JPH0618730Y2 - ヘッド着脱式ボールエンドミル - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、ヘッドの着脱操作を容易にして高能率加工
を可能ならしめたヘッド着脱式ボールエンドミルに関す
る。

〔従来の技術〕

ヘッドを本体部から切離してそれのみの交換を可能なら
しめた経済的なヘッド着脱式ボールエンドミルの従来技
術としては、第５図に示すような引きねじタイプのもの
がある。

図示の工具は、一文字のＲ切刃３１とこれに続く外周直
線刃３２及び外周逃げ面に形成した平行平面のスパナ掛
け面３３を有する超硬合金製のヘッド３０にテーパ面３
４を有するテーパシャンク３５を設けてある。

また、ホルダ３６にはテーパシャンク３５を挿入するテ
ーパ穴３７を設け、その穴の奥所にスパナ掛け穴３８を
有するドライブねじ３９とこのねじをホルダ後方より操
作して軸方向に進退させる引込みピン４０を設けて引込
みピン４０に設けたテーパ面４１をシャンク側のテーパ
面３４に係合させ、ねじ３９でピン４０を後退させてシ
ャンクとテーパ穴のテーパ係合部にヘッドの固定力を発
生させるようにしてある。

〔考案が解決しようとする課題〕

上述した如き従来のヘッド着脱式ボールエンドミルは、
ヘッドの着脱の度にドライブねじを操作する必要がある
ので、着脱時間が長くなり、加工能率に悪影響を及ぼす
欠点がある。

また、切削力でヘッドが締まり過ぎになるとドライブね
じの操作等が難しくなり、取り外しに力を要していた。

さらに、ヘッドが折れるなどしてスパナ掛け面３３が使
用不能となった場合、ホルダを加工機から外し、ホルダ
後端よりロングスパナを差し込んでヘッドを外すが、切
削力で締付け力の増したヘッドは簡単には外れないと云
う不具合もあった。

この考案は目的は、これ等の課題を解決してヘッドの着
脱を容易化することにある。

〔課題を解決するための手段〕

この考案は、上記の課題を解決するため、ヘッドのテー
パシャンクをホルダのテーパ穴内に固定するためのクラ
ンプ手段を、上記テーパ穴の穴底部に穴中心から偏心し
て設ける先太テーパのロックピンと、上記テーパシャン
クの後端面のシャンク中心から偏心した位置に設けてヘ
ッドのホルダに対する切削力作用方向への回転で上記ロ
ックピンのテーパ面に係合させるロックピンと同一方向
に傾むくテーパのカム溝又はカム穴とで構成する。

また、必要に応じてカム溝又はカム穴の溝底部から外周
逃げ面のスパナ掛け面に至る部分のヘッド中心にスパナ
掛け穴を設ける。

なお、使用するヘッドはＳ字刃型、外周ねじれ刃を有す
るものが望ましい。この理由は後述する。

〔作用〕

ロックピンとカム溝はテーパシャンク中心から偏心して
いるので、ホルダのテーパ穴にテーパシャンクを挿入後
ヘッドを切削回転方向と逆向くに回転させるだけでロッ
クピンとカム溝のテーパ面同士が係合してクランプが完
了する。また、このときのクランプは、シャンク後端に
向かってシャンク中心に近づく方向に傾いているテーパ
面の係合部にシャンクをテーパ穴内部に引込む分力が生
じるので非常に安定しているが、スパナ掛け面に係止さ
せるスパナを用いてヘッドを切削回転方向に回転させれ
ば容易に解除される。従って、ヘッドの着脱はヘッドと
ホルダを単に相対回転させるだけで済む。この作用は、
カム溝に代えてカム穴を用いる場合も同じである。

なお、ヘッド内部に上記スパナ掛け穴を設けておくと、
ヘッドがテーパシャンクの根元付近で折れてスパナ掛け
面が使用不能となったときにスパナ掛け穴が開放される
ので、この穴を利用してホルダ側に残された部分を容易
に取外すことができる。

また、第５図に示すような直刃刃型のエンドミルは、切
削抵抗が大きくなるため、切削中にいわゆるビビリを生
じ易くて高速重切削が望めないが、本願が推奨するＳ字
刃型、外周ねじれ刃の形状であると、切削抵抗が小さく
なるので高速重切削でも高精度加工が行える。

〔実施例〕

第１図乃至第４図にこの考案の一実施例を示す。

第１図の１は、超硬合金で作られたエンドミルヘッドで
あって、これには、第２図に示すようなＳ字Ｒ切刃２、
これに続く外周ねじれ刃３、Ｓ字Ｒ切刃のすくい面４、
外周ねじれ刃のすくい面５、Ｓ字Ｒ切刃部のポケット壁
６、先端ボール部の逃げ面７、外周逃げ面８、その逃げ
面８に形成した平行平面のスパナ掛け面９、テーパシャ
ンク１０、シャンクの後端面と外周面の一部に開放する
カム溝１１、シャンク中心に位置してカム溝１１の溝底
部からスパナ掛け面９の部分まで延びる六角スパナ穴１
２、この穴の奥端部からポケット壁６に抜けるエアー孔
１３を設けてある。

カム溝１１は、第１図及び第３図から判るように、溝中
心がシャンク１０から若干偏心している。また、この溝
の溝面（カム面）はシャンク後端に向かうに従ってシャ
ンク中心側に近づく向きに傾斜したテーパ面１４となし
てある。

１５は、ヘッド１を装着するホルダである。このホルダ
の先端にはシャンク１０を挿入するテーパ穴１６を設け
てある。また、その穴の穴底面１７にはエアー孔１８を
開口させ、その孔１８を介して後方の中心エアー孔１９
をテーパ穴に連絡してある。

また、テーパ穴１６の穴底部にはロックピン２０をホル
ダ中心から偏心させて設けてある。このロックピン２０
は、先端側に先端に向かって拡径する逆テーパ部２１を
有している。また、先端面にスパナ穴２４を、中間部に
後方に向かって先細りとなるテーパ皿部２２を各々有
し、後端側はホルダに螺入する螺子２３となっている。

なお、テーパ皿部２２は、ロックピン２０ががクランプ
時に大きなモーメントを受けて倒れようとするのでこれ
を防止する目的で設けてある。このテーパ皿部２２は好
ましいものであるが必要に応じて設ければよい。また、
ロックピン２０の倒れ防止は、穴底面１７に圧接するフ
ランジを設ける方法でもある程度の効果を期待できる。

このように構成した例示のボールエンドミルは、ヘッド
のテーパシャンク１０を、第１図において図とは１５０
〜１７０°回転した状態にしてテーパ穴１６に挿入す
る。第１２図（ａ）、（ｂ）はこの挿入状態の縦断面と
横断面を表わしている。そして、面９にスパナをかけ、
ヘッド１を切削回転方向と逆向きに回転させる。第１３
図（ａ）、（ｂ）に回転途中の状態を表わす。テーパシ
ャンク１０はロックピン２０に対して偏心しているので
この回転によりカム溝のテーパ面１４がロックピンの逆
テーパ部２１に段々と近づき、回転角θが１５０〜１７
０°になった位置で、第１４図に示すようにテーパ部２
１に当る。図中Ｘ点が当たり部でありその当り部に大き
な圧力とシャンクを引込む力が作用してヘッドが抜け止
め状態に強固にクランプされる。

一方、ヘッド１を適度な力で逆向きに回転させると、ク
ランプは簡単に解ける。

また、上述したようにヘッド１がテーパシャンク近辺で
折れるとスパナ穴１２が前面に現われてこの穴を利用し
たシャンク部の取外しが可能になる。

このほか、切刃がＳ字Ｒ切刃２と外周ねじれ刃３で構成
されているため、喰い付き時の衝撃、切削抵抗がともに
大巾に小さくなり、高速、重切削が可能である。

また、ポケット壁６に設けたエアー孔からエアーを吹出
すようにしたので切屑の排出がスムーズで切屑のかみ込
みによる刃先損傷、切削面の荒れが無く加工面精度も良
くなる。

下表及び第６図は、例示のボールエンドミルと従来品の
切削抵抗を比較した結果を示している。

試験に用いた被削材ＡはSCM440(H_B300)であり、 これを第７図のφＤ＝１２mm、スピンドルからの突出長
さ＝55mmのエンドミルを用いてダウンカットした。第
７図の斜線部はそのときの取り代で、ｗ、ｈは共に３mm
である。

これから判るように、刃型は実施例の形が望ましいが、
ヘッド着脱の容易化に関しての本考案の効果は、刃型と
無関係に得られることは云までもない。

第８図乃至第１１図は、第２実施例を示している。この
第２実施例は、ヘッド１のテーパシャンク後面にカム溝
に代わるカム穴２５を軸心から偏心させて設けたもの
で、その他の構成は前述の第１実施例とさほど変わると
ころがない。作用・効果もほぼ同じである。また、第１
実施例で示したエアー孔を設けることも任意である。

〔効果〕

以上述べたように、この考案によれば、ヘッドのテーパ
シャンクをホルダのテーパ穴内に固定するクランプ手段
を偏心した先太テーパのロックピンと、シャンクとホル
ダの相対回転でそのロックピンに係合させるカム溝又は
カム穴とで構成したので、ヘッドを回転させるだけでク
ランプ、アンクランプが行われ、ヘッド交換を迅速化し
て加工能率を高めることが可能になる。

また、クランプ時に生じるシャンク引込力は、ねじによ
る引込ピンを用いる場合には切削中に緩むことが考えら
れるが、この考案では切削力が作用するとかえって強く
なるので、クランプの安定性も増す。

このほか、ヘッド内にスパナ掛け穴を設けたものは、ヘ
ッドが折れたときにスパナ掛け穴がスパナ掛け面の肩代
わりをするのでヘッド破損時の作用業性悪化もなく、時
間ロスの削減効果がより増大する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案の一実施例の断面図、第２図はヘッ
ドの正面図、第３図はヘッドの背面図、第４図はヘッド
のシャンクの第３図におけるＡ矢視図とＢ矢視図、第５
図は従来例の断面図、第６図は切削抵抗の比較結果を示
すグラフ、第７図は比較試験の形態を示す図、第８図は
第２実施例の側面図、第９図は第２実施例を９０°回転
した位置から見た側面図、第１０図は正面図、第１１図
は第８図のＸ−Ｘ線部のまた、第１２図〜第１４図はシ
ャンクのクランプ過程を示す図であり、各図の（ａ）は
縦断面を、（ｂ）は横断面を表わしている。 １……エンドミルヘッド、 ２……Ｓ字Ｒ切刃、３……外周ねじれ刃、 ４、５……すくい面、６……ポケット壁、 ７、８……逃げ面、９……スパナ掛け面、 １０……テーパシャンク、 １１……カム溝、１２……スパナ穴、 １３、１８、１９……エアー孔、 １４……テーパ面、１５……ホルダ、 １６……テーパ穴、１７……穴底面、 ２０……ロックピン、２１……逆テーパ部、 ２２……テーパ皿部、２３……螺子、 ２４……スパナ穴、２５……カム穴。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ホルダ先端のテーパ穴に挿入したテーパシ
   ャンクをクランプ手段でホルダに固定してテーパシャン
   クと外周逃げ面に形成される平行平面のスパナ掛け面を
   有する超硬合金製のエンドミルヘッドをホルダ先端に装
   着するヘッド着脱式ボールエンドミルにおいて、上記ク
   ランプ手段を、上記テーパ穴の穴底部に穴中心から偏心
   して設ける先太テーパのロックピンと、上記テーパシャ
   ンクの後端面のシャンク中心から偏心した位置に設けて
   ヘッドのホルダに対する切削力作用方向への回転で上記
   ロックピンのテーパ面に係合させるロックピンと同一方
   向に傾むくテーパのカム溝又はカム穴とで構成したこと
   を特徴とするヘッド着脱式ボールエンドミル。
2. 【請求項２】上記カム溝又はカム穴の溝底部から外周逃
   げ面のスパナ掛け面に至る部分のヘッド中心にスパナ掛
   け穴を設けてある請求項(1)記載のヘッド着脱式ボール
   エンドミル。
3. 【請求項３】上記ヘッドは、Ｓ字刃型、外周ねじれ刃を
   有するものである請求項(1)又は(2)に記載のヘッド着脱
   式ボールエンドミル。