JP2010120156A

JP2010120156A - 切粉案内具付き工具

Info

Publication number: JP2010120156A
Application number: JP2009242572A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Kishimoto; 和也岸本; Yasuhiro Matsukura; 康浩松倉
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2008-10-24
Filing date: 2009-10-21
Publication date: 2010-06-03

Abstract

【課題】詰まりを生じることなく切粉を所望の方向に誘導することができ、連続的な切粉処理が行なえ、切削効率の向上が可能な切粉案内具付き工具を提供する。
【解決手段】この切粉案内具付き工具１は、ワークに接触して旋削加工を行う切削工具２と、この切削工具２に取り付けられる切粉案内具５と、強制排出用流体供給手段６とを備える。切粉案内具５には、切削工具２のワーク接触部近傍を入口７ａとする切粉の誘導路７が形成され、切削工具２による旋削加工で生じる切粉を誘導路７で案内する。強制排出用流体供給手段６は、切粉案内具５の誘導路７内の切粉をこの誘導路７の出口７ｂ側へ強制排出する流体９を誘導路７の入口７ａ側から出口７ｂ側へ流す。
【選択図】図１

Description

この発明は、旋盤等による切削加工に用いる切粉案内具付き工具、特に、延性の高い材料に適した切粉案内具付き工具に関する。

近年、工業製品の大量生産、高性能化に伴い、切削加工においても高効率化、高精度化が求められている。これらの要求を実現するために、切粉の適切な処理や、切削速度の増加が必要とされる。旋削加工において、切粉の処理性、工具寿命、切削抵抗、加工精度は、被削性４項目と呼ばれ、それぞれを改善するための工夫がなされてきた。その中で、切粉の処理性の悪さは、切粉の絡みつき等のため、自動化を阻害する最大の要因である。

例えば、図２２のようにシャフトワークＷを旋削加工する場合、ワークＷがチャック５０とテイルストック５１に挟まれているため、切粉Ｃの逃げ場が無く、ワークＷ、チャック５０、テイルストック５１、切削工具５２に切粉Ｃが絡みつき、連続加工が困難になる。また、無人運転の場合は、ローダハンドでワークＷを正常に掴めず、稼働停止等に至る問題になる。

切粉の処理性の改善のために、一般的には、切粉のカールを強めて破壊、分断させるチップブレーカが使用される。このほかに、切削工具のすくい面にカバーやパイプ等で切粉の中空誘導路を形成するものが提案されている（例えば特許文献１〜３）。

特開昭５２−１４２３７９号公報特開平７−１３６８０５号公報特開平１１−９０７０５号公報

チップブレーカを使用する場合、切粉がある程度の脆弱性を持ち、切粉が流出する力を利用して切粉の曲げによる破壊、分断を生じさせる必要がある。このため、プレス鋼や耐熱合金などのような延性の高い材料の切粉や、延びやすい仕上げの切粉に対しては機能しない場合が多く、切粉の絡みつきや仕上げ面の損傷を引き起こしている。

切削工具のすくい面に、カバーやパイプ等により中空誘導路を形成するものは、切削条件によって切粉の幅、方向、カールが変わることから、切粉が中空誘導路の内壁面などに引っ掛かり、切粉の詰まりが発生し、実用化が困難である。

加工条件を工夫したり、ステップ加工によって切粉の絡みつきを防止することも考えられるが、切粉の絡みつき防止に効果を上げるには限界がある。

この発明の目的は、詰まりを生じることなく切粉を所望の方向に誘導することができ、連続的な切粉処理が行なえ、切削効率の向上が可能な切粉案内具付き工具を提供することである。
この発明の他の目的は、誘導路に対してより効果的に切粉を導くことができるようにすることである。
この発明のさらに他の目的は、切削条件の違い等による、工具の刃先における切粉の発生箇所の位置ずれに対応して、誘導路の入口位置を調整できて、種々の切削条件に応じて、より円滑に切粉の案内が行えるようにすることである。
この発明の他の目的は、切削条件の違い等による、工具の刃先からの切粉の発生方向の違いに対応して、誘導路の方向を調整できて、種々の切削条件に応じて、より円滑に切粉の案内が行えるようにすることである。

この発明の切粉案内具付き工具は、ワークに接触して旋削加工を行う切削工具と、この切削工具に取り付けられてこの切削工具のワーク接触部近傍を入口とする切粉の誘導路を形成し、前記切削工具による旋削加工で生じる切粉を案内する切粉案内具と、前記誘導路内の切粉をこの誘導路の出口側へ強制排出する流体を前記誘導路の入口側から出口側へ流す強制排出用流体供給手段とを設けたものである。

この切粉案内具付き工具は、切粉の誘導路を有する切粉案内具を設けると共に、誘導路内の切粉を出口側へ強制排出する流体を流す強制排出用流体供給手段を設けたため、旋削加工で生じる切粉を、詰まりを生じることなく所望の方向に誘導することができる。また連続的な切粉処理が行なえ、切削効率の向上が可能となる。

前記強制排出用流体供給手段は、前記切粉案内具の前記誘導路の入口と出口の誘導路途中から前記流体を出口側へ供給し、前記入口にこの入口から前記出口に向かう吸気流を発生させるものであっても良い。
このように、前記流体を誘導路途中から流体を出口側へ供給し、前記入口から出口に向かう吸気流を発生させるようにした場合、切削工具のワーク接触点で発生した切粉が、前記吸気流により周辺空気と共に前記誘導路内に吸い込まれ、誘導路内を前記流体の流れで出口側へ強制排出される。そのため、より効果的にかつより円滑に、切粉を所望の方向に誘導できる。前記吸気流による前記誘導路内への吸い込みは、切削にクーラントが用いられている場合は、クーラントと共に行われ。また、強制排出用流体供給手段は、誘導路途中から流体を供給するものであるため、誘導路の入口から流体を供給するものと異なり、供給用の流体通路が切削工具の刃先から離れ位置に配置できて、流体通路が切削の邪魔になることが避けられる。さらに、誘導路の出口で吸引を行うものと異なり、出口で切粉と流体流れとを切り離す手段が不要であり、出口から出た切粉の処理が容易である。

前記切粉案内具の前記誘導路の出口は、前記切削工具が前記ワークに接触して旋削加工を行う空間である加工領域内に位置してこの加工領域内に開放されていても良い。
誘導路の出口が加工領域であると、誘導路の出口を切粉回収ボックス等とするものと異なり、出口に切粉回収ボックス等の専用の処理手段を設ける必要がなくて、構成が簡素にできる。誘導路から加工領域内に排出された切粉は、誘導路内に入らなかった切粉やクーラント等共に、加工領域の底部に設けられたチップコンベア等の排出手段と共に排出させることができる。旋盤では、タレット旋盤や櫛歯型旋盤等のように、複数の切削工具が設けられていたり、さらにドリル等の工具が取付けられていることがあり、これらの工具でも切粉が発生する。工具の種類によっては、前記誘導路を設けないものもあり、その工具で発生した切粉は、加工領域の底部に落ちる。前記誘導路の出口から加工領域内に出た切粉は、このような別の工具で発生した切粉と一緒に処理すれば良い。

前記切削工具が、水平軸心回りに回転するワークの上面に切刃が接触するように配置される場合に、前記切粉案内具の前記誘導路は、前記切刃がワークに接する接触点から上方に離れるように延びる第１部分と、この第１部分に続き湾曲形状に形成されてワーク軸心から離れる横方向に延び、さらに前記出口が下向きないし斜め下向きとなる第２部分とを有するものとしても良い。
旋削では、水平軸心回りに回転するワークの上面に切削工具の切刃を接触させた場合、切粉は切刃のワーク接触点から上方へ延びるように発生する。前記誘導路の第１部分は、ワークに接する接触点から上方に離れるように延びているため、上記のようにワーク接触点から上方へ延びるように発生する切粉を、その発生方向ののまま受け入れることができて、誘導路の入口周辺で切粉と誘導路の内面とで摩擦抵抗や引っ掛かりを生じることが軽減できる。誘導路内に入った切粉は、前記流体で案内されるため、詰まりを生じることなく所望の方向に誘導することができる。この誘導を、誘導路の第２部分で行うが、第２部分はワーク接触点から離れるように横方向に延び、さらに出口が下向きないし斜め下向きとなる湾曲形状であるため、誘導方向が曲がっていても詰まりが生じ難く、また出口が下向きないし斜め下向きであるため、出口から出た切粉の処理が容易である。出口から出た切粉は、そのまま加工領域に排出しても良い。

この発明の切粉案内具付き工具において、前記切削工具と前記切粉案内具との間、または前記切削工具とこの切削工具を支持する工具ホルダとの間に介在し、前記切粉案内具を前記切削工具に対し、取付位置を位置調整自在に取り付ける切粉案内具位置調整機構を設けても良い。
このように切粉案内具の切削工具に対する取付位置を調整可能な切粉案内具位置調整機構を設けた場合、切削条件の違い等による、切削工具の刃先における切粉の発生箇所の位置ずれに対応して、誘導路の入口位置を調整することができる。そのため、より円滑に切粉の案内を行うことができる。

この発明の切粉案内具付き工具において、前記切削工具と前記切粉案内具との間、または前記切削工具とこの切削工具を支持する工具ホルダとの間に介在し、前記切粉案内具を前記切削工具に対し、前記誘導路の方向を調整自在とする切粉案内具方向調整機構を設けても良い。
このように切粉案内具方向調整機構を設けた場合、切削条件の違い等により、切削工具の刃先からの切粉の発生方向に違いが生じても、その違いに対応して切粉案内具の誘導路の方向を調整することができる。そのため、種々の切削条件に応じて、より円滑に切粉の案内を行うことができる。

この発明における他の切粉案内具付き工具は、ワークに接触して旋削加工を行う切削工具と、この切削工具に取り付けられてこの切削工具のワーク接触部近傍を入口とする切粉の誘導路を形成し、前記切削工具による旋削加工で生じる切粉を案内する切粉案内具と、前記切削工具と前記切粉案内具との間、または前記切削工具とこの切削工具を支持する工具ホルダとの間に介在し、前記切粉案内具を前記切削工具に対し、取付位置を位置調整自在に取り付ける切粉案内具位置調整機構とを設けたものである。
このように切粉案内具の切削工具に対する取付位置を調整可能な切粉案内具位置調整機構を設けた場合、切削条件の違い等による、切削工具の刃先における切粉の発生箇所の位置ずれに対応して、誘導路の入口位置を調整することができる。そのため、より円滑に切粉の案内を行うことができる。

この発明におけるさらに他の切粉案内具付き工具は、ワークに接触して旋削加工を行う切削工具と、この切削工具に取り付けられてこの切削工具のワーク接触部近傍を入口とする切粉の誘導路を形成し、前記切削工具による旋削加工で生じる切粉を案内する切粉案内具と、前記切削工具と前記切粉案内具との間、または前記切削工具とこの切削工具を支持する工具ホルダとの間に介在し、前記切粉案内具を前記切削工具に対し、前記誘導路の方向を調整自在とする切粉案内具方向調整機構とを設けたものである。
このように切粉案内具方向調整機構を設けた場合、切削条件の違い等により、切削工具の刃先からの切粉の発生方向に違いが生じても、その違いに対応して切粉案内具の誘導路の方向を調整することができる。そのため、種々の切削条件に応じて、より円滑に切粉の案内を行うことができる。

この発明の切粉案内具付き工具は、ワークに接触して旋削加工を行う切削工具と、この切削工具に取り付けられてこの切削工具のワーク接触部近傍を入口とする切粉の誘導路を形成し、前記切削工具による旋削加工で生じる切粉を案内する切粉案内具と、前記誘導路内の切粉をこの誘導路の出口側へ強制排出する流体を前記誘導路の入口側から出口側へ流す強制排出用流体供給手段とを設けたため、詰まりを生じることなく切粉を所望の方向に誘導することができ、連続的な切粉処理が行なえて、切削効率の向上が可能となる。
前記切削工具と前記切粉案内具との間、または前記切削工具とこの切削工具を支持する工具ホルダとの間に介在し、前記切粉案内具を前記切削工具に対し、取付位置を位置調整自在に取り付ける切粉案内具位置調整機構を設けた場合は、切削条件の違い等による、切削工具の刃先における切粉の発生箇所の位置ずれに対応して、誘導路の入口位置を調整できて、種々の切削条件に応じて、より円滑に切粉の案内を行うことができる。
前記切削工具と前記切粉案内具との間、または前記切削工具とこの切削工具を支持する工具ホルダとの間に介在し、前記切粉案内具を前記切削工具に対し、前記誘導路の方向を調整自在とする切粉案内具方向調整機構を設けた場合は、切削条件の違い等による、切削工具の刃先からの切粉の発生方向の違いに対応して、誘導路の方向を調整できて、種々の切削条件に応じて、より円滑に切粉の案内を行うことができる。

前記強制排出用流体供給手段が、前記切粉案内具の前記誘導路の入口と出口の誘導路途中から前記流体を出口側へ供給し、前記入口にこの入口から前記出口に向かう吸気流を発生させる構成である場合は、切削工具のワーク接触点で発生した切粉が、前記吸引流により誘導路内に吸い込まれ、誘導路により効果的に切粉を導くことができる。

前記切粉案内具の前記誘導路の出口が、前記切削工具が前記ワークに接触して旋削加工を行う空間である加工領域内に位置してこの加工領域内に開放されている場合は、誘導路の出口を切粉回収ボックス等とするものと異なり、出口に専用の処理手段を設ける必要がなくて構成が簡素にできる。また、加工領域内に排出するため、排出された切粉を、前記誘導路に入らなかった切粉等と一緒に処理することができる。

前記切削工具が、水平軸心回りに回転するワークの上面に切刃が接触するように配置される場合に、前記切粉案内具の前記誘導路は、前記切刃がワークに接する接触点から上方に離れるように延びる第１部分と、この第１部分に続き湾曲形状に形成されてワーク軸心から離れる横方向に延び、さらに前記出口が下向きないし斜め下向きとなる第２部分とを有する形状とした場合は、出口が下向きないし斜め下向きであるため、出口から出た切粉の処理が容易であり，また誘導方向を曲げてながら、湾曲形状であるため詰まりが生じ難い。

この発明における他の切粉案内具付き工具は、ワークに接触して旋削加工を行う切削工具と、この切削工具に取り付けられてこの切削工具のワーク接触部近傍を入口とする切粉の誘導路を形成し、前記切削工具による旋削加工で生じる切粉を案内する切粉案内具と、前記切削工具と前記切粉案内具との間、または前記切削工具とこの切削工具を支持する工具ホルダとの間に介在し、前記切粉案内具を前記切削工具に対し、取付位置を位置調整自在に取り付ける切粉案内具位置調整機構とを設けたものであるため、切削条件の違い等による、切削工具の刃先における切粉の発生箇所の位置ずれに対応して、誘導路の入口位置を調整できて、種々の切削条件に応じて、より円滑に切粉の案内を行うことができる。

この発明におけるさらに他の切粉案内具付き工具は、ワークに接触して旋削加工を行う切削工具と、この切削工具に取り付けられてこの切削工具のワーク接触部近傍を入口とする切粉の誘導路を形成し、前記切削工具による旋削加工で生じる切粉を案内する切粉案内具と、前記切削工具と前記切粉案内具との間、または前記切削工具とこの切削工具を支持する工具ホルダとの間に介在し、前記切粉案内具を前記切削工具に対し、前記誘導路の方向を調整自在とする切粉案内具方向調整機構とを設けたため、切削条件の違い等による、切削工具の刃先からの切粉の発生方向の違いに対応して、誘導路の方向を調整できて、種々の切削条件に応じて、より円滑に切粉の案内を行うことができる。

この発明の第１の実施形態に係る切粉案内具付き工具の斜視図である。同切粉案内具付き工具を旋盤に取り付けてワークの旋削加工を行う例を示す説明図である。同切粉案内具付き工具を２タレットタイプの旋盤に取り付けてワークの旋削加工を行う例を示す説明図である。同切粉案内具付き工具における誘導路の出口側半部の加工例を示す説明図である。図３の旋盤の全体を示す破断側面図である。この発明の他の実施形態に係る切粉案内具付き工具の斜視図である。同図のVII-VII 線に沿う断面図である。同切粉案内具付き工具を２タレットタイプの旋盤に取り付けてワークの旋削加工を行う例を示す説明図である。この発明のさらに他の実施形態に係る切粉案内具付き工具の側面図である。この発明の他の実施形態に係る切粉案内具付き工具の側面図である。同切粉案内具付き工具の正面図である。図１１におけるXII − XII矢視断面図である。同切粉案内具付き工具を旋盤に取り付けてワークの旋削加工を行う例の側面図である。同旋削加工例の正面図である。この発明のさらに他の実施形態に係る切粉案内具付き工具の一部を破断して示す平面図である。同切粉案内具付き工具の側面図である。切削工具によるワークの旋削加工における切粉の排出方向の説明図である。この発明のさらに他の実施形態に係る切粉案内具付き工具の一部を破断して示す側面図である。同切粉案内具付き工具の部分平面図である。この発明の切粉案内具付き工具が用いられる工作機械となる旋盤の正面図である。同工作機械の平面図である。従来例の説明図である。

この発明の第１の実施形態を図１ないし図４と共に説明する。図１は、切粉案内具付き工具の概要を示す。この切粉案内具付き工具１は、回転するワークＷ（図２）に接触して旋削加工を行う切削工具２と、この切削工具２による旋削加工で生じる切粉Ｃ（図２）を誘導路７により案内する切粉案内具５と、前記誘導路７内の切粉Ｃをこの誘導路７の出口７ｂ側へ強制排出する流体９を誘導路７の入口７ａ側から出口７ｂ側へ流す強制排出用流体供給手段６とを備える。

切削工具２は、シャンク３と、このシャンク３の先端のチップ取付座部３ａに取り付けられたチップ４からなるバイトである。切粉案内具５は、切削工具２のチップ４が設けられるシャンク３の上面に取り付けられるブロック状の案内具本体８を有し、この案内具本体８に切粉Ｃの誘導路７の本体内誘導路部７Ａが形成されている。誘導路７は、切削工具２のワーク接触部近傍を入口７ａとし、その本体内誘導路部７Ａがワーク接触部から離れる方向に延びて形成されている。誘導路７の本体内誘導路部７Ａは、チップ４のすくい面に対面して開口する溝部分７Ａａと、この溝部分７Ａａに続き、案内具本体８の上面に開通した孔７Ａｂとで形成され、溝部分７Ａａの先端が上記入口７ａとなる。誘導路７の本体外誘導路部７Ｂは、本体内誘導路部７Ａの後端に接続され案内具本体８から突出するパイプ６０の内径孔からなる。上記パイプ６０には、例えば、図４（Ａ）のように内径面を研磨したパイプ材６０′を図４（Ｂ）のように所望の形状に塑性変形した後、焼入れしたものが用いられる。

強制排出用流体供給手段６は、切粉案内具５の誘導路７の本体内誘導路部７Ａの途中部分に連通して案内具本体８から突出するパイプからなる流体通路１０と、この流体通路１０に流体９を圧送し誘導路７の出口７ｂへと流す流体供給源１１とでなる。流体通路１０の前記誘導路７に連通する部分は、流体９を誘導路７の出口側へ送り込む方向に向けられている。流体９は、液体であっても、気体であっても良く、例えばクーラントまたはエアーが用いられる。

図２は、前記切粉案内具付き工具１を、工具ホルダ１２を介してタレット型の刃物台１３に取り付けた状態を概略図で示している。図３は、上下にタレット型の刃物台１３を備える２タレット型の旋盤に、前記切粉案内具付き工具１を取り付けた例を示している。なお、図２よび図３では、切粉案内具付き工具１における強制排出用流体供給手段６の流体通路１０を省略して示している。

上記構成の切粉案内具付き工具１によると、切削工具２によるワークＷの旋削加工で生じる切粉Ｃは、切削工具２のワーク接触部近傍を入口７ａとする切粉案内具５の誘導路７に進入する。進入した切粉Ｃは、強制排出用流体供給手段６により誘導路７内を出口７ｂ側へ流される流体９により、出口７ｂ側へ強制的に案内される。そのため、切粉Ｃをスムーズに延ばして、その排出方向を加工に弊害の出ない場所へ強制的に向けることができる。その結果、切粉ＣがワークＷや旋盤のチャックやテイルストックに絡まらず、無人連続加工も容易となる。
流体通路１０は、誘導路７の途中部分に連通して流体９を出口７ｂ側へ送るため、誘導路７の入口７ａの付近に、入口７ａから出口７ｂに向かう吸気流を発生させる。そのため、切削工具２のワーク接触点で発生した切粉Ｃを、前記吸気流により周辺空気と共に誘導路７内に吸い込む作用を生じる。そのため、より効果的に切粉すの強制案内が行われる。なお、切粉Ｃをよりスムーズに延ばすには、ワークＷの周速を上げるのが好ましく、これにより加工時間を短縮できる。また、このように切粉Ｃをスムーズに延ばすと、切削抵抗が軽減され、切削工具２のチップ寿命延長や加工面の高い面粗度が期待できる。
また、前記誘導路７に案内されて延びた切粉Ｃが貯まる旋盤の下部に、予め引っ掛けプレート付きヒンジコンベアあるいはスパイラルコンベアを設置しておけば、切粉Ｃを機外へ排出してチップクラッシャーなどで粉砕することができる。

図５は、図３の２タレット型の旋盤からなる工作機械７０の具体構成例を示す。ベッド７１に、左右方向（紙面の表裏）に延びる水平な主軸７２が主軸台７３を介して回転自在に設置されており、棒状のワークＷは、主軸７２の先端に設けられたチャック（図示せず）に一端が把持され、主軸７２に対向してベッド７１に設置された芯押し台（図示せず）に他端が支持される。主軸７２は主軸モータ７４により伝達機構７５を介して回転駆動される。主軸７２によるワークＷの支持位置の上下に、それぞれタレット型の刃物台１３が、上下の各送り台７５および昇降台７６を介してベッド７１に設置されている。各送り台７５は、ベッド７１に設けられた水平な案内７１ａに進退自在に設置され、昇降台７６は、送り台７５に設けられた垂直な案内７５ａに昇降自在に設置されている。タレット型の刃物台１３は、昇降台７６に、主軸７３と平行な水平軸心回りに割出回転可能に設置されている。送り台７５および昇降台７６は、それぞれサーボモータおよび送りねじ機構からなる駆動装置（図示せず）により水平進退駆動および昇降駆動がなされ、その昇降により切粉案内具付き工具１のワークＷに対する切り込みが、また水平進退駆動によりワークＷに対する軸方向の送りがなされる。

この工作機械７０は、全体が機体カバー７７により覆われており、この機体カバー７７内における主軸台７３および刃物台１３を設置した空間が、加工領域Ｑとなる。この加工領域Ｑの底面は全体が、傾斜面のホッパー状部７８に形成され、このホッパー状部７８の底面の開口（図示せず）部分の下に一端７９ａが位置するチップコンベア７９が、ベッド７１の下面の前後に貫通した空間を介して工作機械７０の後方へ延びている。加工領域Ｑの前面は、機体カバー７７に設けられた開閉扉８０で開閉可能であり、この開閉扉８０に、主軸７２に対するワークＷの搬入搬出の補助を行う搬入搬出補助機構８１，８２が設けられている。

図６，図７は、この発明の他の実施形態にかかる切粉案内具付き工具１を示す。この実施形態の切粉案内具付き工具１は、案内具本体８およびパイプ６０の形状が異なる他は、図１，図２に示す第１の実施形態にかかる切粉案内具付き工具１と同じであり、特に説明した事項の他は、第１の実施形態と同様である。
案内具本体８は、本体下側部材８Ａと本体上側部材８Ｂに２分割され、互いの合わさり面に、導入路形成溝７Ａｃ，７Ａｄが形成されて、これら導入路形成溝７Ａｃ，７Ａｄにより、角孔状の本体内誘導路部７Ａが形成される。本体下側部材８Ａは、シャンク３におけるチップ４が取付けられて面に、ボルト等で固定される。本体下側部材８Ａは、シャンク３に直接に固定する他に、工具ホルダ１２（図８参照）に取付けられて、シャンク３に対し固定状態とされても良い。前記角孔状の本体内誘導路部７Ａは、チップ４のすくい面と平行な方向に長い矩形の断面形状であり、導入路７の本体外誘導路部７Ｂを構成する丸パイプからなるパイプ６０の一端６０ａが、断面矩形の偏平形状に塑性変形されて本体内誘導路部７Ａの出口端に嵌合している。本体下側部材８Ａと本体上側部材８Ｂとは、パイプ６０の一端６０ａを嵌合させた状態で、互いにボルト（図示せず）等で一体に結合される。本体内誘導路部７Ａにおけるパイプ６０が嵌合する部分は、パイプ６０の肉厚に相当する深さの嵌合凹部が形成され、パイプ６０の先端面が本体内誘導路部７Ａ内に段差を持って突出することを回避してある。

案内具本体８の本体上側部材８Ｂには、強制排出用流体供給手段６を構成する流体通路１０の本体内流路部１０ａが形成されている。本体内流路部１０ａは、案内具本体８の外面に設けられた有底の入口側孔部１０ａａと、この入口側孔部１０ａａの底から本体内誘導路部７Ａに連通した吐出孔部１０ａｂとでなる。入口側孔部１０ａａは、ねじ孔に形成されていて、本体外流路部１０ｂとなるパイプの先端のカップリング部がねじ結合される。パイプ１０ｂの基端は前記流体供給源１１に接続される。吐出孔部１０ａｂは、入口側孔部１０ａａの底から本体内誘導路部７Ａ側へ斜めに延びているが、図７を上から見て、本体内誘導路部７Ａの幅方向の中央でこの本体内誘導路部７Ａの流路方向に沿って延びていて、先端が本体内誘導路部７Ａの内面で出口側に向いて開口している。吐出孔部１０ａｂは、入口側孔部１０ａａよりも小径とされている。前記強制排出用流体供給手段６は、前記流体通路１０により、その吐出孔部１０ａｂの先端から前記流体９を誘導路７内へ出口７ｂ側へ供給し、誘導路７の入口７ａから出口７ｂに向かう吸気流を発生させる。

この切粉案内具付き工具１は、例えば図８に示すように、上記２タレット型の旋盤からなる工作機械７０における上側のタレット型の刃物台１３に取付けられ、刃物台１３の回転により、切粉案内具付き工具１がワークＷに対向する下向きの位置に割り出されて加工に使用される。すなわち、切粉案内具付き工具１の切削工具２は、水平軸心回りに回転するワークＷの上面に切刃が接触するように配置される。
切粉案内具５の誘導路７のパイプ６０で構成される本体外誘導路部７Ｂの出口７ｂは、切削工具２が前記ワークＷに接触して旋削加工を行う空間である前記加工領域Ｑ内に位置してこの加工領域Ｑ内に開放される。

また、切粉案内具５の前記誘導路７は、前記切刃がワークＷに接する接触点から上方に離れるように延びる第１部分７1 と、この第１部分７1 に続き湾曲形状に形成されてワーク軸心から離れる横方向に延び、さらに前記出口７ｂが下向きないし斜め下向きとなる第２部分７2 とを有する。第１部分７1 は、切粉案内具５の本体内誘導路部７Ａと、本体外誘導路部７Ｂを構成するパイプ６０の基端部付近である垂直方向の延びる部分とでなり、第２部分７2 は、パイプ６０の残り部分で構成される。
なお、図８の２タレット型の旋盤からなる工作機械７０の具体的構成は、例えば、図５と共に前述した構成である。

この実施形態の切粉案内具付き工具１においても、切粉Ｃの誘導路７を有する切粉案内具５を設けると共に、誘導路７内の切粉Ｃを出口側へ強制排出する流体を流す強制排出用流体供給手段６を設けたため、旋削加工で生じる切粉Ｃを、詰まりを生じることなく所望の方向に誘導することができる。また連続的な切粉処理が行なえ、切削効率の向上が可能となる。
前記強制排出用流体供給手段６は、切粉案内具５の誘導路７の入口７ａと出口７ｂの誘導路途中から、前記流体９を出口７ｂ側へ向かって供給するため、入口７ａから出口７ｂに向かう吸気流を、入口７ａの付近に発生させる。そのため、切削工具２のワーク接触点で発生した切粉Ｃが、前記吸気流により周辺空気と共に誘導路７内に吸い込まれ、誘導路７内を前記流体９の流れで出口７ｂ側へ強制排出される。そのため、より効果的にかつより円滑に、切粉Ｃを所望の方向に誘導できる。前記吸気流による前記誘導路７内への吸い込みは、切削にクーラントが用いられている場合は、クーラントと共に行われ。また、強制排出用流体供給手段６は、誘導路７の途中から流体９を供給するものであるため、誘導路７の入口から流体を供給するものと異なり、供給用の流体通路１０が切削工具２の刃先から離れた位置に配置できて、流体通路１０が切削の邪魔になることが避けられる。さらに、誘導路７の出口７ｂで吸引を行うものと異なり、出口７ｂで切粉Ｃと流体流れとを切り離す手段が不要であり、出口７ｂから出た切粉Ｃの処理が容易である。

切粉案内具５の誘導路７の出口７ｂは、切削工具２がワークＷに接触して旋削加工を行う空間である加工領域Ｑ内に位置してこの加工領域Ｑ内に開放されている。このように、誘導路７の出口７ｂが加工領域Ｑ内であるため、誘導路７の出口７ｂを切粉回収ボックス等とするものと異なり、出口７ｂに切粉回収ボックス等の専用の処理手段を設ける必要がなくて、構成が簡素にできる。誘導路７から加工領域Ｑ内に排出された切粉Ｃは、誘導路７内に入らなかった切粉やクーラント等共に、加工領域Ｑの底部に設けられたチップコンベア７９等の排出手段により排出させることができる。旋盤では、タレット旋盤や櫛歯型旋盤等のように、複数の切削工具が設けられていたり、さらにドリル等の工具が取付けられていることがあり、これらの工具でも切粉が発生する。工具の種類によっては、前記誘導路７を設けないものもあり、その工具で発生した切粉は、加工領域Ｑの底部に落ちる。前記誘導路７の出口７ｂから加工領域Ｑ内に出た切粉Ｃは、このような別の工具で発生した切粉と一緒に処理すれば良い。

この実施形態では、前記切削工具２が、前記のように水平軸心回りに回転するワークＷの上面に切刃が接触するように配置されるものであって、前記切粉案内具５の前記誘導路７を、前記切刃がワークＷに接する接触点から上方に離れるように延びる第１部分７1 と、この第１部分７1 に続き湾曲形状に形成されてワーク軸心から離れる横方向に延び、さらに前記出口７ｂが下向きないし斜め下向きとなる第２部分７2 とを有するものとしたため、次の利点が得られる。すなわち、旋削では、水平軸心回りに回転するワークＷの上面に切削工具２の切刃を接触させた場合、切粉は切刃のワーク接触点から上方へ延びるように発生する。前記誘導路７の第１部分７1 は、ワークＷに接する接触点から上方に離れるように延びているため、上記のようにワーク接触点から上方へ延びるように発生する切粉Ｃを、その発生方向のまま受け入れることができて、誘導路７の入口７ａの周辺で切粉と誘導路の内面とで摩擦抵抗や引っ掛かりを生じることが軽減できる。誘導路７内に入った切粉Ｃは、前記流体９で案内されるため、詰まりを生じることなく所望の方向に誘導することができる。この誘導を、誘導路の第２部分７2 で行うが、第２部分７2 はワーク接触点から離れるように横方向に延び、さらに出口７ｂが下向きないし斜め下向きとなる湾曲形状であるため、誘導方向を曲げていても詰まりが生じ難く、また出口７ｂが下向きないし斜め下向きであるため、出口７ｂから出た切粉の処理が容易である。出口７ｂから出た切粉Ｃは、そのまま加工領域Ｑに排出しても良い。

なお、この実施形態の切粉案内具付き工具１において、切粉案内具５の案内具本体８を切削工具２のシャンク３に直接に取付ける変わりに、工具ホルダ１２に取付ける場合は、例えば図９に示すように、案内具本体８に取付片８ａを設け、取付片８ａに形成した取付孔を用いて工具ホルダ１２にボルト（図示せず）で取付けるようにしても良い。

図１０〜図１４は、この発明の他の実施形態を示す。この実施形態の切粉案内具付き工具１は、その切粉案内具５の案内具本体８に形成された切粉Ｃの誘導路７の本体内誘導路部７Ａが、主直線孔７ｃと、この主直線孔７ｃから斜めに枝別れした分岐直線孔７ｄとでなり、分岐直線孔７ｄの先端が誘導路７の入口７ａとされている。また、主直線孔７ｃの分岐直線孔７ｄが枝分かれした部分よりも先端側の部分で、強制排出用流体供給手段６の流体通路１０が連通している。図１３および図１４は、上記構成の切粉案内具付き工具１を工具ホルダ１２を介して刃物台１３に取り付けた状態を示す側面図および正面図を示す。その他の構成は図１〜図４に示した実施形態の場合と同様である。

上記構成の切粉案内具付き工具１では、切粉Ｃの誘導路７の本体内誘導路部７Ａが、主直線孔７ｃと、この主直線孔７ｃから枝別れした分岐直線孔７ｄとでなり、分岐直線孔７ｄの先端が誘導路７の入口７ａとされ、主直線孔７ｃの分岐直線孔７ｄが枝分かれした部分よりも先端側の部分で強制排出用流体供給手段６の流体通路１０が連通しているので、流体通路１０から圧送される流体９により、誘導路７内の切粉Ｃを確実に誘導路７の出口７ｂ側へ強制排出することができる。

図１５および図１６は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態の切粉案内具付き工具１では、その切粉案内具５を切削工具２に対し、取付位置を位置調整自在に取り付ける切粉案内具位置調整機構１４を設けたものである。切粉案内具位置調整機構１４は、切削工具２を支持する工具ホルダ１２と、切粉案内具５との間に介在する。なお、切粉案内具位置調整機構１４は、切削工具２と切粉案内具５との間に設けても良い。

切粉案内具位置調整機構１４は、工具ホルダ１２に対してＹ軸方向に移動自在なＹ軸調整ブロック１５と、このＹ軸調整ブロック１５に対してＸ軸方向に移動自在なＸ軸調整ブロック１６と、切粉案内具５の案内具本体８に固定され前記Ｘ軸調整ブロック１６に対してＺ軸方向に移動自在なＺ軸調整ブロック１７とでなる。Ｙ軸調整ブロック１５は、工具ホルダ１２に形成されたＹ軸方向に延びる蟻ほぞ１２ａに係合する蟻溝１５ａを有し、ボルト１８で工具ホルダ１２に位置固定される。Ｘ軸調整ブロック１６は、Ｙ軸調整ブロック１５に形成されたＸ軸方向に延びる蟻ほぞ１５ｂに係合する蟻溝１６ａを有し、ボルト１９でＹ軸調整ブロック１５に位置固定される。Ｚ軸調整ブロック１７は、Ｘ軸調整ブロック１６に形成されたＺ軸方向に延びる蟻ほぞ１６ｂに係合する蟻溝１７ａを有し、ボルト２０でＸ軸調整ブロック１６に位置固定される。その他の構成は、図１〜図４に示した実施形態の場合と同様である。

上記構成の切粉案内具付き工具１の場合、切削工具２に対する切粉案内具５の取付位置が、切粉案内具位置調整機構１４により３軸方向（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向）に位置調整自在となる。そのため、切削条件の違い等により、切削工具２のチップ４の刃先における切粉の発生箇所が種々変わっても、その切粉の発生箇所の違いに対応して切粉案内具５の取付位置を調整することができ、切粉案内具５の誘導路７の入口７ａを、旋削加工で生じる切粉Ｃを取り込むのに最適な位置とできる。このため、切削条件等が種々異なっても、誘導路７で円滑に切粉を案内することができる。

図１７ないし図１９は、この発明のさらに他の実施形態を示す。図１７のように、旋削加工により生じる切粉は、切削工具２のチップ４のノーズ半径ｒと、そのワークＷへの切込み深さｔとで決まる切削点Ａ，Ｂを結ぶ直線の垂直２等分線の方向に排出される。ちなみに、この場合の切粉の排出方向のワークＷ表面に対する角度をαとすると、その排出角度α、ノーズ半径ｒ、切り込み深さｔの間には、次式
tan α＝√（ｒ2 −（ｒ−ｔ）2 ) ／ｔの関係がある。なお、この関係は、コルウェル（ＣＯＬＷＥＬ）の法則として知られている。

そこで、図１８，図１９に示すように、この実施形態の切粉案内具付き工具１では、その切粉案内具５を切削工具２に対し、切粉案内具５の誘導路７の方向を調整自在とする切粉案内具方向調整機構２１を設けている。切粉案内具方向調整機構２１は、切削工具２と切粉案内具５との間に介在する。具体的には、図１８のように、切削工具２のシャンク３の後端から上方に延びてシャンク３の上面と平行に配置された固定基板２２と切粉案内具５との間に切粉案内具方向調整機構２１が介在する。

切粉案内具方向調整機構２１は、前記固定基板２２の前部の所定位置に突設されて切粉案内具５を水平面内で回転自在に支持する回転支軸２３と、この回転支軸２３を中心にして切粉案内具５を回動させる回動機構部２４とでなる。回動機構部２４は、切粉案内具５の上面に固定され前記回転支軸２３を回転中心とするセクタギア２５と、このセクタギア２５に噛み合う駆動ギア２６と、前記固定基板２２に設けられ前記駆動ギア２６を回転駆動するモータ２７とでなる。

前記切粉案内具方向調整機構２１では、モータ２７が駆動ギア２６を回転駆動すると、これに噛み合うセクタギア２５が回動し、このセクタギア２５と一体の切粉案内具５を回転支軸２３を中心として回動させる。したがって、モータ２７による駆動ギア２６の回転量を可変設定することにより、切粉案内具５の誘導路７の方向を切削工具２に対して自在に調整することができる。

この実施形態の切粉案内具付き工具１では、上記のように切粉案内具方向調整機構２１を設けたので、切粉案内具５の誘導路７の方向を自由に調整することができる。特に、誘導路７の入口７ａが、旋削加工で生じる切粉Ｃを取り込むのに最適となるように、切削工具２に対して切粉案内具５の方向を調整することができる。このため、切削条件の違い等により、切粉Ｃの発生方向が種々異なっても、円滑に切粉Ｃの案内を行うことができる。

この発明の切粉案内具付き工具１を取り付けた工作機械の例を、図２０および図２１に示す。図２０および図２１において、工作機械３０はタレット型の旋盤からなる。ベッド３１上に主軸台３２を介して主軸４４が支持され、主軸４４の主軸頭に、ワークＷを把持するチャック４４ａが設けられている。主軸４４は、サーボモータ等からなる主軸モータ３３により回転駆動される。

刃物台４５は、正面形状が多角形のタレット刃物台からなり、その多角形の各辺部分を構成するいずれかの外周面部分４５ａに、切粉案内具付き工具１が工具ホルダ４３を介して取り付けられている。刃物台４５の外周面部分４５ａに取り付けられる工具は、バイト等の切削工具のほかに、ドリルやミリングヘッド等の回転工具（図示せず）であっても良いが、少なくとも一つが、上記切粉案内具付き工具１とされる。

このタレット型の刃物台４５は、送り台３４の上側送り台部３４ｂに、タレット軸３５を介して割出回転可能に搭載されている。送り台３４は、送り台ベース３４ａと上側送り台部３４ｂとからなり、送り台ベース３４ａは、ベッド３１上に案内３６を介して、主軸軸方向（Ｚ軸方向）と直交する水平方向（Ｘ軸方向）に進退自在に搭載されている。上側送り台部３４ｂは、送り台ベース部３４ａ上に主軸軸方向（Ｚ）に進退自在に搭載されている。送り台ベース３４ａはＸ軸サーボモータ３７により、送りねじ機構３８を介して進退駆動される。上側送り台部３４ｂは、Ｚ軸サーボモータ３９により、送りねじ機構４０を介して進退駆動される。これら送り台ベース３４ａおよび上側送り台部３４ｂの進退移動により、刃物台４５が直交２軸方向に移動する。また、上側送り台部３４ｂに搭載された割出用モータ４１により、刃物台４５の旋回割出が行なわれる。

なお、図示の例では、刃物台４５を主軸４４と平行に配置したが、刃物台４５は主軸４４と直交する方向や、対面する方向に配置しても良い。刃物台４５は、タレット型に限らず、櫛歯状のものや、一つの切粉案内具付き工具１のみを支持するものであっても良い。また、この工作機械３０は、旋盤に限らず、切粉案内具付き工具１を用いる各種の工作機械に適用することができる。

１…切粉案内具付き工具
２…切削工具
５…切粉案内具
６…強制排出用流体供給手段
７…誘導路
７Ａ…本体内誘導路部
７Ｂ…本体外誘導路部
７ａ…入口
７ｂ…出口
７1 …第１部分
７2 …第２部分
８…案内具本体
９…流体
１０…流体通路
１０ａ…本体内流路部
１０ｂ…本体外流路部
１１…流体供給源
１２…工具ホルダ
１３…刃物台
１４…切粉案内具位置調整機構
２１…切粉案内具方向調整機構
７０…工作機械
７９…チップコンベア
Ｑ…加工領域
Ｗ…ワーク

Claims

ワークに接触して旋削加工を行う切削工具と、この切削工具に取り付けられてこの切削工具のワーク接触部近傍を入口とする切粉の誘導路を形成し、前記切削工具による旋削加工で生じる切粉を案内する切粉案内具と、前記誘導路内の切粉をこの誘導路の出口側へ強制排出する流体を前記誘導路の入口側から出口側へ流す強制排出用流体供給手段とを備えた切粉案内具付き工具。
前記強制排出用流体供給手段は、前記切粉案内具の前記誘導路の入口と出口の誘導路途中から前記流体を出口側へ供給し、前記入口にこの入口から前記出口に向かう吸気流を発生させる請求項１記載の切粉案内具付き工具。
前記切粉案内具の前記誘導路の出口は、前記切削工具が前記ワークに接触して旋削加工を行う空間である加工領域内に位置してこの加工領域内に開放された請求項１または請求項２に記載の切粉案内具付き工具。
前記切削工具は、水平軸心回りに回転するワークの上面に切刃が接触するように配置され、前記切粉案内具の前記誘導路は、前記切刃がワークに接する接触点から上方に離れるように延びる第１部分と、この第１部分に続き湾曲形状に形成されてワーク軸心から離れる横方向に延び、さらに前記出口が下向きないし斜め下向きとなる第２部分とを有する請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の切粉案内具付き工具。
前記切削工具と前記切粉案内具との間、または前記切削工具とこの切削工具を支持する工具ホルダとの間に介在し、前記切粉案内具を前記切削工具に対し、取付位置を位置調整自在に取り付ける切粉案内具位置調整機構を設けた請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の切粉案内具付き工具。
前記切削工具と前記切粉案内具との間、または前記切削工具とこの切削工具を支持する工具ホルダとの間に介在し、前記切粉案内具を前記切削工具に対し、前記誘導路の方向を調整自在とする切粉案内具方向調整機構を設けた請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の切粉案内具付き工具。
ワークに接触して旋削加工を行う切削工具と、この切削工具に取り付けられてこの切削工具のワーク接触部近傍を入口とする切粉の誘導路を形成し、前記切削工具による旋削加工で生じる切粉を案内する切粉案内具と、前記切削工具と前記切粉案内具との間、または前記切削工具とこの切削工具を支持する工具ホルダとの間に介在し、前記切粉案内具を前記切削工具に対し、取付位置を位置調整自在に取り付ける切粉案内具位置調整機構とを備えた切粉案内具付き工具。
ワークに接触して旋削加工を行う切削工具と、この切削工具に取り付けられてこの切削工具のワーク接触部近傍を入口とする切粉の誘導路を形成し、前記切削工具による旋削加工で生じる切粉を案内する切粉案内具と、前記切削工具と前記切粉案内具との間、または前記切削工具とこの切削工具を支持する工具ホルダとの間に介在し、前記切粉案内具を前記切削工具に対し、前記誘導路の方向を調整自在とする切粉案内具方向調整機構とを備えた切粉案内具付き工具。