JPH1142501A - 振動切削装置 - Google Patents
振動切削装置Info
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- JPH1142501A JPH1142501A JP20406797A JP20406797A JPH1142501A JP H1142501 A JPH1142501 A JP H1142501A JP 20406797 A JP20406797 A JP 20406797A JP 20406797 A JP20406797 A JP 20406797A JP H1142501 A JPH1142501 A JP H1142501A
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- cutting
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B27/00—Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
- B23B27/22—Cutting tools with chip-breaking equipment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B29/00—Holders for non-rotary cutting tools; Boring bars or boring heads; Accessories for tool holders
- B23B29/04—Tool holders for a single cutting tool
- B23B29/12—Special arrangements on tool holders
- B23B29/125—Vibratory toolholders
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B2260/00—Details of constructional elements
- B23B2260/136—Springs
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Turning (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 受動的な振動切削装置において、背分力方向
の剛性を高めることにより、振動切削における表面粗さ
を良好とすることのできる振動切削装置を提供すること
を目的とする。 【解決手段】 ワークを切削するためのバイト８が、該
バイトの切り込み方向に直交する軸Ａに対して、該軸Ａ
の周方向及び軸方向にそれぞれ弾性変位可能であり、切
削抵抗により上記周方向及び軸方向に共に振動すること
を特徴とする。
の剛性を高めることにより、振動切削における表面粗さ
を良好とすることのできる振動切削装置を提供すること
を目的とする。 【解決手段】 ワークを切削するためのバイト８が、該
バイトの切り込み方向に直交する軸Ａに対して、該軸Ａ
の周方向及び軸方向にそれぞれ弾性変位可能であり、切
削抵抗により上記周方向及び軸方向に共に振動すること
を特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、振動切削装置に関
する。詳しくは、起振装置を必要としない受動的な振動
切削装置において、背分力方向の剛性を高めたものであ
る。
する。詳しくは、起振装置を必要としない受動的な振動
切削装置において、背分力方向の剛性を高めたものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の振動切削装置としては、切削刃物
に強制的な振動を与えて、切削抵抗を減少させ、加工精
度を向上させる等の効果を上げるものが知られている
（特公平１−９２００１号公報）。その適用範囲は、ド
リルやミルのように、工作機械の主軸に装着され回転し
て被加工物を切削するもの、旋盤、平削り盤等のように
回転する円柱状の被加工物に切削バイトを押し当てて切
削加工するものがある。
に強制的な振動を与えて、切削抵抗を減少させ、加工精
度を向上させる等の効果を上げるものが知られている
（特公平１−９２００１号公報）。その適用範囲は、ド
リルやミルのように、工作機械の主軸に装着され回転し
て被加工物を切削するもの、旋盤、平削り盤等のように
回転する円柱状の被加工物に切削バイトを押し当てて切
削加工するものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した振動切削装置
としては、例えば、図６に示す振動切削バイトのよう
に、バイトホルダ０１にＬ字型の切込み０２を長さ方向
に入れて二股状とし、一方の二股部分にチップ０３を保
持する先端部を構成する一方、切込み０２に圧電素子０
４を挿入したものがある。
としては、例えば、図６に示す振動切削バイトのよう
に、バイトホルダ０１にＬ字型の切込み０２を長さ方向
に入れて二股状とし、一方の二股部分にチップ０３を保
持する先端部を構成する一方、切込み０２に圧電素子０
４を挿入したものがある。
【０００４】圧電素子０４は、通電により切込み０２の
厚さ方向に振動を生じる。その振動は、バイトホルダ０
１の曲げ剛性ｋ、バイトホルダ０１の先端部分の質量ｍ
に応じて、チップ０３に伝達される。従って、圧電素子
０４に通電して振動させることにより、チップ０３を保
持するバイトホルダ０１に曲げを生じて、図中矢印で示
す方向にチップ０３が振動することとなる。
厚さ方向に振動を生じる。その振動は、バイトホルダ０
１の曲げ剛性ｋ、バイトホルダ０１の先端部分の質量ｍ
に応じて、チップ０３に伝達される。従って、圧電素子
０４に通電して振動させることにより、チップ０３を保
持するバイトホルダ０１に曲げを生じて、図中矢印で示
す方向にチップ０３が振動することとなる。
【０００５】このようにチップ０３に強制的な振動を与
えることにより、切削抵抗を減少させ、工具寿命が延び
ると共に、切屑を分断して切屑処理も容易になる。しか
し、このような振動切削バイトでは、チップ０３に強制
的な振動を与えるために、圧電素子０４又は超音波発振
器等の起振装置を必要とし、更に、この圧電素子０４等
を電気的に制御する付属機器も必要とする。
えることにより、切削抵抗を減少させ、工具寿命が延び
ると共に、切屑を分断して切屑処理も容易になる。しか
し、このような振動切削バイトでは、チップ０３に強制
的な振動を与えるために、圧電素子０４又は超音波発振
器等の起振装置を必要とし、更に、この圧電素子０４等
を電気的に制御する付属機器も必要とする。
【０００６】そこで、上記起振装置を必要としない振動
切削装置が開発されている（特公平７−２４９６５号公
報）。その構造を振動切削バイトに応用すると、例え
ば、図７に示すものが考えられる。この振動切削バイト
は、バイトホルダ０５にＬ字型の切込み０６を長さ方向
に入れて二股状とすると共に一方の二股部分に可動子０
７を挿入し、スプリング０８で可動子０７を軸方向に押
圧したものである。そして、他方の二股部分にはチップ
０９を保持する先端部分を構成し、その先端部分の後面
凹部に可動子０７が接触するようになっている。
切削装置が開発されている（特公平７−２４９６５号公
報）。その構造を振動切削バイトに応用すると、例え
ば、図７に示すものが考えられる。この振動切削バイト
は、バイトホルダ０５にＬ字型の切込み０６を長さ方向
に入れて二股状とすると共に一方の二股部分に可動子０
７を挿入し、スプリング０８で可動子０７を軸方向に押
圧したものである。そして、他方の二股部分にはチップ
０９を保持する先端部分を構成し、その先端部分の後面
凹部に可動子０７が接触するようになっている。
【０００７】従って、チップ０９に発生する切削抵抗に
より、チップ０９を保持するバイトホルダ０５が撓む一
方、可動子０７がスプリング０８で押されてバイトホル
ダ０５の先端部分と接触することにより振動する。この
振動は、スプリング０８のバネ定数ｋ1、バイトホルダ
０５の曲げ剛性ｋ2、可動子０７の質量ｍ1、バイトホル
ダ０５の先端部分の質量ｍ2に応じて、チップ０９に伝
達され、チップ０９が図中矢印で示すように振動する。
より、チップ０９を保持するバイトホルダ０５が撓む一
方、可動子０７がスプリング０８で押されてバイトホル
ダ０５の先端部分と接触することにより振動する。この
振動は、スプリング０８のバネ定数ｋ1、バイトホルダ
０５の曲げ剛性ｋ2、可動子０７の質量ｍ1、バイトホル
ダ０５の先端部分の質量ｍ2に応じて、チップ０９に伝
達され、チップ０９が図中矢印で示すように振動する。
【０００８】しかし、このようなチップ０９で発生した
振動を利用する受動的な振動切削バイトでは、接触部が
振動発生源、つまり、非線型振動的な部分であるため、
均一な振動が得られず、また、振動の発生が不安定で耐
久性、経時特性変化に弱いという不都合がある。
振動を利用する受動的な振動切削バイトでは、接触部が
振動発生源、つまり、非線型振動的な部分であるため、
均一な振動が得られず、また、振動の発生が不安定で耐
久性、経時特性変化に弱いという不都合がある。
【０００９】特に、旋盤等では、切削バイトの切り込み
方向に振動が発生すると、ビビリ振動となって、直径精
度が悪くなる虞がある。また、図８に示すように、切削
バイトに加わる応力をそれぞれ直交する三つの送り分
力、主分力及び背分力に分解すると、主に背分力方向の
剛性が低いと、ビビリ振動が発生し易く、面粗さが悪く
なることが判ってきた。本発明は、上記従来技術に鑑み
て成されたものであり、受動的な振動切削装置におい
て、背分力方向の剛性を高めることにより、振動切削に
おける表面粗さを良好とすることのできる振動切削装置
を提供することを目的とする。
方向に振動が発生すると、ビビリ振動となって、直径精
度が悪くなる虞がある。また、図８に示すように、切削
バイトに加わる応力をそれぞれ直交する三つの送り分
力、主分力及び背分力に分解すると、主に背分力方向の
剛性が低いと、ビビリ振動が発生し易く、面粗さが悪く
なることが判ってきた。本発明は、上記従来技術に鑑み
て成されたものであり、受動的な振動切削装置におい
て、背分力方向の剛性を高めることにより、振動切削に
おける表面粗さを良好とすることのできる振動切削装置
を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】斯かる目的を達成する本
発明の請求項１に係る振動切削装置は、ワークを切削す
るためのバイトが、該バイトの切り込み方向に直交する
軸に対して、該軸の周方向及び軸方向にそれぞれ弾性変
位可能であり、切削抵抗により上記周方向及び軸方向に
共に振動することを特徴とする。上記目的を達成する本
発明の請求項２に係る振動切削装置は、請求項１におい
て、前記バイトは剛性を有するバイトホルダ上に固定さ
れ、該バイトホルダが前記軸の周方向及び軸方向にそれ
ぞれ弾性変位可能となるよう支持されることを特徴とす
る。
発明の請求項１に係る振動切削装置は、ワークを切削す
るためのバイトが、該バイトの切り込み方向に直交する
軸に対して、該軸の周方向及び軸方向にそれぞれ弾性変
位可能であり、切削抵抗により上記周方向及び軸方向に
共に振動することを特徴とする。上記目的を達成する本
発明の請求項２に係る振動切削装置は、請求項１におい
て、前記バイトは剛性を有するバイトホルダ上に固定さ
れ、該バイトホルダが前記軸の周方向及び軸方向にそれ
ぞれ弾性変位可能となるよう支持されることを特徴とす
る。
【００１１】上記目的を達成する本発明の請求項３に係
る振動切削装置は、請求項２において、前記軸は、切削
加工機に取り付けられる工具本体の中心軸であり、前記
バイトホルダは前記軸と同心のホルダ軸に一体に固定さ
れ、該ホルダ軸は、ベアリングを介して前記工具本体
に、前記軸の周方向及び軸方向に摺動自在に支持される
ことを特徴とする。上記目的を達成する本発明の請求項
４に係る振動切削装置は、請求項３において、前記ホル
ダ軸は前記工具本体に対して、弾性手段を介して連結さ
れ、該弾性手段により前記軸の周方向及び軸方向にそれ
ぞれ弾性変位可能であることを特徴とする。
る振動切削装置は、請求項２において、前記軸は、切削
加工機に取り付けられる工具本体の中心軸であり、前記
バイトホルダは前記軸と同心のホルダ軸に一体に固定さ
れ、該ホルダ軸は、ベアリングを介して前記工具本体
に、前記軸の周方向及び軸方向に摺動自在に支持される
ことを特徴とする。上記目的を達成する本発明の請求項
４に係る振動切削装置は、請求項３において、前記ホル
ダ軸は前記工具本体に対して、弾性手段を介して連結さ
れ、該弾性手段により前記軸の周方向及び軸方向にそれ
ぞれ弾性変位可能であることを特徴とする。
【００１２】上記目的を達成する本発明の請求項５に係
る振動切削装置は、請求項４において、前記弾性手段
は、前記ホルダ軸が軸の周方向に変位したときは軸方向
に、軸方向に変位したときは周方向に、それぞれ寸度が
変化するよう変形する板バネであることを特徴とする。
る振動切削装置は、請求項４において、前記弾性手段
は、前記ホルダ軸が軸の周方向に変位したときは軸方向
に、軸方向に変位したときは周方向に、それぞれ寸度が
変化するよう変形する板バネであることを特徴とする。
【００１３】上記目的を達成する本発明の請求項６に係
る振動切削装置は、請求項５において、前記板バネは、
所定の質量を有し前記軸の周方向及び軸方向に変位可能
なマスを介して前記工具本体と前記ホルダ軸とを連結し
ており、前記工具本体側の板バネと前記ホルダ側の板バ
ネとは、互いに逆方向に傾斜した状態で設けられている
ことを特徴とする。
る振動切削装置は、請求項５において、前記板バネは、
所定の質量を有し前記軸の周方向及び軸方向に変位可能
なマスを介して前記工具本体と前記ホルダ軸とを連結し
ており、前記工具本体側の板バネと前記ホルダ側の板バ
ネとは、互いに逆方向に傾斜した状態で設けられている
ことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明について、図面に示
す実施例を参照して詳細な説明する。
す実施例を参照して詳細な説明する。
【００１５】図１〜５に本発明の一実施例に係る自励式
振動切削装置を示す。図１は、本実施例の振動切削装置
の斜視図、図２はその振動切削装置の縦断面図、図３は
図２中のIII−III線断面図、図４（ａ）は図２中のIV−
IV矢視図、図５（ａ）は図２中のＶ−Ｖ矢視図である。
振動切削装置を示す。図１は、本実施例の振動切削装置
の斜視図、図２はその振動切削装置の縦断面図、図３は
図２中のIII−III線断面図、図４（ａ）は図２中のIV−
IV矢視図、図５（ａ）は図２中のＶ−Ｖ矢視図である。
【００１６】図１に示すように、ほぼ円筒状をなす工具
本体２内の周面にはバイト８が突出するための窓部２ａ
が形成される一方、この工具本体２内には、バイト８を
固定するためのバイトホルダ３及びホルダ軸１が挿入さ
れている。バイト軸１は、工具本体２の内側において、
その中心軸Ａと同心に支持される筒状体であり、工具本
体２の中心軸Ａの周方向及びその中心軸Ａの軸方向に弾
性変位可能となっている。
本体２内の周面にはバイト８が突出するための窓部２ａ
が形成される一方、この工具本体２内には、バイト８を
固定するためのバイトホルダ３及びホルダ軸１が挿入さ
れている。バイト軸１は、工具本体２の内側において、
その中心軸Ａと同心に支持される筒状体であり、工具本
体２の中心軸Ａの周方向及びその中心軸Ａの軸方向に弾
性変位可能となっている。
【００１７】バイトホルダ３は、バイト軸１を軸直角方
向に貫通して締結されると共にその先端にはバイト８が
取り付けられ、このバイト８が工具本体２の窓部２ａか
ら突出している。バイト８の切り込み方向は、バイトホ
ルダ３の軸方向と一致し、このため、バイト８により切
削加工により発生する背分力は、工具本体２の中心軸Ａ
に対し直交する方向に発生し、その送り分力は工具本体
２の中心軸Ａに沿って発生し、主分力は、工具本体２の
中心軸回りに沿って発生することになる。
向に貫通して締結されると共にその先端にはバイト８が
取り付けられ、このバイト８が工具本体２の窓部２ａか
ら突出している。バイト８の切り込み方向は、バイトホ
ルダ３の軸方向と一致し、このため、バイト８により切
削加工により発生する背分力は、工具本体２の中心軸Ａ
に対し直交する方向に発生し、その送り分力は工具本体
２の中心軸Ａに沿って発生し、主分力は、工具本体２の
中心軸回りに沿って発生することになる。
【００１８】ここで、バイトホルダ３及びバイト軸１
は、主分力方向及び送り分力方向に比べ背分力方向に対
して振動しにくい、つまり、背分力方向の剛性が特に高
い構造となっている。即ち、バイト軸１は、工具本体２
の内側において、その一端側が工具本体２の内周面にベ
アリング９を介して、中心軸Ａの周方向及びその中心軸
Ａに沿った方向に摺動自在に支持されている。
は、主分力方向及び送り分力方向に比べ背分力方向に対
して振動しにくい、つまり、背分力方向の剛性が特に高
い構造となっている。即ち、バイト軸１は、工具本体２
の内側において、その一端側が工具本体２の内周面にベ
アリング９を介して、中心軸Ａの周方向及びその中心軸
Ａに沿った方向に摺動自在に支持されている。
【００１９】また、バイト軸１の他端には、バネ４、マ
ス５及びバネ６が軸方向に連結され、更に、取付板７に
て工具本体２の中心軸Ａ回りの周方向及びその中心軸Ａ
に沿った方向に弾性変位可能に結合されている。ここ
で、マス５は、所定の質量を有する円筒形のものであ
り、工具本体２の内周面に対し一定間隔を離して支持さ
れている。
ス５及びバネ６が軸方向に連結され、更に、取付板７に
て工具本体２の中心軸Ａ回りの周方向及びその中心軸Ａ
に沿った方向に弾性変位可能に結合されている。ここ
で、マス５は、所定の質量を有する円筒形のものであ
り、工具本体２の内周面に対し一定間隔を離して支持さ
れている。
【００２０】マス５とバイト軸１を連結するバネ４は、
円周方向に９０度間隔で配置される四つの板バネ４ａ，
４ｂ，４ｃ，４ｄからなり、また、マス５と取付板７と
を連結するバネ６は円周方向に９０度間隔で配置される
四つの板バネ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄからなる。各板バ
ネ４ａ〜４ｄ，６ａ〜６ｄは、図４（ａ）〜（ｅ）、図
５（ａ）〜（ｅ）に示すように、円周方向に沿って同一
方向に約４５°傾けて取り付けられると共に板バネ４ａ
〜４ｄと板バネ６ａ〜６ｄとではその傾き方向が逆とな
っている。
円周方向に９０度間隔で配置される四つの板バネ４ａ，
４ｂ，４ｃ，４ｄからなり、また、マス５と取付板７と
を連結するバネ６は円周方向に９０度間隔で配置される
四つの板バネ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄからなる。各板バ
ネ４ａ〜４ｄ，６ａ〜６ｄは、図４（ａ）〜（ｅ）、図
５（ａ）〜（ｅ）に示すように、円周方向に沿って同一
方向に約４５°傾けて取り付けられると共に板バネ４ａ
〜４ｄと板バネ６ａ〜６ｄとではその傾き方向が逆とな
っている。
【００２１】従って、バイト８に発生する切削抵抗によ
りバイトホルダ３及びバイト軸１に主分力又は送り分力
が作用すると、その振動は、バネ４、マス５及びバネ６
へ伝達される際、各板バネ４ａ〜４ｄ，６ａ〜６ｄは撓
むことにより、工具本体２の中心軸Ａ回りに捩り振動す
ると同時にその中心軸Ａに沿った軸方向に振動すること
になる。
りバイトホルダ３及びバイト軸１に主分力又は送り分力
が作用すると、その振動は、バネ４、マス５及びバネ６
へ伝達される際、各板バネ４ａ〜４ｄ，６ａ〜６ｄは撓
むことにより、工具本体２の中心軸Ａ回りに捩り振動す
ると同時にその中心軸Ａに沿った軸方向に振動すること
になる。
【００２２】ここで、各板バネ４ａ〜４ｄ，６ａ〜６ｄ
のバネ定数に応じて、マス５の質量、バイト軸１及びバ
イトホルダ３の質量の合計等の条件を組み合わせること
により、各板バネ４ａ〜４ｄ，６ａ〜６ｄの振動に位相
差を生じさせることができ、例えば、その位相差を９０
°〜１８０°として共振状態とすることもできる。
のバネ定数に応じて、マス５の質量、バイト軸１及びバ
イトホルダ３の質量の合計等の条件を組み合わせること
により、各板バネ４ａ〜４ｄ，６ａ〜６ｄの振動に位相
差を生じさせることができ、例えば、その位相差を９０
°〜１８０°として共振状態とすることもできる。
【００２３】具体的に言うと、バイト８に発生する切削
抵抗によりバイトホルダ３及びバイト軸１に主分力又は
送り分力が作用すると、先ず、バネ４が撓んでバイトホ
ルダ３及びバイト軸１が工具本体２の中心軸Ａ回りに捩
り振動すると同時にその中心軸Ａに沿った軸方向に振動
し、次いで、その振動がマス５を介してバネ６に伝達さ
れ、バネ６がバネ４に比べて位相が９０°〜１８０°遅
れて撓むことにより更にバイトホルダ３及びバイト軸１
が工具本体２の中心軸Ａ回りに捩り振動するのである。
抵抗によりバイトホルダ３及びバイト軸１に主分力又は
送り分力が作用すると、先ず、バネ４が撓んでバイトホ
ルダ３及びバイト軸１が工具本体２の中心軸Ａ回りに捩
り振動すると同時にその中心軸Ａに沿った軸方向に振動
し、次いで、その振動がマス５を介してバネ６に伝達さ
れ、バネ６がバネ４に比べて位相が９０°〜１８０°遅
れて撓むことにより更にバイトホルダ３及びバイト軸１
が工具本体２の中心軸Ａ回りに捩り振動するのである。
【００２４】そのような位相差を設定すれば、バイトホ
ルダ３の先端のバイト８が、バイト軸に直交する平面に
おいて８の字を描くように振動することとなり、切削に
より発生する切り屑が短く分断されることになる。この
ように切削時に生じる主分力及び送り分力により、２つ
の方向の振動を組み合わせて発生させるのに対し、背分
力方向については、中心軸Ａと直交する方向に弾性変位
を許容するよう弾性手段が設けられておらず、更に、バ
イト軸１がベアリング９、バネ４、マス５及びバネ６に
より両端部で支持される単純支持梁の状態となるため、
剛性が高い構造となっている。
ルダ３の先端のバイト８が、バイト軸に直交する平面に
おいて８の字を描くように振動することとなり、切削に
より発生する切り屑が短く分断されることになる。この
ように切削時に生じる主分力及び送り分力により、２つ
の方向の振動を組み合わせて発生させるのに対し、背分
力方向については、中心軸Ａと直交する方向に弾性変位
を許容するよう弾性手段が設けられておらず、更に、バ
イト軸１がベアリング９、バネ４、マス５及びバネ６に
より両端部で支持される単純支持梁の状態となるため、
剛性が高い構造となっている。
【００２５】特に、バネ４，６は、それぞれ板バネ４ａ
〜４ｅ、６ａ〜６ｅを円周方向に四等分位置に配置して
あるため、中心軸Ａ回りの周方向及びその中心軸Ａに沿
った方向に弾性変位可能には弾性変位可能であるのに対
し、背分力方向には弾性変位しにくい構造である。この
ように本実施例の振動切削工具は、背分力方向に剛性が
高いため、切削時においてビビリが発生しにくく、面粗
さを良好に保つことが可能となった。
〜４ｅ、６ａ〜６ｅを円周方向に四等分位置に配置して
あるため、中心軸Ａ回りの周方向及びその中心軸Ａに沿
った方向に弾性変位可能には弾性変位可能であるのに対
し、背分力方向には弾性変位しにくい構造である。この
ように本実施例の振動切削工具は、背分力方向に剛性が
高いため、切削時においてビビリが発生しにくく、面粗
さを良好に保つことが可能となった。
【００２６】尚、上述した実施例においては、ホルダ軸
１はその一端側がベアリング９で支持されていたが、背
分力方向の剛性を高めるためには、ホルダ軸１の両端を
それぞれベアリングで保持するようにしても良い。更
に、上記実施例では、バネ４，６は、それぞれ四つの板
バネで構成されていたが、背分力方向の剛性を高めるた
めには、更に板バネを増設するようにしても良い。
１はその一端側がベアリング９で支持されていたが、背
分力方向の剛性を高めるためには、ホルダ軸１の両端を
それぞれベアリングで保持するようにしても良い。更
に、上記実施例では、バネ４，６は、それぞれ四つの板
バネで構成されていたが、背分力方向の剛性を高めるた
めには、更に板バネを増設するようにしても良い。
【００２７】
【発明の効果】以上、実施例に基づいて具体的に説明し
たように、まず請求項１の発明によれば、切削抵抗によ
りバイトがその軸の周方向及び軸方向に振動するため、
その振動により切削抵抗を減少させ、加工精度を向上さ
せると共に切り屑を細かく分断できるという効果があ
る。また、これによればバイトの背分力方向の剛性を高
め得るのでビビリ振動を抑制し被加工物の面粗さを良好
なものとすることができる。また請求項２の発明によれ
ば、上記バイトが剛性を有するホルダ上に固定され該バ
イトが上記の２の方向に振動するため、ホルダ自信の撓
みによる振動の乱れを抑制でき、規則的な振動を実現で
きる効果がある。また請求項３の発明によれば、上記ホ
ルダがホルダ軸に固定され、該ホルダ軸がベアリングを
介して工具本体に上記２方向に振動可能なように支持さ
れるので、上記背分力方向の剛性を確実に高め得る効果
がある。また請求項４の発明によれば、上記ホルダ軸が
工具本体に対し弾性手段を介して上記２方向に振動可能
なように連結されるので、バイトが容易に振動でき、か
つバイトの振動が滑らかで規則的なものとなると共に、
騒音も少なくなる効果がある。また請求項５の発明によ
れば、上記弾性手段を板バネとし、かつこの板バネが上
記２方向の振動を相互に変換するように作用するので、
この２方向振動を確実に実現できる効果がある。更に請
求項６の発明によれば、上記板バネが上記２方向に変位
可能なマスを介して工具本体とホルダ軸とを連結してお
り、またこの板バネは工具本体側とホルダ軸側とでは互
いに逆方向に傾斜しているので、上記した請求項５の発
明を容易且つ確実に実現できる効果がある。
たように、まず請求項１の発明によれば、切削抵抗によ
りバイトがその軸の周方向及び軸方向に振動するため、
その振動により切削抵抗を減少させ、加工精度を向上さ
せると共に切り屑を細かく分断できるという効果があ
る。また、これによればバイトの背分力方向の剛性を高
め得るのでビビリ振動を抑制し被加工物の面粗さを良好
なものとすることができる。また請求項２の発明によれ
ば、上記バイトが剛性を有するホルダ上に固定され該バ
イトが上記の２の方向に振動するため、ホルダ自信の撓
みによる振動の乱れを抑制でき、規則的な振動を実現で
きる効果がある。また請求項３の発明によれば、上記ホ
ルダがホルダ軸に固定され、該ホルダ軸がベアリングを
介して工具本体に上記２方向に振動可能なように支持さ
れるので、上記背分力方向の剛性を確実に高め得る効果
がある。また請求項４の発明によれば、上記ホルダ軸が
工具本体に対し弾性手段を介して上記２方向に振動可能
なように連結されるので、バイトが容易に振動でき、か
つバイトの振動が滑らかで規則的なものとなると共に、
騒音も少なくなる効果がある。また請求項５の発明によ
れば、上記弾性手段を板バネとし、かつこの板バネが上
記２方向の振動を相互に変換するように作用するので、
この２方向振動を確実に実現できる効果がある。更に請
求項６の発明によれば、上記板バネが上記２方向に変位
可能なマスを介して工具本体とホルダ軸とを連結してお
り、またこの板バネは工具本体側とホルダ軸側とでは互
いに逆方向に傾斜しているので、上記した請求項５の発
明を容易且つ確実に実現できる効果がある。
【図１】本発明の一実施例における振動切削装置の斜視
図である。
図である。
【図２】本発明の一実施例における振動切削装置の縦断
面図である。
面図である。
【図３】本発明の一実施例における振動切削工具の図２
中のIII−III線に沿った横断面図である。
中のIII−III線に沿った横断面図である。
【図４】図４（ａ）は本発明の一実施例における振動切
削工具の図２中のIV−IV線に沿った矢視図であり、図４
（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）はそれぞれ図４（ａ）中のｂ
−ｂ線、ｃ−ｃ線、ｄ−ｄ線、ｅ−ｅ線に沿った板バネ
の矢視図である。
削工具の図２中のIV−IV線に沿った矢視図であり、図４
（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）はそれぞれ図４（ａ）中のｂ
−ｂ線、ｃ−ｃ線、ｄ−ｄ線、ｅ−ｅ線に沿った板バネ
の矢視図である。
【図５】図６（ａ）は本発明の一実施例における振動切
削工具の図２中のＶ−Ｖ線に沿った矢視図であり、図６
（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）はそれぞれ図６（ａ）中のｂ
−ｂ線、ｃ−ｃ線、ｄ−ｄ線、ｅ−ｅ線に沿った板バネ
の矢視図である。
削工具の図２中のＶ−Ｖ線に沿った矢視図であり、図６
（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）はそれぞれ図６（ａ）中のｂ
−ｂ線、ｃ−ｃ線、ｄ−ｄ線、ｅ−ｅ線に沿った板バネ
の矢視図である。
【図６】圧電素子を使用した従来の振動切削装置の正面
図である。
図である。
【図７】受動的な振動切削装置の説明図である。
【図８】切削抵抗により生じる分力を示す説明図であ
る。
る。
１ ホルダ軸 ２ 工具本体 ３ バイトホルダ ４ バネ ５ マス ６ バネ ７ 取付板 ８ バイト ９ ベアリング
Claims (6)
- 【請求項１】 ワークを切削するためのバイトが、該バ
イトの切り込み方向に直交する軸に対して、該軸の周方
向及び軸方向にそれぞれ弾性変位可能であり、切削抵抗
により上記周方向及び軸方向に共に振動することを特徴
とする振動切削装置。 - 【請求項２】 前記バイトは剛性を有するバイトホルダ
上に固定され、該バイトホルダが前記軸の周方向及び軸
方向にそれぞれ弾性変位可能となるよう支持されること
を特徴とする請求項ｌ記載の振動切削装置。 - 【請求項３】 前記軸は、切削加工機に取り付けられる
工具本体の中心軸であり、前記バイトホルダは前記軸と
同心のホルダ軸に一体に固定され、該ホルダ軸は、ベア
リングを介して前記工具本体に、前記軸の周方向及び軸
方向に摺動自在に支持されることを特徴とする請求項２
記載の振動切削装置。 - 【請求項４】 前記ホルダ軸は前記工具本体に対して、
弾性手段を介して連結され、該弾性手段により前記軸の
周方向及び軸方向にそれぞれ弾性変位可能であることを
特徴とする請求項３記載の振動切削装置。 - 【請求項５】 前記弾性手段は、前記ホルダ軸が軸の周
方向に変位したときは軸方向に、軸方向に変位したとき
は周方向に、それぞれ寸度が変化するよう変形する板バ
ネであることを特徴とする請求項４記載の振動切削装
置。 - 【請求項６】 前記板バネは、所定の質量を有し前記軸
の周方向及び軸方向に変位可能なマスを介して前記工具
本体と前記ホルダ軸とを連結しており、前記工具本体側
の板バネと前記ホルダ側の板バネとは、互いに逆方向に
傾斜した状態で設けられていることを特徴とする請求項
６記載の振動切削装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20406797A JP3358500B2 (ja) | 1997-07-30 | 1997-07-30 | 振動切削装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20406797A JP3358500B2 (ja) | 1997-07-30 | 1997-07-30 | 振動切削装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1142501A true JPH1142501A (ja) | 1999-02-16 |
| JP3358500B2 JP3358500B2 (ja) | 2002-12-16 |
Family
ID=16484224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20406797A Expired - Fee Related JP3358500B2 (ja) | 1997-07-30 | 1997-07-30 | 振動切削装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3358500B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1380383A3 (en) * | 2002-07-10 | 2005-04-06 | President of Gifu University | Cutting tool holder and method for using the same |
-
1997
- 1997-07-30 JP JP20406797A patent/JP3358500B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1380383A3 (en) * | 2002-07-10 | 2005-04-06 | President of Gifu University | Cutting tool holder and method for using the same |
| US6926050B2 (en) | 2002-07-10 | 2005-08-09 | Gifu University | Cutting tool holder and method for using the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3358500B2 (ja) | 2002-12-16 |
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