JP2006123063A - 切削加工方法及び回転切削工具 - Google Patents

Abstract

【課題】パンチプレスに装着して使用する回転切削工具及び切削加工方法を提供する。
【解決手段】パンチプレス１に着脱可能な回転切削工具２１によって板状のワークＷの切削加工を行う切削加工方法であって、パンチプレス１に備えたワーク移動位置決め手段１１によって、回転切削工具２１に対してワークＷをＸ，Ｙ方向へ移動すると共に、パンチプレス１に上下動自在に備えたストライカ１３によって回転切削工具２１を上下動する切削加工方法である。そして、パンチプレスに着脱可能な回転切削工具であって、パンチプレス１における上型ホルダ５に対して装着される筒状のホルダ２９内に、流体圧モータ３５の駆動によって回転される回転軸４７を備え、この回転軸４７の先端部に、切削工具５７を着脱可能な工具保持手段５５を備え、流体圧モータ３５から排出された流体を切削工具５７の位置へ導くための流体通路６５を、筒状のホルダ２９内に備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばタレットパンチプレス等のごときパンチプレスに装着して使用される回転切削工具及び当該回転切削工具を使用しての切削加工方法に関する。

タレットパンチプレス等のごときパンチプレスにおいては、板状のワークに打抜き加工を行うことが主な加工である。しかし、例えば打抜き加工後の穴の精度向上を図るためや、内抜き加工後の穴にタッピング加工を行うなど、種々の切削加工を行うことを目的として、パンチプレスに装着して使用する回転切削工具が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
米国特許公報第５２５９１００号明細書 特開平６−１５５２０２号公報

前記特許文献１に記載の発明は、タレットパンチプレスにおける上部タレットに装着した回転切削工具を、前記タレットパンチプレスに上下動自在に備えたストライカ（ラム）によって押圧下降し、かつ前記回転切削工具に備えた流体圧モータに作動流体を供給し回転することにより、前記回転切削工具に備えた回転軸を回転する構成である。すなわち、流体圧モータによって回転軸を回転し、この回転軸に取付けた切削工具を単に回転するに過ぎないものであり、例えば切削工具を冷却して工具の長寿命化を図るには問題がある。

前記特許文献２に記載の発明においては、電動モータによって回転切削工具に備えた回転軸を回転し、前記電動モータの冷却に使用したオイルミストを切削工具に導いて、切削工具の冷却を行う構成である。したがって、切削工具の冷却を行うことはできるものの、伝動モータを駆動するための電気系の配線構成が複雑になるという問題がある。

本発明は、前述のごとき問題に鑑みてなされたもので、パンチプレスに着脱可能な回転切削工具によって板状のワークの切削加工を行う切削加工方法であって、パンチプレスに備えたワーク移動位置決め手段によって、前記回転切削工具に対してワークをＸ，Ｙ方向へ移動すると共に、前記パンチプレスに上下動自在に備えたストライカによって前記回転切削工具を上下動することを特徴とするものである。

また、パンチプレスに着脱可能な回転切削工具であって、パンチプレスにおける上型ホルダに対して装着される筒状のホルダ内に、流体圧モータの駆動によって回転される回転軸を備え、この回転軸の先端部に、切削工具を着脱可能な工具保持手段を備え、前記流体圧モータから排出された流体を前記切削工具の位置へ導くための流体通路を、前記筒状のホルダ内に備えていることを特徴とするものである。

また、パンチプレスに着脱可能な回転切削工具であって、パンチプレスにおける上型ホルダに対して装着される筒状のホルダ内に、流体圧モータの駆動によって回転される回転軸を備え、この回転軸の先端部に、切削工具を着脱可能な工具保持手段を備え、前記流体圧モータから排出された流体を前記切削工具の位置へ導くための流体通路を、前記筒状のホルダ内に備え、パンチプレスにおける下型ホルダに対して装着されるワーク支持部材に、前記切削工具が進入可能な開口部を備え、この開口部より断面積が小さな排出穴を前記開口部に連通して備えていることを特徴とするものである。

本発明によれば、パンチプレスに装着して使用する回転切削工具の長寿命化を図ることができるものである。

以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明するに、理解を容易にするために、パンチプレスの一例としてのタレットパンチプレスの全体的構成について概略的、概念的に説明する。

図３を参照するに、パンチプレスの一例としてのタレットパンチプレス１は、複数のパンチ３を支持する上型ホルダ５としての上部タレットを回転自在に備えていると共に、前記パンチ３と対向する複数のダイ７を支持する下型ホルダ９としての下部タレットを回転自在に備えている。さらにタレットパンチプレス１は、前記パンチ３とダイ７によって加工される板状のワークＷを、パンチ３、ダイ７による加工位置に対してＸ，Ｙ軸方向へ移動位置決め自在なワーク移動位置決め手段１１を備えている。

さらに、パンチプレス１は、加工位置に割出し位置決めされた前記パンチ３を打圧自在なストライカ１３を上下動するための例えば流体圧シリンダ、ボーネジ機構等のごときラム上下動用アクチュエータ１５を備えている。そして、前記ストライカ１３は、接続路１７を介してエアー源等のごとき流体圧源１９と接続してあり、前記接続路１７には、オイルタンク２０内のオイルを吸引するように、前記オイルタンク２０と接続したエジェクタ２２が配置してある。

なお、前記構成のごときパンチプレスは周知であるから、パンチプレスのより詳細な説明は省略する。

本発明に係る回転切削工具は、前記パンチ３と同様に上型ホルダ５に装着して使用されるもので次のように構成してある。

図１を参照するに、本実施形態に係る回転切削工具２１は、前記パンチ３と同様に、上型ホルダ５に形成した上型装着孔２３内に着脱交換可能かつ上下動自在に支承されている。すなわち、前記上型装着孔２３の周囲の複数箇所には、前記回転切削工具２１を支持する支持駒２５が上下動自在に備えられており、各支持駒２５は、リフタースプリング２７によって常に上方向へ付勢されている。なお、上記支持駒２５やリフタースプリング２７は、周知の構成であるから、より詳細な構成や作用についての説明は省略する。

前記回転切削工具２１は、前記上型装着孔２３に対して着脱可能な円筒形状のホルダ２９を備えている。上記ホルダ２９は、筒状の上部ホルダ２９Ｕと下部ホルダ２９Ｌとを、連結具３１によって一体的に連結した構成であって、この連結具３１が前記支持駒２５に支持されている。より詳細には、前記連結具３１は、下部ホルダ２９Ｌに対して回転自在かつ上方向へ抜け出し不能に嵌合したナット部材よりなるものであって、このナット部材に、前記上部ホルダ２９Ｕの下端部が螺合してある。

回転切削工具２１における前記上部ホルダ２９Ｕの上部には、パンチプレス１における前記ストライカ１３によって下方向へ押下されるヘッド部材３３が上下動自在に備えられている。すなわち、前記上部ホルダ２９Ｕ内に上下動自在に嵌入したエアーモータ等のごとき流体圧モータ３５と前記ヘッド部材３３は一体的に連結してある。そして、前記ヘッド部材３３と上部ホルダ２９Ｕとの間には、例えばコイルスプリング等のごとき弾性手段３７が介在してあって、ヘッド部材３３は常に上方向へ押圧付勢されている。しかし、上記ヘッド部材３３の上昇位置はガイドボルト等のごとき規制部材３９によって制限されている。

前記ヘッド部材３３には、前記ストライカ１３に備えた流体供給孔１３Ｈと接続自在な流体入口４１が備えられており、この流体入口４１にはＯリング等のごときシール部材４３が備えられている。そして、前記ヘッド部材３３には、前記流体入口４１から前記流体圧モータ３５に至る流体通路４５が形成してある。

前記流体圧モータ３５は、通常のエアーモータと同様に、圧縮エアーなどのごとき作動流体の供給を受けることにより回転される回転軸４７を回転自在に備えている。さらに前記流体圧モータ３５には、前記下部ホルダ２９Ｌ内に上下動可能に嵌入したスリーブ４９の上端部が一体的に連結してあり、このスリーブ４９内にボールベアリング等のごとき軸受５１を介して回転自在に支持された回転スリーブ５３の上端部と前記回転軸４７は、連結ピン５５を介して一体的に回転するように連結してある。

前記回転スリーブ５３は回転軸４７と一体的に回転するように連結してあるので、回転軸４７の一部と見做すことができる。この回転スリーブ５３の下端部には、工具保持手段の一例として、例えばコレットチャック等のごときチャック５５が取付けてある。したがって、回転切削工具２１に対しては、例えばリーマ、エンドミルなどのごとき適宜の切削工具５７を着脱交換することができるものである。

前記下部ホルダ２９Ｌの下端部には、前記切削工具２７を囲繞するようにリング状のキャップ部材５９がボルト等のごとき取付具６１を介して着脱可能に取付けてある。このキャップ部材５９の下面には、前記切削工具５７によって切削された切粉が周囲に飛散することを防止するための切粉飛散防止手段６３が設けられている。上記切粉飛散防止手段６３としては、前記切削工具５７を囲繞するように環状にブラシを配置した構成や、環状のジャバラ或は環状のへら部材を設けた構成など、種々の構成を採用することができる。

前記流体圧モータ３５へ供給された作動流体は、流体圧モータ３５における前記回転軸４７を回転させた後、流体圧モータ３５と上部ホルダ２９Ｕの内周面との間の環状の流体通路６５へ排出される構成である。上記流体通路６５の上部側はＯリング等のごときシール部材６７によって閉止してある。そして、前記流体通路６５の下部側は、前記スリーブ４９に設けた放射方向の貫通孔６９に連通してある。すなわち、前記流体圧モータ３５から排出された流体を、前記流体通路６５から貫通孔６９を経てスリーブ４９内の軸受５１部分を通過して前記チャック５５に保持されている切削工具５７の位置へ導くように構成してある。

前記回転切削工具２１によってワークＷの切削加工を行うときにワークＷを支持するワーク支持部材７１が、前記回転切削工具２１に対向して下型ホルダ９上に着脱交換可能に装着してある。すなわち、前記ワーク支持部材７１の外形は前記ダイ７と同様な形状であって、前記下型ホルダ９に備えたダイ装着孔に着脱可能に装着してある。

前記ワーク支持部材７１の上部には、ワークＷの切削加工時に前記切削工具５７の下端部が進入可能な比較的大きな開口部７３が形成してあり、この開口部７３の下側には、開口部７３の断面積よりも断面積が小さな（小径の）排出穴７５が形成してある。そして、前記排出穴７５には、小径の外気吸引孔７６が排出方向（下方向）を指向するように傾斜して連通してある。

上記ワーク支持部材７１の上面の複数箇所には、当該ワーク支持部材７１の上面から僅かに浮かした状態にワークＷを支持するための回転自在なボール又はブラシ等よりなる突出支持部材７７が備えられている。さらに、前記ワーク支持部材７７の下面には、前記排出穴７５とほぼ同径の穴７９を備えた補助ブロック８１が取付けてある。なお、前記下型ホルダ９の下方位置には、前記ワーク支持部材７１の開口部７３，排出穴７５，穴７９内を負圧にするための吸引装置（図示省略）が配置してある。

以上のごとき構成において、前記回転切削工具２１をストライカ１３の下方位置に割出し位置決めした状態において、ラム上下動用アクチュエータ１５を作動してストライカ１３を下降し、ストライカ１３を回転切削工具２１のヘッド部材３３に当接すると共に、流体圧源１９から圧縮空気をストライカ１３へ供給すると、オイルタンク２０内のオイルが吸引されて、オイルミストとなってストライカ１３へ供給されることになる。そして、ストライカ１３の流体供給孔１３Ｈから回転切削工具２１の流体圧モータ３５へ前記オイルミスト（作動流体）を供給すると、流体圧モータ３５の回転軸４７が回転され、切削工具５７が回転される。

前述のごとく、回転切削工具２１のヘッド部材３３にストライカ１３が当接した後、ストライカ１３をさらに下降すると、先ず、リフタースプリング２７の付勢力に抗して回転切削工具２１全体が下降される。そして、切削工具５７がワークＷの切削すべき位置に対応すると共にブラシ等よりなる切粉飛散防止手段６７がワークＷの上面に当接してワークＷの上面に押圧されると、ホルダ２９の下降が停止され、弾性手段３７の付勢力に抗してヘッド部材３３が相対的に下降される。

上述のようにヘッド部材３３がホルダ２９に対して相対的に下降されると、切削工具５７が一体的に下降され、切削工具５７の下端部はワーク支持部材７１の開口部７３内へ進入するようになる。このように、切削工具５７を下降した状態において、パンチプレス１に備えたワーク移動位置決め手段１１によってワークＷを、切削工具５７に対してＸ，Ｙ方向へ移動することにより、例えば、ワークＷにニブリング加工した輪郭部分を切削加工（エンドミルによる切削加工）することができ、加工面をより高精度に加工することができるものである。なお、切削工具としてリーマを使用するときには、パンチ３によって加工した穴の内面を高精度に加工することができるものである。

前述のごとく、切削工具５７によってワークＷの切削加工を行うとき、前記ラム上下動用アクチュエータ１５によってストライカ１３を上下動し、切削工具５７を上下動し乍ら切削加工を行うことにより、切削工具５７が例えばエンドミルの場合、切削工具５７における刃部の全体が切削加工に寄与することとなり、一部のみが摩耗することを防止できる。したがって、切削工具５７の長寿命化を図ることができるものである。

また、前述のごとく、切削工具５７によってワークＷの切削を行うとき、流体圧モータ３５から排出されたオイルミスト等の作動流体は、流体通路６５から軸受５１の部分を通過して切削工具５７に至るので、軸受５１の潤滑，冷却が行われると共に切削工具５７の冷却が行われる。したがって、軸受５１，切削工具５７の長寿命化を図ることができるものである。

さらに、前記切削工具５７の切削加工によって生じた切粉は、切粉飛散防止手段６３によって周囲への飛散が防止されると共に、吸引手段による吸引力がワーク支持部材７１における開口部７３に作用して切粉を吸引除去するので、切粉の周囲の飛散防止が効果的に行われる。そして、前記ワーク支持部材７１には、排出穴７５に連通した外気吸引孔７６が傾斜して設けてあるので、前記排出穴７５内の切粉の排出が効果的に行われると共に、前記開口部７３が仮に閉じられた場合であっても、前記外気吸引孔７６から吸引される空気により、排出穴７５内に排出方向への流体の流れを確保することができ、目詰まりを生じるようなことがないものである。

図２は、第２実施形態を示すものである。この第２実施形態においては、前記ヘッド部材３３に設けた流体入口４１から分岐した分岐路８３を形成し、この分岐路８３を介して流体の一部を前記切削工具５７側へ導く構成としたものである。なお、前記分岐路８３として、ボルトのごとき規制部材３９を通過するように図示したが、前記分岐路８３としては、流体圧モータ３５を回避した通路であれば、どのような通路でもよいものである。上記構成においても、前述同様に軸受５１，切削工具５７の冷却を行うことができ、同様の効果を奏し得るものである。

また、第２の実施形態においては、前記流体入口４１から前記流体圧モータ３５に至る流体通路４５の途中に、流量制御手段の一例として、例えばニードルバルブ等のごとき絞り調整弁８５が備えられている。したがって、この絞り調整弁８５を調整して、流体圧モータ３５へ供給する作動流体の流量を制御することができる。よって、ワークＷの材質や切削工具５７の材質，径等によって流体圧モータ３５の回転速度を調整でき、切削条件を常に適正に設定することが可能なものである。

なお、本発明は前述のごとき実施形態に限ることなく、種々の変更を行うことにより、他の実施形態でも実施可能である。すなわち、流体圧モータ３５へ供給する作動流体の流体通路と軸受，切削工具側へ流体を導くための流体通路を予め別々に構成し、それぞれ別個に作動流体を流す構成とすることも可能である。また、軸受への流体通路と切削工具への流体通路を別個にすることも可能である。すなわち、本発明は種々の変更形態でもって実施可能なものである。

本発明の実施形態に係る回転切削工具の断面説明図である。 回転切削工具の第２の実施形態に係る主要部分のみを図示した断面説明図である。 パンチプレスの一例としてのタレットパンチプレスの全体的構成を概略的に示した説明図である。

符号の説明

１ タレットパンチプレス
５ 上型ホルダ（上部タレット）
９ 下型ホルダ（下部タレット）
１１ ワーク移動位置決め手段
１３ ストライカ
１３Ｈ 流体供給孔
１５ ラム上下動用アクチュエータ
２１ 回転切削工具
２９ ホルダ
２９Ｕ 上部ホルダ
２９Ｌ 下部ホルダ
３３ ヘッド部材
３５ 流体圧モータ
４１ 流体入口
４５ 流体通路
４７ 回転軸
５１ 軸受
５５ チャック
５７ 切削工具
６３ 切粉飛散防止手段
６５ 流体通路
７１ ワーク支持部材
７３ 開口部
７５ 排出穴
７６ 外気吸引孔
７９ 穴
８３ 分岐路
８５ 絞り調整弁

Claims (10)

1. パンチプレスに着脱可能な回転切削工具によって板状のワークの切削加工を行う切削加工方法であって、パンチプレスに備えたワーク移動位置決め手段によって、前記回転切削工具に対してワークをＸ，Ｙ方向へ移動すると共に、前記パンチプレスに上下動自在に備えたストライカによって前記回転切削工具を上下動することを特徴とする切削加工方法。
2. パンチプレスに着脱可能な回転切削工具であって、パンチプレスにおける上型ホルダに対して装着される筒状のホルダ内に、流体圧モータの駆動によって回転される回転軸を備え、この回転軸の先端部に、切削工具を着脱可能な工具保持手段を備え、前記流体圧モータから排出された流体を前記切削工具の位置へ導くための流体通路を、前記筒状のホルダ内に備えていることを特徴とする回転切削工具。
3. 請求項２に記載の回転切削工具において、前記流体通路は、前記回転軸を回転自在に支持する軸受部にも導かれていることを特徴とする回転切削工具。
4. 請求項２または３に記載の回転切削工具において、前記筒状のホルダの先端側で前記切削工具の周囲に、前記切削工具によって切削された切粉の飛散を防止するための切粉飛散防止手段を備えていることを特徴とする回転切削工具。
5. パンチプレスに着脱可能な回転切削工具であって、パンチプレスにおける上型ホルダに対して装着される筒状のホルダ内に、流体圧モータの駆動によって回転される回転軸を備え、この回転軸の先端部に、切削工具を着脱可能な工具保持手段を備え、前記流体圧モータから排出された流体を前記切削工具の位置へ導くための流体通路を、前記筒状のホルダ内に備え、パンチプレスにおける下型ホルダに対して装着されるワーク支持部材に、前記切削工具が進入可能な開口部を備え、この開口部より断面積が小さな排出穴を前記開口部に連通して備えていることを特徴とする回転切削工具。
6. 請求項５に記載の回転切削工具において、前記ワーク支持部材に備えた前記排出穴に対して、外気吸引孔が排出方向を指向するように傾斜して連通してあることを特徴とする回転切削工具。
7. 請求項２〜６のいずれかに記載の回転切削工具において、回転切削工具のヘッド部に備えた流体入口から前記流体圧モータに至る流体通路の途中に、流体の一部を前記切削工具の位置へ導くための流体通路が分岐接続してあることを特徴とする回転切削工具。
8. 請求項２〜７のいずれかに記載の回転切削工具において、前記流体圧モータに至る流体通路の途中に、前記流体圧モータへ流入する流体の流量を制御するための流量制御手段を備えていることを特徴とする回転切削工具。
9. パンチプレスにおける上型ホルダに対して回転切削工具を装着してワークの切削を行うときに、前記回転切削工具に対向して下型ホルダに対して装着されるワーク支持部材であって、当該ワーク支持部材の上部に備えた開口部の断面積よりも小さな断面積の排出口を、前記開口部に連通して備えていることを特徴とするワーク支持部材。
10. 請求項９に記載のワーク支持部材において、前記ワーク支持部材に備えた前記排出穴に対して、外気吸引用が排出方向を指向するように傾斜して連通してあることを特徴とするワーク支持部材。

Images