JPH02185343A - 転削工具の切屑排出機構 - 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、例えば正面フライス等、主として平面切削
に用いられる転削工具に係り、詳しくは切削に伴って生
成される切屑を逐次処理できる転削工具に関する。

［従来の技術］ 被削材の平面加工に用いられる転削工具の一例として、
従来より、第７図ないし第９図に示す正面フライスが知
られている。

これらの図に示すように、この正面フライスは、略円筒
状をなすカッタ本体１の先端外周部に、該カッタ本体ｌ
の先端面及び外周面に向けて開口する凹溝２が周方向等
間隔に複数形成され、これら凹溝２内に、スローアウェ
イチップ（以下、チップと略称する。）３が、クランプ
ネジ４で締め込まれる楔部材５によって着脱自在に装着
される一方で、各チップ３のすくい面３ａと向かい合う
カッタ本体１の外周面に、壁面円弧状をなすチップポケ
ット６が形成され、さらにカッタ本体ｌの中心に該カッ
タ本体１を軸線方向に貫く中心孔７が形成されてなるも
のである。

このように構成された正面フライスは、機械本体の主軸
８にキー９を介して取り付けられたアーμｌＯの嵌合軸
１１に中心孔７が嵌合された上で締付はポル１−１２に
より締結されて主軸８と一体化される。そしてこの状態
で、カッタ本体ｌが主軸８によっ−て軸線回りに回転せ
しめられると共に軸線と直交する方向に送られて、チッ
プ３が被削材を平面加工してゆくようになっており、こ
のとき生成される切屑は、す（い面３ａからチップポケ
ット６の壁面に誘導されて丸め込まれた上でカッタ本体
１の周方向外方へ排出される。

［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は、生成される
切屑を単にその周方向外方へ誘導排出するのみであるた
め、カッタ本体１の回転に伴って切屑が機械周囲へと広
く飛散し、この結果作業環境が悪化するのみならず、と
きとして作業に危険性が生じ、また、切削終了後の切屑
処理にも相当の時間を要するという欠点があった。

また、切削を継続するにつれて切屑が被削材や機械のテ
ーブル等に徐々に堆積してゆ（ため、これら切屑の熱に
よって被削材や機械に熱変形が生じて加工精度が劣化し
たり、あるいはチップ３に切屑が噛み込まれて切削面の
品位が損なわれる欠点もあった。

さらに、機械の周囲に飛散した切屑が機械の摺動面等に
入り込んで、機械自身の精度劣化や寿命低下を招くおそ
れもあった。

この発明は、このような背景の下になされたもので、切
削に伴って生成される切屑を周囲に飛散させることなく
処理できる転削工具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、この発明の転削工具は、カ
ッタ本体の周面外方に、該カッタ本体を覆いかつその先
端がカッタ本体の先端に向けて開口する筒体が、カッタ
本体に対して相対的に回転自在な状態で配設され、この
筒体の内周面とカッタ本体の基端側周面との間に、カッ
タ本体の径方向外方に向けて膨出するポンプ室が形成さ
れ、このポンプ室内のカッタ本体周面に、カッタ本体の
径方向外方に突出する羽根がカッタ本体の周方向に沿っ
て複数配設され、上記筒体の先端開口部からポンプ室の
内周側に連通ずる吸入路が形成され、上記ポンプ室の外
周側に、上記筒体を貫いて上記ポンプ室の内外に連通ず
る排出口が形成されてなるものである。

また、より確実に切屑を処理するには、上記カッタ本体
先端に、上記切刃チップのすくい面と間隔をおいて対向
して、該切刃チップで生成される切屑を上記吸入路に導
く切屑案内部材を設けることが好ましい。

さらに吸引効率を向上させるには、上記羽根の外周側端
面と、上記筒体の内周面との隙間を、カッタ本体の周方
向に沿って上記排出口に近付くに従って漸次拡大させる
ことが好ましい。

また、上記羽根としては、カッタ本体の径方向外方に向
かうに従って漸次カッタ回転方向後方側に湾曲する渦巻
翼状のものが適している。

［作用］ 上記構成の転削工具によれば、カッタ本体の回転に伴っ
て生じる遠心力により、ポンプ室内周側の空気は羽根に
沿ってポンプ室の外周側に導かれ、さらには筒体の内周
面に沿って案内されて排気口から排出される。このため
、ポンプ室の内周側には負圧が生じ、筒体の先端開口部
の周囲の空気が、吸入路を介してポンプ室の内周側に吸
引される。

従って、切刃チップで生成された切屑は吸入空気と共に
筒体の先端開口部からポンプ室の内部へと吸引され、排
気口から排出される。

また、切刃チップのすくい面と対向する位置に切屑案内
部材を設けたものにあっては、切刃チップで生成される
切屑が切屑案内部材とチップすくい面との隙間を介して
筒体の先端開口部側に逐次導かれるので、より確実に切
屑を回収できる。

さらに、羽根の外周側端面と筒体の内周面との間の隙間
を排気口に近付くにつれて拡大させたものにあっては、
ポンプ室の外周側を排気口に向けて案内される空気の量
がポンプ室の排気口に近付くに従って増大しても、ポン
プ室の下流側に背圧が生じないので、ポンプ室の内周側
への吸入効率が損なわれない。

［実施例］ 以下、第１図ないし第４図を参照して、本発明の一実施
例を説明する。

第１図ないし第３図において符号１３はカッタ本体であ
る。このガツタ本体１３は、その中心部に該カッタ本体
１３を軸線方向に貫く中心孔１４が形成された略円筒体
である。このカッタ本体１３の先端拡径部の外周には、
周方向等間隔をおいて複数の凹溝１５が形成されている
。これら凹溝１５には平板状をなすチップ１６がクラン
プねじ１７で締め込まれる楔部材１８によって着脱自在
に装着され、各チップ１６の稜線に形成された切刃１９
の一つばカッタ本体１３の先端面より僅かに突出されて
いる。また、上記カッタ本体１３先端のチップすくい面
１６ａと対向する位置には、壁面が略円弧状をなすチッ
プポケット２０が形成されている。

上記カッタ本体１３の基端側はアダプタ２１と嵌合され
ている。このアダアブタ２１は、複数のボルト２２によ
って機械本体の主軸２３とスペーサ２４を介し工着脱自
在に装着されている。また、アダプタ２１の基端面とス
ペーサ２４の先端面との間には、該アダプタ２１を主軸
２３に対して芯合わせさせるためのセンタプラグ２５、
及び、主軸２３の回転をアダプタ２１に伝達するための
キー２６がそれぞれ介在されている。

アダプタ２１の先端側には、締付はワッシャ２７が連結
ボルト２８によって着脱自在に装着されている。この締
付はワッシャ２７の周面には径方向外方に延びる突起２
９が、周方向に等間隔をおいて形成されている。また、
カッタ本体１３の中心孔１４内周面にも、これら突起２
９と同数の小径突部３０が形成されており、これら小径
突部３０と突起２９とが係合されることにより、カッタ
本体１３は、その軸方向の移動が規制されてアダプタ２
１と連結されるようになっている。

また、アダプタ２１の先端面にはキー３１が、ボルト３
２によって取り付けられている。このキー３１は、アダ
プタ２１がカッタ本体１３と連結される際に、カッタ本
体１３の上記小径突部３０に連続する切欠部３３に周方
向遊動自在に嵌合され、上記突部２９と小径突部３０と
が係合された状態において切欠部３３のカッタ回転方向
く第２図中Ｙ１方向）前方側の壁面と係合してアダプタ
２１の回転をカッタ本体１３に伝達できるようになって
いる。さらに、キー３１は、上記締付はワッシャ２７の
裏面に形成されたキー溝３４とも係合され、これにより
アダプタ２１の回転は、締付はワッシャ２７にも伝達さ
れるようになっている。

第１図及び第２図に示すように、カッタ本体１３の周面
外方には、該カッタ本体１３を覆う筒体３５が配設され
ている。この筒体３５は、その基端部３５ａが、上記主
軸２３を回転自在に支持する主軸頭３６の前面にボルト
３７で気密に連結されている。また、筒体３５の先端部
３５ｂは、カッタ本体１３の先端周面に形成された上記
チップポケット２０の上部を覆う位置まで延長され、そ
の内周面とカッタ本体１３の先端部周面との間には僅か
の隙間が設けられている。この隙間量は、余りに小さい
と筒体３５の偏芯等による切刃１９の食い込みを招くお
それがあるため、少なくとも０　、５　ｍｍ以上確保す
ることが望ましく、また逆に過度に大きいと切屑吸引効
率の低下が免れないため、最大でも２ｆｉＩＩ１以内、
好ましくは１ｌｌＩＩｌ１以内に規制する必要がある。

飯た、筒体先端部３５ｂは、筒体中間部３５ｃとネジ３
５ｄにより連結されている。

筒体３５の中間部３５ｃは、筒体先端部３５ｂよりも拡
径され、その内周面と、カッタ本体１３の基端側周面に
連続するアダプタ２１の周面との間にはカッタ本体１３
の径方向外方に膨出するポンプ室３８が形成されている
。このポンプ室３８の内周側は、筒体先端部３５ｂとカ
ッタ本体１３の先端部周面との間に形成された吸入路３
９を介して筒体３５の先端開口部３５ｅと連通されてい
る。また、筒体中間部３５Ｃの周面には管状をなす排気
口４０が嵌合され、これによりポンプ室３８は外部と連
通されている。

さらに、第４図に示すように、筒体中間部３５Ｃの内周
面はカッタ本体１３の回転方向（図中Ｙ１方向）に沿っ
て上記排気口４０へと近付くにつれて漸次カッタ径方向
外方へと膨らむ渦巻状に形成され、これにより、ポンプ
室３８の断面積は、カバー回転方向に沿って排気口４０
に近付くに従って次第に増加させら°れるようになって
いる。

第１図及び第４図に示すようにポンプ室３８内のアダプ
タ２１の周面には、リング４１がボルト４１ａによって
着脱自在に装着されている。そして、このリング４１の
周縁部には８枚の羽根４１ｂがカッタ周方向に等間隔を
おいて形成されている。これら羽根４１ｂは、カッタ径
方向外方に向かうに従って漸次カッタ回転方向（第４図
中Ｙ１方向）後方側に湾曲する渦巻翼状に形成されてい
る。また、各羽根４１ｂの外周側端面と筒体中間部３５
ｃの内周面との隙間は、ポンプ室３８が最も狭くなる部
分く排気口４０よりも僅かにカッタ回転方向前方側寄り
の位置）において幾らか隙間があく程度とされている。

また、第１図ないし第３図に示すように、カッタ本体１
３先端の、各チップすくい面１６ａと対向する位置には
平板状をなす切屑案内部材４２が、ボルト４３によって
一体的に取り付けられている。

これら切屑案内部材４２は、その表面がカッタ本体１３
の先端面と路面−をなすようにカッタ軸方向に位置決め
されると共に、チップすくい面１６ａと対向する端面４
２ａとチップすくい面１６ａとの間に、チップ１６の切
刃１９で生成される切屑の通過を許容する隙間ｔがあく
ように、カッタ周方向に位置決めされている。

また、切屑案内部材４２の裏面には、端面４２ａ及び上
記チップポケット２０に向かって開口する溝部４４が形
成され、端面４２とチップすくい而１６ａとの間の隙間
ｔに沿って導かれる切屑を詰まらせることなくチップポ
ケット２０側に排出させる配慮がなされている。

以上のように構成された正面フライスを用いて平面切削
を行うには、まずアダプタ２１をボルト２２によって主
軸２３と連結し、また、筒体３５の中間部３５ｃを主軸
頭３６萌面にボルト３７によって固定する。なお、この
際筒体先端部３５ｂは筒体中間部３５ｃから取り外して
おく。

この後、第２図に２点鎖線で示すように、カッタ本体１
３の切欠部３３を締付はワッシャ２７の突起２９と対向
させた上でカッタ本体１３をアダプタ２１側に押し込ん
で、その基端側をアダプタ２１と嵌合させる。そして、
カッタ本体１３を、その小径突部３０と締付はワッシャ
２７の突起２９とが係合するまでカッタ回転方向（第２
図Ｙ１方向）と逆方向に回転させ、ついで連結ボルト２
８を締め付ける。これにより、カッタ本体１３は、アダ
プタ２１と締付はワッシャ２７との間に挟み込まれてそ
の軸方向の移動が阻止されると共に、切欠部３３に嵌合
されたキー３１によってその回転が拘束されて主軸２３
と連結される。

以上によりカッタ本体１３の主軸２３への装着作業が完
了した後、筒体３５の先端部３５ｂをネジ３５ｄによっ
て筒体中間部３５ｃと連結してカッタ本体１３の周面を
覆う。そして、カッタ本体１３を第２図Ｙ１方向へ軸線
回りに回転させると共に軸線と直交する方向に送り出す
ことにより、チップ１６の切刃１９で被削材を切削して
ゆ（。

このとき、チップ１６のすくい面１６ａに沿って生成さ
れる切屑は、切屑案内部材４２の端面４２ａとチップす
くい面１６ａとの間の隙間ｔに導かれてチップポケット
２０内に排出される。

一方、カッタ本体１３の回転に伴ってポンプ室３８の内
周側の空気は羽根４１ｂに押し付けられてカッタ回転方
向前方側に押し出されるが、これらの空気には同時にカ
ッタ本体１３の径方向外方を向（遠心力が作用するため
、結果としてポンプ室３８内周側の空気は逐次羽根４１
ｂに沿ってポンプ室３８の外周側へと導かれる。

そして、ポンプ室３８の外周側に送り出された空気は、
筒体中間部３５ｃの内周面に沿って排気口４０へと導か
れ、該排気口４０から排出される。

この結果、ポンプ室３８の内周側には負圧が生じ、ポン
プ室３８の内周側と吸入路３９を介して連通ずる筒体３
５の先端開口部３５ｅからはチップ１６周辺の空気が逐
次吸引される。

ポンプ室３８の内周側に負圧が生じると、切屑案内部材
４２に案内されてチップポケット２０に排出された切屑
は、空気と共にポンプ室３８の内周側に吸引される。そ
して、吸引された切屑は、空気と共に逐次ポンプ室３８
の外周側に導かれて排気口４０から排出される。

なお、この場合、ポンプ室３８の外周側を排気口４０に
向けて案内される空気の量は、筒体３５の先端開口部３
５ｅ全周から空気が吸引されることから排気口４０に近
付くにつれて漸次増大するが、ポンプ室３８の断面積が
排気口４０に近付くにつれて拡大させられているため、
空気量の増加によってポンプ室３８内の排気口４０近傍
に背圧が生じてポンプ室３８内周側からの空気の吸引効
率に影響を及ぼすことはない。

また、切削中にチップ１６を交換する必要が生じた場合
には、連結ボルト２８を緩め、ついでカッタ本体１３の
みを第２図Ｙ１方向へ回転させて締付はワッシャ２７の
突起２９とカッタ本体１３の小径突部３０との係合を解
除し、この後カッタ本体１３を筒体先端部３５ｂの内部
から取り出す。

そして、カッタ本体１３からチップ１６を取り外して新
たなチップと交換し、この後カッタ本体１３を再度締付
はワッシャ２７と係合させてアダプタ２１と連結すれば
良い。

以上説明したように、本実施例の正面フライスによれば
、切削時に生成される切屑が切屑案内部材４２によって
チップポケット２０に逐次誘導され、さらには羽根４１
ｂの回転によって生じる吸引力によりポンプ室３８の内
部に吸引されて排気口４０から排出されるため、生成さ
れる切屑を機械周囲に飛散させることなく排気口４０か
ら回収することができる。従って、作業環境が大幅に改
善されると共に切屑処理に要する時間も大幅に短縮され
る。また、被削材や機械本体のテーブル等に切屑が堆積
することもないので、被削材や機械の熱変形による加工
精度の劣化や切屑の噛み込みに伴う切削面品位の劣化も
生じず、さらには、機械本体の摺動面等への切屑の侵入
も無くなり機械本体の精度や寿命の低下も防止される。

また、本実施例では、締付はワッシャ２７とカッタ本体
１３とを係合させた状態で連結ボルト２８を操作するだ
けでカッタ本体１３を脱着でき、しかも連結ボルト２８
を操作する際にはカッタ本体１３を作業者が把持する必
要はない。従って、カッタ本体１３が筒体先端部３５ｂ
に覆われて把持困難であるにも拘わらず、カッタ交換作
業の作業性は何等損なわれない。

なお、本実施例では特に筒体３５を主軸頭３６に固定す
ることにより、筒体３５をカッタ本体１３の回転に対し
て拘束させて排気口４０からの切屑の回収を可能ならし
めているが、本発明の転削工具はこれに限るものではな
い。例えば、筒体３５をアダプタ２１に回転自在に支持
させておき、排気口４０にホース等を嵌合させることに
よってその回転を拘束しても切屑を回収でき、要するに
筒体３５は、カッタ本体１３に対して相対的に回転自在
に設けれてあれば良いのである。

また、本実施例は、羽根４１ｂの回転によって生じる遠
心力によりポンプ室３８の内周側に負圧が生じて吸引力
が発生するものであるから、吸引力の強さは、羽根４１
ｂの旋回径、すなわち羽根４１ｂの外周側の周速に大き
く依存することとなる。従って、羽根４１ｂの設計にあ
たっては許容される範囲でその旋回径を大きく取ること
が望ましい。

また、本実施例では特にチップ１６をカッタ本体１３に
着脱自在に装着するスローアウェイ式の正面フライスの
場合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、チップをロウ付けした正面フライス等
であっても当然に適用可能である。

さらに、本実施例では特にカッタ本体１３の先端に切屑
案内部材４２を配設しているが、これは羽根４１ｂによ
って切屑を完全に回収するに十分な吸引力が得られる場
合や、鋳鉄の切削等のように粉塵状の切屑が生成される
場合には省略しても構わない。

さらにまた、本実施例では羽根４１ｂを渦巻翼状に形成
してポンプ室３８の内部を渦巻ポンプ状に構成したが、
本発明の転削工具はこれに限るものではない。すなわち
、羽根４１ｂは、カッタ本体１３の回転に伴って生じる
遠心力を利用して吸引力を発生させるものであれば良い
のであって、種々の変形が考えられる。

例えば、第５図に示すように、アダプタ２１の周面に周
方向等間隔をおいて形成された複数の溝部５０に、平板
状をなす羽根５１を摺動自在に嵌装し、また、筒体３５
の内周面を真円状に形成し、さらにこの筒体３５をアダ
プタ２１に対して偏芯させて配設することにより、ポン
プ室３８の内部をベーンポンプ状に構成しても良い。こ
の場合には、カッタ本体１３の回転に伴って生じる遠心
力により各羽根５１がカッタ径方向外方に押し出される
。このため、各羽根５１の端面ば筒体３５の内周面と常
に密着し、ポンプ室３８の内周側に吸引された空気はよ
り確実に排気口４０まで案内される。

また、この他にも第６図に示すように、アダプタ２１の
周面に、カッタ径方向外方に直線状に延びる羽根５２を
周方向に沿って多数形成し、また筒体３５の内周面を真
円状に形成してポンプ室３８の内部を再生ポンプ状に構
成することもできる。

なお、この場合には、筒体３５の内周面に沿って案内さ
れる空気が排気口４０を超えてポンプ基環３８の上流側
へ流出しないように、筒体３５内周面の排気口４０近傍
に、羽根５２の端面と筒体３５の内周面との間の隙間を
狭める逆流防止板５３を設ける必要がある。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、羽根の回転に
伴って生じる遠心力によって筒体の先端開口部から吸入
路を介して逐次ポンプ室内に空気が吸引されるため、切
削時に生成される切屑は逐次ポンプ室内に吸引されて排
気口から排出される。

従って、本実施例によれば、切屑を機械周囲に飛散させ
ることなく逐次排気口から回収することができ、このた
め作業環境が大幅に改善されると共に切屑処理時間が大
幅に短縮される。さらには、切屑の堆積による熱変形や
切屑の噛み込みが無くなると共に機械摺動面等への切屑
の侵入も根絶されて加工精度の劣化、切削面品位の劣化
及び機械寿命の低下が防止される。

また、カッタ本体の先端に切屑案内部材を配設したもの
にあっては、切刃チップのすくい面に沿って生成される
切屑が、切屑案内部材とす（い面との隙間を介して筒体
の先端開口部側に導かれるので、切屑をより確実に回収
することができる。

さらに羽根の外周側端面と筒体内周面との隙間を排気口
に近付くに従って漸次拡大させたものにあっては、ポン
プ室に吸引された空気の量が排気口に近付くにつれて増
大しても、ポンプ室の下流側に背圧が生じないため、吸
引効率が大幅に同上する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図は軸方向断面図、第２図は底面図、第３図はカッ
タ本体の先端外周部の拡大図、第４図は第１図中へ−Ａ
線における断面図、第５図及び第６図はそれぞれ上記実
施例の変形例におけるポンプ室内部の軸直角断面図、第
７図ないし第９図は従来の正面フライスを示すもので、
第７図は軸方向断面図、第８図は底面図、第９図はカツ
タ本体の先端外周部の拡大図である。 １３・・・・・・カッタ本体、１４・・・・・・中心孔
、１６・・・・・・スローアウェイチップ、１６ａ・・
・・・・チップすくい面、３５・・・・・・筒体、３５
ｂ・・・・・・筒体先端部、３５ｅ・・・・・・筒体の
先端開口部、３８・・・・・・ポンプ室、３９・・・・
・・吸入路、４０・・・・・・排気口、４１ｂ、５１．
５２・・・・・・羽根、４２・・・・・・切屑案内部材
。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）軸線回りに回転せしめられるカッタ本体の先端外
   周部に切刃チップを取り付けてなる転削工具において、 前記カッタ本体の周面外方に、該カッタ本体を覆いかつ
   その先端が前記カッタ本体の先端に向けて開口する筒体
   を、前記カッタ本体に対して相対的に回転自在な状態で
   配設し、この筒体の内周面と前記カッタ本体の基端側周
   面との間に、前記カッタ本体の径方向外方に向けて膨出
   するポンプ室を形成し、このポンプ室内の前記カッタ本
   体周面に、該カッタ本体の径方向外方に突出する羽根を
   前記カッタ本体の周方向に沿って複数配設し、前記筒体
   の先端開口部から前記ポンプ室の内周側に連通する吸入
   路を形成し、前記ポンプ室の外周側に、前記筒体を貫い
   て前記ポンプ室の内外に連通する排出口を形成したこと
   を特徴とする転削工具。
2. （２）前記カッタ本体の先端に、前記切刃チップのすく
   い面と間隔をおいて対向して、該切刃チップで生成され
   る切屑を前記吸入路に導く切屑案内部材を設けたことを
   特徴とする請求項１記載の転削工具。
3. （３）前記羽根の外周側端面と、前記筒体の内周面との
   隙間を、カッタ回転方向に沿って前記排出口に近付くに
   従って漸次拡大させたことを特徴とする請求項１または
   請求項２記載の転削工具。
4. （４）前記羽根を、前記カッタ本体の径方向外方に向か
   うに従って漸次カッタ回転方向後方側に湾曲する渦巻翼
   状に形成したことを特徴とする請求項１、請求項２また
   は請求項３記載の転削工具。