JP5634780B2

JP5634780B2 - 工作機械の工具

Info

Publication number: JP5634780B2
Application number: JP2010163603A
Authority: JP
Inventors: 守弘秀田; 康児佐藤
Original assignee: DMG Mori Co Ltd
Current assignee: DMG Mori Co Ltd
Priority date: 2010-07-21
Filing date: 2010-07-21
Publication date: 2014-12-03
Anticipated expiration: 2030-07-21
Also published as: JP2012024864A; DE102011079504A1; US9308611B2; CN202200105U; US20120020748A1

Description

本発明は、工作機械の工具に関し、特に、切削加工時に発生する切屑の回収効率を向上する吸引構造の改善に関する。

この種の工作機械の工具では、ワーク加工中に発生する切屑の飛散を防止するために切屑吸引装置を付加する場合がある。この種の切屑吸引装置として、従来例えば、特許文献１には、工具本体の先端に複数の切れ刃を同一円周上に位置するように配設し、工具本体の中央部に切屑を吸引するための切屑吸引孔を形成し、該吸引孔に吸引機構を接続したものが提案されている。

特開２００２−１６６３２０号公報

ところで、前記従来の工作機械の工具では、切屑吸引孔を工具本体部の中央部に形成しているため、前記各切れ刃から前記切屑吸引孔まで切屑が通過する通路の実質的な通路面積が大きくなり、その分吸引空気流の流速が低くなり、その結果吸引力が弱くなって十分に切屑を回収できないという問題がある。なお、前記大きな通路面積に応じて吸引空気量を増大させることにより流速を確保しようとした場合、この大きな吸引空気量に応じて切屑吸引孔の直径を大きくすることが必要となる。しかし、工具本体部に形成可能な吸引孔の径には制約があるため、必要な吸引孔の径を確保するのは困難である。

本発明は、前記従来の状況に鑑みてなされたもので、簡単な構造により吸引力を向上でき、切屑を確実に回収することができる工作機械の工具を提供することを課題としている。

請求項１の発明は、工作機械の主軸に工具ホルダを介して着脱可能に装着される軸部及び複数の切れ刃が設けられた保持部を有し、切屑吸引装置による切屑吸引時に切屑の吸引路となる吸引孔が設けられた工具ボディを備えた工作機械の工具であって、
前記複数の切れ刃は、前記工具ボディの保持部の周縁に沿うように配設され、該保持部には、複数の凹部が該保持部の周縁に沿うように、かつ前記各切れ刃の切削方向の前側に位置するように形成され、該各切れ刃は前記各凹部に着脱可能に取り付けられており、
前記各凹部は下方に開口しており、該凹部の開口を下方から覆うようにカバーが着脱可能に取り付けられ、該カバーと前記切れ刃との隙間により前記凹部に連通する切屑導入口が形成され、
前記吸引孔は、前記凹部に連通し、前記軸部の軸線に向かって斜め上方に延びる複数の第１の吸引孔と、前記主軸の軸芯部に軸線方向に延びるように形成され、前記複数の第１の吸引孔を合流させる第２の吸引孔とを含む
ことを特徴としている。

請求項２の発明は、請求項１に記載の工作機械の工具において、前記各第１の吸引孔の合計通路面積は、前記第２の吸引孔の通路面積以下に設定されていることを特徴としている。

請求項１の発明によれば、工具ボディに、各切れ刃の近傍に開口する第１の吸引孔を切れ刃毎に形成したので、該第１の吸引孔の径を必要な流速が得られる大きさに容易に設定することができ、その結果、吸引流速を向上でき、切屑を確実に吸引することができる。

また、前記保持部に、前記各切れ刃の切削方向前側に位置するように凹部を形成したので、前記保持部への切れ刃の着脱作業をこの凹部を利用して容易に行うことができる。

そして前記各凹部を覆うようにカバーを設け、カバーと前記切れ刃とで前記凹部から前記第１の吸引孔に連通する切屑導入口を形成したので、該切屑導入口から第１の吸引孔に至る吸引流速を確保でき、凹部を設けて切れ刃の着脱作業を容易化しながら、吸引流速が低下するのを回避できる。

請求項２の発明によれば、前記各第１の吸引孔の合計通路面積を、前記第２の吸引孔の通路面積以下に設定したので、前記第１の吸引孔、ひいては前記切れ刃の近傍において必要な流速を確保しつつ、第２の吸引孔における流速が必要以上に高くなって流路抵抗が過大になるのを回避できる。

本発明の実施例１に係る工具が装着された工作機械の全体斜視図である。前記工具の断面正面図（図３のII-II線断面図)である。前記工具のカバーが装着された状態の底面図である。前記工具の前記カバーが取り外された状態の底面図である。前記工具のワーク加工状態を示す断面正面図（図３のV-V線断面図）である。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１ないし図５は、本発明の実施例１による工作機械の工具を説明するための図である。

図において、１は工作機械を示している。該工作機械１は、ベッド２と、該ベッド２の奥部分に立設されたコラム３と、該コラム３の前面に上下方向（Ｚ軸方向）に移動自在に支持された主軸頭４と、前記ベッド２の手前部分に前後方向（Ｙ軸方向）に移動自在に支持されたサドル５と、該サドル５上に左右方向（Ｘ軸方向）に移動自在に支持されたテーブル６とを備えている。

前記主軸頭４内には、主軸７が回転自在に支持されており、該主軸７の下端部には工具ホルダ１４を介して工具１０が着脱可能に装着されている。

前記工作機械１は、さらに、前記主軸７に装着された工具１０と次工程用工具とを自動的に交換する自動工具交換装置１１を備えている。この自動工具交換装置１１は、前記コラム３の側壁に配置された工具マガジン１２と、該工具マガジン１２と前記主軸７との間に配置された工具交換アーム１３とを有する。

そして本実施例の工作機械１は、前記主軸７に装着された工具１０によりワークＷを加工する際に発生する切屑を吸引する切屑吸引装置１５を備えている。

前記切屑吸引装置１５は、吸引力発生源を内蔵する切屑回収箱１５ｂと前記工具１０とを、該工具１０，前記工具ホルダ１４及び主軸７に形成された吸引路１６及び吸引パイプ１５ａにより接続した概略構造を有する。

前記主軸７は、軸芯部に、前記吸引路１６の一部を構成する切屑排出孔７ａが貫通形成された筒状体からなり、前記主軸頭４に内蔵された駆動モータ（不図示）により回転駆動される。

前記工具ホルダ１４は、軸芯部に、前記工具１０が装着される支持穴１４ｂ及び前記吸引路１６の一部を構成する切屑排出孔１４ａが貫通形成され、前記主軸７の下端部に着脱可能に装着されている。

前記工具１０は、軸部８ａ及び保持部８ｂを有する工具ボディ８と、前記保持部８ｂに装着された複数の切れ刃９とを備え、前記軸部８ａが前記工具ホルダ１４に着脱可能に装着されている。

そして前記工具ボディ８には、前記吸引路１６の一部を構成する第１の吸引孔８ｄ及び第２の吸引孔８ｅが形成されている。前記第１の吸引孔８ｄは、前記各切れ刃９の近傍に開口し、前記軸部８ａの軸線Ｐに向かって延びている。また前記第２の吸引孔８ｅは、前記各第１の吸引孔８ｄを合流させるとともに前記主軸７の軸線Ｐ方向に延び、前記工具ホルダ１４の切屑排出孔１４ａを介して前記主軸７の切屑排出孔７ａに連通している。

ここで前記第１の吸引孔８ｄの孔径は、該第１の吸引孔８ｄの合計通路面積が、前記第２の吸引孔８ｅの通路面積以下になるように設定するのが望ましい。本実施例では、第１の吸引孔８ｄの合計通路面積と第２の吸引孔の通路面積は略等しく設定されている。

前記工具ボディ８の保持部８ｂには、凹部８ｆが、前記各切れ刃９毎に、かつ該切れ刃９の切削方向R前側に位置し、下方に開口するようにするように形成されている。前記第１の吸引孔８ｄは前記凹部８ｆの底面に開口している。また、前記切れ刃９は、ベースプレート９ｃに固定されており、該ベースプレート９ｃは前記凹部８ｆの縁部にボルト９ｂで着脱可能に固定されている。

そして前記凹部８ｆの下端開口にはカバー１７がボルト１７ａで着脱可能に装着されている。このカバー１７の縁部１７ｂと前記切れ刃９との間には隙間が設けられており、該隙間は前記凹部８ｆから前記第１の吸引孔８ｄに連通する切屑導入口８ｇとなっている。

ワークＷの切削加工においては、前記工具１０は前記主軸７によりR方向に回転駆動され、前記切れ刃９の刃先９ａによって前記ワークＷの表面が切削され、切屑Ａが発生する。このとき、前記切屑吸引装置１５の吸引力発生源により、前記切れ刃９の周辺の空気が、前記切屑導入口８ｇから凹部８ｆに吸引され、前記吸引路１６を構成する第１の吸引孔８ｄ，第２の吸引孔８ｅ及び切屑排出孔１４ａ，７ａを通り、さらに吸引パイプ１５ａを介して切屑回収箱１５ｂに吸引される。このようにして発生した空気流Ｕによって、前記切屑Ａは、前記切屑導入口８ｇから凹部８ｆ内に吸引され、ここから前記吸引路１６及び吸引パイプ１５ａを通って前記切屑回収箱１５ｂに回収される。

本実施例１によれば、工具ボディ８に、各切れ刃９毎に、かつ該切れ刃９の近傍に開口する第１の吸引孔８ｄを形成し、該各第１の吸引孔８ｄを１つの第２の吸引孔８ｅに合流させたので、前記各第１の吸引孔８ｄにおける吸引空気流の流速を向上でき、切削加工中に発生する切屑Ａを確実に吸引することができる。

また、前記各第１の吸引孔８ｄの合計通路面積を、前記第２の吸引孔８ｅの通路面積以下に、具体的には略同等に設定したので、前記第１の吸引孔８ｄ、ひいては切れ刃９の近傍において必要な流速を確保しつつ、第２の吸引孔８ｅにおける流速が必要以上に高くなって流路抵抗が過大になるのを回避できる。

また、前記工具ボディ８の保持部８ｂに、前記各切れ刃９の切削方向R前側に位置するように凹部8ｆを形成したので、保持部8ｂへの切れ刃9の着脱作業をこの凹部8ｆを利用して容易に行うことができる。

さらにまた、前記各凹部8ｆを覆うようにカバー１７を設け、該カバー１７と前記切れ刃９とで、前記凹部８ｆから前記第１の吸引孔８ｄに連通する切屑導入口８ｇを形成したので、凹部８ｆを設けて切れ刃９の着脱作業を容易化しながら、切れ刃９近傍部分における吸引流速が低下するのを回避できる。

なお、前記実施例では、凹部８ｆが第１の吸引孔８ｄから別個に独立した形状をなしている場合を説明したが、本発明の凹部は、第１の吸引孔の一部が兼用されていても良い。

また、前記実施例では、切れ刃が４枚の場合を説明したが、本発明は、切れ刃を２枚以上備えていれば、何れの場合にも適用でき、第１の吸引孔を切れ刃の枚数と同じ数だけ備えることとなる。

また、前記実施例では、縦向きに配設された工具の場合を説明したが、本発明は、横向きに配設された工具にも勿論適用できる。

１工作機械
７主軸
７ａ主軸の切屑排出孔
８工具ボディ
８ａ軸部
８ｂ保持部
８ｄ１の吸引孔
８ｅ第２の吸引孔
８ｆ凹部
８ｇ切屑導入口
９切れ刃
１０工具
１４工具ホルダ
１５切屑吸引装置
１６吸引路
１７カバー
Ａ切屑
Ｐ軸部の軸線
Ｒ切削方向

Claims

工作機械の主軸に工具ホルダを介して着脱可能に装着される軸部及び複数の切れ刃が設けられた保持部を有し、切屑吸引装置による切屑吸引時に切屑の吸引路となる吸引孔が設けられた工具ボディを備えた工作機械の工具であって、
前記複数の切れ刃は、前記工具ボディの保持部の周縁に沿うように配設され、該保持部には、複数の凹部が該保持部の周縁に沿うように、かつ前記各切れ刃の切削方向の前側に位置するように形成され、該各切れ刃は前記各凹部に着脱可能に取り付けられており、
前記各凹部は下方に開口しており、該凹部の開口を下方から覆うようにカバーが着脱可能に取り付けられ、該カバーと前記切れ刃との隙間により前記凹部に連通する切屑導入口が形成され、
前記吸引孔は、前記凹部に連通し、前記軸部の軸線に向かって斜め上方に延びる複数の第１の吸引孔と、前記主軸の軸芯部に軸線方向に延びるように形成され、前記複数の第１の吸引孔を合流させる第２の吸引孔とを含む
ことを特徴とする工作機械の工具。
請求項１に記載の工作機械の工具において、
前記各第１の吸引孔の合計通路面積は、前記第２の吸引孔の通路面積以下に設定されている
ことを特徴とする工作機械の工具。