JP2008207269A - 切削工具及び切削方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 小さな力で切削インサートを十分に拘束することができる切削工具を提供する。
【解決手段】 ホルダは、底面から下方に延びる第1穿孔と、第1穿孔と一端でつながるとともに後方に向かって延びる第2穿孔と、第2穿孔の他端とつながる第3穿孔とを備えており、切削インサートは貫通孔を備えており、貫通孔及び前記第1穿孔には係止ピンが、第2穿孔には連結ピンが、第3穿孔には回転部材が各々挿入されており、係止ピンは、貫通孔の内部に配置される上部と、第1穿孔の内部に配置される下部とを備えており、回転部材は、第2穿孔が延びる方向と略直交する方向に回転軸を有し、回転部材を、回転軸からの半径が短い方向から徐々に長い方向に向かって回転させて、連結ピンを係止ピンの下部に向かって押圧して、係止ピンの上部から切削インサートに、インサートポケットの側壁面方向に力を伝えることにより切削インサートをホルダに保持することを特徴とする。
【選択図】 図1
【解決手段】 ホルダは、底面から下方に延びる第1穿孔と、第1穿孔と一端でつながるとともに後方に向かって延びる第2穿孔と、第2穿孔の他端とつながる第3穿孔とを備えており、切削インサートは貫通孔を備えており、貫通孔及び前記第1穿孔には係止ピンが、第2穿孔には連結ピンが、第3穿孔には回転部材が各々挿入されており、係止ピンは、貫通孔の内部に配置される上部と、第1穿孔の内部に配置される下部とを備えており、回転部材は、第2穿孔が延びる方向と略直交する方向に回転軸を有し、回転部材を、回転軸からの半径が短い方向から徐々に長い方向に向かって回転させて、連結ピンを係止ピンの下部に向かって押圧して、係止ピンの上部から切削インサートに、インサートポケットの側壁面方向に力を伝えることにより切削インサートをホルダに保持することを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
本発明は、ホルダに設けられたインサートポケットに切削インサートを着脱可能に取り付けてなる切削工具及び切削方法に関する。
従来から、締付ピンによりホルダのインサートポケット内に切削インサートを保持する切削工具として、次のような構造が知られている。
この切削工具は、ホルダと、それに取り付けられる切削インサートからなる。切削インサートは、略中央部に貫通孔が設けられている。ホルダは、切削インサートが取り付けられるインサートポケットを有している。インサートポケットは、切削インサートが載置される底面と拘束面となる側壁面を有している。また、ホルダには、インサートポケットの底面からホルダの底面に向かって延びる第1穿孔と、第1穿孔と垂直でホルダの後方に向かって延びる第2穿孔と、第2穿孔とつながりねじ切りが形成された第3穿孔を有している。
前記第1穿孔内には係止ピンが、第2穿孔内には連結ピンが、第3穿孔内には締付ピンがそれぞれ挿入されている。係止ピンと連結ピン及び連結ピンと締付ピンはそれぞれ接触しており、連結ピン及び締付ピンはそれぞれの接触部分がテーパ形状になっている。そして、締付ピンをネジ込むことにより、連結ピンに前方に向かう力が伝わり、係止ピンの下方を押圧する。このとき係止ピンの中ほどが支点になり、切削インサートの貫通孔内に位置する係止ピンの上方から切削インサートをインサートポケットの側壁面に向けて力が加わり、これにより切削インサートをホルダに保持することができる(例えば、特許文献1参照)。
特表2004−538163号公報(図3及び図6)
上記特許文献1に記載の切削工具においては、締付ピンをネジ止めして第3穿孔の延びる方向、即ち、第3穿孔の奥と手前間を移動させる力の一部をテーパ部同士の接触箇所において連結ピンを押す力に変換して伝える構造となっている。
そのため、連結ピンに伝わる力は、締付ピンのネジ込みに必要な力よりも大きく減少することとなる。具体的には、連結ピンに伝わる力は締付ピンが第3穿孔の奥側に移動する力の半分以下となる。
従って、連結ピンに十分な力を伝えることができず、連結ピンが係止ピンを押す力小さくなり、その結果、ホルダに切削インサートを十分に保持することができないといった問題があった。
また、締付ピンを第3穿孔の奥方向に向かう力が強すぎると、連結ピンが第2穿孔の側面に押し付けられることとなる。
そのため、連結ピンが係止ピン側へスムーズに移動しなくなってしまい、酷い場合は、連結ピンが第2穿孔の側面に押し付けられた状態で動かなくなってしまうといった問題があった。
そこで本発明は、上記問題点に鑑み、小さな力で切削インサートを十分に拘束することができる切削工具を提供する。
本発明における切削工具は、ホルダと、該ホルダの前方に設けられたインサートポケットに取り付けられる切削インサートとを備える切削工具であって、前記インサートポケットは、底面と少なくとも1つの側壁面とを有しており、前記ホルダは、前記底面から下方に延びる第1穿孔と、前記第1穿孔と一端でつながるとともに後方に向かって延びる第2穿孔と、前記第2穿孔の他端とつながる第3穿孔とを備えており、前記切削インサートは貫通孔を備えており、該貫通孔及び前記第1穿孔には係止ピンが、前記第2穿孔には連結ピンが、前記第3穿孔には、回転部材が各々挿入されており、前記係止ピンは、前記貫通孔の内部に配置される上部と、前記第1穿孔の内部に配置される下部とを備えており、前記回転部材は、前記第2穿孔が延びる方向と略直交する方向に回転軸を有し、かつ、前記回転軸の軸方向に垂直な断面形状において前記回転軸からの半径が徐変しており、前記第2穿孔の他端側において前記連結ピンと回転部材とは、直接的又は間接的に接触しており、前記回転部材を、前記第3穿孔内において移動させることなく回転軸からの半径が短い方向から徐々に長い方向に向かって回転させて、前記連結ピンを前記係止ピンの下部に向かって押圧して、前記係止ピンの上部から切削インサートに、インサートポケットの側壁面方向に力を伝えることにより前記切削インサートを前記ホルダに保持することを特徴とする。
また、上記発明において、前記係止ピンの下部は上方側よりも下方側の幅が狭く形成されていることが好ましい。
また、上記発明において、前記係止ピンと前記第1穿孔との間の前方側であり、かつ、前記接触部よりも下方には、弾性部材が配置されていることが好ましい。
また、上記発明において、前記係止ピンと前記連結ピンとは一体物からなり、前記第2穿孔と前記連結ピンとの間のうち、連結ピンの下方側には第2弾性部材が配置されており、前記回転部材は、連結ピンの厚み方向において半分より上方で接触しており、前記回転部材の回転により、前記連結ピンに前方側に加えて下方側への力を加えることが好ましい。
また、上記発明において、前記係止ピンと前記第1穿孔との間のうち、前方側でかつ、前記係止ピンと連結ピンとの接触部よりも上方には、前記係止ピンの上部から切削インサートへ力を加えるための支点となる支持部材が配置されていることが好ましい。
また、上記発明において、前記連結ピンの前記第2穿孔の他端側は、外側に突出した湾曲形状であり、当該箇所において回転部材と接触していることが好ましい。
また、上記発明において、前記回転部材は、前記回転軸の軸方向に垂直な断面形状が、楕円形であることが好ましい。
さらに、前記回転部材は、回転開始箇所および/又は回転停止箇所を決めるための位置決め部が形成されていることが好ましい。
本発明を用いることにより、従来品より小さな力でホルダに切削インサートを十分に保持することができる。また、回転部材から連結ピンに伝達する力のロスを低減することができる。
以下、本発明の一実施形態にかかる切削インサートについて図を参照して詳細に説明する。
〔実施例1〕
図1は、本発明の一実施形態に係る切削工具の先端部における断面図である。
図1は、本発明の一実施形態に係る切削工具の先端部における断面図である。
この切削工具は、前方の一部にインサートポケット2が設けられたホルダ1と、インサートポケット2に着脱可能に取り付けられ、上面視において略中央に設けられた貫通孔31を備える切削インサート3を有している。インサートポケット2は、切削インサート3が載置される底面21と、切削インサートの少なくとも1つの逃げ面(側面)と接触する側壁面22とを有している。当該インサートポケット2の側壁面22と切削インサート3の逃げ面は、切削インサート3をホルダ1に保持するための拘束面となる。
ホルダ1は、前記インサートポケット2の底面21から下方に向かって延びる第1穿孔11と、該第1穿孔11の側壁から後方側に向かって延びる第2穿孔12と、該第2穿孔12の後方端とつながる第3穿孔13とを備えている。また、切削インサート3の貫通孔31と、第1穿孔11に亘って挿入されているともに、貫通孔31内に位置する上部41と、第1穿孔内に位置する下部42とを備える係止ピン4が配置されている。第2穿孔12内には、係止ピン4の下部42を前方側に向かって押圧する連結ピン5と、第3穿孔13内には、第2穿孔12が延びる方向と直交する方向に回転軸60を有する回転部材6が配置されている。
係止ピン4は、下部42において第1穿孔11の内壁と接触する支点部と、該支点部よりも下方に位置し内径が支点部よりも小さい胴体部を有している。また、胴体部の後方側に位置する側面に凹部が形成されており、連結ピンの前方側に位置する一端が前記係止ピン4の凹部に挿入されて接触している。また、連結ピン5の後ろ側に位置する他端は、外側に向かって突出する湾曲形状を有しており、当該箇所において回転部材6と接触している。前記係止ピン4の凹部内と連結ピン5の一端との接触又は連結ピン5の他端と回転部材6との接触は、力が伝達するように接触していればよく、図1に示すように直接接触していてもよく、また、各々の間にゴムなどの弾性部材を介して間接的に接触していてもよい。
本発明の特徴として、回転部材6の連結ピン5の他端との接触箇所における回転軸60の軸方向に垂直な断面形状において、回転軸60からの半径が徐変している。具体的には、回転部材6の外周のうち、連結ピン5の他端と接触する部分のうち、回転軸60からの半径が最も短い箇所から徐々に半径が長くなる部分を有している。図1に示すように断面形状が勾玉形状のような偏心した形状のものや、図3に示すように回転軸60からの半径が最も短い箇所から両側とも徐々に半径が長くなる楕円形のような形状のものが使用できる。特に回転軸からの半径が最も短い箇所から両側とも徐々に半径が長くなる楕円形のような形状においては、最も半径が短い箇所からどちらに回転させても連結ピン5に力を加えられることができ、作業性に優れている。
上記構造において、前記回転部材6を、回転軸60を基準に半径が最も短い箇所から半径が長くなる箇所に向かうように回転させることにより、前記連結ピン5を係止ピン4のある前方側に押込むことができる。前記連結ピン5が前記係止ピン4を前方に押込むことより、支点部を基準に上部41が後方に向かって力を加えることとなる。これにより、上部41が切削インサート3をホルダ1に保持できる。
なお、図1に示すように胴体部の前方側に弾性部材7を配置することにより、回転部材6を回転軸60から半径の短い箇所に戻したときに、係止ピン4の胴体部の下方を連結ピン5側に押し出してくれる。これにより、係止ピン4の上部41が切削インサート3から自動的に離間するため、切削インサート3の取り外しが容易となる。
本発明の切削工具においては、回転部材6が回転軸60からの半径が長くなる方向に回転するにつれて、連結ピン5の他端側を係止ピン4側に無駄なく力を伝えることができる。そのため、従来品のように締付ピンをネジ止めする方式と比べて、連結ピン5に対して回転部材6からの力を連結ピン5に十分に伝えることができる。
また、回転部材6を第3穿孔13が延びる方向において奥方向又は手前方向に移動させない構造を用いた場合は、第2穿孔12内の側壁に連結ピン5が押し付けられるといった問題がなく、連結ピン5が第2穿孔12内でスムーズに移動できる。そのため、回転部材6から連結ピン5に力のロスを少なく伝達することができる。
なお、切削インサート3の材料としては、従来から用いられているものが使用可能であり、WCを主成分とする超硬合金やTiC、TiN、TiCN等を主成分とするサーメット、あるいはこれらの表面にTiC、TiN、Al2O3などの硬質膜を被覆したコーティング材料などが挙げられる。また、切削インサートの形状としては、特に限定はなく、従来から用いられている三角形、四角形、ひし形等の多角形や、円形その他の特殊形状のものを用いることができる。
また、切削インサート3と、前記インサートポケット2の底面21との間に、シート部材が介在していることが好ましい。これにより、切削工程時に、切削インサート3に損傷が生じた場合に、インサートポケット2の底面21まで尊攘が及ぶことを抑制することができる。シート部材としては、鋼製や超硬合金製のものが用いられる。
また、本発明の切削工具は、正面フライス、エンドミル等の転削工具、又は外径加工工具、溝入れ工具、突切り工具等の旋削工具に使用することができる。特に、小型部品加工用の櫛刃型自動旋盤や、スイス型放射状自動旋盤などの背面から操作することにより、切削インサートを取り替える切削工具については、狭いスペースにおいて切削インサートの取替えを行う場合でも、小さい力で切削インサートを十分に保持することができるため適している。
〔実施例2〕
図2は、本発明のその他の一実施形態に係る切削工具の先端部における断面図である。
図2は、本発明のその他の一実施形態に係る切削工具の先端部における断面図である。
上記実施例1と同様に、ホルダ1は、前記インサートポケット2の底面21から下方に向かって延びる第1穿孔11と、該第1穿孔11の側壁から後方側に向かって延びる第2穿孔12と、該第2穿孔12の後方端とにつながる第3穿孔13とを備えている。また、切削インサート3の貫通孔31と、第1穿孔11に亘って挿入されているともに、貫通孔31内に位置する上部41と、第1穿孔11内に位置する下部42とを備える係止ピン4が配置されている。第2穿孔12内には、係止ピン4の下部42を前方側に向かって押圧する連結ピン5と、第3穿孔13内には、第2穿孔12が延びる方向と直交する方向に回転軸60を有する回転部材6が配置されている。
実施例1と異なる点として、係止ピン4と連結ピン5が1つの部材から構成されている。また、第2穿孔12と連結ピン5との間には、スペースを有しているとともに、弾性部材7が配置されている。また、係止ピン4の下部42において連結ピン5の突出箇所より上方でかつ、係止ピン4の前方側と第1穿孔11との間に配置された支持部材8が配置されている。
また、第3穿孔13内に配置された回転部材6の回転軸60は、連結ピン5の高さ方向の半分より上に配置されており、連結ピン5の他端の斜め上方において回転部材6と接触している。
上記構造において、回転部材6を回転軸60を基準に回転させることにより、連結ピン5に対して前方側に加えて下方に向かう力が加わることとなる。即ち、前方の斜め下方向に向かって連結ピン5に力が加わる。これにより支持部材8を基準に係止ピン4の上部41を後方側に向かって力を加えることができるともに、上部41の切削インサート2との接触箇所が上方側となり、切削インサート3を後方の斜め下方向に向かって押圧することができ、ホルダに切削インサートを保持する力を向上させることができる。
なお、上記実施例1又は実施例2の切削工具においては、回転部材6の回転開始箇所及び回転停止箇所の少なくとも一方を位置決めする位置決め部(図示せず)を設けることが好ましい。これにより、回転開始箇所および回転停止箇所を超えて回転部材6が回転することを防止することができ、例えば、誤って回転停止を希望する箇所以上に回転した結果、回転軸60からの半径が最も大きい箇所から半径が最も小さい箇所に向かって回転してしまい、突然切削インサート3がホルダ1から外れるといった問題を防止することができる。
前記位置決め部としては、回転部材6の一部設けられた突部などが挙げられる。また、第3穿孔13の内周に、前記突部に対応する凹部を設けることにより、位置決めをより確実に行うことができる。
[切削方法]
図4から図6に本発明の切削方法の工程図を示す。まず、切削工具9(図においては、例として旋削工具を記載する)に上記切削インサートを取り付ける。そして、図4に示すように、前記切削工具9を被削材10に近づける。なお、切削工具9と被削材10は、相対的に近づけば良く、例えば、被削材10を切削工具9に近づけても良い。
図4から図6に本発明の切削方法の工程図を示す。まず、切削工具9(図においては、例として旋削工具を記載する)に上記切削インサートを取り付ける。そして、図4に示すように、前記切削工具9を被削材10に近づける。なお、切削工具9と被削材10は、相対的に近づけば良く、例えば、被削材10を切削工具9に近づけても良い。
その後、被削材10と切削工具9の少なくとも一方を回転させる。なお、図においては、被削材10が回転するものを例示している。次いで、図5に示すように前記切削インサートの切刃部分を被削材10の表面に接触させて被削材10を切削する。その後、図6に示すように前記被削材10から切削工具9を離間させる。なお、切削加工を継続する場合は、切削工具9と被削材10を相対的に回転させた状態を保持して、被削材10となる箇所に切削工具9の切刃を接触させる工程を繰り返す。また、前記櫛刃型自動旋盤やスイス型自動旋盤等の複数の切削工具を備える自動旋盤を用いる場合は、続いて異なる切削工具9を被削材10と相対的に回転させて切刃を接触させる工程を繰り返すこととなる。
以上、本発明の実施形態を例示したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の目的を逸脱しない限り任意のものとすることができることは言うまでもない。
1 ホルダ
11 第1穿孔
12 第2穿孔
13 第3穿孔
2 インサートポケット
21 底面
22 側壁面
3 切削インサート
31 貫通孔
4 係止ピン
41 上部
42 下部
5 連結ピン
6 回転部材
60 回転軸
7 弾性部材
8 支持部材
9 切削工具
10 被削材
11 第1穿孔
12 第2穿孔
13 第3穿孔
2 インサートポケット
21 底面
22 側壁面
3 切削インサート
31 貫通孔
4 係止ピン
41 上部
42 下部
5 連結ピン
6 回転部材
60 回転軸
7 弾性部材
8 支持部材
9 切削工具
10 被削材
Claims (10)
- ホルダと、該ホルダの前方に設けられたインサートポケットに取り付けられる切削インサートとを備える切削工具であって、
前記インサートポケットは、底面と少なくとも1つの側壁面とを有しており、
前記ホルダは、前記底面から下方に延びる第1穿孔と、前記第1穿孔と一端でつながるとともに後方に向かって延びる第2穿孔と、前記第2穿孔の他端とつながる第3穿孔とを備えており、
前記切削インサートは貫通孔を備えており、該貫通孔及び前記第1穿孔には係止ピンが、前記第2穿孔には連結ピンが、前記第3穿孔には回転部材が各々挿入されており、
前記係止ピンは、前記貫通孔の内部に配置される上部と、前記第1穿孔の内部に配置される下部とを備えており、
前記回転部材は、前記第2穿孔が延びる方向と略直交する方向に回転軸を有し、かつ、前記回転軸の軸方向に垂直な断面形状において前記回転軸からの半径が徐変しており、
前記第2穿孔の他端側において前記連結ピンと回転部材とは、直接的又は間接的に接触しており、
前記回転部材を、回転軸からの半径が短い方向から徐々に長い方向に向かって回転させて、前記連結ピンを前記係止ピンの下部に向かって押圧して、前記係止ピンの上部から切削インサートに、インサートポケットの側壁面方向に力を伝えることにより前記切削インサートを前記ホルダに保持することを特徴とする切削工具。 - 前記回転部材は、前記第3穿孔内において移動することなく回転軸を基準に回転することを特徴とする請求項1に記載の切削工具。
- 前記係止ピンの下部は上方側よりも下方側の幅が狭く形成されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の切削工具。
- 前記係止ピンと前記第1穿孔との間の前方側であり、かつ、前記係止ピンと前記第1穿孔との接触部よりも下方には、弾性部材が配置されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の切削工具。
- 前記係止ピンと前記連結ピンとは一体物からなり、前記第2穿孔と前記連結ピンとの間のうち、連結ピンの下方側には第2弾性部材が配置されており、
前記回転部材は、連結ピンの厚み方向において半分より上方で接触しており、
前記回転部材の回転により、前記連結ピンに前方側に加えて下方側への力を加えることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の切削工具。 - 前記係止ピンと前記第1穿孔との間のうち、前方側でかつ、前記係止ピンと連結ピンとの接触部よりも上方には、前記係止ピンの上部から切削インサートへ力を加えるための支点となる支持部材が配置されていることを特徴とする請求項5に記載の切削工具。
- 前記連結ピンの前記第2穿孔の他端側は、外側に突出した湾曲形状であり、当該箇所において回転部材と接触していることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の切削工具。
- 前記回転部材は、前記回転軸の軸方向に垂直な断面形状が、楕円形であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の切削工具。
- 前記回転部材は、回転開始箇所および/又は回転停止箇所を決めるための位置決め部が形成されていることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の切削工具。
- 請求項1乃至9のいずれかに記載の切削工具を用いて被削材を切削する切削方法であって、
前記切削工具と前記被削材とを相対的に近づける近接工程と、
前記切削工具および前記被削材の少なくとも一方を回転させ、前記切削工具を被削材の表面に接触させて、被削材の表面を切削する切削工程と、
前記被削材と前記切削工具とを相対的に離間させる退避工程とを、備えることを特徴とする切削方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007045483A JP2008207269A (ja) | 2007-02-26 | 2007-02-26 | 切削工具及び切削方法 |
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JP2007045483A JP2008207269A (ja) | 2007-02-26 | 2007-02-26 | 切削工具及び切削方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Family
ID=39784016
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007045483A Withdrawn JP2008207269A (ja) | 2007-02-26 | 2007-02-26 | 切削工具及び切削方法 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013073690A1 (ja) * | 2011-11-18 | 2013-05-23 | 株式会社タンガロイ | 切削工具及び該切削工具に用いられる切削インサートのクランプ機構のための回転部材 |
JP6838674B1 (ja) * | 2020-05-29 | 2021-03-03 | 株式会社タンガロイ | 切削工具 |
-
2007
- 2007-02-26 JP JP2007045483A patent/JP2008207269A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013073690A1 (ja) * | 2011-11-18 | 2013-05-23 | 株式会社タンガロイ | 切削工具及び該切削工具に用いられる切削インサートのクランプ機構のための回転部材 |
JP5660230B2 (ja) * | 2011-11-18 | 2015-01-28 | 株式会社タンガロイ | 切削工具及び該切削工具に用いられる切削インサートのクランプ機構のための回転部材 |
JP6838674B1 (ja) * | 2020-05-29 | 2021-03-03 | 株式会社タンガロイ | 切削工具 |
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