JP2006281371A - 転削工具およびこれに用いるスローアウェイチップ - Google Patents

Abstract

【課題】 切り屑排出性の低下を抑えて、チップの装着可能な枚数を増やすことができる転削工具を提供する。
【解決手段】 ホルダ周方向Ｒ１に隣接する２つのチップのうち、一方のチップ２３Ａの表面部５４と、他方のチップ２３Ｂの表面部５５とをホルダ周方向Ｒに互いに対向させる。これによってホルダ周方向Ｒに隣接する２つのチップ２３Ａ，２３Ｂの間に、切り屑ポケット２５を形成することができる。したがって、各チップ２３Ａ，２３Ｂがホルダ周方向Ｒに対向する領域では、チップ２３の間にチップホルダ２２が存在せず、その分、切り屑ポケット２５を大きく形成することができる。これによって切り屑の排出性を向上することができる。これによってチップホルダ２２に装着されるチップ２２の数を多くしても、切り屑が切り屑ポケット９５で留まる可能性を防ぐことができ、チップホルダ２２に装着可能なチップ２３の装着枚数を増やすことができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、スローアウェイチップが装着された転削工具に関し、特に複数のスローアウェイチップが装着されたエンドミルに関する。

従来技術のエンドミルは、略円筒状に形成されるチップホルダと、チップホルダに対して着脱可能なスローアウェイチップとを含んで構成される。スローアウェイチップ（以下、単にチップと称する）は、被削材を削るための切刃を有する。チップホルダは、複数のチップを装着する場合には、チップ毎に装着部がそれぞれ形成される。各装着部は、チップホルダの円筒状基部からホルダ半径方向外方に突出し、ホルダ周方向に間隔をあけて配置される。各装着部は、ホルダ回転方向下流側の表面にチップを装着し、チップと装着部とは、チップホルダの円筒状基部からホルダ半径方向にほぼ同じ量突出する。またホルダ周方向に隣接する２つの装着部の間には、凹所が形成される。

各チップが各装着部にそれぞれ装着された状態では、チップは、ホルダ周方向に等間隔に並ぶ。そして各チップは、チップのうち大部分が凹所に収容され、チップのうち切刃が形成される部分がチップホルダの外周面から突出する。チップホルダに各チップが装着されて構成されるエンドミルは、ホルダ軸線まわりに回転することで、切刃が被削材に接触し、被削材を切削する。そして削り取られた切り屑は、ホルダ回転方向下流側のチップを固定する装着部と、その装着部に対してホルダ回転方向上流側のチップとの間に形成される切り屑ポケットに一旦に収容される。そして切り屑は、遠心力によって切り屑ポケットの開口からエンドミル外方に脱出する。このようなエンドミルがたとえば特許文献１に開示されている。

実開平５−５３２２号公報

チップホルダには、多数の切刃が装着される場合がある。チップホルダに多数のチップを装着すると、ホルダ周方向に隣接するチップの間の間隔が狭くなる。このような場合でも、チップを装着するために装着部の肉厚を確保する必要があるので、その分、装着部とチップとの間に形成される各切り屑ポケットが小さくなってしまう。この場合、各切り屑ポケットに収容された切り屑が脱出しにくくなり、切り屑の排出性が低下してしまう。

またチップホルダに多数のチップを装着するために、チップホルダに形成される装着部の肉厚を薄くすると、装着部の剛性が低下してしまい、被削材から与えられる切削負荷が大きい場合には、チップホルダが破損するおそれがある。したがって従来技術では、チップホルダのチップ装着可能枚数に限度がある。このことは、チップホルダが小径である場合に、特に顕著な問題となる。

したがって本発明の目的は、切り屑排出性の低下を抑えて、チップの装着可能な枚数を増やすことができる転削工具を提供することである。

本発明の転削工具は、円柱状に形成されるチップホルダと、該チップホルダの外周部から突出しホルダ周方向に間隔をあけて並ぶ複数の切刃がそれぞれ形成され、前記チップホルダに対して着脱可能な複数のスローアウェイチップとを含む転削工具であって、ホルダ周方向に隣接する２つの前記スローアウェイチップのうち、ホルダ周方向一方のスローアウェイチップのホルダ周方向他方側表面部と、ホルダ周方向他方のスローアウェイチップのホルダ周方向一方側表面部とが、ホルダ周方向に互いに対向することを特徴とする。

また、本発明の転削工具は、前記チップホルダの外周部には、前記複数のスローアウェイチップを固定する複数の装着部がホルダ周方向に並んでそれぞれ形成され、各スローアウェイチップは、各装着部からホルダ半径方向外方にそれぞれ突出することを特徴とする。

また、本発明の転削工具は、前記スローアウェイチップは、前記切刃を形成する切刃形成部と、前記チップホルダの装着部に固定される固定部とを有し、該固定部は、前記切刃形成部に比べてホルダ周方向寸法が大きいことを特徴とする。

また、本発明の転削工具は、ホルダ周方向に隣接する２つの前記スローアウェイチップのうち、ホルダ周方向一方のスローアウェイチップのホルダ周方向他方側表面部と、ホルダ周方向他方のスローアウェイチップのホルダ周方向一方側表面部とは、ホルダ半径方向外方に向かうにつれて周方向間隔が大きくなることを特徴とする。

また、本発明の転削工具は、前記チップホルダの外周部には、各スローアウェイチップが嵌り込む嵌合溝がホルダ周方向に間隔をあけてそれぞれ形成されることを特徴とする。

また、本発明の転削工具は、前記チップホルダの外周部には、前記スローアウェイチップの一部が当接する着座面と壁面とが形成され、前記着座面は、ホルダ回転方向上流側に向かうにつれて、ホルダ半径方向内方に傾斜し、前記壁面は、前記着座面のホルダ回転方向上流側縁辺からホルダ半径方向外方に延びることを特徴とする。

また、本発明の転削工具は、ホルダ周方向に隣接する２つの前記スローアウェイチップのうち、ホルダ周方向一方のスローアウェイチップと、ホルダ周方向他方のスローアウェイチップとは、ホルダ周方向に互いに当接することを特徴とする。

また、本発明の転削工具は、各スローアウェイチップは、前記チップホルダの外周部を協働して覆うことを特徴とする。

また、本発明の転削工具は、前記チップホルダの許容強度よりも、前記スローアウェイチップの許容強度が小さくなるように構成されることを特徴とする。
本発明のスローアウェイチップは、前記転削工具に用いられることを特徴とする。

請求項１記載の本発明によれば、転削工具が、ホルダ軸線まわりに回転しながら被削材に接触することで、切刃が被削材を断続切削する。これによって被削材を予め定める形状に切削することができる。切刃が被削材を切削するときには、チップは、被削材から切削抵抗に応じた反力を受け、その反力をチップホルダに与える。また切刃が摩耗した場合には、新しいチップをチップホルダに装着することによって、転削工具の切削能力を回復することができる。

本発明によれば、ホルダ周方向に隣接する２つのチップのうち、ホルダ周方向一方側のチップのホルダ周方向他方側表面部と、ホルダ周方向他方側のチップのホルダ周方向一方側表面部とがホルダ周方向に互いに対向する。これによってホルダ周方向に隣接する２つのチップの間に空間を形成することができる。この空間は、切刃によって切り屑が一時的に収容される切り屑ポケットとなる。

上述した従来技術では、チップホルダに形成される装着部と、その装着部のホルダ回転方向上流側のチップとの間の空間が切り屑ポケットとなる。これに対して本発明では、ホルダ周方向に隣接する２つのチップ間の空間が切り屑ポケットとなる。したがって、各チップが周方向に対向する領域では、チップ間にチップホルダの装着部が形成されない分、切り屑ポケットを大きく形成することができる。

このように切り屑ポケットを大きくすることで、切り屑の排出性を向上することができる。したがってチップホルダに装着されるチップの数を多くしても、切り屑が切り屑ポケットで留まる可能性を防ぐことができ、チップホルダに装着可能なチップの装着枚数を増やすことができる。またチップホルダに装着されるチップを増やすことによって、１つのチップで被削材を切削する切削量を少なくすることができ、切削抵抗を減らして円滑な切削を行うことができる。また転削工具の１回転あたりに被削材を切削する切削量を増加することができ、作業時間を短縮することができる。

請求項２記載の本発明によれば、チップホルダの外周部に各チップがそれぞれ固定され、外周部からホルダ半径方向外方に突出する。これによって周方向に隣接する２つのチップのうち、チップホルダの外周部からホルダ半径方向外方に突出する面同士をほぼ全面にわたって互いに対向させることができる。これによって、２つのチップ間に形成される切り屑ポケットをさらに大きくすることができる。

また本発明では、チップを固定するための装着部が、チップホルダの外周部に設けられる。チップの装着枚数が増加しても、チップホルダの外周部の外径は、小さくなることがない。すなわちチップの装着枚数が増加しても、チップホルダの肉厚が減少することがなく、チップホルダの剛性の低下を防ぐことができる。したがって被削材から与えられる切削負荷が大きくなる場合であっても、チップホルダの損傷を防ぐことができる。すなわち切削量を多くしても、チップホルダの損傷を防ぐことができ、作業時間を短縮することができる。

請求項３記載の本発明によれば、チップのうちでチップホルダの装着部に固定される固定部が、チップのうちで切刃を形成する切刃形成部に比べて大きく形成される。これによって被削材から与えられる反力を分散させてチップホルダに伝えることができ、チップホルダの一部に応力が集中することを防ぐことができる。また切刃形成部を固定部に比べて小さく形成することで、切り屑ポケットのうちの開口が小さくなることを防いで、切り屑排出性の低下を抑えることができる。このように本発明によれば、切り屑排出性の低下を抑えたうえで、チップホルダの強度をさらに向上することができ、切削条件が厳しくなっても、好適に用いることができる。

請求項４記載の本発明によれば、互いに対向する２つのチップの対向面は、ホルダ半径方向外方に向かうにつれて周方向間隔が大きくなる。これによって切り屑ポケットは、半径方向外方に向かうにつれて広がり、切り屑ポケットの容積および開口を大きくすることができ、切り屑排出性をさらに向上することができる。

請求項５記載の本発明によれば、チップホルダには、チップが嵌合する嵌合溝が形成される。チップが嵌合溝に嵌合することによって、チップを容易に位置合わせしてチップホルダに装着することができる。また切削時に被削材から力を与えられても、チップに位置ずれが生じることを防ぐことができる。

請求項６記載の本発明によれば、チップホルダには、チップが当接する着座面と壁面とが形成される。壁面が半径方向外方に延びることによって、チップが被削材から力を与えられた場合に、チップホルダは、壁面でチップを支えることでき、チップの位置ずれをさらに確実に防ぐことができる。また着座面はホルダ回転方向下流側が浅く形成されることで、チップホルダの外周部の肉厚の減少を防ぐことができ、チップホルダの剛性の低下を抑えることができる。

請求項７記載の本発明によれば、チップ同士がホルダ周方向に互いに当接する。これによって、１つのチップが被削材から受けた切削負荷を複数のチップで分担して受け持つことができる。したがってチップの位置ずれ、チップホルダのうちチップを固定する装着部の破損を防ぐことができる。

請求項８記載の本発明によれば、各チップは、装着部の外周部を協働して覆うことによって、切り屑がチップホルダの外周部に衝突することを防ぐことができる。この場合、切り屑ポケットに収容された切り屑によって摩耗するのは、チップホルダではなくチップである。チップが摩耗したとしても、新しいチップに取り替えられることによって切り屑ポケットの形状を、予め定められる初期形状に回復させることができる。このようにチップホルダは、切り屑によって摩耗することが防がれ、チップホルダの寿命を長くすることができる。

請求項９記載の本発明によれば、チップホルダの許容強度よりも、スローアウェイチップの許容強度が小さくなるように構成される。これによって被削材から与えられる切削負荷が過剰となる場合には、チップホルダより先にチップにクラックが損傷する。チップのほうが先に損傷することで、チップホルダの損傷を防ぐことができる。この場合、損傷したチップを交換することで、切削加工を継続することができる。たとえばチップの肉厚を部分的に薄くすることによって、チップホルダの許容強度よりもチップの許容強度が小さくなるように構成することができる。

請求項１０記載の本発明によれば、上述したチップとチップホルダに装着することによって、切り屑ポケットを大きくすることができる。これによってチップホルダに装着されるチップの数を多くしても、切り屑が切り屑ポケットで留まる可能性を防ぐことができ、ホルダに装着可能なチップの装着枚数を増やすことができる。

図１は、本発明の実施の一形態であるエンドミル２０を示す斜視図であり、図２は、エンドミル２０を示す端面図である。エンドミル２０は、切刃３０，３１が形成されたスローアウェイチップ２３と、チップ２３を着脱可能に装着するチップホルダ２２とを含んで構成される。チップホルダ２２は、多数、具体的には１０枚のスローアウェイチップ２３（以下、単にチップ２３と称する）が装着可能に構成される。

チップホルダ２２は、略円筒状に形成される。チップホルダ２２の軸線方向基端部にはフライス盤に保持される被保持部が形成される。またチップホルダ２２の軸線方向先端部には、チップ２３の切刃３０，３１が外周面３２および先端面３３から突出した状態でチップ２３を保持する装着部２４が形成される。チップホルダ２２に各チップ２３が装着された状態で、エンドミル２０を構成する。

フライス盤は、クランプした被削材と、保持したエンドミル２０とを相対的に移動駆動する移動駆動手段と、保持したエンドミル２０をチップホルダ２２の軸線Ｌ１まわりに回転駆動する回転駆動手段とを含む。エンドミル２０は、チップホルダ２２の軸線Ｌ１まわりに回転しながら被削材に接触することで、チップ２３によって形成される切刃３０，３１が被削材を断続切削する。これによって被削材を予め定める形状に切削することができる。たとえばエンドミル２０を用いて、被削材に溝加工および段つき加工などを施すことができる。エンドミル２０は、チップ２３の切刃３０，３１が摩耗または折損した場合には、新しいチップ２３に取り替えることによって、切削能力を回復することができる。

図３は、チップホルダ２２を示す斜視図であり、図４は、チップホルダ２２を示す端面図である。以下、チップホルダ２２の軸線を単にホルダ軸線Ｌ１と称する。またホルダ軸線Ｌ１に沿うホルダ軸線方向Ｘであって、チップホルダ２２の基端部から先端部に進む方向を軸線方向一方Ｘ１と称し、チップホルダ２２の先端部から基端部に向かう方向を軸線方向他方Ｘ２と称する。またチップホルダ２２の半径方向Ｙに沿ってホルダ軸線Ｌ１に向かう方向をホルダ半径方向内方Ｙ１と称し、チップホルダ２２の半径方向Ｙに沿ってホルダ軸線Ｌ１から遠ざかる方向をホルダ半径方向外方Ｙ２と称する。またホルダ軸線Ｌ１を中心にまわるホルダ周方向Ｒであって、エンドミル２０の回転方向下流をホルダ周方向一方Ｒ１と称し、エンドミル２０の回転方向上流をホルダ周方向他方Ｒ２と称する。

チップホルダ２２は、略円筒状に形成されるホルダ本体部９０と、ホルダ本体部９０からホルダ軸線方向一方Ｘ１に突出し、ホルダ本体部９０と同軸な円筒状に形成されるホルダ先端部９１とが形成される。ホルダ先端部９１の外径は、ホルダ本体部９０の外径よりも小さく形成される。これによってホルダ本体部９０の外周面３２からホルダ半径方向内方Ｙ１に没入する円環状の凹所２７が形成される。この凹所２７は、スローアウェイチップ収容空間２６と、切り屑ポケット２５とを含む空間となる。スローアウェイチップ収容空間２６は、チップ２３の刃先部分以外の残余部分が収容される空間となる。また切り屑ポケット２５は、チップ２３によって削り取られた切り屑を一時的に収容する空間となる。

またホルダ先端部９１の外周部６０には、チップ２３をそれぞれ固定するための装着部２４が形成される。装着部２４は、装着されるチップ２３毎に形成される。各装着部２４は、ホルダ周方向Ｒに隣接して並ぶ。たとえばｎ個のチップ２３がチップホルダ２２に装着される場合には、ｎ個の装着部２４が設けられる。ここでｎは自然数である。本実施の形態では、１０枚のチップ２３がチップホルダ２２に装着されるので、ホルダ先端部９１の外周部６０には、１０個の装着部２４が形成される。

各装着部２４には、チップ２３の底面９３が当接する着座面４０がそれぞれ形成される。各着座面４０は、ホルダ周方向Ｒに並ぶ。着座面４０は、ホルダ先端部９１の外周面６１の一部を構成し、ホルダ軸線Ｌ１に平行に延びる平面に形成される。本実施の形態では、着座面４０は、ホルダ周方向他方Ｒ２に進むにつれて、ホルダ軸線Ｌ１から着座面４０までのホルダ半径方向寸法Ｐ１が小さくなるように傾斜する。また着座面４０のうちホルダ周方向Ｒの中央位置とホルダ軸線Ｌ１と結ぶ平面に対して、着座面４０は、垂直に延びる。

また各装着部２４は、壁面４１と連結面４２とがそれぞれ形成される。壁面４１および連結面４２もまた、ホルダ先端部９１の外周面６１の一部を構成する。壁面４１は、着座面４０のホルダ周方向他方Ｒ２の縁辺に連なり、その縁辺から半径方向外方Ｙ２に向かって延びる。壁面４１は、ホルダ軸線Ｌ１に平行に延びる平面に形成される。

また連結面４２は、着座面４０のホルダ周方向一方Ｒ１の縁辺に連なり、隣接する壁面４１に連なる。具体的には、ホルダ周方向Ｒに隣接する２つの装着部２４のうち、ホルダ周方向一方Ｒ１の装着部２４に形成される壁面４１と、ホルダ周方向他方Ｒ２の装着部２４に形成される連結面４２とが連なる。連結面４２は、ホルダ軸線Ｌ１に垂直な断面形状が円弧状に形成される。具体的には、ホルダ軸線Ｌ１から連結面４２までのホルダ半径方向寸法は、ホルダ周方向Ｒにわたってほぼ一様であり、ホルダ軸線Ｌ１から着座面４０のうちホルダ周方向一方Ｒ１の縁辺までのホルダ半径方向寸法と同一に設定される。

ホルダ先端部９１の外周部６０には、着座面４０と壁面４１とによって、ホルダ半径方向内方Ｙ１に没入する凹所が形成される。この凹所は、チップ２３が嵌り込むための嵌合溝９５となる。嵌合溝９５は、装着部２４毎に形成されて、ホルダ周方向Ｒに並ぶ。また嵌合溝９５は、ホルダ軸線方向Ｘに延びる。着座面４０とホルダ軸線Ｌ１までのホルダ半径方向寸法Ｐがホルダ周方向他方Ｒ２に向かうにつれて小さくなるので、嵌合溝９５は、ホルダ半径方向寸法Ｐ２の深さが、ホルダ回転方向上流側に向かうにつれて大きくなるように形成される。

また各装着部２４は、着座面４０からホルダ半径方向内方Ｙ１に没入するねじ孔２９が形成される。ねじ孔２９は、チップ２３を固定するために形成され、ねじ孔形成部分には内ねじが形成される。本実施の形態では、ねじ孔２９は、着座面４０のうち、ホルダ周方向一方Ｒ１寄りでかつ、ホルダ軸線方向Ｘ中央に位置する。

図５は、チップ２３を示す斜視図であり、図６は、チップ２３を示す側面図である。チップ２３は、切刃を形成する切刃形成部９６と、チップホルダ２２に固定される固定部９７とが形成される。切刃形成部９６は、略直方体状に形成され、主切刃３０と副切刃３１とを形成する。主切刃３０は、ホルダ本体部９０の外周面３２からホルダ半径方向外方Ｙ２に突出するとともに、ホルダ軸線方向Ｘに延びる切刃となる。また副切刃３１は、ホルダ先端部９１の端面からホルダ軸線方向一方Ｘ１に突出するとともに、ホルダ半径方向Ｙに延びる切刃となる。

以下、チップ２３がチップホルダ２２に装着された状態で、ホルダ軸線Ｌ１に沿って延びる方向を長手方向Ｂと称し、チップ２３がチップホルダ２２に装着された状態で、ホルダ半径方向Ｙに延びる方向を幅方向Ｃと称し、長手方向Ｂと幅方向Ｃとに垂直な方向を厚み方向Ａと称する。ここで、チップ２３がチップホルダ２２に装着された状態で、厚み方向Ａのうちでホルダ回転方向下流方向に一致する方向を厚み方向一方Ａ１とし、幅方向Ｃのうちでホルダ半径方向外方Ｙ２に一致する方向を幅方向一方Ｃ１とし、長手方向Ｂのうちでホルダ軸線方向一方Ｘ１に一致する方向を長手方向一方Ｘ１とする。

主切刃３０は、切刃形成部９６の厚み方向一方Ａ１の面９８のうち幅方向一方Ｃ１側となる第１すくい面９８Ａと、切刃形成部９６の幅方向一方Ｃ１の面のうち厚み方向一方Ａ１側となる第１逃げ面９９との交差する稜線部分となる。主切刃３０は、長手方向Ｂに延びる。第１逃げ面９９は、主切刃３０から厚み方向他方Ａ２に向かうにつれて幅方向他方Ｃ２に傾斜する。

また副切刃３１は、切刃形成部９６の厚み方向一方Ａ１の面９８のうち長手方向一方Ｂ１側となる第２すくい面９８Ｂと、切刃形成部９６の長手方向Ｂ１の面のうち厚み方向一方Ａ１側となる第２逃げ面９４との交差する稜線部分となる。副切刃３１は、幅方向Ｃに延びる。第２逃げ面９４は、副切刃３１から厚み方向他方Ａ２に向かうにつれて長手方向他方Ｂ２に傾斜する。

固定部９７は、切刃形成部９６の幅方向他方Ｃ２側部分に連なる。また固定部９７は、切刃形成部９６に対して厚み方向Ａに突出する。本実施形態のチップ２３は、長手方向Ｂに垂直な断面形状が略Ｌ字状に形成される。具体的には、固定部９７は、切刃形成部９６から厚み方向一方Ａ１に突出する突出部分５１が形成される。突出部分５１は、切刃形成部９６の連結部分から幅方向他方Ｃ２に進むにつれて厚み方向一方Ａ１に突出する傾斜面５２を有する。

突出部分５１には、長手方向Ｂ中央位置で、幅方向Ｃに貫通する貫通孔５０が形成される。貫通孔５０は、チップ２３をチップホルダ２２に固定するための孔となり、円筒状に形成される。固定部９７は、幅方向他方Ｃ２の面が底面９３となる。底面９３は、平面に形成され、幅方向Ｃに対して垂直に延びる。幅方向Ｃに垂直な投影面にチップ２３を投影した場合、投影面に投影されるチップ２３の形状は、底面９３の形状と等しくなる。すなわちチップ２３のうち幅方向Ｃに垂直な形状は、底面９３が最も大きくなる。またチップ２３の長手方向寸法Ｂ１は、ホルダ本体部９０からホルダ先端部９１がホルダ軸線方向Ｘ１に突出する突出量とほぼ同じ寸法に形成される。言い換えると、ホルダ本体部９０からホルダ先端部９１がホルダ軸線方向Ｘ１に突出する突出量は、チップ２３の長手方向寸法Ｂ１とほぼ同じ寸法に形成される。

図１および図２に示すように、チップ２３がチップホルダ２２の嵌合溝９５に嵌合することで、チップ２３がチップホルダ２２に対して予め定める位置に位置合わせされる。具体的には、チップ２３に設定される長手方向Ｂがホルダ軸線方向Ｘと一致し、幅方向Ｃがホルダ半径方向Ｙと一致し、厚さ方向Ａがホルダ周方向Ｒと一致する。

この状態で、ねじ部材が、チップ２３の貫通孔５０を挿通し、ねじ孔２９に螺着する。ねじ部材がねじ孔２９を螺進することによって、チップ２３の底面９３がチップホルダ２２の着座面４０に当接し、チップホルダ２２にチップ２３が締結される。このようにしてチップ２３は、ホルダ２２に装着される。

チップ２３がチップホルダ２２に装着されることによって、主切刃３０が予め定める突出量Ｕ１、ホルダ本体部９０の外周面３２からホルダ半径方向外方Ｙ２に突出する。また副切刃３１が予め定める突出量、ホルダ先端部９１の端面３３からホルダ軸線方向一方Ｘ１に突出する。各主切刃３０および各副切刃３１は、ホルダ周方向Ｒに間隔をあけて並ぶ。また本実施の形態では、ホルダ周方向一方Ｒ１のチップ２３Ａのホルダ周方向他方側表面部５４と、ホルダ周方向他方Ｒ２のチップ２３Ｂのホルダ周方向一方側表面部５５とは、ホルダ半径方向外方Ｙ２に向かうにつれて周方向間隔が大きくなる。

チップ２３がチップホルダ２２に装着された状態では、チップ２３は、ホルダ先端部９１の外周面６０からホルダ半径方向外方Ｙ２に突出する。これによってホルダ周方向Ｒに隣接する２つのチップ２３のうち、ホルダ周方向一方Ｒ１のチップ２３Ａのホルダ周方向他方側表面部５４と、ホルダ周方向他方Ｒ２のチップ２３Ｂのホルダ周方向一方側表面部５５とが、全面にわたってホルダ周方向Ｒに互いに対向する。したがってホルダ本体部９０の外周面３２からホルダ半径方向Ｙに没入する円環状の凹所２７のうち、チップ２３を除く空間が切り屑ポケット２５となる。切り屑ポケット２５は、ホルダ半径方向外方Ｙ２に開放される。チップ２３の切刃３０，３１によって被削材から分離された切り屑は、切り屑ポケット２５に収容されたあと、切り屑ポケット２５に収容された状態で、ホルダ軸線Ｌ１まわりに角変位し、切り屑ポケット２５の開口から脱出する。

以上のように本実施の形態によれば、ホルダ周方向Ｒに隣接する２つのチップ２３Ａ，２３Ｂの間に切り屑ポケット２５を形成することができる。したがって各チップ２３がホルダ周方向Ｒに対向する領域では、チップ２３の間にチップホルダ２２が存在せず、その分、切り屑ポケット２５を大きく形成することができ、エンドミル２０の切り屑ポケット２５からの切り屑の排出性を向上することができる。

これによってチップホルダ２２に装着されるチップ２３の数を多くしても、切り屑が切り屑ポケット２５で留まる可能性を防ぐことができ、チップホルダ２２に装着可能なチップ２３の装着枚数を増やすことができる。チップホルダ２２に装着されるチップ２３を増やすことによって、１つのチップ２３で被削材を切削する切削量を少なくすることができ、切削抵抗を減らして円滑な切削を行うことができる。また転削工具の１回転あたりに被削材を切削する切削量を増加することができ、作業時間を短縮することができる。

また本実施形態によれば、ホルダ先端部９１の外周部６１に各チップ２３がそれぞれ固定され、ホルダ先端部９１の外周部６１からホルダ半径方向外方Ｙ２に突出する。これによってホルダ周方向Ｒに隣接する２つのチップ２３Ａ，２３Ｂのうち、ホルダ周方向Ｒの面同士をほぼ全面にわたって互いに対向させることができる。これによって、チップホルダ２２に形成されてチップ２３を固定するための部分を、チップ間に設ける必要がなく、切り屑ポケット２５をさらに大きくすることができる。

またチップ２３を固定するための装着部２４が、ホルダ先端部９１の外周部６０に設けられる。これによってチップ２３の装着枚数が増加しても、ホルダ先端部９１の外周部６０の外径は、小さくなることがない。すなわちチップ２３の装着枚数が増加しても、チップホルダ２２の肉厚が減少することがなく、チップホルダ２２の剛性の低下を防ぐことができる。したがって被削材から与えられる切削負荷が大きくなる場合であっても、チップホルダ２２の損傷を防ぐことができる。すなわち切削量を多くしても、チップホルダ２２の損傷を防ぐことができ、作業時間を短縮することができる。

また本実施形態によれば、チップ２３のうちの固定部９７が、チップ２３のうちの切刃形成部９６に比べて大きく形成される。これによって被削材から与えられる反力を分散させてチップホルダ２２に伝えることができ、チップホルダ２２が損傷することを防ぐことができる。また切刃形成部９６を固定部９７に比べて小さく形成することで、切り屑ポケット２５のうちの開口を大きくすることができ、切り屑排出性の低下を防ぐことができる。このように本実施形態によれば、切り屑排出性を向上したうえで、チップホルダ２２の強度をさらに向上することができ、切削条件が厳しくなっても、好適に用いることができる。

また本実施形態によれば、互いに対向する２つのチップ２３Ａ，２３Ｂの対向面は、ホルダ半径方向外方Ｙ２に向かうにつれて周方向間隔Ｐ３が大きくなる。これによって切り屑ポケット２５は、半径方向外方Ｙ２に向かうにつれて広がり、切り屑ポケット２５の容積および開口を大きくすることができ、切り屑排出性をさらに向上することができる。また、チップホルダ２２には、チップ２３が嵌合する嵌合溝９５が形成される。チップ２３が嵌合溝９５に嵌合することによって、チップ２３を容易に位置合わせしてチップホルダ２２に装着することができる。また切削時に被削材から力を与えられても、チップ２３が、位置ずれを生じることを防ぐことができる。

さらに嵌合溝９５は、ホルダ半径方向Ｙの深さがホルダ回転方向上流に向かうにつれて大きくなるように形成される。これによってチップ２３が被削材から力を与えられた場合に、チップホルダ２２は、チップ２３をホルダ回転方向上流側で支えることができ、チップ２３の位置ずれをさらに確実に防ぐことができる。また嵌合溝９５はホルダ回転方向下流側が浅く形成されることで、チップ先端部９１の外周部６１の肉厚の減少を抑えて、チップホルダ２２の剛性の低下を抑えることができる。

また着座面４０と壁面４１とが平面に形成され、チップ２３のうち着座面４０と周面４１とに当接する面も平面に形成されることによって、チップ２３を介して与えられる被削材の切削負荷を、着座面４０および周面４１全面にわたって与えることができる。これによってチップホルダ２２の一部に応力が集中することを防ぐことができ、チップホルダ２２の破損を防ぐことができる。また連結面４２が形成されることによって、周壁４１と連結面４２とで囲まれた部分の肉厚を大きくすることができ、チップホルダ２２の破損をさらに確実に防止することができる。

また装着部２４に形成されるねじ孔２９は、着座面４０のうち、ホルダ周方向一方Ｒ１寄りでかつ、ホルダ軸線方向Ｘ中央に位置する。チップ２３は、突出部分５１に形成される貫通孔５０と装着部２４のねじ孔２９とが同軸に位置合わせされた状態で、ねじ部材によって、チップホルダ２２に固定される。このように切刃形成部９６からホルダ半径方向一方Ｒ１に突出する突出部分５１がチップホルダ２２に固定されることで、チップ２３の底面９３が、チップホルダ２２の着座面４０に押圧される力が働き、チップ２３がチップホルダから離反することを防ぐことができる。また１つのねじ部材では強度が不足する場合には、複数のねじ部材によってチップ２３をチップホルダ２２に固定してもよい。

また本実施形態では、チップ２３がホルダ先端部９１の外周部６０に固定されるとした。変形例として、ホルダ先端部９１からホルダ半径方向外方Ｙ２に突出する突出部５１に、チップ２３が固定されてもよい。この場合、突出部５１よりもチップ２３のほうがホルダ半径方向外方Ｙ２に突出することによって、ホルダ周方向Ｒに並ぶ２つのチップ２３をホルダ周方向Ｒに対向させることができ、チップ２３よりも突出部５１のほうがホルダ半径方向外方Ｙ２に突出する場合に比べて、少なくともチップ２３が互いに対向する領域で、切り屑ポケット２５を大きく形成することができる。

図７は、本発明の他の実施の形態であるエンドミル１２０を示す斜視図であり、図８は、エンドミル１２０を示す端面図である。また図９は、チップホルダ１２２を示す斜視図である。図１０は、チップホルダ１２２を示す端面図である。本発明の他の実施の形態のエンドミル１２０は、図１に示す第１の実施形態のエンドミル２０と類似の構成を示し、類似の構成については、参照符号に１００を加算して示して、異なる構成について説明する。

エンドミル１２０は、チップホルダ１２２にチップ１２３が装着された状態で、ホルダ周方向に隣接する各チップ１２３が互いにホルダ周方向Ｒに当接する。したがってチップ１２３と、チップホルダ１２２の装着部２４との構成が、第１実施形態のエンドミル２０と異なる。また他の実施の形態のエンドミル１２０では、１２枚のチップ１２３が装着可能に構成される。

各装着部１２４は、チップ１２３が当接する着座面１４０と、壁面１４１とが形成される。着座面１４０は、ホルダ先端部１９１の外周面１６１の一部を構成し、ホルダ軸線Ｌ１に平行に延びる平面に形成される。このような着座面１４０は、チップ２３に形成される底面が当接する。着座面１４０は、ホルダ周方向一方Ｒ１からホルダ周方向他方Ｒ２に進むにつれて、ホルダ軸線Ｌ１から着座面１４０までのホルダ半径方向寸法Ｐ１が小さくなるように傾斜する。

壁面１４１は、ホルダ先端部１９１の外周面６１の一部を構成する。壁面１４１は、着座面４０のホルダ周方向他方Ｒ２の縁辺に連なり、その縁辺から半径方向外方Ｙ２に突出する。壁面４１は、ホルダ軸線Ｌ１に平行に延びる平面に形成される。そして壁面１４１は、隣接する装着部１２４の着座面１４０に連なる。すなわち、他の実施形態では、上述した連結面４２を介することなく、着座面１４０と壁面１４１とが互いに連なる。これによってチップ１２３がチップホルダ１２２に装着された場合には、図８に示すように、ホルダ周方向一方Ｒ１のチップ１２３Ａの周方向他方側表面１５４に、ホルダ周方向他方Ｒ２のチップ１２３Ｂの周方向一方側表面１５５が当接する。

以上のように他の実施の形態によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。さらにチップ１２３同士がホルダ周方向Ｒ１に互いに当接することによって、１つのチップ１２３が被削材から受けた切削負荷を複数のチップ１２３で分担して受け持つことができる。これによってチップ１２３に位置ずれを生じたり、チップ１２３を固定する部分が破損したりすることを防ぐことができる。

また他の実施形態によれば、各チップ１２３は、装着部１２３の外周部を協働して覆うことによって、切り屑がチップホルダ１２２のチップ先端部１９１の外周部１６０に衝突することを防ぐことができる。この場合、切り屑ポケット１２５に収容された切り屑によって摩耗するのは、チップホルダ１２２ではなくチップ１２３である。チップ１２３が摩耗したとしても、新しいチップ１２３に取り替えられることによって切り屑ポケット１２５の形状を、初期形状に回復させることができる。これによってチップホルダ１２２は、切り屑によって摩耗することなく、チップホルダ１２２の寿命を長くすることができる。

また上述した各実施形態に加えて、チップ２３は、その許容強度が、チップホルダ２２の許容強度よりも小さくなるように形成されることが好ましい。たとえば切刃構成部９７の一部の肉厚が残余の部分に比べて薄く形成される。これによって被削材から与えられる切削負荷が極めて大きい場合には、チップホルダ２２のねじ孔形成部分が損傷する前に、切刃構成部９７が先に損傷する。この場合、新しいチップ２３に取り替えることで、チップホルダ２２の損傷を防いで、エンドミルの切削性能および強度を回復することができる。

以上のような本実施の形態は、発明の例示に過ぎず発明の範囲内で構成を変更することができる。たとえば転削工具として、エンドミルについて説明したが、副切刃を有しない他の転削工具、たとえばフライス用転削工具であっても同様の効果を得ることができる。またチップ２３の形状についても、本発明の一例示であって、各種の変更が可能である。たとえば主切刃３０および副切刃３１を傾斜させて、アキシャルレーキおよびラジアルレーキを付与するようにしてもよい。また各逃げ面および各すくい面についても、チップ２３がチップホルダ２２に装着された状態で、予め定める傾斜を有していればよい。またチップ２３およびチップホルダ２２のうち、ねじ孔を形成する場所についても限定されない。たとえばチップのうち底面９３と反対側の面にねじ孔が形成されてもよい。

また本実施の形態では、チップ２３をチップホルダ２２に位置合わせするために嵌合溝９５が形成されたが、嵌合溝９５は形成されていなくてもよい。またチップ２３とチップホルダとを位置合わせ可能であれば、チップ２３およびチップホルダ２２が互いに嵌合する凹凸部が形成されていてもよい。またチップ２３を固定する装着部２４は、ホルダ先端部９１に設けられるとしたが、先端部９１以外の部分に設けられてもよい。

本発明の実施の一形態であるエンドミル２０を示す斜視図である。 エンドミル２０を示す端面図である。 チップホルダ２２を示す斜視図である。 チップホルダ２２を示す端面図である。 チップ２３を示す斜視図である。 チップ２３を示す側面図である。 本発明の実施の他の形態であるエンドミル１２０を示す斜視図である。 エンドミル１２０を示す端面図である。 チップホルダ１２２を示す斜視図である。 チップホルダ１２２を示す端面図である。

符号の説明

２０ エンドミル
２２ チップホルダ
２３ スローアウェイチップ
２４ 装着部
３０，３１ 切刃
４０ 着座面
４１ 壁面
９５ 嵌合溝
９６ 切刃形成部
９７ 固定部

Claims (10)

1. 円柱状に形成されるチップホルダと、
   該チップホルダの外周部から突出しホルダ周方向に間隔をあけて並ぶ複数の切刃がそれぞれ形成され、前記チップホルダに対して着脱可能な複数のスローアウェイチップとを含む転削工具であって、
   ホルダ周方向に隣接する２つの前記スローアウェイチップのうち、ホルダ周方向一方のスローアウェイチップのホルダ周方向他方側表面部と、ホルダ周方向他方のスローアウェイチップのホルダ周方向一方側表面部とが、ホルダ周方向に互いに対向することを特徴とする転削工具。
2. 前記チップホルダの外周部には、前記複数のスローアウェイチップを固定する複数の装着部がホルダ周方向に並んでそれぞれ形成され、
   各スローアウェイチップは、各装着部からホルダ半径方向外方にそれぞれ突出していることを特徴とする請求項１記載の転削工具。
3. 前記スローアウェイチップは、前記切刃を形成する切刃形成部と、前記チップホルダの装着部に固定される固定部とを有し、該固定部は、前記切刃形成部に比べてホルダ周方向寸法が大きいことを特徴とする請求項２記載の転削工具。
4. ホルダ周方向に隣接する２つの前記スローアウェイチップのうち、ホルダ周方向一方のスローアウェイチップのホルダ周方向他方側表面部と、ホルダ周方向他方のスローアウェイチップのホルダ周方向一方側表面部とは、ホルダ半径方向外方に向かうにつれて周方向間隔が大きくなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の転削工具。
5. 前記チップホルダの外周部には、各スローアウェイチップが嵌り込む嵌合溝がホルダ周方向に間隔をあけてそれぞれ形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の転削工具。
6. 前記チップホルダの外周部には、前記スローアウェイチップの一部が当接する着座面と壁面とが形成され、
   前記着座面は、ホルダ回転方向上流側に向かうにつれて、ホルダ半径方向内方に傾斜し、
   前記壁面は、前記着座面のホルダ回転方向上流側縁辺からホルダ半径方向外方に延びることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の転削工具。
7. ホルダ周方向に隣接する２つの前記スローアウェイチップのうち、ホルダ周方向一方のスローアウェイチップと、ホルダ周方向他方のスローアウェイチップとは、ホルダ周方向に互いに当接することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の転削工具。
8. 各スローアウェイチップは、前記チップホルダの外周部を協働して覆うことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の転削工具。
9. 前記チップホルダの許容強度よりも、前記スローアウェイチップの許容強度が小さくなるように構成されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の転削工具。
10. 請求項１〜９のいずれか１つに記載の転削工具に用いられることを特徴とするスローアウェイチップ。

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