JPS62152601A - 切削屑折断方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ビームを利用して切削屑を折断させる切削屑
折断方法に係る。

〔従来の技術〕

切削屑の分断としては、刃具に、よって切削屑をカール
状に巻き込んでその切削屑を折断させる、いわゆるチッ
プブレーカ方式が一般的である。しかしながら、このチ
ップブレーカ方式では、切り込み量が０．０５　乃至０
．２ｍｍの仕上げ加工時に形成される切削ｉｔを折断す
ることは不可能であり、切削屑は刃具に絡み付いてしま
う。仕上げ加工時に形成される切削屑を折断する方法と
して、ワークの表面に予め溝を形成するプレグルーブ切
削法及び加工時にワークに振動を与える振動切削法があ
る″が、これらはいずれもワークの表面に傷が残るとい
う問題がある。

１９８２年１０　Ｂ　３０日に株式会社総合技術センタ
ーから出版された″切りくずの処理技術″と題する本は
、切削屑を折断する方法として次のものを提案している
。即ち、ワークへの脆性元素の添加、ワーク内の炭素含
有、牡の増加、切削速度の低下、送りの増加、刃１、す
くい角の減少、刃具の横切角の減少、刃具のノーズ半径
の減少及びチップブレーカの形状改良。特開昭５３−９
５３８８号はチップブレーカの形状改良を開示している
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、これらの方法はいずれも多大の実験工数
を必要とし、多くのノウハウの′２？積が必要である。

また、上記方法は、切り込み量が０．３閾以上の荒削り
の際に形成されろ切削Ｈに対しては効果が求められてい
るが、切り込み量が０．２園以下の最終仕上げで形成さ
れる切削屑は細く薄いがため、その細く薄い切削屑を折
断することが１１．、？きない。かくして、折断されな
い切削Ｈは刃具）に１絡み付くため、軟鋼類の無人加工
は実質的に不可能である。現状広く行われているＦ’１
ｏｘｉｂｌ。

Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ及びＦａｃ
ｔｏｒｙ　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎのラインは、切削屑の
絡み付きという問題の無い９Ｊ’１物品を対象としてい
るのが実状である。

特開昭５９−８５３９３号は、ワークにレーザビームを
照射してワークを加熱し、加熱直後にワークを刃具で切
削する薙削材の切削装置を開示している。

本発明の目的は、ワークを刃具で切削する際に形成され
ろ切削屑を効果的に折断することができる切削屑折断方
法を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の切削屑折断方法は、被加工面を有するワークを
準備すること、ワークにビームを照射して該ワークの被
加工面の一部分を加熱し、もって該被加工面の隣接部分
と組成がｙもなる変質層を該被加工面に形成すること、
及び刃具によって被加工面を切削し、その切削によって
形成された切削屑が前記変質層のところで折断されるの
を可能ならしめることから成る工程にある。

〔作用〕

ワークの被加工面の一部分にビームを照射してその被加
工面に変質層を形成する。被加工面が刃具で切削される
際に形成される切削屑はその変質層のところで折断され
、切削屑が刃具に絡み付くのを効果的に防止する。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図ないし第５図により説明
する。

第１図乃至第３図（Ａ）　、　　（Ｔ３）を参照して。

本発明による方法が適用された旋盤は、面板２が回転可
能に支持された本体１を有している６面板２は、例えば
丸棒のごとき段差の付された円筒状被加工面４ａ、４ｂ
及び４ｃを有するワーク４をつかむチャック３を有して
いる。ワーク４は鉄系金属、アルミニウＡＳｇ鋼、チタ
ン、セラミック等で成っている。ワーク４の、チャック
３と反対側の端面４ｄの中心は、本体１のガイド面７上
を摺動可能な芯押台６によって支持されている。エプロ
ン８は送りねじ９によってワーク４の軸線に沿った方向
、即ち、Ｚ軸線に沿ってガイド而７上をは、刃具１２を
Ｚ＠線に沿って微少距離ずつ移動させることができる「
テーブル１３にａｒｌされている。そのテーブル１３は
刃具１２をＸ軸線に沿って移動させる」ことができるよ
うエプロン８上にベース１４を介して移動可能に載置さ
れている。

第１図に示されるごとく、レーザ発振器２１は旋盤本体
１と並んで床上に置かれている。レーザ発振器２１はＣ
○２レーザ、ＹＡＧレーザ、ヘリウムネオン、アルゴン
レーザ、半導体レーザ等のいずれの形式のものであって
もよい。レーザ発振器２１からのレーザビーム２２はレ
ーザ発振器２１にハウジングに固定された垂直筒状レー
ザガイド２３によって保護されつつ案内され、反射鏡２
４によって反射される。反射ａ１２４からのレーザビー
ｔ１２２は長手方向水平レーザガイドの筒状ガイド２５
に入れ子式にかん合された長手方向水平筒状レーザガイ
ド２６によって保護されつつ案内され、反射鏡２７によ
って反射される。筒状レーザガイド２６はベース１４に
固定された垂直支持ポスト２８によって支持されている
。第３図に示されるごとく、反射鏡２７によって反射さ
れたレーザビーム２２はボスト２８に支持された横方向
水平筒状ガイド２９によって保護されつつ案内され、ま
た１反射ｊｉ’１３１によって反射される。反射鏡３１
からのレーザビーム２２はガイド２９の垂直方向下方筒
状延長体３３に入れ子式にがん合された垂直筒状レーザ
ガイド３２によって保護されつつ案内され、レンズ３４
によって集光され、ワーク４の被加工面４ａ、４ｂ及び
４ｃ、例えば第１図乃至第３図に示されているごとく被
加工面４ｂ上の点ｅのところに焦点を結ばせる。被加工
面４ｂ上の点ｅは、被加工面４ｂに対する刃具１２の接
触点ｆに対し、第３図で見て時計方向に約９０度ずれて
いる。

第１図乃至第５図、特に第４図及び第５図を参照して、
本発明の第１の実施例による切削屑折断方法について説
明する。

まず、ワーク４を旋盤のチャック３と芯押台６とによっ
てそれらの間に支持する。ワーク４の円、ノ 筒状被加工面４ａ、４ｂ及び４ｃに対する荒削りの完了
後、エプロン８をＺ軸線に沿って移動させ、レンズ３４
がワーク４の端面４ｄの真上の初期位置に位置させる。

次いで、レーザ発振器２１を作動させてレーザビーム２
２を発生させ、そのレーザビーム２２をワーク４の端面
４ｄに隣接したそのワーク４の円筒状被加工面４ａ上の
点に照射させる。エプロン８をＺ軸線に沿って第１図で
見て左方へ移動させ、それによりレーザビーム２２をワ
ーク４に相対してそのワーク４の一端面４ｄから他端へ
向けて移動させ、ワーク４の被加工面４ａの、そのワー
ク４の軸線に沿って延びている微小部分を次々と加熱す
る。レーザビーム２２によって加熱されるワーク４の被
加工面の部分が有する熱容量は非常に小さいがため、そ
の加熱された部分はそれに隣接するワーク４の部分及び
周囲の空気によって急激に冷却され、第４図に示される
ごとくその隣接部分の組成と異なる組成を有する変質層
部分、即ち焼き入れ硬化層部分３５ａが形成される。そ
の変質層部分３５ａの厚さは、レーザビーム２２のエネ
ルギ量及びレーザビーム２２の送り速度に依存して適宜
に定めることができる。

レーザビーム２２が被加工面４ａと４ｂとの間の段差部
に達したら、レーザガイド３２を延長体：（３に相対し
て移動させてレーザビーム２２を被加工面４ｂ上の点に
焦点を結ばせる。エプロン８をＺ＠線に沿って第１図で
見て左方へ移動させ、もって、被加工面４ｂに変質層部
分３５ｂを形成する。同様にして、被加工面４Ｃに変質
層部分３５ｃを形成する。こうして、ワーク４の被加工
面に、ワーク４の軸線に対し平行をなして延びる変質層
３５が形成される。

変質層３５の形成後は、エプロン８を前述した初期位置
に位置させ、また、ワーク４を所定角度回動させ、同様
にして被加工面４ａ、４ｂ及び４ｃに変質層３６を形成
する。かくして、被加工面４ａ、４ｂ及び４Ｃに必要数
の円周方向に、互いに離隔された複数本の変質層３５．
３６を形成する。

）□必要数の変質層３５．３６の形成後、第５図に飛゛
されるごとくワーク４を回転させ、エプロン８を７４ｉ
ｌＩｌ線に沿って刃具１２により被加工面４ａ。

４ｂ及び４ｃを次々と仕上げ切削する。刃具１２の仕上
げ切削によって形成される比較的細く薄い切削屑は、変
質層３５．３６のところで次々と折断され、隣接した対
の変質層間の距離で定まる長さを有する切削屑片ｇｔ　
ｌ　ｇｌ　＋・・・・・・ｇ６となる。

以上述べたことから理解される通り、仕上げ切削により
形成される比較的薄い切削屑１例えば軟鋼でなる切削層
でも、増加した機械的強度を有する変質層３５．３６の
ところで次々と折断されるので、切削屑の折断を容易且
能率的に行うことができる。また、切削屑片の長さは隣
り合った対の変質層間の距離によって定まるので、その
切削屑片の長さを短くすることができ、従って切削屑の
後処理、例えば切削屑を箱または袋に収納する際切削屑
がその箱または袋から突出することがなく、切削屑を箱
または袋に容易に収納することができる。

勿論、ワーク４の直径が小さい場合には、一本の変質層
３５または３６だけで充分であることは理解されよう。

また、変質層３５及び３６は必ずしもワーク４の軸線に
対し平行をなして延びている必要はなく、例えば第６図
に示された第２の実施例のごとく、変質層１３５はワー
ク４の被加工面４ａ、４ｂ及び４ｃをそのワーク４の軸
線のまわりに螺旋状をなして延びていてもよい。その螺
旋状の変質層１３５は、ワーク４を回転させつつレーザ
ビーム２２をＺ軸線に沿って移動させることにより形成
され得る。要は、変質層はワーク４に相対する刃具１２
の移動経路に対し交差していればよい。

第７図は本発明の第３の実施例を示しており。

この第３の実施例は、切削油溜め２４２に接続されたノ
ズル２４１を有している。ノズル２４１はブラケット２
４３に固定して取り付けられている。

ブラケット２４３は、ガイド３２に図示されていないね
じにより取り付けられたブラケット２４６に回動可能に
装着されていて、ノズル２４１がガイド３２と一緒に移
動するようになっている。し）　　、 一ザヒーム２２がワーク４の被加工面４ａ、４ｂ及び４
Ｃの複数部分を次々に加熱した直後、ノズル２４１から
の切削油はそれら加熱された部分に向けて噴射され、そ
れら加熱された部分を次々と急冷して変質層３５を形成
する。冷却工程をイイする第７図に示された第３の実施
例は、ステンレス鋼でなるワーク４に特に好適である。

その理由は、切削油による加熱部分の冷却により粒界腐
食の発生を防止することができるからである。

第８図は本発明の第４の実施例を示しており、その第４
の実施例は、第１図乃至第３図に示されたガイド３２に
対応するガイド３２と協働して間に環状通路３４２を一
画定する外方筒状部材３４１を有している。通路３４２
は圧縮機３４３に接続されているとともにガイド３３２
の壁に形成された複数個のオリフィス３４４を介してガ
イド３３２の内部空間に連通している。オリフィス３４
４はガイド３３２の端部開口３４５に指向されるよう傾
けられている。端部開口３４５からの空気噴流はワーク
４の被加工面、例えば被加工面４の、レーザビーム２２
によって加熱されるべき部分に次数と衝当してその加熱
されるべき部分上の切削液層３４６を排除し、その切削
液層３４６によってレーザビーム２２が乱反射されるの
を防いでいる。

空気噴流による切削液層３４Ｇの排除の直後に、それら
加熱されるべき部分がレーザビーム２２によって次々と
加熱される。

第９図及び第１０図は本発明の第５の実施例を示してお
り、該第５の実施例は第１図乃至第３図に示されたレー
ザ発振器２１としてヤングレーザ発振器４２１を利用し
ている。ヤングレーザ発振器４２１からのレーザビーム
２２は、光ファイバ束４４１によって導かれてワーク４
の被加工面、例えば被加工面４ｂ上の点に焦点が結ばれ
ている。

光ファイバ束４４１は第１図乃至第３図に示されたエプ
ロン８と一緒に移動するよう装架されたホルダ４４２に
よって保持されている。ホルダ４４２は、円形断面を有
しているとともに底壁を有している孔４４３を備えてい
る。パイプ４４４は孔−４４３の底壁を貫通して延びて
いる。パイプ４４４は、熱硬化性樹脂でカーボン粉末を
溶かした混合体４４７を収容している溜め４４７に接続
された一端を有している。パイプ４４４の他端開口は、
レーザビーム２２の矢印で示された移動方向に関しすぐ
上流側の位置で、ワーク４の被加工面４ｂに向かい合っ
ている。パイプ４４４は孔４４３の壁面と協働して間に
環状空間を画定しており、該環状空間４４７はパイプ４
４９を介してブロワ４４８に接続されている。ヒータ素
子４５１はパイプ４４９を通る空気を加熱する。

溜め４４７からのカーボン粉末と熱硬化性樹脂との混合
体４４６はパイプ４４４を介してワーク４の被加工面４
ｂの、レーザビーム２２によって加熱されるべき部分上
に次々と付着される。ブロワ４４８からの空気はヒータ
素子４５１によって加熱されろ。加熱された空気は環状
空間４４３からワーク４の被加工面４ｂに向かって吹き
出され。

ワーク４の被加工面４ｂの加熱されるべき部分に付着さ
れつつある混合体４４６の熱硬化性樹脂を硬化させろ。

レーザビーム２２は付着された黒色゛、 の混合体４４６に照射される。黒い混合体４４６の故に
、レーザビーム２２は効率良く吸収され。

被加工面４ｂの加熱されるべき部分を次々と加熱し、第
４図に示された変質層３５を形成する。

第９図及び第１０図に示された実施例において、混合体
４４６の代わりに黒いインクあるいは静電式複写機に用
いられている黒色トナーを用いてもよい。要は、レーザ
ビーム２２の照射前に、被加工面の加熱されるべき部分
に、レーザビームを吸収し易い材料を付着させればよい
。

第１１図及び第１２図は本発明の第６の実施例を示して
おり、該第６の実施例は、ガイド３２の先端部を囲繞し
た間に空間５４２を画定するようそのガイド３２に固定
して取り付けらけた加熱ヘッド５４１を有している。空
間５４２は導管５４４を介してブロワ５４３に連通して
いる。加熱ヘッド５４２はガイド３２と同心円関係をな
す円筒部５４５とその円脩部５４５の下端から下方に突
出してガイド３２と整合された中心開口５４７を形成す
る截頭円錐形部５４６とを有している。ヒータ素子５４
８はレンズ３４によって集光されるレーザビーム２２を
包囲するようほぼ円形をなして延びている。ヒータ素子
５４８は截頭円錐形部５４６の壁に備えられた孔を通っ
て延びている一対のリード線５５１によって電源５４９
に接続されている。

ブロワ５４３から導管５４４を介して空間５４２に送ら
れてきた空気は、ヒータ素子５４８によって加熱される
。加熱された空気は開口５４７からワーク４の被加工面
１例えば被加工面４ｂの、レーザビーム２２によって加
熱されるべき部分に向けて次々と吹き出され、その加熱
されるべき部分を例えば８０℃に予熱する。レーザビー
ｔ１２２は予熱された部分に次々と照射され、第４図に
示された変質層３５を形成する。ワーク４の、レーザビ
ーム２２によって加熱されるべき部分が予熱されている
ので、それら加熱されるべき部分はレーザビーム２２に
よって効率良く熱処理されて変質）Ｍ′°形成−８ｔ１
．：６．ＩＥＴ：・’７−’７４（７）液加′″”に付
着した水溶性切削油等の除去を、その予熱によって行う
こともできる。

第１３図は本発明による方法をターニングセンタに適用
した第７の実施例を示している。ターニングセンタはタ
ーニング本体６５０を有し、該ターニング本体６５０は
刃ｐ、６１．２を制御する制御ボックス６５２を支持し
ている横方向ビーム６５１と、そのビーム６５１を支持
している一対の垂直方向スライダガイド６５２ａ及び６
５２ｂと、一対のコラム６５３ａ及び６５３ｂであって
一対のスライドガイド６５２ａ及び６５２ｂがそれぞれ
のコラム６５３ａ及び６５３ｂに沿って矢印６９１示さ
れる方向に摺動するものと、コラＡｓ　６５３　ａ及び
６５３ｂをそれぞれ支持している一対の横方向スライド
ガイド６５４　（１つしか示されていない）と、そのス
ライドガイド６５４がターンテーブル６５６に対し近付
く方向及び離れろ方向に、即ち、６９２で示される方向
に移動するのを可能ならしめるベース本体６５５とを有
している。

第１図乃至第３図に示されたレーザ発振器２１に対応す
るレーザ発振器６２１は横力向ビーム、）６５１に固定
して取り付けられている。第１図乃−至第３図に示され
たガイド２６に対応するガイド６２６はレーザ発振器６
２１のハウジングに、横方向ビーム６５１に対し直交す
る方向に、換言すれば矢印６９？で示される方向に進退
可能に支持されている。第１図乃至第３図に示されたガ
イド３２に対応したガイド６３２は、ガイド６２６に入
れ子犬にかん合されている。レーザ発振器６２】からの
レーザビームはガイド６２６及び６３２及びガイド６３
２内に組み込まれたレンズ（図示せず）を通って、ター
ンテーブル６５６上のワーク６０４の環状の被加工面６
０４ａ上の点に焦点が結ばれている。

ワーク６０４の被加工面６０４ａの荒削り完了後、ター
ンテーブル６５６とのワーク６０４にレーザビー！、が
照射されろ。ターンテーブル６５６によるワーク６０４
の回転とガイド６２１の矢印６９２で示された直線移動
との協働により、円周方向に互いに離隔された複数個の
、第４図に関連して説明した変質層３５と同様の半径方
向変質層Ｍ３５ａ、６３５ｂ・・・・・・が被加工面６
０４ａに形成される。半径方向変質！６３５ａ、６３５
ｂ・・・・・・の形成後、被加工面６０４ａは仕上げ用
刃具６１２によって切削される。その切削によって形成
される切削屑は、第５図に関連して説明したのと同じ態
様で、変質層６３５ａ、６３５ｂ・・・・・・のところ
で折断され、かくして切削屑が刃具６１２に絡み付いて
しまうのを効果的に防ぐことができる。

第１３図に示された第７の実施例は、変質層６３５ａ、
６３５ｂ・・・・・・が半径方向に延びていると説明し
たけれども、第１４図に示された第８の実施例のごとく
、変質層７３５はワーク６０４の被加工面６０４ａに渦
巻き状に延びていてもよい。

要は、変質層はワーク６０４に相対する刃Ｊ１．６］２
の移動経路に対し交差していればよい。

また、第７図乃至第１２図に示されたそれぞれの実施例
を第１３図に示された第７の実施例に適用可能であるこ
とは理解されたい。

第１５図は本発明による方法を面板材きマシニングセン
タに適用した第９の実施例を示している。

マシニングセンタは本体８６１と自動工具交換装置８６
２とを有している。回転面Ｆｊ、８６３は本体８６１の
コラム８６５に沿って矢印８９１の方向に摺動可能なベ
ース８６４に支持されている。刃具８１２は回転面板８
６３に取り付けられたホルダ８１１に支持されている。

環状の被加工面８０４８を有するワーク８０４を搭載す
るテーブル８９７は、回転可能に且矢印８９２で示され
た方向に往復動可能にベース８６８に支持されている。

ベース８６８は矢印８９３で示されろ方向に移動可能に
ベース本体８７１に支持されている。

第１図乃至第３図に示されたレーザ発振器２１と同様の
レーザ発振器８２１は、ベース８６４に固定して取り付
けられている。第１図乃至第３図に示されたガイド３２
に対応したガイド８３２はレーザ発振器８２１のハウジ
ングに矢印と３９３で示された方向に進退可能に支持さ
れている。ガイ１−’８３２には第１図乃至第３図に示
されたレンズ３４と同様のレンズ（図示せず）が組み込
まれている。レーザ発振器８２１からのレーザビーム８
２２はガイド８３２及びそれに組み込まれたレンズを通
って、ワーク８０４の被加工面８０４ａ上の点に焦点が
結ばれている。ワーク８０４に照射されたレーザビーム
の反射光あるいはワーク８０４に衝当しないで投射され
たレーザビームを吸収するため、好ましくはマシニング
センタは周知のレーザビーム吸収板８７３で囲まれてい
る。

このレーザビーム吸収板８７３を第１図乃至第：３図に
示された旋盤のまわりに、また、第１２３図に示された
ターニングセンタのまわりに配置してもよいことは勿論
である。

ワーク８０４の被加工面８０４ａの荒削り後、自動工具
交換装置８６２が刃具を仕」−げ切削用刃Ｊ１．８１２
と交換している間に、被加工１Ｔｉｌｉ８０４３にレー
ザビーム８２２を照射して、円周方向に互いに離隔され
た複数個の、第４図に関連して説明した変質層３５と同
様の半径方向変質層、目〜ａ８を形成する。変質層８１
〜ａ３形成後、波力Ｉ工面８０４ａは仕上げ用刃具８１
２によってＩＺＪ　ｉ’：’１される。その切削によっ
て形成される切削屑は、第５図に関連して説明したのと
同じ態様で、変ノ（′を層ａ１〜ａ８のところで折断さ
れ、切削屑が刃具８１２に絡み付いてしまうのを効果的
に防ぐことができる。

第１゛５図に示された第９の実施例は、変質層ａｌ”ａ
３が半径方向に延びていると説明したけれども、第１４
図に示された第８の実施例のごとく渦巻き状の変質層を
ワーク８０．４の被加工面８０４ａに形成してもよい。

また、第７図乃至第１２図に示されたそれぞれの実施例
を第１５図に示された第９の実施例に適用可能であるこ
とは理解されたい。

第１６図は、１つのレーザ発振器からのレーザビームを
複数個の切削装置のうちの少なくとも１つの支持された
ワークに照射する本発明の第１０の実施例による切削屑
折断システムを示している。

そのシステ１１は、第１図乃至第：３図に示されたレー
ザ発振器２１と同様の１つのレーザ発振器９２１と、第
１図乃至第３図に示された旋盤、第１３図に示されたタ
ーニングセンタ及び／または第１５図に示されたマシニ
ングセンタのごとき複数個の、図示実施例の場合４個の
切削装置９４２，９４３゜９４４及び９４５とを有しテ
ィる。ＬＡ削装置９４ｚ。

９４３．９４４及び９４５とレーザ発振器９２］との間
には、それら切削装置の各々に１つずつ関連せしめられ
た４個のレーザガイド９４６，９４７゜９４８及び９４
９が配備されている。レーザガイド９４６及び９４９に
は反射鏡９５１及び９５４がそれぞれ固定して取り付け
られており、また。

レーザガイド９４７及び９４８内にはそれぞれハーフミ
ラ−９５２及び９５３が固定して取り付けられている。

共通のレーザガイド９５６内には上下に重ねられ置方い
に９０度をなして交差している一対の反射鏡９５７およ
び９５８が垂直方向に移動可能に配備されている。反射
ｆ３１９５７がレーザ発振器９２１からのレーザ路内に
位置する時。

その反射鏡９５７はレーザ発振器９２１からのレーザビ
ーｔｚ　９２２を鏡９５２及び９５１へ向けて反射させ
る。反射鏡９５８がレーザ発振器９２１からのビーム路
内に位置する時、その反射鏡９５８はレーザ発振器９２
１からのレーザビーｌｓ　９２２を鏡９５３及び９５４
へ向けて反射させろ。反射鏡９５１と切削装置９４２と
の間には反射ｊｒｉ　ｉ＋　５１からのビーム路内にあ
ってその反射鏡９５１からのレーザビーム９２２を全反
射する位置と、反射鏡９５１からのビーム路から外れて
いてその反射鏡９５１からのレーザビーｔｚ　９２２が
切削装置９４２に搭載されたワークに照射されるのを許
す位置との間で移動可能な全反射鏡９６１が備えられて
いる。同様に、全反射鏡９６２．９６３及び９６４がハ
ーフミラ−９５２と切削袋ｒ１１．９４３トの間、ハー
フミラ−９５３と切削装置９４４との間、及び全反射鏡
９５４と切削装置９４５との間にそれぞれ配（ｉｉｉさ
れている。切削装置９４２に搭載されたワークにレーザ
ビームを照射することが望まれる時、共通レーザガイド
９５６内の一対の反射鏡９５７及び９５８を垂直方向に
移動させて反射鏡９５７をレーザ発振器９２１からのレ
ーザ路内に位置させる。また、全反射鏡９６１を反射銀
９５１からのビーム路から外れた位置に移動させ、残り
の全反射ａ１９６２．９６３及び９６４をそれぞれのｆ
ｉ９５２，９５３及び９５４からのビーム路から外れた
位置へ移動させる。レーザ発振器９２１からのレーザビ
ー１％　９２２は全反射鏡９５７によって反射されてハ
ーフミラ−９５２及び反射鏡９５］へ指向される。反射
鏡９５７からのレーザビーｌｘ　９２２の一部はハーフ
ミラ−９５２を通って反射鏡９５１へ指向され、残りの
レーザビームは全反射９１９６２八指向され、その全反
射鏡９５２によって全反射される。反射鏡９５１へ指向
されたレーザビーｔ、　９２２はその反射鏡９５１によ
って反射されて切削装置９４２に搭載されたワークに照
射され、第４図に関連して説明した態様で少なくとも１
つの変質層をワークの被加工面に形成する。

上記の説明から理解される通り、反射鏡９５７及び９５
８及び全反射ｆｉ９６１乃至９６４を適宜操作すること
によって切削装置９４２及び／または９４３．あるいは
９４４及び／または９４５にレーザビーｔ、　９２２を
指向させることができろ。

第１６図に示された第１０図の実施例は１台のレーザ発
振器９２１で複数台の切削装置９４２乃至９４５の切削
屑処理が可能であり、ＦｌｅｘｉｂｌｅＭａｎｕｆａｃ
ｔｕｒｊ、ｎｇ　ＳｙｓｔｅｍあるいはＦａｃｔｏｒｙ
　Ａｕｔｏｍａ−ｔ　ｉｏｎに特に適している。

添付図面に関連して説明された本発明の第１乃至第】ｏ
の実施例は、レーザビームを利用しているとして説明さ
れたけれども、レーザビームの代オ〕りに電子ビームを
用いることができることは当業者には理解されよう。ま
た、第９図に示された第５の実施例のヤングレーザ発振
器と光ファイバ束との組み合わせを、第１乃至第４及び
第６乃至第１０実施例に示されたレーザ発振器とレーザ
ガイドとの組み合わせの代わりに用いることができろこ
とも理解されたい。

〔発明の効果〕

以上述べた通り、本発明の方法によれば、切削加工中、
特に最終仕上げ加工中に形成されろ薄いＩ、ｌｊ削屑を
自動的に折断することができるので、切削）ＰＩが刃具
や冶」１．に絡み付くことがない。かくて。

切削の能率向上と工場の無人化が可能となり、り青物部
品以外の軟鋼、合金屑等の加工に関するＦＩＣｘｉｂｌ
ｅ　ＭａｎｕｆａＣｔｕｒｊＢ　Ｓｙｓｊｅｍ及びＦａ
ｃｔｏｒｙ、へＩ＋ｔｏｍａｌ：ｉｏｎを実現すること
かできろ。勿論、本発明のビームによる変質層の形状を
、ワークの材質によってはそのワークの荒削り前にその
ワークに施して、荒削り中に形成される切削屑を折断す
るようにしてもよい。また、ビームによる少なくとも１
つの変質層の形成を、荒削りから仕上げ削りへの刃具交
換時に自動的に行うようにするのが好ましい。この場合
、マシンタイムロスを最小にすることができ、また、定
期的にビーム照射情況を点検することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による方法の実施例が適用された旋盤を
示す概略正面図、第２図は第１図に示された旋盤の平面
図、第３図（Ａ）は第１図のｒｎ　−■線に沿った断面
図、同（Ｂ）は同（Ａ）図の要部詳細断面図、第４図は
第１図の要部を示す概略斜視図で、ワークの被加工面上
に変質層を形成しているレーザビームを示している図、
第５図は第４図に示されたワークを刃具で切削する際に
形成される切削屑を示している概略斜視図、第６図は本
発明による第２の実施例を示す概略斜視図で、螺旋状に
延びている変質層を示している図、第７図は本発明によ
る第３の実施例を示す部分概略斜祖国で、レーザビーム
によって加熱された被加工面の一部分を冷却する冷却流
体を適用するためのノズルを示している図、第８図は本
発明による第４の実施例を示す部分概略断面図で、ワー
クの被加工面上の切削油層を吹き飛ばすために用いられ
る空気噴流を示している図、第９図は本発明による第５
の実施例を示す部分概略断面図で、レーザビームが照射
されるべきワークの被加工面の一部分上に付着される、
レーザビームを吸収し易い材料を示している回、第１０
図は第９回のｘ−Ｘ線に沿った断面図、第１１図は本発
明による第６の実施例を示す部分概略断面図で、レーザ
ビームが照射されるべき被加工面の複数部分を次々と予
熱するのに用いられる熱い空気流を示している図、第１
２図は第１１図の刈−順繰に沿った断面図、第１３図は
本発明による方法がターニングに適用された第７の実施
例を示す概略斜視図、第１４図は本発明による第８の実
施例を示す平面図で、渦巻き状に延びている変質層を示
している図、第１５図は本発明による方法を面板付きマ
シニングセンタに適用した第９の実施例を示す概略斜視
図、及び第１６図は本発明による方法を複数台の９Ｊ削
装置に適用した第１０の実施例を示す概路線：Ａである
。 ４・・・被加工物、１２・・・刃具、２２・・・レーザ
ビーム．３５．３６・・・変質層。　　　　　　　　　
　　　　　−ｍ−、代理人　弁理士　小川勝男　　７ ＼Ｎ ｒつ 帰 第ムロ めｑ囚 鰻１３０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ワークの被加工面の刃具で切削した時に生ずる切屑
   を除去する方法において、 被加工面を有するワークを準備すること、 ワークにビームを照射して該ワークの被加工面の一部分
   を加熱し、もつて該被加工面の隣接部分と組成が異なる
   変質層を該被加工面に形成すること、及び 刃具によつて被加工面を切削し、その切削によつて形成
   された切削屑が前記変質層のところで折断されるのを可
   能ならしめること、 の工程から成ることを特徴とする切削屑折断方法。 ２、クレーム１記載の方法にして、次の工程を有してい
   る： 前記ビームを、前記被加工面に相対する刃具の移動経路
   に対し交差するよう移動させて少なくとも一本の細長い
   変質層を前記被加工面に形成すること。 ３、クレーム１記載の方法にして、次の工程を含んでい
   る： 前記ビームを、前記被加工面に相対する刃具の移動経路
   に対し交差するよう移動させて複数本の互いに離隔され
   た細長い変質層を前記被加工面に形成すること。 ４、クレーム２記載の方法において、前記被加工面は円
   筒面であり、前記変質層は該円筒面の中心軸線に対し実
   質上平行をなして延びている。 ５、クレーム２記載の方法において、前記被加工面は円
   筒面であり、前記変質層は該円筒面の中心軸線に沿つて
   螺旋状に延びている。 ６、クレーム２記載の方法において、前記被加工面は平
   坦な面であり、前記変質層は該平坦な面の中心から周辺
   部へ向かつて直線状に延びている。 ７、クレーム２記載の方法において、前記被加工面は平
   坦な面であり、前記変質層は該平坦な面の中心から周辺
   部へ向かつて渦巻状に延びている。 ８、クレーム１記載の方法において、前記変質層は焼き
   入れ硬化層で形成されている。 ９、クレーム１記載の方法にして、次の工程を含んでい
   る： 前記被加工面の一部分をビームの照射によつて加熱した
   後、該加熱された部分に冷却媒体を当てて該加熱された
   部分を焼き入れ硬化させ、もつて前記変質層を形成する
   こと。 １０、クレーム９記載の方法において、前記冷却媒体は
   切削油である。 １１、クレーム１記載の方法にして、次の工程を含んで
   いる： 前記被加工面の加熱されるべき一部分に空気噴流を当て
   て該加熱されるべき一部分を洗浄すること。 １２、クレーム１記載の方法にして、次の工程を含んで
   いる： ワークにビームを照射する前に、前記被加工面の加熱さ
   れるべき一部分に、ビームを吸収し易い材料を付着させ
   ること。 １３、クレーム１２記載の方法にして、次の工程を含ん
   でいる： カーボン粉末を熱硬化性樹脂で溶かした混合体を、前記
   被加工面の加熱されるべき一部分に付着せしめること：
   及び 前記混合体を熱風で乾燥させること。 １４、クレーム１記載の方法にして、次の工程を含んで
   いる： ワークにビームを照射する前に、前記被加工面の一部分
   を予熱すること。 １５、クレーム１２記載の方法にして、次の工程を含ん
   でいる： ワークにビームを照射する前に、前記被加工面の一部分
   を予熱すること。