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JP6381026B2 - Attenuator for rotary cutting tools - Google Patents

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JP6381026B2 JP2014131491A JP2014131491A JP6381026B2 JP 6381026 B2 JP6381026 B2 JP 6381026B2 JP 2014131491 A JP2014131491 A JP 2014131491A JP 2014131491 A JP2014131491 A JP 2014131491A JP 6381026 B2 JP6381026 B2 JP 6381026B2
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Description

本発明は、例えばエンドミルのような回転切削工具の振動を減衰する減衰装置に関し、特に、クランクシャフトの加工に使用される比較的長尺のエンドミルの振動を減衰するのに用いられて好適な回転切削工具の減衰装置に関するものである。   The present invention relates to a damping device that damps vibrations of a rotary cutting tool such as an end mill, and particularly suitable for use in dampening vibrations of a relatively long end mill used for machining a crankshaft. The present invention relates to a damping device for a cutting tool.

図8には、クランクシャフトの一例として直列2気筒内燃機関に用いられるクランクシャフト100が示されている。クランクシャフト100は、2つのクランクピン101と、これらクランクピン101の両端に配置された合計3つのクランクジャーナル102と、クランクピン101とクランクジャーナル102とを連結するクランクアーム103と、クランクアーム103に一体的に形成されたカウンタウェイト104とを有している。   FIG. 8 shows a crankshaft 100 used in an in-line two-cylinder internal combustion engine as an example of the crankshaft. The crankshaft 100 includes two crankpins 101, a total of three crank journals 102 disposed at both ends of the crankpin 101, a crank arm 103 that connects the crankpin 101 and the crank journal 102, And a counterweight 104 formed integrally.

従来、クランクシャフトの加工は、クランクシャフトミラーと呼ばれる専用機を用いて行われていたが、汎用性のあるマシニングセンタまたはフライス盤を用いて加工することが望まれていた。例えば、マシニングセンタを用いてクランクピン101を加工するためには、クランクアーム103およびカウンタウェイト104に干渉しないように長尺状のエンドミル200を用いる必要がある。そして、クランクシャフト100を回転させて、エンドミル200がクランクピン101の外周面に略直交するようにクランクピン101の回転に追随させる。   Conventionally, the processing of the crankshaft has been performed using a dedicated machine called a crankshaft mirror, but it has been desired to process the crankshaft using a versatile machining center or a milling machine. For example, in order to process the crankpin 101 using a machining center, it is necessary to use a long end mill 200 so as not to interfere with the crank arm 103 and the counterweight 104. Then, the crankshaft 100 is rotated so that the end mill 200 follows the rotation of the crankpin 101 so as to be substantially orthogonal to the outer peripheral surface of the crankpin 101.

しかしながら、このような長尺状のエンドミル200を用いて切削加工を行うと、切削加工時に受ける切削抵抗により工具に所謂びびり振動が生じ、加工面の品質が低下するという問題があった。   However, when cutting is performed using such a long end mill 200, there is a problem that so-called chatter vibration is generated in the tool due to cutting resistance received during the cutting process, and the quality of the processed surface is deteriorated.

このような問題を解決し得るものとして、粘弾性体を介して剛性体を切削工具のシャンクに当接させることにより、切削時のびびり振動を抑制するようにしたものが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。   As what can solve such a problem, there has been proposed one in which chatter vibration during cutting is suppressed by bringing a rigid body into contact with a shank of a cutting tool via a viscoelastic body (for example, , See Patent Document 1).

特許第5131826号公報Japanese Patent No. 5131826

ところで、特許文献1に記載のものでは、粘弾性体が切削工具のシャンクに直接接触されている。
このため、切削工具が例えば旋盤で使用されるバイトのように工具それ自体は固定されるようなものに対しては特許文献1に係る技術を問題なく適用することができるが、切削工具それ自体が回転される例えばエンドミルのような回転切削工具に対して特許文献1に係る技術を適用した場合、粘弾性に対する回転切削工具の相対回転によって両者間に大きな摩擦力が生じるため、回転切削工具の回転負荷の増大を招いたり、粘弾性体の早期摩耗を招いたりするという問題点がある。
By the way, in the thing of patent document 1, the viscoelastic body is directly contacting the shank of the cutting tool.
For this reason, the technique according to Patent Document 1 can be applied without problems to a tool in which the cutting tool is fixed, such as a cutting tool used in a lathe, for example, but the cutting tool itself When the technique according to Patent Document 1 is applied to a rotary cutting tool such as an end mill that rotates, relative friction of the rotary cutting tool with respect to viscoelasticity generates a large frictional force between the two. There is a problem that the rotational load is increased or the viscoelastic body is prematurely worn.

本発明は、前述のような問題点に鑑みてなされたもので、回転切削工具の回転負荷の増大を招いたり、粘弾性体の早期摩耗を招いたりすることなく、回転切削工具のびびり振動を抑制することができる回転切削工具の減衰装置を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and can reduce chatter vibration of a rotary cutting tool without causing an increase in rotational load of the rotary cutting tool or causing early wear of the viscoelastic body. An object of the present invention is to provide a damping device for a rotary cutting tool that can be suppressed.

前記目的を達成するために、第1発明による回転切削工具の減衰装置は、
加工ヘッドのスピンドルに工具ホルダを介して取り付けられる回転切削工具の振動を減衰する回転切削工具の減衰装置であって、
回転切削工具の外周側を補助的に支持可能なアーム部材であって、加工ヘッド側から回転切削工具に向けて突き出す突出位置と、工具ホルダから後方の加工ヘッド側に退避される退避位置とに切替可能とされるアーム部材と、
回転切削工具の回転時にその回転切削工具の外周面と滑り合って接触する摺動部材と、
前記アーム部材と摺動部材との間に介在される粘弾性体とを備え、
回転切削工具の切削時の振動を、前記摺動部材を介して前記粘弾性体へと伝達して減衰するようにしたことを特徴とするものである
In order to achieve the above object, a damping device for a rotary cutting tool according to the first invention comprises:
A rotary cutting tool damping device for damping vibrations of a rotary cutting tool attached to a spindle of a machining head via a tool holder,
An arm member that can support the outer peripheral side of the rotary cutting tool in an auxiliary manner, and has a protruding position that protrudes from the machining head toward the rotary cutting tool and a retreat position that is retracted from the tool holder to the rear machining head. A switchable arm member ;
A sliding member that slidably contacts the outer peripheral surface of the rotary cutting tool when rotating the rotary cutting tool;
A viscoelastic body interposed between the arm member and the sliding member,
The vibration at the time of cutting of the rotary cutting tool is transmitted to the viscoelastic body through the sliding member to be attenuated .

また、第2発明による回転切削工具の減衰装置は、Further, the rotary cutting tool damping device according to the second invention is:
加工ヘッドのスピンドルに工具ホルダを介して取り付けられる回転切削工具の振動を減衰する回転切削工具の減衰装置であって、A rotary cutting tool damping device for damping vibrations of a rotary cutting tool attached to a spindle of a machining head via a tool holder,
回転切削工具の外周側を補助的に支持可能なアーム部材と、An arm member capable of supporting the outer peripheral side of the rotary cutting tool in an auxiliary manner;
前記アーム部材の先端部に配設され、前記回転切削工具の外周面に向けて平坦な取付面を有するとともに、当該先端部の慣性質量を増大させる錘の役目もする取付ブロックと、An attachment block that is disposed at the tip of the arm member and has a flat attachment surface toward the outer peripheral surface of the rotary cutting tool, and also serves as a weight that increases the inertial mass of the tip;
前記取付ブロックの取付面に粘弾性体を介して固着され、前記回転切削工具の回転時にその回転切削工具の外周面と滑り合って接触する摺動部材とを備え、A sliding member fixed to the mounting surface of the mounting block via a viscoelastic body, and in sliding contact with the outer peripheral surface of the rotary cutting tool when rotating the rotary cutting tool;
回転切削工具の切削時の振動を、前記摺動部材を介して前記粘弾性体へと伝達して減衰するようにしたことを特徴とするものである。The vibration at the time of cutting of the rotary cutting tool is transmitted to the viscoelastic body through the sliding member to be attenuated.

第1発明または第2発明において、前記アーム部材は、前記工具ホルダに軸受を介して回転切削工具の回転を許容するように取り付けられるハウジングから回転切削工具に向けて延設される構成とするのが好ましい(第3発明)。 In the first or second aspect of the invention, the arm member is configured to extend from a housing attached to the tool holder via a bearing so as to allow rotation of the rotary cutting tool toward the rotary cutting tool . Is preferred (third invention).

第1発明の回転切削工具の減衰装置によれば、回転切削工具の回転時にその回転切削工具の外周面と滑り合って接触する摺動部材が設けられ、回転切削工具の切削時のびびり振動を、その摺動部材を介して粘弾性体へと伝達して減衰するようにされているので、回転切削工具の回転負荷の増大を招いたり、粘弾性体の早期摩耗を招いたりすることなく、回転切削工具のびびり振動を抑制することができる。 According to the rotary cutting tool damping device of the first aspect of the present invention, the sliding member that slides and contacts the outer peripheral surface of the rotary cutting tool when the rotary cutting tool rotates is provided, and chatter vibration during cutting of the rotary cutting tool is provided. Since it is transmitted and attenuated to the viscoelastic body through the sliding member, without causing an increase in the rotational load of the rotary cutting tool or causing early wear of the viscoelastic body, Chatter vibration of the rotary cutting tool can be suppressed.

また、ーム部材が、加工ヘッド側から回転切削工具に向けて突き出す突出位置と、少なくとも工具ホルダから後方の加工ヘッド側に退避される退避位置とに切替可能とされるので、切削加工時に突出位置としたアーム部材を、工具交換時に退避位置とすることができる。これにより、例えばATC(自動工具交換装置)を用いて工具交換する際に、アーム部材とATCとの干渉を確実に回避することができる。 Also, A over arm member includes a projecting position projecting towards the rotary cutting tool from the machining head side, since it is possible to switch to a retracted position which is retracted to the processing head side of the rear of at least the tool holder, at the time of cutting The arm member set to the protruding position can be set to the retracted position when changing the tool. Thus, for example, when the tool is changed using an ATC (automatic tool changer), it is possible to reliably avoid the interference between the arm member and the ATC.

また、第2発明の回転切削工具の減衰装置によれば、先端部の慣性質量を増大させる錘の役目もする取付ブロックが配設され、その取付ブロックの取付面に粘弾性体を介して摺動部材が固着されるので、回転切削工具のびびり振動をより効果的に抑制することができる。 Also, according to the damping device for a rotary cutting tool of the second invention, the mounting block that functions as a weight for increasing the inertial mass of the tip portion is disposed, and the mounting surface of the mounting block is slid through the viscoelastic body. moving member is secured Runode, it is possible to more effectively suppress the chatter vibration of the rotary cutting tool.

また、第3発明の回転切削工具の減衰装置によれば、工具ホルダに軸受を介して回転切削工具の回転を許容するように取り付けられるハウジングから回転切削工具に向けてアーム部材が延設されるので、例えばATCを用いて工具交換する際に、特別な操作をすることなくアーム部材とATCとの干渉を確実に回避することができ、工具交換を速やかに行うことができる。   According to the damping device for the rotary cutting tool of the third invention, the arm member is extended from the housing attached to the tool holder via the bearing to allow the rotary cutting tool to rotate toward the rotary cutting tool. Therefore, for example, when the tool is changed using the ATC, the interference between the arm member and the ATC can be surely avoided without performing a special operation, and the tool can be changed quickly.

本発明の第1の実施形態に係る回転切削工具の減衰装置が適用されたマシニングセンタの要部斜視図である。It is a principal part perspective view of the machining center to which the attenuation device of the rotary cutting tool which concerns on the 1st Embodiment of this invention was applied. 同減衰装置が適用されたマシニングセンタを用いてクランクピンを加工する様子を図1のA矢印方向から見た図である。It is the figure which looked at a mode that a crankpin is processed using the machining center to which the damping device was applied from the A arrow direction of FIG. 同減衰装置の変形例を説明する図(1)である。It is a figure (1) explaining the modification of the attenuation device. 同減衰装置の変形例を説明する図(2)である。It is a figure (2) explaining the modification of the same attenuation device. 本発明の第2の実施形態に係る回転切削工具の減衰装置が適用されたマシニングセンタの要部斜視図である。It is a principal part perspective view of the machining center to which the damping device of the rotary cutting tool which concerns on the 2nd Embodiment of this invention was applied. 図5のB−B線断面図である。FIG. 6 is a sectional view taken along line B-B in FIG. 5. 同減衰装置が適用されたマシニングセンタを用いてクランクピンを加工する様子を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a mode that a crankpin is processed using the machining center to which the damping device was applied. 従来の長尺状のエンドミルを用いてクランクピンを加工する様子を示す平面図である。It is a top view which shows a mode that a crankpin is processed using the conventional elongate end mill.

次に、本発明による回転切削工具の減衰装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下に述べる各実施形態は、クランクシャフトのクランクピンを切削するエンドミルに対して本発明の回転切削工具の減衰装置が適用された例である。   Next, a specific embodiment of the rotary cutting tool damping device according to the present invention will be described with reference to the drawings. Each embodiment described below is an example in which the damping device for a rotary cutting tool of the present invention is applied to an end mill for cutting a crankpin of a crankshaft.

〔第1の実施形態〕
図1には、本発明の第1の実施形態に係る回転切削工具の減衰装置が適用されたマシニングセンタの要部斜視図が示されている。また、図2には、同減衰装置が適用されたマシニングセンタを用いてクランクピンを加工する様子を図1のA矢印方向から見た図が示されている。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a perspective view of a main part of a machining center to which a damping device for a rotary cutting tool according to a first embodiment of the present invention is applied. FIG. 2 shows a state in which the crankpin is machined using a machining center to which the damping device is applied as seen from the direction of the arrow A in FIG.

図1において、回転切削工具としてのエンドミル1は、マシニングセンタの加工ヘッド2の内部に回転自在に支承されるスピンドル3に工具ホルダ4を介して取り付けられている。
そして、工具ホルダ4の下方において、加工ヘッド2からエンドミル1へと架け渡されるように回転切削工具の減衰装置10(以下、単に「減衰装置10」と称する。)が配設されている。
In FIG. 1, an end mill 1 as a rotary cutting tool is attached via a tool holder 4 to a spindle 3 that is rotatably supported inside a machining head 2 of a machining center.
Under the tool holder 4, a rotary cutting tool damping device 10 (hereinafter simply referred to as “damping device 10”) is disposed so as to be bridged from the machining head 2 to the end mill 1.

<工具ホルダの説明>
工具ホルダ4は、スピンドル3に着脱可能なシャンク部4aとエンドミル1を挟持するチャック部4bとがATC把持部4cを介して一体的に連結されてなり、ATC把持部4cの外周面に形成された断面略Vの字状の環状V溝5に図示されない自動工具交換装置(ATC)の工具交換アームが係合してスピンドル3に対する工具ホルダ4の抜き差しにより、工具交換が行われるようになっている。
<Description of tool holder>
The tool holder 4 is formed by integrally connecting a shank portion 4a that can be attached to and detached from the spindle 3 and a chuck portion 4b that sandwiches the end mill 1 via an ATC gripping portion 4c, and is formed on the outer peripheral surface of the ATC gripping portion 4c. A tool change arm of an automatic tool changer (ATC) (not shown) is engaged with an annular V groove 5 having a substantially V-shaped cross section, and the tool change is performed by inserting / removing the tool holder 4 to / from the spindle 3. Yes.

<減衰装置の説明>
減衰装置10は、エンドミル1の外周側を補助的に支持可能なアーム部材11を備えている。
アーム部材11は、加工ヘッド2の先端部下面に固定されたブラケット12に基端部がピン13によって枢支される一方で、先端側がエンドミル1の刃部1aの手前の下方位置に向けて延びる棒状部材よりなり、ピン13を中心として上下方向に回動自在で、図1中実線で示されるように、加工ヘッド2側からエンドミル1に向けて突き出す突出位置と、同図中二点鎖線で示されるように、工具ホルダ4から後方の加工ヘッド2側に退避される退避位置との間で揺動可能とされている。
なお、図示されないエアシリンダや電動モータ等のアクチュエータを駆動源とする揺動機構により、アーム部材11が突出位置と退避位置との間で揺動駆動されて、アーム部材11の突出位置と退避位置との切替が行われる。
<Description of attenuation device>
The damping device 10 includes an arm member 11 that can support the outer peripheral side of the end mill 1 in an auxiliary manner.
The arm member 11 has a proximal end portion pivotally supported by a pin 13 on a bracket 12 fixed to the lower surface of the distal end portion of the machining head 2, while the distal end side extends toward a lower position before the blade portion 1 a of the end mill 1. It is made of a rod-like member, and is rotatable in the vertical direction around the pin 13. As shown by a solid line in FIG. 1, a protruding position protruding from the machining head 2 toward the end mill 1 and a two-dot chain line in FIG. As shown, it can swing between a retracted position retracted from the tool holder 4 to the rear machining head 2 side.
The arm member 11 is driven to swing between a protruding position and a retracted position by a swing mechanism using an actuator such as an air cylinder or an electric motor (not shown) as a driving source, so that the protruding position and the retracted position of the arm member 11 are driven. Is switched.

アーム部材11の先端部には、先端機能部15が配設されている。先端機能部15は、アーム部材11の先端に固着され、エンドミル1の外周面に向けて平坦な取付面を有する直方体状の取付ブロック16を備えている。取付ブロック16は、重みを付加する錘の役目も兼ねるもので、この取付ブロック16の取付面には、平板状の粘弾性体17を介して摺動部材18が固着され、エンドミル1の回転時に摺動部材18がそのエンドミル1の外周面と滑り合って接触するようになっている。   A distal end functional portion 15 is disposed at the distal end portion of the arm member 11. The distal end functional unit 15 includes a rectangular parallelepiped mounting block 16 that is fixed to the distal end of the arm member 11 and has a flat mounting surface toward the outer peripheral surface of the end mill 1. The mounting block 16 also serves as a weight for adding weight. A sliding member 18 is fixed to the mounting surface of the mounting block 16 via a plate-like viscoelastic body 17 so that the end mill 1 is rotated. The sliding member 18 is in sliding contact with the outer peripheral surface of the end mill 1.

ここで、粘弾性体17とは、ばね要素と減衰要素とを有するものであり、非線形なばね定数を有するものである。つまり、荷重を加えることによって粘弾性体17を変形させた場合、粘弾性体17のばね定数は荷重の大きさによって変化することになる。粘弾性体17としては例えばゴム等が挙げられる。
また、摺動部材18としては、例えば潤滑油を含浸させて自己潤滑性を持たせた銅系合金等の材料からなるものや、ポリアセタール(POM)やポリアミド(PA)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等の樹脂系の材料からなるものなどが挙げられる。
Here, the viscoelastic body 17 has a spring element and a damping element, and has a non-linear spring constant. That is, when the viscoelastic body 17 is deformed by applying a load, the spring constant of the viscoelastic body 17 changes depending on the magnitude of the load. Examples of the viscoelastic body 17 include rubber.
The sliding member 18 is made of a material such as a copper-based alloy impregnated with lubricating oil to give self-lubricating properties, polyacetal (POM), polyamide (PA), polytetrafluoroethylene (PTFE), or the like. ) And the like made of a resin material.

また、アーム部材11、取付ブロック16、粘弾性体17および摺動部材18の幅寸法(代表として、取付ブロック16の幅寸法を図2において記号「D1」として表す。)は、エンドミル1の外径寸法D2と同等または若干小さくされている(D1≦D2)。これにより、エンドミル1よりも幅方向に突出するものがないので、アーム部材11を突出位置として摺動部材18をエンドミル1の外周面に接触させたとしても、アーム部材11、取付ブロック16、粘弾性体17および摺動部材18のいずれもクランクアーム103やカウンタウェイト104に干渉することがなく、後述する減衰動作を支障なく行うことができる。   Further, the width dimension of the arm member 11, the mounting block 16, the viscoelastic body 17 and the sliding member 18 (representatively, the width dimension of the mounting block 16 is represented by the symbol “D1” in FIG. 2) is outside the end mill 1. It is equal to or slightly smaller than the diameter dimension D2 (D1 ≦ D2). As a result, there is nothing that protrudes in the width direction from the end mill 1, so even if the sliding member 18 is brought into contact with the outer peripheral surface of the end mill 1 with the arm member 11 as the protruding position, the arm member 11, the mounting block 16, the adhesive Neither the elastic body 17 nor the sliding member 18 interferes with the crank arm 103 or the counterweight 104, and the later-described damping operation can be performed without hindrance.

以上に述べたように構成される減衰装置10において、クランクシャフト(ワーク)100のクランクピン101の切削を行うにあたり、アーム部材11を突出位置として摺動部材18をエンドミル1の外周面に接触させる。そして、スピンドル3の回転駆動により、エンドミル1をその軸線回りに回転させるとともに、クランクシャフト100を回転させ、エンドミル1の刃部1aがクランクピン101の外周面に略直交するようにクランクピン101の回転に追随させながら刃部1aをクランクピン101に接触させて切削する。
このような長尺状のエンドミル1を用いて切削加工を行うと、切削加工時に受ける切削抵抗によってびびり振動が生じる。びびり振動は、摺動部材18を介して粘弾性体17へと伝達され、該粘弾性体17にて減衰される。
In the damping device 10 configured as described above, when the crank pin 101 of the crankshaft (workpiece) 100 is cut, the sliding member 18 is brought into contact with the outer peripheral surface of the end mill 1 with the arm member 11 as a protruding position. . Then, by rotating the spindle 3, the end mill 1 is rotated about its axis and the crankshaft 100 is rotated so that the blade portion 1 a of the end mill 1 is substantially orthogonal to the outer peripheral surface of the crankpin 101. Cutting is performed by bringing the blade portion 1a into contact with the crank pin 101 while following the rotation.
When cutting is performed using such a long end mill 1, chatter vibration occurs due to the cutting resistance received during the cutting process. Chatter vibration is transmitted to the viscoelastic body 17 through the sliding member 18 and is attenuated by the viscoelastic body 17.

<作用効果の説明>
第1の実施形態の減衰装置10によれば、エンドミル1の回転時にそのエンドミル1の外周面と滑り合って接触する摺動部材18が設けられ、エンドミル1の切削時のびびり振動を摺動部材18を介して粘弾性体17へと伝達して減衰するようにされているので、エンドミル1の回転負荷の増大を招いたり、粘弾性体17の早期摩耗を招いたりすることなく、エンドミル1のびびり振動を抑制することができる。
また、アーム部材11が突出位置と退避位置とに切替可能とされるので、切削加工時に突出位置としたアーム部材11を、工具交換時に退避位置とすることができる。これにより、ATC(自動工具交換装置)を用いて工具交換する際に、アーム部材11や先端機能部15とATCとの干渉を確実に回避することができる。
また、錘の役目を兼ねる取付ブロック15の重みの付加により、先端機能部15の慣性質量が増すので、エンドミル1のびびり振動をより効果的に抑制することができる。
<Description of effects>
According to the damping device 10 of the first embodiment, the sliding member 18 that slides into contact with the outer peripheral surface of the end mill 1 when the end mill 1 rotates is provided, and chatter vibration during cutting of the end mill 1 is slid. 18 is transmitted to the viscoelastic body 17 through the damper 18 so as to be attenuated, so that the rotation load of the end mill 1 is not increased, and the viscoelastic body 17 is not worn early. Chatter vibration can be suppressed.
Further, since the arm member 11 can be switched between the protruding position and the retracted position, the arm member 11 that is set to the protruding position at the time of cutting can be set to the retracted position when the tool is changed. Thereby, when exchanging a tool using an ATC (automatic tool changer), it is possible to reliably avoid interference between the arm member 11 and the tip functional unit 15 and the ATC.
Moreover, since the inertial mass of the tip function part 15 increases by adding the weight of the mounting block 15 which also serves as a weight, chatter vibration of the end mill 1 can be more effectively suppressed.

〔第1の実施形態の変形例の説明〕
なお、第1の実施形態においては、加工ヘッド2とエンドミル1との間の下側に減衰装置10を設けた例を示したが、図3に示されるように、加工ヘッド2とエンドミル1との間の上側に減衰装置10´を設けても良く、図4に示されるように、加工ヘッド2とエンドミル1との間の上側および下側の両方に減衰装置10,10´を設けても良い。
[Description of Modified Example of First Embodiment]
In the first embodiment, the example in which the damping device 10 is provided on the lower side between the machining head 2 and the end mill 1 is shown. However, as shown in FIG. 3, the machining head 2, the end mill 1, The damping device 10 'may be provided on the upper side between the two, and as shown in FIG. 4, the damping devices 10, 10' may be provided on both the upper side and the lower side between the machining head 2 and the end mill 1. good.

〔第2の実施形態〕
図5には、本発明の第2の実施形態に係る回転切削工具の減衰装置が適用されたマシニングセンタの要部斜視図が示されている。また、図6には、図5のB−B線断面図が、図7には、同減衰装置が適用されたマシニングセンタを用いてクランクピンを加工する様子を示す斜視図が、それぞれ示されている。
なお、第2の実施形態において、第1の実施形態と同一または同様のものについては、図に同一符号を付すに留めてその詳細な説明を省略することとし、以下においては、第2の実施形態に特有の部分を中心に説明することとする。
[Second Embodiment]
FIG. 5 shows a perspective view of a main part of a machining center to which a damping device for a rotary cutting tool according to a second embodiment of the present invention is applied. 6 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 5, and FIG. 7 is a perspective view showing how a crank pin is processed using a machining center to which the damping device is applied. Yes.
In the second embodiment, the same or similar parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. In the following, the second embodiment is described. The description will focus on the parts specific to the form.

図5に示されるように、本実施形態においては、マシニングセンタの加工ヘッド2にサポート機能付回転切削工具20が装着されている。このサポート機能付回転切削工具20は、エンドミル1、工具ホルダ4および工具補助支持体21により構成されている。   As shown in FIG. 5, in the present embodiment, a rotary cutting tool 20 with a support function is attached to the machining head 2 of the machining center. The rotary cutting tool 20 with a support function includes an end mill 1, a tool holder 4, and a tool auxiliary support 21.

<工具補助支持体の説明>
図6に示されるように、工具補助支持体21は、エンドミル1の切削時のびびり振動を抑制する減衰装置30を具備してエンドミル1を補助的に支持するものであり、工具ホルダ4におけるチャック部4bの外周面に軸受22を介して装着されるハウジング23を備えている。なお、ハウジング23の外周面の一部には、外周側に突出する突出部23aが形成され、突出部23aには、回り止めピン24が後方に突出するように植設され、該回り止めピン24が、加工ヘッド2の回り止め部25に係合し、加工ヘッド2に対するハウジング23の回転が防止されるようになっている。
<Description of tool auxiliary support>
As shown in FIG. 6, the tool auxiliary support 21 includes a damping device 30 that suppresses chatter vibration during cutting of the end mill 1 and supports the end mill 1 in an auxiliary manner. A housing 23 is provided on the outer peripheral surface of the portion 4b via a bearing 22. A protrusion 23a that protrudes to the outer peripheral side is formed on a part of the outer peripheral surface of the housing 23, and a locking pin 24 is planted on the protruding portion 23a so as to protrude rearward. 24 is engaged with the rotation stop portion 25 of the machining head 2 so that the rotation of the housing 23 relative to the machining head 2 is prevented.

<減衰装置の説明>
減衰装置30は、ハウジング23からエンドミル1の刃部1aの手前の上方および下方位置に向けて延設される一対のアーム部材31を備えている。これらアーム部材31は、エンドミル1の軸線を挟んで180°の位置に配されている。
<Description of attenuation device>
The damping device 30 includes a pair of arm members 31 extending from the housing 23 toward the upper and lower positions before the blade portion 1a of the end mill 1. These arm members 31 are arranged at 180 ° across the axis of the end mill 1.

アーム部材31の先端部には、先端機能部32が配設されている。先端機能部32は、アーム部材31の先端に固着され、エンドミル1の外周面に向けて平坦な取付面を有する直方体状の取付ブロック33を備えている。取付ブロック33は、先の取付ブロック15と同様のもので、この取付ブロック33の取付面には、先の粘弾性体17と同様の粘弾性体34を介して先の摺動部材18と同様の摺動部材35が固着され、エンドミル1の回転時に摺動部材35がそのエンドミル1の外周面と滑り合って接触するようになっている。   A distal end functional portion 32 is disposed at the distal end portion of the arm member 31. The distal end functional unit 32 includes a rectangular parallelepiped mounting block 33 that is fixed to the distal end of the arm member 31 and has a flat mounting surface toward the outer peripheral surface of the end mill 1. The mounting block 33 is the same as the previous mounting block 15, and the mounting surface of the mounting block 33 is the same as the previous sliding member 18 via the viscoelastic body 34 similar to the previous viscoelastic body 17. The sliding member 35 is fixed, and when the end mill 1 rotates, the sliding member 35 slides on and contacts the outer peripheral surface of the end mill 1.

第1の実施形態と同様に、アーム部材31、取付ブロック33、粘弾性体34および摺動部材35の幅寸法(代表として取付ブロック33の幅寸法を図5において記号「D1」として表す。)は、エンドミル1の外径寸法D2と同等または若干小さくされている(D1≦D2)。これにより、アーム部材31、取付ブロック33、粘弾性体34および摺動部材35のいずれもクランクアーム103やカウンタウェイト104に干渉することがなく、後述する減衰動作を支障なく行うことができる。   Similarly to the first embodiment, the width dimension of the arm member 31, the mounting block 33, the viscoelastic body 34, and the sliding member 35 (typically, the width dimension of the mounting block 33 is represented as “D1” in FIG. 5). Is equal to or slightly smaller than the outer diameter D2 of the end mill 1 (D1 ≦ D2). Thus, none of the arm member 31, the mounting block 33, the viscoelastic body 34, and the sliding member 35 interferes with the crank arm 103 or the counterweight 104, and a later-described damping operation can be performed without any trouble.

図7に示されるように、クランクピン101の加工時には、エンドミル1の延伸方向(X方向)および一対のアーム部材31が対向する方向(Y方向)に直交するZ方向がクランクピン101の延伸方向に一致するようにサポート機能付回転切削工具20を配置する。
そして、スピンドル3の回転駆動により、エンドミル1をその軸線回りに回転させるとともに、クランクシャフト100を回転させ、エンドミル1の刃部1aがクランクピン101の外周面に略直交するようにクランクピン101の回転に追随させながら刃部1aをクランクピン101に接触させて切削する。
このような長尺状のエンドミル1を用いて切削加工を行うと、切削加工時に受ける切削抵抗によってびびり振動が生じる。びびり振動は、摺動部材35を介して粘弾性体34へと伝達され、該粘弾性体34にて減衰される。
As shown in FIG. 7, when the crank pin 101 is processed, the Z direction orthogonal to the extending direction (X direction) of the end mill 1 and the direction in which the pair of arm members 31 face (Y direction) is the extending direction of the crank pin 101. The rotary cutting tool 20 with a support function is arranged so as to match.
Then, by rotating the spindle 3, the end mill 1 is rotated about its axis and the crankshaft 100 is rotated so that the blade portion 1 a of the end mill 1 is substantially orthogonal to the outer peripheral surface of the crankpin 101. Cutting is performed by bringing the blade portion 1a into contact with the crank pin 101 while following the rotation.
When cutting is performed using such a long end mill 1, chatter vibration occurs due to the cutting resistance received during the cutting process. Chatter vibration is transmitted to the viscoelastic body 34 via the sliding member 35 and is attenuated by the viscoelastic body 34.

<作用効果の説明>
第2の実施形態の減衰装置30によっても、エンドミル1の回転時にそのエンドミル1の外周面と滑り合って接触する摺動部材35が設けられ、エンドミル1の切削時のびびり振動を摺動部材35を介して粘弾性体34へと伝達して減衰するようにされているので、第1の実施形態の減衰装置10と同様の作用効果を得ることができる。
さらに、サポート機能付回転切削工具20において、工具ホルダ4に軸受22を介してエンドミル1の回転を許容するように取り付けられるハウジング23からエンドミル1に向けてアーム部材31が延設されるので、ATCを用いて工具交換する際に、第1の実施形態のように、切削加工時に突出位置としたアーム部材11を退避位置にするといった特別な操作をすることなくアーム部材31とATCとの干渉を確実に回避することができ、サポート機能付回転切削工具20の着脱で工具交換を速やかに行うことができる。
<Description of effects>
Also with the damping device 30 of the second embodiment, a sliding member 35 that slides into contact with the outer peripheral surface of the end mill 1 when the end mill 1 rotates is provided, and chatter vibration during cutting of the end mill 1 is slid. Since it is transmitted to the viscoelastic body 34 via the damped member and attenuated, the same effect as that of the damping device 10 of the first embodiment can be obtained.
Further, in the rotary cutting tool 20 with a support function, since the arm member 31 extends from the housing 23 attached to the tool holder 4 via the bearing 22 so as to allow the end mill 1 to rotate toward the end mill 1, the ATC When exchanging the tool using the arm member 31, the arm member 31 and the ATC are not interfered with each other without performing a special operation such as setting the arm member 11 in the protruding position at the time of cutting to the retracted position as in the first embodiment. This can be avoided reliably, and the tool can be replaced quickly by attaching and detaching the rotary cutting tool 20 with a support function.

以上、本発明の回転切削工具の減衰装置について、複数の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。   As mentioned above, although the damping device of the rotary cutting tool of this invention was demonstrated based on several embodiment, this invention is not limited to the structure described in the said embodiment, In the range which does not deviate from the meaning, it is appropriate. The configuration can be changed.

例えば、第1の実施形態においては、ピン13を中心としてアーム部材11を揺動させることで突出位置と退避位置とを切り換えるようにしたが、加工ヘッド側からアーム部材11を直線移動機構により出し入れすることで突出位置と退避位置とを切り換えるようにしてもよい。   For example, in the first embodiment, the arm member 11 is swung around the pin 13 to switch between the protruding position and the retracted position. However, the arm member 11 is taken in and out from the processing head side by a linear movement mechanism. Thus, the protruding position and the retracted position may be switched.

本発明の回転切削工具の減衰装置は、回転切削工具の回転負荷の増大を招いたり、粘弾性体の早期摩耗を招いたりすることなく、回転切削工具のびびり振動を抑制することができるという特性を有していることから、例えばマシニングセンタやフライス盤などの工作機械においてエンドミルのような長尺状の回転切削工具を用いる際に、その回転切削工具の切削時のびびり振動を抑制する用途に好適に用いることができる。   The damping device for a rotary cutting tool according to the present invention is capable of suppressing chatter vibration of the rotary cutting tool without increasing the rotational load of the rotary cutting tool or causing early wear of the viscoelastic body. Therefore, when using a long rotary cutting tool such as an end mill in a machine tool such as a machining center or a milling machine, it is suitable for applications that suppress chatter vibration during cutting of the rotary cutting tool. Can be used.

1 エンドミル(回転切削工具)
2 加工ヘッド
3 スピンドル
4 工具ホルダ
10,30 減衰装置
11,31 アーム部材
16,33 取付ブロック(錘)
17,34 粘弾性体
18,35 摺動部材
22 軸受
23 ハウジング

1 End mill (rotary cutting tool)
2 Processing head 3 Spindle 4 Tool holder 10, 30 Attenuator 11, 31 Arm member 16, 33 Mounting block (weight)
17, 34 Viscoelastic body 18, 35 Sliding member 22 Bearing 23 Housing

Claims (3)

加工ヘッドのスピンドルに工具ホルダを介して取り付けられる回転切削工具の振動を減衰する回転切削工具の減衰装置であって、
回転切削工具の外周側を補助的に支持可能なアーム部材であって、加工ヘッド側から回転切削工具に向けて突き出す突出位置と、工具ホルダから後方の加工ヘッド側に退避される退避位置とに切替可能とされるアーム部材と、
回転切削工具の回転時にその回転切削工具の外周面と滑り合って接触する摺動部材と、
前記アーム部材と摺動部材との間に介在される粘弾性体とを備え、
回転切削工具の切削時の振動を、前記摺動部材を介して前記粘弾性体へと伝達して減衰するようにしたことを特徴とする回転切削工具の減衰装置。
A rotary cutting tool damping device for damping vibrations of a rotary cutting tool attached to a spindle of a machining head via a tool holder,
An arm member that can support the outer peripheral side of the rotary cutting tool in an auxiliary manner, and has a protruding position that protrudes from the machining head toward the rotary cutting tool and a retreat position that is retracted from the tool holder to the rear machining head. A switchable arm member ;
A sliding member that slidably contacts the outer peripheral surface of the rotary cutting tool when rotating the rotary cutting tool;
A viscoelastic body interposed between the arm member and the sliding member,
A damping device for a rotary cutting tool, wherein vibration during cutting of the rotary cutting tool is transmitted to the viscoelastic body through the sliding member to be attenuated.
加工ヘッドのスピンドルに工具ホルダを介して取り付けられる回転切削工具の振動を減衰する回転切削工具の減衰装置であって、
回転切削工具の外周側を補助的に支持可能なアーム部材と、
前記アーム部材の先端部に配設され、前記回転切削工具の外周面に向けて平坦な取付面を有するとともに、当該先端部の慣性質量を増大させる錘の役目もする取付ブロックと、
前記取付ブロックの取付面に粘弾性体を介して固着され、前記回転切削工具の回転時にその回転切削工具の外周面と滑り合って接触する摺動部材とを備え、
回転切削工具の切削時の振動を、前記摺動部材を介して前記粘弾性体へと伝達して減衰するようにしたことを特徴とする回転切削工具の減衰装置。
A rotary cutting tool damping device for damping vibrations of a rotary cutting tool attached to a spindle of a machining head via a tool holder,
An arm member capable of supporting the outer peripheral side of the rotary cutting tool in an auxiliary manner;
An attachment block that is disposed at the tip of the arm member and has a flat attachment surface toward the outer peripheral surface of the rotary cutting tool, and also serves as a weight that increases the inertial mass of the tip;
A sliding member fixed to the mounting surface of the mounting block via a viscoelastic body, and in sliding contact with the outer peripheral surface of the rotary cutting tool when rotating the rotary cutting tool;
A damping device for a rotary cutting tool , wherein vibration during cutting of the rotary cutting tool is transmitted to the viscoelastic body through the sliding member to be attenuated.
前記アーム部材は、前記工具ホルダに軸受を介して回転切削工具の回転を許容するように取り付けられるハウジングから回転切削工具に向けて延設される請求項1または2に記載の回転切削工具の減衰装置。 The attenuation of the rotary cutting tool according to claim 1 or 2 , wherein the arm member extends from a housing attached to the tool holder via a bearing to allow rotation of the rotary cutting tool toward the rotary cutting tool. apparatus.
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