JP3010512U - 工作機械の切粉処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ドリルなどの刃具によりワークを比較的深く
穿孔する場合にも切粉を直ちに連続してワークから排除
することを可能とする。 【構成】 主軸３に刃具装着部品７を介し装着されるド
リルなどの刃具１１の周囲に先端の開口された筒状のフ
ード１３をワークｗとの関連でこれの内方空間が密閉さ
れるように設けると共に、この内方空間から空気を吸引
するための空気吸引管１５を設け、一方刃具の軸内には
通気孔１１ａを穿設し、その一端は刃具先端に開口させ
ると共に他端は刃具装着部品に設けた通路ｐ１を介し外
部の圧縮空気供給管３３と接続させるようになす。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ワークの加工中に刃具により生成される切粉を連続的かつ迅速に他 所へ排出することのできる工作機械の切粉処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

転削工具や穴ぐりカッターを用いる工作機械において、加工中に生成される切 粉を空気の流れにより直ちに連続して吸引除去するものとした切粉吸引装置は存 在している（実開平２−１０４９１５号公報及び実開平３−１１７５１８号公報 参照）。

【０００３】 この切粉吸引装置は切粉の散乱による作業環境の悪化を防止すると共に、切粉 の掃除の手間を不要となすほか、切粉の熱に起因してワークが歪むことによる製 品精度の悪化を阻止するたどの利益をもたらすものである。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ワークの加工中に生成される切粉を人手を要せずして除去することは、ドリル 、リーマ又はタップなどの刃具の使用される工作機械においても同様に要望され ることである。

【０００５】 しかし、ドリルなどの刃具はワークの比較的深い箇所で切粉を生成するものと なるため、従来の切粉吸引装置では上記要望を実現することが困難となるのであ り、特にワークがアルミ材などの場合においてその困難性が増大される。

【０００６】 この点を解消するものとして本出願人は既に実願平５−７６６８２号を提案し ているが、本考案はこれをさらに改良したものとした工作機械の切粉処理装置を 提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため本考案においては、主軸に刃具装着部品を介し装着さ れるドリルなどの刃具の周囲に先端の開口された筒状のフードをワークとの関連 でこれの内方空間が密閉されるように設けると共に、この内方空間から空気を排 除するための空気吸引管を設け、一方刃具の軸内には通気孔を穿設し、その一端 は刃具先端に開口させると共に他端は刃具装着部品に設けた通路を介し外部の圧 縮空気供給管と接続させるようになす。

【０００８】 このさい、ワークと当接されるフード先端縁には切欠を設ける。また圧縮空気 供給管から通気孔内に供給される圧縮空気に霧状の切削剤を混在させるための切 削剤供給装置を設けるのがよい。

【０００９】

【作用】

ワークの加工中、圧縮空気供給管から供給された圧縮空気は刃具装着部品の通 路を通じて刃具の通気孔に達し、その先端から勢いよく噴出される。この圧縮空 気は空気吸引管の吸引力との関連により方向性のある強い流れとなって刃具先端 で生成された切粉をフードの内方空間まで迅速かつ積極的に運ぶものとなり、こ のように運ばれた切粉は空気と一緒に空気吸引管を通じて他所へ排出される。

【００１０】 一方、圧縮空気は加熱された刃具の先端を自身の強い流れにより強力に冷却し その損耗や熱変形を効果的に抑制するものとなる。

【００１１】 またフードの先端縁に設けられた切欠は大気からフード内への空気の流れを許 容し、通気孔から流入した圧縮空気の量が不足するようなときにこの不足を補う ものとなる。

【００１２】 さらに切削剤供給装置により圧縮空気中に供給された霧状の切削剤は圧縮空気 の流れを妨げることなく切刃を潤滑し、その損耗や熱変形を一層効果的に抑制す るものとなる。

【００１３】

【実施例】

先ず第一実施例を説明すると、図１は本実施例に係る工作機械（ボール盤など ）の加工ヘッド部分を示す説明図である。

【００１４】 図において、１はボール盤の加工ヘッドを形成する主軸支持部材であり、この 部材１の内孔には玉軸受２などを介して主軸３が一定位置での回転駆動可能に装 着されている。４は主軸支持部材１の先端面にボルト固定された止めリング部材 、５は主軸３先端の細径部に嵌合されボルト固定された覆いリング部材、そして ６及び６は主軸３に嵌着された刃具装着部品（ホルダ）７の回転を規制するため の二つのキーで、その各々はボルトを介して主軸３端面に張出状に固定されてい る。

【００１５】 前記ホルダ７は基端側にテーパシャンク８を具備したものとなされており、こ のシャンク８は主軸３の中心部に形成された孔に嵌入されるものとなされている 。シャンク８の先端にはプルスタッド９が設けてあって、ホルダ７の固定状態で は図示しないドローバーと係合して主軸３の後方へ引張されるものとなされてお り、一方ホルダ７の抜き取りのさいはドローバーにより主軸３の先端側へ押し出 されドローバーとの係合を解除されるものとなされている。

【００１６】 ホルダ７の概ね中央部には鍔部材１０が設けられていて、主軸３側端面の二箇 所に前記二つのキー６、６と嵌合するものとなされた凹み部１０ａ、１０ａが形 成されるほか、周面部に環状凹み溝１０ｂが形成されている。

【００１７】 またホルダ７の先端部は張出状となされていて、ここにはドリル、タップ或い はリーマなどの刃具１１の挿入される中心孔７ａが形成されると共に、この中心 孔７ａに嵌挿された刃具１１の基部を把握させるための把持手段１２が設けられ ている。

【００１８】 しかしてドリルなどの刃具１１の周囲にはワークとの関連で密閉空間を形成す るための剛性材からなるフード１３が設けられるのであって、具体的には次のよ うになされている。

【００１９】 即ち、ホルダ７の周囲を包囲するものとした金属製の筒形フード本体部材（外 筒部材）１４を止めリング部材４の外端面にボルト固定する。このさい外筒部材 １４は、内側中央箇所に縮径状の仕切り壁１４ａを設けると共に先端外周部に段 差１４ｂを設けて小径部１４ｃを形成するほか、仕切り壁１４ａよりも先端側の 周面箇所で仕切り壁１４ａに近い箇所に空気吸引管１５をネジ接続したものとな す。

【００２０】 小径部１４ｃの内側には金属製の内筒部材１６を摺動変位自在かつ気密状に嵌 挿すると共に内筒部材１６の外周にはこれの軸方向に沿わせた細溝１６ａを形成 し、一方では小径部１４ｃの周面部に案内ネジ体１７を螺着固定してこのネジ体 １７の先端部を細溝１６ａ内に嵌合させ、内筒部材１６をその周方向の回転の規 制された状態でしかも細溝１６ａの長さの範囲内でフード本体部材１４に対し自 在に出入りするものとなす。

【００２１】 内筒部材１６の先端にはフランジ部１６ｂを設け、このフランジ部１６ｂと前 記段差１４ｂとの間の小径部１４ｃには圧縮されたスプリング１８を装着し、こ のスプリング力で内筒部材１６をその先端側へ押圧させる。

【００２２】 このさい、内筒部材１６の内側にはやはり金属製の張出長さ調整用筒部材１９ を摺動変位自在に嵌挿すると共に前者筒部材１６の周面部に固定用ネジ２０を螺 着し、この固定用ネジ２０の操作により後者筒部材１９の前後方向ｆ１の位置変 更調整を可能となすのがよい。また必要であれば後者筒部材１９の先端開口端面 １９ａの周方向適当間隔位置にこれの内方と大気側とを連通させるための切欠ｋ を設けるようになす。この切欠ｋは筒部材１９先端に設けられた透孔で置き換え てもよい。

【００２３】 一方、ホルダ７の外周にはディスク部材２１を外嵌させるのであり、このディ スク部材２１は一端を鍔部材１０に当接させ、他端をホルダ７の外周に形成した ネジ部ｍに螺合させたナット体２２で締め付けることにより固定させる。ここで ２３はディスク部材２１とナット体２２の間に介在させたワッシャである。そし て仕切り壁１４ａの前側端面には環状溝ｎを設け、これにシールパッキン２４を 嵌着し、このパッキン２４とディスク部材２１の半径方向面とを当接させ、ホル ダ７の回転可能状態下での気密を保持させるようになす。

【００２４】 以上がフード１３の構成であり、かくして刃具１１の周囲には先端面の開放さ れたフード内方空間が形成される。

【００２５】 本考案ではこのフード内方空間内に空気を流入させるための手段が必要となる のであるが、このため刃具１１の軸方向部位に通気孔１１ａが設けてある。即ち 、図示例では刃具１１をドリルとなしてあるため、通気孔１１ａはドリルの螺旋 形状に沿った二つのねじれ孔となしてある。このさい通気孔１１ａの一端は刃具 １１の先端面に開口させ、他端は刃具の後端面に開口させる。

【００２６】 しかして刃具１１の後端面の開口は圧縮空気源３２から延出された外部の圧縮 空気供給管３３と接続させるのである。

【００２７】 そのため、ホルダ７には前記通気孔１１ａと連通された通路（中心孔ｐ１）が 設けてあり、この中心孔ｐ１が主軸３の中心孔ｐ２や適宜な回転継手などを介し て圧縮空気供給管３３と連通される。

【００２８】 斯かる接続態様に代えて図２に示すように、中心孔ｐ１の上部を斜状に分岐さ せてこれを鍔部材１０の端面に開口させ、この開口を主軸３の肉厚部に設けた通 路３ａの先端開口ｍと密接させ、同通路３ａの上部を適宜な回転継手などを介し て圧縮空気供給管３３と接続させてもよい。

【００２９】 或いは図３に示すように、中心孔ｐ１の上部を斜状に分岐させてテーパシャン ク８の周側面に開口させ、この開口を主軸３の肉厚部に設けた通路３ｂの先端開 口ｎと密接させるようになしてもよい。

【００３０】 そして、圧縮空気供給管３３の途中にはこの中を供給される圧縮空気に霧状の 潤滑剤を混在させるための潤滑剤供給装置３４が設けられる。

【００３１】 上記の如く構成した本考案装置の使用例及びその作動を説明する。 図示しない作業テーブル上にワークｗを固定すると共に、固定用ネジ２０の操 作により筒部材１９の前方側への張出寸法を適当に設定する。この後、工作機械 を作動状態として、加工ヘッドを移動させることにより、主軸３をワークｗに近 接移動させる。一方では圧縮空気供給管３３から通気孔１１ａへ霧状の潤滑剤の 含まれる圧縮空気を供給すると共に、空気吸引管１５を通じてフード１３の内方 空間内の空気を連続的に吸引させる。

【００３２】 主軸３が一定量移動すると、筒部材１９の先端の開口端面１９ａがワークｗと 当接し、刃具１１の周囲にはフード本体部材１４、内筒部材１６、筒部材１９、 ディスク部材２１などで囲まれた遮蔽空間が形成される。その後、主軸３が前方 へ移動されるに伴って、内筒部材１６及び筒部材１９は一体となってスプリング １８の伸張力に抗して外筒部材１４の内方へ押し込まれる。

【００３３】 そして主軸３の移動がさらに増大したとき、刃具１１の先端はワークｗの表面 に達し、その切削が開始される。このとき、切粉が生成されるものとなるが、圧 縮空気が刃具１１の先端から勢いよく噴出され、空気吸引管１５の吸引作用との 関連で一定方向へ向けて流れるものとなるため、切粉はその流れにより冷却され つつ迅速かつ確実にフード１３の内方空間へ運ばれるものとなり、フード内方空 間に達した後は空気吸引管１５を通じて他所へ排出される。ここで切粉が冷却さ れつつ直ちにワークｗから除去されることは切粉によるワークｗの温度上昇を阻 止してワークｗの歪を防止し、加工精度を向上させると共に、切粉によるワーク ｗ加工面の損傷を防止するものとなる。またワークｗの加工中、刃具１１は加熱 されるが、刃具１１の先端から噴出される圧縮空気がこれを冷却し、その損耗や 熱変形を効果的に抑制するものとなるほか、圧縮空気中に混在した潤滑剤が刃具 １１を潤滑して、その損耗や熱変形をさらに効果的に抑制するのである。

【００３４】 工作機械の構造やワークｗの加工条件によっては、フード１３の内方空間内に 流入すべき空気が、刃具１１の先端から流入するものだけでは不充分となること があるが、このような場合、切欠ｋはフード１３の内方空間に大気を流入させて その不足を補うものとなる。

【００３５】 フード１３はワークｗに当接した状態で主軸３と直交する方向へ引きずられた りすることがあるが、内筒部材１６の上下移動によりワークｗ表面との引っ掛か りを防止される。

【００３６】 次に本考案の第二実施例を説明すると、図４は本実施例に係る工作機械（マシ ンニングセンタなど）の加工ヘッド部分の説明図である。

【００３７】 本実施例では外筒部材１４の一部１４Ａを横方向へ張り出させてあり、この部 分にホルダ７の半径方向へ向いた空気通路ｓ１とホルダ７の軸方向へ向いた空気 通路ｓ２が形成されている。この空気通路ｓ２の外端部には口金部材２５が固定 されている。

【００３８】 ホルダ７は外筒部材１４に玉軸受２ａ、２ｂを介して一定位置での回転変位自 在に装着されており、このさい玉軸受２ａの一端はホルダ７に設けた突条７ａに 係止させ、他方の玉軸受２ｂはディスク部材２１の端面に係止させる。４ａは外 筒部材１４にボルト固定された止めリング部材である。

【００３９】 ２６は実開平２−１０４９１５号公報に開示されているものと実質的に同一の ものとなされた係合手段であって、外筒部材１４の孔に圧縮スプリング２７を介 して嵌挿された棒部材２８、キャップ部材２９を介して棒部材２８にボルト固定 された係合部材３０からなり、係合部材３０の先端３０ａは鍔部材１０に設けら れたホルダ軸方向の図示しない溝に係合可能となされると共に、同部材３０の基 端部３０ｂは口金部材２５に設けた主軸３方向の溝２５ａに係合され、後述の刃 具組立品の脱着にさいして所要の機能を奏するものとなされている。

【００４０】 止めリング部材４には空気吸引管１５と接続された口金部材１５Ａが固定され ている。この口金部材１５Ａの外端面にはパッキン３１が嵌着されており、この パッキン３１は前記口金部材２５の外端面と口金部材１５Ａの外端面とを気密条 に接続させるように関連するものとなしてある。また口金部材１５Ａの外端面の 特定箇所には主軸３の半径方向へ向けた係止溝ｇが設けてあって、係合手段２６ のキャップ部材２９が嵌合されるようになされている。

【００４１】 このさいホルダ７、フード１３、刃具１１、口金部材２５及び係合手段２６は 刃具組立品として独立状の一体構造となしてある。

【００４２】 刃具１１の通気孔１１ａはホルダ７の中心孔ｐ１を介して外部の圧縮空気供給 管３３と接続されていることは先の実施例と変わりないのであり、このさいの具 体的態様は先の実施例と同様に図５又は図６に示すように変形することができる 。

【００４３】 その他の部分において先の実施例と同一の部位には同一の符号が付してある。

【００４４】 本実施例装置の使用のさいは、刃具組立品はマガジン内に単体として収納され 、必要に応じて自動工具交換装置の工具交換アームがホルダ７の環状溝１０を把 握してこの刃具組立品を適当に移動させる。

【００４５】 この組立品の主軸３への装着時において、ホルダ７は係合部材３０の先端３０ ａと鍔部材１０の特定箇所との係合によりその回転方向位置を特定角度に規制さ れているため、ホルダ７の凹み部１０ａ、１０ａは、主軸３のオリエンテーショ ン機能でその回転方向の特定位置に停止された状態のキー６、６と正確に対向す るものとなる。

【００４６】 そしてキャップ部材２９が係止溝ｇに嵌まった状態において工具交換アームが 主刃具組立品を図２中左側へ押圧するように作動するため、係合部材３０の先端 ３０ａは鍔部材１０の特定箇所に対してキャップ部材２９と同体的に変位してホ ルダ７の回転規制を解除し、ホルダ７は回転自在な状態となされる。これと同時 にホルダ７は図示しないドローバーとの関連で主軸３に固定された状態となる。 このさいキャップ部材２９と係止溝ｇの嵌合はフード１３の主軸３廻りへの回転 を規制する。

【００４７】 このようにして主軸３に刃具組立品が装着された後にワークｗの加工が実施さ れるのであり、このさい刃具１１の先端からは圧縮空気が前述同様に通気孔１１ ａを通じて噴出され、またフード１３の内方空間内の空気は空気吸引管１５及び 空気通路ｓ２、ｓ１を通じて吸引され、各部は先の実施例に準じて機能する。

【００４８】 作業が終了すると、主軸３はそのオリエンテーション機能により再び装着時の 位置に停止し、続いて工具交換アームが装着時の逆の手順で刃具組立品を主軸３ から取り外し、マガジン内に収納する。このさいキャップ部材２９に作用してい た図２中右側への押圧力が消失し、係合部材３０がスプリング２７力により原位 置に復帰されるため、ホルダ７の特定箇所は係合部材３０の先端３０ａと係合し 、再びその回転方向位置を特定角度に規制される。かくしてホルダ７は主軸３へ の次の装着に備えられるのである。

【００４８】

【考案の効果】

以上の如く構成した本考案によれば、刃具の先端から圧縮空気が噴出されてフ ードの内方空間内へ流入するため、ワークを比較的深く穿孔する場合にも刃具先 端で生成された切粉を勢いのよい空気流により直ちに連続して迅速かつ積極的に 排除でき、したがって特に切粉が刃具の溝などに詰まり易いアルミ材のようなワ ークに対し効果的に作用するものとなるのであり、また刃具の通気孔を通過する 圧縮空気が刃具の温度上昇を強力に阻止してその損耗や熱変形を防止し工具寿命 を長くなすほかワークの加工精度を向上させるのであり、また加熱された切粉が ワークから直ちに排出されるため切粉熱に起因したワークの熱歪が抑制されて加 工精度を一層向上させると共に切粉によるワーク加工面の損傷を防止して加工品 の品質を向上させるのである。

【００４９】 請求項２に記載のものによれば、刃具の先端から噴出される圧縮空気の量が不 足するとき、切欠から流入する大気でその不足を補うことができるものである。

【００５０】 請求項３に記載のものによれば、刃具が潤滑されてその損耗や熱変形が一層効 果的に防止されるものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第一実施例に係る工作機械の加工ヘッ
ドの一部を示す断面視説明図である。

【図２】前記第一実施例の変形例を示す断面図である。

【図３】前記第一実施例の変形例を示す断面図である。

【図４】本考案の第二実施例に係る工作機械の加工ヘッ
ドの一部を示す断面視説明図である。

【図５】前記第二実施例の変形例を示す断面図である。

【図６】前記第二実施例の変形例を示す断面図である。

【符号の説明】

３ 主軸 ７ ホルダ（刃具装着部品） １１ 刃具 １１ａ 通気孔 １３ フード １５ 空気吸引管 ３３ 圧縮空気供給管 ３４ 切削剤供給装置 ｋ 切欠 ｐ１ 中心孔（通路） ｗ ワーク

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 主軸に刃具装着部品を介し装着されたド
   リルなどの刃具の周囲に先端の開口された筒状のフード
   をワークとの関連でこれの内方空間が密閉されるように
   設けると共に、この内方空間から空気を排除するための
   空気吸引管を設け、一方刃具の軸内には通気孔を穿設
   し、その一端は刃具先端に開口させると共に他端は刃具
   装着部品に設けた通路を介し外部の圧縮空気供給管と接
   続させたことを特徴とする工作機械の切粉処理装置。
2. 【請求項２】 ワークと当接されるフード先端縁に切欠
   を設けたことを特徴とする請求項１に記載の工作機械の
   切粉処理装置。
3. 【請求項３】 圧縮空気供給管から通気孔内に供給され
   る圧縮空気に霧状の切削剤を混在させるための切削剤供
   給装置を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載
   の工作機械の切粉処理装置。