JP2016093860A - 切削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】切削により生じた切削クズが、切削加工後のワークに残らないようにする。
【解決手段】刃部２２を有するスローアウェイチップ２を回転軸Ｘ周りの周方向に移動させながら、刃部２２に設けたすくい面２２０により、ワークＷの円筒状の端面の加工面１０３ａを切削する切削装置において、回転軸Ｘ方向から見て回転軸Ｘの径方向に延びるすくい面２２０を径方向で複数に分割して径方向に連なる複数のすくい面部２２１、２２２、２２３で構成し、径方向で連なる複数のすくい面部２２１、２２２、２２３のうち、径方向で隣接するすくい面部２２１とすくい面部２２２、およびすくい面部２２２とすくい面部２２３を、移動方向にオフセットさせ、径方向で連なる複数のすくい面部２２１、２２２、２２３を、径方向における外側に位置するすくい面部ほど、スローアウェイチップ２の移動方向における上流側に位置させた構成とした。
【選択図】図２

Description

本発明は、ワークの加工面を、回転軸Ｘ周りの周方向に移動するスローアウェイチップの刃部で切削する切削装置に関する。

特許文献１には、切削用の刃部を有する板状のチップを回転軸回りの周方向に移動させながらワークを切削して、回転軸に対して垂直な切削面をワークに加工する回転切削工具が開示されている。

特開２００１−１５０２１９号公報

特許文献１の回転切削工具では、平面視において多角形形状を成すチップ（スローアウェイチップ）の１辺に刃部が設けられており、チップを回転軸周りの周方向に移動させながら、刃部に設けたすくい面でワークを切削するので、幅広で帯状の切削クズが発生する。
この帯状の切削クズがロール状に丸まると、剛性が比較的に高い切削クズのロールとなるので、この切削クズのロールが、ワーク上に設けられた溝などに嵌まり込んでしまうと、切削加工後のエアブローなどで切削クズが除去されずに残ってしまうことがある。

よって、切削により生じた切削クズが、切削加工後のワークに残らないようにすることが求められている。

本発明は、
刃部を有するチップを回転軸周りの周方向に移動させながら、刃部に設けたすくい面により、ワークの円筒状の端面の表面を切削する切削装置において、
回転軸方向から見て回転軸の径方向に延びるすくい面を、径方向で複数に分割して径方向に連なる複数のすくい面部で構成し、径方向で連なる複数のすくい面部のうち、径方向で隣接するすくい面部同士を、移動方向にオフセットさせ、
径方向で連なる複数のすくい面部を、径方向における外側に位置するすくい面部ほど、チップの移動方向における上流側に位置させたことを特徴とする切削装置。

本発明によると、径方向で隣接するすくい面部同士が、周方向にオフセットしており、径方向で隣接するすくい面部の境界に段部が形成されている。
よって、刃部のすくい面が、径方向に直線状に形成されておらず、径方向の途中位置に段差があることにより、切削により形成される帯状の切削クズが、この段差の部分を境にして分断されるので、発生する切削クズの幅を狭くすることができる。
これにより、帯状の切削クズがロール状に丸まっても、切削クズのロールの各々の幅が小さいので、ワーク上に設けられた溝などに嵌まり難くなるので、切削クズが、エアブローなどで除去されずに切削加工後のワークに残らないようにすることができる。

切削装置の構成を説明する図である。 スローアウェイチップを説明する図である。 スローアウェイチップによるワークの切削を説明する図である。 スローアウェイチップの変形例を説明する図である。

以下、実施の形態にかかる切削装置１を説明する。
図１は、切削装置１の構成を説明する図であり、（ａ）は、切削装置１の主要部と、切削対象のワークＷを断面で示した図であり、（ｂ）は、切削装置１におけるスローアウェイチップ２の移動軌跡を説明する図であって、スローアウェイチップ２の移動軌跡と、スローアウェイチップ２で切削されるワークＷのリング状の加工面１０３ａを説明する図である。

切削装置１での加工対象であるワークＷは、基部１０１に設けた開口１０２を囲むリング状の周壁部１０３を有しており、この周壁部１０３の上端面が、スローアウェイチップ２により切削される加工面１０３ａとなっている。

切削装置１は、図示しない支持台にワークＷを固定した状態で、周壁部１０３の加工面１０３ａを、スローアウェイチップ２に設けたすくい面２２０で切削するようになっており、切削装置１では、回転中心軸（以下、回転軸Ｘ）回りに回転する基軸部１１の径方向外側に、スローアウェイチップ２の支持部１３が位置している。

基軸部１１では、ワークＷとは反対側の端部に、当該基軸部１１の外周を全周に亘って囲むフランジ部１２が設けられており、このフランジ部１２におけるワークＷとの対向部１２ａに、支持部１３が設けられている。支持部１３は、フランジ部１２からワークＷ側の下方に延出して設けられており、この支持部１３の先端側の取付部１４では、保持プレート１５との間に挟み込まれた状態で、スローアウェイチップ２が設けられている。

この切削装置１では、図示しない駆動機構により基軸部１１が回転軸Ｘ回りに回転すると、取付部１４に設けられたスローアウェイチップ２が、回転軸Ｘ周りの周方向に移動して周壁部１０３の加工面１０３ａを全周に亘って切削するようになっている。
なお、切削装置１は、２つのスローアウェイチップ２を備えており、これらスローアウェイチップ２は、回転軸Ｘの軸方向から見て、回転軸Ｘから径方向に延びる仮想線Ｌｎ上で、回転軸Ｘを挟んで対象に配置されていると共に、仮想線Ｌｎに沿って配置されている（図１の（ｂ）参照）。

図２の（ｃ）に示すように、平面視においてスローアウェイチップ２は、角部が面取りされた三角形形状の基部２０を有している。この基部２０の３つの頂点のうちの１つの頂点側は、前記した保持プレート１５と取付部１４との間に把持される把持部２１となっており、残りの２つの頂点側には、硬化処理が施された刃部２２が設けられている。

切削装置１においてスローアウェイチップ２は、把持部２１を上方に向けた状態で保持されており、加工対象物であるワークＷ側の下方に刃部２２を位置させている（図１の（ａ）参照）。
回転軸Ｘ周りの周方向に移動するスローアウェイチップ２では、移動方向における下流側の面が、ワークＷの切削面（周壁部１０３の加工面１０３ａ）を切削するすくい面２２０となっており、このすくい面２２０の下側の側縁（切削部２２０ａ）で、ワークＷの加工面１０３ａを切削するようになっている。

スローアウェイチップ２のすくい面２２０は、このスローアウェイチップ２の幅方向（仮想線Ｌｎの軸方向）で３つのすくい面部２２１、２２２、２２３に分割されており、幅方向で隣接するすくい面同士（すくい面部２２１とすくい面部２２２、すくい面部２２２とすくい面部２２３）は、スローアウェイチップ２の移動方向で互いにオフセットして設けられている。

具体的には、最も回転軸Ｘ側（内径側）に位置するすくい面部２２１が、スローアウェイチップ２の移動方向における最も下流側に位置していると共に、最も回転軸Ｘから離れて位置するすくい面部２２３が、スローアウェイチップ２の移動方向における最も上流側に位置しており、回転軸Ｘから離れて位置するすくい面（外径側に位置するすくい面）ほど、スローアウェイチップ２の移動方向における上流側に位置している。

図２（ｂ）に示すように、側面視においてスローアウェイチップ２では、最も外径側に位置するすくい面部２２３が、前記した把持部２１の側面２１ａと面一になっており、このすくい面部２２３よりも内径側に位置するすくい面部２２１、２２２は、把持部２１の側面２１ａから、スローアウェイチップ２の移動方向における下流側に突出している。

さらに、図２の（ｄ）に示すように、すくい面部２２３の内径側の端部２２３ｃは、すくい面部２２２の外径側の端部２２２ｂよりも内径側に位置しており、すくい面部２２３とすくい面部２２２との境界部には、内径側に窪んだ逃げ部２３が設けられている。
すなわち、スローアウェイチップ２の移動方向における上流側に位置するすくい面部２２３の端部２２３ｃと、下流側に位置するすくい面部２２２の下面２２２ｄとが回転軸Ｘの径方向（仮想線Ｌｎの軸方向）で重なるように設けられている。
なお、すくい面部２２１とすくい面部２２２との境界部にも逃げ部２３が設けられており、すくい面部２２２の内径側の端部２２２ｃは、すくい面部２２１の外径側の端部２２１ｂよりも内径側に位置している。

図２の（ｂ）に示すように、すくい面２２０を構成する各すくい面部２２１、２２２、２２３の下面２２１ｄ、２２２ｄ、２２３ｄは、それぞれ加工面１０３ａに対して所定角度θ傾斜しており、すくい面２２０の下端に、尖り状の切削部２２０ａ（切削部２２１ａ、２２２ａ、２２３ａ）が形成されている。

以下、かかる構成のスローアウェイチップ２を用いたワークＷの加工面１０３ａの切削を説明する。
切削装置１の基軸部１１を回転軸Ｘ回りに回転させて、スローアウェイチップ２を回転軸Ｘ周りの周方向に移動させつつ、スローアウェイチップ２の刃部２２をワークＷの加工面１０３ａに圧接させると、加工面１０３ａが、スローアウェイチップ２のすくい面２２０（すくい面部２２１、２２２、２２３）に設けた尖り状の切削部２２０ａ（切削部２２１ａ、２２２ａ、２２３ａ）で切削される。

この際、スローアウェイチップ２の各すくい面部２２１、２２２、２２３が、当該スローアウェイチップ２の移動方向でオフセットしており、尖り状の切削部２２１ａ、２２２ａ、２２３ａと加工面１０３ａとの各接触位置が、スローアウェイチップ２の移動方向でオフセットしている（図３の（ｂ）参照）。
そのため、加工面１０３ａの切削により発生する切削クズのロール（以下、切削クズロールＷａ）は、加工面１０３ａ全体の径方向の幅Ｗ１ではなく、各すくい面部２２１、２２２、２２３のそれぞれに対応して幅Ｗ１よりも狭い幅Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４で形成されることになる（図３の（ａ）、（ｃ）参照）。

さらに、すくい面部２２１とすくい面部２２２との境界と、すくい面部２２２とすくい面部２２３との境界に逃げ部２３が設けられており、スローアウェイチップ２の移動方向における上流側に位置するすくい面（例えば、すくい面部２２２）が、下流側に位置するすくい面（例えば、すくい面部２２１）の移動方向における後側に回り込んでいるので、周壁部１０３の加工面１０３ａを切削する際に、この逃げ部２３の部分で、すくい面部２２１の切削部２２１ａで生成される切削クズロールＷａと、すくい面部２２２の切削部２２２ａで生成される切削クズロールＷａとがより分断されやすくなる。
これにより、すくい面２２０で切削される加工面１０３ａ全体の径方向の幅Ｗ１よりも狭い幅Ｗ２、Ｗ３、Ｗ３の切削クズロールＷａが形成されることになる。

さらに、回転軸Ｘの径方向で、外径側に位置するすくい面ほど、スローアウェイチップ２の移動方向における上流側に位置しており、内径側のすくい面で形成された切削クズロールＷａの径方向外側への移動が、径方向外側で隣接する他のすくい面により阻害されないので、切削クズを速やかに径方向外側に排出させることができる。

以上の通り、実施の形態では
（１）刃部２２を有するスローアウェイチップ２を回転軸Ｘ周りの周方向に移動させながら、スローアウェイチップ２の移動方向における刃部２２の下流側の一辺に設けたすくい面２２０により、ワークＷの表面（ワークの円筒状の端面）の加工面１０３ａを切削する切削装置１において、
回転軸Ｘ方向から見て回転軸Ｘの径方向に延びるすくい面２２０を径方向で複数に分割して径方向に連なる複数のすくい面部２２１、２２２、２２３で構成し、径方向で連なる複数のすくい面部２２１、２２２、２２３のうち、径方向で隣接するすくい面部同士（すくい面部２２１とすくい面部２２２、すくい面部２２２とすくい面部２２３）を、移動方向にオフセットさせ、
径方向で連なる複数のすくい面部２２１、２２２、２２３を、径方向における外側に位置するすくい面部ほど、スローアウェイチップ２の移動方向における上流側に位置させて、最も回転軸Ｘに近い内径側に位置するすくい面部２２１が、スローアウェイチップ２の移動方向における最も下流側に位置していると共に、最も回転軸Ｘから離れて位置する外径側のすくい面部２２３が、スローアウェイチップ２の移動方向における最も上流側に位置している構成とした。

このように構成すると、回転軸Ｘ径方向で隣接するすくい面部同士（すくい面部２２１とすくい面部２２２、すくい面部２２２とすくい面部２２３）が、スローアウェイチップ２の移動方向にオフセットしており、径方向で隣接するすくい面（すくい面部２２１とすくい面部２２２、すくい面部２２２とすくい面部２２３）の境界に段差が形成される。
よって、刃部２２のすくい面２２０が、径方向に直線状に形成されておらず、径方向の途中位置に段差があることにより、切削により形成される帯状の切削クズロールＷａが、この段差の部分を境にして分断されるので、発生する切削クズロールＷａの幅を狭くすることができる。
これにより、切削クズロールＷａの各々の幅が小さいので、ワークＷ上に設けられた溝などに嵌まり難くなるので、切削クズが、エアブローなどで除去されずに切削加工後のワークＷに残らないようにすることができる。

また、回転軸Ｘの径方向で、外径側に位置するすくい面部ほど、スローアウェイチップ２の移動方向における上流側に位置しているので、内径側のすくい面部で形成された切削クズロールＷａの径方向外側への移動が、径方向外側で隣接する他のすくい面部により阻害されない。これにより、切削クズロールＷａを速やかに径方向外側に排出させることができるので、加工面１０３ａの近傍に、生成された切削クズロールＷａが滞留して、加工面１０３ａの近傍の溝などに、切削クズロールＷａが挟まって残留することなどを好適に防止できる。

（２）径方向で隣接するすくい面部（すくい面部２２１とすくい面部２２２、すくい面部２２２とすくい面部２２３）同士の境界部では、スローアウェイチップ２の移動方向における下流側のすく面部の端部２２１ｂ、２２２ｂと、上流側に位置しているすくい面部の端部２２２ｃ、２２３ｃとが、径方向に重なるように設けられており、下流側に位置しているすくい面部２２１の端部２２１ｂの上流側と、すくい面部２２２の端部２２２ｂの上流側に、それぞれ逃げ部２３の空間が形成されている構成とした。

このように構成すると、この逃げ部２３の部分で、すくい面部２２１の切削部２２１ａで生成される切削クズロールＷａと、すくい面部２２２の切削部２２２ａで生成される切削クズロールＷａとがより分断されやすくなると共に、すくい面部２２２の切削部２２２ａで生成される切削クズロールＷａと、すくい面部２２３の切削部２２３ａで生成される切削クズロールＷａとがより分断されやすくなる。
これにより、加工面１０３ａ全体の径方向の幅Ｗ１よりも狭い幅Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４の切削クズロールＷａが形成されることになるので、生成された切削クズロールＷａが加工面１０３ａの近傍の溝などに切削クズロールＷａが挟まって残留することなどを好適に防止できる。

さらに、前記した実施の形態では、すくい面部２２１、２２２、２２３の下面２２１ｄ、２２２ｄ、２２３ｄを、それぞれ加工面１０３ａに対して、同じ所定角度θ傾斜させて、すくい面２２０の下端に、尖り状の切削部２２０ａ（切削部２２１ａ、２２２ａ、２２３ａ）を形成した場合を例示した（図２の（ｂ）参照）が、すくい面部２２１、２２２、２２３の下面２２１ｄ、２２２ｄ、２２３ｄを、加工面１０３ａに対してそれぞれ異なる角度（θａ、θｂ、θｃ）で傾斜させて、尖り状の切削部２２０ａ（切削部２２１ａ、２２２ａ、２２３ａ）を形成しても良い（図４参照）。
このようにすることによっても、尖り状の切削部２２１ａ、２２２ａ、２２３ａで生成される切削クズロールＷａに違い（例えば、厚みの違い）が生じるので、この場合にも、発生する切削クズロールＷａの幅を狭くすることができる。

さらに、前記した実施の形態では、すくい面２２０を３つに分割して、径方向に３つのすくい面２２１、２２２、２２３を設けた場合を例示したが、すく面部の数は、すくい面２２０の途中に段差が形成される範囲内の任意の整数であれば良い。

１ 切削装置
２ スローアウェイチップ（チップ）
１１ 基軸部
１２ フランジ部
１２ａ 対向部
１３ 支持部
１４ 取付部
１５ 保持プレート
２０ 基部
２１ 把持部
２１ａ 側面
２２ 刃部
２２ｂ 端部
２３ 逃げ部
１０１ 基部
１０２ 開口
１０３ 周壁部
１０３ａ 加工面
２２０ すくい面
２２１、２２２、２２３ すくい面部
２２０ａ、２２１ａ、２２２ａ、２２３ａ 切削部
２２１ｄ、２２２ｄ、２２３ｄ 下面
Ｌｎ 仮想線
Ｗ ワーク
Ｗａ 切削クズロール
Ｘ 回転軸

Claims (2)

1. 刃部を有するチップを回転軸周りの周方向に移動させながら、前記刃部に設けたすくい面により、ワークの円筒状の端面の表面を切削する切削装置において、
   前記回転軸方向から見て前記回転軸の径方向に延びるすくい面を、前記径方向で複数に分割して前記径方向に連なる複数のすくい面部で構成し、前記径方向で連なる複数のすくい面部のうち、前記径方向で隣接するすくい面部同士を、前記移動方向にオフセットさせ、
   前記径方向で連なる複数のすくい面部を、前記径方向における外側に位置するすくい面部ほど、前記チップの移動方向における上流側に位置させたことを特徴とする切削装置。
2. 前記径方向で隣接するすくい面部同士の境界部では、前記チップの移動方向における上流側に位置しているすくい面部の端部と、下流側に位置しているすくい面部の端部とが、前記径方向に重なるように設けられており、前記下流側に位置しているすくい面部の端部の上流側に空間が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の切削装置。

Images