JP2720537B2 - 転削工具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、正面フライス等被削材の平面加工に主と
して用いられる転削工具に関する。

［従来の技術］ 被削材に平面加工を施す場合に用いられる転削工具と
しては、従来より様々な形状の工具が提案されている
が、中でも正面フライス工具は、切削抵抗が少なく強力
切削に適しているため、最も多く使用されているもので
ある。

この正面フライス工具は、その軸線を中心として回転
せしめられるカッター本体と、このカッター本体の先端
面に設けられた正面切刃と、前記カッター本体の外周面
先端部に設けられた外周切刃とを有する工具である。こ
れら各切刃は、超硬製が一般的であり、その取り付け方
法としては、ほとんどが、前記各切刃を備えた超硬チッ
プを着脱自在に固定したスローアウェイ式となっている
ので、以下、従来の正面フライス工具として、スローア
ウェイ式正面フライス工具の一例を取り上げ、これを第
６図ないし第８図を用いて説明する。

第６図ないし第８図において、符号１はカッター本体
である。このカッター本体１は、第６図及び第７図に示
すようにその一端に小径部を有する円筒体であり、その
先端部外周には、カッター本体１の先端及び半径方向外
側に開放されたチップ取り付け溝２が、円周方向に沿っ
て等間隔に多数形成されている。そして、このチップ取
り付け溝２には、スローアウェイチップ（以下、チップ
と略称する）３が、くさび部材４と、クランプねじ５と
から成るクランプ機構６によって、前記チップ取り付け
溝２の一方の壁面に押圧することにより、所定位置に着
脱自在に固定されている。

チップ３は、第６図に示すように平面視してほぼ正方
形をなす超硬製板材で、前記チップ取り付け溝２の所定
位置に固定された場合に前記カッター本体１先端面から
突出する一辺には正面切刃3aが、カッター本体１の外周
面先端に突出する一辺には外周切刃3bがそれぞれ設けら
れている。

また、前記カッター本体１のチップ３の回転方向前方
には、第７図及び第８図に示すように、カッター本体１
の先端及び半径方向外方に開放され、かつ円弧状の壁面
を有するチップポケット７が設けられている。このチッ
プポケット７は、前記各切刃3a,3bによって生成された
切り屑を前記カッター本体１の外部に逐次誘導排出する
ためのものであり、また、被削材が軟鋼等の連続した流
れ形切り屑を生じ易い材質からなるものである場合に
は、連続して生成される切り屑を丸め込み分断させる役
目をも負っている。

一方、前記カッター本体１の小径側は、アーバー８
と、回り止めキー９を介して一体に固定されている。す
なわち、前記アーバー８の軸部8aに該カッター本体１の
小径側中心部の取り付け孔10を嵌合させ、大径側端面よ
り締め付けボルト11を前記アーバー８の軸部8b端面にね
じ込むことにより、アーバー８と同軸上に一体に固定さ
れるのである。また、アーバー８の軸部8aの反対側に
は、工作機械主軸（以下、主軸と略称する）12のテーパ
ー穴12aと嵌合させるためのテーパーシャンク8bが設け
られ、さらにこのテーパシャンク8bの先端には、図示し
ないがめねじ部が形成されている。このめねじ部は、主
軸12内の図示しないドローイングボルトによってアーバ
ー８を主軸12の軸線方向に引き上げ、当該正面フライス
と主軸12とを強固に結合するためのものである。

上記構成からなる正面フライス工具を用いて、被削材
Ｗの平面加工を行うには、以下の手順で行う。

第６図に示すように、まず前記アーバー８のテーパー
シャンク8bを、主軸12のテーパー穴12aに嵌合させ、ド
ローイングボルトによってアーバー８を主軸12の軸線方
向に引き上げ、アーバー８を主軸キー13を介して主軸12
に固定させ、当該正面フライスを主軸12に装着する。つ
いで、被削材Ｗをその被加工面が主軸12の軸線と直交す
るように図示しない機械テーブル上に固定する。そし
て、主軸12をその軸線回りに回転させ、主軸12若しくは
機械テーブルを主軸12の軸線方向に移動させて被削材Ｗ
表面に所定の切り込みを与え、主軸12若しくは機械テー
ブルを主軸12の軸線と直交する方向に移動させる。する
と、前記正面切刃3a及び外周切刃3bによって被削材Ｗ表
面部分が次々と切削され、平面加工が施されるのであ
る。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、上述した従来の正面フライス工具を用いて
平面加工を行う場合、各切刃3a,3bによって生成される
切り屑は、前記チップポケット７によって分断されて逐
次カッター本体１の外部へ排出されるのであるが、この
ことは以下に述べる理由により問題となっていた。

まず、カッター本体１の外部へ排出された切り屑は、
被削材Ｗ表面や機械上、あるいは機械周辺に無秩序に飛
散する。このことは、作業環境を悪化させるばかりでな
く、これら飛散した切り屑が、機械本体の摺動面等に入
り込んで機械の精度や寿命の低下を招いてしまうことも
あった。

また、切り屑が被削材Ｗ表面に堆積すると、各切刃3
a,3bがこれら切り屑を噛み込んで、切刃の欠損や加工面
の悪化を発生させることもあった。

さらに、これらの切り屑は通常高温に熱せられている
ため、被削材Ｗ表面や機械上に堆積した切り屑が発熱源
となって被削材Ｗや機械に熱変形が生じ、加工精度の低
下を招いていた。

この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、各切
刃3a,3bによって生成される切り屑を、被削材Ｗ表面や
機械周辺に飛散させることなく加工可能な転削工具の切
り屑排出機構を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するために、この発明は、軸線を中心
に回転せしめられるカッター本体の先端外周部に切刃が
設けられてなる転削工具において、カッター本体の外周
を覆う切り屑収納体が配設されて、このカッター本体の
外周面と切り屑収納体の内周面との間に切り屑排出空間
が形成され、カッター本体の先端付近に切刃で生成され
た切り屑を切り屑排出空間に誘導する切り屑案内部材が
設けられ、切り屑収納体には切り屑排出空間内の空気を
吸引して外部に排出するエアージェットポンプが連結さ
れたものである。

［作用］ 上記構成の転削工具を用いて被削材表面に平面加工を
施す場合、各切刃によって生成された切り屑は、まず切
り屑案内部材によって逐次切り屑排出空間に誘導され
る。そして、これら切り屑排出空間内の切り屑は、切り
屑収納体に連結されたエアージェットポンプによって空
気とともに切り屑収納体外部に排出される。従って、各
切刃によって生成される切り屑を、被削材表面や機械周
辺に飛散させることなく加工可能となるのである。

そして、エアージェットポンプにおいては、単に空気
を供給するだけで、吸引力を発揮することができる。ま
た、エアージェットポンプには回転機構がないから、切
り屑等の噛み込みによる故障がなく、保守も簡単にな
る。

［実施例］ 以下、第１図ないし第５図を参照して、本発明の一実
施例を説明する。なお、各図において第６図ないし第８
図と同一の構成要素には同一符号を示し、説明を簡略化
する。

第１図ないし第３図において符号１はカッター本体で
ある。このカッター本体１は、上記従来の正面フライス
工具に比して、より先端方向に延長された小径部を有す
る円筒体で、その先端部外周には、上記従来の正面フラ
イス工具と同様にチップ取り付け溝２とチップポケット
７が円周方向に沿って多数形成され、さらに、チップ取
り付け溝２には、上記従来の正面フライスと同様に正面
切刃3a及び外周切刃3bを備えたチップ３がくさび部材４
と、クランプねじ５とから成るクランプ機構６によっ
て、所定位置に着脱自在に固定されている。

そして、さらに本実施例の正面フライス工具では、上
記カッター本体１の先端面に、上記各切刃3a、3bによっ
て生成された切り屑を後述の切り屑排出空間21に誘導排
出するための切り屑案内部材14が、その表面を上記正面
切刃3aより軸方向にわずかに後退させて埋め込まれ、皿
小ネジ15によって固定されている。

この切り屑案内部材14は、第４図に示すように、その
外周に上記チップ３と同数の鈎形片14aが円周方向に等
間隔に形成された板材であり、その外形は上記外周切刃
3bの旋回径よりわずかに小さく定められていて、カッタ
ー本体１先端面に固定された場合に、第１図及び第２図
に示すように、鈎形片14aの外周面が、チップ３の外周
切刃3bからカッター本体１の半径方向内側にわずかに後
退して位置するようになっている。また、上記鈎形片14
aは、上記カッター本体１に固定された場合に、第２図
及び第３図に示すように、上記チップポケット７を覆っ
て、後記切り屑排出空間21を閉塞させるとともに、曲が
り方向の先端面14bと上記チップ３のすくい面との間に
わずかの隙間を生じさせて、各切刃3a,3bによって被削
材表面から引き剥がされた切り屑が上記チップポケット
７に誘導されるように、その形状が定められている。そ
して、上記鈎形片14aの先端部分には、第３図及び第４
図に示すように鈎形片14aの曲がり方向と、該切り屑案
内部材14の取り付け面側に向けて開放された溝部14cが
形成され、上記チップ３のすくい面と上記鈎形片14aの
曲がり方向先端面14bとの間の隙間部分の内側を拡大さ
せて、隙間部分を通過する切り屑の詰まりを防止してい
る。

一方、上記カッター本体１は、第１図に示すように上
記従来の正面フライス工具と同様に、アーバー８の軸部
8aに取り付け孔10を嵌合させ、大径側端面より締め付け
ボルト11を上記アーバー８の軸部8b端面にねじ込むこと
によって、アーバー８と回り止めキー９を介して同軸上
に一体に固定されている。そして、上記アーバー８の軸
部8aの反対側には、主軸12のテーパー穴12aと嵌合させ
るためのテーパーシャンク8bが設けられ、さらにこのテ
ーパーシャンク8bの先端には、図示しないが、主軸12内
の図示しないドローイングボルトによって当該正面フラ
イス工具と主軸12とを強固に結合するためのめねじ部が
形成されている。

さらに、上記アーバー８の軸部8aの後端部には、大径
軸部8cが形成されており、この大径軸部8cには止め輪16
によってベアリング17が固定され、さらにこのベアリン
グ17の外輪には切り屑収納体18が嵌装されている。そし
て、切り屑収納体18は、ベアリング17の外輪に反対側よ
り嵌装されたカバー19と、ボルト20によって一体に結合
されて、上記カッター本体１に対し同軸上で相対回転可
能となっている。

上記切り屑収納体18は、第１図及び第２図に示すよう
に、上記カッター本体１及び上記外周切刃3bを覆う薄肉
の中空円筒体で、その内径は、該内周面と、上記カッタ
ー本体１小径部の外周面との間に、上記チップポケット
７によって分断された切り屑を収納するに十分な大きさ
の切り屑排出空間21が生じる程度に定められている。そ
して、上記ベアリング17近傍の内周面は、カッター本体
１の小径部よりわずかに大きい程度に狭められており、
上記切り屑排出空間21の密閉性を高めるとともに、上記
ベアリング17に対する防塵効果を生じさせている。ま
た、切り屑収納体18の先端面は、上記チップ３の外周切
刃3bの、被削材に切り込まれる部分より軸方向にわずか
に後退した位置となっており、この先端部分の内周面
は、上記外周切刃3bの旋回径よりわずかに大きい程度に
狭められている。

一方、上記切り屑収納体18の外周面には、上記切り屑
排出空間21内の切り屑を空気とともに吸引して外部に排
出するエアージェットポンプ22が連結されている。すな
わち、上記切り屑収納体18の外周面に形成された貫通孔
18aに連結パイプ23が嵌合され、この連結パイプ23のフ
ランジ部23aに前記エアージェットポンプ22の吸引口部
が接続され、このエアージェットポンプ22の吐出口部に
ダクトホース24の一端が嵌め込まれて接続されている。

エアージェットポンプ22は、円筒状に形成された本体
25の基端部が吸引口部とされて連結パイプ23のフランジ
部23aに接続され、該先端部が吐出口部とされてダクト
ホース24の一端に接続されいる。上記本体25は、その側
壁部に、周方向に一周する環状の空気室25aが形成さ
れ、この空気室25aの基端位置から内周面先端側に向け
てテーパ状の空気噴出路25bが形成されたものである。
そして、本体25の内周面は、空気噴出路25bの開口部近
傍が最も縮径され、該開口部から基端側および先端側に
向かうに従って徐々に拡径されている。上記のように形
成された本体25には、その空気室25aに、空気供給源に
接続された空気供給用ホース26が連結されている。

また、上記ダクトホース24は、その他端が切り屑受け
箱27に連結されている。

切り屑受け箱27は、側壁部で上下に分割可能に構成さ
れており、下側の部分が切り屑収納部28、上側の部分が
蓋部29になっている。そして、切り屑収納部28には、そ
の下面28a近傍位置に切り屑Ｓを受けるための網目受板3
0が設けられ、該網目受板30の下側の側壁に、切削油Ａ
を排出するための排出用パイプ31が設けられている。ま
た、蓋部29には、その側壁に、ダクトホース24を切り屑
受け箱27内に連通するためのパイプ32が設けられ、その
天井壁に、排気用のフィルタ33が設けられているととも
に、パイプ32の開口部の延長線上の部分を遮蔽する遮蔽
板34が下方に向けて該開口部から離れる方向に傾斜され
て設けられている。

上記構成からなる正面フライス工具を用いて、被削材
Ｗの平面加工を行うには、以下の手順で行う。

まず、第１図に示すように、上記アーバー８のテーパ
ーシャンク8bを、主軸12のテーパー穴12aに嵌合させ、
ドローイングボルトによってアーバー８を主軸12の軸線
方向に引き上げ、アーバー８を主軸キー13を介して主軸
12に固定させ、当該正面フライス工具を主軸12に装着す
る。

ついで、被削材Ｗをその被加工面が主軸12の軸線と直
交するように図示しない機械テーブル上に固定する。そ
して、主軸12をその軸線回りに回転させ、主軸12若しく
は機械テーブルを主軸12の軸線方向に移動させて被削材
Ｗ表面に所定の切り込みを与え、図示しない吸引機を作
動させながら、主軸12若しくは機械テーブルを主軸12の
軸線と直交する方向に移動させる。

すると、正面切刃3aによって被削材Ｗ表面から引き剥
がされた切り屑は、切り屑案内部材14の表面側より、チ
ップ３すくい面と切り屑案内部材14の鈎形片14a端面と
の隙間部分に誘導されてチップポケット７内に排出さ
れ、分断される。また、外周切刃3bによって被削材Ｗ表
面から引き剥がされた切り屑は、切り屑案内部材14の外
周側より、チップ３すくい面と切り屑案内部材14の鈎形
片14a端面間の隙間部分に誘導されて、チップポケット
７内に排出され分断される。そして、チップポケット７
内には新たな切り屑が次々と排出されて来るため、分断
された切り屑は切り屑排出空間21に押し上げられ、貫通
孔18aより、エアージェットポンプ22及びダクトホース2
4を経由して切り屑受け箱27内に回収される。

また、エアージェットポンプ22においては、空気噴出
路25bから本体25内の先端側に空気が高速で噴出し、こ
の空気の噴出部が縮径されているので、該噴出部の圧力
が低圧になる。しかも噴出する空気の慣性力により基端
側の空気が引っ張られるから、切り屑排出空間21内の空
気が大量にエアージェットポンプ22によって吸引され
る。

さらに、切り屑受け箱27内に送られた切り屑Ｓは、遮
蔽板34に当接して、その速度が急激に低下し、網目受板
30上に堆積する。また、切り屑Ｓに付着した切削油Ａ
は、網目受板30から落下して下方に溜まり、さらに排出
用パイプ31から排出される。空気はフィルタ33を通して
排出される。

以上のように、本実施例の正面フライス工具において
は、加工時に各切刃3a,3bによって生成された切り屑
は、切り屑案内部材14によってチップポケット７を経由
して切り屑排出空間21に誘導され、切り屑収納体18に連
結されたエアージェットポンプ22によって、切り屑収納
体18外部に逐次吸引排出されるので、切り屑が被削材Ｗ
の表面に堆積したり、機械上や機械周辺に飛散すること
がない。従って、加工時の切刃欠損や加工面悪化が発生
せず、被削材Ｗや機械の熱変形による精度劣化の心配も
なく、切り屑の侵入による機械の精度や寿命の低下も起
こりえない。

しかも、エアージェットポンプ22によって吸引してい
るので、切り屑排出空間21内の空気を大量に吸引するこ
とができるという効果がある。そして、エアージェット
ポンプ22においては、単に空気を供給するだけで、吸引
力を発揮することができるので、簡単かつ安価に設置す
ることができるという利点がある。また、エアージェッ
トポンプ22には回転機構がないから、切り屑等の噛み込
みにより故障することがなく、保守も簡単である。

また、切り屑受け箱27には、遮蔽板27が設けられてい
るから、切り屑Ｓを落下させることにより、該切り屑Ｓ
と空気とを短時間で分離することができ、空気のみをフ
ィルタ33から排出することができる。しかも、網目受板
30によって、切り屑Ｓと切削油Ａとを分離することがで
きるという利点がある。

なお、本実施例においては、スローアウェイ式正面フ
ライス工具について説明したが、本発明の転削工具はこ
れに限るものではなく、超硬チップをカッター本体にロ
ウ付けした一体型の正面フライス工具や、シェルエンド
ミルにも十分適用可能なものである。また、切り屑収納
体18の連結パイプ23の位置は、各切刃3a,3bによって生
成された切り屑が、カッター本体１の遠心力によって飛
散する位置とするのが最も望ましい。さらに、その個数
も一箇所に限らず、複数箇所に設ければより切り屑吸引
効果を高めることが出来る。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の転削工具の切り屑排出
機構によれば、加工時に切刃によって生成される切り屑
は、切り屑案内部材によって切り屑排出空間に誘導排出
され、切り屑収納体に連結されたエアージェットポンプ
によって、切り屑収納体外部に逐次吸引排出される。

従って、切り屑が被削材表面や機械上、あるいは機械
周辺に無秩序に飛散することがないので、作業環境を悪
化させることがなく、機械の精度や寿命を低下させるこ
とがない。

また、切り屑が被削材表面に堆積することがないの
で、切刃の切り屑噛み込みによる切刃の欠損や加工面の
悪化が発生するおそれもなく、切り屑が発熱源となる被
削材や機械の熱変形も起こりえず、加工精度を維持する
ことができる。

さらに、エアージェットポンプに単に空気を供給する
だけで、切り屑排出空間内の切り屑を空気とともに吸引
して外部に排出することができるので、該エアージェッ
トポンプを簡単かつ安価に設置することができるという
利点がある。また、エアージェットポンプには回転機構
がないから、切り屑等の噛み込みによる故障がなく、保
守も極めて簡単である。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図は工具の断面図、第２図は工具の底面図、第３図
は工具刃先部分の拡大図、第４図は切り屑案内部材の平
面図、第５図は切り屑受け箱の断面図、そして、第６図
ないし第８図は従来の転削工具の一例を示す図であり、
第６図は工具の断面図、第７図は工具の底面図であり、
第８図は工具刃先 部分の拡大図である。 １……カッター本体、3a……正面切刃、 3b……外周切刃、８……アーバー、 12……機械主軸、14……切り屑案内部材、 18……切り屑収納体、 21……切り屑排出空間、 22……エアージェットポンプ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸線を中心に回転せしめられるカッター本
   体の先端外周部に切刃が設けられてなる転削工具におい
   て、 前記カッター本体の外周を覆う切り屑収納体が配設され
   て、このカッター本体の外周面と切り屑収納体の内周面
   との間に切り屑排出空間が形成され、前記カッター本体
   の先端付近に前記切刃で生成された切り屑を切り屑排出
   空間に誘導する切り屑案内部材が設けられ、前記切り屑
   収納体には前記切り屑排出空間内の空気を吸引して外部
   に排出するエアージェットポンプが連結されていること
   を特徴とする切り屑排出機構。