JPH0639854Y2 - 転削工具 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、例えば正面フライス等、主として平面切削
に用いられる転削工具に係り、詳しくは切削時に生じる
ビビリや振動を抑制できる転削工具に関する。

［従来の技術］ 被削材の平面加工に用いられる転削工具の一例として、
従来より、第４図ないし第６図に示す正面フライスが知
られている。

これらの図に示すように、この正面フライスは、略円筒
状をなすカツタ本体１の先端外周部に、該カツタ本体１
の先端面及び外周面に向けて開口する凹溝２が周方向等
間隔に複数形成され、これら凹溝２内に、スローアウエ
イチツプ（以下、チツプと略称する。）３が、クランプ
ネジ４で締め込まれる楔部材５によって着脱自在に装着
される一方で、各チツプ３のすくい面3aと向かい合うカ
ツタ本体１の外周面に、壁面円弧状をなすチツプポケツ
ト６が形成され、さらにカツタ本体１の中心に該カツタ
本体１を軸線方向に貫く中心孔７が形成されてなるもの
である。

このように構成された正面フライスは、機械本体の主軸
８のキー９を介して取り付けられたアーバ10の嵌合軸11
に中心孔７が嵌合された上で締付けボルト12により締結
されて主軸８と一体化される。そしてこの状態で、カツ
タ本体１が主軸８によって軸線回りに回転せしめられる
と共に軸線と直交する方向に送られて、チツプ３が被削
材を平面加工してゆくようになっており、このとき生成
される切屑は、すくい面3aからチツプポケツト６の壁面
に誘導されて丸め込まれた上でカツタ本体１の周方向外
方へ排出される。

［考案が解決しようとする課題］ ところで、上述した従来の正面フライスを用いて、比較
的肉厚の薄い箱形被削材の合わせ面加工や、裏ボス等の
比較的加工面積の小さい部分が点在する被削材の加工を
行う場合、工具回転方向に沿う加工面の幅がチツプ３の
周方向ピッチより狭くなることがあり、このような場合
にはチツプ３が断続的に被削材に切り込まれるため、切
削力の変動が著しくなってビビリや振動が誘発されてい
た。

加えて、チップ３と被削材との断続的な接触は、工具が
装着される機械の主軸系の動剛性にも周期的な変動をも
たらすこととなり、このため切削により誘発されたビビ
リや振動が増幅されて切刃の欠損や寿命低下をもたら
し、さらには被削材の加工精度の低下をも招いて、正常
な切削加工が損なわれるおそれがあった。

この考案は、このような背景の下になされたもので、切
削時に生じるビビリや振動を抑制して正常な切削を行い
うる転削工具を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するために、この考案は、カツタ本体の
先端に、被削材を押さえ込むワーククランプ機構を配設
する一方で、カツタ本体の周面外方に、切刃チツプで生
成された切屑を吸引する切屑吸引機構を配設してなるも
のである。

ここで、上記ワーククランプ機構は、カツタ本体の先端
中心部に形成された凹部に挿入されて上記カッタ本体の
軸線方向に移動可能に設けられた支持部材と、この支持
部材をカツタ本体の先端側に付勢する付勢手段と、上記
支持部材よりも上記カツタ本体の先端側に配設され、そ
の基端側が上記支持部材に支持されて上記カツタ本体の
軸線回りに回転自在に設けられたワーククランプ部材と
から構成されてなるものである。

また、上記切屑吸引機構は、上記カツタ本体に対して相
対的に回転自在に支持されて上記カツタ本体の外周面を
覆う略円筒状の切屑収納体と、この切屑収納体の内周面
と上記カツタ本体の外周面との間に形成された切屑収納
室と、上記切屑収納体の外表面に設けられて上記切屑収
納室と連通する吸引口と、上記カツタ本体の先端に上記
切刃チツプのすくい面と対向して設けられて、該切刃チ
ツプで生成される切屑を上記切屑収納室に誘導する切屑
案内部材とから構成されてなるものである。

［作用］ 上記構成の転削工具によれば、ワーククランプ部材が支
持部材を介して付勢手段によりカツタ本体の先端側に付
勢されるので、支持部材に回転自在に支持されたワーク
クランプ部材の先端はカツタ本体の先端から突出する。
そして、この状態で切削が行われると、ワーククランプ
部材の先端は付勢手段の付勢荷重を受けてカツタ本体と
対向する被削材に圧接される。

また、切削中、切刃チツプのすくい面沿いに生成される
切屑は、すくい面と対向する切屑案内部材によって切屑
収納室に誘導排出される。このため、カツタ本体の回転
に対して切屑収納体の回転を規制した上で、その周面に
形成された吸引口から切屑収納室の切屑を逐次吸引する
ことにより、切屑を機械周囲に飛散させることなく逐次
回収できる。

［実施例］ 以下、第１図ないし第３図を参照して、本考案の一実施
例を説明する。

第１図ないし第３図において符号13はカツタ本体であ
る。このカツタ本体13は、その先端中心部に凹部14が形
成されると共に先端部が拡径された略円筒体であり、そ
の先端外周部には該カツタ本体13の先端面及び外周面に
向かって開口する複数の凹溝15が周方向等間隔に形成さ
れている。

これら凹溝15には、第１図及び第３図に示すように、板
状をなすスローアウエイチツプ（以下、チツプと略称す
る。）16がクランプネジ17で締込まれる楔部材18によっ
て着脱自在に装着されており、各チツプ16のすくい面16
aの稜線部に形成された切刃19の一つはカツタ本体13の
先端面より僅かに突出されている。また、第２図及び第
３図に示すように、カツタ本体13外周面のチツプすくい
面16aと対向する位置には壁面が略円弧状をなすチツプ
ポケツト20が形成されている。

そして、第１図に示すように、カツタ本体13の先端には
被削材Ｗを押さえ込むワーククランプ機構21が配設さ
れ、また、カツタ本体13の周面外方にはチツプ16の切刃
19で生成される切屑を吸引する切屑吸引機構22が配設さ
れ、さらにカツタ本体13の凹部14からカツタ本体13の基
端側にかけての位置には、該カツタ本体13の図示せぬ機
械本体の主軸に装着するためのカツタ締結機構23が配設
されている。

以下これらの機構について順に説明すると、第１図及び
第２図に示すように、上記ワーククランプ機構21は、カ
ツタ本体13の上記凹部14に略円筒状をなす支持部材24を
挿入し、この支持部材24にワーククランプ部材25を連結
した概略構成とされている。

上記支持部材24は、カツタ本体13の軸線方向に移動自在
に設けられ、その外周面に形成された溝26がカツタ本体
13の周面から捩込まれたネジ27の先端と係合されて凹部
14からの脱落が阻止されると共に、カツタ本体13の基端
側に周方向等間隔に配設された複数のバネ28（付勢手
段；第２図参照）によって常時カツタ本体13の先端側に
付勢されている。

また、支持部材14の内周側にはラジアル軸受29が嵌装さ
れ、締付けナツト30で軸方向に締め付けられている。そ
して、ラジアル軸受29の内輪は、上記ワーククランプ部
材25の基端側に形成された軸部25aと嵌合されて締付け
ナット31で軸方向に締め付けられ、これによりワークク
ランプ部材25は、支持部材24とラジアル軸受29を介して
連結されてカツタ本体13の軸線回りに回転自在とされて
いる。

このワーククランプ部材25の先端部は円盤状に形成さ
れ、その中心には上記カツタ締結機構23の一部を構成す
る連結ボルト32が挿通される貫通孔25bが形成されてい
る。また、ワーククランプ部材25の先端面25cは被削材
Ｗへの当接面とされ、滑らかに仕上げ加工されると共に
その周縁部にはテーパ部25dが形成されている。そし
て、ワーククランプ部材25の先端面25cは、上記バネ28
に付勢される支持部材24が最もカツタ本体13の先端側に
位置する状態においてカツタ本体13の先端面から突出さ
れるようになっている。なお、図中符号28aは、上記支
持部材24を付勢するバネ28の付勢力を調節する調整ネジ
である。

一方、第１図及び第２図に示すように、上記切屑吸引機
構22は、カツタ本体13の外周面を覆う略円筒状の切屑収
納体33と、該切屑収納体33の外周面に設けられた吸引口
34と、カツタ本体13先端面の周縁部に取り付けられた切
屑案内部材35とから概略構成されている。

上記切屑収納体33は、その基端部に形成された嵌合穴33
aが、カツタ本体13の基端側に配設されて上記カツタ締
結機構23の一部を構成するアダプタ36と、ラジアル軸受
37を介して連結されてカツタ本体13に対し相対的に回転
自在とされている。

切屑収納体33の先端は、カツタ本体13の径方向外方に突
出するチツプ16の切刃19上部を覆う位置まで延長されて
おり、その内径は上記切刃19のカツタ本体13軸線を中心
とする旋回径より僅かに大きく定められている。そし
て、上記先端部に続く中間部は先端部より拡径され、そ
の内周面とカツタ本体13の基端側外周面との間には切屑
収納室38が形成されている。

また、上記吸引口34は円筒状をなすもので、その一端が
上記切屑収納体33の中間部に嵌合されると共にその外周
には図示せぬ吸引機の吸引ホース39が嵌め込まれ、これ
により切屑収納室38は吸引ホース39を介して吸引機と連
通され、また、切屑収納体33は吸引ホース39に拘束され
てその回転が阻止されるようになっている。

また、第２図及び第３図に示すように、上記切屑案内部
材35は平板状をなすもので、上記カツタ本体13の先端周
縁部における上記チツプ16のすくい面16aと対向する位
置にボルト40によって固定されて、上記チツプポケツト
20を覆うようになっている。

そして、第３図に示すように、これら切屑案内部材35
は、その表面がカツタ本体13の先端面と略面一をなすよ
うに軸方向に位置決めされると共に、各々のチツプすく
い面16aと対向する端面35aと上記すくい面16aとの間に
隙間ｔが生じるように周方向に位置決めされ、上記切刃
19からすくい面16aに沿って生成される切屑をチツプポ
ケツト20内に誘導するようになっている。さらに、切屑
案内部材35裏面のチツプポケツト20に臨む部分には、上
記端面35aからチツプポケツト20の壁面に向かって延び
る溝部35bが形成され、上記隙間ｔに導かれた切屑の詰
まりを防止して、切屑を滞りなくチツプポケツト20に排
出させる配慮がなされている。

また、第１図及び第２図に示すように、上記カツタ締結
機構23は、その先端側がカツタ本体13の機端側と嵌合さ
れる一方でその基端側が図示せぬ機械本体の主軸に工具
ホルダ（図示略）を介して連結されるアダプタ36と、カ
ツタ本体13の凹部14に回転自在に挿入された中間部材41
と、アダプタ36の先端に固定されて中間部材41裏面のキ
ー溝42に嵌まり込む駆動キー43と、中間部材41の中心孔
41bに挿入されてアダプタ36の中心に捩込まれた連結ボ
ルト32とを具備してなるものである。

上記中間部材41はカツタ本体13の軸方向の移動を規制す
るためのもので、その先端周縁部に周方向等間隔をおい
て形成された複数の突部44が、上記カツタ本体13の凹部
14内に同数形成された小径部45と係合された状態で連結
ボルト32によってアダプタ36と強固に連結され、これに
よりカツタ本体13が挟み込まれるようになっている。

また、上記駆動キー43は、上記カツタ本体13の小径部45
に連続して形成された切欠部46のいずれか一つと周方向
遊動自在に嵌合されるようになっており、上記中間部材
41の突部44と上記カツタ本体13の小径部45とが係合され
た状態において切欠部45のカツタ回転方向（第２図Ａ方
向）前方側の壁面と係合してカツタ本体13のカツタ回転
方向に対して逆方向への回転を阻止するようになってい
る。

以上のように構成された正面フライスを用いて切屑を行
うには、まずアダプタ36の基端側を機械本体の主軸と連
結し、この後カツタ本体13の切欠部45を中間部材41の突
部44と対応させた上でカツタ本体13をアダプタ36側に押
し込んでその基端側をアダプタ36と嵌合させる。そし
て、カツタ本体13を、その小径部14aと中間部材41の突
部44とが係合する位置まで回転させ、ついで連結ボルト
32を締め付ける。これにより、カツタ本体13は、アダプ
タ36と中間部材41との間に挟み込まれてその軸方向の移
動が阻止されると共に、切欠部45の側壁と係合する駆動
キー43によってカツタ回転方向（第２図Ａ方向）に対す
る逆方向への回転が阻止され、以上によりカツタ本体13
が主軸に装着される。

カツタ本体13の主軸への装着作業が完了した後、カツタ
本体13を軸線回りに回転させると共に軸線と直交する方
向に送り出すことにより、チツプ16の切刃19で被削材Ｗ
を切削してゆく。

この場合、カツタ本体13の先端面から突出されたワーク
クランプ部材25は、カツタ本体13の送りに伴ってその周
縁のテーパ部25dから除去に被削材Ｗの切削面に当接し
てゆく。そして、ワーククランプ部材25の先端面25cが
被削材Ｗと当接した時点において、支持部材24を付勢す
るバネ28の付勢荷重は、支持部材24を介してワーククラ
ンプ部材25に伝えられて被削材Ｗを押さえ込む力として
作用する。これによりカツタ本体13の先端と被削材Ｗと
は常時圧接状態に保たれ、機械本体の主軸系の動剛性の
変動が抑制される。なお、このときワーククランプ部材
25で押さえ込まれる被削材Ｗの薄肉部を過度の荷重で変
形させることのないように、バネ28の付勢荷重は調整ネ
ジ28aによってあらかじめ調整されている。

また、切屑の際チツプ16の切刃19からすくい面16aに沿
って生成される切屑は、切屑案内部材35とすくい面16a
との間の隙間ｔを通過してチツプポケツト20に導かれ、
該チツプポケツト20によって丸め込まれて分断された上
で切屑収納室38に排出される。そして、切屑収納室38内
に排出された切屑は、吸引口34と連結された吸引機の吸
引作用により、吸引口34から吸引ホース39を介して吸引
機に吸引され回収される。

また、切削中チツプ16を交換する必要が生じた場合は、
カツタ締結機構23の連結ボルト32を緩め、ついでカツタ
本体13を第２図Ａ方向と逆方向へ回転させて中間部材41
の突部44とカツタ本体13の小径部14aとの係合を解除
し、この後カツタ本体13を切屑収納体33の内部から取り
出す。そして、カツタ本体13からチツプ16を取り外して
新たなチツプと交換し、この後カツタ本体13を再度中間
部材41と係合させてアダプタ36と連結すれば良い。

以上説明したように、本実施例の正面フライスによれ
ば、カッタ本体13の先端と被削材Ｗとが常時圧接状態に
保たれるので、機械主軸系の動剛性はカツタ本体13の先
端が被削材Ｗから解放される場合に比して大幅に向上
し、しかもその値に変動が生じることもない。このた
め、チツプ16と被削材Ｗとの断続的な接触によって切削
力が変動するいわゆる断続切削の場合でもビビリや振動
の発生が大幅に抑制される。

加えて、切削時に生成される切屑が切屑吸引機構22によ
って被削材Ｗの切削面に堆積することなく逐次吸引され
るため、ワーククランプ部材25の先端面25cと被削材Ｗ
との間に切屑が噛み込まれて切削面が損傷することもな
い。

さらには、本実施例では中間部材41とカツタ本体13とを
係合させた状態で連結ボルト32を操作するだけでカツタ
本体13を脱着でき、しかも連結ボルト32を操作する際に
はカツタ本体13を作業者が支持する必要はない。従っ
て、カツタ本体13の外周面が切屑収納体33で覆われて把
持不可能であるにも拘わらず、カツタ交換作業の作業性
は何等損なわれない。

なお、以上の実施例では、切屑収納体33の先端部内周面
とカツタ本体13の周面外方に突出するチツプ16の切刃19
との径方向の隙間量について特に規定していないが、こ
の隙間量があまりに小さいと、切屑収納体33の偏芯等に
よって切刃19が食い込むおそれがあるため、少なくとも
0.5mm以上は確保することが望ましい。また、逆に隙間
が過度に大きいと切屑収納室38の密閉性が著しく損なわ
れて吸引効率の低下が免れないため、隙間は最大でも2m
m以内、望ましくは1mm以内に規制する必要がある。

また、本実施例では特にカツタ本体13の先端にチツプ16
を着脱自在に装着する、いわゆるスローアウエイ式の正
面フライス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、チツプをロウ付けした正面フラ
イスであっても当然に適用可能である。

さらに、本実施例では切屑収納体33がアダプタ36に回転
自在に支持されているが、本考案はこれに限るものでは
ない。例えば、切屑収納体33は機械本体の主軸周囲に固
定されたものでもよく、要するにカツタ本体13に対して
相対的に回転自在に設けられて、その吸引口34に吸引ホ
ース39を接続し得るものであれば良いのである。

［考案の効果］ 以上説明したように、この考案によれば、切削中、ワー
ククランプ機構のワーククランプ部材が常時被削材と圧
接されるため、工具が装着された機械本体の主軸系に高
い動剛性が確保され、しかもその値に変動が生じること
はない。従って、切刃チツプと被削材との断続的な接触
に伴って切削力が大きく変動してもその影響は小さく、
このためビビリや振動の発生が抑制されて切刃の欠損、
加工精度の低下等も確実に防止される。

また、本考案では上記ワーククランプ機構に加えてさら
に切屑吸引機構をも設けたため、切屑が被削材に堆積す
ることなく逐次吸引回収されて、ワーククランプ部材と
被削材との間に噛み込まれることがない。従って、ワー
ククランプ機構の優れた効果を最大限に発揮させること
ができ、その実用価値は極めて高いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本考案の一実施例を示すもので、
第１図は軸方向断面図、第２図は底面図、第３図はカツ
タ本体の先端外周部の拡大図、第４図ないし第６図は従
来の正面フライスを示すもので、第４図は軸方向断面
図、第５図は底面図、第６図はカツタ本体の先端外周部
の拡大図である。 13……カツタ本体、14……凹部、16……スローアウエイ
チツプ、16a……チツプすくい面、21……ワーククラン
プ機構、22……切屑吸引機構、24……支持部材、25……
ワーククランプ部材、28……バネ（付勢手段）、33……
切屑収納体、34……吸引口、35……切屑案内部材、38…
…切屑収納室、Ｗ……被削材。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】軸線回りに回転せしめられるカツタ本体の
   先端外周部に切刃チツプを取り付けてなる転削工具であ
   って、 前記カツタ本体の先端に、被削材を押さえ込むワークク
   ランプ機構が配設される一方で、前記カツタ本体の周面
   外方に、前記切刃チツプで生成された切屑を吸引する切
   屑吸引機構が配設されてなり、 前記ワーククランプ機構は、前記カツタ本体の先端中心
   部に形成された凹部に挿入されて前記カツタ本体の軸線
   方向に移動可能に設けられた支持部材と、この支持部材
   をカツタ本体の先端側に付勢する付勢手段と、前記支持
   部材よりも前記カツタ本体の先端側に配設され、その基
   端側が前記支持部材に支持されて前記カツタ本体の軸線
   回りに回転自在に設けられたワーククランプ部材とから
   構成され、 前記切屑吸引機構は、前記カツタ本体に対して相対的に
   回転自在に支持されて前記カツタ本体の外周面を覆う略
   円筒状の切屑収納体と、この切屑収納体の内周面と前記
   カツタ本体の外周面との間に形成された切屑収納室と、
   前記切屑収納体の外表面に設けられて前記切屑収納室と
   連通する吸引口と、前記カツタ本体の先端に前記切刃チ
   ツプのすくい面と対向して設けられて、該切刃チツプで
   生成される切屑を前記切屑収納室に誘導する切屑案内部
   材とから構成されていることを特徴とする転削工具。