(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】P2024148338
(43)【公開日】2024-10-18
(54)【発明の名称】切削インサートのクランプ構造、サポーター及び刃先交換式切削工具
(51)【国際特許分類】
B23B 27/16 20060101AFI20241010BHJP
B23B 27/00 20060101ALI20241010BHJP
B23B 29/04 20060101ALI20241010BHJP
【FI】
B23B27/16 B
B23B27/00 Z
B23B29/04 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】14
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023061396
(22)【出願日】2023-04-05
(71)【出願人】
【識別番号】000006264
【氏名又は名称】三菱マテリアル株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100149548
【弁理士】
【氏名又は名称】松沼 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100175802
【弁理士】
【氏名又は名称】寺本 光生
(74)【代理人】
【識別番号】100142424
【弁理士】
【氏名又は名称】細川 文広
(74)【代理人】
【識別番号】100140774
【弁理士】
【氏名又は名称】大浪 一徳
(72)【発明者】
【氏名】渡邊 翔太
(72)【発明者】
【氏名】村上 里澄
【テーマコード(参考)】
3C046
【Fターム(参考)】
3C046EE11
3C046MM01
3C046PP00
(57)【要約】
【課題】切削インサートをコンパクト化してコスト削減でき、かつサポーターが弾性変形不能な材料により構成されていても、サポーターにより切削インサートを安定して保持できる切削インサートのクランプ構造、サポーター及び刃先交換式切削工具を提供する。
【解決手段】サポーター3は、第1部材31と、第1部材31に組み合わされる第2部材32と、隙間部34と、貫通孔38と、を有し、第1部材31は、切削インサート2に左右方向の一方側から接触する第1爪部35と、貫通孔38の内周面の一部を構成する第1内周部31dと、を有し、第2部材32は、切削インサート2に左右方向の他方側から対向する第2爪部52と、貫通孔38の内周面の他の部分を構成する第2内周部32dと、を有し、クランプ部材が第2内周部32dを径方向外側へ押圧することで、第2部材32が隙間部34の寸法を変化させつつ回動し、第2爪部52が切削インサート2に接触する。
【選択図】
図7
【特許請求の範囲】
【請求項1】
クランプ部材により工具本体のインサート取付座に着脱可能に取り付けられる切削インサートのクランプ構造であって、
少なくとも前方端部に切刃が配置される切削インサートと、
前記切削インサートを後方、及び、左右方向の両側から保持可能なサポーターと、を備え、
前記サポーターは、
第1部材と、
前記第1部材に組み合わされる第2部材と、
前記第1部材と前記第2部材との間に設けられる隙間部と、
前記サポーターを上下方向に貫通し、前記クランプ部材が係止される貫通孔と、を有し、
前記第1部材は、
前記切削インサートに左右方向の一方側から接触する第1爪部と、
前記貫通孔の内周面の一部を構成する第1内周部と、を有し、
前記第2部材は、
前記切削インサートに左右方向の他方側から対向する第2爪部と、
前記貫通孔の内周面のうち前記一部以外の他の部分を構成する第2内周部と、を有し、
前記クランプ部材が前記第2内周部を径方向外側へ押圧することで、前記第2部材が前記隙間部の寸法を変化させつつ回動し、前記第2爪部が前記切削インサートに接触する、
切削インサートのクランプ構造。
【請求項2】
前記第2内周部は、前記クランプ部材に押圧される押圧部を有し、
前記押圧部は、前記第2内周部の周方向一方側の端部に配置され、
前記クランプ部材が前記押圧部を押圧することで、前記第2部材は周方向他方側に向けて回動する、
請求項1に記載の切削インサートのクランプ構造。
【請求項3】
前記第2部材は、前記インサート取付座の側壁に接触する平面状の側面を有し、
上下方向から見て、前記貫通孔の中心軸を通り前記側面と直交する法線に対して、前記中心軸と前記押圧部とを通る直線は傾斜して延びており、かつ、前記側面と前記法線との交差部に対して、前記側面またはその延長線と前記直線との交差部が、周方向一方側に位置している、
請求項2に記載の切削インサートのクランプ構造。
【請求項4】
前記隙間部は、上下方向から見て屈曲状または湾曲状をなしている、
請求項1から3のいずれか1項に記載の切削インサートのクランプ構造。
【請求項5】
前記第1部材は、前記切削インサートに後方から接触する第1後方支持部を有し、
前記第2部材は、前記切削インサートに後方から接触する第2後方支持部を有する、
請求項1から3のいずれか1項に記載の切削インサートのクランプ構造。
【請求項6】
前記第2部材は、上下方向において表裏反転対称形状である、
請求項1から3のいずれか1項に記載の切削インサートのクランプ構造。
【請求項7】
前記第1部材及び前記第2部材のうち一方が、他方よりも硬度が高い、
請求項1から3のいずれか1項に記載の切削インサートのクランプ構造。
【請求項8】
前記第1部材及び前記第2部材のうち少なくとも一方のビッカース硬さが、900以上である、
請求項1から3のいずれか1項に記載の切削インサートのクランプ構造。
【請求項9】
前記第1部材及び前記第2部材のうち少なくとも一方が、超硬合金製である、
請求項1から3のいずれか1項に記載の切削インサートのクランプ構造。
【請求項10】
前記第1部材は、
部材本体と、
前記部材本体の表面のうち、少なくとも前記第1爪部に配置される硬質被膜と、を有する、
請求項1から3のいずれか1項に記載の切削インサートのクランプ構造。
【請求項11】
前記第2部材は、
部材本体と、
前記部材本体の表面のうち、少なくとも前記第2爪部に配置される硬質被膜と、を有する、
請求項1から3のいずれか1項に記載の切削インサートのクランプ構造。
【請求項12】
前記切削インサートは、上下方向において表裏反転対称形状であり、かつ、上下方向に延びるインサート中心軸を中心とする回転対称形状である、
請求項1から3のいずれか1項に記載の切削インサートのクランプ構造。
【請求項13】
クランプ部材により工具本体のインサート取付座に着脱可能に取り付けられる切削インサートのクランプ構造に備えられ、切削インサートを保持するサポーターであって、
第1部材と、
前記第1部材に組み合わされる第2部材と、
前記第1部材と前記第2部材との間に設けられる隙間部と、
前記サポーターを上下方向に貫通し、前記クランプ部材が係止される貫通孔と、を有し、
前記第1部材は、
前記切削インサートに左右方向の一方側から接触する第1爪部と、
前記貫通孔の内周面の一部を構成する第1内周部と、を有し、
前記第2部材は、
前記切削インサートに左右方向の他方側から対向する第2爪部と、
前記貫通孔の内周面のうち前記一部以外の他の部分を構成する第2内周部と、を有し、
前記クランプ部材が前記第2内周部を径方向外側へ押圧することで、前記第2部材が前記隙間部の寸法を変化させつつ回動し、前記第2爪部が前記切削インサートに接触する、
サポーター。
【請求項14】
請求項1から3のいずれか1項に記載の切削インサートのクランプ構造と、
前記インサート取付座を有する前記工具本体と、
前記インサート取付座に前記切削インサートのクランプ構造を固定する前記クランプ部材と、を備える、
刃先交換式切削工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、切削インサートのクランプ構造、サポーター及び刃先交換式切削工具に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、例えば特許文献1に記載の刃先交換式切削工具が知られている。この刃先交換式切削工具は、インサート取付座を有する工具本体と、硬質材料からなる切削インサートと、切削インサートを保持するキャリア本体(サポーター)と、切削インサート及びキャリア本体をインサート取付座に固定するクランプ部材と、を備える。特許文献1では、キャリア本体を用いることで高価な切削インサートの外形寸法を小型化でき、コスト削減の効果が得られる。
【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】
特許文献1には、クランプ部材の締結によりサポーターが弾性変形することで、切削インサートを挟み込みクランプする構成が開示されている。この場合、サポーターを構成する材料は、弾性変形可能なものに限られる。しかしながら、例えば切屑の擦過によるサポーターの摩耗を抑制したい場合など、サポーターの構成材料として硬質で耐摩耗性が高く、弾性変形不能なものが望まれる場合もある。
【0005】
本発明は、切削インサートをコンパクト化してコスト削減を図ることができ、かつ、サポーターが弾性変形不能な材料により構成されていても、サポーターにより切削インサートを安定して保持できる切削インサートのクランプ構造、サポーター及び刃先交換式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】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を提供する。
【0007】
〔本発明の態様1〕
クランプ部材により工具本体のインサート取付座に着脱可能に取り付けられる切削インサートのクランプ構造であって、少なくとも前方端部に切刃が配置される切削インサートと、前記切削インサートを後方、及び、左右方向の両側から保持可能なサポーターと、を備え、前記サポーターは、第1部材と、前記第1部材に組み合わされる第2部材と、前記第1部材と前記第2部材との間に設けられる隙間部と、前記サポーターを上下方向に貫通し、前記クランプ部材が係止される貫通孔と、を有し、前記第1部材は、前記切削インサートに左右方向の一方側から接触する第1爪部と、前記貫通孔の内周面の一部を構成する第1内周部と、を有し、前記第2部材は、前記切削インサートに左右方向の他方側から対向する第2爪部と、前記貫通孔の内周面のうち前記一部以外の他の部分を構成する第2内周部と、を有し、前記クランプ部材が前記第2内周部を径方向外側へ押圧することで、前記第2部材が前記隙間部の寸法を変化させつつ回動し、前記第2爪部が前記切削インサートに接触する、切削インサートのクランプ構造。
【0008】
本発明の切削インサートのクランプ構造、サポーター及び刃先交換式切削工具では、サポーターが切削インサートを後方、及び、左右方向の両側から保持する。これにより、例えば超硬合金やサーメットなどの高価な硬質材料からなる切削インサートの外形寸法を小さく抑えることができ、工具コストを削減できる。より詳しくは、切刃の損耗等に応じて交換が必要となる切削インサートのコストを削減することができる。
【0009】
サポーターは、互いに組み合わされる第1部材及び第2部材を備えている。また、第1部材と第2部材との間には隙間部が設けられている。隙間部が設けられていることで、クランプ部材の締結時に、第2部材は第1部材に対して回動可能である。この回動により第2爪部が切削インサートに接触し、切削インサートは、第1爪部と第2爪部とによって左右方向から挟持される。
【0010】
このように、本発明ではサポーターを弾性変形させることなく、第1部材と第2部材との相対的な移動により、第1爪部及び第2爪部によって切削インサートを挟み込みクランプすることができる。このため、例えば切屑の擦過によるサポーターの摩耗を抑制したい場合等において、サポーターの構成材料として硬質で耐摩耗性が高く、弾性変形不能なものを採用することが可能となる。
【0011】
以上より本発明によれば、切削インサートをコンパクト化してコスト削減を図ることができ、かつ、サポーターが弾性変形不能な材料により構成されていても、サポーターにより切削インサートを安定して保持できる。
【0012】
〔本発明の態様2〕
前記第2内周部は、前記クランプ部材に押圧される押圧部を有し、前記押圧部は、前記第2内周部の周方向一方側の端部に配置され、前記クランプ部材が前記押圧部を押圧することで、前記第2部材は周方向他方側に向けて回動する、態様1に記載の切削インサートのクランプ構造。
【0013】
この場合、クランプ部材の締結時に、クランプ部材は、第2内周部のうち周方向一方側の端部に位置する押圧部を押圧する。これにより、第2部材が周方向一方側とは反対側の周方向他方側に安定して回動し、第2部材の第2爪部が切削インサートに接触する。第2部材の回動方向が安定させられ、切削インサートをより確実にクランプすることができる。
【0014】
〔本発明の態様3〕
前記第2部材は、前記インサート取付座の側壁に接触する平面状の側面を有し、上下方向から見て、前記貫通孔の中心軸を通り前記側面と直交する法線に対して、前記中心軸と前記押圧部とを通る直線は傾斜して延びており、かつ、前記側面と前記法線との交差部に対して、前記側面またはその延長線と前記直線との交差部が、周方向一方側に位置している、態様2に記載の切削インサートのクランプ構造。
【0015】
この場合、クランプ部材の締結時に、第2部材が周方向他方側へ向けてより安定して回動させられる。このため、切削インサートをより安定してクランプすることができる。
【0016】
〔本発明の態様4〕
前記隙間部は、上下方向から見て屈曲状または湾曲状をなしている、態様1から3のいずれか1つに記載の切削インサートのクランプ構造。
【0017】
この場合、隙間部の形状の自由度が増し、隙間部によって第2部材の回動範囲等を調整しやすくすることができる。また、インサート取付座の側壁と第2部材の側面との接触面積を大きく確保することが容易となり、第2部材の回動量や押圧力を増大させることができる。このため、切削インサートをより確実にクランプすることができる。
【0018】
〔本発明の態様5〕
前記第1部材は、前記切削インサートに後方から接触する第1後方支持部を有し、前記第2部材は、前記切削インサートに後方から接触する第2後方支持部を有する、態様1から4のいずれか1つに記載の切削インサートのクランプ構造。
【0019】
この場合、第1部材の第1後方支持部及び第2部材の第2後方支持部によって、サポーターが、切削インサートを後方から安定して支持できる。
【0020】
〔本発明の態様6〕
前記第2部材は、上下方向において表裏反転対称形状である、態様1から5のいずれか1つに記載の切削インサートのクランプ構造。
【0021】
この場合、第2部材が表裏反転対称形状であるため、1つの第2部材に2つの第2爪部を設けることができる。例えば切屑が擦過することで第2爪部が摩耗した場合等には、第2部材を表裏反転させて第1部材に組付けることにより、新しい第2爪部を用いて切削インサートを安定して保持することができる。このため、第2部材の部品寿命を延ばすことができる。
【0022】
〔本発明の態様7〕
前記第1部材及び前記第2部材のうち一方が、他方よりも硬度が高い、態様1から6のいずれか1つに記載の切削インサートのクランプ構造。
【0023】
この場合、第1部材及び第2部材のうち硬度の高い部材を、切屑が擦過しやすい箇所に配置することで、切屑の擦過による部材の摩耗を抑制することができる。これにより、サポーターの部品寿命が延び、このサポーターによって切削インサートを長期にわたり安定してクランプすることができる。
【0024】
〔本発明の態様8〕
前記第1部材及び前記第2部材のうち少なくとも一方のビッカース硬さが、900以上である、態様1から7のいずれか1つに記載の切削インサートのクランプ構造。
【0025】
第1部材及び第2部材のうち少なくとも一方のビッカース硬さ(HV)が900以上であれば、例えば鋼製等の被削材を切削する場合においても、ビッカース硬さの高い部材を切屑の擦過しやすい箇所に配置することで、部材の摩耗をより確実に防止することができる。
【0026】
〔本発明の態様9〕
前記第1部材及び前記第2部材のうち少なくとも一方が、超硬合金製である、態様1から8のいずれか1つに記載の切削インサートのクランプ構造。
【0027】
この場合、超硬合金製の部材を切屑の擦過しやすい箇所に配置することで、被削材の構成材料の種類に関わらず、部材の摩耗を安定して抑制することができる。
【0028】
〔本発明の態様10〕
前記第1部材は、部材本体と、前記部材本体の表面のうち、少なくとも前記第1爪部に配置される硬質被膜と、を有する、態様1から9のいずれか1つに記載の切削インサートのクランプ構造。
【0029】
〔本発明の態様11〕
前記第2部材は、部材本体と、前記部材本体の表面のうち、少なくとも前記第2爪部に配置される硬質被膜と、を有する、態様1から10のいずれか1つに記載の切削インサートのクランプ構造。
【0030】
切削時において、切削インサートの切刃によって生成される切屑は、切削インサートの上面(すくい面)でカールされつつ、サポーターに擦過する。より詳しくは、切屑は、サポーターのうち、特に切削インサートを左右方向から押さえる爪部に擦過する。
上記構成によれば、硬質被膜によって第1爪部または第2爪部の耐摩耗性を高めることができる。切屑の擦過による第1爪部または第2爪部の摩耗を、より確実に抑制できる。
【0031】
〔本発明の態様12〕
前記切削インサートは、上下方向において表裏反転対称形状であり、かつ、上下方向に延びるインサート中心軸を中心とする回転対称形状である、態様1から11のいずれか1つに記載の切削インサートのクランプ構造。
【0032】
この場合、1つの切削インサートに少なくとも4つ以上の複数の切刃を設けることができ、切削インサートの工具寿命を延ばすことができる。
【0033】
〔本発明の態様13〕
クランプ部材により工具本体のインサート取付座に着脱可能に取り付けられる切削インサートのクランプ構造に備えられ、切削インサートを保持するサポーターであって、第1部材と、前記第1部材に組み合わされる第2部材と、前記第1部材と前記第2部材との間に設けられる隙間部と、前記サポーターを上下方向に貫通し、前記クランプ部材が係止される貫通孔と、を有し、前記第1部材は、前記切削インサートに左右方向の一方側から接触する第1爪部と、前記貫通孔の内周面の一部を構成する第1内周部と、を有し、前記第2部材は、前記切削インサートに左右方向の他方側から対向する第2爪部と、前記貫通孔の内周面のうち前記一部以外の他の部分を構成する第2内周部と、を有し、前記クランプ部材が前記第2内周部を径方向外側へ押圧することで、前記第2部材が前記隙間部の寸法を変化させつつ回動し、前記第2爪部が前記切削インサートに接触する、サポーター。
【0034】
〔本発明の態様14〕
態様1から12のいずれか1つに記載の切削インサートのクランプ構造と、前記インサート取付座を有する前記工具本体と、前記インサート取付座に前記切削インサートのクランプ構造を固定する前記クランプ部材と、を備える、刃先交換式切削工具。
【発明の効果】
【0035】
本発明の前記態様の切削インサートのクランプ構造、サポーター及び刃先交換式切削工具によれば、切削インサートをコンパクト化してコスト削減を図ることができ、かつ、サポーターが弾性変形不能な材料により構成されていても、サポーターにより切削インサートを安定して保持できる。
【図面の簡単な説明】
【0036】
【
図1】
図1は、本実施形態の切削インサートのクランプ構造、サポーター及び刃先交換式切削工具の一部を示す斜視図である。
【
図2】
図2は、本実施形態の切削インサートのクランプ構造、サポーター及び刃先交換式切削工具の一部を示す上面図である。
【
図3】
図3は、本実施形態の切削インサートのクランプ構造、サポーター及び刃先交換式切削工具を示す正面図である。
【
図4】
図4は、本実施形態の切削インサートのクランプ構造、サポーター及び刃先交換式切削工具の一部を示す側面図である。
【
図5】
図5は、本実施形態の切削インサートのクランプ構造を示す斜視図である。
【
図6】
図6は、本実施形態の切削インサートのクランプ構造を示す斜視図である。
【
図7】
図7は、本実施形態の切削インサートのクランプ構造を示す上面図である。
【
図8】
図8は、本実施形態の切削インサートのクランプ構造を示す正面図である。
【
図9】
図9は、本実施形態の切削インサートのクランプ構造を示す側面図である。
【
図10】
図10は、本実施形態の切削インサートのクランプ構造を示す下面図である。
【
図11】
図11は、本実施形態のサポーターの第1部材を示す斜視図である。
【
図12】
図12は、本実施形態のサポーターの第1部材を示す斜視図である。
【
図13】
図13は、本実施形態のサポーターの第2部材を示す斜視図である。
【
図14】
図14は、本実施形態のサポーターの第2部材を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0037】
本発明の一実施形態の切削インサートのクランプ構造10、サポーター3及び刃先交換式切削工具1について、図面を参照して説明する。
本実施形態の刃先交換式切削工具1は、旋削加工(ターニング)に用いられる刃先交換式バイトであり、図示しない旋盤などの工作機械の刃物台等に着脱可能に装着される。本実施形態においては、刃先交換式切削工具1を単に切削工具や工具などと呼ぶ場合がある。
【0038】
図1~
図4に示すように、刃先交換式切削工具1は、切削インサートのクランプ構造10と、インサート取付座5を有する工具本体4と、インサート取付座5に切削インサートのクランプ構造10を固定するクランプ部材6と、を備える。
切削インサートのクランプ構造10は、クランプ部材6により工具本体4のインサート取付座5に着脱可能に取り付けられる。切削インサートのクランプ構造10は、柱状または板状をなす切削インサート2と、切削インサート2を保持する板状のサポーター3と、を備える。すなわち、サポーター3は、切削インサートのクランプ構造10に備えられる。
【0039】
図5~
図10に示すように、本実施形態では切削インサートのクランプ構造10が、全体として、その中心軸C1を中心とする四角形板状をなしており、具体的には菱形板状である。すなわち、切削インサートのクランプ構造10は、全体として多角形板状をなす。
また切削インサート2は、そのインサート中心軸C2を中心とするトリゴン形の略六角形柱状または略六角形板状である。
図7に示す上面視(平面視)で、切削インサート2は、その外周部に、インサート中心軸C2回りに交互に並ぶ3つの鋭角の角部と3つの鈍角の角部とを有する。すなわち、切削インサート2は、多角形柱状または多角形板状をなす。
本実施形態では、上面視において、切削インサートのクランプ構造10の全体的な外形形状(菱形状)と、切削インサート2の外形形状(トリゴン形状)とが、互いに異なっている。
【0040】
サポーター3は、切削インサートのクランプ構造10の全体的な外形形状と略同じ外形形状を有する。すなわち、サポーター3は、全体として略多角形板状をなす。本実施形態ではサポーター3が、中心軸C1を中心とする略四角形板状をなしており、具体的には略菱形板状である。サポーター3は、中心軸C1が延びる方向つまり中心軸C1の軸方向において、互いに反対方向を向く一対の板面(端面)3a,3bを有する。一対の板面3a,3bのうち一方の板面3aは、表面3aであり、他方の板面3bは、裏面3bである。
またサポーター3は、サポーター3の複数(本実施形態では4つ)の角部のうち1つの角部に配置される凹状のポケット33を有する。ポケット33には、切削インサート2が配置される。
【0041】
〔方向の定義〕
本実施形態では、サポーター3の一対の板面3a,3bが向く方向を、上下方向と呼ぶ。各図に示すXYZ直交座標系において、上下方向は、Z軸方向に相当する。上下方向のうち、裏面3bから表面3aへ向かう方向(+Z側)を上側と呼び、表面3aから裏面3bへ向かう方向(-Z側)を下側と呼ぶ。なお上下方向は、切削インサートのクランプ構造10の中心軸C1の軸方向に相当する。このため上下方向は、軸方向と言い換えてもよい。また上下方向は、板状をなすサポーター3の板厚方向でもあることから、板厚方向と言い換えてもよい。
【0042】
上下方向と直交する方向のうち、サポーター3のポケット33及び切削インサート2が配置される一の角部と、中心軸C1とを通る所定方向を、前後方向と呼ぶ。本実施形態において前後方向は、一の角部と、一の角部の対角に位置する他の角部とを通る方向でもある。各図において前後方向は、X軸方向に相当する。前後方向のうち、中心軸C1から一の角部(ポケット33及び切削インサート2)へ向かう方向(-X側)を前方と呼び、一の角部から中心軸C1へ向かう方向(+X側)を後方と呼ぶ。
【0043】
上下方向及び前後方向と直交する方向を、左右方向と呼ぶ。各図において左右方向は、Y軸方向に相当する。左右方向のうち一方側(-Y側)を右側と呼び、他方側(+Y側)を左側と呼ぶ。-Y側は、切削インサートのクランプ構造10を前方から見たときの右側に相当し、+Y側は、切削インサートのクランプ構造10を前方から見たときの左側に相当する。
【0044】
なお本実施形態において、上側、下側、前方、後方、左側及び右側とは、各構成の相対的な位置関係をわかりやすく説明するための便宜的な名称である。このため、切削工具の使用時などにおける実際の配置関係等は、これらの名称で示される配置関係以外の配置関係等であってもよい。
【0045】
また、切削インサートのクランプ構造10の中心軸C1と直交する方向を径方向と呼ぶ。径方向のうち、中心軸C1に近づく方向を径方向内側と呼び、中心軸C1から離れる方向を径方向外側と呼ぶ。
また、切削インサートのクランプ構造10の中心軸C1回りに周回する方向を周方向と呼ぶ。本実施形態では、
図7に示すように切削インサートのクランプ構造10を上側から見て(表面3aを正面に見て)、中心軸C1を中心とする時計回りの回転方向が周方向一方側(θ1側)に相当し、中心軸C1を中心とする反時計回りの回転方向が周方向他方側(θ2側)に相当する。
【0046】
なお中心軸C1は、切削インサートのクランプ構造10の中心軸であり、かつサポーター3の中心軸でもあることから、サポーター中心軸C1と言い換えてもよい。また、軸方向は、サポーター軸方向と言い換えてもよい。また、径方向は、サポーター径方向と言い換えてもよい。また、周方向は、サポーター周方向と言い換えてもよい。
【0047】
また、切削インサート2のインサート中心軸C2が延びる方向を、インサート軸方向と呼ぶ。切削インサート2のインサート中心軸C2は、切削インサートのクランプ構造10の中心軸C1よりも前方に位置し、中心軸C1と平行に延びる。すなわち、インサート軸方向は、軸方向(サポーター軸方向)及び上下方向に相当する。
【0048】
インサート中心軸C2と直交する方向をインサート径方向と呼ぶ。インサート径方向のうち、インサート中心軸C2に近づく方向をインサート径方向の内側と呼び、インサート中心軸C2から離れる方向をインサート径方向の外側と呼ぶ。
インサート中心軸C2回りに周回する方向をインサート周方向と呼ぶ。
【0049】
〔工具本体〕
工具本体4は、例えば鋼製等の金属製である。
図1~
図4に示すように、工具本体4は、略四角柱状であり、図示しない工具中心軸に沿って延びる。インサート取付座5は、工具本体4の両端部(第1端部4a及び図示しない第2端部)のうち、第1端部(先端部)4aに配置される。なお本実施形態において、工具中心軸が延びる方向を工具軸方向と呼んでもよい。また、工具軸方向のうち、第2端部から第1端部4aへ向かう方向を先端側と呼び、第1端部4aから第2端部へ向かう方向を後端側と呼んでもよい。
【0050】
工具本体4は、互いに反対方向を向く頂面41及び底面42、互いに反対方向を向く一対の横面43,44、ならびに、第1端部4aの端面に位置する先端面45を有する。一対の横面43,44は、一方の横面43と、他方の横面44と、を含む。
【0051】
工具本体4の外面のうち、頂面41は、上側を向く。頂面41のうち工具本体4の第1端部4aつまり先端部に位置する部分は、第1端部4a以外の部分よりも、上側に突出する。
工具本体4の外面のうち、底面42は、下側を向く。
【0052】
工具本体4の外面のうち、一方の横面43は、右側を向く。
工具本体4の外面のうち、他方の横面44は、左側を向く。他方の横面44のうち工具本体4の第1端部4aに位置する部分は、第1端部4a以外の部分よりも、左側に突出する。
【0053】
工具本体4は、切削インサート2及びサポーター3が着脱可能に装着されるインサート取付座5と、雌ネジ孔46と、レバー収容部(図示省略)と、を有する。
【0054】
インサート取付座5は、板状のシート部材51を有する。シート部材51は、インサート取付座5の一部(底面)を構成する。シート部材51は、シート部材51を上下方向に貫通するシート孔(図示省略)を有する。本実施形態ではシート部材51が、四角形板状であり、具体的には菱形板状である。シート部材51は、例えば超硬合金製等である。
【0055】
インサート取付座5は、工具本体4の第1端部4aつまり先端部において、頂面41、他方の横面44及び先端面45に開口する。インサート取付座5は、工具本体4の頂面41、他方の横面44及び先端面45から窪む凹状である。インサート取付座5は、切削インサートのクランプ構造10、すなわち切削インサート2及びサポーター3を受け入れ可能な凹所である。本実施形態ではインサート取付座5が、略四角形凹状であり、具体的には略菱形凹状である。
【0056】
インサート取付座5は、切削インサート2の裏面22及びサポーター3の裏面3bと接触する底壁5aと、サポーター3の外周面と接触する側壁5bと、を有する。
底壁5aは、シート部材51の一対の板面のうち、上側を向く一方の板面(上面)により構成される。側壁5bは、複数設けられる。本実施形態ではインサート取付座5が、一対の側壁5bを有する。本実施形態では、上下方向から見て、一対の側壁5b間に形成される角度が、例えば、80°である。
【0057】
雌ネジ孔46は、工具本体4の第1端部4aに配置される。雌ネジ孔46は、インサート取付座5よりも後端側に位置し、インサート取付座5と隣り合って配置される。雌ネジ孔46は、略上下方向に延びており、具体的には、サポーター3の中心軸C1と略平行に延びる。雌ネジ孔46の両端部は、工具本体4の頂面41と底面42とに開口する。雌ネジ孔46は、内周面に雌ネジ部を有する。
【0058】
特に図示しないが、レバー収容部は、工具本体4の第1端部4aの内部に配置される凹部または孔である。レバー収容部は、クランプ部材6の後述するクランプレバー61の一部を収容する。レバー収容部は、サポーター径方向に延びる。具体的に、レバー収容部は、略工具軸方向に延びる。
【0059】
レバー収容部の先端側の端部は、上下方向から見て、シート部材51のシート孔及びサポーター3の後述する貫通孔38と重なる。レバー収容部の先端部は、シート部材51のシート孔を通して、サポーター3の貫通孔38と連通する。
レバー収容部の後端側の端部は、雌ネジ孔46と接続される。レバー収容部の後端部は、雌ネジ孔46と連通する。
【0060】
〔切削インサート〕
切削インサート2は、例えば、超硬合金製、PCD(多結晶ダイヤモンド)製、cBN(立方晶窒化ホウ素)製、サーメット製、セラミック製等である。切削インサート2は、工具本体4よりも硬度が高い硬質焼結体である。切削インサート2は、サポーター3のポケット33に着脱可能に取り付けられる。切削インサート2は、サポーター3にクランプされることにより、ポケット33に固定される。
【0061】
図5~
図10に示すように、切削インサート2は、上下方向を向く表面21及び裏面22と、表面21と裏面22とに接続される外周面23と、少なくとも表面21と外周面23とが接続される稜線部に配置される切刃24と、を有する。
【0062】
表面21は、多角形状であり、本実施形態では、トリゴン形の略六角形状である。表面21は、上側を向く。表面21は、上面21と言い換えてもよい。表面21は、すくい面26を有する。すくい面26は、表面21のうち少なくとも鋭角の角部に配置される。すくい面26は、表面21のうち切刃24と隣接する部分に配置される。すくい面26は、切刃24と接続される。
【0063】
裏面22は、多角形状であり、本実施形態では、トリゴン形の略六角形状である。裏面22は、下側を向く。裏面22は、下面22と言い換えてもよい。裏面22は、着座面27を有する。着座面27は、裏面22のうち少なくとも外周部よりもインサート径方向の内側に位置する部分に配置される。本実施形態では着座面27が、裏面22の全域にわたって配置される。着座面27は、インサート中心軸C2と垂直な方向に拡がる平面状である。着座面27は、インサート取付座5の底壁5aと接触する。
【0064】
外周面23は、インサート径方向の外側を向き、インサート周方向に延びる。外周面23は、逃げ面28を有する。逃げ面28は、外周面23のうち少なくともインサート軸方向の端部に配置される。逃げ面28は、外周面23のうち切刃24と隣接する部分に配置される。逃げ面28は、切刃24と接続される。
【0065】
外周面23は、インサート周方向に並ぶ複数の拘束面23aを有する。拘束面23aは、平面状であり、本実施形態では外周面23に6つ設けられる。各拘束面23aは、切削インサート2をインサート軸方向から見て、切削インサート2の外周部の6つの辺部に配置される。本実施形態では各拘束面23aが、四角形状である。
【0066】
切刃24は、切削インサート2のうち少なくとも前方端部に配置される。具体的に、切刃24は、切削インサート2の前方端部の上端部に配置される。切刃24は、すくい面26と逃げ面28とが接続される稜線部に配置される。切刃24は、前方に向けて突出する凸V字状である。切刃24は、コーナ刃部24aと、直線刃部24bと、を有する。
【0067】
コーナ刃部24aは、前方に向けて膨らむ凸曲線状である。直線刃部24bは、コーナ刃部24aの端部と接続され、直線状に延びる。直線刃部24bの刃長寸法は、コーナ刃部24aの刃長寸法よりも長い。本実施形態では、コーナ刃部24aが延びる刃長方向の両端部に、一対の直線刃部24bが接続される。すなわち直線刃部24bは、切刃24に一対設けられる。本実施形態では、インサート軸方向(上下方向)から見て、一対の直線刃部24b間に形成される角度が、例えば、80°である。
【0068】
本実施形態では切削インサート2が、インサート軸方向つまり上下方向において、表裏反転対称形状である。また切削インサート2は、上下方向に延びるインサート中心軸C2を中心とする回転対称形状である。このため切刃24は、切削インサート2に複数(少なくとも4つ以上)設けられる。具体的に、本実施形態の切削インサート2は、インサート中心軸C2を中心とする120°回転対称形状であり、切刃24は、表面21における鋭角の角部に3つと、裏面22における鋭角の角部に3つの計6つ設けられる。
【0069】
切削インサート2がサポーター3に保持された状態で、切削インサート2の前方端部に位置する切刃24は、サポーター3よりも前方に突出して配置される。また切削インサート2の後方端部は、中心軸C1よりも前方に位置する。
【0070】
〔サポーター〕
サポーター3は、ポケット33を有する。ポケット33は、サポーター3の前方端部から後方に窪む凹状をなしている。ポケット33には、切削インサート2が着脱可能に保持される。ポケット33は、切削インサート2の外周面23を、後方、左側及び右側から保持する。すなわち、サポーター3は、切削インサート2を後方、及び、左右方向の両側から保持可能である。ポケット33は、後述する第1爪部35、第1後方支持部36、第2爪部52及び第2後方支持部53等により構成される。
【0071】
またサポーター3は、一対の板面(端面)3a,3bを有する。一対の板面3a,3bのうち、一方の板面(表面)3aは、上側を向く。一方の板面3aは、上面3aと言い換えてもよい。一方の板面3aは、中心軸C1と垂直な方向に拡がる平面状である。
図7に示すように、本実施形態では一方の板面3aが、中心軸C1と垂直な方向に拡がる2つの平面(後述する第1部材31の上面と、第2部材32の上面)を組み合わせて構成されている。
【0072】
一対の板面3a,3bのうち、他方の板面(裏面)3bは、下側を向く。他方の板面3bは、下面3bと言い換えてもよい。他方の板面3bは、中心軸C1と垂直な方向に拡がる平面状である。
図10に示すように、本実施形態では他方の板面3bが、中心軸C1と垂直な方向に拡がる2つの平面(後述する第1部材31の下面と、第2部材32の下面)を組み合わせて構成されている。
【0073】
図8及び
図9に示すように、本実施形態では、切削インサート2の表面21が、上下方向において一方の板面3aと同じ位置、つまりサポーター3の表面3aと面一に配置される。ただしこれに限らず、特に図示しないが、切削インサート2の表面21が、一方の板面3aよりも上側に突出して配置されていてもよい。
【0074】
また、切削インサート2の裏面22(着座面27)は、上下方向において他方の板面3bと同じ位置、つまりサポーター3の裏面3bと面一に配置される。切削インサート2の裏面22(着座面27)及びサポーター3の裏面3bは、インサート取付座5の底壁5aすなわちシート部材51の上面と接触する。
【0075】
このため本実施形態において、切削インサート2の上下方向の寸法は、サポーター3の上下方向の寸法(板厚寸法)と同一である。なお、切削インサート2の上下方向の寸法は、サポーター3の上下方向の寸法より大きくてもよい。この場合、切削インサート2の切刃24は、サポーター3の表面3aよりも上側かつ前方に突出して配置される。
【0076】
また上記構成に限らず、特に図示しないが、切削インサート2の上下方向の寸法は、サポーター3の上下方向の寸法(板厚寸法)より小さくてもよい。この場合、切削インサート2の切刃24は、サポーター3の表面3aよりも下側かつ前方に突出して配置される。
【0077】
図5~
図14に示すように、サポーター3は、サポーター3を上下方向に貫通し、クランプ部材6が係止される貫通孔38と、第1部材31と、第1部材31に組み合わされる第2部材32と、第1部材31と第2部材32との間に設けられる隙間部34と、開口部39と、を有する。
第2部材32は、第1部材31に係合される。第1部材31と第2部材32とは、互いに取り外し可能に組付けられている。
【0078】
貫通孔38は、切削インサートのクランプ構造10の中心軸C1上に配置される。貫通孔38は、中心軸C1が延びる上下方向に沿ってサポーター3を貫通している。貫通孔38は、上下方向に延びて一対の板面(端面)3a,3bに開口する円孔状である。貫通孔38の中心軸は、切削インサートのクランプ構造10の中心軸C1と同軸に配置される。貫通孔38は、一般的なISO規格に準ずる四角形板状の切削インサート(菱形インサート)の貫通孔と、同一の内径寸法を有する。
【0079】
貫通孔38には、貫通孔38の下側から、クランプ部材6の後述するクランプレバー61の上端部が挿入されて、係止される(
図1及び
図2参照)。貫通孔38にクランプ部材6の一部が挿入され係止されることで、サポーター3は、クランプ部材6に係止される。
本実施形態では後述するように、貫通孔38の内周面が、第1部材31の径方向内側を向く内周部(第1内周部31d)と、第2部材32の径方向内側を向く内周部(第2内周部32d)とを組み合わせて構成されている。
【0080】
第1部材31及び第2部材32のうち少なくとも一方は、図示しない被削材の構成材料よりも硬度の高い材料により構成されている。また、第1部材31及び第2部材32のうち一方は、他方よりも硬度が高い。本実施形態では少なくとも第2部材32が、被削材の構成材料よりも硬度の高い材料により構成されている。また第2部材32は、第1部材31よりも硬度が高い。
【0081】
第2部材32は、例えば、ビッカース硬さ(HV)が900以上であり、好ましくは、1300以上であり、より望ましくは、1700以上である。本実施形態では、第2部材32が、例えば、WC基の超硬合金製である。第1部材31は、例えば、鋼製等の金属製である。
【0082】
第1部材31は、サポーター3のうち、貫通孔38の右側に位置する部分及び貫通孔38の後方に位置する部分を構成している。第1部材31は、全体としての形状が略多角形板状をなしている。第1部材31の一対の板面は、上下方向を向く。
【0083】
第1部材31の一対の板面のうち、上側を向く一方の板面(つまり上面)は、サポーター3の一方の板面(表面)3aのうち、右側部分及び後方部分を構成している。また、第1部材31の一対の板面のうち、下側を向く他方の板面(つまり下面)は、サポーター3の他方の板面(裏面)3bのうち、右側部分及び後方部分を構成している。
【0084】
また、第1部材31は、径方向外側を向く外周面31aと、径方向内側を向く第1内周部31dと、を有する。
外周面31aは、周方向(サポーター周方向)に並ぶ3つの側面31b,31cを有する。3つの側面31b,31cは、
図7に示すように上側(+Z側)から見て、第1部材31の外周の3つの辺部に配置される。具体的に、外周面31aは、前方を向く1つの前側面31bと、後方を向く一対の後側面31cと、を有する。
【0085】
図7に示す上面視で、第1部材31の1つの前側面31b及び一対の後側面31cは、一般的なISO規格に準ずる四角形板状の切削インサート(菱形インサート)の外形形状つまり輪郭と一致するように、この輪郭上に配置される(輪郭上を延びる)。
【0086】
ここで、本実施形態では、
図7及び
図10に示すように上下方向から見て、中心軸C1及びインサート中心軸C2を通り前後方向に延びる仮想直線を、基準線Rと呼ぶ。
前側面31bは、外周面31aのうち前方を向く部分に配置される。
図7に示すように、前側面31bは、前方へ向かうに従い、左右方向の内側(基準線R側)に向けて延びる。
【0087】
具体的に、前側面31bは、ポケット33の右側(-Y側)に位置する右前側面31baを有する。右前側面31baは、平面状である。右前側面31baは、前方へ向かうに従い左側(+Y側)に向けて延びる。
【0088】
後側面31cは、外周面31aのうち後方を向く部分に配置される。一対の後側面31cは、後方へ向かうに従い、左右方向において互いに接近するように延びる。一対の後側面31cは、周方向に並んで配置される。本実施形態では、
図7に示すように上側から見て、一対の後側面31c間に形成される角度が、例えば、80°である。
【0089】
図9及び
図11に示すように、一対の後側面31cのうち、右側に位置する一方の後側面(右後側面)31caは、平面状である。一方の後側面31caは、後方へ向かうに従い左側に向けて延びる。
【0090】
図6及び
図12に示すように、一対の後側面31cのうち、左側に位置する他方の後側面(左後側面)31cbは、平面状である。他方の後側面31cbは、後方へ向かうに従い右側に向けて延びる。
【0091】
図7に示す上面視で、右後側面31ca及び左後側面31cbは、それぞれ、直線状に延びている。この上面視で、左後側面31cbの全長は、右後側面31caの全長よりも短くされている。
【0092】
第1内周部31dは、貫通孔38の内周面の一部を構成する。第1内周部31dは、中心軸C1を中心とする凹曲面状であり、周方向に延びる。本実施形態では第1内周部31dが、貫通孔38の内周面のうち、右側部分及び後方端部を構成する。
【0093】
第1部材31は、第1爪部35と、第1後方支持部36と、第1係合部37と、を有する。第1爪部35及び第1後方支持部36は、それぞれ、ポケット33の一部を構成する。
【0094】
図5~
図7等に示すように、第1爪部35は、第1部材31の前方端部に配置されている。第1爪部35は、第1部材31の本体部分から前方に突出する。また第1爪部35は、第1部材31の周方向一方側θ1の端部に配置されてもいる。第1爪部35は、第1部材31の本体部分から周方向一方側θ1へ向けて突出する。
【0095】
第1爪部35は、ポケット33に配置される切削インサート2に、左右方向の一方側から接触する。本実施形態では第1爪部35が、ポケット33の右側(-Y側)に位置しており、切削インサート2に右側から接触する。第1爪部35は、前方へ向かうに従い、左右方向の内側(基準線R側)に向けて延びる。本実施形態では第1爪部35が、前方へ向かうに従い左側に向けて延びる。
【0096】
第1爪部35は、切削インサート2の外周面23に左右方向の一方側から接触する横壁面35aを有する。横壁面35aは、第1爪部35のうち左右方向の内側(基準線R側)を向く面に配置されている。
【0097】
図12に示すように、横壁面35aは、左右方向においてポケット33の内側を向く平面状であり、本実施形態では四角形状をなす。
図7に示すように、横壁面35aは、前方へ向かうに従い、左右方向において基準線Rに近づくように延びる。横壁面35aは、切削インサート2の外周面23の複数(6つ)の拘束面23aのうち、左右方向を向く拘束面23aに接触する。
【0098】
第1後方支持部36は、第1部材31の本体部分の前端部に配置されている。第1後方支持部36は、ポケット33に配置される切削インサート2に、後方から接触する。第1後方支持部36は、左右方向において、第1爪部35の内側(基準線R側)に配置されている。本実施形態では第1後方支持部36が、第1爪部35の左側に配置される。また第1後方支持部36は、後述する開口部39の左右方向の外側(基準線Rとは反対側)に配置されている。本実施形態では第1後方支持部36が、開口部39の右側に配置される。
【0099】
第1後方支持部36は、切削インサート2の外周面23に後方から接触する後壁面36aを有する。後壁面36aは、第1後方支持部36の前方を向く面に配置されている。
図12に示すように、後壁面36aは、前方を向く平面状である。
【0100】
図7に示すように、後壁面36aは、基準線Rから左右方向に離れるに従い、前方に向けて延びる。後壁面36aは、切削インサート2の外周面23の複数(6つ)の拘束面23aのうち、後方を向く拘束面23aに接触する。
【0101】
第1係合部37は、第1部材31の周方向他方側θ2の端部に配置される。本実施形態では第1係合部37が、貫通孔38の左側後方(左斜め後方)に配置されている。第1係合部37は、第2部材32の周方向一方側θ1の端部へ向けて突出する凸状をなす。本実施形態では第1係合部37が、
図7及び
図10に示すように上下方向から見て、周方向他方側θ2へ向けて突出する凸V字状をなしている。
【0102】
第1係合部37は、上下方向から見て屈曲状をなしている。本実施形態では第1係合部37が、上下方向から見てV字状またはL字状をなす。なお特に図示しないが、第1係合部37は、上下方向から見て湾曲状をなしていてもよい。
【0103】
第2部材32は、サポーター3のうち、貫通孔38の左側に位置する部分を構成している。第2部材32は、全体としての形状が略多角形板状をなしている。第2部材32の一対の板面は、上下方向を向く。
【0104】
第2部材32の一対の板面のうち、上側を向く一方の板面(つまり上面)は、サポーター3の一方の板面(表面)3aのうち左側部分を構成している。また、第2部材32の一対の板面のうち、下側を向く他方の板面(つまり下面)は、サポーター3の他方の板面(裏面)3bのうち左側部分を構成している。
【0105】
また、第2部材32は、径方向外側を向く外周面32aと、径方向内側を向く第2内周部32dと、を有する。
外周面32aは、周方向に並ぶ2つの側面32b,32cを有する。2つの側面32b,32cは、
図7に示すように上側(+Z側)から見て、第2部材32の外周の2つの辺部に配置される。具体的に、外周面32aは、前方を向く1つの前側面32bと、後方を向く1つの後側面32cと、を有する。
【0106】
図7に示す上面視で、第2部材32の1つの前側面32b及び1つの後側面32cは、一般的なISO規格に準ずる四角形板状の切削インサート(菱形インサート)の外形形状つまり輪郭と一致するように、この輪郭上に配置される(輪郭上を延びる)。
【0107】
前側面32bは、外周面32aのうち前方を向く部分に配置される。
図7に示すように、前側面32bは、前方へ向かうに従い、左右方向の内側(基準線R側)に向けて延びる。具体的に、前側面32bは、ポケット33の左側(+Y側)に位置している。前側面32bは、平面状である。前側面32bは、前方へ向かうに従い右側(-Y側)に向けて延びる。
【0108】
後側面32cは、外周面32aのうち後方を向く部分に配置される。
図7に示すように、後側面32cは、後方へ向かうに従い、左右方向の内側(基準線R側)に向けて延びる。具体的に、後側面32cは、後述する隙間部34の左側(+Y側)に位置している。後側面32cは、平面状である。後側面32cは、後方へ向かうに従い右側(-Y側)に向けて延びる。
後述するクランプ部材6の締結(クランプ)により、後側面32cは、インサート取付座5の側壁5bに接触し、押し付けられる(
図1及び
図2を参照)。
【0109】
図5~
図7等に示すように、第2内周部32dは、貫通孔38の内周面のうち、第1内周部31dが構成する一部以外の他の部分を構成する。第2内周部32dは、中心軸C1を中心とする凹曲面状であり、周方向に延びる。本実施形態では第2内周部32dが、貫通孔38の内周面のうち左側部分を構成する。また本実施形態では、第2内周部32dの周長が、第1内周部31dの周長よりも短い。
【0110】
第2内周部32dは、クランプ部材6に押圧される押圧部32eを有する。押圧部32eは、第2内周部32dの周方向一方側θ1の端部に配置される。押圧部32eは、第2内周部32dの凹曲面の一部を構成している。このため押圧部32eは、径方向外側へ窪む凹曲面状をなす。
【0111】
図2に示すように、押圧部32eには、クランプ部材6の後述するクランプレバー61の上端部が接触する。押圧部32eとクランプレバー61とが接触した状態で、第2内周部32dのうち押圧部32e以外の部分(具体的には、第2内周部32dのうち押圧部32eよりも周方向他方側θ2に位置する部分)と、クランプレバー61の上端部との間には、後述する第2部材32の回動を許容するクリアランス(隙間)Gが設けられている。
【0112】
図7及び
図10に示すように上下方向から見て、貫通孔38の中心軸C1を通り後側面(側面)32cと直交する法線(仮想法線)Nに対して、中心軸C1と押圧部32eとを通る直線(仮想直線)Sは傾斜して延びており、かつ、後側面32cと法線Nとの交差部I1に対して、後側面32cまたはその延長線(仮想延長線)Eと直線Sとの交差部I2が、周方向一方側θ1に位置している。
【0113】
第2部材32は、第2爪部52と、第2後方支持部53と、ぬすみ部40と、第2係合部54と、を有する。第2爪部52、第2後方支持部53及びぬすみ部40は、それぞれ、ポケット33の一部を構成する。
【0114】
図5~
図7等に示すように、第2爪部52は、第2部材32の前方端部に配置されている。第2爪部52は、第2部材32の本体部分から前方に突出する。また第2爪部52は、第2部材32の周方向他方側θ2の端部に配置されてもいる。第2爪部52は、第2部材32の本体部分から周方向他方側θ2へ向けて突出する。
【0115】
第2爪部52は、ポケット33に配置される切削インサート2に、左右方向の他方側から対向する。本実施形態では第2爪部52が、ポケット33の左側(+Y側)に位置しており、切削インサート2に左側から対向する。第2爪部52は、前方へ向かうに従い、左右方向の内側(基準線R側)に向けて延びる。本実施形態では第2爪部52が、前方へ向かうに従い右側に向けて延びる。
【0116】
具体的に、
図7に示すようにクランプ部材6の締結前の状態では、第2爪部52は、切削インサート2に左右方向から隙間をあけて対向しており、クランプ部材6を締結したときに第2部材32が回動することで、第2爪部52は、切削インサート2に左右方向から接触する。
【0117】
第2爪部52は、切削インサート2の外周面23に左右方向の他方側から対向する横壁面52aを有する。横壁面52aは、第2爪部52のうち左右方向の内側(基準線R側)を向く面に配置されている。
【0118】
図13に示すように、横壁面52aは、左右方向においてポケット33の内側を向く平面状であり、本実施形態では四角形状をなす。
図7に示すように、横壁面52aは、前方へ向かうに従い、左右方向において基準線Rに近づくように延びる。横壁面52aは、切削インサート2の外周面23の複数(6つ)の拘束面23aのうち、左右方向を向く拘束面23aに接触する。
【0119】
本実施形態では、後述するようにクランプ部材6が締結(クランプ)されたときに、第1部材31の第1爪部35が、切削インサート2に右側から接触し、第2部材32の第2爪部52が、切削インサート2に左側から接触する。これにより、第1爪部35及び第2爪部52は、切削インサート2を左右方向から挟持する。
【0120】
第2後方支持部53は、第2部材32の本体部分の前端部に配置されている。第2後方支持部53は、ポケット33に配置される切削インサート2に、後方から接触する。第2後方支持部53は、左右方向において、第2爪部52の内側(基準線R側)に配置されている。本実施形態では第2後方支持部53が、第2爪部52の右側に配置される。また第2後方支持部53は、後述する開口部39の左右方向の外側(基準線Rとは反対側)に配置されている。本実施形態では第2後方支持部53が、開口部39の左側に配置される。
【0121】
第2後方支持部53は、切削インサート2の外周面23に後方から接触する後壁面53aを有する。後壁面53aは、第2後方支持部53の前方を向く面に配置されている。
図13に示すように、後壁面53aは、前方を向く平面状である。
【0122】
図7に示すように、後壁面53aは、基準線Rから左右方向に離れるに従い、前方に向けて延びる。後壁面53aは、切削インサート2の外周面23の複数(6つ)の拘束面23aのうち、後方を向く拘束面23aに接触する。
【0123】
ぬすみ部40は、第2爪部52と第2後方支持部53との間に配置される。具体的に、ぬすみ部40は、ポケット33のうち第2爪部52と第2後方支持部53とが接続される谷部に配置される。ぬすみ部40は、横壁面52aと後壁面53aとが接続される谷部に配置される。
【0124】
ぬすみ部40は、凹曲面状の溝であり、上下方向に延びる。
図7に示すように、ぬすみ部40は、切削インサート2の3つの鋭角の角部のうち、サポーター3から前方に突出して切刃24として用いられる鋭角の角部以外の鋭角の角部と対向する。
【0125】
第2係合部54は、第2部材32の周方向一方側θ1の端部に配置される。本実施形態では第2係合部54が、貫通孔38の左側後方(左斜め後方)に配置されている。第2係合部54は、第1部材31の周方向他方側θ2の端部から離れる向きに窪む凹状をなす。本実施形態では第2係合部54が、
図7及び
図10に示すように上下方向から見て、周方向他方側θ2へ向けて窪む凹V字状をなしている。
【0126】
第2係合部54は、第1係合部37と係合される。本実施形態では第1係合部37と第2係合部54とが、着脱可能に係合する。第2係合部54は、上下方向から見て屈曲状をなしている。本実施形態では第2係合部54が、上下方向から見てV字状またはL字状をなす。なお特に図示しないが、第2係合部54は、上下方向から見て湾曲状をなしていてもよい。
【0127】
ここで、
図7、
図10、
図13及び
図14に符号C3で示す直線(中心線)は、中心軸C1と直交し第2部材32の上下方向の中心を通る回転軸C3を表している。本実施形態では第2部材32が、回転軸C3を中心として180°回転対称形状とされている。すなわち、第2部材32は、上下方向において表裏反転対称形状である。
【0128】
隙間部34は、第1部材31の第1係合部37と、第2部材32の第2係合部54との間に設けられる。隙間部34が設けられることで、第1係合部37と第2係合部54との間には、クリアランス(隙間)が形成されている。本実施形態では、
図7及び
図10に示すように上下方向から見て、隙間部34が直線Sと交差している。
【0129】
本実施形態では隙間部34が、第1係合部37と第2係合部54との間の全域にわたって設けられている。ただしこれに限らず、隙間部34は、第1係合部37と第2係合部54との間に部分的に設けられていてもよい。言い換えると、第1係合部37と第2係合部54とは、互いに一部が接触していてもよい。
【0130】
図7及び
図10に示すように、隙間部34は、上下方向から見て屈曲状をなしている。本実施形態では隙間部34が、上下方向から見てV字状またはL字状をなす。なお特に図示しないが、隙間部34は、上下方向から見て湾曲状をなしていてもよい。隙間部34が設けられることで、後述するクランプ部材6の締結(クランプ)時に、第2部材32は、第1部材31及び切削インサート2に対して回動可能とされている。
【0131】
開口部39は、サポーター3の前方部分に配置される。開口部39は、前後方向において、貫通孔38とポケット33との間に配置される。また開口部39は、左右方向において、第1部材31の本体部分の前端部(つまり第1後方支持部36)と、第2部材32の本体部分の前端部(つまり第2後方支持部53)との間に配置される。
【0132】
開口部39は、上下方向に延びるスリット状である。開口部39が設けられることで、貫通孔38とポケット33とが、前後方向において互いに連通する。
図6及び
図7に示すように、ポケット33に切削インサート2が装着されたときに、開口部39には、切削インサート2の後端部に位置する鈍角の角部が配置される。
【0133】
〔クランプ部材〕
図1~
図4に示すように、クランプ部材6は、インサート取付座5に、切削インサートのクランプ構造10のうち少なくともサポーター3を固定する。本実施形態のクランプ部材6は、レバーロック機構を有する。クランプ部材6は、クランプレバー61と、締結ネジ62と、を有する。クランプレバー61及び締結ネジ62は、工具本体4の第1端部4aに配置される。
【0134】
クランプレバー61は、L字状に屈曲する部材である。クランプレバー61は、サポーター径方向に延びる第1延伸部(図示省略)と、略上下方向に延びる第2延伸部61aと、を有する。
【0135】
特に図示しないが、第1延伸部は、工具本体4のレバー収容部(図示省略)に配置される。第1延伸部は、略工具軸方向に延びる。第1延伸部の後端部は、雌ネジ孔46内に突出する。
第2延伸部61aの下端部は、第1延伸部の先端部と接続される。第2延伸部61aは、レバー収容部の先端部、シート部材51のシート孔、及びサポーター3の貫通孔38にわたって配置される。
【0136】
締結ネジ62は、略上下方向に延びる。締結ネジ62は、雌ネジ孔46の雌ネジ部に螺着する雄ネジ部を有する。
締結ネジ62を雌ネジ孔46にねじ込んで、下側へ移動させることにより、締結ネジ62の一部が、第1延伸部の後端部に上側から接触する。さらに締結ネジ62をねじ込むことで、梃子の原理によりクランプレバー61は回動させられ、第2延伸部61aの上端部が、貫通孔38の内周面を後方に向けて押圧する。
【0137】
詳しくは、
図2に示すように、第2延伸部61aの上端部は、貫通孔38の内周面のうち第2内周部32dの押圧部32eに接触し、押圧部32eをサポーター径方向の外側へ向けて押圧する。このとき、
図7及び
図10に示すように、クランプ部材6から押圧部32eへと、直線Sが延びる方向(左斜め後方)に沿った押圧力(引込み力)Fが作用する。
【0138】
このように、クランプ部材6が第2内周部32dを径方向外側へ押圧することで、第2部材32が隙間部34の寸法を変化させつつ回動し、第2爪部52が切削インサート2に接触する。より詳しくは、クランプ部材6が押圧部32eを押圧することで、第2部材32は周方向他方側θ2に向けて回動する。これにより、第2爪部52が、前方かつ左右方向の基準線R側にせり出すように周方向他方側θ2へ移動し、第2爪部52の横壁面52aが、切削インサート2の外周面23の拘束面23aに接触する。
【0139】
また、クランプ部材6の押圧力Fによって、第2部材32とともに第1部材31が後方に引き込まれていく。すなわち、サポーター3全体が後方へ引き込まれることで、サポーター3の外周面のうち後側面31c,32cが、インサート取付座5の側壁5bに押し付けられる。このとき、後側面32cが側壁5bに押し付けられることで、第2部材32の回動がガイドされる。
【0140】
そして、第2部材32の回動によって第2爪部52が切削インサート2を押圧し、これにより切削インサート2は、左右方向の両側から爪部35,52によって挟持される。このようにして、クランプ部材6による締結(クランプ)が行われ、切削インサート2はポケット33に固定され、サポーター3はインサート取付座5に固定される。
【0141】
また、締結ネジ62の雌ネジ孔46に対するねじ込みを緩めて、締結ネジ62を上側へ移動させることにより、締結ネジ62の一部が、第1延伸部の後端部に下側から接触する。さらに締結ネジ62のねじ込みを緩めていくことで、梃子の原理によりクランプレバー61は回動させられ、第2延伸部61aの上端部による貫通孔38の内周面に対する押圧が解除される。
【0142】
クランプレバー61の押圧が解除されることで、第2爪部52による切削インサート2の押圧も解除される。これにより、切削インサート2をポケット33から取り出すことが可能になる。また、サポーター3をインサート取付座5から取り外すことが可能になる。
【0143】
〔切削工具の勝手について〕
ここで、刃先交換式切削工具1の「勝手」について説明する。本実施形態の刃先交換式切削工具1は、左勝手である。
【0144】
「勝手」について、以下に詳しく説明する。切削インサート2のすくい面26を鉛直方向の上側に向けた工具姿勢において、この工具を工具軸方向の先端側から見たときに、切刃24の主切れ刃(直線刃部24b)が工具本体4から左側に出っ張って配置される場合が左勝手であり、右側に出っ張って配置される場合が右勝手である。
【0145】
〔本実施形態による作用効果〕
以上説明した本実施形態の切削インサートのクランプ構造10、サポーター3及び刃先交換式切削工具1では、サポーター3が切削インサート2を後方、及び、左右方向の両側から保持する。これにより、例えば超硬合金やサーメットなどの高価な硬質材料からなる切削インサート2の外形寸法を小さく抑えることができ、工具コストを削減できる。より詳しくは、切刃24の損耗等に応じて交換が必要となる切削インサート2のコストを削減することができる。
【0146】
サポーター3は、互いに組み合わされる第1部材31及び第2部材32を備えている。また、第1部材31と第2部材32との間には隙間部34が設けられている。隙間部34が設けられていることで、クランプ部材6の締結時に、第2部材32は第1部材31に対して回動可能である。この回動により第2爪部52が切削インサート2に接触し、切削インサート2は、第1爪部35と第2爪部52とによって左右方向から挟持される。
【0147】
このように、本実施形態ではサポーター3を弾性変形させることなく、第1部材31と第2部材32との相対的な移動により、第1爪部35及び第2爪部52によって切削インサート2を挟み込みクランプすることができる。このため、例えば切屑の擦過によるサポーター3の摩耗を抑制したい場合等において、サポーター3の構成材料として硬質で耐摩耗性が高く、弾性変形不能なものを採用することが可能となる。
【0148】
以上より本実施形態によれば、切削インサート2をコンパクト化してコスト削減を図ることができ、かつ、サポーター3が弾性変形不能な材料により構成されていても、サポーター3により切削インサート2を安定して保持できる。
【0149】
また本実施形態では、第2内周部32dが押圧部32eを有しており、押圧部32eは、第2内周部32dの周方向一方側θ1の端部に配置される。そして、クランプ部材6の締結時に、クランプ部材6は、第2内周部32dのうち押圧部32eを押圧する。これにより、第2部材32が周方向一方側θ1とは反対側の周方向他方側θ2に安定して回動し、第2部材32の第2爪部52が切削インサート2に接触する。第2部材32の回動方向が安定させられ、切削インサート2をより確実にクランプすることができる。
【0150】
また本実施形態では、第2部材32が、インサート取付座5の側壁5bに接触する平面状の後側面(側面)32cを有しており、上下方向から見て、貫通孔38の中心軸C1を通り後側面32cと直交する法線Nに対して、中心軸C1と押圧部32eとを通る直線Sは傾斜して延びており、かつ、後側面32cと法線Nとの交差部I1に対して、後側面32cまたはその延長線Eと直線Sとの交差部I2が、周方向一方側θ1に位置している。
この場合、クランプ部材6の締結時に、第2部材32が周方向他方側θ2へ向けてより安定して回動させられる。このため、切削インサート2をより安定してクランプすることができる。
【0151】
また本実施形態では、隙間部34が、上下方向から見て屈曲状または湾曲状をなしている。
この場合、隙間部34の形状の自由度が増し、隙間部34によって第2部材32の回動範囲等を調整しやすくすることができる。また、インサート取付座5の側壁5bと第2部材32の後側面(側面)32cとの接触面積を大きく確保することが容易となり、第2部材32の回動量や押圧力を増大させることができる。このため、切削インサート2をより確実にクランプすることができる。
【0152】
また本実施形態では、第1部材31が、切削インサート2に後方から接触する第1後方支持部36を有しており、第2部材32が、切削インサート2に後方から接触する第2後方支持部53を有している。
この場合、第1後方支持部36及び第2後方支持部53によって、サポーター3が、切削インサート2を後方から安定して支持できる。
【0153】
また本実施形態では、第2部材32が、上下方向において表裏反転対称形状である。
この場合、第2部材32が表裏反転対称形状であるため、1つの第2部材32に2つの第2爪部52を設けることができる。例えば切屑が擦過することで第2爪部52が摩耗した場合等には、第2部材32を表裏反転させて第1部材31に組付けることにより、新しい第2爪部52を用いて切削インサート2を安定して保持することができる。このため、第2部材32の部品寿命を延ばすことができる。
【0154】
また本実施形態では、第1部材31及び第2部材32のうち一方が、他方よりも硬度が高い。
この場合、第1部材31及び第2部材32のうち硬度の高い部材を、切屑が擦過しやすい箇所に配置することで、切屑の擦過による部材の摩耗を抑制することができる。これにより、サポーター3の部品寿命が延び、このサポーター3によって切削インサート2を長期にわたり安定してクランプすることができる。
【0155】
具体的に、切屑は、サポーター3のうち、特に切削インサート2を左右方向から押さえる爪部に擦過する。より詳しくは、本実施形態では切削工具が左勝手であり、切屑は、一対の爪部35,52のうち、切削インサート2を左側から押さえる第2爪部52に擦過し やすい。
本実施形態では、第2爪部52を有する第2部材32の硬度を、第1爪部35を有する第1部材31の硬度よりも高めている。このため、第2爪部52(第2部材32)の摩耗が安定して抑制される。
【0156】
また本実施形態では、第2部材32のビッカース硬さが、900以上である。
第2部材32のビッカース硬さ(HV)が900以上であれば、例えば鋼製等の被削材を切削する場合においても、ビッカース硬さの高い第2部材32を切屑の擦過しやすい箇所に配置することで、第2部材32の摩耗をより確実に防止することができる。
【0157】
また本実施形態では、第2部材32が、超硬合金製である。
この場合、超硬合金製の第2部材32を切屑の擦過しやすい箇所に配置することで、被削材の構成材料の種類に関わらず、第2部材32の摩耗を安定して抑制することができる。
【0158】
また本実施形態では、切削インサート2は、上下方向において表裏反転対称形状であり、かつ、上下方向に延びるインサート中心軸C2を中心とする回転対称形状である。
この場合、1つの切削インサート2に少なくとも4つ以上の複数の切刃24を設けることができ、切削インサート2の工具寿命を延ばすことができる。
【0159】
また本実施形態では、貫通孔38が、中心軸C1上に配置される。
この場合、クランプ部材6が係止される貫通孔38が、切削インサートのクランプ構造10の中心軸C1上に位置しているため、小型化した切削インサート2及びサポーター3を、既存の切削工具に装着することができる。詳しくは、既存の工具本体4のインサート取付座5に、例えばISO規格等に準ずる既存の切削インサートを搭載する代わりに、本実施形態の小型化した切削インサート2及びサポーター3を搭載して、既存のクランプ部材6によって、この切削インサートのクランプ構造10をクランプすることができる。すなわち、本実施形態によれば、既存のクランプ部材6や工具本体4を流用可能であるため、汎用性が高められる。
【0160】
〔本発明に含まれるその他の構成〕
なお、本発明は前述の実施形態に限定されず、例えば下記に説明するように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において構成の変更等が可能である。
【0161】
第1部材31が、被削材の構成材料よりも硬度の高い材料により構成されていてもよい。第1部材31は、例えば、ビッカース硬さ(HV)が900以上であり、好ましくは、1300以上であり、より望ましくは、1700以上である。すなわち、第1部材31及び第2部材32のうち少なくとも一方のビッカース硬さが、900以上である。
【0162】
第1部材31及び第2部材32のうち少なくとも一方のビッカース硬さが900以上であれば、例えば鋼製等の被削材を切削する場合においても、ビッカース硬さの高い部材を切屑の擦過しやすい箇所に配置することで、部材の摩耗をより確実に防止することができる。
【0163】
また第1部材31が、例えば、WC基の超硬合金製であってもよい。すなわち、第1部材31及び第2部材32のうち少なくとも一方が、超硬合金製である。
この場合、超硬合金製の部材を切屑の擦過しやすい箇所に配置することで、被削材の構成材料の種類に関わらず、部材の摩耗を安定して抑制することができる。
【0164】
また特に図示しないが、第1部材31が、部材本体と、部材本体の表面(外面)のうち、少なくとも第1爪部35に配置される硬質被膜と、を有していてもよい。また、第2部材32が、部材本体と、部材本体の表面(外面)のうち、少なくとも第2爪部52に配置される硬質被膜と、を有していてもよい。
部材本体は、例えば超硬合金製等である。硬質被膜は、耐摩耗性を備えたコーティング膜等であり、例えばPVD法やCVD法により部材本体の表面上に成膜される。
【0165】
切削時において、切削インサート2の切刃24によって生成される切屑は、切削インサート2の上面(すくい面26)でカールされつつ、サポーター3に擦過する。より詳しくは、切屑は、サポーター3のうち、特に切削インサート2を左右方向から押さえる爪部に擦過する。
上記構成によれば、硬質被膜によって第1爪部35または第2爪部52の耐摩耗性を高めることができる。切屑の擦過による第1爪部35または第2爪部52の摩耗を、より確実に抑制できる。
【0166】
また、ぬすみ部40は、第1爪部35と第1後方支持部36との間にも配置されていてもよい。この場合、ぬすみ部40は、ポケット33のうち第1爪部35と第1後方支持部36とが接続される谷部に配置される。ぬすみ部40は、横壁面35aと後壁面36aとが接続される谷部に配置される。
【0167】
また、前述の実施形態では、クランプ部材6がレバーロック機構を有する例を挙げたが、これに限らない。特に図示しないが、クランプ部材6は、クランプ駒と、クランプネジと、を有していてもよい。
【0168】
この場合、クランプ駒は、工具本体4の頂面41のうち第1端部4aに位置する部分の上側に配置される。クランプ駒の前方端部は、インサート取付座5の上側に位置し、サポーター3の上面3aに接触する。クランプ駒は、クランプ駒を上下方向に貫通するネジ挿通孔と、クランプ駒の前方端部に配置され、クランプ駒の下面から下側に突出する突起部と、を有する。突起部は、サポーター3の貫通孔38に上側から挿入される。
【0169】
クランプネジは、クランプ駒のネジ挿通孔に上側から挿入され、工具本体4の頂面41に開口するネジ穴に螺着される。クランプネジをネジ穴にねじ込んでいくことで、クランプ駒は、下側へ移動しつつ後方へ引き込まれる。これにより、クランプ駒の突起部が貫通孔38の内周面に係止され、サポーター3を後方へ引き込む。具体的には、クランプ駒の突起部が、第2部材32の第2内周部32dの押圧部32eを、サポーター径方向の外側へ向けて(工具軸方向の後端側へ向けて)押圧する。また、クランプ駒の前方端部の下面のうち、突起部の周囲に位置する部分が、サポーター3の上面3aの一部に上側から接触し、サポーター3を下側へ押さえる。このようにして、サポーター3がインサート取付座5に固定される。また前述の実施形態と同様の作用により、切削インサート2が、サポーター3のポケット33に固定される。
【0170】
また、前述の実施形態では、上下方向から見て、切削インサート2の切刃24の一対の直線刃部24b間に形成される角度、サポーター3の前側面31b,32b間に形成される角度、サポーター3の後側面31c,32c間に形成される角度、及び、インサート取付座5の一対の側壁5b間に形成される角度が、それぞれ80°である例を挙げたが、これに限らない。特に図示しないが、上記の各角度は、例えば、35°、55°、60°、90°などであってもよい。これらの場合においても、前述の実施形態と同様に、ISO規格に準ずる各種の切削インサートを備えた既存の刃先交換式切削工具に対して、本発明品を適用可能である。
【0171】
本発明は、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において、前述の実施形態及び変形例等で説明した各構成を組み合わせてもよく、また、構成の付加、省略、置換、その他の変更が可能である。また本発明は、前述した実施形態等によって限定されず、特許請求の範囲によってのみ限定される。
【産業上の利用可能性】
【0172】
本発明の切削インサートのクランプ構造、サポーター及び刃先交換式切削工具によれば、切削インサートをコンパクト化してコスト削減を図ることができ、かつ、サポーターが弾性変形不能な材料により構成されていても、サポーターにより切削インサートを安定して保持できる。したがって、産業上の利用可能性を有する。
【符号の説明】
【0173】
1…刃先交換式切削工具
2…切削インサート
3…サポーター
4…工具本体
5…インサート取付座
5b…側壁
6…クランプ部材
10…切削インサートのクランプ構造
24…切刃
31…第1部材
31d…第1内周部
32…第2部材
32c…後側面(側面)
32d…第2内周部
32e…押圧部
34…隙間部
35…第1爪部
36…第1後方支持部
38…貫通孔
52…第2爪部
53…第2後方支持部
C1…中心軸
C2…インサート中心軸
E…延長線
I1,I2…交差部
N…法線
S…直線
θ1…周方向一方側
θ2…周方向他方側