JP4285527B2 - 切削ヘッド交換式工具およびそのアーバと切削ヘッドとの締結方法 - Google Patents
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Description
また、特許文献2には、切削ヘッドに、基端側に向けて突出する装着軸部が設けられ、この装着軸部をシャンク部の先端に設けられた装着孔に螺着することで、シャンク部と切削ヘッドとを締結する切削ヘッド交換式工具が提供されている。
そして、この装着筒部の先端に特許文献2記載の切削ヘッドが装着されることになるので、そのような切削ヘッド交換式工具では、把持部の外周面の先端縁から切削ヘッドまでの距離、いわゆる切削ヘッドの突き出し長さが長くなってしまう。
また、装着筒部に雌ネジ部が設けられているので、肉厚の薄い部分で切削ヘッドを保持することになり切削ヘッドを強固に保持することができず、また、装着軸部自体の剛性も低下してしまう。
また、切削ヘッドの装着軸部の基端面が前記把持部の外周面の先端縁よりも基端側に位置することになり、把持部に設けた装着孔に装着軸部が入り込むことで切削ヘッド交換式工具の剛性をさらに向上させることができる。
このように剛性が向上されるので、この切削ヘッド交換式工具の送りを大きくした高送り加工を行うことが可能となり、効率の良い加工を行うことができる。
この場合、把持部の先端面から突出した装着筒部の突出長さHが把持部の外径Dに対してH≦0.5×Dとなるように構成されているので、この装着筒部の先端に装着された切削ヘッドの突き出し長さを確実に短くすることができる。
この場合、装着筒部が設けられていないために、切削ヘッドの突き出し長さを短くすることができる。さらに、アーバの形状が簡単となり、このアーバを低コストで製作することができる。
この場合、切削ヘッドの装着軸部を装着孔に挿入するとともにヘッド本体の基端部分を収容凹部内に収容することができ、切削ヘッドの突き出し長さをさらに短くすることができる。また、ヘッド本体の基端部分と収容凹部との嵌合によって、この切削ヘッドの位置ずれを防止することができる。
この場合、アーバの先端部分の肉厚を厚くして剛性を向上させることができる。
図3に示す切削ヘッド交換式工具10は、工作機械Mの主軸端に取り付けられるアーバ20と、このアーバ20に着脱可能に装着される切削ヘッド40とを備えている。
なお、本実施形態におけるアーバ20は、いわゆるBT形式の工作機械Mに対応したものであり、把持部21及び取付部24の形状、サイズは規格によって定められている。
ここで、把持部21の外周面21Cの先端縁(本実施形態では先端面21B)からの装着筒部27の突出長さHは、把持部21の直径Dに対して、H≦0.5×Dとされていて、本実施形態では、H=0.217×Dとされている。
また、環状をなす装着筒部27の先端面27Bは、軸線Lに直交する平坦面とされていて研磨加工が施されており、その表面が滑らかに仕上げられている。
この装着孔28の先端側には、装着筒部27の先端面27Bに開口して一定の内径で基端側に延びる円形孔29が形成されている。
ヘッド本体41は、先端側及び径方向外側に向けて開口したチップポケット42と、該チップポケット42から基端側に向かうにしたがい漸次工具回転方向T後方側に向けてねじれる切屑排出溝43と、前記チップポケット42の工具回転方向T後方側の壁面に形成された取付座44と、を備えている。なお、本実施形態では、これらチップポケット42、切屑排出溝43、取付座44がそれぞれ一対ずつ軸線Lを中心として180°回転対称となるように配置されている。
また、ヘッド本体41の外周面のうち一対の切屑排出溝43同士の間には、面取部45が形成されている。
なお、この切削ヘッド40には、装着軸部46の基端面に開口してヘッド本体41の内部にまで達するクーラント供給孔49と、このクーラント供給孔49から前記取付座44に向けて延びる吐出孔50とが穿設されている。
アーバ20の装着孔28に切削ヘッド40の装着軸部46が挿入され、円形孔29に円柱部47が嵌合されるとともに前記雌ネジ部30に前記雄ネジ部48が螺合される。これにより、装着軸部46は把持部21の外周面21Cの先端縁よりも基端側に位置することになる。そして、ヘッド本体41の基端面41Aと装着筒部27の先端面27Bとが互いに当接されて密着し、アーバ20と切削ヘッド40とが締結される。
また、切削ヘッド40の装着軸部46の基端面が把持部21の外周面21Cの先端縁よりも基端側に位置することになり、把持部21にまで達するように設けた装着孔29に装着軸部46が入り込むことで切削ヘッド交換式工具10の剛性をさらに向上させることができる。
また、切削ヘッド交換式工具10の剛性が十分に向上されるので、切削ヘッド交換式工具10の送り量を大きくした高送り加工を行うことが可能となり、効率の良い加工を行うことができる。
このアーバ20は、装着筒部27が形成されておらず、把持部21の先端面21Bが全体にわたって軸線Lに直交する平坦面とされ、この先端面21Bの中央に装着孔28が開口するように穿設されている。つまり、把持部21の外周面21Cの先端縁からの装着筒部27の突出長さHがH=0とされたものである。これら先端面21、装着孔28の円形孔29及び雌ネジ部30により、ヘッド保持部31が構成されている。
このアーバ20は、把持部21の先端面21Bに基端側に向けて凹んだ収容凹部32が設けられ、この収容凹部32の底面32Aに装着孔28が穿設されている。ここで、収容凹部32は、軸線Lに直交する断面が装着孔28より大径の軸線Lを中心とした円形をなしており、その底面32Aは軸線Lに直交させられている。また、装着孔28には、円形孔29は形成されておらず直接雌ネジ部30が形成されている。これら収容凹部32、装着孔28の雌ネジ部30により、ヘッド保持部31が構成されている。
このアーバ20は、把持部21の先端面21Bが、その外周縁から径方向内側に向かうにしたがい漸次先端側に突出する軸線L方向に偏平した円錐台状とされ、この先端面21Bの中央部分からさらに先端側に向けて突出する装着筒部27が設けられている。
この構成のアーバ20を備えた切削ヘッド交換式工具10においては、アーバ20先端部の肉厚を厚くすることができ、アーバ20の剛性を向上させることができる。また、肉厚の厚い部分で切削ヘッド40を保持することになり、切削ヘッド40をより強固に保持することができる。
このアーバ20は、把持部21の先端面が径方向内側に向かうにしたがい漸次先端側に突出するようなテーパ形状とされ、この先端面の中央部分に装着孔28が穿設されている。なお、装着孔28の開口部の周囲は軸線Lに直交する円環状の平坦面とされている。
この構成のアーバ20を備えた切削ヘッド交換式工具10においては、アーバ20先端部の肉厚を厚くすることができ、アーバ20の剛性を向上させることができるとともに切削ヘッド40の突き出し長さを短くすることができる。
例えば、本実施形態では、工作機械Mの主軸端への取付部24をテーパ状に形成したいわゆるBT形式のアーバ20として説明したが、これに限定されることはなく、図9及び図10に示すように取付部24の内部にアダプタを挿入するためのアダプタ孔12を形成したいわゆるHSK形式のアーバ20やその他の形式のアーバ20であってもよい。
さらに、把持部の先端面の形状は、本実施形態に限定されることはなく、装着孔を穿設できる形状であればよい。例えば、多段状に先端側に突出されていてもよいし、軸線に沿った断面の稜線が凸曲線状、凹曲線状をなしていてもよい。
さらに、前記切削ヘッドに装着されるインサートの切刃の軸線方向長さを長くしてもよい。本実施形態のアーバにおいてはその剛性が向上されているので、切刃の切り込み深さを深くすることができ、インサートの切刃を有効に使用することができる。
20 アーバ
21 把持部
21B 先端面
21C 外周面
24 取付部
27 装着筒部
28 装着孔
30 雌ネジ部
31 ヘッド保持部
32 収容凹部
40 切削ヘッド
41 ヘッド本体
46 装着軸部
48 雄ネジ部
Claims (6)
- 工作機械の主軸端に着脱可能に取り付けられて切削ヘッドを保持するアーバと前記切削ヘッドとが締結されて構成される切削ヘッド交換式工具であって、
前記アーバは、軸線に沿って延びる筒状をなして前記主軸端に取り付けられる取付部と、該取付部の先端側に位置して前記取付部よりも外周側に向けて大きく張り出した把持部と、該把持部の先端側に前記切削ヘッドを着脱可能に装着するヘッド保持部とを有し、
前記ヘッド保持部には、前記軸線に沿って基端側に向けて延びる装着孔が形成され、この装着孔には、前記切削ヘッドを螺着するための雌ネジ部が前記把持部の外周面の先端縁よりも基端側部分にまで形成されるとともに、
前記切削ヘッドは、ヘッド本体と該ヘッド本体の基端面から基端側に向けて突出した装着軸部とを有し、この装着軸部の外周面に雄ネジ部が設けられており、
前記装着軸部が前記アーバの前記装着孔内に挿入され、前記雌ネジ部と前記雄ネジ部とが螺合されていることを特徴とする切削ヘッド交換式工具。 - 前記ヘッド保持部は、前記把持部の先端面からさらに先端側に向けて突出する装着筒部を有し、前記装着孔はこの装着筒部の先端面に開口するように形成されているとともに、前記装着筒部の前記把持部の外周面の先端縁からの突出長さHが、前記把持部の外径Dに対して、H≦0.5×Dの範囲内に設定されていることを特徴とする請求項1に記載の切削ヘッド交換式工具。
- 前記装着孔は、前記把持部の先端面に開口するように形成されていることを特徴とする請求項1に記載の切削ヘッド交換式工具。
- 前記把持部の先端面には、基端側に向けて凹んだ収容凹部が設けられており、前記装着孔は、この収容凹部の底面に開口するように形成されていることを特徴とする請求項1に記載の切削ヘッド交換式工具。
- 前記把持部の先端面が、径方向内側に向かうにしたがい漸次先端側に突出するようなテーパ形状とされていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の切削ヘッド交換式工具。
- 請求項1から請求項5のいずれかに記載の切削ヘッド交換式工具における前記アーバと前記切削ヘッドとの締結方法であって、
前記切削ヘッドは、ヘッド本体と該ヘッド本体の基端面から基端側に向けて突出した装着軸部とを有し、この装着軸部の外周面に雄ネジ部が設けられており、
前記装着軸部を前記アーバの前記装着孔内に挿入して、前記雌ネジ部と前記雄ネジ部とを螺合することを特徴とするアーバと切削ヘッドとの締結方法。
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