JP2521810B2 - 切削装置の切屑回収構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、切削装置において切屑を回収するための構
造に関し、特にその回収効率を改善するためのケーシン
グの取付構造に関する。

〔従来の技術〕

従来、金属部品のフライス加工等を行う切削装置にお
いて、切削により生じる切屑を回収するための構造とし
て第13図に示すものがある。これは、主軸31の下端に固
着されたホルダ32の外周に、ボールベアリング36を介し
て、かつ該ホルダ32に囲むようにケーシング33を装着す
ることにより回収室34を形成した構造となっている。

また、上記回収室34は回収通路35を介して負圧発生装
置に接続されている。この従来装置では、切屑は回収室
34,回収通路35を通って負圧発生装置側に吸引回収され
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら上記従来装置は、ケーシング33を、高速
回転するホルダ32の外周にボールベアリング36を介して
装着する構造であるから、ベアリング36の寿命が短いと
いう問題がある。特にホルダが大径の場合はそれだけベ
アリングの回転速度が速くなり、発熱量が増大してます
ますベアリング寿命が短くなり、実用に供し得ない。

本発明は、上記従来の問題点を解消するためになされ
たもので、発生した切屑を周囲に飛散させることなく効
率よく回収でき、かつケーシングの支持構造を工夫する
ことによりベアリングを不要にでき、実用性に富んだ切
削装置の切屑回収構造を提供することを目的としてい
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、主軸カッタを装着し、該カッタの外周付近
に切刃を取り付けた切削装置において、発生した切屑を
回収するための構造であって、上記カッタ９を、主軸８
の下端に固定された円板状のカッタ本体11と、該カッタ
本体11の下面に着脱可能に装着され、外周付近に上記切
刃10が取り付けられた環状のチップホルダ12とからなる
２分割構造とし、上記カッタ本体11の下面に固定プレー
ト13を上記チップホルダ12の内部に位置し、かつ固定位
置と取り外し位置との間で回動可能に配設し、該固定プ
レート13の外周，チップホルダ12の内周にそれぞれ押圧
爪13a,係合爪12bを、該固定プレート13を固定位置に回
動させると上記押圧爪13aが係合爪12bに係止してチップ
ホルダ12をカッタ本体11に固定し、固定プレート13を取
り外し位置に回動させると上記係止が解除されてチップ
ホルド12がカッタ本体11から軸方向に取り外し可能とな
るように形成し、上記カッタ９の外周部分をケーシング
19で囲んで回収室22を形成するとともに、該ケーシング
19を上記主軸８の支持部７に固定し、上記チップホルダ
12の下面の上記各切刃10の回転方向前側部分に、切屑を
回収するためのガイドプレート18を該各切刃10と対向す
るように取り付け、上記ガイドプレート18の上記切刃10
と対向する端部に該切刃10との隙間を主軸側ほど広くす
る傾斜案内面18bを形成するとともに、該ガイドプレー
ト18の上記チップホルダ12下面側に上記傾斜案内面18b
からの切屑が導入される案内溝18aを形成し、上記カッ
タ９の外周壁に、上記ガイドプレート18の案内溝18aに
導入された切屑を上記回収室22に案内する案内溝12dを
形成し、上記ケーシング19に切屑回収通路23を上記回収
室22に連通するように接続し、該切屑回収通路23をケー
シング19の接線方向でかつカッタ９の回転方向前側に向
けて延長し後、負圧発生装置３に接続したことを特徴と
している。

〔作用〕

本発明に係る切屑回収構造によれば、回収室内は負圧
発生装置で吸引されて負圧になっており、切削によって
発生した切屑は、落下することなく回収室内に吸引さ
れ、ここから切屑回収通路を通って負圧発生装置側に移
送される。

そして本発明では、カッタをカッタ本体とチップホル
ダとの２分割構造とし、しかも固定プレートを主軸回り
に固定位置〜取り外し位置の間で回動させることによ
り、チップホルダをカッタ本体に対して着脱可能とした
ので、切刃の交換時には固定プレートを取り外し位置に
回動させるだけで、ケーシングを外すことなく切刃を環
状で従って軽量のチップホルダごと取り外すことがで
き、切刃交換作業が容易である。

またケーシングを主軸を支持部、つまり装置の非回転
部で支持するようにしたので、上述の従来例のようなベ
アリングは不要であり、従ってベアリング寿命に関する
問題は生じない。

ここで上記回収室内の負圧を高くするほど回収効率を
向上できる訳であるが、そのためにはカッタと外周とケ
ーシングの下端部との隙間を可能な限り狭くする必要が
ある。上記隙間を狭くする場合、設計の如何によってカ
ッタとケーシングとの干渉が懸念される。本発明では、
ケーシングを下端にカッタが固定される主軸の支持部に
固定したので、カッタとケーシングとの相対位置精度を
極めて高くでき、従って無理なく上記隙間を狭くでき、
上記回収室の負圧を高くすることができる。

また、カッタの下面にガイドプレートを切刃の回転方
向前側にかつ該切刃と対向するように取り付け、該ガイ
ドプレート及びカッタに切屑を回収室に案内する案内溝
を形成したので、切屑はガイドプレート，カッタの案内
溝を通って回収室内に案内される。

そしてこの場合に、上記ガイドプレートを各切刃毎に
取り付けたので、ガイドプレートと切刃との対向隙間を
切刃毎に調整可能である。

さらにまた、上記ケーシングに切屑回収通路をケーシ
ング接線方向でかつカッタの回転方向前側に向けて延び
るように設けたので、切屑は遠心力により接線方向に飛
ばされ、そのまま切屑回収通路内に導入される。

また上記ガイドプレートの上記切刃と対向する端部に
該切刃との隙間を主軸側ほど広くする傾斜案内面を形成
したので、切刃からの切屑は上記傾斜案内面によりスム
ーズに回収室に導かれ、切屑の回収効率がより一層向上
する。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図について説明する。

第１図ないし第10図は本発明の一実施例による切削装
置の切屑回収構造を説明するための図である。

図において、１は切削装置としてのフライス盤、２は
集塵機、３は負圧発生装置としてのブロアであり、これ
らは第１負圧通路4a及び第２負圧通路4bで連通接続され
ている。この第1,第２負圧通路4a,4bは、フライス盤１
の後述する回収室を負圧状態に吸引するとともに切屑を
搬送するための切屑回収通路４を構成している。

上記集塵機２は、集塵ケース５の上，下ケース5a,5b
間に仕切板5gを介設し、該仕切板5gの連通孔を囲むよう
にエアフィルタ5cを取り付け、該集塵ケース５の底部に
ホッパ5dを設け、該ホッパ5dの下端に開閉ダンプ5eを取
り付けた構造となっている。また、この集塵機２は、開
閉ダンパ5eの下方に切屑運搬用台車６を配置できる高さ
に支柱5fで支持されている。

上記ブロア３は、金属切屑の搬送が可能な程度の吸引
能力を有するもので、その吸引口3aに上記集塵ケース５
の２次側ケースである上ケース5aが連通接続されてい
る。なお、上記第２負圧通路4bを、第12図に示すよう
に、集塵ケース５の軸芯から上方に延びた後、側方を下
方に延びるように構成すれば、フランジ4d部分の接続角
度を変えることによって、ブロア３を集塵機２の周囲の
任意の位置に配置できる。また、このブロア３の起動，
停止用操作盤は、該ブロア３を、上記フライス盤１と連
動して起動させ、かつフライス盤１の停止後一定時間経
過した後停止させるように構成されている。

上記フライス盤１の切削加工部1aは、装置の固定部分
である保持ケース７により、垂直方向に延びる主軸８を
回転自在に軸支し、該主軸８の下端に円板状の刃具であ
るカッタ９を固定し、該カッタ９の周縁に切刃であるチ
ップ10を所定ピッチごとに多数装着した構造となってい
る。

上記カッタ９は、円板状のカッタ本体11と、環状のチ
ップホルダ12との２分割構造になっており、かつそれぞ
れの外周面に刻印された合わせマークＡ同士を合わせた
状態に固定プレート13で結合されている。

上記カッタ本体11は、これの上面の嵌合凹部11aを上
記主軸８の下端に嵌合させるとともに締結ボルト14をね
じ込むことにより、該主軸８に固着支持されている。

また、上記チップホルダ12の上面12aは、カッタ本体1
1の下面外周部に段落ち形成された結合部11bを嵌合して
おり、また、該チップホルダ12の内周面には等角度間隔
毎に５つの係合爪12bが突設されている。そしてこの係
合爪12bは、上記固定プレート13の押圧爪13aで下方支持
されており、該固定プレート13は固定ボルト15で上記カ
ッタ本体11に締結されている。これにより上記チップホ
ルダ12はカッタ本体11に固定されている。

また、上記チップ10は、これの背面に当接された押さ
え板16aを固定ボルト17aでチップホルダ12に固定すると
ともに、その傾斜状の上面に当接された位置決め板16b
を固定ボルト17bで同じくチップホルダ12に固定するこ
とにより、その刃先10aが所定高さに位置するように装
着されている。

また上記チップホルダ12の下面12cの、上記チップ10
より回転方向前側には、ガイドプレート18が配置され、
ボルト17cで固定されている。このガイドプレート18の
チップホルダ12側には、切屑を後述の回収室に案内する
案内溝18aが形成されており、またチップ10との対向面
には切屑の通路断面積を大きくするための面取部18bが
形成されている。また上記チップホルダ12の周壁の、上
記チップ10より前側でかつ上記ガイドプレート18の上側
部分には、案内溝12dが上記案内溝18aに連続するように
形成されている。

そして上記カッタ９の外周面及び上面は制振鋼板製の
ケーシング19で囲まれている。このケーシング19は、上
記カッタ９の外周面を所定間隔を開けて囲む円筒状の胴
部19aと、カッタ９の上面を若干の隙間を開けて覆う端
面部19bとを一体成形した板金製のものである。

上記ケーシング19は、上記端面部19bに形成された挿
入開口19eの内周縁を上記保持ケース７の下端面に当接
させるとともに、該端面部19bに立設されたフランジ部1
9cを保持ケース７の下端周面に嵌合させて位置決めし、
セットボルト17dで固定されており、これにより該ケー
スシング19は半径方向，高さ方向の所定の位置精度をも
って保持ケース７で支持されている。なお、該ケーシン
グ19の高さ方向及び半径方向における位置精度を確保す
るには、第11図に示すように、フランジ19cの先端から
フランジ19fを半径方向にさらに延長し、これを保持ケ
ース７の下端面にボルト締め固定するようにしてもよ
い。

また第８図に示すように、上記カッタ本体11の上面に
は、リング溝11cが形成されており、該リング溝11c内に
挿入されたオイルリング20のリップ20aは上記ケーシン
グ19の端面部19bの下面に摺接している。また上記リッ
プ20aの基部は上記リング溝11cの外側上縁から溝内方に
突設された係止突起11dで係止されており、これにより
抜け止めがなされている。

そして上記ケーシング19の胴部19aには、開口窓19dが
形成されており、該開口窓19dは蓋板21で開閉可能にな
っている。この蓋板21を開けると、上記開口窓19dから
上記カッタ本体11とチップホルダ12との合わせ面に形成
された上記合わせマークＡ及び、上記チップ10の押さえ
板16a,位置決め板16b付近が外方に臨むようになってい
る。また、第９図に示すように、上記胴部19aに下端に
は、弾性部材からなるリング状のシール板25が固定され
ており、これは切削時にワークの被加工面に接する高さ
に設定されている。このシール板25は、外気が回収室内
に吸引されるのを抑制して吸引力を確保するためのもの
である。

また上記ケーシング19の胴部19aと、上記カッタ９の
外周面とで囲まれた環状の空間が切屑の回収室22となっ
ており、該回収室22の下側、つまり切削が行われる箇所
に近い位置に一対の吸引パイプ23が連通接続されてい
る。この吸引パイプ23は、底面から見ると（第２図参
照）胴部19aの接線方向で、かつカッタ回転の順方向
（矢印で示す）に水平に延び、円弧状のエルボパイプで
上方に屈曲されてさらに上方に延びており、その上端
は、上記第１負圧通路4aの上流端に接続された吸引ヘッ
ダ4cに開閉バルブ24を介して接続されている。

次に本実施例の作用効果について説明する。

本実施例のフライス盤１を起動すると、これに連動し
てブロア３も起動し、これにより負圧が各通路4b,4a,4
c,及び23を介して回収室22に作用し、該回収室22内が所
定の負圧状態となる。そして切削を開始すると、チップ
10の刃先10a部分で発生した切屑は、その切削機構に起
因する上方への押上力及び上述の負圧によって、案内溝
18a,12dを通って回収室22内に吸引され、かつ遠心力で
該カッタ９の接続方向に飛び出して吸引パイプ23から吸
引ヘッダ4c,及び第１負圧通路4aを介して集塵機５に吸
引される。そしてここでフィルタ5cによって空気のみが
第２負圧通路4b側に吸引され、切屑はホッパ5d内に落下
し、台車６で切屑貯溜場等に搬送される。

ここで本実施例装置において、チップ10の交換を行う
場合は、固定プレート13固定ボルト15を緩め、該固定プ
レート13を、これの押圧爪13aがチップホルダ12の係合
爪12b上から外れるように40度程度回転させる。する
と、チップホルダ12がチップ10ごとカッタ本体11から外
れ、下方に取り外される。この取り外した状態で、押さ
え板16a,位置決め板16bの固定ボルト17a,17bを緩め、チ
ップ10を交換する。そして新たなチップ10が装着された
チップホルダ12をカッタ本11に嵌合させ、両者の合わせ
マークＡをケーシング19の開口窓19dから見ながら一致
させ、固定プレート13の押圧爪13aを係合爪12bを合わ
せ、固定ボルト15で固定する。なお、上記装着したまま
の状態において、チップ10の装着高さを調整する場合
は、蓋板21を開ければ、該チップ10部分が開口窓19dか
ら見えるので、該開口窓19dを通じて高さ調整を行うこ
とができる。

このように本実施例では、カッタ９の周囲をケーシン
グ19で囲むとともに、両者で形成される回収室22を負圧
状態に保持するようにしたので、切屑をワークの加工面
上に落下させることなく回収室22の吸引して効率よくか
つ確実に回収でき、その結果、ワークの加工面の切り傷
による損傷を防止できる。

ここで、本実施例構造は、カッタ９をケーシング19で
囲み、両者で構成される回収室22を負圧する構造である
から、必然的にカッタ９とケーシング19の下端との隙間
を狭くする必要が生じ、両者の干渉が懸念される。これ
に対して本実施例では、ケーシング19を主軸用保持ケー
ス７の直接取り付けるとともに、挿入開口19eの内周縁
によって上下方向の位置決めを、フランジ部19によって
半径方向の位置決めを行う構造を採用したので、両者間
の相対的位置精度を高くでき、従って無理なく上記隙間
を狭くできる。これにより回収室22の高負圧化を実現で
き、切屑の回収効率を向上できる。また、該ケーシング
19の下端にシール板25を設けたので、回収室22内への外
気の侵入を抑制でき、この点からも高負圧化を実現でき
る。

また、ケーシング19を、装置の非回転部である保持ケ
ース７で支持するようにしたので、上述の従来例のよう
なベアリングは不要であり、従って当然ながらベアリン
グ寿命に起因する問題が生じることはない。

また、ガイドプレート18のチップ10との対向部に面取
部18bを形成したので、切屑の通過断面積が大きくな
り、切屑を詰まりを防止できる。さらにこのガイドプレ
ート18に案内溝18aを、チップホルダ12側の案内溝12dに
連通するように形成したので、これら点からも切屑の流
れが円滑になり、回収効率を向上できる。

さらにまた本実施例は、カッタ９及びチップ10の周囲
をケーシング19で囲む構造であるから、切屑が周囲に飛
散するのを防止でき、そのため作業環境を改善でき、か
つフライス盤１自体の故障を防止できる。

また本実施例のように、カッタの周囲をケーシングで
囲んだ場合は、設計の如何によっては、チップの交換時
にはケーシングを取り外す必要が生じる懸念がある。し
かし本実施例で、カッタ９をカッタ本体11とチップホル
ダ12とに２分割し、チップホルダ12をチップ10ごと取り
外すようにしたので、ケーシング19を取り外すことなく
チップ交換を容易に行うことができる。

なお、上記実施例では、フライス盤を例にとったが、
本発明の適用範囲はフライス盤に限定されないのは勿論
であり、チップが装着された刃具を主軸回りに回転させ
て切削する工作機械であれば何れにも適用できる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明に係る切削装置の切屑回収装置に
よれば、カッタをカッタ本体とチップホルダとの２分割
構造とし、固定プレートを主軸回りに固定位置〜取り外
し位置の間で回動させることにより、チップホルダをカ
ッタ本体に対して着脱可能としたので、切刃交換作業を
容易化できる効果がある。

また、カッタの外周部分をケーシングで囲んで回収室
を形成し、該ケーシングを装置の非回転部である主軸用
支持部に固定したので、ケーシングを支持するためのベ
アリングは不要になり、従ってベアリング寿命に起因す
る問題を解消できる。またカッタを支持する主軸の支持
部でケーシングを支持したので、ケーシングとカッタと
の相対位置精度が高くなり、両者間の開口側の隙間を無
理なく狭くでき、その結果上記回収室の高負圧化が容易
となり、発生した切屑を効率よく回収できる効果があ
る。

またガイドプレートを各切刃毎に取り付けるととも
に、該ガイドプレートの切刃と対向する端部に該切刃と
の隙間を主軸側ほど広くする傾斜案内面を形成したの
で、切刃からの切屑を上記傾斜案内面によりスムーズに
回収室に導くことができ、切屑の回収効率をより一層向
上できる効果がある。

【図面の簡単な説明】 第１図ないし第10図は本発明の一実施例によりフライス
盤の切屑回収構造を説明するための図であり、第１図は
その断面側面図、第２図はその一部断面底面図、第３図
は回収室回りの拡大断面図、第４図はチップ取付け状態
を示す底面図、第５図はチップ取付け状態の側面図、第
６図はガイドプレートの底面図、第７図はケーシングの
取付け部分の断面側面図、第８図はオイルシール部分の
断面側面図、第９図はシール板部分の断面側面図、第10
図は該実施例装置の全体構成図、第11図，第12図は上記
実施例の変形例を示す断面側面図，側面図、第13図は従
来の切屑回収構造を示す断面側面図である。 図において、１はフライス盤（切削装置）、３はブロア
（負圧発生装置）、７は保持ケース（主軸の支持部）、
８は主軸、９はカッタ、10はチップ（切刃）、19はケー
シングである。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】主軸にカッタを装着し、該カッタの外周付
   近に切刃を取り付けた切削装置において、発生した切屑
   を回収するための構造であって、上記カッタを、主軸の
   下端に固定された円板状のカッタ本体と、該カッタ本体
   の下面に着脱可能に装着され、外周付近に上記切刃が取
   り付けられた環状のチップホルダとからなる２分割構造
   とし、上記カッタ本体の下面に固定プレートを上記チッ
   プホルダの内部に位置し、かつ固定位置と取り外し位置
   との間で回動可能に配設し、該固定プレートの外周，チ
   ップホルダの内周にそれぞれ押圧爪，係合爪を、該固定
   プレートを固定位置に回動させると上記押圧爪が係合爪
   に係止してチップホルダをカッタ本体に固定し、固定プ
   レートを取り外し位置に回動させると上記係止が解除さ
   れてチップホルダがカッタ本体から軸方向に取り外し可
   能となるように形成し、上記カッタの外周部分をケーシ
   ングで囲んで回収室を形成するとともに、該ケーシング
   を上記主軸の支持部に固定し、上記チップホルダの下面
   の上記各切刃の回転方向前側部分に、切屑を回収するた
   めのガイドプレートを該各切刃と対向するように取り付
   け、上記ガイドプレートの上記切刃と対向する端部に該
   切刃との隙間を主軸側ほど広くする傾斜案内面を形成す
   るとともに、該ガイドプレートの上記チップホルダ下面
   側に上記傾斜案内面からの切屑が導入される案内溝を形
   成し、上記カッタの外周壁に、上記ガイドプレートの案
   内溝に導入された切屑を上記回収室に案内する案内溝を
   形成し、上記ケーシングに切屑回収通路を上記回収室に
   連通するように接続し、該切屑回収通路をケーシングの
   接線方向でかつカッタの回転方向前側に向けて延長した
   後、負圧発生装置に接続したことを特徴とする切削装置
   の切屑回収構造。