JPS63300806A - 振動切削装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明はドリルやミルなどの回転する切削刃物に振動
を与えるようにした切削装置に関するものである。

〔従来の技術〕

切削加工を目的とする工作機械において、ドリル、ミル
などの切削刃物に適当な振動を直接与えつつ切削加工を
行なうと切削速度、加工精度の向上、切削刃物の耐久性
の向上などの優れた効果が認められることが知られてい
る。

上記のようにドリル、ミルなどの切削刃物を振動させる
ための起振装置としては、発振機よりの周波数で励振さ
れた電わい型や磁わい型の振動子が多く用いられており
、その他にも電ｉｆ［動型、電気−油圧型、機械−油圧
型などが提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような従来のドリル、ミルなどの切削刃物の振動
手段は複雑な電気回路が必要なものや油圧シリンダなど
の大型で複雑な機能の高価な装置を必要とする点で問題
がある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の問題点を解決するために、この発明は工作機械の
主軸により駆動される入力軸と、切削工具取付部を有す
る出力軸との間には切削刃物の刃先の微小振動を受けて
振動し、刃先に打撃力を逆伝達する振動子を設けたもの
である。

〔作用〕

この発明は上記の構成であり、入力軸を工作機械の回転
主軸に固定し、この回転主軸とともに入力軸を回転し、
かつ前進させて工具取付軸に固定した切削刃物をワーク
に押し付けて切削を開始する。

上記の切削作用において、切削刃物の刃先に微小振動を
発生するが、この微小振動がシリンダ軸に伝達される。

このため、振動子も微小振動し、出力軸などに設けた傾
斜面を打撃するので、この打撃力が切削刃物の刃先に逆
伝達され、切削性が向上する。

〔実施例〕

第１図ないし第６図の第１の実施例において、１は入力
軸、２は出力軸であり、入力軸１の後部はテーパシャン
ク３となり、その前部に筒状のケース４がねじ込みによ
り固定しである。

ケース４の前部の小径の中心孔５には前記出力軸２の後
部が回転および進退自在に嵌合し、その後端の大径部７
はケース４の後部内の大径孔８内に遊嵌している。

また、出力軸２の後端面中央の凹部にはボール１０をは
め、このボール１０と入力軸１の前部中心の凹孔の間に
は出力軸２を前方に押すバネ１１を介在させる。

上記出力軸２のケース４に嵌合している部分には周溝１
２を設ける。この周溝１２の底面１３は出力軸２と同君
の小径円周状となっており、周溝１２の後部側面は出力
軸２の軸芯に直角の面となり、同周溝１２の前部側面は
多角形状の傾斜面１４となっている。

１５はケース４の前部寄りに設けた複数の横孔で、この
各横孔１５の内端には出力軸２に接触する球状の振動子
１６を遊嵌する。

上記の各振動子１６の後部にはそれぞれバネ１８を設け
、その後端をボール１９にて支持する。

２１はトルク調節筒で、その内周後部の雌ネジをケース
４の外周の雄ネジ２０にねじ込んで、回動により進退し
得るようにし、同調節筒２１の前部内周には旧法がりの
テーパ面２２を形成して、このテーパ面２２によりボー
ル１９を支持するようにする。

上記の実施例の作用を説明すると、テーバシャンク３を
利用して工作機械の回転主軸に入力軸１を固定し、出力
軸２の先端の刃物取付部２３にドリルなどの切削刃物を
取付けて、主軸の回転と前進により切削刃物をワークへ
切り込む。

最初の第１図、第４図の状態（切削刃物がワークに当接
していない状態）のときは、振動子１６が周溝１２の底
面１３に接しているから入力軸１が回転しても出力軸２
は回転しない。

入力軸１をさらに前進して切削刃物がワークに当接する
と、バネ１１が圧縮されて振動子１６が第２図、第５図
のように傾斜面１４に乗り上げる。

このため、入力軸１と出力軸２は結合し、入力軸１のト
ルクが出力軸２に伝わって切削加工が始まる。

こうして切削刃物の刃先がワークに切り込むと、その刃
先に微小振動が発生し、この振動が切削刃物を介して出
力軸２に伝達される。

出力軸２が振動すると、これに接している振動子１６が
軸方向、径方向に振動し、傾斜面１４を打撃する。

上記のような振動子１６の打撃力が刃先に逆伝達されて
切削性を向上させる。

また、切削中に何らかの原因で出力軸２に異常トルクが
発生すると、バネ１８が圧縮されて振動子１６が傾斜面
１４間の山を乗り越えて入力軸１と出力軸２の結合を解
き出力軸１からのトルクが切削刃物に伝わらないように
して切削刃物の切損を防止する。

さらに、切削刃物の切削速度に比較して入力軸の送りが
強過ぎる場合、出力軸２が後退し第３図、第６図のよう
に、傾斜面１４の前の出力軸２の外周面に接触してトル
クの伝達を中止するとともに、妙 入力軸１の軸方向の動きも出力軸２伝わらないようにし
て切削刃物の切損を防止するトルクリミッタ機能を光重
する。

第７図ないし第９図は第２の実施例を示すもので、第１
の実施例と同じ部分は同一の符号を付は説明を省略し、
異なる部分のみを説明する。

この例の場合、出力軸２の中間部にフランジ２５を設け
、それより後方の出力軸２の外側に進退筒２６を嵌装し
て、進退筒２６とケース４とをスライドキー２８によっ
て進退運動は許容し、回転は一体となるように結合し、
前記フランジ２５の後面と、進退筒２６の前面に複数の
テーパ凹孔２Ｓ、３０をそれぞれ設けてこの両凹孔２９
．３０に振動子１６を係合させる。

ケース４に設けた複数の横孔１５の内端に位置するボー
ル３１は進退筒２６の後端外周、のテーパ状傾斜面３２
に接触させる。

３５はケース４の前部にはめ込み、その後端内周の雌ネ
ジを雄ネジ２０にねじ込んで固定したベアリング固定筒
で、固定筒とフランジ２５間にテーパベアリング３６を
取付け、さらにケース４内の後部と出力軸２の後端間に
もテーパベアリング３７を取付ける。

上記の実施例の場合、第７図の状態では振動子１６がテ
ーパ凹孔２９．３０に係合して入力軸１と出力軸２を一
体に結合しているから、入力軸１のトルクは出力軸２に
伝達され、第１の実施例と同様に刃先の微小振動が振動
子１６に伝わり、これにより振動子１６を振動させてテ
ーバ凹孔２９を打撃し、この打撃力を刃先に逆伝達する
。

また、出力軸２に異常トルクが発生したときは、ボール
３１がバネ１８を圧縮し、進退筒２６を後退させ、振動
子１６がテーパ凹孔２Ｓ、３０から脱出して入力軸１を
空転させ、切削刃物の切損などを防止するトルクリミッ
タ機能が発揮される。

なお、上記の何れかの実施例においてもトルク調節筒２
１を回転させて進退させることによりそのテーパ面２２
でボール１９を押してバネ１８の強さを加減し、伝達ト
ルクを調節できる。

〔効果〕

この発明は上記のように入力軸を工作機械の回転主軸に
固定し、回転主軸とともに入力軸を回転し、かつ前進さ
せて工具取付軸に固定した切削刃物をワークに押し付け
て、切削加工を行なっている状態で切削刃物の刃先に微
小振動が発生する。

この微小振動が出力軸に伝達され、これにより振動子も
微小振動し、出力軸の傾斜面を打撃するので、この打撃
力が逆に切削刃物の刃先に伝達されるものであるから、
切削刃物の刃先の振動が有効に利用されて切削速度を速
くできる。また、仕上げ面の粗度が小さくなり、寸法精
度が向上する。

異常トルクが発生した場合には入力軸からのトルクの伝
達を絶って、切削刃物の１員傷を防止するトルクリミッ
タ機能も得られる。切削刃物は、ワークに当接して初め
て回転するので加工中心の位置決めが正確にできるなど
の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図はこの発明の切削装置の第１の実施
例を示す各状態の要部縦断側面図、第４図は第１図Ｎ−
１’／線の横断面図、第５図は第２図のＶ−Ｖ綿の横断
面図、第６図は第３図ｖｔ−ｖｒ線の横断面図、第７図
は第２の実施例を示す要部縦断側面図、第８図、第９図
は第７図の■−■線とＩＸ−ＩＸ線の横断面図である。 １・・・・・・入力軸、２・・・・・・出力軸、４・・
・・・・ケース、１１．１８・・・・・・バネ、１４・
・・・・・多角形の傾斜面、１６・・・・・・振動子、
２１・・・・・・トルク調節筒、２２・・・・・・テー
パ面、３２・・・・・・テーパ状の傾斜面。 特許出願人　　日本ニューマチック工業株式会社同　代
理人　　鎌　　　　１）　　　文　　　　二”；４Ｓ　
１０ → 亭３Ｉ７１ εｌ５２Ｉ′１

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）工作機械の主軸により駆動される入力軸と、切削
   工具取付部を有する出力軸との間に、切削刃物の刃先の
   微小振動を受けて振動し、刃先に打撃力を逆伝達する振
   動子を設けたことを特徴とする振動切削装置。
2. （２）入力軸と出力軸とを、出力軸に過大トルクが働い
   たとき結合を解くトルクリミッタ機能を有する結合手段
   で結合したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の振動切削装置。