JP5239843B2 - 切削工具再研磨装置 - Google Patents

Description

本発明は、切削工具再研磨装置に関し、特にスローアウェイチップ再研磨装置に関する。

交換可能型切削工具であるスローアウェイチップでは、切れ味が落ちる度に再研磨して複数回使用されるのが常である。スローアウェイチップとしては、例えば特許文献１にも示されているように、すくい面９ａを備える面で三角形状（例えば一辺Ｄが１２ｍｍ）をしており、厚さ（逃げ面９ｂ方向）３〜５ｍｍ程度のものが使用されている（図５参照）。そして、再研磨は、三角形先端の３箇所のすくい面９ａを対象として行われる。

従来は、例えば特許文献２に記載のような方法で再研磨を行っていた。すなわち、スローアウェイチップを研磨用保持具に装着し、スローアウェイチップを自転させながら研磨ブラシを公転させてホーニング研磨加工を行う。この方法により複数のスローアウェイチップを同時研磨する場合には、同数の研磨用保持具が必要となる。この研磨用保持具は外形が大きく製造コストも高い。

そして、スローアウェイチップを自転させながら研磨を行うので、研磨加工に要する時間も長くなる。さらに、研磨ブラシを用いてホーニング研磨加工を行うため、長期の使用による研磨ブラシの変形磨耗等により研磨にムラが生じやすい。これを防ぐには、研磨ブラシの定期的交換が必要となる。

実公昭５７−５０１６４号公報 特開平９−２３９６４６号公報

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、切削工具１個当たりの研磨加工に要する時間が短く安定したムラの無い研磨加工が可能であり製造コストの低い切削工具再研磨装置を提供することである。

本発明は、前記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載の切削工具再研磨装置を提供する。
請求項１に記載の発明によれば、本発明の切削工具再研磨装置（１００）は、割出し回転テーブル（１）と、該割出し回転テーブル（１）上に設置される複数の切削工具（９）を前記割出し回転テーブル（１）に固定支持する複数の固定支持手段（３）と、前記切削工具に研磨液（８）を投射する投射ノズル（２）と、を備え、前記切削工具（９）に前記研磨液（８）を投射して所定数の前記切削工具（９）を再研磨する工程を反復させて、複数の前記切削工具（９）を再研磨することを特徴とする。

切削工具に研磨液（８）を投射して所定数の切削工具（９）の複数箇所を同時に再研磨するため、切削工具（９）を自転させる必要は無く、研磨の質も一定で高品質のものが短時間で得られる。そして、所定数の切削工具（９）を再研磨する工程を反復させて、複数の切削工具（９）を再研磨するため、切削工具再研磨装置（１００）の製造コストを低く抑えることが可能となり、研磨の質も一定となる。

そして、本発明の切削工具再研磨装置（１００）は、前記切削工具（９）は多角形の形状をしており、前記切削工具（９）の再研磨箇所（９ａ）は前記多角形の頂点近傍であり、前記固定支持手段（３）がその上部に多角錐（３a）を備え、
該多角錐の各側面が前記切削工具（９）の前記再研磨箇所（９ａ）の各々に研磨液（８）を案内するように前記多角錐（３a）が、前記切削工具（９）の再研磨箇所（９ａ）に対して位置付けられるように、前記固定支持手段（３）が前記回転テーブル（１）に固定されることを特徴とする。

この構造により、研磨液（８）は、投射が始まると、固定支持手段（３）の多角錐（３ａ）の側面（３ａ）に案内されて、均等に分流してこれを駆け下り、切削工具（９）の複数の再研磨箇所（９ａ）に均等に衝突する。これにより、切削工具（９）が有する複数の再研磨箇所（９ａ）が同時に均等に再研磨されることが可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、本発明の切削工具再研磨装置（１００）は、前記回転テーブル（１）には、前記切削工具（９）の外形を転写した凹部が形成されており、該凹部に前記切削工具（９）が収納設置され、前記固定支持手段（３）は、上部に前記多角錐（３ａ）が形成され下部に円柱(３ｂ)が形成され、該円柱(３ｂ)には軸方向に沿って平面部（３ｃ）が形成され、前記回転テーブル（１）にはさらに溝が形成されており、該溝の内側面が前記平面部（３ｃ）に当接して、前記固定支持手段（３）の周方向（Ｆ）位置が決まることを特徴とする。

この構造により、切削工具（９）と多角錐（３ａ）との相対的位置を決めることが可能となり、取付け取外しの容易な切削工具（９）の固定支持手段（３）が提供される。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係る切削工具再研磨装置の側面図である。図２は、本発明に係る切削工具再研磨装置の上面図であり、本発明に係る切削工具再研磨装置を図１のＡ方向より視た図である。図５（ａ）は再研磨の対象となるスローアウェイチップの平面図であり、図５（ｂ）はスローアウェイチップの側面図である。

（第１実施形態）
図１、図２に示すように、本発明の第１実施形態の切削工具再研磨装置１００は、切削工具であるスローアウェイチップ９を再研磨する装置である。図５に示すように、スローアウェイチップ９は、三角形の外形を有する板状物体である。その三角形の一辺Ｄは例えば１２ｍｍであり、その板厚は例えば５ｍｍである。スローアウェイチップ９の三角形の中心には円形の孔９ｃが形成されている。孔９ｃは精密に加工されて所定寸法の直径を有している。スローアウェイチップ９は、三角形の各頂点にすくい面９ａを備え、すくい面９ａに対して略直角方向に逃げ面９ｂを備える。すくい面９ａはその外周部に切れ刃を形成しており、再研磨は三角形先端の３箇所のすくい面９ａを対象にして行う。

切削工具再研磨装置１００は、スローアウェイチップ９のすくい面９ａに研磨液８を投射して複数（例えば１６個）のスローアウェイチップ９を再研磨する工程を、シーケンス制御によりチップ９につき１個毎に連続して実行する。

研磨液８としては、例えば焼成シリカやコロイダルシリカ（研磨砥粒）、アミン（加工促進材）および有機高分子などを混合したものが採用される。コロイダルシリカは、珪酸微粒子が凝集しないで一次粒子のまま水中に分散した透明もしくは不透明の乳白色のコロイド液の形で提供される。この研磨液８を、投射ノズル２を介してチップ９のすくい面９ａに向けて高速で投射し、研磨液８がすくい面９ａに衝突することにより、すくい面９ａが研磨砥粒により再研磨される。この研磨液８を投射する時間は、スローアウェイチップ１個当たり例えば１５秒である。

切削工具再研磨装置１００は、割出し回転テーブル１を備える。割出し回転テーブル１上には、スローアウェイチップ９の外形を陰陽反転させて概略的に転写した凹部１ａが例えば周方向等間隔に割出されて１６個形成されており、凹部１ａにチップ９が挿入（収納）される。これにより、挿入されたチップ９は、凹部１ａの側壁に阻まれるので、その周方向（図２、図４においてＦ方向）に回動することは無くなる。チップ９は、回転テーブル１の凹部１ａに挿入された後、固定ピン３により支持されながら回転テーブル１に固定される。

回転テーブル１の下には、回転軸７を介してモーターＭが設置されている。モーターＭの下には、台座４を介してジャッキ５が設置されている。モーターＭは、一つのスローアウェイチップ９の再研磨が完了する毎に、所定の割出し角度例えば２２.５°（３６０°／１６個）、回転軸７を介して回転テーブル１を回転させる。モーターＭは、制御用サーボモーターであり、ステッピングモーターを採用しても良い。また、ジャッキ５は回転テーブル１の地上からの高さ位置を調整するためのものである。各種操作は、ダイアル６を使用して行う。

回転テーブル１の上には、研磨液８を投射するための投射ノズル２が設置されている。投射ノズル２のスローアウェイチップ９に対する距離は調節可能になっている。そして、図１に示すように、投射ノズル２と固定ピン３との距離Ｌは、例えば３０ｍｍに調節されている。

図３、図４にチップ９の固定支持手段である固定ピン３を示す。図３は、固定ピン３の側面図である。図４は固定ピン３の上面図であり、図３においてＢ方向から視た図である。図３、図４ともに、スローアウェイチップ９が模式的に仮想線で表されている。そして、図３、図４における固定ピン３とチップ９との相対的位置関係は、両者が回転テーブル１に取付けられている状態のものである。固定ピン３は、図３に示すように、上部に三角錐３ａが形成され下部に円柱３ｂが形成されている。三角錐３ａにおける底面に対する側面の傾斜角Ｃは、例えば３０°である。円柱３ｂには軸方向に沿って平面部３ｃが軸を基準として対称に２面形成されている。

チップ９が回転テーブル１の凹部１ａに挿入された後、固定ピン３は、チップ９の孔９ｃをガイドにしながら、円柱３ｂを摺動させて回転テーブル１に差し込まれる。一方、回転テーブル１には、固定ピン３を固定させるための溝（図示せず）が形成されている。固定ピン３が回転テーブル１に差し込まれると、該固定用溝の内側面が固定ピン３の平面部３ｃに当接する。固定ピン３の平面部３ｃにより形成される二面幅と、回転テーブル１の溝幅は精密な寸法で仕上がっており、嵌め合いが可能となっている。これにより、固定ピン３を回転テーブル１に差し込むと、チップ９が回転テーブル１に固定支持されると同時に、固定ピン３の周方向位置が決まる。

図４に示すように、固定ピン３の上部に形成された三角錐３ａは、図４に示すように、その底面の有する三つの頂点３ａａが、スローアウェイチップ９の三角形の頂点９ｄと約１２０度の角度を成している。すなわち、回転テーブル１の凹部１ａと固定用溝は、この１２０度の角度を達成可能なように形成されることとなる。

次に、切削工具再研磨装置１００の作動方法を説明する。
まず、スローアウェイチップ９を１６個分、回転テーブル１の凹部１ａに挿入する。次に、固定ピン３を１６個分、チップ９の孔９ｃをガイドにして固定用溝に差し込む。これにより、チップ９が回転テーブル１に固定されることとなる。

そして、投射ノズル２の直下にチップ９の中心が位置するように、回転テーブル１を回転させて、この位置を加工開始地点に設定し初期化をする。次に、投射ノズル２の直下にセットされた１個のチップ９に対する研磨液８の投射を開始する。投射時間は例えば１５秒である。投射が始まると、図４に示すように、研磨液８は、固定ピン３の三角錐３ａの三つの側面３ａに案内されて、均等に分流してこれを駆け下り、チップ９の三つの頂点９ｄ（すくい面９ａ）に均等に衝突する。これにより、チップ９が有する三つのすくい面９ａが同時に均等に再研磨されることが可能となる。投射が終わると１個のチップ９の再研磨が完了する。

１個のチップ９の再研磨が完了すると、回転テーブル１を、Ｅ方向（図２参照）に所定の割出し角度例えば２２.５°（３６０°／１６個）回転させる。すると、今度は再研磨が完了したチップ９に隣接する別のチップ９が投射ノズル２の直下に位置するようになる。別のチップ９に対して、同様な方法で研磨液８を投射させて再研磨を実行する。後はこの繰り返しであり、１６回、このような工程を反復させて連続的に実行すると、回転テーブル１に設置された１６個のチップ９は、再研磨が完了する。

なお、再研磨完了後に、回転テーブル１の下側に顔を覗かせている固定ピン３の下部３ｂ（図１参照）を押すと、固定ピン３が回転テーブル１から離れ、チップ９を取外すことが可能となる。

（他の実施形態）
第１実施形態では、三角形のスローアウェイチップについて説明したが、四角形、五角形、その他の多角形でも同様であり、この場合はそれぞれ固定ピンの頭部を四角錐、五角錐、その他の多角錐にすれば、チップが有する複数のすくい面が同時に均等に再研磨されることが可能となる。
また、投射ノズルを１個ではなく、２個、３個その他の多数個設置すれば再研磨が短時間で済むことはいうまでも無い。

以上のように、切削工具１個当たりの研磨加工に要する時間が短く安定したムラの無い研磨加工が可能であり製造コストの低い切削工具再研磨装置を提供することが可能となる。

本発明に係る切削工具再研磨装置の側面図である。 本発明に係る切削工具再研磨装置の上面図である。 本発明に係る固定支持手段の側面図である。 本発明に係る固定支持手段の上面図である。 （ａ）は切削工具の平面図であり、（ｂ）は切削工具の側面図である。

符号の説明

１００ 切削工具再研磨装置
１ 回転テーブル
２ 投射ノズル
３ 固定ピン（固定支持手段）
８ 研磨液
９ スローアウェイチップ（切削工具）

Claims (2)

1. 割出し回転テーブル（１）と、
   該割出し回転テーブル（１）上に設置される複数の切削工具（９）を前記割出し回転テーブル（１）に固定支持する複数の固定支持手段（３）と、
   前記切削工具に研磨液（８）を投射する投射ノズル（２）と、を備え、
   前記切削工具（９）に前記研磨液（８）を投射して所定数の前記切削工具（９）を再研磨する工程を反復させて、複数の前記切削工具（９）を再研磨し、
   前記切削工具（９）は多角形の形状をしており、前記切削工具（９）の再研磨箇所（９ａ）は前記多角形の頂点近傍であり、前記固定支持手段（３）がその上部に多角錐（３a）を備え、
   該多角錐の各側面が前記切削工具（９）の前記再研磨箇所（９ａ）の各々に研磨液（８）を案内するように前記多角錐（３a）が、前記切削工具（９）の再研磨箇所（９ａ）に対して位置付けられるように、前記固定支持手段（３）が前記回転テーブル（１）に固定されることを特徴とする切削工具再研磨装置（１００）。
2. 前記回転テーブル（１）には、前記切削工具（９）の外形を転写した凹部が形成されており、該凹部に前記切削工具（９）が収納設置され、
   前記固定支持手段（３）は、上部に前記多角錐（３ａ）が形成され下部に円柱(３ｂ)が形成され、該円柱(３ｂ)には軸方向に沿って平面部（３ｃ）が形成され、
   前記回転テーブル（１）にはさらに溝が形成されており、該溝の内側面が前記平面部（３ｃ）に当接して、前記固定支持手段（３）の周方向（Ｆ）位置が決まることを特徴とする請求項１に記載の切削工具再研磨装置（１００）。

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