(57)【要約】      （修正有）【課題】簡単な切削工具装置により、バリを発生させることなく開先加工等、配管端面の切削加工を可能とする。【解決手段】被切削物１７の角部３４を切削する場合に用いられる切削工具装置であって、角部に当接する切削チップ２７を切込み方向に対して直交する方向に変位可能に支持すると共に切削抵抗に対向する反力を付勢するバネ３５を設け、前記切削抵抗の増加と共に前記切削チップが前記バネ反力に対向して変位する様構成された。【選択図】図３
2014226751.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被切削物の角部を切削する場合に用いられる切削工具装置であって、角部に当接する切削チップを切込み方向に対して直交する方向に変位可能に支持すると共に切削抵抗に対向する反力を付勢するバネを設け、前記切削抵抗の増加と共に前記切削チップが前記バネ反力に対向して変位する様構成したことを特徴とする切削工具装置。
【請求項２】
固定された管の端面を回転する切削工具装置によって加工する加工装置であって、前記切削工具装置は少なくとも角部に当接する切削チップを有し、該切削チップは半径方向に変位可能に支持され、前記切削チップを中心方向に向けて付勢するバネが設けられ、切削抵抗の増加と共に前記切削チップが前記バネを撓ます方向に変位し、切削抵抗の増加とバネ反力の増加が均衡する様構成されたことを特徴とする加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工時のバリの発生を抑制する切削工具装置及び該切削工具装置を具備する加工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
被加工物を切削した場合、特に金属材料等粘りのある材料を切削した場合、バリが発生する。バリが発生すると、ハンドリング等で不具合を有するので除去する必要があるが、従来では手作業でバリを除去している。
【０００３】
特に、ボイラ等に用いられる伝熱管、水管等多数の配管を溶接する場合は、配管の端面に開先を形成する切削が行われるが、切削時に発生するバリ取りは手間の掛る作業となっていた。
【０００４】
尚、配管の端面を切削し、バリを除去する装置として、特許文献１に示されるものがあり、特許文献１には、切削工具が装着される軸を自転可能とすると共に進退可能、更に傾斜可能とし、更に前記軸を被切削物と同心に回転する回転体に取付け、公転可能に構成したものであり、前記軸を介して切削工具を高速回転しつつ、該軸を公転させ、配管の端面を面取、バリ取り等所望の切削加工をさせる加工装置が開示されている。
【０００５】
該加工装置は、構造が複雑となると共に切削工具を高速回転させる装置が大型となり、小径の配管の端面の切削加工を行うには不向きであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２５４２３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は斯かる実情に鑑み、簡単な切削工具装置により、バリを発生させることなく開先加工等、配管端面の切削加工を可能とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、被切削物の角部を切削する場合に用いられる切削工具装置であって、角部に当接する切削チップを切込み方向に対して直交する方向に変位可能に支持すると共に切削抵抗に対向する反力を付勢するバネを設け、前記切削抵抗の増加と共に前記切削チップが前記バネ反力に対向して変位する様構成した切削工具装置に係るものである。
【０００９】
又本発明は、固定された管の端面を回転する切削工具装置によって加工する加工装置であって、前記切削工具装置は少なくとも角部に当接する切削チップを有し、該切削チップは半径方向に変位可能に支持され、前記切削チップを中心方向に向けて付勢するバネが設けられ、切削抵抗の増加と共に前記切削チップが前記バネを撓ます方向に変位し、切削抵抗の増加とバネ反力の増加が均衡する様構成された加工装置に係るものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、被切削物の角部を切削する場合に用いられる切削工具装置であって、角部に当接する切削チップを切込み方向に対して直交する方向に変位可能に支持すると共に切削抵抗に対向する反力を付勢するバネを設け、前記切削抵抗の増加と共に前記切削チップが前記バネ反力に対向して変位する様構成したので、切削加工の進行と共に切削チップが変位し、切削位置が変更されるので、摩耗が分散され切削チップの切削性の劣化が抑止され、バリの発生が防止される。
【００１１】
又本発明によれば、固定された管の端面を回転する切削工具装置によって加工する加工装置であって、前記切削工具装置は少なくとも角部に当接する切削チップを有し、該切削チップは半径方向に変位可能に支持され、前記切削チップを中心方向に向けて付勢するバネが設けられ、切削抵抗の増加と共に前記切削チップが前記バネを撓ます方向に変位し、切削抵抗の増加とバネ反力の増加が均衡する様構成されたので、切削加工の進行と共に切削チップが変位し、切削位置が変更されるので、摩耗が分散され切削チップの切削性の劣化が抑止され、バリの発生が防止されるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例に係る加工装置の概念図である。
【図２】（Ａ）は端面加工の一例を示す断面図、（Ｂ）は本実施例に係る切削工具装置の側面図である。
【図３】（Ａ）は切削時の管と開先切削チップとの関係を示す説明図、（Ｂ）は本実施例に係る切削工具装置の基本構成図である。
【図４】（Ａ）は切削時にバネに作用する反力を示すグラフ、（Ｂ）は加工開始前のテーパ切削チップと開先切削チップとの関係を示す図、（Ｃ）は加工完了時のテーパ切削チップと開先切削チップとの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。
【００１４】
先ず、図１により本発明が実施される加工装置の概略を説明する。
【００１５】
図１に示される加工装置は、特に管の端面を加工する端面加工装置１であり、図中、２は切削加工部、３はワーク保持部を示している。
【００１６】
先ず、前記切削加工部２について説明する。
【００１７】
ベッド４はレール５に軌乗し、該レール５に沿って進退可能となっており、前記ベッド４には主軸駆動部６が昇降可能に支持されている。該主軸駆動部６は主軸を回転駆動する主軸モータ（図示せず）を内蔵し、該主軸モータの出力軸の先端には円盤状のチャック部７が設けられ、該チャック部７には円周３等分した位置に拡縮可能に設けられた３爪チャック８が設けられている。
【００１８】
該３爪チャック８に切削工具装置９が装着される。該切削工具装置９は、加工される管径、或は開先形状に対応して適宜交換可能となっている。
【００１９】
尚、図中、１１は前記ベッド４を進退させる為の走行モータ、１２は前記主軸の回転数を検出する回転検出器、１３は制御機を示す。該制御機１３は前記回転検出器１２の検出結果に基づき前記主軸モータの回転を制御し、又前記走行モータ１１の駆動及び後述するクランプモータ１５の駆動を制御する。
【００２０】
次に、前記ワーク保持部３について説明する。
【００２１】
前記レール５の延長上にワーク支持台１６が設けられ、該ワーク支持台１６上にワーク１７、例えば長尺の管１７が載置され、該管１７の軸心と前記主軸の軸心とが合致する様に保持される。
【００２２】
前記ワーク支持台１６には管クランプ装置１８が設けられている。該管クランプ装置１８は、前記クランプモータ１５によって上下方向に移動するクランプ軸１９を有し、該クランプ軸１９の下端にはクランパ２１が設けられ、前記クランプ軸１９が下降して前記クランパ２１により前記管１７を把持固定する様になっている。
【００２３】
前記切削工具装置９には切削チップ（図示せず）が取付けられており、前記切削工具装置９を前記管１７の端面に当接させ、前記主軸駆動部６によって前記チャック部７を回転させることで、切削チップにより前記管１７の端面が加工される様になっている。
【００２４】
図２（Ａ）は、端面加工の一例を示しており、前記管１７の端面にＵ字開先２２が形成されると共に内径に拡径部２３及び該拡径部２３に至るテーパ部２４が形成される場合を示している。
【００２５】
図２（Ｂ）は、前記切削工具装置９及び該切削工具装置９と前記管１７との関係を示している。
【００２６】
該切削工具装置９は、主に工具ホルダ２８と該工具ホルダ２８に固定されるテーパ切削チップ２６、開先切削チップ２７から構成される。前記工具ホルダ２８は円盤状の台２９から主軸駆動部６側に突出する把持部３１を有し、該把持部３１が前記３爪チャック８にチャックされる。又、前記台２９には、前記管１７側に突出するチップ固定部３２が形成され、該チップ固定部３２には前記テーパ切削チップ２６が固定される。又該テーパ切削チップ２６と交差する向きに前記開先切削チップ２７が前記台２９に固定され、前記テーパ切削チップ２６と前記開先切削チップ２７とは角を形成する様に配置される。
【００２７】
又、前記テーパ切削チップ２６と前記開先切削チップ２７とは、開先形状のリップ部２２ａが形成される様、所定の間隙が形成されている。
【００２８】
図３（Ａ）は、前記開先切削チップ２７による管１７の端面の切削の状態を示しており、前記開先切削チップ２７は図中左方に移動し、管１７の端面を切削する。尚、図中、矢印は管１７が前記切削工具装置９（開先切削チップ２７）に対して相対回転している様子を示す。
【００２９】
材料を切削した場合に、切削工具に大きな負担が掛るのは、切削部と被切削部の境界であり、特に材料の角３４に鋭角に当接する部分の摩耗が激しい。又、前記開先切削チップ２７が前記管１７の軸心に平行に移動した場合、前記材料の角３４が当接する位置は一定となり、摩耗、欠けが早期に発生し、バリの発生の原因となる。
【００３０】
本実施例では、前記開先切削チップ２７が半径方向に変位する様に構成し、前記境界の位置が一定とならない様にし、摩耗を分散して前記開先切削チップ２７の切削性の劣化を防止し、バリの発生を抑止するものである。
【００３１】
図３（Ｂ）は、切削中に前記開先切削チップ２７を半径方向に変位させる為の基本構成を示している。
【００３２】
前記開先切削チップ２７を半径方向に変位可能に支持し、該開先切削チップ２７に中心方向に付勢するバネ３５を設ける。
【００３３】
切削時に前記開先切削チップ２７に作用する力は、該開先切削チップ２７を軸心方向に加工送りすることで発生する軸送り分力、前記開先切削チップ２７が回転し、周方向に移動することにより発生する周送り分力が作用する（以下、軸送り分力と周送り分力との和を背分力と称す）。更に、背分力は加工抵抗の増加に比例し、加工抵抗は、前記開先切削チップ２７と前記管１７との接触長に比例する。図３（Ｂ）に示される様に、前記開先切削チップ２７の軸心方向の切込み量が増大することで接触長も増大するので、端面加工が進むにつれて加工抵抗が増大する。
【００３４】
又、前記開先切削チップ２７が回転すること（即ち、前記チャック部７が回転すること（図１参照））により遠心力が作用する。従って、前記開先切削チップ２７には、背分力と遠心力、更に背分力と遠心力とに対向する力としてバネ力が作用する。
【００３５】
又、前記背分力は、加工抵抗の増加に比例し、遠心力は回転数を一定とすれば、一定となる。
【００３６】
図４は、背分力、遠心力と加工抵抗、接触長さの関係を示している。
【００３７】
尚、前記開先切削チップ２７は、台２９に対して半径方向に摺動自在に設けられたスライダ３６に固定され、該スライダ３６と前記台２９との間に前記バネ３５が設けられている。
【００３８】
上記した様に、背分力Ａは加工抵抗、接触長さの増加と共に増大する。又、遠心力は一定であるので、背分力と遠心力との和（合力Ｂ）は、遠心力分だけオフセットした状態となる。
【００３９】
次に、バネ力Ｃは合力Ｂと均衡している必要がある。従って、前記バネ３５の設定としては、加工中に境界位置を変化させる量を設定し、この境界位置変化に対応する、前記開先切削チップ２７の半径方向の変位、即ち前記バネ３５の撓み量Δを求める。
【００４０】
前記加工抵抗を求め、該加工抵抗を前記半径方向の変位で除して、前記バネ３５のバネ定数Ｋを求める。又、遠心力に相当するバネの初期反力を設定する為、遠心力を前記バネ定数で除して前記バネ３５の初期撓みδを求める。
【００４１】
而して、前記開先切削チップ２７を半径方向に変位可能に支持し、該開先切削チップ２７に中心方向に向う反力を与える様前記バネ３５を設け、該バネ３５のバネ定数をＫとし、更に初期撓みδを与えることで、切削中接触長の増大と共に境界の位置が変化し、摩耗が分散され前記開先切削チップ２７の切削性の劣化が抑止され、バリの発生が防止される。
【００４２】
尚、上記実施例では、管のＵ字開先加工について説明したが、種々の端面加工に実施可能なことは言う迄もない。又、端面加工に限らず、角部を切削する場合にも実施可能であることも言う迄もない。
【符号の説明】
【００４３】
１    端面加工装置            ２    切削加工部
３    ワーク保持部            ４    ベッド
６    主軸駆動部              ７    チャック部
９    切削工具装置            １１  走行モータ
１２  回転検出器              １３  制御機
１５  クランプモータ          １６  ワーク支持台
１７  管                      １８  管クランプ装置
２２  Ｕ字開先                ２６  テーパ切削チップ
２７  開先切削チップ          ２８  工具ホルダ
２９  台                      ３１  把持部
３２  チップ固定部            ３４  材料の角
３５  バネ
【図１】
2014226751.tif 000003
【図２】
2014226751.tif 000004
【図３】
2014226751.tif 000005
【図４】
2014226751.tif 000006