JPS62502879A - 切削工具 - 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】 切削工具 〔技術分野〕 本発明は素材加工に関するものであり、特に切削工具に関するものである。

〔発明の背景〕

現在、仕上げ加工技術および半仕上げ加工技術において、切削縁の鈍くなった部 分を鋭い部分と定期的に取り替えるようにした切削工具が使用されている。この 取り替えは、切削要素をその軸線回りに特定角度回転させることによって実施さ れ、これによって切削工具の耐久度を増大し、また適時に切削縁の鈍い部分を鋭 い部分と取り替えることによって所要の加工面仕上げをなすことが可能である。

切削縁の鈍い部分の定期的な取り替えをなす切削工具は、そのケーシングの中に 装着された軸の上に取り付けられた回転自在の切削要素、およびこの切削要素を 回転させる機構など共通の特徴点を有する。しがし従来技術の切削工具は、その 耐久度が十分でなく、工作物の仕上げ面精度が不安定である。

切削工具のケーシングの中に装着された軸の上に取り付けられた回転可能の切削 要素と、切削工具の軸の上に取り付けられたツメ車を備えたハブを有する切削要 素回転機構とを含み、切削縁の鈍い部分を定期的に取り替えるようにした切削工 具は公知である（ソ連発明者証、第１４１．７１６号、ｃ　１．４９ａ、３３ｏ 、、１９６１年公表）。

切削工具の切削要素を回転させる公知の機構は、切削要素、従って切削縁の鈍く なった部分を５″〜１５″定期的に回転させることができる。この回転角度の範 囲は、ツメ車のツメの数によって制限される。すなわちツメの数が７２の場合、 切削要素の最小回転角度は３６ｏ／７２−５″である。ツメ車を２ツメだけ回転 させることによって、５”　Ｘ２＝１０”に等しい回転角度が得られ、３ツメ回 転すれば、５°Ｘ３−１５”となる。切削要素の回転角度を減少させるためには 、ツメ車のツメの数を増大しなければならず、従ってその直径を増大しなければ ならず、これは望ましくないが、あるいは実施可能でない。

５°〜１５″の切削要素の回転角度は、仕上げ操作において一般に使用される切 削深さにおける切削要素と工作物との接触角度に大体等しい。このようにして、 切削縁の鈍い部分を定期的に取り替える際に、この部分は切削要素と工作物との 接触角度によって限定される切削区域から完全に除去され、切削縁の鋭い（加工 可能の）部分に取り替えられる。

周知のように、接触角度の範囲内において、工作物の切削層の厚さは一定でなく 、三角法の原理に従って変動する。従って切削応力によって切削縁に加えられる 負荷も一定でなく、切削縁の長さに沿って、切削層の最小厚さに対応する最小値 から、この層の最大厚さに対応する最大値まで変動する。

最大負荷を受ける切削縁部分は最初に鈍くなってその切削特性を失う部分である が、これより低い負荷を受ける切削縁の他の部分は、なおも鋭く切削特性を有す る。

しかし、切削縁の一部の鈍化は切削工具の定期的回転と、鋭い部分による摩耗部 分の完全な取り替えを必要とする。

このようにして、切削縁の加工可能の部分が切削区域から除去される。すなわち 完全使用されない。このように最大負荷を受けた切削縁部分のみによって全体の 耐久度が制限される使用法の結果、切削要素の耐久度が低くなる。

さらに、切削要素の５°以上の角度の回転の結果、加工面の寸法不安定性を生じ る。すなわち工作物の加工精度が低下する。これは、切削縁の摩耗部分と鋭い部 分が回転軸線に対して相異なる距離（半径）を有するからである。摩耗した部分 は鋭い部分よりも回転軸線からの距離が小であるから、摩耗部分によって加工さ れた加工面は鋭い部分によって加工された面よりも幅が広い。

さらに切削工具の５″以上の角度の回転は加工面の不均一な不安定な粗さの原因 となる。これは一方においては、切削工具の鈍化度が連続的に変化するからであ り、他方においては切削縁の摩耗部分による切削がら鋭い部分への切削の移行が 段階的に行なわれるからである。

〔発明の概要〕

本発明の目的は、切削要素の回転角度を減少することを可能にする切削要素回転 機構を具備した切削工具を提供するにあり、このことは切削工具の耐久度と、加 工精度を増大し、加工面の均−粗さを保証するものである。

前記の目的は、切削工具ケーシングの中に軸受を介して取り付けられた軸上に固 着された回転可能の切削要素と、切削工具の前記軸上に取り付けられたハブ上の ツメ車およびツメを具備する前記切削要素の回転機構とを含む切削工具において 、この切削工具の回転機構は、ケーシングに剛着された歯車と、切削工具の軸に 剛着された歯車°と、前記軸に対して偏心的に取り付けられたツメ車のハブ上に 回転自在に取り付けられ前記歯車に係合する一対の軸方向歯車と、前記ツメを配 置し、また回転装置を具備するキャップとを含むことを特徴とする切削工具を提 供することによって達成される。

切削要素を回転させる機構の設計は、ハブに備えられたツメ車およびツメの他に 、ツメ車から切削要素に伝達される運動を減速させる動力学的リンクを含み、切 削要素の回転角度を従来装置に比べて一部または二桁（７乃至５０分の１）に減 少させ、このことは加工作業に使用される切削縁に対して均一な負荷を生じ、従 ってこの切削縁をさらに有効に使用することができる。これらは切削要素の耐久 度を従来工具に比べて２〜３倍増大する。

また切削要素の回転角度の減少は工作物の寸法安定性を改良し、すなわち高い加 工精度を与える。なぜならば、切削要素の回転角度が低い場合、切削縁から回転 軸線までの距離が小幅に変動して工作物寸法の大きな変動を生じないからである 。

また切削要素の回転角度の低下は、切削縁の鈍い部分より切削から鋭い部分によ る切削へ一層頻繁に、また平滑に移動することを可能にし、またこのことが加工 面の粗さを均一にする。

切削要素の所要の回転角度範囲を得るため、また工具の製造に必要な金属量を減 少させ、Ｆａ措を改良するため、前記一対の歯車は、その一方がケーシングに剛 着された歯車に係合し、他方の歯車が切削工具の軸に剛着された歯車に係合する ようにすることが好ましい。

前記のキャップの回転装置は、一端において前記キャップに固着され他端におい て回転駆動装置に連結されたロッドと、工作物の加工条件に応じてキャップの回 転を制限するために切削工具のケーシング上に備えられた支トツバと協働するよ うにキャップ上に配置されたストッパと、各端において切削工具のキャップとケ ーシングとに固着されキャップをその初位置に戻すために使用されるバネとを含 むことが好ましい。

〔図面の簡単な説明〕

以下、本発明を図面に示す実施例について詳細に説明する。

第１図は本発明１：、よる切削工具の縦断面図、第２図は第１図の■−■線に沿 った横断面図、第３図は第１図の■−■線に沿った横断面図、第４図は第１図の ＩＶ−ＩＶ線に沿った横断面図、第５図は本発明による切削工具を使用して工作 物を加工する状態を示す略図である。

〔本発明の好ましい実施例〕

第１図に示す本発明の切削工具は、回転可能の切削要素１を含み、この切削要素 はナツト２によって軸３上に固着され、この軸３は切削工具ケーシング４の中に 、放射方向軸受５，６とスラスト軸受の形の軸方向軸受７との上に軸支されてい る。切削工具は切削要素１を回転させるための回転機構を含み、この回転機構は 、切削工具の軸３上に取り付けられたハブ９上のツメ車８と、ツメ１０（第２図 ）とを有する。

本発明によれば、切削要素１の回転機構は、さらに切削工具ケーシング４に剛着 された歯車１１（第１図）と、切削工具の軸３に対してキーによって剛着された 歯車１２と、切削工具の軸３に対して偏心的に配置されたツメ車８のハブ９上に 回転自在の２個の歯車ユニットとを含み、前記ユニットは前記歯車１１と１２に 係合している。また切削要素１を回転させる機構はキャップ１６を含み、このキ ャップはツメ１０を収容し、このツメ１゜はピン１７（第２図）上に取り付けら れて、ネジ１９中のバネ１８によって圧縮されている。

キャップ１６はストッパリング２０．　２１　（第１図）によって軸方向移動に 対して固定されている。

前記ユニットの歯車１４はケーシング４に剛着された歯車１１に係合し、これに 対して歯車１５は切削工具の軸３に剛着された歯車１２に係合している。ツメ車 ８の面とストッパリング２０の間に、軸３の軸方向の遊びを除去するためのバネ ２２が配置されている。

キャップ１６を回転させる機構はロッド２３（第３図）を含み、このロッドの一 端がロック２４とロックナツト２５とによってキャップ１６に対して固着され、 ロッドの他端はこのキャップを回転させるための駆動装置（図示せず）に連結さ れ、この駆動装置は、機械的装置、例えば金属加工機上の定置支持体とし、ある いは電気的、空気的またはその結合型駆動装置とする。この駆動装置は、プログ ラム機構またストッパ部材によって作動される。

キャップ１６上にそれぞれナツト２４と２６とによってストッパ２７と２８が固 着され、これらのストッパは、工具のケーシング４上に具備されたストッパ２９ と協働してキャップ１６の回転を制限する。ケーシング４とキャップ１６の間に バネ３０（第１図）が配置され、このバネの両端はそれぞれキャップ１６とケー シング４に固着されて、キャップ１６をその初位置に戻すために使用される。ケ ーシング４は、これを切削機の切削工具ホルダー（図示されず）に固着するため のテール３１（第１図）を有する。

第４図は歯車１４と歯車１１との係合関係、および切削工具の軸３に対して偏心 度ｅをもって取り付けられたツメ車８を示す。

本発明による切削工具は下記のように作動する。

工作物３２の加工工程に際して（第５図）、切削要素１の切削縁３４の工作物と の接触角度φによって包含された部分３３が摩耗するに従って、ロッド２３の末 端に連結されたキャップ１６の駆動装置を周期的に作動させて、キャップ１６を 角度αだけ回転させる（第３図）。

この角度αは下記の式によってめられる。

α−−（２ｃ＋１）度。

ここに、π−３，１４゜ Ｃは、通常７を超えず、ストッパ２７に対するストッパ２８の位置によって決定 され、Ｚは、ツメ車８の歯の数である。

キャップ１６の回転中に、その中に取り付けられたツメ１０がツメ車８を角度β だけ回転させ（第２図）、この角度βは下記の式からめられる。

２π β−□Ｃ度。

ｅに等しい偏心度を有するハブ９（第１図と第４図）がツメ車８と共に回転して 、歯車１４を歯車１１に沿って転動させる。同時に、歯車１４と同一ユニットを 成す歯車１５が歯車１２と係合して、この歯車１２を軸３と切削要素と共に角度 φだけ回転させる（第５図）。この角度φは下記の式からめられる。

Ｚｌは歯車１１の歯数、 Ｚ２は歯車１４の歯数、 Ｚ３は歯車１５の歯数、 Ｚ４は歯車１２の歯数。

切削要素が回転した後、ねじりバネ３０がキャップ１６をその切位置に戻す。そ の後、作動サイクルが反復される。

本発明による切削工具は技術的に製造が容易であり、低重量と長寿命を有し、操 作信頼度が高く、耐振性である。この切削工具の切削要素の耐久度は従来の切削 工具の２〜３倍である。本発明の切削工具は、高い工作物加工精度と、加工面の 均−粗さとを示す。

〔工業的用途〕

本発明は、金属、合金および非金属から成る例えば直径２０００ｍｍ＋、長さ２ ０．０００ｍｍまでの大型精密部材の仕上げ、および半仕上げのために機械工場 において使用するのに好適である。

また本発明は、量産ラインで製造される、例えば直径５０〜５００關、長さ５０ 〜５００ｉ＋ｍの小型精密部材の加工に使用することができる。

閑＠鐸査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．切削工具ケーシング（４）の中に軸受（５，６，７）を介して取り付けられ た回転可能の軸（３）上に固着された切削要素（１）と、切削工具の前記軸（３ ）上に取り付けられたハブ（９）上のツメ車（８）およびツメ（１０）を具備す る前記切削要素（１）の回転機構とを含む切削工具において、この切削工具の回 転機構は、ケーシング（４）に剛着された歯車（１１）と、切削工具の軸（３） に剛着された歯車（１２）と、前記軸（３）に対して偏心的に取り付けられたツ メ車（８）のハブ（９）上に回転自在に取り付けられ前記歯車（１１，１２）に 係合する一対の軸方向歯車（１４，１５）と、前記ツメ（１０）を配置しまた回 転装置を具備するキャップ（１６）とを含むことを特徴とする切削工具。 ２．前記歯車対の一方の歯車（１４）が前記ケーシング（４）に剛着された歯車 （１１）に係合し、他方の歯車（１５）が前記切削工具の軸（３）に剛着された 歯車（１２）に係合することを特徴とする請求の範囲第１項記載の切削工具。 ３．前記のキャップ（１６）の回転装置は、一端において前記キャップ（１６） に固着され他端において回転駆動装置に連結されたロッド（２３）と、工作物の 加工条件に応じてキャップの回転を制限するために切削工具のケーシング（４） 上に備えられたストッパ（２９）と協働するようにキャップ（１６）上に配置さ れたストッパ（２７，２８）と、各端において切削工具のキャップ（１６）とケ ーシング（４）とに固着されキャップ（１６）をその初位置に戻すために使用さ れるバネ（３０）とを含むことを特徴とする請求の範囲第１項記載の切削工具。