JPH067841Y2 - 振動切削用装置 - 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。

〔従来の技術〕

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）。

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。

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。

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。

〔考案が解決しようとする問題点〕

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。

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。

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。

〔問題点を解決するための手段〕

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。

〔作用〕

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。

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。

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。

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。

〔実施例〕

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。

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。

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。

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。

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。

〔考案の効果〕

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。

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。

【図面の簡単な説明】

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。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【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。