(57)【要約】【課題】アーバーとスピンドルとの嵌合箇所に切粉が付着するのを防止すると共に、切削工具を容易に交換できるようにした切削装置を提供するものである。【解決手段】切削工具１０のカッター本体１２の円周方向の外壁と筒状の切屑収納カバー４２の一端の内壁とを隙間無く接合固定する。更に、切屑収納カバー４２の他端側の内壁とカッター本体１２の外壁との間に切屑収納空間４６を設ける。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カッター本体と切削刃とから成る切削工具をアーバーを介してスピンドルに連結する切削装置において、前記カッター本体におけるスピンドル寄りの外壁の円周方向位置に一端側の内壁を隙間無く接合させるようにして筒状の切屑収納カバーを固定し、その切屑収納カバーの他端側の内壁と前記カッター本体における前記切削刃寄りの外壁との間に切屑収納空間を設けたことを特徴とする切削装置。
【請求項２】
前記カッター本体と前記切屑収納カバーとの接合箇所に環状のシール部材を備えたことを特徴とする請求項１記載の切削装置。
【請求項３】
前記カッター本体と前記切屑収納カバーとの接合箇所と隣接して、前記カッター本体に第一嵌合手段を設け、前記切削工具用カバーに前記第一嵌合手段と係合する第二嵌合手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の切削装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、フライス等の切削工具を備えた切削装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
フライス等による切削加工時には、切削刃によって切削された切屑や切粉は一般に円周方向に飛散するが、切削刃の形状によっては切粉は円周方向だけでなく、軸方向即ちスピンドル側にも飛散する。例えば、立型マシニングセンタを用いた正面フライス削りでは、切粉は加工面よりも上方に飛散し、スピンドルやアーバー等に付着する。
【０００３】
スピンドルやアーバー等に切粉が付着すると、自動工具交換の際に切粉がスピンドル端面とアーバーとの間に入り込むことがあり、その結果、加工精度を低下させる原因となる。この切削加工時の切屑や切粉の飛散を防止する技術が、特許文献１に提供されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−１０８３０９号公報（第３〜４頁、図１〜４）
【０００５】
この特許文献１を図４に示す。フライス等の切削工具１０は、例えば筒状のカッター本体１２と、そのカッター本体１２の一端の外側に取付けられる切削刃１４とから成る。筒状のカッター本体１２の内部空間にはアーバー１６の軸部１６ａが挿入され、回り止めキー１８を介在してカッター本体１２とアーバー１６の軸部１６ａとがボルト２０によって固定される。アーバー１６は、前記軸部１６ａに続いてフランジ部１６ｂとテーパ−シャンク１６ｃとを有し、このテーパ−シャンク１６ｃをスピンドル（工作機械主軸）２２に嵌合させる。更にアーバー１６のフランジ部１６ｂとスピンドル１６の主軸キー２４とを嵌合させた状態で、図示しないドローイングボルトによってアーバー１６とスピンドル２２とを固定する。これによって、スピンドル２２と切削工具１０とが、アーバー１６を介して固定される。
【０００６】
特許文献１では、アーバー１６のフランジ部１６ｂの外側にベアリング２６（ベアリング２６の内側レース２６ａ）が固定される。ベアリング２６の外側レース２６ｂには、筒状の切屑収納カバー２８の一端側が固定される。切屑収納カバー２８の他端は前記切断刃１４に近い位置の外方まで伸びており、この切屑収納カバー２８の他端から前記ベアリング２６に近い位置までは、カッター本体１２の外壁と切屑収納カバー２８との間に切屑排出空間３０が形成される。筒状の切屑収納カバー２８におけるベアリング２６に近い位置の内壁には、内側に突出する環状の突出部３２が形成されており、この突出部３２の内側先端面はカッター本体１２の外壁に近い位置まで内側に突出している。この環状の突出部３２は、それ自体が切屑排出空間３０の天井を形成し、切屑や切粉がその突出部３２より上方に位置するアーバー１６のフランジ部１６ｂやスピンドル２２まで飛散するのを防いでいる。環状の突出部３２とカッター本体１２の外壁との間には、互いに接触することがないように隙間３４が形成されている。筒状の切屑収納カバー２８の側面には切屑排出空間３０と連絡するパイプ３６が取付けられ、そのパイプ３６はダクトホース３８を介して図示しない吸引機に連結されている。
【０００７】
切削装置を可動させると、スピンドル２２とアーバー１６とカッター本体１２と切削刃１４とが同時に回転し、切削刃１４によって被切削材４０の表面が切削される。ベアリング２６の外側レース２６ｂに固定されている切屑収納カバー２８は、パイプ３６やダクトホース３８等と固定関係にあるので、回転することはない。被切削材４０から発生した切屑や切粉は、カッター本体１２に設けられたポケット（図示せず）に入れられ、カッター本体１２の回転によって切屑排出空間３０に逐次誘導排出され、前記吸引機の吸引力によって切屑排出空間３０からパイプ３６とダクトホース３８とを介して図示しない吸引機に吸引される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１の発明では、切屑収納カバー２８（固定状態にある）に形成した突出部３２の内側先端面と、回転するカッター本体１２の外壁との間には、隙間３４が存在する。このため、切屑排出空間３０に排出された切屑と切粉のうち、微細な切粉は隙間３４を通ってアーバー１６のフランジ部１６ｂやベアリング２６やスピンドル２２や主軸キー２４等に付着する。このため、特に２面拘束シャンクを有するアーバーの自動工具交換の際に、アーバー１６とスピンドル２２との接合領域へ切粉が入り込んで、加工精度を低下させる不具合が発生する。また、ベアリング１６に切粉が入り込んで、ベアリング１６に焼付きや破損が発生するおそれがある。
【０００９】
特許文献１の発明ではまた、アーバー１６のフランジ部１６ｂの外側にベアリング２６を取付けるために、アーバー１６が従来のものより複雑な構造になって、コストが高いものになる。このベアリング２６の他に、切屑収納カバー２８に固定するためのパイプ３６と、このパイプ３６に固定するダクトホース３８と、吸引機（図示せず）とを必要とするため、切削装置全体のコストが非常に高いものとなっていた。
【００１０】
特許文献１の発明では更に、切屑収納カバー２８はパイプ３６とダクトホース３８と吸引機等と連結固定状態にあるため、切削工具１０を交換する場合には、切屑収納カバー２８をパイプ２６から外さなければならず、自動的に切削工具の交換を行うことができないものであった。
【００１１】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、アーバーとスピンドルとの嵌合箇所に切粉が付着するのを防止すると共に、切削工具を容易に交換できるようにした切削装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明は、カッター本体と切削刃とから成る切削工具をアーバーを介してスピンドルに連結する切削装置において、前記カッター本体におけるスピンドル寄りの外壁の円周方向位置に一端側の内壁を隙間無く接合させるようにして筒状の切屑収納カバーを固定し、その切屑収納カバーの他端側の内壁と前記カッター本体における前記切削刃寄りの外壁との間に切屑収納空間を設けるようにしたものである。
【００１３】
本発明はまた、前記カッター本体と前記切屑収納カバーとの接合箇所に環状のシール部材を備えるようにしたものである。本発明は更に、前記カッター本体と前記切屑収納カバーとの接合箇所と隣接して、前記カッター本体に第一嵌合手段を設け、前記切削工具用カバーに前記第一嵌合手段と係合する第二嵌合手段を設けるようにしたものである。
【００１４】
【作用】
カッター本体の円周方向の外壁と筒状の切屑収納カバーの内壁とを隙間無く接合させたので、カッター本体の外壁からスピンドルに至る隙間を無くすことができる。これによって、アーバーとスピンドルとの嵌合箇所への切粉の入り込みが無くなり、加工精度を低下させる不具合を解消することができる。切屑収納カバーは切削工具のみに固定されていて、従来のようなパイプ等と固定されることはないので、自動交換装置で切削工具の自動交換が可能になり、切削工具の工具の交換作業を省力化できる。
【００１５】
【発明の実施形態】
次に本発明を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る切削装置の一実施形態を示す断面図である。図１において図４と同一符号は同一部材を示す。切削装置においては、とアーバー１６とスピンドル２２とを互いに固定状態とする。切削刃１４によって被切削材４０を切削して発生する切屑や切粉は、カッター本体１２に形成されるポケット（図示せず）に収容する。
【００１６】
カッター本体１２におけるスピンドル２２寄りの円周方向の外壁に、筒状の切屑収納カバー４２の一端側の内壁を隙間無く接合させる。その接合箇所において、切屑収納カバー４２をカッター本体１２にボルト等の固定手段４４で取付け固定する。切屑収納カバー４２のカッター本体１２への取付けは着脱自在とする。この切屑収納カバー４２の内壁とカッター本体１２の外壁との接合箇所において、気密性を保持するように設定する。また、この切屑収納カバー４２は、カッター本体１２にのみ固定されるものであって、他の部材に固定されないようにする。
【００１７】
筒状の切屑収納カバー４２の他端側は切削刃１４の外側まで伸びており、切屑収納カバー４２の他端側の内壁とカッター本体１２の外壁との間に切屑収納空間４６を設ける。この切屑収納空間４６は切屑収納カバー４２の軸方向の長さの大半にわたって形成されており、その切屑収納空間４６の体積は一回の切削で生じる切屑を充分収容できるものに設定されている。なお、スピンドル２２の回転停止毎に切削工具１０並びに切屑収納カバー４２が被切削材４０から離れ、その際に切屑は自重により切屑収納空間４６から落下することでそこから排出される。
【００１８】
切屑収納カバー４２の他端側の下端と被切削材４０の表面との隙間Ａは、切粉の飛散する角度θと、切屑収納カバー４２の内壁と切削刃１４先端との間隔Ｂとによって決定される。この隙間Ａは、約２ｍｍ程度に設定するのが望ましいが、この寸法に限るものではない。
【００１９】
ここで、切屑収納カバー４２を取付けた切削工具１０を用いて、被切削材４０の平面加工を行う。切削工具１０によって発生する切屑や切粉は図示しないポケット内に収容される。また、切削刃１４によって円周方向に飛散した切屑や切粉は切屑収納カバー４２によって外部に飛散することなく、切屑収納空間４６内に集められる。
【００２０】
切屑収納空間４６内において切粉は上方に向けて舞い上がるが、切屑収納空間４６の上部は切屑収納カバー４２の内壁とカッター本体１２の外壁とで密閉接合されているので、切粉はカッター本体１２の外壁に沿って外部に漏れることはない。従って、本発明では、従来のように切粉がアーバー１６とスピンドル２２との嵌合箇所付近に付着することはなく、アーバー１６とスピンドル２２との嵌合領域へ切粉が入り込んで加工精度を低下させるという不具合を無くすことができる。
【００２１】
本発明では、乾式や湿式の切粉のいずれに対しても飛散防止の効果が発揮される。特に湿式加工で切屑収納カバー４２が無い状態では、切削刃の円周方向の花弁状の凹凸によってクーラントが飛散するため、クーラントによって切粉も飛散する。これに対して、本発明の切屑収納カバー４２にはそれ自体に円周方向の凹凸がないので、クーラントのスピンドル２２側への飛散を防止でき、それによって切粉のスピンドル２２側への飛散も防止することができる。
【００２２】
本発明では、切削工具１０を交換する際に、切屑収納カバー４２がカッター本体１２以外のものとは固定されていないことから、アーバー１６に自動工具交換可能なシャンクを用いれば、切削工具１０を自動交換装置（図示せず）を用いて交換することが可能となり、切削工具１０の交換作業の省力化を図ることができる。
【００２３】
また、図２に示すように、切屑収納カバー４２とカッター本体１２との接合箇所の一方の面に凹部４８を形成し、その凹部４８内にシール部材としてのＯリング５０を設けるようにしても良い。このシール構造によって、切屑収納カバー４２とカッター本体１２との接合箇所からの切粉の漏れをより確実に防止することができる。
【００２４】
更に、図３に示すように、切屑収納カバー４２とカッター本体１２との接合箇所に隣接する切屑収納空間４６に近い位置に、切屑収納カバー４２に第一嵌合手段としての凹部５２と凸部５４を形成し、カッター本体１２に前記第一嵌合手段と嵌合する第二嵌合手段としての凸部５６と凹部５８を形成する。凸部５６は凹部５２と嵌合し、凹部５８は凸部５４と嵌合する。第一嵌合手段は凹部５２と凸部５４のいずれか一つ、第二嵌合手段は凸部５６と凹部５８のいずれか一つを備えても良い。これら切屑収納カバー４２の凹部５２並びに凸部５４と、カッター本体１２の凸部５４並びに凹部５８とを嵌合させる複雑なラビリンス構造とすることで、切屑収納カバー４２とカッター本体１２との接合箇所からの切粉の漏れをより防止することができる。
【００２５】
なお、本実施形態においては、切削工具１０としてフライス工具について説明したが、本発明の切削工具１０はこれに限るものではない。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように本発明に係る切削装置によれば、切削工具のカッター本体の外壁と、筒状の切屑収納カバーの内壁とが円周方向に隙間なく接合した状態で固定されているので、切粉がカッター本体の外壁に沿ってアーバーとスピンドルとの嵌合位置まで至るのを防止できる。この結果、アーバーとスピンドルとの嵌合箇所への切粉の入り込みが無くなり、加工精度の低下を防止すると共に、切削工具の耐久性の向上を図ることができる。本発明ではまた、切屑収納カバーを切削工具のカッター本体のみに固定して、従来のようなパイプ等と固定しないようにする。これによって、切削工具を自動交換装置によって交換することが可能になり、工具の交換作業を省力化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る切削装置の一実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明の他の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図３】本発明のその他の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図４】従来の切削装置の断面図である。
【符号の説明】
１０  切削工具
１２  カッター本体
１４  切削刃
１６  アーバー
２２  スピンドル
４２  切屑収納カバー
４６  切屑収納空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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