JPH02292142A - レーザ熱処理兼用切削機械および切削バイト - 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１ 本発明は金属材料等の切削加工とレーザ熱処理加工とを
同時的に行なうようにしたレーザ熱処理兼用切削機械に
関し、また、この装置に使用される切削用バイトに関す
るものである。

［従米扶術］ 亮い加工精度と表面硬度を必要とする例えば電動ほの駆
動紬のような被加工物は、切削加工工程と熱処理工程と
が従来別個に行われていた。そのため段取りに手間取り
、運搬等によるロス時間もかかり生産効率が低かった。

これをＭ一伏すべく、切削加工等とレーザ熱処理加工と
をインプロセスで行なうレーザ熱処理兼用工作機械が、
特開昭５９’−５０９８３号公報によりすでに知られて
いる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、該公知技術においては旋盤の刃物台の側
面にレーザビーム集光レンズを設置し、レーザビームを
その集光レンズを介して被加工物の切削面に対し鉛直に
照射していた。従って、例えば被加工物の切削面に段部
を有する場合、その小径段部側のコーナ一部に、レーザ
ビームを集中するのが困難であった。そのためにこの段
付部における焼入等を十分に行なうことができず、硬度
が得られず、疲労破壊や亀裂発生の原因となっていた。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたもの
であり、金属材料等の被加工物を加工する旋ｇ１等によ
る切削加工と、レーザ熱処理加工とをインプロセスで行
なうようにしたレーザ熱処理兼用切削機械及びそれに使
用される切削用バイトに関し、切削用バイト本体にレー
ザビーム用ミラーを取付けることにより、レーザビーム
を被加工物の段付部位のコーナ一部に照射できるように
して、その部位の十分な熱処理を達成する二とを目的と
する。

［課題を解決するための手段１ この目的を達成するために本発明のレーザ熱処理兼用切
削機械は、被加工物の切削用バイトと、該被加工物の切
削面にレーザ光線を照射すべく配置されるレーザ発振器
とを備え、前記切削用バイトに前記レーザ発振器のレー
ザ光線を被加工物の切削面に向けて反射させるミラーが
設けられている。さらに上記レーザ熱処理兼用切削磯械
において、萌記反射ミラーをレーザ光線の入反射角度が
可変なるように回勤可能に設けるとよい。

また、上記レーザ熱処理兼用切削代械において、前記切
削用バイト本体中にレーザ光線の入反射光路を形成する
と共に、該光路中に前記反射ミラーを配置し、かつその
光路開口部に開閉シャッタを設けるとよい。

さらに、上記反射ミラーの背面に冷却板を設けるとよ《
、該冷却板に冷媒貫流手段を設けるとよい ［作用１ 上記の構成を有する本発明によれば、切削加工終了後被
加］二物を取外すことなく、レーザ発振器から発振した
レーザビームを被加工物に対し斜め力向から照射できる
ため、段付部位のコーナ一部にも十分な照射が行なわれ
る。

さらに、ミラー外面にあるシャッタにより被加工物より
飛散する切削油及び切削屑を遮断する。

また、レーザビーム照射により熱発生し加熱されるミラ
ーを貫通孔中に冷媒を流すことによって冷却する。

［実施例］ 以下、本発明を具体化したー実施例を図面を参照して説
明する。

第１図に本発明を適用した切削クランブバイトの構成を
示す。中空で直方体状のバイトホルダ２の一側面の両端
部にビーム入射窓７及びビーム出射窓８が開口されてい
る。また、バイトホルグ２の一端には交換可能な刃先で
あるスロアウェイチップ３がネジ等により取付けられて
いる。

一方、ビーム入射窓７の内部には入射反射鏡４がミラー
面をビーム入射窓７に対し４５度の角度で取付けられて
いる。同様にビーム出射窓８の内部には出射反射鏡５が
取付けられている。両反射鏡の背面には反射鏡冷却板１
２が取付けられている。一方バイトホルグ２には冷却水
１１を通すための貫通孔である冷却水路１０が両端部に
設けられており、冷却板１２が冷却水路１０の通路壁の
一部を構成している。また、ビーム出射窓８には開閉ス
ライド機構を有するシャッタ６が取付けられている。

次に上記溝成による本実施例の作用について説明する。

図示しないレーザ発振器から出たレーザビーム１はバイ
トホルグ２の端にあるビーム入射＋Ｂ７がらパイトホル
グ２内に入り入射反射鏡４により方向転換し、バイトホ
ルグ２の中空部を通り出射反射鏡５で再度方向転換され
てビーム出射窓８より被加工物１３の切削面に照射され
る。ここで反射鏡冷却板１２が両方の反射鏡４，５にお
いて加工中発生する熱を奪う。さらにその熱は反射鏡冷
却板１２に取り付けられた冷却水路１０を流れる冷却水
１１に吸収される。

ところで、被加工物１３にレーザビーム１を照射する場
合、被加工物１３に対する入射角度を変えることができ
る。ｆｊＳ２，３図のように反射鏡冷却板１２を固定す
る締めねじ９をゆるめ都合の良い位置まで回転させ、そ
の後締めっければよい。

次に第４図において本発明のバイトを用いた加工実施例
を説明する。通常の切削加工を終えたパイ｝Ａは第４図
（ａ）Ｂのように右方向に移動される。このとき加工時
の切粉のビーム出射窓８がらの侵入を防ぐためシャγタ
６は閉じた状態にする。

次に第４図（ｂ）で示すように被加工物１３を回転しな
からレーザ熱加工を要する部分にレーザビーム吸収剤供
給ノズル１５がら黒色のレーザビーム吸収剤１６を塗布
する。該吸収剤乾燥後シャツタ６を開け第４図（ｅ）で
示すように回転している被加工物１３にレーザビーム１
を照射し熱処理を行なう。これにより、コーナ一部１７
への焼入れが打なわれる。さらに＃Ｓ４図（ｄ）のよう
にバイトホルダ２を右方向へ移動させ、被加工物１３を
全周にわたって焼入れする。第７図に焼入れした被加工
物の断面図を示す。＠線で示した部分は焼入れ硬化ｗＪ
２１であるが、（ａ）は特開昭５　９−５　０　９８３
号公報で実施されたときの従来の焼入方法で行われたと
きのもので、（ｂ）が本発明で得られたバイトを用いて
行ったときのものである。塗布されたレーザビーム吸収
剤１６を速やかに乾燥させるため図示しない別のノズル
から強制的に空気を送ってもよいし、出力を弱めたレー
ザビーム１を照射してもよい。

本発明のバイトは刃物の向きが右側に曲げられた右勝手
の形状をしているが、逆の左勝手の場合も同様である． また、本発明のバイトは、反射鏡を変更すれぱＪＩＳ規
格Ｂ４１０５に掲載されているバイトに対しても適用で
きる。ｆｊ４　５図はその一実施例である。

また、本発明のバイトの形態は上記一実施例に限定され
るものではない。たとえば、反射鏡はバイトに取付ける
際、バイトホルグ２の外部側面でもよい。第６図はその
一実施例でレーザビーム１は外部反射鏡１９で反射後、
側面反射ｆｉ　２　０　１：集光されて被加工物１３を
加工する。

［発明の効果１ 以上詳述したことから明らかなように、本発明によれば
、切削加工どレーザ熱処理加工をインプロセスで行なう
ことができるばかりではなく、段付き部位のコーナ一部
についても十分な熱処理により必要な硬度を得ることが
できる。これにより、応力集中による疲労破壊の起点と
なりやすいコーナ一部を表面硬化させることができ、段
付紬等の疲労強度を向上させ耐久性をよ《することがで
きる。さらに、シャッタを取付けることにより、切削油
等によりミラーが汚れることを防ぎ、また冷却手段を設
けることにより、レーザビームによるミラーの加熱変形
を防止できるため、安定して上記熱処理を行なうことが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第７図までは本発明を具体化した実施例を示
すもので、第１図は本発明を適用したバイトの内部構造
図であり、第２図及び第３図は上記バイトの変形した実
施例を示す内部構造図であり、第４図（ａ）〜（ｄ）は
上記バイトによりインプロセスで複合加工を行なう工程
図であり、第５図は上記バイトの変形した実施例を示す
内部構造図であり、第６図はミラーをバイト外周部に設
けた実施例を示す斜視図であり、ｔＪ＆７図はレーザビ
ーム焼入れした被加工物断面図である。 ２・・・バイトホルダ、４・・・入射反射鏡、５・・・
出射反射鏡、６・・・シャッタ、７・・・ビーム入射窓
、８・・・ビーム出射窓、９・・・締めねじ、１０・・
・冷却水路、１２・・・反射ＩＲ冷却板、１３・・・被
加工物、１７・・・コーナ一部， 特許出願人　　ブラザー工業株式会社 取締役社艮　安井ａ博 第４図 第２図 第６図 １１７図 （ａ） （ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被加工物の切削用バイトと、該被加工物の切削面に
   レーザ光線を照射すべく配置されるレーザ発振器とを備
   えるレーザ熱処理兼用切削機械において、前記切削用バ
   イトに前記レーザ発振器のレーザ光線を被加工物の切削
   面に向けて反射させるミラーが設けられることを特徴と
   するもの。 ２、前記反射ミラーはレーザ光線の入反射角度が可変な
   るように回動可能に設けられることを特徴とする請求項
   １に記載のレーザ熱処理兼用切削機械。 ３、前記切削用バイトはそのバイト本体中にレーザ光線
   の入反射光路が形成されると共に、該光路中に前記反射
   ミラーが配置され、かつその光路開口部に開閉シャッタ
   が設けられることを特徴とする請求項１または２記載の
   レーザ熱処理兼用切削機械。 ４、前記反射ミラーの背面に冷却板が設けられることを
   特徴とする請求項１、２または３に記載のレーザ熱処理
   兼用切削機械。 ５、冷却板には冷媒貫流手段が設けられることを特徴と
   する請求項４に記載のレーザ熱処理兼用切削機械。 ６、バイト本体に反射ミラーを設けてなることを特徴と
   する切削バイト。