WO2018221162A1 - 切削工具用ホルダ及び切削工具 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a cutting tool holder used for cutting off a work material such as a round bar by turning or the like, or performing outer diameter processing such as grooving on the outer peripheral surface thereof, and the cutting tool holder
- the present invention relates to a cutting tool (bite) formed by clamping (fixing) a cutting insert (slow away tip or simply called a tip) such as a throw-away method (blade edge replacement method) to the tip (head) of the head.
- a cutting tool holder used for parting off has an upper jaw and a lower jaw protruding forward so that a cutting insert (hereinafter also simply referred to as an insert) can be sandwiched at the tip thereof. Some have slits cut into them.
- a cutting tool holder (hereinafter also simply referred to as a holder) has a counterbored hole provided on the upper surface side (the rake face side of the insert) of the vertical holes provided so as to vertically penetrate the slit.
- a tunnel-like channel (hereinafter referred to as an intramaxillary channel) for supplying a coolant is provided on an upper jaw (upper jaw part) that presses the rake face side of the insert.
- the coolant is supplied to the intramaxillary flow path using the inside of a screw member with a head that elastically deforms the upper jaw through a slit in order to clamp the insert as described above. Yes. Specifically, it has the following configuration. *
- an intramaxillary flow path provided in the upper jaw on the inner peripheral surface of a vertical hole provided in the upper part of the slit in the holder for inserting the screw member for clamping as described above.
- the entrance is open.
- An entrance passage is provided behind the screw hole provided in the lower part of the slit so that coolant is sent from the outside (external piping).
- the screw shaft portion (male screw portion) of the screw member with the head is a hollow one (hollow shaft portion) whose front end is open and whose head is the rear end is closed.
- a branch hole penetrating from the hollow portion toward the outer peripheral surface is provided in a portion near the head portion of the shaft portion, and in the screwed state, the branch hole and the upper jaw flow path are communicated with each other, thereby
- the coolant sent from the outside through the entrance passage is sent to the inlet of the maxillary flow path through the hollow portion of the screw member and the branch hole, and inserted from the discharge port provided at the tip of the maxilla through the maxillary flow path On the rake face side, the ink is discharged toward the cutting edge.
- the cutting tool holder having the coolant channel structure described above requires such a sealing material, and accordingly, the number of parts constituting the cutting tool increases and the structure becomes complicated. There was a problem.
- a sealing material has rubber-like elasticity, a reduction in sealing performance due to aging is unavoidable, and there is a problem that sudden leakage occurs.
- the coolant is supplied at a high pressure, there is a difficulty in the stability of the sealing material, and there is a case where it is disengaged after long-term use.
- the coolant is only supplied from the rake face side and cut from the flank face side because there is only a flow path in the upper jaw. The blade cannot be supplied.
- the present invention is a cutting tool having a structure in which an insert is sandwiched between an upper jaw and a lower jaw as described above and is clamped by screwing a screw member with a head disposed through a slit.
- the flow path can be constructed without requiring a seal member such as a rubber O-ring packing, and a rake face and It is an object of the present invention to provide a cutting tool holder and a cutting tool capable of supplying coolant from the flank side.
- the present invention according to claim 1 includes an upper jaw and a lower jaw protruding forward so that a cutting insert can be sandwiched at the tip, and has a slit cut rearward in the back between both jaws.
- the upper jaw is elastically deformed toward the lower jaw by screwing and tightening a screw member with a head arranged in a vertical hole penetrating vertically, and the cutting insert sandwiched between the jaws is clamped
- a cutting tool holder configured so as to form a cutting tool, wherein the upper jaw and the lower jaw each have a discharge port for supplying coolant toward the cutting blade of the cutting insert to be clamped.
- An inner channel and a mandibular inner channel are provided, and the vertical hole penetrates up and down of the holder.
- the inner diameter of the screw member is larger than the outer diameter of the head of the screw member and forms a coolant supply port, and the screw has a smaller diameter than the large diameter hole through a seating surface behind the large diameter hole.
- a small-diameter hole through which the screw shaft portion of the member can be passed with a clearance fit is provided, and the large-diameter hole is provided with an inlet for the inner jaw flow path.
- a screw hole into which the screw shaft portion of the screw member is screwed is provided toward the upper surface, and an inlet of the upper jaw flow path is provided on an inner peripheral surface at an intermediate position above and below the screw hole.
- the screw member is opened at the center of the rear end surface of the head, has a bottomed hollow portion extending toward the tip of the screw shaft portion, and the front and rear of the screw shaft portion.
- a branch hole is provided in which the hollow portion communicates with the outer peripheral surface of the screw shaft portion.
- a screw member is inserted from the large-diameter hole, the screw shaft portion is screwed into the screw hole, the tip-facing surface of the head is seated on the seating surface at the back of the large-diameter hole, and A recess space is formed on at least one of the inner peripheral surface of the screw hole and the outer peripheral surface of the screw shaft portion so that the upper jaw flow path and the branch hole communicate with each other when clamping the cutting insert.
- the screw shaft portion is provided with a screw turning portion, and the screw shaft portion is tightened and loosened from the tip side of the screw shaft portion. *
- the present invention described in claim 2 is the cutting tool holder according to claim 1, wherein the screw of the screw member is a left-hand thread.
- the present invention according to claim 3 is characterized in that the head of the screw member is formed so that the outer diameter thereof becomes smaller toward the rear end at least at a portion near the rear end of the head itself. It is a holder for cutting tools of any one of Claim 1 or 2. *
- the upper jaw flow path and the inlet are in the front-rear direction of the holder along a tangent line on the inner peripheral surface of the screw hole. Further, the lower jaw inner flow path and the inlet are provided to extend in the front-rear direction along a tangent line on the inner peripheral surface of the large-diameter hole.
- the tip of the lower jaw protrudes further forward than the tip of the cutting insert support surface of the upper jaw, and the tip of the lower jaw is higher than the upper surface forming the cutting insert support surface.
- a cutting insert is sandwiched between the upper jaw and the lower jaw of the cutting tool holder according to any one of the first to fifth aspects, and the screw member is screwed and tightened.
- the cutting tool is characterized by being clamped.
- the holder for a cutting tool has a structure in which an insert is sandwiched between an upper jaw and a lower jaw and clamped by screwing a screw member with a head disposed through the slit.
- the screw shaft portion of the screw member has a hollow structure and the coolant flow path is configured, the above-described configuration allows the large-diameter hole without requiring a seal member as in the prior art.
- the coolant fed into the lower jaw passes through the lower jaw flow path, and passes through the hollow portion of the screw member, the branch hole, and the upper jaw flow path, and can be supplied from the respective discharge ports. Therefore, coolant can be supplied toward the cutting edge on both the rake face and the flank face of the cutting insert.
- the coolant sent to the large-diameter hole flows from the inlet (opening) provided therein to the lower jaw flow path, but the screw
- the surface facing the tip of the member's head is in close contact with the seating surface behind the large-diameter hole (the seating surface that forms the boundary between the large-diameter hole and small-diameter hole), and the seal at the seating part is retained
- the coolant sent to the large-diameter hole communicates with the hollow portion of the screw member, the branch hole, and the branch hole provided on the inner peripheral surface of the screw hole.
- the front and rear outer peripheral surfaces of the branch holes provided in the screw shaft portion of the screw member are in contact with the inner peripheral surfaces of the screw holes. That is, the front and rear outer peripheral surfaces of the branch holes provided in the screw shaft portion are screw-fitted (fitting between screw threads and troughs) in a screw-tight manner to the screw of the screw hole by screw tightening. Therefore, since there is no substantial gap there, it is possible to substantially prevent the coolant from leaking from the branch hole toward the lower slit or toward the upper surface side of the upper jaw.
- the cutting tool holder of the present invention it is possible to prevent coolant leakage without requiring an elastic sealing material such as a conventional rubber O-ring packing, based on the structure of the holder.
- the desired supply can be achieved without increasing the number of points and the complexity of the structure.
- it can be set as the cutting tool which can supply a coolant to a cutting blade in the both jaw side of an upper jaw and a lower jaw, the lifetime of a cutting blade is prolonged with improvement in cutting performance.
- the seat surface at the back of the large-diameter hole on which the tip-facing surface of the head of the screw member is seated may be a flat surface or a tapered surface.
- the seating surface may be appropriately shaped so as to ensure high sealing performance.
- the head-facing surface of the head is a tapered “further” shape
- the seating surface may be a tapered surface that can be in close contact with it.
- the inner peripheral surface of the screw hole is positioned so that the facing surface is seated on the seating surface at the back of the large-diameter hole, and the upper jaw flow path and the branch hole communicate with each other when the cutting insert is clamped. It is only necessary that a concave space is formed in at least one of the outer peripheral surfaces of the screw shaft portion, and the concave space has at least one inlet and a branch hole in the screw shaft portion at the front and rear. In a position where the portions overlap, it is preferable to provide an annular groove along the circumferential direction on at least one of the inner peripheral surface of the screw hole and the outer peripheral surface of the screw shaft portion. In addition, in order to reduce the pressure loss of the coolant and increase its fluidity, it is preferable that the upper jaw flow path and the lower jaw flow path be provided so as to extend in a straight line as much as possible.
- the screw of the screw member may be a right screw (normal screw), but preferably a left screw as in the invention according to claim 2.
- the screw member can be screwed in the assembly stage by rotating the screw member at the head.
- the large-diameter hole where the head is located serves as a coolant supply port (a connection port for external piping that supplies coolant). If you do not remove it, you cannot rotate it.
- a screw turning portion is provided at the tip of the screw shaft member of the screw member, and since the screw can be tightened or loosened from the tip side, the screw can be rotated without removing the pipe. Can do. *
- the screwing part (twisting part) at the tip of the screw shaft part may be provided with a polygonal hole such as a hexagonal hole, a cross hole, or a slot at the tip of the screw shaft, A polygonal portion for spiraling may be projected with an outer diameter smaller than the valley diameter.
- the head of the screw member can be screwed on the tip end side of the screw shaft portion.
- the outer diameter of the screw member may be constant (for example, a cylindrical shape).
- the head of the screw member is directed toward the rear end at least at a portion near the rear end of the head itself.
- the outer diameter is preferably small.
- the head of the screw member is accommodated in the large-diameter hole due to the structure of the present invention. From the viewpoint of space saving of the large-diameter hole, both the outer diameter and thickness (front and rear dimensions) of the head are included. I want to make it as small as possible.
- the large-diameter hole serves as a coolant supply port (external piping connection port).
- a pipe screw hole for example, a pipe taper screw (female screw)
- a pipe joint male joint
- the inlet of the inner jaw flow path opens to the back side of the large-diameter hole (position close to the seat surface) so as not to interfere with the screwing. I want to let you.
- a coolant flow path flow path space in the vicinity of the inlet of the lower jaw flow path can be secured. Therefore, the flow of the coolant to the mandibular intra-channel is facilitated.
- the inlet of the upper jaw flow path and the inlet of the lower jaw flow path extend in a direction in contact with the outer periphery of the screw member in plan view (viewing the holder from the upper surface (upper jaw) side) with respect to the screw member, respectively. It is good to provide. By doing so, the inlet is long and therefore can be ensured large, so that the flow of the coolant to the upper jaw flow path and the lower jaw flow path is facilitated. That is, when the cutting tool holder is viewed from the upper surface side, the upper jaw flow path and the inlet are arranged along the tangent line on the inner peripheral surface of the screw hole. Further, it is preferable that the lower mandibular passage and the inlet are provided so as to extend in the front-rear direction along a tangent line on the inner peripheral surface of the large-diameter hole. *
- the cutting tool of this invention is suitable for the thing for cut-off or grooving, it is not limited to them.
- the width of the cutting edge (the width of the rake face) is narrow. Therefore, the upper jaw and the lower jaw constituting the holder are narrow in width, and the front and rear lengths (projection length) are relatively large.
- the lower jaw flow channel and the upper jaw flow channel are formed, and there is a space corresponding to the flow channel in both jaws. Since it tends to cause a decrease in strength and rigidity, it tends to cause chatter.
- the tip of the lower jaw protrudes further forward than the tip of the upper jaw on the cutting insert support surface, and the lower jaw protrudes further on the lower surface side than the upper surface forming the cutting insert support surface. It should be formed.
- the rigidity of the lower jaw can be improved and the position and orientation of the discharge port can be set on the front flank side so that the coolant can be directly supplied to the cutting edge under favorable conditions. is there.
- the coolant discharged from the discharge port of the inner jaw flow path can be cut without being blocked by the lower surface of the cutting insert on the front flank side. This is because the position and direction (flow direction) of the discharge port can be set under conditions that allow the water to be poured efficiently.
- FIG. 1A is a side view of a main part (tip portion) of the cutting tool of FIG. 1 as viewed from an arrow A1
- B is a plan view of A
- C is a bottom view of A.
- FIG. 3B is a sectional view taken along line S1-S1 in FIG. 3-B and an enlarged view of each part.
- FIG. 6 is a sectional view taken along line S2-S2 of FIG.
- FIG. 7 is a sectional view taken along line S3-S3 when the screw member is removed in FIG.
- FIG. 3C is a partially broken sectional view of FIG. 3-C and an enlarged view of the portion.
- FIG. 3B is a partially broken sectional view of FIG. 3-B and an enlarged view of the portion.
- the cutting tool 100 of the present example includes an upper jaw 20 and a lower jaw 30 protruding forward on one side of a tip 13s of a shank 13 of a holder 10 having a rod shape (square rod shape).
- the holder 10 has a slit 41 cut rearward in the rear wall 40 between the jaws 20 and 30, and is formed so as to clamp and insert the cutting insert 50 between the jaws 20 and 30. Yes.
- the cutting tool 100 of this example is intended for cut-off, and the upper jaw 20 and the lower jaw 30 are viewed in a plan view (when the holder 10 is viewed from the upper surface (upper jaw 20) 14 side), the holder. 10 is formed so as to protrude along a side surface 15 (surface on the lathe spindle head side) 15 with a substantially constant thickness corresponding to the parting width (FIGS. 2 and 3). See -B etc.).
- the cutting insert 50 has cutting edges 53 at both ends when viewed from the common rake face 51 side, the rake face 51 and the opposite lower surface 54 are parallel, and the cutting edges at both ends thereof. 53 is a dogbone type having a relatively wide width. *
- the lower jaw 30 has an upper surface 31 (supporting surface of the lower surface 54 of the insert 50) parallel to the upper surface 14 of the holder 10 and lower than the lower jaw 30.
- the lower surface of the lower jaw 30 is the same as the lower surface 16 of the holder 10. Is projected forward at the tip 13s of the shank 13 (see FIG. 3-B, FIG. 5, etc.).
- the distal end of the lower jaw 30 has an inclined surface 33 projecting downward from the middle portion except for the upper end portion 32a and the lower end portion 32b, and the distal end of the lower jaw 30 is lower than the upper surface 31 that is a cutting insert support surface.
- the discharge port 36 of the coolant lower jaw inner channel 35 provided in a tunnel shape in the lower jaw 30 along the inclined surface 33 is directed upward, as will be described in detail later. Slightly inclined to the front. *
- the upper jaw 20 has a lower surface 21 (a support surface on the upper surface (rake face 51 side) of the insert 50) 21 that is substantially parallel to or slightly higher than the upper surface 14 of the holder 10 ( (See FIG. 3-B, FIG. 5, etc.) Then, the upper surface 23 of the upper jaw 20 has a form protruding above the upper surface 14 of the holder 10, and an upper base portion formed so as to integrally protrude in a block shape above the tip 13 s of the shank 13 forming the holder 10. The front end (front end) 24s of 24 protrudes forward.
- the upper surface 23 of the upper jaw 20 is formed so as to incline downward toward the distal end 23s, and the coolant is provided in a tunnel shape in the upper jaw 20 at a portion near the distal end, as will be described in detail later.
- the discharge port 26 of the intramaxillary channel 25 is provided so as to extend obliquely downward toward the front.
- the tip 23 s of the lower surface 21 of the upper jaw 20 is set to be located rearward of the tip of the upper surface 31 of the lower jaw 30 (the upper end portion 32 a of the lower jaw 30), and the lower jaw 30 protrudes further forward than the upper jaw 20. It is supposed to be configured. *
- the slit 41 is relatively thin at the upper and lower intermediate positions of the inner wall 40 between the upper jaw 20 and the lower jaw 30, that is, the portion closer to the upper surface 14 of the holder 10 (the portion closer to the tip 13s of the shank 13).
- the depth dimension is about the same as the protruding length of the upper jaw 20, and the entire width of the shank 13 is cut from the rear end 24k of the upper jaw base 24 to the rear of the upper and lower jaws. ing.
- the insert 50 can be inserted in a free state with almost no gap, and since there is this slit 41, the lower jaw 30 side is not deformed and the upper jaw 20 side is not deformed when sandwiched in the clamp.
- the slit 41 cuts apart from the rear end portion 41k of the slit 41 and extends backward from the inner wall 40 between the upper jaw 20 and the lower jaw 30 with a moderate downward inclination angle toward the rear.
- the holder 10 is cut in an inclined manner on the opposite side to the upper jaw 20 and the lower jaw 30 at the tip (the portion near the tip 13s of the shank 13), and the cut surface 17a, the upper jaw 20 and the lower jaw 30 In the meantime, it is formed in the circular arc surface 17b which becomes concave including the front-end
- the upper jaw 20 is elastically deformed toward the lower jaw 30 by screwing the screw member 70 with a head disposed through the slit 41 and disposed between the jaws 20 and 30.
- the structure for clamping the cutting insert 50, the screw member 70 used therein, the structure of the coolant flow path (the lower jaw flow path 35, the upper jaw flow path 25) provided on the jaws 20 and 30, etc. will be described sequentially.
- the rear side of the base end (protruding root) of the lower jaw 30 is a portion slightly closer to the distal end of the slit 41 in a plan view and is unevenly distributed on the lower jaw 30 side (FIGS. 3-A, B, etc.).
- Reference a large-diameter hole 60 whose inner diameter is larger than the outer diameter of the head 71 of the screw member 70 with a head from the lower surface 16 side of the holder 10 to the vicinity of the slit 41.
- a small-diameter hole 63 that is smaller than the large-diameter hole 60 and that allows the screw shaft portion 73 of the screw member 70 to pass through with a gap fit toward the upper jaw 20 is coaxial and penetrates in the back of the large-diameter hole 60.
- a vertical hole having a circular shape with a large diameter and a small diameter is provided from the bottom to the top.
- the boundary (downward surface) between the back of the large-diameter hole 60 and the small-diameter hole 63 is such that when the screw member 70 is screwed into a screw hole 80 provided on the upper jaw 20 described below, the tip-facing surface 72 of the head 71 is A seating surface (flat annular seating surface) 65 to be seated is used (see FIGS.
- the large-diameter hole 60 is connected to an end of a pipe for supplying coolant from the outside of the cutting tool 100.
- a pipe for supplying coolant from the outside of the cutting tool 100 For example, an inner peripheral surface portion near the opening end of the large-diameter hole 60 A screw for connecting the pipe is provided.
- the inlet of the lower mandibular channel 35 (inlet communicating with the mandibular inner channel 35) 35 a is provided near the seat surface (small-diameter hole 63) 65. (Refer to FIG. 5 to FIG. 7).
- the inlet 35a in the large-diameter hole 60 of the inner jaw flow path 35 extending in the direction in which the lower jaw 30 protrudes is In a plan view, the inner peripheral surface of the large-diameter hole 60 is opened in a tangential direction on the side where the lower jaw 30 is present, and is communicated with the large-diameter hole 60. 60, and a large flow passage area of the inlet 35a is ensured (see FIGS. 5, 7, 8, etc.).
- the lower jaw 30 has a large vertical height so that the strength and rigidity against the main component force at the time of cutting (cut-off processing) can be increased, but the thickness (width in the cutting direction) is the cut-off processing width. Small combined. Therefore, the lower jaw flow path 35 has a small circular (flow path) cross section, for example, about 1 to 2 mm in diameter in the lower jaw 30. In this example, the lower jaw flow path 35 is formed as a straight line extending from the inlet 35a toward the lower end 32b of the lower end of the lower jaw 30, and is closed by a plug 35p.
- the direction is changed upward and inclined slightly forward, and is linearly formed along the inclined surface 33 at the distal end of the lower jaw 30, and the discharge port 36 is opened at the upper portion of the distal end.
- the inlet 35a that forms a long hole communicating with the large-diameter hole 60 is similarly inclined (see FIGS. 5, 7, and 8). *
- the coolant discharged from the discharge port 36 is set to be poured toward the cutting edge 53 (cutting portion) along the front clearance surface 56 of the insert 50 to be clamped.
- the intramandibular flow path 35 is formed as a straight line extending downward from the inlet 35a, and the upper surface (support surface of the insert 50) 31 of the lower jaw 30 and the intramandibular flow path (hole) 35 are formed. The dimension between and is ensured to be larger toward the tip side.
- the discharge port 36 is also provided on the tip side not directly receiving the main component force, the rigidity of the lower jaw 30 is enhanced. As understood from this, in view of the rigidity of the lower jaw 30, the inlet 35 a of the intramandibular flow path 35 may be provided at a lower portion of the lower jaw 30.
- the upper base 24 of the holder 10 is coaxial with the vertical hole (large diameter hole 60 and small diameter hole 63) on the lower jaw 30 side, and is directed from the lower surface of the upper jaw base 24 (the surface of the slit 41) toward the upper surface 24u of the upper jaw base 24.
- a screw hole 80 into which a screw shaft portion 73 of a screw member 70 with a head 71 used for clamping is screwed is provided (see FIGS. 5 to 7 and the like).
- An inlet (an inlet of the intramaxillary channel 25) 25a communicating with the above-described intramaxillary channel 25 is provided at an intermediate position above and below the screw hole 80 (slightly above the center in this example). .
- the inner peripheral surface (the inner peripheral surface of the screw hole 80) at the upper and lower intermediate positions corresponding to the inlet 25a of the screw hole 80 has an inner diameter (valley diameter of the female screw) with a predetermined width in the vertical direction.
- An annular groove (annular groove) 83 having a larger diameter is provided.
- the upper jaw flow path 25 linearly extends obliquely downward toward the distal end portion of the upper jaw 20, and its inlet 25 a is in plan view in the annular groove 83 on the inner peripheral surface of the screw hole 80.
- the upper jaw 20 is open in communication with the screw hole 80 so as to extend in the tangential direction on the side where the upper jaw 20 is provided.
- the inlet 25a becomes an elongated hole extending obliquely downward, opens into the annular groove (annular groove) 83, and communicates therewith.
- a large flow passage area of the inlet 25a is ensured (see FIGS. 5, 7, 9, etc.). That is, the annular groove 83 is provided in the branch hole 75 and the screw shaft portion 73 regardless of which one of the following branch holes 75 provided in the screw shaft portion 73 faces in the rotational state of the screw member 70.
- the hollow portion 77 to be described below and an inlet 25a of the upper jaw flow path 25 communicate with each other in an annular space (communication space).
- it may be provided as an annular groove in the circumferential direction on the outer peripheral surface thereof, or may be provided as an annular groove in both.
- the screw member 70 with the head 71 used for clamping opens at the center of the rear end surface 71a of the head (circular head) 71, and the screw shaft portion 73 is closed so as to form the bottom. It has a hollow portion 77 extending toward the tip (upper end in the figure) 78 (see FIGS. 5 to 9 and the like).
- the head 71 has a taper with a smaller diameter in the outer peripheral surface near the rear end toward the rear end (rear end surface 71a). Then, an intermediate position before and after the screw shaft portion 73 (in this example, slightly on the tip side), that is, the screw member 70 is inserted from the large-diameter hole 60 of the lower surface 16 of the holder 10 described above.
- a branch hole 75 communicating with the outer peripheral surface of the screw from the hollow portion 77 is located at the annular groove 83 in the front-rear (vertical) direction when the screw shaft portion 73 is screwed into the screw hole 80, for example, Four places are provided horizontally at intervals of 90 degrees in the circumferential direction (see FIG. 9 and the like).
- the tip 78 of the screw member 70 slightly sinks from the upper surface 24u of the upper jaw base 24 raised on the upper surface 14 of the holder 10, and the insert 50 will be described later. Is placed between the upper jaw 20 and the lower jaw 30 and the screw member 70 is firmly tightened and clamped, and the tip 78 thereof is substantially flush with the upper surface 24u of the upper jaw base 24, or is set to sink slightly from the upper surface.
- the tip 78 of the screw shaft portion 73 is provided with a screwdriver portion (in this example, a hexagonal hole) 79 that rotates the screw shaft portion 73.
- the screw of the screw member 70 may be a right-hand screw, but is a left-hand screw in this example. *
- such a screw member 70 is inserted from the large-diameter hole 60 on the lower jaw 30 side in the holder 10, and the screw shaft portion 73 is temporarily screwed (screwed) into the screw hole 80 on the upper jaw 20 side.
- the cutting tool holder 10 is formed, and a predetermined insert 50 is sandwiched between the upper jaw 20 and the lower jaw 30, and the screw member 70 is screwed into the screw-turning portion 79 ( For example, by rotating the hexagonal hole) to the right, the upper jaw 20 is elastically deformed toward the lower jaw 30 and the insert 50 is clamped, whereby the cutting tool 100 is obtained.
- such a cutting tool 100 is connected to the large-diameter hole 60 on the lower surface 16 side of the holder 10 by connecting a coolant supply pipe through a screwed joint or the like, and is fixed to the tool post of the lathe and cut off. It is used for processing.
- the tip-facing surface 72 of the head 71 of the screw member 70 is seated on the seat surface 65 at the back of the large-diameter hole 60. It is closely attached. Then, the coolant fed into the large-diameter hole 60 flows from the inlet 35 a provided in the large-diameter hole 60 to the inner jaw flow path 35, and follows the front flank 56 from the discharge port 36 toward the cutting edge 53. Supplied as The upper jaw flow path 25 has a hollow portion 77, a branch hole 75, and an annular groove 83 provided on the inner peripheral surface of the screw hole 80 from the head 71 side of the screw member 70 in the large-diameter hole 60.
- the tip-facing surface 72 of the head 71 of the screw member 70 passes through the seat surface 65 (the large-diameter hole 60 and the screw shaft portion 73) at the back of the large-diameter hole 60. Since it is in close contact with the seat surface 65) that forms a boundary with the small-diameter hole 63, it is possible to prevent the occurrence of coolant leakage there.
- the seat surface 65 is flat in this example. However, since it is sufficient if the coolant can be prevented from leaking, a tapered seat surface may be used. It is as described above that an appropriate one is taken into consideration.
- the outer peripheral surface of the head 71 has a taper having a small diameter with the portion near the rear end facing the rear end, so that the coolant provided in the outer peripheral surface of the head 71 and the large-diameter hole 60 is also provided. Since a large space is secured between the inlet (the inlet 35a of the lower jaw flow path 35), the coolant fed into the large-diameter hole 60 easily flows into the inlet 35a. In addition, since the inlet 35a is a long hole as described above, it is possible to further smooth the pressure feeding to the inner jaw flow path 35. *
- the coolant supplied to the upper jaw flow path 25 is such that the coolant fed into the large-diameter hole 60 flows from the head 71 of the screw member 70 to the branch hole 75 through the hollow portion 77 of the screw shaft 73.
- the flow from the inlet provided in the annular groove 83 (the inlet 25a of the maxillary inner passage 25) to the upper jaw passage 25 through the annular groove 83 on the inner peripheral surface of the hole 80 is not limited to the screw member 70. Since the front and rear outer peripheral surfaces of the provided branch holes 75 are in close contact with each other by screw tightening (fitting between screw threads and troughs), the coolant is directed toward the slit 41 or the upper jaw 20.
- an elastic sealing material such as a conventional rubber O-ring packing is not required, and there is no leakage of coolant. Therefore, the number of parts is not increased and the structure is not complicated. And since it can be set as the cutting tool 100 which can supply a coolant to the cutting edge 53 from the both jaws 20 and 30 side of the upper jaw 20 and the lower jaw 30, it is said that the lifetime of the cutting edge 53 is extended with smoothing of cutting. An effect is obtained. *
- the screw of the screw member 70 is a left-hand screw
- the insertion and removal of the insert 50 and the replacement of the cutting edge 53 can be performed in a substantially conventional operation. Will not be invited. That is, when the insert 50 is clamped (clamped) or unclamped (relaxed), the screw member 70 is clamped and relaxed by the screw member 70 screwed into the screw hole 80 as described above. Since the screw turning portion (hexagonal hole) 79 at the tip 78 of the screw shaft portion 73 can be rotated in the same manner as the right screw, workability is not reduced. *
- the present invention is arranged so that the cutting insert is disposed between the upper jaw and the lower jaw and the slit provided between both jaws is penetrated.
- a holder for a cutting tool in which the upper jaw is tightened between both jaws and the insert is fixed by elastically deforming toward the lower jaw with the screw member formed, And widely applicable to cutting tools. Therefore, the present invention can be widely applied to cutting tools having such a configuration such as grooving.
- the number of flow paths, discharge ports, and inlets provided on the upper jaw side and the lower jaw side are each singular, but may be plural.
- the flow path may be an appropriate path so that the coolant flow (flow velocity, pressure loss) is in a favorable condition. It is good to set.
- the present invention is not limited to the above-described ones, and can be embodied with appropriate modifications without departing from the gist of the present invention.
- the shape of the insert and the cutting edge, and the number of cutting edges may be used according to the processing conditions.
- the coolant applied in the present invention can be applied to the case of using a gas (for example, cooling air) instead of an oily or aqueous liquid.
- Cutting tool holder 14 Holder upper surface 16 Holder lower surface 20 Upper jaw 21 Upper jaw cutting insert support surface 23 s Upper jaw cutting insert support surface tip 24 u Upper surface of the upper jaw (upper upper surface of upper jaw) 25 Upper maxillary channel 25 a Upper jaw flow Road entrance 30 Mandible 31 Mandible cutting insert support surface (upper surface) 32a Tip (upper end) 35 of mandibular cutting insert support surface Mandibular flow path 35a Mandibular flow path inlet 41 Slit 50 Cutting insert 53 Cutting insert cut Blade 60 Large diameter hole 63 forming coolant supply port Small diameter hole 65 Seat 70 in the back of the large diameter hole Screw member 71 with a head Screw member head 71a Screw member head rear end surface 72 Screw member head Front-facing surface 73 of the screw portion Screw shaft portion 75 of the screw member Branch hole 77 of the screw shaft portion Hollow of the screw shaft portion Screwdriver of the tip of the distal end 79 screw shaft portion 78 threaded shaft portion (hexagonal hole) 80 screw holes 83 annular groove (recessed space) 100
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Abstract
上顎、下顎間の後方にスリットがあり、その両顎にインサートを挟み込み、頭部付きのネジ部材のねじ込みで、上顎を下顎に向けて変形させてクランプする切削工具で、ネジ部材を中空軸構造として、その中空部をクーラント流路としたもので、弾性シール部材を要せず、各顎に設けた上顎内流路、下顎内流路からクーラントの供給を行う。ホルダ10の下顎30側に座面65付きの縦穴、上顎20側にネジ穴80を貫通させ、縦穴である大径穴60に、下顎内流路35の入口35を設け、ネジ穴80の上下の中間位置にクーラントの上顎内流路25の入口25aを設けた。ネジ部材70は、頭部71の後端で開口し、先端78が閉じられた中空部77を設け、ネジ軸部73の中間位置に、外周面に連通する枝孔75を設け、先端78にネジ回し部79を設け、このネジ部材70を大径穴60からネジ穴80にねじ込んでクランプする構造とした。
Description
本発明は、旋削等で丸棒等の被削材を突っ切ったり、或いはその外周面への溝入れ加工等の外径加工をするのに使用される切削工具用ホルダ、及びこの切削工具用ホルダの先端(ヘッド)にスローアウェイ方式(刃先交換方式)などの切削インサート(スローアウェイチップ又は単にチップともいわれる)をクランプ(固定)してなる切削工具(バイト)に関する。
突っ切り等に用いられる切削工具用ホルダの中には、その先端において切削インサート(以下、単にインサートともいう)を挟み込み可能に、先方に突出する上顎、下顎を備え、この両顎間の奥において後方に切り込まれたスリットを有するものがある。このような切削工具用ホルダ(以下、単にホルダともいう)は、このスリットを上下に貫通するよう設けられた縦穴のうち、ホルダの上面側(インサートのすくい面側)に設けられたザグリ穴側から頭部付きのネジ部材(ボルト)を挿入し、これをスリットの下側部位に設けられたネジ穴(メネジ部)にねじ込み、その締め付けにより、その縦穴の奥の座(ザグリ穴の座面)をその頭部で押さえ付け、上顎を下顎に向けて微量、弾性変形させてこの両顎間に挟まれた切削インサートをクランプするように構成されている。
一方、このような切削工具(以下、単に工具ともいう)による切削においても、それが金属材料の切削であるような場合には、切削箇所の冷却、潤滑化、そしてインサートの切れ刃の長寿命化のため、切削中、その切れ刃には、クーラント(切削油や切削水などの切削液)を供給する(浴びせかける)というのが普通である。このようなクーラントの供給を、上記したような突っ切りや溝入れ加工に用いられる切削工具においても、外部からその供給をするのではなく、切削工具をなす切削工具用ホルダの内部にクーラントを供給する流路を設け、その吐出口をホルダの先端又はその近傍に設けてなる技術が各種提案されている(例えば、特許文献1)。
特許文献1に記載の技術は、インサートのすくい面側を押え付ける上顎(上顎部位)にクーラントの供給のためのトンネル状の流路(以下、上顎内流路)が設けられている。そして、この技術では、その上顎内流路へのクーラントの供給を、上記したようにインサートをクランプするために、スリットを介して上顎を弾性変形させる頭部付きのネジ部材の内部を利用している。具体的には次のような構成を有している。
この特許文献1に記載の技術では、上記したようなクランプ用のネジ部材を挿入するためにホルダにおけるスリットの上側部位に設けられた縦穴の内周面に、上顎に設けられた上顎内流路の入口が開口されている。そして、スリットの下側部位に設けられたネジ穴の奥に、外部(外部配管)からクーラントが送り込まれるような進入通路が設けられている。このものでは、頭部付きのネジ部材におけるネジ軸部(オネジ部)を、その先端が開口され、後端である頭部が閉塞された中空のもの(中空軸部)としておくと共に、そのネジ軸部の頭部寄り部位に、中空部から外周面に向けて貫通する枝孔を設けておき、そのねじ込み状態において、その枝孔と上顎内流路とを連通させることで、ネジ穴の奥に外部から進入通路を介して送り込まれたクーラントを、ネジ部材の中空部、枝孔を介し、上顎内流路の入口へ送り込み、そして上顎内流路を通して上顎先端に設けられた吐出口からインサートのすくい面側において切れ刃に向けて吐出させるというものである。
ところが、前記したようなクーラントの流路構造を有する切削工具用ホルダでは、その構造上、ネジ部材の外周に弾性シール材(ゴム製Oリングパッキン)を配置する必要がある。詳しくは、スリットの上側部位に設けられたネジ軸部を通す縦穴(ザグリ穴の座面より下の縦穴部位)の内周面と、ネジ軸部の外周面との間であり、枝孔(上顎内流路の入口)よりもスリット寄り部位に、その弾性シール材を配置する必要があった。というのは、ネジ部材の頭部側は、そのネジの締め付けにより、頭部の先端向き面がザグリ穴の座面に圧接して密着するためにシールが得られるものの、ネジ軸部を通す縦穴(ザグリ穴の座面より下の縦穴部位)の内周面では、ネジ軸部の外周面との間で適度の隙間があるから、その間には、このようなシール材を配置しなければ、クーラントがスリットに向けて流出(漏洩)してしまうためである。
このように、上記したクーラントの流路構造を有する切削工具用ホルダでは、そのようなシール材を要するため、その分、切削工具を構成する部品点数が増大する上に、構造も複雑化するという課題があった。しかも、このようなシール材は、ゴム状弾性のあるものとなるから経年劣化によるシール性能の低下は避けられず、突発的なリークの発生を招いてしまうという問題もあった。その上、クーラントを高圧力で供給する時には、シール材の安定性に難点があり、長期の使用においては外れてしまうということもあった。また、上記したクーラントの流路構造の切削工具用ホルダを用いた切削工具では、上顎内に流路があるだけのため、クーラントの供給もすくい面側からの供給に止まり、逃げ面側から切れ刃への供給を行うことができない。
本発明は、上述したような上顎と下顎との間にインサートを挟み込んで、スリットを貫通して配置される頭部付きのネジ部材のねじ込みによってクランプする構造の切削工具であり、そのネジ部材のネジ軸部を中空構造としてクーラントの流路を構成するようにした切削工具用ホルダにおいて、ゴム製Oリングパッキンのようなシール部材を要することなく、その流路を構成でき、しかも、すくい面及び逃げ面側からのクーラントの供給が行えるようにした切削工具用ホルダ、及び切削工具を提供することをその目的とする。
請求項1に記載の本発明は、先端において切削インサートを挟み込み可能に、先方に突出する上顎、下顎を備え、この両顎間の奥において後方に切り込まれたスリットを有し、該スリットを上下に貫通して設けられた縦穴内に配置される頭部付きのネジ部材のねじ込み、締め付けによって、前記上顎を前記下顎に向けて弾性変形させて、この両顎間に挟まれる切削インサートをクランプして切削工具をなすよう構成された切削工具用ホルダであって、 前記上顎、下顎には、それぞれ、クランプされる切削インサートの切れ刃に向けてクーラントを供給する吐出口を有するトンネル状の上顎内流路、下顎内流路が設けられており、 前記縦穴は、該ホルダの上下に貫通するものとされ、 該縦穴のうち、該ホルダの下面から前記スリットに向けては、内径が前記ネジ部材の頭部の外径より大径で前記クーラントの供給口をなす大径穴と、この大径穴の奥に座面を介しこの大径穴より小径で該ネジ部材のネジ軸部を隙間嵌めで通し得る小径穴が設けられていると共に、該大径穴には前記下顎内流路の入口が設けられており、 該縦穴のうち、前記スリットから該ホルダの上面に向けては、前記ネジ部材のネジ軸部がねじ込まれるネジ穴が設けられていると共に、該ネジ穴の上下の中間位置の内周面には、前記上顎内流路の入口が設けられており、 前記ネジ部材は、その頭部の後端面の中央で開口し、そのネジ軸部の先端に向けて延びる有底の中空部を有するものとされ、かつ、該ネジ軸部の先後の中間位置には、該中空部が該ネジ軸部の外周面に連通する枝孔が設けられており、 該ネジ部材が、前記大径穴から挿入され、該ネジ軸部が前記ネジ穴にねじ込まれて該頭部の先端向き面が該大径穴の奥の座面に着座状態にあり、かつ、前記切削インサートをクランプするときにおいて前記上顎内流路と前記枝孔とが連通するよう、該ネジ穴の内周面及び該ネジ軸部の外周面の少なくとも一方に凹部空間が形成されており、 しかも、該ネジ軸部の先端にはネジ回し部が設けられており、その締め付け及び弛緩が該ネジ軸部の先端側から行い得る構成を備えていることを特徴とする。
請求項2に記載の本発明は、前記ネジ部材のネジを左ネジとしたことを特徴とする請求項1に記載の切削工具用ホルダである。 請求項3に記載の本発明は、前記ネジ部材の頭部が、少なくとも該頭部自体の後端寄り部位において後端に向けて外径が小さくなるように形成されていることを特徴とする請求項1又は2のいずれか1項に記載の切削工具用ホルダである。
請求項4に記載の本発明は、前記切削工具用ホルダを上面側から見たとき、 前記上顎内流路及び該入口は、前記ネジ穴の内周面における接線に沿って該ホルダの先後方向に延びるように設けられており、しかも、前記下顎内流路及び該入口は、前記大径穴の内周面における接線に沿って該先後方向に延びるように設けられていることを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の切削工具用ホルダである。
請求項5に記載の本発明は、前記下顎の先端を、前記上顎の切削インサート支持面における先端よりも先方に突出させ、しかも、該下顎の先端が、その切削インサート支持面をなす上面よりも下面側を先方に突出させるよう形成されていることを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の切削工具用ホルダである。
請求項6に記載の本発明は、請求項1~5のいずれか1項に記載の切削工具用ホルダにおける前記上顎、前記下顎の間に切削インサートが挟み込まれて前記ネジ部材のねじ込み、締め付けによりクランプされなることを特徴とする切削工具である。
請求項1に記載の本発明の切削工具用ホルダにおいては、上顎と下顎との間にインサートを挟み込んで、スリットを貫通して配置される頭部付きのネジ部材のねじ込みによってクランプする構造を有する切削工具であり、そのネジ部材のネジ軸部を中空構造としてクーラントの流路を構成したものでありながらも、上記構成により、従来技術におけるようなシール部材を要することもなく、前記大径穴に送り込まれるクーラントを、前記下顎内流路を通過させ、また、前記ネジ部材の中空部、枝孔、そして、前記上顎内流路を通過させ、それぞれの吐出口から供給することができる。よって、切削インサートにおけるすくい面及び逃げ面の双方においてその切れ刃に向け、クーラントの供給を行うことができる。
すなわち、上記構成により、下顎内流路へのクーラントの供給においては、大径穴に送られるクーラントは、そこに設けられた入口(開口)から下顎内流路への流れとなるが、前記ネジ部材の頭部の先端向き面が、前記大径穴の奥の座面(大径穴と小径孔との境界をなす座面)に着座することによる密着で、その着座部でのシールが保持されるので、前記スリットに向けてリークすることが防止される。そして、上顎内流路へのクーラントの供給において、前記大径穴に送られるクーラントは、前記ネジ部材の中空部、枝孔、そして、ネジ穴の内周面に設けられたこの枝孔と連通する入口から上顎内流路へ流れる。このとき、該ネジ部材のネジ軸部に設けられた前記枝孔の先後の外周面は、前記ネジ穴の内周面との接触となる。すなわち、該ネジ軸部に設けられた前記枝孔の先後の外周面は、ねじ締めによりネジ穴のネジに螺旋状に密着したネジ嵌合(ネジの山と谷との嵌合)になっているから、そこでの実質的な隙間を無とできるので、その枝孔からクーラントが下のスリットに向けて、又は上顎の上面側へ向けてリークするのを実質的に防止できる。
このように、本発明の切削工具用ホルダによれば、その構造に基づき、従来におけるようなゴム製Oリングパッキンのような弾性シール材を要することなく、クーラントのリークを防止でき、よって、部品点数の増大も、構造の複雑化もなく、所望とするその供給が図られる。しかも、上顎、下顎の両顎側において切れ刃にクーラントを供給することができる切削工具となすことができるので、切削性能の向上と共に、切れ刃の長寿命化が図られる。
請
求項1の発明では、前記ネジ部材の頭部の先端向き面が着座する大径穴の奥の座面は、平坦面でもテーパ面としてもよい。該頭部の先端向き面の形状等に応じ、高いシール性が確保されるよう、その座面を適宜の形状にすればよい。例えば、該頭部の先端向き面が、先細りの「さら」形状であれば、座面はそれに密着できるテーパ面とするのがよい。なお、前記ネジ穴の内周面に開口する上顎内流路の入口と、前記ネジ軸部の枝孔とを連通させるのは、 該ネジ部材が前記ネジ穴にねじ込まれて該頭部の先端向き面が該大径穴の奥の座面に着座状態にあり、かつ、前記切削インサートをクランプするときにおいて前記上顎内流路と前記枝孔とが連通するよう、該ネジ穴の内周面及び該ネジ軸部の外周面の少なくとも一方に凹部空間が形成されていればよく、その凹部空間は、前記上顎内流路の入口と、前記ネジ軸部における枝孔とが、先後において少なくとも一部が重なる位置において、前記ネジ穴の内周面と該ネジ軸部の外周面の少なくとも一方に、周方向に沿う環状の溝を設けるのがよい。なお、上顎内流路、下顎内流路は、クーラントの圧力損失の低下や、その流動性を高めるため、曲り箇所を少なくし、できるだけ直線で延びるように設けるのがよい。
求項1の発明では、前記ネジ部材の頭部の先端向き面が着座する大径穴の奥の座面は、平坦面でもテーパ面としてもよい。該頭部の先端向き面の形状等に応じ、高いシール性が確保されるよう、その座面を適宜の形状にすればよい。例えば、該頭部の先端向き面が、先細りの「さら」形状であれば、座面はそれに密着できるテーパ面とするのがよい。なお、前記ネジ穴の内周面に開口する上顎内流路の入口と、前記ネジ軸部の枝孔とを連通させるのは、 該ネジ部材が前記ネジ穴にねじ込まれて該頭部の先端向き面が該大径穴の奥の座面に着座状態にあり、かつ、前記切削インサートをクランプするときにおいて前記上顎内流路と前記枝孔とが連通するよう、該ネジ穴の内周面及び該ネジ軸部の外周面の少なくとも一方に凹部空間が形成されていればよく、その凹部空間は、前記上顎内流路の入口と、前記ネジ軸部における枝孔とが、先後において少なくとも一部が重なる位置において、前記ネジ穴の内周面と該ネジ軸部の外周面の少なくとも一方に、周方向に沿う環状の溝を設けるのがよい。なお、上顎内流路、下顎内流路は、クーラントの圧力損失の低下や、その流動性を高めるため、曲り箇所を少なくし、できるだけ直線で延びるように設けるのがよい。
前記ネジ部材のネジは、右ネジ(通常ネジ)でもよいが、 請求項2に記載の発明のように、左ネジとするのがよい。本発明の切削工具用ホルダにおいて、その組立て段階におけるネジ部材のねじ込は、その頭部において、これを回転させることでもできる。しかし、組立て後の通常使用時(切削作業時)においては、その頭部が位置する大径穴は、クーラントの供給口(クーラントを供給する外部配管の接続口)となっているため、その配管を外さないと、その回転をさせることができない。一方、本発明では、ネジ部材のネジ軸部材の先端にネジ回し部が設けられており、この先端側からネジの締め付け、弛緩ができるから、その配管を外すまでもなく、その回転をさせることができる。
一方、ネジ部材を通常の右ネジとして、ホルダのネジ穴に螺合し、締め付けたものでは、ネジ軸部の先端側でのその回転では、左回転時に両顎間の締め付け(クランプ)となる。これに対し、左ネジとしておくことで、通常のねじ締めと同様、右回転時に両顎間の締め付けができる。このように左ネジとしておくことで、クランプにおける誤作業の防止も図られ、右ネジと同様の作業で、そのクランプ、アンクランプができる。すなわち、ネジ部材を通常の右ネジとしても、刻印等により、上顎の上面側等に、その旨(左回時に両顎間の締め付けとなる)を明示しておけば問題ないともいえるが、左ネジとしておくことで、そのような明示も不要となる。なお、ネジ軸部の先端のネジ回し部(回螺部)は、ネジ軸の先端に、例えば、6角穴などの多角形の穴、十字穴や、スリ割を設けてもよいし、ネジの谷径より小さい外径で、回螺用の多角形部を突出させておいてもよい。
前記ネジ部材の頭部は、上述したように、ねじ締めは、ネジ軸部の先端側において行うことができるから、頭部は多角形とする必要もなく、先後方向(厚さ方向に)において、その外径が一定のもの(例えば円柱形状)としてもよいが、請求項3に記載のように、前記ネジ部材の頭部は、少なくとも該頭部自体の後端寄り部位において後端に向けて外径が小さくなるように形成されているのがよい。本発明の構造上、ネジ部材の頭部は、前記大径穴内に収容されるが、この大径穴の省スペース化の点からして、頭部の外径、厚さ(先後寸法)共に、できるだけ小さくしたい。しかも、大径穴は、クーラントの供給口(外部配管の接続口)をなし、そのため、大径穴の内周面には、配管用のネジ穴(例えば、管用テーパネジ(メネジ))を形成しておくことになる。そして、ここに配管用の継手(雄継手)等をねじ込むとなれば、そのねじ込みに干渉しないように、下顎内流路の入口は、大径穴の奥側(座面に近い位置)に開口させたい。この場合、請求項3に記載のように、例えば、頭部を後端側が小径のテーパ形状としておくことで、下顎内流路の入口近傍におけるクーラントの流路(流路空間)を大きく確保できるから、下顎内流路へのクーラントの流れの円滑化が図られる。
前記上顎内流路の入口、前記下顎内流路の入口は、それぞれ、ネジ部材に対し、平面視(ホルダを上面(上顎)側から見て)、ネジ部材の外周に接する方向において延びるように設けるのがよい。このようにしておけば、その入口を先後に長く、したがって大きく確保できるため、上顎内流路、下顎内流路へのクーラントの流れの円滑化が図られるためである。すなわち、請求項4に記載のように、前記切削工具用ホルダを上面側から見たとき、前記上顎内流路及び該入口は、前記ネジ穴の内周面における接線に沿って該ホルダの先後方向に延びるように設けられており、しかも、前記下顎内流路及び該入口は、前記大径穴の内周面における接線に沿って該先後方向に延びるように設けられているのがよい。
また、本発明の切削工具は、突っ切り、又は溝入れ用のものに好適であるが、それらに限定されるものではない。一方、突っ切り用の工具では、切れ刃の幅(すくい面の幅)は狭く、したがって、ホルダを構成する上顎、下顎とも、その幅が狭く、その先後長(突出長)が相対的に大きくなる。しかも、本発明では前記下顎内流路、前記上顎内流路が形成され、両顎内にはその流路に対応する空間があることから、とくに、切削時の主分力を受け持つ、下顎についてはその強度や剛性の低下を招きやすいため、ビビリの発生を招きやすい。よって、下顎についてはその剛性を高めるため、切削時にワークと干渉しない範囲で、できるだけその上下寸法を大きくするのが好ましい。そして、前記下顎の先端を、前記上顎の切削インサート支持面における先端よりも先方に突出させ、しかも、該下顎の先端が、その切削インサート支持面をなす上面よりも下面側を先方に突出させるよう形成されたものとするのがよい。このようにすることで、下顎の剛性を向上させ得ると共に、前逃げ面側において、その切れ刃へのクーラントの供給を好条件で直接できるよう、その吐出口の位置、向きを設定できるためである。すなわち、このようにすることで、下顎の剛性を向上させ得ることに加え、下顎内流路の吐出口から吐出させるクーラントを、前逃げ面側において切削インサートの下面に阻まれることなくその切れ刃に効率的に浴びせかけ得る条件で、その吐出口の位置、向き(流れ方向)を設定できるためである。
本発明を具体化した実施の形態例(第1実施形態例)を図1-図9に基づいて詳細に説明する。本例の切削工具100は、図1等に示したように、棒状(四角棒状)をなすホルダ10のシャンク13における先端13sの一側において、先方に突出する上顎20、下顎30を備えている。ホルダ10は、この両顎20,30間の後方の壁40において後方に切り込まれたスリット41を有し、この両顎20,30間に切削インサート50を挟み込み、クランプするように形成されている。ただし、本例の切削工具100は、突っ切り用のものとされており、上顎20、下顎30は、その加工用途上、平面視(ホルダ10を上面(上顎20)14側から見て)、ホルダ10の幅方向の一側面(旋盤のスピンドルヘッド側となる面)15に沿って、突っ切り加工幅に対応して略一定の薄さをなして突出するよう形成されている(図2、図3-B等参照)。なお、切削インサート50は、共通のすくい面51側から見たとき、両端に切れ刃53を有し、すくい面51とその反対側の下面54が平行のものであって、その両端の切れ刃53の幅が相対的に広いドッグボーンタイプのものとされている。
下顎30は、その上面(インサート50の下面54の支持面)31が、ホルダ10の上面14と平行でそれより低位をなし、下顎30の下面はホルダ10の下面16と同じで、下顎30全体がシャンク13の先端13sにおいて先方に突出するものとされている(図3-B、図5等参照)。ただし、下顎30の先端は、上端部32aと下端部32bを除く中間部が、下方が突出する傾斜面33を有して、下顎30の先端が、切削インサート支持面である上面31よりも下面側が先方に突出するよう形成されており、詳細は後述するが、この傾斜面33に沿い、下顎30内にトンネル状に設けられているクーラントの下顎内流路35の吐出口36が、上向きでやや先方に傾斜して設けられている。
一方、上顎20は、その下面(インサート50の上面(すくい面51側)の支持面)21が、ホルダ10の上面14と、略平行でそれと同程度か、それよりやや上位をなしている(図3-B、図5等参照)。そして、上顎20の上面23はホルダ10の上面14より上に***する形態をなし、ホルダ10をなすシャンク13の先端13sにおいて、その上方に、ブロック状に一体で***するよう形成された上顎基部24の先端(前端)24sから先方に突出するものとされている。ただし、この上顎20の上面23はその先端23sに向けて下傾するように形成されており、その先端寄り部位に、詳細は後述するが、上顎20内にトンネル状に設けられているクーラントの上顎内流路25の吐出口26が先方に向けて斜め下向きに延びるように設けられている。なお、この上顎20の下面21の先端23sは、下顎30の上面31の先端(下顎30の上端部32a)よりも後方に位置する設定とされており、下顎30が上顎20よりも先方に突出する構成とされている。
他方、スリット41は、上顎20、下顎30間の奥の壁40の上下の中間位置において、すなわち、ホルダ10(シャンク13の先端13s寄り部位)の上面14寄り部位が相対的に薄肉となるように、本例では上顎20の突出長と同程度の奥行寸法であり、上記した上顎基部24の後端24kよりも後方まで、上下の顎の後方に向けてシャンク13の幅全体にわたって切り込まれている。上顎20と下顎30との間は、自由状態でインサート50を略隙間なく挿入し得、このスリット41があることから、これをクランプにおいて挟み付けたとき、下顎30側が変形せず、上顎20側が下顎30側に向けて微量、撓む弾性変形をするように設定されている。そして、このスリット41の切り込みは、スリット41の後端部位41kを除き、上顎20、下顎30間の奥の壁40から後方に向けて適度の下向き傾斜角が付けられて後方に延びている。なお、ホルダ10は、その先端(シャンク13の先端13s寄り部位)において、平面視、上顎20、下顎30と反対側が傾斜状にカットされており、そのカット面17aと、上顎20、下顎30との間は、丸棒の突っ切り加工に対応し、その外径(外周面)に干渉しないように、上顎基部24の先端24sも含めて凹となす円弧面17bに形成されている。
さて次に、上記したスリット41を貫通して配置される頭部付きのネジ部材70のねじ込みによって、上顎20を下顎30に向けて弾性変形させて、この両顎20,30の間に配置される切削インサート50をクランプする構成、それに使用しているネジ部材70、及び、両顎20,30に設けられたクーラントの流路(下顎内流路35、上顎内流路25)の構造等について、順次説明する。
上記したホルダ10には、下顎30の基端(突出
する根元)より後方で、平面視、スリット41のやや先端寄り部位であって下顎30側に偏在する位置において(図3-A,B等参照)、ホルダ10の下面16側から上顎20に向けて、内径が頭部付きのネジ部材70の頭部71の外径より大きい大径穴60が、スリット41の近傍まで穿孔されている。そして、その大径穴60の奥には、上顎20に向けて、この大径穴60より小さく、ネジ部材70のネジ軸部73を隙間嵌めで通すことのできる小径穴63が同軸で貫通状に設けられており、下から上に向けて、大径、小径の横断面円形の縦穴が設けられている。この大径穴60の奥と、小径穴63の境界(下向き面)は、次記する上顎20側に設けるネジ穴80へのネジ部材70のねじ込みにおいて、その頭部71の先端向き面72が着座する座面(平坦な環状座面)65とされている(図5、図6等参照)。なお、この大径穴60は、切削工具100の外部からクーラントを供給するための配管の端部が接続されるところであり、例えば、その大径穴60の開口端寄り内周面部位には、その配管接続用のネジが設けられている。
する根元)より後方で、平面視、スリット41のやや先端寄り部位であって下顎30側に偏在する位置において(図3-A,B等参照)、ホルダ10の下面16側から上顎20に向けて、内径が頭部付きのネジ部材70の頭部71の外径より大きい大径穴60が、スリット41の近傍まで穿孔されている。そして、その大径穴60の奥には、上顎20に向けて、この大径穴60より小さく、ネジ部材70のネジ軸部73を隙間嵌めで通すことのできる小径穴63が同軸で貫通状に設けられており、下から上に向けて、大径、小径の横断面円形の縦穴が設けられている。この大径穴60の奥と、小径穴63の境界(下向き面)は、次記する上顎20側に設けるネジ穴80へのネジ部材70のねじ込みにおいて、その頭部71の先端向き面72が着座する座面(平坦な環状座面)65とされている(図5、図6等参照)。なお、この大径穴60は、切削工具100の外部からクーラントを供給するための配管の端部が接続されるところであり、例えば、その大径穴60の開口端寄り内周面部位には、その配管接続用のネジが設けられている。
このような大径穴60の内周面のうち、座面(小径穴63)65寄り部位には、上述した下顎内流路35の入口(下顎内流路35に連通する入口)35aが設けられている(図5-図7等参照)。ただし、下顎30が平面視、ホルダ10の一側(一側面)15に沿って突出しているため、下顎30が突出する方に延びている下顎内流路35の大径穴60における入口35aは、平面視、大径穴60の内周面のうち、下顎30が有る側においてその接線方向に延びる形で開口され、大径穴60と連通しているため、長穴となって大径穴60と連通しており、この入口35aの流路面積が大きく確保されている(図5、図7、図8等参照)。なお、下顎30は、切削(突っ切り加工)時の主分力に対する強度、剛性が高められるように、その上下高さは大きく確保されているものの、厚み(切り込み方向の幅)は突っ切り加工幅にあわせられて小さい。したがって、下顎内流路35は、この下顎30内において、例えば、直径1~2mm程度と小さい円形(流路)横断面のものとされている。そして、この下顎内流路35は、本例では、その入口35aから、下顎30の先端の下端部32bに向けて下向き傾斜状で、直線で延びるものとして形成され、プラグ35pで閉塞されたその先端寄り部位において、やや先方に傾斜する上向きに方向を変え、下顎30の先端の傾斜面33に沿って直線状して、その先端の上部において吐出口36を開口させている。なお、この下顎内流路35の下向き傾斜に対応して、大径穴60と連通する長穴をなす入口35aも同様に傾斜している(図5、図7、図8等参照)。
本例では、このような吐出口36から吐出されるクーラントは、クランプされるインサート50の前逃げ面56に沿って、切れ刃53(切削部)に向けて浴びせられる設定とされている。なお、本例では、下顎内流路35を入口35aから下向き傾斜状で直線で延びるものとして形成し、下顎30の上面(インサート50の支持面)31と、下顎内流路(空孔)35との間の寸法が先端側ほど大きく確保されている。しかも、吐出口36も主分力を直接受けない先端側に設けているため、下顎30の剛性が高められている。これより理解されるが、下顎30の剛性上においては、下顎内流路35の入口35aも下顎30の下寄り部位に設けるのがよい。
一方、ホルダ10の上顎基部24には、下顎30側の縦穴(大径穴60と小径穴63)と同軸で、上顎基部24の下面(スリット41面)から、上顎基部24の上面24uに向けて、クランプに用いられる頭部71付きのネジ部材70のネジ軸部73がねじ込まれるネジ穴80が貫通して設けられている(図5-図7等参照)。そして、このネジ穴80の上下の中間位置(本例では、中央よりやや上)には、上述した上顎内流路25に連通する入口(上顎内流路25の入口)25aが設けられている。ただし、このネジ穴80のうち、その入口25aに対応する上下の中間位置の内周面(ネジ穴80の内周面)には、上下に所定の幅で、その内径(メネジの谷径)より大径をなす環状溝(円環状溝)83が設けられている。そして、上顎内流路25は、上顎20の先端寄り部位に向けて、斜め下向きに直線状に延びており、その入口25aは、ネジ穴80の内周面の環状溝83のうち、平面視、上顎20が有る側においてその接線方向に延びる形で、連通して開口され、ネジ穴80と連通している。これにより、上記した下顎内流路35の入口35aと同様、その入り口25aは、斜め下向きに延びる長穴となって環状溝(円環状溝)83に開口し、連通するものとなっており、この入口25aの流路面積が大きく確保されている(図5、図7、図9等参照)。すなわち、環状溝83は、ネジ部材70の回転状態で、そのネジ軸部73に設けられる次記する枝孔75がどちらを向いていても、その枝孔75及びそのネジ軸部73に設けられている次記する中空部77と、上顎内流路25の入口25aとが連通するように形成された環状の空間(連通空間)であり、このような空間は、図示はしないが、ネジ軸部73の先後の枝孔75がある部分において、その外周面に周方向の環状溝として設けてもよいし、両者に環状溝として設けてもよい。
一方、クランプに使用される頭部71付きのネジ部材70は、その頭部(円形頭部)71の後端面71aの中央で開口し、そのネジ軸部73は、底部をなすように閉塞された先端(図示上端)78に向けて延びる中空部77を有するものとされている(図5-図9等参照)。ただし、その頭部71は、外周面のうち、後端寄り部位を後端(後端面71a)に向けて小径とするテーパとされている。そして、そのネジ軸部73の先後の中間位置(本例では、中央よりやや先端側)、すなわち、このネジ部材70を、上記したホルダ10の下面16の大径穴60から挿入し、一応、そのネジ軸部73をネジ穴80にねじ込んだ時の先後(上下)方向において、上記した環状溝83に位置するところに、中空部77からネジの外周面に連通する枝孔75が、例えば、周方向に90度間隔で、4箇所横向きに設けられている(図9等参照)。
また、このネジ部材70は、これを前記したようにねじ込んだ時、その先端78が、ホルダ10の上面14に***する上顎基部24の上面24uより、少し沈み込み、後述するように、インサート50を上顎20、下顎30間に配置してネジ部材70を強く締め付けてクランプした時、その先端78が上顎基部24の上面24uと略面一か、上面より少し沈み込む設定とされている。なお、ネジ軸部73の先端78には、そのネジ軸部73を回転させるネジ回し部(本例では、六角穴)79が設けられている。そして、ネジ部材70のネジは、右ネジでもよいが本例では左ネジとされている。
本例では、このようなネジ部材70を、ホルダ10における下顎30側の大径穴60から挿入し、そのネジ軸部73を上顎20側のネジ穴80に、一応、ねじ込む(螺合する)ことで切削工具用ホルダ10となり、その上顎20、下顎30の間に所定のインサート50を挟み込ませ、上述したように、そのネジ部材70を、ネジ軸部73の先端78のネジ回し部79(例えば、六角穴)を、右回転させることで、上顎20が下顎30側に向けて弾性変形してインサート50がクランプされ、切削工具100となる。そして、このような切削工具100は、ホルダ10の下面16側の大径穴60に、クーラントの供給用の配管をねじ込み継手を介する等して接続して、旋盤の刃物台に固定されて突っ切り加工等に供される。
このような本例において、前記したように所定のインサート50がクランプされている状態では、ネジ部材70の頭部71の先端向き面72が、大径穴60の奥の座面65に着座状態で密着している。そして、この大径穴60に送り込まれるクーラントは、大径穴60に設けられたその入口35aから下顎内流路35へ流れ、その吐出口36から切れ刃53に向けて前逃げ面56に沿うように供給される。そして、上顎内流路25へは、大径穴60内にあるネジ部材70の頭部71側から中空部77、枝孔75、そして、ネジ穴80内周面に設けられた環状溝83を介し、環状溝83に設けられたその入口25aから上顎内流路25へ流れ、その吐出口26から、すくい面51側において切れ刃53に向けて供給される。各図中の破線矢印はクーラントの流れ、及びその流れ方向を示している。
このようなクーラントの供給において、大径穴60では、ネジ部材70の頭部71の先端向き面72が、大径穴60の奥の座面65(大径穴60とネジ軸部73を通している小径穴63との境界をなす座面65)に密着しているから、そこでのクーラントのリークの発生を防止できる。この座面65は、本例では平坦なものとしたが、クーラントがリークするのを防止できればよいので、テーパ座面としてもよいなど、使用するネジ部材の頭部の先端向き面の形状等を考慮して、適宜のものとすればよいのは上記したとおりである。また、本例では、頭部71の外周面のうち、後端寄り部位を後端に向けて小径をなすテーパとしたため、その頭部71の外周面と、大径穴60に設けられたクーラントの入口(下顎内流路35の入口35a)との間の空間が大きく確保されるため、大径穴60に送り込まれるクーラントが、その入口35aに流れ込みやすい。しかも、この入口35aは上述したように長穴となっているため、下顎内流路35へのその圧送の一層の円滑化が図られる。
そして、上顎内流路25へのクーラントの供給は、大径穴60に送り込まれるクーラントが、ネジ部材70の頭部71からネジ軸部73の中空部77を通って枝孔75へ流れ、ネジ穴80の内周面の環状溝83を介して、この環状溝83に設けられた入口(上顎内流路25の入口25a)から上顎内流路25への流れとなるが、ネジ部材70に設けられた枝孔75の先後の外周面は、ねじ締め(ネジの山と谷との嵌合)により螺旋で密着したものになっているから、クーラントがスリット41に向けて、又は上顎20の上面(上顎基部24の上面24u)側へ向けてリークすることもないか、あるとしても微量のものに止めることができる。なお、このネジの山と谷との嵌合による密着で、その間のシール性を高めるためには、ネジ精度も重要であるが、図6中に示したような、環状溝83の先後に位置するネジの有効掛かり長さL1、L2も、螺旋密着面の長さ確保上、重要となる。こられは、リークの確認試験に基づき適宜のものに設定すればよい。
このように、本例の切削工具用ホルダ10、及び切削工具100によれば、従来におけるようなゴム製Oリングパッキンのような弾性シール材を要せずして、クーラントのリークもなく、所望とするその供給を行えるから、部品点数の増大も、構造の複雑化も招かない。しかも、上顎20、下顎30の両顎20,30側から切れ刃53にクーラントを供給できる切削工具100となすことができるため、切削の円滑化と共に、切れ刃53の長寿命化が図られるという効果が得られる。
また本例では上述したように、ネジ部材70のネジを左ネジとしているため、インサート50の脱着や、切れ刃53の交換も略従来通りの作業で行うことができるので、その作業性の低下を招くこともない。すなわち、インサート50のクランプ(締め付け)、アンクランプ(弛緩)に際し、ネジ部材70の締め付け、弛緩を、本例の切削工具100では、上記したようにネジ穴80にねじ込まれているネジ部材70のネジ軸部73の先端78におけるネジ回し部(六角穴)79を、右ネジと同様に回転させることで行えるから作業性の低下を招くこともない。
上記例では、突っ切りに用いられる切削工具において具体化した場合を説明したが、本発明は、切削インサートを上顎と下顎の間に配置し、両顎間に設けられたスリットを貫通するように配置されたネジ部材により、両顎間を締め付けて上顎を、下顎側に向けて弾性変形させてインサートを固定する方式の切削工具用ホルダ、
及び切削工具に広く適用できる。したがって、溝入れ加工等、このような構成を有する切削工具に広く適用できる。また、上記例では、上顎側、下顎側に設ける流路、吐出口又は入口は、それぞれ単数としたが、複数としてもよい。また、その流路は、クーラントの液の流れ(流速、圧力損失)が好条件となるように、適宜の経路とすればよいが、できるだけ、急激な方向転換を伴う曲り箇所が少なくなるように設定するのがよい。
及び切削工具に広く適用できる。したがって、溝入れ加工等、このような構成を有する切削工具に広く適用できる。また、上記例では、上顎側、下顎側に設ける流路、吐出口又は入口は、それぞれ単数としたが、複数としてもよい。また、その流路は、クーラントの液の流れ(流速、圧力損失)が好条件となるように、適宜の経路とすればよいが、できるだけ、急激な方向転換を伴う曲り箇所が少なくなるように設定するのがよい。
本発明は上記したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて適宜に変更を加えて具体化できる。当然のことながら、インサートや切れ刃の形状、切れ刃の数も、加工条件に応じたものを用いればよい。さらに、本発明において適用されるクーラントは、油性、水性等の液でなく、ガス(例えば、冷却空気)を用いる場合にも適用できる。
10 切削工具用ホルダ14 ホルダの上面16 ホルダの下面20 上顎21 上顎の切削インサート支持面23s 上顎の切削インサート支持面の先端24u ホルダの上面(上顎基部の上面)25 上顎内流路25a 上顎内流路の入口30 下顎31 下顎の切削インサート支持面(上面)32a 下顎の切削インサート支持面における先端(上端部)35 下顎内流路35a 下顎内流路の入口41 スリット50 切削インサート53 切削インサートの切れ刃60 クーラントの供給口をなす大径穴63 小径穴65 大径穴の奥の座面70 頭部付きのネジ部材71 ネジ部材の頭部71a ネジ部材の頭部の後端面72 ネジ部材の頭部の先端向き面73 ネジ部材のネジ軸部75 ネジ軸部の枝孔77 ネジ軸部の中空部78 ネジ軸部の先端79 ネジ軸部の先端のネジ回し部(六角穴)80 ネジ穴83 環状溝(凹部空間)100 切削工具
Claims (6)
- 先端において切削インサートを挟み込み可能に、先方に突出する上顎、下顎を備え、この両顎間の奥において後方に切り込まれたスリットを有し、該スリットを上下に貫通して設けられた縦穴内に配置される頭部付きのネジ部材のねじ込み、締め付けによって、前記上顎を前記下顎に向けて弾性変形させて、この両顎間に挟まれる切削インサートをクランプして切削工具をなすよう構成された切削工具用ホルダであって、
前記上顎、下顎には、それぞれ、クランプされる切削インサートの切れ刃に向けてクーラントを供給する吐出口を有するトンネル状の上顎内流路、下顎内流路が設けられており、
前記縦穴は、該ホルダの上下に貫通するものとされ、
該縦穴のうち、該ホルダの下面から前記スリットに向けては、内径が前記ネジ部材の頭部の外径より大径で前記クーラントの供給口をなす大径穴と、この大径穴の奥に座面を介しこの大径穴より小径で該ネジ部材のネジ軸部を隙間嵌めで通し得る小径穴が設けられていると共に、該大径穴には前記下顎内流路の入口が設けられており、
該縦穴のうち、前記スリットから該ホルダの上面に向けては、前記ネジ部材のネジ軸部がねじ込まれるネジ穴が設けられていると共に、該ネジ穴の上下の中間位置の内周面には、前記上顎内流路の入口が設けられており、
前記ネジ部材は、その頭部の後端面の中央で開口し、そのネジ軸部の先端に向けて延びる有底の中空部を有するものとされ、かつ、該ネジ軸部の先後の中間位置には、該中空部が該ネジ軸部の外周面に連通する枝孔が設けられており、
該ネジ部材が、前記大径穴から挿入され、該ネジ軸部が前記ネジ穴にねじ込まれて該頭部の先端向き面が該大径穴の奥の座面に着座状態にあり、かつ、前記切削インサートをクランプするときにおいて前記上顎内流路と前記枝孔とが連通するよう、該ネジ穴の内周面及び該ネジ軸部の外周面の少なくとも一方に凹部空間が形成されており、
しかも、該ネジ軸部の先端にはネジ回し部が設けられており、その締め付け及び弛緩が該ネジ軸部の先端側から行い得る構成を備えていることを特徴とする切削工具用ホルダ。 - 前記ネジ部材のネジを左ネジとしたことを特徴とする請求項1に記載の切削工具用ホルダ。
- 前記ネジ部材の頭部が、少なくとも該頭部自体の後端寄り部位において後端に向けて外径が小さくなるように形成されていることを特徴とする請求項1又は2のいずれか1項に記載の切削工具用ホルダ。
- 前記切削工具用ホルダを上面側から見たとき、
前記上顎内流路及び該入口は、前記ネジ穴の内周面における接線に沿って該ホルダの先後方向に延びるように設けられており、しかも、前記下顎内流路及び該入口は、前記大径穴の内周面における接線に沿って該先後方向に延びるように設けられていることを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の切削工具用ホルダ。 - 前記下顎の先端を、前記上顎の切削インサート支持面における先端よりも先方に突出させ、しかも、該下顎の先端が、その切削インサート支持面をなす上面よりも下面側を先方に突出させるよう形成されていることを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の切削工具用ホルダ。
- 請求項1~5のいずれか1項に記載の切削工具用ホルダにおける前記上顎、前記下顎の間に切削インサートが挟み込まれて前記ネジ部材のねじ込み、締め付けによりクランプされなることを特徴とする切削工具。
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