JPH0674205U - 内径加工用バイト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 インパクトダンパ付き内径加工用バイトにお
いて、バイト先端部における衝撃エネルギーを高めるこ
とにより、耐びびり振動に優れる工具を提供する。 【構成】 インパクトダンパの厚さを、バイト先端寄り
の１〜数個が最も厚く、先端より離れるにつれて１〜数
個の組合せで概ね段階的に薄くなるように配列するか、
クリアランスの大きさを、先端寄りの１〜数個が最も大
きく、先端より離れるにつれて１〜数個の組合せで概ね
段階的に小さくなるように配列する。あるいは、前記厚
さに関する配列と前記クリアランスに関する配列を合成
したダンパピースを使用する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、片持ち式のインパクトダンパ付き内径加工用バイトに関するもので 、びびり振動の抑制に好適である。

【０００２】

【従来の技術】

片持ち式で使用する内径加工用バイトは、バイト本体の直径に比し、切れ刃部 からバイト把持部までの長さが長いほどびびり振動が生じやすくなるので、何ら かの対策を講じる必要がある。その対策手段の一つとして、インパクトダンパは 構造が簡単で、比較的容易に製作が可能であることから、従来より広く用いられ てきた。

【０００３】 インパクトダンパの最も一般的な構造は、バイト本体の先端近くに円筒状の中 空部分を設け、付加質量として複数個に分割された丸駒状のダンパピースをその 中に内蔵させるものである。このインパクトダンパは、振動のエネルギーを中空 部分の壁面とダンパピースとの衝突エネルギーに変換させることによりびびり振 動を減衰させようとするもので、通常、ダンパピースには超硬合金などの比重の 大きな材料を使用し、その直径と厚さが一定なものを使用する。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

インパクトダンパの性能を決定する要因は、付加質量としてのダンパピースの 重さ、ダンパピースが自由運動する距離、すなわち主振動系であるバイトの中空 部分の壁面とダンパピース外周とのクリアランス、衝突面の状態などである。切 削中の平均切削力が既知であれば、ダンパピースの質量やクリアランスはある程 度計算で特定することができ、そのような計算のもとに設計されたインパクトダ ンパは従来形であっても十分な制振効果を発揮する。

【０００５】 しかしながら、内径加工用バイトが使用される振動系は本来非線形であり、ま た通常は不特定な使われ方をするので、切削力の特定は難しく、上記従来形のイ ンパクトダンパでは汎用性に欠ける。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案は、インパクトダンパ付き内径加工用バイトにおけるダンパ効果を高め るとともに、汎用性を持たせた工具を提供するためになされたもので、基本的な 考え方は、先端部のダンパピースの質量を大きくし、クリアランスを大きくする ことにより、バイト先端部におけるダンパの衝突エネルギーを高めたことにある 。

【０００７】 具体的には、一つの方法として、バイト内に並列的に内蔵されたダンパピース の厚さが、先端寄りの１〜数個が最も厚く、先端より離れるにつれて１〜数個の 組合せで概ね段階的に薄くなるように配列する。また、別の方法としては、円筒 状の中空部分の壁面と丸駒状のダンパピースの外周との間のクリアランスの大き さを、先端寄りの１〜数個が最も大きく、先端より離れるにつれて１〜数個の組 合せで概ね段階的に小さくなるように配列する。さらに、もう一つの方法は、前 記厚さに関する配列と前記クリアランスに関する配列を合成した配列のダンパピ ースを内蔵させる方法である。

【０００８】

【作用】

内径加工用バイトを一端固定の自由度１の片持ち梁と考えたときに、振幅の最 大となるところはバイト先端である。したがって、先端部でのダンパピースとバ イトの内壁面との衝突エネルギーが高いほど制振効果は高いといえる。インパク トダンパでは、見かけ上、バイト本体が振幅方向に往復運動を繰り返す中でダン パピースが内部で衝突を繰り返す。衝突エネルギーは、衝突する物体の質量と速 度の関数であることから、大きな質量のダンパピースは衝突エネルギーをより高 める作用がある。

【０００９】 次に、クリアランスの作用に関して説明する。振幅の最大となるところはバイ ト先端であることから、一本のバイトの中で最も高速度で往復運動をしているの は先端部である。往復運動するバイトの内部にあって、クリアランスの大きなダ ンパピースはクリアランスの小さなダンパピースより早い速度で衝突するために 、高い衝突エネルギーとなる。

【００１０】

【実施例】

それでは、図を参照しながら、本考案の一実施例を以下に説明する。

【００１１】 図１は、本考案による内径加工用バイトの正面図で、バイト本体１の先端部に は微調整式ボーリングユニット５が組込まれ、その先端には切れ刃チップ４が装 着された仕上加工専用バイトである。バイト本体１は、バイトシャンク２と、微 調整式ボーリングユニット５の組込まれたヘッド３とに分割できるようになって いる。図２は、ヘッド３の斜視図である。

【００１２】 ヘッド３の後端には、円柱状の突起８が設けてあって、バイトシャンク２の先 端に設けた穴９に嵌合する。バイトシャンク２には、外周側から中心方向に向か って設けたねじ１０が１ヶ所以上あって、このねじ１０により前記突起８の側壁 を締め付けることにより、ヘッド３はバイトシャンク２に固定される。このとき 、ヘッド３の端面に設けたピン１１が、バイトシャンク２の端面に設けたキー溝 １２と嵌合して、切れ刃チップ４の位置決めとヘッド３の回り止めとなる。バイ トシャンク２の前記嵌合穴９の奥には、中空部分６があるのだが、前記ヘッド３ は、蓋の役目も果たしている。さらに、蓋としての機密性を保つためにＯリング １３を装着している。

【００１３】 この中空部分６には、丸駒状に分割されたダンパピース７が並列的に組込まれ ている。中空部分６の壁面およびダンパピース７の外周は高精度に加工してあり 、両者で形成される空隙すなわちクリアランス１４を設定通りに確保できるよう にしている。ダンパピース７は切削中の振動により、このクリアランス１４の間 で自由運動をして衝突を繰り返すのであるが、クリアランス１４の大きさは、通 常、０．０５ｍｍ〜０．３０ｍｍにとる。クリアランス１４の小さなものは、衝 撃エネルギーは低いものの高振動数成分の抑制に効果的があり、クリアランス１ ４の大きなものは、その逆となる。

【００１４】 ところで、ダンパピース７は、その質量が大きいほど衝撃エネルギーが高いと はいえ、低〜高振動数成分の合成された複雑な振動を抑制するためにはその数が 少なすぎると衝撃頻度が固定され汎用性に乏しくなる。そこで、通常は６個以上 に分割したものを使用する。

【００１５】 本考案は、以上のようなインパクトダンパのダンパピース７の特性のうえにな されたもので、一つの方法として図４（イ）の説明図に示すように、先端寄りの １〜数個が最も厚く、先端より離れるにつれて１〜数個の組合せで概ね段階的に 薄くなるようにダンパピース７の厚さを配列する。また、別の方法としては同図 （ロ）に示すように、クリアランス１４の大きさを、先端寄りの１〜数個が最も 大きく、先端より離れるにつれて１〜数個の組合せで概ね段階的に小さくなるよ うに配列する。あるいは、同図（ハ）に示すように、前記厚さに関する配列と前 記クリアランス１４に関する配列を合成した配列のダンパピース７を使用するも のである。

【００１６】 次に、本考案による内径加工用バイトの評価試験の結果について以下に紹介す る。

【００１７】 評価試験に使用したバイトは、前記図１のもので、刃先径は６０ｍｍ、バイト シャンク２の外径は５４ｍｍ、バイトシャンク２の把持部１５の口元から刃先ま での長さは３９０ｍｍである。ダンパーピース７が組込まれる中空部分６の大き さは、穴径３４ｍｍ、穴の長さ８０ｍｍである。

【００１８】 図５は評価試験に使用したバイトの状態を表す図である。同図（ａ）はダンパ ピースを全く組込まなかった場合、同図（ｂ）は外径３４ｍｍ、厚さ６．６ｍｍ 、クリアランス０．０８ｍｍのダンパピース１２個を組込んだ従来形のインパク トダンパの場合、同図（ｃ）は外径３４ｍｍで、先端側に厚さ１０ｍｍ、クリア ランス０．２ｍｍのダンパピース４個を、奥側に厚さ６．６ｍｍ、クリアランス ０．０８ｍｍのダンパピース６個を組込んだ本考案によるインパクトダンパの場 合のものである。

【００１９】 図６は、インパルスハンマによる打振試験を行なったときのバイト先端部の振 幅の大きさを時間経過で表した減衰曲線の図である。本図で明らかなように、（ ｃ）、（ｂ）、（ａ）の順に減衰時間が短く、（ｃ）は振動がいち早く収束して いることが分る。

【００２０】 図７は、前記バイトを使用して実際に切削を行なったときの結果を示すもので ある。切削条件は以下の通りである。

【００２１】 加工材料 鋳鉄ＦＣ２５ 切削速度 ４００、５００、６００ ｍ／ｍｉｎ 切込み量 ０．１ ｍｍ 送り量 ０．０５、０．１２５ ｍｍ／ｒｅｖ 切削油剤 なし（乾式切削） 本試験の結果からも本考案によるバイト（ｃ）は、びびり振動の生じない切削適 用領域が広いことが分る。

【００２２】

【考案の効果】

以上のように、本考案によるインパクトダンパでは従来形のインパクトダンパ に比較し、バイト先端部におけるダンパピースの質量の大きさとクリアランスの 大きさとが衝撃エネルギーを高めることになる。その結果、各切削条件における 切削可能な適用領域が広まり、汎用性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案によるインパクトダンパ付き内径加工用
バイトの一実施例を示す正面図である。

【図２】図１に示したバイトのヘッド部分の斜視図であ
る。

【図３】ダンパピースの斜視図である。

【図４】本考案によるダンパピースの配列の一実施例を
示す説明図である。

【図５】評価試験に使用したバイトの状態を示す説明図
である。

【図６】打振試験の結果を示す図である。

【図７】切削試験の結果を示す図である。

【符号の説明】

１ バイト本体 ２ バイトシャンク ３ ヘッド ４ 切れ刃チップ ５ 微調整式ボーリングユニット ６ 中空部分 ７ ダンパピース １４ クリアランス １５ 把持部

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 棒状のバイト本体１の先端には切れ刃チ
   ップ４が装着され、前記バイト本体１の内部には軸線方
   向に円筒状の中空部分６があって、前記中空部分６には
   複数個の丸駒状のダンパピース７が並列的に内蔵された
   インパクトダンパ付き内径加工用バイトにおいて、前記
   ダンパピース７の厚さは、先端寄りの１〜数個が最も厚
   く、先端より離れるにつれて１〜数個の組合せで概ね段
   階的に薄くなるように配列したバイト。
2. 【請求項２】 上記と同様のインパクトダンパ付き内径
   加工用バイトにおいて、円筒状の中空部分６の壁面と丸
   駒状のダンパピース７の外周との間のクリアランス１４
   の大きさは、先端寄りの１〜数個が最も大きく、先端よ
   り離れるにつれて１〜数個の組合せで概ね段階的に小さ
   くなるように配列したバイト。
3. 【請求項３】 上記と同様のインパクトダンパ付き内径
   加工用バイトにおいて、請求項１に記載したダンパピー
   スと請求項２に記載したダンパピースとを合成した形状
   のダンパピース７を内蔵したバイト。