切削工具
【課題】切れ刃を備える刃部を任意に交換することができる切削工具において、刃部を簡易に精度よく位置決めして取り付けることができ、作業効率が良く、加工精度に優れた切削工具を提供する。
【解決手段】軸線Ｏを有する略円筒状のボデー１０と、該ボデー１０の先端に着脱可能に取り付けられる切れ刃３を有する刃部１と、該刃部１を前記軸線Ｏ周りに回転させるための回転機構と、前記刃部１を前記ボデー１０側に引き込ませるための引込機構とを備え、前記回転機構および前記引込機構により前記刃部１が前記軸線Ｏ方向および前記回転方向に位置決めされて前記ボデー１０に固定されることを特徴とするボールエンドミル２０を提供する。
【解決手段】軸線Ｏを有する略円筒状のボデー１０と、該ボデー１０の先端に着脱可能に取り付けられる切れ刃３を有する刃部１と、該刃部１を前記軸線Ｏ周りに回転させるための回転機構と、前記刃部１を前記ボデー１０側に引き込ませるための引込機構とを備え、前記回転機構および前記引込機構により前記刃部１が前記軸線Ｏ方向および前記回転方向に位置決めされて前記ボデー１０に固定されることを特徴とするボールエンドミル２０を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切れ刃を備える刃部が着脱可能に装着されてなる切削工具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、フライス工具の一種で穴明け加工や曲面加工等に用いられる底刃が球状をなすボールエンドミルが知られており、刃先が磨耗等した場合に簡易に刃部を交換することができるボールエンドミルとして、超硬切刃がロウ付けされた切削用ヘッドを備える切削用インサートを工具ホルダーから着脱可能としたボールエンドミルが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−１０３１３０号公報（第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１の発明では、作業者による切削用インサートのねじ込み具合のいかんによって切削用インサートの取付位置が異なってしまい、切削用インサートを安定して工具ホルダーの所定位置に取り付けることができないという問題があった。そのため、切削加工時にびびり振動が発生して、仕上げ面粗さが悪化したり刃先が欠けたりする恐れがあった。また、ねじが固く締まりすぎて、切削用インサートを工具ホルダーから取り外すことが困難となる恐れがあり、さらには、ねじ山が潰れて使用できなくなる恐れもあった。また、例えば、ボデーに切りくずを排出するための溝をもつドリルなどには、切削インサートに設けられることとなる溝と工具ホルダーに設けられることとなる溝とを常に正確に一致させて固定することができないため適さないという問題もあった。
さらに、切削用インサートにスパナやモンキーレンチを係合させるためのフラットカット面を設けるので、切削用インサートの軸方向の長さをある程度長く設計せざるを得ず、切削加工中にびびり振動が発生する、工具のたわみが大きくなる、送りを高くりできない等の問題が生ずるおそれがあった。
【０００４】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、切れ刃を備える刃部を任意に交換することができる切削工具において、刃部を簡易に精度よく位置決めして取り付けることができ、作業効率が良く、加工精度に優れた切削工具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の切削工具は以下の手段を採用する。
本発明は、軸線を有する略円筒状の工具本体と、該工具本体の先端に着脱可能に取り付けられる切れ刃を有する刃部と、該刃部を前記軸線周りに回転させるための回転機構と、前記刃部を前記工具本体側に引き込ませるための引込機構とを備え、前記回転機構および前記引込機構により前記刃部が前記軸線方向および前記回転方向に位置決めされて前記工具本体に固定されることを特徴とする。
【０００６】
本発明によれば、前記刃部を任意に着脱することができるので、例えば、切れ刃が磨耗した場合には刃部のみを交換すればよく、また、加工形状に合わせて他の種類の工具に取り替えたい場合には、工具本体はそのままで刃部のみを異なる形状の切れ刃を備えるものに取り替えればよいので、非常に経済的で作業効率に優れる。
【０００７】
この場合において、本発明に係る切削工具は、前記回転機構および前記引き込み機構により、前記刃部が軸線回りに回転するとともに工具本体側に引き込まれて、前記軸線方向および前記回転方向に位置決めされ、工具本体に強固に固定されることになる。したがって、刃部を簡易に精度良く工具本体の所定位置に取り付けることができ、作業効率が良く、加工精度に優れる。
【０００８】
上記発明においては、前記回転機構が、前記工具本体に形成されたねじ穴および前記刃部の回り止めのためのキー溝と、前記刃部に形成された係止穴および前記キー溝と係合するキーと、先端部が前記係止穴と係合する前記ねじ穴に螺合される締付ねじとから構成され、これらねじ穴および係止穴が前記軸線から該軸線に垂直な横線方向にずらした位置に偏心して設けられることとしてもよい。
【０００９】
このように構成することで、前記締付ねじを前記工具本体のねじ穴に螺入してその先端部を前記刃部の係止穴に係止させることにより、前記刃部が軸線回りに回転させられて前記キーが前記工具本体のキー溝に突き当たって工具本体に固定されることとなる。したがって、締付ねじを締めるだけで、刃部を前記回転方向に精度良く位置決めして工具本体に取り付けることができ、また、締付ねじを緩めるだけで刃部を工具本体から取り外すことができるため、刃部の交換に要する時間が短く、作業効率に優れる。
【００１０】
また、上記発明においては、前記引込機構が、前記ねじ穴をその軸心が前記横線に対して工具先端側に傾斜するように設けることにより構成されることとしてもよい。
また、上記発明においては、前記引込機構が、前記ねじ穴をその軸心が前記係止穴の軸心に対して工具基端側にずれるように設けることにより構成されることとしてもよい。
【００１１】
このように構成することで、前記締付ねじを前記工具本体のねじ穴に螺入してその先端部を前記刃部の係止穴に係止させることにより、前記刃部が工具基端側に引き込まれて前記工具本体の先端面に突き当たって工具本体に固定されることとなる。したがって、締付ねじを締めるだけで、刃部を前記軸線方向に精度良く位置決めして工具本体に取り付けることができ、クランプ剛性に優れる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の切削工具によれば、切れ刃を備える刃部を任意に交換することができる切削工具において、刃部を簡易に精度よく位置決めして取り付けることができ、作業効率が良く、加工精度に優れるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の第１の実施形態について、図１乃至図４を参照して説明する。
本実施形態に係るボールエンドミル２０は、図１に示されるように、軸線Ｏ周りに回転される略円筒状のボデー１０と、締付ねじ３０によりボデー１０の先端にボデー１０の軸線Ｏと同心に固着される刃部１とから構成される。
【００１４】
前記ボデー１０は、高速度鋼、工具鋼、合金鋼、ステンレス鋼、超硬合金、サーメット、セラミックス等から構成され、図２に示されるように、例えば、その先端面１１に刃部１を取り付けるための軸線Ｏと同心の略円筒状の取付穴１２と、刃部１の回り止めのための２つのキー溝１３，１３とを備えるとともに、その外周面に取付穴１２へ向かって貫通するねじ穴１４と、２つの切りくず排出のための切屑ポケット４ｂ，４ｂとを備えている。
【００１５】
そして、前記ねじ穴１４は、図３に示されるように、工具回転方向と逆方向に向かって、軸線Ｏから該軸線Ｏに垂直な横線Ｘ方向に、すなわち、ボデー１０の軸心から径方向に、わずかに所定距離ｄだけずらした位置に偏心して設けられるとともに、図４(ａ)に示されるように、ねじ穴の軸心Ｃ１が横線Ｘに対してわずかに所定角度αだけ工具先端側に傾斜するように設けられている。
例えば、本実施形態では、ねじ穴１４の中心は、取付穴１２の直径に対して２０％だけ軸線Ｏから離れた位置となっており、ねじ穴の軸心Ｃ１は、横線Ｘに対して５〜１０°だけ傾斜した位置となっている。
【００１６】
前記刃部１は、高速度鋼、工具鋼、合金鋼、ステンレス鋼、超硬合金、サーメット、セラミックス、超高圧焼結体等から構成され、図２に示されるように、例えば、略球状のヘッド部２と該ヘッド部２と同心に一体形成された略円筒状の挿入部７とを有し、前記ヘッド部２に２枚の切れ刃３，３と、前記切屑ポケット４ｂ，４ｂへとつながる２つの切屑ポケット４ａ，４ａと、ボデー１０の先端面１１に着座させるための着座面５と、ボデー１０のキー溝１３，１３と係合する２つのキー６，６とを備えるとともに、前記挿入部７の外周面に略凹球面状の係止穴８を備えている。
前記切れ刃３は、ヘッド部２の外周面に形成される外周刃とヘッド部２の先端面に形成される略球状の底刃とを有し、刃部１と一体に形成されている。
前記挿入部は、ボデー１０の取付穴１２の直径と同等かわずかに小さい直径を有する取付穴１２と同形の略円筒状に形成されている。
【００１７】
そして、前記係止穴８は、図３に示されるように、工具回転方向と逆方向に向かって、軸線Ｏから該軸線Ｏに垂直な横線Ｘ方向に、すなわち、挿入部７の軸心から径方向に、わずかに所定距離ｄだけずらした位置に設けられるとともに、図４(ａ)に示されるように、係止穴の軸心Ｃ２が横線Ｘに対して所定角度αだけ工具先端側に傾斜するように設けられている。
例えば、本実施形態では、係止穴８の中心は、挿入部７の直径に対して２０％だけ軸線Ｏから離れた位置となっており、係止穴の軸心Ｃ２は、横線Ｘに対して５〜１０°だけ傾斜した位置となっている。
【００１８】
前記締付ねじ３０は、図１に示されるように、ボデー１０のねじ穴１４と螺合するねじ部と、刃部１の係止穴８と係合する係止穴８の半径と同等かわずかに小さい半径を有する略凸球面状の先端部３１とを備えている。丸先のねじとすることで、締付ねじ３０の先端部３１がどのような状態で係止穴８に接しても、確実に安定して係止できるようになっている。締付ねじ３０としては、高価なリーマボルトとする必要はなく、一般に汎用されているねじを使用することができる。
【００１９】
このように構成された本実施形態に係るボールエンドミル２０の作用について以下に説明する。
本実施形態に係るボールエンドミル２０によれば、刃部１の挿入部７をボデー１０の取付穴１２に挿入し、刃部の着座面５をボデー１０の先端面１１に着座させた状態で、ボデー１０のねじ穴１４に締付ねじ３０を螺入して、該締付ねじ３０の先端部３１を刃部１の係止穴８に係合させることにより、刃部１の中心線を軸線Ｏに一致させて、刃部１をボデー１０の先端に着脱可能に取り付けることができる。つまり、刃部１の着脱を任意かつ容易に行うことができる。
したがって、例えば、切れ刃３が磨耗した場合には、磨耗した刃部１のみを交換すればよいので加工コストを低減でき、また、ボールエンドミル２０に替えて加工形状に合わせて他の刃先形状を持つエンドミルを使用したい場合には、ボデー１０はそのまま同じものを使用して刃部１のみを異なる形状の切れ刃を備えるものに取り替えればよいので工具管理の手間や工具費を低減でき、非常に経済的である。
【００２０】
この場合において、本実施形態に係るボールエンドミル２０は、ねじ穴１４および係止穴８が軸線Ｏに対し横線Ｘ方向に、工具回転方向と逆方向に向かってわずかに偏心しているので、締付ねじ３０をねじ穴１４に螺入して先端部３１を係止穴８に係止させる際に、回転モーメントが発生し、刃部１が軸線Ｏ周りに工具回転方向と逆方向に向かって回転することとなる。換言すると、刃部１が、主分力が加わる方向と同方向に回転することとなる。そして、ボデー１０の先端面１１および刃部１の着座面５に互いに係合するキー溝１３，１３およびキー６，６を設けているので、刃部１の回転によりキー６，６がキー溝１３，１３に突き当たって、刃部１がボデー１０に係止されることとなる。これにより、刃部１がキー溝の工具回転方向を向く面１３ａを基準として、刃部１の回転方向に精度良く位置決めされてボデー１０に固着される。
【００２１】
これと同時に、ねじ穴１４の軸心Ｃ１および係止穴８の軸心Ｃ２が横線Ｘに対してわずかに工具先端側に傾斜しているので、締付ねじ３０をねじ穴１４に螺入して先端部３１を係止穴８に係止させると、刃部１が工具先端側から工具後端側に向かって引き込まれることとなる。これにより、刃部１の着座面５がボデー１０の先端面１１に突き当たって、刃部１が先端面１１を基準として、軸線Ｏ方向に精度良く位置決めされてボデー１０に固着される。
【００２２】
つまり、締付ねじ３０を締めるだけで、刃部１が工具回転方向と逆方向に回転しながら工具後端側に引き込まれて、刃部１の回転方向に位置決めされると同時に軸線Ｏ方向に位置決めされるので、刃部１を簡易にボデー１０の所定位置に精度よく取り付けることができる。
【００２３】
そのため、ボデー１０に設けられた切屑ポケット４ｂと刃部１に設けられた切屑ポケット４ａとを正確に一致させることができ、切くず障害等を起こすことがない。換言すると、切屑ポケット４が刃部１とボデー１０とで分断される構成を採っても、取付時においては両切屑ポケット４ａ，４ｂが精度よく一致して刃部１からボデー１０へとつながる一の切屑ポケット４として機能するので支障がない。したがって、切屑ポケット確保の観点から設計上の制限を受けることがなく、ヘッド部２の軸方向の長さを短くして刃部１を小さくすることができる。そして、ヘッド部２の軸方向の長さを短くして刃部１を小さくすることにより、工具のたわみが小さくなり、びびり振動の発生が抑制され、切削時の送りを高くする等の加工能率の向上を図ることができる。
また、刃部１をボデー１０の先端面に強固に密着させることができるので、刃部１が浮き上がってびびり振動を誘発することもない。
その結果、びびり振動による加工物の仕上げ面粗さ等の悪化を防止することができ、加工精度に優れる。さらに、びびり振動による刃先の欠け等の刃部の欠損を防止することができ、刃部の交換頻度が低減されて作業効率に優れるとともに、切削時の送りを高くする等の加工能率の向上を図ることで加工コストが削減される。
【００２４】
さらに、本実施形態に係るボールエンドミル２０によれば、ボデー１０をマシニングセンタ、フライス盤等の工作機械に取り付けたままで、締付ねじ３０をボデー１０から完全に抜き取ることなく、ねじを緩めるだけで刃部１をボデー１０から取り外すことができる。したがって、刃部の交換に要する時間が短く作業効率に優れ、ねじを紛失することもない。
また、ねじ１本だけで刃部１をボデー１０に取り付けるため、構造が簡単で安価に製造することができ、工具点数が少なく工具管理が容易である。また、設計的にもコンパクトであることから、工具径の小さなエンドミル等であっても対応することができる。
【００２５】
また、本実施形態に係るボールエンドミル２０によれば、ねじ穴１４および係止穴８を軸線Ｏから工具回転方向と逆方向に偏心させることにより、刃部１が工具回転方向と逆方向、つまり主分力が加わる方向と同方向に回転するような構成を採っているので、切削加工時の主分力が過大となっても、締付ねじ３０にかかる負担は少なくて済む。これにより、締付ねじ３０の破損を防止することができる。
【００２６】
また、取付時において刃部１の中心線とボデーの軸線Ｏとを正確に一致させることが重要となるところ、刃部１とボデー１０とが嵌合する部分である挿入部７および取付穴１２をボデー１０と同軸に製造して高精度の円筒度を得るだけで足りるので、製造が比較的容易であり短時間で安価にボールエンドミル２０を提供することができる。
【００２７】
なお、上記実施形態においては、ねじ穴１４を取付穴１２の直径に対して２０％の距離だけ、係止穴８を挿入部７の直径に対して２０％の距離だけ、軸線Ｏから偏心した位置に設けることとしたが、これに限定されるものではない。偏心距離ｄとしては、取付穴１２または挿入部７の直径に対して５％以上５０％未満の範囲内で設定するのが好ましい。５％より小さいと刃部１を十分に回転させることができず、５０％以上になると締付ねじ３０の先端部３１と係止穴８との接触面積が極端に減少して十分なクランプ力が得られないからである。
また、上記実施形態においては、ねじ穴１４および係止穴８を工具回転方向と逆方向に向かって横線Ｘ方向にずれるように形成することとしたが、これとは逆に、ねじ穴１４および係止穴８を工具回転方向に向かって横線Ｘ方向にずれるように形成することにしてもよい。この場合、刃部１が工具回転方向と同方向に回転することとなる。
【００２８】
また、上記実施形態においては、ねじ穴１４を横線Ｘから５〜１０°傾斜するように形成することとしたが、これに限定されるものではない。傾斜角度αとしては、１°以上４５°以下の範囲内で設定するのが好ましい。１°より小さいと刃部１を十分に引き込むことができず、４５°を超えると刃部１を引き込む力が過大となり、これに対応する刃部１の回転モーメントが不足して、刃部１を十分に回転させることができず、キー溝１３，１３とキー６，６との間に隙間が空いてしまうおそれがあるからである。
また、上記実施形態においては、係止穴８もねじ穴と同様に横線Ｘに対して５〜１０°傾斜するように形成されることとしたが、これに限定されるものではない。係止穴８をその軸心Ｃ２が横線Ｘと平行になるように形成したり、ねじ穴１４とは異なる角度で傾斜するように形成したりしても、係止穴８は略凹球面状から構成されているので、上記と同様の効果を奏することができる。
【００２９】
また、上記実施形態においては、ねじ穴１４の軸心Ｃ１および係止穴８の軸心Ｃ２を横線Ｘに対してわずかに工具先端側に傾斜するように形成することとしたが、これに代えて、図４(ｂ)に示されるように、刃部１の挿入部７をボデー１０の取付穴１２に挿入して刃部１の着座面５をボデー１０の先端面１１に着座させた状態で、ねじ穴１４の軸心Ｃ１が係止穴８の軸心Ｃ２に対してわずかに工具基端側にずれるように形成することにしてもよい。このように構成することで、ねじ穴１４の軸心Ｃ１および係止穴８の軸心Ｃ２が横線Ｘと平行であっても、締付ねじ３０をねじ穴１４に螺入して先端部３１を係止穴８に係止させると、刃部１が工具先端側から工具後端側に向かって引き込まれることとなり、上記と同様の効果を奏することができる。
前記ねじ穴１４と係止穴８の軸心Ｃ１，Ｃ２間の距離としては、例えば、取付穴１２または挿入部７の直径に対して５％以上５０％未満の範囲内で設定するのが好ましい。５％より小さいと刃部１を十分に引き込むことができず、５０％以上になると刃部１を引き込む力が過大となり、これに対応する刃部１の回転モーメントが不足して、刃部１を十分に回転させることができず、キー溝１３，１３とキー６，６との間に隙間が空いてしまうおそれがあるからである。
【００３０】
また、上記実施形態においては、ボデー１０に取付穴１２およびねじ穴１４を形成し、刃部１に挿入部７および係止穴８を形成することとしたが、これに限定されるものではなく、例えば、これとは逆に刃部１に取付穴およびねじ穴を形成し、ボデーに挿入部および係止穴を形成することにしてもよい。
また、上記実施形態においては、１つの締付ねじ３０を用いて刃部１をボデー１０に取り付ける構成を採用したが、締付ねじ３０、ねじ穴１４、係止穴８の数としてはこれに限定されるものではない。大径のボールエンドミル２０の場合には、クランプ力向上の観点から、複数の締付ねじ３０で取り付ける構成としてもよい。例えば、工具径が３０〜４０ｍｍの場合において、ねじ穴１４および係止穴８を各々２つ設け、締付ねじ３０を２つ用いて刃部１をボデーに取り付ける構成とすることができる。
【００３１】
また、上記実施形態においては、２対のキー６およびキー溝１３を設けることとしたが、これに代えて、１対のキー６およびキー溝１３のみを設けることにしてもよい。このようにすることで、例えば、締付ねじ３０を複数用いる構成とした場合や、非対称の切れ刃を備える場合において、作業者による刃部の取付ミスを防止することができるという利点がある。
また、上記実施形態においては、刃部１の挿入部７を略円筒状としたが、挿入部７の形状としては特に限定されるものではなく、図５に示されるように、その外周面が取付穴１２の一部と係合する円筒面と平面とから構成され、該平面に係止穴８を備えることにしてもよい。
また、上記実施形態においては、係止穴８を略凹球面状としたが、係止穴８の形状としては特に限定されるものではなく、他の任意の形状とすることができる。少なくとも一部において締付ねじ３０の先端部３１と係合するような形状であればよい。
【００３２】
また、上記実施形態においては、２枚刃のボールエンドミル２０を採用することとしたが、切れ刃３の枚数としてはこれに限定されるものではなく、例えば、１枚刃や３枚刃のボールエンドミルとすることができる。
また、上記実施形態においては、切れ刃３を刃部１と同一の材料で一体に形成することとしたが、これに代えて、例えば、超硬合金から構成された刃部１に、ダイヤモンド焼結体や立方晶窒化ホウ素（ｃＢＮ）焼結体等の超高圧焼結体から構成されたチップを、切れ刃としてろう付けすることにしてもよい。このようにすることで、切れ刃を超高圧焼結体とした場合の利益を享受しつつ、刃部１全体を非常に高価な超高圧焼結体から構成する場合に比べて製造コストを低減することができる。また、ヘッド部２にスローアウェイチップを着座させるためのチップ取付座を設け、該チップ取付座にスローアウェイチップを着脱可能に可能に装着するスローアウェイ式を採用してもよい。この場合にはさらに経済的である。
【００３３】
また、上記実施形態においては、刃部１からボデー１０へと延びる２つの切屑ポケット４，４を設けることとしたが、切屑ポケット４の配置、形状、数としては特に限定されるものではなく、任意に設定することができる。
また、上記実施形態においては、クランプ力向上の観点から締付ねじ３０として丸先のねじを使用することとしたが、締付ねじ３０の先端部３１の形状としてはこれに限定されるものではなく、他の任意の形状とすることができる。
【００３４】
次に、本発明の第２の実施形態に係るリーマについて、図６を参照して以下に説明する。
本実施形態の説明において、上述した第１の実施形態に係るボールエンドミル２０と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。
【００３５】
本実施形態に係るリーマ４０は、第１の実施形態に係るボールエンドミル２０が略球状のヘッド部２を有し、該ヘッド部１に２枚の切れ刃３，３を備え、該切れ刃３として底刃が設けられていたのに対し、図６に示されるように、略円柱状のヘッド部２を有し、該ヘッド部２に１枚の切れ刃３を備え、該切れ刃３として食付き切れ刃が設けられている点で相違している。さらに、刃部１側にのみ切屑ポケットが形成され、１対のキー６およびキー溝１３のみを備えている点で相違している。
このように構成された本実施形態に係るリーマ４０によれば、第１の実施形態に係るボールエンドミル２０と同様の効果を奏する。
【００３６】
次に、本発明の第３の実施形態に係るドリルについて、図７を参照して以下に説明する。
本実施形態の説明において、上述した第１の実施形態に係るボールエンドミル２０と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。
【００３７】
本実施形態に係るドリル５０は、第１の実施形態に係るボールエンドミル２０が略球状のヘッド部２を有し、該ヘッド部２に切れ刃３として外周刃が設けられるとともに、比較的短い切屑ポケット４ｂが備えられていたのに対し、図７に示されるように、先端角を有する略円筒状のヘッド部２を有し、該ヘッド部２の先端に切れ刃３として工具進行方向を向く先端切れ刃が設けられるとともに、工具先端側から工具後端側へと延びる切りくずを排出するための溝５１を備えている点で相違している。
このように構成された本実施形態に係るドリル５０によれば、第１の実施形態に係るボールエンドミル２０と同様の効果を奏する。
【００３８】
特に、このようにドリルに適用した場合には、刃部１が該刃部１の回転方向に精度よく位置決めされる結果、刃部１に設けられた溝５１ａとボデー１０に設けられた溝５１ｂとを常に正確に一致させることができるという利点がある。
【００３９】
なお、上記実施形態においては、２枚刃の直刃ドリルを採用することとしたが、切れ刃３の枚数および溝５１の形状、数としては特に限定されるものではなく、任意に設定することができる。
【００４０】
次に、本発明の第４の実施形態に係るバイト６０について、図８を参照して以下に説明する。
本実施形態の説明において、上述した第１の実施形態に係るボールエンドミル２０と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。
【００４１】
本実施形態に係るバイト６０は、第１の実施形態に係るボールエンドミル２０が略球状のヘッド部２と略円筒状の挿入部７とから構成される刃部１と、軸線Ｏ周りに回転される略円筒状のボデー１０とを備えていたのに対し、図８に示されるように、略角形の傾斜したヘッド部２と略円盤状のフランジ部６１と略円筒状の挿入部７とから構成される刃部１と、旋盤等に取り付けられて固定される略円筒状のボデー１０を備える点で相違している。さらに、前記フランジ部６１に着座面５とキー６とが備えられ、前記ヘッド部２にスローアウェイチップ６３を着座させるためのチップ取付座６２を設け、該チップ取付座６２にスローアウェイチップ６３がねじで着脱可能に装着されている点で相違している。
【００４２】
また、ねじ穴１４はボデー１０の軸心から該軸心に垂直な横線方向に、前記係止穴８は挿入部７の軸心から該軸心に垂直な横線方向に、切削方向と逆方向に向かって、わずかに所定距離ｄだけずらした位置に偏心して設けられ、刃部１が切削方向と逆方向に回転するように構成されている。これにより、第１の実施形態に係るボールエンドミル２０と同様に、刃部１が、主分力が加わる方向と同方向に回転するような構成となっている。
【００４３】
前記スローアウェイチップ６３は、超硬合金、サーメット、セラミックス、超高圧焼結体等から構成され、例えば、略四角形の平板状をなし、その上下面と側面との交差稜線部に複数の切れ刃３が形成されている。
また、前記バイト６０としては、例えば、中ぐりバイト、穴ぐりバイト等の円筒状のシャンクをもつ丸シャンクバイトが挙げられる。
このように構成された本実施形態に係るバイト６０によれば、第１の実施形態に係るボールエンドミル２０と同様の効果を奏する。
【００４４】
特に、このように旋盤などに工具を固定して工作物を回転させて使用するバイトに適用した場合には、刃部１の回転方向に刃部１が精度よく位置決めされる結果、切削途中に刃部１を交換した場合であっても、工作物の軸心に対する心高を安定して正確な高さに固定できるという利点がある。つまり、刃部１の着脱を繰り返したときの刃先位置の再現性に優れるので、高精度の加工精度を得ることができるという利点がある。
【００４５】
また、複数の切れ刃３を有するスローアウェイチップ６３が着脱可能に装着されていることから、切削加工に伴い切れ刃３が磨耗した場合には、スローアウェイチップ６３の向きを変えて付け替えることにより、１つのスローアウェイチップ６３を数回にわたって使用することができ非常に経済的である。
【００４６】
なお、上記実施形態においては、ねじを用いてスローアウェイチップ６３を刃部１に固定するスクリューオン方式のスローアウェイバイト６０を採用することとしたが、これに代えて、スローアウェイチップ６３をチップ取付座６２にろう付けすることにしてもよく、また、刃部１と一体に形成することにしてもよい。
また、上記実施形態においては、スローアウェイチップ６３として略四角形の平板状をなすネガティブチップを採用したが、スローアウェイチップ６３の形状としてはこれに限定されるものではなく、例えば、三角形、菱形、五角形、円形等の任意の形状とすることができ、また、ポジティブチップでもよい。
また、上記実施形態においては、刃部１を略角形の傾斜したヘッド部２と略円盤状のフランジ部６１と略円筒状の挿入部７とから構成することとしたが、刃部１の構成としてはこれに限定されるものでなく、また、ヘッド部１およびフランジ部６１を他の任意の形状とすることができる。
【００４７】
また、本発明に係る切削工具の実施形態として、ボールエンドミル２０、リーマ４０、ドリル５０、バイト６０を例に挙げて説明したが、本発明に係る切削工具としてはこれに限定されるものではなく、エンドミル、リーマ、ドリル、バイト、フライス、ボーリングカッタ、カセットツール等多種の切削工具に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るボールエンドミルを示す斜視図である。
【図２】図１に示すボールエンドミルの先端部の構造を示す分解斜視図である。
【図３】図２に示すボールエンドミルの刃部の取付機構を説明する正面図である。
【図４】（ａ）は図１に示すボールエンドミルの刃部の取付機構を説明する縦断面図であり、（ｂ）は図４(ａ)の変形例を示す縦断面図である。
【図５】図２に示す刃部の変形例を示す斜視図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係るリーマを示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）はリーマの先端部の構造を示す分解斜視図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係るドリルを示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）はドリルの先端部の構造を示す分解斜視図である。
【図８】本発明の第４の実施形態に係るバイトを示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）はバイトの先端部の構造を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
【００４９】
１ 刃部
３ 切れ刃
４ 切屑ポケット
６ キー
７ 挿入部
８ 係止穴
１０ ボデー（工具本体）
１２ 取付穴
１３ キー溝
１４ ねじ穴
２０ ボールエンドミル（切削工具）
３０ 締付ねじ
４０ リーマ
５０ ドリル
６０ バイト
Ｏ 軸線
Ｘ 横線
Ｃ１ ねじ穴の軸心
Ｃ２ 係止穴の軸心
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切れ刃を備える刃部が着脱可能に装着されてなる切削工具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、フライス工具の一種で穴明け加工や曲面加工等に用いられる底刃が球状をなすボールエンドミルが知られており、刃先が磨耗等した場合に簡易に刃部を交換することができるボールエンドミルとして、超硬切刃がロウ付けされた切削用ヘッドを備える切削用インサートを工具ホルダーから着脱可能としたボールエンドミルが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−１０３１３０号公報（第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１の発明では、作業者による切削用インサートのねじ込み具合のいかんによって切削用インサートの取付位置が異なってしまい、切削用インサートを安定して工具ホルダーの所定位置に取り付けることができないという問題があった。そのため、切削加工時にびびり振動が発生して、仕上げ面粗さが悪化したり刃先が欠けたりする恐れがあった。また、ねじが固く締まりすぎて、切削用インサートを工具ホルダーから取り外すことが困難となる恐れがあり、さらには、ねじ山が潰れて使用できなくなる恐れもあった。また、例えば、ボデーに切りくずを排出するための溝をもつドリルなどには、切削インサートに設けられることとなる溝と工具ホルダーに設けられることとなる溝とを常に正確に一致させて固定することができないため適さないという問題もあった。
さらに、切削用インサートにスパナやモンキーレンチを係合させるためのフラットカット面を設けるので、切削用インサートの軸方向の長さをある程度長く設計せざるを得ず、切削加工中にびびり振動が発生する、工具のたわみが大きくなる、送りを高くりできない等の問題が生ずるおそれがあった。
【０００４】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、切れ刃を備える刃部を任意に交換することができる切削工具において、刃部を簡易に精度よく位置決めして取り付けることができ、作業効率が良く、加工精度に優れた切削工具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の切削工具は以下の手段を採用する。
本発明は、軸線を有する略円筒状の工具本体と、該工具本体の先端に着脱可能に取り付けられる切れ刃を有する刃部と、該刃部を前記軸線周りに回転させるための回転機構と、前記刃部を前記工具本体側に引き込ませるための引込機構とを備え、前記回転機構および前記引込機構により前記刃部が前記軸線方向および前記回転方向に位置決めされて前記工具本体に固定されることを特徴とする。
【０００６】
本発明によれば、前記刃部を任意に着脱することができるので、例えば、切れ刃が磨耗した場合には刃部のみを交換すればよく、また、加工形状に合わせて他の種類の工具に取り替えたい場合には、工具本体はそのままで刃部のみを異なる形状の切れ刃を備えるものに取り替えればよいので、非常に経済的で作業効率に優れる。
【０００７】
この場合において、本発明に係る切削工具は、前記回転機構および前記引き込み機構により、前記刃部が軸線回りに回転するとともに工具本体側に引き込まれて、前記軸線方向および前記回転方向に位置決めされ、工具本体に強固に固定されることになる。したがって、刃部を簡易に精度良く工具本体の所定位置に取り付けることができ、作業効率が良く、加工精度に優れる。
【０００８】
上記発明においては、前記回転機構が、前記工具本体に形成されたねじ穴および前記刃部の回り止めのためのキー溝と、前記刃部に形成された係止穴および前記キー溝と係合するキーと、先端部が前記係止穴と係合する前記ねじ穴に螺合される締付ねじとから構成され、これらねじ穴および係止穴が前記軸線から該軸線に垂直な横線方向にずらした位置に偏心して設けられることとしてもよい。
【０００９】
このように構成することで、前記締付ねじを前記工具本体のねじ穴に螺入してその先端部を前記刃部の係止穴に係止させることにより、前記刃部が軸線回りに回転させられて前記キーが前記工具本体のキー溝に突き当たって工具本体に固定されることとなる。したがって、締付ねじを締めるだけで、刃部を前記回転方向に精度良く位置決めして工具本体に取り付けることができ、また、締付ねじを緩めるだけで刃部を工具本体から取り外すことができるため、刃部の交換に要する時間が短く、作業効率に優れる。
【００１０】
また、上記発明においては、前記引込機構が、前記ねじ穴をその軸心が前記横線に対して工具先端側に傾斜するように設けることにより構成されることとしてもよい。
また、上記発明においては、前記引込機構が、前記ねじ穴をその軸心が前記係止穴の軸心に対して工具基端側にずれるように設けることにより構成されることとしてもよい。
【００１１】
このように構成することで、前記締付ねじを前記工具本体のねじ穴に螺入してその先端部を前記刃部の係止穴に係止させることにより、前記刃部が工具基端側に引き込まれて前記工具本体の先端面に突き当たって工具本体に固定されることとなる。したがって、締付ねじを締めるだけで、刃部を前記軸線方向に精度良く位置決めして工具本体に取り付けることができ、クランプ剛性に優れる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の切削工具によれば、切れ刃を備える刃部を任意に交換することができる切削工具において、刃部を簡易に精度よく位置決めして取り付けることができ、作業効率が良く、加工精度に優れるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の第１の実施形態について、図１乃至図４を参照して説明する。
本実施形態に係るボールエンドミル２０は、図１に示されるように、軸線Ｏ周りに回転される略円筒状のボデー１０と、締付ねじ３０によりボデー１０の先端にボデー１０の軸線Ｏと同心に固着される刃部１とから構成される。
【００１４】
前記ボデー１０は、高速度鋼、工具鋼、合金鋼、ステンレス鋼、超硬合金、サーメット、セラミックス等から構成され、図２に示されるように、例えば、その先端面１１に刃部１を取り付けるための軸線Ｏと同心の略円筒状の取付穴１２と、刃部１の回り止めのための２つのキー溝１３，１３とを備えるとともに、その外周面に取付穴１２へ向かって貫通するねじ穴１４と、２つの切りくず排出のための切屑ポケット４ｂ，４ｂとを備えている。
【００１５】
そして、前記ねじ穴１４は、図３に示されるように、工具回転方向と逆方向に向かって、軸線Ｏから該軸線Ｏに垂直な横線Ｘ方向に、すなわち、ボデー１０の軸心から径方向に、わずかに所定距離ｄだけずらした位置に偏心して設けられるとともに、図４(ａ)に示されるように、ねじ穴の軸心Ｃ１が横線Ｘに対してわずかに所定角度αだけ工具先端側に傾斜するように設けられている。
例えば、本実施形態では、ねじ穴１４の中心は、取付穴１２の直径に対して２０％だけ軸線Ｏから離れた位置となっており、ねじ穴の軸心Ｃ１は、横線Ｘに対して５〜１０°だけ傾斜した位置となっている。
【００１６】
前記刃部１は、高速度鋼、工具鋼、合金鋼、ステンレス鋼、超硬合金、サーメット、セラミックス、超高圧焼結体等から構成され、図２に示されるように、例えば、略球状のヘッド部２と該ヘッド部２と同心に一体形成された略円筒状の挿入部７とを有し、前記ヘッド部２に２枚の切れ刃３，３と、前記切屑ポケット４ｂ，４ｂへとつながる２つの切屑ポケット４ａ，４ａと、ボデー１０の先端面１１に着座させるための着座面５と、ボデー１０のキー溝１３，１３と係合する２つのキー６，６とを備えるとともに、前記挿入部７の外周面に略凹球面状の係止穴８を備えている。
前記切れ刃３は、ヘッド部２の外周面に形成される外周刃とヘッド部２の先端面に形成される略球状の底刃とを有し、刃部１と一体に形成されている。
前記挿入部は、ボデー１０の取付穴１２の直径と同等かわずかに小さい直径を有する取付穴１２と同形の略円筒状に形成されている。
【００１７】
そして、前記係止穴８は、図３に示されるように、工具回転方向と逆方向に向かって、軸線Ｏから該軸線Ｏに垂直な横線Ｘ方向に、すなわち、挿入部７の軸心から径方向に、わずかに所定距離ｄだけずらした位置に設けられるとともに、図４(ａ)に示されるように、係止穴の軸心Ｃ２が横線Ｘに対して所定角度αだけ工具先端側に傾斜するように設けられている。
例えば、本実施形態では、係止穴８の中心は、挿入部７の直径に対して２０％だけ軸線Ｏから離れた位置となっており、係止穴の軸心Ｃ２は、横線Ｘに対して５〜１０°だけ傾斜した位置となっている。
【００１８】
前記締付ねじ３０は、図１に示されるように、ボデー１０のねじ穴１４と螺合するねじ部と、刃部１の係止穴８と係合する係止穴８の半径と同等かわずかに小さい半径を有する略凸球面状の先端部３１とを備えている。丸先のねじとすることで、締付ねじ３０の先端部３１がどのような状態で係止穴８に接しても、確実に安定して係止できるようになっている。締付ねじ３０としては、高価なリーマボルトとする必要はなく、一般に汎用されているねじを使用することができる。
【００１９】
このように構成された本実施形態に係るボールエンドミル２０の作用について以下に説明する。
本実施形態に係るボールエンドミル２０によれば、刃部１の挿入部７をボデー１０の取付穴１２に挿入し、刃部の着座面５をボデー１０の先端面１１に着座させた状態で、ボデー１０のねじ穴１４に締付ねじ３０を螺入して、該締付ねじ３０の先端部３１を刃部１の係止穴８に係合させることにより、刃部１の中心線を軸線Ｏに一致させて、刃部１をボデー１０の先端に着脱可能に取り付けることができる。つまり、刃部１の着脱を任意かつ容易に行うことができる。
したがって、例えば、切れ刃３が磨耗した場合には、磨耗した刃部１のみを交換すればよいので加工コストを低減でき、また、ボールエンドミル２０に替えて加工形状に合わせて他の刃先形状を持つエンドミルを使用したい場合には、ボデー１０はそのまま同じものを使用して刃部１のみを異なる形状の切れ刃を備えるものに取り替えればよいので工具管理の手間や工具費を低減でき、非常に経済的である。
【００２０】
この場合において、本実施形態に係るボールエンドミル２０は、ねじ穴１４および係止穴８が軸線Ｏに対し横線Ｘ方向に、工具回転方向と逆方向に向かってわずかに偏心しているので、締付ねじ３０をねじ穴１４に螺入して先端部３１を係止穴８に係止させる際に、回転モーメントが発生し、刃部１が軸線Ｏ周りに工具回転方向と逆方向に向かって回転することとなる。換言すると、刃部１が、主分力が加わる方向と同方向に回転することとなる。そして、ボデー１０の先端面１１および刃部１の着座面５に互いに係合するキー溝１３，１３およびキー６，６を設けているので、刃部１の回転によりキー６，６がキー溝１３，１３に突き当たって、刃部１がボデー１０に係止されることとなる。これにより、刃部１がキー溝の工具回転方向を向く面１３ａを基準として、刃部１の回転方向に精度良く位置決めされてボデー１０に固着される。
【００２１】
これと同時に、ねじ穴１４の軸心Ｃ１および係止穴８の軸心Ｃ２が横線Ｘに対してわずかに工具先端側に傾斜しているので、締付ねじ３０をねじ穴１４に螺入して先端部３１を係止穴８に係止させると、刃部１が工具先端側から工具後端側に向かって引き込まれることとなる。これにより、刃部１の着座面５がボデー１０の先端面１１に突き当たって、刃部１が先端面１１を基準として、軸線Ｏ方向に精度良く位置決めされてボデー１０に固着される。
【００２２】
つまり、締付ねじ３０を締めるだけで、刃部１が工具回転方向と逆方向に回転しながら工具後端側に引き込まれて、刃部１の回転方向に位置決めされると同時に軸線Ｏ方向に位置決めされるので、刃部１を簡易にボデー１０の所定位置に精度よく取り付けることができる。
【００２３】
そのため、ボデー１０に設けられた切屑ポケット４ｂと刃部１に設けられた切屑ポケット４ａとを正確に一致させることができ、切くず障害等を起こすことがない。換言すると、切屑ポケット４が刃部１とボデー１０とで分断される構成を採っても、取付時においては両切屑ポケット４ａ，４ｂが精度よく一致して刃部１からボデー１０へとつながる一の切屑ポケット４として機能するので支障がない。したがって、切屑ポケット確保の観点から設計上の制限を受けることがなく、ヘッド部２の軸方向の長さを短くして刃部１を小さくすることができる。そして、ヘッド部２の軸方向の長さを短くして刃部１を小さくすることにより、工具のたわみが小さくなり、びびり振動の発生が抑制され、切削時の送りを高くする等の加工能率の向上を図ることができる。
また、刃部１をボデー１０の先端面に強固に密着させることができるので、刃部１が浮き上がってびびり振動を誘発することもない。
その結果、びびり振動による加工物の仕上げ面粗さ等の悪化を防止することができ、加工精度に優れる。さらに、びびり振動による刃先の欠け等の刃部の欠損を防止することができ、刃部の交換頻度が低減されて作業効率に優れるとともに、切削時の送りを高くする等の加工能率の向上を図ることで加工コストが削減される。
【００２４】
さらに、本実施形態に係るボールエンドミル２０によれば、ボデー１０をマシニングセンタ、フライス盤等の工作機械に取り付けたままで、締付ねじ３０をボデー１０から完全に抜き取ることなく、ねじを緩めるだけで刃部１をボデー１０から取り外すことができる。したがって、刃部の交換に要する時間が短く作業効率に優れ、ねじを紛失することもない。
また、ねじ１本だけで刃部１をボデー１０に取り付けるため、構造が簡単で安価に製造することができ、工具点数が少なく工具管理が容易である。また、設計的にもコンパクトであることから、工具径の小さなエンドミル等であっても対応することができる。
【００２５】
また、本実施形態に係るボールエンドミル２０によれば、ねじ穴１４および係止穴８を軸線Ｏから工具回転方向と逆方向に偏心させることにより、刃部１が工具回転方向と逆方向、つまり主分力が加わる方向と同方向に回転するような構成を採っているので、切削加工時の主分力が過大となっても、締付ねじ３０にかかる負担は少なくて済む。これにより、締付ねじ３０の破損を防止することができる。
【００２６】
また、取付時において刃部１の中心線とボデーの軸線Ｏとを正確に一致させることが重要となるところ、刃部１とボデー１０とが嵌合する部分である挿入部７および取付穴１２をボデー１０と同軸に製造して高精度の円筒度を得るだけで足りるので、製造が比較的容易であり短時間で安価にボールエンドミル２０を提供することができる。
【００２７】
なお、上記実施形態においては、ねじ穴１４を取付穴１２の直径に対して２０％の距離だけ、係止穴８を挿入部７の直径に対して２０％の距離だけ、軸線Ｏから偏心した位置に設けることとしたが、これに限定されるものではない。偏心距離ｄとしては、取付穴１２または挿入部７の直径に対して５％以上５０％未満の範囲内で設定するのが好ましい。５％より小さいと刃部１を十分に回転させることができず、５０％以上になると締付ねじ３０の先端部３１と係止穴８との接触面積が極端に減少して十分なクランプ力が得られないからである。
また、上記実施形態においては、ねじ穴１４および係止穴８を工具回転方向と逆方向に向かって横線Ｘ方向にずれるように形成することとしたが、これとは逆に、ねじ穴１４および係止穴８を工具回転方向に向かって横線Ｘ方向にずれるように形成することにしてもよい。この場合、刃部１が工具回転方向と同方向に回転することとなる。
【００２８】
また、上記実施形態においては、ねじ穴１４を横線Ｘから５〜１０°傾斜するように形成することとしたが、これに限定されるものではない。傾斜角度αとしては、１°以上４５°以下の範囲内で設定するのが好ましい。１°より小さいと刃部１を十分に引き込むことができず、４５°を超えると刃部１を引き込む力が過大となり、これに対応する刃部１の回転モーメントが不足して、刃部１を十分に回転させることができず、キー溝１３，１３とキー６，６との間に隙間が空いてしまうおそれがあるからである。
また、上記実施形態においては、係止穴８もねじ穴と同様に横線Ｘに対して５〜１０°傾斜するように形成されることとしたが、これに限定されるものではない。係止穴８をその軸心Ｃ２が横線Ｘと平行になるように形成したり、ねじ穴１４とは異なる角度で傾斜するように形成したりしても、係止穴８は略凹球面状から構成されているので、上記と同様の効果を奏することができる。
【００２９】
また、上記実施形態においては、ねじ穴１４の軸心Ｃ１および係止穴８の軸心Ｃ２を横線Ｘに対してわずかに工具先端側に傾斜するように形成することとしたが、これに代えて、図４(ｂ)に示されるように、刃部１の挿入部７をボデー１０の取付穴１２に挿入して刃部１の着座面５をボデー１０の先端面１１に着座させた状態で、ねじ穴１４の軸心Ｃ１が係止穴８の軸心Ｃ２に対してわずかに工具基端側にずれるように形成することにしてもよい。このように構成することで、ねじ穴１４の軸心Ｃ１および係止穴８の軸心Ｃ２が横線Ｘと平行であっても、締付ねじ３０をねじ穴１４に螺入して先端部３１を係止穴８に係止させると、刃部１が工具先端側から工具後端側に向かって引き込まれることとなり、上記と同様の効果を奏することができる。
前記ねじ穴１４と係止穴８の軸心Ｃ１，Ｃ２間の距離としては、例えば、取付穴１２または挿入部７の直径に対して５％以上５０％未満の範囲内で設定するのが好ましい。５％より小さいと刃部１を十分に引き込むことができず、５０％以上になると刃部１を引き込む力が過大となり、これに対応する刃部１の回転モーメントが不足して、刃部１を十分に回転させることができず、キー溝１３，１３とキー６，６との間に隙間が空いてしまうおそれがあるからである。
【００３０】
また、上記実施形態においては、ボデー１０に取付穴１２およびねじ穴１４を形成し、刃部１に挿入部７および係止穴８を形成することとしたが、これに限定されるものではなく、例えば、これとは逆に刃部１に取付穴およびねじ穴を形成し、ボデーに挿入部および係止穴を形成することにしてもよい。
また、上記実施形態においては、１つの締付ねじ３０を用いて刃部１をボデー１０に取り付ける構成を採用したが、締付ねじ３０、ねじ穴１４、係止穴８の数としてはこれに限定されるものではない。大径のボールエンドミル２０の場合には、クランプ力向上の観点から、複数の締付ねじ３０で取り付ける構成としてもよい。例えば、工具径が３０〜４０ｍｍの場合において、ねじ穴１４および係止穴８を各々２つ設け、締付ねじ３０を２つ用いて刃部１をボデーに取り付ける構成とすることができる。
【００３１】
また、上記実施形態においては、２対のキー６およびキー溝１３を設けることとしたが、これに代えて、１対のキー６およびキー溝１３のみを設けることにしてもよい。このようにすることで、例えば、締付ねじ３０を複数用いる構成とした場合や、非対称の切れ刃を備える場合において、作業者による刃部の取付ミスを防止することができるという利点がある。
また、上記実施形態においては、刃部１の挿入部７を略円筒状としたが、挿入部７の形状としては特に限定されるものではなく、図５に示されるように、その外周面が取付穴１２の一部と係合する円筒面と平面とから構成され、該平面に係止穴８を備えることにしてもよい。
また、上記実施形態においては、係止穴８を略凹球面状としたが、係止穴８の形状としては特に限定されるものではなく、他の任意の形状とすることができる。少なくとも一部において締付ねじ３０の先端部３１と係合するような形状であればよい。
【００３２】
また、上記実施形態においては、２枚刃のボールエンドミル２０を採用することとしたが、切れ刃３の枚数としてはこれに限定されるものではなく、例えば、１枚刃や３枚刃のボールエンドミルとすることができる。
また、上記実施形態においては、切れ刃３を刃部１と同一の材料で一体に形成することとしたが、これに代えて、例えば、超硬合金から構成された刃部１に、ダイヤモンド焼結体や立方晶窒化ホウ素（ｃＢＮ）焼結体等の超高圧焼結体から構成されたチップを、切れ刃としてろう付けすることにしてもよい。このようにすることで、切れ刃を超高圧焼結体とした場合の利益を享受しつつ、刃部１全体を非常に高価な超高圧焼結体から構成する場合に比べて製造コストを低減することができる。また、ヘッド部２にスローアウェイチップを着座させるためのチップ取付座を設け、該チップ取付座にスローアウェイチップを着脱可能に可能に装着するスローアウェイ式を採用してもよい。この場合にはさらに経済的である。
【００３３】
また、上記実施形態においては、刃部１からボデー１０へと延びる２つの切屑ポケット４，４を設けることとしたが、切屑ポケット４の配置、形状、数としては特に限定されるものではなく、任意に設定することができる。
また、上記実施形態においては、クランプ力向上の観点から締付ねじ３０として丸先のねじを使用することとしたが、締付ねじ３０の先端部３１の形状としてはこれに限定されるものではなく、他の任意の形状とすることができる。
【００３４】
次に、本発明の第２の実施形態に係るリーマについて、図６を参照して以下に説明する。
本実施形態の説明において、上述した第１の実施形態に係るボールエンドミル２０と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。
【００３５】
本実施形態に係るリーマ４０は、第１の実施形態に係るボールエンドミル２０が略球状のヘッド部２を有し、該ヘッド部１に２枚の切れ刃３，３を備え、該切れ刃３として底刃が設けられていたのに対し、図６に示されるように、略円柱状のヘッド部２を有し、該ヘッド部２に１枚の切れ刃３を備え、該切れ刃３として食付き切れ刃が設けられている点で相違している。さらに、刃部１側にのみ切屑ポケットが形成され、１対のキー６およびキー溝１３のみを備えている点で相違している。
このように構成された本実施形態に係るリーマ４０によれば、第１の実施形態に係るボールエンドミル２０と同様の効果を奏する。
【００３６】
次に、本発明の第３の実施形態に係るドリルについて、図７を参照して以下に説明する。
本実施形態の説明において、上述した第１の実施形態に係るボールエンドミル２０と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。
【００３７】
本実施形態に係るドリル５０は、第１の実施形態に係るボールエンドミル２０が略球状のヘッド部２を有し、該ヘッド部２に切れ刃３として外周刃が設けられるとともに、比較的短い切屑ポケット４ｂが備えられていたのに対し、図７に示されるように、先端角を有する略円筒状のヘッド部２を有し、該ヘッド部２の先端に切れ刃３として工具進行方向を向く先端切れ刃が設けられるとともに、工具先端側から工具後端側へと延びる切りくずを排出するための溝５１を備えている点で相違している。
このように構成された本実施形態に係るドリル５０によれば、第１の実施形態に係るボールエンドミル２０と同様の効果を奏する。
【００３８】
特に、このようにドリルに適用した場合には、刃部１が該刃部１の回転方向に精度よく位置決めされる結果、刃部１に設けられた溝５１ａとボデー１０に設けられた溝５１ｂとを常に正確に一致させることができるという利点がある。
【００３９】
なお、上記実施形態においては、２枚刃の直刃ドリルを採用することとしたが、切れ刃３の枚数および溝５１の形状、数としては特に限定されるものではなく、任意に設定することができる。
【００４０】
次に、本発明の第４の実施形態に係るバイト６０について、図８を参照して以下に説明する。
本実施形態の説明において、上述した第１の実施形態に係るボールエンドミル２０と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。
【００４１】
本実施形態に係るバイト６０は、第１の実施形態に係るボールエンドミル２０が略球状のヘッド部２と略円筒状の挿入部７とから構成される刃部１と、軸線Ｏ周りに回転される略円筒状のボデー１０とを備えていたのに対し、図８に示されるように、略角形の傾斜したヘッド部２と略円盤状のフランジ部６１と略円筒状の挿入部７とから構成される刃部１と、旋盤等に取り付けられて固定される略円筒状のボデー１０を備える点で相違している。さらに、前記フランジ部６１に着座面５とキー６とが備えられ、前記ヘッド部２にスローアウェイチップ６３を着座させるためのチップ取付座６２を設け、該チップ取付座６２にスローアウェイチップ６３がねじで着脱可能に装着されている点で相違している。
【００４２】
また、ねじ穴１４はボデー１０の軸心から該軸心に垂直な横線方向に、前記係止穴８は挿入部７の軸心から該軸心に垂直な横線方向に、切削方向と逆方向に向かって、わずかに所定距離ｄだけずらした位置に偏心して設けられ、刃部１が切削方向と逆方向に回転するように構成されている。これにより、第１の実施形態に係るボールエンドミル２０と同様に、刃部１が、主分力が加わる方向と同方向に回転するような構成となっている。
【００４３】
前記スローアウェイチップ６３は、超硬合金、サーメット、セラミックス、超高圧焼結体等から構成され、例えば、略四角形の平板状をなし、その上下面と側面との交差稜線部に複数の切れ刃３が形成されている。
また、前記バイト６０としては、例えば、中ぐりバイト、穴ぐりバイト等の円筒状のシャンクをもつ丸シャンクバイトが挙げられる。
このように構成された本実施形態に係るバイト６０によれば、第１の実施形態に係るボールエンドミル２０と同様の効果を奏する。
【００４４】
特に、このように旋盤などに工具を固定して工作物を回転させて使用するバイトに適用した場合には、刃部１の回転方向に刃部１が精度よく位置決めされる結果、切削途中に刃部１を交換した場合であっても、工作物の軸心に対する心高を安定して正確な高さに固定できるという利点がある。つまり、刃部１の着脱を繰り返したときの刃先位置の再現性に優れるので、高精度の加工精度を得ることができるという利点がある。
【００４５】
また、複数の切れ刃３を有するスローアウェイチップ６３が着脱可能に装着されていることから、切削加工に伴い切れ刃３が磨耗した場合には、スローアウェイチップ６３の向きを変えて付け替えることにより、１つのスローアウェイチップ６３を数回にわたって使用することができ非常に経済的である。
【００４６】
なお、上記実施形態においては、ねじを用いてスローアウェイチップ６３を刃部１に固定するスクリューオン方式のスローアウェイバイト６０を採用することとしたが、これに代えて、スローアウェイチップ６３をチップ取付座６２にろう付けすることにしてもよく、また、刃部１と一体に形成することにしてもよい。
また、上記実施形態においては、スローアウェイチップ６３として略四角形の平板状をなすネガティブチップを採用したが、スローアウェイチップ６３の形状としてはこれに限定されるものではなく、例えば、三角形、菱形、五角形、円形等の任意の形状とすることができ、また、ポジティブチップでもよい。
また、上記実施形態においては、刃部１を略角形の傾斜したヘッド部２と略円盤状のフランジ部６１と略円筒状の挿入部７とから構成することとしたが、刃部１の構成としてはこれに限定されるものでなく、また、ヘッド部１およびフランジ部６１を他の任意の形状とすることができる。
【００４７】
また、本発明に係る切削工具の実施形態として、ボールエンドミル２０、リーマ４０、ドリル５０、バイト６０を例に挙げて説明したが、本発明に係る切削工具としてはこれに限定されるものではなく、エンドミル、リーマ、ドリル、バイト、フライス、ボーリングカッタ、カセットツール等多種の切削工具に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るボールエンドミルを示す斜視図である。
【図２】図１に示すボールエンドミルの先端部の構造を示す分解斜視図である。
【図３】図２に示すボールエンドミルの刃部の取付機構を説明する正面図である。
【図４】（ａ）は図１に示すボールエンドミルの刃部の取付機構を説明する縦断面図であり、（ｂ）は図４(ａ)の変形例を示す縦断面図である。
【図５】図２に示す刃部の変形例を示す斜視図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係るリーマを示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）はリーマの先端部の構造を示す分解斜視図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係るドリルを示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）はドリルの先端部の構造を示す分解斜視図である。
【図８】本発明の第４の実施形態に係るバイトを示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）はバイトの先端部の構造を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
【００４９】
１ 刃部
３ 切れ刃
４ 切屑ポケット
６ キー
７ 挿入部
８ 係止穴
１０ ボデー（工具本体）
１２ 取付穴
１３ キー溝
１４ ねじ穴
２０ ボールエンドミル（切削工具）
３０ 締付ねじ
４０ リーマ
５０ ドリル
６０ バイト
Ｏ 軸線
Ｘ 横線
Ｃ１ ねじ穴の軸心
Ｃ２ 係止穴の軸心
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線を有する略円筒状の工具本体と、
該工具本体の先端に着脱可能に取り付けられる切れ刃を有する刃部と、
該刃部を前記軸線周りに回転させるための回転機構と、
前記刃部を前記工具本体側に引き込ませるための引込機構とを備え、
前記回転機構および前記引込機構により前記刃部が前記軸線方向および前記回転方向に位置決めされて前記工具本体に固定される
ことを特徴とする切削工具。
【請求項２】
前記回転機構が、前記工具本体に形成されたねじ穴および前記刃部の回り止めのためのキー溝と、前記刃部に形成された係止穴および前記キー溝と係合するキーと、先端部が前記係止穴と係合する前記ねじ穴に螺合される締付ねじとから構成され、これらねじ穴および係止穴が前記軸線から該軸線に垂直な横線方向にずらした位置に偏心して設けられる
ことを特徴とする請求項１に記載の切削工具。
【請求項３】
前記引込機構が、前記ねじ穴をその軸心が前記横線に対して工具先端側に傾斜するように設けることにより構成される
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の切削工具。
【請求項４】
前記引込機構が、前記ねじ穴をその軸心が前記係止穴の軸心に対して工具基端側にずれるように設けることにより構成される
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の切削工具。
【請求項１】
軸線を有する略円筒状の工具本体と、
該工具本体の先端に着脱可能に取り付けられる切れ刃を有する刃部と、
該刃部を前記軸線周りに回転させるための回転機構と、
前記刃部を前記工具本体側に引き込ませるための引込機構とを備え、
前記回転機構および前記引込機構により前記刃部が前記軸線方向および前記回転方向に位置決めされて前記工具本体に固定される
ことを特徴とする切削工具。
【請求項２】
前記回転機構が、前記工具本体に形成されたねじ穴および前記刃部の回り止めのためのキー溝と、前記刃部に形成された係止穴および前記キー溝と係合するキーと、先端部が前記係止穴と係合する前記ねじ穴に螺合される締付ねじとから構成され、これらねじ穴および係止穴が前記軸線から該軸線に垂直な横線方向にずらした位置に偏心して設けられる
ことを特徴とする請求項１に記載の切削工具。
【請求項３】
前記引込機構が、前記ねじ穴をその軸心が前記横線に対して工具先端側に傾斜するように設けることにより構成される
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の切削工具。
【請求項４】
前記引込機構が、前記ねじ穴をその軸心が前記係止穴の軸心に対して工具基端側にずれるように設けることにより構成される
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の切削工具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−３４７９２（Ｐ２００９−３４７９２Ａ）
【公開日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２０２５８７（Ｐ２００７−２０２５８７）
【出願日】平成１９年８月３日（２００７．８．３）
【出願人】（０００２２１１４４）株式会社タンガロイ (185)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月３日（２００７．８．３）
【出願人】（０００２２１１４４）株式会社タンガロイ (185)
【Ｆターム（参考）】
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