JP4552602B2 - 切削工具 - Google Patents

Description

本発明は、切削工具に関し、特に、被切削物の切削加工時に発生した切屑を回収するための構造を有する切削工具に関する。

この種の切削工具の従来例が特許文献１に開示されている。特許文献１においては、工具本体の外周面を覆うように、切屑排出口を備えた切屑収納体が工具本体と同軸かつ相対回転自在に取り付けられている。工具本体には、その先端面において切刃付近に開口する吐出穴が形成されている。また、工作機械の主軸及びこの主軸に装着されて工具本体に回転を伝達するアーバにも、吐出穴に連通する流通孔及び連通孔がそれぞれ形成されている。そして、流通孔及び連通孔を介して工作機械側から供給された霧状の切削油剤または冷風を吐出穴へと導き、これを切刃の付近に吐出させるようにしている。これによって、霧状の切削油剤または冷風を周囲に飛散させることなく、切刃及び被切削部分に安定して供給するようにしている。

その他にも、特許文献２，３の切削工具が開示されている。

特開２０００−５９７０号公報 特開２００２−３２１１１４号公報 特開２０００−５９６９号公報

特許文献１においては、被切削物の切削加工時に発生した切屑を回収するために、切屑排出口を備えた切屑収納体を工具本体における切刃が設けられた先端側に取り付ける必要がある。そのため、例えば奥まった場所の切削加工を行う場合は、切屑収納体が周辺物と干渉してしまい、切屑収納体を工具本体に取り付けた状態で被切削物の切削加工を行うことが困難となる。その場合は、被切削物の切削加工時に発生した切屑を回収することが困難となる。

本発明は、切屑を回収するための構造が周辺物と干渉するのを確実に防止することができ、被切削物の切削加工時に発生した切屑を確実に回収することができる切削工具を提供することを目的とする。

本発明に係る切削工具は、上述した目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明に係る切削工具は、先端部外周に配設された切刃の回転により被切削物の切削が可能な切削工具であって、切刃の工具回転方向前方側の近傍に設けられたガイドプレートであって、被切削物の切削時に発生した切屑を該ガイドプレート上に誘導するためのガイドプレートと、切刃近傍から工具根元側へ伸びる通路であって、前記ガイドプレートで誘導された切屑を排出するための切屑排出通路と、工具内部に形成され、気体が導入される気体導入通路と、前記ガイドプレート上に誘導された切屑を工具根元側へ搬送するよう前記気体導入通路に導入された気体を該ガイドプレート上に吹き付けるための第１の気体吐出通路と、前記切屑排出通路内の切屑を工具根元側へ搬送するよう前記気体導入通路に導入された気体を前記切屑排出通路の途中部に吹き付けるための第２の気体吐出通路と、を有することを要旨とする。

本発明に係る切削工具において、前記第１の気体吐出通路は、前記気体導入通路に導入された気体を工具根元側へ向けて吹き付けるための通路であるものとすることもできる。本発明に係る切削工具において、前記第２の気体吐出通路は、前記気体導入通路に導入された気体を工具根元側へ向けて吹き付けるための通路であるものとすることもできる。

本発明に係る切削工具において、前記切屑排出通路は、工具外周部に形成された溝を含むものとすることもできる。この本発明に係る切削工具において、前記溝の少なくとも一部がカバーにより覆われているものとすることもできる。

本発明によれば、被切削物の切削加工時に発生した切屑を工具根元側へ搬送することができるので、切屑を回収するための構造が周辺物と干渉するのを確実に防止することができ、被切削物の切削加工時に発生した切屑を確実に回収することができる。

以下、本発明を実施するための形態（以下実施形態という）を図面に従って説明する。

図１，２は、本発明の実施形態に係る切削工具の構成の概略を示す図である。図１の上側は正面図の概略を示し、図１の下側は下面図の概略を示す。そして、図２の右側は側面図の概略を示し、図２の左側は下面図の概略を示す。なお、図１，２は、本発明をフライス加工用の切削工具１０に適用した場合を示している。

略円筒形状の部分を含む切削工具１０は、その根元部１０ａがテーパ形状となっており、図示しない工作機械の主軸と結合される。そして、切削工具１０は、工作機械の主軸の回転とともに、その中心軸３０まわりに回転する。

切削工具１０における略円筒形状の先端部１０ｂの外周には、複数のチップ（切刃）１２が周方向に間隔をおいて配列されている。そして、各チップ１２の工具回転方向前方側の近傍には、チップポケット１４が形成されている。さらに、各チップ１２の工具回転方向前方側の近傍には、ガイドプレート１６が取り付けられている。各ガイドプレート１６は、その近傍に位置するチップ１２のすくい面に対して若干の隙間をおいて対向配置されており、チップ１２が被切削物を切削することで発生した切屑をガイドプレート１６上のチップポケット１４に誘導する。なお、チップポケット１４及びガイドプレート１６のより詳細な構成については、特許文献１を参照されたい。

そして、本実施形態に係る切削工具１０の外周部には、複数の溝１８が形成されている。各溝１８は、各チップポケット１４とそれぞれ連通しており、かつ切削工具１０の中心軸に対して工具回転方向後方側に傾斜した状態で各チップポケット１４から工具根元側へ伸びていることで、各チップポケット１４から工具回転方向後方側へ巻回された螺旋形状を呈している。ただし、図１，２では説明の便宜上、１つの溝１８についてのみ図示しており、他の溝１８の図示を省略している。さらに、切削工具１０の外周部には、チップカバー２０が取り付けられており、各溝１８における工具根元側の端部を除いた部分が、このチップカバー２０により覆われている。

また、本実施形態に係る切削工具１０の内部には、その中心軸３０に沿って気体導入通路２２が形成されている。この気体導入通路２２は、切削工具１０の根元部１０ａにて外部に開口しており、図１，２の矢印に示すように、工作機械からこの開口部を通って気体導入通路２２に所定圧力のエアが導入される。

さらに、以下に説明するように、本実施形態に係る切削工具１０の内部には、複数の気体吐出通路２４−１，２４−２が形成されている。ただし、図１，２では説明の便宜上、１つの気体吐出通路２４−１，２４−２についてのみ図示しており、他の気体吐出通路２４−１，２４−２の図示を省略している。

各気体吐出通路２４−１は、その一端が気体導入通路２２に開口しており、その他端が各溝１８の途中部に開口している。図１，２の矢印に示すように、気体導入通路２２に導入されたエアは、各気体吐出通路２４−１を通って各溝１８に吹き付けられる。そして、各気体吐出通路２４−１は、一端（気体導入通路２２）から他端（各溝１８の途中部）へ、中心軸３０と垂直方向に対して工具根元側に傾斜した状態で略径方向に伸びている。そのため、各気体吐出通路２４−１から各溝１８へ吐出されるエアの方向は、図１，２の矢印に示すように、中心軸３０と垂直方向に対して工具根元側に傾斜しており、中心軸３０と平行な工具根元方向の速度成分を有する。このように、各気体吐出通路２４−１は、気体導入通路２２に導入されたエアを各溝１８に工具根元側へ向けて吹き付けるために設けられている。なお、エアの方向については、中心軸３０と平行な工具根元方向の速度成分を有する場合を、「工具根元側」としている。

一方、各気体吐出通路２４−２は、その一端が気体導入通路２２に開口しており、その他端が各チップポケット１４に開口している。図１，２の矢印に示すように、気体導入通路２２に導入されたエアは、各気体吐出通路２４−２を通って各チップポケット１４に吹き付けられる。そして、各気体吐出通路２４−２は、一端（気体導入通路２２）から中心軸３０と垂直方向に対して工具先端側に傾斜した状態で略径方向に伸びており、そこから他端（各チップポケット１４）へ中心軸３０と垂直方向に対して工具根元側に傾斜した状態で略工具回転方向後方側に伸びている。そのため、各気体吐出通路２４−２から各チップポケット１４へ吐出されるエアの方向も、図１，２の矢印に示すように、中心軸３０と垂直方向に対して工具根元側に傾斜しており、中心軸３０と平行な工具根元方向の速度成分を有する。このように、各気体吐出通路２４−２は、気体導入通路２２に導入されたエアを各チップポケット１４に工具根元側へ向けて吹き付けるために設けられている。

本実施形態に係る切削工具１０により被切削物３６の切削（フライス）加工を行う場合は、図３に示すように、溝１８の形成位置より工具根元側に羽板２８を取り付けた状態で、切削工具１０を根元部１０ａにて工作機械の主軸３２と結合させる。そして、図示しない吸引機に接続された吸引カバー３４を切削工具１０の周囲に設置する。この吸引カバー３４は、中心軸３０と平行方向に関して、溝１８が形成され且つ被切削物３６等の周辺物と干渉しない位置に配設される。その際に、溝１８における吸引カバー３４の配置箇所がチップカバー２０により覆われないように、チップカバー２０により溝１８を覆う部分の範囲（チップカバー２０の中心軸３０方向の長さ）が設定される。

切削工具１０の先端部１０ｂに配設されたチップ１２が工作機械の主軸３２の回転とともに中心軸３０まわりに回転することで、被切削物３６の切削（フライス）加工が行われる。被切削物３６の切削加工時に発生した切屑３８は、各ガイドプレート１６により各チップポケット１４に取り込まれる。

また、被切削物３６の切削加工時には、工作機械から気体導入通路２２に所定圧力のエアを供給することで、図３の矢印に示すように、気体導入通路２２にエアが導入される。これによって、各チップポケット１４には、各気体吐出通路２４−２から工具根元側へ向けてエアが所定圧力で吹き付けられるので、各チップポケット１４内の切屑３８が各溝１８（工具根元側）へ搬送される。さらに、各溝１８の途中部には、各気体吐出通路２４−１から工具根元側へ向けてエアが所定圧力で吹き付けられるので、各溝１８に搬送された切屑３８が吸引カバー３４（工具根元側）へさらに搬送される。このエアの圧力による切屑３８の搬送時には、各溝１８を覆うチップカバー２０により、切屑３８が吸引カバー３４外へ逃げるのが防止される。そして、吸引カバー３４に搬送された切屑３８が吸引機により吸引されることで、被切削物３６の切削加工時に発生した切屑３８が回収される。このように、チップポケット１４及び溝１８が、被切削物３６の切削加工時に発生した切屑３８を吸引カバー３４へ排出するための切屑排出通路として機能する。

以上説明したように、本実施形態においては、切屑３８に対して各気体吐出通路２４−１，２４−２から工具根元側へ向けてエアを吹き付けることで、各チップポケット１４内の切屑３８を工具根元側の吸引カバー３４へ搬送することができる。そのため、例えば奥まった場所の切削加工を行う場合等、吸引カバー３４を被切削物３６等の周辺物と干渉しないように切削工具１０の先端部１０ｂから離れた位置に配置せざるを得ない場合であっても、各チップポケット１４内の切屑３８を確実に回収することができる。したがって、本実施形態によれば、被切削物３６の切削加工時に吸引カバー３４が被切削物３６等の周辺物と干渉するのを確実に防止することができ、かつ切削加工時に発生した切屑３８を確実に回収することができる。

そして、本実施形態においては、各チップポケット１４内の切屑３８に対して各気体吐出通路２４−２から工具根元側へ向けてエアを吹き付けることで、各チップポケット１４内の切屑３８を確実に排出することができる。さらに、各溝１８内の切屑３８に対して各気体吐出通路２４−１から工具根元側へ向けてエアを吹き付けることで、切屑３８が各溝１８内に滞るのを確実に防止することができるので、切屑３８を吸引カバー３４へより確実に搬送することができる。

また、本実施形態においては、各溝１８が各チップポケット１４から工具回転方向後方側へ巻回された螺旋形状を呈していることで、切削工具１０の回転に伴って切屑３８を効率よく吸引カバー３４に搬送することができる。また、各溝１８がチップカバー２０により覆われていることで、エアの圧力による切屑３８の搬送時に、切屑３８が吸引カバー３４外へ逃げるのを確実に防止することができるので、切屑３８を吸引カバー３４へより確実に搬送することができる。

以上の本実施形態の説明においては、切削工具１０の外周部に形成された各溝１８の少なくとも一部がチップカバー２０により覆われている場合について説明した。ただし、本実施形態においては、例えば奥まった場所の切削加工を行う場合等、各溝１８の近くに被切削物３６等の周辺物が存在する場合には、図４に示すように、各溝１８をチップカバー２０により覆わなくてもよい。この場合は、各溝１８をチップカバー２０により覆わなくても、切屑３８を吸引カバー３４へ確実に搬送することができる。

また、以上の本実施形態の説明においては、本発明をフライス加工用の切削工具１０に適用した場合について説明した。ただし、本発明は、フライス加工用以外の切削工具についても適用可能である。図５は、その一例として、本発明をボーリング加工用の切削工具１０に適用した場合を示している。ここで、図５の上側は正面図の概略を示し、図５の下側は下面図の概略を示す。ただし、図５でも説明の便宜上、１つの溝１８及び気体吐出通路２４−１，２４−２についてのみ図示しており、他の溝１８及び気体吐出通路２４−１，２４−２の図示を省略している。

図５に示すボーリング加工用の切削工具１０においては、各気体吐出通路２４−１は、その一端が気体導入通路２２に開口しており、その他端が各チップポケット１４に開口している。工作機械から気体導入通路２２に導入されたエアは、各気体吐出通路２４−１を通って各チップポケット１４に吹き付けられる。そして、各気体吐出通路２４−１は、一端（気体導入通路２２）から他端（各チップポケット１４）へ、中心軸３０と垂直方向に対して工具根元側に傾斜した状態で略径方向に伸びている。そのため、各気体吐出通路２４−１から各チップポケット１４へ吐出されるエアの方向は、図５の矢印に示すように、中心軸３０と垂直方向に対して工具根元側に傾斜しており、工具根元方向の速度成分を有する。

そして、各気体吐出通路２４−２も、その一端が気体導入通路２２に開口しており、その他端が各チップポケット１４に開口している。工作機械から気体導入通路２２に導入されたエアは、各気体吐出通路２４−２を通って各チップポケット１４に吹き付けられる。そして、各気体吐出通路２４−２は、一端（気体導入通路２２）から他端（各チップポケット１４）へ、中心軸３０と垂直方向に対して工具先端側に傾斜した状態で伸びている。各気体吐出通路２４−２から各チップポケット１４へ吐出されたエアは、図５の矢印に示すように、ガイドプレート１６にて反射して工具先端側から工具根元側へ向きを変えることで、工具根元方向の速度成分を有する。

図５に示すボーリング加工用の切削工具１０においても、切屑３８に対して各気体吐出通路２４−１，２４−２から工具根元側へ向けてエアを吹き付けることで、各チップポケット１４内の切屑３８を工具根元側の吸引カバー３４へ搬送することができる。したがって、被切削物３６の切削（ボーリング）加工時に吸引カバー３４が被切削物３６等の周辺物と干渉するのを確実に防止することができ、かつ切削加工時に発生した切屑３８を確実に回収することができる。

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明の実施形態に係る切削工具の構成の概略を示す正面図及び下面図である。 本発明の実施形態に係る切削工具の構成の概略を示す側面図及び下面図である。 本発明の実施形態に係る切削工具を用いた切削加工の一例を説明する図である。 本発明の実施形態に係る切削工具を用いた切削加工の一例を説明する図である。 本発明の実施形態に係る切削工具の他の構成の概略を示す正面図及び下面図である。

符号の説明

１０ 切削工具、１２ チップ、１４ チップポケット、１６ ガイドプレート、１８ 溝、２０ チップカバー、２２ 気体導入通路、２４−１，２４−２ 気体吐出通路、３２ 主軸、３４ 吸引カバー、３６ 被切削物。

Claims (5)

1. 先端部外周に配設された切刃の回転により被切削物の切削が可能な切削工具であって、
   切刃の工具回転方向前方側の近傍に設けられたガイドプレートであって、被切削物の切削時に発生した切屑を該ガイドプレート上に誘導するためのガイドプレートと、
   切刃近傍から工具根元側へ伸びる通路であって、前記ガイドプレートで誘導された切屑を排出するための切屑排出通路と、
   工具内部に形成され、気体が導入される気体導入通路と、
   前記ガイドプレート上に誘導された切屑を工具根元側へ搬送するよう前記気体導入通路に導入された気体を該ガイドプレート上に吹き付けるための第１の気体吐出通路と、
   前記切屑排出通路内の切屑を工具根元側へ搬送するよう前記気体導入通路に導入された気体を前記切屑排出通路の途中部に吹き付けるための第２の気体吐出通路と、
   を有することを特徴とする切削工具。
2. 請求項１に記載の切削工具であって、
   前記第１の気体吐出通路は、前記気体導入通路に導入された気体を工具根元側へ向けて吹き付けるための通路であることを特徴とする切削工具。
3. 請求項１または２に記載の切削工具であって、
   前記第２の気体吐出通路は、前記気体導入通路に導入された気体を工具根元側へ向けて吹き付けるための通路であることを特徴とする切削工具。
4. 請求項１〜３のいずれか１に記載の切削工具であって、
   前記切屑排出通路は、工具外周部に形成された溝を含むことを特徴とする切削工具。
5. 請求項４に記載の切削工具であって、
   前記溝の少なくとも一部がカバーにより覆われていることを特徴とする切削工具。

Images