JP3525349B2

JP3525349B2 - 切削工具用ホルダー

Info

Publication number: JP3525349B2
Application number: JP07135594A
Authority: JP
Inventors: 達也日比; 信白井; 勇尾頭
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Priority date: 1994-03-14
Filing date: 1994-03-14
Publication date: 2004-05-10
Anticipated expiration: 2019-05-10
Also published as: JPH07251302A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、旋削や転削などに使用
されるチップとくにスローアウェイチップ（以下、単に
チップともいう）を着脱可能に装着する切削工具用ホル
ダー（以下、単にホルダーともいう）に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のホルダーにチップを装着（クラ
ンプ）する場合には、チップをその下面と側面（逃げ面
側）がそれぞれホルダーにおけるチップ座の底面と壁面
に拘束されるように、ネジ部材などのクランプ手段で締
め付けている。この際、ホルダーにおけるチップ座の底
面と壁面との間の隅（以下、チップ座の隅角若しくは単
に隅角ともいう）に、チップの下面と側面とが交差する
角（以下、チップの角若しくは単に角ともいう）が当た
ると安定した装着が確保されない。このため、チップ座
の隅角は、従来、次のように形成されていた。

【０００３】すなわち、装着されるチップが、図１１に
示したように、刃先に逃げ角のあるポジタイプのチップ
２１を装着する場合には、チップ座９２の隅角９８の角
度θをチップ２１の角２４の角度とほぼ同じで、加工
（成形）可能の範囲でシャープに仕上げていた。また、
図１２に示したように、チップ座１０２の隅角１０８に
対するチップ２１の角２４の当接を確実に防止するため
に、隅角１０８の近房の壁面を垂直にカットし積極的に
逃げ１０４ａを形成し、若干の空隙が保持されるように
肉ぬすみしたものも知られている。そして、図１３に示
したように、刃先の逃げ角ないネガタイプのチップ３１
を装着するホルダーにおいては、チップ座１１２の底面
と壁面の交差する隅角１１８を略直角として可及的にシ
ャープに仕上げていた。なお、チップ座の隅角の角度
は、チップのポジ、ネガにかかわらず、実際にはチップ
の角の角度より１度ほど小さくして製作されていた。こ
のように従来は装着するチップのポジ、ネガといった種
類にかかわらず、またチップの角の角度に関わらず、そ
の角がチップ座の隅角に当たらないようにするために、
チップ座の隅角をとがった状態に形成していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、こうした従来
のホルダーのチップ座にチップをクランプして切削する
場合には次のような問題があった。すなわち、切削過程
では、チップの刃先が受ける力（切削抵抗）は、チップ
の下面と側面を介してチップ座の底面と壁面に作用し、
その隅角を押し広げる方向に作用する。このため、切削
抵抗の極めて大きい加工や、刃当たりが断続的となるよ
うな重切削をする場合には、図１４に示すホルダー９１
のチップ座９２の隅角９８，９９に極めて大きな応力集
中が生じ、その部位から亀裂（割れ）Ｋが入り易く、短
時（期）間でホルダー９１を破断（損）させてしまうと
いった問題があった。この問題は、底面９３と壁面９
４，９５の交差する隅角９８，９９の角度が小さいほ
ど、また隅角９８，９９がシャープなほど発生しやす
い。そして、これらのことは、単に、ホルダーの損傷に
止まらず、加工途中における切れ味低下の一因となり、
仕上げ面精度を低下させることともなる。しかも、こう
した場合にはその都度、加工を中断して段取りをし直す
必要があり、作業効率を低下させることにもなる。本発
明は、こうした従来のホルダーのもつ問題点を解消する
ことをその目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、本発明に係る請求項１に記載の切削工具用ホル
ダーは、チップ座の底面と壁面との間の隅角に面取を施
し、該面取が、前記隅角に沿う方向に直角の面で切った
場合の断面において、前記底面と前記壁面とに接する半
径０．１５ｍｍの円弧より大きい凹状の丸みであること
を特徴とする。そして、本発明に係る請求項２に記載の
切削工具用ホルダーは、チップ座の底面と壁面との間の
隅角に面取を施し、該面取が、前記隅角に沿う方向に直
角の面で切った場合の断面において、４５度面取でＣ
０．１５ｍｍより大きくかつ前記底面に対して３５度な
いし５５度の範囲でほぼ直線状の傾斜をなすことを特徴
とする。

【０００６】

【作用】上記の手段により、チップ座の底面と壁面との
間の隅角に面取が施されているので、この面取がない場
合に比べ、切削時において隅角に発生する応力集中を低
減することができる。したがって、その分、ホルダーの
亀裂や破損の発生を未然に防止するのに有効である。

【０００７】

【実施例】本発明に係るホルダーを具体化した実施例に
ついて図１ないし図４を参照して詳細に説明する。図
中、１は、ホルダーであって、本例では超硬チップ（２
枚刃）２１を装着するよう形成されたエンドミル用のも
のである。チップ座２は、図１に示したように、略長方
形で凹設され、チップの下面を拘束する平坦な底面３と
その底面３から立ち上がる２つの壁面４，５からなって
いる。ただし本例では、装着されるチップ２１が長方形
ポジタイプのものであり、壁面４，５はそれぞれ底面３
に対して所定角度（本例では１００度）でもって交差す
るよう形成されている。また、チップ座２を平面視した
場合の隅には、チップの切刃のコーナーの逃げ６が凹設
されている。なお、壁面４，５の高さは、チップの側面
の高さ（厚さ）よりやや小さく設定されている。なお底
面３の略中央にはチップ固定用のネジ孔７が貫設されて
いる。

【０００８】さて、本例では、チップ座２の底面３と壁
面４，５との間の交差する隅角８，９には、それぞれの
隅角８，９に沿う方向に直角の面で切った場合の断面に
おいて、底面３と壁面４，５とにほぼ接する所定の半径
の凹状の丸みがそれぞれの隅角８，９に沿って付されて
いる。これにより、本例では、隅角８，９の全体に沿い
略三角柱状をなす隅肉８ａ，９ａが形成されている。た
だし本例では、その丸みの半径の大きさはＲ０．４ｍｍ
に設定されている。なお、この面取半径は、概ねＲ０．
４ｍｍ±０．０２ｍｍの範囲にあった。

【０００９】しかして、図２、図３に示したように、こ
のホルダー１に、下面２２と側面２３との交差する角２
４に所定のＣ面取のされたチップ２１、つまりチップ座
２の隅角（隅肉）８，９に当接しない大きさの面取（本
例ではＣ０．５ｍｍ）の施された長方形ポジタイプのチ
ップをねじ部材Ｎの締め付けにより装着した場合には、
チップ２１の角２４はチップ座２の隅角８，９に当接し
ない（図３および図４参照）。そこで、このもので、実
際に加工し、亀裂ないし破断（損）の発生状況をチップ
座の隅角に積極的には面取を施していない点のみ条件が
相違する比較例（隅角の仕上精度、実測値Ｒ０．１以下
のもの）と比較した。ただし、ホルダー１の材質はＳＣ
Ｍ４３５であり、チップ装着時の刃径が１４ｍｍで、チ
ップ座２の壁面４，５の高さは１．８８ｍｍである。ま
た、チップ２１はその側面２３の高さ（厚さ）が、２．
１８ｍｍであり、かつ下面２２と側面２３とのなす角度
は１０１度である。なおこの試験では、歯車（材質ＳＣ
ｒ４２０，ＨＢ１８０，歯数４０）の歯面の面取加工と
し、加工条件は、切削速度７０ｍ／ｍｉｎ、切り込み約
３ｍｍ×３ｍｍ×３ｍｍ（最大時）、軸方向の送り０．
２５ｍｍ／刃（１刃当たり０．２５ｍｍ軸方向送り）で
ある。

【００１０】結果は、本実施例のものでは、加工歯数が
１０００万経過後においてもホルダー１に破断等の異状
はみられなかったが、比較例は、加工歯数が約２０万経
過時でそのチップ座の部位が破断した。この結果からも
実証されるが、本例のものにおいては切削時におけるチ
ップ座２の隅角８，９に発生する応力集中を格段に低減
できることが解る。

【００１１】なお、面取を凹状の丸みとした場合におい
て、その面取（曲率半径Ｒ）の大きさを適宜の値とし、
前記と同じ加工をして耐久性を試験した。結果は、曲率
半径Ｒにより、表１に示した通りである。ただし、その
円弧は、いずれも底面と壁面とにほぼ接するものとし
た。

【表１】この結果から、比較例のように積極的に面取を施さなか
ったために、隅角の仕上精度（とがり具合）がＲ０．１
ｍｍ以下のものの場合に比べ、積極的に丸みを付けたと
きは、それがＲ０．１５ｍｍのときでも耐久性が２倍以
上に向上していることが解る。とりわけ、Ｒ０．２ｍｍ
のときには、比較例に比べ耐久性が３０倍以上と格段に
向上した。これらのことより、面取を凹状の丸みとする
場合には、製造上の点からもＲ０．１５ｍｍより大きい
丸みとするのが好ましい。なお、応力集中の低減のため
には、この面取（円弧の半径）は、大きいほど効果的で
あるが、チップの装着時の安定性、つまりチップの弛緩
防止のため、チップのサイズ若しくはチップ座の壁面の
高さなどにもよるが、チップ座の壁面の高さの７５％
（３／４）より小さい範囲の間で設定するとよい。な
お、円弧はなるべく、本例のように底面３と壁面４，５
とに接するようにするのが好ましい。

【００１２】一方、図５に示したように、前例に対し
て、チップ座の隅角１８の面取を凹状の丸み（円弧状）
に代えて直線状の４５度傾斜（４５度面取）に形成した
点のみが異なるものの耐久性については、その隅角の面
取（Ｃ）の大きさにより、表２に示したような結果であ
った。なお面取角は、４５度±１０度の範囲にあった。
本例では、チップ座の底面３と壁面４，壁面５（図示せ
ず）との間の交差する隅角１８に沿う方向に直角の面で
切った場合の断面において、略４５度の面取をなす直線
状の傾斜が、隅角全体に沿って付されている結果、それ
に沿い三角柱状をなす隅肉が形成されている。比較例
は、前と同様に積極的には面取を施さなかったものであ
って、その隅角は実測値Ｃ０．１ｍｍ以下とみなせるも
のである。

【表２】

【００１３】この結果から、比較例のように積極的に面
取を施さなかったために、隅角のとがり具合がＣ０．１
ｍｍ以下のものの場合に比べ、積極的に面取を付けたと
きは、それがＣ０．１５ｍｍのときでも耐久性が２倍以
上に向上していることが解る。とりわけ、Ｃ０．２ｍｍ
のときには、比較例に比べ耐久性が３０倍以上と格段に
向上した。これより、４５度面取の場合には、Ｃ０．１
５ｍｍより大きくするのが好ましい。なお、前記したの
と同じ理由から、この半径は、チップ座の壁面の高さの
７５％（３／４）より小さい範囲の間で設定するとよ
い。なお、隅角に付す面取（傾斜）の角度θはなるべく
４５度に近付けるのが好ましいが、底面に対し３５〜５
５度の範囲、つまり±１０度の許容差を付与するのが製
造上適当である。

【００１４】上記においては、ポジタイプのチップを装
着するチップ座のため、その底面と壁面との交差する隅
角の角度が１００度の場合で説明したが、本発明におい
ては、この角度が８９〜９０度で、ネガタイプのチップ
を装着するホルダーにおいても同様に適用できる。ただ
し、その場合には、角度が小さい分、応力集中が生じや
すいので、面取（凹状の丸み又は直線状の傾斜）をなる
べく大きくとるとよい。

【００１５】図６、図７は、ともにネガタイプのチップ
３１用の実施例であり、図６はチップ座の底面４３と壁
面４４との間の隅角４８に凹状の丸みを設けた実施例で
あり、また、図７は、底面５３と壁面５４との間の隅角
５８に直線状の傾斜を設けた実施例である。ただし、装
着するチップ３１は、その角が隅角に当接しないように
適宜の面取がされている。

【００１６】なお、本発明において面取は、多少の性能
の低下はあるものの次のようにして施すこともできる。
すなわち、図８ないし１０に例示したように、チップ座
の隅角において、その近房の底面若しくは壁面又はその
両面が隅角の奥に入り込む形で面取を施すこともでき
る。このようにすれば、チップの角に格別面取を施さな
くとも装着することが可能となる。図８は、ポジタイプ
のチップ２１を装着する場合で、壁面６４の隅角６８の
近房の部位が底面６３に対して直角にカットされて逃げ
６４ａが形成されており、その逃げ６４ａの面と底面６
３との交差する隅に面取（凹状の丸み）を施した実施例
である。また、図９は、ポジタイプのチップ２１を装着
する場合で、壁面７４の隅角７８の近房の部位が底面７
３に対して直角にカットされて逃げ７４ａが形成されて
おり、その逃げ７４ａの面と底面７３との交差する隅
に、隅角７８の近房の底面７３を若干削り取るようにし
て凹状の丸みをなす面取を施した実施例である。図１０
は、図８における丸みを直線状の傾斜とした実施例で、
ポジタイプのチップ２１を装着する場合で、壁面８４の
隅角８８の近房の部位が底面８３に対して直角にカット
されて逃げ８４ａが形成されており、その逃げ８４ａの
面と底面８３との交差する隅に４５度面取を施した実施
例である。なお、これらのものは、ポジタイプのチップ
を装着するものだけでなく、ネガタイプのチップを装着
するものにおいても適用できる。

【００１７】上記実施例では、チップが長方形の２コー
ナー仕様としたもので例示したが、本発明はこれらに限
定されるものではなく、加工形態に応じて菱形チップ、
三角チップ、あるいは円形チップなど適宜のチップを装
着するチップ座を備えたホルダーにおいて具体化するこ
とができる。また、前例では、チップをその中央に設け
たねじ孔にねじ部材を捩じ込むことでクランプしたもの
において具体化したが、押え金を介してねじ締めするク
ランプ方式のホルダーにも適用できる。さらに上記実施
例では、エンドミルにおいて具体化した場合を例示した
が、本発明は、ボーリングバーや旋削用のバイト（ホル
ダー）など、広く切削工具用ホルダーに適用できる。

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、チップ座の底面と壁面
との間の隅角に積極的に面取が施されているので、その
分、切削時において隅角に発生する応力集中を低減でき
るから、チップ座の隅角から発生する亀裂の発生が有効
に防止され、ホルダーの破断（破損）防止が図れる。こ
の結果、仕上げ面精度の向上や作業効率の向上も期待さ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る切削工具用ホルダーを具体化した
実施例を示す要部の斜視図およびその部分拡大図。

【図２】図１に示した切削工具用ホルダーにチップを装
着した状態の正面図および部分拡大図。

【図３】図１に示した切削工具用ホルダーにチップを装
着した状態をホルダーの先端から見た図および部分拡大
図。

【図４】図２におけるＡ−Ａ断面およびＢ−Ｂ断面共通
の部分拡大断面図（隅角に沿う方向に直角の面で切った
場合の部分断面）。

【図５】図４における隅角を４５度面取とした実施例の
部分断面図。

【図６】ネガタイプのチップを装着するチップ座におい
て本発明を具体化した実施例の説明図であって、隅角に
沿う方向に直角の面で切った場合の部分断面図。

【図７】図６における隅角を４５度面取とした実施例の
部分断面図。

【図８】ポジタイプのチップを装着するチップ座におけ
る隅角の別の実施例の説明図であって、隅角に沿う方向
に直角の面で切った場合の部分断面図。

【図９】図８の変形例で、隅角に沿う方向に直角の面で
切った場合の部分断面図。

【図１０】図８の別の変形例で、隅角に沿う方向に直角
の面で切った場合の部分断面図。

【図１１】従来のチップ座にポジタイプのチップを装着
した状態を説明する、隅角に沿う方向に直角の面で切っ
た場合の部分断面図。

【図１２】従来の別のチップ座にポジタイプのチップを
装着した状態を説明する、隅角に沿う方向に直角の面で
切った場合の部分断面図。

【図１３】従来のチップ座にネガタイプのチップを装着
した状態を説明する、隅角に沿う方向に直角の面で切っ
た場合の部分断面図。

【図１４】従来の切削工具用ホルダーの一例を説明する
要部の斜視図およびその部分拡大図。

【符号の説明】

１ホルダー２チップ座３，４３，５３，６３，７３，８３底面４，５，４４，５４，６４，７４，８４壁面８，９，１８，４８，５８，６８，７８，８８隅角

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献実開平５−70820（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】チップ座の底面と壁面との間の隅角に面
取を施し、該面取が、前記隅角に沿う方向に直角の面で
切った場合の断面において、前記底面と前記壁面とに接
する半径０．１５ｍｍの円弧より大きい凹状の丸みであ
ることを特徴とする切削工具用ホルダー。
【請求項２】チップ座の底面と壁面との間の隅角に面
取を施し、該面取が、前記隅角に沿う方向に直角の面で
切った場合の断面において、４５度面取でＣ０．１５ｍ
ｍより大きくかつ前記底面に対して３５度ないし５５度
の範囲でほぼ直線状の傾斜をなすことを特徴とする切削
工具用ホルダー。