JPH11300504A - ワークの切削方法及びこの方法に使用するチップブレーカピース並びにチップブレーカピースの位置調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 切削条件が変化した場合でも、連続した切粉
を排出することなく確実に切粉を切断すること。 【解決手段】 回転するワークを平面視円状の刃先１ａ
を有するバイト１を用いて切削する方法である。バイト
１の上面に、先端が刃先１ａに近接するようにチップブ
レーカピース１１を配置し、押え付け機構２３で、チッ
プブレーカピース１１に相対移動が不可能なように載置
固定した押え部材２２を介して、バイト１に押え付けた
チップブレーカピース１１の位置（チップブレーカピー
ス１１の先端と刃先１ａとの間隔ｄ）を、位置調整機構
２４によって制御しつつ切削する。 【効果】 切粉が切削バイトに巻付いたり、ワークに巻
付いたり、チャックに巻付いたりすることがないので、
切削面に疵を付けることがなく、かつ、作業能率が良く
なると共に、作業者が手鉤を用いて切粉を取り外す必要
もなくなって、安全上の問題も解決できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワークを切削加工
する方法、及び、この方法に使用するチップブレーカピ
ース、並びに、前記した方法を実施するチップブレーカ
ピースの位置調整装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば鉄道用車輪は、一定の距離を走行
するたびに、踏面を切削加工している。この踏面は、図
６に示すように、面取り部Ａ、水平部Ｂ、凹湾曲部Ｃ、
斜面部Ｄ、凸湾曲部Ｅ１〜Ｅ３が連続している。このよ
うな踏面を旋盤を用いて切削加工する場合、部位毎に最
適の切削条件が異なることは言うまでもない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た異なる切削条件に対し、従来は平面視円状の切削バイ
トの送り速度を変化させたり、切込み量を変化させるこ
とだけで対処しており、バイトの刃先とチップブレーカ
との相対関係は固定であったので、切削部位によっては
切粉が切断されず、連続した状態で排出されていた。

【０００４】連続した切粉をそのまま放置しておくと、
この切粉が切削バイトに巻付いたり、ワークに巻付いた
り、チャックに巻付いたりして、切削面に疵を付けた
り、作業能率が悪くなるので、作業者が手鉤を用いて前
記巻付いた切粉を取り外しているが、これが安全対策上
大きな問題になっている。

【０００５】本発明は、上記した従来の問題点に鑑みて
なされたものであり、切削条件が変化した場合でも、連
続した切粉を排出することなく確実に切粉を切断できる
ワークの切削方法、及び、この方法に使用するチップブ
レーカピース、並びに、前記した方法を実施するチップ
ブレーカピースの位置調整装置を提供することを目的と
している。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明は、バイトの上面に、先端が刃先に近接
するようにチップブレーカピースを配置し、このチップ
ブレーカピースの先端と刃先との間隔を、切削部位に応
じて制御しつつ切削することとしている。そして、この
ようにすることで、切削部位が変化しても常に切断した
状態で切粉を排出することができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明は、上記した従来の問題点
に鑑み、発明者等が各種の研究、実験を重ねた結果、見
出したものである。すなわち、本発明のワークの切削方
法は、回転するワークを平面視円状の刃先を有するバイ
トを用いて切削する方法において、バイトの上面に、先
端が刃先に近接するようにチップブレーカピースを配置
し、このチップブレーカピースの先端と刃先との間隔
を、切削部位に応じて制御しつつ切削するものである。

【０００８】そして、上記した本発明のワークの切削方
法に適用するチップブレーカピースとしては、平面視矩
形状を成すチップブレーカピースの先端側を、半円弧状
に形成すると共に、この半円弧状部と両側面を湾曲部で
結び、かつ、半円弧状部における前記両湾曲部より若干
中心寄りの位置に、湾曲状凸部を設けたものが望まし
い。

【０００９】また、上記した本発明のワークの切削方法
を実施する装置としては、チップブレーカピースに相対
移動が不可能なように載置固定される押え部材と、この
押え部材を介してチップブレーカピースをバイトに押え
付ける押え付け機構と、前記押え部材を介してチップブ
レーカピースの先端とバイトの刃先との間隔を調整する
位置調整機構を備えた位置調整装置が最適である。

【００１０】本発明によれば、切削部位が変わって切削
条件が異なる場合であっても、チップブレーカピースの
先端と刃先との間隔を、切削部位に応じて最適に調整で
きるので、連続した切粉を排出することなく確実に切粉
を切断することができる。

【００１１】また、チップブレーカピースの形状を本発
明のような形状とすると、斜面部の切削時、チップブレ
ーカピースの移動距離を大きくしなくてもチップブレー
カピースの先端とバイトの刃先との間隔を最適に調整す
ることができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を図１〜図５に示す一実施例に
基づいて説明する。図１は本発明に係るチップブレーカ
ピースの位置調整装置の一実施例を示す平面図、図２は
図１の矢視Ａ−Ａ図、図３は図１におけるバイトに対す
る押え部材、押え付け機構部分を正面方向から見た拡大
図、図４は本発明に係るチップブレーカピースの一実施
例を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）を側面
から見た図、図５は本発明に係るチップブレーカピース
を使用して、本発明方法で斜面部を切削している状態を
示す図である。

【００１３】図１〜図５において、２１は本発明に係る
チップブレーカピースの位置調整装置であって、平面視
円状の刃先１ａを有する、逆截頭円錐形状のバイト１の
上面に、その先端が刃先に近接するように配置したチッ
プブレーカピース１１の前記先端と刃先１ａとの間隔を
切削部位に応じて制御するもので、以下のような構成で
有る。

【００１４】２２は押え部材であり、例えば図４に示し
たように、チップブレーカピース１１に設けた貫通孔１
１ｃや、段部１１ｄによって、チップブレーカピース１
１に対して相対移動しないように載置状に固定されてい
る。

【００１５】２３は押え付け機構であり、例えば油圧シ
リンダ２２ａのロッドを、前記押え部材２２の長手方向
中央部に設けられた貫通長孔２２ａを貫通させ、前記ロ
ッドの退入移動により、ロッドの先端に取付けたローラ
２３ｂによって押え部材２２の前記貫通長孔２２ａの両
側をバイト１方向に押え付けるような構成である。

【００１６】２４は前記した押え付け機構２３により、
押え部材２２を介してバイト１の上面に所要の押付け力
で押え付けられたチップブレーカピース１１の先端と、
バイト１の刃先１ａとの間隔ｄを調整する位置調整機構
であり、前記押え部材２２の例えば後端部に、ピン２４
ａを介して吊下げ状にナット部材２４ｂを設け、これに
螺合するねじ軸２４ｃを、歯車機構２４ｄを介したサー
ボモータ２４ｅにより正逆回動させることで、前記ナッ
ト部材２４ｂを介して、チップブレーカピース１１を図
１，図２の紙面左右方向に移動させるものである。

【００１７】本発明に係るチップブレーカピースの位置
調整装置２１は上記したような構成であり、例えば鉄道
用車輪の踏面を、平面視円状の刃先１ａを有するバイト
１を用いて切削加工する場合には、先ず、バイト１の横
送り位置を検出した後、位置調整装置２１のサーボモー
タ２１ｅに前記検出した位置信号を入力する。

【００１８】次に、面取り部Ａ、水平部Ｂ、凹湾曲部
Ｃ、斜面部Ｄ、凸湾曲部Ｅ１〜Ｅ３の各部位に応じて、
チップブレーカピース１１の先端とバイト１の刃先１ａ
との間隔ｄ（図３参照）が小さすぎて、切粉が詰まり、
連続した排出が不可能になったり、また、チップブレー
カピース１１の先端とバイト１の刃先１ａとの間隔ｄが
大きすぎて、切粉が切断されずに連続した状態で排出さ
れたりすることがないように、予め設定してあるプログ
ラムに基づいて、チップブレーカピース１１の先端とバ
イト１の刃先１ａとの間隔ｄが最適になるように、チッ
プブレーカピース１１の位置を連続的に制御するのであ
る。これが本発明のワークの切削方法である。

【００１９】なお、本実施例の位置調整装置２１を使用
してチップブレーカピース１１の先端とバイト１の刃先
１ａとの間隔ｄを制御する場合には、先ず、切削前に、
前記間隔ｄが０の点を基準として予め記憶させておき、
この基準点からサーボモータ２４ｅを駆動させることで
行う。

【００２０】ところで、上記したような本発明のワーク
の切削方法で鉄道用車輪の踏面を切削する場合、図５に
示すように、斜面部Ｄを切削する際には、バイト１にお
ける刃先１ａの斜め先端部で切削することになる。この
場合には、水平部Ｂを切削する時と比べて送り速度を遅
くするので、刃先１ａとチップブレーカピース１１の先
端との間隔ｄを小さくする必要がある。これを、チップ
ブレーカピース１１の先端と刃先１ａとの間隔を調整す
ることで対処しようとすれば、チップブレーカピース１
１の移動量が大きくなり連続加工に支障をきたす虞が有
る。

【００２１】そこで、平面視矩形状を成すチップブレー
カピース１１の先端側を、図４に示すような形状となす
ことで、斜面部Ｄの切削時にも、チップブレーカピース
１１の移動量を最小限に抑えることができる。

【００２２】すなわち、先端側の中央部分を、バイト１
の刃先１ａより若干小さい半円弧状に形成すると共に、
この半円弧状部１１ｅと両側面１１ｆを湾曲部１１ａで
連続させるのである。加えて、前記半円弧状部１１ｅに
おける前記両湾曲部１１ａより若干中心寄りの位置に、
湾曲状凸部１１ｂを設けるのである。本実施例では、切
粉をチップブレーカピース１１に円滑に導くよう、半円
弧状部１１ｅ、湾曲状凸部１１ｂ、湾曲部１１ａを、図
４（ｂ）に示すように、斜面１１ｇと成したものを示し
ている。これが本発明のチップブレーカピース１１であ
る。

【００２３】すなわち、本発明のように、チップブレー
カピース１１の先端側斜め寄りの位置に湾曲状凸部１１
ｂを設けると、チップブレーカピース１１の湾曲状凸部
１１ｂが存在することによって、斜面部Ｄの切削時に
も、チップブレーカピース１１の移動量を最小限に抑え
ることができる。

【００２４】本発明は上記した構成であり、次に本発明
の効果を確認するために行った実験結果について説明す
る。表１は、図４に示したチップブレーカピース１１
を、図１〜図３に示した位置調整装置２１を用いて、チ
ップブレーカピース１１の先端と平面視円弧状の刃先１
ａとの間隔ｄを調整しつつ、図６に示す形状の鉄道用車
両の踏面を切削した場合の結果を示したものである。

【００２５】

【表１】

【００２６】表１より明らかなように、本発明により、
切削部位に応じてチップブレーカピース１１の先端と平
面視円弧状の刃先１ａとの間隔ｄを、例えば切削代が１
ｍｍの場合には０．３〜１．５ｍｍの範囲とすることで
（Ｎｏ３）、また、切削代が５ｍｍの場合には１〜４ｍ
ｍの範囲とすることで（Ｎｏ６）、切削部位が変化して
も切粉は常に切断した状態で良好に排出することができ
た。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
切削部位が変わって切削条件が異なる場合であっても、
チップブレーカピースの先端と刃先との間隔を、切削部
位に応じて最適に制御できるので、連続した切粉を排出
することなく確実に切粉を切断して連続的に排出するこ
とができる。従って、切粉が切削バイトに巻付いたり、
ワークに巻付いたり、チャックに巻付いたりすることが
ないので、切削面に疵を付けることがなく、かつ、作業
能率が良くなると共に、作業者が手鉤を用いて切粉を取
り外す必要もなくなって、安全上の問題も解決できる。

【００２８】また、チップブレーカピースの形状を本発
明のような形状とすると、斜面部の切削時、チップブレ
ーカピースの移動距離を大きくしなくてもチップブレー
カピースの先端とバイトの刃先との間隔を最適に調整す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るチップブレーカピースの位置調整
装置の一実施例を示す平面図である。

【図２】図１の矢視Ａ−Ａ図である。

【図３】図１におけるバイトに対する押え部材、押え付
け機構部分を正面方向から見た拡大図である。

【図４】本発明に係るチップブレーカピースの一実施例
を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）を側面か
ら見た図である。

【図５】本発明に係るチップブレーカピースを使用し
て、本発明方法で斜面部を切削している状態を示す図で
ある。

【図６】鉄道車両用車輪の踏面部分の説明図である。

【符号の説明】

１ バイト １ａ 刃先 １１ チップブレーカピース １１ａ 湾曲部 １１ｂ 湾曲状凸部 １１ｅ 半円弧状部 １１ｆ 側面 ２１ 位置調整装置 ２２ 押え部材 ２３ 押え付け機構 ２４ 位置調整機構

フロントページの続き (72)発明者 由田 賢 愛知県名古屋市中村区名駅一丁目１番４号 東海旅客鉄道株式会社内 (72)発明者 上田 忠好 愛知県名古屋市中村区名駅一丁目１番４号 東海旅客鉄道株式会社内 (72)発明者 油谷 達人 愛知県名古屋市中村区名駅一丁目１番４号 東海旅客鉄道株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転するワークを平面視円状の刃先を有
   するバイトを用いて切削する方法において、バイトの上
   面に、先端が刃先に近接するようにチップブレーカピー
   スを配置し、このチップブレーカピースの先端と刃先と
   の間隔を、切削部位に応じて制御しつつ切削することを
   特徴とするワークの切削方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の方法に使用するチップブ
   レーカピースであって、平面視矩形状を成すチップブレ
   ーカピースの先端側を、半円弧状に形成すると共に、こ
   の半円弧状部と両側面を湾曲部で結び、かつ、半円弧状
   部における前記両湾曲部より若干中心寄りの位置に、湾
   曲状凸部を設けたことを特徴とするチップブレーカピー
   ス。
3. 【請求項３】 請求項１記載の方法に使用するチップブ
   レーカピースの位置調整装置であって、チップブレーカ
   ピースに相対移動が不可能なように載置固定される押え
   部材と、この押え部材を介してチップブレーカピースを
   バイトに押え付ける押え付け機構と、前記押え部材を介
   してチップブレーカピースの先端とバイトの刃先との間
   隔を調整する位置調整機構を備えたことを特徴とするチ
   ップブレーカピースの位置調整装置。