JP2607672Y2 - 内径加工用バイト - Google Patents

内径加工用バイト

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JP2607672Y2
JP2607672Y2 JP1993020872U JP2087293U JP2607672Y2 JP 2607672 Y2 JP2607672 Y2 JP 2607672Y2 JP 1993020872 U JP1993020872 U JP 1993020872U JP 2087293 U JP2087293 U JP 2087293U JP 2607672 Y2 JP2607672 Y2 JP 2607672Y2
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、片持ち式のインパクト
ダンパ付き内径加工用バイトに関するもので、びびり振
動の抑制に好適である。
【0002】
【従来の技術】片持ち式で使用する内径加工用バイト
は、バイト本体の直径に比し、切れ刃部からバイト把持
部までの長さが長いほどびびり振動が生じやすくなるの
で、何らかの対策を講じる必要がある。その対策手段の
一つとして、インパクトダンパは構造が簡単で、比較的
容易に製作が可能であることから、従来より広く用いら
れてきた。
【0003】インパクトダンパの最も一般的な構造は、
バイト本体の先端近くに円筒状の中空部分を設け、付加
質量として複数個に分割された丸駒状のダンパピースを
その中に内蔵させるものである。このインパクトダンパ
は、振動のエネルギーを中空部分の壁面とダンパピース
との衝突エネルギーに変換させることによりびびり振動
を減衰させようとするもので、通常、ダンパピースには
超硬合金などの比重の大きな材料を使用し、その直径と
厚さが一定なものを使用する。
【0004】
【考案が解決しようとする課題】インパクトダンパの性
能を決定する要因は、付加質量としてのダンパピースの
重さ、ダンパピースが自由運動する距離、すなわち主振
動系であるバイトの中空部分の壁面とダンパピース外周
とのクリアランス、衝突面の状態などである。切削中の
平均切削力が既知であれば、ダンパピースの質量やクリ
アランスはある程度計算で特定することができ、そのよ
うな計算のもとに設計されたインパクトダンパは従来形
であっても十分な制振効果を発揮する。
【0005】しかしながら、内径加工用バイトが使用さ
れる振動系は本来非線形であり、また通常は不特定な使
われ方をするので、切削力の特定は難しく、上記従来形
のインパクトダンパでは汎用性に欠ける。
【0006】
【課題を解決するための手段】本考案は、インパクトダ
ンパ付き内径加工用バイトにおけるダンパ効果を高める
とともに、汎用性を持たせた工具を提供するためになさ
れたもので、基本的な考え方は、先端部のダンパピース
の質量を大きくし、クリアランスを大きくすることによ
り、バイト先端部におけるダンパの衝突エネルギーを高
めたことにある。
【0007】具体的には、一つの方法として、バイト内
に並列的に内蔵されたダンパピースの厚さが、先端寄り
の1〜数個が最も厚く、先端より離れるにつれて1〜数
個の組合せで概ね段階的に薄くなるように配列する。ま
た、別の方法としては、同一の厚さを有するダンパーピ
ースであって、かつ円筒状の中空部分の壁面と丸駒状の
ダンパピースの外周との間のクリアランスの大きさを、
先端寄りの1〜数個が最も大きく、先端より離れるにつ
れて1〜数個の組合せで概ね段階的に小さくなるように
配列するとともに、0.05mm〜0.30mmの範囲
にあるように形成する。さらに、もう一つの方法は、前
記厚さに関する配列と前記クリアランスに関する配列を
合成した配列のダンパピースを内蔵させる方法である。
【0008】
【作用】内径加工用バイトを一端固定の自由度1の片持
ち梁と考えたときに、振幅の最大となるところはバイト
先端である。したがって、先端部でのダンパピースとバ
イトの内壁面との衝突エネルギーが高いほど制振効果は
高いといえる。インパクトダンパでは、見かけ上、バイ
ト本体が振幅方向に往復運動を繰り返す中でダンパピー
スが内部で衝突を繰り返す。衝突エネルギーは、衝突す
る物体の質量と速度の関数であることから、大きな質量
のダンパピースは衝突エネルギーをより高める作用があ
る。
【0009】次に、クリアランスの作用に関して説明す
る。振幅の最大となるところはバイト先端であることか
ら、一本のバイトの中で最も高速度で往復運動をしてい
るのは先端部である。往復運動するバイトの内部にあっ
て、クリアランスの大きなダンパピースはクリアランス
の小さなダンパピースより速い速度で衝突するために、
高い衝突エネルギーとなる。言い換えれば、ダンパーピ
ースが高速で衝突するために、先端部ではある程度のク
リアランスの大きさが必要となるのである。
【0010】一方、バイトの基端部では振動の振幅が小
さいので、クリアランスの大きさを先端部と同様の大き
さとすると、ダンパーピースがバイト内壁面と上下左右
まんべんなく衝突するという状態が得られなくなり、ダ
ンパーとして作用しなくなる。したがって、制振作用を
高めるためには、本考案のように、バイトの各部位にお
ける振幅の大きさに応じてクリアランスを漸次変化させ
た設定が有効となる。このときのクリアランスは、まん
べんない衝突と衝突力の大きさとのバランスの中で検討
され、具体的には0.05mm〜0.30mmの範囲か
ら先端部は大きい方の値、基端部には小さい方の値が適
宜選択される。
【0011】質量による効果とクリアランスによる効果
とを取り入れたものが、請求項3にかかわるダンパーピ
―スであって、最も優れたダンパー作用と汎用性を有す
るものとなる。なお、ダンパーピースの厚さおよび直径
を数個のグループ単位で設定することは、製造上のコス
トと部品管理のしやすさによるものである。
【0012】
【実施例】それでは、図を参照しながら、本考案の一実
施例を以下に説明する。
【0013】図1は、本考案による内径加工用バイトの
正面図で、バイト本体1の先端部には微調整式ボーリン
グユニット5が組込まれ、その先端には切れ刃チップ4
が装着された仕上加工専用バイトである。バイト本体1
は、バイトシャンク2と、微調整式ボーリングユニット
5の組込まれたヘッド3とに分割できるようになってい
る。図2は、ヘッド3の斜視図である。
【0014】ヘッド3の後端には、円柱状の突起8が設
けてあって、バイトシャンク2の先端に設けた穴9に嵌
合する。バイトシャンク2には、外周側から中心方向に
向かって設けたねじ10が1ヶ所以上あって、このねじ
10により前記突起8の側壁を締め付けることにより、
ヘッド3はバイトシャンク2に固定される。このとき、
ヘッド3の端面に設けたピン11が、バイトシャンク2
の端面に設けたキー溝12と嵌合して、切れ刃チップ4
の位置決めとヘッド3の回り止めとなる。バイトシャン
ク2の前記嵌合穴9の奥には、中空部分6があるのだ
が、前記ヘッド3は、蓋の役目も果たしている。さら
に、蓋としての機密性を保つためにOリング13を装着
している。
【0015】この中空部分6には、丸駒状に分割された
ダンパピース7が並列的に組込まれている。中空部分6
の壁面およびダンパピース7の外周は高精度に加工して
あり、両者で形成される空隙すなわちクリアランス14
を設定通りに確保できるようにしている。ダンパピース
7は切削中の振動により、このクリアランス14の間で
自由運動をして衝突を繰り返すのであるが、クリアラン
ス14の大きさは、通常、0.05mm〜0.30mm
にとる。クリアランス14の小さなものは、衝撃エネル
ギーは低いものの高振動数成分の抑制に効果的があり、
クリアランス14の大きなものは、その逆となる。な
お、この程度のクリアランス14の差は、ダンパピース
7の質量、ひいてはダンパ効果に影響を及ぼすものでな
いということも重要な要件となっている。
【0016】ところで、ダンパピース7は、その質量が
大きいほど衝撃エネルギーが高いとはいえ、低〜高振動
数成分の合成された複雑な振動を抑制するためにはその
数が少なすぎると衝撃頻度が固定され汎用性に乏しくな
る。そこで、通常は6個以上に分割したものを使用す
る。
【0017】本考案は、以上のようなインパクトダンパ
のダンパピース7の特性のうえになされたもので、一つ
の方法として図4(イ)の説明図に示すように、先端寄
りの1〜数個が最も厚く、先端より離れるにつれて1〜
数個の組合せで概ね段階的に薄くなるようにダンパピー
ス7の厚さを配列する。また、別の方法としては同図
(ロ)に示すように、クリアランス14の大きさを、先
端寄りの1〜数個が最も大きく、先端より離れるにつれ
て1〜数個の組合せで概ね段階的に小さくなるように配
列する。あるいは、同図(ハ)に示すように、前記厚さ
に関する配列と前記クリアランス14に関する配列を合
成した配列のダンパピース7を使用するものである。
【0018】次に、本考案による内径加工用バイトの評
価試験の結果について以下に紹介する。
【0019】評価試験に使用したバイトは、前記図1の
もので、刃先径は60mm、バイトシャンク2の外径は
54mm、バイトシャンク2の把持部15の口元から刃
先までの長さは390mmである。ダンパーピース7が
組込まれる中空部分6の大きさは、穴径34mm、穴の
長さ80mmである。
【0020】図5は評価試験に使用したバイトの状態を
表す図である。同図(a)はダンパピースを全く組込ま
なかった場合、同図(b)は外径34mm、厚さ6.6
mm、クリアランス0.08mmのダンパピース12個
を組込んだ従来形のインパクトダンパの場合、同図
(c)は外径34mmで、先端側に厚さ10mm、クリ
アランス0.2mmのダンパピース4個を、奥側に厚さ
6.6mm、クリアランス0.08mmのダンパピース
6個を組込んだ本考案請求項3に関わるインパクトダン
パの場合のものである。
【0021】図6は、インパルスハンマによる打振試験
を行なったときのバイト先端部の振幅の大きさを時間経
過で表した減衰曲線の図である。本図で明らかなよう
に、(c)、(b)、(a)の順に減衰時間が短く、
(c)は振動がいち早く収束していることが分る。
【0022】図7は、前記バイトを使用して実際に切削
を行なったときの結果を示すものである。切削条件は以
下の通りである。
【0023】 加工材料 鋳鉄FC25 切削速度 400、500、600 m/min 切込み量 0.1 mm 送り量 0.05、0.125 mm/rev 切削油剤 なし(乾式切削) 本試験の結果からも本考案によるバイト(c)は、びび
り振動の生じない切削適用領域が広いことが分る。
【0024】
【考案の効果】以上のように、本考案によるインパクト
ダンパでは従来形のインパクトダンパに比較し、バイト
先端部におけるダンパピースの質量の大きさとクリアラ
ンスの大きさとが衝撃エネルギーを高めることになる。
その結果、各切削条件における切削可能な適用領域が広
まり、汎用性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案によるインパクトダンパ付き内径加工用
バイトの一実施例を示す正面図である。
【図2】図1に示したバイトのヘッド部分の斜視図であ
る。
【図3】ダンパピースの斜視図である。
【図4】本考案によるダンパピースの配列の一実施例を
示す説明図である。
【図5】評価試験に使用したバイトの状態を示す説明図
である。
【図6】打振試験の結果を示す図である。
【図7】切削試験の結果を示す図である。
【符号の説明】
1 バイト本体 2 バイトシャンク 3 ヘッド 4 切れ刃チップ 5 微調整式ボーリングユニット 6 中空部分 7 ダンパピース 14 クリアランス 15 把持部

Claims (3)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】棒状のバイト本体1の先端には切れ刃チッ
    プ4が装着され、前記バイト本体1の内部には軸線方向
    に円筒状の中空部分6があって、前記中空部分6には複
    数個の丸駒状のダンパピース7が並列的に内蔵されたイ
    ンパクトダンパ付き内径加工用バイトにおいて、前記ダ
    ンパピース7の厚さは、先端寄りの1〜数個が最も厚
    く、先端より離れるにつれて1〜数個の組合せで概ね段
    階的に薄くなるように配列した内径加工用バイト。
  2. 【請求項2】 棒状のバイト本体1の先端には切れ刃チ
    ップ4が装着され、前記バイト本体1の内部には軸線方
    向に円筒状の中空部分6があって、前記中空部分6には
    複数個の丸駒状のダンパピース7が並列的に内蔵された
    インパクトダンパ付き内径加工用バイトにおいて、前記
    ダンパピース7は同一の厚さを有し、かつ円筒状の中空
    部分6の壁面と丸駒状のダンパピース7の外周との間の
    クリアランス14の大きさは、先端寄りの1〜数個が最
    も大きく、先端より離れるにつれて1〜数個の組合せで
    概ね段階的に小さくなるように配列されるとともに、
    0.05mm〜0.30mmの範囲にあるように形成さ
    れることを特徴とする内径加工用バイト。
  3. 【請求項3】棒状のバイト本体1の先端には切れ刃チッ
    プ4が装着され、前記バイト本体1の内部には軸線方向
    に円筒状の中空部分6があって、前記中空部分6には複
    数個の丸駒状のダンパピース7が並列的に内蔵されたイ
    ンパクトダンパ付き内径加工用バイトにおいて、請求項
    1に記載の厚さに配列されたダンパピース7であって、
    かつ請求項2に記載のクリアランス14の大きさを有す
    るように形成されたダンパピース7が内蔵された内径加
    工用バイト。
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JP2001062612A (ja) * 1999-08-23 2001-03-13 Tasada Kosakusho:Kk 穴切削工具
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