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技術 切削インサート及び切削工具

出願人 株式会社タンガロイ
発明者 雲井春樹佐治龍一
出願日 2018年9月14日 (2年3ヶ月経過) 出願番号 2018-172324
公開日 2020年3月26日 (9ヶ月経過) 公開番号 2020-044586
状態 特許登録済
技術分野 フライス加工
主要キーワード 押さえ金 度回転対称 正多角形状 拘束面 投影線 回転方向後方側 回転方向後方 直線切れ刃
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年3月26日)のものです。
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図面 (12)

課題

切削インサートホルダから完全に分離しなくても、切削に使用する切れ刃切り替えることが可能な切削インサート及び切削工具を提供することを提供すること。

解決手段

中心軸AXに対して回転対称に形成される複数の周側面部16A〜16Hを備える周側面16を備え、第2端面14には、中心軸AXに対して回転対称に形成され、周縁部14Aから窪んで形成される複数の傾斜面部13A〜13Hが形成される切削インサート10。

概要

背景

複数の切削インサートを用いて切削を行う刃先交換式切削工具において、切削インサートを、これを保持するホルダに対して固定する方法には、様々なものがある。例えば、くさび部材や押さえ金を用いて、切削インサートをホルダに対して押圧して固定する方法が知られている。

しかしながら、くさび部材や押さえ金を用いる固定方法は、切削インサートの交換に多くの時間を要する。特に、保持される切削インサートの数が多くなったり、切削インサートが小型化して径の小さいねじを用いざるを得なくなるために切削インサートの取り扱いが難しくなると、交換に要する時間が作業効率に大きく影響する。また、切削インサートを固定するために、切削インサートを貫通する貫通穴を形成すると、形状安定性を悪化させるという問題もある。

特許文献1には、このような問題を解決し、切削インサートを正確な位置に、簡単に取り付けることができる切削工具が開示されている。具体的には、切削インサートの端面に第1の係止部材(211a)を形成し、他方で、ホルダのインサート座に、第1の係止部材と係合するように構成された第2の係止部材(108)を設けるとともに、固定具で切削インサートをホルダに対して押圧する固定方法が開示されている。

概要

切削インサートをホルダから完全に分離しなくても、切削に使用する切れ刃切り替えることが可能な切削インサート及び切削工具を提供することを提供すること。中心軸AXに対して回転対称に形成される複数の周側面部16A〜16Hを備える周側面16を備え、第2端面14には、中心軸AXに対して回転対称に形成され、周縁部14Aから窪んで形成される複数の傾斜面部13A〜13Hが形成される切削インサート10。

目的

本発明は、切削インサートをホルダから完全に分離しなくても、切削に使用する切れ刃を切り替えることが可能で、かつ、安定的にホルダに固定することが可能な切削インサート及び切削工具を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

第1端面と、前記第1端面と反対方向を向く第2端面と、前記第1端面と前記第2端面とを接続し、前記第1端面と前記第2端面を貫通する中心軸に対して回転対称に形成される複数の周側面部を備える周側面と、複数の前記周側面部と、前記第1端面との接続部にそれぞれ形成される複数の切れ刃と、を備える切削インサートであって、前記第2端面は、その法線が前記中心軸と交わり、前記中心軸に対して回転対称に形成される複数の傾斜面部を備える、切削インサート。

請求項2

複数の前記周側面部は、法線が前記中心軸を通過する面をそれぞれ備え、かつ、前記第2端面に対向する方向からみた端面視において、複数の前記傾斜面部と前記中心軸をそれぞれ結ぶ複数の前記法線と、複数の前記周側面部と前記中心軸をそれぞれ結ぶ複数の前記法線は、鈍角又は鋭角をなすことを特徴とする請求項1に記載の切削インサート。

請求項3

前記周側面は、前記中心軸に対して回転対称に形成される少なくとも4つの前記周側面部と、隣接する前記周側面部との間に形成される少なくとも4つの第2周側面部とを備え、かつ、複数の前記第2周側面部は、法線が前記中心軸を通過する面をそれぞれ備え、かつ、前記端面視において、複数の前記傾斜面部と前記中心軸をそれぞれ結ぶ複数の前記法線と、複数の前記第2周側面部と前記中心軸をそれぞれ結ぶ複数の前記法線は、鈍角又は鋭角をなすことを特徴とする請求項2に記載の切削インサート。

請求項4

複数の前記周側面部は平坦に形成され、複数の前記周側面部と前記第1端面との接続部には、複数の前記切れ刃が形成され、前記周側面は、複数の前記周側面部とそれぞれ接続する複数の曲面部を備え、更に、複数の前記曲面部と前記第1端面との接続部には、複数の前記切れ刃にそれぞれ接続する複数のコーナ切れ刃を備えることを特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載の切削インサート。

請求項5

複数の前記傾斜面部は、前記中心軸を囲むように隣接して形成されることを特徴とする請求項1から4の何れか一項に記載の切削インサート。

請求項6

前記第2端面は、前記中心軸が垂直に貫通し、前記端面視において、複数の前記傾斜面部に囲まれる底面部を備えることを特徴とする請求項1から5の何れか一項に記載の切削インサート。

請求項7

前記第2端面は、前記周側面に接続し、前記端面視において、複数の前記傾斜面部を囲む周縁部を備える請求項1から5の何れか一項に記載の切削インサート。

請求項8

前記第1端面は、正多角形をなすことを特徴とする請求項1から7の何れか一項に記載の切削インサート。

請求項9

平面視において正多角形状をなす第1端面と、前記第1端面と反対方向を向く第2端面と、前記第1端面と前記第2端面とを接続し、前記第1端面と前記第2端面を貫通する中心軸に対して回転対称に形成される複数の周側面部を備える周側面と、複数の前記周側面部と、前記第1端面との接続部にそれぞれ形成される複数の切れ刃と、を備える切削インサートであって、前記第2端面には、その法線が前記中心軸と交わり、前記中心軸に対して回転対称に形成され、前記周側面部と同数からなる複数の傾斜面部を備える窪みが形成され、前記第2端面に対向する方向からみた端面視において、前記中心軸を通過する前記傾斜面部の法線と、この法線が通過する前記周側面部の前記中心軸を通過する法線とがなす角は、この傾斜面部の法線と、この周側面部に隣接する前記周側面部の前記中心軸を通過する法線とがなす角と異なる切削インサート。

請求項10

請求項1から9の何れか一項に記載の複数の切削インサートと、複数の前記切削インサートを保持するホルダと、を備える切削工具であって、前記ホルダは、複数の前記切削インサートを、それぞれ保持するための複数のチップポケットを備え、複数の前記チップポケットは、それぞれ、保持される前記切削インサートが備える複数の前記周側面部のうち、一の前記周側面部と当接するための第1壁部と、他の前記周側面部と当接するための第2壁部と、前記第1端面と当接するための天井部と、前記第2端面と当接するための底部と、を備え、前記ホルダには、前記チップポケットに保持される前記切削インサートの前記傾斜面部を前記第1端面の方向に押圧するためのピンに形成される雄ねじ螺合するための雌ねじが形成される貫通穴が、前記底部に開口するように、複数の前記チップポケットに対応して複数形成される切削工具。

請求項11

複数の前記貫通穴にそれぞれ形成される前記雌ねじの軸線は、この雌ねじに螺合する前記ピンの底面に押圧される前記傾斜面部の前記中心軸線を通過する法線と、平行であることを特徴とする請求項10に記載の切削工具。

請求項12

前記ピンの底面によって前記傾斜面部が押圧されることにより、前記第1端面の一部が前記天井部に当接するとともに、前記第1端面と前記天井部との当接位置よりも前記回転軸から遠い外形側において、前記第2端面の一部が前記底部に当接することを特徴とする請求項10又は11に記載の切削工具。

技術分野

0001

本発明は、切削インサート及び切削工具に関する。

背景技術

0002

複数の切削インサートを用いて切削を行う刃先交換式の切削工具において、切削インサートを、これを保持するホルダに対して固定する方法には、様々なものがある。例えば、くさび部材や押さえ金を用いて、切削インサートをホルダに対して押圧して固定する方法が知られている。

0003

しかしながら、くさび部材や押さえ金を用いる固定方法は、切削インサートの交換に多くの時間を要する。特に、保持される切削インサートの数が多くなったり、切削インサートが小型化して径の小さいねじを用いざるを得なくなるために切削インサートの取り扱いが難しくなると、交換に要する時間が作業効率に大きく影響する。また、切削インサートを固定するために、切削インサートを貫通する貫通穴を形成すると、形状安定性を悪化させるという問題もある。

0004

特許文献1には、このような問題を解決し、切削インサートを正確な位置に、簡単に取り付けることができる切削工具が開示されている。具体的には、切削インサートの端面に第1の係止部材(211a)を形成し、他方で、ホルダのインサート座に、第1の係止部材と係合するように構成された第2の係止部材(108)を設けるとともに、固定具で切削インサートをホルダに対して押圧する固定方法が開示されている。

先行技術

0005

特表2017−536253号公報

発明が解決しようとする課題

0006

しかしながら、特許文献1の図10に示されるように、特許文献1に記載される切削工具は、ホルダの底面部に直線状に設けられる細長係止凸部108を設け、切削インサートに、係止凸部108に係合する細長い係止溝211を設けている。このため、切削に使用する切れ刃切り替えるためには、固定具を緩め、係止溝211に沿って切削インサートを移動させて、切削インサートをホルダから完全に分離した後、同じ切削インサートの異なる切れ刃で切削を行うように、再度、切削インサートをホルダに装着するという、煩雑な作業が必要になってしまう。

0007

そこで本発明は、切削インサートをホルダから完全に分離しなくても、切削に使用する切れ刃を切り替えることが可能で、かつ、安定的にホルダに固定することが可能な切削インサート及び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

0008

本開示の一側面に係る切削インサートは、第1端面と、第1端面と反対方向を向く第2端面と、第1端面と第2端面とを接続し、第1端面と第2端面を貫通する中心軸に対して回転対称に形成される複数の周側面部を備える周側面と、複数の周側面部と、第1端面との接続部にそれぞれ形成される複数の切れ刃と、を備える。そして第2端面は、その法線が、それぞれ中心軸と交わり、中心軸に対して回転対称に形成される複数の傾斜面部を備える。

0009

複数の周側面部は、法線が中心軸を通過する面をそれぞれ備え、かつ、第2端面に対向する方向からみた端面視において、複数の傾斜面部と中心軸をそれぞれ結ぶ複数の法線と、複数の周側面部と中心軸をそれぞれ結ぶ複数の法線は、鈍角又は鋭角をなすようにずれていることが好ましい。

0010

なお、第2端面は、これら傾斜面部を囲む周縁部を備えてよい。周縁部とは、周側面と接続する周縁部分を含むが周縁部分のみに限られるものではなく、また、傾斜面の窪みを規定する基準となる面である。平面または平坦であることが好ましいが、これに限られるものではない。

0011

本開示の他の側面に係るホルダは、複数の切削インサートを保持する。そして、複数の切削インサートを、それぞれ保持するための複数のチップポケットを備え、これら複数のチップポケットは、それぞれ、保持される切削インサートが備える複数の周側面部のうち、一の周側面部と当接するための第1壁部と、他の周側面部と当接するための第2壁部と、第1端面と当接するための天井部と、第2端面と当接するための底部と、を備えるとともに、ホルダには、チップポケットに保持される切削インサートの傾斜面部を第1端面の方向に押圧するためのピン螺合するための雌ねじが形成される貫通穴が、底部に開口するように、複数のチップポケットに対応して複数形成される。

0012

本開示の他の側面に係る切削工具は、このようなホルダと、これによって保持される複数の切削インサートを備える。切削工具は、フライスなどの転削工具であることが好ましい。

0013

また、本開示の一側面に係る切削インサートは、第1端面と、第1端面とは反対方向を向く第2端面と、第1端面と第2端面とを接続し、第1端面と第2端面を貫通する中心軸に対して回転対称に形成される複数の周側面部を備える周側面と、これら複数の周側面部と第1端面との接続部にそれぞれ形成される複数の切れ刃と、を備える。そして第2端面には、その法線が中心軸と第2端面上方で交差する傾斜面部を、中心軸に対して回転対称に複数形成される。このとき中心軸の方向に第2端面をみたときに、傾斜面部の法線と、周側面部の法線は一致していないことが好ましい。また、本開示の一側面に係る切削インサートは、平面視において正多角形状をなす第1端面と、第1端面と反対方向を向く第2端面と、第1端面と第2端面とを接続し、第1端面と第2端面を貫通する中心軸に対して回転対称に形成される複数の周側面部を備える周側面と、複数の周側面部と、第1端面との接続部にそれぞれ形成される複数の切れ刃と、を備える。そして、第2端面には、その法線が中心軸と交わり、中心軸に対して回転対称に形成され、周側面部と同数からなる複数の傾斜面部を備える窪みが形成される。また、第2端面に対向する方向からみた端面視において、少なくとも一つの傾斜面部について、中心軸を通過する傾斜面部の法線と、この法線が通過する周側面部の中心軸を通過する法線とがなす角は、この傾斜面部の法線と、この周側面部に隣接する周側面部の中心軸を通過する法線とがなす角と異なっている。

図面の簡単な説明

0014

切削インサート10の正面図
切削インサート10の平面図
切削インサート10の底面図
正面フライス100の斜視図
正面フライス100の側面図
ホルダ50に形成されるチップポケットの斜視図
ホルダ50に形成されるチップポケットの斜視図
固定時におけるピン60中心軸及び切削インサート10の中心軸を通過する断面図
切れ刃交換時におけるピン60中心軸及び切削インサート10の中心軸を通過する断面図
切削インサート10’の端面視
切削インサート10’’の端面視

実施例

0015

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。以下の実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をその実施形態のみに限定する趣旨ではない。

0016

図1は、本実施形態に係る切削インサート10の正面図であり、図2は、切削インサート10を第1端面12に対向する方向から見た平面図であり、図3は、切削インサート10を第2端面14に対向する方向から見た底面図である。

0017

これら図面に示されるように、切削インサート10は、第1端面12と、第1端面12と反対方向を向いた第2端面14と、第1端面12と第2端面14を接続する周側面16を有する。

0018

周側面16は、第1端面12の中心と、第2端面14の中心を貫通する中心軸AXに対して45度回転対称に設けられる8つの周側面部16A〜16Hを備える。各周側面部16A〜16Hは平面からなり、また、図1に示されるように、第1主面12Aと概ね60〜80度の鋭角をなし、第2端面14の周縁部14A又は底面部14Bと100度〜120度の鈍角をなすように傾斜している。隣接する周側面部16A〜16Hは、滑らかな曲面を介して接続されている。また、各周側面部16A〜16Hは、中心軸AXを通過する各法線を有する。図3には、端面視において、周側面部16Aの、中心軸AXを通過する法線NV1、周側面部16Bの、中心軸AXを通過する法線NV2並びに周側面部16Cの、中心軸AXを通過する法線NV3を示している。本実施形態に係る切削インサート10は、中心軸AXに対して回転対称に形成される8つの周側面部16A〜16Hを有するから、端面視において、法線NV1と法線NV2は、45度の角度をなし、法線NV2と法線NV3は、45度の角度をなす。

0019

第1端面12は、周側面16に接続する周縁部12Bと、周縁部12Bに囲まれる第1主面12Aを備える。図1に示されるように、第1主面12Aは、周縁部12Bよりわずかに突出する、中心軸AXと垂直な平面からなる。また、図2に示されるように、中心軸AX方向から第1端面12を見た端面視において、第1主面12Aの輪郭は、周側面16と第1端面12とを接続する接続部の輪郭に相当する正八角形相似の正八角形をなす。

0020

周縁部12Bと周側面16との接続部には、切れ刃が形成される。具体的には、周側面部16A〜16Hと、周縁部12Bとの接続部には、それぞれ、直線、又は、直線状をなす直線切れ刃18A〜18Hが形成される。また、周側面部16A〜16Hを接続する曲面と、周縁部12Bとの接続部には、隣接する直線切れ刃18A〜18Hを接続する円弧状のコーナ切れ刃が形成される。なお、周縁部12Bと周側面16との接続部には、切れ刃の欠損を抑制するためのランドなどを更に設けてもよい。

0021

図3に示されるように、第2端面14は、周側面16と接続する周縁部14Aと、周縁部14Aに囲まれ、周縁部14Aから窪んで形成される中央部を有する。中央部は、傾斜面部13A〜13Hと、傾斜面部13A〜13Hに囲まれる底面部14Bを備える。各傾斜面部13A〜13Hは、それぞれ、周縁部14Aと接続する接続部を有し、この接続部から離れるほど中心軸AXに近づくように周縁部14Aから窪み、かつ、中心軸AXに対して傾斜して形成される。各傾斜面部13A〜13Hは、それぞれ、中心軸AXに向かって凸となるように僅かな曲率を有する凸曲面を主面として備えている。ただし、各傾斜面部13A〜13Hの主面を曲面ではなく平面から構成してもよい。また、各傾斜面部13A〜13Hの主面をなす凸曲面は、端面視において中心軸AXを通過する法線を有する。図3においては、中心軸AXを通過する傾斜面部13Aの法線NV4を示している。各傾斜面部13A〜13Hは、中心軸AXに対して45度回転対称に設けられ、また、隣接する各傾斜面部13A〜13Hと直接接続される。ただし、曲面等で隣接する各傾斜面部13A〜13H等を間接的に接続してもよい。各傾斜面部13A〜13Hは、中心軸AXに近い一辺において、底面部14Bと接続されている。各傾斜面部13A〜13Hと周縁部14Aとの各接続部を結んだ輪郭線は、端面視において頂点が丸みを帯びている点を除き正八角形をなし、また、底面部14Bとの各接続部を結んだ輪郭線は、端面視において、同様に正八角形をなす。底面部14Bは、中心軸AXと垂直な平面を主面として有する。ただし、図3に示されるとおり、直線切れ刃18A〜18Hを結んでできる正八角形の各頂点と中心軸AXを結ぶ各直線と、傾斜面部13A〜13Hと周縁部14Aとの各接続部を結んだ輪郭線がなす正八角形の各頂点と中心軸AXを結ぶ各直線は、端面視(周側面16が曲面を有するためにその輪郭線が隠れ、第2端面から見えない場合は、中心軸AXに垂直な平面への投影線である場合を含む)において、一致せず、鋭角又は鈍角をなすようにずれている。

0022

ここで、端面視における傾斜面部13Aの中心軸AXを通過する法線NV4と、傾斜面部16Aの中心軸AXを通過する法線NV1との角度α1は、25度である。また、端面視における傾斜面部13Aの中心軸AXを通過する法線NV4と、傾斜面部16Bの中心軸AXを通過する法線NV2との角度は、20度である。従って、法線NV4は、法線NV1と法線NV2とずれるとともに、両者の二等分線ではなく、法線NV2側に偏っている。

0023

このような切削インサート10は、傾斜面部13A〜13Hを備えるから、端面12方向にも、周側面16方向にも、切削インサート10を拘束することが可能になる。また、中心軸AXを通過する法線NV4を有する傾斜面部13Aを備えるから、切削インサート10を固定するためのホルダに、押圧部材であるピン等に形成される雄ねじを螺合させ、ピンの底面で法線NV4の方向から傾斜面部13Aを押圧することができる。ここで、傾斜面部13Aは、凸曲面を有するから押圧部材が傾斜面部13Aと片当たりすることを抑制し、法線NV4方向に力を作用させることが可能になる。

0024

また、端面視において、法線NV4は、法線NV1、法線NV2及び法線NV3を含む周側面部16A〜16Hの各法線と方向が異なる。このため、切削インサート10を固定するためのホルダの少なくとも2つの内壁と周側面部16A〜16Hの少なくとも2つの周側面部を当接させて固定するときに、それぞれの周側面部に垂直な方向の力を作用させることが可能になるから、切削インサート10を安定的に固定することができる。例えば、ピン等の押圧部材で法線NV4の方向から傾斜面部13Aを押圧するとき、周側面部16Aを主拘束面としてホルダの内壁面の一つと当接させ、かつ、周側面部16Aと90度をなす周側面部16Cを副拘束面としてホルダの内壁面の一つと当接させることが可能になる。このとき、法線NV4と法線NV1がなす角度α1より、法線NV4と法線NV3がなす角度の方が大きい。このため、端面視、すなわち、中心軸AXに垂直な投影面における、傾斜面部13Aの法線NV4方向に作用する力の法線NV1方向の分力は、法線NV3方向の分力より大きくなる。このため、周側面部16Aを主拘束面として、周側面部16Cを副拘束面としてホルダに対して固定することが可能になる。このとき、主拘束面である周側面部16Aの反対側の周側面部16E側に形成される切れ刃18E、又は、その近辺の切れ刃18Fを主切れ刃として切削することにより、より大きな切削抵抗がかかる方向に対応してより大きな力で切削インサート10を固定することが可能になる。ただし、法線NV1方向の分力と、法線NV3方向の分力が同一となるように、法線NV2と法線NV4とが一致するように、傾斜面部13Aを設け、周側面部16Aの拘束力と、周側面部16Cの拘束力を同等となるように構成してもよい。

0025

更に、傾斜面部13Aは中心軸AXに対して傾斜しているから、ピン等の押圧部材で法線NV4の方向から傾斜面部13Aを押圧するとき、第1端面12は中心軸AXの進行方向(図3における紙面奥方向)にも押圧される。このため、第1端面12の一部を覆うようにホルダに天井面を更に形成することにより、中心軸AXの進行方向にも安定して切削インサート10を固定させることが可能になる。このとき、傾斜面部13Aは、中心軸AXから図3における紙面上方に離間しているから、第1端面12のうち、同図における紙面上方部分(法線NV3より紙面上方部分)がホルダの天井面に当接し、第2端面14の周縁部14Aのうち、紙面上方部分はホルダの底面から離間するように浮く。このため、第2端面14の周縁部14Aのうち、紙面下方部分をホルダの底面に当接させることが可能になる。従って、切れ刃18E、又は、切れ刃18Fを主切れ刃として切削する際に、周縁部14Aのうち、より大きな切削抵抗が作用する紙面下方部分をホルダの底面で支持することが可能になる。

0026

また、周側面部16A〜16H、傾斜面部13A〜13H、切れ刃18A〜18Hは中心軸AXに対して、それぞれ、45度回転対称に形成されているから、切れ刃18A〜18Hの一つが摩耗した際には、45度回転させることにより、新たな切れ刃を用いて同様の作用を発揮させる切削が可能となる。同様に切れ刃が摩耗又は欠損した際には、中心軸AXに対して45度、又は、その整数倍の角度を回転させることにより、合計8個の切れ刃18A〜18Hを用いて切削を行うことができる。この際、ピン等の押圧部材を、当接していた何れかの傾斜面部13A〜13Hからわずかに離すだけで、切削インサート10を中心軸AX周りに回転させることができるから、切削インサート10をホルダから完全に分離しなくても、切削に使用する切れ刃を切り替えることが可能となる。このため、切れ刃の交換時間の短縮を図ることが可能になる。その効果は、例えば5個以上の多数の切削インサートを保持するフライスにおいてより発揮される。

0027

続いて、このような切削インサート10をホルダに取り付けた転削工具について説明する。図4は、9個の切削インサート10をホルダ50に取り付けた正面フライス100の斜視図である。図5は、正面フライス100の側面図である。なお、9個の切削インサート10は、いずれも同一構造である。また、これら切削インサート10を保持するための保持部も、ホルダ50の回転軸AX2を中心として40度回転対称に形成される同一構造である。従って、同等又は同一の構成要素については同一の符号を付して説明を簡略化する。

0028

図4及び図5に示されるように、正面フライス100の回転する工具ボデーの先端には、9つの切削インサート10を保持するためのホルダ50が設けられている。ホルダ50は、回転軸AX2を中心として、矢印AR1の方向に回転する。切削インサート10は、第1端面12をすくい面とし、周側面16を逃げ面として切削を行う。本実施形態においては、周側面部16Eと周縁部12Bとの接続部に形成される切れ刃18Eを主切れ刃とし、周側面部16Fと周縁部12Bとの接続部に形成される切れ刃18Fを副切れ刃とし、切れ刃18Eと切れ刃18Fとを接続する切れ刃をコーナ切れ刃として切削が行われる。

0029

これら図面に示されるように、ホルダ50には、切削インサート10を保持するためのチップポケットが形成される。チップポケット内に切削インサート10を挿入した状態で、ピン60で切削インサート10の第2端面14側から傾斜面部13Aを押圧することにより、切削インサート10を固定することができる。図4及び図5に示されるように、チップポケットは、切削インサート10の第1端面12の概ね半分以上の領域を覆うように形成されている。また、チップポケットの回転方向後方には、切削インサート10を支えるためのベース51が形成され、回転方向前方には、ホルダ50の内方に窪むように形成された滑らかな曲面72で囲まれる空間が形成される。曲面72に形成された穴部70からは、第1端面12の露出している表面に向かってクーラントを供給することができる。ベース51の回転方向後方側を向いた面には、ピン60を挿入するための貫通穴58(図10)が開口している。

0030

以下、図面を用いて切削インサート10を保持するための構造について説明する。図6は、切削インサート10を取り付ける前のチップポケットの斜視図である。図7は、角度を異ならせて見たチップポケットの斜視図である。

0031

図6に示されるように、チップポケットには、切削インサート10が挿入されたときに、第2端面14と対向するチップ座面52Aと、切削インサート10の周側面部16A〜16Hのうちの一つと当接するためのチップ壁面52Bと、周側面部16A〜16Hのうちの他の一つと当接するためのチップ壁面52Cと、切削インサート10の第1端面12と対向する天井面52Dを備える。

0032

チップ座面52Aは、切削インサート10を挿入したときに、第2端面14に対向する平面部を備える。後述するように、切削インサート10をホルダ50に固定するために、ピン60によって切削インサート10の第2端面14は、天井面52D方向に押し上げられる。このため、チップ座面52Aは、ピン60によって押圧される、例えば、傾斜面部13Aに隣接する周縁部14Aと接触せず、その反対側の、例えば、傾斜面部13Eに隣接する周縁部14Aと、点又は線接触する。

0033

チップ壁面52Bは、周側面部16A〜16Hの一つと面接触するために、周側面部16A〜16Hの形状にあわせて、チップ座面52Aから天井面52Dに向かうほど広がるように、チップ座面52Aに対して100度〜120度の鈍角を有して傾斜する平面部を備える。また、チップ壁面52Bとチップ座面52Aとの接続部には、切削インサート10の第2端面14と周側面16との接続部を収納するために、ベース51をえぐるように窪んで形成されたぬすみがある。

0034

チップ壁面52Cは、チップ壁面52Bと同様に、周側面部16A〜16Hの一つと面接触するために、チップ座面52Aに対して100度〜120度の鈍角を有するように傾斜する平面部を備える。また、チップ壁面52Cとチップ座面52Aとの接続部には、切削インサート10の第2端面14と周側面16との接続部を収納するために、ベース51をえぐるように窪んで形成されたぬすみがある。チップ座面52Aの平面部と平行な平面の断面図において、チップ壁面52Bとチップ壁面52Cは垂直の関係を有する。このため、チップ壁面52Bに周側面部16Aが当接する場合、チップ壁面52Cに当接するのは、図2の端面視において周側面部16Aと90度の角度を有する周側面部16Cである。

0035

天井面52Dは、切削インサート10の第1端面12に対向し、チップ座面52Aの平面部と平行な平面部を備える。切削インサート10を取り付けることができるように、天井面52Dの平面部と、チップ座面52Aの平面部との距離は、切削インサート10の厚み、すなわち、主面12Aと周縁部14Aとの距離よりわずかに大きい。上述したように、切削インサート10をホルダ50に固定するために、ピン60によって切削インサート10の第2端面14は押し上げられる。これに伴って、第1端面12の主面12Aは、天井面52Dに押し付けられる。このため、天井面52Dは、ピン60の延長方向付近の主面12Aと点又は線接触する。また、天井面52Dとチップ壁面52B及びチップ壁面52Cとの各接続部には、切削インサート10の第1端面12と周側面16との接続部を収納するために、ベース51をえぐるように窪むぬすみが形成される。このため、第1端面12と周側面16との接続部に形成される切れ刃が傷つくことを抑制することができる。

0036

また、ベース51には、回転方向後方を向いた面と、回転方向前方を向いたチップ座面52Aを貫通する貫通穴58(図8)が形成されている。貫通穴58の一端は、開口54においてチップ座面52Aに開口し、他端は、開口56において曲面72で囲まれる領域に開口する。この貫通穴58の内壁には、ピン60に形成される雄ねじと螺合するための雌ねじが形成される。更に、貫通穴58に形成される雌ねじの軸は、押圧される傾斜面部13A〜13Hの一つの法線(例えば、押圧される傾斜面部13Aの法線NV4)と平行となるように形成される。このため、ピン60の底面部60B(図8)で、傾斜面部13A〜13Hの一つを、その法線方向に押圧することができる。

0037

天井面52Dは、図6及び図7に示されるように、先端ほど厚みが小さくなるように形成された壁部の回転方向後方を向いた面に相当する。曲面72は、この壁部の回転方向前方を向いた面に相当する。曲面72の天井面52Dとの接続部付近には、クーラントを供給するための穴部70が形成される。また、曲面72に隣接するベース51の回転方向後方側を向いた面には、隣接する別の切削インサート10の傾斜面部を押圧するピン60を挿入するための開口56(図6)が形成される。

0038

ピン60は、六角穴が形成される頭部と、雄ねじが形成される円筒状の側面部60Aと、傾斜面部13A〜13Hを押圧するための底面部60Bを有する。図7に示されるように、切削インサート10を押圧するときに、ピン60の頭部を、曲面72の外側にはみ出ることなく貫通穴58内に収容できるように、ピン60の頭部は、雄ねじが形成される側面部60Aと同一の径を有する。

0039

図8は、ピン60の側面部60Aに形成される雄ねじの軸及び切削インサート10の中心軸AXを通る断面図である。

0040

この図に示されるように、ピン60は、底面部60Bにおいて、傾斜面部13Aを押圧する。ここで、ピン60に形成される雄ねじの軸は、切削インサート10の中心軸AXを通過する。また、ピン60に形成される雄ねじの軸は、傾斜面部13Aの中心軸AXを通過する法線NV4と平行である。このため、ピン60に形成される雄ねじの軸に垂直な平面を備える底面部60Bは、法線NV4方向に傾斜面部13Aを押圧することができる。

0041

このとき、ピン60の底面部60Bは、傾斜面部13Aを天井面52Dの方向に押し上げるので、第2端面14の周縁部14Aのうち、回転軸AX2に近い内径側に相当する傾斜面部13Aに隣接する領域は、チップ座面52Aからわずかに浮き上がり、代わりに、第1端面12の主面12Aのうち、回転軸AX2側の領域が天井面52Dに押し付けられる。そのため、第2端面14の周縁部14Aのうち、回転軸AX2に遠い外形側に相当する傾斜面部13Eに隣接する領域は、チップ座面52Aに当接する。また、ピン60の底面部60Bが傾斜面部13Aを押圧するとき、周側面部16Aがチップ壁面52Cに当接し、周側面部16Cがチップ壁面52Bに当接する。このとき、中心軸AX方向から見た端面視に相当する図3において、法線NV4と周側面部16Aの法線NV1とのなす角は、法線NV4と周側面部16Cの法線NV3とのなす角より小さい。従って、切れ刃18F、切れ刃18E及びこれらを接続するコーナ切れ刃を用いる切削において、より強い力で拘束することが必要となる周側面部16Aを、周側面部16Cよりも大きな力でチップ壁面52Cに対して押し付けることが可能になる。従って、切削インサート10をホルダ50に対して安定して固定することが可能になる。なお、このとき、周側面部16Bはチップ壁面52B及び52Cを含むチップ壁面と接触しないため、図8の断面図においても、チップ壁面との間に間隙が形成されていることが示される。

0042

図9は、切れ刃を交換するために、ピン60を緩める方向に回転させて、ピン60の底面部60Bを傾斜面部13Aから離間させたときの、切削インサート10の中心軸AXを通る断面図である。この図に示されるように、ピン60の底面部60Bの一部が、チップ座面52Aから突出している状態であっても、突出している領域を中心軸AX周りに回転させた領域と切削インサート10が干渉しないように傾斜面部13A〜13H及び底面部14Bを形成しているから、切削インサート10をピン60と干渉することなく回転させることができる。従って、切削インサート10をホルダ50から完全に分離しなくても、ピン60を数回転回転させることにより、切削に使用する切れ刃を切り替えることが可能となる。また、ピン60の底面部60Bの一部がチップ座面52Aから突出している状態を維持することができるので、切削インサート10を吊るした状態で切れ刃を交換する場合であっても、切削インサート10がホルダ50から外れて落下することを抑制することも可能になる。また、第2端面14側から切削インサート10を固定しているため、開放された第1端面12側にクーラントを供給するための穴部70を形成し、切削インサート10の冷却を促進することも可能となる。

0043

以上のとおり、本実施形態にかかる切削インサート10は、ピン60により第2端面14側に設けた傾斜面部13A〜13Hを押圧させることにより、周側面部16A〜16Hのうち、例えば90度の角度をなす2つの面と、第1端面12の内径側の部分と、第2端面14の、切れ刃が存在する外形側の部分を当接させることができるから、切削インサート10を安定して固定することができる。また、切削インサート10をホルダ50から完全に分離しなくても、切削に使用する切れ刃を切り替えることが可能になる。

0044

なお、正面フライス100以外のフライスやエンドミル等の転削工具や旋削工具などの切削工具に本発明は適用することができる。

0045

また、周側面部16A〜16Hの一つと点接触又は面接触するようにチップ壁面を形成してもよい。

0046

また、傾斜面部13A〜13Hの角度は、周側面部16A〜16H、第1端面12及び第2端面14に必要な拘束力に応じて種々変形可能である。例えば、第1端面12を強い力で拘束したい場合は、傾斜面部13A〜13Hの傾斜を小さく、即ち、その法線と中心軸AXのなす角が小さくなるように、傾斜面部13A〜13Hを形成することができる。ただし、傾斜面部13A〜13Hは、中心軸AXと第2端面14の上方で交わる法線を有するように(ピン60の底面部60Bの中央部ではなく端部のみで押圧する場合は、ピン60の直径の半分以下のずれを有する場合を含む)形成する必要がある。

0047

その他、本発明は、その要旨を逸脱しない限り、さまざまな変形が可能である。たとえば、当業者の通常の創作能力の範囲内で、ある実施形態における一部の構成要素を、他の実施形態に組み合わせることもできる。

0048

例えば、図10は、切削インサート10の変形例となる切削インサート10’を、中心軸AX’の方向(第2端面14’に対向する方向)から見た端面視である。

0049

切削インサート10’の周側面16は、中心軸AX’に対し90度回転対称となる4つの周側面部16A’、16C’、16E’及び16F’を有し、また、周側面部16A’、16C’、16E’及び16F’の間にそれぞれ設けられ、中心軸AX’に対し90度回転対称となる4つの周側面部16B’、16D’、16F’及び16H’を有する。また、これら周側面部16A’〜16H’及びそれらを接続する曲面と第1端面との接続部には、直線状の切れ刃18A’〜18H’及びこれらを接続するコーナ切れ刃がそれぞれ形成される。

0050

傾斜面部13A’〜13H’を含む第2端面14’は、第1の実施形態の切削インサート10の第2端面14と同一の形状を有する。

0051

このような切削インサート10’においても、傾斜面部13A’の、中心軸AX’を通過する法線NV4’は、周側面部16A’、16B’及び16C’の、中心軸AX’を通過する法線NV1’、NV2’及びNV3’と端面視において一致せず、鈍角又は鋭角をなすようにずれている。このため、ピン60その他の押圧部材で、例えば、傾斜面部13A’を法線NV4’の方向に押圧した際に、二つの周側面部、例えば、周側面部16B’を主拘束面とし、周側面部16H’を副拘束面としてチップ壁面に押圧させた状態で、切れ刃18E’、切れ刃18F’及びこれらを接続するコーナ切れ刃を用いた切削を行うことができる。このように回転対称となる傾斜面部の数は、回転対称となる周側面部の数と同一の場合に限られない。ただし、少なくとも回転対称となる周側面部の数の傾斜面部を有する必要がある。なお、端面視において法線NV4’が法線NV1’と一致するように傾斜面部13A’を形成し、二つの周側面部16B’及び16H’を同等の力で拘束するようにしてもよい。

0052

図11は、切削インサート10の変形例となる切削インサート10’’を、中心軸AX’’の方向(第2端面14’’に対向する方向)から見た端面視である。

0053

切削インサート10’’の周側面16’’は、切削インサート10’の周側面16’と同一の形状を有する。

0054

第2端面14’’には、周縁部14A’’と、中心軸AX’’に対し90度回転対称に形成される4つの傾斜面部13A’’〜13D’’が、周縁部14A’’から窪むように形成される。各傾斜面部13A’’〜13D’’は、内方に凹むほど、又は、周縁部14A’’との接続部から離れるほど中心軸AX’’に近づくように傾斜する。また、各傾斜面部13A’’〜13D’’は、中心軸AX’’を通過する法線を有する。

0055

このように、第2端面上方において、中心軸を通過する法線を有するように傾斜面部を、中心軸に対して回転対称に複数個設ければ、ピンなどの押圧部材を用いて傾斜面部を法線方向に押圧することができる。このため、押圧されない部分については、様々な変形をすることが可能である。また、傾斜面部自身の形状についても押圧されない部分に関して回転対称に形成しないことも可能である。ただし、バランスを向上させるためには、回転対称に複数の傾斜面部を形成することが好ましい。

0056

また、第2端面14’’の中心軸AX’’が通過する中央部は、周縁部14A’’と一体的に、例えば、面一に形成されていてもよい。ただし、ピン60等の押圧部材がチップ座面52Aに相当するチップ座面から飛び出ない程度に押圧部材を後退させないと、切削インサート10’’の切れ刃を交換することができない。一方で、各傾斜面部が一つの凹みの内壁を構成するように形成すれば、ピン60等の押圧部材の一部がチップ座面52Aに相当するチップ座面から突出した状態であっても、切削インサートを交換できるという効果がある。

0057

また、切削インサート10’’を固定する際に、第2端面14’’の全面ではなく一部がホルダ50のチップ座面52Aに相当する座面に当接するから、当接しない部分を自由に変形することは可能である。例えば、第2端面14’’の一部、又は、全てを曲面から形成してもよい。

0058

また、ピン60などの押圧部材の移動方向と、傾斜面部の法線は平行であればよく一致している必要はない。たとえば、ピン60の底面部60Bのように所定の大きさを有するように底面を形成すれば、その底面の端部のみを用いて、傾斜面部を法線方向に押圧することが可能になる。

0059

13A-13H…傾斜面部、16A-16H…周側面部、18A-18H…切れ刃、10…切削インサート、12…第1端面、12A…第1主面、12B…周縁部、14…第2端面、14…周縁部、14A…周縁部、14B…底面部、50…ホルダ、51…ベース、52A…チップ座面、52B…チップ壁面、52C…チップ壁面、52D…天井面、58…貫通穴、60…ピン、60A…側面部、60B…底面部、72…曲面、100…正面フライス、AR1…矢印、AX…中心軸、AX2…回転軸、NV1…法線、NV2…法線、NV3…法線、NV4…法線

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