CN101249613A - 切削工具 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种切削工具,由保持具轴和具有切削刃的刀具座组成,其结构为在保持具轴的基端部上设有与切削加工装置中的主轴连结的主轴连结部,主轴与主轴连结部之间的连结是可装拆的,为了使刀具座以可装拆的形式固定在上述保持具轴的前端,在上述保持具轴上形成有连结用嵌入部,该连结用嵌入部由从上述保持具轴的前端面在轴线方向上形成的凹部构成,在上述刀具座上设有嵌入上述连结用嵌入部的内嵌部,上述保持具轴上形成有一端在外周面开口、另一端与上述连结用嵌入部连通的螺纹孔,该螺纹孔的连通部,即从上述外周面的开口部到上述连结用嵌入部之间的部分,相对于上述保持具轴的轴线向基端侧倾斜,上述内嵌部上形成有在其侧面开口的卡合凹部,旋入上述螺纹孔中的止动螺钉可抵接在上述卡合凹部的承受面上。
Description
技术领域
本发明涉及一种可装拆地安装在机床的主轴上并用于对被加工物进行钻孔或在钻孔部的镗孔加工以及其他机械加工的切削工具。
背景技术
作为可装拆地安装在加工中心等的机床的主轴上的切削工具,例如镗孔用工具,具有设有可装拆地安装在主轴上的连结部的保持具轴,在该保持具轴的前端设置安装有切削刃的刀具座。日本实用新型登记第2550328号公报公开了一种将该刀具座可装拆地连结在保持具轴上以能够更换刀具座的切削工具。该公知文献记载的连结结构,是在保持具轴的前端部形成在前端面开口的连结用嵌入部,并在刀具座上延伸设置内嵌部。通过使内嵌部以几乎紧密嵌入的状态嵌合在连结用嵌入部中,将刀具座连结在保持具轴上。另外,在保持具轴的基端侧设置有连结到主轴上的连结部件。
刀具座相对于保持具轴被牢固地固定,这不仅是为了阻止刀具座从该保持具轴脱出,还必须使保持具轴与刀具座不会相对旋转地连结起来。因此,在刀具座的内嵌部和保持具轴的连结用嵌入部上在轴线方向形成平坦部,并在使两个平坦部的位置重合的状态下,将内嵌部嵌入到保持具轴的连结用嵌入部中。另外,在该保持具轴的侧面形成有与其轴线垂直的方向的螺纹孔,止动螺钉从保持具轴的外周面旋插入该螺纹孔中。使该止动螺钉的前端抵接在刀具座的内嵌部的外周面中的平坦部上,由此,刀具座不会从保持具轴脱出,并且刀具座被固定成不会在切削加工中乱动。
发明内容
但是,在旋转驱动保持具轴的过程中,在通过设在刀具座上的切削刃对被加工物进行切削加工时,由于加工中的切削抗力有时会产生颤振(chatter vibration)。若产生颤振,就会在形成于被加工物上的孔的内壁上产生微小的凹凸等,使加工精度降低。颤振是由于作为对被加工物进行加工的作用部的切削刃被设在细长的保持具轴的前端而产生的,若提高保持具轴的刚性,就能够在一定程度内抑制颤振。然而,保持具轴的形状依存于被加工物,例如在被加工物上穿设的孔,其孔径小而且是深孔的情况下,与之对应,保持具轴的直径就会小,且细长。因此,不能够使该保持具轴具有抑制振动的足够的刚性,颤振变得更加显著。
为了防止或降低上述颤振,有各种各样的提案,并且已经付诸实践。作为其代表,公知一种结构,通过使保持具轴的头部、即刀具座的安装部增大并提高刚性来提高防振性,另外,还公知一种在保持具轴上设置消除或降低颤振的部件的结构。进而,使保持具轴的整体形状为向着前端直径减小的圆锥形状,以使轴方向上的刚性程度发生变化。
在此,本发明的发明者在专心研究了保持具轴的颤振的产生原因之后发现,产生颤振的原因不仅是由于切削刃对被加工物的切削抗力,而且,刀具座在保持具轴上的连结方式也对颤振的产生有很大影响,本发明的发明者因此而完成了本发明。
可以将刀具座和保持具轴这两个部件形成为一个部件,或者通过其他部件使它们能够实际上成为一体。若这样地构成,就不会产生由于保持具轴和刀具座之间的相对运动而产生的振动。在这点上,与装拆式的相比,使刀具座和保持具轴成为一体的结构产生的振动更少。
然而,在使用工具的加工中,由于有过大的负荷作用在刀具座上,所以有可能在各个部位产生损伤。因此,有必要将刀具座取下进行修理·检修,或者进行更换该刀具座等的维护。若使刀具座和保持具轴成为一体,就必须更换包括保持具轴在内的整体。另外,由于在不能将刀具座从保持具轴分离的情况下,就不能在保持具轴上安装其他结构的刀具座,所以不能够使保持具轴具有通用性。
基于上面的情况,作为将刀具座连结到保持具轴上的连结方式,如前述公知文献的日本实用新型登记2550328号公报所公开的那样,希望有一种能够将刀具座可更换地连结在保持具轴上的结构。但是,从抑制颤振的角度,不宜采用保持具轴和刀具座可更换的结构。也就是说,在将刀具座的内嵌部嵌入保持具轴的连结用嵌入部再由止动螺钉固定的情况下,在该嵌合部中必然会产生缝隙,这是产生颤振的原因。而且还存在这样的问题,在连续使用工具期间,内嵌部与连结用嵌入部之间的嵌合部分会产生变形和磨损,并且间隙扩大,其结果就是刀具座变得更不稳定,颤振变得更大。
本发明是鉴于上述情况而完成的,其目的是通过将刀具座可装拆地连结在保持具轴上,使得可以更换该刀具座,并且能够抑制动作时的颤振。
为了达成上述目的,本发明的切屑工具,包括保持具轴和安装有切削刃的刀具座,在保持具轴的基端部上设有与主轴连结的主轴连结部,主轴与主轴连结部之间的连结是可装拆的,该刀具座以可装拆的形式固定在上述保持具轴的前端,其特征在于,上述保持具轴上形成有连结用嵌入部,该连结用嵌入部由从上述保持具轴的前端面向着轴线方向的凹部构成,上述刀具座上设有嵌入到上述连结用嵌入部的内嵌部,上述保持具轴上形成有一端在外周面开口、另一端与上述连结用嵌入部连通的螺纹孔,该螺纹孔,从向上述外周面的开口部到向上述连结用嵌入部的连通部,相对于上述保持具轴的轴线向基端侧倾斜,上述内嵌部形成有在其侧面开口的卡合凹部,旋入上述螺纹孔中的止动螺钉抵接在上述卡合凹部的承受面上。
刀具座以使其内嵌部嵌入保持具轴的连结用嵌入部中的方式可装拆地连结。为了在该连结状态下固定而使用了止动螺钉,该止动螺钉的旋插方向不是在与保持具轴的轴线垂直的方向,而是在从保持具轴的外周面一侧,使其轴线方向朝向基端侧倾斜向下的方向。因此,这里设定了螺纹孔的规定的倾斜角度。由此,在刀具座组装入保持具轴的状态下,将止动螺钉旋插入螺纹孔,之后该止动螺钉的前端被导入到设在刀具座上的卡合凹部内,该卡合凹部的底面成为承受面。其结果是,止动螺钉与该承受面抵接并在两个方向上作用推压力。也就是说,刀具座的延伸有内嵌部的那一侧的端面被推压至保持具轴的前端面,另外,该内嵌部的外周面被推压至连结用嵌入部的内侧面。因此,在这个方向上拧入止动螺钉,就会由该止动螺钉的推压力而在该内嵌部上作用向保持具轴的连结用固定部引入的方向的分力和向连结用嵌入部的侧面推压的方向的分力,而将刀具座牢固地固定。
为了由内嵌部中的卡合凹部的承受面切实地承受止动螺钉的推压力而增大了它们之间的抵接面积。所以,在止动螺钉的前端设置圆锥台形状的圆锥部,并使该圆锥部能够抵接在承受面上。另外,也可以在止动螺钉的前端部连结能够向任意方向滑动的钢球体,并在该钢球体的一部分上形成与承受面抵接的平坦面部。
这样,通过将内嵌部引入保持具轴的连结用嵌入部,刀具座的延伸有内嵌部的那一侧的端面抵接在保持具轴的前端面上。因此,在将刀具座安装在保持具轴上的时候,通过这些抵接面的抵接被固定成连结状态。而且,保持具轴的嵌入部与刀具座的内嵌部之间的牢固的固定性是通过内嵌部向连结用嵌入部的侧面作用推压力而实现的。
为了在连结状态下使刀具座固定而增大止动螺钉的紧固力。通过使刀具座与保持具轴的抵接面粗糙,或者形成相互啮合的凹凸部等,而能够增大它们之间的摩擦力。其结果是,进一步提高了刀具座相对于保持具轴在抵接状态下的固定性。因此,与刀具座与保持具轴成为可装拆的无关,在对被加工物进行切削加工时,能够几乎完全地防止或抑制刀具座相对于保持具轴的振动,消除了颤振的成因之一。
这样,抑制了刀具座相对于保持具轴可装拆为起因的振动,而且,从抑制基于加工中切削刃的切削抗力而产生颤振的角度,优选使保持具轴的向主轴连结的连结部一侧成为圆锥状部,并在该圆锥状部上连续设置圆柱状部,使刀具座连结在该圆柱状部上。若使保持具轴在其轴线方向的全长范围内的截面形状均匀的话,则在该保持具轴的固有振动频率与由切削加工而产生的保持具轴振动的振动频率接近的情况下,特定的振动的振幅可能增大。但若设置圆锥状部、即圆锥部,在保持具轴的轴线方向上使刚性连续地变化,就能够分散振动的峰值,并且,由分散后的振动频率的相互作用而发挥振动衰减的功能,从而能够抑制颤振。而且,在保持具轴的前端侧设置圆柱形部,该圆柱状部至少要比保持具轴的嵌入有内嵌部的连结用嵌入部的深度尺寸长,以实现刀具座与保持具轴的连结部的稳定性。在这里,圆锥状部中的圆锥角为10度至45度,考虑到保持具轴的长度,优选为15度至35度的程度。
在刀具座上可以设置单独的切削刃,也可以设置相互成180度的位置关系的前方侧切削刃和后方侧切削刃,并由前方侧切削刃进行粗切削加工,由后方侧切削刃进行与粗切削加工相比精密的加工。通过这样地构成,只进行一圈的切削加工就可以进行粗加工和精加工两种加工,提高了切削加工的效率。这种情况下,将前方侧切削刃和后方侧切削刃分别安装在切削刃安装部件上,并将这些各切削刃安装部件固定在刀具座上。而且,将前方侧切削刃配置在与后方侧切削刃相比向前方突出的位置。前方侧切削刃和后方侧切削刃在轴线方向上的间隔优选为上述保持具轴每转一圈的进给量的3至7倍。
对切削刃供给冷却介质,在如前所述的设置两个切削刃的情况下,分别设置朝向这些各切削刃分别供给冷却介质的冷却介质喷射机构。由此,能够抑制被加工物和两个切削刃的温度升高,另外可以防止切屑被卷入切削刃。尤其是,能够将进行精密加工的后方侧切削刃的磨损抑制在最小限度,并能够防止切屑付着,所以,即使进行反复的加工,也能够保持必要的加工精度。
根据被加工物的形状等有必要调整前方侧切削刃和后方侧切削刃之间的间隔,为此,可以在与保持具轴的轴线垂直的方向上对各切削刃安装部件进行位置调整。并且,在保持具轴上设置用于供给冷却介质的冷却介质供给路,若能够调整切削刃安装部件的位置,就必须在从冷却介质供给路通向喷射口的冷却介质通路上能够变化通路长。所以,使冷却介质供给路和冷却介质通路在各切削刃安装部件与保持具轴的抵接部开口,并通过可调整通路长的冷却介质通路使各开口部连通。
发明的效果
这样,通过将刀具座可装拆地连结在保持具轴上,能够非常方便地进行刀具座的更换等维护,而且,由于连结时刀具座向保持具轴的固定性被极大地提高,所以在进行切削加工时,刀具座相对于保持具轴不会发生振动,从而抑制了颤振。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的切削加工装置的整体结构的说明图。
图2是保持具轴和刀具座的组装状态的主视图。
图3是刀具座向保持具轴连结前状态的部分主要部位放大剖视主视图。
图4是图3的右视图。
图5是将刀具座连结在保持具轴的状态的主要部位放大剖视图。
图6是表示本发明的第二实施方式的与图3相同的图。
图7是镗头的主视图。
图8是图7的俯视图。
图9是将图7的基座与工具装配部分离后的图。
图10是将图7的基座与工具装配部分离后的图。
图11是所使用的两种切削工具的主要部位放大图。
图12是止动螺钉的其他结构例的剖视图。
图13是本发明的第二实施方式中保持具轴的前端侧的端面图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明的实施方式进行说明。首先,在图1中,1为切削加工装置的主轴,在该主轴1上安装有用于对被加工物2进行切削加工的切削工具单元3。被加工物2上形成有具有预先规定的内径的穿孔部2a,该被加工物2以定位后的状态被固定在工作台4上。在这种状态下,切削工具单元3通过切削被加工物2的穿孔部2a的内表面进行精加工。因此,连结切削工具单元3的主轴1被驱动旋转并进行进退动作,并使被加工物2的穿孔部2a的中心与主轴1的旋转轴线A-A一致地将主轴1安置工作台4上。
安装在主轴1上的切削工具单元3具有图2所示的保持具轴10,该保持具轴10的基端部是可装拆地连结在主轴1上的主轴连结部12,在保持具轴10的前端侧可装拆地固定有刀具座11。如图3和图4所示,为了在保持具轴10上固定刀具座11而形成有连结用嵌入部13,上述连结用嵌入部13由从保持具轴10的前端面开始具有规定深度的圆形凹部构成。
连结、固定在保持具轴10上的刀具座11具有可装拆地安装镗头20的主体部14和从该主体部14延伸的圆柱形状的内嵌部15,内嵌部15嵌入保持具轴10的连结用嵌入部13中。内嵌部15的外径尺寸和连结用嵌入部13的内径尺寸之间为不阻碍该内嵌部15向连结用嵌入部13插卸的程度并在其间尽量不产生间隙的尺寸关系。
如图5所示,若使刀具座11的内嵌部15嵌入保持具轴10的连结用嵌入部13,刀具座11的主体部14中的突出有内嵌部15的底面部就会与保持具轴10的前端面抵接。内嵌部15对连结用嵌入部13的最大嵌入长度直至该位置。而且,如图5所明示,即使是在该最大嵌入长度状态下,内嵌部15的端面也与连结用嵌入部13的底面部保持非接触状态。因此,在刀具座11上的内嵌部15处于嵌入到连结用嵌入部13的最大嵌入长度的状态下,该刀具座11的主体部14的下侧端面与保持具轴10的前端面抵接。
作为用于固定地保持保持具轴10和刀具座11的抵接状态的连结固定机构,使用了止动螺钉16。该止动螺钉16从保持具轴10的外周面一侧旋插直至进入连结用嵌入部13的内部空间的位置,从而卡合刀具座11的内嵌部15。
在保持具轴10上设有用于旋插止动螺钉16的螺纹孔17。螺纹孔17不是穿设在相对于保持具轴10的轴线垂直的方向上,而是穿设在相对于保持具轴10的轴线倾斜的方向上。即,从保持具轴10的外周面上的开口部朝向与连结用嵌入部13连通的部位,在保持具轴10的轴线上,螺纹孔17朝着基端侧向轴中心方向倾斜。这里,螺纹孔17相对于保持具轴10的轴线的角度优选大致45度的程度,只要螺纹孔17相对于保持具轴10的轴线是倾斜的,关于其角度并没有特别的限制。
而在刀具座11中的内嵌部15的侧面部上形成有卡合凹部18。该卡合凹部18是截面为圆形的凹部,上述截面形成在与内嵌部15的轴线垂直的方向上。而且,该卡合凹部18的在内嵌部15侧面的开口位置是,当使刀具座11的内嵌部15嵌入保持具轴10的连结用嵌入部13内时,位于该保持具轴10的螺纹孔17的延长位置。
因此,在将止动螺钉16旋插入螺纹孔17中时,止动螺钉16从保持具轴10的螺纹孔17进入到刀具座11的卡合凹部18内,止动螺钉16在该卡合凹部18内与其底面部抵接,该位置是止动螺钉16进入的最深位置,在卡合凹部18的底部,止动螺钉16的前端的抵接位置为承受面18a。这里,止动螺钉16的前端部形成有朝前端变细的圆锥台形状的圆锥部16a。该圆锥角为与螺纹孔17相对于保持具轴10的轴线的角度大致相同的程度,即45度的程度。卡合凹部18具有在止动螺钉16的前端的圆锥部16a抵接在卡合凹部18的承受面18a上时,不使圆锥部16a与该承受面18a以外的壁面、即周壁和端壁抵接的开口径和深部。另外,还可以用图6所示的止动螺钉116来代替具有圆锥部16a的止动螺钉16。即,该止动螺钉116在其前端部形成球面承受部116a,并在该球面承受部116a内安装钢球体116b。而且,钢球体116b构成为其大半个球体部分嵌合在球面承受部116a中,且通过切削等方法将露出在外部的部位的一部分制成平坦面从而具有对承受面18a抵接的抵接面。
因此,为了将刀具座11安装在保持具轴10上,首先将刀具座11上设置的内嵌部15嵌入到保持具轴10的前端上的连结用嵌入部13中。这时,调整刀具座11在旋转方向上的位置,以使设在内嵌部15上的卡合凹部18与保持具轴10一侧的螺纹孔17相对。将内嵌部15嵌入到连结用嵌入部13内直至刀具座11的主体部14的底面与保持具轴10的前端面抵接的位置。
在这种状态下,将止动螺钉16从保持具轴10的外周面一侧旋插进螺纹孔17。由于螺纹孔17在连结用嵌入部13的内表面开口,若将止动螺钉16旋入,该止动螺钉16就从连结用嵌入部13进入刀具座11中的内嵌部15的卡合凹部18内。若将止动螺钉16进一步旋入,如图5所明示,保持着对螺纹孔的螺合状态,前端的圆锥部16a与卡合凹部18的承受面18a抵接。由于止动螺钉16向斜向前进,若从与承受面18a抵接的状态开始进一步向旋入的方向拧紧,与在刀具座11的内嵌部15的外周面形成卡合凹部18一侧相反一侧的面就会被推压至连结用嵌入部13的侧面。而且,内嵌部15被引入连结用嵌入部13内,刀具座11的主体部14与保持具轴10的端面压接。其结果是,在内嵌部15上作用有图5所示的将内嵌部15引入连结用嵌入部13内的轴线方向的分力R和向连结用嵌入部13的侧面推压的与轴线垂直方向的分力F。
这样,通过使用一根止动螺钉16就可以将刀具座11相对于保持具轴10牢固地固定。即,通过由止动螺钉16对内嵌部15作用的分力R,内嵌部15被引入连结用嵌入部13内,从而刀具座11被固定得不能从保持具轴10分离。另外,作为其结果,刀具座11被压接在保持具轴10上,从而刀具座11在与保持具轴10的相对旋转方向上也能够被固定。而且,通过由止动螺钉16对内嵌部15作用的分力F,刀具座11在旋转方向和与该旋转方向垂直的方向、进而在倾斜方向上也能够被固定。
镗头20安装在刀具座11上。这里图7至图10示出了镗头20的结构。这里,图7是镗头20的主视图,图8是俯视图,图9和图10是将刀具座11和构成镗头20的切削刃安装部件21、22分解后的主视图和俯视图。
刀具座11由前端面呈大致长方形的部件组成,在刀具座11的表面侧、即与内嵌部15的延伸方向相反的一侧可装拆地安装有切削刃安装部件21、22,这些切削刃安装部件21、22分别安装了切削刃23、24。因此,在刀具座11的表面,左右形成一对其长度方向的全长都由凹槽构成的定位部25。另外,切削刃安装部件上21、22形成有嵌合在该定位部25中的突出部21a、22a。而且,在刀具座11上,在该定位部25的两侧各设一对螺纹孔26、27,在切削刃安装部件21、22上设有使止动螺纹28、29插通的长孔30、31。切削刃安装部件21、22是通过将这些突出部21a、22a卡合在设于刀具座11上的定位部25中并通过将止动螺钉28、29旋插在螺纹孔26、27中而被固定在预定的位置上的将切削刃安装部件21、22上的止动螺钉28、29的插通部形成为长孔31、32,由此,各切削刃安装部件21、22能够在相对于保持具轴10的轴中心的半径方向上调整位置地固定。
切削刃固定部32、33设在切削刃安装部件21、22上,切削刃23、24安装在这些切削刃固定部32、33上。在这里,在切削刃23和切削刃24中,切削刃23一侧朝向保持具轴10的旋转轴线A的前方突出间隔L。由此,在切削加工被加工物2时,首先从切削刃23开始,并且在该切削刃23前进了间隔L之后再开始由切削刃24的切削。所以,切削刃23是前方侧切削刃,切削刃24是后方侧切削刃。
在这里,如图11(a)所示,前方侧切削刃23,其在主切削刃23a和副切削刃23b之间形成的圆弧部形成刃尖23c,另外如图11(b)所示,形成有构成后方侧切削刃24的主切削刃24a和副切削刃24b之间的刃尖24c的圆弧部。比较这些刃尖23c、24c的曲率半径R1、R2、即比较刀尖半径,后方侧切削刃24的曲率半径R2是曲率半径R1的大致一半,后方侧切削刃24与前方侧切削刃23相比成为更尖的形状。
安装有切削刃23、24的切削刃安装部件21、22通过止动螺钉28、29被预先固定在镗头20的刀具座11上。该镗头20固定在刀具座11上,该刀具座11连结在保持具轴10上,并能够由一根止动螺钉16而将刀具座11牢固地固定在保持具轴10上。而且,通过由止动螺钉16作用在内嵌部15上的分力R,内嵌部15被引入连结用嵌入部13内,从而将刀具座11不可从保持具轴10分离地固定。另外,作为其结果,刀具座11压接在保持具轴10上,并且,刀具座11在与保持具轴10的相对旋转方向上也能够被固定。而且,通过由止动螺钉16作用在内嵌部15上的分力F,刀具座11在旋转方向和与该旋转方向垂直的方向、进而在倾斜方向上也能够被固定。
这样,刀具座11被牢固地固定在保持具轴10上,由此,在由切削加工装置对被加工物2的穿孔部2a的内表面进行切削加工时,刀具座11相对于保持具轴10不会产生振动,并保持极其稳定的状态。而且,在主轴1相对于被加工物2进行一回的进给动作中,由前方侧切削刃23对该被加工物2的穿孔部2a的内表面进行粗加工,并由后方侧切削刃24进行精加工。
为了防止切削加工中保持具轴10的由于切削抗力而产生的振动,即为了抑制颤振的发生,保持具轴10的前端侧的部分是圆柱状部10b,该圆柱状部10b,在包括其全长的规定长度上具有规定的外径,连结到主轴连结部12的连结侧形成为其外径连续地变大的圆锥状部10a。由此,保持具轴10在前端侧的圆柱状部10b的部分中,刚性在轴线方向上均等,在主轴连结部12一侧的圆锥状部10a中,与朝向该主轴连结部12一侧相应,刚性连续变大。
在这里,若使保持具轴10的截面形状形成为在其轴线方向的全长范围内均等,则在该保持具轴10的固有振动频率和作用在该保持具轴10上的高次模式振动的关系中,特定的振动有振幅增加的可能,但由于从保持具轴10的中间部位朝向固定在主轴上的部位刚性连续地提高,所以,分散了振动的峰值。而且,通过被这样分散的振动频率的相互作用也能发挥振动衰减的功能,所以能够抑制颤振。
为了使振动峰值的分散功能良好,综合考虑保持具轴10的全长、圆柱状部10b的外径尺寸以及基于其刚性和切削抗力的振动,通过实验证明了使圆锥状部10a的圆锥角在15~30度的程度是有效的。实际上,从被加工物中的穿孔部的深度和孔径、保持具轴10的全长以及最粗直径部位来看,在圆锥角为例如15度时,若圆锥状部10a的长度大致为保持具轴10的全长的1/5~1/2的程度,则具有显著的抑制颤振的效果。
在切削加工中,用高压向前方侧切削刃23和后方侧切削刃24喷由切削油剂的雾构成的冷却介质,冷却切削部位并提高润滑性,并且,可迅速地除去切削产生的切屑。因此,在切削刃安装部件21、22上,向着直接作用在被加工物2的穿孔部2a的内表面上的刃尖24c、25c喷射冷却介质的喷射口34、35在该切削刃固定部32、33的附近开口。冷却介质向这些喷射口34、35的供给通过冷却介质供给路36a和冷却介质供给路36b进行,上述冷却介质供给路36a从主轴1的内部形成到保持具轴10的轴中心部,上述冷却介质供给路36b穿设在刀具座11的内嵌部15上。
冷却介质供给路36b和喷射口34、35之间的连通如下进行。冷却介质供给路36b在刀具座11内分支为一次侧冷却介质通路37、38,再与调整部冷却介质通路39、40连通。另外,在切削刃安装部件21、22内与喷射口34、35连通的二次侧冷却介质通路41、42与调整部冷却介质通路39、40连通。调整部冷却介质通路39、40在定位部25的左右两侧与该定位部25平行地形成,并构成了由刀具座11一侧的凹槽39a、39b和切削刃安装部件21、22一侧的凹槽40a、40b组成的通路的一半。一次侧冷却介质通路37、38和二次侧冷却介质通路41、42分别与凹槽39a、39b和凹槽40a、40b连通。
因此,刀具座11一侧的一次侧冷却介质通路37、38通常在刀具座11一侧的凹槽39a、40a中开口,另外二次侧冷却介质通路41、42与分别设在切削刃安装部件21、22上的凹槽39b、40b连通。由此,即使在与旋转轴线A垂直的方向上调整切削刃安装部件21、22在刀具座11上的位置的时候,一次侧冷却介质通路37、38也会通过调整部冷却介质通路39、40与二次侧冷却介质通路41、42常连通。
在加工被加工物2时,由于在切削刃安装部件21、22的轴线方向的位置上存在差异,所以首先由前方侧切削刃23切削穿孔部2a的内表面,再由后方侧切削刃24进行切削加工。这样的切削加工一开始,就使冷却介质从喷射口34、35向前方侧切削刃23和后方侧切削刃24喷射。所以,在这些前方侧切削刃23和后方侧切削刃24中,尤其对与被加工物2接触的刃尖23c、24c进行冷却的同时,在被加工物2的穿孔部2a中,也能够冷却被这些刃尖23c、24c切削的部位。
前方侧切削刃23,由于其刀尖半径大,所以能够粗略地进行加工。将主轴1的进给速度设定为适合由后方侧切削刃24进行切削的进给速度,由此,能够通过镗头20的旋转一边部分地覆盖前方切削刃23的切削区域一边进行粗切削加工。而且,在前方侧切削刃23以旋转五圈的量进入之后,后方侧切削刃24再对由前方侧切削刃23切削加工过的部位进行切削。由于该后方侧切削刃24中的刃尖24c的刀尖半径是前方侧切削刃23的刃尖23c的刀尖半径的一半,所以能够更细地切削。其结果是,能够极其精密地对被加工物2的穿孔部2a的内表面进行精加工。
在前述的实施方式中,保持具轴10的前端面与刀具座11的主体部11的底面的接触面是平面形状,并在止动螺钉16的作用下使保持具轴10的前端面与刀具座11的主体部11的底面压接,以使保持具轴10的前端面与刀具座11的主体部11的底面没有相对旋转地被固定,也可以具有防止机械上的相对旋转的机构。
即,如图12和图13所示,在保持具轴210的端面210a和从刀具座211上的主体部214向下方延伸有内嵌部215的底面214a上形成凹凸部,并且在使保持具轴210的端面210a与刀具座211的主体部214的底面214a抵接时,能够使这些凹凸部卡合。例如,在刀具座211一侧的底面214a上形成突条220,而在保持具轴210的前端的端面210a上形成与该突条220对应的凹部221。由此,在将刀具座211的内嵌部215嵌入保持具轴210的连结用嵌入部213中的状态下,通过使突条220与凹部221啮合,能够正确地调整刀具座211相对于保持具轴210的方向。
将刀具座211连结在保持具轴210上,通过形成在作为这些接触面的端面210a和底面214a上的凹部221和突条220的卡合,刀具座211,在其内嵌部215从连结用嵌入部213拔出的方向和凹部221和突条220延长方向以外的方向上的运动被牢固地固定。而且,由于由止动螺钉将刀具座211固定在保持具轴210上的固定性良好,所以,在加工中能够显著地提高从保持具轴210至刀尖的整体上的稳定性。
Claims (10)
1.一种切削工具,包括保持具轴和安装有切削刃的刀具座,在保持具轴的基端部上设有与主轴连结的主轴连结部,主轴与主轴连结部之间的连结是可装拆的,该刀具座以可装拆的形式固定在上述保持具轴的前端,其特征在于,
上述保持具轴上形成有连结用嵌入部,该连结用嵌入部由从上述保持具轴的前端面朝着轴线方向的凹部构成,
上述刀具座上设有嵌入到上述连结用嵌入部的内嵌部,
上述保持具轴上形成有一端在外周面开口、另一端与上述连结用嵌入部连通的螺纹孔,该螺纹孔从朝向上述外周面开口的开口部起至与上述连结用嵌入部连通的连通部为止,相对于上述保持具轴的轴线向基端侧倾斜,
上述内嵌部形成有在其侧面开口的卡合凹部,
旋入上述螺纹孔中的止动螺钉抵接在上述卡合凹部的承受面上。
2.如权利要求1所述的切削工具,其特征在于,上述刀具座上设有向上述切削刃喷射冷却介质的冷却介质喷射机构。
3.如权利要求1所述的切削工具,其特征在于,上述螺纹孔的倾斜角度设定成,将上述止动螺钉旋入上述螺纹孔并使其抵接到上述承受面时,上述刀具座的延伸有上述内嵌部的那一侧的端面被紧压在上述保持具轴的前端面,并且,该内嵌部的外周面被紧压在上述连结用嵌入部的内侧面。
4.如权利要求1所述的切削工具,其特征在于,在上述止动螺钉的前端部形成有圆锥台形状的圆锥部,该圆锥部抵接在上述卡合凹部的承受面上。
5.如权利要求1所述的切削工具,其特征在于,在由上述刀具座的延伸有上述内嵌部的那一侧的端面和上述保持具轴的前端面形成的结合面上,分别形成有能够嵌合的凹凸部。
6.如权利要求1所述的切削工具,其特征在于,上述保持具轴的上述主轴连结部一侧为圆锥状部,在该圆锥状部上设有相连的圆柱状部,上述刀具座连结在上述圆柱状部上,上述圆柱状部至少要比上述连结用嵌入部的深度尺寸长。
7.如权利要求1所述的切削工具,其特征在于,在上述刀具座上,使进行粗切削加工的前方侧切削刃和进行与该粗切削加工相比精密的加工的后方侧切削刃以互相成180度的位置关系分别安装在切削刃安装部件上,在上述保持具轴的轴线方向上,上述前方侧切削刃配置在比上述后方侧切削刃向前方突出的位置上。
8.如权利要求7所述的切削工具,其特征在于,上述前方侧切削刃与上述后方侧切削刃在轴线方向上的间隔为上述保持具轴每转一圈的进给量的3至7倍。
9.如权利要求7所述的切削工具,其特征在于,上述切削刃安装部件上设有从上述前方侧切削刃和后方侧切削刃的后方朝上述各个切削刃喷射冷却介质的冷却介质喷射机构。
10.如权利要求9所述的切削工具,其特征在于,能够在与上述保持具轴的轴线垂直的方向上对安装有上述前方侧切削刃和上述后方侧切削刃的上述各个切削刃安装部件进行位置调整,向上述各个切削刃喷射冷却介质的喷射口分别开口设置在上述各个切削刃安装部件上,这些喷射口喷射从形成于上述保持具轴的冷却介质供给路供给的冷却介质,上述冷却介质供给路和与上述喷射口相通的冷却介质通路分别在上述各切削刃安装部件与上述保持具轴的抵接部上开口,这些开口部通过调整部冷却介质通路连通,上述调整部冷却介质通路的通路长能够根据上述各切削刃的位置进行调整。
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