JP2803447B2 - 転削工具 - Google Patents

転削工具

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JP2803447B2
JP2803447B2 JP7768592A JP7768592A JP2803447B2 JP 2803447 B2 JP2803447 B2 JP 2803447B2 JP 7768592 A JP7768592 A JP 7768592A JP 7768592 A JP7768592 A JP 7768592A JP 2803447 B2 JP2803447 B2 JP 2803447B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は自動工具交換装置を備え
たマシニングセンタ等の工作機械に用いられる転削工具
に係り、特に、被削材の切削によって生成される切屑の
排出性を良好にした転削工具に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図7ないし図9は、特開平4―4670
7号公報に記載された従来の転削工具を示すものであ
る。
【0003】工具本体20は、その先端外周部に複数の
チップ21……が装着されている。また工具本体20の
基端側にはアーバ22が取付られてボルト23により固
定されている。前記チップ21は、工具本体20の凹溝
24内に挿入された楔部材25によって固定されてい
る。そして、各チップ21の切刃26は、工具の外周お
よび先端からそれぞれ僅かに突出せしめられている。
【0004】上記アーバ22は、当該工具本体20を工
作機械の主軸頭27に支持された主軸28に連結されて
おり、そのテーパシャンク29が主軸28に挿入されて
プルスタッド30が主軸の基端側へ引き込まれることに
より主軸28に装着される。また主軸29の回転はアー
バ22に形成されたキー溝31と主軸28側のキー32
とを介して工具本体20へ伝達されるようになってい
る。
【0005】アーバ22には、工作機械に設けられた自
動工具交換装置の工具交換アーム(図示略)と係合され
るグリップ33が形成されている。このグリップ33よ
りも工具先端側には、ラジアルベアリング34の内輪が
ナット35によって固定されている。またラジアルベア
リング34の外輪側にはカバー36が取り付けられてい
る。このカバー36の基端部は上記ラジアルベアリング
34の該輪に設けられたキャップ37にボルト38によ
り固定されることにより、工具本体20に対して軸方向
への移動が拘束されている。
【0006】前記カバー36の先端は、工具の切刃26
の先端に対して、その切込み深さより僅かに大きな距離
L1だけ上方に逃げた位置に設定されている。またカバ
ー36と切刃26との間には、これらの干渉を避け、か
つ、吸引力を維持し得る密閉性を確保するため、δの間
隔が設けられている。
【0007】そして、上記カバー36と工具本体20と
の間には、環状の空間である切屑収納室39が画成され
る。この切屑収納室39は、カバー36の外側に設けら
れた排出管40によって外部の吸引手段(図示略)に接
続されている。なお、符号41は排出管40の外周に設
けられたV溝、符号42は切屑収納室39とラジアルベ
アリング34との間を隔離する隔壁である。
【0008】前記チップ21のすくい面43と対向する
位置には、板状の切屑案内部材44が設けられている。
この切屑案内部材44は工具本体20の取り付け座45
に嵌め込まれてボルト45で固定され、その表面は工具
本体20の先端面と略面一とされている。切屑案内部材
44の外周側は、工具本体20に形成されたチップポケ
ット47をほぼ閉塞する形状とされている。そして、前
記チップ21のすくい面43と切屑案内部材44の端面
48との間には、切屑を切屑収納室39へ案内するため
の隙間tが形成されるようになっている。また切屑案内
部材44の裏面には、上記端面48からチップポケット
47の壁面に向かって延びる溝部49が形成され、上記
隙間tを通る切屑の詰まりを防止して、切屑を滞りなく
チップポケット47に排出するように配慮されている。
【0009】一方、前記工具本体20の外周には複数の
羽根50……が形成されており、これが本実施例におい
て工具本体20の先端側の空気を基端側へ送り出すべく
気流を発生させるようになっている。これらの羽根50
……は、工具本体20の外周の一部を機械加工によって
削り込むことにより形成されており、その形状は、工具
先端がわから基端側に向かって漸次工具回転方向後方側
へ傾斜するように設定されている。
【0010】前記カバー36の基端側は先端部の側方へ
膨らむ楕円形状に形成され、この楕円形状の突出部51
にはカバー拘束機構52が設けられている。このカバー
拘束機構52は、前記突出部51に工具本体20の軸線
と平行に設けられた案内穴53と、この案内穴53に摺
動自在に挿入された係合軸54と、この係合軸54を工
具の軸線方向基端側へ付勢するコイルばね55と、係合
軸54から工具の径方向内方へ延びるストッパ56とか
ら概略構成されている。
【0011】ここで、上記係合軸54は、その側面に長
手方向に形成されたキー溝57が、上記突出部51に螺
合されたねじ58の案内穴58内に突出した先端部と係
合して、その回転が阻止されるとともに、工具軸線方向
への移動が一定範囲内に制限されている。また係合軸5
4の先端は、上記アーバ22が主軸28に取り付けられ
た状態において、工作機械の主軸頭27に取り付けられ
た係合ブロック59の係合穴60と嵌合するようになっ
ている。さらに、図6に示すように、上記ストッパ56
は、その先端がアーバ22の外縁に形成された係合溝6
1の直下に達する位置まで延長され、工具交換時に上記
係合軸54の軸線方向への移動に伴って係合溝61から
出没することができるようになっているとともに、切削
作業時に回転する工具と干渉しないよう配慮されてい
る。
【0012】さらに、工作機械本体の基台であるテーブ
ル62の上には、スタンド63が設置されている。この
スタンド63の上部には取り付け座65が設けられ、一
方、その基端部に設けられたボルト穴66の底部のT字
溝67にボルト68を挿通させて、ナット69を締め付
けることにより、テーブル62上の所定位置に固定され
るようになっている。
【0013】前記取付座65には、カップリング70が
上下(主軸の軸線と平行な方向)へ着脱可能に取り付け
られている。このカップリング70の一方の端面には筒
状の接続部71が設けられ、さらに、この接続部71は
排出ホース72に接続されている。またカップリング7
0の内側には貫通孔73が形成されており、この貫通孔
73の他の端部に前記カバー36の排出管40が挿入さ
れるようになっている。
【0014】前記カップリング70の上部には段付の穴
74が形成され、この穴74内にロッド75が挿入され
てばね76により貫通孔73内へ突出するように付勢さ
れている。また前記穴74の上部の開口には止めねじ7
7がねじ込まれて前記ロッド75を保持している。そし
て、前記排出管40がカップリング70内に挿入される
と、排出管40の外周のV溝41に前記ロッド75の先
端が挿入されて抜け止めが施されるようになっている。
なお符号78は排出管40とカップリング70との間を
密封するシールである。
【0015】上記転削工具にあっては、主軸頭27の位
置を制御して、排出管40をスタンド63の上のカップ
リング70に挿入、連結した後、これを上昇させること
により、カップリング70がスタンド63から分離さ
れ、このカップリング70および排出ホース72を工具
本体20およびカバー36の移動に追従させることがで
きる。また、作業終了後は、同じく主軸頭27を移動さ
せてカップリング70をスタンド63上へ上方から乗せ
た後、排出管40をその中心軸線方向へ引き抜くと、カ
バー36がカップリング70から分離される。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の吸引式転削工具は、主軸頭27が基台62と平行な
平面内で移動することを前提とするものであるから、多
軸制御のマシニングセンタには、そのまま適用すること
ができない。例えば、主軸頭27の先端に新たな自由度
を持たせてなる、いわゆる5面加工形(5軸制御形)の
マシニングセンタにあっては、主軸頭27の軸線を中心
として回転する横軸ヘッドを設け、この横軸ヘッドの先
端に、前記主軸頭27に対して垂直な軸を中心として工
具本体20が取り付けられている。すなわち、このよう
なマシニングセンタに上記構成の吸引式の転削工具を用
いると、横軸ヘッドの運動に切屑排出系の配管である排
出ホース72を追従させることができないという問題が
ある。また、排出ホース72の長さは、長いほど工具本
体20の移動や角度変更に対する拘束が少ないが、その
反面、たるみにより、工具本体20の運動と干渉する可
能性が高くなるという問題がある。
【0017】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、多軸制御、特に主軸頭に対してさらに自由度を持っ
た工作機械に適用されて、切屑吸引系をその動きに追従
させることのできる工具を提供することを目的とするも
のである。
【0018】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、請求項1に記載の発明は、工作機械の主軸に支持さ
れて該主軸の軸線を中心に回転する工具本体と、該工具
本体にその軸線を中心として回転自在に取り付けられて
工具本体および被削面との間に閉空間を形成するカバー
と、該カバー内の閉空間を切屑格納部に接続する接続手
段とから構成されてなり、該接続手段は、前記主軸の周
囲に中心を同じくして設けられた環状ダクトと、該環状
ダクトの円周方向へ移動可能に設けられた移動部と、該
移動部に一端が着脱可能に挿入されるとともに他端が前
記カバーに連結された連結部とからなり、該連結部の一
端は前記主軸の軸線と平行な方向へ向けられた構成とし
たものである。
【0019】請求項2に記載の発明は、工作機械の主軸
に支持されて該主軸に直交する軸線を中心に回転する工
具本体と、該工具本体にその軸線を中心として回転自在
に取り付けられて工具本体および被削面との間に閉空間
を形成するカバーと、該カバー内の閉空間を切屑格納部
に接続する接続手段とから構成されてなり、該接続手段
は、前記主軸の周囲に中心を同じくして設けられた環状
ダクトと、該環状ダクトの円周方向へ移動可能に設けら
れた移動部と、該移動部に一端が着脱可能に挿入される
とともに他端が前記カバーに連結された連結部とからな
り、該連結部の一端は前記主軸の軸線と平行な方向へ向
けられた構成としたものである。
【0020】
【作用】上記構成によれば、主軸に対して工具本体が回
転すると、主軸と同軸に設けられた環状ダクトに沿って
移動部が移動する。また、連結部は一端がカバーに接続
され、また、他端が前記移動部に連結されているから、
工作機械の主軸を中心として工具本体が移動しようとす
る場合にこれに追従することができる。さらに、連結部
の一端は主軸と平行な方向に向けられているから、主軸
へ工具本体を着脱する操作により、連結部を環状ダクト
に着脱することができる。
【0021】
【実施例】以下、図1ないし図4を参照して本発明の一
実施例を説明する。なお、図中従来例と共通の部分には
同一符号を付し、説明を簡略化する。まず、本発明の工
具が適用される工作機械の概略構成を図6によって説明
する。
【0022】符号100は門形フレームであって、この
門形フレーム100により、移動ヘッド102が移動可
能に支持されている。この移動ヘッド102に支持され
た主軸本体104内には、主軸(図示略)が上下動可能
にかつ回転可能に設けられており、この主軸の下端に該
主軸に対して軸線C1の方向に着脱可能に横軸ヘッド1
06が取り付けられている。この横軸ヘッド106の先
端には、図1に示すように転削工具108が取り付けら
れている。またこれら横軸ヘッド106および転削工具
108の軸線C2は、前記主軸本体104の軸線C1と
直交する方向に向けられている。
【0023】前記転削工具108は、図7ないし図9に
おいて説明された転削工具とほぼ同一の構成とされ、そ
の相違点は、一従来例においてカップリングに接続され
ていたカバー36の排出管40が、環状のダクト110
に接続されている点にある。このダクト110は、転削
工具20あるいは主軸本体104に比べて十分に大きな
内径を有する環状をなし、主軸本体104の外周に連結
ロッド112を介して軸線C1を一致させて取り付けら
れている。
【0024】前記ダクト110は、図3に示すような断
面構造となっている。符号114は断面がコ字状をなす
ダクト本体であって、その底面には、図4に示すように
ダクト本体114とほぼ平面形状を同じくする環状をな
す底板116が設けられている。この底板116の下部
には、前記底板116との間に前記ダクト本体114の
底部のフランジ部118,120を挟持する挟持板12
2が設けられている。そして、このような構造によって
支持されることにより、前記底板116がダクト本体1
14に対して円周方向へ摺動することができるようにな
っている。
【0025】前記底板116および挟持板122には、
図1および図3に示すように軸線C3がダクト本体11
4の軸線C1と平行にされた貫通孔124が設けられて
いる。この貫通孔124の内周には、硬質ゴムのような
弾性体からなるシール材126が嵌め込まれている。一
方、前記ケース36に接続された排出管40の先端に
は、テーパ部128が形成されていて、このテーパ部1
28が前記貫通孔122内に抜き差し可能に挿入される
ようになっている。
【0026】さらに、前記ダクト本体114には、集塵
機などの吸引手段(図示略)に接続される排出管130
が接続されている。
【0027】上記構成の転削工具にあっては、工具本体
20を回転させることにより、切刃26によって生成さ
れた切屑が、羽根50……により発生する気流とともに
排気管40へ入り、さらに、ダクト本体114の内部を
経由して排気管130から集塵装置などの吸引手段(図
示略)へ送り込まれる。
【0028】また、横軸ヘッド106が軸線C1を中心
に回転した場合、工具を覆っているカバー36もC1を
中心に回転し、これに追従して底板116がダクト本体
114に対して摺動する。
【0029】さらに、実施例の場合、横軸ヘッド106
の軸線C1と排気管40の軸線C3とが互いに平行に設
定されているから、横軸ヘッド106を軸線C1に沿っ
て主軸本体104から引き抜き、あるいは、差し込む操
作により、排気管40をダクト本体114から引き抜
き、あるいは、差し込むことができる。また排気管40
の先端にはテーパ部128が設けられているので、この
テーパ部128がシール部材126を弾性変形させなが
ら貫通孔124内へ挿入される。
【0030】次いで、図5は本考案の他の実施例を示す
ものである。この実施例では、主軸本体104に横軸ヘ
ッドを用いることなく、工具本体20が軸線C1を同じ
くして直接取り付けられている。
【0031】この実施例では、工具本体20の主軸本体
104に対する向きに合わせて、図5に示すように、略
90°に曲げられたエルボ状の排出管132によりカバ
ー36とダクト本体110とが接続されている。すなわ
ち、排出管132の軸線C4は、一端では主軸の軸線C
1と平行にされ、他端では軸線C1に垂直になるよう
に、90°に曲げられている。
【0032】この実施例にあっても、工具本体20を主
軸本体104に抜き差しする操作とともに、排気管13
2がダクト本体114から抜き差しされる。
【0033】なお、本発明の技術は、排気管の軸線を工
作機械の主軸と平行にするという条件を満たす限り、工
具本体、カバー、ダクトなどを種々に変形した場合にも
適用することができる。
【0034】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、請求項1
に記載の発明は、工作機械の主軸に支持されて該主軸の
軸線を中心に回転する工具本体と、該工具本体にその軸
線を中心として回転自在に取り付けられて工具本体およ
び被削面との間に閉空間を形成するカバーと、該カバー
内の閉空間を切屑格納部に接続する接続手段とから構成
されてなり、該接続手段は、前記主軸の周囲に中心を同
じくして設けられた環状ダクトと、該環状ダクトの円周
方向へ移動可能に設けられた移動部と、該移動部に一端
が着脱可能に挿入されるとともに他端が前記カバーに連
結された連結部とからなり、該連結部の一端は前記主軸
の軸線と平行な方向へ向けられた構成としたものであ
り、また、請求項2に記載の発明は、工作機械の主軸に
支持されて該主軸に直交する軸線を中心に回転する工具
本体と、該工具本体にその軸線を中心として回転自在に
取り付けられて工具本体および被削面との間に閉空間を
形成するカバーと、該カバー内の閉空間を切屑格納部に
接続する接続手段とから構成されてなり、該接続手段
は、前記主軸の周囲に中心を同じくして設けられた環状
ダクトと、該環状ダクトの円周方向へ移動可能に設けら
れた移動部と、該移動部に一端が着脱可能に挿入される
とともに他端が前記カバーに連結された連結部とからな
り、該連結部の一端は前記主軸の軸線と平行な方向へ向
けられた構成としたものであるから、工作機械の主軸を
中心として工具本体が移動しようとする場合に、主軸と
同軸に設けられた環状ダクトに沿って移動部が移動する
ことができる。また、連結部は一端がカバーに接続さ
れ、他端が前記移動部に連結されるとともに、連結部の
一端は主軸と平行な方向に向けられているから、主軸へ
工具本体を着脱する操作により、連結部を環状ダクトに
対して着脱することができ、したがって、マシニングセ
ンタなどの自動工具交換装置にも容易に適用することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施例の正面図である。
【図2】一実施例の底面図である。
【図3】図1の鎖線III の部分を拡大した断面図であ
る。
【図4】一実施例の要部を斜め下方から見た斜視図であ
る。
【図5】他の実施例の正面図である。
【図6】本発明の転削工具が取り付けられる工作機械の
外観図である。
【図7】転削工具の一従来例の縦断面図である。
【図8】一従来例の底面図である。
【図9】一従来例の工具本体の正面図である。
【符号の説明】
20 工具本体 36 カバー 40
排出管 104 主軸本体 106 横軸ヘッド 10
8 転削工具 110 ダクト 112 連結ロッド 11
4 ダクト本体 116 底板 122 挟持板 12
4 貫通孔 126 シール材 128 テーパ部 13
0 排出管

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 工作機械の主軸に支持されて該主軸の軸
    線を中心に回転する工具本体と、該工具本体にその軸線
    を中心として回転自在に取り付けられて工具本体および
    被削面との間に閉空間を形成するカバーと、該カバー内
    の閉空間を切屑格納部に接続する接続手段とから構成さ
    れてなり、該接続手段は、前記主軸の周囲に中心を同じ
    くして設けられた環状ダクトと、該環状ダクトの円周方
    向へ移動可能に設けられた移動部と、該移動部に一端が
    着脱可能に挿入されるとともに他端が前記カバーに連結
    された連結部とからなり、該連結部の一端は前記主軸の
    軸線と平行な方向へ向けられたことを特徴とする転削工
    具。
  2. 【請求項2】 工作機械の主軸に支持されて該主軸に直
    交する軸線を中心に回転する工具本体と、該工具本体に
    その軸線を中心として回転自在に取り付けられて工具本
    体および被削面との間に閉空間を形成するカバーと、該
    カバー内の閉空間を切屑格納部に接続する接続手段とか
    ら構成されてなり、該接続手段は、前記主軸の周囲に中
    心を同じくして設けられた環状ダクトと、該環状ダクト
    の円周方向へ移動可能に設けられた移動部と、該移動部
    に一端が着脱可能に挿入されるとともに他端が前記カバ
    ーに連結された連結部とからなり、該連結部の一端は前
    記主軸の軸線と平行な方向へ向けられたことを特徴とす
    る転削工具。
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