JPH0724965B2 - 振動切削装置 - Google Patents
振動切削装置Info
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- JPH0724965B2 JPH0724965B2 JP16827291A JP16827291A JPH0724965B2 JP H0724965 B2 JPH0724965 B2 JP H0724965B2 JP 16827291 A JP16827291 A JP 16827291A JP 16827291 A JP16827291 A JP 16827291A JP H0724965 B2 JPH0724965 B2 JP H0724965B2
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- vibration
- output shaft
- mover
- spring
- Prior art date
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B47/00—Constructional features of components specially designed for boring or drilling machines; Accessories therefor
- B23B47/34—Arrangements for removing chips out of the holes made; Chip- breaking arrangements attached to the tool
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
- Gripping On Spindles (AREA)
- Drilling And Boring (AREA)
- Turning (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ドリルやミルなどの
回転する切削刃物に振動を与える装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】図９は一般の切削工具の刃先による切削
状態を示すものであり、Ａは金属材料からなるワーク、
Ｂは図の左方に移動している刃先、Ｃは切削により生じ
た切屑である。 【０００３】上記切屑Ｃは刃先Ｂにより圧縮剪断された
ブロックＤで構成されており、圧縮と剪断を繰返す毎に
刃先Ｂは矢印のように断続的に前進後退を繰返しながら
移動している。 【０００４】この前進後退運動により生ずる振動が切削
による自励振動であり、一般的にはきわめて微小な振動
であるが、広義の振動切削ともいえる。しかし、その振
幅がある大きさになるとびびり振動となる。 【０００５】図１０のＩは上記の一般的な従来の切削状
態の波形を示すものであり、きわめて不規則であり、小
さい波形の部分は発熱し易く、大きい波形の部分はワー
クに大きな掻傷を残し、面粗度が悪くなる。 【０００６】そのため、切削刃物を強制的に振動させ、
図１０のIIに示すような均一な波形の振動を強制的に刃
物に与えて切削する振動切削装置がある。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】上記図１０のIIのよう
な強制的振動切削装置は、公知の通り切削性において優
れた特徴を有している。 【０００８】しかし、起振装置として、発振機よりの周
波数で励振された電わい型や磁わい型の振動子が多く用
いられており、その他にも電磁振動型、電気−油圧型、
機械−油圧型などが提案されているが、これらは複雑な
電気回路が必要なものや油圧シリンダなどの大型で複雑
な機能の高価な装置を必要とする点で問題がある。 【０００９】この発明の課題は、上記図１０のＩのよう
な刃先の不規則な振動を、上記図１０のIIのような強制
的な振動装置を用いないで均一な波形の振動に変換して
優れた切削性を発揮することができる切削装置を提供す
ることである。 【００１０】 【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明は、工作機械の主軸により駆動される入
力軸と、入力軸によって回転される出力軸と、この出力
軸と一体に回転する切削刃物とから成る切削装置におい
て、一定の空隙をもって入力軸の周方向に拘束された可
動子と、この可動子を出力軸の外周に設けられた凹部に
押圧するバネから成る回転方向振動ユニットを設けた構
成を採用したのである。 【００１１】また、上記切削刃物と出力軸とを一体にす
ることができる。 【００１２】 【作用】上記の切削作用において、切削力の変動により
切削刃物の刃先に不規則な微小振動を発生するが、この
振動が出力軸に伝達される。 【００１３】上記の刃先に発生する振動は図１０のＩの
波形のようにきわめて不規則なものであるが、この発明
の場合は出力軸の振動で、これに接している可動子を振
動させてバネの圧縮量を変化させるので振動がバネによ
り調整されて均一となる。 【００１４】すなわち、切削力の小さい場合は可動子の
運動量も小さく、バネの圧縮量も小さいので、このとき
働くバネ定数は小さく、刃先の振動はあまり制限されな
いので比較的に振巾は拡大される。 【００１５】また、刃先の切削力が大となり、これに伴
いバネの圧縮量が大きくなると、振動ユニットの総合的
なバネ定数が大となり、刃先の振巾を制限するので、小
さい振動は比較的大きく、大きい振動は比較的小さくな
って全体的に均一化して切削性能が向上する。 【００１６】 【実施例】図１ないし図５に示すように、入力軸１の後
部はテーパシャンク２となっており、工作機械の主軸に
連結される。前記入力軸１の前部は大径部３となってお
り、その前端には小径の管状部４が一体に形成されてい
る。 【００１７】上記管状部４の外側には、同芯の筒状ホル
ダ５が摺動自在に嵌装され、このホルダ５の後部外周と
前記大径部３の前部外周の間に、トルク調節リング６が
回動自在に装着されている。 【００１８】上記管状部４の前端外周の溝には、ストッ
プリング１０が固定され、このリング１０の内側の座金
１１と前記ホルダ５の内周後端の受部１２の間に、コイ
ル状の止めバネ１３が圧縮状態で取付けられている。１
５は、管状部４内に進退および回転自在に嵌入された出
力軸であって、実施例の場合、出力軸１５がドリルなど
の切削刃物１６の軸部と兼用になっているが、出力軸１
５の先端に刃物取付部やチャックを設けて、別の切削工
具を取付けるようにしてもよい。 【００１９】上記出力軸１５の後端面には、軸方向の可
動子１８が当接され、この可動子１８と入力軸１の前部
中心の凹孔の間には、可動子１８を介して出力軸１５を
軸方向の前方に押すバネ２１が取り付けられている。 【００２０】上記出力軸１５の後端の外周には、複数の
凹部２２が設けられている。この凹部２２は、横断面が
図４のように円弧状であり、前部が図２のように円弧状
または斜面となっている。 【００２１】また、前記可動子１８の先端部分は、テー
パ面１９を経て、図２から明らかなように、各凹部２２
の底面に接する円周と同径の小径部２０となっている。 【００２２】２５は、大径部３の前部寄りに設けられた
複数の横孔であって、各横孔２５の内端には、通常は出
力軸１５の凹部２２に接触している球状可動子２６が各
横孔２５と一定の間隙をもって遊嵌されている。 【００２３】上記各可動子２６は、それぞれトルク制御
バネ２８によって出力軸１５に圧接されており、バネ２
８の外端は、ボール２９によって支持されている。 【００２４】上記ボール２９は、前記トルク調節リング
６の内周面により支持されているが、このリング６のボ
ール受面は図４、図５のように、周方向に次第に深くな
る複数の偏心溝３０となっている。 【００２５】前記大径部３の前部に設けた管状部４の後
部寄りには、横孔３１が形成され、ここにロックボール
３２が遊嵌されており、出力軸１５の後部外周には巾の
広い周溝３３が設けられており、前記バネ１３の受部１
２がボール３２と対応する位置にあるときには、ボール
３２が周溝３３内に入るようにしてある（図１、図
２）。 【００２６】次に作用を説明すると、まず、ホルダ５を
バネ１３に抗して前方へ引き、受部１２をロックボール
３２の前方へ移動させると、図３のようにボール３２は
自由となる。一方、可動子１８のバネ２１は、バネ２８
より弱くしてあるので、可動子１８の先端の小径部２０
は、それに圧接した可動子２６によって保持されている
（図３）。 【００２７】この状態で出力軸１５を管状部４内に挿入
し、ホルダ５を戻すと図１の状態となる。 【００２８】そこでテーパシャンク２を利用して工作機
械の回転主軸に入力軸１を固定し、主軸を回転させる
と、可動子２６と出力軸１５の凹部２２の係合を介して
出力軸１５が回転するので、主軸を前進させると切削刃
物１６はワークに切り込む。 【００２９】こうして切削刃物１６の刃先がワークに切
り込むと、図９に基づいて説明したように、切削刃物の
刃先に不規則な微小振動が発生し、この振動が切削刃物
１６と一体の出力軸１５に伝達される。 【００３０】いま、図８に示すように、出力軸１５の回
転方向に上向きになったカム面ｃと、入力軸の大径部３
に設けた横孔２５と、カム面ｃと横孔２５との間に介在
して、バネ２８によりカム面ｃに押圧された可動子２６
から成る振動ユニットを考えると、入力軸と一体の大径
部３が矢印方向即ち時計方向に回転している場合、横孔
２５の側面に押された可動子２６が凹部２２のカム面ｃ
を押圧することにより出力軸１５に回転が伝わる。 【００３１】一方、前記のように切削刃物の刃先で発生
する自励振動は、出力軸１５から可動子２６に伝わり、
可動子２６は横孔２５に遊嵌されているため、可動子２
６からさらに横孔２５の端面部ａ、ｂに伝達される。 【００３２】可動子２６は鋼球のような剛体であるた
め、端面部ａ、ｂに衝突後反撥して出力軸１５の面ｃに
衝突して衝撃を与える。 【００３３】この場合、大径部３は重くてイナーシャの
大きい物体であるため、可動子２６の反撥力も大きく、
入力軸１の大きな回転エネルギが可動子２６を介して出
力軸１５に伝達される。 【００３４】上記のように可動子２６が回転方向に上向
きのカム面ｃを押すとき、バネ２８が若干圧縮される
が、切削力が小さいときは、カム面ｃと可動子２６との
押圧力が小さいため、可動子２６の横孔２５内での移動
量は小さくバネ２８の圧縮量も小さいので、このとき働
くバネ定数は小さく、出力軸１５から可動子２６に伝達
される刃先の振動はあまり制限されないので、刃先の振
動は拡大される。 【００３５】また、刃先の切削力が大きくなり、カム面
ｃと可動子２６との押圧力が大きくなって、可動子２６
の移動量が大きくなるに伴いバネ２８の圧縮量が大きく
なると、振動ユニットの総合的なバネ定数が大きくな
り、刃先の振動を制限する。 【００３６】 【００３７】また、切削中に切屑詰まりや刃先の摩耗な
どによる過負荷が発生すると、トルク制御バネ２８が撓
んで振動子２６が図２のように凹部２２から離脱し、切
削刃物１６が入力軸１に対して後退する。 【００３８】従って、入力軸１の回転が続き、送りがか
かっていても切削刃物１６の回転は停止するので刃物１
６の切損やワークの損傷は防止される。 【００３９】このように切削刃物１６が停止したことを
目視により確認して工作機械を停止させるか、あるいは
異常トルクの検出装置を有する場合は上記のような異常
トルクの発生とともに信号を発信し、あるいは工作機械
を停止させる。 【００４０】図６及び図７は、異常トルク検出装置を有
するものの一例を示す。図中、図１ないし図５の実施例
と同一の機能を有する部分は同一の符号を付して説明を
省略する。 【００４１】この場合、入力軸１の大径部３を前方に延
長して、大径部３の後部の調節リング６と、大径部３の
前端外周の雄ネジにねじ込んで固定した抜け止めナット
７間に、一対のベアリング８を介して回動自在かつ進退
不可にリング９を設け、このリングにブラケット２４を
一体に設ける。 【００４２】１４は、出力軸１５の後端から所定の深さ
に設けた通気孔である。大径部３の先端に一体に設けた
管状部４の先端内周を切削して、この管状部４の先端内
周と出力軸１５の外周の間に、前部開放の環状隙間１７
を形成し、出力軸１５には、この隙間１７と通気孔１４
を連通させる排気孔２３を設ける。 【００４３】前記のベアリング８の間にはリング状ディ
スタンスピース２７を設け、その一部には半径方向の連
通孔３５を設け、この連通孔３５をブラケット２４に設
けた連通孔３６に連通させる。 【００４４】３７は、大径部３の前部外周に設けた周溝
であって、ディスタンスピース２７の連通孔３５に通じ
ている。 【００４５】また、大径部３の前部には図７のように周
溝３７に通じる複数の連通孔３８を放射状に設け、出力
軸１５の一部にこの連通孔３８に通じる連通孔３９を設
ける。 【００４６】この実施例の場合、テーパシャンク２を利
用して工作機械の回転主軸に入力軸１を固定すると、図
示省略してある結合手段によりブラケット２４が図示省
略してある工作機械の不回転部分に結合するとともに連
通孔３６が図示省略してある圧縮空気源に通じる送気路
に連通する。 【００４７】このため、圧縮空気源からの圧縮空気が連
通孔３６から連通孔３５を通り周溝３７に流入する。 【００４８】従って切削刃物１６とともに回転している
大径部３の連通孔３８に流入した圧縮空気は連通孔３
９、通気孔１４と流れて排気孔２３から外気に放出され
る。 【００４９】正常な切削の間は上記のように連通孔３
８、３９が一致していて排気孔２３から排気されている
が、異常トルクが発生して連通孔３８、３９がずれると
排気が止るので圧縮空気源に通じる送気路中の空気圧が
急上昇し、圧力センサがこれを検出して工具の異常信号
を発信する。 【００５０】また、上記の逆に正常切削時に排気を止
め、異常時に連通孔３８、３９が一致して排気状態とな
り、空気圧の急低下を圧力センサで検出するようにして
もよい。 【００５１】 【効果】この発明によれば、上記のように入力軸を工作
機械の回転主軸に固定し、回転主軸とともに入力軸を回
転し、かつ前進させて切削刃物をワークに押し付けて、
切削加工を行なっている状態で切削刃物の刃先に発生す
る不規則な微小振動を出力軸に伝達し、これによって振
動ユニットを振動させてバネの圧縮量を変化させるの
で、振動が振動ユニットにより調整される。すなわち、
切削力の小さいときは、振動ユニットの運動量も小さ
く、従ってバネの圧縮量も小さいので、このとき働く振
動ユニット部のバネ定数は小さく、刃先の振動はあまり
制限されないので、比較的に振動は拡大される。また、
刃先の切削振動応力が大きくなり、これに伴いバネの圧
縮量が大きくなると振動ユニットの総合的なバネ定数が
大となり、刃先の振巾が制限される。 【００５２】従って刃物の刃先の振動周波数の如何にか
かわらず微細振動は大きく拡大され、過大振動は小さく
抑えられてびびり振動がなくなる。 【００５３】このため、従来の強制振動方式に比較して
刃先の振巾は若干大きく、振動周波数は若干低いが振巾
や振動周波数がほぼ均一となり、切削刃物の刃先の振動
が有効に利用されて切削速度を速くできる。 【００５４】また、仕上げ面の粗度が小さくなり、寸法
精度が向上する。 【００５５】さらにまた、従来の切削加工では切屑が連
続して長く伸び、これが刃物やワークに巻きつくことが
多く、その処理が困難であったが、この発明では刃物の
振動により切屑が断続的となり、その処理が容易であ
る。 【００５６】そのほか、この発明においては、異常トル
クの発生時に切削刃物が直ちに停止すると同時に、刃物
が入力軸に対して後退するので刃物の切損やワークの損
傷を防止するなどの効果がある。 【００５７】なお、実施例のように出力軸と切削刃物と
を一体とした場合、振動子の打撃力が直接刃物に伝えら
れるので振動切削の効果が大きく、また切削刃物を取付
けるためのチャックなどが不用になるため軽量となる利
点もある。
回転する切削刃物に振動を与える装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】図９は一般の切削工具の刃先による切削
状態を示すものであり、Ａは金属材料からなるワーク、
Ｂは図の左方に移動している刃先、Ｃは切削により生じ
た切屑である。 【０００３】上記切屑Ｃは刃先Ｂにより圧縮剪断された
ブロックＤで構成されており、圧縮と剪断を繰返す毎に
刃先Ｂは矢印のように断続的に前進後退を繰返しながら
移動している。 【０００４】この前進後退運動により生ずる振動が切削
による自励振動であり、一般的にはきわめて微小な振動
であるが、広義の振動切削ともいえる。しかし、その振
幅がある大きさになるとびびり振動となる。 【０００５】図１０のＩは上記の一般的な従来の切削状
態の波形を示すものであり、きわめて不規則であり、小
さい波形の部分は発熱し易く、大きい波形の部分はワー
クに大きな掻傷を残し、面粗度が悪くなる。 【０００６】そのため、切削刃物を強制的に振動させ、
図１０のIIに示すような均一な波形の振動を強制的に刃
物に与えて切削する振動切削装置がある。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】上記図１０のIIのよう
な強制的振動切削装置は、公知の通り切削性において優
れた特徴を有している。 【０００８】しかし、起振装置として、発振機よりの周
波数で励振された電わい型や磁わい型の振動子が多く用
いられており、その他にも電磁振動型、電気−油圧型、
機械−油圧型などが提案されているが、これらは複雑な
電気回路が必要なものや油圧シリンダなどの大型で複雑
な機能の高価な装置を必要とする点で問題がある。 【０００９】この発明の課題は、上記図１０のＩのよう
な刃先の不規則な振動を、上記図１０のIIのような強制
的な振動装置を用いないで均一な波形の振動に変換して
優れた切削性を発揮することができる切削装置を提供す
ることである。 【００１０】 【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明は、工作機械の主軸により駆動される入
力軸と、入力軸によって回転される出力軸と、この出力
軸と一体に回転する切削刃物とから成る切削装置におい
て、一定の空隙をもって入力軸の周方向に拘束された可
動子と、この可動子を出力軸の外周に設けられた凹部に
押圧するバネから成る回転方向振動ユニットを設けた構
成を採用したのである。 【００１１】また、上記切削刃物と出力軸とを一体にす
ることができる。 【００１２】 【作用】上記の切削作用において、切削力の変動により
切削刃物の刃先に不規則な微小振動を発生するが、この
振動が出力軸に伝達される。 【００１３】上記の刃先に発生する振動は図１０のＩの
波形のようにきわめて不規則なものであるが、この発明
の場合は出力軸の振動で、これに接している可動子を振
動させてバネの圧縮量を変化させるので振動がバネによ
り調整されて均一となる。 【００１４】すなわち、切削力の小さい場合は可動子の
運動量も小さく、バネの圧縮量も小さいので、このとき
働くバネ定数は小さく、刃先の振動はあまり制限されな
いので比較的に振巾は拡大される。 【００１５】また、刃先の切削力が大となり、これに伴
いバネの圧縮量が大きくなると、振動ユニットの総合的
なバネ定数が大となり、刃先の振巾を制限するので、小
さい振動は比較的大きく、大きい振動は比較的小さくな
って全体的に均一化して切削性能が向上する。 【００１６】 【実施例】図１ないし図５に示すように、入力軸１の後
部はテーパシャンク２となっており、工作機械の主軸に
連結される。前記入力軸１の前部は大径部３となってお
り、その前端には小径の管状部４が一体に形成されてい
る。 【００１７】上記管状部４の外側には、同芯の筒状ホル
ダ５が摺動自在に嵌装され、このホルダ５の後部外周と
前記大径部３の前部外周の間に、トルク調節リング６が
回動自在に装着されている。 【００１８】上記管状部４の前端外周の溝には、ストッ
プリング１０が固定され、このリング１０の内側の座金
１１と前記ホルダ５の内周後端の受部１２の間に、コイ
ル状の止めバネ１３が圧縮状態で取付けられている。１
５は、管状部４内に進退および回転自在に嵌入された出
力軸であって、実施例の場合、出力軸１５がドリルなど
の切削刃物１６の軸部と兼用になっているが、出力軸１
５の先端に刃物取付部やチャックを設けて、別の切削工
具を取付けるようにしてもよい。 【００１９】上記出力軸１５の後端面には、軸方向の可
動子１８が当接され、この可動子１８と入力軸１の前部
中心の凹孔の間には、可動子１８を介して出力軸１５を
軸方向の前方に押すバネ２１が取り付けられている。 【００２０】上記出力軸１５の後端の外周には、複数の
凹部２２が設けられている。この凹部２２は、横断面が
図４のように円弧状であり、前部が図２のように円弧状
または斜面となっている。 【００２１】また、前記可動子１８の先端部分は、テー
パ面１９を経て、図２から明らかなように、各凹部２２
の底面に接する円周と同径の小径部２０となっている。 【００２２】２５は、大径部３の前部寄りに設けられた
複数の横孔であって、各横孔２５の内端には、通常は出
力軸１５の凹部２２に接触している球状可動子２６が各
横孔２５と一定の間隙をもって遊嵌されている。 【００２３】上記各可動子２６は、それぞれトルク制御
バネ２８によって出力軸１５に圧接されており、バネ２
８の外端は、ボール２９によって支持されている。 【００２４】上記ボール２９は、前記トルク調節リング
６の内周面により支持されているが、このリング６のボ
ール受面は図４、図５のように、周方向に次第に深くな
る複数の偏心溝３０となっている。 【００２５】前記大径部３の前部に設けた管状部４の後
部寄りには、横孔３１が形成され、ここにロックボール
３２が遊嵌されており、出力軸１５の後部外周には巾の
広い周溝３３が設けられており、前記バネ１３の受部１
２がボール３２と対応する位置にあるときには、ボール
３２が周溝３３内に入るようにしてある（図１、図
２）。 【００２６】次に作用を説明すると、まず、ホルダ５を
バネ１３に抗して前方へ引き、受部１２をロックボール
３２の前方へ移動させると、図３のようにボール３２は
自由となる。一方、可動子１８のバネ２１は、バネ２８
より弱くしてあるので、可動子１８の先端の小径部２０
は、それに圧接した可動子２６によって保持されている
（図３）。 【００２７】この状態で出力軸１５を管状部４内に挿入
し、ホルダ５を戻すと図１の状態となる。 【００２８】そこでテーパシャンク２を利用して工作機
械の回転主軸に入力軸１を固定し、主軸を回転させる
と、可動子２６と出力軸１５の凹部２２の係合を介して
出力軸１５が回転するので、主軸を前進させると切削刃
物１６はワークに切り込む。 【００２９】こうして切削刃物１６の刃先がワークに切
り込むと、図９に基づいて説明したように、切削刃物の
刃先に不規則な微小振動が発生し、この振動が切削刃物
１６と一体の出力軸１５に伝達される。 【００３０】いま、図８に示すように、出力軸１５の回
転方向に上向きになったカム面ｃと、入力軸の大径部３
に設けた横孔２５と、カム面ｃと横孔２５との間に介在
して、バネ２８によりカム面ｃに押圧された可動子２６
から成る振動ユニットを考えると、入力軸と一体の大径
部３が矢印方向即ち時計方向に回転している場合、横孔
２５の側面に押された可動子２６が凹部２２のカム面ｃ
を押圧することにより出力軸１５に回転が伝わる。 【００３１】一方、前記のように切削刃物の刃先で発生
する自励振動は、出力軸１５から可動子２６に伝わり、
可動子２６は横孔２５に遊嵌されているため、可動子２
６からさらに横孔２５の端面部ａ、ｂに伝達される。 【００３２】可動子２６は鋼球のような剛体であるた
め、端面部ａ、ｂに衝突後反撥して出力軸１５の面ｃに
衝突して衝撃を与える。 【００３３】この場合、大径部３は重くてイナーシャの
大きい物体であるため、可動子２６の反撥力も大きく、
入力軸１の大きな回転エネルギが可動子２６を介して出
力軸１５に伝達される。 【００３４】上記のように可動子２６が回転方向に上向
きのカム面ｃを押すとき、バネ２８が若干圧縮される
が、切削力が小さいときは、カム面ｃと可動子２６との
押圧力が小さいため、可動子２６の横孔２５内での移動
量は小さくバネ２８の圧縮量も小さいので、このとき働
くバネ定数は小さく、出力軸１５から可動子２６に伝達
される刃先の振動はあまり制限されないので、刃先の振
動は拡大される。 【００３５】また、刃先の切削力が大きくなり、カム面
ｃと可動子２６との押圧力が大きくなって、可動子２６
の移動量が大きくなるに伴いバネ２８の圧縮量が大きく
なると、振動ユニットの総合的なバネ定数が大きくな
り、刃先の振動を制限する。 【００３６】 【００３７】また、切削中に切屑詰まりや刃先の摩耗な
どによる過負荷が発生すると、トルク制御バネ２８が撓
んで振動子２６が図２のように凹部２２から離脱し、切
削刃物１６が入力軸１に対して後退する。 【００３８】従って、入力軸１の回転が続き、送りがか
かっていても切削刃物１６の回転は停止するので刃物１
６の切損やワークの損傷は防止される。 【００３９】このように切削刃物１６が停止したことを
目視により確認して工作機械を停止させるか、あるいは
異常トルクの検出装置を有する場合は上記のような異常
トルクの発生とともに信号を発信し、あるいは工作機械
を停止させる。 【００４０】図６及び図７は、異常トルク検出装置を有
するものの一例を示す。図中、図１ないし図５の実施例
と同一の機能を有する部分は同一の符号を付して説明を
省略する。 【００４１】この場合、入力軸１の大径部３を前方に延
長して、大径部３の後部の調節リング６と、大径部３の
前端外周の雄ネジにねじ込んで固定した抜け止めナット
７間に、一対のベアリング８を介して回動自在かつ進退
不可にリング９を設け、このリングにブラケット２４を
一体に設ける。 【００４２】１４は、出力軸１５の後端から所定の深さ
に設けた通気孔である。大径部３の先端に一体に設けた
管状部４の先端内周を切削して、この管状部４の先端内
周と出力軸１５の外周の間に、前部開放の環状隙間１７
を形成し、出力軸１５には、この隙間１７と通気孔１４
を連通させる排気孔２３を設ける。 【００４３】前記のベアリング８の間にはリング状ディ
スタンスピース２７を設け、その一部には半径方向の連
通孔３５を設け、この連通孔３５をブラケット２４に設
けた連通孔３６に連通させる。 【００４４】３７は、大径部３の前部外周に設けた周溝
であって、ディスタンスピース２７の連通孔３５に通じ
ている。 【００４５】また、大径部３の前部には図７のように周
溝３７に通じる複数の連通孔３８を放射状に設け、出力
軸１５の一部にこの連通孔３８に通じる連通孔３９を設
ける。 【００４６】この実施例の場合、テーパシャンク２を利
用して工作機械の回転主軸に入力軸１を固定すると、図
示省略してある結合手段によりブラケット２４が図示省
略してある工作機械の不回転部分に結合するとともに連
通孔３６が図示省略してある圧縮空気源に通じる送気路
に連通する。 【００４７】このため、圧縮空気源からの圧縮空気が連
通孔３６から連通孔３５を通り周溝３７に流入する。 【００４８】従って切削刃物１６とともに回転している
大径部３の連通孔３８に流入した圧縮空気は連通孔３
９、通気孔１４と流れて排気孔２３から外気に放出され
る。 【００４９】正常な切削の間は上記のように連通孔３
８、３９が一致していて排気孔２３から排気されている
が、異常トルクが発生して連通孔３８、３９がずれると
排気が止るので圧縮空気源に通じる送気路中の空気圧が
急上昇し、圧力センサがこれを検出して工具の異常信号
を発信する。 【００５０】また、上記の逆に正常切削時に排気を止
め、異常時に連通孔３８、３９が一致して排気状態とな
り、空気圧の急低下を圧力センサで検出するようにして
もよい。 【００５１】 【効果】この発明によれば、上記のように入力軸を工作
機械の回転主軸に固定し、回転主軸とともに入力軸を回
転し、かつ前進させて切削刃物をワークに押し付けて、
切削加工を行なっている状態で切削刃物の刃先に発生す
る不規則な微小振動を出力軸に伝達し、これによって振
動ユニットを振動させてバネの圧縮量を変化させるの
で、振動が振動ユニットにより調整される。すなわち、
切削力の小さいときは、振動ユニットの運動量も小さ
く、従ってバネの圧縮量も小さいので、このとき働く振
動ユニット部のバネ定数は小さく、刃先の振動はあまり
制限されないので、比較的に振動は拡大される。また、
刃先の切削振動応力が大きくなり、これに伴いバネの圧
縮量が大きくなると振動ユニットの総合的なバネ定数が
大となり、刃先の振巾が制限される。 【００５２】従って刃物の刃先の振動周波数の如何にか
かわらず微細振動は大きく拡大され、過大振動は小さく
抑えられてびびり振動がなくなる。 【００５３】このため、従来の強制振動方式に比較して
刃先の振巾は若干大きく、振動周波数は若干低いが振巾
や振動周波数がほぼ均一となり、切削刃物の刃先の振動
が有効に利用されて切削速度を速くできる。 【００５４】また、仕上げ面の粗度が小さくなり、寸法
精度が向上する。 【００５５】さらにまた、従来の切削加工では切屑が連
続して長く伸び、これが刃物やワークに巻きつくことが
多く、その処理が困難であったが、この発明では刃物の
振動により切屑が断続的となり、その処理が容易であ
る。 【００５６】そのほか、この発明においては、異常トル
クの発生時に切削刃物が直ちに停止すると同時に、刃物
が入力軸に対して後退するので刃物の切損やワークの損
傷を防止するなどの効果がある。 【００５７】なお、実施例のように出力軸と切削刃物と
を一体とした場合、振動子の打撃力が直接刃物に伝えら
れるので振動切削の効果が大きく、また切削刃物を取付
けるためのチャックなどが不用になるため軽量となる利
点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の振動切削装置の一実施例を示す縦断
面図 【図２】同上のトルク非伝達状態を示す縦断面図 【図３】同上の工具取付け状態を示す縦断面図 【図４】図１のＡ−Ａ線に沿った横断面図 【図５】図２のＢ−Ｂ線に沿った横断面図 【図６】この発明の他の実施例を示す縦断面図 【図７】同上の横断面図 【図８】振動ユニットの作用を示す部分拡大横断面図 【図９】刃先によるワークの切削状態を示す拡大断面図 【図１０】刃先の振動波形図 【符号の説明】 １ 入力軸 １５ 出力軸 １６ 切削刃物 １８ 可動子 ２１ バネ ２５ 横孔 ２６ 可動子 ２８ バネ
面図 【図２】同上のトルク非伝達状態を示す縦断面図 【図３】同上の工具取付け状態を示す縦断面図 【図４】図１のＡ−Ａ線に沿った横断面図 【図５】図２のＢ−Ｂ線に沿った横断面図 【図６】この発明の他の実施例を示す縦断面図 【図７】同上の横断面図 【図８】振動ユニットの作用を示す部分拡大横断面図 【図９】刃先によるワークの切削状態を示す拡大断面図 【図１０】刃先の振動波形図 【符号の説明】 １ 入力軸 １５ 出力軸 １６ 切削刃物 １８ 可動子 ２１ バネ ２５ 横孔 ２６ 可動子 ２８ バネ
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フロントページの続き
(72)発明者 青木 務
大阪府大阪市東成区神路４丁目11番５号
日本ニューマチック工業株式会社内
(72)発明者 若野 福男
大阪府大阪市東成区神路４丁目11番５号
日本ニューマチック工業株式会社内
(72)発明者 中井 瞳
大阪府大阪市東成区神路４丁目11番５号
日本ニューマチック工業株式会社内
(56)参考文献 特公 昭47−27320（ＪＰ，Ｂ１)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１） 工作機械の主軸により駆動される入力軸と、入
力軸によって回転される出力軸と、この出力軸と一体に
回転する切削刃物とから成る切削装置において、一定の
空隙をもって入力軸の周方向に拘束された可動子と、出
力軸の外周に設けられ、かつ出力軸の回転方向に上向き
のカム面と、前記可動子をこのカム面に入力軸の半径方
向から通常の切削中に常時押圧するバネから成る回転方
向振動ユニットを設けたことを特徴とする振動切削装
置。 （２） 上記切削刃物と出力軸とを一体にしたことを特
徴とする特許請求の範囲第１項に記載の振動切削装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16827291A JPH0724965B2 (ja) | 1991-07-09 | 1991-07-09 | 振動切削装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16827291A JPH0724965B2 (ja) | 1991-07-09 | 1991-07-09 | 振動切削装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04360707A JPH04360707A (ja) | 1992-12-14 |
| JPH0724965B2 true JPH0724965B2 (ja) | 1995-03-22 |
Family
ID=15864945
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16827291A Expired - Lifetime JPH0724965B2 (ja) | 1991-07-09 | 1991-07-09 | 振動切削装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0724965B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002064280A1 (fr) * | 2001-02-16 | 2002-08-22 | Yuugenkaisha Taigaakoosan | Support pour objet |
-
1991
- 1991-07-09 JP JP16827291A patent/JPH0724965B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04360707A (ja) | 1992-12-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19950905 |