JP7012948B1 - 刃先交換式切削工具の工具本体 - Google Patents
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Abstract
【課題】丸駒インサートと工具本体の接触箇所を予定された一定箇所に保つことにより、装着時に浮きやがたつきを生じない刃先交換式切削工具の工具本体および丸駒インサートを提供する。【解決手段】工具本体は、丸駒インサートにおいて放射方向へ突出するように形成された複数の凸部のうちの一つのみが嵌まり込むように設けられた凹部を備え、当該凹部は、複数の凸部のうちの嵌まり込む凸部との接触領域において、奥部へ向かって両側の内側面の間隔が漸減するようにそれぞれの内側面が曲面で構成されている。このような工具本体に装着される丸駒インサートは、工具本体の装着座に設けられた凹部に対していずれもが嵌まり込むことが可能な、放射方向へ突出するように形成された複数の凸部を備え、当該凸部は、嵌まり込む凹部との接触領域において、先端部へ向かって両側の外側面の間隔が漸減するようにぞれぞれの外側面が曲面で構成されている。【選択図】図７
Description
本発明は、丸駒インサートを交換刃先とする刃先交換式切削工具の工具本体および丸駒インサートに関する。
丸駒インサートを交換刃先とする従来の刃先交換式切削工具においては、丸駒インサートを支持座に安定的に固定するために、丸駒インサートの凸部側面が支持座の凹部側面と接触するように設計されていた（例えば、特許文献１参照）。
丸駒インサートの凸部側面が工具本体支持座の凹部側面と接触するように設計しても、実際には加工精度や組付誤差により互いに面接触せず、いずれかの箇所で点接触や線接触することが多かった。予定外の箇所で互いに接触すると、丸駒インサートの浮きやがたつきを引き起こすこともある。
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、丸駒インサートと工具本体の接触箇所を予定された一定箇所に保つことにより、装着時に浮きやがたつきを生じない刃先交換式切削工具の工具本体および丸駒インサートを提供するものである。
本発明の一態様における工具本体は、丸駒インサートが装着されて刃先交換式切削工具を構成する工具本体であって、丸駒インサートを装着するための装着座は、丸駒インサートの一面と接する着座面と、着座面に設けられた、丸駒インサートを固定する雄ねじを受ける雌ねじ孔と、丸駒インサートにおいて放射方向へ突出するように形成された複数の凸部のうちの一つのみが嵌まり込むように設けられた凹部とを備え、当該凹部は、複数の凸部のうちの嵌まり込む凸部との接触領域において、奥部へ向かって両側の内側面の間隔が漸減するようにそれぞれの内側面が曲面で構成されている。
また、本発明の一態様における丸駒インサートは、工具本体に装着されて刃先交換式切削工具を構成する丸駒インサートであって、工具本体の装着座に設けられた凹部に対していずれもが嵌まり込むことが可能な、放射方向へ突出するように形成された複数の凸部を備え、当該凸部は、嵌まり込む凹部との接触領域において、先端部へ向かって両側の外側面の間隔が漸減するようにぞれぞれの外側面が曲面で構成されている。
本発明により、丸駒インサートと工具本体の接触箇所を予定された一定箇所に保つことにより、装着時に浮きやがたつきを生じない刃先交換式切削工具の工具本体および丸駒インサートを提供することができる。
添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一又は同様の構成を有する。また、各図において、同一又は同様の構成を有する構造物が複数存在する場合には、煩雑となることを回避するため、一部に符号を付し、他に同一符号を付すことを省く場合がある。
図１は、本実施形態に係る刃先交換式切削工具である切削工具１００の全体斜視図である。切削工具１００は、工具本体２００と、工具本体に装着される丸駒インサート３００と、丸駒インサート３００を工具本体に固定するためのクランプねじである雄ねじ５００によって構成される。
工具本体２００の先端外周部には、周方向に沿って一定の間隔で装着座２１０が設けられている。本実施形態に係る工具本体２００は、図示するように、７２°間隔で５つの装着座が設けられている。それぞれの装着座２１０には丸駒インサート３００が雄ねじ５００を介して固定されている。
図２は、６箇所の装着箇所を有する６コーナーの丸駒インサート３００の全体斜視図である。図２（Ａ）は、丸駒インサート３００を俯瞰した図であり、図２（Ｂ）は、丸駒インサート３００を仰視した図である。丸駒インサート３００は、全体として略円錐台形状を成し、大径の上面３１１、小径の底面３１３、上面３１１と底面３１３を接続する側面３１２を有する。上面３１１の円周稜線に沿って切れ刃３２０が設けられている。切れ刃３２０は、丸駒インサート３００が工具本体２００の装着座２１０に装着されると、工具本体２００の先端部から部分的に突出した状態となる。
丸駒インサート３００は、円錐台形状の中心軸を貫通するように、雄ねじ５００を貫通させる取付孔３３０を有する。円錐台形状のうち略下半分の底面３１３側には、周方向に等間隔で掘穿部３５３が設けられている。丸駒インサート３００は、６コーナーのインサートであるので、６０°間隔で６つの掘穿部３５３が設けられている。掘穿部３５３は、側面３１２から底面３１３へ渡る一部分を穿って除去した形状を成す。掘穿部３５３が設けられた結果、隣接する２つの掘穿部３５３の間には、放射方向へ突出するように凸部３５０が形成される。丸駒インサート３００は、６つの凸部３５０を有する。本実施形態においては、底面３１３側から見た場合のそれぞれの凸部３５０の反時計回り側の外側面を第１外側面３５１、時計回り側の外側面を第２外側面３５２とする。
６つの凸部３５０の形状は同一である。具体的には後述するが、それぞれの凸部３５０は、工具本体２００の装着座２１０に設けられた凹部に対していずれもが嵌まり込むことが可能である。すなわち、６つの凸部３５０を有する丸駒インサート３００は、それぞれの凸部３５０が装着座２１０に設けられた凹部に嵌まり込むことにより、６つの向き（位相）で装着座２１０に固定することが可能である。ユーザは、ある位相で切れ刃３２０が使用限度を迎えると、位相を変えて当該丸駒インサート３００を装着しなおし、再び使用に供することができる。
図３は、８箇所の装着箇所を有する８コーナーの丸駒インサート４００の全体斜視図である。図３（Ａ）は、丸駒インサート４００を俯瞰した図であり、図３（Ｂ）は、丸駒インサート４００を仰視した図である。構造としては６コーナーの丸駒インサート３００と同様である。丸駒インサート４００は、全体として丸駒インサート３００と同寸法の略円錐台形状を成し、大径の上面４１１、小径の底面４１３、上面４１１と底面４１３を接続する側面４１２を有する。
丸駒インサート３００と同様に、上面４１１の円周稜線に沿って切れ刃４２０が設けられており、円錐台形状の中心軸を貫通するように、雄ねじ５００を貫通させる取付孔４３０を有する。円錐台形状のうち略下半分の底面４１３側に、周方向に等間隔で掘穿部４５３が設けられている点も丸駒インサート３００と同様であるが、丸駒インサート４００は、８コーナーのインサートであるので、４５°間隔で８つの掘穿部４５３が設けられ、その結果、放射方向へ突出するように８つの凸部４５０が形成される。本実施形態においては、底面４１３側から見た場合のそれぞれの凸部４５０の反時計回り側の外側面を第１外側面４５１、時計回り側の外側面を第２外側面４５２とする。
８つの凸部４５０の形状は同一であり、丸駒インサート３００の凸部３５０の形状とも同一である。したがって、それぞれの凸部３５０は、工具本体２００の装着座２１０に設けられた凹部に対していずれもが嵌まり込むことが可能である。すなわち、８つの凸部４５０を有する丸駒インサート４００は、それぞれの凸部４５０が装着座２１０に設けられた凹部に嵌まり込むことにより、８つの向き（位相）で装着座２１０に固定することが可能である。ユーザは、ある位相で切れ刃４２０が使用限度を迎えると、位相を変えて当該丸駒インサート４００を装着しなおし、再び使用に供することができる。
なお、本実施形態においては、６コーナーの丸駒インサート３００と８コーナーの丸駒インサート４００を説明したが、他のコーナー数の丸駒インサートであってもこれらと同一形状の凸部を有するのであれば、工具本体２００に装着することができる。以下の説明においては、丸駒インサート３００を装着する場合を例として説明するが、他の丸駒インサートを装着する場合も同様である。
図４は、図１のＡ部分について丸駒インサート３００を取り外した様子である、装着座２１０の部分拡大図である。装着座２１０は、丸駒インサート３００の底面３１３と接する着座面２１２と、着座面２１２に設けられた、雄ねじ５００を受ける雌ねじ孔２１３と、丸駒インサート３００の凸部３５０の一つが嵌まり込むように設けられた凹部２２０を有する。
凹部２２０は、雌ねじ孔２１３の中心軸から遠ざかる方向（奥行き方向）へ掘穿されて形成されているが、その結果、奥行き方向に対して２つの内側面と成る第１内側面２２１と第２内側面２２２が形成される。本実施形態においては、着座面２１２を俯瞰した場合の凹部２２０の時計回り側の内側面を第１内側面２２１、反時計回り側の内側面を第２内側面２２２とする。
図５は、切削工具１００を側方から観察した図である。図６は、図５に示すＢ－Ｂ断面図であり、装着座２１０に装着された丸駒インサート３００の、凸部３５０を含む平面で切断した断面図である。より具体的には、丸駒インサート３００と工具本体２００の接触部分を示す断面図である。
上述のように、丸駒インサート３００の凸部３５０が装着座２１０の凹部２２０に嵌まり込んで固定される。凸部３５０と凹部２２０の噛み合わせにより、丸駒インサート３００の位相が固定される。換言すれば、凸部３５０と凹部２２０の噛み合わせは、丸駒インサート３００の回転止めとして機能する。
凹部２２０のうち凸部３５０との接触予定領域は、凹部２２０の両内側面のそれぞれの一部分である、第１内側面２２１と第２内側面２２２である。凸部３５０のうち凹部２２０との接触予定領域は、凸部３５０の両外側面のそれぞれの一部分である、第１外側面３５１と第２外側面３５２である。すなわち、第１内側面２２１と第１外側面３５１が互いに接触することが予定され、第２内側面２２２と第２外側面３５２が互いに接触することが予定されている。
実際に丸駒インサート３００を雄ねじ５００で固定した場合には、公差や加工精度により、いずれか一方が接触し、他方には隙間が生じ得る。図の例では、第１内側面２２１と第１外側面３５１の間に隙間が生じており、第２内側面２２２と第２外側面３５２が互いに接触している。例えば、丸駒インサート３００を装着座２１０に固定するときには、時計回りに締結される雄ねじ５００の回転力を受けて第１内側面２２１と第１外側面３５１が接触し、切削加工中には切削力を受けて第２内側面２２２と第２外側面３５２が接触する。
図７は、丸駒インサート３００と工具本体２００の接触領域を模式的に示す図である。具体的には、着座面２１２上で丸駒インサート３００をスライドさせて凸部３５０を凹部２２０から若干離間させた状態を、凸部３５０の内部を透かして観察した様子を概略的に示す図である。
上述のように、凹部２２０のうち凸部３５０との接触予定領域は、凹部２２０の両内側面のそれぞれの一部分である、第１内側面２２１と第２内側面２２２である。第１内側面２２１と第２内側面２２２は、白抜き矢印で示す奥部へ向かって互いの間隔Ｄ2が漸減するように、それぞれが曲面で構成されている。また、第１内側面２２１と第２内側面２２２は、着座面２１２との境界の立ち上がり部分から上方へ向かって内側空間にせり出すように展開し、それぞれの更に上面との境界において第１稜線２２１ａと第２稜線２２２ａを形成する。すなわち、第１稜線２２１ａと第２稜線２２２ａが、第１内側面２２１と第２内側面２２２において、凹部２２０の内側空間に向かって最も突出した部分である。凹部２２０は、第１稜線２２１ａと第２稜線２２２ａの少なくともいずれかにおいて、凸部３５０と接触する。
上述のように、凸部３５０のうち凹部２２０との接触予定領域は、凸部３５０の両外側面のそれぞれの一部分である、第１外側面３５１と第２外側面３５２である。第１外側面３５１と第２外側面３５２は、凸形状の先端部へ向かって互いの間隔Ｄ3が漸減するように、それぞれが曲面で構成されている。また、凸の部分の底面３１３と平行な断面の面積Ｓが底面３１３から遠ざかる方向へ向かって漸増するように、第１外側面３５１と第２外側面３５２が形成されている。特に、本実施形態においては、第１外側面３５１と第２外側面３５２が円錐台面の一部として形成されている。凸部３５０は、第１外側面３５１と第２外側面３５２の少なくともいずれかにおいて、凹部２２０と接触する。
このような三次元的な構成を実現することにより、丸駒インサート３００と工具本体２００の接触箇所を予定された一定箇所に保つことができるので、装着時に浮きやがたつきを生じない切削工具１００を提供することができる。また、稜線が曲面と接触するので、平面への接触に比べて応力の集中が緩和され、接触部の塑性変形を軽減することができる。また、接触箇所を着座面２１２から離れた第１稜線２２１ａ、第２稜線２２２ａの少なくともいずれかに限ったことにより、丸駒インサート３００を着座面２１２へ押し当てる力が作用し、がたつきをより抑制することができる。なお、交換可能な丸駒インサート４００においても凸部４５０は凸部３５０と同様に形成されているので、同様の効果が得られる。
１００…切削工具、２００…工具本体、２１０…装着座、２１２…着座面、２１３…雌ねじ孔、２２０…凹部、２２１…第１内側面、２２１ａ…第１稜線、２２２…第２内側面、２２２ａ…第２稜線、３００…丸駒インサート、３１１…上面、３１２…側面、３１３…底面、３２０…切れ刃、３３０…取付孔、３５０…凸部、３５１…第１外側面、３５２…第２外側面、３５３…掘穿部、４００…丸駒インサート、４１１…上面、４１２…側面、４１３…底面、４２０…切れ刃、４３０…取付孔、４５０…凸部、４５１…第１外側面、４５２…第２外側面、４５３…掘穿部、５００…雄ねじ
Claims (1)
- 丸駒インサートが装着されて刃先交換式切削工具を構成する工具本体であって、
前記丸駒インサートを装着するための装着座は、
前記丸駒インサートの一面と接する着座面と、
前記着座面に設けられた、前記丸駒インサートを固定する雄ねじを受ける雌ねじ孔と、
前記丸駒インサートにおいて放射方向へ突出するように形成された複数の凸部のうちの一つのみが嵌まり込むように設けられた凹部と
を備え、
前記凹部は、前記複数の凸部のうちの嵌まり込む凸部との接触領域において、奥部へ向かって両側の内側面の間隔が漸減するようにそれぞれの前記内側面が曲面で構成され、
それぞれの前記内側面は、前記接触領域において、互いに対向する内側空間に向かって突出した稜線を有する工具本体。
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