JP3194195U - スローアウェイバイトおよび当該バイトを備えた加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】一つのスローアウェイチップを用いて複数のワークを同時加工するスローアウェイバイト及び加工装置を提供する。【解決手段】少なくとも一対の切刃２１を有する矩形状のスローアウェイチップ２を取り付けるシャンク３を備えると共に、シャンク３に、一対の切刃２１の夫々がシャンク３を挟んで反対側に突出する状態でスローアウェイチップ２を受ける座面３１と、座面３１の周囲に形成され、スローアウェイチップ２の四つの側面に各別に対向する第１壁部乃至第４壁部Ｋ１〜Ｋ４と、スローアウェイチップ２をシャンク３に固定すべく、スローアウェイチップ２に形成された貫通孔部２２に挿通されるネジ部材４が螺合可能となるよう座面３１に設けられたネジ孔３３とを有するスローアウェイバイト１、および、このバイト１を用いた加工装置である。【選択図】図２

Description

本考案は、例えば金属ワークを切削加工するためのスローアウェイバイト、および、当該スローアウェイバイトを備えた加工装置に関する。

従来、例えば金属ワークの端面を仕上げ加工するにはスローアウェイチップ（以下、単に「チップ」と称する）を用いた切削が行われる。当該チップはシャンクの先端に固定可能である。ただし、チップの刃先は加工に伴って摩耗するからチップは定期的に交換する必要がある。また、金属ワークの加工部位によってはチップを所期の姿勢に設定しなければならず、そのためにシャンクに対するチップの固定姿勢を変更する場合がある。従来、このようなバイトに関する技術文献としては以下の特許文献１に示すようなものがある。

当該バイトに取り付けられるチップは平面形状が矩形状であって、一方の面の四辺に夫々刃部が形成されている。このチップは、二辺の刃部どうしの角部がシャンクの側面から突出するようにシャンクに対して４５度の角度で取り付けられる。ワークを切削加工する際には、例えば複数の刃部の角部のうち一つを用いる。この刃部は使用に伴って摩耗するから、使用する刃部を順次変更して加工を続ける。このチップは、取付ネジによってシャンクの先端部に固定される。このチップは、刃部の三つの角部がシャンクから突出しているため、ワークの加工に際して、シャンクからチップを交換せずとも各角部を利用して対象ワークの切削加工が可能となる。

実用新案登録第３１４１２９５号公報

チップの交換手間が改善される結果、ワークの加工効率は向上する。ただし、ワークの加工部位としては様々な部位があるため、当該スローアウェイバイトを用いる場合でも、ワークとスローアウェイバイトとの相対姿勢を切削対象部位に応じて変更する必要がある。そのためには、加工装置のうちバイトを保持する機構の側に複雑な姿勢変更機構を設けるか、或いは、ワークを回転保持するスピンドルの保持構造を複雑にするなど装置構成が複雑になる。
また、従来のバイトでは、チップの脱着回数を減らすことはできても、ワークの加工に用いる刃部は一箇所であるから、実際の切削に要する時間が短縮されるわけではない。

このように、従来のバイトあるいは加工装置にあっては、加工装置の構造が複雑になるうえ、ワークの実加工時間は短縮されないなど、ワークの加工効率を高めるにも限界があった。

そこで上記背景に鑑み、本考案は、一つのスローアウェイチップを用いながら複数のワークを同時に加工できるスローアウェイバイトおよび当該バイトを用いた加工装置を提供することを目的とする。

本考案に係るスローアウェイバイトは、少なくとも一対の刃部を有する矩形状のスローアウェイチップを取り付けるシャンクを備えると共に、当該シャンクに、前記一対の刃部の夫々が前記シャンクを挟んで反対側に突出する状態で前記スローアウェイチップを受ける座面と、当該座面の周囲に形成され、前記スローアウェイチップの四つの側面に各別に対向する第１壁部乃至第４壁部と、前記スローアウェイチップを前記シャンクに固定すべく、前記スローアウェイチップに形成された貫通孔部に挿通されるネジ部材が螺合可能となるよう前記座面に設けられたネジ孔とを有する点に特徴を有する。

本構成のスローアウェイバイトは、例えば、回転しているワークの底面を外径縁部から回転軸芯の側に向けて表面切削し、しかも二つのワークを同時に加工する場合に利用可能である。このように一つのスローアウェイチップを用いて二つのワークを同時に加工するには、スローアウェイバイトが十分な強度を備えているばかりでなく、スローアウェイチップの保持が強固になされる必要がある。
そのため本考案では、シャンクに矩形状のスローアウェイチップを取り付ける際に、スローアウェイチップが有する少なくとも一対の刃部をシャンクを挟んで反対側に突出させる。その際に、スローアウェイチップの四つの側面の夫々を、シャンクに形成した第１壁部から第４壁部によって保持するからスローアウェイチップの固定が強固になる。
よって、一つのスローアウェイバイトを用いて複数のワークを同時加工する場合でも、スローアウェイバイトが振動することがなく、安定した切削加工を行うことができる。

本考案に係る加工装置は、スローアウェイバイト、即ち、少なくとも一対の刃部を有する矩形状のスローアウェイチップを取り付けるシャンクを備えると共に、当該シャンクに、前記一対の刃部の夫々が前記シャンクを挟んで反対側に突出する状態で前記スローアウェイチップを受ける座面と、当該座面の周囲に形成され、前記スローアウェイチップの四つの側面に各別に対向する第１壁部乃至第４壁部と、前記スローアウェイチップを前記シャンクに固定すべく、前記スローアウェイチップに形成された貫通孔部に挿通される雄ネジ部材が螺合可能となるよう前記座面に設けられた雌ネジ部とを有するスローアウェイバイト、を保持するクランプ部と、前記スローアウェイチップにより切削される二つのワークを各別に回転可能に保持し、前記スローアウェイチップの移動軌跡に対して夫々のワークの位置を変更可能な二つのワーク保持部と、前記クランプ部を保持し、前記二つのワークの夫々を同時に切削加工するよう、前記スローアウェイバイトを回転する前記二つのワークに対して少なくとも一つの送り方向に沿って出退可能に保持する送り機構と、を備えた点に特徴を有する。

本構成のように、スローアウェイバイトをワークに対して出退可能に構成すると共に、このスローアウェイバイトの移動軌跡に対して二つのワークを位置合わせできるよう構成することで、スローアウェイバイトの出退動作のみで二つのワークを一度に加工することができる。よって、切削加工効率に優れた加工装置を得ることができる。

本実施形態に係るスローアウェイバイトの外観を示す斜視図。 本実施形態に係るスローアウェイバイトの分解斜視図。 本実施形態に係るスローアウェイバイトを用いた加工装置を示す斜視図。

以下に、本考案に係るスローアウェイバイト１の例を図面を参酌しつつ説明する。
図１は、スローアウェイチップ２（以下、単に「チップ２」と称する）をシャンク３に装着した状態を示すものであり、図２は、チップ２の取付け要領を示した分解斜視図である。図３は、当該スローアウェイバイト１を用いて二つのワークＷの端面を仕上げ加工する加工装置を示す。

（スローアウェイバイト）
本考案で用いるチップ２としては、例えば矩形状あるいは菱形状のものであって、少なくとも一対の切刃２１を有するものが好ましい。通常、チップ２には、チップ２をシャンク３に取り付けるためにネジ部材４を挿通する貫通孔部２２を備えている。前記一対の切刃２１は、当該貫通孔部２２を挟んで反対方向に位置するものが特に好ましい。つまり、ワークＷの加工時に、ワークＷからチップ２の切刃２１に加わる力の作用点が貫通孔部２２に対して対照位置にあれば、チップ２を介してシャンク３に捻り力が加わることがない。よって、加工時にチップ２は振動せず、円滑な切削加工が可能となる。

上記矩形状等のチップ２は、シャンク３に対して例えば一つのネジ部材４によって取り付けられる。シャンク３には、チップ２を受け止める座面３１が形成されている。座面３１のほぼ中央位置には、座面３１から一段下がった形状の凹部３２が形成されている。さらに、当該凹部３２の中ほどに、ネジ部材４が螺合するネジ孔３３が形成されている。チップ２の底面２３のうちシャンク３の座面３１に当接するのは、貫通孔部２２の周辺領域を除いたさらに外側の底面２３である。これにより、チップ２の固定に際してチップ２に作用する外力をみたとき、ネジ部材４が貫通孔部２２の近傍に押付け力を作用させると共に、当該押付け力に対向する反力が貫通孔部２２から離間した位置でチップ２の底面２３に作用する。

本構成であれば、ワークＷの加工に際して、ネジ部材４による締結力とワークＷからの切削反力とがチップ２に押付力として作用する。これに対し、凹部３２の周辺の座面３１からは、チップ２を押し上げる方向に反力が作用する。このように、座面３１からの反力の作用位置をチップ２の位置に近付けることで、チップ２に切削反力が作用する際に、座面３１を支点として刃先側に作用する切削反力のモーメントに比べて、ネジ部材４によってチップ２に加わる締結力のモーメントが大きくなる。この結果、チップ２の固定状態が極めて安定的なものとなる。よって、切削時に振動が生じ難く、切削精度に優れたスローアウェイバイト１を得ることができる。

本実施形態のスローアウェイバイト１では、シャンク３のうち座面３１の周辺には、チップ２を取り囲む状態に四つの第１壁部Ｋ１〜第４壁部Ｋ４を形成してある。本実施形態のスローアウェイバイト１では、各壁部Ｋ１〜Ｋ４に対してチップ２の外面Ｍが夫々当接可能に構成してある。チップ２の外面Ｍは、ワークＷに対する逃げ面を形成するために座面３１の法線方向と平行ではなく、底面２３の側に窄むように傾斜している。

ネジ部材４によってチップ２を座面３１に押し付ける際には、このようなチップの外面Ｍの傾斜を利用して、チップ２の底面２３が座面３１に当接する直前にチップ２の外面Ｍと第１壁部Ｋ１〜第４壁部Ｋ４とが当接するように構成すると好ましい。本構成であれば、チップ２の底面２３が座面３１に当接するとき、チップ２の外面Ｍが第１壁部Ｋ１〜第４壁部Ｋ４と密当接し、非常に強い固定状態を得ることができる。

尚、チップ２の外面Ｍと第１壁部Ｋ１〜第４壁部Ｋ４との当接は、四面の全てが当接する必要はない。例えば、ネジ孔３３に対してシャンク３の基端部側に位置する二面の第１壁部Ｋ１および第２壁部Ｋ２のみがチップ２の外面Ｍと当接するものであってもよい。この場合、チップ２に対して第１壁部Ｋ１および第２壁部Ｋ２から横方向の力、つまり、チップ２をシャンク３の先端側に押し出そうとする力が作用する。これに対抗する反力は、ネジ部材４の側面からチップ２の貫通孔部２２の内面に作用する力である。このような構成であっても、ワークＷの切削加工時にチップ２の固定状態を安定化させることができる。尚、チップ２の外面Ｍと第１壁部Ｋ１および第２壁部Ｋ２とが二面で当接するものは、ワークＷの切削力が小さい場合に好適である。

（加工装置）
図３に、二つのワークＷを同時に加工する加工装置Ｓを示す。
当該加工装置Ｓは、スローアウェイバイト１を保持し、少なくとも一つの方向に沿い且つワークＷに向けてスローアウェイバイト１を送り動作可能なクランプ部５を有する送り機構と、当該スローアウェイバイト１の送り軌跡に対してワークＷを回転状態で保持するワーク保持部としての第１スピンドルＳ１および第２スピンドルＳ２を備えている。

クランプ部５は、図３に示すＹＺ方向に沿って夫々位置調節可能である。Ｘ方向の調整機構を省略するのは、送り駆動されるクランプ部５を簡略化することで、例えばクランプ部５の自重を減らし、駆動モータの小型化等を図るためである。本実施形態では、保持したスローアウェイバイト１を特にＹ方向に沿って送り動作可能に構成してある。スローアウェイバイト１は、自身の長手方向をＹ方向に一致させた状態でクランプ部５に固定される。これにより、スローアウェイバイト１の両側にチップ２の切刃２１が突出した状態でスローアウェイバイト１の送り動作が行われる。ＹＺ方向への位置調節は、手動或いは自動の何れであってもよい。ただし、切削加工精度を確保するために、Ｙ方向への送り動作および戻し動作はモータ駆動などによって自動で行うのが好ましい。

第１スピンドルＳ１および第２スピンドルＳ２は、夫々、切削対象のワークＷを各種のチャック部６で保持し、Ｘ方向に沿う回転軸芯Ａの周りで回転駆動される。このうち第１スピンドルＳ１は、例えばＸＹＺ方向に位置調節可能である。夫々の調節は公知のスライド機構やネジ機構などによって行われる。ワークＷの回転軸芯Ａは、スローアウェイバイト１の送り方向であるＹ方向に対して垂直に設定する。これにより、回転するワークＷの端面を精度の良い平面に仕上げることができる。

一方、第２スピンドルＳ２は、より機構を簡略化するために、Ｘ方向およびＺ方向の２方向に位置調節可能とする。Ｙ方向の調節については、クランプ部５と第１スピンドルＳ１の位置調節によって対処することができる。尚、第２スピンドルＳ２に対してＹ方向の位置調節機構を設けても構わない。その場合には、ワークＷとチップ２との位置調節をより迅速に行うことができる。

夫々のスピンドルの位置合わせは、例えばチップ２の切刃２１の位置に対してワークＷの位置を合わせるようにすると容易である。第１スピンドルＳ１および第２スピンドルＳ２に保持された夫々のワークＷに対し、双方とも同じ条件で切削を行う。そのために両スピンドルＳ１，Ｓ２の回転速度を等しく設定し、チップ２の切刃２１の切込深さを同じにする。ワークＷの回転方向は、図３に示す方向である。切削に際し、チップ２の切刃２１は回転するワークＷの外径位置から回転軸芯Ａに向かうように送り動作させる。両ワークＷの切削条件を揃えることで、切削時のチップ２の振動が抑えられ、ワークＷの加工精度を高めることができる。

以上のごとく、本考案に係るスローアウェイチップ２および加工装置Ｓであれば、一つのチップ２に形成された切刃２１のうち二つの切刃２１を用いて二つのワークＷを同時に切削加工することができる。よって、チップ２の送り操作の回数が半減され、ワークＷの加工効率を大幅に高めることができる。

本考案は、スローアウェイチップを用いて行う金属部品の切削加工に広く適用可能である。

１ スローアウェイバイト
２ スローアウェイチップ
２１ 切刃
２２ 貫通孔部
３ シャンク
３１ 座面
３３ ネジ孔
４ ネジ部材
６ チャック部
Ｋ１〜Ｋ４ 第１壁部乃至第４壁部
Ｓ 加工装置
Ｗ ワーク

Claims (2)

1. 少なくとも一対の刃部を有する矩形状のスローアウェイチップを取り付けるシャンクを備えると共に、
   当該シャンクに、
   前記一対の刃部の夫々が前記シャンクを挟んで反対側に突出する状態で前記スローアウェイチップを受ける座面と、
   当該座面の周囲に形成され、前記スローアウェイチップの四つの側面に各別に対向する第１壁部乃至第４壁部と、
   前記スローアウェイチップを前記シャンクに固定すべく、前記スローアウェイチップに形成された貫通孔部に挿通されるネジ部材が螺合可能となるよう前記座面に設けられたネジ孔とを有するスローアウェイバイト。
2. 請求項１に係るスローアウェイバイトを保持するクランプ部と、
   前記スローアウェイチップにより切削される二つのワークを各別に回転可能に保持し、前記スローアウェイチップの移動軌跡に対して夫々のワークの位置を変更可能な二つのワーク保持部と、
   前記クランプ部を保持し、前記二つのワークの夫々を同時に切削加工するよう、前記スローアウェイバイトを、回転する前記二つのワークに対して少なくとも一つの送り方向に沿って出退可能に保持する送り機構とを備えた加工装置。

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