(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023015482
(43)【公開日】2023-02-01
(54)【発明の名称】シャンクおよびこれを備えた切削工具
(51)【国際特許分類】
B23B 29/00 20060101AFI20230125BHJP
B23B 27/10 20060101ALI20230125BHJP
【FI】
B23B29/00 E
B23B27/10
【審査請求】有
【請求項の数】8
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021119281
(22)【出願日】2021-07-20
(71)【出願人】
【識別番号】000221144
【氏名又は名称】株式会社タンガロイ
(74)【代理人】
【識別番号】100079108
【弁理士】
【氏名又は名称】稲葉 良幸
(74)【代理人】
【識別番号】100109346
【弁理士】
【氏名又は名称】大貫 敏史
(74)【代理人】
【識別番号】100117189
【弁理士】
【氏名又は名称】江口 昭彦
(74)【代理人】
【識別番号】100134120
【弁理士】
【氏名又は名称】内藤 和彦
(72)【発明者】
【氏名】島貫 寛生
(72)【発明者】
【氏名】大塚 潤
【テーマコード(参考)】
3C046
【Fターム(参考)】
3C046BB07
3C046KK01
3C046PP01
(57)【要約】
【課題】オフセット配置するバイトについて、ヘッドを交換することで様々な加工に対応することができ、かつ、その際に時間や手間がかからないようにした構造のシャンクおよびこれを備えた切削工具を提供する。
【解決手段】ヘッド交換式切削工具のシャンク53であって、当該シャンク53の軸53Xに対して少なくとも1つのヘッドの装着部53A、53Bが偏芯して配置されている。シャンク53の軸53Xは当該シャンク53の長手方向に延びる軸であり、ヘッドの装着部53A、53Bが当該軸53Xと垂直な方向に偏芯して配置されていてもよい。
【選択図】
図3
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ヘッド交換式切削工具のシャンクであって、
当該シャンクの軸に対して少なくとも1つのヘッドの装着部が偏芯して配置されている、シャンク。
【請求項2】
前記シャンクの軸は当該シャンクの長手方向に延びる軸であり、前記ヘッドの装着部が当該軸と垂直な方向に偏芯して配置されている、請求項1に記載のシャンク。
【請求項3】
前記装着部が、前記シャンクの長手方向に延びる軸に対し、切削対象であるワークの送り方向に沿って偏芯して配置されている、請求項1または2に記載のシャンク。
【請求項4】
前記装着部が複数配置されている、請求項1から3のいずれか一項に記載のシャンク。
【請求項5】
偏芯して配置される方向に沿って前記装着部が複数配置されている、請求項4に記載のシャンク。
【請求項6】
前記複数の装着部のうちのひとつが、当該シャンクの軸上に配置されている、請求項4または5に記載のシャンク。
【請求項7】
前記装着部の近傍に設けられ、該装着部に装着された前記ヘッドに向け切削油を放出する油穴を備える、請求項1から6のいずれか一項に記載のシャンク。
【請求項8】
前記油穴は、前記装着部が配置された面のうち、当該装着部以外の部分に設けられている、請求項7に記載のシャンク。
【請求項9】
請求項1から8のいずれか一項に記載のシャンクを備えた切削工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、シャンクおよびこれを備えた切削工具に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、自動で旋盤作業を行う自動盤においては、長尺のワークをZ軸方向に送り出しつつ、切削工具をこれと垂直な軸(たとえばホルダの長手方向に沿った軸。以下、Z軸に垂直なこの軸を便宜的に「X軸」と呼ぶ)に沿って動かすことによって当該ワークを旋削し、3次元形状を削り出している。このような自動盤で使用できる小型のヘッド交換式の切削工具は、一般に、シャンクとヘッドの装着部が同軸上に配置される構造となっている(例えば特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、従来のヘッド交換式用シャンクでは、例えばねじ切り加工といった、ワークを案内するガイドブッシュから切削工具の切れ刃までの長さ(以下、「加工可能長さ」という)より加工長が長い加工においてはバリがガイドブッシュを傷つけてしまうといった問題が生じ得た。このような問題が生じる理由のひとつとしては、加工長が変わってもヘッド位置が不変であることが挙げられる。この点を鑑みると、たとえばシャンクにZ軸方向のステップ(オフセット)が設けられたステップヘッド形のバイトを採用し、加工長の違いに応じてヘッドの位置を変えることで上記のごとき問題に対処することが可能になるとも考えられる。この点でいえば、従来、自動盤では、加工可能長さを増すために、シャンクに対して切削部(インサートを載せる先端部分)を偏芯(オフセット配置)させることがある。ところが、従来のステップヘッド形のホルダを利用してこれを実現しようとすれば、ヘッドの位置を変えようとするたびにホルダごと取り換える必要があることから、工具交換に時間と手間を要しているというのが実情である。
【0005】
そこで、本発明は、オフセット配置するバイトについて、ヘッドを交換することで様々な加工に対応することができ、かつ、その際に時間や手間がかからないようにした構造のシャンクおよびこれを備え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】
【0006】
本発明の一態様は、ヘッド交換式切削工具のシャンクであって、
当該シャンクの軸に対して少なくとも1つのヘッドの装着部が偏芯して配置されている、シャンクである。
【0007】
かかる態様のシャンクによれば、装着位置が偏芯して配置されている装着部にヘッドを取り付けることで、当該ヘッドにおける切削インサートの切れ刃をも併せて偏芯させることができる。これによれば、ヘッドの位置を変えることで、加工の態様に応じた加工可能長さを適宜設定したうえで加工することが可能となる。
【0008】
上記のごときシャンクの軸は当該シャンクの長手方向に延びる軸であり、ヘッドの装着部が当該軸と垂直な方向に偏芯して配置されている、請求項1に記載のシャンク。
【0009】
上記のごときシャンクにおいて、装着部が、シャンクの長手方向に延びる軸に対し、切削対象であるワークの送り方向に沿って偏芯して配置されていてもよい。
【0010】
上記のごときシャンクにおいて、装着部が複数配置されていてもよい。
【0011】
上記のごときシャンクにおいて、偏芯して配置される方向に沿って装着部が複数配置されていてもよい。
【0012】
上記のごときシャンクにおいて、複数の装着部のうちのひとつが、当該シャンクの軸上に配置されていてもよい。
【0013】
上記のごときシャンクは、装着部の近傍に設けられ、該装着部に装着されたヘッドに向け切削油を放出する油穴を備えていてもよい。
【0014】
上記のごときシャンクにおいて、油穴は、装着部が配置された面のうち、当該装着部以外の部分に設けられていてもよい。
【0015】
本発明の別の態様は、上記のごときシャンクを備えた切削工具である。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【
図1】本発明の第1の実施形態における、当該シャンクの軸に対してヘッドの装着部が偏芯して配置されているシャンクの一例を示す斜視図である。
【
図2】
図1に示したシャンクにヘッドを装着した切削工具を自動盤の刃物台に取り付けた様子を示す斜視図である。
【
図3】本発明の第2の実施形態における、ヘッドの装着部が複数配置されたシャンクの一例を示す斜視図である。
【
図4】本発明の第3の実施形態における、油穴が設けられたたシャンクの一例を示す斜視図である。
【
図5A】シャンクの変形例について説明するための図である。
【
図5B】シャンクの変形例について説明するための斜視図である。
【
図6】自動盤においてZ軸方向に送り出されるワークに対し、切削工具をこれと垂直なZ軸に沿って動かすことによって当該ワークを旋削する際の様子を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、図面を参照しつつ本発明に係るシャンクおよびこれを備えた切削工具の好適な実施形態について詳細に説明する(
図1等参照)。
【0018】
[第1実施形態]
切削工具1は、自動盤(図示省略)などでの加工時、切削インサート10の切れ刃20を送ることでワーク300に切り込む工具として構成されている。ここで、自動で旋盤作業を行う自動盤においては、長尺のワーク300を所定の方向(本実施形態では、Z軸の方向とする)に送り出しつつ、切削工具1をこれと垂直な方向(本実施形態では、Z軸に垂直なこの軸を便宜的にX軸と呼ぶ)に沿って動かすことによって当該ワーク300を旋削し、3次元形状を削り出している(
図6参照)。また、刃物台200に複数種類のバイト(ホルダ)50を「くし刃型」に配置し、旋削加工の態様に応じて刃物台200をX軸方向や、X軸方向およびZ軸方向の両者に垂直なY軸方向に動かし、切削インサート10を適宜に選択し移動して入れ替えながら所期の加工を行う場合もある。
【0019】
このような旋削加工に用いられる本実施形態の切削工具1は、バイト50のシャンク53に対してヘッド52を着脱することが可能なヘッド交換式切削工具である。シャンク53は、その被把持部(本実施形態のシャンク53においては、横断面が一定である本体部分)53Hを把持された状態で刃物台200に取り付けられる。また、シャンク53にはヘッド52を着脱するための装着部53Aが配置されている(
図1等参照)。シャンク53に対し、ヘッド52は、例えば横(側方)から固定ねじ(図示省略)を締めたときに当該固定ねじがヘッド52の一部と接触することで固定される。ヘッド52には、所定の切れ刃20を備える切削インサート10が取り付けられている(
図2参照)。
【0020】
上記のごときヘッド交換式の切削工具1において、本実施形態では、ヘッド52を偏芯させて配置するためにシャンク53側の構造を工夫しており、より具体的には、ヘッド装着のための装着部53Aを、当該シャンク53の軸53Xに対して偏芯した位置に配置している。ここでいうシャンク53の軸53Xとは、当該シャンク53の長手方向に沿って延びる軸であって、当該シャンク53の被把持部53Hの横断面におけるおよそ中心を通る軸、あるいは当該シャンク53の従前位置ないしは通常位置に装着部を配置した場合に当該装着部の中心を通る軸のことをいう(
図5B参照)。このような軸53Xを想定したうえで、当該軸53Xからずれた位置つまり偏芯した位置に装着部53Aを配置している。偏芯の方向は、基本的にはワーク300の送り出し方向(Z軸方向)に一致した方向となるが、これのみならず、Z軸方向への変位を含む斜め方向とすることも可能である。
【0021】
かかる構成のシャンク53によれば、偏芯して配置された装着部53Aの位置に応じて、当該装着部53Aに装着されたヘッド52および切削インサート10の位置を自動的に同量偏芯させることができる。切削インサート10の位置が偏芯すればそれに応じて加工可能長さ(ワーク300を案内するガイドブッシュ500から切削工具1の切れ刃までの長さをいい、
図6において符号Pで示す)も変わるから、加工態様に応じて適正値が変わりうる加工長に応じてヘッド位置ないしは切れ刃までの長さPを加工に適したものに適宜変えることができる。また、ヘッド52を入れ替えることによっても、様々な切削インサート10に対して偏芯させた分の加工可能長さを設定することができる。このようにすることによって、例えばねじ切り加工といった加工長が長い加工においてはバリがガイドブッシュを傷つけてしまうといった問題に対処することが可能となる。
【0022】
また、上記のごとく装着部53Aを偏芯した位置に配置するにあたり、本実施形態では、シャンク53を、そのX軸方向の先端部分がZ軸方向(すなわちワーク300の送り出し方向)に折れ曲がるようなステップ状(別言すれば、鉤状、フック状ないしはL状)の形状としている(
図1、
図2参照)。このようにステップ状の部分(
図1等において符号53Sで示す)としたシャンク53の折れ曲がり部分に、軸53XからZ軸方向(ワーク300の送り出し方向)へと偏芯した状態で装着部53Aを配置することができる(
図1等参照)。
【0023】
[第2実施形態]
上記実施形態のごとき装着部が複数配置されていてもよい。そのような態様の一例である本実施形態のシャンク53は、ワーク300の送り方向(Z軸方向)に沿って配置された2つの装着部53A、53Bを備える(
図3、
図5A参照)。このシャンク53は、上記実施形態と同様、先端部分がZ軸方向(ワーク300の送り出し方向)に折れ曲がるステップ状部分53Sを有する。このようなステップ状部分53Sを有するシャンク53が、複数(本実施形態の場合、2つ)の装着部を配置するに足るだけのZ軸方向長さ(幅)を有することはいうまでもない(
図3、
図5A参照)。
【0024】
このようなシャンク53によれば、ヘッド52を入れ替えるだけで様々な切削インサート10に対して偏芯させた分の加工可能長さを設定することができる。また、装着部53Aと装着部53Bの仕様を同一としてヘッド52を共通化すること(すなわち、同種のヘッド52を装着部53Aと装着部53Bのいずれにも着脱可能とすること)により、ヘッド52の種類を新たに増やさずとも偏芯量に合わせた数種類のシャンク53を準備すれば種々の加工可能長さPを設定することが可能となる。
【0025】
ちなみに、ヘッド交換式切削工具1において、切削部(切削インサート10の切れ刃20)を偏芯させる場合の一対応策として、シャンク53の側は同軸のまま、ヘッド52側のみで偏芯させることが考えられる。その場合は、シャンク53は基本的に1種類で済むが、ヘッド52の側を、偏芯量や対応するインサート形状などの様々なバリエーションを準備しなければならない。これに対して、シャンク53の側で偏芯させると、ヘッド52側を共通化できるため、新たなヘッドの種類を増やす必要がなく、偏芯量に合わせた数種類のシャンク53を準備すればよいということは利点のひとつたり得る。
【0026】
なお、上記のごとく複数(本実施形態では2つ)の装着部を設ける場合において、そのうちの一つの装着部53Bは、軸53X上に配置されていてもがよい(
図3等参照)。こうした場合の当該装着部53Bは、いわば偏芯量がゼロである従前の装着部と同じ構成であるから、従前のシャンクを用いて加工精度を維持するようにした切削加工を実施する場合には当該装着部53Bを用いることで対応することができる。これによれば、複数のシャンクを使い分ける必要がない。
【0027】
[第3実施形態]
本実施形態のシャンク53は、切削油(
図4において符号COで示す)を放出するための油穴55を備える。油穴55は、シャンク53内に設けられた切削油COの供給流路(図示省略)の出口ないしは供給口に相当するもので、装着部(53Aまたは53B)に装着されたヘッド52に向けて、あるいは当該ヘッド52の切削インサート10に向けて切削油COを放出する(
図4参照)。装着部(53Aまたは53B)の近傍に配置された油穴55によれば、切削インサート10の切れ刃の逃げ面に直接切削油COを放出することもできる。ただし、このような油穴55の位置が特に限定されることはない。一例として、本実施形態では、シャンク53の底面(装着部53A、53Bが配置された面)のうち、これら装着部53A、53B以外の部分であって、かつ、2つの装着部53A、53Bの間のやや側面寄りとなる位置に油穴55を配置している(
図4参照)。上記の実施形態において説明したごとくステップ状部分53Sを有し、複数(本実施形態の場合、2つ)の装着部を配置するに足るだけのZ軸方向長さ(幅)となるように構成されたシャンク53においては、これら装着部の間における領域などを活用して油穴55の配置スペースを確保することが比較的に容易である。
【0028】
なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。たとえば、上述した実施形態では、ステップ状部分53Sを備えたシャンク53について説明したが(
図5A等参照)、これはヘッドの装着部(53A、53B)を偏芯して配置するために好適な構造の一例にすぎない。要は、装着部(53A、53B)を適宜に偏芯させることができればよく、そのためにシャンク53がステップ状部分53Sを備えている必覆はない。例示すれば、直方体状であってステップ状部分が形成されていないシャンク53であっても装着部(53A、53B)を適宜に偏芯させて配置することは当然に可能である(
図5B参照)。
【産業上の利用可能性】
【0029】
本発明は、主として旋削用の切削工具、特に自動盤用のヘッド交換式工具などのシャンクに適用して好適である。
【符号の説明】
【0030】
1…ヘッド交換式切削工具(切削工具)
10…切削インサート
20…切れ刃
50…バイト
52…ヘッド
53…シャンク
53A…(ヘッドの)装着部
53B…(ヘッドの)装着部
53H…シャンクの被把持部
53S…シャンクのステップ状部分
53X…シャンクの軸
55…油穴
200…刃物台
300…ワーク
400…チャック
500…ガイドブッシュ
CO…切削油
P…加工可能長さ(ワークを案内するガイドブッシュから切削工具の切れ刃までの長さ)
【手続補正書】
【提出日】2021-12-07
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ヘッド交換式切削工具のシャンクであって、
角型である当該シャンクの軸に対して少なくとも1つのヘッドの装着部が偏芯して配置されている、シャンク。
【請求項2】
ヘッド交換式切削工具のシャンクであって、
当該シャンクの軸に対して垂直な方向に折れ曲がる形状のステップ状部分を有し、該ステップ状部分に少なくとも1つのヘッドの装着部が当該シャンクの軸に対して偏芯して配置されている、シャンク。
【請求項3】
前記シャンクの軸は当該シャンクの長手方向に延びる軸であり、前記ヘッドの装着部が当該軸と垂直な方向に偏芯して配置されている、請求項1または2に記載のシャンク。
【請求項4】
前記装着部が、前記シャンクの長手方向に延びる軸に対し、切削対象であるワークの送り方向に沿って偏芯して配置されている、請求項1から3のいずれか一項に記載のシャンク。
【請求項5】
前記シャンクの長手方向に延びる軸は、当該シャンクのうち刃物台に把持される部分である被把持部の横断面における中心を通る軸である、請求項3または4に記載のシャンク。
【請求項6】
前記装着部が複数配置されている、請求項1から5のいずれか一項に記載のシャンク。
【請求項7】
偏芯して配置される方向に沿って前記装着部が複数配置されている、請求項6に記載のシャンク。
【請求項8】
前記複数の装着部のうちのひとつが、当該シャンクの軸上に配置されている、請求項6または7に記載のシャンク。
【請求項9】
請求項1から8のいずれか一項に記載のシャンクを備えた切削工具。
【手続補正書】
【提出日】2022-03-28
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
切削インサートが装着されるヘッドを着脱することができるヘッド交換式切削工具のシャンクであって、
角型である当該シャンクの軸に対して少なくとも1つのヘッドの装着部が偏芯して配置されている、シャンク。
【請求項2】
切削インサートが装着されるヘッドを着脱することができるヘッド交換式切削工具のシャンクであって、
当該シャンクの軸に対して垂直な方向に折れ曲がる形状のステップ状部分を有し、該ステップ状部分に少なくとも1つのヘッドの装着部が当該シャンクの軸に対して偏芯して配置されている、シャンク。
【請求項3】
前記シャンクの軸は当該シャンクの長手方向に延びる軸であり、前記ヘッドの装着部が当該軸と垂直な方向に偏芯して配置されている、請求項1または2に記載のシャンク。
【請求項4】
前記装着部が、前記シャンクの長手方向に延びる軸に対し、切削対象であるワークの送り方向に沿って偏芯して配置されている、請求項1から3のいずれか一項に記載のシャンク。
【請求項5】
前記シャンクの長手方向に延びる軸は、当該シャンクのうち刃物台に把持される部分である被把持部の横断面における中心を通る軸である、請求項3または4に記載のシャンク。
【請求項6】
前記装着部が複数配置されている、請求項1から5のいずれか一項に記載のシャンク。
【請求項7】
偏芯して配置される方向に沿って前記装着部が複数配置されている、請求項6に記載のシャンク。
【請求項8】
前記複数の装着部のうちのひとつが、当該シャンクの軸上に配置されている、請求項6または7に記載のシャンク。
【請求項9】
請求項1から8のいずれか一項に記載のシャンクを備えた切削工具。
【手続補正書】
【提出日】2022-08-01
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
切削インサートが装着されるヘッドを着脱することができるヘッド交換式切削工具のシャンクであって、
角型である当該シャンクの軸に対して少なくとも1つのヘッドの装着部が偏芯して配置されていて、かつ、前記装着部が複数配置されている、シャンク。
【請求項2】
切削インサートが装着されるヘッドを着脱することができるヘッド交換式切削工具のシャンクであって、
当該シャンクの軸に対して垂直な方向に折れ曲がる形状のステップ状部分を有し、該ステップ状部分に少なくとも1つのヘッドの装着部が当該シャンクの軸に対して偏芯して配置されている、シャンク。
【請求項3】
前記シャンクの軸は当該シャンクの長手方向に延びる軸であり、前記ヘッドの装着部が当該軸と垂直な方向に偏芯して配置されている、請求項1または2に記載のシャンク。
【請求項4】
前記装着部が、前記シャンクの長手方向に延びる軸に対し、切削対象であるワークの送り方向に沿って偏芯して配置されている、請求項1から3のいずれか一項に記載のシャンク。
【請求項5】
前記シャンクの長手方向に延びる軸は、当該シャンクのうち刃物台に把持される部分である被把持部の横断面における中心を通る軸である、請求項3または4に記載のシャンク。
【請求項6】
前記装着部が複数配置されている、請求項2から5のいずれか一項に記載のシャンク。
【請求項7】
偏芯して配置される方向に沿って前記装着部が複数配置されている、請求項1または6に記載のシャンク。
【請求項8】
前記複数の装着部のうちのひとつが、当該シャンクの軸上に配置されている、請求項1,6または7に記載のシャンク。
【請求項9】
請求項1から8のいずれか一項に記載のシャンクを備えた切削工具。
【手続補正書】
【提出日】2022-11-02
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
切削インサートが装着されるヘッドを着脱することができるヘッド交換式切削工具のシャンクであって、
当該シャンクの軸に対して垂直な方向に折れ曲がる形状のステップ状部分を有し、該ステップ状部分に少なくとも1つのヘッドの装着部が当該シャンクの軸に対して偏芯して配置されている、シャンク。
【請求項2】
前記シャンクの軸は当該シャンクの長手方向に延びる軸であり、前記ヘッドの装着部が当該軸と垂直な方向に偏芯して配置されている、請求項1に記載のシャンク。
【請求項3】
前記装着部が、前記シャンクの長手方向に延びる軸に対し、切削対象であるワークの送り方向に沿って偏芯して配置されている、請求項1または2に記載のシャンク。
【請求項4】
前記シャンクの長手方向に延びる軸は、当該シャンクのうち刃物台に把持される部分である被把持部の横断面における中心を通る軸である、請求項2または3に記載のシャンク。
【請求項5】
前記装着部が複数配置されている、請求項1から4のいずれか一項に記載のシャンク。
【請求項6】
偏芯して配置される方向に沿って前記装着部が複数配置されている、請求項1または5に記載のシャンク。
【請求項7】
前記複数の装着部のうちのひとつが、当該シャンクの軸上に配置されている、請求項5または6に記載のシャンク。
【請求項8】
請求項1から7のいずれか一項に記載のシャンクを備えた切削工具。