(57)【要約】【課題】工具ホルダの先端部に凹部を設けて、ここに低弾性率の部材を配設することにより、切削工具の振動をある程度抑制することができる。しかしながら、低弾性率の部材が設けられる部分が大きくなるほど、工具ホルダの耐久性が低下してしまう。【解決手段】上面及び下面を有する切削インサートと、先端部に前記切削インサートの下面が当接する座面を有し、該座面の下方に位置して先端方向に開口する凹部を備える工具ホルダと、前記凹部内に配置される振動吸収部材と、を具備し、前記振動吸収部材の上面の少なくとも一部が、前記工具ホルダの先端側かつ下方側から前記工具ホルダの後端側かつ上方側に向かうように形成され、前記座面に対して傾斜している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面及び下面を有する切削インサートと、先端部に前記切削インサートの下面が当接する座面を有し、該座面の下方に位置して先端方向に開口する凹部を備える工具ホルダと、前記凹部内に配置される振動吸収部材と、を具備する切削工具であって、
前記振動吸収部材の上面の少なくとも一部が、前記工具ホルダの先端側から後端側に向かうにつれて前記座面に近づくように傾斜していることを特徴とする切削工具。
【請求項２】
前記振動吸収部材の少なくとも一部は、前記座面に対して垂直な方向の幅が、先端側における幅よりも後端側における幅が大きいテーパ形状であることを特徴とする請求項１に記載の切削工具。
【請求項３】
上面及び下面を有する切削インサートと、先端部に前記切削インサートの下面が当接する座面を有し、該座面の下方に位置して側面方向に開口する凹部を備える工具ホルダと、前記凹部内に配置される振動吸収部材と、を具備する切削工具であって、
前記振動吸収部材の上面の少なくとも一部が、前記工具ホルダの側面側から中心側に向かうにつれて前記座面に近づくように傾斜していることを特徴とする切削工具。
【請求項４】
前記振動吸収部材の少なくとも一部は、前記座面に対して垂直な方向の幅が、側面側における幅よりも中心側における幅が大きいテーパ形状であることを特徴とする請求項３に記載の切削工具。
【請求項５】
前記振動吸収部材の上面のうち、前記切削インサートの下面と対向する部分の少なくとも一部が、前記座面に対して平行であることを特徴とする請求項１又は３に記載の切削工具。
【請求項６】
前記凹部は、前記工具ホルダの先端方向に開口し、この開口部分の少なくとも一部を係止する係止部材を備えたことを特徴とする請求項１又は３に記載の切削工具。
【請求項７】
前記切削インサートは、前記上面及び下面に開口する貫通孔を有し、前記工具ホルダは前記切削インサートと前記振動吸収部材との間であって、前記切削インサートの貫通孔の延長上に位置する部分に貫通孔を有し、前記切削インサートの貫通孔及び前記工具ホルダの貫通孔を貫通して前記切削インサートと前記振動吸収部材とを係止するねじを備えたことを特徴とする請求項１又は３に記載の切削工具。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の切削工具を用いて被削材を加工する方法であって、
前記被削材に前記切削工具を相対的に近付ける工程と、
前記切削工具または前記被削材を回転させ、前記切削工具の切刃を前記被削材に接触させて、前記被削材を切削する工程と、
前記被削材と前記切削工具を相対的に遠ざける工程と、
を具えることを特徴とする切削方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属部品等の切削加工に用いる切削工具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、金属部品等の切削加工に用いる切削工具として、先端部に座面を有する工具ホルダと、この座面にねじ止めされた切削インサートと、を具備した形状のものが知られている。
【０００３】
このような切削工具自体又は被削材を回転させると同時に切削インサートの切刃を被削材に接触させることにより、被削材を切削加工することができる。また、一般的に、切削加工を繰り返すことで切削インサートが摩耗するため、切削インサートは着脱可能に取り付けられている。
【０００４】
上記のような切削工具を用いた切削加工においては、切削工具又は被削材を高速で回転させるため、切削工具に振動やビビリが生じる場合があった。そこで、特許文献１に開示されているように、工具ホルダの先端部に凹部を設けて、この凹部に低弾性率の合金或いはゴムからなる部材を配設した切削工具が提案されている。
【特許文献１】特開２００３−３３４７０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されているように、工具ホルダの先端部に凹部を設けて、ここに低弾性率の部材を配設することにより、切削工具の振動をある程度抑制することができる。しかしながら、低弾性率の部材が設けられる部分が大きくなるほど、切削工具の振動を抑止する効果を高められるが、一方で、工具ホルダの耐久性が低下してしまう。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、工具ホルダの耐久性の低下を抑制しつつ、工具ホルダに生じる振動を効率よく抑制できる切削工具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】
本発明の切削工具は、上面及び下面を有する切削インサートと、先端部に前記切削インサートの下面が当接する座面を有し、該座面の下方に位置して先端方向に開口する凹部を備える工具ホルダと、前記凹部内に配置される振動吸収部材と、を具備する。
【０００８】
そして、前記振動吸収部材の上面の少なくとも一部が、前記工具ホルダの先端側から後端側に向かうにつれて前記座面に近づくように傾斜している。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の切削工具によれば、振動吸収部材が上記のように座面に対して傾斜していることにより、下記の理由から工具ホルダに生じる振動を効率よく抑制できる。すなわち、切削インサートの切刃を被削材に接触させることにより切削加工が行われるが、このとき、座面の先端部分を波の発生源として、座面から工具ホルダの内方に振動が伝播する。そして、振動吸収部材が上記のように座面に対して傾斜していることにより、座面に対して平行である場合と比較して、上記振動の波面と振動吸収部材とがより平行に近い構成となる。これにより、振動吸収部材による減振効果を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の切削工具について図面を用いて説明する。
【００１１】
図１、２に示すように、第１の実施形態にかかる切削工具１は、上面３ａ及び下面３ｂを有する切削インサート３と、先端部に切削インサート３の下面３ｂが当接する座面５を有し、座面５の下方に位置して先端方向に開口する凹部７を備える工具ホルダ９と、凹部７内に配置される振動吸収部材１１と、を具備している。
【００１２】
このように本実施形態では、工具ホルダ９に鋼のような振動を抑制する効果の相対的に低い部材を用いた場合であっても、切削加工時に生じる振動が伝わり易い部分に、振動吸収部材１１が備えられているので、工具ホルダ９における振動を効率よく抑制することができる。
【００１３】
そして、振動吸収部材１１の上面の少なくとも一部が、工具ホルダ９の先端側から後端側に向かうにつれて座面５に近づくように傾斜している。
【００１４】
切削工具１の使用時において、座面５の先端部分を波の発生源として、座面５から工具ホルダ９の内方に振動が伝播する。このとき、本実施形態のように、振動吸収部材１１が座面５に対して傾斜していることにより、上記振動の波面と振動吸収部材１１とがより平行に近い構成となる。これにより、振動吸収部材１１による減振効果を高めることができる。
【００１５】
図２に示すように、本実施形態の切削インサート３は、上面３ａ、下面３ｂ及び４つの側面３ｃを有する略直方体の形状をなしている。このとき、上面３ａがすくい面となり、側面３ｃが逃げ面となっている。そして、上面３ａと側面３ｃとの交差稜線には、切刃１３が形成されている。この切刃１３を被削材に接触させることにより、切削加工をすることができる。
【００１６】
このように、切削インサート３の上面３ａと側面３ｃとの交差稜線に切刃１３が形成されていることから、本実施形態の切削工具１においては、切削加工に伴う振動が切削インサート３を介して座面５の先端部分に伝わる。そのため、座面５のうち先端部分が波の発生源となり、工具ホルダ９の内方に振動が伝播する。
【００１７】
また、切削インサート３は、複数の側面３ｃと上面３ａとの交差稜線にそれぞれ切刃１３を有していることが好ましい。このように複数の切刃１３を有することにより、切刃１３のうち使用している部分が摩耗した場合であっても、切削インサート３を回転させて、切刃１３のうち未使用の部分を使用することができる。
【００１８】
振動吸収部材１１としては、工具ホルダ９よりも振動を吸収する効果の高い部材を用いればよく、具体的には、鉛のような金属やプラスチック及びゴムのような有機材料を用いることができる。特に、有機材料を用いることが好ましい。座面５の下方には、切削加工に伴い、相対的に大きな応力が加わる。しかしながら、有機材料は高い靱性を有していることから、工具ホルダ９の耐久性を高めることができる。
【００１９】
振動吸収部材１１は、凹部７の開口部から振動吸収部材１１となる材料を充填することにより、凹部７内に配置することができる。この場合、凹部７の内壁面と振動吸収部材１１とを密着させることができるので、振動吸収部材１１による振動を減衰させる効果を高めることができる。
【００２０】
また、振動吸収部材１１は、予め形成されたものを凹部７の開口部より挿入することにより、凹部７内に配置させてもよい。この場合、振動吸収部材１１を任意に交換することができる。そのため、被削材や加工条件に応じて適した振動吸収部材１１を用いることができる。また、振動吸収部材１１が、万が一破損した場合であっても、容易に取り替えることができる。
【００２１】
また、工具ホルダ９としては、超硬合金、鋼、鋳鉄などを用いることができる。特に、相対的に靱性の高い鋼を用いることが好ましい。
【００２２】
次に、本発明の第２の実施形態にかかる切削工具１について図面を用いて説明する。
【００２３】
図３に示すように、第２の実施形態にかかる振動吸収部材１１の少なくとも一部は、座面５に対して垂直な方向の幅が、先端側における幅Ｌ２よりも後端側における幅Ｌ１が大きいテーパ形状である。このようなテーパ形状の部分１１ａ（以下、テーパ部１１ａともいう）を有していることにより、振動吸収部材１１が工具ホルダ９の先端部から抜け落ちる可能性を小さくすることができる。
【００２４】
次に、本発明の第３の実施形態にかかる切削工具１について図面を用いて説明する。
【００２５】
図４、５に示すように、第３の実施形態にかかる切削工具１は、上面３ａ及び下面３ｂを有する切削インサート３と、先端部に切削インサート３の下面３ｂが当接する座面５を有し、座面５と離隔して座面５の下方に位置する凹部７を備える工具ホルダ９と、凹部７内に配置される振動吸収部材１１と、を具備している。
【００２６】
そして、振動吸収部材１１の上面の少なくとも一部が、工具ホルダ９の側面側から中心側に向かうにつれて座面５に近づくように傾斜している。これにより、振動吸収部材１１が切削加工に伴う振動における振動の波面に対してより平行に近い構成となる。結果、振動吸収部材１１による減振効果を高めることができる。
【００２７】
次に、本発明の第４の実施形態にかかる切削工具１について図面を用いて説明する。
【００２８】
図６、７に示すように、本実施形態における振動吸収部材１１の少なくとも一部は、座面５に対して垂直な方向の幅が、側面側における幅Ｌ４よりも中心側における幅Ｌ３が大きいテーパ形状である。このようなテーパ部１１ａを有していることにより、振動吸収部材１１が工具ホルダ９の側面から抜け落ちる可能性を小さくすることができる。
【００２９】
特に、本実施形態のように切削工具１が回転工具である場合、上記の構成が有効となる。これは、切削工具１がその使用時に回転するため、振動吸収部材１１には遠心力が加わり、工具ホルダ９の側面から抜け落ちやすくなるからである。
【００３０】
なお、テーパ部１１ａは、図６に示すように、振動吸収部材１１全体であってもよく、また、図７に示すように、振動吸収部材１１の一部であってもよい。
【００３１】
また、図７に示すように、振動吸収部材１１の上面のうち、座面５と対向する部分の少なくとも一部が、座面５に対して平行であることが好ましい。これにより、座面５と振動吸収部材１１の距離のばらつきを小さくすることができるので、工具ホルダ９のうち、切削インサート３の下方に位置する部分に加わる応力のばらつきを小さくできる。結果として、工具ホルダ９の耐久性を向上させることができるからである。特に、振動吸収部材１１のうち切削インサート３と対向する部分が座面５に対して平行であって、この部分よりも工具ホルダの中心側に位置する部分がテーパ部１１ａであることが好ましい。
【００３２】
次に、本発明の第５の実施形態にかかる切削工具１について図面を用いて説明する。
【００３３】
図８、９に示すように、本実施形態における凹部７は、工具ホルダ９の先端方向に開口している。第４の実施形態にかかる切削工具１のように、振動吸収部材１１がテーパ部１１ａを有している場合、凹部７が工具ホルダ９の先端方向にも開口していることにより、工具ホルダ９の先端方向から振動吸収部材１１を挿入することができる。
【００３４】
そして、本実施形態の切削工具１は、この先端方向に開口する開口部分の少なくとも一部を係止する係止部材１５を備えている。これにより、工具ホルダ９の先端方向から挿入された振動吸収部材１１が、先端方向から抜け落ちることを防止することができる。
【００３５】
係止部材１５は、例えば、ねじ１７を用いて、工具ホルダ９にねじ止めすることにより固定できる。この時、振動吸収部材１１を介して係止部材１５を工具ホルダ９にねじ止めするのではなく、係止部材１５を直接、工具ホルダ９にねじ止めすることが好ましい。この場合には、振動吸収部材１１にねじ穴を形成する必要がないので、振動吸収部材１１の一部に切削加工に伴う応力が集中することを抑制できる。
【００３６】
係止部材１５としては、工具ホルダ９と同様に超硬合金、鋼、鋳鉄などを用いることができる。
【００３７】
次に、本発明の第６の実施形態にかかる切削工具１について図面を用いて説明する。
【００３８】
図１０に示すように、本実施形態における切削インサート３は、上面３ａ及び下面３ｂに開口する貫通孔１９ａを有している。また、工具ホルダ９は切削インサート３と振動吸収部材１１との間であって、切削インサート３の貫通孔１９ａの延長線上に位置する部分に貫通孔１９ｂを有している。そして、切削インサート３の貫通孔１９ａ及び工具ホルダ９の貫通孔１９ｂを通じて切削インサート３及び振動吸収部材１１を係止するねじ１７を備えている。
【００３９】
本実施形態の切削工具１は、１つのねじ１７で切削インサート３と振動吸収部材１１とを係止しているため、切削インサート３及び振動吸収部材１１をそれぞれ別の部材を用いて固定した場合と比較して、安価且つ簡易に固定することができる。
【００４０】
また、ねじ１７が、工具ホルダ９よりも弾性率が低い部材により構成されていることが好ましい。このような場合、切削インサート３の振動がねじ１７を介して振動吸収部材１１に伝わりやすくなるので、工具ホルダ９の振動をさらに抑制できるからである。
【００４１】
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を行うことは何ら差し支えない。例えば、上記の実施形態においては、切削工具１が回転工具である場合について示したが、回転する被削材に切削インサート３の切刃１３を接触させることにより切削加工を行うような切削工具１であっても何ら問題ない。
【００４２】
次に、上記の実施形態にかかる切削工具１を用いて被削材を切削する切削方法について図面を用いて説明する。
【００４３】
まず、工具ホルダ９に切削インサート３を取付ける。そして、図１１に示すように、切削工具１を回転させるとともに、切削工具１を被削材２１に近づける。なお、切削工具１と被削材２１は、相対的に近づけば良く、例えば、被削材２１を切削工具１に近づけても良い。
【００４４】
次いで、図１２に示すように、切削インサート３の切刃１３を被削材２１に接触させて被削材２１を切削する。その後、図１３に示すように被削材２１から切削工具１を離間させる。なお、切削加工を継続する場合は、切削工具１を回転させた状態を維持して、被削材２１の異なる箇所に切削インサート３の切刃１３を接触させる工程を繰り返す。
【００４５】
なお、本実施形態では、転削加工を切削方法として例示しているが、旋削加工のような他の切削加工においても用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる切削工具を示す斜視図である。
【図２】図１に示す実施形態にかかる切削工具の振動吸収部材が配設された部分を拡大した斜視図であって、切削インサートが工具ホルダから取り外された状態を示す拡大斜視図である。
【図３】本発明の第２の実施形態にかかる切削工具を示す斜視図である。
【図４】本発明の第３の実施形態にかかる切削工具を示す斜視図である。
【図５】図４に示す実施形態にかかる底面図である。
【図６】本発明の第４の実施形態にかかる切削工具を示す底面図である。
【図７】本発明の第４の実施形態にかかる切削工具の変形例を示す底面図である。
【図８】本発明の第５の実施形態にかかる切削工具を示す底面図である。
【図９】図８に示す実施形態にかかる斜視図であって、振動吸収部材が工具ホルダから取り外された状態を示す斜視図である。
【図１０】本発明の第６の実施形態にかかる切削工具を示す斜視図であって、切削インサート及び振動吸収部材が工具ホルダから取り外された状態を示す斜視図である。
【図１１】本発明の一実施形態にかかる切削方法の工程図である。
【図１２】本発明の一実施形態にかかる切削方法の工程図である。
【図１３】本発明の一実施形態にかかる切削方法の工程図である。
【符号の説明】
【００４７】
１・・・切削工具
３・・・切削インサート
３ａ・・・上面
３ｂ・・・下面
３ｃ・・・側面
５・・・座面
７・・・凹部
９・・・工具ホルダ
１１・・・振動吸収部材
１１ａ・・・テーパ部
１３・・・切刃
１５・・・係止部材
１７・・・ねじ
１９・・・貫通孔
２１・・・被削材
【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】
2009226548.tif 000011
【図１０】
2009226548.tif 000012
【図１１】
2009226548.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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