JPH0578451U - 切り屑吸引式転削工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 正面フライス等被削材の平面加工に用いられ
る転削工具の切り屑の排除性を向上させる。 【構成】 工具本体１の外周面先端部に設けられた外周
切刃３ｂを、工具本体１と同軸かつ工具本体１に対し回
転自在に支持された切り屑収納体１２で覆い、その内周
面と工具本体１との間に切り屑排出空間１５を形成する
とともに、工具本体１の先端付近に、切り屑を切り屑排
出空間２５に誘導する切り屑案内部材６を設け、更に、
切り屑収納体１２に設けられた貫通孔１２ａにエアージ
ェットポンプ２２，２３を直列に連結する。切り屑は、
切り屑案内部材６から切り屑排出空間５１に誘導され、
次いで、第一のエアージェットポンプ２２により貫通孔
１２ａから強制的に吸引され、更に第二のエアージェッ
トポンプ２３により加速されて切り屑収納体１２外に排
出される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、正面フライス等被削材の平面加工に用いられる切り屑吸引式転削工 具に係り、特に、切削の結果生成する切り屑の排除性が改良された切り屑吸引式 転削工具に関する。

【０００２】

【従来の技術】

切り屑吸引式転削工具は、正面フライス等における切削の結果生成する切り屑 の排除性を向上させる目的で開発されたものである。以下、従来の切り屑吸引式 転削工具としてスローアウェイ式正面フライスの一例を取り上げ、この正面フラ イスについて、図５および図６とともに説明する。

【０００３】 図５および図６において、符号１は工具本体である。この工具本体１は一端に 小径部が形成された円筒状をなし、その先端部外周には、工具本体１の先端およ び径方向外方に開放された複数個のチップ取付座２が、周方向に沿って等間隔に 形成されている。

【０００４】 チップ取付座２には、スローアウェイチップ（以下、チップと略称する）３が クランプ機構４により着脱自在に固定されている。更に、チップ３の工具本体１ の先端面から突出する一辺には正面切刃３ａが、また、工具本体１の外周面先端 に突出する一辺には外周切刃３ｂがそれぞれ設けられている。

【０００５】 また、図６に示すように、工具本体１の切削回転方向前方は、工具本体１の先 端および径方向外方に向けそれぞれ円弧状に切り欠かれ、チップポケット５を形 成している。更に、上記工具本体１の先端面には、上記各切刃３ａ、３ｂによっ て生成された切り屑を後述の切り屑排出空間に誘導排出するための切り屑案内部 材６が埋め込まれ、皿小ネジ７により固定されている。この切り屑案内部材６は 、平板環状をなし、その外周には上記チップ３と同数の鈎形片６ａが円周方向に 等間隔に形成されている。

【０００６】 符号８は工具本体１の軸線を貫通する取付孔である。この取付孔８には、工具 本体１の前記小径側から挿入されたアーバ９の軸部９ａが嵌合され、更に、工具 本体１は締め付けボルト１０により、アーバ９に固定されている。また、アーバ ９の軸部９ａの後端部には大径軸部９ｂが形成されており、この大径軸部９ｂに はベアリング１１が固定され、このベアリング１１の外輪には切り屑収納体１２ が嵌装されている。そして、切り屑収納体１２は、ベアリング１１外輪に固定さ れたカバー１３とボルト１４により結合され、工具本体１の軸線を中心に回転自 在となっている。

【０００７】 この切り屑収納体１２は工具本体１および外周切刃３ｂを覆う薄肉の中空円筒 体で、切り屑収納体１２の内周面と前記工具本体１小径部の外周面との間には、 チップポケット５により誘導された切り屑を収納する切り屑排出空間１５が形成 されている。更に、切り屑収納体１２の外周面には貫通孔１２ａが形成され、貫 通孔１２ａには連結パイプ１６の一端が嵌合している。そして、連結パイプ１６ の他端にはダクトホース１７の一端が嵌合するとともに、ダクトホース１７の他 端は切り屑排出空間１５内の空気を吸引排出する吸引機（図示せず）に接続され ている。

【０００８】 一方、アーバ９の軸部９ａと反対の側にはテーパシャンク９ｃが設けられ、こ のテーパシャンク９ｃに工作機械の主軸１８を固定することにより、工具本体１ が前記工作機械に装着される。

【０００９】 次に、上記構成を有する正面フライスを用いた被削材Ｗの平面加工について以 下に述べる。図５に示すように、工具本体１を前記工作機械に装着した後、被削 材Ｗを、その被加工面が主軸１８の軸線と直交するように作業台（図示せず）上 に固定し、主軸１８または前記作業台を主軸１８の軸線方向に移動させて被削材 Ｗの表面に切込みを与えるとともに、主軸１８または前記作業台を主軸１８の軸 線と直交する方向に移動させる。その結果、正面切刃３ａおよび外周切刃３ｂに より被削材Ｗの表面が切削される。

【００１０】 切削に伴い生じた切り屑は、チップ３のすくい面と切り屑案内部材６の鈎形片 ６ａ端面との隙間部分に誘導されてチップポケット５に排出され、チップポケッ ト５を介して切り屑排出空間１５に誘導され、更に連結パイプ１６およびダクト ホース１７を介して前記吸引機内に吸引、回収される。

【００１１】

【考案が解決しようとする課題】

一般に、切り屑吸引式転削工具においては、切り屑排出空間１５内における吸 引力は貫通孔１２ａから離れるに従い低下し、工具本体１を挟んで貫通孔１２ａ と対向する位置で最低となる。従って、前記吸引機の吸引力が低いと、排除され ない切り屑が切り屑排出空間１５内の工具本体１を挟んで貫通孔１２ａと対向す る位置を中心に滞留する可能性があった。特に、連結パイプ１６と前記吸引機と の距離が長い場合にはその傾向が著しかった。

【００１２】 本考案は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、特に 切削排出空間１５内における切り屑の排除性に優れた切り屑吸引式転削工具を提 供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

本考案は、軸線を中心として回転する工具本体外周面先端部に設けられた外周 切刃を、前記工具本体と同軸をなし、前記工具本体に対して回転自在に支持され た切り屑収納体で覆い、この切り屑収納体の内周面と前記工具本体との間に切り 屑排出空間を形成するとともに、前記工具本体の先端付近に、各切刃により生成 された切り屑を前記切り屑排出空間に誘導する切り屑案内部材を設けた切り屑吸 引式転削工具であって、前記切り屑収納体に貫通孔を設け、この貫通孔に、前記 切り屑排出空間の空気を吸引して前記切り屑収納体外に排出する空気排出機構が 複数個直列に連結されているものである。

【００１４】

【作用】

この転削工具を用いて被削材の表面に平面加工を施す場合、各切刃により生成 された切り屑は、切り屑収納体に直列に設けられた複数個の空気排出機構により 強制的に吸引、かつ順次加速され、空気とともに前記切り屑収納体外に排出され る。

【００１５】

【実施例】

以下、図１ないし図４とともに、本考案の一実施例について更に詳しく説明す る。なお、各図において図５および図６と同一の構成を有するものについては、 同一の符号を賦してその説明を省略する。

【００１６】 図１および図２において符号１は工具本体である。この工具本体１は、上記従 来の正面フライスと同様小径部を有する円筒体で、その先端部外周には、チップ 取付座２とチップポケット５が円周方向に沿って複数個形成され、チップ取付座 ２には、正面切刃３ａ及び外周切刃３ｂを備えたチップ３が，楔部材４ａと、ク ランプねじ４ｂとから成るクランプ機構４によって、所定位置に着脱自在に固定 されている。

【００１７】 更に、上記工具本体１の先端面には、上記各切刃３ａ、３ｂによって生成され た切り屑を後述の切り屑排出空間に誘導排出するための切り屑案内部材６が、そ の表面を上記正面切刃３ａより軸方向にわずかに後退させて埋め込まれ、皿小ネ ジ７により固定されている。切り屑案内部材６の形状を図４に示す。切り屑案内 部材６は平板状をなし、その外周には上記チップ３と同数の鈎形片６ａが円周方 向に等間隔に形成されている。また、その外径は上記外周切刃３ｂの旋回径より わずかに小径とされ、工具本体１先端面に固定された場合に、図１および図２に 示すように、鈎形片６ａの外周面が、チップ３の外周切刃３ｂから工具本体１の 半径方向内側にわずかに後退して位置するようになっている。

【００１８】 この鈎形片６ａは、図２および図３に示すように、上記工具本体１に固定され た場合、チップポケット５を覆って後記切り屑排出空間を閉塞させるとともに、 その曲がり方向の先端面６ｂと上記チップ３のすくい面との間にわずかの隙間を 生じさせ、各切刃３ａ，３ｂにより被削材表面から引き剥がされた切り屑がチッ プポケット５に誘導されるよう、その形状が定められている。

【００１９】 そして、上記鈎形片６ａの先端部分には、図３および図４に示すように、鈎形 片６ａの曲がり方向と切り屑案内部材６の取り付け面側に向けて開放された溝部 ６ｃが形成され、チップ３のすくい面と鈎形片６ａの曲がり方向の先端面６ｂと の間の隙間部分の内側を拡大させて、この隙間部分を通過する切り屑の詰まりを 防止している。

【００２０】 一方、工具本体１は、図１に示すように、アーバ９の軸部９ａを取り付け孔８ を嵌合させ、工具本体１の大径側端面より締め付けボルト１０を上記アーバ９の 軸部９ａの端面にねじ込むことにより、アーバ９と同軸かつ一体的に固定されて いる。また、アーバ９の軸部９ａの反対側には、主軸１８のテーパー穴１８ａと 嵌合させるためのテーパーシャンク９ｃが設けられ、このテーパーシャンク９ｃ の先端には、正面フライスと主軸１８とを強固に結合するための雌ねじ部（図示 せず）が形成されている。

【００２１】 更に、アーバ９の軸部９ａの後端部には、大径軸部９ｂが形成されており、こ の大径軸部９ｂには止め輪１９によりベアリング１１が固定され、このベアリン グ１１の外輪には切り屑収納体１２が嵌装されている。そして、切り屑収納体１ ２は、ベアリング１１外輪に反対側より嵌装されたカバー１３と、ボルト１４に より一体的に結合され、工具本体１と同軸上において回転自在となっている。

【００２２】 この切り屑収納体１２は、図１および図２に示すように、工具本体１および外 周切刃３ｂを覆う薄肉の中空円筒体で、その内径は、切り屑収納体１２の内周面 と前記工具本体１小径部の外周面との間に、チップポケット５によって誘導され た切り屑を収納するに十分な容積の切り屑排出空間１５が形成される程度とされ ている。

【００２３】 しかも、上記ベアリング１１近傍の内周面は、工具本体１の小径部よりわずか に大きい程度に狭められ、その結果、切り屑排出空間１５の密閉性およびベアリ ング１１に対する防塵効果が高められている。また、切り屑収納体１２の先端面 は、チップ３の外周切刃３ｂの被削材に切り込まれる部分より軸方向にわずかに 後退し、かつこの先端部分の内周面は、上記外周切刃３ｂの旋回径よりわずかに 大きい程度に狭められている。

【００２４】 一方、上記切り屑収納体１２外周面には貫通孔１２ａが形成され、貫通孔１２ ａには連結パイプ２０が接続されている。そして、連結パイプ２０のフランジ部 ２０ａには上記切り屑排出空間１２内の空気を吸引排出する第一のエアージェッ トポンプ（空気排出機構）２２の吸気口２２ａが接続されている。

【００２５】 更に、第一のエアージェットポンプ２２の排気口２２ｂには連結パイプ２１が 接続され、連結パイプ２１のフランジ部２１ａには第一のエアージェットポンプ ２２の排気を吸引排出する第二のエアージェットポンプ（空気排出機構）の吸気 口２３ａが接続されている。また、第二のエアージェットポンプ２３の排気口２ ３ｂには、ダクトホース１７の一端がはめ込まれている。

【００２６】 このエアージェットポンプ２２，２３は、円筒状をなす本体２４に、その側壁 部を周方向に一周する環状の空気室２４ａを設け、この空気室２４ａから本体２ ４の内周面先端側に向けてテーパー状をなす空気噴出路２４ｂを形成するととも に、前記内周面を空気噴出路２４ｂの開口部近傍にて最も縮径し、この開口部か ら基端側および先端側に向けて徐々に拡径したもので、本体２４の基端部および 先端部が、それぞれ前記吸気口２２ａ，２３ａおよび排気口２２ｂ，２３ｂとさ れている。

【００２７】 また、空気室２４ａには給気口２５が形成され、給気口２５にはニップル２６ が嵌入され、ニップル２６には、圧搾空気を供給する空気供給源（図示せず）に 接続されたエアーホース２７の一端が、カップリング２８を介して接続されてい る。

【００２８】 次に、上記構成を有する正面フライスを用い、被削材（図示せず）の平面加工 を行う場合の手順について以下に述べる。まず、図１に示すように、アーバ９の テーパーシャンク９ｃを主軸１８のテーパー穴１８ａに嵌合させた後、アーバ９ を主軸１８の軸線方向に引き上げ、アーバ９を主軸キー１８ｂを介して主軸１８ に固定することにより、正面フライスを主軸１８に装着する。

【００２９】 ついで、被削材をその被加工面が主軸１８の軸線と直交するように作業台（図 示せず）上に固定する。そして、主軸１８をその軸線回りに回転させ、主軸１８ 若しくは前記作業台を主軸１８の軸線方向に移動させて前記被削材表面に所定の 切り込みを与えつつ、主軸１８若しくは前記作業台を主軸１８の軸線と直交する 方向に移動させる。 一方、切削の開始とともに、前記空気供給源からエアーホ ース２７を介してエアージェットポンプ２２，２３に圧搾空気を供給する。

【００３０】 切削に伴い正面切刃３ａにより前記被削材表面から引き剥がされた切り屑は、 切り屑案内部材６の表面側より、チップ３のすくい面と切り屑案内部材６の鈎形 片６ａ端面との隙間部分に誘導されてチップポケット５に排出される。また、外 周切刃３ｂにより前記被削材表面から引き剥がされた切り屑は、切り屑案内部材 ６の外周側より、チップ３すくい面と切り屑案内部材６の鈎形片６ａ端面間の隙 間部分に誘導されて、チップポケット５内に排出される。

【００３１】 このように、チップポケット５内には新たな切り屑が次々と排出され、チップ ポケット５により誘導されて切り屑排出空間１５に押し上げられる。ところで、 エアージェットポンプ２２，２３においては、エアーホース２７から供給された 圧搾空気が空気室２４ａから空気噴出路２４ｂを介して本体２４の先端側に高速 で噴出し、かつこの空気の噴出部が縮径されているので、該噴出部の圧力が低下 する。しかも、噴出する空気の慣性力により本体２４基端側の空気が引っ張られ るため、吸気口２２ａ，２３ａ側の空気が大量に吸引され、排気口２２ｂ，２３ ｂ側へと排出される。

【００３２】 その結果、本実施例の正面フライスにおいては、図１中に矢印で示すような、 切り屑排出空間１５から貫通孔１２ａおよびエアージェットポンプ２２，２３を 経て切り屑収納体１２外へと向かう気流が形成される。しかも、エアージェット ポンプ２２，２３が直列に配置されているので、第一のエアージェットポンプ２ ２により吸引された空気は更に第二のエアージェットポンプ２３により加速され 、大きな吸引力が得られる。従って、切り屑排出空間１５に誘導された切り屑は 、これらエアージェットポンプ２２，２３の作用により貫通孔１２ａへと強制的 に吸引され、前記気流によりダクトホース１７内を搬送された後、空気とともに 切り屑収納体１２外に排出される。

【００３３】 一方、切り屑排出空間１５内の空気がエアージェットポンプ２２，２３により 吸引されるため、切り屑排出空間２１内の圧力は外気と比して陰圧となる。その 結果、切り屑収納体１２先端部分の内周面と、工具本体１外周面との間に形成さ れた隙間から空気が切り屑排出空間１５内へと吹き込み、前記隙間からの前記被 削材表面や工作機械周辺への切り屑の落下が防止される。

【００３４】 その結果、前記被削材の表面における切り屑の堆積や、前記工作機械上や機械 周辺における切り屑の飛散が積極的に防止され、従って、加工時の切刃欠損や加 工面悪化が発生せず、前記被削材や機械の熱変形による精度劣化の心配もなく、 切り屑の侵入による前記工作機械の精度や寿命の低下も起こりえない。特に、第 一のエアージェットポンプ２２により吸引された空気が第二のエアージェットポ ンプ２３により加速されるため、ダクトホース２６が多少長い場合でも、切り屑 の搬送が可能である。

【００３５】 しかも、前記空気排出機構２３としてエアージェットポンプを用いたため、切 り屑排出空間２１内の空気を大量に吸引できるという効果がある。また、エアー ジェットポンプにおいては単に空気を供給するだけで吸引力が発揮されるので簡 単かつ安価に設置でき、かつ回転機構がないので切り屑等の噛み込みによる故障 がなく、保守も容易である。

【００３６】 なお、本実施例においては、スローアウェイ式正面フライス工具について説明 したが、本考案の転削工具はこれに限るものではなく、超硬チップを工具本体に ロウ付けした一体型の正面フライス工具や、シェルエンドミルにも十分適用可能 なものである。

【００３７】 第一のエアージェットポンプ２２と第二のエアージェットポンプ２３とを離間 させ、両者間をダクトホース１７で連結した構成としてもよい。この場合、ダク トホース１７内に常時一定以上の気流が形成されるよう第一のエアージェットポ ンプ２２と第二のエアージェットポンプ２３間の間隔を調節することにより、長 距離のダクトホース１７内における切り屑の搬送が可能となっている。すなわち 、切り屑はまず第一のエアージェットポンプ２２の作用により貫通孔１２ａへと 強制的に吸引されてダクトホース１７に排出され、第二のエアージェットポンプ ２３の作用により再度吸引されてダクトホース１７内を第二のエアージェットポ ンプ２３まで搬送され、第二のエアージェットポンプ２３の排気口２３ｂ側へと 排出される。この場合、排気口２３ｂに更にダクトホース１７を連結し、切り屑 の搬送距離を更に延長してもよい。

【００３８】 また、貫通孔１２ａ，１２ｂの開口位置は、各切刃３ａ，３ｂによって生成さ れた切り屑が、工具本体１の遠心力によって飛散する位置とするのが最も望まし い。更に、その個数も１箇所に限らず、複数箇所に設ければより切り屑吸引効果 を高めることが出来る。

【００３９】 更に、上記実施例においては、一つの貫通孔１２ａに対しエアージェットポン プ２２，２３を２個装着した場合について説明したが、エアージェットポンプ２ ２，２３の個数を、ダクトホース１７の長さおよびエアージェットポンプ２２， ２３の吸引力に応じてそれ以上とすることももちろん可能である。また、ダクト ホース１７の末端に集塵機を設け、エアージェットポンプ２２，２３により搬送 された切り屑を前記集塵機にて強制的に吸引してもよい。

【００４０】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案の転削工具によれば、加工時に切刃によって生成 される切り屑は切り屑排出空間に誘導排出された後、切り屑収納体に直列に設け られた複数個の空気排出機構により、ダクトホースを介して強制的に前記切り屑 収納体の外部に逐次吸引排出される。特に、複数個の空気排出機構が切り屑収納 体に直列に設けられているため、吸引された切り屑は、複数個の空気排出機構に より順次加速される。その結果、高い切り屑排除性が付与されるとともに、前記 ダクトホースが多少長い場合でも、切り屑の搬送が可能となっている。従って、 被削材表面や工作機械上、あるいは工作機械周辺における切り屑の滞留や飛散が 、前記ダクトホースの長短に係わらず防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第一実施例を示す工具の断面図であ
る。

【図２】本考案の第一実施例を示す工具の底面図であ
る。

【図３】本考案の第一実施例を示す工具刃先部分の拡大
図である。

【図４】本考案における切り屑案内部材の平面図であ
る。

【図５】従来の転削工具の一例を示す工具の断面図であ
る。

【図６】従来の転削工具の一例を示す工具の底面図であ
る。

【符号の説明】

１ 工具本体 ２ チップ取付座 ３ スローアウェイチップ（チップ） ３ａ 正面切刃 ３ｂ 外周切刃 ４ クランプ機構 ４ａ 楔部材 ４ｂ クランプねじ ５ チップポケット ６ 切り屑案内部材 ６ａ 鈎形片 ６ｂ 鈎形片の曲がり方向の先端面 ６ｃ 溝部 ７ 皿小ネジ ８ 取付孔 ９ アーバ ９ａ アーバの軸部 ９ｂ 大径軸部 ９ｃ テーパーシャンク １０ 締め付けボルト １１ ベアリング １２ 切り屑収納体 １２ａ，１２ｂ，１２ｃ 貫通孔 １３ カバー １４ ボルト １５ 切り屑排出空間 １６，２０，２１ 連結パイプ １７ ダクトホース １８ 主軸 １８ａ テーパー穴 １８ｂ 主軸キー １９ 止め輪 ２０ａ，２１ａ フランジ部 ２２ 第一のエアジェットポンプ（空気排出機構） ２２ａ，２３ａ 吸気口 ２２ｂ，２３ｂ 排気口 ２３ 第二のエアジェットポンプ（空気排出機構） ２４ 本体 ２４ａ 空気室 ２４ｂ 空気噴出路 ２５ 給気口 ２６ ニップル ２７ エアーホース ２８ カップリング Ｗ 被削材

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸線を中心として回転する工具本体と、
   この工具本体の先端面に設けられた正面切刃と、前記工
   具本体の外周面先端部に設けられた外周切刃とを有し、 前記外周切刃を、前記工具本体と同軸をなし、かつ前記
   工具本体に対して回転自在に支持された切り屑収納体で
   覆い、この切り屑収納体の内周面と前記工具本体との間
   に切り屑排出空間を形成するとともに、前記切り屑収納
   体に、前記切り屑排出空間の空気を吸引して前記切り屑
   収納体外に排出する空気吸引機構が連結されている切り
   屑吸引式転削工具において、 前記切り屑収納体に貫通孔を設け、この貫通孔に、前記
   切り屑排出空間の空気を吸引して前記切り屑収納体外に
   排出する空気排出機構が複数個直列に連結されているこ
   とを特徴とする切り屑吸引式転削工具。
2. 【請求項２】 前記空気排出機構として、吸気口と排気
   口とを有し、空気供給源から供給される空気の作用によ
   り前記吸気口側の空気を前記排気口から排出するエアー
   ジェットポンプを用いたことを特徴とする請求項１記載
   の切り屑吸引式転削工具。