JP2011020235A - Cutting tool - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、棒状の工具本体の係合溝に対して切削用チップを嵌め込む形態で備え、回転軸芯周りでの回転により切削を行う切削工具に関し、詳しくは、工具本体に対して切削用チップを取り付ける技術に関する。 The present invention relates to a cutting tool that is provided with a cutting tip fitted in an engagement groove of a rod-shaped tool body, and performs cutting by rotation around a rotation axis, and more specifically, to the tool body. The present invention relates to a technique for attaching a chip.
上記のように構成された切削工具として特許文献１には、カッターボディに対して切削用チップ（文献中ではスローアウェイチップ）を支持するチップ取付座が切屑ポケットに隣接して形成した構成が示されている。このチップ取付座は平面状に形成され、チップ取付座の両側壁面の開放端を内側に閉じる傾斜姿勢に形成することでアリ溝が構成されている。切削用チップは、かまぼこ状であり、両側の端面を両側壁面と同じ傾斜状に形成し、これをチップ取付座に挿入し、カッターボディのねじ孔に螺合する止めネジの頭部を、切削用チップの側面に係合させることで抜け止めを行う構成が示されている。
As a cutting tool configured as described above,
特許文献１と同様にアリ溝に切削用チップを備えたものとして特許文献２には、カッターボディの外面で長手方向に沿う領域に、溝底より外周面側の開口へ向かって狭幅になる断面形状のアリ溝状のブレード取付溝を形成し、これに対して切削用チップ（文献では切刃チップ）を有するブレードを挿入する構成が示されている。この特許文献２では、ブレードはブレード取付溝に挿入可能となる台形の断面形状を備えており、ブレードのねじ孔に貫通するクランプねじの先端をブレード取付溝の溝底に突き当てブレードが取付溝の両内壁面に強固にクランプされる点が記載されている。
Similarly to
また、工具本体に切削チップを備える構成として特許文献３には、係合溝に切削用チップを備える構成ではないが、工具本体に複数のチップポケットが形成されると共に、このチップポケットにおけるチップ取付座に対して切削用チップをセットし、この切削用チップの挿通孔を貫通するクランプボルトを工具本体に螺合させる形態で取り付ける構成が示されている。
Further, as a configuration in which a cutting tip is provided in the tool body,
工具本体に切削用チップを嵌め込む形態で備えるための構造として、特許文献３に記載されるものは広く採用されており、クランプボルトの着脱により切削用チップの交換も容易に行えるものである。しかしながら、比較的小型の多数の切削用チップを工具本体に備えた工具を考えると、ボルト類で切削用チップを固定するものでは切削用チップの小型化が困難な面がある。
As a structure for providing a cutting body with a cutting tip fitted into the tool body, the structure described in
そこで、特許文献１や特許文献２に記載されるもののようにアリ溝を用いることも考えられる。しかしながらアリ溝を介して切削用チップを工具本体に備えるものは切削用チップの脱落を抑制すると云う良好な面があるものの、アリ溝の形成方向での切削用チップの位置を決めるためのボルト等を必要とする点において改善の余地がある。
Therefore, it is also conceivable to use dovetails like those described in
本発明の目的は、工具本体の係合溝に対して切削用チップを強固に備えた状態で回転による切削が可能な切削工具を合理的に構成する点にある。 The objective of this invention exists in the point which comprises rationally the cutting tool which can cut by rotation in the state which provided the cutting tip firmly with respect to the engagement groove | channel of the tool main body.
本発明の特徴は、棒状の工具本体の係合溝に対して切削用チップを嵌め込む形態で備え、回転軸芯周りでの回転により切削を行う切削工具であって、
前記工具本体の外周に対して、この工具本体の先端から基端側に亘って溝状の切屑ポケットが形成され、この切屑ポケットから切削反力の作用方向に分岐する前記係合溝が複数形成され、
前記係合溝が、開口縁の溝幅より溝底側の溝幅が広くなる溝形状を有し、かつ、前記開口縁の溝幅が、前記切削反力の作用方向の下流側ほど幅狭となる先窄まり形状を有している点にある。
A feature of the present invention is a cutting tool that is provided in a form in which a cutting tip is fitted into an engagement groove of a rod-shaped tool body, and performs cutting by rotation around a rotation axis,
On the outer periphery of the tool body, a groove-shaped chip pocket is formed from the tip end to the base end side of the tool body, and a plurality of the engagement grooves branching from the chip pocket in the acting direction of the cutting reaction force are formed. And
The engaging groove has a groove shape in which the groove width on the groove bottom side is wider than the groove width of the opening edge, and the groove width of the opening edge is narrower toward the downstream side in the direction of action of the cutting reaction force. The point is that it has a tapered shape.
この構成によると、切削用チップは係合溝に係合していることから、工具本体から分離し難い状態にあり、しかも、加工時には切削用チップに対して作用する切削反力によって切削用チップは係合溝において先窄まりの開口縁に押し付けられ摩擦による自己保持力が作用するため、切削用チップが係合溝から脱落することはない。
また、切削時には切削用チップに作用する切削反力により、先窄まり形状の係合溝の開口縁に押圧力が作用し、この開口縁を拡大させる方向の力が発生する。この力は隣接する係合溝の開口縁の溝幅を縮小する方向に変位させることになるので、隣接する係合溝に備えられた切削用チップの確実な支持を現出する。
その結果、工具本体の係合溝に対して切削用チップを強固に備えた状態で回転による切削が可能な切削工具が構成された。
According to this configuration, since the cutting tip is engaged with the engaging groove, it is difficult to separate from the tool body, and the cutting tip is applied by the cutting reaction force acting on the cutting tip during processing. Is pressed against the tapered opening edge in the engaging groove and self-holding force due to friction acts, so that the cutting tip does not fall out of the engaging groove.
Further, a cutting reaction force acting on the cutting tip during cutting causes a pressing force to act on the opening edge of the tapered engagement groove, and a force in a direction in which the opening edge is enlarged is generated. This force displaces the groove width of the opening edge of the adjacent engagement groove in a direction to reduce the width, so that reliable support of the cutting tip provided in the adjacent engagement groove appears.
As a result, a cutting tool capable of cutting by rotation with a cutting tip firmly provided in the engagement groove of the tool body was configured.
本発明は、前記工具本体が、円柱状素材の外周に前記切屑ポケットと前記係合溝とが形成され、前記工具本体の外周の周方向において前記係合溝を基準にして前記切屑ポケットと反対側に、前記係合溝の終端より広幅で、前記係合溝の溝深さより深い開放部が形成されても良い。
これによると、例えば、外面視において係合溝がＶ字状に形成されたものと比較すると、係合溝において先窄まり方向の端部に開放部が形成された構造となるので、係合溝の開口縁の拡大方向への弾性変形を容易に行わせ、切削用チップの柔軟な支持を可能にすると共に、切削用チップから切削反力が作用した場合に隣接する係合溝の溝幅の縮小を容易に行わせ、その係合溝に支持された切削用チップの確実な支持を現出する。
In the present invention, the tool body has the chip pocket and the engagement groove formed on an outer periphery of a cylindrical material, and is opposite to the chip pocket with respect to the engagement groove in a circumferential direction of the outer periphery of the tool body. An open portion that is wider than the end of the engaging groove and deeper than the depth of the engaging groove may be formed on the side.
According to this, for example, as compared with the case where the engagement groove is formed in a V shape in the external view, the engagement groove has a structure in which an open portion is formed at the end portion in the tapered direction. Easily elastically deform the opening edge of the groove in the expanding direction, enabling flexible support of the cutting tip, and the groove width of the adjacent engaging groove when a cutting reaction force acts from the cutting tip Can be easily reduced, and the positive support of the cutting tip supported by the engaging groove appears.
本発明は、前記係合溝がアリ溝形状に形成され、前記切削用チップの基端部が、前記係合溝のアリ溝形状に対応する台形状となる断面形状に成形され、前記切削用チップの前記係合溝に沿う方向での寸法が、前記係合溝の長さより長く設定され、前記切削用チップを前記係合溝に備えた状態で、この切削用チップの一方の端部が前記切屑ポケット側に突出し、この切削用チップの他方の端部が前記開放部に突出しても良い。
係合溝の開口縁の長手方向に全長に亘る領域を切削用チップに接触させて安定的な支持が可能になる。
In the present invention, the engagement groove is formed in a dovetail shape, and a base end portion of the cutting tip is formed into a trapezoidal shape corresponding to the dovetail shape of the engagement groove. In the state where the dimension of the tip along the engagement groove is set longer than the length of the engagement groove, and the cutting tip is provided in the engagement groove, one end of the cutting tip is The chip may protrude toward the chip pocket, and the other end of the cutting tip may protrude into the opening.
A region extending over the entire length in the longitudinal direction of the opening edge of the engagement groove is brought into contact with the cutting tip, thereby enabling stable support.
本発明は、前記工具本体のうち、複数の前記係合溝の並び方向で隣接する係合溝に挟まれる部位が突出領域として形成され、この突出領域の前記切屑ポケット側の端面において外周側での前記並び方向の幅が、前記係合溝において前記切屑ポケットに面する端部における外周側での前記開口縁の溝幅より狭く設定されても良い。
これによると、突出領域において切屑ポケットに面する端面の外周部分の幅が、係合溝において切屑ポケットに面する端部における開口縁の溝幅より狭いため、切削用チップから切削反力が作用した場合には、切削用チップからの押圧力による弾性変形を容易に行わせて隣接する切削用チップに係合溝を強力に圧接させ、係合溝の溝底に対して切削用チップを押し付けることになり確実な支持を現出する。
In the present invention, a portion of the tool body sandwiched between adjacent engaging grooves in the direction in which the plurality of engaging grooves are arranged is formed as a protruding region, and the end surface of the protruding region on the chip pocket side is on the outer peripheral side. The width in the alignment direction may be set narrower than the groove width of the opening edge on the outer peripheral side at the end facing the chip pocket in the engagement groove.
According to this, since the width of the outer peripheral portion of the end surface facing the chip pocket in the protruding region is narrower than the groove width of the opening edge at the end facing the chip pocket in the engagement groove, the cutting reaction force acts from the cutting tip. In this case, elastic deformation by the pressing force from the cutting tip is easily performed, the engaging groove is strongly pressed against the adjacent cutting tip, and the cutting tip is pressed against the groove bottom of the engaging groove. In fact, certain support is revealed.
本発明は、前記工具本体のうち、複数の前記係合溝の並び方向で隣接する係合溝に挟まれる部位が突出領域として形成され、この突出領域の前記切屑ポケット側の端面において基端側での前記並び方向の幅が、前記端面における高さより小さく設定されても良い。
これによると、突出領域において切屑ポケットに面する端面の基端部分の幅より、この端面における高さが高いものにでき、切削用チップから切削反力が作用した場合には、切削用チップからの押圧力による弾性変形を容易に行わせて隣接する切削用チップに係合溝を強力に圧接させ、係合溝の溝底に対して切削用チップを押し付けることになり確実な支持を現出する。
In the present invention, a portion of the tool main body sandwiched between adjacent engaging grooves in the arrangement direction of the plurality of engaging grooves is formed as a protruding region, and a proximal end side of the end surface of the protruding region on the chip pocket side is formed. The width in the alignment direction may be set smaller than the height at the end face.
According to this, in the projecting region, the height at the end face can be made higher than the width of the base end portion of the end face facing the chip pocket. This makes it easy to elastically deform due to the pressing force of the plate, strongly presses the engaging groove against the adjacent cutting tip, and presses the cutting tip against the groove bottom of the engaging groove, thus providing reliable support. To do.
本発明は、前記切屑ポケットにおいて、複数の係合溝に隣接する位置に凹部が形成されても良い。
これによると、凹部に対して、例えば、ロッド状のツールの先端を挿入し、このツールの一部を切削用チップに接触させた状態でツールを回転させることや、傾斜させる等の操作を行うことで、凹部の内面に対するツールの接触位置を支点とした状態で、切削用チップに対して挿入方向に力を作用させることも可能となる。
In the present invention, in the chip pocket, a recess may be formed at a position adjacent to the plurality of engagement grooves.
According to this, for example, the tip of a rod-shaped tool is inserted into the recess, and the tool is rotated or tilted while a part of the tool is in contact with the cutting tip. Thus, it is also possible to apply a force to the cutting tip in the insertion direction in a state where the contact position of the tool with the inner surface of the recess is a fulcrum.
本発明は、前記切屑ポケットが、前記回転軸芯と直交する方向視において前記回転軸芯に対して傾斜することにより前記工具本体の外周において螺旋状に形成され、一対の前記開口縁のうちの一方が前記切屑ポケットに対して直交する姿勢で形成しても良い。
この種の切削工具において、例えば、切屑ポケットから分岐する形状で係合溝を切削する順序で製造するものを想定すると、係合溝を形成する際には切屑ポケットの部位から切削用ツールを、切屑ポケットと直交する方向に移動させた場合には最短距離の移動で係合溝の溝開口の一方を形成できるものとなり、作業時間の短縮が可能となる。
According to the present invention, the chip pocket is formed in a spiral shape on the outer periphery of the tool main body by being inclined with respect to the rotation axis in a direction perpendicular to the rotation axis, and is formed of the pair of opening edges. One may be formed in a posture orthogonal to the chip pocket.
In this type of cutting tool, for example, assuming that it is manufactured in the order of cutting the engagement groove in a shape branched from the chip pocket, when forming the engagement groove, the cutting tool from the portion of the chip pocket, When moved in the direction perpendicular to the chip pocket, one of the groove openings of the engaging groove can be formed by the shortest distance movement, and the working time can be shortened.
本発明は、前記工具本体の先端に切削部を形成することでエンドミルとして構成されても良い。
これによると、多数の切削用チップを工具本体に備えた小型のエンドミルを構成することが可能となる。
The present invention may be configured as an end mill by forming a cutting portion at the tip of the tool body.
According to this, it becomes possible to constitute a small end mill having a large number of cutting tips in the tool body.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔エンドミルの構造〕
図１〜図３には切削工具としてのエンドミルを示している。このエンドミルは、鉄や鉄合金製で円柱状に成形された棒状材で成る工具本体１の先端部１Ａの外周に複数の螺旋状の切屑ポケット２が形成され、この切屑ポケット２に沿ってスローアウェイチップで成る複数の周面チップＡ（切削用チップの一例）が等間隔で備えられ、工具本体１の先端位置にはスローアウェイチップで成る２つの端面チップＢが備えられている。そして、この工具本体１の後端部１Ｂには先端部１Ａより大径のシャンクが形成されている。尚、周面チップＡ及び端面チップＢは超硬合金、サーメット、セラミックス、ＣＢＮ等の硬質材料が用いられる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[End mill structure]
1 to 3 show an end mill as a cutting tool. In this end mill, a plurality of
端面チップＢは、工具本体先端のチップポケット１Ｐに嵌め込まれた状態で固定ビス３の締め付けにより工具本体１に固定されている。切屑ポケット２は、工具本体１の外面に対して、回転軸芯Ｘと同軸芯となる螺旋状の溝状で工具本体１の先端部から基端側に亘って形成されている。切屑ポケット２は４条形成され、夫々の切屑ポケット２から切削反力の作用方向に分岐する複数の係合溝１０が形成され、これらの係合溝１０に対して周面チップＡが嵌め込まれる形態で係合支持されている。
The end face tip B is fixed to the
係合溝１０を基準にして工具本体１の周方向で切屑ポケット２と反対側に凹状の開放部４が係合溝１０に連なる形態で形成されている。この開放部４は、係合溝１０の終端部（反切屑ポケット側）より広幅で、前記係合溝１０の溝深さより深い形状を有している。更に、切屑ポケット２の底部のうち係合溝１０に近接する位置に、この底部に対して窪む形状となる凹部５が形成されている。
A
この実施の形態では、係合溝１０のうち切屑ポケット２に隣接する部位を「始端部」と称し、係合溝１０のうち切屑ポケット２から離間する部位を「終端部」と称している。このエンドミルでは図３に矢印Ｆで示す方向への回転で切削が行われ、この切削時に周面チップＡに対して作用する切削反力の作用方向が前述した始端部から終端部に向かうことになる。
In this embodiment, a portion of the
〔係合溝〕
係合溝１０は、図４〜図６、図１０、図１１に示すように、溝部分の断面形状が台形となるアリ溝形状に形成されると共に、始端部の溝幅に対して終端部の溝幅が狭くなる先窄まり形状に形成されている。
(Engagement groove)
As shown in FIGS. 4 to 6, 10, and 11, the
つまり、係合溝１０は、平坦な溝底部１１と一対の側壁部１２とを有しており、一対の側壁部１２のうち、工具本体１の外周側の端部が係合溝１０の開口縁１３となる。一対の側壁部１２の対向する部位の幅が、工具本体１の外周側（溝底部１１から離れる側）ほど狭くなる傾斜姿勢に設定されている。つまり、アリ溝とは、係合溝１０の開口縁１３の溝幅より溝底側の溝幅が広くなる形状を指すものである。これにより係合溝１０は、アリ溝形状となる。また、溝底部１１において始端部の溝幅が、終端部の溝幅より広く設定されている。これにより、一対の側壁部１２の対向する幅も始端部が終端部より広く設定され、結果として、係合溝１０は、切削反力の作用方向の下流側ほど幅狭となる先窄まり形状となる。
That is, the
前述した溝幅とは、溝底部１１から一対の開口縁１３に至る溝深さ方向での領域において一対の側壁部１２の間隔を示す概念である。従って、前述した先窄まり形状とは、係合溝１０の溝深さ方向で何れの部位においても、始端部の溝幅に対して終端部の溝幅が狭くなることを意味している。
The groove width described above is a concept indicating the distance between the pair of
複数の係合溝１０の並び方向で隣接する係合溝１０に挟まれる部位を突出領域１Ｓと称しており、この突出領域１Ｓでは、図６、図１１に示すように、切屑ポケット側の端面で工具本体１の外周側での外端幅Ｗｓ（係合溝１０の並び方向での幅）が、係合溝１０の始端部側の開口縁１３の開口縁幅Ｗｇ（係合溝１０の始端部側で外周側の溝幅）より小さく設定（Ｗｓ＜Ｗｇ）されている。尚、並び方向とは複数の係合溝１０の形成方向と直交する方向であり、切屑ポケット２の長手方向と一致する。
A portion sandwiched between the engaging
更に、突出領域１Ｓにおいて、切屑ポケット側の端面で工具本体１の基端側での基端幅Ｗｂ（係合溝１０の並び方向での幅）が、この突出領域１Ｓの端面側の領域高Ｈｓより小さく設定（Ｗｂ＜Ｈｓ）されている。
Further, in the projecting
このエンドミルでは、切屑ポケット毎に回転軸芯Ｘの方向で所定の間隔で周面チップＡが配置され、周面チップＡの中間領域の切削不能領域が存在する。このような理由から、切屑ポケット２に対応して備えられる周面チップＡを切削不能領域に他の周面チップＡを通過させて切削を行うように複数の切屑ポケット２に対応する周面チップＡを互いにオフセットする位置関係に配置することで切削不能領域を無くしている。
In this end mill, the peripheral surface chips A are arranged at predetermined intervals in the direction of the rotation axis X for each chip pocket, and there is an uncuttable region in the middle region of the peripheral surface chip A. For these reasons, peripheral chips corresponding to a plurality of
切屑ポケット２、係合溝１０、開放部４、凹部５夫々は工具本体１（棒状材の一例）の外周を切削することにより形成されている。切屑ポケット２は溝幅方向の中央部が滑らかに窪む断面形状となるように切削され、この切屑ポケット２のうち係合溝１０に隣接する部位に凹部５が切削により形成されている。係合溝１０は切削により前述したように傾斜姿勢となる側壁部１２と平坦な溝底部１１とが形成され、この切削時において開放部４も切削により形成される。
Each of the
図４には係合溝１０と切屑ポケット２との関係を示しており、一対の開口縁１３に沿う仮想直線ｇは係合溝１０の終端部側で角度θで交差する姿勢に設定され、この角度θとしては６°〜２０°が想定されている。開口縁１３のうちの一方が切屑ポケット２の形成方向（長手方向）に対して直交する姿勢に設定されている。尚、同図には仮想直線ｇを開口縁１３に沿う形態で示しているが、この仮想直線ｇを溝底部１１の溝幅方向の端部に沿って示しても良い、何れの形態で仮想直線ｇを示した場合でも、この仮想直線ｇの一方が切屑ポケット２に直交する姿勢となる。
FIG. 4 shows the relationship between the
このように、切屑ポケット２に対して一方の仮想直線ｇを直交する姿勢に設定する理由は、切削加工を容易に行うためであり、本発明では係合溝１０の開口縁１３に沿う姿勢の２つの仮想直線ｇが切屑ポケット２に対して等しい角度で交差するものや、直交しない角度で交差するものであっても良い。
Thus, the reason for setting one virtual straight line g in a posture orthogonal to the
〔周面チップ〕
周面チップＡ（切削用チップの一例）は、図７に示すように、平坦な底壁２１と、この底壁２１に対向する位置で底壁２１より幅が狭い上壁２２と、底壁２１と上面に対して斜め姿勢となる一対の姿勢の側壁２３とを有している。これにより、周面チップＡは、底壁２１を下側にした姿勢での基端部が係合溝１０のアリ溝に対応するように、断面形状が台形となる。また、底壁２１に対して直交する方向視において底壁２１と上壁２２とは一方の端部の幅が広く他方の幅が狭くなる形状に成形され、周面チップＡのうち幅が広い側に先端壁２４が形成され、幅が狭い側に後端壁２５が形成され、先端壁２４と上壁２２との境界位置に刃部２６が形成される。
[Surface chip]
As shown in FIG. 7, the circumferential tip A (an example of a cutting tip) includes a
図８に示すように、この周面チップＡの長手方向の寸法（先端壁２４から後端壁２５に至る長さ）が、係合溝１０の溝長さ（始端部から終端部に至る長さ）より長い寸法に設定されている。また、上壁２２は、底壁２１を基準にした高さが刃部側より後端壁側が低くなる傾斜面に成形され、この傾斜面が逃げ面として機能する。
As shown in FIG. 8, the dimension in the longitudinal direction of the peripheral chip A (the length from the
この周面チップＡを係合溝１０に係合させた状態では、図８に示す如く周面チップＡの先端壁２４が切屑ポケット２の内部に突出し、後端壁２５が開放部４の内部に突出する位置関係となる。後端壁２５が開放部４の内部に突出した状態では、開放部４の内周面のうち後端壁２５に対向する領域と、後端壁２５との間には空間が確保される。図面には示していないが、周面チップＡが係合溝１０に支持される状態では、係合溝１０の切屑ポケット２の側の端部（始端部側の端部）において周面チップＡの上壁２２に最も強く圧接する形態で周面チップＡを係合保持する状態となるように寸法関係が設定され、これにより周面チップＡの姿勢を安定化させている。
In a state where the peripheral surface chip A is engaged with the engaging
特に、この構成によると、係合溝１０のうち開放部４の方向に周面チップＡの端部が突出することになるので、この周面チップＡの端部が係合溝１０の側壁部１２に接触することがなく、工具本体１より硬質の周面チップＡの端部が側壁部１２に接触して係合溝１０の側壁部１２を傷つける不都合がない。
In particular, according to this configuration, since the end portion of the peripheral surface chip A protrudes in the direction of the
係合溝１０に対して周面チップＡが係合する部位を、幅方向に沿う平面で切断した断面を図９に示している。この図面では多少誇張した寸法関係で示したものであるが、周面チップＡの底壁２１の幅Ｗｘが、係合溝１０の溝底部１１の幅Ｗｙより僅かに狭くなる。これにより、係合溝１０の溝底部１１と周面チップＡの底壁２１とは接触するものの、係合溝１０の側壁部１２と周面チップＡの側壁２３とは接触しない場合にあり得る。よって主として係合溝１０の開口縁１３が周面チップＡの側壁２３に接触することにより係合状態が維持される。
FIG. 9 shows a cross section obtained by cutting a portion where the peripheral surface chip A is engaged with the engaging
〔ツール〕
このエンドミルでは、図１２、図１３に示すツール３０を用いた人為操作により周面チップＡを係合溝１０に係合させることが可能である。これとは逆に、ツール３０を用いた人為操作により周面チップＡを係合溝１０から取り外すことも可能である。このツール３０は、全体的にロッド状となる材料を「Ｌ」字状に屈曲した形状であり、長寸となる第１アーム部３１と、これより短寸となる第２アーム部３２とを有すると共に、第１アーム部３１の端部に断面形状が小判型となるカム状の接当部３１Ａが形成され、第２アーム部３２の端部に断面形状が小判型となるカム状の接当部３２Ａとが形成されている。尚、接当部３１Ａと接当部３２Ａとの硬度が工具本体１の硬度より低くすることで、開放部４や凹部５を傷付け難くしている。
〔tool〕
In this end mill, the peripheral surface chip A can be engaged with the
このツール３０を用いて周面チップＡを係合溝１０に係入させる場合には、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、先ず係合溝１０に周面チップＡを挿入する。次に、ツール３０の第１アーム部３１の端部の接当部３１Ａを凹部５に嵌め込み、この接当部３１Ａを周面チップＡの先端壁２４に接当させ、第２アーム部３２を握って操作することにより接当部３１Ａが凹部５において回転して挿入を行える。この操作を行うことにより、接当部３１Ａを刃部２６に接触させることなく、この接当部３１Ａからの押圧力で周面チップＡを係合溝１０の終端部側に沿って移動させ、係合溝１０の開口縁１３が周面チップＡの側壁２３に強く接触する位置まで挿入できるのである。
When the peripheral chip A is engaged with the engaging
このツール３０を用いて周面チップＡを係合溝１０から取り外す場合には、図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、開放部４にツール３０の第２アーム部３２の端部の接当部３２Ａを挿入する。次に、接当部３２Ａを周面チップＡの後端壁２５に接当させ、第１アーム部３１を握って操作することにより接当部３２Ａが開放部４において回転して挿入を行える。この操作を行うことにより、接当部３２Ａからの押圧力で周面チップＡを係合溝１０の始端部側に移動させ、周面チップＡの係合を解除して取り外しが実現するのである。
When the peripheral surface chip A is removed from the
このように長さが異なるアーム部を有したツール３０を用い、周面チップＡを挿入する際には短い第２アーム部３２により軽い操作が可能となり、周面チップＡを取り外す場合には、長い第１アーム部３１により強い操作が可能となる。更に、凹部５における切屑ポケット２の長手方向の寸法より、開放部４における切屑ポケット２の長手方向の寸法が長く設定されているので、接当部３１Ａの寸法を、凹部５には挿入不能で、開放部４には挿入可能な値に設定することで、適正な使用を行えるもとなる。
Using the
〔切削反力の作用〕
このエンドミルで切削を行う際には、工具本体１を回転軸芯Ｘを中心として矢印Ｆの方向に回転させることにより、周面チップＡに作用する切削反力が矢印Ｆと逆向きに作用する。この切削反力は周面チップＡを係合溝１０の終端部の方向に変位させる力として作用するため、周面チップＡは一層強固に係合すことになる。
[Action of cutting reaction force]
When cutting with this end mill, the cutting reaction force acting on the circumferential tip A acts in the direction opposite to the arrow F by rotating the
また、係合溝１０の一対の開口縁１３が、切削反力の作用方向の下流側を先窄まりとなる形状で形成されている。従って、周面チップＡに切削反力が作用した場合には、この切削反力が周面チップＡの側壁２３から開口縁１３に作用し、この開口縁１３から係合溝１０の並び方向に押圧力として作用する。
Further, the pair of opening
前述したように、突出領域１Ｓにおいて、切屑ポケット側の端面で工具本体１の外周側での外端幅Ｗｓが、係合溝１０の始端部側で開口縁幅Ｗｇより小さく設定（Ｗｓ＜Ｗｇ）され、しかも、突出領域１Ｓにおいて、切屑ポケット側の端面で工具本体１の基端側での基端幅Ｗｂが、この突出領域１Ｓの端面側の領域高Ｈｓより小さく設定（Ｗｂ＜Ｈｓ）されている（図６等を参照）。従って、この突出領域１Ｓに対して押圧力が作用した場合には、前述した寸法関係から突出領域１Ｓが、係合溝１０の並び方向に容易に弾性変形する現象を招くものとなり、隣接する周面チップＡを係合溝１０の開口縁１３で強力に挟み込んで挟圧力を作用させるばかりでなく、係合溝１０の溝底部１１に対して周面チップＡを押し付ける圧力も作用させることになり確実な支持を現出するのである。
As described above, in the
前述したように、切削時には周面チップＡに対して作用する切削反力に起因する押圧力が、周面チップＡから横方向（切屑ポケット２の長手方向と平行する方向）に作用することになる。この押圧力が作用した場合には、係合溝１０の側壁部１２から周面チップＡの側壁２３に押圧力が作用することにより、夫々の面の間における圧力と摩擦係数とに起因した摩擦力が発生する。これと同時に、係合溝１０の側壁部１２が傾斜姿勢であることから、この押圧力が周面チップＡの底壁２１を係合溝１０の溝底部１１に押し当てる力も発生し、底壁２１と溝底部１１とが圧接することにより、この部位における圧力と摩擦係数とに起因した摩擦力が発生し、周面チップＡに対して良好な摩擦保持力を作用させ、脱落が防止されるのである。尚、周面チップＡの断面形状が台形である場合における押圧力と摩擦力との説明であるが、例えば、周面チップＡの側壁２３が例えば、鋸歯状断面（図１８を参照）のように複数の傾斜面が形成されている場合にも、この側壁２３と対応する鋸歯状断面の側壁部１２との間で上下方向に作用する圧力に起因して摩擦保持力が発生し、脱落を防止することも可能となる。
As described above, the pressing force resulting from the cutting reaction force acting on the circumferential chip A during cutting acts from the circumferential chip A in the lateral direction (the direction parallel to the longitudinal direction of the chip pocket 2). Become. When this pressing force is applied, the pressing force is applied from the
このように本発明のエンドミルでは、工具本体１の外面に複数の切屑ポケット２を形成し、夫々の切屑ポケット２から切削反力の作用方向に分岐する形態で複数の係合溝１０を形成している。更に、夫々の係合溝１０はアリ溝形状と、切削反力の作用方向に先窄まり形状（楔形状）に形成されているので、夫々の係合溝１０に対して小型の周面チップＡの係合支持を可能にすると共に、ボルト類を用いないものでありながら、脱落し難い状態での支持を実現している。
As described above, in the end mill of the present invention, a plurality of
特に、切削時には周面チップＡに作用する切削反力が、係合溝１０の開口縁１３から隣接する係合溝１０に作用するものであり、係合溝１０が楔形であることから、切削時に一部の周面チップＡに対して切削反力が作用する場合には、切削反力に起因する押圧力が隣接する係合溝１０に支持されている周面チップＡに対して脱落方向に作用するものであるが、前述したように、角度θを適切に設定してあり、しかも、係合溝１０の側壁部１２と周面チップＡの側壁２３との間に作用する摩擦力、及び、係合溝１０の溝底部１１と周面チップＡの底壁２１との間に作用する摩擦力により、その係合溝１０に係合支持されている周面チップＡが確実に保持されるのである。
In particular, the cutting reaction force acting on the peripheral surface chip A during cutting acts on the adjacent engaging
〔別実施の形態〕
本発明は、上記した実施の形態以外に以下のように構成しても良い（この別実施の形態では前記実施の形態と同じ機能を有するものには、前記実施の形態と共通の番号、符号を付している）。
[Another embodiment]
In addition to the above-described embodiment, the present invention may be configured as follows (in this another embodiment, the same function and number as those in the above embodiment are used for those having the same functions as those in the above embodiment). Is attached).
（ａ）図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、周面チップＡを上壁２２の方向から見た形状が、直線状の中心線Ｃを基準として一対の側壁２３が対称となる位置関係で形成されると共に、一対の側壁２３のうち、先端壁２４から後端壁２５に近い部位の主領域Ｐにおいては、後端壁側ほど幅狭に形成され、後端壁２５の近傍の規制領域Ｑでは中心線Ｃと平行となる等幅に形成されている。
(A) As shown in FIGS. 14A and 14B, the shape of the peripheral chip A viewed from the direction of the
このように周面チップＡの形状を設定することにより、周面チップＡを係合溝１０の始端部の方向に移動させる外力が作用する状況でも、規制領域Ｑの側壁２３が係合溝１０の開口縁１３や側壁部１２に接触して抵抗力を作用させることにより脱落が防止されるのである。特に、この別実施形態（ａ）では、規制領域Ｑの側壁２３を中心線Ｃと平行となるように成形していたが、この規制領域Ｑを後端壁側ほど幅広になるように成形することも可能であり、このように成形した場合には一層良好に脱落が防止される。
By setting the shape of the peripheral surface tip A in this way, the
（ｂ）図１５に示すように、周面チップＡの底壁２１のうち、後端壁２５に隣接する部位に底壁２１から突出する突出部２１Ａを形成する。この突出部２１Ａの位置は、周面チップＡを係合溝１０に係合した状態で、開放部４に嵌り込む位置にあることが最良である。また、突出部２１Ａは周面チップＡの全幅に形成するものを想定しているが、円錐状であっても良く、この円錐状に形成されたものを複数設けても良い。更に、突出部２１Ａの突出量は、周面チップＡを係合溝１０に係合させる際において、この突出部２１Ａと溝底部１１との弾性変形により、挿入が可能となる程度に設定すると良い。
(B) As shown in FIG. 15, a protruding
このような構成から、周面チップＡを係合溝１０の始端部の方向に移動させる外力が作用する状況では、突出部２１Ａが係合溝１０の溝底部１１の終端部に接触して抵抗力を作用させることにより脱落が防止される。
With such a configuration, in the situation where an external force that moves the circumferential tip A in the direction of the start end of the
（ｃ）図１６に示すように、係合溝１０の溝底部１１のうち、始端部に規制部１１Ａを突出形成する。この規制部１１Ａは、周面チップＡを係合溝１０に係合した状態で、先端壁２４に接触する位置が最良である。また、規制部１１Ａは溝底部１１の全幅に形成するものを想定しているが、円錐状であっても良く、この円錐状に形成されたものを複数設けても良い。更に、規制部１１Ａの突出量は、周面チップＡを係合溝１０に係合させる際には、この規制部１１Ａと底壁２１との弾性変形により、挿入が可能となる程度に設定すると良い。
(C) As shown in FIG. 16, a restricting
このような構成から、周面チップＡを係合溝１０の始端部の方向に移動させる外力が作用する状況では、規制部１１Ａが先端壁２４の下端に接触して抵抗力を作用させることにより脱落が防止される。
From such a configuration, in a situation where an external force that moves the circumferential tip A in the direction of the start end of the
（ｄ）図１７に示すように、係合溝１０の溝底部１１を、終端部側ほど溝深さが深くなるように緩い傾斜面に形成する。この構成では、係合溝１０に係合する周面チップＡの側壁２３の前端側に対して、係合溝１０の始端部側の開口縁１３が強く接触する。また、係合溝１０に係合する周面チップＡの側壁２３の後端側には係合溝１０の終端部側の開口縁１３が軽く接触する。
(D) As shown in FIG. 17, the
このような構成では、係合溝１０が楔を抜け止め状態で支持する空間と同様に機能し、周面チップＡの抜け止めが実現する。尚、この係合溝１０の溝底部１１と開口縁１３とのうち始端部の領域を周面チップＡに圧接させた係合支持も実現する。
In such a configuration, the
（ｅ）図１８に示すように、係合溝１０の側壁部１２を鋸歯状断面となるように成形することで、係合溝１０を複数のアリ溝を重ね合わせた構造に形成する。このように構成することで、周面チップＡが回転軸芯Ｘから離間する方向への変位を強力に阻止して確実な支持を現出する。
(E) As shown in FIG. 18, the
（ｆ）図１９に示すように、切屑ポケット２の内部で係合溝１０の始端部に隣接する位置にバネ材で成るストッパー４０を備える。ストッパー４０は、切屑ポケット２の長手方向に収容される帯状であり、ビス等で切屑ポケット２の内面に固定されている。このストッパー４０では、係合溝１０に対応する位置に接当片４１が形成されている。
(F) As shown in FIG. 19, a
このような構成から、係合溝１０に周面チップＡを係合させる際には、図１９（ａ）に示すように、周面チップＡが接触することでストッパー４０を弾性変形させる形態での係合が実現する。また、係合溝１０に係合させた後には図１９（ｂ）に示すように、周面チップＡを係合溝１０の始端部の方向に移動させる外力が作用する状況では、接当片４１が周面チップＡの先端壁２４に接触して移動阻止方向に力を作用させ脱落が防止される。
With such a configuration, when the peripheral surface chip A is engaged with the engaging
（ｇ）図２０に示すように、切屑ポケット２を回転軸芯Ｘと平行する直線状に形成する。このように切屑ポケット２を直線状に形成することにより、切屑ポケット２を形成する加工が容易に行える。
(G) As shown in FIG. 20, the
（ｈ）図２１に示すように、開放部４を、切屑ポケット２と平行姿勢で切屑ポケット２と同数設ける。つまり、前述した実施の形態では係合溝１０と等しい数の開放部４を形成していたが、この別実施形態では、切屑ポケット２と平行する姿勢で、切屑ポケット２と等しい数で溝状となる開放部４を形成している。この構成により、開放部４を形成する加工が単純化する。
(H) As shown in FIG. 21, the same number of the opening
（ｉ）図２２（ａ）、（ｂ）に示すように、底壁２１側と、上壁２２との同じ側の端部に刃部２６を形成し、これと逆の位置に後端壁２５を形成し、側壁２３の上下位置の中央部が最も突出するように周面チップＡの形状を設定する。また、係合溝１０の側壁部１２を周面チップＡの側壁２３の傾斜に沿う角度に設定することで、この係合溝１０の断面形状を台形に形成する。尚、この係合溝１０の断面形状は台形に限るものではなく、周面チップＡの断面形状（図２２（ａ）に近似する形状）であっても良い。
(I) As shown in FIGS. 22 (a) and 22 (b), a
このように構成することにより、図２２（ｂ）に示す如く、係合溝１０に対して周面チップＡを係合させた状態では上壁２２の端部に形成された刃部２６によって切削が可能となる。また、長期に渡る使用により切れ味が低下した場合には周面チップＡを取り外し、この周面チップＡの底壁２１を上側にして係合溝１０に係合させることにより底壁２１の端部に形成された刃部２６による良好な切削が可能となる。この別実施の形態の係合溝１０と周面チップＡとは、実施の形態で説明したものと同様に、切削反力の作用方向に先窄まり形状（楔形状）に形成されている。
With this configuration, as shown in FIG. 22B, cutting is performed by the
（ｊ）図２３（ａ）、（ｂ）に示すように、底壁２１と、上壁２２との同じ側の端部に刃部２６を形成し、これと逆の位置に後端壁２５を形成すると共に、側壁２３に複数の突出部２３Ａと、複数の凹入部２３Ｂとを形成することで断面形状が鋸歯状となるように周面チップＡの形状を設定する。また、係合溝１０の側壁部１２を周面チップＡの側壁２３の形状にＡを対応させて複数の溝状部分を形成する断面形状を鋸歯状に設定する。このような形状から、係合溝１０に周面チップＡが係合した状態では、図２３（ａ）に示す如く、係合溝１０の溝底部１１に、周面チップＡの底壁２１が接触すると同時に、突出部２３Ａが側壁部１２の溝状部分に接触する状態に達する。
(J) As shown in FIGS. 23 (a) and 23 (b), a
このように構成することにより、図２３（ｂ）に示す如く、係合溝１０に対して周面チップＡを係合させた状態では上壁２２の端部に形成された刃部２６によって切削が可能となる。また、長期に渡る使用により切れ味が低下した場合には周面チップＡを取り外し、この周面チップＡの底壁２１を上側にして係合溝１０に係合させることにより底壁２１の端部に形成された刃部２６による良好な切削が可能となる。この別実施の形態の合溝１０と周面チップＡとは、実施の形態で説明したものと同様に、切削反力の作用方向に先窄まり形状（楔形状）に形成されている。
With this configuration, as shown in FIG. 23B, cutting is performed by the
本発明は、エンドミル以外の切削工具に利用することができる。 The present invention can be used for cutting tools other than end mills.
１ 工具本体
１Ｓ 突出領域
２ 切屑ポケット
４ 開放部
５ 凹部
１０ 係合溝
１３ 開口縁
Ａ 切削用チップ（周面チップ）
Ｗｇ 溝幅（開口縁幅）
Ｗｓ 幅（外端幅）
Ｗｂ 幅（基端幅）
Ｈｓ 高さ（領域高）
Ｘ 回転軸芯
DESCRIPTION OF
Wg Groove width (opening edge width)
Ws width (outer edge width)
Wb width (base width)
Hs height (area height)
X rotation axis
Claims (8)
前記工具本体の外周に対して、この工具本体の先端から基端側に亘って溝状の切屑ポケットが形成され、この切屑ポケットから切削反力の作用方向に分岐する前記係合溝が複数形成され、
前記係合溝が、開口縁の溝幅より溝底側の溝幅が広くなる溝形状を有し、かつ、前記開口縁の溝幅が、前記切削反力の作用方向の下流側ほど幅狭となる先窄まり形状を有している切削工具。 A cutting tool comprising a cutting tool fitted into the engagement groove of the rod-shaped tool body, and cutting by rotating around the rotation axis,
On the outer periphery of the tool body, a groove-shaped chip pocket is formed from the tip end to the base end side of the tool body, and a plurality of the engagement grooves branching from the chip pocket in the acting direction of the cutting reaction force are formed. And
The engaging groove has a groove shape in which the groove width on the groove bottom side is wider than the groove width of the opening edge, and the groove width of the opening edge is narrower toward the downstream side in the direction of action of the cutting reaction force. A cutting tool having a tapered shape.
Priority Applications (1)
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| JP2009169249A JP2011020235A (en) | 2009-07-17 | 2009-07-17 | Cutting tool |
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