JP2003127001A - チップホルダおよびそれを用いた切削工具 - Google Patents

チップホルダおよびそれを用いた切削工具

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JP2003127001A
JP2003127001A JP2001322149A JP2001322149A JP2003127001A JP 2003127001 A JP2003127001 A JP 2003127001A JP 2001322149 A JP2001322149 A JP 2001322149A JP 2001322149 A JP2001322149 A JP 2001322149A JP 2003127001 A JP2003127001 A JP 2003127001A
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tip
probe
pocket
chip
hole
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JP2001322149A
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Ayumi Torimoto
歩 鳥本
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Kyocera Corp
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Kyocera Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 チップの形状や導電回路の回路パターンによ
らず取り付けることが可能であり、かつ長期間にわたっ
て使用可能なチップホルダやそれを用いた切削工具を提
供する。 【解決手段】 刃物台2に取り付けられる柱状のシャン
ク3の先端に、スローアウェイチップ4を固定保持する
ためのポケット5を形成するとともに、ポケット5に、
一対のプローブ7a、7bを一体化したプローブ部材8
を脱着可能な状態でポケット5から突出するように嵌め
込むためのプローブ孔9を形成したチップホルダや、そ
れに導電回路を備えたスローアウェイチップ取り付けた
切削工具を作製する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スローアウェイチ
ップを保持するためのホルダおよび切削工具に関し、特
に、導電回路を備えたスローアウェイチップを保持する
ためのホルダとそれを用いた切削工具に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、切削工具の切刃綾部分の摩耗
量を検知することによって、工具寿命を自動的に判定す
る方法が検討され、例えば、特開平9−38846号公
報には、スローアウェイチップ(以下、単にチップと略
す。)表面の所定位置に導電膜からなる導電回路(セン
サ回路)を設け、切刃稜の摩耗量をセンサ回路の摩耗に
よる抵抗値の変化によって検出する方法が記載されてい
る。
【0003】また、同号公報によれば、前記センサ回路
の抵抗値を測定するには、前記チップを保持するチップ
ホルダに一体的に取り付けられ、前記センサ回路の両終
端に接触する一対のプローブ(接続端子)を形成すると
ともに、該プローブに接続した一対の外部配線を介して
抵抗測定機等の信号検知部に接続する方法が記載されて
いる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようにプローブをチップホルダに一体的に取り付ける方
法では、プローブに負荷がかかって断線や破損を生じる
等最も損傷を受けやすいプローブ部分が故障した場合、
ホルダごと交換しなければならないという問題があっ
た。
【0005】また、チップの形状やセンサ回路パターン
によってプローブのサイズや取り付け位置が異なる場合
があり、その都度チップホルダを替えなければならない
という問題があった。
【0006】さらに、加工条件によってはセンサ回路を
持たないチップを取り付けることがあり、この場合には
センサ回路を持たないチップの表面形状によってプロー
ブの先端が摩耗したりすることがあるために、取り付け
可能なチップの形状が限定されてしまうという問題があ
った。
【0007】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、その目的は、チップの形状や導電回路の回
路パターンによらず取り付けることが可能であり、かつ
長期間にわたって使用可能なチップホルダとそれを用い
た切削工具を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者等は上記課題に
対して検討した結果、シャンクのポケット内に一対のプ
ローブを一体化したプローブ部材を脱着可能な状態で嵌
め込むことによって、チップの形状や導電回路の回路パ
ターンに応じたプローブ部材を組み合わせて取り付ける
ことが可能であり、かつ消耗しやすいプローブのみを交
換することができることから、チップホルダ自体を長期
間にわたって使用できることを知見した。
【0009】すなわち、本発明のチップホルダは、刃物
台に取り付けられる柱状のシャンクの先端に、スローア
ウェイチップを固定保持するためのポケットを形成する
とともに、該ポケットに、一対のプローブを一体化した
プローブ部材を脱着可能な状態で前記ポケットから突出
するように嵌め込むためのプローブ孔を形成したことを
特徴とするものである。
【0010】ここで、前記ポケットの底面に、前記プロ
ーブ部材を貫通させるための第1の貫通孔と、ネジ部材
を貫通させるための第2の貫通孔とを具備し、かつ前記
シャンクよりも高硬度な板状の高硬度部材を配設して、
前記第2の貫通孔にて前記高硬度部材を前記シャンクに
固定するとともに、前記第2の貫通孔の中心を前記高硬
度部材の中心からずれた位置に形成することが望まし
い。
【0011】また、前記スローアウェイチップの少なく
とも表面に導電回路を形成するとともに、該導電回路と
接する前記高硬度部材の少なくとも一部に切り欠きを形
成することが望ましい。
【0012】さらに、本発明の切削工具は、上記チップ
ホルダの前記ポケットに、導電回路を備えたスローアウ
ェイチップを取り付けてなることを特徴とするものであ
る。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明のチップホルダの一例につ
いて、その分解視図である図1を基に説明する。
【0014】図1によれば、チップホルダ1は刃物台2
の側面に固定、保持された柱状のシャンク3の先端に、
スローアウェイチップ(以下単にチップと略す。)4を
固定保持するためのポケット5が形成されてなる。な
お、図1によれば、ポケット5はチップ4を容易に着脱
できるようにシャンク3の先端3aから2つの周面3
b、3cにかけて開口する切り欠きをなしており、ま
た、チップ4の表面には導電回路6が引き回されて、ポ
ケット5の底面5aと接する主面には一対の接続端子
(図示せず)が形成されている。
【0015】本発明によれば、ポケット5の壁面又は底
面に、一対のプローブ7(7a、7b)を一体化したプ
ローブ部材8を脱着可能な状態でポケット5から突出す
るように嵌め込むためのプローブ孔9を形成したことが
大きな特徴であり、これによって、チップの形状や導電
回路6の回路パターンが変わった場合においても、容易
にチップ4をチップホルダ1に取り付けることが可能で
あり、かつ消耗しやすいプローブ7のみを交換すること
ができることから、長期間にわたってチップホルダ1が
使用可能となる。
【0016】また、一対のプローブ7それぞれには一対
の配線ライン10(10a、10b)が接続され、図1
によれば、配線ライン10はシャンク3の反対の端部か
ら引き出されて抵抗測定機等の信号検出器(図示せ
ず。)に接続される。
【0017】さらに、本発明によれば、図1に示すよう
に、ポケット5の底面5aにはチップ4の衝突等によっ
てポケット5が傷つくことを防止するために、シャンク
3よりも硬い超硬合金等の高硬度材質からなる板状の高
硬度部材11が配設されていることが望ましく、高硬度
部材11内にはプローブ部材8を挿入するために上面か
ら下面にかけて貫通し、プローブ孔9へと開口する第1
の貫通孔(プローブ貫通孔)12が形成されている。
【0018】また、図1によれば、高硬度部材11はネ
ジ部材を貫通させるための第2の貫通孔(ネジ孔)13
を具備しており、高硬度部材11はネジ孔13にてホル
ダ1(シャンク3)に固定されている。ここで、本発明
によれば、高硬度部材11のプローブ貫通孔12とネジ
孔13との間に位置する部分の幅を確保して、この部分
の機械的強度を維持するために、高硬度部材11の表面
において、ネジ孔13の中心を高硬度部材11の中心か
らずれた位置に形成することが望ましい。
【0019】さらに、本発明によれば、少なくとも表面
に導電回路6を有するチップ4について、高硬度部材1
1のチップ4表面の前記導電回路6と接する少なくとも
一部、特にチップの角部に切り欠きを形成することが望
ましく、これによって、チップホルダ1や高硬度部材1
1とチップ4との接触によって導電回路6が摩耗し、抵
抗値の変化や断線が発生してしまうことを防止する。
【0020】そして、本発明によれば、プローブ孔9の
内部にはプローブ部材8が高硬度部材11の上面から突
出した状態で嵌め込まれ、プローブ部材8の一対のプロ
ーブ7a、7bはチップホルダ1内に引き回された一対
の配線ライン10a、10bとそれぞれ接続されて、配
線ライン10a−プローブ7a−チップ4内の導電回路
6−プローブ7b−配線ライン10bと経由する回路が
形成される。
【0021】なお、プローブ部材8は、図2に示すよう
に、一対のプローブ7a、7bを例えば樹脂等の耐熱・
絶縁性部材からなるプローブ固定部材17によってそれ
ぞれが絶縁された状態で固定されたものからなり、ま
た、プローブ7a、7bと接続される配線ライン10は
途中で着脱が可能な連結部を具備していてもよく、これ
によれば、より容易にプローブ部材8の着脱が可能とな
る。
【0022】また、図1に示すように、シャンク3は合
金鋼により形成され、その材種としてクロム・モリブデ
ン鋼、ニッケル・クロム鋼、ニッケル・クロム・モリブ
デン鋼等の合金鋼や、鉄にC、Si、Mn、PおよびS
を添加した炭素合金鋼をベースとして、クロム、タング
ステン、マンガン、モリブデン、バナジウム等を添加し
た合金鋼からなることが望ましい。
【0023】さらに、シャンク3内の配線ライン10と
しては、図1のように、シャンク3内を貫通してプロー
ブ7および切り欠き部14間を接続する貫通孔15内に
一対の配線ライン10a、10bを通したものであるこ
とが配線ライン10の保護および外部からのノイズ抵抗
の侵入を防止する点で望ましいが、本発明はこれに限定
されるものではなく、例えば、導電性を有するシャンク
3本体が一方の配線ラインを兼ね、他方の配線ラインが
シャンク3から絶縁された状態でシャンク3内部に配設
されるものであってもよい。
【0024】また、図1によれば、チップ4の上面は押
さえ金具22にて固定されるが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、L字状のレバーを用いたピンロック
式の拘束や、クランプボルトでスローアウェイチップ4
をホルダ1に固定するネジ止め式のものであってもよ
い。
【0025】さらに、図1によれば、スローアウェイチ
ップ4のポケット5の底面5aとは反対の主面とポケッ
ト5の開口端に位置する2つの逃げ面とが交差するコー
ナー部35が切刃として機能するが、逃げ面の切刃と平
行にセンサライン37が形成されており、センサライン
37の損傷による抵抗の変化を測定することによってチ
ップ4のコーナー部35の寿命を検知することができ
る。
【0026】そして、上述したホルダ1にチップ4を取
り付けた切削工具を用いて切削を行うには、被削材(切
削加工される金属ワーク等)を回転させた状態でチップ
4を被削材の側面に当接させながら、チップホルダ1を
側面方向または深さ方向へ送ることによって所望の形状
に切削加工することができる。
【0027】さらに、本発明によれば、センサライン3
7およびプローブ7にて検知した信号を、近接スイッチ
等を利用して非接触で検出器に信号を送信することもで
き、これによれば機械の操作性がより容易となり、フラ
イス加工用等の回転工具や、コントローラ等の制御によ
り複数のチップおよびチップホルダを取り替えて種々の
加工を連続的に行う無人加工等に対して特に有効であ
る。
【0028】なお、この場合、近接スイッチをチップホ
ルダ1内に埋め込めばホルダ外部の配線を省略すること
ができ、配線部、コネクタ部における部品損傷による配
線異常を回避できるというメリットがある。さらに、刃
物台やターレット内に近接スイッチを埋め込めば、ホル
ダから検出器までの配線全てを切削環境から保護できる
ため配線に関わる各部品の損傷を軽減できるというメリ
ットがある。
【0029】一方、ターレットにスリップリングを追加
すれば、プローブ7からの信号の取り出しを有線のコー
ドにて行った場合でも、複数のチップ4およびチップホ
ルダ1を容易に取り替えることができる。
【0030】また、検出器にて検出した電気信号をNC
旋盤の作動コントローラやクイックチェンジシステムに
伝達することによって、無人でチップ4の交換が可能と
なる。
【0031】また、工具寿命を管理するための加工数カ
ウンタに検出した信号を割り込ませて、異常発生時には
カウンタ信号として製品加工を停止させてもよい。
【0032】さらに、検出した電気信号をFM波や赤外
線等に変換すれば無線にて信号を検出することも可能と
なる。
【0033】
【発明の効果】以上詳述したとおり、本発明のチップホ
ルダによれば、シャンクのポケット内に一対のプローブ
を一体化したプローブ部材を脱着可能な状態で嵌め込む
ことによって、チップの形状や導電回路の回路パターン
に応じたプローブ部材を組み合わせて取り付けることが
可能であり、かつ消耗しやすいプローブのみを交換する
ことができることから、チップホルダ自体を長期間にわ
たって使用できる。
【0034】また、本発明の切削工具によれば、シャン
クのポケット内に一対のプローブを一体化したプローブ
部材を脱着可能な状態で嵌め込んで導電回路を備えたス
ローアウェイチップを取り付けることから、チップの形
状や導電回路の回路パターンに応じたプローブ部材を組
み合わせて取り付けることが可能であり、かつ消耗しや
すいプローブのみを交換することができることから、チ
ップホルダ自体を長期間にわたって使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のチップホルダの一例を説明するため
の分解斜視図である。
【図2】この発明のプローブ部材を拡大して示す図であ
る。
【符号の説明】
1 チップホルダ 2 刃物台 3 シャンク 4 スローアウェイチップ(チップ) 5 ポケット 6 導電回路 7 プローブ 8 プローブ部材 9 貫通孔(プローブ孔) 10 配線ライン 11 高硬度部材 12 プローブ孔 13 ネジ孔 14 切り欠き部 15 貫通孔(配線孔) 17 プローブ固定部材 22 クランプ 35 コーナー部 37 センサライン

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 刃物台に取り付けられる柱状のシャンク
    の先端に、スローアウェイチップを固定保持するための
    ポケットを形成するとともに、該ポケットに、一対のプ
    ローブを一体化したプローブ部材を脱着可能な状態で前
    記ポケットから突出するように嵌め込むためのプローブ
    孔を形成したことを特徴とするチップホルダ。
  2. 【請求項2】 前記ポケットの底面に、前記プローブ部
    材を貫通させるための第1の貫通孔と、ネジ部材を貫通
    させるための第2の貫通孔とを具備し、かつ前記シャン
    クよりも高硬度な板状の高硬度部材を配設して、前記第
    2の貫通孔にて前記高硬度部材を前記シャンクに固定す
    るとともに、前記高硬度部材の表面において、前記第2
    の貫通孔の中心を前記高硬度部材の中心からずれた位置
    に形成したことを特徴とする請求項1記載のチップホル
    ダ。
  3. 【請求項3】 前記スローアウェイチップの少なくとも
    表面に導電回路を形成するとともに、前記高硬度部材に
    前記第1の貫通孔と連結する切り欠きを形成したことを
    特徴とする請求項2記載のチップホルダ。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至請求項3のいずれかに記載
    のチップホルダの前記ポケットに、導電回路を備えたス
    ローアウェイチップを取り付けてなることを特徴とする
    切削工具。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012020359A (ja) * 2010-07-13 2012-02-02 Kowa Dennetsu Keiki:Kk 切削工具および切削加工評価装置
CN107594611A (zh) * 2017-10-31 2018-01-19 徐州九鼎机电总厂 一种烟草机械刀盘进刀模拟平台
JP2018054612A (ja) * 2016-09-27 2018-04-05 株式会社山本金属製作所 温度測定装置

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