JPH0523901A - 振動切削方法及び切削工具 - Google Patents
振動切削方法及び切削工具Info
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- JPH0523901A JPH0523901A JP3177005A JP17700591A JPH0523901A JP H0523901 A JPH0523901 A JP H0523901A JP 3177005 A JP3177005 A JP 3177005A JP 17700591 A JP17700591 A JP 17700591A JP H0523901 A JPH0523901 A JP H0523901A
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
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- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B41/00—Boring or drilling machines or devices specially adapted for particular work; Accessories specially adapted therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B1/00—Methods for turning or working essentially requiring the use of turning-machines; Use of auxiliary equipment in connection with such methods
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B29/00—Holders for non-rotary cutting tools; Boring bars or boring heads; Accessories for tool holders
- B23B29/04—Tool holders for a single cutting tool
- B23B29/12—Special arrangements on tool holders
- B23B29/125—Vibratory toolholders
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S82/00—Turning
- Y10S82/904—Vibrating method or tool
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T82/00—Turning
- Y10T82/10—Process of turning
Abstract
(57)【要約】
【目的】 切削速度が大きく、少ないエネルギで切削を
行うことができると共に、切削工具の寿命が長い振動切
削方法とその切削工具を提供する。 【構成】 切削速度方向Ｖに対して切れ刃６を所定の角
度θ傾斜させ、切れ刃６に沿って刃部を加振する加振手
段４を設けて切削工具１を構成し、切れ刃６に沿って切
削工具１の刃部を振動させて切削を行う。
行うことができると共に、切削工具の寿命が長い振動切
削方法とその切削工具を提供する。 【構成】 切削速度方向Ｖに対して切れ刃６を所定の角
度θ傾斜させ、切れ刃６に沿って刃部を加振する加振手
段４を設けて切削工具１を構成し、切れ刃６に沿って切
削工具１の刃部を振動させて切削を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は切削工具の刃部に振動を
与えて切削する振動切削方法及びその工具に係り、特に
切削方向に対して切れ刃を傾斜させ、この切れ刃に沿っ
て切削工具の刃部を振動させるようにした振動切削方法
とその切削工具に関する。
与えて切削する振動切削方法及びその工具に係り、特に
切削方向に対して切れ刃を傾斜させ、この切れ刃に沿っ
て切削工具の刃部を振動させるようにした振動切削方法
とその切削工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に切削工具を切削速度方向と平行に
振動させて切削を行う振動切削方法が知られている（特
公昭３６−１８８９７号公報参照）。この従来の振動切
削方法では、切削工具の切れ刃を切削速度方向に対して
ほぼ直角に保持し、切削工具を切れ刃と直交する方向、
すなわち、切削速度方向と平行に振動させて切削を行
う。上記振動切削方法によれば、切削中に切削油剤が切
りくずとすくい面との間に進入できるようにするため
に、切削速度を制限せざるをえない。すなわち、切削速
度をｖ、切れ刃の振幅をａ、振動の周波数をｆとする
と、切削速度ｖは下記の条件式を満たさなければならな
い。
振動させて切削を行う振動切削方法が知られている（特
公昭３６−１８８９７号公報参照）。この従来の振動切
削方法では、切削工具の切れ刃を切削速度方向に対して
ほぼ直角に保持し、切削工具を切れ刃と直交する方向、
すなわち、切削速度方向と平行に振動させて切削を行
う。上記振動切削方法によれば、切削中に切削油剤が切
りくずとすくい面との間に進入できるようにするため
に、切削速度を制限せざるをえない。すなわち、切削速
度をｖ、切れ刃の振幅をａ、振動の周波数をｆとする
と、切削速度ｖは下記の条件式を満たさなければならな
い。
【０００３】ｖ＜２πａｆ （ａ：振幅、ｆ：周波
数、ｖ：切削速度） また、切削工具を切れ刃に直交する方向に振動させるた
めに、大きな加振エネルギを必要とし、これに対応して
切削工具は切れ刃の幅が狭い先尖りのものが一般的であ
った。
数、ｖ：切削速度） また、切削工具を切れ刃に直交する方向に振動させるた
めに、大きな加振エネルギを必要とし、これに対応して
切削工具は切れ刃の幅が狭い先尖りのものが一般的であ
った。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の振動切削方法では、先尖りの切削工具を前述の条件式
を満たすように加振して加工物を切削するので、切削速
度が小さく、かつ、送りを細かくしなければならず、加
工能率が低いという問題があった。
の振動切削方法では、先尖りの切削工具を前述の条件式
を満たすように加振して加工物を切削するので、切削速
度が小さく、かつ、送りを細かくしなければならず、加
工能率が低いという問題があった。
【０００５】また、加振するために大きなエネルギを必
要とし、切削のためのエネルギ効率が低く、かつ、切削
工具の寿命が短い。そこで、本発明の目的は、切削速度
が大きく、少ないエネルギで切削を行うことができると
共に、切削工具の寿命が長い振動切削方法とその切削工
具を提供することにある。
要とし、切削のためのエネルギ効率が低く、かつ、切削
工具の寿命が短い。そこで、本発明の目的は、切削速度
が大きく、少ないエネルギで切削を行うことができると
共に、切削工具の寿命が長い振動切削方法とその切削工
具を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の振動切削方法は、切削工具の刃部を振動させ
て切削を行う振動切削方法において、切れ刃を切削速度
方向に対して所定の角度傾斜させ、この切れ刃に沿って
前記切削工具の刃部を振動させて切削を行うことを特徴
とするものである。
に本発明の振動切削方法は、切削工具の刃部を振動させ
て切削を行う振動切削方法において、切れ刃を切削速度
方向に対して所定の角度傾斜させ、この切れ刃に沿って
前記切削工具の刃部を振動させて切削を行うことを特徴
とするものである。
【０００７】また、本発明の切削工具は、切削速度方向
に対して切れ刃が所定の角度傾斜するように構成し、前
記切れ刃に沿って刃部を加振する加振手段を備えたこと
を特徴とするものである。
に対して切れ刃が所定の角度傾斜するように構成し、前
記切れ刃に沿って刃部を加振する加振手段を備えたこと
を特徴とするものである。
【０００８】
【作用】本発明の振動切削方法及びその切削工具は、切
れ刃が切削速度方向に対して所定の角度傾斜するように
切削工具のボデーを保持し、この切削工具ボデーの一部
に刃部を切れ刃に沿って加振する加振手段を当接させ、
刃部を切れ刃に沿って振動させながら切削を行うので、
空気を含めた広義の切削油剤が刃部の振動速度や切削速
度に関係なく切削点に容易に進入でき、従来の切削速度
に対する制約、ｖ＜２πａｆ（ａ：振幅、ｆ：周波数、
ｖ：切削速度）に制限されることない。このため、本発
明の振動切削方法及びその切削工具によれば、自由に高
い切削速度ｖを選ぶことができ、高い加工能率を得るこ
とができる。
れ刃が切削速度方向に対して所定の角度傾斜するように
切削工具のボデーを保持し、この切削工具ボデーの一部
に刃部を切れ刃に沿って加振する加振手段を当接させ、
刃部を切れ刃に沿って振動させながら切削を行うので、
空気を含めた広義の切削油剤が刃部の振動速度や切削速
度に関係なく切削点に容易に進入でき、従来の切削速度
に対する制約、ｖ＜２πａｆ（ａ：振幅、ｆ：周波数、
ｖ：切削速度）に制限されることない。このため、本発
明の振動切削方法及びその切削工具によれば、自由に高
い切削速度ｖを選ぶことができ、高い加工能率を得るこ
とができる。
【０００９】また、本発明の振動切削方法及び切削工具
は、切れ刃が切削速度方向に対して角度θ傾斜し、か
つ、刃部を切れ刃に沿って加振するので、刃部の振動が
加工物の切削速度方向の分力に逆らうことがない。この
ことにより、切削中に切削工具が加工物から受ける切削
抵抗は小さく、刃部を加振のためのエネルギも小さい。
切削抵抗と加振エネルギがともに小さいことにより、切
削工具の切れ刃の幅を大きくすることができる。切れ刃
の幅を大きいので、切削工具の送り量が大きくなり、切
削速度が大きいことと相俟って、高能率の切削を行うこ
とができる。切削抵抗が小さいことにより、切削面の歪
みが小さく、高品位の切削仕上げ面を得ることができ
る。
は、切れ刃が切削速度方向に対して角度θ傾斜し、か
つ、刃部を切れ刃に沿って加振するので、刃部の振動が
加工物の切削速度方向の分力に逆らうことがない。この
ことにより、切削中に切削工具が加工物から受ける切削
抵抗は小さく、刃部を加振のためのエネルギも小さい。
切削抵抗と加振エネルギがともに小さいことにより、切
削工具の切れ刃の幅を大きくすることができる。切れ刃
の幅を大きいので、切削工具の送り量が大きくなり、切
削速度が大きいことと相俟って、高能率の切削を行うこ
とができる。切削抵抗が小さいことにより、切削面の歪
みが小さく、高品位の切削仕上げ面を得ることができ
る。
【００１０】さらに、本発明の振動切削方法及び切削工
具によれば、切削工具の刃部が切れ刃に沿って振動する
ので、切れ刃に直交する方向に振動する場合に比較して
切れ刃の有効すくい角が大きくなる。このことにより、
切れ刃の切れ味が向上すると共に、切りくずの生成、分
離が促進され、切りくずの処理性が向上する。
具によれば、切削工具の刃部が切れ刃に沿って振動する
ので、切れ刃に直交する方向に振動する場合に比較して
切れ刃の有効すくい角が大きくなる。このことにより、
切れ刃の切れ味が向上すると共に、切りくずの生成、分
離が促進され、切りくずの処理性が向上する。
【００１１】また、切削工具の刃部が切れ刃に沿って振
動するので、振動によって切れ刃は切削中に切れ刃を研
ぐのと同一の動きをし、切れ味が一層向上すると共に、
切れ刃に溶着物が付着せず、溶着物の生成と脱落に起因
する切れ刃の溶着磨耗を防止することができる。このこ
とにより、切削工具の鋭利な刃先を長時間維持すること
ができる。
動するので、振動によって切れ刃は切削中に切れ刃を研
ぐのと同一の動きをし、切れ味が一層向上すると共に、
切れ刃に溶着物が付着せず、溶着物の生成と脱落に起因
する切れ刃の溶着磨耗を防止することができる。このこ
とにより、切削工具の鋭利な刃先を長時間維持すること
ができる。
【００１２】
【実施例】以下本発明の実施例について添付の図面を参
照して説明する。図１は、本発明の第１の実施例による
振動切削方法によって、円柱形加工物の外周を切削して
いる状態を示している。全体を符号１で示す切削工具は
ホルダ２とチップ３と圧縮空気式加振器４とを有し、圧
縮空気式加振器４の先端はホルダ２の先端部に当接して
いる。円柱形加工物５は回転軸Ｘを中心として方向Ｒに
回転可能に保持され、これに対してチップ３は回転軸Ｘ
と同一水平面内に保持され、回転軸Ｘに対して切削仕上
げ面の位置に保持されている。切削工具１は、チップ３
が加工物５の外周面全体を所定寸法に切削できるよう
に、加工物５の回転軸Ｘと平行な送り方向Ｆに平行移動
可能に構成されている。
照して説明する。図１は、本発明の第１の実施例による
振動切削方法によって、円柱形加工物の外周を切削して
いる状態を示している。全体を符号１で示す切削工具は
ホルダ２とチップ３と圧縮空気式加振器４とを有し、圧
縮空気式加振器４の先端はホルダ２の先端部に当接して
いる。円柱形加工物５は回転軸Ｘを中心として方向Ｒに
回転可能に保持され、これに対してチップ３は回転軸Ｘ
と同一水平面内に保持され、回転軸Ｘに対して切削仕上
げ面の位置に保持されている。切削工具１は、チップ３
が加工物５の外周面全体を所定寸法に切削できるよう
に、加工物５の回転軸Ｘと平行な送り方向Ｆに平行移動
可能に構成されている。
【００１３】上記構成の切削工具１において、チップの
切削点をＰとすると、切削点Ｐを通る垂直下向きの方向
は加工物５の切削速度方向Ｖとなり、切削点Ｐを通る水
平線Ｈは切削速度方向Ｖに直交する方向となる。この切
削工具１において、チップ３は図中に示すように、切れ
刃６が水平線Ｈに対して傾斜角θをなすようにホルダ２
にねじ７などの手段で取り付けられている。圧縮空気式
加振器４は切れ刃６と平行に配置され、先端がホルダ２
の先端部に当接し、チップ３を切れ刃６と平行な方向Ａ
−Ａ´に加振するように構成されている。切れ刃３の傾
斜角θは、３０°乃至７０°の範囲内に定めるのが好ま
しい。符号８はチップ３のすくい面を示し、切削された
加工物５の切りくず９はこのすくい面８の面上を擦過し
て排出される。
切削点をＰとすると、切削点Ｐを通る垂直下向きの方向
は加工物５の切削速度方向Ｖとなり、切削点Ｐを通る水
平線Ｈは切削速度方向Ｖに直交する方向となる。この切
削工具１において、チップ３は図中に示すように、切れ
刃６が水平線Ｈに対して傾斜角θをなすようにホルダ２
にねじ７などの手段で取り付けられている。圧縮空気式
加振器４は切れ刃６と平行に配置され、先端がホルダ２
の先端部に当接し、チップ３を切れ刃６と平行な方向Ａ
−Ａ´に加振するように構成されている。切れ刃３の傾
斜角θは、３０°乃至７０°の範囲内に定めるのが好ま
しい。符号８はチップ３のすくい面を示し、切削された
加工物５の切りくず９はこのすくい面８の面上を擦過し
て排出される。
【００１４】図２はチップ３の前面側から見た切削工具
１を示している。図２に示すように、この実施例では、
ホルダ２の一部に切欠１０を設け、ホルダ２の弾性係数
を変化させ、切れ刃３をより効果的に振動させるように
している。
１を示している。図２に示すように、この実施例では、
ホルダ２の一部に切欠１０を設け、ホルダ２の弾性係数
を変化させ、切れ刃３をより効果的に振動させるように
している。
【００１５】次に上記構成に基づいて本発明の作用につ
いて以下に説明する。図３はチップ３の背面から見た切
削工具１と加工物５とを示している。図中に示すよう
に、チップ３の切れ刃６は切削速度方向Ｖに対して角度
θ傾斜している。このチップ３は圧縮空気式加振器４に
よって切れ刃６に平行な方向Ａ−Ａ´に加振されるの
で、空気を含めた広義の切削油剤が切削速度や切れ刃６
の振動速度に関係なく切削点Ｐに容易に進入できる。切
削油剤が容易に切削点Ｐに届くことにより、切削油剤を
切削点Ｐに進入させる必要から生じる切削速度に対する
従来の制約、すなわち、条件式ｖ＜２πａｆ（ａ：振
幅、ｆ：周波数、ｖ：切削速度）に制限されることな
く、自由に高い切削速度ｖを採ることができる。すなわ
ち、本発明の振動切削方法及び切削工具は、高い切削速
度ｖによって高い加工能率の切削を行うことができるの
である。
いて以下に説明する。図３はチップ３の背面から見た切
削工具１と加工物５とを示している。図中に示すよう
に、チップ３の切れ刃６は切削速度方向Ｖに対して角度
θ傾斜している。このチップ３は圧縮空気式加振器４に
よって切れ刃６に平行な方向Ａ−Ａ´に加振されるの
で、空気を含めた広義の切削油剤が切削速度や切れ刃６
の振動速度に関係なく切削点Ｐに容易に進入できる。切
削油剤が容易に切削点Ｐに届くことにより、切削油剤を
切削点Ｐに進入させる必要から生じる切削速度に対する
従来の制約、すなわち、条件式ｖ＜２πａｆ（ａ：振
幅、ｆ：周波数、ｖ：切削速度）に制限されることな
く、自由に高い切削速度ｖを採ることができる。すなわ
ち、本発明の振動切削方法及び切削工具は、高い切削速
度ｖによって高い加工能率の切削を行うことができるの
である。
【００１６】また、本発明の振動切削方法は、チップ３
の切れ刃６が切削速度方向Ｖに対して傾斜角度θを有
し、かつ、圧縮空気式加振器４による加振方向Ａ−Ａ´
が加工物５の切削速度方向Ｖに逆らうことがないので、
切削中に加工物５から受ける切削抵抗が小さく、かつ、
加振のためのエネルギが軽減される。このことにより、
大きい切削速度ｖを採ることができると共に、チップ３
の切れ刃６の幅ｗを大きし、切れ刃６の有効長さｗ・co
s θの範囲内で切削工具１の送り量を大きくすることが
できる。送り量が大きいことにより、切削加工の能率が
一層向上する。さらに、切れ刃６に沿って振動するの
で、切削中に切削工具１にびびり振動が生じることもな
く、高い品位の切削仕上げ面を得ることができる。
の切れ刃６が切削速度方向Ｖに対して傾斜角度θを有
し、かつ、圧縮空気式加振器４による加振方向Ａ−Ａ´
が加工物５の切削速度方向Ｖに逆らうことがないので、
切削中に加工物５から受ける切削抵抗が小さく、かつ、
加振のためのエネルギが軽減される。このことにより、
大きい切削速度ｖを採ることができると共に、チップ３
の切れ刃６の幅ｗを大きし、切れ刃６の有効長さｗ・co
s θの範囲内で切削工具１の送り量を大きくすることが
できる。送り量が大きいことにより、切削加工の能率が
一層向上する。さらに、切れ刃６に沿って振動するの
で、切削中に切削工具１にびびり振動が生じることもな
く、高い品位の切削仕上げ面を得ることができる。
【００１７】また、チップ３がその切れ刃６の方向に振
動することにより、切れ刃６の有効すくい角が大きくな
り、このことにより、切れ刃６の切れ味が向上し、切り
くず９の生成、分離が促進され、切りくず９の処理性が
向上する。さらに、切れ刃６は振動によって切削中に切
れ刃６を研ぐ動作と同一の動きをするので、切れ刃６に
溶着物が付着せず、溶着物の生成と脱落に起因する切れ
刃の溶着磨耗を防止でき、鋭利な刃先を長時間維持する
ことができる。
動することにより、切れ刃６の有効すくい角が大きくな
り、このことにより、切れ刃６の切れ味が向上し、切り
くず９の生成、分離が促進され、切りくず９の処理性が
向上する。さらに、切れ刃６は振動によって切削中に切
れ刃６を研ぐ動作と同一の動きをするので、切れ刃６に
溶着物が付着せず、溶着物の生成と脱落に起因する切れ
刃の溶着磨耗を防止でき、鋭利な刃先を長時間維持する
ことができる。
【００１８】以上の説明では、加振器として圧縮空気式
加振器を用いた場合を例にとって説明したが、加振器と
して電わい或いは磁わい式超音波縦振動ホーンを用いる
こともできる。
加振器を用いた場合を例にとって説明したが、加振器と
して電わい或いは磁わい式超音波縦振動ホーンを用いる
こともできる。
【００１９】図４は電わい式あるいは磁わい式超音波縦
振動ホーンを加振器として用いた本発明の第２の実施例
による切削工具を示している。この実施例の切削工具１
１では、電わい式あるいは磁わい式超音波縦振動ホーン
１２の先端部に、切れ刃１４が超音波縦振動ホーン１２
の軸と平行になるようにチップ１３を取り付けている。
前記チップ１３の切れ刃１４は、加工物１５の切削速度
方向Ｖと直交する水平線Ｈに対して角度θ傾斜するよう
に構成されている。この実施例では、超音波縦振動ホー
ン１２が縦振動することにより、チップ１３はその切れ
刃１４と平行に、すなわち、加工物１５の切削速度方向
Ｖに対して傾斜角θをなして振動する。
振動ホーンを加振器として用いた本発明の第２の実施例
による切削工具を示している。この実施例の切削工具１
１では、電わい式あるいは磁わい式超音波縦振動ホーン
１２の先端部に、切れ刃１４が超音波縦振動ホーン１２
の軸と平行になるようにチップ１３を取り付けている。
前記チップ１３の切れ刃１４は、加工物１５の切削速度
方向Ｖと直交する水平線Ｈに対して角度θ傾斜するよう
に構成されている。この実施例では、超音波縦振動ホー
ン１２が縦振動することにより、チップ１３はその切れ
刃１４と平行に、すなわち、加工物１５の切削速度方向
Ｖに対して傾斜角θをなして振動する。
【００２０】この実施例によれば、超音波領域の振動数
で振動するので、振動数が高く、摩擦係数軽減などの効
果がより顕著となる。また、超音波縦振動ホーン１２の
先端部に直接に切れ刃１４を設けたことにより、振動伝
達系の効率を高くすることができる。
で振動するので、振動数が高く、摩擦係数軽減などの効
果がより顕著となる。また、超音波縦振動ホーン１２の
先端部に直接に切れ刃１４を設けたことにより、振動伝
達系の効率を高くすることができる。
【００２１】図５は前記超音波縦振動ホーンを加振器と
して用いた本発明の第３の実施例による切削工具を示し
ている。この実施例による切削工具２１は長いホルダ２
２を有し、このホルダ２２の先端にはチップ２３が取り
付けられ、ホルダ２２の他端には電わい式あるいは磁わ
い式の超音波縦振動ホーン２４の先端が当接している。
チップ２３の切れ刃２５が加工物２６の切削速度方向に
対して傾斜しているのは、前記第１及び第２の実施例と
同様である。図５では、切れ刃２５が紙面と平行に、加
工物２６が紙面に対して傾斜している状態を示してい
る。
して用いた本発明の第３の実施例による切削工具を示し
ている。この実施例による切削工具２１は長いホルダ２
２を有し、このホルダ２２の先端にはチップ２３が取り
付けられ、ホルダ２２の他端には電わい式あるいは磁わ
い式の超音波縦振動ホーン２４の先端が当接している。
チップ２３の切れ刃２５が加工物２６の切削速度方向に
対して傾斜しているのは、前記第１及び第２の実施例と
同様である。図５では、切れ刃２５が紙面と平行に、加
工物２６が紙面に対して傾斜している状態を示してい
る。
【００２２】この第３の実施例では、超音波縦振動ホー
ン２４を用いてホルダ２２の後端を加振することによ
り、ホルダ２２の先端に設けたチップ２３が振動の腹に
位置して最大の振幅で振動するように構成している。ホ
ルダ２２の振動の腹と節とを利用することにより、効率
の良くチップ２３を加振することができる。振動の節で
ある点Ｍ，Ｎはそれぞれ工作機械の刃物台（図示せず）
に固定されている。
ン２４を用いてホルダ２２の後端を加振することによ
り、ホルダ２２の先端に設けたチップ２３が振動の腹に
位置して最大の振幅で振動するように構成している。ホ
ルダ２２の振動の腹と節とを利用することにより、効率
の良くチップ２３を加振することができる。振動の節で
ある点Ｍ，Ｎはそれぞれ工作機械の刃物台（図示せず）
に固定されている。
【００２３】図６は、加振器として圧電素子を用いた本
発明の第４の実施例による切削工具の先端面を示してい
る。この実施例にでは、切削工具３１のホルダ３２は先
端部に凹部３２ａを有し、この凹部３２ａにチップ３３
を回動可能に取り付け、チップ３３の下端と前記凹部３
２ａの段部との間に圧電素子３４が設けられている。圧
電素子３４が振動することにより、チップ３３は切れ刃
３５に沿って方向Ａ−Ａ´に振動する。このチップ３３
の切れ刃３５は、図中に示すように、加工物（図示しな
い）の切削速度方向Ｖに直交する水平線Ｈに対して傾斜
角θを有している。
発明の第４の実施例による切削工具の先端面を示してい
る。この実施例にでは、切削工具３１のホルダ３２は先
端部に凹部３２ａを有し、この凹部３２ａにチップ３３
を回動可能に取り付け、チップ３３の下端と前記凹部３
２ａの段部との間に圧電素子３４が設けられている。圧
電素子３４が振動することにより、チップ３３は切れ刃
３５に沿って方向Ａ−Ａ´に振動する。このチップ３３
の切れ刃３５は、図中に示すように、加工物（図示しな
い）の切削速度方向Ｖに直交する水平線Ｈに対して傾斜
角θを有している。
【００２４】この実施例によれば、ホルダ３２は加振せ
ずに、チップ３３のみが振動するので、加振のためのエ
ネルギ効率が高い。
ずに、チップ３３のみが振動するので、加振のためのエ
ネルギ効率が高い。
【００２５】以上の説明は切れ刃が直線ですくい面が平
面の場合を例にとって説明したが、以下に切れ刃が曲線
の場合の切削工具について説明する。
面の場合を例にとって説明したが、以下に切れ刃が曲線
の場合の切削工具について説明する。
【００２６】図７は、切れ刃が曲線のチップである本発
明の第５の実施例を示している。この実施例による切削
工具４１は、ホルダ４２の先端に曲線の切れ刃４３を有
するチップ４４が取り付けられ、ホルダ４２の他端はね
じ４５によって刃物台４６に固定されている。刃物台４
６の端面４６ａから突出したホルダ４２の自由端の長さ
Ｌは、切れ刃４３の曲率半径と等しくなるように構成さ
れている。ホルダ４２の先端部には加振器４７の先端が
当接している。ホルダ４２の一部には切欠４８が設けら
れ、小さな加振エネルギによってホルダ４２の自由端が
効果的に振動するように形成されている。チップ４４の
切れ刃４３は加工物（図示せず）の切削速度方向Ｖに直
交する水平線Ｈに対して角度θをなして傾斜しており、
加振器４７の加振方向はこの切れ刃の傾斜方向と平行に
構成されている。
明の第５の実施例を示している。この実施例による切削
工具４１は、ホルダ４２の先端に曲線の切れ刃４３を有
するチップ４４が取り付けられ、ホルダ４２の他端はね
じ４５によって刃物台４６に固定されている。刃物台４
６の端面４６ａから突出したホルダ４２の自由端の長さ
Ｌは、切れ刃４３の曲率半径と等しくなるように構成さ
れている。ホルダ４２の先端部には加振器４７の先端が
当接している。ホルダ４２の一部には切欠４８が設けら
れ、小さな加振エネルギによってホルダ４２の自由端が
効果的に振動するように形成されている。チップ４４の
切れ刃４３は加工物（図示せず）の切削速度方向Ｖに直
交する水平線Ｈに対して角度θをなして傾斜しており、
加振器４７の加振方向はこの切れ刃の傾斜方向と平行に
構成されている。
【００２７】この切削工具４１では、ホルダ４２の自由
端の長さＬが切れ刃４３の曲率半径と等しいので、加振
器４７によってホルダ４２の自由端が振動するとき、チ
ップ４４は切れ刃４３に沿って方向Ａ−Ａ´に振動す
る。すなわち、本実施例の切削工具４１によれば、チッ
プ４４が切れ刃４３に沿って振動するので、平面や円筒
形状の加工物の内面を高能率で振動切削することができ
る。
端の長さＬが切れ刃４３の曲率半径と等しいので、加振
器４７によってホルダ４２の自由端が振動するとき、チ
ップ４４は切れ刃４３に沿って方向Ａ−Ａ´に振動す
る。すなわち、本実施例の切削工具４１によれば、チッ
プ４４が切れ刃４３に沿って振動するので、平面や円筒
形状の加工物の内面を高能率で振動切削することができ
る。
【００２８】図８は超音波ねじり振動装置を加振器とし
て用いた本発明の第６の実施例を示している。この実施
例では、加振器として超音波ねじり振動装置５１を用
い、この超音波ねじり振動装置５１の先端に円形の切れ
刃５２を有するチップ５３を取り付けている。チップ５
３は、切削点Ｐにおける切れ刃５２の接線が加工物５４
の切削速度方向Ｖと直交する水平線Ｈに対して角度θ傾
斜するように構成されている。
て用いた本発明の第６の実施例を示している。この実施
例では、加振器として超音波ねじり振動装置５１を用
い、この超音波ねじり振動装置５１の先端に円形の切れ
刃５２を有するチップ５３を取り付けている。チップ５
３は、切削点Ｐにおける切れ刃５２の接線が加工物５４
の切削速度方向Ｖと直交する水平線Ｈに対して角度θ傾
斜するように構成されている。
【００２９】この実施例では、超音波ねじり振動装置５
１がねじり振動を生じ、チップ５３を切れ刃５２の円周
方向Ａ−Ａ´に振動させて振動切削を行う。したがっ
て、平面や円筒形状の加工物の内面を高能率で振動切削
することができる。
１がねじり振動を生じ、チップ５３を切れ刃５２の円周
方向Ａ−Ａ´に振動させて振動切削を行う。したがっ
て、平面や円筒形状の加工物の内面を高能率で振動切削
することができる。
【００３０】図９は曲面のすくい面を有するチップを用
いた本発明の第７の実施例の切削工具を示している。こ
の実施例の切削工具６１は、前記第６実施例と同様に加
振器として超音波ねじり振動装置６２を用いている。超
音波ねじり振動装置６２の先端には、曲面のすくい面６
３を有するチップ６４が取り付けられている。このチッ
プ６４は、切れ刃６５の最も突出する点Ｐにおける接線
Ｓが水平線Ｈと角度θをなすように傾斜して設けられて
いる。
いた本発明の第７の実施例の切削工具を示している。こ
の実施例の切削工具６１は、前記第６実施例と同様に加
振器として超音波ねじり振動装置６２を用いている。超
音波ねじり振動装置６２の先端には、曲面のすくい面６
３を有するチップ６４が取り付けられている。このチッ
プ６４は、切れ刃６５の最も突出する点Ｐにおける接線
Ｓが水平線Ｈと角度θをなすように傾斜して設けられて
いる。
【００３１】この実施例による切削工具６１は、超音波
ねじり振動装置６２によってチップ６４が切れ刃６５に
沿って円周方向Ａ−Ａ´に振動し、第６の実施例と同様
に高能率の振動切削を行うことができる。この実施例の
ように、すくい面が凸曲面のチップを用いれば、切れ刃
の強度が向上する等の効果がある。上記超音波ねじり振
動装置に代えて、ねじり振動を与える他の方法がある。
図１０は軸方向に振動を生じる一対の加振器を用いた切
削工具を示している。図１０において、切削工具７１は
円柱状のホルダ７２を有し、このホルダ７２の外周面上
の互いに１８０°離れた位置には一対の凹部７３，７４
が設けられている。さらに、軸方向の振動を生じる一対
の加振器７５，７６が、先端をそれぞれ前記凹部７３，
７４の段差部分に当接させ、ホルダ７２にねじりを生じ
る接線方向に配設されている。これら加振器７５，７６
は、一方が振動の山にあたるときは他方が振動の谷にあ
たるように、振動を相対的に調整することにより、ホル
ダ７２を効果的にねじり振動させることができる。
ねじり振動装置６２によってチップ６４が切れ刃６５に
沿って円周方向Ａ−Ａ´に振動し、第６の実施例と同様
に高能率の振動切削を行うことができる。この実施例の
ように、すくい面が凸曲面のチップを用いれば、切れ刃
の強度が向上する等の効果がある。上記超音波ねじり振
動装置に代えて、ねじり振動を与える他の方法がある。
図１０は軸方向に振動を生じる一対の加振器を用いた切
削工具を示している。図１０において、切削工具７１は
円柱状のホルダ７２を有し、このホルダ７２の外周面上
の互いに１８０°離れた位置には一対の凹部７３，７４
が設けられている。さらに、軸方向の振動を生じる一対
の加振器７５，７６が、先端をそれぞれ前記凹部７３，
７４の段差部分に当接させ、ホルダ７２にねじりを生じ
る接線方向に配設されている。これら加振器７５，７６
は、一方が振動の山にあたるときは他方が振動の谷にあ
たるように、振動を相対的に調整することにより、ホル
ダ７２を効果的にねじり振動させることができる。
【００３２】図１１及び図１２は、円形チップをその切
れ刃に沿って振動させる本発明の第８の実施例の振動切
削工具を示している。図１１において、切削工具８１は
棒状のホルダ８２を有し、このホルダ８２の先端には、
切れ刃がホルダ８２の軸に直交する面内に位置するよう
に、円形チップ８３が取り付けられている。この円形チ
ップ８３の中心は、図１２に示すように、ホルダ８２の
中心Ｏから偏心している。この切削工具８１は、接線Ｓ
が切削速度方向Ｖに直交する水平線Ｈに対して角度θを
有するように切削点Ｐを設定している。ホルダ８２の先
端部には凹部８２ａが設けられ、この凹部８２ａには縦
振動を生じる加振器８４が凹設されている。図１２に示
すように、ホルダ８２の中心Ｏから加振器８４の押圧点
Ｑまでの距離Ｄと、ホルダ８２の中心Ｏから円形チップ
８３の切れ刃８５までの距離Ｄ´とはほぼ等しくなるよ
うに構成されている。このような構成により、加振器８
４を縦方向に振動させることにより、円形チップ８３は
その切れ刃８５に沿って方向Ａ−Ａ´に振動し、効率よ
く切削を行うことができる。
れ刃に沿って振動させる本発明の第８の実施例の振動切
削工具を示している。図１１において、切削工具８１は
棒状のホルダ８２を有し、このホルダ８２の先端には、
切れ刃がホルダ８２の軸に直交する面内に位置するよう
に、円形チップ８３が取り付けられている。この円形チ
ップ８３の中心は、図１２に示すように、ホルダ８２の
中心Ｏから偏心している。この切削工具８１は、接線Ｓ
が切削速度方向Ｖに直交する水平線Ｈに対して角度θを
有するように切削点Ｐを設定している。ホルダ８２の先
端部には凹部８２ａが設けられ、この凹部８２ａには縦
振動を生じる加振器８４が凹設されている。図１２に示
すように、ホルダ８２の中心Ｏから加振器８４の押圧点
Ｑまでの距離Ｄと、ホルダ８２の中心Ｏから円形チップ
８３の切れ刃８５までの距離Ｄ´とはほぼ等しくなるよ
うに構成されている。このような構成により、加振器８
４を縦方向に振動させることにより、円形チップ８３は
その切れ刃８５に沿って方向Ａ−Ａ´に振動し、効率よ
く切削を行うことができる。
【００３３】図１３は円形チップの代わりに曲線の切れ
刃を有するチップを用いた第７実施例の異なる態様の切
削工具を示している。
刃を有するチップを用いた第７実施例の異なる態様の切
削工具を示している。
【００３４】図１２と同一部分に同一符号を付した図１
３に示すように、この実施例では、ホルダ８２の中心Ｏ
から加振器８４の押圧点Ｑまでの距離Ｄと、ホルダ８２
の中心Ｏからチップ８３の切削点Ｐまでの距離Ｄ´とが
ほぼ等しくなるように構成することにより、上記本発明
の第７の実施例と同様に、簡単な構造によって、チップ
８３を切れ刃８５に沿って振動させることができ、本発
明の効果を有する切削工具を得ることができる。
３に示すように、この実施例では、ホルダ８２の中心Ｏ
から加振器８４の押圧点Ｑまでの距離Ｄと、ホルダ８２
の中心Ｏからチップ８３の切削点Ｐまでの距離Ｄ´とが
ほぼ等しくなるように構成することにより、上記本発明
の第７の実施例と同様に、簡単な構造によって、チップ
８３を切れ刃８５に沿って振動させることができ、本発
明の効果を有する切削工具を得ることができる。
【００３５】
【発明の効果】上記の説明から明らかなように本発明の
振動切削方法及び切削工具によれば、切削速度方向に対
して切れ刃を傾斜させ、切削工具の刃部を切れ刃に沿っ
て振動させて切削を行うようにしたので、切削油剤が切
削点に容易に到達でき、切削油剤を切削点に進入させる
ための切削速度に対する制限ｖ＜２πａｆ（ａ：振幅、
ｆ：周波数、ｖ：切削速度）に拘束されることなく自由
に高い切削速度を得ることができる。また、切削抵抗や
加振エネルギが小さいので、切れ刃の幅を大きくするこ
とができ、切れ刃の有効長さ以内で送り量を大きくして
切削の加工能率を高くすることができる。
振動切削方法及び切削工具によれば、切削速度方向に対
して切れ刃を傾斜させ、切削工具の刃部を切れ刃に沿っ
て振動させて切削を行うようにしたので、切削油剤が切
削点に容易に到達でき、切削油剤を切削点に進入させる
ための切削速度に対する制限ｖ＜２πａｆ（ａ：振幅、
ｆ：周波数、ｖ：切削速度）に拘束されることなく自由
に高い切削速度を得ることができる。また、切削抵抗や
加振エネルギが小さいので、切れ刃の幅を大きくするこ
とができ、切れ刃の有効長さ以内で送り量を大きくして
切削の加工能率を高くすることができる。
【００３６】また、本発明の振動切削方法及び切削工具
によれば、切削工具の刃部を切削速度方向と平行に振動
させることがないので、加振エネルギが小さく、切削抵
抗も小さく、エネルギの利用効率が高い振動切削方法及
び切削工具を得ることができる。一方、切削抵抗が小さ
いので、切削面の歪みが小さくなり、高品位の切削仕上
げ面を得ることができる。
によれば、切削工具の刃部を切削速度方向と平行に振動
させることがないので、加振エネルギが小さく、切削抵
抗も小さく、エネルギの利用効率が高い振動切削方法及
び切削工具を得ることができる。一方、切削抵抗が小さ
いので、切削面の歪みが小さくなり、高品位の切削仕上
げ面を得ることができる。
【００３７】さらに、本発明の振動切削方法及び切削工
具によれば、切削工具の刃部をその切れ刃に沿って振動
させて切削するので、切れ刃の有効すくい角が大きくな
って切れ味が向上すると共に、切れ刃の振動が切れ刃を
研ぐ効果を有し、切れ刃に溶着物が付着せず、切れ刃の
鋭利化、工具の寿命の延長、切り屑処理性の向上等の効
果を有する。
具によれば、切削工具の刃部をその切れ刃に沿って振動
させて切削するので、切れ刃の有効すくい角が大きくな
って切れ味が向上すると共に、切れ刃の振動が切れ刃を
研ぐ効果を有し、切れ刃に溶着物が付着せず、切れ刃の
鋭利化、工具の寿命の延長、切り屑処理性の向上等の効
果を有する。
【図１】本発明の切削工具を示した斜視図。
【図２】本発明の切削工具を刃部の方向から見た斜視
図。
図。
【図３】本発明の切削工具を背面から見た側面図。
【図４】超音波縦振動ホーンを加振器として用いた本発
明の第２の実施例による切削工具を示した側面図。
明の第２の実施例による切削工具を示した側面図。
【図５】超音波縦振動ホーンを平面図。
【図６】圧電素子を加振器として用いた本発明の第４の
実施例による切削工具を示した前面図。
実施例による切削工具を示した前面図。
【図７】曲線切れ刃を有するチップを用いた本発明の第
５の実施例による切削工具を示した斜視図。
５の実施例による切削工具を示した斜視図。
【図８】超音波ねじり振動装置を加振器として用いた本
発明の第６の実施例による切削工具を示した斜視図。
発明の第６の実施例による切削工具を示した斜視図。
【図９】曲面のすくい面を有するチップを用いた本発明
の第７の実施例による切削工具を示した斜視図。
の第７の実施例による切削工具を示した斜視図。
【図１０】一対の縦振動加振器を用いてねじり振動を生
じる切削工具を示した断面図。
じる切削工具を示した断面図。
【図１１】円形チップをその切れ刃に沿って振動させる
本発明の第８の実施例の振動切削工具を示した斜視図。
本発明の第８の実施例の振動切削工具を示した斜視図。
【図１２】本発明の第８の実施例の切削工具の正面図。
【図１３】本発明の第８の実施例の他の態様による切削
工具の正面図。
工具の正面図。
１ 切削工具
２ ホルダ
３ チップ
４ 圧縮空気式加振器
５ 加工物
６ 切れ刃
Ｖ 切削速度方向
θ 傾斜角度
Ｈ 水平線
Ｐ 切削点
Ａ−Ａ´ 加振方向
Ｗ 切れ刃の幅
Claims (2)
- 【請求項１】切削工具の刃部を振動させて切削を行う振
動切削方法において、切れ刃を切削速度方向に対して所
定の角度傾斜させ、この切れ刃に沿って前記切削工具の
刃部を振動させて切削を行うことを特徴とする振動切削
方法。 - 【請求項２】切削速度方向に対して切れ刃が所定の角度
傾斜するように構成し、前記切れ刃に沿って刃部を加振
する加振手段を備えたことを特徴とする切削工具。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3177005A JP2686000B2 (ja) | 1991-07-17 | 1991-07-17 | 振動切削方法及び切削装置 |
| US07/913,383 US5218893A (en) | 1991-07-17 | 1992-07-15 | Vibration machining method and cutting device therefor |
| KR1019920012700A KR0142075B1 (ko) | 1991-07-17 | 1992-07-16 | 진동절삭방법 및 장치 |
| SE9202180A SE507478C2 (sv) | 1991-07-17 | 1992-07-16 | Sätt att maskinbearbeta genom vibration och skäranordning |
| DE4223645A DE4223645C2 (de) | 1991-07-17 | 1992-07-17 | Verfahren zum Vibrations-Bearbeiten eines Werkstücks und Vibrations-Schneidvorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3177005A JP2686000B2 (ja) | 1991-07-17 | 1991-07-17 | 振動切削方法及び切削装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0523901A true JPH0523901A (ja) | 1993-02-02 |
| JP2686000B2 JP2686000B2 (ja) | 1997-12-08 |
Family
ID=16023507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3177005A Expired - Fee Related JP2686000B2 (ja) | 1991-07-17 | 1991-07-17 | 振動切削方法及び切削装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5218893A (ja) |
| JP (1) | JP2686000B2 (ja) |
| KR (1) | KR0142075B1 (ja) |
| DE (1) | DE4223645C2 (ja) |
| SE (1) | SE507478C2 (ja) |
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| JP2019508261A (ja) * | 2016-01-27 | 2019-03-28 | ヨット ゲー ヴァイサー ゼーネ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフトＪ．Ｇ． Ｗｅｉｓｓｅｒ Ｓｏｅｈｎｅ ＧｍｂＨ ＆ Ｃｏ． ＫＧ | ワークピースを切削加工する方法、旋盤用の工具ヘッドおよび旋盤 |
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| DE10144649C5 (de) * | 2001-09-11 | 2008-11-13 | Boehringer Werkzeugmaschinen Gmbh | Verfahren zur drallfreien spanenden Bearbeitung von rotationssymmetrischen Flächen |
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