CN112449616A - 加工工具 - Google Patents

Abstract

加工工具(10)对具有开口(12a)的阀座材料(12)的内周实施切削加工来形成第1退避面(14)、阀座面(16)、第2退避面(18)。加工工具(10)具有工具主体(40)、多个切削刀具(42、44、46)、套筒(48)和凸轮(50)，其中，所述工具主体(40)被驱动以绕其轴线(a)旋转；所述多个切削刀具(42、44、46)与工具主体(40)一起旋转；所述套筒(48)以能沿轴线(a)进退的方式被安装于工具主体(40)；所述凸轮(50)抵接于套筒(48)的基端面(70d)且使套筒(48)进退。多个切削刀具(42、44、46)的至少1个被安装于套筒(48)。

Description

加工工具

技术领域

本发明涉及一种通过对工件的开口的内周实施切削加工来形成多个加工面的加工工具。

背景技术

例如，在日本发明专利授权公报第3020179号中公开了一种加工工具，其通过对开口的内周实施切削加工来形成相对于轴向的倾斜角度彼此不同的多个加工面。在该加工工具中，在绕轴线旋转驱动的工具主体的顶端部上设置有多个切削刀具(cutting tool)。通过使这些切削刀具一边与工具主体一起旋转一边与工件的被加工部同时接触来进行切削，由此同时形成多个加工面。

发明内容

在上述的切削加工中，由于对多个加工面的每一个进行切削的加工余量不同，因此对于使多个切削刀具与被加工部同时接触的加工工具而言，有时形成加工余量大的加工面的切削刀具会比其他的切削刀具容易磨损。尤其，当在对要求比其他的加工面高精度地形成的加工面进行加工的切削刀具变得容易磨损时，如果不频繁地对该切削刀具进行研磨、更换，则无法获取所要求的精度的加工面。因此，难以兼顾高精度地进行加工和高效地进行加工。另外，为了使多个切削刀具与被加工部同时接触，需要高精度地调整多个切削刀具的每一个的位置关系，从而容易使研磨后、更换后的切削刀具的重安装作业变得繁琐。也担忧由此会影响高效的加工。

本发明是为了解决上述问题而作出的，其提供一种能易于进行高精度且高效的切削加工的加工工具。

本发明的一技术方案为，一种加工工具，其通过对具有开口的工件的内周实施切削加工来形成多个加工面，其特征在于，具有工具主体、多个切削刀具、套筒(Cartridge)和凸轮，其中，所述工具主体被驱动以绕其轴线旋转；所述多个切削刀具与所述工具主体一起旋转；所述套筒以能沿所述轴线进退的方式被安装于所述工具主体；所述凸轮抵接于所述套筒的基端面来使所述套筒进退，所述多个切削刀具的至少1个被安装于所述套筒。

在本发明中，能使被安装于套筒的切削刀具沿轴线进退。据此，在与被直接安装于工具主体的切削刀具不同的时刻，使被安装于套筒的切削刀具与被加工部接触，从而能在不同的时刻加工多个加工面。

因此，例如能在其他的加工面之后加工要求比其他的加工面高精度地形成的加工面(对象加工面)。据此，能减少在加工对象加工面时的加工余量，从而有效地抑制加工对象加工面的切削刀具的磨损。其结果，能高精度地加工对象加工面，而不会提高研磨、更换切削刀具的频率。

另外，如上所述，由于当在不同的时刻加工多个加工面时，只要使套筒进退即可，因此无需使用工具更换器(tool changer)等进行工具更换，据此，也能高效地进行切削加工。

据此，根据本发明的加工工具，能易于进行高精度且高效的切削加工。

另外，在该加工工具中，由于套筒被设置为能沿轴线进退，因此例如与套筒被设置为能沿相对于轴线倾斜的方向进退这样的情况相比，能减小与轴线正交的方向上的外形尺寸。因此，例如，也易于为了一次性对多个开口的内周实施切削加工而使加工工具排列来实现多轴化等。

附图说明

图1是本发明的实施方式所涉及的加工工具的顶端面的概略说明图。

图2是在使杆前进至前进位置的状态下的、图1的II-II主要部分向视剖视图。图3是在使图2的杆后退至后退位置的状态下的主要部分剖视图。

图4A～图4C是说明杆从前进位置后退至凸轮的缺口面抵接至套筒为止的距离La与杆从前进位置后退至到达连通位置为止的距离Lb的关系的说明图。

图5是在实施切削加工之前的阀座材料和气缸盖主体的概略局部剖视图。

图6是在对图5的阀座材料实施切削加工之后的气缸盖的概略局部剖视图。

图7是说明使用第1切削刀具和第2切削刀具对图5的阀座材料加工退避面的情况的概略说明图。

图8是说明使用第3切削刀具对图7的阀座材料加工阀座面的情况的概略说明图。

具体实施方式

列举优选的实施方式，一边参照附图一边详细地说明本发明所涉及的加工工具。此外，在以下的附图中，针对相同的或者实现同样的功能和效果的结构要素，标注相同的附图标记，并且有时省略重复的说明。

以下，说明应用图1、图2、图3、图4A、图4B、图4C所示的本实施方式所涉及的加工工具10，通过将图5所示的阀座材料12作为工件，且对该阀座材料12的开口12a的内周实施切削加工，由此形成图6所示的第1退避面14、阀座面16、第2退避面18作为多个加工面的例子。第1退避面14、阀座面16、第2退避面18是相对于开口12a的轴向的倾斜角度彼此不同的倾斜面。如图5所示，阀座材料12被压入或者接合于气缸盖主体20，如上所述，通过实施切削加工，而构成图6所示的气缸盖22的阀座24。

然而，能应用加工工具10来实施切削加工的对象并不限定于阀座材料12。另外，能通过加工工具10形成的多个加工面并不限定于上述的第1退避面14、阀座面16、第2退避面18。加工工具10能优选应用于对工件的开口的内周实施切削加工，而形成多个加工面的情况。作为其一例，可列举出对工件的开口的内周分别形成粗镗加工的加工面和精镗加工的加工面的情况、分别形成镗孔加工的加工面和倒角加工的加工面的情况等。

首先，一边参照图6一边简单地说明气缸盖22。气缸盖22具有圆环状的阀座24和气缸盖主体20，所述圆环状的阀座24例如由钢材等铁系材料的烧结体形成，所述气缸盖主体20例如由纯铝、铝合金等铝系材料形成。此外，阀座24可以还含有铜系材料等高电导率材料。

在气缸盖主体20上形成有一端侧向未图示的燃烧室分别开口的端口26。在本实施方式中，通过将圆环状的阀座24插入端口26的一端侧(箭头X1侧)的开口周缘部，由此使阀座24嵌合于该开口周缘部。

在阀座24的内周上，随着从轴向的一端侧(箭头X1侧)向另一端侧(箭头X2侧)依次配设有彼此面方向不同的第1退避面14、阀座面16、第2退避面18。第1退避面14、阀座面16、第2退避面18分别朝向燃烧室侧(箭头X1侧)而向扩径开口的方向倾斜。作为阀座24的各面相对于轴向的倾斜角度的一例，可列举出第1退避面14为60°、阀座面16为45°、第2退避面18为30°，但并未特别限定于此。

通过未图示的阀相对于阀座24的内周面中的阀座面16落座或者远离，由此能使端口26开闭。因此，为了实现气缸盖22的高品质化，而使阀与阀座面16无间隙地接触，为此，需要对阀座24的内周面中的、尤其阀座面16的正圆度、表面粗糙度等高精度地加工。

接着，一边参照图5，一边说明在被实施切削加工而成为阀座24之前的阀座材料12，换言之，未形成第1退避面14、阀座面16、第2退避面18的阀座材料12。阀座材料12是被压入气缸盖主体20的圆环状。在阀座材料12的内周，例如具有被配置于轴向的一端侧(箭头X1侧)的正交端面28、被配置于轴向的另一端侧的轴向面30、和被配置于正交端面28与轴向面30之间的锥状面32。正交端面28与轴向正交。轴向面30被形成为与端口26的内周面共面。锥状面32是朝向轴向的一端侧(箭头X1侧)而向扩径开口的方向倾斜的锥状。

接着，一边参照图1～图4C，一边说明加工工具10。加工工具10对图5所示的阀座材料12的开口12a的内周实施切削加工，而形成图6所示的第1退避面14、阀座面16和第2退避面18。此外，在本实施方式中，加工工具10是除了阀座材料12的切削加工以外，还能实施阀引导孔(未图示)的铰孔加工的复合加工工具。阀引导孔被设置于气缸盖主体20，能贯插上述的阀的轴部(未图示)。

具体而言，加工工具10主要具有工具主体40、第1切削刀具42、第2切削刀具44(参照图1)、第3切削刀具46、套筒48、图2～图4C所示的凸轮50、凸轮施力部件52、杆54、活塞施力部件56、铰刀58、图2和图3所示的流体传感器59。

如图2和图3所示，工具主体40由第1部件40a、第2部件40b、第3部件40c构成一体。第1部件40a、第2部件40b、第3部件40c随着从工具主体40的顶端侧(箭头Y1侧)向基端侧(箭头Y2侧)而被依次连结。第1部件40a是顶端侧的直径小于基端侧的阶梯型的大致圆筒状。另外，在第1部件40a的基端侧设置有大径部40aL。通过经由该大径部40aL的外周侧的螺栓固定等，使第1部件40a的基端侧与第2部件40b的顶端侧固定。

在第2部件40b的基端侧设置有直径小于顶端侧的小径部40bS。通过将第3部件40c的顶端侧外嵌于该小径部40bS，使第2部件40b的基端侧与第3部件40c的顶端侧固定。通过将第3部件40c的基端侧固定于未图示的工作设备所具有的旋转驱动机构的旋转主轴，使工具主体40绕轴线a旋转驱动。另外，工具主体40通过工作设备所具有的工具主体驱动机构，被沿轴线a进退驱动。

第1切削刀具42具有用于加工第1退避面14(参照图6)的刀尖42a，并且通过柄体42b以自如拆装的方式被安装于工具主体40的第1部件40a。具体而言，如图1所示，通过将柄体42b夹持在沿轴线a设置于第1部件40a的收装槽60的内壁60a与设置于比该收装槽60内的内壁60a靠工具主体40的旋转方向(以下，还简称为旋转方向)的前方的紧固部件62之间，从而将第1切削刀具42直接固定于工具主体40。

对于紧固部件62而言，通过使以在工具主体40的径向上延伸的方式设置的螺纹孔与螺钉64旋合，从而由旋转方向的前方向收装槽60的内壁60a推压柄体42b，由此能施加紧固力。另外，在紧固部件62上，通过使螺纹孔与螺钉64的旋合松动，能松动相对于柄体42b的紧固，由此，使柄体42b能在收装槽60的内壁60a与紧固部件62之间出入。

第2切削刀具44具有用于加工第2退避面18(参照图6)的刀尖44a(参照图7)，并且通过柄体44b以自如拆装的方式被安装于工具主体40的第1部件40a。第2切削刀具44也与第1切削刀具42同样地，通过紧固部件62被直接固定于工具主体40。

第3切削刀具46具有用于加工阀座面16(参照图6)的刀尖46a，并且通过柄体46b以自如拆装的方式被安装于套筒48。具体而言，通过将柄体46b夹持于沿轴线a设置于套筒48的收装槽66的内壁66a与设置于比该内壁66a靠旋转方向的前方的紧固部件62之间，从而将第3切削刀具46固定于套筒48。

套筒48以能沿轴线a进退的方式被安装于工具主体40的第1部件40a，并且与工具主体40一并被旋转驱动。此外，在以下说明中，将朝向工具主体40的顶端的一侧(箭头Y1侧)设为前进方向，将朝向工具主体40的基端的一侧(箭头Y2侧)设为后退方向。

如图2和图3所示，套筒48由套筒主体68和推杆70构成一体。套筒主体68以能在沿轴线a形成的槽72的内部滑动的方式配设于工具主体40的第1部件40a。另外，套筒主体68具有筒体74和从该筒体74的轴线a侧(工具主体40的径向上的中心侧)的部分向顶端侧(箭头Y1侧)延伸的延伸部76。在延伸部76的轴向整体和筒体74的顶端侧的一部分上设置有用于收装第3切削刀具46的柄体46b的收装槽66。

如图1所示，筒体74在被从轴线a的顶端侧观察时，形成大致矩形，通过切割位于旋转方向的前方侧且位于工具主体40的径向的外侧的角部而设置有受压面74a。筒体74和延伸部76在旋转方向的后方的端面78被形成为彼此共面，且在轴线a侧的端面80被形成为彼此共面。这些端面78、80彼此正交。受压面74a相对于端面78、80倾斜。此时，优选受压面74a被设置为例如分别相对于端面78、80倾斜大致45°。

在槽72的内部中，槽72的第1内壁面72a抵接于套筒主体68的端面78，槽72的第2内壁面72b抵接于端面80。由于第1内壁面72a沿端面78延伸，第2内壁面72b沿端面80延伸，因此第1内壁面72a和第2内壁面72b彼此正交。

通过螺栓固定等被安装于工具主体40的第1部件40a的板簧82(推压部件)从旋转方向的前方抵接于受压面74a。通过该板簧82，从套筒主体68的旋转方向的前方向相对于槽72的第1内壁面72a和第2内壁面72b倾斜的方向推压套筒主体68。

如图2和图3所示，在筒体74的基端侧，沿轴线a设置有嵌合孔84，推杆70的顶端侧的小径部70a嵌合于该嵌合孔84。在推杆70的小径部70a的基端侧，设置有直径大于小径部70a的轴部70b，在该轴部70b的基端侧设置有凸缘部70c。在工具主体40的大径部40aL的面向槽72的部分上，沿轴线a设置有通孔86。通过将推杆70的轴部70b以可进退的方式贯插于该通孔86，该推杆70的除了顶端侧的大部分被插入在工具主体40(第1部件40a和第2部件40b)的内部所形成的推杆室88。

通孔86的内径略大于推杆70的轴部70b的外径，且小于推杆室88的内径。因此，在推杆室88与通孔86之间，形成台阶面90。

推杆70的凸缘部70c的直径略小于推杆室88的内径，从而使推杆70的凸缘部70c能在推杆室88内滑动。在该凸缘部70c与台阶面90之间，例如设置有由弹簧等弹性体构成的凸轮施力部件52。凸轮施力部件52向使凸缘部70c与台阶面90远离的方向，换言之，向使套筒48后退的方向弹性施力。

在工具主体40(第2部件40b、第3部件40c)上，与推杆室88的基端侧连通地设置有凸轮室92，与该凸轮室92的轴线a侧(工具主体40的径向上的中心侧)连通地设置有杆室94，在比凸轮室92靠基端侧(箭头Y2侧)以与杆室94连通的方式设置有气缸室98，与气缸室98的基端侧连通地设置有收装室100。

在凸轮室92中，设置有与推杆70的基端面70d抵接的凸轮50。在杆室94中，以可沿轴线a进退的方式设置有杆54。在气缸室98中，以可沿轴线a进退的方式设置有被设于杆54的活塞54a。在收装室100中，为了向气缸室98的顶端侧对活塞54a弹性施力，而设置有由弹簧等弹性体构成的活塞施力部件56。

凸轮50抵接于推杆70的基端面70d，从而使套筒48进退。具体而言，凸轮50是大致圆形，具有圆弧的一部分被切掉而成的缺口面50a、向圆的中心侧凹进的凹部50b、和设置于缺口面50a与凹部50b之间的圆弧面50c。在凹部50b中，能插入从杆54的顶端侧的外周面呈圆环状鼓出的鼓出部54b。

凸轮50通过一边使鼓出部54b进入凹部50b，一边使杆54进退，从而以圆(圆弧)的中心为旋转中心被旋转驱动。具体而言，从上述的旋转中心通过的凸轮50的旋转轴与轴线a交叉，优选为正交。另外，通过一边使鼓出部54b抵接于凹部50b的内表面，一边使杆54前进，从而如图2所示那样，凸轮50以圆弧面50c抵接于套筒48(推杆70)的基端面70d的方式而旋转。

另一方面，通过一边使鼓出部54b抵接于凹部50b的内表面，一边使杆54后退，由此，如图3所示那样，凸轮50以缺口面50a抵接于套筒48的基端面70d的方式进行旋转。据此，能选择性地使圆弧面50c和缺口面50a抵接于套筒48的基端面70d。

如图4A～图4C所示，圆弧面50c的半径r比从圆的中心至缺口面50a为止的垂线的长度L长。因此，如图4A所示，与使缺口面50a抵接于基端面70d的情况相比，通过使圆弧面50c抵接于基端面70d，能使套筒48克服凸轮施力部件52的弹力前进跟半径r与垂线的长度L的差分相对应的量。这样，在使套筒48前进的状态下，如图2所示，例如，第3切削刀具46的刀尖46a被配置于比第1切削刀具42的刀尖42a和第2切削刀具44的刀尖44a靠顶端侧的位置。据此，能仅使第3切削刀具46与阀座材料12的内周接触，来进行切削加工。

另一方面，如图4B和图4C所示，与使圆弧面50c抵接于基端面70d的情况相比，通过使缺口面50a抵接于基端面70d，能使套筒48在凸轮施力部件52的弹力作用下后退跟半径r与垂线的长度L的差分相对应的量。这样，在使套筒48后退的状态下，如图3所示，例如，第1切削刀具42的刀尖42a和第2切削刀具44的刀尖44a被配置于比第3切削刀具46的刀尖46a靠顶端侧的位置。据此，能仅使第1切削刀具42和第2切削刀具44与阀座材料12的内周接触，来进行切削加工。

如图2和图3所示，在工具主体40的第2部件40b上，设置有在凸轮室92与气缸室98之间沿径向延伸的第1分隔部102。第1分隔部102的面向杆室94的内周面102a能沿着设置于杆54的延伸方向的中段的第1滑动部54c的外周面滑动。另外，在工具主体40的第3部件40c上，设置有位于杆室94的基端侧(箭头Y2侧)与收装室100之间的沿轴线a延伸的第2分隔部104。第2分隔部104的面向杆室94的内周面104a能沿着设置于杆54的基端侧的第2滑动部54d的外周面滑动。

即，对于杆54而言，一边使第1滑动部54c和第2滑动部54d的外周面与第1分隔部102的内周面102a和第2分隔部104的内周面104a分别滑动，一边能在图2和图4A所示的进退方向顶端的前进位置与图3和图4C所示的进退方向基端的后退位置之间进退。

具体而言，杆54在从设置于其顶端侧的鼓出部54b向基端侧隔开规定的距离的部位上设置有第1滑动部54c，在第1滑动部54c的基端设置有直径比第1滑动部54c大的止挡部54e，在止挡部54e的基端设置有直径比止挡部54e大的活塞54a，在活塞54a的基端设置有直径比第1滑动部54c小的第2滑动部54d。

在形成于第1滑动部54c的顶端侧的外周面的圆环状的密封槽中，设置有用于密封第1分隔部102的内周面102a与第1滑动部54c的外周面之间的密封部件106。在形成于第2滑动部54d的基端侧的外周面的圆环状的密封槽中，设置有用于密封第2分隔部104的内周面104a与第2滑动部54d的外周面之间的密封部件108。在形成于活塞54a的外周面的圆环状的密封槽中，设置有用于密封气缸室98的活塞54a的顶端侧与基端侧的密封部件110。

在杆54的内部，设置有顶端侧流路112、多条连通路径114、隔断部116和供给路径118。顶端侧流路112比杆54的隔断部116靠顶端侧沿着轴线a延伸。各连通路径114在顶端侧流路112与第1滑动部54c的外周面之间沿着杆54的径向延伸。即，各连通路径114的延伸方向上的一端侧(杆54的径向上的外侧)的开口114a被设置于第1滑动部54c的外周面。隔断部116夹设于顶端侧流路112与供给路径118之间，以使彼此不连通的方式进行隔断。

供给路径118通过设置于杆室94的基端部的第1筒部件120，从未图示的工作设备所具有的冷却剂供给机构供给冷却剂(流体)。另外，供给路径118具有沿着轴线a延伸的上游部118a和从上游部118a分支并向止挡部54e的外周面延伸的多个分支部118b。即，各分支部118b的下游侧的端部在止挡部54e的外周面开口。

如图2和图4A所示，当杆54前进至前进位置时，止挡部54e的顶端面抵接于气缸室98的顶端侧的内壁面。因此，与杆54的进退方向的位置无关，止挡部54e的外周面面向气缸室98。即，与杆54的进退方向的位置无关，供给路径118处于通过分支部118b而与气缸室98的活塞54a的顶端侧连通的状态。

如图2和图3所示，在活塞54a的基端面54ae与收装室100的基端侧的内壁面100a之间设置有活塞施力部件56。因此，如图2和图4A所示，在向气缸室98供给冷却剂之前，杆54在活塞施力部件56的弹力作用下前进至前进位置。另外，如图4B所示，通过经由供给路径118向气缸室98供给冷却剂，当气缸室98的冷却剂的压力增大时，杆54克服活塞施力部件56的弹力而后退。当杆54进一步后退，而如图3和图4C所示那样使活塞54a的基端面54ae抵接于第2分隔部104的顶端面104b时，杆54到达至后退位置。

如图4A所示，当杆54位于前进位置时，连通路径114的开口114a面向第1分隔部102的内周面102a，由此处于连通路径114与气缸室98不连通而被隔断的状态。如图4B所示，当杆54从前进位置后退而使凸轮50的缺口面50a抵接于套筒48时，套筒48后退。此时，连通路径114的开口114a也面向第1分隔部102的内周面102a，据此，处于连通路径114与气缸室98被隔断的状态。

如图4C所示，当杆54进一步后退时，连通路径114的开口114a面向气缸室98，由此使连通路径114与气缸室98连通。将这样使连通路径114与气缸室98开始连通的杆54的位置称为连通位置。在本实施方式中，将杆54的连通位置与后退位置设为相同位置，但连通位置也可以位于后退位置的前方。

如图4A～图4C所示，杆54的从前进位置后退至凸轮50的缺口面50a抵接于套筒48为止的距离La比杆54的从前进位置后退至到达连通位置为止的距离Lb小。

如图3和图4C所示，通过供给路径118向气缸室98供给流体，杆54后退至连通位置，由此使气缸室98与连通路径114连通，此时，气缸室98内的冷却剂通过连通路径114被供给至顶端侧流路112。

如图3所示，在顶端侧流路112的顶端侧内嵌有第2筒部件122的基端侧。第2筒部件122的顶端侧以可滑动的方式插入工具主体40的第1部件40a所设置的冷却剂流路124的基端侧。据此，顶端侧流路112通过第2筒部件122的内侧而与冷却剂流路124连通。

在第1部件40a的形成冷却剂流路124的孔部126的顶端侧内嵌有铰刀58的基端侧。据此，在工具主体40中，以从第1部件40a的顶端突出的方式固定铰刀58。另外，冷却剂流路124的顶端侧在孔部126的内周面与铰刀58的外周面之间延伸，在第1部件40a的顶端面开口且分支，并且在第1部件40a的外周面的第1切削刀具42、第2切削刀具44、第3切削刀具46的附近开口。据此，在使用加工工具10进行切削加工时，能向加工点供给由冷却剂流路124供给的冷却剂。

在加工工具10中，通过设定冷却剂通过顶端侧流路112、第2筒部件122的内侧、冷却剂流路124而向工具主体40的外部流出时的流路阻力、活塞施力部件56的弹性作用力与气缸室98的压力的关系，能良好地控制套筒48的进退。

流体传感器59被设置为能检测从冷却剂供给机构向气缸室98供给的冷却剂的流量和压力中的至少任一方。在由流体传感器59检测出的流体的流量或压力为规定值以上的情况下，能判断为杆54后退至凸轮50的缺口面50a抵接于套筒48的位置，换言之，能判断为套筒48后退。

下面，说明加工工具10的主要动作。加工工具10能安装于一般的工作设备(未图示)而使用，该工作设备例如具有旋转驱动机构、工具主体驱动机构和冷却剂供给机构，所述旋转驱动机构驱动工具主体40旋转；所述工具主体驱动机构驱动工具主体40进退。

首先，通过冷却剂供给机构经由第1筒部件120而向供给路径118供给冷却剂，据此，使气缸室98的冷却剂的压力增大。由此，如图4B所示，杆54从前进位置后退距离La，据此，凸轮50的缺口面50a抵接于套筒48，使套筒48后退。因此，被直接安装于工具主体40的第1切削刀具42的刀尖42a和第2切削刀具44的刀尖44a比被安装于套筒48的第3切削刀具46的刀尖46a先前进。

通过使气缸室98的冷却剂的压力进一步增大，如图3和图4C所示，杆54从前进位置后退比距离La大的距离Lb，而到达后退位置(连通位置)。据此，由于气缸室98与连通路径114连通，因此，被供给至气缸室98的冷却剂通过连通路径114而供给至顶端侧流路112。被供给至顶端侧流路112的冷却剂在第2筒部件122的内侧、冷却剂流路124流通，并在铰刀58、第1切削刀具42、第2切削刀具44、第3切削刀具46的附近流出。

在该状态下，一边通过旋转驱动机构驱动工具主体40旋转，一边通过工具主体驱动机构驱动工具主体40进退，将工具主体40的顶端侧从轴向的一端侧朝向另一端侧插入阀座材料12的开口12a。据此，首先，由设置于工具主体40的顶端的铰刀58进行阀引导孔的铰孔加工。此时，通过工具主体40的内侧向加工点或其附近供给冷却剂。

接着，如图7所示，使第1切削刀具42和第2切削刀具44各自的刀尖42a、44a接触阀座材料12，从而进行形成图6所示的第1退避面14和第2退避面18的切削加工。此时，也通过工具主体40的内侧向加工点或其附近供给冷却剂。在该切削加工中，通过第1切削刀具42和第2切削刀具44，从正交端面28侧和锥状面32侧切削阀座材料12。

在进行切削加工直至切削阀座材料12相当于图7中的双点划线所示的加工余量S1的量之后，通过工具主体驱动机构使工具主体40朝向轴向的一端侧(箭头X1侧)略微后退，据此使阀座材料12与第1切削刀具42及第2切削刀具44分离。其结果，在阀座材料12上，形成与第1退避面14相同的倾斜角度的第1切削面14a和与第2退避面18相同的倾斜角度的第2切削面18a。

接着，停止由冷却剂供给机构向供给路径118供给冷却剂，使气缸室98的冷却剂的压力下降，由此，使杆54前进至前进位置。据此，由于凸轮50的圆弧面50c抵接于套筒48的基端面70d，因此套筒48前进，使被安装于套筒48的第3切削刀具46的刀尖46a比被直接安装于工具主体40的第1切削刀具42的刀尖42a和第2切削刀具44的刀尖44a先前进。

在该状态下，一边通过旋转驱动机构驱动工具主体40旋转，一边通过工具主体驱动机构使工具主体40朝向轴向的另一端侧(箭头X2侧)前进。据此，如图8所示，使第3切削刀具46的刀尖46a与去除加工余量S1之后的阀座材料12接触，从而进行在第1切削面14a与第2切削面18a之间形成阀座面16的切削加工。此外，在停止通过工具主体40的内部向加工点供给冷却剂而进行切削加工的情况下，也可以从工具主体40的外部向加工点供给冷却剂。

在如上述那样进行切削加工直至切削阀座材料12相当于图8中的双点划线所示的加工余量S2的量之后，通过工具主体驱动机构使工具主体40朝向轴向的一端侧后退，据此获得在开口的内周从轴向的一端侧依次形成有第1退避面14、阀座面16、第2退避面18的阀座24。

综上，在本实施方式所涉及的加工工具10中，能使被安装于套筒48的第3切削刀具46沿轴线a进退。据此，使第3切削刀具46在与被直接安装于工具主体40的第1切削刀具42和第2切削刀具44不同的时刻，与阀座材料12(被加工部)接触，从而能在不同的时刻加工第1退避面14、阀座面16、第2退避面18(以下，也将这些统称为多个加工面)。

因此，例如能在其他的第1退避面14和第2退避面18之后加工要求比其他的加工面高精度地形成的阀座面16。据此，使加工阀座面16时的加工余量S2减少，能有效地抑制加工阀座面16的第3切削刀具46的磨损。其结果，能高精度地加工阀座面16，而不会提高研磨、更换第3切削刀具46的频率。

另外，当在不同的时刻加工多个加工面时，只要使套筒48进退即可，因此无需使用工具更换器等进行工具更换，据此，也能高效地进行切削加工。

因此，根据该加工工具10，能易于高精度且高效地进行切削加工。

另外，在该加工工具10中，由于套筒48被设置为能沿轴线a进退，因此，例如与套筒48被设置为能沿相对于轴线a倾斜的方向进退这样的情况相比，能减小与轴线a正交的方向上的外形尺寸。因此，例如，也易于为了一次性对多个开口的内周实施切削加工而使加工工具10排列来实现多轴化等。

在上述的实施方式所涉及的加工工具10中，还具有对套筒48向后退方向弹性施力的凸轮施力部件52，凸轮50具有沿圆弧的外周的圆弧面50c和切掉圆弧的一部分而成的缺口面50a，通过以圆弧的中心为旋转中心进行旋转，能选择性地使圆弧面50c和缺口面50a抵接于套筒48的基端面70d，通过使圆弧面50c抵接于基端面70d，使套筒48克服凸轮施力部件52的弹力而前进，通过使缺口面50a抵接于基端面70d，使所述套筒48在凸轮施力部件52的弹力作用下而后退。

在该情况下，如上所述，能使套筒48进退跟圆弧面50c的半径r与从圆弧的中心至缺口面50a为止的垂线的长度L的差分相对应的量。即，相比使缺口面50a抵接于基端面70d的情况，通过使沿着圆弧的外周的圆弧面50c抵接于套筒48的基端面70d，能使套筒48前进与上述的差分相对应的量。

此时，由于凸轮50以圆弧的中心为旋转中心进行旋转，因此，在使基端面70d抵接于圆弧面50c的任一部分的情况下，均能使套筒48的前进量相等。因此，无需高精度地调整凸轮50的旋转量，能易于维持经由套筒48的切削刀具的定位精度。另外，在使沿着圆弧的外周的圆弧状的圆弧面50c抵接于套筒48的基端面70d的状态下，由于通过被安装于套筒48的切削刀具进行切削加工，因此能提高加工工具10的相对于加工反作用力的耐久性。另外，由于基端面70d抵接于缺口面50a，因此能良好地维持使套筒48后退的状态。

在上述的实施方式所涉及的加工工具10中，还具有杆54和气缸室98，所述杆54通过在工具主体40的内部沿轴线a进退而使凸轮50旋转；所述气缸室98被设置于工具主体40的内部且能供给流体，杆54具有能在气缸室98中沿轴线a移动的活塞54a，活塞54a通过气缸室98的流体的压力而位移，据此使杆54进退。

杆54通过气缸室98的冷却剂的压力而进退，据此，能使被安装于套筒48的第3切削刀具46进退。即，通过使用被设置于通用的工作设备的流体供给机构向气缸室98供给流体(冷却剂)，由此能使套筒48进退。因此，对于该加工工具10而言，并不限定于具有由马达、进给丝杠等构成的套筒48专用的驱动机构的工作设备，能安装于各种具有流体供给机构的工作设备，因此通用性优异。此外，在该情况下，套筒48的进退方向并不限定于沿着轴线a的方向，例如套筒48也可以沿着工具主体40的径向进退。

在上述的实施方式所涉及的加工工具10中，杆54在进退方向顶端的前进位置与进退方向基端的后退位置之间进退，活塞54a通过活塞施力部件56被朝向气缸室98的顶端侧弹性施力，气缸室98与设置于杆54的供给路径118连通，在向气缸室98供给流体(冷却剂)之前，杆54在活塞施力部件56的弹力作用下前进至前进位置，通过供给路径118向气缸室98供给流体，由此使气缸室98的流体的压力增大，此时，杆54克服活塞施力部件56的弹力而后退。

据此，例如在使被安装于工具主体40的第1切削刀具42和第2切削刀具44接触被加工部而进行切削加工的情况下，通过供给路径118而向气缸室98供给冷却剂，由此使套筒48后退，从而能使被安装于套筒48的第3切削刀具46从被加工部退避。

另一方面，在使第3切削刀具46接触被加工部来进行切削加工的情况下，停止通过供给路径118供给冷却剂，由此能使套筒48前进。据此，能代替第1切削刀具42和第2切削刀具44，使第3切削刀具46与被加工部接触来进行切削加工。因此，能易于在不同的时刻加工多个加工面。

在上述的实施方式所涉及的加工工具10中，在杆54中设置有连通路径114和顶端侧流路112，所述连通路径114在杆54从前进位置后退至连通位置时与气缸室98连通，且当杆54位于比连通位置靠顶端侧的位置时与气缸室98隔断，所述顶端侧流路112与连通路径114连通且从连通路径114向顶端侧延伸，通过供给路径118向气缸室98供给流体，杆54后退至连通位置，据此，当气缸室98与连通路径114连通时，向顶端侧流路112供给冷却剂。

据此，在通过供给路径118向气缸室98供给冷却剂，使杆54后退至连通位置的情况下，能通过连通路径114向顶端侧流路112供给冷却剂。即，在使套筒48后退的情况下，能通过冷却剂流路124向工具主体40的外部的加工点等供给冷却剂。

在上述的实施方式所涉及的加工工具10的杆54中，在比活塞54a靠顶端侧的位置设置有连通路径114，在比连通路径114靠顶端侧的位置设置有从杆54的外周面鼓出的鼓出部54b，凸轮50设置有能插入鼓出部54b的凹部50b，通过一边使鼓出部54b抵接于凹部50b的内表面，一边使杆54向前进位置前进，据此，凸轮50以圆弧面50c抵接于套筒48的基端面70d的方式进行旋转，通过一边使鼓出部54b抵接于凹部50b的内表面，一边使杆54向后退位置后退，据此，凸轮50以缺口面50a抵接于套筒48的基端面70d的方式进行旋转。

在该情况下，如上所述，在使套筒48的基端面70d抵接于圆弧面50c的任一部分的情况下，均能使套筒48的前进量相等，因此，能易于以简单的结构维持经由套筒48的第3切削刀具46的定位精度，而不用高精度地调整杆54的进退量。

在上述的实施方式所涉及的加工工具10中，杆54的从前进位置后退至凸轮50的缺口面50a抵接于套筒48的基端面70d为止的距离La比杆54的从前进位置后退至到达连通位置为止的距离Lb小。在气缸室98的冷却剂的上游侧，当产生由于切削加工所生成的废渣等堵塞时，被供给至气缸室98的冷却剂的流量(供给量)有时会减少。

因此，例如如图4A所示，当杆54位于前进位置时，若冷却剂的供给量减少，则难以使气缸室98的压力上升，从而担忧难以使套筒48后退。即使在该情况下，在杆54后退至凸轮50的缺口面50a抵接于套筒48的基端面70d(至套筒48后退)为止的期间，气缸室98与连通路径114也不会连通。据此，能避免气缸室98的冷却剂通过连通路径114流出，相应地能易于使气缸室98的压力上升。其结果，能使套筒48易于后退。

另外，相对于使杆54从前进位置后退至后退位置为止的距离Lb，使杆54从前进位置后退至缺口面50a抵接于套筒48的基端面70d为止的距离La被设定得短，据此，也能使套筒48易于后退。

另外，例如如图4C所示，当杆54位于后退位置时，若冷却剂的供给量减少，则易于使气缸室98的压力减少，从而担忧难以在使套筒48后退的状态下维持套筒48。在该情况下，在杆54前进至凸轮50的圆弧面50c与套筒48的基端面70d抵接的位置(套筒48前进的位置)之前，如图4B所示，也隔断气缸室98与连通路径114的连通。据此，能避免气缸室98的冷却剂通过连通路径114流出，相应地能使气缸室98的压力不容易下降。其结果，能良好地维持使套筒48后退的状态。

在上述的实施方式所涉及的加工工具10中，流体是被供给至工件的加工点的冷却剂。安装进行切削加工的加工工具10的工作设备是具有用于向加工点供给冷却剂的冷却剂供给机构的一般的工作设备。因此，使套筒48通过冷却剂的给排能进退，由此能增加可安装的工作设备的种类，从而能进一步提高加工工具10的通用性。此外，被供给至气缸室98的流体并不限定于冷却剂。也可以向气缸室98供给除了空气等冷却剂以外的流体。

在上述的实施方式所涉及的加工工具10中，还具有流体传感器59，该流体传感器59用于检测向气缸室98供给的流体的流量和压力中的至少任一方。在该情况下，在通过流体传感器59检测出的流体的流量或压力为规定值以上的情况下，能判断为杆54后退至凸轮50的缺口面50a抵接于套筒48的位置，换言之，能判断为套筒48后退。因此，通过监视流体传感器59的检测结果，能进一步可靠地调整第3切削刀具46相对于工具主体40(第1切削刀具42和第2切削刀具44)的相对位置，从而能高精度地进行切削加工。

在上述的实施方式所涉及的加工工具10中，套筒48以能在沿轴线a形成的槽72的内部滑动的方式配设于工具主体40，槽72具有第1内壁面72a和第2内壁面72b，所述第1内壁面72a抵接于与工具主体40一起旋转的套筒48的旋转方向上的后方的端面78；所述第2内壁面72b抵接于套筒48的轴线a侧的端面80，在工具主体40上设置有板簧82(推压部件)，该板簧82从套筒48的旋转方向的前方向相对于第1内壁面72a和第2内壁面72b倾斜的方向推压套筒48。

在使用被安装于套筒48的第3切削刀具46进行切削加工时，套筒48从旋转方向的前方朝向后方承受切削阻力。因此，通过使套筒48抵接于第1内壁面72a和第2内壁面72b，能在套筒48稳定地固定于工具主体40的状态下进行切削加工，从而能提高加工精度。另外，通过板簧82向上述的方向推压套筒48，由此，能一边克服该板簧82的弹力一边使套筒48沿轴线a进退，从而能有效地抑制在切削加工时受到离心力的套筒48与工具主体40分离的情况。此外，也可以代替板簧82，采用如上所述那样能推压套筒48的各种推压部件。

在上述的实施方式所涉及的加工工具10中，多个加工面是气缸盖22的阀座面16和分别设置于阀座面16的轴向上的两端侧的第1退避面14和第2退避面18，作为多个切削刀具，具有形成第1退避面14的第1切削刀具42、形成第2退避面18的第2切削刀具44、形成阀座面16的第3切削刀具46，第1切削刀具42和第2切削刀具44被直接安装于工具主体40的顶端部，第3切削刀具46被安装于套筒48的顶端部。

如上所述，由于阀座面16成为与阀抵接的抵接面，因此相比第1退避面14和第2退避面18，需要高精度地调整正圆度、表面粗糙度等。通过在由第1切削刀具42和第2切削刀具44加工第1退避面14和第2退避面18之后，由第3切削刀具46加工阀座面16，据此能减少在加工阀座面16时的加工余量S2(参照图8)。据此，由于能有效地抑制第3切削刀具46的磨损，因此能高精度地加工阀座面16，而不会提高研磨、更换第3切削刀具46的频率。

另外，对切削加工的加工余量S1(参照图7)比阀座面16大的第1退避面14和第2退避面18进行加工的第1切削刀具42和第2切削刀具44被直接安装于工具主体40。据此，由于相比通过套筒48而能将第1切削刀具42和第2切削刀具44牢固地安装于工具主体40，因此能抑制产生由加工造成的振动等，从而实现提高加工精度、提高耐久性。此外，对于阀座面16而言，由于如上所述那样能减少加工余量S2，因此，即使将用于加工该阀座面16的第3切削刀具46设置于套筒48，也能获得充分的加工精度。

而且，在加工工具10中，通过将第1切削刀具42和第2切削刀具44直接安装于工具主体40，可以仅具有用于使第3切削刀具46进退的套筒48。因此，能尽可能地减少安装于工具主体40的套筒48的个数，从而有效地减小与轴线a正交的方向上的外形尺寸。

在上述的实施方式所涉及的加工工具10中，在工具主体40的顶端固定有阀引导孔加工用的铰刀58。在该情况下，通过旋转驱动机构和工具主体驱动机构而使工具主体40旋转和进退，据此能使铰刀58旋转和进退。即，能使用铰刀58而不使用铰孔专用的驱动机构进行加工，因此能避免限定能安装加工工具10的工作设备，从而能实现进一步提高加工工具10的通用性。

本发明并不特别限定于上述的实施方式，在不脱离其主旨的范围内，能进行各种变形。

例如，在加工工具10中，也可以将第3切削刀具46直接安装于工具主体40的顶端部。在该情况下，加工工具10可以具有两个套筒48，将第1切削刀具42安装于一方的套筒48，将第2切削刀具44安装于另一方的套筒48。另外，也可以将第1切削刀具42和第2切削刀具44安装于一个套筒48。

在该情况下，能在由第1切削刀具42和第2切削刀具44加工第1退避面14和第2退避面18之后，由第3切削刀具46加工阀座面16。因此，能减少加工阀座面16时的加工余量S2，从而高精度地加工阀座面16，而不会提高研磨、更换第3切削刀具46的频率。另外，在该情况下，由于能使用被牢固地安装于工具主体40的第3切削刀具46进行阀座面16的加工，因此能进一步有效地提高阀座面16的加工精度。

加工工具10所具有的多个切削刀具并不限定于第1切削刀具42、第2切削刀具44、第3切削刀具46的3个切削刀具。切削刀具的个数可以根据形成于开口的内周的加工面的个数进行设定，可以为2个，也可以为4个以上。

附图标记说明

10：加工工具；12：阀座材料；12a：开口；14：第1退避面；16：阀座面；18：第2退避面；22：气缸盖；40：工具主体；42：第1切削刀具；44：第2切削刀具；46：第3切削刀具；48：套筒；50：凸轮；50a：缺口面；50b：凹部；50c：圆弧面；52：凸轮施力部件；54：杆；54a：活塞；54b：鼓出部；56：活塞施力部件；58：铰刀；59：流体传感器；70d：基端面；72：槽；72a：第1内壁面；72b：第2内壁面；74a：受压面；78、80：端面；82：板簧；98：气缸室；112：顶端侧流路；114：连通路径；118：供给路径。

Claims (14)

1.一种加工工具(10)，其通过对具有开口(12a)的工件的内周实施切削加工来形成多个加工面(14、16、18)，

其特征在于，

具有工具主体(40)、多个切削刀具(42、44、46)、套筒(48)和凸轮(50)，其中，

所述工具主体被驱动以绕其轴线(a)旋转；

所述多个切削刀具与所述工具主体一起旋转；

所述套筒以能沿所述轴线进退的方式被安装于所述工具主体；

所述凸轮抵接于所述套筒的基端面(70d)来使所述套筒进退，

所述多个切削刀具的至少1个被安装于所述套筒。

2.根据权利要求1所述的加工工具，其特征在于，

所述凸轮具有沿着圆弧的外周的圆弧面(50c)和切掉所述圆弧的一部分而成的缺口面(50a)，能通过以所述圆弧的中心为旋转中心进行旋转来选择性地使所述圆弧面和所述缺口面抵接于所述套筒的所述基端面，

当所述圆弧面抵接于所述基端面时，所述套筒前进，

当所述缺口面抵接于所述基端面时，所述套筒后退。

3.根据权利要求2所述的加工工具，其特征在于，

还具有凸轮施力部件(52)，该凸轮施力部件对所述套筒向后退方向弹性施力，

通过所述圆弧面抵接于所述基端面来使所述套筒克服所述凸轮施力部件的弹力而前进，

通过所述缺口面抵接于所述基端面来使所述套筒在所述凸轮施力部件的弹力作用下后退。

4.根据权利要求2或3所述的加工工具，其特征在于，

还具有杆(54)和气缸室(98)，其中，

所述杆通过在所述工具主体的内部沿所述轴线进退来使所述凸轮旋转；

所述气缸室被设置于所述工具主体的内部且能供给流体，

所述杆具有活塞(54a)，该活塞能在所述气缸室中沿所述轴线移动，

所述活塞通过所述气缸室的所述流体的压力而位移，据此使所述杆进退。

5.根据权利要求4所述的加工工具，其特征在于，

所述杆在进退方向顶端的前进位置与进退方向基端的后退位置之间进退，

所述活塞被活塞施力部件(56)向所述气缸室的顶端侧弹性施力，

所述气缸室与设置于所述杆的供给路径(118)连通，

在向所述气缸室供给所述流体之前，所述杆在所述活塞施力部件的弹力作用下前进至所述前进位置，

通过所述供给路径向所述气缸室供给所述流体，据此使所述气缸室的所述流体的压力增大，此时所述杆克服所述活塞施力部件的弹力而后退。

6.根据权利要求5所述的加工工具，其特征在于，

在所述杆中设置有连通路径(114)和顶端侧流路(112)，其中，

所述连通路径在所述杆从所述前进位置后退至连通位置时与所述气缸室连通，且当所述杆位于比所述连通位置靠顶端侧时与所述气缸室隔断，

所述顶端侧流路与所述连通路径连通且从该连通路径向顶端侧延伸，

通过所述供给路径向所述气缸室供给所述流体，所述杆后退至所述连通位置，据此，当所述气缸室与所述连通路径连通时向所述顶端侧流路供给所述流体。

7.根据权利要求6所述的加工工具，其特征在于，

在所述杆中，在比所述活塞靠顶端侧的位置设置有所述连通路径，在比所述连通路径靠顶端侧的位置设置有从所述杆的外周面鼓出的鼓出部(54b)，

所述凸轮被设置有能插入所述鼓出部的凹部(50b)，

一边使所述鼓出部抵接于所述凹部的内表面一边使所述杆向所述前进位置前进，据此，所述凸轮以所述圆弧面抵接于所述套筒的所述基端面的方式进行旋转，一边使所述鼓出部抵接于所述凹部的内表面一边使所述杆向所述后退位置后退，据此，所述凸轮以所述缺口面抵接于所述套筒的所述基端面的方式进行旋转。

8.根据权利要求6或7所述的加工工具，其特征在于，

所述杆从所述前进位置后退而直至所述凸轮的所述缺口面抵接于所述套筒的所述基端面为止的距离比所述杆从所述前进位置后退而直至到达所述连通位置为止的距离小。

9.根据权利要求4至8中任一项所述的加工工具，其特征在于，

所述流体是被供给至所述工件的加工点的冷却剂。

10.根据权利要求4至9中任一项所述的加工工具，其特征在于，

还具有流体传感器(59)，该流体传感器用于检测向所述气缸室供给的所述流体的流量和压力中的至少任一方。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的加工工具，其特征在于，

所述套筒以能在沿所述轴线形成的槽(72)的内部滑动的方式配设于所述工具主体，

所述槽具有第1内壁面(72a)和第2内壁面(72b)，其中，所述第1内壁面抵接于与所述工具主体一起旋转的所述套筒的旋转方向上的后方的端面(78)；所述第2内壁面抵接于所述套筒的所述轴线侧的端面(80)，

在所述工具主体上设置有推压部件(82)，该推压部件从所述套筒的旋转方向的前方向相对于所述第1内壁面和所述第2内壁面倾斜的方向推压所述套筒。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的加工工具，其特征在于，

所述多个加工面是气缸盖(22)的阀座面(16)和分别设置于该阀座面的轴向上的两端侧的第1退避面(14)和第2退避面(18)，

作为所述多个切削刀具，具有形成所述第1退避面的第1切削刀具(42)、形成所述第2退避面的第2切削刀具(44)、形成所述阀座面的第3切削刀具(46)，

所述第1切削刀具和所述第2切削刀具被直接安装于所述工具主体的顶端部，

所述第3切削刀具被安装于所述套筒的顶端部。

13.根据权利要求1至11中任一项所述的加工工具，其特征在于，

所述多个加工面是气缸盖的阀座面和分别设置于该阀座面的轴向上的两端侧的第1退避面和第2退避面，

作为所述多个切削刀具，具有形成所述第1退避面的第1切削刀具、形成所述第2退避面的第2切削刀具和形成所述阀座面的第3切削刀具，

所述第1切削刀具和所述第2切削刀具被安装于所述套筒的顶端部，

所述第3切削刀具被直接安装于所述工具主体的顶端部。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的加工工具，其特征在于，

在所述工具主体的顶端固定有阀引导孔加工用的铰刀(58)。

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