JP2015058511A - シムブレーカ - Google Patents
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Abstract
Description
ワークをチップ153にて切削する際は、図8(B)に示すように、円筒状のワークWをX軸に平行なワーク回転軸XJ回りに回転させながら、チップ153をワーク回転軸XJに直交するZ軸方向に移動させてワークWに押し付け、さらにチップ153をX軸方向に移動させてワークWを切削する。
そして図8(B)に示すように、従来のシムブレーカ154では、チップ153のすくい面153Aに対する案内面154Aの傾斜方向DAJと、切屑WKが延びてくる方向DKJは平行でない。従って、案内面154Aの傾斜角度よりも緩やかな角度で切屑WKは案内されることになる。
このとき、チップ153にてワークWを切削した際に発生する切屑WKは、シムブレーカ154に形成された単純な平面の案内面154Aに沿って案内されながら曲げられて、通常では、適当な長さで自動的に破断される。
しかし、チップ153における刃先の切れ味が落ちてくると、図8(C)に示すように、切屑WKが期待する長さで破断されずに連続する場合がある。このような場合、連続した切屑が旋盤の駆動部等まで達して駆動部等が切屑を噛み込み、旋盤が異常停止する場合があるので、好ましくない。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、よりシンプルな構成にて、チップによる切削時に連続して発生する切屑を、ワークに当てて破断させることなく、適切な長さでより確実に破断させることが可能なシムブレーカを提供することを課題とする。
まず、本発明の第1の発明は、旋盤に用いる切削刃であるチップに取り付けられて、当該チップにてワークを切削した際に連続して発生する切屑を破断させるシムブレーカである。
そして、前記シムブレーカは、前記チップのすくい面に取り付けられており、ワークと対向する面において、前記すくい面に近い側に案内面が設けられ、前記すくい面から遠い側に突出部が設けられており、前記案内面は、前記すくい面に対し所定の傾斜角度を有して切屑を前記突出部に向けて案内し、前記突出部は、前記案内面に対してワークに向かう側に凸状に突出するように形成されている。
これにより、高圧流体を切屑に向けて噴射する必要がなく、シムブレーカの形状を工夫するのみでよいので、よりシンプルな構成にて、チップによる切削時に連続して発生する切屑を、適切な長さでより確実に破断させることができる。また、切屑をワークに当てることなく、シムブレーカにて大きく曲げて破断させることができる。
この2段階の傾斜角度によって、切削の際に連続して発生した切屑は、まず第1案内面から、適切に第2案内面へと導かれる。そして、第2案内面に導かれた切屑は、突出部にて大きく曲げられて破断しやすいように適切な湾曲状態とされて突出部へと導かれる。そして突出部に導かれた切屑は、突出部にて大きく曲げられて破断される。
このように、案内面の傾斜角度を2段階とすることで、より確実に切屑を突出部にて破断することができる。
図1(A)に示す旋盤1の平面図、及び図1(B)に示す旋盤1の側面図に示すように、本発明のシムブレーカを備えた旋盤1は、ベース2、主軸台40、心押台46、X軸方向移動テーブル10、X軸方向駆動手段10M、Z軸方向移動テーブル20、Z軸方向駆動手段20M、タレット30、切削工具50、制御手段60等を有している。なお図1(B)では心押台46の記載を省略している。
主軸台40は、ベース2上に固定されており、主軸41を備えている。
主軸41は、制御手段60(例えば数値制御装置)からの制御信号に基づいてワーク回転軸XJ回りに回転駆動し、ワークWの把持と開放が可能なチャック42を備えている。
心押台46は、ベース2上に固定されており、センタ47を備えている。
センタ47は、ワーク回転軸XJ回りに回転自在に設けられ、主軸41の方向に沿って移動可能であるとともに主軸41に向かう方向に付勢されている。
ワークWは例えば円筒状の部材であり、主軸41のチャック42にて把持され、センタ47にて主軸41の方向に押し付けられて支持され、主軸41の回転駆動によってワーク回転軸XJ回りに回転される。
X軸方向駆動手段10M(例えば電動モータ)は、制御手段60からの制御信号に基づいて、図示省略したボールねじを回転駆動し、当該ボールねじに連結されたX軸方向移動テーブル10をX軸方向に往復移動させる。なお移動量は、X軸方向駆動手段10Mに設けられたエンコーダ10Eからの検出信号に基づいて制御される。
Z軸方向移動テーブル20は、X軸方向移動テーブル10上においてZ軸方向に沿って設けられた案内レール20Lに沿って、X軸方向移動テーブル10に対してZ軸方向に往復移動する。
Z軸方向駆動手段20M(例えば電動モータ)は、制御手段60からの制御信号に基づいて、図示省略したボールねじを回転駆動し、当該ボールねじに連結されたZ軸方向移動テーブル20をZ軸方向に往復移動させる。なお移動量は、Z軸方向駆動手段20Mに設けられたエンコーダ20Eからの検出信号に基づいて制御される。
切削工具50は、ワークWとの接触個所が、ワーク回転軸XJを含むXZ平面である仮想平面VM上に位置するようにタレット30に保持されている。
そして制御手段60は、上記に説明したように、エンコーダ10E、20Eからの検出信号が入力され、主軸41を回転駆動する制御信号やX軸方向駆動手段10Mを駆動する制御信号やZ軸方向駆動手段20Mを駆動する制御信号を出力する。
タレット30には、スペーサ31等とともに切削工具50が固定されている。
切削工具50は、ホルダ51、シム52、チップ53、シムブレーカ54、クランパ55等にて構成されている。
ホルダ51は、タレット30に固定され、先端部には凹部が形成されており、当該凹部には下から順に、シム52、チップ53、シムブレーカ54が配置され、それらはクランパ55にてホルダ51に固定されている。なお、シム52とチップ53は、内部でボルト等にて強固に固定されている。
シム52は、ホルダ51とチップ53との間に配置され、チップ53の先端部(切削刃)の突出量を調整する。
チップ53は切削刃であり、シム52とシムブレーカ54との間に配置され、Z軸方向に向かう(ワークWに向かう)先端部が所定量だけ突出するように配置されている。
シムブレーカ54は、チップ53のすくい面の上に配置され、チップ53にてワークWを切削した際に連続して発生する切屑を、適切な長さで破断するために設けられている。
クランパ55は、ホルダ51の先端に配置されたシム52とチップ53とシムブレーカ54を、ホルダ51の先端に固定している。
次に図3〜図6を用いて、第1の実施の形態のシムブレーカ54について説明する。
なお図3は、チップ53のすくい面53A上にシムブレーカ54が取り付けられた状態の斜視図を示しており、図4はシムブレーカ54の外観の斜視図を示している。
また図5はワークWをチップ53にて切削した際の切屑WKの延びる様子を説明する図(Y軸方向から見た図)であり、図6は、図5をB方向から見た図である。
そして図3、図4に示すように、シムブレーカ54は、切削の際にワークWと対向する面において、すくい面53Aに近い側から順に、第1案内面54A、第2案内面54B、突出部54C、を有している。
そして図6に示すように、第1案内面54Aと第2案内面54Bは、すくい面53Aに対して、それぞれ所定の傾斜角度(θ1、θ2)を有して、切屑WKを突出部54Cに向けて案内する(導く)。
なお、「すくい面53Aに対する第1案内面54A及び第2案内面54Bの傾斜方向DA」は、すくい面53Aを水平面と仮定した場合に第1案内面54A上に載置した物体、及び第2案内面54B上に載置した物体が滑り落ちていく方向である。そして角度θaを設けているので、図5において、傾斜方向DAと、切削の際に切屑WKが延びてくる方向DKと、が略平行となる。
この角度θaの設定により、切屑WKを確実に突出部54Cへと導くことが可能である。また図5において、切屑WKが斜めに突出部54Cに当たると、切屑WKが突出部54Cにて大きく曲げられずに破断しなくなる可能性が考えられる。しかし図5において、突出部54Cに対して切屑WKの当たる角度を適切な角度(図5の場合は、ほぼ直角)とすることができるので、より確実に突出部54Cにて切屑WKを大きく曲げることが可能であり、突出部54Cにて切屑WKを確実に破断(図6参照)させることができる。
すくい面53Aに近い側の案内面である第1案内面54Aの傾斜角度は、すくい面53Aに対して比較的緩やかな傾斜角度である第1傾斜角度θ1に設定されている。
この第1傾斜角度θ1の第1案内面54Aにより、切削の際に連続して発生した切屑WKは、まず第1傾斜角度θ1の第1案内面54Aにて、適切に第2傾斜角度θ2の第2案内面54Bへと導かれる。
この第2傾斜角度θ2の第2案内面54Bにより、第2傾斜角度θ2の第2案内面54Bに導かれた切屑WKは、突出部54Cにて大きく曲げられて破断しやすいように適切な湾曲状態とされて突出部54Cへと導かれる。
図6に示すように、突出部54Cは、第2案内面54Bから突出量D1だけワークの側に突出するように形成されており、当該突出部54Cへと案内された切屑WKを、ワークWの側へと大きく曲げて破断する。なお、突出量D1が小さすぎると切屑を適切に破断することができなくなり、突出量D1が大きすぎると当たってきた切屑の応力で突出部が破断する可能性があるので、突出量D1は適切な突出量に設定されている。
切屑WKは、突出部54Cと接点Pにて接触して、大きくワークWの側へと曲げられ、破断される。
なお、第1の実施の形態のシムブレーカ54は、図5に示す状態において、ワークWに対してチップ53を左方向(図5における方向XL)に相対的に移動させて切削するための形状であり、図5においてワークWに対してチップ53を右方向に相対的に移動させて切削する場合は、図5における角度θaは、切屑WKの延びてくる方向に合うように変更される。
第2の実施の形態のシムブレーカ54´は、切削の際、図7(B)に示すようにワークWに対してチップ53を相対的に左方向(図7(B)中の方向XL)に移動させてもよいし、図7(C)に示すようにワークWに対してチップ53を相対的に右方向(図7(C)中の方向XR)に移動させてもよい。
図7(A)に示すように、第2の実施の形態のシムブレーカ54´は、図3に示す第1の実施の形態のシムブレーカ54に対して、チップ53を方向XLの方向に移動させて切削するための第1案内面54ALと第2案内面54BLと突出部54CL、及びチップ53を方向XRの方向に移動させて切削するための第1案内面54ARと第2案内面54BRと突出部54CR、2方向の面をそれぞれ備えている点が異なる。
以下、この相違点について主に説明する。
この場合、切屑WKは、第1案内面54ALから第2案内面54BLへと案内されて突出部54CLへと案内され、突出部54CLにて破断される。
またすくい面53Aに対する第1案内面54AL及び第2案内面54BLの傾斜方向DALと、切削の際に切屑WKが延びてくる方向DKLと、が略平行となるように、第1案内面54AL及び第2案内面54BLの方向が設定されている。従って、図7(B)に示すように、ワーク回転軸XJに対して第1案内面54AL及び第2案内面54BLの方向は角度θLだけ傾斜するように向けられている。
なお、「すくい面53Aに対する第1案内面54AL及び第2案内面54BLの傾斜方向DAL」は、すくい面53Aを水平面と仮定した場合に第1案内面54AL上に載置した物体、及び第2案内面54BL上に載置した物体が滑り落ちていく方向である。そして角度θLを設けているので、図7(B)において、傾斜方向DALと、切削の際に切屑WKが延びてくる方向DKLと、が略平行となる。
また、すくい面53Aに対する第1案内面54ALの傾斜角度は第1の実施の形態と同様(図6に示す第1傾斜角度θ1)であり、すくい面53Aに対する第2案内面54BLの傾斜角度も第1の実施の形態と同様(図6に示す第2傾斜角度θ2)であるので、これらの説明は省略する。
この場合、切屑WKは、第1案内面54ARから第2案内面54BRへと案内されて突出部54CRへと案内され、突出部54CRにて破断される。
またすくい面53Aに対する第1案内面54AR及び第2案内面54BRの傾斜方向DARと、切削の際に切屑WKが延びてくる方向DKRと、が略平行となるように、第1案内面54AR及び第2案内面54BRの方向が設定されている。従って、図7(C)に示すように、ワーク回転軸XJに対して第1案内面54AR及び第2案内面54BRの方向は角度θRだけ傾斜するように向けられている。
なお、「すくい面53Aに対する第1案内面54AR及び第2案内面54BRの傾斜方向DAR」は、すくい面53Aを水平面と仮定した場合に第1案内面54AR上に載置した物体、及び第2案内面54BR上に載置した物体が滑り落ちていく方向である。そして角度θRを設けているので、図7(C)において、傾斜方向DARと、切削の際に切屑WKが延びてくる方向DKRと、が略平行となる。
また、すくい面53Aに対する第1案内面54ARの傾斜角度は第1の実施の形態と同様(図6に示す第1傾斜角度θ1)であり、すくい面53Aに対する第2案内面54BRの傾斜角度も第1の実施の形態と同様(図6に示す第2傾斜角度θ2)であるので、これらの説明は省略する。
また本実施の形態の説明では、案内面を、第1傾斜角度θ1の第1案内面と、第2傾斜角度θ2の第2案内面と、の2面で構成した例を説明したが、第1傾斜角度θ1〜第2傾斜角度θ2の間の傾斜角度を有する1つの案内面にて案内面を構成するようにしてもよい。
また図5及び図7に示す例では、案内面(第1案内面と第2案内面)の傾斜方向DA(または傾斜方向DAL、DAR)と、切屑WKの延びてくる方向DK(または方向DKL、DKR)とが略平行となるように案内面の向きをワーク回転軸XJに対して傾斜させた例を説明したが、適切な突出部を有していれば、案内面の向きをワーク回転軸XJと略平行としてもよい(図5におけるθa=0、図7(B)、(C)におけるθL=θR=0としてもよい)。
2 ベース
10 X軸方向移動テーブル
10M X軸方向駆動手段
20 Z軸方向移動テーブル
20M Z軸方向駆動手段
30 タレット
40 主軸台
41 主軸
46 心押台
47 センタ
50 切削工具
51 ホルダ
52 シム
53 チップ
53A すくい面
54、54´ シムブレーカ
54A、54AL、54AR 第1案内面
54B、54BL、54BR 第2案内面
54C、54CL、54CR 突出部
55 クランパ
60 制御手段
DA、DAL、DAR (すくい面に対する)案内面の傾斜方向
DK、DKL、DKR 切屑WKが延びてくる方向
XJ ワーク回転軸
θ1 第1傾斜角度
θ2 第2傾斜角度
θa、θL、θR ワーク回転軸に対する案内面の角度
W ワーク
WK 切屑
Claims (3)
- 旋盤に用いる切削刃であるチップに取り付けられて、当該チップにてワークを切削した際に連続して発生する切屑を破断させるシムブレーカにおいて、
前記シムブレーカは、
前記チップのすくい面に取り付けられており、
ワークと対向する面において、前記すくい面に近い側に案内面が設けられ、前記すくい面から遠い側に突出部が設けられており、
前記案内面は、前記すくい面に対し所定の傾斜角度を有して切屑を前記突出部に向けて案内し、
前記突出部は、前記案内面に対してワークに向かう側に凸状に突出するように形成されている、
シムブレーカ。 - 請求項1に記載のシムブレーカであって、
前記すくい面に対する前記案内面の傾斜方向と、切削の際に切屑が延びてくる方向とが略平行となるようにように、前記案内面の方向が設定されている、
シムブレーカ。 - 請求項1または2に記載のシムブレーカであって、
前記案内面は、前記すくい面に近い側に設けられた第1案内面と、前記すくい面から遠い側に設けられた第2案内面と、を有しており、
前記第1案内面における前記すくい面に対する傾斜角度よりも、前記第2案内面における前記すくい面に対する傾斜角度のほうが大きな傾斜角度に設定されている、
シムブレーカ。
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Citations (4)
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JP2010516482A (ja) * | 2007-01-18 | 2010-05-20 | ケンナメタル インコーポレイテッド | 切削液を効果的に供給する金属切削システム |
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- 2013-09-19 JP JP2013194391A patent/JP6225593B2/ja active Active
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