(57)【要約】 【目的】  被削物の材質や切削条件によらず、切り屑を確実に断片化し、容易に集塵可能とすることを課題とする。【構成】  フライス加工ヘッドの回転軸を中心に、正面と外周面に切れ刃を有する切削加工刃２５と、背面外周に切れ刃を有し、かつ前記切削加工刃と同一方向に回転する回転剪断刃２６と、正面外周に切れ刃を有し、かつ前記回転剪断刃に対して固定されている固定剪断刃２７とを一体して装着可能に設け、前記切削加工刃により形成された流れ形の切り屑を前記回転剪断刃と固定剪断刃とにより挟み込んで剪断する。【選択図】  図４
2008229753.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フライス加工ヘッドの回転軸を中心に、正面と外周面に切れ刃を有する切削加工刃と、背面外周に切れ刃を有し、かつ前記切削加工刃と同一方向に回転する回転剪断刃と、正面外周に切れ刃を有し、かつ前記回転剪断刃に対して固定されている固定剪断刃とを一体して装着可能に設け、前記切削加工刃により形成された流れ形の切り屑を前記回転剪断刃と固定剪断刃とにより挟み込んで剪断することを特徴とする転削工具。
【請求項２】
前記回転軸に固定された切削加工刃と、該回転軸に対してフリーに設けられた回転剪断刃との間にピン部材を連通させ、該ピン部材を介して前記切削加工刃に加わるの回転力を前記回転剪断刃に伝えることを特徴とする請求項１記載の転削工具。
【請求項３】
前記回転剪断刃の刃数が前記切削加工刃の刃数よりも少ないことを特徴とする請求項１又は２記載の転削工具。
【請求項４】
前記固定剪断刃の切れ刃が前記切削加工刃とワークとが接触する少なくとも半円分にのみ設けられていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一つに記載の転削工具。
【請求項５】
フライス加工ヘッドの回転軸を中心に、正面と外周面と背面外周とに切れ刃を有する切削加工刃と、正面外周に切れ刃を有し、かつ前記切削加工刃に対して固定されている固定剪断刃とを一体して装着可能に設け、前記切削加工刃により形成された流れ形の切り屑を前記切削加工刃の背面外周刃と前記固定剪断刃とにより挟み込んで剪断することを特徴とする転削工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は転削工具に関し、更に詳しくは、正面フライス(Facemill)の切削により発生する流れ形の切り屑を確実に断片化することで吸引回収容易とする転削工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
図５は従来技術を説明する図で、正面フライスによるワークＷの切削状態を示している。図の（Ａ）は切削状態の斜視図、（Ｂ）は同平面図、（Ｃ）は同側面図である。一般に、切削加工では、被削材の不要部分が切り屑として生成されるが、その際には、工具の切削力とそれに抵抗する被削材との間にせん断力が働き、このせん断力に被削材が抵抗しきれないとき、被削材の一部が剪断され、切り屑と切削熱を生成する。正面フライス６０は、図示の如く正面と外周面に切れ刃を持っており、フライス軸（ｚ軸）と直角な平面を切削するのに用いられるが、その際には、フライスカッタ６０の回転に伴って切り屑が周辺に飛散し、作業能率を著しく低下させる問題があった。
【０００３】
この点、従来は、ワーク（被削物）の切削時に発生する切り屑を周囲に飛散させずに吸引処理するフライスカッタの切り屑吸引処理装置が知られている（特許文献１）。
【特許文献１】実開平７−３３５４３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、切り屑の形態は、被削物の材質、工具の刃先形状、切削条件等によって様々に変化する。例えば、鋼類の切削で、かつ切り込みと送りが大きい場合には、断片的な素片からなるせん断形の切り屑が生成され、このような切り屑は、従来の切り屑吸引装置でも容易に吸引できる。
【０００５】
一方、延性材（鉄、アルミ合金等の非鉄金属、樹脂、木材等）の切削では、すくい角を大きく、かつ切り込みと送りを小さくすることで、高速の切削でも切削抵抗の変動が少なく、良好な仕上げ面が得られるが、その反面、すくい面に粘りついて流出が妨げられ、刃先にたまるむしれ形の切り屑や、すくい面にそって連続的（コイル状態）に生成される流れ形の切り屑が発生し易くなる。この種の切り屑は、従来のような切り屑吸引装置では集塵できないばかりか、むしれ形やコイル状の切り屑が仕上げ面を傷つけることも少なく無く、問題となっていた。
【０００６】
なお、切刃の近傍に設けた曲面（チップブレーカ）によって切り屑を強く曲げ、被削物や刃の一部に当てて破断させる方法もあるが、チップブレーカの形状や、被削材の硬さ、切込み深さ、及び送り量等の切削条件により、切り屑が破断したり、しなかったりする場合があり、確実ではない。
【０００７】
本発明は上記従来技術の問題点に鑑みなされたもので、その目的は、被削物の材質や切削条件によらず、切り屑を確実に断片化し、容易に集塵可能とする転削工具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様による転削工具は、フライス加工ヘッドの回転軸を中心に、正面と外周面に切れ刃を有する切削加工刃と、背面外周に切れ刃を有し、かつ前記切削加工刃と同一方向に回転する回転剪断刃と、正面外周に切れ刃を有し、かつ前記回転剪断刃に対し
て固定されている固定剪断刃とを一体して装着可能に設け、前記切削加工刃により形成された流れ形の切り屑を前記回転剪断刃と固定剪断刃とにより挟み込んで剪断するものである。
【０００９】
本発明においては、切削加工刃により形成された流れ形の切り屑を回転剪断刃と固定剪断刃とにより挟み込んで剪断する構成により、被削物の材質や切削条件によらず、切り屑を確実に断片化し、容易に集塵可能とできる。本発明は、特に、鉄、アルミ合金等の非鉄金属、樹脂、木材等の延性材の加工に適用して好適である。
【００１０】
本発明の第２の態様では、前記回転軸に固定された切削加工刃と、該回転軸に対してフリーに設けられた回転剪断刃との間にピン部材を連通させ、該ピン部材を介して前記切削加工刃に加わるの回転力を前記回転剪断刃に伝えるものである。
【００１１】
本発明においては、既存の切削加工刃と、別途に固定された固定剪断刃との間に回転剪断刃を挟み込み、かつ該切削加工刃と回転剪断刃との間にピン部材を連通させることで回転力を伝えるため、既存のフライス加工主軸に別段の変更を加える必要が無いばかりか、このピン部材は刃の回転方向へのみ力を伝えるため、切り屑の剪断による振動等の影響が切削加工刃に伝わるのを有効に緩和でき、よって高品質の加工面が得られる。
【００１２】
本発明の第３の態様では、前記回転剪断刃の刃数が前記切削加工刃の刃数よりも少ないものである。例えば回転剪断刃の刃数が切削加工刃の１／２の場合は、刃数が少ない分、製造容易で安価に提供できると共に、２つ分の切削加工刃により形成された２本の切り屑をまとめて剪断できる。
【００１３】
本発明の第４の態様では、前記固定剪断刃の切れ刃が前記切削加工刃とワークとが接触する少なくとも半円分にのみ設けられている。本発明では、フライスカッタで実際に切り屑が発生する部分にのみ剪断用切れ刃を設ければ良く、このような固定剪断刃は製造容易であると共に、安価に提供できる。
【００１４】
本発明の第５の態様による転削工具は、フライス加工ヘッドの回転軸を中心に、正面と外周面と背面外周とに切れ刃を有する切削加工刃と、正面外周に切れ刃を有し、かつ前記切削加工刃に対して固定されている固定剪断刃とを一体して装着可能に設け、前記切削加工刃により形成された流れ形の切り屑を前記切削加工刃の背面外周刃と前記固定剪断刃とにより挟み込んで剪断するものである。
【００１５】
本発明では、切削加工刃の背面外周に剪断用の切れ刃を一体して有する構成により、回転剪断刃を省略できると共に、構造簡単かつ取り扱いが容易になる。
【発明の効果】
【００１６】
以上述べた如く本発明によれば、被削物の材質や切削条件によらず、切り屑を確実に断片化できるため、切り屑の回収処理が大幅に改善される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面に従って本発明に好適なる実施の形態を詳細に説明する。なお、全図を通して同一符号は同一又は相当部分を示すものとする。
【００１８】
図１は実施の形態による正面フライス盤の外観斜視図である。機台１の上には、案内レール２ａ，２ｂとスライド送り機構３とがｘ軸方向に並設されており、その上にワーク（被加工物）Ｗを載置・固定するためのワークテーブル４が摺動可能に装架されている。このワークテーブル４の上では、ワークＷがｘ，ｙ方向に自在に位置決めされて後、ワーク
押さえ５ａ，５ｂによって固定される。更に、機台１の背面側よりコラム７が立設されており、このコラム７の正面には、案内レール８ａ，８ｂと垂直送りスライド９とがｚ軸方向に並設されている。この垂直送りスライド９の前面には、本発明による後述の転削工具を有する主軸ヘッド２０が該垂直送りスライド９によって上下方向に昇降可能に装架されている。
【００１９】
更に、この主軸ヘッド２０の下部には、平面視形状が略円形のフード本体３５が転削工具を囲むように取付けられており、この円筒領域の上面には吸引ダクト３７ａ，３７ｂ及びこれらに連通する共通の吸引ダクト３８が接続されている。これにより、フード本体３５内で形成された切り屑はフード本体周囲より吸引される空気等と共に吸引ダクト３７ａ，３７ｂ及び３８を介して背面の真空集塵装置４０に回収される。
【００２０】
図２は実施の形態による主軸ヘッド２０の要部構成図である。なお、挿入図（ａ）に転削工具の切れ刃の部分拡大図を示す。正面フライス盤のスピンドル２１は主軸ヘッド２０に固定されたシリンダ３１内の軸受２２ａ，２２ｂによって回転可能に軸支されており、その側面側にはプーリ５１，５３とタイミングベルト５２を介して駆動モータ５０がスピンドル２１を回転駆動するように設けられている。
【００２１】
スピンドル２１の下端側には工具ホルダ２３が固定され、該工具ホルダ２３には、その正面（図の下面）と外周面に複数の切れ刃（切刃チップ）２５ａを有する切削加工刃２５が取付ボルト２４ａ，２４ｂ等によって取り付けられている。この切削加工刃２５の上側には、その背面（図の上面）外周に複数の切れ刃（例えばチップソー）を有する回転剪断刃２６が載置されると共に、切削加工刃２５の背面に設けた凹孔と回転剪断刃２６に設けた貫通孔とにピン部材２８を連通させることで、切削加工刃２５に加わる回転力を回転剪断刃２６に伝えるようになっている。この回転剪断刃２６は切削加工刃２５の上側に載置されているだけであるため、切り屑の剪断による振動が切削加工刃２５に直接加わるのが充分に緩和され、このため切削加工刃２５による高品質の切削（特に表面仕上げ）が可能である。
【００２２】
一方、シリンダ３１の下端側にはフランジ３２が取付ボルト３３により固定されており、このフランジ３２には、その正面（図の下側）外周に複数の切れ刃（例えばチップソー）を有する固定剪断刃２７が取付ボルト３４により固定されている。即ち、この固定剪断刃２７は前記回転剪断刃２６に対して固定されている関係にあり、スピンド２１に連動する回転剪断刃２６の回転はフランジ３２に固定されたベアリング２９により安定に確保されている。
【００２３】
このような複数の刃の組み合わせにより、挿入図（ａ）に示す如く、今、スピンドル２１が上から見てＣＣＷの方向に回転すると、切削加工刃２５の切刃チップ２５ａにより切り削られた流れ形の切り屑が、自然には剪断されずに刃の回転と共に成長し、その先端部は切削加工刃２５とこれに同期して回転する回転剪断刃２６との各刃の間に形成される隙間部（空間部）を、各刃の壁面部等を利用して滑らかに上向きに案内される。そして、切削加工刃２５が所定ピッチ分だけ回転すると、成長した切り屑の胴体部が回転剪断刃２６と固定剪断刃２７とにより挟まれ、強制的に剪断される。
【００２４】
一方、シリンダ３１の下部には、上記複数の刃の組からなる転削工具を囲むように円筒状のフード本体３５が設けられており、該フード本体３５の内周面と転削工具との間には、切り屑ポケット３６が形成されている。また、このフード本体３５の上側の一部には、吸引ダクト３７の入口端が前記切り屑ポケット３６と連通するように連結されている。これにより、上記強制的に剪断された切り屑の断片は、空気や冷却のために吹き付けた切削油ミストと共に吸引ダクト３７，３８を介して吸引され、真空集塵装置４０内に回収され
る。
【００２５】
図３は実施の形態による切削加工刃及び剪断刃の平面図である。図３（ａ）において、切削加工刃２５の正面及び外周面上には複数の切刃チップ２５ａが所定ピッチ（間隔）で設けられ、矢印ｃ方向に回転する。切削加工刃２５の直径をＤ、刃数をｎとすると、切刃チップ２５ａのピッチｐ＝πＤ／ｎで与えられ、これが略切り屑の断片長となる。刃数ｎが多ければ多いほど、切り屑の断片長は短くなり、容易に吸引可能となる。更に、切削加工刃２５の内周上には上記連通ピン２８を嵌入するための複数の凹孔２５ｐと、切削加工刃２５の装着時に取付ボルト２４を挿入するための複数の取付孔２５ｎとを有する。
【００２６】
図３（ｂ）において、回転剪断刃２６は、上記切削加工刃２５と同一の直径Ｄを有すると共に、その背面外周上には複数の剪断刃（例えばチップソー）が前記切刃チップ２５ａの例えば２倍のピッチ（間隔）で設けられている。即ち、刃数で言うとｎ／２である。この回転剪断刃２６は切削加工刃２５と同じく矢印ｃ方向に回転する。好ましくは、連通ピン２８の作用により、切削加工刃２５と同期して回転する。これにより、切刃チップ２５ａで削り取られた切り屑を、回転剪断刃２６で邪魔すること無く、上方に案内できる。また、回転剪断刃２６の内周上には上記連通ピン２８を貫通させるための複数の貫通孔２６ｐが設けられている。一例の孔数は４つであるが、それ以上あっても良い。
【００２７】
図３（ｃ）において、固定剪断刃２７は、上記回転剪断刃２６と同一の直径Ｄを有すると共に、その正面外周上には前記回転剪断刃２６と逆向きの複数の剪断刃（例えばチップソー）が前記回転剪断刃２６と同じピッチ（間隔）で設けられている。また、その内周上には取付ボルト３４を挿入するための複数の取付孔２７ｎを有する。
【００２８】
図３（ｅ）は上記３枚の刃を重ねた状態の正面図を示しており、図３（ｄ）には刃の重なり部分の部分拡大図を示す。この例の回転剪断刃２６の刃は切削加工刃２５の刃２つに１つの割合で設けられており、これらの刃の間には切刃チップ２個分の切り屑を収容可能なスペースが得られる。これにより、流れ形の切り屑の２本分が回転剪断刃２６と固定剪断刃２７とに挾まれ、剪断される。なお、上記一例の刃数の関係を具体的に述べたが、本発明がこれに限定されない事は明らかである。
【００２９】
図３（ｆ）に他の実施の形態による固定剪断刃２７’の平面図を示す。この固定剪断刃２７’の外周上には切削加工刃２５の加工により実際に切り屑が発生する半円部分にのみ剪断刃が設けられている。このような固定剪断刃２７’は、刃数が少ない分、製造容易であると共に、安価に提供できる。
【００３０】
図４は実施の形態による転削工具の転削動作を説明する図である。なお、挿入図（ａ）に切削状態の側断面図を示す。操作パネル１３からの指令によって駆動モータ５０が駆動されると、スピンドル２１に装着された切削加工刃２５が回転しながら幅Ｄ（例えば５００ｍｍ）のワークＷを切削する。切刃チップ２５ａにより切り削られた流れ形の切り屑が、刃の回転と共に成長し、やがて、切削加工刃２５が所定ピッチ分回転すると、成長した切り屑の胴体部が回転剪断刃２６と固定剪断刃２７とにより挟まれ、剪断（断片化）される。
【００３１】
挿入図（ｂ）に他の実施の形態による切削加工刃２５’の側断面図を示す。この切削加工刃２５’は正面と外周面に切れ刃を有すると共に、その背面外周にも切れ刃を一体化して有している。このような切削加工刃２５’を使用すれば、上記の回転剪断刃２６を省略できるから、構造簡単である。
【００３２】
なお、上記実施の形態では、正面フライス盤に回転主軸を垂直に設けた場合を述べたが
、回転主軸を水平に設けたものについても、本発明を適用可能である。また、本発明が上記説明した数値例に限定されない事は明らかである。
【００３３】
また、上記本発明に好適なる実施の形態を述べたが、本発明思想を逸脱しない範囲内で各部の構成、制御、処理及びこれらの組み合わせの様々な変更が行えることは言うまでも無い。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】実施の形態による正面フライス盤の外観斜視図である。
【図２】実施の形態による主軸ヘッドの要部構成図である。
【図３】実施の形態による切削加工刃及び剪断刃の平面図である。
【図４】実施の形態による転削工具の転削動作を説明する図である。
【図５】従来技術を説明する図である。
【符号の説明】
【００３５】
７  コラム
９  垂直送りスライド
２０  主軸ヘッド
２１  スピンドル
２２  切削加工刃
２２ａ  切刃チップ２２ａ
２３  工具ホルダ
２５  回転剪断刃
２６  固定剪断刃
２９  ベアリング
３１  シリンダ
３５  フード本体
３６  切り屑ポケット
３７，３８  吸引ダクト
４０  真空集塵装置
【図１】
2008229753.tif 000003
【図２】
2008229753.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008229753.tif 000006
【図５】
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