JP2008161999A - 切削工具 - Google Patents

Abstract

【課題】面取り加工部に取り付けられる切削インサートの切刃を有効に利用して、切削インサートの使用寿命を向上させることが可能な切削工具を提供する。
【解決手段】被切削材に予め設けられた下穴に挿入され、該下穴の内壁面を切削加工して所定の内径の加工穴を形成する切削工具１０であって、軸線Ｏ回りに回転される工具本体１１に、加工穴の開口部周縁に面取り加工を施す面取り加工部１６が設けられ、この面取り加工部１６には、同形同大の面取り加工用切削インサート３０を取り付け可能な複数の取付座２２が形成され、これらの取付座２２に取り付けられた面取り加工用切削インサート３０同士では、その一の切刃３３の互いに異なる部分が面取り加工に使用されるように構成されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、被切削材に予め形成された下穴に挿入され、この下穴の内壁面を切削加工して所定の内径の加工穴を形成するとともに、加工穴の開口部周縁を面取り加工する切削工具に関する。

前述のような加工を行う切削工具としては、例えば特許文献１に記載されているように、軸線回りに回転される工具本体の先端部分に切刃部が設けられるとともに、切刃部の後端側部分に面取り加工部が設けられ、この面取り加工部に、工具本体の後端側に向かうにしたがい径方向外方に向かうように軸線に対して傾斜した面取り刃が配置されたものが提案されている。このような切削工具は、工具本体を軸線回りに回転させつつ軸線方向の先端側に向けて送りを与えられることで、切刃部によって加工穴を形成するとともに、面取り刃によって加工穴の開口部周縁に面取り加工を施すものである。
実開昭５８−４０３１１号公報

ところで、前述のような切削工具においては、面取り加工部に切削インサートを取り付けて切削インサートのすくい面の辺稜部に形成された切刃を前記面取り刃として使用する場合には、一の辺稜部に形成された切刃を面取り刃として軸線に対して傾斜するように配置し、この切刃によって面取り加工を行い、この切刃が摩耗した時点でコーナチェンジを行って他の辺稜部に形成された切刃を使用することになる。つまり、一の辺稜部に形成された切刃を面取り刃として１回だけ使用するのである。
ここで、加工穴の開口部周縁を面取り加工する際においては、切削量が小さいと切刃の一部のみしか切削に供されないことがある。この場合には、切刃の一部しか使用されずに切削に供されていない部分が多く残存しているにもかかわらず、コーナチェンジを行うことになり、切削インサートの使用寿命が短くなってしまう。

本発明は、前述の事情に鑑みてなされたものであって、面取り加工部に取り付けられる切削インサートの切刃を有効に利用して、切削インサートの使用寿命を向上させることが可能な切削工具を提供することを目的とする。

この課題を解決するために、本発明の切削工具は、被切削材に予め設けられた下穴に挿入され、該下穴の内壁面を切削加工して所定の内径の加工穴を形成する切削工具であって、軸線回りに回転される工具本体に、加工穴の開口部周縁に面取り加工を施す面取り加工部が設けられ、この面取り加工部には、同形同大の面取り加工用切削インサートを取り付け可能な複数の取付座が形成され、これらの取付座に取り付けられた前記面取り加工用切削インサート同士では、その一の切刃の互いに異なる部分が面取り加工に使用されるように構成されていることを特徴としている。

本発明に係る切削工具においては、面取り加工を施す面取り加工部に同形同大の面取り加工用切削インサートを取り付け可能な複数の取付座が形成され、これらの取付座に取り付けられた前記面取り加工用切削インサート同士では、その一の切刃の互いに異なる部分が面取り加工に使用されるように構成されているので、面取り加工用切削インサートを一の取付座に取り付けた際の切刃位置と他の取付座に取り付けた際の切刃位置とがずれることになり、面取り加工用切削インサートの一の辺稜部に形成された切刃を複数の取付座に取り付けて使用することが可能となり、一の辺稜部に形成された切刃を面取り刃として複数回使用できる。これにより、切削インサートの寿命延長を図ることができる。

ここで、前記取付座のうちの一部に前記面取り加工用切削インサートを取り付けるとともに、残りの取付座にダミー用インサートを取り付けてもよい。
この場合、面取り加工用切削インサートを取り付けていない残りの取付座が、切屑の擦過や取扱い時の衝突等によって損傷することを防止でき、この切削工具の寿命延長を図ることができる。さらに、ダミー用インサートを装着することで工具本体の重量バランスを向上させることが可能となり、工具本体が回転する際の軸線の振れを防止して寸法精度のよい加工を行うことができる。

また、前記面取り加工よりも工具本体先端側に、前記下穴を加工する下穴加工用切削インサートを取り付けるための下穴加工用取付座が設けられ、前記下穴加工用切削インサートを、前記面取り加工用切削インサートと同形同大として、前記面取り加工に使用される部分と異なる部分が前記下穴の加工に使用されるように構成してもよい。
この場合、１種類の切削インサートを、下穴の内壁面を切削加工する切刃として、面取り刃として使用することができ、切削インサートの管理コストを大幅に削減することが可能となる。また、下穴加工用取付座に取り付けた際に切削インサートのコーナ部の切刃を使用し、面取り加工部の取付座に取り付けた際に切削インサートの辺稜部の切刃を使用するように構成することで、一つの切削インサートを下穴加工用の切刃としても使用することが可能となり、切削インサートのさらなる寿命延長を図ることができる。

本発明によれば、面取り加工部に取り付けられる切削インサートの切刃を有効に利用して、切削インサートの使用寿命を向上させることが可能な切削工具を提供することができる。

本発明の実施形態である切削工具について添付した図面を参照して説明する。図１に、本発明の一実施形態であるボーリングバーを示す。
このボーリングバー１０は、軸線Ｏに沿って延びる概略多段円柱状をなす工具本体１１を有している。工具本体１１の後端側（図１において上側）には、工具本体１１を工作機械等の主軸端（図示なし）に装着するための装着部１２が形成されている。なお、この装着部１２には、前記主軸端に装着する際の工具本体１１の周方向位置をガイドするための切欠面１３が設けられている。

装着部１２の工具本体１１先端側には、装着部１２よりも大きく径方向外側に向けて張り出した大径部１４と工具本体１１先端側に向かうにしたがい漸次径が小さくなるテーパ部１５とを有する面取り加工部１６が設けられている。
この面取り加工部１６の工具本体１１先端側（図１において下側）には、被切削材Ｗに予め形成された下穴の内壁面を切削加工するための切刃部１７が設けられている。

工具本体１１には、工具本体１１（切刃部１７）の先端面及び工具本体１１の外周面に向けて開口する切屑排出溝２０が、軸線Ｏに沿って延びて前記大径部１４にまで達するように設けられている。なお、本実施形態においては、一対の切屑排出溝２０Ａ、２０Ｂが軸線Ｏを中心として１８０°回転対称となるように配設されている。

切刃部１７の先端部には、切屑排出溝２０の工具本体回転方向前方側を向く壁面に、後述する切削インサート３０を取り付けるための下穴加工用取付座２１が形成されている。一対の切屑排出溝２０Ａ，２０Ｂのそれぞれに下穴加工用取付座２１が１つずつ形成されており、この工具本体１１には、一対の下穴加工用取付座２１Ａ、２１Ｂが軸線Ｏを中心として１８０°回転対称に形成されている。

そして、一方の切屑排出溝２０Ａの面取り加工部１６の部分には、面取り加工を施す切削インサート３０を取り付けるための第１取付座２２Ａが形成されている。また、他方の切屑排出溝２０Ｂの面取り加工部１６の部分にも、面取り加工を施す切削インサート３０を取り付けるための第２取付座２２Ｂが形成されている。つまり、本実施形態においては、２つの取付座２２が面取り加工部１６に設けられているのである。
ここで、第２取付座２２Ｂは、第１取付座２２Ａよりも工具本体１１先端側に、かつ工具本体１１径方向内側に位置するように形成されている。詳述すると、工具本体１１先端面から第１取付座２２Ａまでの軸線Ｏ方向距離Ｌ１と第２取付座２２Ｂまでの軸線Ｏ方向距離Ｌ２はＬ１＞Ｌ２となるように設定され、軸線Ｏから第１取付座２２Ａまでの径方向距離Ｒ１と第２取付座２２Ｂまでの径方向距離Ｒ２はＲ１＞Ｒ２となるように設定されているのである。

本実施形態における切削インサート３０は、例えば超硬合金などの硬質材料によって形成され、その外形が概略正三角形平板状をなしており、一対の正三角形面３１と３つの側面３２とを備えている。正三角形面３１と側面３２との交差稜線部に直線切刃３３が形成され、正三角形面３１のコーナ部にコーナ切刃３４が形成されている。正三角形面３１の中心には、切削インサート３０の厚さ方向に貫通したクランプネジ挿通孔（図示なし）が穿設されている。
なお、本実施形態における切削インサート３０は、正三角形面３１と側面３２とが直交するように構成されて直線切刃３３及びコーナ切刃３４に逃げ角が付されていない、いわゆるネガティブタイプとされている。

ダミー用インサート４０は、前述の切削インサート３０と同様に例えば超硬合金などの硬質材料によって形成され、その外形が概略三角形平板状をなしている。ここで、三角形面４１は正三角形の一の辺稜部がわずかに三角形面の内側に後退した形状とされている。本実施形態では、図４に示すように後退した辺稜部４２の後退量がδとされている。また、三角形面４１には、ダミー用インサート４０の厚さ方向に貫通したクランプネジ挿通孔（図示なし）が穿設されている。

下穴加工用取付座２１Ａ、２１Ｂには、前述の切削インサート３０が、一のコーナ切刃３４が工具本体１１径方向外側及び工具本体１１先端側に向けて突出するように、かつ、一の直線切刃３３が工具本体１１先端側に向くようにして配置され、クランプネジ５０によって固定される。ここで、一対の下穴加工用取付座２１Ａ、２１Ｂは軸線Ｏを中心として１８０°回転対称に形成されているので、これら下穴加工用取付座２１Ａ、２１Ｂにそれぞれ取り付けられた切削インサート３０の一の直線切刃３３及び一のコーナ切刃３４の軸線Ｏを中心とした回転軌跡が一致することになる。

面取り加工部１６に設けられた第１取付座２２Ａには、切削インサート３０が、一の直線切刃３３が工具本体１１先端側に向かうにしたがい漸次工具本体１１径方向内側に向かうように軸線Ｏに対して傾斜するようにして配置され、クランプネジ５０によって固定される。第１取付座２２Ａに切削インサート３０を取り付けた場合には、図２に示すように、一の直線切刃３３のうち工具本体１１先端側及び工具本体１１径方向内側に位置する部分が加工穴の開口部周縁に押し当てられることになる。

面取り加工部１６に設けられた第２取付座２２Ｂには、前述のダミー用インサート４０が、後退した辺稜部４２が工具本体１１先端側に向かうにしたがい漸次工具本体１１径方向内側に向かうように軸線Ｏに対して傾斜するようにして配置され、クランプネジ５０によって固定される。すると、軸線Ｏを中心とした回転軌跡において、第１取付座２２Ａに取り付けられた切削インサート３０の一の直線切刃３３よりも第２取付座２２Ｂに取り付けられたダミー用インサート４０の前記辺稜部４２が工具本体１１径方向内側及び工具本体１１後端側にδだけ後退し、ダミー用インサート４０が加工穴の開口部周縁に接触することがないように構成されている。

ここで、第１取付座２２Ａに取り付けていた切削インサート３０と第２取付座２２Ｂに取り付けていたダミー用インサート４０とを交換すると、第２取付座２２Ｂには、切削インサート３０が、一の直線切刃３３が工具本体１１先端側に向かうにしたがい漸次工具本体１１径方向内側に向かうように軸線Ｏに対して傾斜するようにして取り付けられる。すると、直線切刃３３の回転軌跡は一直線上にあって、直線切刃３３の異なる部分が面取り加工に使用されることになる。詳述すると、第２取付座２２Ｂが第１取付座２２Ａよりも工具本体１１先端側及び工具本体１１径方向内側に位置しているので、図３に示すように、一の直線切刃３３のうち工具本体１１後端側及び工具本体１１径方向外側に位置する部分が加工穴の開口部周縁に押し当てられることになる。また、第１取付座２２Ａには、ダミー用インサート４０が、後退した辺稜部４２が工具本体１１先端側に向かうにしたがい漸次工具本体１１径方向内側に向かうように軸線Ｏに対して傾斜するようにして取り付けられる。

このような構成とされたボーリングバー１０は、前記装着部１２が工作機械の主軸端に装着され、軸線Ｏ回りに回転されるとともに軸線Ｏ方向先端側に向けて送られて、被切削材Ｗに予め形成された下穴に挿入され、この下穴の内壁面を下穴加工用取付座２１Ａ、２１Ｂに取り付けられた切削インサート３０のコーナ切刃３４によって切削して所定の内径の加工穴を形成するとともに、面取り加工部１６に形成された第１取付座２２Ａまたは第２取付座２２Ｂのどちらか一方に取り付けられた切削インサート３０の直線切刃３３によって加工穴の開口部周縁に面取り加工を施す。

本実施形態であるボーリングバー１０によれば、面取り加工部１６に形成された第２取付座２２Ｂが第１取付座２２Ａよりも工具本体１１先端側かつ工具本体１１径方向内側に位置するように配置されているので、切削インサート３０を第１取付座２２Ａに取り付けた際の直線切刃３３の位置と第２取付座２２Ｂに取り付けた際の直線切刃３３の位置とがずれることになり、切削インサート３０の一の直線切刃３３を面取り刃として２回使用することが可能となる。
ここで、本実施形態においては、切削インサート３０が正三角形平板状をなすネガティブタイプのインサートとされて６つの直線切刃３３を備えているので、１つの切削インサート３０を面取り刃として１２回使用することができる。

さらに、第１取付座２２Ａ及び第２取付座２２Ｂのうち切削インサート３０を取り付けていない取付座２２にダミー用インサート４０を取り付けているので、取付座２２が切屑等によって損傷することを防止できる。さらに、切削インサート３０と同じく超硬合金等の硬質材料で形成されたダミー用インサート４０を取り付けることにより、工具本体１１の重量バランスを向上させることが可能となり、工具本体１１が回転する際の軸線Ｏの振れを防止して寸法精度のよい加工を行うことができる。

さらに、本実施形態では、下穴加工用取付座２１Ａ、２１Ｂにも第１取付座２２Ａ、第２取付座２２Ｂに取り付ける切削インサート３０を取り付けることができるように構成されているので、この一種類の切削インサート３０を下穴の内壁面を切削加工する切刃として、面取り刃として使用することができ、切削インサート３０の管理コストを大幅に削減することが可能となる。

また、下穴加工用取付座２１Ａ、２１Ｂに取り付けた際に切削インサート３０のコーナ切刃３４を使用し、第１取付座２２Ａ、第２取付座２２Ｂに取り付けた際に直線切刃３３を使用するように構成することで、一つの切削インサート３０を下穴加工用としても使用することが可能となり、切削インサート３０のさらなる寿命延長を図ることができる。なお、本実施形態においては、切削インサート３０が正三角形平板状をなすネガティブタイプのインサートとされて６つの直線切刃３３、６つのコーナ切刃３４を備えているので、１つの切削インサート３０を面取り刃として１２回使用するとともに、下穴加工用の切刃として６回使用することが可能となる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施形態では正三角形平板状をなす切削インサートを取り付けたものとして説明したが、切削インサートの形状に限定はなく、多角形平板状等の他の形状の切削インサートを取り付けてもよい。
また、ネガティブタイプのインサートとして説明したが、これに限定されることはなく、逃げ角が付されたポジティブタイプとしてもよい。

また、下穴加工用取付座に取り付ける切削インサートと面取り加工用の取付座に取り付ける切削インサートとを同形同大としたものとして説明したが、切削インサートの形状が異なっていてもよい。
さらに、面取り加工用の取付座の一方に切削インサートを取り付け、他方にダミー用インサートを取り付けたものとして説明したが、ダミー用インサートを取り付けなくてもよい。

また、下穴を加工する切刃は着脱可能な切削インサートを使用せず、切刃をろう付け等によって工具本体に固定したものであってもよい。
さらに、一対の切屑排出溝を形成して、１つの切屑排出溝にそれぞれ下穴加工用取付座と面取り加工用の取付座とを形成したものとして説明したが、下穴加工用取付座は１つ、あるいは３つ以上形成されていてもよい。

本発明の実施形態であるボーリングバーの側面図である。 図１に示すボーリングバーの面取り加工部に形成された第１取付座に切削インサートを装着した状態を示す説明図である。 図１に示すボーリングバーの面取り加工部に形成された第２取付座に切削インサートを装着した状態を示す説明図である。 図１に示すボーリングバーの面取り加工部に形成された第２取付座にダミー用インサートを装着した状態を示す説明図である。

符号の説明

１０ ボーリングバー（切削工具）
１１ 工具本体
１６ 面取り加工部
１７ 切刃部
２１Ａ、２１Ｂ 下穴加工用取付座
２２ 取付座
３０ 切削インサート
４０ ダミー用インサート

Claims (3)

1. 被切削材に予め設けられた下穴に挿入され、該下穴の内壁面を切削加工して所定の内径の加工穴を形成する切削工具であって、
   軸線回りに回転される工具本体に、加工穴の開口部周縁に面取り加工を施す面取り加工部が設けられ、この面取り加工部には、同形同大の面取り加工用切削インサートを取り付け可能な複数の取付座が形成され、
   これらの取付座に取り付けられた前記面取り加工用切削インサート同士では、その一の切刃の互いに異なる部分が面取り加工に使用されるように構成されていることを特徴とする切削工具。
2. 前記取付座のうちの一部に前記面取り加工用切削インサートが取り付けられるとともに、残りの取付座にダミー用インサートが取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の切削工具。
3. 前記面取り加工よりも工具本体先端側には、前記下穴を加工する下穴加工用切削インサートを取り付けるための下穴加工用取付座が設けられており、
   前記下穴加工用切削インサートは、前記面取り加工用切削インサートと同形同大であって、前記面取り加工に使用される部分と異なる部分が前記下穴の加工に使用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。

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