JP2001121531A - Cutting machine - Google Patents

Cutting machine

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JP2001121531A
JP2001121531A JP31034299A JP31034299A JP2001121531A JP 2001121531 A JP2001121531 A JP 2001121531A JP 31034299 A JP31034299 A JP 31034299A JP 31034299 A JP31034299 A JP 31034299A JP 2001121531 A JP2001121531 A JP 2001121531A
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JP
Japan
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main shaft
cutting machine
vibrating means
rotary blade
machine according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP31034299A
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Japanese (ja)
Inventor
Junji Hoshi
純二 星
Masato Yamaguchi
正人 山口
Yoshitaka Ikeda
吉隆 池田
Isamu Hasegawa
勇 長谷川
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NE KK
Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
NE KK
Mitsubishi Materials Corp
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Publication date
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  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress generation of burrs when a material to be cut is a metal, etc., being rich in ductility and to make cutting at a relatively high speed using an electroforming blade possible even when the material to be cut is a hard and viscous material. SOLUTION: A main shaft 1 and a rotating blade 8 is vibrated in the direction intersecting at right angles to the axial line of the main shaft by means of a vibrating means 20. The main shaft is supported under floating condition by an air bearing 2A which blows air from ring form air blowing parts 4 and 4 provided between the main shaft 1 and a main shaft supporting cylinder 3 outside of it. The vibrating means has a constitution wherein the main shaft consisting of a magnetic material is periodically attracted by means of electromagnetic coils 21a and 21b.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、金属やセラミック
ス等の被削材を切断する切断機に関する。
The present invention relates to a cutting machine for cutting a work material such as metal or ceramic.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、切断機として、主軸と、該主軸に
直交するように支持された円板状の回転刃と、主軸を回
転させる回転機構とを備え、回転機構によって回転刃を
回転させながら、被削材を一定速度で送って切断する切
断機が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a cutting machine includes a main shaft, a disk-shaped rotary blade supported perpendicular to the main shaft, and a rotating mechanism for rotating the main shaft. Meanwhile, a cutting machine that feeds and cuts a work material at a constant speed is known.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の切断
機にあっては、被削材が延性に富む金属等の場合に、バ
リが多く発生してしまうという問題があった。また、被
削材が硬くで粘りのある材料、例えば、水晶やジルコニ
ア、アルミナのようなセラミックス類である場合に、一
般的な回転刃である電鋳ブレードを用いての切断が困難
になる、あるいは、仮に切断できたとしても、切断速度
が極端に遅くなるという問題があった。
In the conventional cutting machine, however, there is a problem that a large amount of burrs are generated when the work material is a highly ductile metal or the like. Also, when the work material is hard and sticky material, for example, ceramics such as quartz, zirconia, and alumina, it becomes difficult to cut using an electroformed blade that is a general rotary blade. Alternatively, even if the cutting can be performed, there is a problem that the cutting speed becomes extremely slow.

【0004】このような問題に対処すべく、回転刃を回
転と同時に加振手段によって加振させながら、被削材を
切断することも従来行われている。しかしながら、従来
のこの種の切断機にあっては、回転刃の外周先端を左右
に振れさせながら切断するため被削材の切断面が荒れ
る、また、回転刃の外周先端に側方から過大な荷重が加
わるため、欠けが多く発生するという問題があった。
[0004] In order to cope with such a problem, it has been conventionally performed to cut a work material while vibrating the vibrating means simultaneously with the rotation of the rotary blade. However, in this type of conventional cutting machine, the cutting surface of the work material is rough because the cutting is performed while the outer peripheral end of the rotary blade is swung right and left, and the outer peripheral end of the rotary blade is excessively large from the side. Since a load is applied, there is a problem that chipping often occurs.

【0005】本発明は、前記事情に鑑みて成されたもの
であって、その目的とするところは、被削材が延性に富
む金属等の場合であってもバリが生じにくく、また、被
削材が硬くて粘りのある材料であっても、電鋳ブレード
を用いて比較的高速で切断することができ、さらに、被
削材の切断面が平滑で、しかも回転刃に欠けが生じにく
い切断機を提供することにある。
[0005] The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and an object of the present invention is to reduce the occurrence of burrs even when the work material is a highly ductile metal or the like. Even if the work material is a hard and sticky material, it can be cut at a relatively high speed using an electroformed blade, and the cut surface of the work material is smooth, and the rotary blade is not easily chipped To provide a cutting machine.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの手段として、次のような構成を有する切断機を採用
する。
As means for solving the above-mentioned problems, a cutting machine having the following configuration is employed.

【0007】請求項1に係る切断機は、主軸と、該主軸
に直交するように支持された円板状の回転刃と、前記主
軸を回転させる回転機構とを備えた切断機において、前
記主軸を該主軸の軸線に直交する方向へ加振する加振手
段を備えたことを特徴とする。前記切断機においては、
加振手段によって、回転刃が、左右方向ではなく、主軸
の軸線に直交する方向、つまり、回転刃の面方向に加振
されるながら回転して被削材を切断する。このため、被
削材の切断幅が広がらず、狭いままのシャープな切断が
可能となる。また、上述のように回転刃が振動するた
め、被削材と回転刃との間の切断抵抗が小さくなり、回
転刃に加わる荷重を低く抑えることができる。また、切
断時の荷重は主に回転刃に対し面方向に加わることか
ら、回転刃は充分な耐力を有することとなり、欠けは生
じにくい。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a cutting machine comprising a main shaft, a disk-shaped rotary blade supported to be orthogonal to the main shaft, and a rotating mechanism for rotating the main shaft. And a vibrating means for vibrating in a direction orthogonal to the axis of the main shaft. In the cutting machine,
The vibrating means causes the rotary blade to rotate and cut the work material while being vibrated in a direction perpendicular to the axis of the main shaft, that is, in a surface direction of the rotary blade, not in the left-right direction. For this reason, the cutting width of the work material does not increase, and sharp cutting can be performed while keeping the width narrow. Further, since the rotary blade vibrates as described above, the cutting resistance between the work material and the rotary blade is reduced, and the load applied to the rotary blade can be reduced. Further, since the load at the time of cutting is mainly applied to the rotary blade in the surface direction, the rotary blade has a sufficient proof stress, and chipping hardly occurs.

【0008】請求項2に係る切断機は、前記主軸とその
外方の主軸支持筒との間に設けたリング状のエア吹出部
から主軸に向けてエアを吹き出して、主軸を浮上状態で
支持するエアベアリングを備えてなることを特徴とす
る。前記切断機においては、加振手段によって主軸が加
振される際に、主軸は軸線方向に直交する方向へ移動す
るような力を受けるが、主軸がエアベアリングにより主
軸支持筒との間に隙間を介して非接触状態で支持されて
いるため、同方向への主軸の移動スペースは確保されて
おり、したがって、主軸の加振はスムーズに行われる。
また、主軸は主軸支持筒との間にエアを吹きつけられて
浮上状態で支持されるため、主軸と主軸支持筒との間の
摩擦力は生じることがなく、主軸及び回転刃の回転は円
滑となる。また、主軸や回転刃の振動が、主軸支持筒や
フレーム等の機械本体側に伝わることがなく、切断精度
が向上する。
The cutting machine according to a second aspect of the present invention blows air toward a main shaft from a ring-shaped air blowing portion provided between the main shaft and a main shaft support cylinder outside the main shaft to support the main shaft in a floating state. Characterized in that it comprises an air bearing. In the cutting machine, when the main shaft is vibrated by the vibrating means, the main shaft receives a force to move in a direction orthogonal to the axial direction. , The space for the movement of the main shaft in the same direction is secured, and the vibration of the main shaft is performed smoothly.
In addition, since the spindle is supported in a floating state by blowing air between the spindle and the spindle support cylinder, there is no frictional force between the spindle and the spindle support cylinder, and the rotation of the spindle and the rotary blade is smooth. Becomes Further, the vibration of the main shaft and the rotary blade is not transmitted to the machine main body side such as the main shaft support cylinder and the frame, so that the cutting accuracy is improved.

【0009】請求項3に係る切断機は、前記加振手段
が、磁性体材料からなる前記主軸をその近傍に設けた電
磁コイルによって周期的に吸着する構成であることを特
徴とする。前記切断機においては、電磁コイルによって
主軸が周期的に吸着されることとなり、この電磁コイル
の吸着力によって、主軸及び回転刃が回転刃の面方向に
加振される。
The cutting machine according to claim 3 is characterized in that the vibrating means is configured to periodically attract the main shaft made of a magnetic material by an electromagnetic coil provided near the main shaft. In the cutting machine, the main shaft is periodically attracted by the electromagnetic coil, and the main shaft and the rotary blade are vibrated in the surface direction of the rotary blade by the attractive force of the electromagnetic coil.

【0010】請求項4に係る切断機は、前記加振手段
が、主軸の外周に重り取付部を設け、主軸の重心が回転
軸線からずれるように、前記重り取付部に重りを取り付
けた構成であることを特徴とする。前記切断機において
は、重り取付部を介して主軸の外方に取り付けられた重
りによって、主軸の重心が回転軸線からずれることとな
り、したがって、遠心力の作用によって主軸が回転する
ごとに主軸が1回振動する。
A cutting machine according to a fourth aspect of the present invention is configured such that the vibrating means has a weight mounting portion provided on the outer periphery of the main shaft, and a weight is mounted on the weight mounting portion so that the center of gravity of the main shaft is shifted from the rotation axis. There is a feature. In the cutting machine, the weight attached to the outside of the main shaft via the weight mounting portion causes the center of gravity of the main shaft to be shifted from the rotation axis, and therefore, the main shaft is rotated by one centrifugal force by the action of centrifugal force. Vibrates twice.

【0011】請求項5に係る切断機は、前記加振手段
が、前記通電材料からなる主軸と該主軸の近傍に配置さ
れた通電材料からなる固定部との間に、同種あるいは異
種の電荷を周期的に帯びさせて前記主軸を加振する構成
であることを特徴とする。前記切断機においては、主軸
と固定部とにそれぞれ同種の電荷、例えばプラス電荷を
帯びさせた場合には、主軸と固定部との間に反発力が生
じ、この反発力によって主軸は加振される。また、主軸
と固定部とに異種の電荷を帯びさせた場合、例えば、主
軸にプラス電荷をまた固定部にマイナス電荷を帯びさせ
た場合には、両者間に吸引力が働き、この吸引力によっ
て主軸は加振される。
According to a fifth aspect of the present invention, in the cutting machine, the vibrating means transfers the same or different electric charges between the main shaft made of the current-carrying material and a fixed portion made of the current-carrying material disposed near the main shaft. The main shaft is vibrated periodically so as to vibrate. In the cutting machine, when the main shaft and the fixed portion are respectively charged with the same kind of electric charge, for example, a positive charge, a repulsive force is generated between the main shaft and the fixed portion, and the main shaft is vibrated by the repulsive force. You. In addition, when the main shaft and the fixed portion are charged with different kinds of charges, for example, when the main shaft is charged with a positive charge and the fixed portion is charged with a negative charge, an attractive force acts between the two, and this attractive force The main shaft is excited.

【0012】請求項6に係る切断機は、前記加振手段
が、超音波振動子の振動を利用して前記主軸を加振する
構成であることを特徴とする。前記切断機においては、
超音波振動子が周期的に振動し、この振動が主軸に伝達
されて主軸及び回転刃が主軸の軸線に直交する方向へ移
動しながら加振される。
A cutting machine according to a sixth aspect is characterized in that the vibrating means vibrates the main shaft using vibration of an ultrasonic vibrator. In the cutting machine,
The ultrasonic vibrator periodically vibrates, and this vibration is transmitted to the main shaft, and the main shaft and the rotary blade are vibrated while moving in a direction orthogonal to the axis of the main shaft.

【0013】請求項7に係る切断機は、前記加振手段
が、前記主軸の軸線方向に沿って複数設けられているこ
とを特徴とする。前記切断機においては、加振手段が複
数あるため、それら加振手段を同期させることによっ
て、主軸全体を同主軸に直交する方向へ移動させること
が容易になる。また、主軸等に共振作用が生じるとき
等、複数の加振手段相互間で加振力を変えたり位相をず
らすことによって、振動の調整が可能となる。
A cutting machine according to a seventh aspect is characterized in that a plurality of the vibrating means are provided along an axial direction of the main shaft. Since the cutting machine has a plurality of vibrating means, synchronizing the vibrating means makes it easy to move the entire main shaft in a direction perpendicular to the main shaft. Further, when a resonance action occurs on the main shaft or the like, the vibration can be adjusted by changing the exciting force or shifting the phase between the plurality of exciting means.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明による切断機の実施
の形態について、図面を参照しながら説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a cutting machine according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0015】<第1の実施の形態>図1は第1の実施の
形態を示す側断面図である。図中符号1は主軸である。
主軸1は、エアベアリング2A、2Bによって回転自在
に支持されている。エアベアリング2Aは、ラジアル軸
受けとして機能するものであり、主軸1とその外方に配
置された主軸支持筒3との間にリング状のエア吹出部
4、4が、主軸支持筒3の軸線方向に沿って離間して設
けられ、このエア吹出部4、4から主軸1に向けてエア
ーが吹き出されることにより、主軸1を浮上状態でラジ
アル方向の移動を規制しながら支持するものである。
<First Embodiment> FIG. 1 is a side sectional view showing a first embodiment. In the figure, reference numeral 1 denotes a main shaft.
The main shaft 1 is rotatably supported by air bearings 2A and 2B. The air bearing 2 </ b> A functions as a radial bearing. A ring-shaped air blowing portion 4, 4 is provided between the main shaft 1 and the main shaft support tube 3 disposed outside the main shaft 1 in the axial direction of the main shaft support tube 3. The air is blown toward the main shaft 1 from the air blowout portions 4 and 4 to support the main shaft 1 in a floating state while restricting the movement in the radial direction.

【0016】エア吹出部4、4は、主軸支持筒3の内周
にリング状の凹部が設けられることによって形成される
ものであり、ここには、主軸支持筒3に形成されたエア
ー供給路3a及びフランジ5に形成されたエアー供給路
5aを介して、エア接続管5bに接続されるエア配管か
らエアーが供給されるようになっている。なお、主軸1
と主軸支持筒3との間の隙間は、例えば10〜15μm
程度に設定されている。
The air blowing portions 4 and 4 are formed by providing a ring-shaped concave portion on the inner periphery of the main shaft support tube 3, and include an air supply passage formed in the main shaft support tube 3. Air is supplied from an air pipe connected to an air connection pipe 5b through an air supply path 5a formed in the flange 3a and the flange 5. The main shaft 1
The gap between the cylinder and the spindle support cylinder 3 is, for example, 10 to 15 μm
Set to about.

【0017】エアベアリング2Bは、スラスト軸受けと
して機能するものであり、主軸1に形成された外フラン
ジ6を左右両側から挟み込むようにエアー吹出部7、7
が設けられ、このエア吹出部7、7から外フランジ6に
向けてエアが吹き出されることによって、主軸1を浮上
状態でスラスト方向の移動を規制して支持するものであ
る。エア吹出部7、7は前記エア供給路3aに接続され
ている。
The air bearing 2B functions as a thrust bearing, and the air blowing portions 7, 7 sandwich the outer flange 6 formed on the main shaft 1 from both right and left sides.
The air is blown out from the air blow-out portions 7, 7 toward the outer flange 6 to support the main shaft 1 in a floating state while restricting the movement in the thrust direction. The air outlets 7, 7 are connected to the air supply path 3a.

【0018】主軸1の先端には、該主軸1と直交するよ
うに円板状の回転刃8が取り付けられている。回転刃8
は、具体的には、回転刃支持部9のフランジ9aと固定
用ナット10との間に挟み込まれ、回転刃支持部9が主
軸1先端のテーパー部1aに外嵌された状態で、ボルト
11により締め付けられることにより、主軸1と同軸状
に一体的に回転するように取り付けられている。
At the tip of the main shaft 1, a disk-shaped rotary blade 8 is attached so as to be orthogonal to the main shaft 1. Rotary blade 8
Specifically, the bolt 11 is inserted between the flange 9 a of the rotary blade support 9 and the fixing nut 10, and the rotary blade support 9 is externally fitted to the tapered portion 1 a at the tip of the main shaft 1. It is attached so as to rotate integrally and coaxially with the main shaft 1 by being tightened.

【0019】主軸1の回転刃8と逆側の端部には、主軸
1を回転するための回転機構であるモータ13が取り付
けられている。モータ13は、主軸1の外周に固定用フ
ランジによって取り付けられた回転子14と、その外周
側に設けられた固定子15とからなるものであり、それ
らはモータハウジング16によって覆われている。な
お、17はモータハウジングフランジである。
A motor 13 as a rotating mechanism for rotating the main shaft 1 is attached to an end of the main shaft 1 opposite to the rotary blade 8. The motor 13 includes a rotor 14 attached to the outer periphery of the main shaft 1 by a fixing flange and a stator 15 provided on the outer periphery thereof, and these are covered by a motor housing 16. Reference numeral 17 denotes a motor housing flange.

【0020】また、主軸1には、該主軸1を主軸軸線に
直交する方向へ加振する加振手段20が設けられてい
る。加振手段20、20は、この実施の形態の場合2
個、主軸の軸線方向に沿って設けられ、また、電磁コイ
ルを利用したものが用いられている。すなわち、主軸1
の先端側と基端側の外方近傍位置には、それぞれ電磁コ
イル21a、21bが主軸1から適宜間隔をあけて設け
られている。先端側の電磁コイル21aは主軸支持筒3
により支持され、基端側の電磁コイルはモータハウジン
グフランジ17により支持されている。
The main shaft 1 is provided with vibration means 20 for vibrating the main shaft 1 in a direction perpendicular to the main shaft axis. The vibrating means 20, 20 are used in this embodiment.
Each of them is provided along the axial direction of a main shaft and uses an electromagnetic coil. That is, the spindle 1
Electromagnetic coils 21a and 21b are provided at appropriate distances from the main shaft 1 at positions near the outside on the distal end side and the proximal end side, respectively. The electromagnetic coil 21a on the tip side is the main shaft support cylinder 3
, And the proximal electromagnetic coil is supported by a motor housing flange 17.

【0021】電磁コイル21a、21bは駆動用増幅器
22、22を介して発振器23に接続されている。発振
器23は、正弦波やパルス波などの連続または不連続に
繰り返される波を発振させるものであり、駆動用増幅器
22を介して電磁コイル21a、21bを周期的に励磁
するものである。なお、主軸1は電磁コイル21a、2
1bで吸着されることにより周期的に加振されるため、
この場合磁性体材料によって作られる。
The electromagnetic coils 21a and 21b are connected to an oscillator 23 via drive amplifiers 22 and 22. The oscillator 23 oscillates a continuously or discontinuously repeated wave such as a sine wave or a pulse wave, and periodically excites the electromagnetic coils 21 a and 21 b via the driving amplifier 22. It should be noted that the main shaft 1 has the electromagnetic coils 21a, 2
Because it is periodically vibrated by being absorbed by 1b,
In this case, it is made of a magnetic material.

【0022】次に、上記構成の切断機の作用について説
明する。図示せぬスタートスイッチがオンされると、空
気供給源からエア接続管5bにエアが供給され、ここに
供給されたエアーはエア接続路5a、3aを介してエア
吹出部4、7に供給される。エア吹出部4に供給された
エアは主軸1の周方向全域に向けて吹き出され、これに
より主軸1は浮上状態で支持される。また、エア吹出部
7からは、外フランジ6に向けてエアが吹き出され、こ
れにより、主軸1は無接触でスラスト方向の移動を規制
した状態で支持される。このように主軸1が浮上状態で
支持されると、次に、モータ13が始動し、主軸1を回
転させる。そして、主軸1の回転が定常状態になると、
次に、加振手段20が働き、主軸1及びその先端に取り
付けられた回転刃8を主軸1に直交する方向へ、この実
施形態の場合、電磁コイル21a、21が主軸1の上方
に配置されているため、上下方向へ加振する。
Next, the operation of the cutting machine having the above configuration will be described. When a start switch (not shown) is turned on, air is supplied from the air supply source to the air connection pipe 5b, and the supplied air is supplied to the air blowout sections 4, 7 via the air connection paths 5a, 3a. You. The air supplied to the air blowing section 4 is blown toward the entire circumferential direction of the main shaft 1, whereby the main shaft 1 is supported in a floating state. In addition, air is blown from the air blowing portion 7 toward the outer flange 6, whereby the main shaft 1 is supported in a non-contact manner and in a state where movement in the thrust direction is regulated. When the main shaft 1 is thus supported in a floating state, the motor 13 is then started to rotate the main shaft 1. Then, when the rotation of the spindle 1 becomes a steady state,
Next, the vibrating means 20 operates to move the main shaft 1 and the rotary blade 8 attached to the tip thereof in a direction orthogonal to the main shaft 1. In this embodiment, the electromagnetic coils 21 a and 21 are arranged above the main shaft 1. Vibrates vertically.

【0023】すなわち、発振器23から正弦波等が発振
され、この波は駆動用増幅器22により増幅された後、
電磁コイル21a、21bへ送られ、該電磁コイル21
a、21bを周期的に励磁する。主軸1は、電磁コイル
21a、21bが励磁されたときに電磁コイル21a、
21bの吸着力によって上方へ移動され、電磁コイル2
1a、21bの励磁が停止されると元の位置に戻る。こ
れを繰り返されて主軸1及び回転刃8は所定の周期で上
下方向に振動する。
That is, a sine wave or the like is oscillated from the oscillator 23, and this wave is amplified by the driving amplifier 22,
Sent to the electromagnetic coils 21a and 21b,
a, 21b are periodically excited. The main shaft 1 receives the electromagnetic coils 21a, 21b when the electromagnetic coils 21a, 21b are excited.
21b is moved upward by the attraction force of the electromagnetic coil 2b.
When the excitation of 1a, 21b is stopped, it returns to the original position. By repeating this, the main shaft 1 and the rotary blade 8 vibrate vertically in a predetermined cycle.

【0024】このように回転刃8は、加振手段20、2
0によって、左右方向ではなく、主軸1の軸線に直交す
る方向、つまり、回転刃8の面方向に細かく振動しなが
ら回転して被削材を切断する。このため、被削材の切断
幅が広がらず、狭いままのシャープな切断が可能とな
る。また、上述のように回転刃8が振動するため、被削
材と回転刃8との間の切断抵抗は小さくなり、この結
果、回転刃8に加わる荷重は低く抑えられる。また、切
断時の荷重は主に回転刃8に対し面方向に加わることと
なるから、回転刃8は充分な耐力を有することとなり、
欠けは生じにくい。
As described above, the rotary blade 8 is provided with
By 0, the work material is cut by rotating while finely vibrating not in the left-right direction but in the direction orthogonal to the axis of the main shaft 1, that is, in the surface direction of the rotary blade 8. For this reason, the cutting width of the work material does not increase, and sharp cutting can be performed while keeping the width narrow. Further, since the rotary blade 8 vibrates as described above, the cutting resistance between the workpiece and the rotary blade 8 is reduced, and as a result, the load applied to the rotary blade 8 is suppressed to a low level. In addition, since the load at the time of cutting is mainly applied to the rotating blade 8 in the surface direction, the rotating blade 8 has a sufficient proof stress,
Chipping is unlikely to occur.

【0025】また、加振手段20、20によって主軸1
が加振される際に、主軸1は軸線方向に直交する方向へ
移動するような力を受けるが、上述したように主軸1は
浮上状態で支持されるから、つまり、エアベアリング2
A、2Bにより主軸支持筒3との間に隙間を介して無接
触状態で支持されているため、主軸1の軸線方向に直交
する方向の移動スペースが確保されており、したがっ
て、主軸1の加振はスムーズに行われる。また、上述の
ように主軸1は浮上状態で支持されるため、主軸1と主
軸支持筒3との間に摩擦力は生じることがなく、回転刃
8及び主軸1の回転は円滑となる。さらに、回転刃8や
主軸1の振動が、主軸支持筒3やフレーム等の機械本体
側に伝わることがなく、切断精度が向上する。
The main shaft 1 is driven by the vibrating means 20, 20.
When the main shaft 1 is vibrated, the main shaft 1 receives a force to move in a direction orthogonal to the axial direction. However, as described above, the main shaft 1 is supported in a floating state, that is, the air bearing 2
A and 2B support the main shaft 1 in a direction perpendicular to the axial direction of the main shaft 1 since the main shaft 1 is supported in a non-contact state with a gap between the main shaft supporting cylinder 3 and a gap. The shake is performed smoothly. Further, since the main shaft 1 is supported in a floating state as described above, no frictional force is generated between the main shaft 1 and the main shaft support cylinder 3, and the rotation of the rotary blade 8 and the main shaft 1 is smooth. Further, the vibration of the rotary blade 8 and the spindle 1 is not transmitted to the machine main body such as the spindle support cylinder 3 and the frame, so that the cutting accuracy is improved.

【0026】なお、上記の実施の形態では、主軸1の軸
線方向に離間して配置した加振手段20、20によって
主軸1を吸着加振しているが、この場合、両加振手段2
0、20の間で、同期させて加振してもよく、また位相
をずらして加振させてもよい。また、加振手段20、2
0の取付位置に関しても、必ずしも主軸1の先端側と基
端側の2箇所に限られることなく、他の箇所例えば主軸
1の中央に設けても良く、また、1つでもあるいは3つ
以上設けても良い。
In the above-described embodiment, the main shaft 1 is sucked and vibrated by the vibrating means 20 and 20 which are spaced apart in the axial direction of the main shaft 1. In this case, the two vibrating means 2
Vibration may be synchronized between 0 and 20, or the phase may be shifted to vibrate. Further, the vibration means 20, 2
Regarding the mounting position of 0, it is not necessarily limited to the two positions on the distal end side and the base end side of the main shaft 1, and it may be provided at another position, for example, at the center of the main shaft 1, or one or three or more. May be.

【0027】<第2の実施の形態>図2、図3は第2の
実施形態を示すものである。この実施の形態では、加振
手段30を、主軸1の外周に重り取付部31を設け、主
軸1の重心が回転軸線Lからずれるように、重り取付部
31に重り32を取り付けた構成としている。なお、こ
の実施の形態で用いる構成要素は、前記図1で説明した
第1の実施の形態の構成要素と同一のものを多数用いて
おり、説明の簡略化を図るため、前記図1で説明した第
1の実施の形態と同一構成要素には同一符号を付し、そ
の説明を省略する。また、ここでは図示はしていない
が、主軸1は前記第1の実施の形態と同様に、エアベア
リングによって浮上状態で支持されている。
<Second Embodiment> FIGS. 2 and 3 show a second embodiment. In this embodiment, the vibration means 30 has a configuration in which a weight attachment portion 31 is provided on the outer periphery of the main shaft 1, and a weight 32 is attached to the weight attachment portion 31 so that the center of gravity of the main shaft 1 is shifted from the rotation axis L. . Note that many components used in this embodiment are the same as those in the first embodiment described with reference to FIG. 1, and are described with reference to FIG. 1 in order to simplify the description. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Although not shown here, the main shaft 1 is supported in a floating state by an air bearing, as in the first embodiment.

【0028】加振手段30の具体的な構成について説明
すると、主軸1にはモータ13を挟むよう主軸1の前後
に重り取付部31、31が取り付けられている。これら
の重り取付部31は、中央に主軸貫通孔32が形成され
た円板状のものであり、その一側面には所定角度(例え
ば45度)置きに雌ねじ33…が形成され、そこにはバ
ランスをとるための重り(イモネジ)34が、複数個ね
じ込まれて固定できるようになっている。
The specific configuration of the vibrating means 30 will be described. Weight attachment portions 31, 31 are attached to the main shaft 1 in front of and behind the main shaft 1 so as to sandwich the motor 13. These weight attachment portions 31 are disk-shaped with a main shaft through hole 32 formed in the center, and female screws 33 are formed on one side surface at predetermined angles (for example, 45 degrees). A plurality of weights (immo screws) 34 for balancing are screwed and fixed.

【0029】上記構成の加振手段を用いた切断機の作用
について説明する。まず、前後の重り取付部31、31
の雌ねじ33に重り34を所要数だけねじ込んで、バラ
ンスをとる。つまり、重り取付部31の所要箇所に重り
34を必要個数ねじ込んで、主軸系の重心が回転軸線L
に重なるようにする。
The operation of the cutting machine using the vibrating means having the above configuration will be described. First, the front and rear weight attachment portions 31, 31
The required number of weights 34 are screwed into the internal threads 33 of the female screw 33 to achieve balance. That is, the required number of weights 34 are screwed into required portions of the weight mounting portion 31 so that the center of gravity of the spindle system is
To overlap.

【0030】その後、主軸系がアンバランスになるよう
に重り34の増減を行い、アンバランス状態を作る。つ
まり、主軸系の重心を回転軸線Lからずらし、主軸が回
転する際に遠心力によって、主軸1が1回転するごとに
する主軸1が1回振動するようにする。これにより、主
軸1及びそれと一体的に支持されている回転刃8が、回
転しながら主軸1の軸線に直交する方向、つまり、回転
刃8の面方向に振動し、回転刃8が被削材を切断する。
Thereafter, the weight 34 is increased or decreased so that the main spindle system becomes unbalanced, thereby creating an unbalanced state. In other words, the center of gravity of the spindle system is shifted from the rotation axis L, and the spindle 1 vibrates once every one revolution of the spindle 1 due to centrifugal force when the spindle rotates. As a result, the main shaft 1 and the rotary blade 8 integrally supported with the main shaft 1 vibrate in a direction orthogonal to the axis of the main shaft 1 while rotating, that is, in the surface direction of the rotary blade 8, and the rotary blade 8 Disconnect.

【0031】<第3の実施の形態>図4は第3の実施の
形態を示す。この実施の形態においても、前記第1の実
施の形態と同一構成要素には同一符号を付して、その説
明を省略する。
<Third Embodiment> FIG. 4 shows a third embodiment. Also in this embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0032】この実施の形態では、加振手段40を、通
電材料からなる主軸1と該主軸1の近傍に配置された通
電材料からなる固定部41との間に、同種あるいは異種
の電荷を周期的に帯びさせて加振する構成としている。
つまり、静電型の加振手段を用いている。加振手段40
は、具体的には、セラミッスク等の絶縁物からなる支持
体42によって例えば金属製の固定部41を支持させ、
この固定部41と主軸1との間に同種あるいは異種の電
荷を周期的に帯びさせるようにエネルギー伝達用のトラ
ンス43を接続し、該トランス43に昇圧トランス44
を接続し、さらに昇圧トランス44に発振器45を接続
した構成になっている。
In this embodiment, the vibrating means 40 is configured to periodically or periodically charge the same kind or different kinds of electric charges between the main shaft 1 made of a current-carrying material and the fixed portion 41 made of the current-carrying material disposed near the main shaft 1. It is configured to vibrate in a tangential manner.
That is, an electrostatic vibrating means is used. Vibration means 40
Specifically, for example, a metal fixing portion 41 is supported by a support body 42 made of an insulating material such as a ceramics,
A transformer 43 for energy transmission is connected between the fixed portion 41 and the main shaft 1 so as to periodically take up the same or different electric charges.
And an oscillator 45 is connected to the step-up transformer 44.

【0033】上記構成の切断機によれば、発振器45か
ら正弦波等が発振され、この波が昇圧トランス44によ
って主軸系を加振できるだけの必要なエネルギーが得ら
れるように増幅され、さらに増幅された波が、エネルギ
ー伝達用のトランス43によって、浮上状態で支持して
いる主軸1と前記固定部41との間に異種の電荷を周期
的に帯びさせるように電圧供給源として働く。そして、
このとき、主軸1と固定部41とに異種の電荷が帯びる
ことから、両者間に吸引力が働き、この吸引力によって
主軸1は加振される。なお、上記の実施の形態では、主
軸1と前記固定部41との間に異種の電荷を周期的に帯
びさせて、両者間に吸引力が生じる構成としたが、これ
に限られることなく、主軸1と前記固定部41との間に
同種の電荷を周期的に帯びさせるようにしてもよい。こ
の場合には、両者間に反発力が生じ、これによって主軸
が加振されることとなる。
According to the cutting machine having the above construction, a sine wave or the like is oscillated from the oscillator 45, and this wave is amplified by the step-up transformer 44 so as to obtain necessary energy for exciting the main shaft system, and further amplified. The wave acts as a voltage supply source so that different kinds of electric charges are periodically taken between the main shaft 1 supported in a floating state and the fixed part 41 by the transformer 43 for energy transmission. And
At this time, since different kinds of electric charges are applied to the main shaft 1 and the fixed portion 41, a suction force acts between the two, and the main shaft 1 is vibrated by the suction force. In the above-described embodiment, different types of electric charges are periodically applied between the main shaft 1 and the fixed portion 41 to generate a suction force between them. However, the present invention is not limited to this. The same kind of electric charge may be periodically carried between the main shaft 1 and the fixed portion 41. In this case, a repulsive force is generated between the two, and this causes the main shaft to be vibrated.

【0034】[0034]

【実施例】次に、本発明に係る切断機によって実際に被
削材を切断した例の結果を示す。
Next, results of an example in which a work material is actually cut by the cutting machine according to the present invention will be described.

【0035】<第1の切断条件>被削材には、延性に富
む材料として、長さ70mm×幅50mm×厚み0.2
mmの銅板を用いた。回転刃には♯400のダイヤモン
ド粒から成る電鋳ブレード(外形60mm×厚み0.1
mm×内 径40mm)を用いた。回転刃の回転数は1
0,000min-1とした。被削材の送り速度は10m
m/sとした。切断ピッチは2mmとした切断様式は、
ダウンカットでフルカットとした。
<First Cutting Conditions> The work material should be 70 mm long × 50 mm wide × 0.2 mm thick as a highly ductile material.
mm copper plate was used. The rotary blade is an electroformed blade made of # 400 diamond grains (outer diameter 60 mm x thickness 0.1
mm × inner diameter 40 mm). The rotation speed of the rotary blade is 1
It was set to 000 min- 1 . Work material feed speed is 10m
m / s. The cutting style with a cutting pitch of 2 mm is:
Full cut with down cut.

【0036】回転刃を加振しないで被削材を切断しよう
とした場合、100〜500μmのバリが切断の最後の
部分で発生した。また、10ライン目から火花が発生し
たため、加工を中断せざるを得なかった。他方、回転刃
を加振して被削材を切断した場合(加振条件:10kH
z)には、切断は可能であった。また、バリの発生は見
られたが、わずか50μm以下のバリであった。このよ
うに、回転刃を面方向に加振しながら切断した場合に
は、被削材が例え延性に富む材料であっても、バリの発
生が少ないことが確認できた。
When an attempt was made to cut a workpiece without vibrating the rotary blade, a burr of 100 to 500 μm was generated at the last portion of the cut. Further, since sparks were generated from the tenth line, the processing had to be interrupted. On the other hand, when the workpiece is cut by vibrating the rotary blade (vibration conditions: 10 kHz)
In z), cutting was possible. Although burrs were observed, burrs were only 50 μm or less. As described above, when the rotary blade was cut while being vibrated in the surface direction, it was confirmed that even when the work material was a material having high ductility, the generation of burrs was small.

【0037】<第2の切断条件>被削材には、硬くて粘
りのある材料として、長さ50mm×幅30mm×厚み
0.1mmのアルミナ板を用いた。回転刃には♯600
のダイヤモンド粒から成る電鋳ブレード(外形75mm
×厚み0.2mm×内径 40mm)を用いた。回転刃
の回転数は5,000min-1とした。被削材の送り速
度は5mm/secとした。送りピッチは1mmとした
切断様式は、ダウンカットでフルカットとした。
<Second Cutting Conditions> As a work material, an alumina plate having a length of 50 mm, a width of 30 mm and a thickness of 0.1 mm was used as a hard and sticky material. $ 600 for rotary blade
Electroformed blade (diameter: 75 mm)
× thickness 0.2 mm × inner diameter 40 mm). The rotation speed of the rotary blade was 5,000 min -1 . The feed rate of the workpiece was 5 mm / sec. The cutting mode in which the feed pitch was 1 mm was a full cut by a down cut.

【0038】回転刃を加振しないで被削材を切断しよう
とした場合、2ライン目で回転刃が破損し、それ以上の
切断は不可能であった。他方、回転刃を加振して被削材
を切断した場合(加振条件:50kHz)には、29ラ
イン目まで切断可能であった。このように、回転刃を面
方向に加振しながら切断した場合には、被削材が例え硬
くて粘りのある材料であっても、電鋳ブレードを用いて
の比較的高速の切断が可能であることを確認できた。
When cutting the workpiece without vibrating the rotary blade, the rotary blade was broken at the second line, and further cutting was impossible. On the other hand, when the workpiece was cut by vibrating the rotary blade (excitation condition: 50 kHz), cutting was possible up to the 29th line. In this way, when the rotary blade is cut while being vibrated in the plane direction, relatively high-speed cutting using an electroformed blade is possible even if the work material is a hard and sticky material. Was confirmed.

【0039】なお、上述した実施の形態はあくまで本発
明の例示であり、必要に応じ発明の要旨を逸脱しない範
囲で適宜変更可能である。例えば、前記実施の形態で
は、電磁コイル型や静電型等の加振手段を用いて回転刃
8を加振したが、これに限られることなく、超音波発振
子を利用した加振手段を用いて回転刃を加振しても良
い。また、主軸支持筒3の内径側には発砲金属を用いて
も良い。
The above-described embodiment is merely an example of the present invention, and can be appropriately changed as needed without departing from the gist of the invention. For example, in the above-described embodiment, the rotary blade 8 is vibrated using a vibrating means such as an electromagnetic coil type or an electrostatic type. However, the present invention is not limited to this, and a vibrating means using an ultrasonic oscillator may be used. The rotary blade may be used to vibrate. Further, a foamed metal may be used on the inner diameter side of the main shaft support cylinder 3.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば以下
の優れた効果を奏する。加振手段によって、回転刃が、
左右方向ではなく主軸の軸線に直交する方向、つまり、
回転刃の面方向に加振されるながら回転して被削材を切
断するため、被削材の切断幅が広がらず、狭いままのシ
ャープな切断が可能となる。また、被削材と回転刃との
間の切断抵抗が小さくなり、回転刃に加わる荷重を低く
抑えることができる。また、切断時の荷重は主に回転刃
の面方向に加わることから、回転刃は充分な耐力を有す
ることとなり、欠けは生じにくい。
As described above, according to the present invention, the following excellent effects can be obtained. By vibrating means, the rotary blade
The direction perpendicular to the axis of the main shaft, not the horizontal direction, that is,
Since the work material is cut while rotating while being vibrated in the plane direction of the rotary blade, the cut width of the work material is not widened, and sharp cutting can be performed while the work material remains narrow. Further, the cutting resistance between the work material and the rotary blade is reduced, and the load applied to the rotary blade can be suppressed low. Further, since the load at the time of cutting is mainly applied in the surface direction of the rotary blade, the rotary blade has a sufficient proof stress, and chipping hardly occurs.

【0041】また、主軸をエアベアリングで支持する場
合には、加振手段によって主軸が加振される際に、主軸
軸線方向に直交する方向への主軸の移動がすみやかに行
われることとなり、主軸及び回転刃の加振が容易にな
る。また、主軸と主軸支持筒との間の摩擦力が生じるこ
とがなく、回転刃及び主軸の回転は円滑となる。さら
に、回転刃や主軸の振動が、主軸支持筒やフレーム等の
機械本体側に伝わることがなく、切断精度が向上する。
When the main shaft is supported by an air bearing, when the main body is vibrated by the vibrating means, the main shaft is immediately moved in a direction orthogonal to the main shaft axis direction. Also, the vibration of the rotary blade is facilitated. Further, no frictional force is generated between the main shaft and the main shaft support cylinder, and the rotation of the rotary blade and the main shaft is smooth. Further, the vibration of the rotary blade and the spindle is not transmitted to the machine body such as the spindle support cylinder and the frame, so that the cutting accuracy is improved.

【0042】さらに、加振手段を、主軸の軸線方向に沿
って複数設けた場合には、それら加振手段を同期させる
ことによって、主軸全体を同主軸に直交する方向へ移動
させることが容易になる。また、主軸等に共振作用が生
じるとき、複数の加振手段相互間で加振力を変えたり、
位相をずらすことによって、振動の調整を行うこともで
きる。
Further, when a plurality of vibrating means are provided along the axial direction of the main shaft, synchronizing the vibrating means makes it easy to move the entire main shaft in a direction orthogonal to the main shaft. Become. Further, when a resonance action occurs on the main shaft or the like, the exciting force is changed between a plurality of exciting means,
The vibration can be adjusted by shifting the phase.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明に係る第1の実施の形態を示す切断機
の主要部の側断面図である。
FIG. 1 is a side sectional view of a main part of a cutting machine according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明に係る第2の実施の形態を示す切断機
の主要部の側断面図である。
FIG. 2 is a side sectional view of a main part of a cutting machine according to a second embodiment of the present invention.

【図3】 図2のIII矢視図である。FIG. 3 is a view taken in the direction of the arrow III in FIG. 2;

【図4】 本発明に係る第3の実施の形態を示す切断機
の主要部の概略図である。
FIG. 4 is a schematic view of a main part of a cutting machine showing a third embodiment according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 主軸 2A、2B エアベアリング 3 主軸支持筒 4、7 エア吹出部 6 外フランジ 8 回転刃 13 モータ 16 モータハウジング 20 加振手段 21a、21b電磁コイル 22 駆動用増幅器 23 発振器 30 加振手段 31 重り取付部 33 雌ネジ 34 重り 40 加振手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Main shaft 2A, 2B Air bearing 3 Main shaft support cylinder 4, 7 Air blowing part 6 Outer flange 8 Rotating blade 13 Motor 16 Motor housing 20 Exciting means 21a, 21b Electromagnetic coil 22 Driving amplifier 23 Oscillator 30 Exciting means 31 Weight attachment Part 33 female screw 34 weight 40 vibrating means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 正人 福島県いわき市泉町黒須野字江越246−1 三菱マテリアル株式会社いわき製作所内 (72)発明者 池田 吉隆 福島県いわき市泉町黒須野字江越246−1 三菱マテリアル株式会社いわき製作所内 (72)発明者 長谷川 勇 神奈川県相模原市相模台4−5−12 エ ヌ・イー有限会社内 Fターム(参考) 3C034 AA19 BB07 BB28 DD20 3C069 AA01 BA04 BB01 BB04 BC01 CA03 EA02 EA03  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Masato Yamaguchi 246-1 Egoshi Kurosuno Izumi-cho, Iwaki-shi, Fukushima Mitsubishi Materials Corporation Iwaki Works (72) Inventor Yoshitaka Ikeda 246 Egoshi Kurosuno Izumi-cho, Iwaki-shi Fukushima -1 Mitsubishi Materials Corporation Iwaki Works (72) Inventor Isamu Hasegawa 4-5-12 Sagamidai, Sagamihara-shi, Kanagawa F-term in NE Co., Ltd. 3C034 AA19 BB07 BB28 DD20 3C069 AA01 BA04 BB01 BB04 BC01 CA03 EA02 EA03

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 主軸と、該主軸に直交するように支持さ
れた円板状の回転刃と、前記主軸を回転させる回転機構
とを備えた切断機において、 前記主軸を該主軸の軸線に直交する方向へ加振する加振
手段を備えたことを特徴とする切断機。
1. A cutting machine comprising a main shaft, a disk-shaped rotary blade supported so as to be orthogonal to the main shaft, and a rotating mechanism for rotating the main shaft, wherein the main shaft is orthogonal to an axis of the main shaft. A cutting machine comprising a vibrating means for vibrating in a direction in which the cutting is performed.
【請求項2】 前記主軸とその外方の主軸支持筒との間
に設けたリング状のエア吹出部から主軸に向けてエアを
吹き出して、主軸を浮上状態で支持するエアベアリング
を備えてなることを特徴とする請求項1記載の切断機。
2. An air bearing for blowing air toward a main shaft from a ring-shaped air blowing portion provided between the main shaft and a main shaft support cylinder provided outside the main shaft and supporting the main shaft in a floating state. The cutting machine according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記加振手段は、磁性体材料からなる前
記主軸を、その近傍に設けた電磁コイルによって周期的
に吸着する構成であることを特徴とする請求項1または
2記載の切断機。
3. The cutting machine according to claim 1, wherein the vibrating means is configured to periodically attract the main shaft made of a magnetic material by an electromagnetic coil provided near the main shaft. .
【請求項4】 前記加振手段は、主軸の外周に重り取付
部を設け、主軸の重心が回転軸線からずれるように、前
記重り取付部に重りを取り付けた構成であることを特徴
とする請求項1または2記載の切断機。
4. The vibrating means has a configuration in which a weight mounting portion is provided on an outer periphery of a main shaft, and a weight is mounted on the weight mounting portion so that a center of gravity of the main shaft is shifted from a rotation axis. Item 3. The cutting machine according to Item 1 or 2.
【請求項5】 前記加振手段は、前記通電材料からなる
主軸と該主軸の近傍に配置された通電材料からなる固定
部との間に、同種あるいは異種の電荷を周期的に帯びさ
せて前記主軸を加振する構成であることを特徴とする請
求項1または2記載の切断機。
5. The vibrating means periodically charges the same or different kinds of electric charges between a main shaft made of the current-carrying material and a fixed portion made of a current-carrying material disposed near the main shaft. The cutting machine according to claim 1 or 2, wherein the main shaft is vibrated.
【請求項6】 前記加振手段は、超音波振動子の振動を
利用して前記主軸を加振する構成であることを特徴とす
る請求項1または2記載の切断機。
6. The cutting machine according to claim 1, wherein the vibrating means is configured to vibrate the main shaft using vibration of an ultrasonic vibrator.
【請求項7】 前記加振手段は、前記主軸の軸線方向に
沿って複数設けられていることを特徴とする1〜6のい
ずれかに記載の切断機。
7. The cutting machine according to claim 1, wherein a plurality of the vibrating means are provided along an axial direction of the main shaft.
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