JP6365245B2 - Thermoplastic resin cutting equipment - Google Patents
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Description
本発明は、熱可塑性樹脂の切削加工装置に関する。 The present invention relates to a thermoplastic resin cutting apparatus.
従来から、補強繊維とマトリックス樹脂を含む繊維強化複合材の穴あけに用いる回転切削式の穴あけ工具が知られている(例えば、下記特許文献1を参照)。特許文献1に記載された穴あけ工具は、本体部の先端に回転中心から外周に至る回転中心対称の切れ刃を有している。また、特許文献1には、発生する切屑を切屑吸引手段で強制的に除去しながら加工を進める穴あけ方法が例示されている。 Conventionally, a rotary cutting type drilling tool used for drilling a fiber reinforced composite material including reinforcing fibers and a matrix resin is known (for example, see Patent Document 1 below). The drilling tool described in Patent Document 1 has a cutting edge symmetrical to the rotation center from the rotation center to the outer periphery at the tip of the main body. Further, Patent Document 1 exemplifies a drilling method in which processing is performed while forcibly removing generated chips with a chip suction means.
例えば、特許文献1の図3を参照すると、マシニングセンタの主軸に、工具ホルダを介して穴あけ工具が装着され、加工部を覆うカバーが取り付けられている。切屑吸引手段は、吸引装置とカバーとその両者間を接続するホースとからなる。 For example, referring to FIG. 3 of Patent Document 1, a drilling tool is attached to a spindle of a machining center via a tool holder, and a cover that covers a machining portion is attached. The chip suction means includes a suction device, a cover, and a hose connecting the two.
カバーは、マシニングセンタに取り付ける固定カバーの下部に軸方向相対スライドが可能な筒状の可動カバーを有している。可動カバーは、工具に先行して被削材の上面に押し当てられ、この状態で主軸がさらに降下して穴あけ工具による穴あけがなされる。したがって、加工中は、常時、加工部がカバーに囲われ、発生した切屑が強制的に吸引除去されることになる。 The cover has a cylindrical movable cover capable of axial relative sliding at a lower portion of a fixed cover attached to the machining center. The movable cover is pressed against the upper surface of the work material prior to the tool, and in this state, the spindle is further lowered and drilling is performed by the drilling tool. Therefore, during machining, the machining part is always surrounded by the cover, and the generated chips are forcibly removed by suction.
特許文献1では、穴あけ工具の周囲の全体が可動カバーに覆われている。そのため、可動カバーと被削材との間の隙間から吸い込まれた空気は、可動カバーの内周面に沿って穴あけ工具の軸方向に吸引される。この場合、可動カバーの内周面近傍に飛散した切粉を穴あけ工具の軸方向に沿って効率よく吸引することができる。しかし、穴あけ工具の近傍では、十分な空気流を発生させることができず、穴あけ工具と熱可塑性樹との間の摩擦熱によって高温になった切粉が溶融し、バリが発生する虞がある。 In Patent Document 1, the entire periphery of the drilling tool is covered with a movable cover. Therefore, the air sucked from the gap between the movable cover and the work material is sucked in the axial direction of the drilling tool along the inner peripheral surface of the movable cover. In this case, the chips scattered near the inner peripheral surface of the movable cover can be efficiently sucked along the axial direction of the drilling tool. However, in the vicinity of the drilling tool, it is not possible to generate a sufficient air flow, and there is a risk that burrs will be generated due to melting of high-temperature chips due to frictional heat between the drilling tool and the thermoplastic tree. .
本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、熱可塑性樹脂の切削加工で発生する切粉の冷却効率を高め、バリの発生を抑制することができる熱可塑性樹脂の切削加工装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a thermoplastic resin cutting device capable of increasing the cooling efficiency of chips generated by cutting a thermoplastic resin and suppressing the generation of burrs. The purpose is to do.
前記目的を達成すべく、本発明の切削加工装置は、熱可塑性樹脂からなる被削材を切削する切削工具と、前記被削材から発生する切粉を空気とともに吸引する集塵機とを備えた熱可塑性樹脂の切削加工装置であって、前記集塵機の吸引口に、前記被削材の被削面を覆うとともに該被削面に沿う一方向が開放されたフードを備え、前記切削工具は、前記吸引口に対して前記一方向に偏って配置され、前記空気は、前記一方向において前記切削工具の上流側から下流側へ流れて前記吸引口に吸引されることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a cutting apparatus according to the present invention includes a cutting tool that cuts a work material made of thermoplastic resin, and a heat collector that includes a dust collector that sucks together with air the chips generated from the work material. A plastic resin cutting apparatus comprising: a hood that covers a work surface of the work material and is open in one direction along the work surface at a suction port of the dust collector; The air is arranged to be biased in the one direction, and the air flows from the upstream side to the downstream side of the cutting tool in the one direction and is sucked into the suction port.
本発明の切削加工装置によって熱可塑性樹脂からなる被削材を切削する際には、被削材の被削部から発生する切粉を、例えば、以下の手順で回収することができる。まず、切削工具を被削材の被削部の位置に移動させ、集塵機の吸引口に設けられたフードを被削材の被削面の一部を覆うように配置し、集塵機を作動させる。これにより、集塵機によって吸引口から空気が吸引され、被削材の被削面に沿う一方向が開放されたフードに空気が取り込まれ、被削材の被削面に沿う一方向に大流量の空気流が発生する。 When cutting a workpiece made of thermoplastic resin by the cutting apparatus of the present invention, chips generated from the cut portion of the workpiece can be collected, for example, by the following procedure. First, the cutting tool is moved to the position of the cut portion of the work material, a hood provided at the suction port of the dust collector is disposed so as to cover a part of the work surface of the work material, and the dust collector is operated. As a result, air is sucked from the suction port by the dust collector, air is taken into the hood opened in one direction along the work surface of the work material, and a large flow rate of air flow in one direction along the work surface of the work material Will occur.
次に、被削材の被削部を、切削工具によって切削する。被削材の切削加工では、切削工具と被削材との間の摩擦によって摩擦熱が発生する。前記特許文献1に記載されたマシニングセンタでは、穴あけ工具の周囲360°を覆う可動カバーと被削材との間の隙間から空気を取り入れ、被削材から発生した切粉を可動カバーの内周面に沿って穴あけ工具の軸方向に吸引している。この場合、穴あけ工具の近傍では、被削材の被削面に沿う空気流を発生させることは困難である。そのため、切削加工で発生する熱によって、穴あけ工具の近傍で高温になった切粉が溶融し、加工穴の周囲に堆積してバリが発生する虞がある。 Next, the cut portion of the work material is cut with a cutting tool. In cutting a work material, frictional heat is generated by friction between the cutting tool and the work material. In the machining center described in Patent Document 1, air is introduced from a gap between the movable cover covering 360 ° around the drilling tool and the work material, and chips generated from the work material are removed from the inner peripheral surface of the movable cover. Is sucked in the axial direction of the drilling tool. In this case, it is difficult to generate an air flow along the work surface of the work material in the vicinity of the drilling tool. For this reason, the chips generated at the high temperature in the vicinity of the drilling tool are melted by the heat generated in the cutting process, and may accumulate on the periphery of the processed hole to generate burrs.
これに対し、本発明の切削加工装置では、集塵機の吸引口に、被削材の被削面を覆うとともに該被削面に沿う一方向が開放されたフードを備え、切削工具は、吸引口に対して前記一方向に偏って配置されている。そのため、集塵機を作動させることで、空気は、前記一方向において切削工具の上流側から下流側へ流れて吸引口に吸引される。すなわち、切削工具の上流側から下流側へ向けて流れる空気に指向性を与え、被削材の被削面に沿う一方向に大流量の空気流を発生させることができる。したがって、切削工具及び被削材の被削部は、切削工具の上流側から下流側へ流れる一方向の強い空気流によって急激に冷却され、切削加工によって被削材の被削部から発生した切粉が、溶融することなく空気とともに集塵機によって吸引される。 On the other hand, in the cutting device of the present invention, the suction port of the dust collector is provided with a hood that covers the work surface of the work material and is open in one direction along the work surface. And arranged in the one direction. Therefore, by operating the dust collector, air flows from the upstream side to the downstream side of the cutting tool in the one direction and is sucked into the suction port. That is, directivity can be given to the air flowing from the upstream side to the downstream side of the cutting tool, and a large flow of airflow can be generated in one direction along the cut surface of the work material. Therefore, the cut portion of the cutting tool and the work material is rapidly cooled by a strong air flow in one direction flowing from the upstream side to the downstream side of the cutting tool, and the cutting generated from the cut portion of the work material by the cutting process. The powder is sucked by the dust collector together with the air without melting.
以上の説明から理解できるように、本発明によれば、熱可塑性樹脂の切削加工で発生する切粉の冷却効率を高め、バリの発生を抑制することができる熱可塑性樹脂の切削加工装置を提供することができる。 As can be understood from the above description, according to the present invention, there is provided a thermoplastic resin cutting device capable of increasing the cooling efficiency of chips generated by cutting a thermoplastic resin and suppressing the generation of burrs. can do.
以下、図面を参照して本発明の切削加工装置の一実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of a cutting apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の切削加工装置の一実施形態を示す模式断面図である。図2は、図1に示す切削加工装置のII−II線に沿う矢視断面図である。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a cutting apparatus of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of the cutting apparatus shown in FIG.
本実施形態の切削加工装置1は、熱可塑性樹脂からなる被削材Wを切削する切削工具11と、被削材Wから発生する切粉Cを空気Aとともに吸引する集塵機15と、を備えた熱可塑性樹脂の切削加工装置である。本実施形態の切削加工装置1は、集塵機15の吸引口14aに、被削材Wの被削面Wfを覆うとともに被削面Wfに沿う一方向Dが開放されたフード13を備えること、及び、切削工具11は、吸引口14aに対して一方向Dに偏って配置されることを特徴としている。被削材Wとしては、例えば、熱可塑CFRP複合材等の繊維強化された熱可塑性樹脂、又は、繊維強化されていない通常の熱可塑性樹脂を用いることができる。
The cutting device 1 according to the present embodiment includes a
本実施形態の切削工具11は、例えば、熱可塑性樹脂からなる被削材Wに切削穿孔加工を施すドリルである。切削工具11はドリルに限定されず、例えば、バイト、フライス、エンドミル等、他の切削工具を用いることもできる。切削工具11は、例えば、加工機12のチャックに保持されて、加工機12に固定されている。加工機12は、例えば、モータや変速機等を備え、切削工具11を回転させて被削材Wの切削を行う。加工機12は、例えば、フード13の一部に取り付けることができる。
The
フード13は、側壁13cと天板13dとを有し、被削材Wに接する底部が開放されるとともに、被削材Wに沿う一方向Dの片側で側壁13cが開放されて空気入口13aが形成された矩形箱型の部材である。天板13dは、側壁13cの上端に連結され、フード13を被削材Wに沿って配置したときに、被削材Wに対向する。天板13dには、被削材Wに対向する空気出口13bが形成されている。
The
すなわち、フード13は、被削材Wに沿う一方向Dにおいて切削工具11と対向する空気入口13aと、該空気入口13aから一方向Dに沿って離れた位置で集塵機15の吸引口14aに接続されて被削材Wに対向する空気出口13bと、該空気出口13bから空気入口13aに向かう一方向Dを除いて空気出口13bを囲む側壁13cと、を有している。なお、フード13の側壁13cは、被削材Wに沿う一方向Dを除いて、切削工具11の周囲を囲んでもよい。
That is, the
また、図2に示すように、フード13は、側壁13cに貫通孔13eを有していてもよい。本実施形態のフード13では、被削材Wに沿う一方向Dにおいて、空気出口13bを挟んで切削工具11と対向する側壁13cに貫通孔13eが形成されている。本実施形態の貫通孔13eは、空気入口13aの開口面に垂直な中心線CLから側方にずれた位置に形成されている。
Moreover, as shown in FIG. 2, the
集塵機15は、例えば、集塵ダクト14を備え、集塵ダクト14の先端に吸引口14aが設けられている。集塵機15の吸引口14aは、フード13の空気出口13bに接続さている。集塵機15の内部には、例えば、空気ファン16が配置されている。集塵機15は、空気ファン16を回転させることで負圧を生じさせ、フード13の空気出口13bに接続された吸引口14aから、集塵ダクト14を介して空気Aとともに被削材Wの切削時に発生する切粉Cを吸引する。集塵機15の空気ファン16の下流側には、排気ダクト17が連結されている。集塵機15は、集塵ダクト14の先端の吸引口14aを介して吸引した切粉Cを、空気Aとともに排気ダクト17を介して外部の集塵容器等に送出する。
The
以下、本実施形態の切削加工装置1の作用について説明する。 Hereinafter, the operation of the cutting apparatus 1 of the present embodiment will be described.
本実施形態の切削加工装置1によって被削材Wを切削する際には、被削材Wの被削部から発生する切粉Cを、例えば、以下の手順で回収することができる。まず、切削工具11を被削材Wの被削部の位置に移動させ、集塵機15の吸引口14aに設けられたフード13を、被削材Wの被削面Wfの少なくとも一部を覆うように被削材Wに沿って配置し、集塵機15を作動させる。これにより、集塵機15の吸引口14aから空気Aが吸引され、吸引口14aに設けられたフード13の空気入口13aから空気Aが取り込まれる。
When cutting the work material W by the cutting apparatus 1 of the present embodiment, the chips C generated from the work portion of the work material W can be collected, for example, by the following procedure. First, the cutting
ここで、フード13は、空気入口13aによって被削材Wの被削面Wfに沿う一方向Dの片側が開放され、その一方向Dを除いて側壁13c及び天板13dによって吸引口14aを覆っている。また、切削工具11は、吸引口14aに対して、フード13の側壁13cが開放された一方向Dに離れた位置に偏って配置されている。そのため、空気Aは、フード13の側壁13cが開放された一方向D、すなわち被削材Wの被削面Wfに沿う一方向Dに、切削工具11の上流側から下流側へ流れて吸引口14aに吸引される。すなわち、切削工具11の上流側から下流側へ、被削材Wの被削面Wfに沿う一方向Dに、指向性を有する大流量の空気Aの流れが生成される。
Here, the
次に、被削材Wの被削部を、切削工具11によって切削する。被削材Wの切削加工では、切削工具11と被削材Wとの間の摩擦によって摩擦熱が発生する。そのため、前記特許文献1に記載されているように、穴あけ工具の周囲の可動カバーと被削材との間の隙間から空気を取り入れ、被削材の切削加工で発生した切粉を穴あけ工具の軸方向に吸引するだけでは、穴あけ工具の近傍に強い空気流を発生させることは困難である。したがって、前記特許文献1に記載の穴あけ方法では、切削加工で発生する熱を空気流によって十分に奪うことはできず、穴あけ工具の近傍で高温になった切粉が溶融し、被削材の表裏の加工穴の周囲に堆積してバリが発生する虞がある。被削材の加工穴の周囲にバリが発生すると、機械加工後に手仕上げによるバリ除去が必要になり、工数が増加するなど、後工程に悪影響を及ぼす。
Next, the cut portion of the work material W is cut with the cutting
これに対し、本実施形態の切削加工装置1では、前述のように、集塵機15の吸引口14aに、被削材Wの被削面Wfを覆うとともに被削面Wfに沿う一方向Dが開放されたフード13を備え、切削工具11は、吸引口14aに対して一方向Dに偏って配置されている。そのため、集塵機15を作動させることで、空気Aは、被削面Wfに沿う一方向Dにおいて、切削工具11の上流側から下流側へ流れて吸引口14aに吸引される。これにより、被削材Wの表面に沿う一方向Dに指向性が付与され、切削工具11の上流側から下流側へ流れる大流量の空気Aの流れを発生させることができる。
On the other hand, in the cutting device 1 of the present embodiment, as described above, the
そのため、切削工具11及び被削材Wの被削部は、切削工具11の上流側から下流側へ一方向Dに流れる大流量の空気Aによって急激に冷却され、切削加工によって被削材Wの被削部から発生した切粉Cが、溶融することなく空気Aとともに集塵機15によって吸引される。したがって、本実施形態の切削加工装置1によれば、熱可塑性樹脂からなる被削材Wの切削加工で発生する切粉Cの冷却効率を高め、バリの発生を抑制することができる。
Therefore, the cutting
すなわち、空冷によって切削工具11を冷却し、切削工具11及び被削材Wの温度を熱可塑性樹脂の融点以下にすることで、バリの発生を低減することができる。これにより、後工程の負担を軽減し、後工程作業の工数を削減することができる。また、切削加工装置1において、集塵と冷却を同時に行うことができ、設備費を低減することができる。また、周辺環境への粉塵の飛散を防止することができる。また、切削工具11等の加工治具が冷却されることで、加工治具の寿命を延長することができる。
That is, the generation of burrs can be reduced by cooling the
また、本実施形態のフード13は、側壁13cに貫通孔13eが形成されている。これにより、フード13内で渦流を生じさせ、被削材Wに沿う一方向Dにおいて空気出口13bへ向かって流れる指向性を有する空気流の流量を増大させ、被削材Wの切削加工で発生する切粉Cの冷却効率を高めることができる。
In the
以上、図面を用いて本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に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における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, but the specific configuration is not limited to this embodiment, and there are design changes and the like without departing from the gist of the present invention. They are also included in the present invention.
1 切削加工装置、11 切削工具、13 フード、14a 吸引口、15 集塵機、A 空気、C 切粉、D 一方向、W 被削材、Wf 被削面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cutting device, 11 Cutting tool, 13 Hood, 14a Suction port, 15 Dust collector, A Air, C Chip, D Unidirectional, W Work material, Wf Work surface
Claims (1)
前記集塵機の吸引口に、前記被削材の被削面を覆う天板と側壁を有するとともに該被削面に沿う一方向の片側で前記側壁が開放されて空気入口が形成されたフードを備え、
前記切削工具は、前記吸引口に対して前記一方向に偏って配置され、
前記吸引口は、前記フードの前記天板に形成された空気出口に接続され、
前記フードは、前記一方向における前記空気入口と反対側の前記側壁に貫通孔を有し、該貫通孔は前記空気入口の開口面に垂直な中心線から側方にずれた位置に形成され、
前記空気は、前記一方向において前記切削工具の上流側から下流側へ流れて前記吸引口に吸引されることを特徴とする熱可塑性樹脂の切削加工装置。 A thermoplastic resin cutting device comprising a cutting tool for cutting a work material made of a thermoplastic resin, and a dust collector for sucking together with air the chips generated from the work material,
The suction port of the dust collector comprises a hood having a top plate and a side wall covering the work surface of the work material and having an air inlet formed by opening the side wall in one direction along the work surface,
The cutting tool is arranged to be biased in the one direction with respect to the suction port,
The suction port is connected to an air outlet formed in the top plate of the hood,
The hood has a through hole in the side wall opposite to the air inlet in the one direction, and the through hole is formed at a position shifted laterally from a center line perpendicular to the opening surface of the air inlet,
The thermoplastic resin cutting apparatus according to claim 1, wherein the air flows from the upstream side to the downstream side of the cutting tool in the one direction and is sucked into the suction port.
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