JP4575536B2 - Method and apparatus for removing chips generated by work - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作により生じる切粉の除去方法と、その装置に関する。ここに、切粉はワークから分離したバリ等の微小ワーク片を含むものである。
【0002】
【従来の技術】
工作機械のドリルによるワークの切削中にドリル先端から空気を噴出させ、この空気をドリル表面に沿わせてドリル元部に向かわせた後、切粉収集部へ到達させるものとした刃具側切粉気流除去手段は既に本出願人により実施されているものである。
【0003】
この切粉気流除去手段によれば、ドリルでワークを切削する際、ワークの深部で生成される切粉がドリル先端から切粉収集部へ向けて流れる空気により円滑且つ連続的に切粉収集部まで搬出され、ワークの切削部から効率的に除去されるようになる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ワークの特定表面部分からワーク肉部を経てワーク空所部分(ボルト植込み孔等)に至る範囲を、上記した刃具側切粉気流除去手段を使用して切削する際、ドリル先端がワークの肉部に位置している状態ではドリル先端で生成された切粉はドリル先端から噴出される空気により的確に切粉収集部まで搬出されるが、ドリル先端がワーク空所部分に達してしまうと、ドリル先端から噴出される空気がワーク空所部分内に逃げてしまうため、切粉の搬出が的確に行われず、切粉がワーク空所部分に残留することが生じるようになる。この残留した切粉はワーク空所部分の用途や性質によっては厳密に除去することが必要となり、その作業に多くの手間を要するものとなっている。
【0005】
またドリル先端がワーク肉部を切削しつつワーク空所部分に進入すると、その進入箇所のワーク部分には返りとかバリ等と称される微小なワーク変形部分が生じるのであり、このワーク変形部分についても、ワーク空所部分の用途や性質によっては切粉と同様に厳密に除去することが必要であり、その作業にも多くの手間を要するものとなっている。
【0006】
本発明は斯かる問題点に対処せんとするもので、即ち、ワークの特定表面部分からワーク肉部を経てワーク空所部分に至る範囲を軸状回転刃具で切削する際、切粉や、ワークから分離した微小ワーク片をワーク空所部分に残留させないで切粉収集部に効率的に排除できるようにするほか、返りとかバリ等と称されるワーク変形部の生じるのを阻止することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る工作により生じる切粉の除去装置では、請求項4に記載したように、工作機械の軸状回転刃具によるワークの切削中に刃具先端から空気を噴出させ、前記軸状回転刃具が切削した穴を介してこの空気を切削屑収集部へ到達させる刃具側切粉気流除去手段と、前記軸状回転刃具がワーク肉部を経て到達すべきワーク空所に位置され且つ進行してくる前記軸状回転刃具に向けて空気を噴出する空気噴出部とを有する。
【0008】
この発明装置を使用する際、上記空気噴出部は軸状刃具の到達する予定箇所であるワーク空所部分に予め密状に位置させておき、前記軸状刃具が空気噴出部の特定箇所に達した状態の下で空気噴出部から空気を噴出させ、この空気を軸状刃具の表面に沿わせて刃具元部へ向かわせるように実施する。これによれば、前記軸状回転刃具がワーク空所部分に達したとき、空気噴出部から噴出される空気が刃具元部へ向けて噴出して切粉を刃具元部へ追い出すため、切粉はワーク空所部分内に侵入できず、空気噴出部から噴出された空気と、軸状回転刃具の先端から噴出される空気とにより切粉収集部まで搬出される。
【0009】
上記発明は次のように具体化するのがよい。即ち、上記空気噴出部は、請求項5に記載したように、前記案内孔に案内された軸状回転刃具の先部が進入するものとなる凹み部を有すると共に、この凹み部の奥部に空気噴出口が形成されている。
【0010】
この請求項5の構成によれば、軸状回転刃具先端がワーク空所部分に達しても、ワーク空所部分内に空気噴出部が密状に存在し、また軸状回転刃具の先部が密状に進入する凹み部が存在するため、実害をなす程の返りやバリと称されるワーク変形部は実際上生じなくなり、またもし生じたとしても大きく発達する前にワークから分離されて微小なワーク変形片となるのであり、またこのワーク変形片は空気噴出口や軸状刃具先端から噴出される空気により切粉と共に切粉収集部に搬出される。
【0011】
また、請求項6に記載したように、先端に前方へ向けて空気を噴出するための開口を有する軸状回転刃具を回転中心線方向の摺動変位自在に内挿される案内孔と、この案内孔の刃具出口側に位置されたワーク表面部分で前記案内孔近傍の切込側箇所を包囲するものとしたワーク側囲い室と、この囲い室内の空気を吸引排除するための空気吸引通路とを備えたものであって、前記案内孔からワーク形状に関連した寸法だけ前方へ離れた状態に位置され且つ進行してくる前記軸状回転刃具に向けて空気を噴出する空気噴出部を形成すると共に、この空気噴出部は前記案内孔に案内された軸状回転刃具の先部が進入するものとなる凹み部を有すると共に、この凹み部の奥部に空気噴出口が形成されている。
【0012】
この請求項6の発明による切削中には、軸状回転刃具を案内孔により特定方向へ案内させると共に軸状回転刃具が切り込むワークの特定表面部分をワーク密閉囲い室で囲った状態となすと共に、この状態の下で軸状回転刃具の先端から空気を噴出させ、空気吸引通路に負圧を付与する。これにより、軸状回転刃具の先端から噴出される空気は軸状回転刃具に沿ってその元部へ向かい、続いて空気吸引通路を通じて切粉収集部に達するものとなり、軸状回転刃具の先端で生成された切粉は既述したようにこの空気により切粉収集部まで搬出される。また軸状回転刃具は案内孔に案内されるためその回転位置が安定し、ワークを正確に切削するものとなる。
【0013】
さらに請求項7に記載したように、前記ワーク側囲い室は、前記軸状回転刃具が切削した孔及び前記案内孔を介して、前記空気吸引通路に連通している。これによれば、ワーク側囲い室や刃具元部囲い室が軸状回転刃具の軸方向位置の変化にも拘わらず及び案内孔が短いにも拘わらずその刃具の軸方向の広い範囲に負圧を生成させるものとなり、また刃具元部囲い室は案内孔を通過して刃具元部に達した切粉を切粉収集部に搬出するものとなる。
【0014】
【発明の実施の形態】
図1は本発明を実施された工作機械を示し、Aは側面図で、Bは正面図、図2は前記工作機械の搬送装置や治具の周辺を示す側面視断面図、図3は前記工作機械の主軸周辺を示す平面視断面図、図4は前記工作機械に実施された切粉の除去装置の作動状況を示す側面視断面図、図5は前記工作機械のワーク側密閉囲い室周辺をその正面から見た図、図6は図5のx−x部を示す断面部図、図7は図5のx1−x1部を示す断面部図である。
【0015】
図1に於いて、1はベッド、2はベッド1上に起立固定されたコラム、3はコラム2の上側前部に設けた刃具送りユニット、4は刃具送りユニット3により斜め方向へ送り変位される切削ヘッドフレーム、5は刃具送りユニット3の一部をなし切削ヘッドフレーム4を送り変位させる油圧シリンダ装置、6は切削ヘッドフレーム4に回転自在に装着された主軸、7は切削ヘッドフレーム4に固定された主軸駆動モータ、そして8は主軸6先端に固定された軸状回転刃具の一種であるドリルである。この際、主軸6の数は加工箇所の数に合致させるのであって、本例では左右方向へ一列状に5本設けてある。
【0016】
9はベッド1上のコラム2前側に固定したベースであり、これの上面にはワーク搬送装置10が形成してある。ワーク搬送装置10は、図2等に示すようにベース9上面に起立固定した前後一対の支持板部材11a、11bの上部間の左右方向へ前後向きの多数のローラ12を並列状に架設して、各ローラ12の左右軸端部にスプロケット13a、13bを固定し、各側の多数のスプロケット13a、13bに無端状のチェーン14a、14bを掛け回し、このチェーン14a、14bに図示しないモータの回転力を付与する構造となすほか、一対の支持板部材11a、11bの上縁の左右向き箇所にワークガイドとしての前後一対の平板部材15a、15bを一定間隔の対向状に固定したものとなしてある。
【0017】
16は上記搬送装置10を取り囲むように形成された治具であり、この治具16は、ベース9の四角状上面の四隅に支柱部材17を固定して、これら支柱部材17の上端に四角状の上板部材18を固定し、この上板部材18の下面に複数の嵌合突起19及び複数の押さえ突起19aを設け、一方では前記一対の支持板部材11a、11b間のベース9上面に上下駆動される出力ロッド部材20a、20bを具備した油圧シリンダ装置20を固定すると共に各出力ロッド部材20a、20bの上端に複数の嵌合突起部21aを有するワーククランプ部材21を固定したものとなしてある。
そして、22はコラム2に支持された制御盤であり、23はベース9に支持された操作盤である。
【0018】
以上が工作機械の概略構成であるが、このような構成を基礎として、本発明に係る切粉の除去装置が形成してあり、以下、この切粉の除去装置について詳細に説明する。
24はコラム2に固定された圧縮空気供給部であり、この圧縮空気供給部24からは空気供給管25が延出させてあり、この供給管25の入り口には図3に示すように霧状切削液供給手段26が形成してあり、また空気供給管25の先端は各主軸6の中心孔6aに主軸6の回転を許容した状態に挿設された内管部材27の後端に連通させている。内管部材27の前端は主軸6の中心孔6aを通じて、その主軸6に装着されたドリル8の肉厚部にこれの螺旋溝に沿わせて螺旋状に形成された一対の空気噴出孔8a、8bの後端に連通させ、また各空気噴出孔8a、8bの前端はドリル8の先端面に開口させている。
【0019】
28は上板部材18の近傍に設けられた切粉吸引要部で、29はベッド1の後部に固定された空気吸引装置であり、切粉吸引要部28と空気吸引装置29とは空気吸引通路をなす管部材30で結合してある。そして、切粉吸引要部28は各主軸6に対し、図4に示すように前記上板部材18の中央部に形成された透孔18a内に位置され上板部材18にボルト固定されたガイドプレート31を備え、このガイドプレート31の前側に空気噴出部32を、そして空気噴出部32の真後ろに前記ドリル8用の筒状案内部材33を傾斜状に設けたものとなされ、また空気吸引装置29の空気排出側経路には切粉分離装置34が設けてあり、この切粉分離装置34の下方を切粉収集部となし、ここに切粉収集箱35が設置してある。
【0020】
前記ガイドプレート31は各ドリル8に対応した前部に上下向き案内孔31aを備え、その後部に案内孔31aよりも大きな径の上下向き孔31b及び、この上下向き孔31bの下端に連続して形成された斜め向き孔31cを備えている。
斜め向き孔31cは後側大径孔aと、前側中心孔bと、この前側中心孔bを取り巻く箇所に位置された図5に示す6つの側方孔c1、c2、c3、c4、c5、c6とからなり、これらの孔a、b、c1〜c6は互いに連通した状態となされている。この際、後側大径孔aの後端部にはドリル8を回転自在且つその回転中心線方向の摺動変位自在且つ密状に案内して後側大径孔aを閉塞するものとした閉塞用筒部材36を嵌着し、また前側中心孔bにはドリル8を回転自在且つその回転中心線方向の摺動変位自在且つ密状に案内することを主たる作用とする案内孔33aを具備した前記案内部材33を嵌着固定させており、さらに上下向き孔31bの上端には前記空気吸引通路30先端を連通させている。この際、斜め向き孔31cのうち案内部材33と閉塞用筒部材36との間に存在した空間が、ドリル8の元部を密閉状に包囲するものとなる刃具元部密閉囲い室s0をなす。
【0021】
各ドリル8に対応した案内部材33の前方には、図5及び図6等に示すように案内孔33の刃具出口側に位置されたワークw表面部分で前記案内孔33a近傍の切込側箇所を包囲するものとしたワーク側密閉囲い室s1が形成してあり、この囲い室s1はガイドプレート31の前面部分にボルト固定されたフード部材37と、このフード部材37の左右端面に対向状にボルト固定された一対の囲い板部材38、38とからなっている。この際、フード部材37は図5〜図7に示すように斜面部e、左右巾中央突起部e1及び円弧面部fを有すると共に、円弧面部fの中央部に漏斗状の凹み孔gを形成し、この凹み孔gの奥部に前記案内部材33の先部が嵌挿される透孔を形成し、さらにこの透孔を取り巻く箇所に凹み孔g内の空間と前記した各側方孔c1〜c6の前端とを連通させるための6つの吸引孔h1〜h6を形成したものとなす。また一対の囲い板部材38、38はその先端縁が図6に示すようにフード部材37の円弧面部fから適当寸法だけ突出した状態となす。
【0022】
前記空気噴出部32は、前記案内孔33aからワークw形状に関連した特定寸法だけ前方へ離れて位置され且つ外形がワークw形状に関連した特定形状となされるのであって、即ち、図示例では前記上下向き案内孔31bに密状且つ摺動変位自在に嵌挿される円形棒になし、この円形棒の下端に細径部32aを形成し、中心部には空気供給孔32bを透設し、この供給孔32bの下端に閉塞用埋込み部材39を螺着させたものとなされている。そして、空気噴出部32の下部外周面の特定位置には前記案内孔33aに案内されたドリル8の先部が密状に進入するものとなる円形断面の凹み部32c(図7参照)が形成してあり、この凹み部32cの奥部にドリル8先端へ向けて空気を噴出するものとした空気噴出口32dを形成している。この際、空気噴出部32をなす円形棒は上下向き案内孔31aの上下端に嵌合固定された軸受筒40により円滑に案内される。
【0023】
空気噴出部32の上方近傍には空気噴出部32を上下駆動するための単一の油圧シリンダ装置41が設けてある。この油圧シリンダ装置41は上板部材18の上面に支持部材42を介して上下向きに固定させてあり、図4に示すように、その出力軸41aの下端に結合部材43を固定し、この結合部材43に各空気噴出部32の上端を固定させている。結合部材43には長さ途中をホースで形成された空気供給管44の先端が接続されると共に、この空気供給管44と各空気噴出部32の空気供給孔32bとを連通させるための連通孔43aが形成されている。さらに前記支持部材42の左右箇所には、油圧シリンダ装置41で上下変位される過程で、結合部材43の左右箇所を上下方向へ案内するための案内棒手段45(図1参照)が設けてある。
【0024】
この実施例で工作されるワークwはエンジンのシリンダブロックであり、これについて図2及び図6等を参照して説明すると、上部の内方に図示しないピストン挿入孔を有し、下部をクランク室壁iとなされると共に、クランク室壁iの内方の前後方向の適当間隔箇所に仕切壁部jを備え、この仕切壁部jに、クランクシャフトの主軸部の上部を覆う軸受上半部材を嵌合固定される半円状の溝部kを形成され、また溝部kの左右両側にネジ部m1とボルト案内部m2とを有するワーク空所部分としてのボルト植込み孔mを形成されるほか、溝部kの円弧面の巾中央に一定巾の油溝nを形成されてなる。
【0025】
次に、上記した工作機械によりワークwの溝部kの油溝n表面部分からボルト植込み孔mに渡る透孔を工作する際の工作機械及び、切粉の除去装置の作動について説明する。
図示しないワーク搬入手段により上下を逆向きとなされたワークwが搬送装置10のローラ12群上に搬入される。ローラ12群は図示しないモータの作動によりスプロケット13a、13bや無端状のチェーン14a、14bを介して回転されて図1〜図3に示すようにワークwを特定位置に移動させるのであり、この移動中、前後一対の案内板15a、15bはワークwの左右側部を案内し、クランプ部材21、21に対する前後位置を規制する。
【0026】
この規制に関連して、ワークw下方の油圧シリンダ装置20が伸張作動してクランプ部材21、21を上方へ変位させるのであり、これによりクランプ部材21、21の嵌合突起21a、21aがワークwの下面の嵌合部に嵌合された状態となり、この状態のまま、さらにクランプ部材21、21は上昇されてワークwを水平姿勢のまま上昇させ、遂にはワークwの上面を治具16の上板部材18の下面に押し当てる。この際、図8に示すように、上板部材18の下面の嵌合突起19がワークwの上面に形成された嵌合孔p1に嵌合してワークwの横方向位置を規制し、また上板部材18の下面の規制部材19aがワークwの上面に衝接してワークwをクランプ部材21、21上に押さえ付ける。これによりワークwはクランプ部材21、21と上板部材18との間に挟まれて加工位置に固定された状態となる。
【0027】
この状態ではガイドプレート31下部は図4に示すようにワークwに近接した状態となって、左右一対の囲い板部材38、38が図6に示すようにワークwの仕切壁jの壁厚の両側面を囲い、フード部材37の巾中央突起部e1が油溝nに略密状に嵌入し、そしてフード部材37の円弧状部f表面が油溝n及び溝部kの円弧面に略密状に近接するため、ワーク側密閉囲い室s1内の凹み部gの内方空間は大気側から略々遮断された状態となる。
【0028】
続いて、それまで短縮状態にあった上板部材18上の油圧シリンダ装置41が伸張作動され、結合部材43が下方変位する。これにより、空気噴出部32が上下向き案内孔31aに案内されて下方変位し、その大径部の下部がボルト植込み孔mのボルト案内部m2に密状に嵌挿され、また細径部32aがネジ部m1に内挿された状態となる。この際、ボルト植込み孔mのボルト案内部m2と空気噴出部32の大径部との隙間は小さい程好ましいが、例えば凡そ0.2mm〜0.5mm程度より大きくならないような密状となされる。
【0029】
一方では、主軸駆動モータ7を始動させて主軸6及びドリル8を回転させると共に、送りユニット3用の油圧シリンダ装置5を伸張作動させて切削ヘッドフレーム4を前進させる。これにより、ドリル8は回転しつつ閉塞用筒部材36の内孔に進入し、続いて案内部材33の案内孔33aに進入し、さらに案内孔33aの出口側から突出し、その先部が凹み部g内に達する。
【0030】
この状態の下で空気吸引装置29を作動させるのであり、この作動により、負圧が空気吸引通路30及び上下向き孔31bを経て刃具元部密閉囲い室s0に付与され、そして側方孔c1〜c6及び吸引孔h1〜h6を経てワーク側密閉囲い室s1の内方に付与される。
また圧縮空気供給部24には圧縮空気を空気供給管25に供給させるのであり、この際、空気供給管25に供給される圧縮空気には霧状切削液供給手段26により霧状切削液が混入される。そして、空気供給管25内に供給された圧縮空気は主軸6の中心孔6a内の内管部材27を経てドリル8の空気噴射孔8a、8bに達し、その先端開口から噴出される。
【0031】
この噴出された圧縮空気は、ワークwとワーク側密閉囲い室s1との隙間から流入する大気側の空気と一緒になってワーク側密閉囲い室s1内に流入し、一方では吸引孔h1〜h6及び側方孔c1〜c6のほか案内孔33aを通じて刃具元部密閉囲い室s0内に流入し、続いて上下向き孔31b及び空気吸引通路30を経て空気吸引装置29に達し、その後、切粉分離装置34を経て大気側に排出される。
【0032】
この後、刃具送りユニット3用の油圧シリンダ装置5の伸張作動によりドリル8が前進されると、ドリル8の先端はやがてワークwに達し、切削を開始する。
この切削により切粉が生成されるが、この切粉は空気吸引装置29により生成された空気流により殆どがワーク側密閉囲い室s1の凹み部gから吸引孔h1〜h6及び側方孔c1〜c6を通じて刃具元部密閉囲い室s0へ、そして少量ではあるが凹み部gから案内孔33aを通じて刃具元部密閉囲い室s0へ搬送され、続いて上下向き孔31b及び空気吸引通路30を経て切粉分離装置34に搬入されるのであり、ここで切粉のみが分離されて落下し、切粉収集箱35内に収集される。
【0033】
ドリル8の切削がさらに進行すると、その先端はワークwの深部に達し、ドリル8自身の切粉排出作用は次第に小さくなるが、ドリル8の先端から噴出される空気がこの状態の下でも凹み部g内へ向けて勢いよく流れ、ワークwの深部で生成された切粉を効率的に凹み部g内へ向けて排出するのであり、従ってこれら切粉は確実にワークwから除去され切粉収集箱35内に収集される。なお、ワークwの深部に達したドリル8の摩擦箇所には霧状切削液供給手段26により空気供給管内の圧縮空気に混入された霧状切削液が均等に供給され、摩擦箇所を効果的に潤滑するものとなる。
【0034】
このようなドリル8の作用によりワークwに直状の孔xが加工され、この孔xがボルト植込み孔mのボルト案内部m2に達する直前に、圧縮空気供給部24から空気供給管44内に圧縮空気を供給させる。この供給された圧縮空気は連通孔43aを通じて空気噴出部32の空気供給孔32bに達し、その凹み部32cの奥部の空気噴出口32dから噴出され、凹み部32c周辺に圧縮された状態で存在するものとなる。
【0035】
従って、この後、ドリル8で加工された孔xが少しでもボルト植込み孔mに連通された状態となると、空気噴出部32の凹み部32cに存在する圧縮空気や空気噴出口32dから噴出する圧縮空気はドリル8の存在する孔x内に流れ込み、続いてドリル8の表面に沿ってフード部材37の凹み部gに流入し、またドリル8の先端から噴出される圧縮空気も空気噴出部32の凹み部32cから流れ込む圧縮空気に流れを逆向きとなされてそれまでと同様にドリル8に沿ってワーク側密閉囲い室s1内へ向けて流れるようになる。この空気の流れはドリル8の先端で生成される切粉をフード部材37の凹み部gへ向けて強力に移動させるのであり、これによりワークwに形成された孔xがボルト植込み孔mに通じた後にも、切粉はボルト植込み孔m内に侵入するのを確実に阻止される。
【0036】
そして、ドリル8がさらに前進移動されて図10に示すようにドリル8先端がワークwの肉部から出て空気噴出部32の凹み部32c内に進入すると、ワークwに形成された孔xのドリル出口側にはバリ等と称されるワーク変形部が張り出し状に形成されようとするが、空気噴出部32の大径部がボルト植込み孔mのボルト案内部m2に密状に嵌挿され且つドリル8先端が空気噴出部32の凹み部32c内に密状に進入するため、ワーク変形部は成長することができず、また微小なワーク変形部が生じてもワークwから分離され、これが分離された状態の微小ワーク片は切粉と一緒になってワーク側密閉囲い室s1内へ向けて搬出される。
この際、空気噴出部32の凹み部32cの内周面とドリル8先端部の外周面との隙間は支障の生じない範囲で小さい程好ましいが、例えば凡そ0.5mm〜1.0mm程度より大きくならない程度の密状となされる。これにより、ワークwの溝部kの油溝n表面からボルト植込み孔mのボルト案内部m2に渡る孔xが実際上、ワーク変形部の生成されないに等しい状態で形成されるのであり、またワークwの切削により生じた切粉や微小ワーク片はボルト植込み孔m内に侵入することなくワークwの外方へ搬出される。
【0037】
ドリル8が空気噴出部32の凹み部32c内の予定位置まで進入された後は、刃具送りユニット3の油圧シリンダ装置5が短縮作動されてドリル8が元位置へ向け後退変位され、次に上板部材18上方の油圧シリンダ装置41が短縮作動されて空気噴出部32が元位置へ向け上昇変位され、次にワークwを支持した油圧シリンダ装置20が短縮作動され、ワークwは再び搬送装置10のローラ12群に支持された状態となる。
この後、チェーン14a、14bが駆動されて各ローラ12を回転させ、ローラ12群上のワークwを図示しないワーク搬出手段まで移動させ、ワーク搬出手段はこのワークwを他所へ移動させるように作動するのであり、以後は新しいワーク毎に上述したところと同じ作動を繰り返し行わせる。
【0038】
上記実施例は次のように変形できる。
即ち、空気噴出部32は上記の例ではガイドプレート31に対し上下作動可能となしたが、工作の条件によってはこれをガイドプレート31に固定させてもよい。
【0039】
またドリル8の案内部材33や刃具元部密閉囲い室s0等を省略して、ドリル8の周囲を単にワーク側密閉囲い室s1に準じた密閉囲い室で包囲させ、この囲い室の内方空間を空気吸引通路30に連通させた簡略構造となしてもよい。この際、ドリルの周囲を案内する必要のあるときは、この簡略構造に於いて案内部材33を付加した構造となす。
【0040】
さらにはドリル8先端の開口から噴出される空気は、空気噴出部32の空気噴出口32dから空気が噴出されている状況の下で、ドリル8先端がボルト植込み孔mに達したときに、停止させるように実施することも差し支えない。
【0041】
【発明の効果】
以上のように構成した本発明によれば、空気噴出部32を存在させたことにより、ワーク表面(溝部kの油溝n表面)からワーク空所部分(ボルト植込み孔m)に渡る孔xを、ワーク空所に切粉を侵入させることなく形成することができる。
【0042】
また請求項2、3、5又は6によれば上記効果のほかに次のような効果が得られるのであって、即ち、空気噴出部32に軸状回転刃具の密状に進入するものとなる凹み部32cを存在させたことにより、ワーク表面(溝部kの油溝n表面)からワーク空所部分(ボルト植込み孔m)に渡る孔xを、この孔xの端部にバリ等のワーク変形部を生じさせることなく且つ、ワークからバリ等が分離して出来た微小ワーク片をワーク空所部分内に侵入させることなく形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施された工作機械を示し、Aは側面図で、Bは正面図である。
【図2】前記工作機械の搬送装置や治具の周辺を示す側面視断面図である。
【図3】前記工作機械の主軸周辺を示す平面視断面図である。
【図4】前記工作機械に実施された吸引要部の作動状況を示す側面視断面図である。
【図5】前記工作機械のワーク側密閉囲い室周辺をその正面から見た図である。
【図6】図5のx−x部を示す断面図である。
【図7】前記工作機械のワーク側密閉囲い室周辺を示し、Aは側面図で、Bは図5のx1−x1部を示す断面図である。
【図8】図2に於いてワークを上昇させた状態を示す図である。
【図9】図8に於いてドリルをワーク側へ進出させた状態を示す図である。
【図10】前記工作機械による工作に於いてドリル先端が空気噴出部の凹み部に達した状態を示す作動状態説明図である。
【符号の説明】
8 ドリル(軸状回転刃具)
30 空気吸引通路(管部材)
32c 空気噴出部の凹み部
32d 空気噴出口
33a 案内孔
35 切粉収集箱(切粉収集部)
m ボルト植込み孔(ワーク空所部分)
w ワーク
s0 刃具元部密閉囲い室
s1 ワーク側密閉囲い室[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for removing chips generated by work and an apparatus therefor. Here, the chips include fine work pieces such as burrs separated from the work.
[0002]
[Prior art]
Cutting tool-side chips that let air blow out from the tip of the drill during cutting of workpieces by machine tool drills, and then direct this air along the drill surface toward the drill base before reaching the chip collector The airflow removing means has already been implemented by the present applicant.
[0003]
According to this chip airflow removing means, when cutting a workpiece with a drill, the chip generated in the deep part of the workpiece is smoothly and continuously cut by the air flowing from the tip of the drill toward the chip collector. Until it is efficiently removed from the cutting part of the workpiece.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
When cutting the range from the specific surface part of the workpiece through the workpiece meat part to the workpiece cavity part (bolt hole, etc.) using the above-mentioned cutting tool side chip airflow removal means, the drill tip is the workpiece meat part. In this state, the chips generated at the tip of the drill are accurately transported to the chip collection part by the air blown from the tip of the drill. Since the air ejected from the tip escapes into the work cavity portion, the chips are not carried out accurately, and the chips remain in the workpiece cavity portion. The remaining chips need to be strictly removed depending on the use and properties of the work cavity portion, and the work requires a lot of labor.
[0005]
Also, if the drill tip cuts the workpiece flesh and enters the workpiece cavity, a minute workpiece deformation part called return or burr occurs in the workpiece part of the entry part. However, depending on the use and properties of the work space portion, it is necessary to remove it exactly as in the case of chips, and this work requires a lot of work.
[0006]
The present invention is intended to address such problems, that is, when cutting a range from a specific surface portion of a workpiece through a workpiece meat portion to a workpiece cavity portion with a shaft-shaped rotary cutting tool, The purpose is to prevent the work deformation part called return or burr from occurring, in addition to allowing the chip collection part to efficiently remove the fine work piece separated from the work from remaining in the work cavity. And
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the apparatus for removing chips produced by a work according to the present invention, as described in claim 4, air is ejected from the tip of the cutting tool during the cutting of the workpiece by the axial rotary cutting tool of the machine tool. A cutting tool side chip airflow removing means for allowing this air to reach the cutting waste collecting part through a hole cut by the shaft-like rotary cutting tool, and a work cavity where the shaft-like rotary cutting tool should reach via the workpiece meat part. And an air ejection portion that ejects air toward the shaft-shaped rotary blade that is positioned and travels.
[0008]
When using the device of the present invention, the air ejection part is preliminarily positioned densely in a work cavity where the shaft-like cutting tool is to reach, and the shaft-like tool reaches a specific part of the air ejection part. In this state, the air is ejected from the air ejection portion, and the air is directed along the surface of the shaft-shaped blade to the blade tool base. According to this, when the shaft-shaped rotary blade reaches the work cavity portion, the air blown out from the air blowing portion is blown out toward the blade base, and the chips are driven out to the blade base. Cannot penetrate into the work cavity and is carried out to the chip collecting unit by the air ejected from the air ejecting part and the air ejected from the tip of the shaft-like rotary cutter.
[0009]
The above-described invention is preferably embodied as follows. That is, as described in claim 5, the air ejection portion has a recess portion into which the tip portion of the shaft-shaped rotary blade guided by the guide hole enters, and at the back of the recess portion. An air spout is formed.
[0010]
According to the configuration of this fifth aspect, even when the tip of the shaft-shaped rotary blade reaches the work space portion, the air ejection portion is densely present in the work space portion, and the tip portion of the shaft-shaped rotary blade is Since there are dents that enter densely, there is virtually no return or damage to the workpiece, called burr, which actually causes harm, and if it occurs, it is separated from the workpiece before it develops greatly. The workpiece deformation piece is carried out together with the chips to the chip collecting portion by the air jetted from the air outlet or the tip of the shaft-shaped cutting tool.
[0011]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a guide hole for inserting a shaft-like rotary blade having an opening for ejecting air forward at the tip thereof so as to be slidably displaceable in the rotation center line direction, and the guide A workpiece side enclosure chamber that surrounds the notch side portion in the vicinity of the guide hole at the workpiece surface portion located on the blade exit side of the hole, and an air suction passage for removing the air in the enclosure chamber by suction Forming an air ejection portion that ejects air toward the shaft-shaped rotary blade that is located and advances forward from the guide hole by a dimension related to the workpiece shape. The air ejection part has a recessed part into which the tip part of the shaft-shaped rotary blade guided by the guide hole enters, and an air ejection port is formed at the back of the recessed part.
[0012]
During cutting according to the invention of
[0013]
According to a seventh aspect of the present invention, the workpiece-side enclosure communicates with the air suction passage through the hole cut by the shaft-like rotary blade and the guide hole. According to this, the negative pressure is applied to a wide range in the axial direction of the cutting tool regardless of the change in the axial position of the shaft-like rotary cutting tool and the short guide hole in the workpiece side enclosure and the cutting tool base enclosure. In addition, the cutting tool base enclosure chamber passes the guide hole and carries the chips that have reached the cutting tool base to the chip collection unit.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 shows a machine tool embodying the present invention, A is a side view, B is a front view, FIG. 2 is a cross-sectional side view showing the periphery of the conveying device and jig of the machine tool, and FIG. FIG. 4 is a sectional view in plan view showing the periphery of the spindle of the machine tool, FIG. 4 is a sectional view in side view showing the operating state of the chip removal device implemented in the machine tool, and FIG. 5 is the periphery of the work-side sealed enclosure of the machine tool. FIG. 6 is a sectional view showing the xx portion of FIG. 5, and FIG. 7 is a sectional view showing the x1-x1 portion of FIG.
[0015]
In FIG. 1, 1 is a bed, 2 is a column standing and fixed on the
[0016]
[0017]
[0018]
The above is the schematic configuration of the machine tool. On the basis of such a configuration, the chip removing device according to the present invention is formed. Hereinafter, the chip removing device will be described in detail.
[0019]
28 is a chip suction main part provided in the vicinity of the
[0020]
The
The obliquely oriented hole 31c has a rear large-diameter hole a, a front center hole b, and six side holes c1, c2, c3, c4, c5 shown in FIG. c6, and these holes a, b, and c1 to c6 are in communication with each other. At this time, the rear large-diameter hole a is closed by tightly guiding the
[0021]
In front of the
[0022]
The
[0023]
A single hydraulic cylinder device 41 for driving the
[0024]
The workpiece w to be machined in this embodiment is a cylinder block of an engine. This will be described with reference to FIG. 2 and FIG. 6 and the like. A partition wall portion j is provided at an appropriate space in the front-rear direction inside the crank chamber wall i, and a bearing upper half member covering the upper portion of the main shaft portion of the crankshaft is provided on the partition wall portion j. In addition to forming a semicircular groove portion k to be fitted and fixed, and forming a bolt insertion hole m as a work space portion having a screw portion m1 and a bolt guide portion m2 on both left and right sides of the groove portion k, the groove portion An oil groove n having a constant width is formed at the center of the width of the arcuate surface of k.
[0025]
Next, the operation of the machine tool and the chip removal device when machining the through hole extending from the oil groove n surface portion of the groove portion k of the workpiece w to the bolt implantation hole m by the above-described machine tool will be described.
A workpiece w which is turned upside down by a workpiece loading means (not shown) is loaded onto the group of
[0026]
In relation to this regulation, the
[0027]
In this state, the lower part of the
[0028]
Subsequently, the hydraulic cylinder device 41 on the
[0029]
On the other hand, the spindle driving motor 7 is started to rotate the
[0030]
Under this condition, the
The compressed
[0031]
The jetted compressed air flows into the work side sealed enclosure chamber s1 together with the air on the atmosphere side flowing from the gap between the work w and the work side enclosed enclosure room s1, and on the other hand, suction holes h1 to h6. In addition to the side holes c1 to c6, it flows into the blade base sealing chamber s0 through the
[0032]
Thereafter, when the
Chips are generated by this cutting, and most of the chips are sucked from the recesses g of the work side hermetic enclosure s1 by the air flow generated by the
[0033]
As the cutting of the
[0034]
Due to the action of the
[0035]
Therefore, after that, when the hole x processed by the
[0036]
Then, when the
At this time, the gap between the inner peripheral surface of the recessed
[0037]
After the
Thereafter, the chains 14a and 14b are driven to rotate the
[0038]
The above embodiment can be modified as follows.
That is, in the above example, the
[0039]
Further, the
[0040]
Further, the air ejected from the opening at the tip of the
[0041]
【The invention's effect】
According to the present invention configured as described above, the presence of the
[0042]
Further, according to the second, third, fifth, or sixth aspect, the following effect can be obtained in addition to the above-described effect, that is, the shaft-like rotary cutter enters the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a machine tool embodying the present invention, in which A is a side view and B is a front view.
FIG. 2 is a side cross-sectional view showing the periphery of the conveying device and jig of the machine tool.
FIG. 3 is a plan view sectional view showing the periphery of the spindle of the machine tool.
FIG. 4 is a side sectional view showing an operating state of a main part of suction performed in the machine tool.
FIG. 5 is a view of the periphery of a work-side sealed enclosure of the machine tool as viewed from the front thereof.
6 is a cross-sectional view showing a portion xx in FIG. 5;
7 shows a periphery of a work-side sealed enclosure of the machine tool, A is a side view, and B is a cross-sectional view showing a portion x1-x1 in FIG.
FIG. 8 is a diagram showing a state in which the workpiece is raised in FIG. 2;
9 is a view showing a state in which the drill is advanced to the workpiece side in FIG. 8. FIG.
FIG. 10 is an operation state explanatory view showing a state in which a drill tip reaches a recessed portion of an air ejection portion in the machining by the machine tool.
[Explanation of symbols]
8 Drill (shaft-like rotary cutting tool)
30 Air suction passage (pipe member)
32c Recessed part of the air ejection part
32d air outlet
33a Guide hole
35 Chip collection box (chip collection part)
m Bolt hole (work cavity)
w Work
s0 Cutting tool base sealed enclosure
s1 Work side sealed enclosure
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