JP4127328B2

JP4127328B2 - クランクシャフト加工用カッタ

Info

Publication number: JP4127328B2
Application number: JP10364098A
Authority: JP
Inventors: 義昭袴田
Original assignee: Tungaloy Corp
Current assignee: Tungaloy Corp
Priority date: 1998-03-31
Filing date: 1998-03-31
Publication date: 2008-07-30
Anticipated expiration: 2018-03-31
Also published as: JPH11277321A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、粗刃チップと仕上刃チップとによって切刃が構成されるクランクシャフト加工用カッタにおけるスローアウェイチップ着座部の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車エンジンなどの主要な構成部品であるクランクシャフトを製造する工程の一つに、ピンジャーナル両端部の側面加工およびこれと繋がって一般にアンダーカットと称される浅溝加工の工程がある。従来、当該部分の機械加工は、クランクシャフトミラーを使用してピンジャーナル側面部をフライス加工する工程と、引き続き旋削により仕上げ加工と溝加工を行う工程の二工程に分けて行われてきた。しかしながら、旋削加工は、位相の異なるピンジャーナルの割出し作業が煩らわしく、また工程が二工程に分かれるために機械装置，設置場所，操作人員などが余計に必要となる。そこで、これらを集約して加工能率を高めたいという要求が生まれた。
【０００３】
このような要求を満足させる比較的新しい技術として、ピンジャーナル両端部の側面加工および溝加工を一台のカッタでもって行えるようにした技術が開発されている。たとえば、実開平６−５７５１３号公報にはクランクシャフトミラーのカッタ装置として開示されている。このカッタは、ピンジャーナル両端部側面の粗加工と先端の溝加工を同時に行う粗刃チップと、その一部を置換した仕上刃チップとから構成されたものである。仕上刃チップには側面加工用の切刃としてさらえ刃が形成され、このさらえ刃でもってさらえ仕上げを行う。
【０００４】
この種のカッタは、通常、スローアウェイチップ（以下チップという）は立てインサート状態でカッタ本体に載置され、チップ中央に穿設された皿穴を利用してねじ締め固定される構成となっている。そして、前記公報に例示されているように、従来技術の多くは、カッタ本体に切欠きされたチップ着座部にチップは直に組み込まれて固定される。
【０００５】
次に、仕上刃チップと粗刃チップとの位置関係を従来技術例である図１１を参照しながら説明する。本図のように、仕上刃チップ４は、カッタ本体１の半径方向については粗刃チップ３より先端が後退して載置され、カッタ本体１の幅方向については、仕上刃チップ４に備わるさらえ刃２０が、粗刃チップ３より僅かに外方に突出するように載置される。粗刃チップ３はピンジャーナルの側面を加工したあと溝加工を行う。仕上刃チップ４に備わるさらえ刃２０は、粗刃チップ３が先行して加工した側面をさらって仕上げる。
【０００６】
良好な仕上げ面を得るために、通常、さらえ刃２０は側面加工面に対してフラットに置かれる。このとき、さらえ刃２０の刃長が必要以上に長いと、加工面と擦過するだけの距離が長くなりすぎ、目的に反して加工面を荒らすばかりか、チップの寿命低下、振動の発生などを招くことになる。これを防止するには、所定の刃長を残して、それ以上の切刃を削除して非接触とすることが必要となる。従来は、本図に示されるように、非接触とすべき切刃部分を一様に低位となる段差面でもって形成することにより実現していた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ピンジャーナルの側面仕上加工における仕上刃チップは、前記のように粗刃チップよりカッタ本体の幅方向に僅かに突出するようにして、設定された微小切込み量が確保されるようにしなければならない。さらに、カッタ本体の両側面に配列された仕上刃チップ間の幅精度には、格別高い精度が要求される。一方、溝加工に関しても、粗刃チップ先端の半径方向の振れ精度を良好に保つようにして各切刃の切削負担が均一となるようにし、チップ欠損，チップ寿命低下，振動の発生，加工面劣化などを抑制するようにしなければならない。
【０００８】
このように高精度なチップ組込精度を得るには、上記のようなチップ直接固定形のクランクシャフト加工用カッタでは、カッタ本体およびチップ単体の精度を共に高めるほかない。逆の言い方をすれば、製造精度がそのままチップ組込精度に反映されて、調整する方法がない。しかも、チップ欠損が生じたときに、カッタ本体にまで損傷が及ぶという問題もある。
【０００９】
前記のような問題を解決するために、チップを微調整機構の付いたカートリッジに装着し、このカートリッジをカッタ本体に組込むようにするという技術が一部に提案されている。しかしながら、カートリッジには微調整ねじなどが内蔵されるためにカートリッジ本体の大きさが大きくなり、これを収納するためにカッタ本体に配設される収納スペースも大きくならざるを得ず、幅の薄いカッタは剛性が低下するという問題があった。また、カートリッジによる微調整作業は、実際には相当な熟練を要し、人手と長い時間を費やしている。
【００１０】
一方、仕上刃チップの形状に関しては、上記の如き従来の仕上刃チップは、すくい面となる面と着座面となる面がそれぞれ片側に固定しているので、使用できる切刃数が少なく、不経済であった。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記のような課題に鑑みなされたもので、円板状をなすカッタ本体の周縁部両側面には、スローアウェイチップが立てインサート状態に載置されて固定されるとともに、該スローアウェイチップが粗刃チップと仕上刃チップとの組合せによって構成されたクランクシャフト加工用カッタにおいて、前記スローアウェイチップの着座部は、該スローアウェイチップをカッタ本体の半径方向で支持する受け駒と、カッタ本体の幅方向で支持する敷板とでもって形成され、粗刃チップよりチップ長さが短い仕上刃チップの着座部となる敷板には、前記仕上刃チップが着座する着座面より該カッタの回転方向前方側の外方に突出する突起が付設され、該突起を押え駒によって押圧することにより前記敷板がカッタ本体に固定されることを特徴とするものであり、受け駒や敷板をカッタ本体から取り外して加工修正することにより、チップ組込精度が容易に確保できるようにしようとするものである。また、寸法精度が僅かづつ異なる部品を予め用意しておき、部品交換することによっても対応できるようにしたものである。同時に、チップ欠損が生じた場合、チップ周辺の損傷が受け駒や敷板の外に波及しないようにして、カッタ本体の損傷が免れるようにしたものである。
【００１２】
さらに、前記仕上刃チップの着座部にある敷板には、着座面より外方に突出する突起が付設され、該突起を押え駒によって押圧することにより前記敷板がカッタ本体に固定されることを特徴とするものであり、固定することの難しい小部品に対する新しい固定方法を提供するものである。
【００１３】
請求項２は、前記押え駒には押え駒締付ねじが挿入され、この押え駒締付ねじには、押え駒とカッタ本体との間となる位置に、Ｏリングが外挿されていることを特徴とするものであり、切粉・ゴミなどの押え駒締付ねじのねじ部への侵入を防止しようとするものである。
【００１４】
四角形平板状をなして、クランクシャフト加工用カッタに粗刃チップとともに立てインサート状態に装着される仕上刃チップにおいて、前記仕上刃チップの側面切刃となる主稜線には、先端コーナより所望する切刃長さにさらえ刃が設けられ、その後端は主稜線に沿って切刃除去が施されることが好ましく、前記仕上刃チップに形成される切刃除去の幅は、先端コーナ側より離間するにしたがって幅広となるように形成されることがさらに好ましく、前記仕上刃チップには、さらえ刃の後端に小さな切欠が設けられ、前記切刃除去は、該切欠内を出発点としていることが特に好ましい。切刃除去は、具体的には面取りや段差でもって施される。
【００１５】
以上のように形成された仕上刃チップは、負角に設定される軸方向すくい角および半径方向すくい角によって、さらえ刃を側面加工面に対してフラットに設定しても、仕上刃チップにはさらえ刃を除く部分に逃げが生じ、加工面と接触しないようになる。しかも、仕上刃チップの四角形平板面に広い平面を確保するようにし、表裏を反転させて装着しても着座の安定性が損なわない形状としている。切刃形状も表裏を反転させての使用に対応できる形状となっている。また、さらえ刃の切刃長さ設定の際に設けられる切欠は、切欠がない場合に生じる切刃除去の出発点の製造上のバラツキをこの切欠内で吸収するようにして、切刃長さを確実に設定できるようにするためのものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の一実施形態について図を参照しながら説明する。
【００１７】
図１ないし図１０がこの発明の一実施形態を示すものであり、図１は、カッタ本体１の略四分の一円を取り出した斜視図である。カッタ本体１は円板状をなすものであるが、中心部が大きな中空円となって抜けているので、外観リング状となっている。リングの内周縁には、複数のスローアウェイチップ（以下チップという）２がカッタ本体を挟むように両側面に配列され、着脱可能に装着される。チップ２は粗刃チップ３と仕上刃チップ４との組合せからなり、大多数の粗刃チップ３の中に数枚の仕上刃チップ４が混じるように全体構成される。チップ２はカッタ本体１の両側面から立てインサート状態で装着されるが、この図において、仕上刃チップ４の着座部分は、構成の理解のために一部部品を分解した状態で描かれている。
【００１８】
図２および図３は、粗刃チップ３の一装着部分を示すものである。カッタ本体１には、チップ装着用部品が収納される切欠段部５および切屑流出を促すための切屑ポケット６が配設される。
【００１９】
粗刃チップ３は外観が略長方形平板をなし、平板面の中央部には表裏両面より対称に皿穴７が穿設されている。皿穴７に挿入させたチップ締付ねじ８をカッタ本体１に設けたねじ穴と螺合させることにより、粗刃チップ３が締付固定される。
【００２０】
略長方形平板をなす粗刃チップ３の長辺側の二側面は平行四辺形を呈し、その鋭角のコーナには円弧切刃が形成されている。立てインサートでは当該側面が切削時のすくい面９となる。この粗刃チップ３を同一すくい面上で１８０゜回転させればもう一方の鋭角コーナが使用切刃となる。また、平板面に関して表裏を反転させれば、カッタ本体１のもう一方の側の側面に装着することによって、前記すくい面９の裏側の面をすくい面として使用できるようになる。
【００２１】
カッタ本体１の半径方向には、粗刃チップ３を支持する受け駒１０が配設されて、受け駒締付ボルト１１によりカッタ本体１に着脱自在に固定される。また、カッタ本体１の幅方向には、粗刃チップ３とカッタ本体１との間に敷板１２が挟持され、敷板１２が粗刃チップ３の着座部となるように形成される。敷板１２には、チップ締付ねじ８が貫通できる貫通穴１３と、これとは別に、段付き穴１４とが穿設される。この段付き穴１４には小ねじ１５が挿入されてカッタ本体１と螺合することにより、敷板１２が着脱自在にカッタ本体１に固定される。
【００２２】
図４ないし図６は、仕上刃チップ４の一装着部分を示すものである。カッタ本体１には、チップ装着用部品が収納される切欠段部５および切屑流出を促すための切屑ポケット６が配設される。
【００２３】
仕上刃チップ４は外観が略長方形平板をなし、平板面の中央部には表裏両面より対称に皿穴７が穿設されている。皿穴７に挿入させたチップ締付ねじ８をカッタ本体１に設けたねじ穴と螺合させることにより、仕上刃チップ４が締付固定される。略長方形平板をなす仕上刃チップ４の長辺側の二側面は長方形を呈し、対頂にある二つのコーナには円弧コーナが形成される。立てインサートでは当該側面が切削時のすくい面９であり、円弧コーナ側が切削に使用される切刃部となる。他方の二コーナは面取り形状に形成されている。
【００２４】
カッタ本体１の半径方向には、仕上刃チップ４を支持するための受け駒１０が配設され、受け駒締付ボルト１１によってカッタ本体１に着脱自在に固定される。カッタ本体１の幅方向には、仕上刃チップ４とカッタ本体１との間に敷板１２が挟持されて仕上刃チップ４の着座部となっている。敷板１２には、チップ締付ねじ８が貫通できるように貫通穴１３が穿設されている。また、敷板１２には、仕上刃チップ４が着座する着座面より該カッタ本体１の回転方向前方側の外方に突出する突起１６が付設されている。
【００２５】
敷板１２の該カッタ本体１の回転方向前方側に隣接して押え駒１７が配設される。押え駒１７の一端は突起１６の上に当接するようにされ、押え駒１７に挿入されカッタ本体１に螺合する押え駒締付ねじ１８の締付力でもって突起１６が押圧されることにより、敷板１２はカッタ本体１に着脱自在に固定される。仕上刃チップ４用の敷板１２と粗刃チップ３用の敷板１２とで異なる固定方法が採用された理由は、後述する粗刃チップ３と仕上刃チップ４との刃先位置の違いから、両者のチップ長さが異なることになり、チップ長さの短い仕上刃チップ４の着座面となる敷板１２には、ねじ止めとするスペースが確保できないからである。
【００２６】
押え駒締付ねじ１８には、押え駒１７とカッタ本体１との間となる位置にＯリング１９を外挿させて、押え駒１７とカッタ本体１とに密着するようにし、押え駒締付ねじ１８のねじ穴に切粉・ゴミなどが侵入しないようにする。
【００２７】
図７ないし図９は、仕上刃チップ４を示したものである。クランクシャフト加工時に側面の仕上げを担うさらえ刃２０が、すくい面９上の対頂にある二つのコーナ部に具備されている。さらえ刃２０の後端には切刃に略垂直な切欠２１が配設され、切欠２１によって所望する切刃長さにさらえ刃２０が設定されるようにする。このとき、さらえ刃の適正な長さは、１回転当たりの送りや刃数との関係で決められる。切刃長さが長すぎると、切込み作用の全くない擦過だけの距離が過大となってさらえ刃としての効果が薄れ、かえって加工面を劣化させたり、チップの短寿命化，振動の発生などを招くことになる。
【００２８】
さらえ刃２０の延長稜にはこの稜線に沿うように切刃除去２２が設けられ、切刃が削除される。切刃除去２２の形状は、面取りのほか本図のような段差形状とする。切刃除去２２は、その幅が先端コーナ側より離間するにしたがって次第に幅広となるように形成される。そしてその出発点が切欠２１の空間内にあるようにすることによって、出発点の製造上のバラツキが切欠２１内に吸収され、さらえ刃２０の切刃長さは一定に保たれる。
【００２９】
仕上刃チップ４は基本的にネガチップであるから、カッタ本体１には軸方向すくい角，半径方向すくい角ともに負角に取り付けられる。したがって、さらえ刃２０が加工面に対しフラットとなるように設置しても、切刃除去２２を含め、仕上刃チップ４のさらえ刃部以外の総ての箇所に逃げが生じて加工面との接触が避けられる。また、先端コーナ側より離間するにしたがって次第に幅広となる切刃除去２２の形状としたことにより、切刃除去２２の面積を最小限に抑えつつも、確実に逃げがとられる形状となっている。
【００３０】
仕上刃チップ４は、すくい面９において点対称形状となり、平板面からの外観において左右対称形状となるとともに、切刃除去２２を前記のような形状としたことによって平板面上に平面が広く確保されるために、着座の安定性を損なうことなく表裏を反転させて装着できるようになる。切刃形状も表裏の反転に対応できる形状となっている。すなわち、仕上刃チップ４を同一すくい面９に関して１８０゜回転させればもう一方のコーナが使用切刃となる。また、平板面の表裏の反転と同時に、これをカッタ本体１のもう一方の側の側面に装着することによって、前記すくい面９の裏側の面をすくい面として使用できるようになるので、合計で４切刃の利用が可能となる。
【００３１】
図１０は粗刃チップ３と仕上刃チップ４の位置関係を説明するための簡略的な断面図である。仮想線で描かれた粗刃チップ３は、カッタ本体１の側面に対してチップ先端より後端にかけて僅かに傾斜して装着され、逃げが設定される。一方、仕上刃チップ４は、さらえ刃２０がカッタ本体１の側面に対してフラットとなるように設定されるが、既述のように、その他の稜線や面には逃げが付与されている。カッタ本体１の半径方向には、粗刃チップ３が仕上刃チップ４より突出するよう配設されて、ピンジャーナルの側面加工と浅溝加工を行う。カッタ本体１の幅方向には、仕上刃チップ４が粗刃チップ３より仕上げ代の量だけ側方に突出して設定される。切削送りはカッタ本体１の中心方向に向かって送られるので、粗刃チップ３の円弧切刃による加工面を仕上刃チップ４が後追いする形となり、さらえ刃２０によるさらえ仕上げが行われる。
【００３２】
本発明は、粗刃チップ３および仕上刃チップ４が着脱可能な受け駒１０と敷板１２とによって支持される構成となっているので、これらの部品を寸法の異なる他の部品と交換したり追加修正したりすることによって、切刃間の振れ精度，粗刃チップ３に対する仕上刃チップ４の突出量，仕上刃チップ４の左右間の幅などを調整することができる。
【００３３】
【発明の効果】
この発明に係わるクランクシャフト加工用のカッタによれば、スローアウェイチップとカッタ本体との間にコンパクトな大きさのチップ着座部品を着脱可能に介在させたことにより、カッタ本体の剛性が損なわれることがなく、チップ着座部品の交換によってスローアウェイチップ組込精度の調整機能を持たせることができるようになる。チップ着座部の構造が簡単なため、所望する組込精度を比較的短時間で得ることができ、また、カッタを機械に取り付けたままでも調整作業ができるようになる。
【００３４】
クランクシャフト加工用のカッタに組込まれるこの発明に係わる仕上刃チップによれば、表裏の反転に対応できる形状となっていることから、従来の仕上刃チップに比較して２倍の切刃数が得られ、経済的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明クランクシャフト加工用カッタの一実施形態を示す一部斜視図。
【図２】図１に装着の粗刃チップ部分の側面図。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図４】図１に装着の仕上刃チップの側面図。
【図５】図４のＢ−Ｂ線に沿う断面図。
【図６】図４のＣ−Ｃ線に沿う断面図。
【図７】本発明クランクシャフト加工用の仕上刃チップの一実施形態を示す側面図。
【図８】図７の正面図。
【図９】図７に示す仕上刃チップの斜視図。
【図１０】図１に示す粗刃チップと仕上刃チップとの関係を説明するための簡略的断面図。
【図１１】従来の粗刃チップと仕上刃チップとの関係を説明するための簡略的断面図
【符号の説明】
１カッタ本体
３粗刃チップ
４仕上刃チップ
９すくい面
１０受け駒
１２敷板
１６突起
１７押え駒
１９Ｏリング
２０さらえ刃
２１切欠
２２切刃除去

Claims

円板状をなすカッタ本体の周縁部両側面には、スローアウェイチップが立てインサート状態に載置されて固定されるとともに、該スローアウェイチップが粗刃チップと仕上刃チップとの組合せによって構成されたクランクシャフト加工用カッタにおいて、前記スローアウェイチップの着座部は、該スローアウェイチップをカッタ本体の半径方向で支持する受け駒と、カッタ本体の幅方向で支持する敷板とでもって形成され、粗刃チップよりチップ長さが短い仕上刃チップの着座部となる敷板には、前記仕上刃チップが着座する着座面より該カッタの回転方向前方側の外方に突出する突起が付設され、該突起を押え駒によって押圧することにより前記敷板がカッタ本体に固定されることを特徴とするクランクシャフト加工用カッタ。
前記押え駒には押え駒締付ねじが挿入され、この押え駒締付ねじには、押え駒とカッタ本体との間となる位置に、Ｏリングが外挿されていることを特徴とする請求項１に記載のクランクシャフト加工用カッタ。