JP4069603B2

JP4069603B2 - チップホルダおよびそれを用いた切削工具

Info

Publication number: JP4069603B2
Application number: JP2001294754A
Authority: JP
Inventors: 歩鳥本
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2001-09-26
Filing date: 2001-09-26
Publication date: 2008-04-02
Anticipated expiration: 2021-09-26
Also published as: JP2003094209A

Description

【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とそれを用いた切削工具に関し、特に表面に導体回路を有する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表面の所定位置に、導電膜からなるセンサ回路を設け、このセンサ回路の両端に一対の接続端子を設け、この一対の接続端子の一方を外部配線に接続するとともに、他方をチップを固定するチップホルダの内部に形成された配線ラインに接続し、この配線ラインの端部をチップホルダからもう一つの外部配線に取り出し、さらにこの外部配線を信号検知部に接続することにより、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開示されている。
【０００３】
また、この公報によれば、チップホルダは四角柱状のシャンクの先端にチップを固定するためのポケットを形成した形状からなり、かつこのホルダの内部に形成した配線ラインの取り出し部をシャンクの後端面および側端面に突出した状態で配線ラインを設けて取り出して外部配線に接続するものであった。
【０００４】
また、このチップホルダは四角柱等の多角柱状の形状からなるが、通常その後端面および／または側面が刃物台に固定されて保持される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平９−３８８４６号公報のチップホルダでは、ホルダから配線ラインと外部配線との接続部が突出するために、外部配線の引き回しの自由度やホルダの固定可能な面が制限されてしまい、配線がねじれたり屈折して場合によっては配線が断線したり、ホルダの固定が不十分となる恐れがあった。
【０００６】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、その目的はシャンク内の配線ラインをホルダの固定や動作に支障をきたすことなく容易に取り出すことができ、容易かつ確実にスローアウェイチップを保持することのできる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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係るチップホルダでは、複数の周面のうち少なくとも１つの周面が刃物台に拘束されて前記刃物台に取り付けられる支持部と、該支持部の先端にスローアウェイチップを固定するポケットが形成される切削部と、を備えた角柱状のシャンクと、前記ポケットに設けられるとともに、前記スローアウェイチップに電気的に接続される一対のプローブと、前記プローブおよび前記シャンク外に配置された検出器と電気的に接続されるとともに、前記シャンク内に少なくとも一部が配設されかつ前記支持部からシャンク外に引き出される導体と、を有したチップホルダであって、前記シャンクの支持部に該支持部の後端から前記支持部の複数の周面のうち少なくとも１つの周面にかけて開口するよう形成された切り欠き部を有し、前記導体が、前記検出器に接続されるよう、前記シャンクの支持部から前記切り欠き部を通り、該切り欠き部から前記シャンク外に引き出されることを特徴とする。
上記チップホルダでは、前記切り欠き部が、前記支持部の複数の周面のうち前記刃物台との非拘束面となる周面にかけて開口することが望ましい。
上記チップホルダでは、前記切り欠き部が、前記支持部の複数の周面のうち隣接する２つの周面にかけて開口するよう形成されたことが望ましい。
【０００８】
上記チップホルダでは、前記ポケットが前記切削部の前端の上周面および前周面にわたって開口するとともに、前記切り欠き部が前記支持部の後端の下周面および前周面にわたって開口することが望ましい。
【０００９】
また、上記チップホルダでは、前記切り欠き部とプローブとの間にこのシャンク内を貫通する貫通孔を形成するとともに、該貫通孔内に前記導体を通すことが望ましい。
【００１０】
請求項６に係る切削工具では、上記チップホルダのポケットに、表面に導体回路を有する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。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に基づき詳細に説明する。
図１は、本発明のチップホルダの一例を示す分解視図であり、１はチップホルダ、２は刃物台、３はシャンク、４はスローアウェイチップ、５はポケット、６は導体回路、１４は切り欠き部である。
【００１２】
チップホルダ１は刃物台２の側面に固定された四角柱状のシャンク３の先端に、スローアウェイチップ４を固定するためのポケット５が形成されてなる。なお、本発明においては、チップ４の主面が固定される周面を上周面３ｂ、この上周面３ｂと対向する周面を下周面、チップ４の側面が開口する面を前周面３ｃと称す。また、シャンク３のうち、刃物台に拘束される部分を支持部と、該支持部の先端に位置しポケット５が形成される部分を切削部と称す。
【００１３】
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点でシャンク３の先端３ａから２つの周面３ｂ、３ｃにかけて開口する切り欠きをなしている。スローアウェイチップ４の表面にはセンサ回路となる導体回路６が引き回されて、チップ４の底面５ａには一対の接続端子（不図示）が形成されている。
【００１４】
なお、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。
【００１５】
また、ポケット５の底面５ａにはスローアウェイチップ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超硬合金等の高硬度材質からなるシート７が配設され、シート７内には上面から下面にかけて貫通するプローブ孔８が形成されている。
【００１６】
そして、本発明によれば、プローブ孔８の内部には正極および負極をなす一対のプローブ１０ａ、１０ｂがシート７の上面から突出した状態で配設され、プローブ１０ａ、１０ｂはチップホルダ１内に引き回された一対の配線ライン１２ａ、１２ｂと接続されて、配線ライン１２ａ−プローブ１０ａ−スローアウェイチップ４内の導体回路６−プローブ１０ｂ−配線ライン１２ｂと経由する回路が形成される。
さらに、チップホルダ１内に引き回された一対の配線ライン１２ａ、１２ｂは、チップホルダ１外に位置する外部配線１６と各々接続されており、チップホルダ１外に配置された検出器１１に接続される。
このように一対の接続端子（一対のプローブ）１０とチップホルダ１外の検出器１１とを電気的に接続する配線であって、配線ライン１２と外部配線１６とからなる配線を導体と称す。
【００１７】
本発明によれば、配線ライン１２（１２ａ、１２ｂ）のプローブ１０（１０ａ、１０ｂ）と接続される端部とは反対の端部をシャンク３から引き出すに際して、シャンク３に後端から周面にかけて開口する切り欠き部１４を設け、この切り欠き部１４に配線ライン１２（１２ａ、１２ｂ）の取り出し部１５を形成したことが大きな特徴である。これによって、シャンク３内の配線ライン１２（１２ａ、１２ｂ）をホルダ１の固定や動作に支障をきたすことなく容易に取り出すことができ、容易かつ確実にホルダ１を固定して保持し、取り出し部１５で配線ライン１２（１２ａ、１２ｂ）と接続される外部配線１６を容易に引き回すことができる。
【００１８】
なお、図１によれば、切り欠き部１４はより容易に形成できる点で、シャンク３の後端から隣接する２つの周面にかけて開口しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、後端から１つの周面にかけて開口するもの、後端から対向する（隣接しない）２つの周面にかけて開口するもの、または後端から３つの周面にかけて開口するものであってもよい。さらに、一対の外部配線１６は抵抗測定器等の検出器１１に接続される。
【００１９】
また、図１によれば、切り欠き部１４が（ポケット５の開口側面と同じ側面に）刃物台２の非拘束面側に開口しており、これによってホルダ１の刃物台２への取り付け、容易かつ確実に固定できるとともに、取り出し部１５が引き出される外部配線１６を無理に変形等させることなく、容易に引き回すことができる。
【００２０】
さらに、シャンク３内の配線ライン１２（１２ａ、１２ｂ）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１０（１０ａ、１０ｂ）および切り欠き部１４間を接続する貫通孔２０内に一対の配線ライン１２ａ、１２ｂを通したものであることが配線ライン１２（１２ａ、１２ｂ）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。
【００２１】
一対のプローブ１０（１０ａ、１０ｂ）は、図２に示すように、例えばシリコン樹脂等の耐熱・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嵌め込まれ、図１に示すホルダ１のポケット５底面に形成されたプローブ溝９およびシート７のプローブ孔８内に嵌合される。なお、チップポケット底面５ａに形成されたねじ孔１８の内壁にはネジ溝が形成され、シート７の上部から貫通孔１９に挿入されたネジ２１がねじ孔１８に螺合されてシート７が固定される。
【００２２】
また、図１によれば、スローアウェイチップ４の上面は押さえ金具２２で固定されるが、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。
【００２３】
さらに、本発明によれば、スローアウェイチップ４に形成する導体回路６の接続端子を上面（ポケット５の底面５ａとの接触面とは反対の面）に形成するとともに、クランプ２２の先端にプローブを形成して接続するものであってもよく、また導体回路６の接続端子をチップ４の側面に形成するとともに、プローブ１０をチップポケット５の側壁に設けたものであってもよい。
【００２４】
また、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スローアウェイチップ４のコーナー部３５の寿命を検知することができる。
【００２５】
そして、上述したホルダ１にスローアウェイチップ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スローアウェイチップ４を被削材の側面に当接させながら、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。
【００２６】
さらに、本発明によれば、検出器で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、無人でホルダ１またはスローアウェイチップ４の交換が可能となる。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように、請求項１に係るチップホルダによれば、複数の周面のうち少なくとも１つの周面が刃物台に拘束されて刃物台に取り付けられる支持部と、該支持部の先端にスローアウェイチップを固定するポケットが形成される切削部と、を備えた角柱状のシャンクと、ポケットに設けられるとともに、スローアウェイチップに電気的に接続される一対のプローブと、プローブおよびシャンク外に配置された検出器と電気的に接続されるとともに、シャンク内に少なくとも一部が配設されかつ支持部からシャンク外に引き出される導体と、を有したチップホルダであって、シャンクの支持部に該支持部の後端から支持部の複数の周面のうち少なくとも１つの周面にかけて開口するよう形成された切り欠き部を有し、導体が、検出器に接続されるよう、シャンクの支持部から切り欠き部を通り、該切り欠き部からシャンク外に引き出されることから、シャンク外に位置する外部配線がチップホルダの固定や動作を妨げることなく、容易かつ確実にチップホルダの固定及び動作が可能となる。
【００２８】
また、請求項６に係る切削工具によれば、チップホルダのポケットに、表面に導体回路を有するスローアウェイチップを取り付けてなることから、配線ラインの取り出し部およびこの取り出し部に接続される外部配線がチップホルダの固定や動作を妨げることなく、容易かつ確実に切削工具の固定及び動作が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のチップホルダの一例を示す分解斜視図である。
【図２】本発明のチップホルダのプローブ部分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（以下単にチップと略す。）、５：ポケット、５ａ：底面、６：導体回路、７：シート、８：第１の貫通孔（プローブ孔）、９：プローブ溝、１０：プローブ、１１：検出器、１２：配線ライン、１３：配線回路、１４：切り欠き部、１５：取り出し部、１６：外部配線、１７：プローブ固定部材、１８：ねじ孔、１９：第２の貫通孔、２１：ネジ、２２：クランプ、３５：コーナー部、３７：センサライン

Claims

複数の周面のうち少なくとも１つの周面が刃物台に拘束されて前記刃物台に取り付けられる支持部と、該支持部の先端にスローアウェイチップを固定するポケットが形成される切削部と、を備えた角柱状のシャンクと、
前記ポケットに設けられるとともに、前記スローアウェイチップに電気的に接続される一対のプローブと、
前記プローブおよび前記シャンク外に配置された検出器と電気的に接続されるとともに、前記シャンク内に少なくとも一部が配設されかつ前記支持部からシャンク外に引き出される導体と、を有したチップホルダであって、
前記シャンクの支持部に該支持部の後端から前記支持部の複数の周面のうち少なくとも１つの周面にかけて開口するよう形成された切り欠き部を有し、
前記導体が、前記検出器に接続されるよう、前記シャンクの支持部から前記切り欠き部を通り、該切り欠き部から前記シャンク外に引き出されるチップホルダ。
前記切り欠き部が、前記支持部の複数の周面のうち前記刃物台との非拘束面となる周面にかけて開口するよう形成された請求項１記載のチップホルダ。
前記切り欠き部が、前記支持部の複数の周面のうち隣接する２つの周面にかけて開口するよう形成された請求項１または２記載のチップホルダ。
前記ポケットが前記切削部の前端の上周面および前周面にわたって開口するとともに、前記切り欠き部が前記支持部の後端の下周面および前周面にわたって開口することを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれかに記載のチップホルダ。
前記切り欠き部とプローブとの間にこのシャンク内を貫通する貫通孔を形成するとともに、該貫通孔内に前記導体を通すことを特徴とする請求項１乃至請求項４いずれかに記載のチップホルダ。
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のチップホルダのポケットに、表面に導体回路を有する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。