(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具ホルダに円形チップを回転自在に支持し、円形チップの外周の切刃部分を切削反力による該チップの周方向分力を受けるようにワークに押し当てて、この周方向分力により円形チップを回転させつつ切削加工を行う回転式切削工具において、
円形チップと、円形チップの中心穴に嵌挿する、中間にフランジ部を形成したスピンドル部材と、スピンドル部材に円形チップを前記フランジ部との間に挟むようにして外挿するスペーサとから成るスピンドルアッセンブリと、
工具ホルダに形成した工具装着穴に装着される、スピンドルアッセンブリを収納可能なカートリッジケースであって、ケース内部に、前記フランジ部から軸方向外方に突出するスピンドル部材の一端部を挿入する第１ブシュと、前記スペーサから軸方向外方に突出するスピンドル部材の他端部を挿入する第２ブシュとを取付けて成るものとを備え、
第１と第２の各ブシュの内周面にラジアル軸受用ポケット部を凹設すると共に、前記フランジ部に対向する第１ブシュの軸方向内端面と、前記スペーサに対向する第２ブシュの軸方向内端面とに夫々スラスト軸受用ポケット部を凹設し、  工具装着穴に装着されるブロックには、その表面からスピンドル部材の両端面に対向しながら工具装着穴の奥側に延びるガイド溝を一対形成し、
前記各ポケット部に工具ホルダとカートリッジケースとに形成した通路を介して切削油を供給して、スピンドルアッセンブリを流体圧で軸支するとともに、第１および第２のブッシュの各ポケット部から流出する切削油をブロックの各ガイド溝を介して円形チップのワーク切削点に供給する
ことを特徴とする回転式切削工具。
【請求項２】
前記ガイド溝から流出する切削油をワーク切削点に導くガイド部を前記ブロックに設けたことを特徴とする請求項１に記載の回転式切削工具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工具ホルダに円形チップを回転自在に支持し、円形チップの外周の切刃部分を切削反力による該チップの周方向分力を受けるようにワークに押し当てて、この周方向分力により円形チップを回転させつつ切削加工を行う回転式切削工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の工具として、特開平７−１８５９０３号公報により、図５に示す如く、工具ホルダａに円形チップｂの中心穴に挿入される支軸ｃを取付けて、支軸ｃの外周面にラジアル軸受用ポケット部ｄを凹設すると共に、ワークＷの切削反力を受ける工具ホルダａの下側のスラスト受面にスラスト軸受用ポケット部ｅを凹設し、これらポケット部ｄ，ｅに工具ホルダａに形成した通路ｆを介して流体を供給して、円形チップｂを流体圧で軸支するようにしたものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、切削加工時、円形チップｂには切削反力による傾動モーメント（図５で円形チップｂを左下りに傾けるモーメント）が作用する。そして、上記従来例のものでは、この傾動モーメントの大部分をスラスト軸受用ポケット部ｅの図中左側の半部だけで受けざるを得ず、重切削では傾動モーメントを充分に受けられなくなって円形チップｂが傾く。その結果、工具ホルダａに対する円形チップｂの上面右側部の摩擦や支軸ｃに対する円形チップｂの片当りを生じて、円形チップｂが円滑に回転しなくなり、チップ外周の切刃の不均一な摩耗を生じて、切削面が粗くなる。
【０００４】
本発明は、以上の点に鑑み、円形チップの傾動モーメントに対する支持剛性を向上させて、重切削でも円形チップが円滑に回転されるようにした回転式切削工具を提供することを課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明は、工具ホルダに円形チップを回転自在に支持し、円形チップの外周の切刃部分を切削反力による該チップの周方向分力を受けるようにワークに押し当てて、この周方向分力により円形チップを回転させつつ切削加工を行う回転式切削工具において、円形チップと、円形チップの中心穴に嵌挿する、中間にフランジ部を形成したスピンドル部材と、スピンドル部材に円形チップを前記フランジ部との間に挟むようにして外挿するスペーサとから成るスピンドルアッセンブリと、工具ホルダに形成した工具装着穴に装着される、スピンドルアッセンブリを収納可能なカートリッジケースであって、ケース内部に、前記フランジ部から軸方向外方に突出するスピンドル部材の一端部を挿入する第１ブシュと、前記スペーサから軸方向外方に突出するスピンドル部材の他端部を挿入する第２ブシュとを取付けて成るものとを備え、第１と第２の各ブシュの内周面にラジアル軸受用ポケット部を凹設すると共に、前記フランジ部に対向する第１ブシュの軸方向内端面と、前記スペーサに対向する第２ブシュの軸方向内端面とに夫々スラスト軸受用ポケット部を凹設し、カートリッジケースには、その表面からスピンドル部材の両端面に対向しながら工具装着穴の奥側に延びるガイド溝を一対形成し、前記各ポケット部に工具ホルダとカートリッジケースとに形成した通路を介して切削油を供給して、スピンドルアッセンブリを流体圧で軸支するとともに、第１および第２のブッシュの各ポケット部から流出する切削油をブロックの各ガイド溝を介して円形チップのワーク切削点に供給している。
【０００６】
本発明によれば、円形チップに作用する傾動モーメントを第１と第２の両ブシュのスラスト軸受用ポケット部に加えて両ブシュのラジアル軸受用ポケット部で受けることができる。特に、ラジアル軸受用ポケット部は、円形チップから軸方向に離間した場所に位置するため、傾動モーメントを効率良く受けることができ、傾動モーメントに対する円形チップの支持剛性が大幅に向上する。かくて、重切削でも円形チップが傾くことなく円滑に回転し、チップ外周の切刃の不均一な摩耗が防止されて、切削性が向上する。
【０００７】
尚、上記ブシュに代えてボールベアリングやローラベアリングから成るラジアル軸受とスラスト軸受とを設け、これら軸受でスピンドルアッセンブリを機械的に軸支することも考えられるが、これでは工具が大形化し、ワークの比較的小径の穴部の内周切削には適用できなくなる。一方、本発明では、ブシュにラジアル軸受用とスラスト軸受用のポケット部を凹設するだけで済むため、工具をコンパクトに構成できて、小径穴の内周切削も行い得られるようになり、有利である。
【０００８】
ところで、スラスト用ポケット部に供給された流体はその一部がフランジ部やスペーサと各ブシュの軸方向内端面との間の隙間を通って径方向外方に流れる。かくて、流体として切削液を用いれば、円形チップによるワークの切削点にスラスト用ポケット部から切削液が供給されることになり、切削液用の供給ノズルを別途設けずに済み、有利である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１及び図２を参照して、１は図示しないマシニングセンタの主軸に取付けられる工具ホルダ１であり、工具ホルダ１の先端近傍の周囲一側部と他側部とに、一側面をすくい面３ａ、外周面を逃げ面３ｂに形成した、外周の切刃部分３ｃを有する円形チップ３でワークＷの内周切削を行う１対の回転式切削工具２，２を取付けている。
【００１０】
各回転式切削工具２は、円形チップ３の中心穴にスピンドル部材４を嵌挿して成るスピンドルアッセンブリ２Ａと、スピンドルアッセンブリ２Ａを円形チップ３の周囲一側部が外部に露出するように収納するカートリッジケース２Ｂとで構成されており、工具ホルダ１の先端近傍の周囲両側部に形成した各工具装着穴１ａに各回転式切削工具２をカートリッジケース２Ｂにおいて装着できるようにしている。
【００１１】
図３に明示するように、スピンドル部材４には、円形チップ３のすくい面３ａに当接する中間のフランジ部４ａが形成されており、スピンドル部材４に円形チップ３をフランジ部４ａとの間に挟むように環状のスペーサ５を外挿して、スピンドルアッセンブリ２Ａを組立てる。尚、円形チップ３の中心穴にはテーパーが付けられており、スピンドル部材４にフランジ部４ａの軸方向内方に隣接するテーパー部４ｂを形成して、該テーパー部４ｂを円形チップ３の中心穴に嵌合させることにより、円形チップ３をスピンドル部材４に対し正確に芯決めできるようにしている。
【００１２】
カートリッジケース２Ｂは、スピンドルアッセンブリ２Ａの軸方向に２分割された第１と第２の１対の半部６1，６2で構成されている。そして、第１半部６1内に、フランジ部４ａから軸方向外方に突出するスピンドル部材４の一端部を挿入可能な第１ブシュ７1を圧入固定すると共に、第２半部６2内に、スペーサ５から軸方向外方に突出するスピンドル部材４の他端部を挿入可能な第２ブシュ７2を圧入固定し、両半部６1，６2をスピンドル部材４の両端部が両ブシュ７1，７2に挿入されるようにボルト６ａで締結して、カートリッジケース２Ｂ内にスピンドルアッセンブリ２Ａを収納軸支する。
【００１３】
カートリッジケース２Ｂの各半部６1，６2のスピンドルアッセンブリ２Ａの軸方向における外側面６ｂは軸方向に直交する平坦面に形成されている。そして、第１半部６1の外側面６ｂに接する第１ブロック８1と、第２半部６2の外側面６ｂに接する第２ブロック８2とを設け、カートリッジケース２Ｂを第２半部６2の外側面６ｂに第２ブロック８2を添接した状態で工具装着穴１ａに挿入した後、第１半部６1の外側面６ｂと工具装着穴１ａの内面との間の隙間に第１ブロック８1をボルト８ａによって締め込むようにしている。ここで、第１ブロック８1の外側面とこれに接する工具装着穴１ａの内面部分とにはテーパーが付けられており、かくて、第１ブロック８1の締め込みによれば、カートリッジケース２Ｂは第１と第２の両ブロック８1，８2に挟まれた状態で工具装着穴１ａ内に楔効果で締付け固定される。この固定状態において、円形チップ３は、工具ホルダ１の軸線に平行な面に対し所定角度αだけ傾き、かくて、ワークＷの軸線に工具ホルダ１の軸線を一致させ、ワークＷと工具ホルダ１とを軸線回りに相対回転させてワークＷの内周切削を行うと、円形チップ３が切削反力による該チップ３の周方向分力を受けて回転する。
【００１４】
前記各ブシュ７1，７2の内周面にはラジアル軸受用ポケット部７ａが凹設され、また、フランジ部４ａに対向する第１ブシュ７1の軸方向内端面と、スペーサ５に対向する第２ブシュ７2の軸方向内端面とには夫々スラスト軸受用ポケット部７ｂが凹設されている。更に、各ブシュ７1，７2の外周面に環状溝７ｃを形成して、環状溝７ｃにラジアル軸受用とスラスト軸受用の各ポケット部７ａ，７ｂを各ブシュ７1，７2に形成した各連通孔７ｄ，７ｅを介して連通させている。そして、切削液ポンプ（図示せず）からの切削液を工具ホルダ１に形成した通路１ｂと、カートリッジケース２Ｂの各半部６1，６2に形成した通路６ｃとを介して各ブシュ７1，７2の環状溝７ｃに供給し、環状溝７ｃから各ブシュ７1，７2のラジアル軸受用ポケット部７ａとスラスト軸受用ポケット部７ｂとに切削液が供給されて、スピンドルアッセンブリ２Ａがこれらポケット部７ａ，７ｂに供給される切削液の液圧により各ブシュ７1，７2から浮いた状態で軸支されるようにしている。尚、図３では、各ブシュ７1，７2とスピンドルアッセンブリ２Ａとの間の隙間を広く書いているが、これらの隙間の実際の値は十数ミクロンである。
【００１５】
ワークＷの切削加工時、円形チップ３には切削反力による傾動モーメント（図３で円形チップ３を右下りに傾けるモーメント）が作用するが、この傾動モーメントは両ブシュ７1，７2のスラスト軸受用ポケット部７ｂ，７ｂだけでなく、両ブシュ７1，７2のラジアル軸受用ポケット部７ａ，７ａでも受けられる。特に、ラジアル軸受用ポケット部７ａ，７ａは円形チップ３から軸方向に離間した場所に位置するため、傾動モーメントを効率良く受けることができ、傾動モーメントに対する円形チップ３の支持剛性が高くなる。そのため、重切削でも円形チップ３が傾くことなく円滑に回転し、円形チップ３の外周の切刃部分３ｃの不均一な摩耗が防止されて、切削性が向上する。
【００１６】
また、各ブシュ７1，７2のスラスト軸受用ポケット部７ｂに供給された切削液の一部は、該ポケット部７ｂから径方向外方に流れて、円形チップ３のワーク切削点に達する。然し、これだけでは切削点に供給される切削液の量が不足する。そこで、本実施形態では、カートリッジケース２Ｂの各半部６1，６2の外側面６ｂにスピンドル部材４の各端面に臨む開口６ｄを形成すると共に、各ブロック８1，８2を開口６ｄを通して流出する切削液を円形チップ３のワーク切削点に向けて誘導するカバー部材として機能させるべく、各ブロック８1，８2の内側面に切削液用のガイド溝８ｂを凹設し、各ブシュ７1，７2のラジアル軸受用ポケット部７ａから軸方向外方に流れる切削液が開口６ｄとガイド溝８ｂとを介して円形チップ３のワーク切削点に供給されるようにしている。
【００１７】
更に、本実施形態では、スピンドル部材４を中空に形成すると共に、スピンドル部材４の各端部のラジアル軸受用ポケット部７ａに面する部分よりも軸方向内方に位置する部分に径方向の透孔４ｃを形成している。これによれば、各ブシュ７1，７2のラジアル軸受用ポケット部７ａから軸方向内方に流れる切削液と、スラスト軸受用ポケット部７ｂから径方向内方に流れる切削液とが透孔４ｃを介してスピンドル部材４の中空部４ｄに流入され、中空部４ｄから開口６ｄとガイド溝８ｂとを介して円形チップ３のワーク切削点に供給される。ところで、透孔４ｃを形成しない場合、スラスト軸受用ポケット部７ｂに供給した切削液は全量が径方向外方に流れる。そして、径方向外方に流れた切削液は円形チップ３の全域に分散し、ワーク切削点に達するのは極く一部になる。これに対し、本実施形態のように透孔４ｃを形成すれば、スラスト軸受用ポケット部７ｂに供給した切削液の半分が透孔４ｃと中空部４ｄと開口６ｄとガイド溝８ｂとを介してワーク切削点に供給され、ワーク切削点への切削液の供給効率が可及的に向上する。
【００１８】
尚、上記実施形態では、カートリッジケース２Ｂの第１と第２の両半部６1，６2の外側面６ｂ，６ｂに開口６ｄ，６ｄを形成したが、第１半部６1の外側面６ｂのみに開口６ｄを形成し、この開口６ｃから流出する切削液を第１ブロック８1の内側面に形成したガイド溝８ｂを介してワーク切削点に供給するようにしても良く、これによればワーク切削点に円形チップ３のすくい面３ａ側から集中的に切削液が供給される。
【００１９】
以上、ワークＷの内周切削を行う回転式切削工具２に本発明を適用した実施形態について説明したが、図４に示す如く、工具ホルダ１の先端に取付ける、ワークＷの外周切削を行う回転式切削工具２にも同様に本発明を適用できる。この回転式切削工具２の基本的な構造は上記回転式切削工具２と異ならず、上記と同様の部材に上記と同様の符号を付している。尚、図４に示すものでは、各ブロック８1，８2の外端部に、円形チップ３のワーク切削点に向けて屈曲してのびるノズル部８ｃを形成し、ワーク切削点に効率良く切削液を供給できるようにしている。
【００２０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、傾動モーメントに対する円形チップの支持剛性が高められ、重切削でも円形チップが傾くことなく円滑に回転し、チップ外周の切刃の不均一な摩耗が防止されて、切削性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明工具を取付けた工具ホルダの要部の側面図
【図２】  図１のII-II線截断面図
【図３】  本発明工具の拡大断面図
【図４】  本発明工具の他の実施形態の断面図
【図５】  従来例の断面図
【符号の説明】
１  工具ホルダ                １ａ  工具装着穴
１ｂ  通路                        ２  回転式切削工具
２Ａ  スピンドルアッセンブリ    ２Ｂ  カートリッジケース
３  円形チップ                ３ｃ  切刃部分
４  スピンドル部材            ４ａ  フランジ部
５  スペーサ              ７1，７2  ブシュ
７ａ  ラジアル軸受用ポケット部    ７ｂ  スラスト軸受用ポケット部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
0003901913.tif 000005
【図５】
0003901913.tif 000006