JP2008000829A - インサート着脱式球面カッタ - Google Patents

Abstract

【課題】取付座に着脱可能に装着されたインサートの切刃位置を簡単に調整して、切刃の位置を工具本体の軸線上の一点を中心とした球面上に精度良く配置することができ、球面状座ぐり部を寸法精度良く成形することができるインサート着脱式球面カッタを提供する。
【解決手段】軸線Ｏを中心として工具回転方向Ｔに向けて回転される工具本体１１を有し、工具本体１１の軸線Ｏ方向を向く端面１５に形成された取付座２４に、円弧状の切刃５３を備えたインサート５０が、切刃５３がなす円弧を軸線Ｏ上に中心Ｐを有する球面上に位置するようにして着脱可能に装着されており、工具本体１１には、切刃５３の工具本体１１径方向位置を調整する第１調整機構３３と、工具回転方向Ｔの前方側から見て工具本体１１径方向と交差する他の方向における切刃５３の位置を調整する第２調整機構３７とが設けられていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ワークに球面状の座ぐり部を形成する際に使用されるインサート着脱式球面カッタに関するものである。

従来、ワークに形成された空洞部の内面に球面状の座ぐり部を形成する球面カッタとしては、例えば図８及び図９に示すものが広く提供されている。
図８及び図９に示す球面カッタは、軸線Ｏに沿って延びる概略円柱状をなす工具本体１を有しており、工具本体１の軸線Ｏ方向中央部が径方向内側に凹んだ形状とされている。この工具本体１の両端面２，２は凸曲面状に形成されており、この両端面２，２にはそれぞれ３つずつの凹部３が周方向に間隔を開けて配置されている。これらの凹部３の工具回転方向Ｔ前方側を向く壁面には、円弧状の切刃５を備えた切刃チップ４が、その切刃５を端面２から突出させた状態でろう付けされている。

ここで、これらの切刃５は、切刃チップ４をろう付けした状態で各端面２ごとに研磨することにより、それぞれの端面２において工具本体１の軸線Ｏ上に中心Ｐを有して前記端面２よりも僅かに半径の大きな球面Ｒ上に位置するように形成されている。
また、工具本体１には軸線Ｏに沿うように延びる取付孔６が、両端面２，２に開口するように形成されており、この取付孔６の軸線Ｏ方向内側部分は、その断面が軸線Ｏを中心とした正方形状に形成されている。したがって、切刃チップ４の工具本体１径方向内側には取付孔６が配置されることになる。

このような球面カッタは、ワークに形成された空洞部に収容された状態で、この空洞部に連通するように前記ワークに同軸に形成された一対の挿入孔を通じて、外側から工作機械の一対のアーバをそれぞれ挿入し、これらアーバの先端を前記軸線Ｏ方向両側から取付孔６に取り付けることにより、このアーバを介して軸線Ｏ回りに回転させられる。そして、このように工具本体１を回転しつつアーバを軸線Ｏ方向両側に工具本体１と一体にして往復移動させるように送りを与えることにより、前記空洞部の内面の前記挿入孔の周りに、各挿入孔側を向く工具本体１の端面２にろう付けされた切刃チップ４の切刃５によって軸線Ｏ上に中心Ｐを有する凹球面状の座ぐり部を形成する。ここで、アーバによる送り量を調整することで空洞部内面に形成される座ぐり部がなす凹球面の中心を一致させることにより、１つの球面に沿うように凹曲する座ぐり部を空洞部内面の両端に形成することができるものである。

この構成の球面カッタでは切刃チップ４が工具本体１にろう付けされているので、切刃５に摩耗が生じた場合に通常のろう付け工具のように切刃５を再研磨することになる。ここで切刃５がなす円弧の径を一定にしたままで切刃５を再研磨すると、円弧の中心Ｐ点が軸線Ｏ方向外側にずれることになるため、切刃５を再研磨した球面カッタにおいては、その軸線Ｏ方向の送り量を変更する必要がある。したがって、送り量の設定ミスや切刃位置の測定誤差等によって球面座ぐり部を精度良く形成できなくなるおそれがあった。
また、工具本体１と切刃５とがろう付けによって一体に形成されているので、被切削材によって切刃の材質を変更しようとする場合には、球面カッタ自体を交換することになり、被切削材に合わせて多くの球面カッタを準備する必要があり、球面カッタの使用コストが増大してしまう。

そこで、例えば特許文献１、２に示すように、工具本体の端面に取付座を形成し、この取付座に、切刃を備えたインサートを着脱可能に装着したインサート着脱式球面カッタが提供されている。
このような球面カッタでは、切刃が摩耗してもインサートを交換して使用できるので、切刃がなす円弧の中心Ｐ点を一定にすることができ、球面カッタ毎に送り量を調整する必要がない。さらに、被切削材によって切刃の材質を変更しようとする場合には、インサートを交換するだけで対応でき、多くの工具本体を準備する必要がなく、球面カッタの使用コストを大幅に低減できる。
特開２００６−６２００３号公報 特開２０００−３４３３１６号公報

ところで、特許文献１に記載された球面カッタにおいては、インサートを工具本体の取付座に着座させてクランプ部材で押圧して固定しており、インサートの位置は、取付座の工具回転方向前方側を向く壁面（着座面）及び工具本体径方向外側を向く壁面や軸線方向外側を向く壁面（拘束面）によって決定される構成とされている。したがって、切刃の位置は、取付座の寸法誤差やインサートの形状によってばらつくことになり、工具本体の端面に配置されたインサートの切刃を、工具本体の軸線上の一点を中心とした球面上に精度良く位置させることは困難であった。このため、球面座ぐり部を寸法精度良く形成することができなかった。

また、切刃の位置を安定させるためには、工具本体（取付座）の寸法精度及びインサートの形状を厳密に管理して、製造、管理する必要があり、これら工具本体及びインサートの製造コストや管理コストが大幅に上昇してしまい、せっかくインサート着脱式としたにもかかわらず、球面カッタの使用コストを低減することができなくなってしまうといった問題があった。

また、特許文献２に記載された球面カッタにおいては、工具本体に位置調整機構が備えられており、切刃が摩耗してインサートを交換した際に、切刃の位置調整を行うことができる。しかし、この球面カッタにおいては、インサートの調整方向が一方向のみであるために、端面に配置されたインサートの切刃の位置を、Ｐ点を中心とした球面上に配置するためには、多くの時間と労力が必要であった。

この発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、取付座に着脱可能に装着されたインサートの位置を簡単に調整して、切刃を工具本体の軸線上の一点を中心とした球面上に精度良く配置することができ、球面状座ぐり部を寸法精度良く成形することができるインサート着脱式球面カッタ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、この発明に係るインサート着脱式球面カッタは、軸線を中心として工具回転方向に向けて回転される工具本体を有し、該工具本体の前記軸線方向を向く端面に形成された取付座に、円弧状の切刃を備えたインサートが、前記切刃がなす円弧を前記軸線上に中心を有する球面上に位置するようにして着脱可能に装着されており、 前記工具本体には、前記切刃の前記工具本体径方向位置を調整する第１調整機構と、前記工具回転方向前方側から見て前記工具本体径方向と交差する他の方向における前記切刃の位置を調整する第２調整機構とが設けられていることを特徴としている。

この構成のインサート着脱式球面カッタにおいては、工具本体径方向の切刃位置を調整する第１調整機構と、工具回転方向前方側から見て前記工具本体径方向に交差する他の方向における切刃の位置を調整する第２調整機構とを備えているので、２方向に向けて切刃の位置調整が可能となり、切刃の位置調整を簡単に、かつ、精度良く行って切刃を工具本体の軸線上の一点を中心とした球面上に配置することができる。

したがって、切刃に摩耗が生じた場合に、インサートのみを交換して使用することができるとともに、インサートを交換しても切刃の位置を簡単にかつ精度良く調整して工具本体の軸線上の一点を中心とした球面上に位置させることができ、ワークの空洞部の内面に所定の径の球面状座ぐり部を精度良く形成することができる。

ここで、前記取付座の前記工具本体径方向内側に、前記軸線方向から見て前記工具本体径方向と交差する方向に延びる第１収容孔を穿設し、この第１収容孔に、前記第１調整機構として、先端に前記インサートの前記工具本体径方向内側を向く側面を押圧する押圧面が形成された第１押圧ピンと、該第１押圧ピンを押圧して移動させる第１調整ネジとを収容することにより、切刃の工具本体径方向の位置をこの第１調整ネジで調整することができる。
また、第１収容孔が前記軸線方向から見て前記工具本体径方向と交差する方向に延びる方向に穿設されているので、取付座の工具本体径方向内側部分の空間が少ない場合でも、径方向に向けてインサートを押圧する第１調整機構を備えることができる。

本発明によれば、取付座に着脱可能に装着されたインサートの切刃位置を簡単に調整して、切刃の位置を工具本体の軸線上の一点を中心とした球面上に精度良く配置することができ、球面状座ぐり部を寸法精度良く成形することができるインサート着脱式球面カッタを提供することができる。

以下に、本発明の実施形態について添付した図面を参照にして説明する。図１から図６に、本発明の実施形態であるインサート着脱式球面カッタを示す。
このインサート着脱式球面カッタ１０は、軸線Ｏに沿って延びる概略円柱状をなす工具本体１１を有している。工具本体１１の軸線Ｏ方向中央部には、径方向内側に一段凹んだ凹溝１２が工具本体１１の全周にわたって形成されており、この凹溝１２には、軸線Ｏと平行に延びる一対の平坦面１３、１３が互いに平行に配置されている。ここで、本実施形態においては、工具本体１１は軸線Ｏに直交するとともに軸線Ｏ方向中央に位置する仮想平面Ｑに対して対称形となるように形成されている。

この凹溝１２を挟んだ工具本体１１の両端部１４、１４は、その端面１５、１５がそれぞれ前記軸線Ｏ上に中心Ｐ（Ｐ´）を有する凸曲面状に形成されるとともに、これら両端部１４、１４の外周面にも、それぞれ前記平坦面１３と平行な一対ずつの平面部１６、１６が形成されている。
なお、一方側（図１において右側）を向く端面１５がなす球面の中心Ｐは前記仮想平面Ｑよりも他方側（図１において左側）に位置するとともに、他方側を向く端面１５がなす球面の中心Ｐ´は前記仮想平面Ｑよりも一方側に位置しており、この工具本体１１の軸線Ｏ方向長さは、それぞれの端面１５がなす球面の直径よりも小さく設定されている。

そして、これら両端部１４、１４には、軸線Ｏに沿って延びる取付孔１７がそれぞれの端面１５、１５に向けて開口するように形成されている。この取付孔１７には、その端面１５側の開口部分に、軸線Ｏ方向内側に向かうにしたがい軸線Ｏを中心に漸次縮径するテーパ孔部１８が形成されるとともに、軸線Ｏ方向中央部に、前記仮想平面Ｑに沿って一段大径とされた大径孔１９が形成され、さらにこの大径孔１９の両側には断面正方形状の角孔部２０が形成されている。また、端面１５における取付孔１７の開口縁、すなわち球面状をなす端面１５と取付孔１７の前記テーパ孔部１８との交差稜線部には、軸線Ｏに垂直に面取りが施されることによって環状平面部２１が形成されている。

また、両端部１４、１４には、それぞれに前記端面１５に向けて開口する一対の凹部２２、２２が軸線Ｏを中心として１８０°回転対称となるように形成されている。凹部２２は、工具回転方向Ｔ前方側から見て図１に示すように、軸線Ｏ方向外側を向く壁面２２ａと工具本体１１径方向外側を向く壁面２２ｂとによって概略Ｌ字状をなすとともに、軸線Ｏ方向から見て図２及び図３に示すように、工具本体１１径方向外側を向く壁面２２ｂと工具回転方向Ｔ前方側を向く壁面２２ｃとによって概略Ｌ字状をなしている。

凹部２２の軸線Ｏ方向外側を向く壁面２２ａは軸線Ｏに対して直交する方向に延びるように形成され、凹部２２の工具本体１１径方向外側を向く壁面２２ｂは軸線Ｏに平行に延びるように形成されており、これら壁面２２ａと２２ｂとは凹曲面を介して連結されている。また、凹部２２の軸線Ｏ方向外側を向く壁面２２ａには、図２及び図３に示すように、取付孔１７の大径孔１９に連通したクーラント供給孔２３が開口されている。

この凹部２２の工具回転方向Ｔ前方側を向く壁面２２ｃには、後述するインサート５０を装着するための取付座２４が形成されている。この取付座２４は、凹部２２の工具回転方向Ｔ前方側を向く壁面２２ｃから工具回転方向Ｔ後方側に向けて一段凹んで工具本体１１径方向外側及び軸線Ｏ方向外側に向けて開口させられている。なお、本実施形態では、図２及び図３に示すように、取付座２４の工具本体１１径方向外側を向く壁面２４ｂ及び凹部２２の工具本体１１径方向外側を向く壁面２２ｂは、取付孔１７の開口縁に形成された環状平面部２１に交差するように形成されている。

ここで、取付座２４の工具回転方向Ｔ前方側を向く壁面２４ｃには、図４に示すように、この壁面２４ｃに直交するように延びるクランプネジ孔２５が穿設されている。また、取付座２４の軸線Ｏ方向外側を向く壁面２４ａは、図１に示すように、凹部２２の軸線Ｏ方向外側を向く壁面２２ａよりも軸線Ｏ方向外側に位置させられるとともに、工具本体１１径方向外側に向かうにしたがい漸次軸線Ｏ方向内側に向けて後退するように傾斜させられている。また、取付座２４の工具本体１１径方向外側を向く壁面２４ｂは、軸線Ｏと平行に延びるように形成されている。

そして、この取付座２４の工具本体１１径方向内側には、図１及び図３に示すように、取付座２４の工具回転方向Ｔ前方側を向く壁面２４ｃに対して交差する方向に延びる第１収容孔３０が穿設されている。本実施形態では、この第１収容孔３０は、取付座２４の工具回転方向Ｔ前方側を向く壁面２４ｃに対して直交する方向に延びて、取付座２４の工具回転方向Ｔ前方側を向く壁面２４ｃから工具本体１１の外周面にまで貫通するように穿設されており、軸線Ｏ方向にはクランプネジ孔２５の中心よりも外側に配置されている。

この第１収容孔３０には、その取付座２４側に第１押圧ピン３１が配置されるとともに、第１押圧ピン３１の後端側に第１調整ネジ３２が螺着されていて、レンチ等の作業用工具が係合される係合孔が形成された第１調整ネジ３２の後端面１５が工具本体１１外周側に向けて露呈されている。第１押圧ピン３１の先端には、第１押圧ピン３１の軸線に対して傾斜した傾斜平面が形成されており、この傾斜平面が後述するインサート５０に当接される第１押圧面３１ａとされている。この第１押圧ピン３１及び第１調整ネジ３２が、本実施形態における第１調整機構３３とされている。

また、取付座２４の軸線Ｏ方向内側には、図１及び図２に示すように、取付座２４の工具回転方向Ｔ前方側を向く壁面２４ｃに対して交差する方向に延びる２つの第２収容孔３４、３４が並列するように穿設されている。本実施形態では、これらの第２収容孔３４、３４は取付座２４の工具回転方向Ｔ前方側を向く壁面２４ｃに対して直交する方向に延びて、取付座２４の工具回転方向Ｔ前方側を向く壁面２４ｃから工具本体１１の外周面にまで貫通するように穿設されている。

これら２つの第２収容孔３４、３４は、一つが取付座２４の工具本体１１径方向外側を向く壁面２４ｂの近傍に配置され、もう一つが取付座２４の工具本体１１径方向外側部分に配置されていて、工具本体１１径方向において２つの第２収容孔３４、３４の間に前記クランプネジ孔２５が位置するように構成されている。これら２つの第２収容孔３４、３４とクランプネジ孔２５とは、工具回転方向Ｔ前方側から見て２つの第２収容孔３４、３４の間の距離が最も大きく、径方向内側に位置する第２収容孔３４とクランプネジ孔２５との距離が最も小さな不等辺三角形をなすように配置されている。

この第２収容孔３４には、図２及び図５に示すように、その取付座２４側に第２押圧ピン３５が配置されるとともに、第２押圧ピン３５の後端に第２調整ネジ３６が螺着されていて、レンチ等の作業用工具が係合される係合孔が形成された第２調整ネジ３６の後端面が工具本体１１外周側に向けて露呈されている。第２押圧ピン３５の先端には、第２押圧ピン３５の軸線に対して傾斜した傾斜平面が形成されており、この傾斜平面が後述するインサート５０に当接される第２押圧面３５ａとされている。これら第２押圧ピン３５及び第２調整ネジ３６が、本実施形態における第２調整機構３７とされている。
したがって、この工具本体１１には、工具回転方向Ｔ前方側から見て互いに交差する一の方向（工具本体１１径方向）と他の方向におけるインサート５０の位置を調整する第１調整機構３３と第２調整機構３７とが備えられているのである。

また、工具本体１１の両端面１５、１５には、図６に示すように、軸線Ｏに平行に延びて前記環状平面部２１の外周端部分に開口させられた嵌入孔４０が穿設されている。この嵌入孔４０の軸線Ｏ方向中央部には、嵌入孔４０に連通して直交する方向に延びる固定ネジ孔４１が穿設されている。また、嵌入孔４０の軸線Ｏ方向内側部分には、嵌入孔４０に連通して直交する方向に延びる位置決めネジ孔４２が穿設されている。本実施形態では、これら固定ネジ孔４１及び位置決めネジ孔４２は、互いに平行に、かつ、前記第１収容孔３４と平行となるように配置されている。固定ネジ孔４１には、概略円柱状をなす固定ネジ４３が螺着されており、この固定ネジ４３の先端面は、固定ネジ４３がなす円柱の軸線に対して直交するように延びる平面状に形成されている。一方、位置決めネジ孔４２には、先端がテーパ状に形成された位置決めネジ４４が螺着されている。

この嵌入孔４０には、超硬合金等の硬質材料で構成されて外形が概略円柱状をなす面取りチップ４５が挿入される。この面取りチップ４５の先端は、面取りチップ４５がなす円柱の中心軸に直交する断面が半円状に切り欠かれてその切欠面４６がすくい面とされるとともに、この切欠面４６に対向する側から見て先端縁が前記中心軸に略４５°で交差するように切り欠かれ、この先端縁に面取り切刃４７が形成されている。

また、この面取りチップ４５の後端部には、前記切欠面４６に直交する方向に延び、かつ該切欠面４６に対向する方向から見て前記面取り切刃４７とは反対向きに中心軸に対して傾交する傾斜面部４８が形成されるとともに、この面取りチップ４５の外周面には、やはり前記切欠面４６に対して直交する方向に延び、かつ前記中心軸に平行とされた平坦面部４９が、面取り切刃４７と傾斜面部４８とが互いに接近する側に形成されている。

このような面取りチップ４５が、前記面取り切刃４７を軸線Ｏ方向外側に向けて嵌入孔４０に挿入され、平坦面部４９が、前記固定ネジ孔４１が開口した側を向くように配置される。ここで、前記位置決めネジ４４の先端のテーパ角と前記面取りチップ４５の後端部に形成された傾斜面部４８の傾斜角とが同一とされており、この位置決めネジ４４をねじ込むことで面取りチップ４５を軸線Ｏ方向外側に向けて移動させることができるように構成されている。面取りチップ４５は、軸線Ｏ方向の位置を調整した後に固定ネジ４３をねじ込むことによって、固定ネジ４３の先端が平坦面部４９を工具本体１１径方向内側に向けて押圧することにより固定される。

次に、前記取付座２４に着脱可能に装着されるインサート５０について説明する。このインサート５０は、超硬合金等の硬質材料で構成されて外形が概略四角形平板状をなし、本実施形態においては、図１から図５に示すように、互いに略平行に配置された２つの短辺及び２つの長辺を備えた概略平方四辺形平板状をなしており、２つの平行四辺形面５１と４つの側面５２とを有し、一の平行四辺形面５１が取付座２４の工具回転方向Ｔ前方側を向く壁面２４ｃに載置される載置面５１ａとされ、他の平行四辺形面５１が工具回転方向Ｔ前方側に向けられてすくい面５１ｂとされている。

すくい面５１ｂとされた平行四辺形面５１の一の長辺は、外側に向けて凸となる凸円弧状をなしており、この長辺部分が円弧状切刃５３とされている。この円弧状切刃５３に連なる側面５２は逃げ面５２ａとされ、外側に向けて凸となる凸曲面状をなすとともに、載置面５１ａに近づくにしたがいインサート５０の内側に後退するように傾斜させられている。

この円弧状切刃５３が設けられた長辺と鋭角に交差する短辺に連なる側面５２には、図３に示すように、載置面５１ａに近づくにしたがい漸次インサート５０の内側に後退するような傾斜平面が形成されており、この傾斜平面が第１被押圧面５４とされている。
さらに、逃げ面５２ａとされた側面５２と対向配置される側面５２、つまり、平行四辺形面５１の他の長辺に連なる側面５２には、図４及び図５に示すように、載置面５１ａに近づくにしたがい漸次インサート５０の内側に後退するような傾斜平面が形成されており、この傾斜平面が第２被押圧面５５とされている。
また、平行四辺形面５１の中央部には、このインサート５０の厚さ方向に貫通した挿通孔５６が穿設されている。この挿通孔５６のすくい面５１ｂ側部分は、該すくい面５１ｂ側に向けて漸次拡径するテーパ面状に形成されている。

このようなインサート５０が取付座２４に次のようにして装着される。インサート５０は、取付座２４の工具回転方向Ｔ前方側を向く壁面２４ｃにインサート５０の載置面５１ａが当接するように載置される。ここで、インサート５０の第１被押圧面５４は、取付座２４の工具本体１１径方向外側を向く壁面２４ｂに対向配置されるとともに、第２被押圧面５５は、取付座２４の軸線Ｏ方向外側を向く壁面２４ａに対向配置される。すると、前記円弧状切刃５３が軸線Ｏ方向外側を向くように配置されることになる。
また、このようにインサート５０を載置した状態においては、工具回転方向Ｔ前方側から見て、前記クランプネジ孔２５の中心は前記挿通孔５６の中心よりも軸線Ｏ方向内側及び工具本体１１径方向内側に向けて僅かに偏心させられている。

そして、インサート５０の第１被押圧面５４には、図３に示すように、前記第１収容孔３０に配置された第１押圧ピン３１の第１押圧面３１ａが当接されており、インサート５０の第２被押圧面５５には、図５に示すように、前記第２収容孔３４に配置された第２押圧ピン３５の第２押圧面３５ａが当接されている。
ここで、頭部を有するクランプネジ５７を挿通孔５６に挿通させてクランプネジ孔２５に螺着することにより、インサート５０が取付座２４に固定される。ここで、前述のようにクランプネジ孔２５の中心は前記挿通孔５６の中心よりも軸線Ｏ方向内側及び工具本体１１径方向内側に向けて僅かに偏心させられているので、インサート５０は、工具本体１１径方向内側及び軸線Ｏ方向内側に向けて引き込まれるように、つまり、取付座２４の軸線Ｏ方向外側を向く壁面２４ａ及び工具本体１１径方向外側を向く壁面２４ｂに押し付けられるようにして固定されることになる。

また、同じ側を向く端面１５に形成された２つの取付座２４、２４に装着されたそれぞれのインサート５０、５０は、互いのインサート５０のすくい面５１ｂが軸線Ｏを通る仮想平面Ｓ上に位置するように配置されるとともに、これらインサート５０に形成された円弧状切刃５３の軸線Ｏを中心とした回転軌跡が、前記中心Ｐ（Ｐ´）を中心として前記端面１５よりも一段半径の大きな一の球面Ｒ（Ｒ´）をなすように配置されることになる。

このような構成とされたインサート着脱式球面カッタ１０では、第１調整ネジ３２をねじ込むと第１押圧ピン３１が取付座２４側に向けて移動して第１押圧面３１ａがインサート５０の第１面被押圧５４を軸線Ｏに直交する工具本体１１径方向外側に向けて押圧し、インサート５０が工具本体１１径方向外側に向けて移動し、円弧状切刃５３の工具本体１１径方向位置が調整される。また、第２調整ネジ３６をねじ込むと第２押圧ピン３５が取付座２４側に向けて移動して第２押圧面３５ａがインサート５０の第２被押圧面５５を押圧して、インサート５０が軸線Ｏ方向外側及び工具本体１１径方向外側に向けて移動して円弧状切刃５３の位置が調整される。

なお、本実施形態においては、第１調整ネジ３２及び第１押圧ピン３１によって構成される第１調整機構３３は円弧状切刃５３の工具本体１１径方向位置を調整するものであり、前記第１調整ネジ３２及び第１押圧ピン３１が収容される第１収容孔３０は、軸線Ｏ方向から見て円弧状切刃５３の調整方向（工具本体１１径方向）に対して直交するように穿設されている。

このインサート着脱式球面カッタ１０では、前述のようにして円弧状切刃５３の位置を調整して、同じ端面１５側の取付座２４に装着された２つのインサート５０、５０の円弧状切刃５３、５３の位置が、軸線Ｏを中心とした回転軌跡において一致するように、つまり、前記中心Ｐ（Ｐ´）を中心とした球面Ｒ（Ｒ´）上に位置するように調整された状態で、図７に示す切削加工に供される。

インサート着脱式球面カッタ１０は、ワークＷに形成された空洞部Ｃ内に収容され、この空洞部Ｃに挿通するようにワークＷに同軸状に形成された一対の挿入孔Ｈ、Ｈを通じて、工作機械（図示なし）の一対のアーバＡ、Ａをそれぞれ挿入して、これらのアーバＡ、Ａの先端を前記軸線Ｏ方向外側から前記取付孔１７に取り付けることにより支持される。ここで、このアーバＡの先端には取付孔１７の角孔部２０に嵌合する断面正方形状のドライブ部Ｄが形成されるとともに、これよりも後端側には前記テーパ孔部１８と等しいテーパ角で先端側に向けて縮径するテーパ部Ｅが形成されており、これらテーパ部Ｅとテーパ孔部１８とを密着させることによって工具本体１１の軸線ＯがアーバＡ、Ａによる回転軸線に一致させられるとともに、角孔部２０とドライブ部Ｄとの嵌合によって工具本体１１がアーバＡ、Ａと一体に前記工具回転方向Ｔに向けて回転される。

工具本体１１を軸線Ｏ回りに回転しつつ、前記アーバＡ、Ａによってこれらと一体に軸線Ｏ方向両側に往復運動するように送りを与えることにより、ワークＷの空洞部Ｃの内周の前記挿入孔Ｈ、Ｈの周辺に各挿入孔Ｈ側を向く端面１５の取付座２４に装着されたインサート５０の円弧状切刃５３によって、それぞれ軸線Ｏ上に中心Ｐ（Ｐ´）を有する球面Ｒ（Ｒ´）と同径の凹球面状の座ぐり部Ｆ、Ｆが形成されるとともに、これと同時に前記面取りチップ４５の切刃によって、この座ぐり部Ｆと挿入孔Ｈとの交差稜線部に面取りを施す。

さらに、アーバＡ、Ａによる工具本体１１の往復運動の送り量を、個々の座ぐり部Ｆを形成する各端面１５の取付座２４に装着されたインサート５０の円弧状切刃５３の回転軌跡がなす球面Ｒ（Ｒ´）の中心Ｐ（Ｐ´）同士の位置が互いに一致するように設定することにより、空洞部Ｃの両端に形成されるこれら座ぐり部Ｆ、Ｆがなす凹球面を、１つの球面Ｒに沿った凹球面とすることができるものである。

この構成のインサート着脱式球面カッタ１０によれば、工具本体１１に、工具本体１１径方向外側に向けてインサート５０を押圧して円弧状切刃５３の前記径方向位置を調整する第１押圧ピン３１及び第１調整ネジ３２（第１調整機構３３）と、工具回転方向Ｔ前方側から見て前記径方向と交差する方向に向けてインサート５０を押圧する第２押圧ピン３５及び第２調整ネジ３６（第２調整機構３７）とが設けられているので、円弧状切刃５３の位置を２方向に向けて移動させて調整することができ、この円弧状切刃５３の位置調整を簡単に、かつ、精度良く行うことができる。

したがって、円弧状切刃５３が使用によって摩耗してインサート５０を交換した場合でも、円弧状切刃５３の位置を簡単にかつ精度良く調整して工具本体１１の軸線上の一点を中心とした球面上に位置させることができ、ワークＷの空洞部Ｃの内面に所定の径の球面状座ぐり部Ｆを精度良く形成することができる。

また、取付座２４に穿設されたクランプネジ孔２５の中心が、取付座２４に載置されたインサート５０の挿通孔５６よりも工具本体１１径方向内側及び軸線Ｏ方向内側にわずかに偏心するように構成されているので、クランプネジ５７によってインサート５０が工具本体１１径方向内側及び軸線Ｏ方向内側に向けて引き込まれるように固定されており、第１押圧ピン３１や第２押圧ピン３５によってインサート５０を押圧していない状態では円弧状切刃５３が工具本体１１径方向内側及び軸線Ｏ方向内側に位置することになる。よって、第１調整ネジ３２、第２調整ネジ３６のねじ込み量を調整することで円弧状切刃５３の位置を調整方向に進退可能に調整することができ、円弧状切刃５３の位置調整がさらに簡単になる。

また、本実施形態では、第１収容孔３０が、軸線Ｏ方向から見て工具本体１１径方向と直交するように、かつ、取付座２４の工具回転方向Ｔ前方側を向く壁面２４ｃに直交する方向に延びるように形成され、この第１収容孔３０に第１押圧ピン３１及び第１調整ネジ３２が収容されているので、本実施形態のように取付座２４の工具本体１１径方向内側部分に前記取付孔１７が形成されていて空間が少ない場合でも、円弧状切刃５３の工具本体１１径方向位置を調整することができる。

また、本実施形態では、２つの第２収容孔３４、３４の１つが取付座２４の径方向外側を向く壁面２４ｂの近傍に配置され、もう１つが取付座２４の径方向外側部分に配置されていて、工具本体１１径方向において２つの第２収容孔３４の間に前記クランプネジ５７が位置するように構成されているので、これら２つの第２収容孔３４、３４に収容された第２調整ネジ３６のねじ込み量をそれぞれ独立して調整することで第２押圧ピン３５による押圧力を調整してインサート５０をクランプネジ５７を中心として僅かに回転させるようにしても円弧状切刃５３の位置調整を行うことが可能となる。

さらに、本実施形態においては、インサート５０を押圧して円弧状切刃５３の位置を精度良く調整することができるので、取付座２４の寸法精度及びインサート５０の形状を厳密に管理して、製造する必要がなく、これら取付座２４及びインサート５０の製造コスト及び管理コストの上昇を防止でき、この球面カッタ１０の使用コストを大幅に低減することができる。

以上、本発明の実施形態であるインサート着脱式球面カッタ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、端面に２つの取付座を形成したものとして説明したが、取付座が１つ形成されたものであっても良いし、３つ以上形成されたものであっても良く、取付座の数についてはワークの材質や切削条件等を考慮して適宜設定することが好ましい。
また、インサートの形状を平行四辺形平板状のものとして説明したが、インサートの形状に限定はなく、円弧状切刃が軸線Ｏ方向外側に向けて配置できるものであれば良い。

さらに、第１、第２調整ネジの係合孔を取付座の工具回転方向後方側に向けて露呈させたものとして説明したが、これに限定されることはなく、取付座の工具回転方向前方側に向けて露呈させたものであってもよい。
また、第１、第２調整機構として、第１、第２押圧ピン及び第１、第２調整ネジを備えたものとして説明したが、これに限定されることはなく、インサートをクサビ部材で押圧して円弧状切刃の位置を調整するものなどであっても良い。
また、工具本体の取付孔に角孔部を形成したもので説明したがこれに限定されることはなく、工具本体とアーバとを係合させて工具本体を回転させるトルク伝達部が形成されていれば良い。

本発明の実施形態であるインサート着脱式球面カッタの側面図である。 図１におけるＡ方向矢視図である。 図１におけるＢ方向矢視図である。 図１におけるＸ−Ｘ断面図である。 図１におけるＹ−Ｙ断面図である。 図１におけるＺ−Ｚ断面図である。 図１に示すインサート着脱式球面カッタによってワークを切削加工する状態を示す説明図である。 従来の球面カッタの側面図である。 図８に示す従来の球面カッタの正面図である。

符号の説明

１０ インサート着脱式球面カッタ
１１ 工具本体
１５ 端面
２４ 取付座
３０ 第１収容孔
３１ 第１押圧ピン
３１ａ 第１押圧面
３２ 第１調整ネジ
３３ 第１調整機構
３４ 第２収容孔
３５ 第２押圧ピン
３５ａ 第２押圧面
３６ 第２調整ネジ
３７ 第２調整機構
５０ インサート
５３ 円弧状切刃（切刃）

Claims (2)

1. 軸線を中心として工具回転方向に向けて回転される工具本体を有し、該工具本体の前記軸線方向を向く端面に形成された取付座に、円弧状の切刃を備えたインサートが、前記切刃がなす円弧を前記軸線上に中心を有する球面上に位置するようにして着脱可能に装着されており、
   前記工具本体には、前記切刃の前記工具本体径方向位置を調整する第１調整機構と、前記工具回転方向前方側から見て前記工具本体径方向と交差する他の方向における前記切刃の位置を調整する第２調整機構とが設けられていることを特徴とするインサート着脱式球面カッタ。
2. 前記取付座の前記工具本体径方向内側には、前記軸線方向から見て前記工具本体径方向と交差する方向に延びる第１収容孔が穿設されており、
   この第１収容孔には、前記第１調整機構として、先端に前記インサートの前記工具本体径方向内側を向く側面を押圧する押圧面が形成された第１押圧ピンと、該第１押圧ピンを押圧して移動させる第１調整ネジとが収容されていることを特徴とする請求項１に記載のインサート着脱式球面カッタ。

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