JP5722194B2 - Chip suction tool - Google Patents
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本発明は、切屑吸引装置を備えた工作機械に装着される切屑吸引用工具に関し、特に、切削加工時に発生する切屑の回収効率を向上するようにした吸引構造の改善に関する。 The present invention relates to a chip suction tool mounted on a machine tool provided with a chip suction device, and more particularly to improvement of a suction structure that improves the recovery efficiency of chips generated during cutting.
例えば、ワーク加工中に発生する切屑の飛散を防止するようにした切屑吸引用工具として、工具本体の先端部に、一対の切刃を、工具軸心を中心として点対称をなすように形成するとともに、各切刃に対応するように2つの吸引開口を設け、工具本体に、切屑吸引孔を、前記両吸引開口が連通し、後端部に貫通し、且つ、軸心に沿うように形成したものがある(例えば特許文献1参照)。 For example, as a chip suction tool that prevents chips from being scattered during workpiece machining, a pair of cutting edges are formed at the tip of the tool body so as to be point-symmetric about the tool axis. In addition, two suction openings are provided so as to correspond to each cutting edge, and a chip suction hole is formed in the tool body so that both the suction openings communicate with each other, penetrate the rear end portion, and follow the axial center. (See, for example, Patent Document 1).
前記従来構造の工具では、工具先端部に、前記各切刃に隣接するように切欠き部を形成することにより、前記吸引開口を前記切屑吸引孔に連通させている。 In the tool having the conventional structure, the suction opening is communicated with the chip suction hole by forming a notch portion adjacent to each of the cutting blades at the tip of the tool.
ところが、前記従来の切屑吸引用工具では、工具先端部に切欠き部を形成することにより吸引開口を切屑吸引孔に連通させているので、前記吸引開口においては、切欠き部を設けた分、外方に大きく開放されている為、吸引路面積が過大となり、吸引速度を上昇できず、吸引効率を向上できないという問題がある。 However, in the conventional chip suction tool, since the suction opening is communicated with the chip suction hole by forming a notch portion at the tip of the tool, the portion provided with the notch portion in the suction opening, Since the opening is greatly opened outward, the suction path area becomes excessive, the suction speed cannot be increased, and the suction efficiency cannot be improved.
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、工具先端部の吸引路面積を狭めて吸引速度を上昇でき、もって切屑の回収効率を向上できる切屑吸引用工具を提供することを課題としている。 The present invention has been made in view of the above-described conventional situation, and a chip suction tool capable of increasing the suction speed by narrowing the suction path area at the tip of the tool with a simple structure, thereby improving the efficiency of chip recovery. The issue is to provide.
請求項1の発明は、先端部に開口する切屑吸引孔を有する工具本体と、該工具本体の先端部の、工具軸心側に装着された中心刃と、外周側に装着された外周刃とを有し、切屑吸引装置を備えた工作機械に装着される切屑吸引用工具であって、前記切屑吸引孔は、前記中心刃の近傍に開口する中心吸引孔と、前記外周刃の近傍に開口する外周吸引孔と、前記中心吸引孔と外周吸引孔が合流するとともに、工具軸心に沿って延びるように形成され、前記切屑吸引装置に連通する主吸引孔とを有し、前記工具本体の前記中心吸引孔の開口部外側には、該工具本体の周方向に延び、該開口部の吸引路面積を狭める側壁が形成されていることを特徴としている。 The invention of claim 1 includes a tool body having a chip suction hole that opens at the tip, a center blade mounted on the tool axis side of the tip of the tool body, and an outer blade mounted on the outer periphery. A chip suction tool mounted on a machine tool having a chip suction device, wherein the chip suction hole is opened in the vicinity of the central blade and in the vicinity of the outer peripheral blade. The outer peripheral suction hole, the central suction hole and the outer peripheral suction hole merge, and are formed so as to extend along the tool axis, and communicate with the chip suction device. Side walls that extend in the circumferential direction of the tool body and narrow the suction path area of the opening are formed outside the opening of the central suction hole.
請求項2の発明は、請求項1に記載の切屑吸引用工具において、前記外周吸引孔の開口部は、前記中心吸引孔の開口部より径方向外方に位置していることを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, in the chip suction tool according to the first aspect, the opening of the outer peripheral suction hole is located radially outward from the opening of the central suction hole. .
請求項3の発明は、請求項1又は2に記載の切屑吸引用工具において、前記工具本体の外表面には、工具軸心方向に延びる溝が凹設され、前記工具本体の先端部には、前記溝部を前記開口部に連通させる切欠きが形成されていることを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, in the chip suction tool according to the first or second aspect, a groove extending in a tool axis direction is formed in the outer surface of the tool main body, and a tip of the tool main body is provided at the tip portion of the tool main body. A notch for communicating the groove with the opening is formed.
請求項4の発明は、請求項1ないし3の何れかに記載の切屑吸引用工具において、前記工具本体の先端部は、工具軸心部が外周部より工具先端から遠ざかる方向に凹んでいることを特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, in the chip suction tool according to any one of the first to third aspects, the tip end portion of the tool body is recessed in a direction in which the tool axis portion is farther from the tool tip than the outer peripheral portion. It is characterized by.
請求項1の発明によれば、中心刃の近傍に開口する中心吸引孔と、外周刃の近傍に開口する外周吸引孔とを主吸引孔に合流させるとともに、工具本体の前記中心吸引孔の開口部外側に、該工具本体の周方向に延びる側壁を形成したので、中心吸引孔の開口部への吸引路面積を狭めることができる。これにより吸引用空気の流速を高めることができ、切屑を確実に吸引して吸引効率を向上することができる。 According to the first aspect of the present invention, the central suction hole opened in the vicinity of the central blade and the outer peripheral suction hole opened in the vicinity of the outer peripheral blade are merged with the main suction hole, and the opening of the central suction hole of the tool body is formed. Since the side wall extending in the circumferential direction of the tool body is formed on the outside of the part, the suction path area to the opening of the central suction hole can be reduced. Thereby, the flow velocity of the suction air can be increased, and the suction efficiency can be improved by reliably sucking chips.
また、中心吸引孔の開口部外側に側壁を形成したので、加工ポイントから外方に向かって飛び出そうとする切屑が前記側壁に当たってその飛散が防止され、中心吸引孔に吸引され易くなり、この点からも吸引効率を向上することができる。 In addition, since the side wall is formed outside the opening of the central suction hole, chips that try to jump outward from the processing point hit the side wall to be prevented from being scattered and easily sucked into the central suction hole. Therefore, the suction efficiency can be improved.
ここで、切刃の加工ポイントから吸引孔の開口部までの領域は、吸引路面積が大きいため流速が低下し、従ってそれだけ吸引効率が低下する。本発明では、外周刃は径方向外側に配置されているので、外周刃の加工ポイントから外周吸引孔の開口部までの領域が、軸心側に配置された中心刃における領域に比較して大きくなる。そこで、請求項2の発明では、外周吸引孔の開口部を、中心吸引孔の開口部より径方向外方に位置させたので、外周刃の加工ポイントから外周吸引孔の開口部までの領域が大きくなるのを抑制でき、切屑を確実に吸引でき、吸引効率の低下を回避できる。
Here, since the suction path area is large in the region from the processing point of the cutting blade to the opening portion of the suction hole, the flow velocity is lowered, and thus the suction efficiency is lowered accordingly. In the present invention, since the outer peripheral blade is disposed radially outward, the region from the processing point of the outer peripheral blade to the opening of the outer peripheral suction hole is larger than the region of the central blade disposed on the axial center side. Become. Therefore, in the invention of
また請求項3の発明では、前記工具本体の外表面に、工具軸心方向に延びる溝を凹設し、さらに該溝を前記開口部に連通させる切欠きを形成したので、必要な量の吸引用空気を切屑吸引孔に導入でき、この構成によっても切屑を確実に吸引でき、吸引効率を向上できる。
In the invention of
さらにまた請求項4の発明では、工具本体の先端部を、工具軸心部が外周部より工具先端から遠ざかる方向に凹ませたので、中心刃及び外周刃をワークに確実に食い込ませることができ、これにより工具の振れを防止でき、切屑の吸引効率を安定化できる。ちなみに、工具の振れが生じると、吸引流速が安定化せず、切屑吸引効率の安定性に悪影響が生じる。 Furthermore, in the invention of claim 4, since the tip end portion of the tool body is recessed in the direction in which the tool shaft center portion is farther from the tip end of the tool than the outer peripheral portion, the center blade and the outer peripheral blade can be securely bited into the workpiece. This prevents the tool from swinging and stabilizes the chip suction efficiency. Incidentally, when the tool is shaken, the suction flow rate is not stabilized, and the stability of the chip suction efficiency is adversely affected.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1ないし図7は、本発明の実施例1による切屑吸引用工具を説明するための図である。 1 to 7 are diagrams for explaining a chip suction tool according to a first embodiment of the present invention.
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。
In the figure, reference numeral 1 denotes a machine tool. The machine tool 1 includes a
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を介して切屑吸引用工具としてのドリル10が着脱可能に装着されている。
A
前記工作機械1は、さらに、前記主軸7に装着された前記ドリル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。
The machine tool 1 further includes an
そして本実施例の工作機械1は、前記主軸7に装着された前記ドリル10によりワークWに穴あけ加工を施す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。
The machine tool 1 according to the present embodiment includes a
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と前記ドリル10とを、該ドリル10,前記工具ホルダ14及び主軸7に形成された吸引路及び吸引パイプ15aにより接続した概略構造を有する。
The
前記主軸7は、軸心部に、前記吸引路の一部を構成する切屑排出孔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。
The
前記工具ホルダ14は、軸心部に、前記ドリル10が装着される支持穴及び前記吸引路の一部を構成する切屑排出孔が貫通形成され、前記主軸7の下端部に着脱可能に装着されている。
In the
前記ドリル10は、丸棒からなるドリル本体8と、これの先端部8aに着脱可能に装着された一対の中心刃9a,外周刃9bとを有する。前記ドリル本体8は、前記先端部8aが形成された前部8bと、該前部8bより大径で前記工具ホルダ14に保持される保持部8cとを有する。前記先端部8aの先端面8a′は、外周部8eから軸心部8f側に行くほど軸心先端から遠ざかるように凹んでいる。
The
前記ドリル本体8には、切屑吸引孔16が、工具軸心aに沿って延び、後端面8dに貫通するように形成されている。前記切屑吸引孔16は、ドリル本体8の前記先端部8aに形成された後述する中心吸引孔16e及び外周吸引孔16fと、ドリル本体8に形成され、前記中心,外周吸引孔16e,16fが合流する主吸引孔16cとを有する。
A
前記主吸引孔16cは、前記前部8bの軸心部分に位置する前部吸引孔16aと、前記保持部8cの軸心部分に位置し、前記前部吸引孔16aより大径の保持部吸引孔16bとで構成されており、前記切屑吸引装置15に連通している。
The
前記前部吸引孔16aの先端16dは、前記先端部8aと前記前部8bとの境界より前部8b側に位置し、該前部吸引孔16aの形成加工に使用されたドリルの先端角に応じた頂角130°〜140°程度の円錐形状をなしている。
The
また、前記先端部8aには、工具軸心aを挟んで一対の中心刃切欠き部8g,外周刃切欠き部8hが軸心方向に深く、かつ前記先端部8aの外周面(側面)にも開口するように形成されている。前記中心刃切欠き部8gの内壁の工具軸心a寄りに中心刃取付部8iが凹設されており、また前記外周刃切欠き部8hの内壁の前記外周寄りに外周刃取付け部8jが凹設されている。
A pair of central blade notches 8g and outer
そして前記中心刃取付け部8iに前記中心刃9aがボルト9a′により着脱可能に装着されており、また前記外周刃取付け部8jに前記外周刃9bがボルト9b′により着脱可能に装着されている。なお、前記中心刃9a,外周刃9bの軸心方向前端は、前記先端部8aの先端面8a′より僅かに前方に突出している。
The
また、前記中心刃切欠き部8gには前記中心吸引孔16eが、前記外周刃切欠き部hには外周吸引孔16fが、それぞれ前記前部吸引孔16aの先端16dに連通するように形成されている。このようにして前記中心吸引孔16eと外周吸引孔16fは前記主吸引孔16cの前部を構成する前記前部吸引孔16aに合流している。
Further, the
ここで前記中心刃切欠き部8g,外周刃切欠き部8hは、本ドリル10の回転方向Aにおける中心刃9a,外周刃9bより前側に配置されている。また前記中心刃切欠き部8gは、中心刃9aを軸心寄りに取付けるためのものであるため、外周寄りに外周刃9bを取り付けるための外周刃切欠き部8hより大きく切り欠かれている。
Here, the central
また、前記外周吸引孔16fの軸心bは、工具軸心aに対して中心吸引孔16eの軸心cより外周側に大きく傾斜している。そのため前記外周吸引孔16fの外周刃切欠き部8gへの開口部16f′は、前記中心吸引孔16eの前記中心刃切欠き部8gへの開口部16e′より径方向外側に位置している。そのため前記外周刃9bが径方向外側に配置されているにも関わらず、該外周刃9bの加工ポイントから前記外周吸引孔16fの開口部16f′まで距離は、前記外周吸引孔16fの軸心bを前記中心吸引孔16eの軸心cと同程度に設定した場合よりも小さくなっている。
Further, the axis b of the outer
さらにまた、前記外周吸引孔16fは中心吸引孔16eより小径に形成されており、そのため外周吸引孔16f内の吸引用空気の流速は中心吸引孔16e内の吸引流速より高くなる。
Furthermore, the outer
そして前記工具本体8の先端部8aの、前記中心吸引孔16eの開口部16e′の外側には、側壁8kが前記先端部8aの周方向に延びるように形成されている。この側壁8kは、図6において二点鎖線で囲まれた前記開口部16e′への吸引路面積Sを同図に斜線を施した面積(前記側壁8kの面積に相当する)S′だけ狭めるように機能する。
A
なお、中心刃切欠き部8gの外部への開口のうち、前記先端面8a′側に開口する部分は、加工時には、ワークにより閉塞されるため、実質的に前記開口部16e′への吸引路とはならない。
Of the opening to the outside of the
また前記工具本体8の外表面には、工具軸心a方向に延びる中心刃溝17a,外周刃溝17bが凹設されている。この中心刃溝17a,外周刃溝17bは、それぞれ前記中心吸引孔16e,外周吸引孔16fに吸引用空気を導入するためのものであり、前記工具本体8の前部8bから先端部8aの先端面8a′までの全長に渡る長さに設定されている。そして前記中心刃溝17a,外周刃溝17bの先端部には、該各溝17a,17bを前記中心吸引孔16e,外周吸引孔16fに連通させる切欠き17c,17dが形成されている。なお、加工中においては、前記溝17a,17b及び切欠き17c,17dは外側を塞ぐワークとで、空気導入通路を形成する。
Further, a
本実施例では、ドリル10によりワークWに穴あけ加工を施す際に発生するに切屑は、切屑吸引装置15により吸引回収される。この場合、周囲の必要な量の空気が工具本体8の中心刃溝17a,外周刃溝17bから切欠き17c,17dを介して中心吸引孔16e,外周吸引孔16fに吸引用空気として導入され、前記発生した切屑は、前記吸引用空気により前記中心吸引孔16e,外周吸引孔16fから主吸引孔16c介して前記切屑回収箱15bに回収される。
In this embodiment, chips generated when drilling the workpiece W with the
本実施例によれば、中心刃9aの近傍に開口する中心吸引孔16eと、外周刃9bの近傍に開口する外周吸引孔16fとを主吸引孔16cに合流させるとともに、工具本体9の前記中心吸引孔16eの開口部16e′の外側に、該工具本体8の周方向に延びる側壁8kを形成した。
According to the present embodiment, the
このように構成したので、図6に示すように、中心吸引孔16eの開口部16e′への吸引路面積(同図に二点鎖線で囲む面積)Sを前記側壁8kにより同図に斜線を施した面積S′だけ狭めることができる。これにより、中心刃切欠き部8gを外周刃切欠き部8hより大きく設定しながら、該中心刃切欠き部8g側の吸引用空気の流速を高めることができ、切屑を確実に吸引することができ、吸引効率を向上することができる。
With this configuration, as shown in FIG. 6, the suction path area (area surrounded by a two-dot chain line in the figure) S to the
また、中心吸引孔16cの開口部16e′の外側に側壁8kを形成したので、加工ポイントから外方に向かって飛び出そうとする切屑が前記側壁8kに当たってその飛散が防止され、中心吸引孔16cに吸引され易くなり、この点からも吸引効率を向上することができる。
In addition, since the
ここで、切刃の加工ポイントから吸引孔の開口部までの領域は、吸引路面積が大きいため流速を低下させ、従ってそれだけ吸引効率が低下すると考えられる。 Here, it is considered that the area from the processing point of the cutting blade to the opening of the suction hole has a large suction path area, so that the flow velocity is lowered, and therefore the suction efficiency is lowered accordingly.
本実施例では、外周刃9bは径方向外側に配置されているので、外周刃9bの加工ポイントから外周吸引孔16fの開口部16f′までの距離、ひいては領域が、工具軸心a側に配置された中心刃9aにおける領域に比較して大きくなる。
In this embodiment, since the outer
そこで、本実施例では、図3〜5に示すように、外周吸引孔16fの軸心bを中心吸引孔16eの軸心cより大きく外周側に傾斜させることにより、外周吸引孔16fの開口部16f′を、中心吸引孔16eの開口部16e′より径方向外方に位置させた。そのため、外周刃9bの加工ポイントから外周吸引孔16fの開口部16f′までの距離、ひいては領域が、中心刃9a側の領域より大きくなるのを抑制でき、切屑を中心刃9a側と同程度に確実に吸引でき、吸引効率の低下を回避できる。
Therefore, in this embodiment, as shown in FIGS. 3 to 5, the axial center b of the outer
また外周吸引孔16fの径を中心吸引孔16eより小径に設定したので、外周刃吸引孔16f側における吸引空気の流速を高めることができ、この構成によっても径方向外側に配置された外周刃9bからの切屑を確実に回収できる。
Further, since the diameter of the outer
また、前記工具本体8の外表面に、工具軸心a方向に延びる中心刃溝17a,外周刃溝17bを凹設し、さらに該各溝17a,17bを前記各開口部16e′,16f′に連通させる切欠き17c,17dを形成したので、必要十分な量の吸引用空気を中心吸引孔16e,外周吸引孔16fに導入でき、切屑を確実に吸引できる。
Further, a
また、切屑吸引孔16を形成するにあたり、主吸引孔16cの先端16dを、工具本体8の先端部8aと前部8bとの境界より前部8b側に位置させるとともに、先端側から中心吸引孔16e,外周吸引孔16fを前記先端16dに向けて貫通させる構造を採用したので、中心刃取付け部8iと外周刃取付け部8jとの間の部分の工具軸心a方向の肉厚を確保できる。ちなみに、主吸引孔16cをこれの先端16dが中心刃切欠き部8g,外周刃切欠き部8hに直接開口するように形成した場合、必要な肉厚を確保できない。
Further, when forming the
さらにまた、工具本体8の先端部8aの先端面8a′を、工具軸心部8fが外周部8eより工具先端から遠ざかる方向に凹ませる形状に設定したので、中心刃9a及び外周刃9bをワークWに確実に食い込ませることで工具の振れを防止でき、切屑の吸引効率を安定化できる。ちなみに、工具の振れが生じると、切屑吸引効率の安定性に悪影響が生じる。
Furthermore, since the
なお、前記実施例では、中心刃溝17a,外周刃溝17bが工具本体8の先端部8aの先端面8a′に貫通している場合を説明したが、これらの各溝を先端部8aの先端面8a′の手前までとし、その先端部近傍に中心吸引孔16e,外周吸引孔16fに連通する切欠きを形成してもよい。
In the above-described embodiment, the case where the
1 工作機械
8a 先端部
8 工具本体
8a′ 先端面
8k 側壁
9a 中心刃
9b 外周刃
10 ドリル(切屑吸引用工具)
15 切屑吸引装置
16 切屑吸引孔
16c 主吸引孔
16e 中心吸引孔
16e′ 中心吸引孔の開口部
16f 外周吸引孔
16f′ 外周吸引孔の開口部
17a,17b 中心刃溝,外周刃溝
17c,17d 切欠き
a 工具軸心
S 吸引路面積
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
15
Claims (4)
前記切屑吸引孔は、前記中心刃の近傍に開口する中心吸引孔と、前記外周刃の近傍に開口する外周吸引孔と、前記中心吸引孔と外周吸引孔が合流するとともに、工具軸心に沿って延びるように形成され、前記切屑吸引装置に連通する主吸引孔とを有し、
前記工具本体の前記中心吸引孔の開口部外側には、該工具本体の周方向に延び、該開口部の吸引路面積を狭める側壁が形成されている
ことを特徴とする切屑吸引用工具。 A chip suction device having a tool body having a chip suction hole that opens at the tip, a center blade mounted on the tool axis side of the tip of the tool body, and an outer blade mounted on the outer periphery. A chip suction tool mounted on a machine tool equipped with
The chip suction hole includes a central suction hole that opens near the central blade, an outer peripheral suction hole that opens near the outer peripheral blade, the central suction hole and the outer peripheral suction hole merge, and along the tool axis. A main suction hole that communicates with the chip suction device.
A chip suction tool, wherein a side wall is formed outside the opening of the central suction hole of the tool body so as to extend in the circumferential direction of the tool body and narrow the suction path area of the opening.
前記外周吸引孔の開口部は、前記中心吸引孔の開口部より径方向外方に位置している
ことを特徴とする切屑吸引用工具。 In the chip suction tool according to claim 1,
The chip suction tool, wherein the opening of the outer peripheral suction hole is located radially outward from the opening of the central suction hole.
前記工具本体の外表面には、工具軸心方向に延びる溝が凹設され、前記工具本体の先端部には、前記溝を前記開口部に連通させる切欠きが形成されている
ことを特徴とする切屑吸引用工具。 In the chip suction tool according to claim 1 or 2,
A groove extending in the tool axis direction is recessed in the outer surface of the tool body, and a notch for communicating the groove with the opening is formed in the tip of the tool body. A chip suction tool.
前記工具本体の先端面は、工具軸心部が外周部より工具先端から遠ざかる方向に凹んでいる
ことを特徴とする切屑吸引用工具。 In the chip suction tool according to any one of claims 1 to 3,
The tool suction tool according to claim 1, wherein the tip end surface of the tool body is recessed in a direction in which a tool axis portion is farther from the tool tip than an outer peripheral portion.
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