった。さらに、インサート着脱式切削工具をワークに対して切削インサートの幅方向に向けて相対的移動させた場合にも、切刃部に作用する切削抵抗の送り分力によって切削インサートが移動してしまうおそれがあった。
このように切削インサートの位置が不安定な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。
【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、前記台座面の幅方向中央部に嵌合部が形成されるとともに、前記切削インサートの底面の幅方向中央部に前記嵌合部と嵌合される被嵌合部が形成され、前記嵌合部及び前記被嵌合部の一方が凸Ｖ字状に構成されるとともに、他方が凹Ｖ字状に構成され、前記台座面の幅方向両端部に平面部が形成されるとともに、前記切削インサートの前記底面の幅方向両端部に前記平面部と当接される当接面が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装着される切削インサートであって、底面の幅方向中央部には、凸Ｖ字状または凹Ｖ字状に構成された被嵌合部が形成され、前記底面の幅方向両端部には、平面状に構成された当接面が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、台座面の幅方向両端部に平面部が形成されるとともに切削インサートの底面の幅方向両端部に前記平面部と当接される当接面が形成されているので、切削インサートを台座面に着座させた際に平面部と当接面とが当接して切削インサートの着座位置が安定する。
【００１０】
さらに、台座面の幅方向中央部に嵌合部が形成されるとともに切削インサートの底面の幅方向中央部に前記嵌合部と嵌合される被嵌合部が形成され、これら嵌合部及び被嵌合部の一方が凸Ｖ字状に形成され他方が凹Ｖ字状に形成されて互いに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、切削インサートの幅方向に相対移動させてワークに切り込ませても切削インサートの位置が安定し、高精度の加工を行うことができる。
また、押圧面によって切削インサートを台座部へと押圧することで嵌合部と被嵌合部とがＶ字嵌合されるので、押圧面と台座部とで挟持することにより切削インサートを強固に固定することができる。
【００１１】
ここで、前記嵌合部及び前記平面部を、前記台座面の先端まで達するように形成することにより、台座面の先端側に配置される切削インサートの切刃に作用する切削抵抗の主分力を、この主分力と略垂直に配置される平面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ことができるとともに切削インサートの傾きを防止できる。
【００１２】
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及び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】
【００１３】
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。
【００１４】
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の先端側には、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。
【００１５】
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。
【００１６】
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３及び図４に示すように、その幅方向両端部がホルダ１０の上面１０Ａと平行に延びる平面部２１とされ、これら平面部２１に挟まれた幅方向中央部が嵌合部２２とされている。
嵌合部２２は、下方に向かうにしたがい互いに近づく一対の斜面２３、２３によって凹Ｖ字状に形成されており、この凹Ｖ字を二等分する平面は前記平面部２１がなす平面と直交させられている。また、これら一対の斜面２３、２３が交差する交差稜線は台座面２０の幅方向中央線と一致するように配置されている。
これら平面部２１及び嵌合部２２は台座面２０の長手方向全長にわたって、台座面２０の先端に達するように形成されている。
【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の長手方向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およ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。
インサート本体４１は、その長手方向で幅が一定とされており、その上面は前記切刃４３が延びる方向及び切削インサート４０の長手方向と平行な平面状に形成されている。
【００２２】
この切削インサート４０の底面４０Ａの幅方向両端部には、インサート本体４１の上面と平行に延びる平面状をなす当接面４６が形成され、これら当接面４６に挟まれた前記底面４０Ａの幅方向中央部には被嵌合部４７が形成されている。
被嵌合部４７は、図６に示すように、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４８，４８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当接面４６がなす平面と直交させられている。また、これら一対の傾斜面４８、４８が交差する角度は、台座面２０の嵌合部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おり、これら一対の傾斜面４８、４８の交差部分には、前記当接面４６と平行に延びる平坦面４９が形成されている。
これら当接面４６及び被嵌合部４７は切削インサート４０の底面４０Ａの長手方向全長にわたって形成されている。
【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の当接面４６が台座面２０の平面部２１と互いに当接するように配置され、凸Ｖ字状をなす切削インサート４０の被嵌合部４７と凹Ｖ字状をなす台座面２０の嵌合部２２とが嵌合するようにして配置される。
【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、前記被嵌合部４７と嵌合部２２とがＶ字嵌合され、切削インサート４０の当接面４６が台座面２０の平面部２１に密着し、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の上面側から被切削材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。
【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の底面４０Ａに形成された平面状をなす当接面４６が、同じく平面状に形成された台座面２０の平面部２１に当接されているので、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平面部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、切削インサート４０の底面４０Ａの幅方向中央部に凸Ｖ字状をなす被嵌合部４７が設けられ、台座面２０の幅方向中央部に凹Ｖ字状をなす嵌合部２２が設けられており、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ともに、台座面２０と押圧面２８とで挟持することにより切削インサート４０を強固に固定することができる。
【００２８】
さらに、被嵌合部４７が切削インサート４０の長手方向全長にわたって形成されており、嵌合部２２も台座面２０の長手方向全長にわたって、台座面２０の先端にまで達するように形成されているので、インサート着脱式切削工具をワークに対して切削インサート４０の幅方向に向けて相対的移動させた際に作用する切削抵抗の送り分力を嵌合部２２の斜面２３と被嵌合部４７の傾斜面４８との嵌合によって受けることができ、切削インサート４０の幅方向の位置ずれを防止できる。また、クランプ駒２５の押圧部２７を大きく上方に移動させなくても、切削インサート４０の着脱を行うことができる。
【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の実施形態であるクランプ機構を適用したインサート着脱式工具を、図８に台座面を、図９及び図１０に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の先端側に台座面２０を有する台座部１２が形成され、この台座面２０の幅方向両端部に平面状をなす平面部２１が形成され、台座部２０の幅方向中央部に嵌合部２２が形成されており、この嵌合部２２の形状が第１の実施形態と異なっている。
【００３０】
嵌合部２２は、図８に示すように、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２３、２３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。これら一対の斜面２３、２３の交差部分には、前記平面部２１と平行に延びる平坦面３５が形成されている。
【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９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。
【００３２】
この切削インサート４０の底面４０Ａの幅方向両端部には、インサート本体４１の上面と平行に延びる平面状をなす当接面４６が形成され、これら当接面４６に挟まれた幅方向中央部には被嵌合部４７が形成されている。
被嵌合部４７は、図１０に示すように、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４８，４８によって下側に向けて凹んだ凹Ｖ字状に形成されている。
これら当接面４６及び被嵌合部４７は切削インサート４０の底面４０Ａの長手方向全長にわたって形成されている。
【００３３】
切削インサート４０を前記台座面２０の上に着座させ、切削インサート４０の当接面４６が台座面２０の平面部２１と互いに当接するように配置するとともに、凹Ｖ字状をなす切削インサート４０の被嵌合部４７と凸Ｖ字状をなす台座面２０の嵌合部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、前記被嵌合部４７と嵌合部２２とがＶ字嵌合され、当接面４６が台座面２０の平面部２１に密着して、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。
【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。
【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】図１にインサート取付座周辺の側面図である。
【図３】図１に示すインサート取付座周辺の正面図である。
【図４】図１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５】図１に示すインサート着脱式切削工具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】本発明の第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周辺の拡大斜視図である。
【図８】図７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９】図７に示すインサート着脱式切削工具に装着される切削インサートの側面図である。
【図１０】図９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  平面部
２２  嵌合部
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
４２  切刃部
４３  切刃
４６  当接面
４７  被嵌合部
【図１】
2007203437.tif 000003
【図２】
2007203437.tif 000004
【図３】
2007203437.tif 000005
【図４】
2007203437.tif 000006
【図５】
2007203437.tif 000007
【図６】
2007203437.tif 000008
【図７】
2007203437.tif 000009
【図８】
2007203437.tif 000010
【図９】
2007203437.tif 000011
【図１０】
2007203437.tif 000012