CN105517740A - 切削工具 - Google Patents
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Abstract
本发明的切削工具(1)具备:工具主体(2),绕轴线(O)旋转;筒状部(7),设置于工具主体(2)的沿轴线(O)方向的前端侧的端部,并沿轴线(O)方向延伸;孔加工工具(3),呈轴状,可装卸地嵌合于筒状部(7)的径向内侧并从该筒状部(7)向前端侧突出而延伸;及头部(9),呈筒状并嵌合于筒状部(7)的径向外侧,在其外周部设置有切削刃。筒状部(7)的周壁具备:外壁(19);内壁(20);及流体室(18),限定在外壁(19)与内壁(20)之间并在其内部填充有流体,通过提高流体室(18)内的流体的压力,外壁(19)向径向外侧弹性变形并且被推压至头部(9),内壁(20)向径向内侧弹性变形并且被推压至孔加工工具(3)。
Description
技术领域
本发明涉及一种切削工具,其用于例如对预先设置于工件材料的底孔的内壁面进行切削加工而形成加工孔,并且相对于所述加工孔将该加工孔的开口部周缘切削加工成同轴状。
本申请基于2013年9月13日于日本申请的专利申请2013-190963号要求优先权,并将其内容援用于此。
背景技术
以往,已知有如下切削工具,即通过沿工具主体的轴线延伸的铰刀(孔加工工具)进行工件材料的孔加工,并且通过设置于工具主体的前端部的外周的切削刃对该已加工的工件材料的加工孔的开口部进行切削加工。作为该切削工具的一例的所谓阀门修整器(Valvefinisher)在相同切削工序中以同轴状进行四冲程发动机的气缸盖中的阀杆导向孔的精加工和阀座的加工。
例如,下述专利文献1中记载有具备工具主体、铰刀及切削刃的切削工具,所述工具主体绕轴线旋转,且在沿轴线方向的前端侧的端部开有安装孔,所述铰刀呈轴状,可装卸地嵌合于安装孔的径向内侧,并且从工具主体的前端部向前端侧突出而延伸,所述切削刃在工具主体的前端部的外周沿圆周方向隔开间隔设置有多个。并且,在工具主体内的安装孔的基端侧设置有能够保持铰刀的弹簧夹头,该弹簧夹头在该工具主体从机床的主轴被卸下的状态下,从该工具主体的基端侧插入作业用工具来进行操作,由此能够保持或释放铰刀。
在使用该切削工具进行切削加工时,为了精度较高地形成加工孔及其开口部,作为使工具主体的轴线与铰刀的中心轴彼此精度较高地匹配的状态(即同轴状),需要将铰刀固定于工具主体。即,在该切削工具中必须精度较高地进行铰刀的偏心调整(相对于工具主体轴线的轴芯对准)。
因此,在专利文献1中,在工具主体的前端部以彼此沿圆周方向隔开等间隔的方式设置三个调整螺孔,并且将调整螺钉(调整机构)分别螺固于这些调整螺孔,由此能够通过该调整螺钉的螺钉前端面(按压面)将安装孔内的铰刀的外周面从彼此不同的三个方向朝向径向的内侧推压来进行铰刀的偏心调整,所述调整螺孔沿径向延伸并且该径向内侧与安装孔连通。
另一方面,例如在专利文献2中记载有液压卡盘,所述液压卡盘在卡盘主体的卡盘筒的壁厚内部设置有流体压室的同时在卡盘筒的筒孔的内周面形成壁薄部,并向所述流体压室封入流体,使该流体压室内的压力上升,并使所述壁薄部膨胀,由此把持嵌合于所述卡盘筒的筒孔的被保持物。
在上述切削工具中使用这样的液压卡盘的情况下,能够提高铰刀的偏心调整的精确度,而且铰刀的装卸操作会变得轻松,因此优选。
专利文献1:日本特开2008-49434号公报
专利文献2:日本特开2012-76199号公报
然而,在上述阀门修整器等切削工具中单纯使用液压卡盘结构的情况下,卡盘筒的径向外侧为薄壁,从而无法确保工具刚性。
具体而言,近年来要求工件材料的阀座的直径进一步缩径化,因此难以在卡盘筒的径向外侧确保充分的壁厚。
发明内容
本发明是鉴于这种情况而完成的,其目的在于提供一种通过使用液压卡盘结构将孔加工工具可装卸地安装于工具主体,从而提高装卸操作性及偏心调整的精确度的同时还能够充分地确保工具刚性的切削工具。
为了解决这种课题并实现上述目的,本发明提出以下方法。
即,本发明的切削工具的一方式中,所述切削工具具备:工具主体,绕轴线旋转;筒状部,设置于所述工具主体的沿所述轴线方向的前端侧的端部,并沿所述轴线方向延伸;孔加工工具,呈轴状,可装卸地嵌合于所述筒状部的径向内侧,并且从该筒状部向前端侧突出而延伸;及头部,呈筒状,嵌合于所述筒状部的径向外侧,在所述头部的外周部设置有切削刃,所述筒状部的周壁具备:外壁;内壁;及流体室,限定在所述外壁与所述内壁之间,在所述流体室的内部填充有流体,通过提高所述流体室内的流体的压力,所述外壁向径向外侧弹性变形并且被推压至所述头部,所述内壁向径向内侧弹性变形并且被推压至所述孔加工工具。
根据本发明的切削工具的一方式,在工具主体的前端部设置有筒状部,在该筒状部的径向内侧嵌合有孔加工工具,在该筒状部的径向外侧嵌合有头部,在这种状态下,通过提高形成于筒状部的周壁的壁内的流体室内的液体(流体)的压力,在该周壁中位于流体室的径向内侧及径向外侧的内壁及外壁分别向径向弹性变形,从而这些筒状部、孔加工工具及头部彼此在工具主体的轴线上以同轴状地被进行轴芯对准的同时固定。
具体而言,若提高筒状部的周壁的流体室内的液压(流体的压力),则该周壁中位于流体室的径向内侧的内壁向径向内侧膨胀变性,该内壁的内周面被推压至孔加工工具的外周面,由此孔加工工具的中心轴与工具主体的轴线精度较高地匹配(偏心调整)的同时被进行了轴芯对准。
并且,筒状部的周壁中位于流体室的径向外侧的外壁向径向外侧膨胀变形,该外壁的外周面被推压至头部的内周面,由此例如为头部与工具主体分体的分体式(即能够与工具主体相对移动的状态)时,该头部的中心轴与工具主体的轴线精度较高地匹配(偏心调整)的同时被进行了轴芯对准。
如此,筒状部、孔加工工具及头部通过彼此在径向上被推压而成为紧贴的嵌合状态,从而工具主体的前端部犹如这些筒状部、孔加工工具及头部一体化般牢固地被固定,由此例如在进行切削加工时,即使切削负载等外力作用于该工具也能够充分确保工具刚性。
具体而言,与本发明不同,例如为只有筒状部的周壁中位于径向内侧的内壁能够向径向内侧弹性变形的结构(以往的液压卡盘结构)时,有可能导致因该内壁推压孔加工工具的反作用力,筒状部向径向外侧变形(直径变大),或无法充分确保对于孔加工工具的把持力。
另一方面,根据本发明的一方式,筒状部的周壁中位于径向内侧的内壁向径向内侧弹性变形,且该周壁中位于径向外侧的外壁向径向外侧弹性变形,从而使孔加工工具与头部之间相互推压,并获得彼此相互抵消反作用力的作用,因此能够有效地抑制筒状部的变形并且确保对于孔加工工具的把持力,能够充分确保工具刚性。
即,在本发明的一方式中,特意进行以往的液压卡盘结构中没有的筒状部向径向外侧的膨胀变形,由此能够填埋与配置于该筒状部的径向外侧的头部的间隙,使工具主体的前端部犹如一体化般,并获得高刚性且可靠的紧固状态。
而且,由于这些筒状部、孔加工工具及头部彼此的偏心调整及固定,能够通过提高流体室内的流体的压力这样的简单的操作来进行,因此作业性良好。即,例如与本发明不同,在工具主体的筒状部上安装孔加工工具和头部时,对这些进行偏心调整的同时定位的调整螺钉是不必要的,根据本发明,大幅提高了与铰刀的偏心调整及其固定有关的作业性。
如此,根据本发明的一方式,能够在短时间内有效地进行切削工具的设置,削减工作量并且提高作业性,从而切削加工高效率化并提高生产率。
另外,从工具主体的筒状部拆卸孔加工工具及头部时,只要降低流体室内的流体的压力即可,由此能够使如上所述那样弹性变形的内壁及外壁复原变形而从筒状部简单地拆卸孔加工工具及头部。
并且,根据本发明的一方式,通过在工具主体的前端部设置筒状部,并将孔加工工具及头部从径向的内外侧嵌合于该筒状部这样的简单的结构,能够获得上述优异的作用效果。
由此,根据本发明的一方式,通过使用液压卡盘结构将孔加工工具可装卸地安装于工具主体,从而能够提高装卸操作性及偏心调整的精确度的同时还能够充分确保工具刚性。
而且,根据本发明的一方式,能够对应工件型号。
并且,本发明的切削工具的一方式中,所述头部可以设为可装卸地安装于所述工具主体的前端部。
此时,能够充分确保工具主体的前端部的刚性的同时设为将该工具主体与头部分体的分体式而获得下述作用效果。即,例如准备切削刃的形状和切削刃的绕轴线旋转的轨迹的直径彼此不同的多个头部,并根据各种加工孔的开口部形状(阀座形状、阀座直径等)和加工种类(粗加工、精加工等),对一组工具主体(及孔加工工具)能够选择性地更换头部。由此,能够抑制设备成本的同时能够轻松地应对少量且多品种的生产,并且头部或其切削刃破损时能够通过更换头部来应对,并能够削减成本。
并且,本发明的切削工具的一方式中,所述流体室可以具有呈沿圆周方向延伸的环状的环状流体室部。
此时,通过设置上述流体室而获得的作用能够在筒状部的径向的内外侧的整个圆周方向上获得,从而筒状部和孔加工工具、以及筒状部和头部在整个圆周方向上更加牢固且可靠地紧贴并被固定。
并且,本发明的切削工具的一方式中,可以在所述筒状部的周壁的内部沿轴线方向隔开间隔形成有多个所述环状流体室部。
此时,通过在流体室设置环状流体室部而获得的所述作用效果能够在筒状部中沿轴线方向隔开间隔的多处获得,从而进一步提高了可靠性,因此优选。
并且,本发明的切削工具的一方式中,可以如下,即所述内壁可装卸地嵌合于所述外壁的内部,在所述内壁的比所述流体室更靠前端侧的位置形成有密封槽,并且在所述密封槽的内部配设有密封部件。
此时,即使在外壁向径向外侧弹性变形且内壁向径向内侧弹性变形的情况下,由于在比流体室更靠前端侧配设的密封部件的存在,能够防止填充于流体室的流体向外部漏出的情况。
根据本发明的切削工具的一方式,通过使用液压卡盘结构将孔加工工具可装卸地安装于工具主体,从而提高装卸操作性及偏心调整的精确度的同时还能够充分确保工具刚性。
附图说明
图1是本发明的一实施方式所涉及的切削工具的分解立体图。
图2是图1的切削工具的侧视图。
图3是表示图1的切削工具的工具主体的侧视图,并以部分剖面表示其主要部分(筒状部)。
图4是放大表示图3的筒状部的纵剖视图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的一实施方式所涉及的切削工具1进行说明。
本实施方式的切削工具1通过沿工具主体2的轴线O延伸的铰刀(孔加工工具)3进行工件材料的孔加工的同时,通过设置于头部9的前端部的外周的切削刃4对该所加工的工件材料的加工孔的开口部进行切削加工。作为该切削工具的一例的所谓阀门修整器在相同切削工序中以同轴状进行四冲程发动机的气缸盖中的阀杆导向孔的精加工和阀座的加工。
如图1至图4所示,该切削工具1具有:铰刀3,作为沿中心轴C延伸的轴状的孔加工工具;工具主体2,绕轴线O旋转;及头部9,呈筒状且可装卸地嵌合于工具主体2的前端部,并且在其外周部设置有切削刀4。
铰刀3由硬质合金等硬质材料形成,呈沿中心轴C延伸的长圆柱状,在其前端侧部分形成有刀尖部5,刀尖部5的基端侧设为刀柄部6。图示的例中,刀柄部6的外径大于刀尖部5的外径。铰刀3通过刀尖部5对预先设置于工件材料的底孔的内壁面进行切削加工,从而形成设为规定内径的加工孔。
工具主体2由钢等形成,呈沿轴线O延伸的多级圆柱状,图示的例中,沿轴线O方向的中央部的直径为最大。并且,在工具主体2的前端侧(图1及图2中的下侧)的端部设置有在该工具主体2中外径最小的筒状部7,该筒状部7与轴线O同轴形成并沿轴线O方向延伸。关于筒状部7的详细结构将进行后述。
工具主体2的沿轴线O方向的基端侧(图1及图2中的上侧)的端部设置有安装部8,该安装部用于将该工具主体2安装于未图示的加工中心等的机床的主轴上。在该切削工具1中,在所述机床的主轴上安装有工具主体2的基端部(安装部8),并绕轴线O向工具旋转方向T旋转的同时向轴线O方向送出,从而对工件材料进行切削加工。
在此,本说明书中,将工具主体2的沿轴线O方向的筒状部7侧称为前端侧,沿轴线O方向的安装部8侧称为基端侧。并且将与轴线O正交的方向称为径向,将绕轴线O旋转的方向称为圆周方向。并且,在所述圆周方向中,将进行切削时工具主体2旋转的方向称为工具旋转方向T的前方(或简称为工具旋转方向T),将朝向与工具旋转方向T的前方相反的一侧的方向称为工具旋转方向T的后方。
虽然没有特别进行图示,但在工具主体2的内部形成有冷却液供给孔,该冷却液供给孔的前端侧的端部向工具主体2的头安装部11的前端面开口。如图1及图2所示,头安装部11在工具主体2中为与筒状部7的基端侧相连的部分,并且其直径大于该筒状部7的直径。图示的例中,头安装部11的外径与头部9的基端部(直径最大部分)的外径相同。并且,在工具主体2中与头安装部11的基端侧相连的部分成为随着朝向基端侧直径逐渐变大的锥部12。
头部9的外周面在其基端侧的端部(基端部)直径为最大,并且随着从该基端部朝向前端侧直径逐渐变小。在头部9的外周面中,位于该头部9的前端部与基端部之间的中间部分以沿圆周方向隔开间隔的方式形成有多个缺口部13,该缺口部以朝向工具主体2的径向外侧及前端部开口的方式被切口,在该缺口部13中,位于工具旋转方向T的后方的部分分别设置有刀片安装座,在该刀片安装座可装卸地安装具有切削刃4的切削刀片14。
本实施方式中,在头部9沿圆周方向隔开间隔形成有一个~三个缺口部13及刀片安装座,并且安装于各刀片安装座的切削刀片14的各切削刃4与轴线O所成的角度被设定为互不相同。
切削刀片14由硬质合金等硬质材料形成,并且在头部9通过拧入设置于刀片安装座的工具旋转方向T的前方的夹紧螺钉,从而被固定于该刀片安装座。
虽然没有特别进行图示,头部9中位于刀片安装座的基端侧的部分(头部9的基端部中与沿圆周方向的刀片安装座对应的部分)设置有按压螺钉,该按压螺钉用于调整安装于该刀片安装座的切削刀片14的沿轴线O方向的位置。所述按压螺钉螺固于内螺纹孔(未图示),并且容纳于该内螺纹孔内,所述内螺纹孔在头部9中在朝向基端侧的端面(基端面)开口并且沿轴线O方向延伸。
并且,在圆周方向上相邻的刀片安装座彼此之间可以分别配置有由硬质合金等硬质材料形成的导向块。另外,此时,沿轴线O方向截取的纵向剖视图中,导向块的前端外周面所延伸的方向与轴线O所成的角度被设定为和以下的切削刀片14的切削刃4所延伸的方向与轴线O所成的角度相同,所述切削刀片14安装于位于该导向块的工具旋转方向T的前方的刀片安装座。
并且,头部9的外周面中,在位于刀片安装座的工具旋转方向T的前方的部分分别开有与工具主体2的所述冷却液供给孔连通的冷却液喷出孔15。冷却液喷出孔15以能够向以下的切削刀片14的切削刃4以及铰刀3的刀尖部5供给冷却液(切削油)的方式开口,所述切削刀片14安装于位于该冷却液喷出孔15的工具旋转方向T的后方的刀片安装座。
并且,在圆周方向上相邻的缺口部13彼此之间分别形成有沿轴线O方向贯穿头部9的基端部的贯穿孔,并且在该贯穿孔内插通有将头部9安装于工具主体2的安装螺钉16。这些安装螺钉16分别螺固于安装螺钉孔17,由此头部9可装卸地安装于工具主体2,所述安装螺钉孔在工具主体2的头安装部11的前端面开口并向基端侧延伸。
另外,可以设为,在头安装部11的外周面设置外螺纹部,并形成从头部9的基端面向前端侧凹陷的凹部并且在该凹部的内周面设置内螺纹部,将这些外螺纹部和内螺纹部螺固从而将头部9可装卸地安装于工具主体2的结构,来代替使用安装螺钉16来将头部9安装于工具主体2的结构。
并且,关于头部9的内周面,除了轴线O方向的基端部(对应于后述的筒状部7与头安装部11之间的呈锥状的连接部分19a的部分)以外,沿轴线O方向其直径(内径)设为恒定。头部9的内径设为与筒状部7的外径大致相同,并且将头部9的内周面滑动接触于筒状部7的外周面的同时向基端侧嵌入,由此头部9以可拆卸的方式被嵌合于筒状部7。
如此,头部9可装卸地嵌合于筒状部7的径向外侧。
并且,如图3及图4所示,在筒状部7的周壁的壁内设置有填充有油等液体(流体)的流体室18。具体而言,该筒状部7的周壁具备:外筒(所述周壁中位于流体室18的径向外侧的外壁)19,与工具主体2一体形成;及内筒(所述周壁中位于流体室18的径向内侧的内壁)20,液密地嵌合于外筒19内,流体室18限定在这些外筒19与内筒20之间。
以从工具主体2的头安装部11的前端面朝向前端侧的方式垂直设置有筒状部7的周壁中的外筒19。外筒19的外周面中与头安装部11连接的基端部(连接部分)19a形成为随着朝向基端侧直径逐渐变大的锥状。并且,外筒19的外周面中基端部19a以外的部分,沿轴线O方向其直径(外径)设为恒定。
并且,外筒19的内周面中基端部19b的内径大于该基端部19b以外的部分的内径,关于该基端部19b以外的部分沿轴线O方向其直径(内径)设为恒定。
并且,在工具主体2中的外筒19的基端侧形成有安装孔21,这些外筒19的内部与安装孔21的内部相互连通,所述安装孔在工具主体2内沿轴线O方向延伸并且在前端侧向外筒19的内部开口。图示的例中,安装孔21的内径小于外筒19的内径,而比嵌合于该外筒19的内筒20的内径稍大一些。另外,也可以在安装孔21内插入铰刀3的刀柄部6。
筒状部7的周壁中内筒20可装卸地嵌合于外筒19内。具体而言,内筒20中的前端部20a的外径大于该前端部20a以外的部分的外径,并且在外筒19内插入有内筒20中除所述前端部20a以外的部分。
内筒20的前端部20a的外径比外筒19的除基端部19a以外的部分的外径稍小一些,另一方面,内筒20的外周面的前端部20a与外筒19的外周面的除基端部19a以外的部分沿轴线O方向几乎无阶梯地相连。
并且,在内筒20的前端部20a与该前端部20a以外的部分之间形成且朝向基端侧的端面20b与外筒19的前端开口边缘抵接。
并且,在内筒20的外周面的除前端部20a以外的部分朝向基端侧依次形成有密封槽23及流体容纳槽24。
密封槽23位于流体容纳槽24的前端侧并且从该流体容纳槽24隔开而配置,并且从内筒20的外周面向径向内侧凹陷且呈沿圆周方向延伸的环状,在该密封槽23内配设有呈环状的O型环等密封部件25。
并且,流体容纳槽24从内筒20的外周面向径向内侧凹陷并且呈沿圆周方向延伸的环状,该流体容纳槽24的沿轴线O方向的槽宽大于密封槽23的槽宽。并且图示的例中,内筒20的周壁中流体容纳槽24所在的部分的沿径向的厚度(壁厚)与外筒19中位于该流体容纳槽24的径向外侧的部分的所述厚度彼此相等。
并且,在内筒20的外周面上以沿轴线O方向隔开间隔的方式形成有多个流体容纳槽24,在本实施方式的例中,以沿轴线O方向隔开间隔的方式形成有两个流体容纳槽24。图4所示的纵向剖视图中,流体容纳槽24的底面(朝径向外侧的面)沿轴线O方向以直线状延伸,该流体容纳槽24中位于前端部的侧面(壁面)随着朝向径向外侧逐渐朝向前端侧延伸,该流体容纳槽24中位于基端部的侧面随着朝向径向外侧逐渐朝向基端侧延伸。
并且,由这种内筒20的流体容纳槽24和与该流体容纳槽24相对的外筒19的内周面部分所限定的空间(通路)包括在所述流体室18中。即,本实施方式中,流体室18具有与流体容纳槽24的形状对应且沿圆周方向延伸的环状流体室部26,并且在筒状部7的周壁的壁内部以沿轴线O方向隔开间隔的方式设置有多个所述环状流体室部26。
流体室18内填充有油等液体(流体),虽然没有特别进行图示,该流体室18具备压力传递路径,该压力传递路径从环状流体室部26通过内筒20及外筒19的至少一个且与工具主体2的内部连通。该压力传递路径为在工具主体2的内部以密封状态形成(内置)的流路,该压力传递路径的流路的一端与所述环状流体室部26连通,该流路的另一端与在工具主体2的外面开口的压力调整螺孔连通,并且由螺固于该压力调整螺孔的压力调整螺钉(压力调整机构)封闭。
并且,构成为通过调整压力调整螺钉相对于压力调整螺孔的拧入量,从而增大或减少流体室18内的液体的压力(内压)。
内筒20的外周面的除所述前端部20a以外的部分中,关于密封槽23及流体容纳槽24以外的部位,沿轴线O方向其直径(外径)设为恒定。具体而言,内筒20的外周面中除前端部20a以外的部分的外径设为与外筒19的内周面中除所述基端部19b以外的部分的内径大致相同,并且将内筒20的外周面中除前端部20a以外的部分滑动接触于外筒19的内周面(其中除基端部19b以外的部分)的同时向基端侧嵌入,由此内筒20以可拆卸的方式嵌合于外筒19。另外,图示的例中,内筒20的外周面的基端部20c设为随着朝向基端侧直径逐渐变小的倒角形状,该基端部20c位于外筒19的基端部19b内。
内筒20的内周面沿轴线O方向其直径(内径)设为恒定。内筒20的内径设为与铰刀3的刀柄部6的外径大致相同,并且将铰刀3的刀柄部6的外周面滑动接触于筒状部7的内筒20的内周面的同时向基端侧嵌入,由此铰刀3以可拆卸的方式嵌合于筒状部7。如此,铰刀3可装卸地嵌合于筒状部7的径向内侧,并且在该嵌合状态下,铰刀3的刀尖部5从筒状部7向前端侧突出而延伸。
并且,筒状部7的周壁中位于环状流体室部26(流体室18)的径向内侧及径向外侧的内壁及外壁(在内筒20中与沿轴线O方向的环状流体室部26对应的部分、以及在外筒19中与沿轴线O方向的环状流体室部26对应的部分)设为能够根据该环状流体室部26内的液体的压力的变化而向径向弹性变形。即,通过提高流体室18内的流体的压力,所述外壁(外筒19)向径向外侧弹性变形并且被推压至头部9,所述内壁(内筒20)向径向内侧弹性变形并且被推压至铰刀3。
更详细而言,筒状部7的周壁上,从其径向内侧嵌合有铰刀3,从其径向外侧嵌合有头部9,因此通过筒状部7的周壁中的内壁(内筒20)向径向内侧弹性变形并膨胀,从而使该筒状部7与铰刀3相互推压并固定成不能相对移动,通过筒状部7的周壁中的外壁(外筒19)向径向外侧弹性变形并膨胀,从而使该筒状部7与头部9相互推压并固定成不能相对移动。另外,筒状部7的周壁的刚性设为能够如上述那样弹性变形的程度,并与铰刀3及头部9的各刚性相比较低,但如此通过筒状部7的周壁从径向被夹持于铰刀3与头部9之间,实际上提高了该筒状部7的周壁的刚性。
接着,对在本实施方式的工具主体2上安装铰刀3及头部9的步骤进行说明。
在图1及图2中,首先,将头部9外嵌在工具主体2的筒状部7,并且将安装螺钉16拧入安装螺孔17,从而将头部9安装于工具主体2的头安装部11。另外,在该时刻安装螺钉16设为临时紧固状态,可在进行后述的筒状部7、头部9及铰刀3的轴芯对准之后完全紧固,或可以在该时刻完全紧固安装螺钉16。
接着,将铰刀3插入筒状部7内,并且使该铰刀3的基端部与设置于工具主体2内(例如安装孔21内)的抵接部(未图示)相抵接,或在根据设置于铰刀3的外周面的标记等来调整了轴线O方向的位置的状态下,拧入所述压力调整螺钉(增加相对于所述压力调整螺孔的拧入量),由此增大流体室18内的液体的压力。
由此,在径向上轴芯对准工具主体2的筒状部7、头部9及铰刀3,以使在轴线O上彼此同轴配置,同时筒状部7和头部9的相对移动以及筒状部7和铰刀3的相对移动分别受到限制,这些筒状部7、头部9及铰刀3犹如一体化般彼此被牢固地固定。
使用该切削工具1进行切削加工之后,根据与该切削加工不同的接下来的加工方式(粗加工、精加工等)和接下来进行加工的阀座形状等,通过与上述步骤相反的步骤拆卸头部9和/或铰刀3来更换成其他头部9和/或铰刀3。
另外,从工具主体2拆卸头部9及铰刀3时,通过拧开所述压力调整螺钉(减少相对于所述压力调整螺钉的拧入量)来降低流体室18内的液体的压力,由此筒状部7的周壁复原变形而使头部9级铰刀3成为可拆卸的状态。进而,在拆卸头部9时,只要解除安装螺钉16对安装螺孔17的螺固即可(只要拆卸安装螺钉16即可)。
对上述工具主体2的筒状部7进行的头部9及铰刀3的装卸工作基本上是在机床的外部(机外)进行,但并不限定于此,例如,可以以在机床的主轴上安装工具主体2的状态,对该工具主体2的筒状部7进行头部9及铰刀3的装卸。
根据以上说明的本实施方式的切削工具1,在工具主体2的前端部设置有筒状部7,在该筒状部7的径向内侧嵌合有铰刀(孔加工工具)3,在该筒状部7的径向外侧嵌合有头部9,在该状态下,提高在筒状部7的周壁的壁内形成的流体室18内的液体(流体)的压力,由此该周壁中位于流体室18的径向内侧及径向外侧的内壁及外壁(内筒20及外筒19)分别向径向弹性变形,这些筒状部7、铰刀3及头部9彼此在工具主体2的轴线O上以同轴状地被进行轴芯对准的同时固定。
具体而言,若通过设置于工具主体2的所述压力调整螺钉(压力调整机构)提高筒状部7的周壁的流体室18内的液压(流体的压力),则该周壁中位于流体室18的径向内侧的内壁(本实施方式中为内筒20)向径向内侧膨胀变形,并且该内壁的内周面(内筒20的内周面)被推压至铰刀3的刀柄部6的外周面,由此铰刀3的中心轴C与工具主体2的轴线O精度较高地匹配(偏心调整)的同时被进行了轴芯对准。
并且,筒状部7的周壁中位于流体室18的径向外侧的外壁(本实施方式中为外筒19)向径向外侧膨胀变形,并且该外壁的外周面(外筒19的外周面)被推压至头部9的内周面,由此头部9的中心轴与工具主体2的轴线O精度较高地匹配(偏心调整)的同时被进行了轴芯对准。
如此,筒状部7、铰刀3及头部9通过彼此在径向上被推压而成为紧贴的嵌合状态,工具主体2的前端部犹如这些筒状部7、铰刀3及头部9一体化般牢固地被固定,由此例如在进行切削加工时,即使切削负载等外力作用于该工具也能够充分确保工具刚性。
具体而言,与本实施方式不同,例如为在筒状部7的周壁中只有位于径向内侧的内壁(内筒20)能够向径向内侧弹性变形的结构(以往的液压卡盘结构)时,有可能导致因该内壁推压铰刀3的反作用力而筒状部7向径向外侧变形(直径变大),或无法充分确保对于铰刀3的把持力。
另一方面,根据本实施方式,筒状部7的周壁中位于径向内侧的内壁(内筒20)向径向内侧弹性变形,且该周壁中位于径向外侧的外壁(外筒19)向径向外侧弹性变形,从而使铰刀3与头部9之间相互推压,并获得彼此相互抵消反作用力的作用,因此能够有效地抑制筒状部7的变形并且确保对于铰刀3的把持力,能够充分确保工具刚性。
即,在本实施方式中,特意进行以往的液压卡盘结构中没有的筒状部7向径向外侧的膨胀变形,由此能够填埋与配置于该筒状部7的径向外侧的头部9的间隙,使工具主体2的前端部犹如一体化般,并获得高刚性且可靠的紧固状态。
而且,由于这些筒状部7、铰刀3及头部9彼此的偏心调整及固定,能够通过提高流体室18内的流体的压力这样的简单的操作来进行,因此作业性良好。即,例如与本实施方式不同,在工具主体的筒状部上安装铰刀和头部时,将这些进行偏心调整的同时定位的调整螺钉是不必要的,根据本实施方式,大幅提高了与铰刀的偏心调整及其固定有关的作业性。
如此根据本实施方式,能够在短时间内有效地进行切削工具1的设置,削减工作量并且提高作业性,从而切削加工高效率化并提高生产率。
另外,从工具主体2的筒状部7拆卸铰刀3及头部9时,只要降低流体室18内的液体的压力即可,由此能够使如上所述那样弹性变形的内壁(内筒20)及外壁(外筒19)复原变形,而从筒状部7简单地拆卸铰刀3及头部9。
并且,根据本实施方式,通过在工具主体2的前端部设置筒状部7,并将铰刀3及头部9从径向的内外侧嵌合于该筒状部7这样的简单的结构,能够获得上述优异的作用效果。
因此,根据本实施方式,通过使用液压卡盘结构将铰刀3可装卸地安装于工具主体2,从而提高装卸操作性及偏心调整的精确度的同时还能够充分确保工具刚性。
而且,根据本实施方式,能够对应工件种类。
并且,在本实施方式中,在工具主体2的前端部可装卸地安装有头部9,即充分确保工具主体2的前端部的刚性的同时能够设为将该工具主体2与头部9分体的分体式,因此能够获得下述作用效果。即,例如准备切削刃4的形状和切削刃4的绕轴线O旋转的轨迹的直径彼此不同的多个头部9,并根据各种加工孔的开口部形状(阀座形状、阀座直径等)和加工种类(粗加工、精加工等)对一组工具主体2及铰刀3能够选择性地更换头部9。由此能够抑制设备成本的同时能够轻松地应对少量且多品种的生产,并且头部9或其切削刃4损坏时能够通过更换头部9来应对,并能够削减成本。
并且,本实施方式中,流体室18具备环状流体室部26,因此通过设置上述流体室18而获得的作用能够在筒状部7的径向的内外侧的整个圆周方向上获得,从而筒状部7和铰刀3、以及筒状部7和头部9在整个圆周方向上更加牢固且可靠地紧贴并被固定,所述环状流体室部26在筒状部7的周壁中,在外壁(外筒19)与内壁(内筒20)之间绕轴线O(圆周方向)延伸。
并且,本实施方式中,在筒状部7的周壁内以沿轴线O方向隔开间隔的方式设置有多个环状流体室部26,因此在流体室18中设置环状流体室部26而获得的所述作用效果能够在筒状部7中沿轴线O方向隔开间隔的多处获得,从而进一步提高了可靠性,因此优选。
并且,本实施方式中,筒状部7的周壁具备与工具主体2一体形成的外筒(外壁)19及液密地嵌合于外筒19内的内筒(内壁)20,流体室18形成于这些外筒19与内筒20之间,因此能够将筒状部7的周壁设为简单的结构并且能够使流体室18精度较高地形成为所希望的形状。
并且,根据本实施方式,孔加工工具即使为特别需要高精度的精加工用的铰刀3,也不特别需要铰刀3的偏心调整操作,仅通过在筒状部7内夹紧(把持并固定)铰刀3的操作,就能够使该铰刀3精度较高地与工具主体2的轴线O进行轴芯对准。
另外,本发明并不限定于上述的实施方式,可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变更。
例如,在上述实施方式中,孔加工工具为铰刀3,但并不限定于此,例如孔加工工具可以为铰刀3以外的枪钻(钻头)等。
并且,筒状部7的周壁设为分体地具备外筒(外壁)19与内筒(内壁)20的双层筒状结构,但并不限定于此,例如所述周壁可以为外筒19与内筒20一体形成的双层筒状结构。
并且,说明了流体室18在轴线O方向上以隔开间隔的方式具有多个绕轴线O延伸的环状流体室部26,但并不限定于此,即流体室18例如可以具有环状以外的呈沿着轴线O的周围的C字型的C形流体室部,还可以具有除此以外的形状的流体室部。并且,关于环状流体室部26的数量并不限定于前述的实施方式中说明的两个,还可以是三个以上或可以仅为一个。
并且,设为流体室18内填充有油等液体(流体),但填充于流体室18内的流体的种类只要是能够通过提高其压力而使内筒20向径向内侧弹性变形,且使外筒19向径向外侧弹性变形的流体即可,因此并不限定于油等液体。
并且,前述实施方式中,使用在头部9的缺口部13的刀片安装座上可装卸地配设有具有切削刃4的切削刀片14的例进行了说明,但并不限定于此,例如可以设为具有切削刃4的切削刃部通过钎接等以无法拆卸的方式被一体化到头部9的外周部。
并且,在前述实施方式中示出了头部9可装卸地安装于工具主体2的前端部的、分体式的工具主体2的一例,但并不限定于此。即,可以设为头部9通过焊接、粘接或钎接(整个头部9由硬质合金形成的情况等)等而以无法装卸的方式被一体化到工具主体2。
另外,在不脱离本发明宗旨的范围内,可对前述的实施方式、变形例及附文等中说明的各结构(构成要件)进行组合,并且能够进行结构的附加、省略、置换及其他变更。并且,本发明并不限定于前述的实施方式,仅限定于权利要求。
产业上的可利用性
根据本发明的切削工具,在工具主体的前端部设置有筒状部,在该筒状部的径向内侧嵌合有孔加工工具,在该筒状部的径向外侧嵌合有头部,在该状态下,提高形成于筒状部的周壁的壁内的流体室内的液体(流体)的压力,由此在该周壁中位于流体室的径向内侧及径向外侧的内壁及外壁向径向分别弹性变形,从而这些筒状部、孔加工工具及头部彼此在工具主体的轴线上以同轴状地被进行轴芯对准的同时固定。
因此,具有产业上的可利用性。
符号说明
1切削工具
2工具主体
3铰刀(孔加工工具)
4切削刃
7筒状部
9头部
18流体室
19外筒(外壁)
20内筒(内壁)
26环状流体室部
O轴线
Claims (5)
1.一种切削工具,其具备:
工具主体,在沿轴线方向的前端侧的端部以沿轴线方向延伸的方式设置有筒状部并且绕轴线旋转;
孔加工工具,呈轴状,可装卸地嵌合于所述筒状部的径向内侧并从该筒状部向前端侧突出而延伸;及
头部,呈筒状,嵌合于所述筒状部的径向外侧,在所述头部的外周部设置有切削刃,
所述筒状部的周壁具备:
外壁;
内壁;及
流体室,限定在所述外壁与所述内壁之间,在所述流体室的内部填充有流体,
通过提高所述流体室内的流体的压力,所述外壁向径向外侧弹性变形并且被推压至所述头部,所述内壁向径向内侧弹性变形并且被推压至所述孔加工工具。
2.根据权利要求1所述的切削工具,其中,
所述头部可装卸地安装于所述工具主体的前端部。
3.根据权利要求1或2所述的切削工具,其中,
所述流体室具有呈沿圆周方向延伸的环状的环状流体室部。
4.根据权利要求3所述的切削工具,其中,
在所述筒状部的周壁的内部沿轴线方向隔开间隔形成有多个所述环状流体室部。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的切削工具,其中,
所述内壁可装卸地嵌合于所述外壁的内部,在所述内壁的比所述流体室更靠前端侧的位置形成有密封槽,并且在所述密封槽的内部配设有密封部件。
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160420 |