(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具本体の先端部にスリット状に設けた中空部のチップ座にスローアウェイチップを挟持し、締め付け部材で固定するスローアウェイ式切削工具において、該工具本体のチップ座側面部には該締め付け部材の頭部円錐面に対応する部分に、該締め付け部材の中心線に対し、工具本体後端方向に偏心した円錐受け面を設け、他のチップ座側面部には、該締め付け部材の円筒部受け穴及びその側壁と該側壁に連なり締め付け部材の雄ねじ部に対応する雌ねじ部を設け、該スローアウェイチップの固定を該チップ座側面部による押圧と、該締め付け部材の円筒部によるスローアウェイチップのピン穴側面から工具本体の後端側への押圧とによって行い、かつ、該円筒部受け穴の側壁と締め付け部材の円筒部とを当接させて取付基準面としたことを特徴とするスローアウェイ式切削工具。
【請求項２】
請求項１記載のスローアウェイ式切削工具において、該円筒部受け穴の深さを刃径の２〜３０％としたことを特徴とするスローアウェイ式切削工具。
【請求項３】
請求項１乃至２記載のスローアウェイ式切削工具において、該円筒部受け穴は、工具軸方向に長い長穴としたことを特徴とするスローアウェイ式切削工具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はスローアウェイ式切削工具に関し、特に小径の工具においても高精度の取付が可能で剛性の高いスローアウェイチップの固定機構の改善に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スローアウェイ式切削工具において、スローアウェイチップの固定機構は十分な剛性と精度を高めるために重要な要素の一つである。特に、金型等の仕上げ加工に用いられる比較的小径のボールエンドミルなどでは、スローアウェイチップの固定機構を設けるスペースが限られているので、しっかりした固定機構を設けることが難しく、また剛性も不足するため従来より様々な工夫がなされている。
一般的には、工具本体１のスローアウェイチップ座底面とスローアウェイチップ２の端面とを係合する形状とし、スローアウェイチップ交換時の取付精度を保つようにしている（以下、これを従来品１という。）。
これを改良したものとして、特開平８−２５２７１４号公報（以下、従来品２という。）にある様に、工具本体のチップ座底面を円弧状凹部とし、スローアウェイチップ底面をそれと同一またはやや大きな曲率半径の円弧状凸部とすることにより、スローアウェイチップ取付時にチップ中心線と工具本体中心線とが自動的に一致させて取付精度を高めた工具がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
これらのスローアウェイチップの固定機構を説明するためその断面図を、従来品１は図１に、従来品２は図２に示す。
従来品１、２とも、ねじ８の位置がねじの円錐状頭部３と工具本体に設けられた受け面４の接触、および締め付け部材の雄ねじ部５とそれに対応する雌ねじ部６の接触によって決定されるため、スローアウェイチップの取付精度の維持が難しい。即ち、前記雄ねじ部と雌ねじ部のクリアランスのため、工具使用中にかかる荷重によって締め付け部材がわずかながらも移動し、スローアウェイチップの取付精度に悪影響を及ぼすのである。
特に、ボールエンドミルなどで３次元曲面加工を行うケースでは、工具の軸方向と径方向の荷重はもとより、傾斜切削、スパイラル切削等様々に組み合わさり、且つ、軸方向の荷重は工具本体の基端方向のみならず先端方向への荷重も起こり、しかも荷重の大きさ、方向は絶えず変化し続けるため、締め付け部材のねじ山部における工具先端側の拘束だけでは不十分であった。
【０００４】
【本発明の目的】
上記に鑑み本発明はなされたものである。本発明は工具使用中に作用する荷重に対してもスローアウェイチップの位置が狂わない強固な固定機構を有するスローアウェイ式切削工具を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そのため本発明は、工具本体の先端部にスリット状に設けた中空部のチップ座にスローアウェイチップを挟持し、締め付け部材で固定するスローアウェイ式切削工具において、該工具本体のチップ座側面部には該締め付け部材の頭部円錐面に対応する部分に、該締め付け部材の中心線に対し、工具本体後端方向に偏心した円錐受け面を設け、他のチップ座側面部には、該締め付け部材の円筒部受け穴及びその側壁と該側壁に連なり締め付け部材の雄ねじ部に対応する雌ねじ部を設け、該スローアウェイチップの固定を該チップ座側面部による押圧と、該締め付け部材の円筒部によるスローアウェイチップのピン穴側面から工具本体の後端側への押圧とによって行い、かつ、該円筒部受け穴の側壁と締め付け部材の円筒部とを当接させて取付基準面としたことを特徴とするスローアウェイ式切削工具であり、更に好ましくは、該円筒部受け穴９の深さを刃径の２〜３０％とし、また、該円筒部受け穴は、工具軸方向に長い長穴とした。尚、該円錐受け面の偏心は軸線が雌ねじ部の軸線に対し平行にずれた場合だけでなく雌ねじ部の軸線と角度をなす場合も含む。
【０００６】
【作用】
スローアウエィチップの固定は以下のように行う。
図３に工具本体の正面図、図４はそれに用いるスローアウエイチップの正面図、図５に締め付け部材、図６に本発明スローアウエイチップ固定状態の要部断面図を示す。
これらの図より、工具本体１のスリット状のチップ座に、スローアウェイチップ２を挿入して締め付け部材８を締め付けていくと、円錐状受け面４は工具基端側（チップ座底面１２方向）へΔｔだけ偏心しているので、締め付け部材の頭部３は円錐状受け面４に押圧される。この時、締め付け部材８はわずかにたわむので、締め付け部材の円筒部下端１０ｂは円筒部受け穴先端側側壁９ａによって押圧される。締め付け部材円筒部上端１０ａはスローアウエイチップ２を押圧しチップ座底面１２に押しつけると同時に、チップ座側面７ａ、７ｂがスローアウエイチップ２を挟持するためチップは強固に固定される。
この際、締め付け部材の円筒部下端１０ｂと円筒部受け穴先端側側壁９ａの間の押圧によって締め付け部材８の位置は締め付け部材の雄ねじ部５のねじ山や工具本体の雌ねじ部６のねじ山の加工精度に依存せず、締め付け部材円筒部上端１０ａのスローアウエイチップ２に対する押圧力が安定する。
従って、チップ座側面７ａ、７ｂのスローアウエイチップ２への押圧力とのバランスはねじ山の加工精度と関係なく設計通りとなる。しかも、締め付け部材円筒部下端１０ｂは工具先端側のみならず、締め付け部材の軸方向から見たときに工具外周側も拘束するので、あらゆる方向からの荷重に対しても強固にスローアウエイチップを固定できるのである。
【０００７】
また、円筒部受け穴９の深さは刃径の２〜３０％、さらに好ましくは１０〜２０％とするのが良い。これが浅すぎると締め付け部材８を螺入する過程で円筒部下端１０ｂと円筒部受け穴先端側側壁９ａが接触してからの螺入可能量が短く円筒部受け穴９は円筒部下端１０ｂを十分な力で押圧できず、反対に深すぎると、雌ねじ部６の長さが十分にとれずスローアウエイチップの取付強度が不足するからである。
円筒部受け穴先端側側壁９ａは工具のチップ座側面７ｂに対し垂直である必要はなく、例えば傾斜させて締め付け部材８の少ない螺入によって強い押圧力が得られるようにすることもできる。
【０００８】
また、円筒部受け穴９は、工具軸方向に長い長穴とすれば、円筒部下端１０ｂと円筒部受け穴後端側側壁９ｂとのクリアランスが確保でき、円筒部受け穴先端側側壁９ａを確実に押圧できるし、締め付け部材８の螺入も容易となる。該クリアランスは円筒部受け穴先端側側壁９ａの確実な押圧のためには△ｔ以内で十分であるが、螺入を容易にするために△ｔより大きくてもよい。但し、大きすぎると工具の剛性に影響するので△ｔの５倍以内にとどめるべきである。スローアウエイチップのピン穴１１と締め付け部材８の円筒部１０のクリアランスが３μｍ〜１３μmの場合、円錐面の偏心量△ｔの値は２０〜１００μｍ、より好ましくは３０〜５０μｍが良い。この値が小さすぎるとスローアウェイチップへの押圧が不足となり、大きすぎると締め付け部材及び工具本体への負荷が過大となり、使用中に破損する場合もある。また、ピン穴１１と円筒部１０のクリアランスが大きくなれば、その分、雄ねじ部５と円錐状受け面４の位置は工具本体後端方向（チップ座底面１２方向）へ変えなければならない。円筒部受け穴９の形状は図７に示した長穴状に限らず、締め付け部材円筒部下端１０ｂを工具先端側および工具外周側を拘束する形状であれば良い。本発明はスローアウェイチップを正確に位置させるために、図８に示すようにチップ座底面にすり割り溝１３を設けた形状と組み合わせれば更に効果的である。これは、スローアウェイチップの厚みとチップ座の溝幅との許容公差によって生じるクリアランスにより、チップを固定した時に生じるチップ座底面付近のチップとチップ座側面間のスキ間をなくすことができ、より安定したスローアウェイチップの固定が実現する。以下、実施例に基づき本発明を詳細に説明する。
【０００９】
【実施例】
図３は刃径Ｄ＝１０ｍｍのボールエンドミルに適用した例を示す。
工具本体１の先端にはスリット状に形成されたチップ座７があり、このチップ座７にスローアウエイチップ２を挿入し、締め付け部材８によりスローアウエイチップ２を着脱自在に固定する。締め付け部材８は、円錐状頭部３と円筒部１０の円周振れ公差が１０μｍ以下であり、円筒部の径公差も１０μｍ以下の高精度に管理し製作した。
図６にスローアウエイチップ取付持の断面図を示す。締め付け部材８を締め込むと円錐状頭部３に対し円錐受け面４が、締め付け部材円筒部下端１０ｂに対し円筒部受け穴９が対応し、円錐状受け面４の工具本体後端方向への偏心量Δｔ（本実施例では４０μｍに設定）によってスローアウエイチップ２のピン穴１１を円筒部１０で押しつける力を働かせると共に、チップ座側面７ａ、７ｂにスローアウエイチップ２を押圧する力が働きチップを固定する。
この時、円筒部下端１０ｂを円筒部受け穴９の円筒部受け穴先端側側壁９ａで受け、円筒部下端１０ｂと円筒部受け穴９の間は略１／２円に亘り隙間のない状態となる。このため、締め付け部材は工具先端側及び工具外周側で拘束されるので、あらゆる方向からの荷重に対してもスローアウエイチップを強固にチップ座底面に押圧し続ける。
尚このとき、円筒部受け穴９の円筒部受け穴後端側側壁９ｂにおけるクリアランスは０．１ｍｍとしたので締め付け部材の螺入において引っかかるなどの不都合はなかった。
【００１０】
本発明はボールエンドミルに関して説明してきたが、スクエアやラジアスタイプのエンドミル、ドリルなど様々な形に応用可能である。例えば、他の実施例として、スローアウエイチップ底面を凸Ｖとしたボールエンドミルの平面図を図９に、これに用いるスローアウエイチップの平面図を図１０に示す。また、スクエアエンドミルに適用した場合の平面図を図１１に、この場合に使用するスローアウエイチップの平面図を図１２に示す。
【００１１】
【発明の効果】
本発明によれば、工具使用中の様々な方向、大きさの荷重に対しても締め付け部材の位置が動きにくく、スローアウエイチップを安定して押圧し続けるため、チップの取付精度を高精度に保つことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は従来品１の要部断面図を示す。
【図２】図２は従来品２の要部断面図を示す。
【図３】図３は本発明の実施例の正面図を示す。
【図４】図４は図３に示した実施例に使用するスローアウエイチップの正面図を示す。
【図５】図５は締め付け部材の正面図を示す。
【図６】図６は図３に示した実施例のスローアウエイチップ固定状態における要部断面図を示す。
【図７】図７は図６のＡ−Ａ断面図を示す。
【図８】図８は本発明の他の実施例の要部断面図を示す。
【図９】図９は本発明の他の実施例の正面図を示す。
【図１０】図１０は図９に示した実施例に使用するスローアウエイチップの正面図を示す。
【図１１】図１１は本発明の他の実施例の正面図を示す。
【図１２】図１２は図１１に示した実施例に使用するスローアウエイチップの正面図を示す。
【符号の説明】
１ 工具本体
２ スローアウエイチップ
３ 円錐状頭部
４ 円錐状受け面
５ 雄ねじ部
６ 雌ねじ部
７ チップ座
７ａ、７ｂ チップ座側面
８ 締め付け部材
９ 円筒部受け穴
９ａ 円筒部受け穴先端側側壁
９ｂ 円筒部受け穴後端側側壁
１０ 締め付け部材円筒部
１０ａ 締め付け部材円筒部上端
１０ｂ 締め付け部材円筒部下端
１１ ピン穴
１２ チップ座底面
１３ すり割り溝
Δｔ 工具本体後端方向への偏心量
【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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【図１２】
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