JP2822459B2

JP2822459B2 - 転削工具の切屑排出機構

Info

Publication number: JP2822459B2
Application number: JP1172508A
Authority: JP
Inventors: 辰夫新井; 克己芳賀; 貴宣斉藤
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1989-07-04
Filing date: 1989-07-04
Publication date: 1998-11-11
Anticipated expiration: 2013-11-11
Also published as: KR910002549A; KR960011083B1; JPH0335914A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、例えば正面フライス等、主として平面切
削に用いられる転削工具に係り、詳しくは切削に伴って
生成される切屑を逐次処理できる転削工具に関する。

［従来の技術］被削材の平面加工に用いられる転削工具の一例とし
て、従来より、第４図ないし第６図に示すような正面フ
ライスが知られている。

この正面フライスは、略円筒状をなすカツタ本体１の
先端外周部に、カツタ本体１の先端面及び外周面に向け
て開口するチップ取付座２が周方向等間隔に複数形成さ
れている。これらチップ取付座２内には、スローアウエ
イチツプ（以下、チツプと略称する。）３が、クランプ
ネジ４で締め込まれる楔部材５によって着脱自在に装着
されている。

一方、各チツプ３の正面切刃3aと向かい合うカツタ本
体１の外周面には、壁面円弧状をなすチツプポケツト６
が形成されており、さらにカツタ本体１の中心には、カ
ツタ本体１を軸線方向に貫く中心孔７が形成されてい
る。

このように構成された正面フライスは、アーバ10が機
械本体の主軸８にキー９を介して取り付けられ、カツタ
本体１の中心孔７にアーバ10の嵌合軸10aが嵌合され、
締付けボルト12により締結されることによりカッタ本体
１が主軸８と一体に固定されている。そしてこの状態
で、カツタ本体１が主軸８によって軸線回りに回転せし
められると共に軸線と直交する方向に送られて、チツプ
３が被削材の平面加工をおこなうようになっており、こ
のとき生成される切屑は、すくい面3aからチツプポケツ
ト６の壁面に誘導されて丸め込まれた上でカツタ本体１
の周方向外方へ排出される。

［発明が解決しようとする課題］ところで、上述した従来の正面フライスは、生成され
る切屑を単にその周方向外方へ誘導排出するのみである
ため、カツタ本体１の回転に伴って切屑が機械周囲へと
広く飛散し、この結果作業環境が悪化するのみならず、
ときとして作業に危険性が生じ、また、切削終了後の切
屑処理にも相当の時間を要するという欠点があった。

また、切削を継続するにつれて切屑が被削材や機械の
テーブル等に徐々に堆積してゆくため、これら切屑の熱
によって被削材や機械に熱変形が生じて加工精度が劣化
したり、あるいはチツプ３に切屑が噛み込まれて切削面
の品位が損なわれる欠点もあった。

さらに、機械の周囲に飛散した切屑が機械の摺動面等
に入り込んで、機械自身の精度劣化や寿命低下を招くお
それもあった。

この発明は、このような背景の下になされたもので、
切削に従って生成される切屑を周囲に飛散させることな
く処理できる転削工具の切屑排出機構を提供することを
目的とする。

［課題を解決するための手段］請求項１記載の転削工具の切屑排出機構は、軸線回り
に回転せしめられるカッタ本体の先端外周部に切刃チッ
プを取り付けてなる転削工具において、先端部がカッタ本体の外周切刃に向けて開口する筒体
がカッタ本体の外周に配設され、このカッタ本体の外周
面と筒体内周面との間にカッタ本体の径方向外方に突出
して一体回転する複数の吸引羽と駆動羽とを備えたター
ビン部が回転自在に遊挿され、カッタ本体と筒体内周面
との間には吸引羽を包囲する吸引部と駆動羽を包囲する
駆動部とがそれぞれ形成され且つこれら吸引部と駆動部
との間を密閉状態とし、筒体には、筒体を貫いて駆動部
に連通する流体の供給口と、筒体を貫いて吸入部に連通
し且つ筒体先端部及び切刃チップの間の開口に連通する
排出口とが形成されたことを特徴とするものである。

請求項２記載の転削工具の切屑排出機構は、請求項１
記載のものに加えて、タービン部の吸引部では、吸引羽
の固定面がタービン部の基端から先端側に向かうに従っ
て漸次カツタ本体の軸心側に湾曲して形成され、この固
定面に複数の吸引羽がカツタ本体の径方向外方に向かう
に従って漸次カツタ回転方向後方側に湾曲する渦巻き翼
状に固定されていることを特徴とするものである。

［作用］上記構成の転削工具によれば、カツタ本体の基端部に
配設されているタービン部が、外部から筒体内部のター
ビン部の駆動部に圧縮空気を供給することによりその駆
動羽が回転し、この駆動羽が回転すると同時に吸引羽が
回転連動して吸引部内の空気を排気口から排出する。こ
のため、吸引部の内部には負圧が生じ、筒体の先端開口
部の周囲の空気が、吸引部の内部に吸引される。

従って、切刃チツプで生成された切屑は吸入空気と共
に筒体の先端開口部から吸引部の内部へと吸引され、さ
らに排出口から排出される。

また、吸引羽の固定面が漸次カッタ本体の軸心側に湾
曲して形成され、固定面に複数の吸引羽が渦巻き翼状に
固定されているから、常に上方へ向かう吸引状態とな
り、切刃チップで生成された切屑を効率よく上方へ押し
上げて吸引排出することができる。

［実施例］第１図ないし第３図を参照して、本発明の一実施例を
説明する。

第１図ないし第３図において、図中符号１はカツタ本
体である。このカツタ本体１は、その先端部外周には、
上記従来の正面フライス工具と同様にチップ取付座２と
チップポケット13が円周方向に沿って多数形成され、さ
らに、チップ取付座２には、上記従来の正面フライスと
同様に正面切刃3a及び外周切刃3bを備えたチップ３が、
クランプ機構によって、所定位置に着脱自在に固定され
ている。

そして、さらに本実施例の正面フライス工具では、上
記カツタ本体１の先端面に、上記各切刃3a,3bによって
生成された切屑を誘導排出するための切屑案内部材15
が、その表面を上記正面切刃3aより軸方向に僅かに後退
させて埋め込まれ、皿小ネジ16によって固定されてい
る。

一方、上記カツタ本体１は、第１図に示すように上記
従来の正面フライス工具と同様に、アーバ10の軸部10a
を取り付け孔12に嵌合させ、先端面より締付けボルト14
を上記アーバ10の軸部10a端面にねじ込んでいる。そし
て、上記アーバ10の軸部10aの反対側には、主軸８のテ
ーパ穴8aに嵌合させるためのテーパシャンク10bが設け
られ、さらにこのテーパシャンク10bの先端には、図示
しないが、主軸８内のドローイングボルトによって正面
フライス工具と主軸８とを強固に結合するためのねじ部
が形成されている。

また、上記アーパ10の軸部10aの後端部には、大径軸
部10cが形成されており、この大径軸部10cには止め輪17
によってベアリング18が固定されている。さらに、この
ベアリング18の外輪には筒体19が嵌装されている。そし
て、この筒体19は、ベアリング18の外輪に反対側より嵌
装されたカバー20と、ボルト21によって一体に結合され
て、カツタ本体１に対して同軸上で相対回転可能になっ
ている。

この筒体19の先端部19aは、カツタ本体１の先端外周
面に形成されたチップポケット13を覆う位置まで延長さ
れ、その内周面とカツタ本体１の先端部外周面との間に
は、一定間隔の隙間が形成されている。

また、筒体19の基端側19bの内周面とカツタ本体１の
基端側外周面との間には、駆動部22が形成されており、
また、筒体19の中央部19cの内周面とカツタ本体１の中
央部周面との間には、吸引部23が形成されている。これ
ら筒体19の駆動部22と吸引部23との間には、筒体19内を
軸心と直角に貫通するベアリング穴24が周方向等間隔に
穿設されている。

筒体19の駆動部22の外周面には、管状をなすエアー供
給口25と、このエアー供給口25にカツタ本体１の軸芯を
基準として対称な位置にはエアー排気口26とが穿孔され
ており、これらにより駆動部22は外部と連通されてい
る。また、前記エアー供給口25は、空気を供給する外部
エアー供給装置25aと連結されている。

筒体19の駆動部22から先端側に位置する吸引部23は、
筒体先端部19aとカツタ本体１の先端部周面との間に形
成された吸入路19dを介して筒体19の先端開口部19aと連
通されている。そして、吸引部23の外周面には、切屑排
出口27が穿設されており、これにより吸引部23は外部と
連通されている。さらに、上記切屑排出口27は、噴出す
る切屑を収納するための切屑バケット27aと連結されて
いる。

これら筒体19により形成される駆動部22と吸引部23の
内部は、タービン部23がカツタ本体１の基端部に回転自
在に挿入されている。

上記タービン部28は略中空円筒形状をなし、第３図に
示されるように、その先端側の固設部（固定面）28bの
形状が基端から先端側に向かうに従って漸次タービン部
28の軸心側に湾曲するように形成されている。このター
ビン部28の固設部28bには、複数の吸引羽29がタービン
部28の径方向外方に向かうに従って漸次カツタ回転方向
後方側に湾曲する渦巻き翼状に等間隔に固定されてい
る。また、タービン部28の基端部28cには、複数の駆動
羽30がタービン部28の軸心と平行に、かつ駆動部30の中
央部がカツタ回転方向後方側に湾曲して等間隔に固定さ
れている。

そして、これら吸引羽29と駆動羽30とが固設されたタ
ービン部28は、カツタ本体11の基端部との間に複数のシ
ール材31を介し、エアーベアリング部32の気密性が保持
されるように遊挿されている。

さらに、タービン部28の外周の略中央部には、周方向
等間隔にエアー受給穴28dが穿孔されている。これによ
り、エアーベアリング部32には筒体19の周面に穿孔され
たベアリング穴24より圧縮空気が供給され、この流入す
る圧縮空気が複数のエアー受給穴28dより注入されてお
り、これにより、タービン部28の回転軸受けがなされて
いる。

以上のように構成された正面フライスを用いて、被削
材の平面加工をおこなうには、以下の手順でおこなう。

まず、アーバ10のテーパシャンク10bを主軸８のテー
パ穴8aに嵌合させ、ドローイングボルトによってアーバ
ー10を主軸８の軸線方向に引き上げる。そして、アーバ
10を主軸キー９を介して主軸８に固定させる。

次ぎに、カツタ本体１の基端部にタービン部28を遊挿
する。この際カツタ本体１の外周とタービン部28の内周
との間には、複数個のシール材31を所定位置に介装させ
る。

さらに、タービン部28と一体のカツタ本体１を、その
中心孔７にアーバ10の嵌合軸10aを嵌合された状態で、
嵌合軸10aの端面に締付けボルト12をねじ込むことによ
りアーバ10に固定する。これにより、カツタ本体１は、
アーバ10を介して主軸８と一体に固定される。

以上によりカツタ本体１の主軸８への装着作業が完了
した後、筒体19を、アーバ10の大径軸部分10cにベアリ
ング18を介してカバー20とボルト21とにより一体に固定
させる。これにより、カツタ本体１の周面及びタービン
部28が、相対回転可能な筒体19に覆われる。

そして、カツタ本体14を軸線回りに第２図M1方向へ回
転させ、かつ軸線と直交する方向に送り出すことによ
り、チツプ３は被削材を切削していく。

このとき、チツプ３の正面切刃3aに沿って生成される
切屑は、切屑案内部材15とチツプすくい面3aとの間の隙
間に導かれてチツプポケツト13内に排出される。

一方、カツタ本体１が回転すると同時に、筒体19の外
周に開口しているエアー供給口25に連通している外部エ
アー供給装置25aから空気（約9kg/cm²）を駆動部22内に
供給し、また、筒体19のベアリング穴24にも、図示しな
いが、圧縮空気を供給して、タービン部22のエアー軸受
をおこなっている。

この筒体19内部の駆動部22に供給された外部からの空
気により、タービン部28の駆動羽30がカツタ回転方向前
方側（第２図のMI方向）に押し出されて高速に回転され
る。また、この駆動羽30の回転により、吸引部28b内に
位置する吸引羽29も連動してM1方向に高速に回転する。
この吸引羽29の高速の回転により、吸引部23内の空気
は、吸引羽29に押し付けられてカツタ回転方向前方側に
押し出される。また、これと同時に、渦巻き翼状に固設
された吸引羽29と、タービン部28の軸心側に湾曲してい
る吸引羽29の固設部28b形状とによって、吸引部23内の
空気がカツタ本体１の上方へ吸引状態になる。

そして、この上方へ吸引状態とされた吸引部23内の空
気は、カツタ回転方向前方側に移動して切屑排気口27へ
と導かれていく。この結果、吸引部23内は負圧状態にな
り、吸引部23と吸入路19dを介して連通する筒体19の先
端開口部19eから、チツプ３周辺の空気が逐次吸引され
る。

このように、吸引部23が負圧状態になると、切屑案内
部材15に案内されてチツプポケツト13に排出された切屑
は、上方へ吸引状態とされる空気と共に吸引部23の内部
に吸引される。そして、吸引された切屑は、空気と共に
逐次吸引部23から切屑排出口27へ導かれ、切屑バケット
27aへ排出されていく。

以上説明したように、カツタ本体１の基端部に配設さ
れているタービン部28が、外部から筒体19内部のタービ
ン部28の駆動部22に圧縮空気を供給することによりその
駆動羽30が高速に回転し、この駆動羽30が回転すると同
時に、それにより吸引羽29が回転連動して吸引部23内の
空気を排気口から排出する。このため、吸引部23の内部
には負圧が生じ、筒体19の先端開口部の周囲の空気が、
吸引部23の内部に吸引される。このため、切刃チツプ３
で生成された切屑は吸引空気と共に筒体19の先端開口部
から吸引部23の内部へと吸引され、さらに切屑排出部27
aから排出される。

従って、作業環境が大幅に改善されると共に切屑処理
に要する時間も大幅に短縮される。また、被削材や機械
本体のテーブル等に切屑が堆積することもないので、被
削材や機械の熱変形による加工精度の劣化や切屑の噛み
込みに伴う切削面品位の劣化も生じず、さらには、機械
本体の摺動等への切屑の侵入も無くなり機械本体の精度
や寿命の低下も防止される。

また、吸引部23内の空気は、渦巻き翼状に固設された
吸引羽29と、タービン部28の軸心側に湾曲している吸引
羽29の固設部28b形状とにより、常に上方へ向かう吸引
状態となっているため、切屑を効率よく上方へ押しあげ
ることができる。

また、本実施例におけるタービン部28内に送られる駆
動用空気は、工場で他の設備等に使用されている圧縮空
気から分岐させて使用することができるため、取付設備
が容易になる。

また、この駆動用空気により回転する駆動部22内の駆
動羽30は、低圧の空気が供給されても効率良く回転を行
うに適した湾曲形状を有しているため、連動する吸引羽
29の吸引力を常に一定に保つことができる。

また、駆動用空気の圧力が低い場合には、吸引羽根29
の取付け面積を大きくすることにより高速に回転させる
ことができ、さらに、連動する吸引羽29の吸引力を最大
限に生かすことができる。

また、切刃チツプ３に対向する位置に切屑案内部材15
を設けたものにあっては、切刃チツプ３で生成される切
屑が切屑案内部材15と切刃チツプ３との隙間を介して筒
体19の先端開口部側に逐次導かれるので、より確実に切
屑を回収できる。

また、本実施例は、吸引部23の内部に負圧が生じて吸
引力が発生するものであるから、吸引力の強さは、吸引
羽29の旋回径、すなわち旋回羽29の外周側の周速に大き
く依存することとなる。従って、吸引羽29の設計にあた
っては許容される範囲でその旋回径を大きく取ることが
望ましい。

また、本実施例では特にチツプ３をカツタ本体13に着
脱自在に装着するスローアウエイ式の正面フライスの場
合について説明したが、本発明の転削工具はこれに限る
ものではなく、チツプをロウ付けした正面フライス等で
あっても当然に適用可能である。

さらに、本実施例では特にカツタ本体１の先端に切屑
案内部材15を配設しているが、これは吸引羽29によって
切屑を完全に回収するに十分な吸引力が得られる場合
や、鋳鉄の切削等のように粉塵状の切屑が生成される場
合には省略しても構わない。

さらにまた、本実施例では吸引羽29を渦巻翼状に形成
して吸引部23の内部を渦巻ポンプ状に構成したが、本発
明の転削工具はこれに限るものではない。すなわち、吸
引羽29は、この吸引羽29と一体の駆動羽30が外部からの
圧縮空気により回転することにより吸引力を発生させる
ものであれば良いのであって、種々の変形が考えられ
る。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、切屑を機械周
囲に飛散させることなく逐次排気口から回収することが
でき、このため作業環境が大幅に改善されると共に切屑
処理時間が大幅に短縮される。さらには、切屑の堆積に
よる熱変形や切屑の噛み込みが無くなると共に機械摺動
面等への切屑の侵入も根絶されて加工精度の劣化、切削
面品位の劣化及び機械寿命の低下が防止される。

しかも本発明では、カバー内に駆動羽と吸引羽を含む
タービン部を備えているから切屑の吸引機構が小型でス
ペースをとらない。また、吸引羽とこれを駆動させる駆
動羽がいずれもタービン部に備えられて一体回転するた
めに直接駆動羽の回転力を吸引羽に伝達して切屑の吸引
回収のための吸引力発生に寄与させることができる。し
かもその際に駆動部と吸引部との間は密封状態であるか
ら、吸引羽の回転で生じる吸引力を全て直接開口に作用
させて切屑を吸引でき、吸引羽の回転による気流の送り
方向である筒体周面の排出口に向けて排出気流を生じさ
せることができ、効率的な切屑吸引排出機能を果たすこ
とができるという格別な作用効果を奏することができ
る。

また、吸引羽の固定面が漸次カッタ本体の軸心側に湾
曲して形成され、固定面に複数の吸引羽が渦巻き翼状に
固定されているから、常に上方へ向かう吸引状態とな
り、切刃チップで生成された切屑を効率よく上方へ押し
上げて吸引回収することができる。

【図面の簡単な説明】第１図ないし第３図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図は軸方向断面図、第２図は底面図、第３図はター
ビン部の拡大図、第４図ないし第６図は従来の正面フラ
イスを示すもので、第４図は軸方向断面図、第５図は底
面図、第６図はカツタ本体の先端外周部の拡大図であ
る。１……カツタ本体、３……切刃チップ、 10……アーバ、10a……嵌合軸、 13……チップポケット、19……筒体、 22……駆動部、23……吸引部、 26……エアー排出口、27……切屑排出口、 28……タービン部、29……吸引羽、 30……駆動羽。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B23Q 11/00 B23C 5/06 B23C 9/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】軸線回りに回転せしめられるカッタ本体の
先端外周部に切刃チップを取り付けてなる転削工具にお
いて、先端部が前記カッタ本体の外周切刃に向けて開口する筒
体が前記カッタ本体の外周に配設され、このカッタ本体
の外周面と筒体内周面との間に前記カッタ本体の径方向
外方に突出して一体回転する複数の吸引羽と駆動羽とを
備えたタービン部が回転自在に遊挿され、前記カッタ本
体と前記筒体内周面との間には前記吸引羽を包囲する吸
引部と前記駆動羽を包囲する駆動部とがそれぞれ形成さ
れ且つこれら吸引部と駆動部との間を密閉状態とし、前
記筒体には、前記筒体を貫いて前記駆動部に連通する流
体の供給口と、前記筒体を貫いて前記吸入部に連通し且
つ前記筒体先端部及び切刃チップの間の開口に連通する
切屑の排出口とが形成されたことを特徴とする切屑排出
機構。
【請求項２】前記タービン部の吸引部では、前記吸引羽
の固定面が前記タービン部の基端側から先端側に向かう
に従って漸次前記カッタ本体の軸心側に湾曲して形成さ
れ、前記固定面に複数の吸引羽が前記カッタ本体の径方
向外方に向かうに従って漸次カッタ回転方向後方側に湾
曲する渦巻き翼状に固定されていることを特徴とする請
求項１記載の切屑排出機構。