CN103097078A - 带切屑引导件的刀具及车床 - Google Patents

Abstract

本发明的带切屑引导件的刀具（1），具备：具有与工件（W）接触的刀刃部（2b）的切削刀具（2），具有入口（5）位于刀刃部（2b）的附近、出口（7）位于远离刀刃部（2b）的位置的孔状切屑引导路径（5）的切屑引导件（3），从切屑引导路径（5）的中途部位向出口（7）一侧提供流体的强制排出用流体供给机构（20）。强制排出用流体供给机构（20）在切屑引导路径（5）的内壁面上具有向该切屑引导路径（5）的出口（7）一侧倾斜地开口的流体供给口（15）。该流体供给口（15）为在切屑引导路径（5）的内壁面圆周方向的整个区域开口的形状或者在分散在圆周方向的多个地方开口的形状。

Description

带切屑引导件的刀具及车床

本申请主张2010年9月15日申请的日本特愿2010-206315的优先权，将其全部通过参照作为构成本申请的一部分的内容来引用。

技术领域

本发明涉及用于切削加工的带切屑引导件的刀具，尤其涉及适用于切入量少的切削加工或韧性高的材料的切削加工的带切屑引导件的刀具及车床。

背景技术

由车床的切削加工产生的切屑由于卷曲成螺旋状，因此容易缠绕到刀具或工件上，这成为妨碍车床自动化的重大原因。对于由韧性低的材料构成的工件的切屑，以往通过使用断屑器截断处理切屑对防止向上述刀具或工件的缠绕取得一定的效果。但是，由于断屑器为通过进一步加强切屑的卷曲来破坏、截断切屑的器件，因此在例如切入量少时，由于切屑的柔性高，就简单地卷曲了，因此用断屑器截断困难。并且，由韧性高的材料构成的工件的切屑也由于同样的原因截断困难。因此需要有适用于切入量少的切削加工或韧性高的材料的切削加工的刀具。

因此本申请人提出过具备形成了入口位于刀具的工件接触部附近、出口位于远离刀具或工件的位置的切屑引导路径的切屑引导件，用强制排出用流体使从入口取入到上述引导路径中的切屑强制地向出口侧排出的带切屑引导件的刀具（专利文献1）。如果使用该带切屑引导件的刀具，由于切屑被拉伸、通过引导路径向远离刀具或工件的位置排出，因此切屑不会缠绕到刀具或工件上，能够良好地进行切削加工。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-120156号公报

专利文献1的带切屑引导件的刀具由于从引导路径的内壁面上圆周方向的一个地方将强制排出用流体送入引导路径内，因此引导路径内的强制排出用流体的流动不稳定、产生紊流。因此将切屑向引导路径的出口侧搬送的效率低下，为了确实地将大量产生的切屑排出，强制排出用流体的消耗量变得非常大。并且，如果强制排出用流体的流动为紊流的话，则将切屑拉笔直的效果低，残留有卷曲的切屑容易钩挂在引导路径的内壁上。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种能够将工件的切屑在拉伸了的状态下向离开刀具的工件接触点的位置效率良好地引导、能够抑制强制排出用流体的消耗量的带切屑引导件的刀具。

本发明的带切屑引导件的刀具具备：具有与工件接触的刀刃部的切削刀具；具有入口位于上述刀刃部的附近、出口位于远离上述刀刃部的位置的孔状切屑引导路径的切屑引导件；从上述切屑引导路径的中途部位向出口一侧提供流体的强制排出用流体供给机构；上述强制排出用流体供给机构在上述切屑引导路径的内壁面上具有向该切屑引导路径的出口一侧倾斜地开口的流体供给口，使该流体供给口为在切屑引导路径的内壁面圆周方向的整个区域开口的形状或者为在分散于圆周方向的多个地方开口的形状。

根据该结构，用强制排出用流体供给机构从在切屑引导路径的中途部位开口的流体供给口给切屑引导路径内提供流体。由于流体供给口向切屑引导路径的出口一侧倾斜，因此所提供的流体流到切屑引导路径的出口一侧。利用该流体的流动在切屑引导路径的入口一侧产生负压，切削刀具的刀刃部产生的切屑从位于刀刃部附近的入口吸入切屑引导路径内。吸入的切屑边被拉伸边与流体一起被向出口侧引导，从出口排出。

由于流体供给口为在切屑引导路径的内壁面圆周方向的整个区域开口的形状或者为在分散在圆周方向的多个地方开口的形状，因此流体沿切屑引导路径的内壁面流动，其流速在圆周方向的各部位为相同的程度。即，流体的流动成为沿切屑引导路径的内壁面的整流。由此，能够获得切屑引导路径的入口处的大的吸引力和切屑引导路径内的大的搬送力。结果，即使少的流体供给量也能够将切屑确实并且稳定地向出口一侧引导。切屑撞击切屑引导路径的内壁面的情况少，不容易引起切屑的钩挂。并且，如果流体的流动是沿切屑引导路径的内壁面的整流的话，则拉伸切屑的作用大。

在本发明中，上述强制排出用流体供给机构在上述切屑引导路径的周围与上述流体供给口连通地设置有使流体临时滞留的流体滞留部，将流体提供给上述流体滞留部。

如果设置流体滞留部，则从流体供给口提供给切屑引导路径内的流体的压力和流量稳定。由此，切屑引导路径内的流体的流动也稳定，能够进一步提高切屑的引导效率。

在设置有流体滞留部时，最好上述切屑引导件由被固定在上述切削刀具上、设置了上述流体滞留部的引导件主体和被安装在该引导件主体上的延长部件构成；在上述引导件主体上形成有上述入口，在上述延长部件上形成有上述出口。延长部件为例如管。根据该结构，能够将切屑引导到远离刀具的地方。

在设置有上述引导件主体和延长部件时，最好上述引导件主体具有：形成有上述入口的上游侧部件；具有形成上述流体滞留部的中空部的中央部件；以及，连接上述延长部件的下游侧部件；上述中央部件两端被分别连接在上述上游侧部件和下游侧部件上，在上述中空部的外周壁上形成有向上述流体滞留部提供上述流体的连通孔；在上述上游侧部件上设置有与上述入口连通、从上述上游侧部件向着流体滞留部突出的第1筒状部，在上述下游侧部件上设置有与上述延长部件连通、从上述下游侧部件向着流体滞留部突出的第2筒状部；在上述流体滞留部内，第1筒状部的顶端部的外径面与第2筒状部的顶端部的内径面介有间隙地相对置；该间隙构成上述流体供给口。根据该结构，能够用简单的结构构成切屑引导件。

此时，最好第1筒状部的顶端部的外径为头细形状，第2筒状部的顶端部的内径为头粗形状。根据该结构，能够用简单的结构形成向切屑引导路径的出口侧倾斜开口的流体供给口。

并且，能够取代设置第1和第2筒状部，在上述上游侧部件和上述下游侧部件中的一个上设置一端与上述入口连通、另一端与上述延长部件连通、纵贯上述流体滞留部地到达上述上游侧部件和上述下游侧部件中的另一个地突出的筒状部；在上述流体滞留部内，在上述筒状部的外周壁上沿圆周方向排列形成多个通孔；该通孔构成上述流体供给口。根据该结构，能够用简单的结构构成切屑引导件。

本发明的车床具备旋转自由地支承工件的主轴和相对于被支承在该主轴上旋转的工件相对地移动、切削加工工件的刀具；作为该刀具搭载了本发明的带切屑引导件的刀具。

由于带切屑引导件的刀具具有先前说明过的作用、效果，因此搭载了该带切屑引导件的刀具的车床能够将切入量少的切削加工中产生的切屑或韧性高的材料构成的工件的切屑在拉伸状态下向远离刀具的工件接触点的位置效率良好地引导，能够防止切屑缠绕在刀具或工件上。

权利要求的范围和/或说明书和/或附图中公开的至少2个结构中的任一个组合都被包含在本发明中。尤其权利要求范围的各请求项的2个以上的任一个组合都被包含的本发明中。

附图说明

本发明从将添加的附图作为参考的以下的优选实施形态的说明应可被更明了地理解。但是，实施形态和附图只是用于图示和说明，不应是为了限定本发明的范围而利用的。本发明的范围由添加的权利要求的范围确定。在添加的附图中，多个附图中的同一部件的编号表示同一部分。

图1为本发明的第1实施形态的带切屑引导件的刀具的透视图；

图2为上述带切屑引导件的刀具的剖视图；

图3为图2的局部放大图；

图4为图2的Ⅳ-Ⅳ线剖视图；

图5为搭载了图1～图4所示的带切屑引导件的刀具的车床的剖切侧视图；

图6为本发明第2实施形态的带切屑引导件的刀具的剖视图；

图7为图6的Ⅶ-Ⅶ线剖视图。

具体实施方式

与图1～图4一起说明本发明的第1实施形态。如图1和图2所示，该带切屑引导件的刀具1具备与旋转的工件W接触进行车削加工的切削刀具2、将该切削刀具2进行的车削加工产生的切屑C（图2）向远离切削刀具2的工件接触部的位置引导的切屑引导件3、以及提供用来将该切屑引导件3的后述切屑引导路径5内的切屑C向出口侧强制排出的流体的强制排出用流体供给机构20。图示例的切削刀具2为由柄部2a和安装在该柄部2a顶端的刀刃部2b构成的切削刀。

切屑引导件3具有固定在切削刀具2的柄部2a上的安装了刀刃部2b的面（图1、图2中为上表面）上的块状的引导件主体4，在该引导件主体4上形成有切屑引导路径5的主体内引导路径5a。切屑引导路径5为截面圆形的孔状，入口6位于切削刀具2的刀刃部2b附近，出口7位于远离刀刃部2b的位置。切屑引导路径5由上述主体内引导路径5a和连接在该主体内引导路径5a的与入口6相反一侧的端部即刀具根部侧的端部、由从引导件主体4突出的管状延长部件8的内径孔构成的主体外引导路径5b构成，在引导件主体4上形成入口6，在延长部件8上形成出口7。

引导件主体4由从切屑引导路径5的入口6侧（上游侧）向刀具根部侧（下侧）排列的4个第1～第4引导件主体构成部件11、12、13、14构成。如图2所示，在第1引导件主体构成部件11中形成有随着从切屑引导路径5的入口6向刀具根部侧前进沿离开切削刀具2的方向（图1、2中为斜上方向）倾斜延伸的主体内引导路径5a的倾斜部5aa。第2和第4引导件主体构成部件12、14分别具有向互相相对的一侧——详细为向第3引导件主体构成部件13的后述中空部延伸的第1和第2筒状部12a、14a，并分别形成有通过这些第1和第2筒状部12a、14a的内部地与切削刀具2平行地贯穿到两侧的主体内引导路径5a的上游侧平行部5ab和下游侧平行部5ac。

第1筒状部12a的根端即上游侧平行部5ab的根端（上游端）通过倾斜部5aa与入口6连通，上游侧平行部5ab的顶端（下游端）与下游侧平行部5ac连通，由这些倾斜部5aa、上游侧平行部5ab和下游侧平行部5ac构成主体内引导路径5a。换言之，用第1和第2引导件主体构成部件11、12形成引导件主体4的上游侧部件，用第4引导件主体构成部件14形成引导件主体4的下游侧部件，用后述的第3引导件主体构成部件13形成引导件主体4的中央部件。也可以将第1和第2引导件主体构成部件11、12形成一体，作为上游侧部件。

上述延长部件8将其根端（上游端）插入第4引导件主体构成部件14，而被固定在引导件主体4上。即，第2筒状部12b的根端——即下游侧平行部5ac的根端（下游端）与延长部件8的主体外引导路径5b连通。另外，图1中忽略了第1和第2筒状部12a、14a的壁厚表示了主体内引导路径5a。

如图2的局部放大图即图3所示，第2引导件主体构成部件12的第1筒状部12a的顶端部12aa采用外径头细的形状，第4引导件主体构成部件14的第2筒状部14a的顶端部14aa采用内径头粗的形状，第1筒状部12a的顶端部12aa的外径面与第2筒状部14a的顶端部14aa的内径面互相具有间隙地相对置。该间隙遍及上游侧平行部5ab与下游侧平行部5ac的边界部内壁面的全周地设置，作为向切屑引导路径5的出口7一侧倾斜开口的流体供给口15。另外，第2引导件主体构成部件12的第1筒状部12a比第4引导件主体构成部件14的第2筒状部14a的内径小，在上游侧平行部5ab与下游侧平行部5ac的边界部形成由第2引导件主体构成部件12的顶端部12aa的顶端面构成的向着出口7一侧的阶梯面12ab。

如图2所示，上述第3引导件主体构成部件13具有在刀具顶端侧和根部侧开口的中空部，在其主体部分13c的两侧具有向内突出的第1和第2凸缘状部13a、13b，这些第1和第2凸缘状部13a、13b分别嵌合到第2引导件主体构成部件12的第1筒状部12a和第4引导件主体构成部件14的第2筒状部14a的外周上。即，第3引导件主体构成部件13的两端连接在第2和第4引导件主体构成部件12、14上。在各第1和第2凸缘状部13a、13b之间的部分即主体部分13c与突出到第3引导件主体构成部件13的中空部的第1和第2筒状部12a、14a之间的切屑引导路径5的周围形成有供流体临时滞留的流体滞留部16。即，第3引导件主体构成部件13的中空部构成流体滞留部16。

该流体滞留部16通过上述流体供给口15与切屑引导路径5的主体内引导路径5a连通。在第3引导件主体构成部件13的主体部分13c的外周壁上设置有使流体滞留部16与引导件主体4的外部连通的连通孔17，该连通孔17的外部侧开口17a通过流体供给管18与强制排出用流体供给源19连通。强制排出用流体供给源19提供例如空气等强制排出用的流体。由流体滞留部16、连通孔17、流体供给管18和强制排出用流体供给源19构成强制排出用流体供给机构20。

该带切屑引导件的刀具1例如图5所示搭载在车床上使用。图示的车床30主视沿左右方向延伸的主轴32通过主轴座33旋转自由地设置在底座31上，尾座（未图示）设置该主轴32的轴心O1的延长线上。工件W一端用设置在主轴32顶端上的卡盘（未图示）把持，另一端由尾座支承。主轴32用由伺服电动机等构成的主轴电动机36通过传动机构37被旋转驱动。

在用主轴32支承工件W的位置的上下分别通过输送台41和升降台42能够移动地设置有转台型刀架43。输送台41进退自由地设置在设置于底座31上的水平的引导第1引导装置31a上，升降台42升降自由地设置在设置于输送台41上的垂直的引导第2引导装置41a上。输送台41和升降台42分别用由伺服电动机或进给丝杠机构构成的驱动装置（未图示）进行水平进退驱动和升降驱动。通过输送台41的进退进行刀架43的相对工件W的轴线方向的进给。并且，通过升降台42的升降进行设置在刀架43上的带切屑引导件的刀具1对工件W的切入量的调整。

刀架43为呈多边形的在外周部有多个刀具安装部43a的转台刀架，绕与主轴32的轴心O1平行的旋转轴O2旋转自由。刀具安装部43a既可以是刀架43的一部分，也可以是与刀架43分开另外设置的刀具保持器。各刀具安装部43a上分别安装着带切屑引导件的刀具1。通过用未图示的分度驱动机构使刀架43绕旋转轴O2旋转，被安装在各刀具安装部43a上的多个带切屑引导件的刀具1中的任意的带切屑引导件的刀具1被分度到确定了的加工位置上。在图示例的情况下，对于上面的刀架43旋转轴O2正下方的位置为加工位置，对于下面的刀架43旋转轴O2的正上方为加工位置。

该车床30整体用机体盖45覆盖，该机体盖45内设置了主轴座33和刀架43的空间成为加工区域Q。该加工区域Q的底面整个形成在倾斜面的漏斗状部46上，一端47a位于该漏斗状部46的底面的开口（未图示）部分下面的切屑输送装置47通过贯穿底座31下面的前后的空间向车床的后方延伸。加工区域Q的前面能够用设置在机体盖45上的开闭门48开闭，在该开闭门48上设置有辅助相对主轴32的工件W的搬入搬出的搬入搬出辅助机构49。

该车床30用支承在刀架43上的带切屑引导件的刀具1的切削刀具2对旋转自由地支承在主轴32上的工件W进行切削加工。该切削加工时使图2所示的强制排出用流体供给机构20的强制排出用流体供给源19处于驱动状态。由此，来自强制排出用流体供给源19的流体在通过流体供给管18和连通孔17提供给临时流体滞留部16后，从流体滞留部16通过流体供给口15提供给切屑引导路径5内。由于设置有流体滞留部16，因此从流体供给口15提供给切屑引导路径5内的流体的压力和流量稳定。

由于流体供给口15向切屑引导路径5的出口7一侧倾斜，因此所提供的流体流到切屑引导路径5的出口7一侧。并且，由于在设置了流体供给口15的上游侧平行部5ab与下游侧平行部5ac的边界部形成有向着出口7一侧的阶梯面12ab，因此是从流体供给口15提供给切屑引导路径5内的流体向入口6一侧流动难的结构。利用上述流体的流动在切屑引导路径5的入口6一侧产生负压，由切削产生的切屑C从位于刀刃部2b附近的入口6被吸入到切屑引导路径5内。被吸入的切屑C边被拉伸边与流体一起被搬送，从出口7被排出。由此，防止切屑C缠绕在切削刀具2或工件W上。

由于流体供给口15遍及切屑引导路径5内壁全周地设置，因此流体沿切屑引导路径5的内壁面流动，其流速在圆周方向的各部位为相同的程度。即，流体的流动成为沿着切屑引导路径5的内壁面的整流。由此，能够获得切屑引导路径5的入口6处的大的吸引力和切屑引导路径5内的大的搬送力。结果，即使少的流体供给量也能够将切屑C确实并且稳定地向出口7一侧引导。切屑C撞击切屑引导路径5的内壁面的情况少，不容易引起切屑C的钩挂。并且，如果流体的流动是沿切屑引导路径5的内壁面的整流的话，则拉伸切屑C的作用大，被排出后的切屑C的处理是容易的。

图6和图7表示本发明的第2实施形态。该带切屑引导件的刀具1与上述第1实施形态的不同点是流体供给口15分散在切屑引导路径5的内壁面的圆周方向多个地方开口。在图示例的情况下，第4引导件主体构成部件14没有筒状部，第2引导件主体构成部件12的第1筒状部12a纵贯流体滞留部16延伸到与第4引导件主体构成部件14相接的位置，在该第1筒状部12a的外周壁上形成有由沿圆周方向排列的多个通孔构成的流体供给口15。即，第1筒状部12a的根端（上游端）通过倾斜部5aa与入口6连通，顶端（下游端）与延长部件8的主体外引导路径5b连通，第1筒状部12a的大部分位于流体滞留部16的内部。除此以外是与上述第1实施形态为相同的结构。另外，也可以取消第2引导件主体构成部件12的筒状部，在第4引导件主体构成部件14上形成延伸到与第2引导件主体构成部件12相接的位置的筒状部。

即使是该结构，从流体供给口15提供给切屑引导路径5内的流体也沿切屑引导路径5的内壁面流动，其流速在圆周方向的各部位为大致相同的程度。因此与第1实施形态一样能够获得切屑引导路径5的入口6处的大的吸入力和切屑引导路径5内的大的搬送力，能够将切屑C确实并且稳定地向出口7一侧引导。并且，拉伸切屑C的作用大。

如上所述，虽然参照附图说明了本发明的优选实施形态，但在不脱离本发明的意旨的范围内种种追加、变更或删除是可能的。因此，这样的形态也包含在本发明的范围内。

标记的说明

1．带切屑引导件的刀具；2．切削刀具；2b．刀刃部；3．切屑引导件；5．切屑引导路径；6．入口；7．出口；15．流体供给口；16．流体滞留部；20．强制排出用流体供给机构；30．车床；32．主轴；C．切屑；W．工件

Claims (7)

1.一种带切屑引导件的刀具，具备：具有与工件接触的刀刃部的切削刀具；具有入口位于上述刀刃部的附近、出口位于远离上述刀刃部的位置的孔状切屑引导路径的切屑引导件；从上述切屑引导路径的中途部位向出口一侧提供流体的强制排出用流体供给机构；

上述强制排出用流体供给机构在上述切屑引导路径的内壁面上具有向该切屑引导路径的出口一侧倾斜地开口的流体供给口，使该流体供给口为在切屑引导路径的内壁面圆周方向的整个区域开口的形状或者为在分散于圆周方向的多个地方开口的形状。

2.如权利要求1所述的带切屑引导件的刀具，上述强制排出用流体供给机构在上述切屑引导路径的周围与上述流体供给口连通地设置有使流体临时滞留的流体滞留部，将流体提供给上述流体滞留部。

3.如权利要求2所述的带切屑引导件的刀具，上述切屑引导件由被固定在上述切削刀具上、设置了上述流体滞留部的引导件主体和被安装在该引导件主体上的延长部件构成；

在上述引导件主体上形成有上述入口，在上述延长部件上形成有上述出口。

4.如权利要求3所述的带切屑引导件的刀具，上述引导件主体具有：形成有上述入口的上游侧部件；具有形成上述流体滞留部的中空部的中央部件；以及，连接上述延长部件的下游侧部件；

上述中央部件两端被分别连接在上述上游侧部件和下游侧部件上，在上述中空部的外周壁上形成有向上述流体滞留部提供上述流体的连通孔；

在上述上游侧部件上设置有与上述入口连通、从上述上游侧部件向着流体滞留部突出的第1筒状部，在上述下游侧部件上设置有与上述延长部件连通、从上述下游侧部件向着流体滞留部突出的第2筒状部；

在上述流体滞留部内，第1筒状部的顶端部的外径面与第2筒状部的顶端部的内径面介有间隙地相对置；

该间隙构成上述流体供给口。

5.如权利要求4所述的带切屑引导件的刀具，第1筒状部的顶端部的外径为头细形状，第2筒状部的顶端部的内径为头粗形状。

6.如权利要求3所述的带切屑引导件的刀具，上述引导件主体具有：形成有上述入口的上游侧部件；具有形成上述流体滞留部的中空部的中央部件；以及，连接上述延长部件的下游侧部件；

上述中央部件两端分别被连接在上述上游侧部件和下游侧部件上，在上述中空部的外周壁上形成有向上述流体滞留部提供上述流体的连通孔；

在上述上游侧部件和上述下游侧部件中的一个上设置有一端与上述入口连通、另一端与上述延长部件连通、纵贯上述流体滞留部到达上述上游侧部件和上述下游侧部件中的另一个地突出的筒状部；

在上述流体滞留部内，在上述筒状部的外周壁上沿圆周方向排列形成有多个通孔；

该通孔构成上述流体供给口。

7.一种车床，具备旋转自由地支承工件的主轴和相对于被支承在该主轴上旋转的工件相对地移动、切削加工工件的刀具；作为该刀具搭载了权利要求1所述的带切屑引导件的刀具。

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