JP2007062006A - バイトとそれを用いた櫛刃型旋盤 - Google Patents

Abstract

【課題】バイトの設置本数を増加させずに櫛刃型旋盤の加工機能を増加させられるようにして、旋削加工での生産性の向上と作業の手間の削減、設備の削減を図ることを課題としている。
【解決手段】櫛刃型旋盤の刃物台に取り付けて使用するバイト１を、１本のシャンク２に、クランプ手段１０によって個々に固定される複数の刃具６を設け、その複数の刃具６のうち、少なくとも１つ、例えば、刃具６_−１がシャンクのヘッド部３の側面または端面に設けられた座部４に装着される構造にした。
【選択図】図１

Description

この発明は、１本のシャンクに選択的あるいは複合的に使用する複数の刃具を備えさせたバイト（複合バイト）と、そのバイトを１組の刃物台に並列配置にして備えさせた櫛刃型旋盤に関する。

シャンクの先端にスローアウェイチップなどの刃具を装着したバイトは、外径倣い加工、内径加工、内外径の溝入れ加工、面取り加工と言った種々の加工に利用されている。そのバイトの複数本を刃物台に並列配置にして取付けた櫛刃型旋盤と称される小型の旋盤がある。この櫛刃型旋盤は、種類の異なるバイトで同一ワークに種々の加工を施すことができ、ワークの掴み変えを行わずに複雑な製品形状に対応することができる。

その櫛刃型旋盤が、例えば、下記特許文献１に開示されている。同文献の旋盤は、複数種類のシャンクサイズの小さいバイトを段付き刃物台に狭い間隔で並列に装着している。各バイトは、１本のシャンクに１個の刃具を装着した単機能の一般的なバイトであり、シャンクのヘッド部の側面にチップ座を設けてそのチップ座にスローアウェイチップなどの刃具をクランプねじで固定している。

特許文献１が開示している櫛刃型旋盤は、単機能のバイトを使用しているので、加工機能(加工の種類)を増やそうとすると機能数と同数のバイトが必要になる。しかしながら、旋盤に取り付けることができるバイトの本数は限られている。このために、要求される加工機能数が装備したバイトの本数よりも多くなるときには、複数台の旋盤で加工領域を分けて加工するか、または、刃物台に取付けたバイトを交換して対応する必要があり、バイト交換やワーク付け変えの時間がロス時間となって生産性が低下したり、設備が増加したりする不具合があった。

また、加工機能を増やすために、１つのバイトに対して複数の刃具を並べて取り付けることが考えられるが、これは複数の刃具を並べた分バイト幅が大きくなるため、刃具の取り付け・交換のためのスペースを確保できない。特に、刃物台が小型である場合は、その刃物台で保持可能なシャンクの大きさが制約されるため、複数の刃具を取り付けるためのスペースを十分に確保できないという問題があった。
特許第３２８６８３６号公報(段落００３０及び図２９)

この発明は、バイトの設置本数を増加させずに櫛刃型旋盤などの加工機能を増加させられるようにして、旋削加工での生産性の向上と作業の手間の削減、設備の削減を図ることを課題としている。

上記の課題を解決するため、この発明においては、１本のシャンクに複数の刃具を装着してバイトを複合機能のバイトにした。また、シャンクに装着する複数の刃具のうち、少なくとも１つを、シャンクのヘッド部の側面または端面に設けられた座部に装着した。
なお、前記座部は、ヘッド部の側面や端面を部分的に落ち込ませて形成される溝形状の
座のほかに、ヘッド部の側面や端面に穴をあけ、その穴に刃具の取り付け部を挿入するような座であってもよい。要は、刃具をヘッド部の側面や端面から着脱できる座であればよい。

このバイトは、後に実施例に挙げるように刃具取り付けの形態が種々考えられるが、どのような取り付け方をするものも、各刃具のクランプ手段によるシャンクへの固定を、全て同一方向かつ上下いずれかの方向から行う構造にすると好ましい。

また、シャンクに装着する刃具は、外径倣い加工用チップ、内径加工用チップ、センター穴ドリル、内径溝入れ用チップ、外径溝入れ用チップ、面取り加工用チップ、ドリルなどが考えられ、これらの中から選ばれた任意の２個のチップまたはドリルをヘッド部に設けられた２箇所の座部に装着したバイトが好ましい。

この発明では、上記のバイトを使用した旋盤などの加工機も併せて提供する。その際、バイトを並列配置にして１組の刃物台に複数本備えさせて構成した櫛刃型旋盤に適用した場合に大きな効果を有する。

この発明のバイトは、１本のシャンクに複数個の刃具を具備させたので、シャンク１本当たりの刃具数をｎ個と考えたとき、刃物台に取り付けるバイトの本数を増やさずに加工機（旋盤）の加工機能をｎ倍に増加させることができる。

また、工程変更の際に、従来は使用バイトを入れ替えるためにバイトの設置ピッチ相当分刃物台を移動させる必要があったが、この発明のバイトを使用すれば同一シャンクに取り付けた複数の刃具の入れ替えについては刃具間ピッチ相当量の移動で済み、加工のサイクルタイムの短縮が可能になって、生産性のさらなる向上につながる。

さらに、同一シャンクに装着する刃具のうち、少なくとも１つをシャンクのヘッド部の側面または端面に設けられた座部に装着してシャンクのヘッド部の幅が増加することを抑えており、刃物台に対するバイトの取り付けピッチも大きくならない。

なお、各刃具のクランプ手段によるシャンクへの固定を、全て同一方向かつ上下いずれかの方向から行うようにしたものは、刃物台からバイトを外さずに刃具を交換することができ、また、各クランプ手段の操作を同じ位置で行えるため、交換時の作業性にも優れる。

この発明の櫛刃型旋盤は、刃具数を複数にして加工機能数を増やしたバイトを使用しているので、従来は数台の旋盤で行っていた加工を１台の旋盤で行うこと、あるいは、全加工を１台の旋盤で行うときに従来必要としたバイト交換を不要となすことが可能であり、設備の減少、生産性の向上が図れる。

以下、この発明のバイトと旋盤の実施形態を、添付図面の図１〜図２１に基づいて説明する。図１〜図５は第１実施形態のバイトを示している。このバイト１は、シャンク（ホルダ)２のヘッド部３に座部４，５を設け、その座部４，５にそれぞれ刃具６，６を装着して構成されている。なお、２つの刃具は、説明の便宜上、両者を識別するための記号を付加して６_−１，６_−２として表す。

座部４は、ヘッド部３の片側の側面に設けられている。この座部４は、ヘッド部３の片側の側面と前面と上面の３面に開放しており、また、垂直な座底４ａと、その座底４ａに鋭角に交わる座壁４ｂを有しており、その座底４ａと座壁４ｂで刃具６_−１を位置決めして支える。

また、座部５は、ヘッド部３の座部４を設けた側とは反対側の上面のコーナ部に設けられている。この座部５は、水平な座底５ａと、その座底５ａの縁から起立する鋭角の交差角を持った２つの座壁５ｂを有する座にしており、上面と前面の２面に開放したこの座部５の座底５ａと座壁５ｂで刃具６_−２を位置決めして支える。

例示の刃具６_−１，６_−２は、どちらもスローアウェイチップである。例示の刃具６_−１は、内径加工用のチップであって、側面視が略平行四辺形の取り付け部７の前方に細長い軸方向突出部８を設け、さらに、その軸方向突出部８の先端に側方に向けて所定量突出した刃部９を設けている。取り付け部７は上部にテーパ面７ａを有しており、そのテーパ面７ａをクランプ手段１０の押え金１０ａで加圧して座部４に刃具６_−１を固定するようにしている。押え金１０ａの締め付けは、図示の所謂Ｗねじ１０ｂなどによってなされる。この刃具６_−１は、Ｗねじ１０ｂを緩めてヘッド部３の前方から座部４に抜き差しする。クランプ手段１０による固定、即ちＷねじ１０ｂの操作を上側から行うので、バイト１を刃物台から外さずに刃具６_−１の着脱を行うことができる。

例示の刃具６_−２は、外径倣い加工用のチップであって、菱形のポジティブチップを採用している。この刃具６_−２は、中心の孔に通してシャンク２にねじ込んだクランプねじ１０ｃ（これもクランプ手段１０）を締め付けて座部５に固定される。この刃具６_−２は、クランプねじ１０ｃを外して上側から着脱する。なお、刃具６_−１，６_−２の両者を、図のように共にヘッド部３の上部に装着したバイトは、刃具６_−１を使用するときのワーク回転と刃具６_−２を使用するときのワーク回転を逆にして加工を行う。

図６〜図８は、第２実施形態のバイトである。このバイト１Ａは、シャンク２のヘッド部３の両側面に座部４，５を設け、その座部４，５にそれぞれ刃具６_−１，６_−２を装着している。このバイト１Ａのシャンク２に設けた座部４，５は、中心対称形状の同一構造の座部にしており、そこに勝手違いの内径加工用の刃具６_−１，６_−２（どちらも図１のバイトの刃具６_−１と同一構造のチップ）をクランプ手段１０で固定して取り付けている。ここで用いたクランプ手段１０は、既述のＷねじ１０ｂに代えて一般的な締め付けボルト１０ｄを採用しており、その他の構成は、第１実施形態で刃具６_−１の固定に用いたものと変わるところがない。このように、同一シャンクに装着する複数の刃具６_−１，６_−２が同一用途であっても、一方の刃具を荒加工用、他方の刃具を仕上げ加工用として使用すれば、加工機能を増加させる目的が達成される。

図９〜図１１は、第３実施形態のバイトである。このバイト１Ｂは、シャンク２のヘッド部３に設ける座部４，５の位置を下げ、それらの座部４，５に装着する刃具６_−１，６_−２の刃先をシャンク２の軸心Ｃ上に揃えたものである。その他の構成は、第２実施形態のバイトと同じであるので説明を省く。

刃具の組み合わせの他の例を図１２〜図１７に示す。図１２のバイト１Ｃは、センター穴ドリル（刃具６_−１）と内径加工用チップ（刃具６_−２）を組み合わせてシャンク２に取り付けている。また、図１３のバイト１Ｄは、センター穴ドリル（刃具６_−１）と外径倣い加工用チップ（刃具６_−２）を、図１４のバイト１Ｅは、内径溝入れ用のチップ（刃具６_−１）と内径加工用のチップ（刃具６_−２）を、図１５のバイト１Ｆは、内径加工用のチップ（刃具６_−１）と面取り用のチップ（刃具６_−２）を、図１６のバイト１Ｇは、内径加工用のチップ（刃具６_−１）と外径溝入れ用のチップ（刃具６_−２）を、図１７のバイト１Ｈは、内径溝入れ用のチップ（刃具６_−１）と外径溝入れ用のチップ（刃具６_−２）をそれぞれ組み合わせている。このように、同一シャンクに装着する刃具は、加工形態、加工条件の異なるものを任意に組み合わせて用いることができる。なお、図１２のバイト１Ｃと図１３のバイト１Ｄは、シャンク２のヘッド部３に穴をあけてその穴に刃具６_−１を差込み、クランプ手段１０となるクランプねじで刃具６_−１を締付けてヘッド部３に固定しており、ヘッド部３の端面（前面）に開放させて設けた穴が座部４として使用されている。

図１８〜図２０は、この発明のバイトのさらに他の実施形態である。図１８のバイト１Ｉは、シャンク２のヘッド部３の端面（前面）の他側面側に偏った位置と片方の側面に深さ方向を９０°異ならせた座部４、５をそれぞれ設け、その２つの座部４、５に形状の異なる２つの内径加工用チップ（刃具６_−１），（刃具６_−２）をそれぞれ押え金１０ａでクランプして取り付けている。一方の刃具６_−１と他方の刃具６_−２は、軸方向突出部８の取り付け部７からの突出方向を９０°異ならせている。この構造は、スペース的な制約によって他方の刃具６_−２をヘッド部３の側面側から着脱することができないときにも刃具を複数設置できる利点がある。また、刃具６_−１，６_−２の刃先の向きを同方向としているので、両刃具を入れ替えて加工をおこなうときにワークの回転方向を切り替える必要がない。

図１９、図２０のバイト１Ｊもシャンク２のヘッド部３の端面（前面）の他側面側に偏った位置と片方の側面に深さ方向を９０°異ならせた座部４、５をそれぞれ設け、その２つの座部４、５に形状の異なる２つの内径加工用チップ（刃具６_−１），（刃具６_−２）をそれぞれ押え金１０ａでクランプして取り付けている。一方の刃具６_−１と他方の刃具６_−２は、図１８のバイトと同様に、軸方向突出部８の取り付け部７からの突出方向を９０°異ならせている。他方の刃具６_−２はすくい面ｆが上向きになっており、一方の刃具６_−１はそれとは逆にすくい面ｆが下向きになっている。このバイト１Ｊは、刃具６_−１と刃具６_−２の押え金１０ａによるクランプ操作を、相反する方向（シャンク２の上側と下側）から行う必要があるが、刃具６_−１と刃具６_−２の刃先の突出方向とすくい面の向きが正反対になっているので、ワークの回転方向を切り替えずに両刃具を入れ替えて加工を行うことができる。

なお、図２０に示すように、クランプ手段１０をヘッド部３の上面側から操作して着脱する位置と、ヘッド部３の下面側から操作して着脱する位置に刃具６_−１と６_−２を分けて設けるバイトも考えられるが、それよりは、クランプ手段を同じ位置から(例えば上側から)操作して全ての刃具を着脱できるようにしたものが操作性に優れて好ましい。

図２１に、この発明の櫛刃型旋盤の概要を示す。この旋盤１１は、上述したバイト（バ
イト１や１Ａ，１Ｂ・・など)を、例えば、１０ｍｍ〜２０ｍｍ程度の間隔で所要本数並列に配置した刃物台１２と、ワークＷを保持するワークホルダ１３とそのワークホルダ１３を回転させる回転駆動部１４を備えさせて構成する。この旋盤は、複数の刃具を装着したバイトを使用しているので１台の旋盤による加工機能を最低でも従来品の２倍に増加させることが可能である。また、工程(加工内容)変更に伴う使用刃具の変更は、刃具間ピッチＰ相当量刃物台を変位させて同一シャンクに取り付けた複数の刃具の位置を切り替えるだけでよく、単機能のバイトを使用した櫛刃型旋盤に比べれば加工のサイクルタイムを短縮することも可能である。なお、刃具の形態によっては、使用刃具の切り替え前後でワークＷの回転方向を逆にして（実線で示す方向から点線で示す方向に又は点線で示す方向から実線で示す方向にワークの回転方向を切り替えて）加工を行う場合がある。

この発明のバイトの一例を示す平面図 図１のバイトの側面図 図１のバイトの正面図 図１のＸ−Ｘ線に沿った断面図 図１のバイトの斜視図 この発明のバイトの他の例を示す平面図 図６のバイトの側面図 図６のＹ−Ｙ線に沿った断面図 この発明のバイトのさらに他の例を示す平面図 図９のバイトの側面図 図９のＺ−Ｚ線に沿った断面図 刃具の組み合わせの他の例を示す図 刃具の組み合わせのさらに他の例を示す図 刃具の組み合わせのさらに他の例を示す図 刃具の組み合わせのさらに他の例を示す図 刃具の組み合わせのさらに他の例を示す図 刃具の組み合わせのさらに他の例を示す図 この発明のバイトのさらに他の例の要部を示す斜視図 この発明のバイトのさらに他の例の要部を示す斜視図 図１９のバイトの要部の平面図 この発明の旋盤の一例の概要を示す図

符号の説明

１，１Ａ〜１Ｊ バイト
２ シャンク
３ ヘッド部
４，５ 座部
４ａ，５ａ 座底
４ｂ，５ｂ 座壁
６ 刃具
７ 取り付け部
７ａ テーパ面
８ 軸方向突出部
９ 刃部
１０ クランプ手段
１０ａ 押え金
１０ｂ Ｗねじ
１０ｃ クランプねじ
１０ｄ 締め付けボルト
１１ 櫛刃型旋盤
１２ 刃物台
１３ ワークホルダ
１４ 回転駆動部

Claims (4)

1. １本のシャンク（２）に、クランプ手段（１０）によって個々に固定される複数の刃具(６_−１，６_−２・・・)を設け、かつ、その複数の刃具(６_−１，６_−２・・・)のうち、少なくとも１つの刃具(６_−１)を、シャンクのヘッド部(３)の側面または端面に設けられた座部（４）に装着したバイト。
2. 各刃具(６_−１，６_−２・・・)のクランプ手段（１０）による固定を、全て同一方向かつ上下いずれかの方向から行うようにした請求項１に記載のバイト。
3. 前記刃具(６_−１，６_−２・・・)として、外径倣い加工用チップ、内径加工用チップ、センター穴ドリル、内径溝入れ用チップ、外径溝入れ用チップ、面取り加工用チップ、ドリルの中から選ばれた任意の２個のチップまたはドリルをヘッド部（３）の先端の両側に設けられた座部（４，５）に装着した請求項１又は２に記載のバイト。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載のバイト（１）を、並列配置にして１組の刃物台（１２）に複数本備えさせた櫛刃型旋盤。

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