JP5251063B2

JP5251063B2 - 切削工具

Info

Publication number: JP5251063B2
Application number: JP2007262003A
Authority: JP
Inventors: 正治滝口; 壮史鷲見
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2007-10-05
Filing date: 2007-10-05
Publication date: 2013-07-31
Anticipated expiration: 2027-10-05
Also published as: JP2009090399A

Description

本発明は、工作機械に取り付けられる工具ホルダに穴加工工具等の工具本体が備えられてなる切削工具に係り、特に振れ調整機能を備えた切削工具に関する。

工作機械等を用いて被切削物に穴あけ加工等の切削加工を施す場合、工作機械の主軸に装着された工具ホルダの先端に穴加工工具等の工具本体を装着し、工作機械の主軸を軸線回りに回転させて被切削物に対して所望の加工を施すことが行われている。

このような切削加工においては、加工穴を精度良く形成するためには、工具ホルダの軸線と穴加工工具の軸線とを良く一致させるように固定して、穴加工工具の振れを防止する必要がある。つまり、この切削工具においては、穴加工工具の振れ出しを高い精度で調整しなければならない。

そこで従来例として、例えば特許文献１には、工具ホルダの一部を加圧するネジ部材を回動させるという操作でもって、工具ホルダの先端部の軸線を変位させ、該先端部に装着された工具本体の中心軸線を工具ホルダの回転軸線に合わせるようにした振れ修正手段を備えたものが開示されている。この従来例の切削工具における振れ修正手段には、工具本体の径方向外側からから径方向内側に向かって軸線に垂直な方向に沿ってねじ込まれたネジ部材が設けられており、このネジ部材をねじ込むことによって、工具本体に対して径方向内側かつ工具先端側に向かう押圧力を与え、該工具本体の先端部の軸線を変位させて工具の振れを修正している。
特開２００１−１３８１６２号公報

ところで、上記のような従来例の振れ修正手段には以下のような問題があった。即ち、従来例においては、上記のようにネジ部材が軸線に垂直な方向に沿って挿入され、工具本体に当接した際に発生する径方向内側かつ工具先端側への斜め方向の分力によって振れ修正を行っている。従って、ネジ部材を挿入する際には、振れ修正を行うための力に加えて、振れ修正に寄与しない力も工具本体に与えることになるため、工具本体に余分な負担を及ぼす他、振れ修正を行うためには全体として大きな力を要することになり、容易かつ簡便に振れ調整を行うことができないという問題があった。

この発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、工具ホルダに備えられた工具本体の振れ調整を最小限の力で容易かつ簡便に行うことのできる切削工具を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、この発明は以下の手段を提案している。
即ち、本発明に係る切削工具は、工作機械の主軸に取り付けられ軸線回りに回転される工具ホルダの先端部に、前記軸線に沿って延びる工具本体を備えた切削工具において、前記工具ホルダの外周側面に、先端側に向かうに従い外周側に向かうテーパ状の円環面を備えた環状溝が設けられるとともに、該環状溝を覆うリング部材が前記外周側面に摺動可能に外嵌され、前記リング部材の外周側から径方向内側かつ工具先端側に向かって斜めに穿設されて前記環状溝に連通するネジ孔が設けられ、前記ネジ孔の軸線と前記工具ホルダの軸線とがなす角度が４５°とされるとともに、前記ネジ孔の軸線と前記環状溝の前記円環面とがなす角度は９０°とされ、該ネジ孔にねじ込まれた振れ調整ネジが、前記環状溝の前記円環面を押圧して、前記工具本体を径方向に変位させ、前記工具本体の振れを調整することを特徴としている。

このような特徴の切削工具では、リング部材は工具ホルダに対して摺動可能、即ち周方向に回転させることができるため、これに伴って振れ調整ネジを、工具ホルダの周方向において工具本体の先端が外周側に傾いている側に配置させることができる。そして、振れ調整ネジをねじ込むと、ネジ孔が環状溝に連通しているため、該振れ調整ネジの先端が環状溝の円環面に当接し、さらにねじ込むことによって工具ホルダが工具先端側かつ径方向内側に向かって斜め方向に押圧される。

これにより、工具ホルダの先端部に位置する工具本体を、振れ調整ネジを配置した箇所に応じて径方向内側に変位させることができ、該工具本体の振れを調整することが可能となる。また、工具ホルダに対して、径方向内側かつ工具先端側へ向かって直接的に力を及ぼすことができるため、振れ調整ネジによる押圧力を効率良く振れ調整に寄与させることができ、より小さな力で振れ調整を行うことが可能となる。

また、本発明に係る切削工具は、前記振れ調整ネジの先端が平坦状に形成され、前記円環面に垂直に面接触することを特徴としている。

振れ調整ネジが環状溝の円環面に対して垂直な面当たりとなるため、振れ調整ネジによる押圧力を確実かつ安定的に工具ホルダに伝達することが可能となる。

さらに、本発明に係る切削工具においては、前記振れ調整ネジが、前記軸線に直交する平面上において周方向に等間隔に複数配置されていることを特徴としている。これにより柔軟かつ確実に振れ調整を行うことが可能となる。

本発明に係る切削工具によれば、振れ調整ネジが工具ホルダの径方向内側かつ工具先端側へ向かって直接的に力を及ぼすことによって、最小限の力で容易かつ簡便に工具本体の振れ調整を行うことができる。

以下、本発明の切削工具の実施の形態について、図１及び図２を用いて詳細に説明する。図１は本発明の実施形態である切削工具を示す一部を破断した縦断面図であり、図２は本実施形態における切削工具の工具ホルダの部分拡大図である。

本実施形態の切削工具１は、図１に示すように、後端側（図１において上側）が工作機械の主軸に取り付けられ軸線Ｏ回りに回転される工具ホルダ１０と、該工具ホルダ１０の先端部に穿設された装着孔１１ａに圧入されて軸線Ｏに沿って先端側（図１において下側）に延びる穴加工工具（リーマ）としての工具本体２０とから構成されている。

工具本体２０は、軸線Ｏを中心として形成された長尺円柱状をなしており、工具本体２０の先端側が被切削物に直接的に加工を施す加工部２１とされ、工具本体２０の後端側は、前述の工具ホルダ１０の装着孔１１ａに圧入されて固定される取付シャンク部２２とされている。

また、この工具本体２０の先端面２３には、加工部２１よりも一段小径とされたパイロット２４が設けられている。さらに、この工具本体２０には、取付シャンク２２の後端面２５に開口して軸線Ｏに沿って工具先端側に延びて所定の位置まで達するクーラント供給孔２６が穿設されているとともに、このクーラント供給孔２６から工具本体２０の径方向外側かつ工具先端側に向かって斜めに延びて工具本体２０の外周面に開口するクーラント吐出孔２７が穿設されている。

この工具本体２０の加工部２１の先端側には工具先端側及び工具径方向外側に向けて開口された凹部２８が形成されており、この凹部２８には前述のクーラント供給孔２６から延びるクーラント排出孔２７が開口されている。そして、本実施形態においては、凹部２８の工具回転方向後方側に切刃を備えたインサート２９が取り付けられている。

また、この工具本体２０の加工部２１の外周部には、硬質材料で構成され、外形が概略長円平板状をなす複数のガイドパッド３０が軸線Ｏと平行に延びるように配置されており、本実施形態では、６つのガイドパッド３０が周方向に等間隔となるように配置されている。

工具ホルダ１０は、図１に示すように、軸線Ｏに沿って形成された概略多段円柱状の形状を有している。この工具ホルダ１０の先端部は、工具本体２０を挿入するための装着孔１１ａが穿設されて円筒形状をなす工具装着部１１とされている。なお、この装着孔１１ａの内径は、工具本体２０の取付シャンク部２２の外径と略同一とされており、工具本体２０が圧入された状態では、装着孔１１ａと取り付けシャンク部２２が密着するようになっている。

工具ホルダ１０における工具装着部１１の後端側には、リング取付部１２が形成され、このリング取付部１２にリング部材１７が取り付けられている。リング取付部１２は、工具装着部１１の直ぐ後端側に位置し該工具装着部１１よりも外径が一段大きく形成されたリング取付面１３と、このリング取付面１３の直ぐ後端側に位置し該リング取付面１３よりもさらに外径が一段大きく形成された大径部１４とを有しており、このリング取付面１３と大径部１４との間の段部が軸線Ｏに垂直となる平坦面とされた当接段部１５とされている。

リング取付面１３には、このリング取付面１３の外周面を軸線Ｏを中心として環状に、かつその断面がＶ字状に刻設されたＶ字溝（環状溝）１６が形成されている。そして、このＶ字溝１６を構成する２つの円環面１６ａ、１６ｂのうち工具先端側の円環面１６ａが後述する振れ調節ネジ１９によって押圧される。なお、この２つの円環面１６ａ、１６ｂのなす角は略９０°とされ、軸線Ｏに垂直な平面に対して対称とされている。

リング部材１７は、軸線Ｏを中心とした概略円筒形状をなしており、その内周面１７ａの内径はリング取付部１２のリング取付面１３の外径と略同一に形成されているとともに、外周面１７ｂの径はリング取付部１２の大径部１４の径と略同一に形成され、該リング部材１７の軸線Ｏ方向の長さはリング取付部１２のリング取付面１３の軸線Ｏ方向の長さと略同一とされている。また、このリング部材１７の工具後端側を向く端面は当接端面１７ｃとされている。

そして、このようなリング部材１７は、内周面１７ａがリング取付面１３に外嵌するようにして、かつ当接端面１７ｃが当接段部１５に当接するようにして工具ホルダ１０のリング取付部１２に取り付けられる。この際、リング部材１７の内周面１７ａとリング取付面１３とは摺動可能とされており、リング部材１７は周方向に自由に回転することができるようになっている。

このリング部材１７には、外周面１７ｂから内周面１７ａにかけて工具先端側に向かって斜めに穿設されたネジ孔１８が、軸線Ｏに直交する平面上において周方向に均等に間隔を空けて複数形成されており、このネジ孔１８のリング部材１７の内周面１７ａにおける開口部は、リング部材１７を工具ホルダ１０のリング取付部１２に取り付けた状態でＶ字溝１６に連通するようになっている。なお、本実施形態では、リング部材１７のネジ孔１８の軸線Ｐと工具ホルダ１０の軸線Ｏとがなす角度は４５°とされており、ネジ孔１８の軸線ＰとＶ字溝１６の工具先端側の円環面１６ａとがなす角度は９０°とされている。

そして、このネジ孔１８のそれぞれには先端が軸線Ｐに垂直な平坦状の押圧面１９ａとされた振れ調整ネジ１９が挿入されており、この振れ調整ネジ１９をねじ込むことによって、Ｖ字溝１６の工具先端側の円環面１６ａが垂直に押圧されるように構成されている。

また、図１に示すように、工具ホルダ１０におけるリング取付部１２の工具後端側には、例えば工作機械のＡＴＣ（自動工具交換装置）のアームによって把持可能な把持部１０ａが形成され、また工具ホルダ１０の後端部が、該工具ホルダ１０をマシニングセンタ等の工作機械の主軸に取り付けるためのアーバ１０ｂとされている。

以上のような構成の切削工具１を用いた切削加工について説明する。本実施形態の切削工具１は、アーバ１０ｂが工作機械の主軸に取り付けられて軸線Ｏ回りに回転され、被切削材に予め形成された下穴に工具本体２０の加工部２１が挿入される。このとき、下穴の内壁面は、インサート２９の切刃によって所定の内径の加工穴に仕上げられる。また、切削加工の際には、ガイドパッド３０と切削加工された加工穴の内壁面が摺接して案内されることによって、加工穴の中でリーマを高速回転した際に生じる振動を抑制することができ、加工穴を精度高く成形することができる。さらに、クーラントが工作機械の主軸からクーラント供給孔２６に供給されることによってインサート２９の切削加工の潤滑を良好にすることができる。

そして、このような切削加工において、加工穴をさらに精度良く形成するためには、工具ホルダ１０の軸線と工具本体２０の軸線とを高精度に一致させて、工具本体２０の振れを防止する必要がある。即ち、工具本体２０の振れ出しを高い精度で調整しなければならない。

このような振れ調整を行う際には、まずリング部材１７を周方向に回転させることによって、振れ調整ネジ１９を工具ホルダ１０の周方向において、工具本体２０の先端が外周側に傾いている側に配置させる。そして、振れ調整ネジ１９を、例えばドライバー等の調整工具によってねじ込むと、ネジ孔１８がＶ字溝１６に連通しているため、該振れ調整ネジ１９の先端の押圧面１９ａがＶ字溝１６の工具先端側の円環面１６ａに達し、さらに振れ調整ネジ１９をねじ込むことによって、ネジ孔１８の傾斜角度方向に、即ち工具径方向内側かつ工具先端側に向かっての斜め方向に円環面１６ａが押圧される。

これによって、工具ホルダ１０の先端部に位置する工具装着部１１に力を及ぼすことができ、装着孔１１ａの軸線を、振れ調整ネジ１９を配置した箇所に応じて径方向内側に変位させることができる。従って、この装着孔１１ａに装着されている工具本体２０の軸線も変位させることができ、振れを調整することが可能となる。

このように、工具ホルダ１０に対して工具径方向内側かつ工具先端側に向かって力を与えて、工具装着部１１の軸線を変位させることにより振れ調整を行うことが可能となるが、本実施形態においては振れ調整ネジ１９がこの方向に直接的に力を及ぼすことができるため、振れ調整ネジ１９による押圧力を効率よく振れ調整に寄与させることができる。従って、力のロスがないために、必要以上に力をかけることなく小さな力でもって振れ調整を行うことが可能となる。

また、振れ調整ネジ１９の押圧面１９ａがＶ字溝１６の工具先端側の円環面１６ａに対して垂直な面当たりとなるため、振れ調整ネジ１９をねじ込むことによる押圧力を安定的に伝達することができ、振れ調整を確実に行うことが可能となる。

さらに、ネジ孔１８及びこれにねじ込まれる振れ調整ネジ１９が、軸線Ｏに直交する平面上において周方向に等間隔に複数配置されているため、所望の方向から押圧することができ、柔軟かつ確実に振れ調整を行うことが可能となる。

以上、本発明の実施の形態である切削工具１について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施形態では、工具ホルダ１０に装着される工具本体２０がリーマである場合について説明したが、これに限定されることなく、例えばドリルやエンドミル等の工具本体が装着されたものであってもよい。

本発明の実施形態である切削工具を示す一部を破断した縦断面図である。本実施形態における切削工具の工具ホルダの部分拡大図である。

符号の説明

１切削工具
１０工具ホルダ
１１ａ装着孔
１３リング取付面（外周側面）
１６Ｖ字溝（環状溝）
１６ａ円環面
１７リング部材
１８ネジ孔
１９振れ調整ネジ
２０工具本体
Ｏ軸線

Claims

工作機械の主軸に取り付けられ軸線回りに回転される工具ホルダの先端部に、前記軸線に沿って延びる工具本体を備えた切削工具において、
前記工具ホルダの外周側面に、先端側に向かうに従い外周側に向かうテーパ状の円環面を備えた環状溝が設けられるとともに、該環状溝を覆うリング部材が前記外周側面に摺動可能に外嵌され、
前記リング部材の外周側から径方向内側かつ工具先端側に向かって斜めに穿設されて前記環状溝に連通するネジ孔が設けられ、
前記ネジ孔の軸線と前記工具ホルダの軸線とがなす角度が４５°とされるとともに、前記ネジ孔の軸線と前記環状溝の前記円環面とがなす角度は９０°とされ、
該ネジ孔にねじ込まれた振れ調整ネジが、前記環状溝の前記円環面を押圧して、前記工具本体を径方向に変位させ、前記工具本体の振れを調整することを特徴とする切削工具。
前記振れ調整ネジの先端が平坦状に形成され、前記円環面に垂直に面接触することを特徴とする請求項１に記載の切削工具。
前記振れ調整ネジが、前記軸線に直交する平面上において周方向に等間隔に複数配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の切削工具。