JPH067841Y2 - Vibration cutting equipment - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、切削工具を振動させることで加工効率の向上
を図った振動切削用装置に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial field of application] The present invention relates to a vibrating cutting device in which machining efficiency is improved by vibrating a cutting tool.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来より、超音波振動する加工工具を砥粒スラリを介し
てワークに押し付け、超音波振動によって加速された砥
粒によってワークを加工する装置が知られている（実開
昭５７−１００４４４号公報参照）。2. Description of the Related Art Conventionally, there is known an apparatus that presses a machining tool that vibrates ultrasonically onto a work through an abrasive grain slurry and processes the work with abrasive grains accelerated by ultrasonic vibration (see Japanese Utility Model Publication No. 57-10044). ).

この種の超音波加工機は、一般に、硬くて他の方法によ
る加工が困難な材料に対し穴あけ加工や切断加工などを
行うのに用いられる。This kind of ultrasonic processing machine is generally used to perform drilling and cutting on a material that is hard and difficult to process by other methods.

また、加工品の表面をバイトによって切削することを可
能にした超音波振動切削装置も提案されている。（特公
昭３７−１４５９５号公報参照）。この超音波振動切削
装置では、バイトの後端側に上下方向に振動する超音波
振動子を取り付け、バイトをその曲げ振動の固有振動数
で強制振動させる。これにより、バイトの軸方向および
上下方向に垂直な振動節線が、バイトの軸方向に沿って
複数個発生する。この内２か所の振動節線を中心とし
て、支持軸をそれぞれバイトに貫通して固着し、各支持
軸の両端が微小回動可能なように保持具によって支持軸
を締めつける。Further, an ultrasonic vibration cutting device capable of cutting the surface of a processed product with a cutting tool has also been proposed. (See Japanese Patent Publication No. 37-14595). In this ultrasonic vibration cutting device, an ultrasonic vibrator that vibrates vertically is attached to the rear end side of the cutting tool, and the cutting tool is forcedly vibrated at the natural frequency of the bending vibration. As a result, a plurality of vibrating nodal lines perpendicular to the axial direction and the vertical direction of the cutting tool are generated along the axial direction of the cutting tool. The support shafts are respectively penetrated and fixed to the cutting tool around the vibration node lines at two places, and the support shafts are tightened by the holders so that both ends of each support shaft can be finely rotated.

このような構成によれば、振動節線を中心とする振動節
線近傍の実質的な微小回動を妨げることなく、バイトの
刃先を微小振動させることができる。According to such a configuration, the cutting edge of the cutting tool can be slightly vibrated without interfering with substantially minute rotation around the vibrating node line about the vibrating node line.

〔考案が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

ところが、上記従来の超音波振動切削装置では、バイト
における曲げ振動のみをもってバイトの刃先を振動させ
るものであるから、刃先の振動振幅を増大させるのに一
定の限界があり、切削効率の向上が制限されるという問
題点が有る。However, in the above-mentioned conventional ultrasonic vibration cutting device, since the cutting edge of the cutting tool is vibrated only by the bending vibration in the cutting tool, there is a certain limit to increase the vibration amplitude of the cutting edge, and improvement in cutting efficiency is limited. There is a problem that it is done.

さらに、バイトに与えられる振動のエネルギーの一部
は、支持軸と支持軸を締めつける保持具との間で発生す
る摩擦によって失われるため、刃先の振動振幅の増大
は、一層制限されるという問題点も有る。しかも、支持
軸を２か所の振動節線に設けているため、摩擦損失がよ
り増大する。Further, since a part of the vibration energy applied to the cutting tool is lost due to the friction generated between the support shaft and the holder that tightens the support shaft, the increase in the vibration amplitude of the cutting edge is further limited. There is also. Moreover, since the support shaft is provided at the two vibration node lines, the friction loss is further increased.

保持具の中で支持軸を微小回動させなければ、振動節線
近傍の実質的な微小回動を妨げ、バイトの曲げ振動を大
きく制限することになるので、上記の構成では、摩擦損
失が不可避であった。If the support shaft is not slightly rotated in the holder, it will substantially prevent minute rotation in the vicinity of the vibrating nodal line and greatly limit the bending vibration of the bite. It was inevitable.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本考案に係る振動切削用装置は、上記問題点を解決する
ために、振動を発生する振動発生手段を切削工具に取り
付け、上記振動発生手段による振動によって上記切削工
具の切刃部が振動するようにした振動切削用装置におい
て、上記振動発生手段による振動によって上記切削工具
の軸上に生じる振動節部位のうちの一つに、上記振動発
生手段の振動方向および上記切削工具の軸方向の双方に
対して略直角な方向に延びる支持部材を固着するととも
に、上記支持部材の両端を支持台に固定したことを特徴
としている。In order to solve the above problems, the vibration cutting device according to the present invention is provided with a vibration generating means for generating vibration in a cutting tool so that the cutting edge portion of the cutting tool vibrates by the vibration generated by the vibration generating means. In one of the vibration node parts generated on the shaft of the cutting tool by the vibration of the vibration generating means, in both the vibration direction of the vibration generating means and the axial direction of the cutting tool. It is characterized in that a supporting member extending in a direction substantially perpendicular thereto is fixed, and both ends of the supporting member are fixed to a supporting base.

〔作用〕[Action]

上記の構成によれば、切削工具を支持する支持部材は、
振動部位を中心とする振動節部位近傍の微小回動によっ
て、回動方向に力の作用を受けるが、支持部材の両端が
固定されているため、支持部材に捩じれが発生し、この
捩じれを元に戻そうとする復元力が生まれる。したがっ
て、回動方向の力と復元力との作用によって、支持部材
は捩じり振動をする。According to the above configuration, the support member that supports the cutting tool,
A force is applied in the direction of rotation by a minute rotation around the vibration node around the vibration part, but since both ends of the support member are fixed, twisting occurs in the support member, and this twisting causes The resilience to return to is born. Therefore, the support member vibrates torsionally due to the action of the force in the rotating direction and the restoring force.

この捩じり振動が、切削工具の曲げ振動を防げないと
き、捩じり振動は曲げ振動を増幅する働きをする。その
上、支持部材の表面を他の部材に摺接させることなく自
由な状態としながら、支持部材を保持することができる
ので、支持部材の摩擦損失が生じない。When the torsional vibration cannot prevent the bending vibration of the cutting tool, the torsional vibration serves to amplify the bending vibration. Moreover, since the support member can be held while the surface of the support member is in a free state without sliding contact with another member, friction loss of the support member does not occur.

しかも、切削工具に対する支持部材の取付け箇所を１箇
所にしているため、支持部材によるエネルギーの損失は
最小限に抑制される。Moreover, since the supporting member is attached to the cutting tool at one place, the energy loss due to the supporting member is suppressed to the minimum.

したがって、振動発生手段が切削工具に与える振動エネ
ルギーは、ほとんど切削工具の曲げ振動に有効に用いら
れることになり、切刃部の振動振幅を従来より増大させ
ることができ、切削加工の効率を一段と向上させること
が可能となる。Therefore, the vibration energy given to the cutting tool by the vibration generating means is almost effectively used for the bending vibration of the cutting tool, the vibration amplitude of the cutting edge can be increased more than before, and the efficiency of cutting is further improved. It is possible to improve.

〔実施例〕〔Example〕

本考案の一実施例を第１図ないし第３図に基づいて説明
すれば、以下の通りである。An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 3.

本考案にかかる振動切削用装置において、第１図に示す
ように、切削工具としては例えばバイト１が使用される
が、このバイト１は、その切刃部１ａが、チャッキング
装置２に把持されて回転状態に設けられたワーク３の端
面に当接されており、Ａ方向に移動することで上記ワー
ク３の端面を切削加工し得るようになっている。バイト
１の後端側には、超音波振動を発生する振動発生手段と
しての振動子４が取り付けられている。上記バイト１は
上記振動子４によって振動するのであるが、その場合、
バイト１の軸上には１つ若しくは複数の振動節が発生す
る。そして、この振動節のうちの一つである振動節部位
Ｂにおいて、このバイト１を支持する支持部材５が固着
されている。なお、この固着は溶接によるものであって
もよく、或いは、テーパ嵌合などによるものであっても
よい。また、上記支持部材５は、上記振動子４の振動方
向（Ｃ−Ｄ方向）および上記バイト１の軸方向（Ｅ−Ｆ
方向）の双方に対して略直角な方向に延びるように設け
られるとともに、その両端が支持台としての支持ブロッ
ク６・６に固定されて捩じり動作可能に設けられてい
る。そして、これら支持ブロック６・６は、工具台７上
において固定状態に設けられている。In the vibration cutting device according to the present invention, as shown in FIG. 1, for example, a cutting tool 1 is used as a cutting tool, and the cutting edge portion 1a of the cutting tool 1 is gripped by a chucking device 2. Is in contact with the end surface of the work 3 provided in a rotating state, and by moving in the direction A, the end surface of the work 3 can be cut. On the rear end side of the cutting tool 1, a vibrator 4 as a vibration generating means for generating ultrasonic vibration is attached. The bite 1 vibrates by the vibrator 4, but in that case,
One or more vibrating nodes occur on the axis of the cutting tool 1. Then, at a vibrating node portion B which is one of the vibrating nodes, a support member 5 that supports the cutting tool 1 is fixed. Note that this fixing may be performed by welding, or may be performed by taper fitting or the like. Further, the support member 5 is arranged so that the vibrating direction of the vibrator 4 (CD direction) and the axial direction of the cutting tool 1 (EF).
(Direction) and is provided so as to extend in a direction substantially perpendicular to both directions, and both ends thereof are fixed to support blocks 6 serving as support bases so as to be twistable. The support blocks 6 are fixedly provided on the tool base 7.

上記の構成によれば、振動子４によってバイト１には曲
げ振動が生じる一方、このバイト１を支持する支持部材
５には上記バイト１の曲げ振動によって捩じり振動が生
じる。また、支持部材５の表面は他の部材に摺接するこ
となく、自由な状態となっているので、支持部材５にお
ける摩擦損失が無い。したがって、振動子４がバイト１
に与える振動エネルギーは、バイト１の曲げ振動と支持
部材５の捩じり振動とに用いられ、しかも捩じり振動の
エネルギーは曲げ振動のエネルギーに還元されるから、
振動子４の振動エネルギーのほとんどをバイト１の曲げ
振動に有効に使うことが可能になる。According to the above configuration, bending vibration is generated in the cutting tool 1 by the vibrator 4, while torsional vibration is generated in the supporting member 5 supporting the cutting tool 1 due to the bending vibration of the cutting tool 1. Further, since the surface of the support member 5 is in a free state without sliding contact with other members, there is no friction loss in the support member 5. Therefore, transducer 4 is byte 1
The vibrational energy given to is used for the bending vibration of the cutting tool 1 and the torsional vibration of the support member 5, and the energy of the torsional vibration is reduced to the energy of the bending vibration.
Most of the vibration energy of the vibrator 4 can be effectively used for the bending vibration of the cutting tool 1.

この結果、第３図において仮想線で示すように、バイト
１の刃先部１ａにはこれら両振動が重ね合された大きな
振幅を有する振動が生じることになる。すなわち、第２
図に示すように、上記曲げ振動によってバイト１の刃先
部１ａには振幅Ｘの振動が生じ、この振幅Ｘの振動の上
端および下端に、上記捩じり振動に基づく振幅Ｙの振動
がそれぞれ加わって大きな振幅Ｚの振動が得られるので
ある。As a result, as shown by the phantom line in FIG. 3, the cutting edge 1a of the cutting tool 1 produces vibration having a large amplitude in which both these vibrations are superposed. That is, the second
As shown in the figure, the bending vibration causes vibration of amplitude X in the cutting edge portion 1a of the cutting tool 1, and vibrations of amplitude Y based on the torsional vibration are applied to the upper and lower ends of the vibration of amplitude X, respectively. Therefore, a vibration having a large amplitude Z can be obtained.

このように、バイト１の刃先部１ａにおいて大きな振幅
の振動が得られると、切削加工の効率を一段と向上させ
ることができる。In this way, when vibration with a large amplitude is obtained at the cutting edge portion 1a of the cutting tool 1, the efficiency of cutting can be further improved.

〔考案の効果〕[Effect of device]

本考案の振動切削用装置は、以上のように、振動を発生
する振動発生手段を切削工具に取り付け、上記振動発生
手段による振動によって上記切削工具の切刃部が振動す
るようにした振動切削用装置において、上記振動発生手
段による振動によって上記切削工具の軸上に生じる振動
節部位のうちの一つに、上記振動発生手段の振動方向お
よび上記切削工具の軸方向の双方に対して略直角な方向
に延びる支持部材を固着するとともに、上記支持部材の
両端を支持台に固定した構成である。As described above, the vibration cutting device of the present invention has a vibration generating means for generating vibration attached to a cutting tool, and the cutting blade portion of the cutting tool is vibrated by the vibration generated by the vibration generating means. In the device, one of the vibration node portions generated on the shaft of the cutting tool by the vibration of the vibration generating means is substantially perpendicular to both the vibration direction of the vibration generating means and the axial direction of the cutting tool. A support member extending in the direction is fixed, and both ends of the support member are fixed to a support base.

それゆえ、支持部材における摩擦損失を無くしたこと
と、支持部材が切削工具の振動を増幅する捩じり振動を
することとによって、切削工具の切刃部に発生する振動
の振幅量を従来より増大させることができ、切削加工の
効率を一段と向上させることができるという効果を奏す
るものである。Therefore, by eliminating the friction loss in the support member and by causing the support member to perform the torsional vibration that amplifies the vibration of the cutting tool, the amplitude amount of the vibration generated in the cutting edge portion of the cutting tool can be made smaller than in the conventional case. The effect is that it can be increased and cutting efficiency can be further improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第１図ないし第３図は本考案の一実施例を示すものであ
って、第１図は振動切削用装置の平面図、第２図はその
Ｇ−Ｇ矢視断面図、第３図は振動切削用装置の斜視図で
ある。 １はバイト（切削工具）、１ａは切刃部、３はワーク、
４は振動子（振動発生手段）、５は支持部材、６は支持
ブロック（支持台）である。1 to 3 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a plan view of a vibration cutting device, FIG. 2 is a sectional view taken along the line GG, and FIG. It is a perspective view of an apparatus for vibration cutting. 1 is a bite (cutting tool), 1a is a cutting edge portion, 3 is a work,
Reference numeral 4 is a vibrator (vibration generating means), 5 is a support member, and 6 is a support block (support base).

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項１】振動を発生する振動発生手段を切削工具に
取り付け、上記振動発生手段による振動によって上記切
削工具の切刃部が振動するようにした振動切削用装置に
おいて、 上記振動発生手段による振動によって上記切削工具の軸
上に生じる振動節部位のうちの一つに、上記振動発生手
段の振動方向および上記切削工具の軸方向の双方に対し
て略直角な方向に延びる支持部材を固着するとともに、
上記支持部材の両端を支持台に固定したことを特徴とす
る振動切削用装置。1. A vibration cutting device, wherein vibration generating means for generating vibration is attached to a cutting tool, and the cutting edge portion of the cutting tool vibrates by the vibration generated by the vibration generating means. A support member extending in a direction substantially perpendicular to both the vibration direction of the vibration generating means and the axial direction of the cutting tool is fixed to one of the vibration node portions generated on the axis of the cutting tool by ,
An apparatus for vibration cutting, characterized in that both ends of the support member are fixed to a support base.