JP2003019607A - ボーリングバー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 振動を好適に防止して精度の高い切削を可能
とする。 【解決手段】 ボーリングバー１の軸受部１０には、４
つのリセス部１１，１１・・が等間隔且つ等しい面積で
周方向に凹設される一方、本体２内には、キリ孔１３、
毛細管１４、筒状空間８、貫通孔９とからなるリセス部
１１への流体供給路が形成されている。よって、切削加
工時には、貫通孔９から供給された軸受油がリセス部１
１，１１・・に導かれ、軸受部１０の外面とワークの内
面との間で静圧流体軸受を構成し、ボーリングバー１の
相対回転を軸支可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワークの内面を切
削加工する際に用いられるボーリングバーに関する。

【０００２】

【従来の技術】ボーリングバーは、軸状の本体の先端に
切削刃を備え、工作機械の回転軸に装着して回転させる
（或いはボーリングバーを固定してワーク側を回転させ
る）ことでワークの内面を切削加工するものであるが、
このようなボーリングバーにおいては、径（Ｄ）と長さ
（Ｌ）との比Ｌ／Ｄが大きい場合、ボーリングバーの静
的／動的剛性が低くて、目的とする切込みをかけられな
い、或いは振動が発生して正常な切削ができない場合が
ある。そこで、ボーリングバーに防振構造を付加した
り、ワークの内面に、ボーリングバー外周上に設置され
た超硬ガイドチップ等を当接させることによりボーリン
グバーの変位を制限したりして振動の発生を防止する方
法が採用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前者の防振構造を採用
したものは、Ｌ／Ｄが所定範囲までは防振効果が得られ
るが、Ｌ／Ｄが所定範囲を超えて大きくなると効果が失
われ、切削が不可能になる。又、後者の超硬ガイドチッ
プ等を利用したものは、ワークと超硬ガイドチップ間に
押し付け力が加わったまま滑り接触するので、焼き付き
等の問題が発生してしまう。

【０００４】そこで、請求項１及び３に記載の発明は、
Ｌ／Ｄにかかわらず、剛性不足に起因する振動を好適に
防止して精度の高い切削が可能となり、且つ焼き付き等
の問題も生じないボーリングバーを提供することを目的
としたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、本体に、本体外周とワー
ク内面との間へ流体を案内可能な流体供給路を設けて、
切削加工時には、流体供給路から本体外周とワーク内面
との間へ供給された流体の圧力により、ワークとの相対
回転を軸支する流体軸受を形成可能としたことを特徴と
するものである。請求項２に記載の発明は、請求項１の
目的に加えて、流体供給路及び流体軸受を簡単且つ合理
的に形成するために、本体に、切削刃の近傍へ切削液を
案内可能な切削液供給路を設けたものにあって、流体供
給路を切削液供給路と接続して、切削液を軸受流体に使
用可能としたものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は、ボーリングバーの縦断面
図で、ボーリングバー１における軸状の本体２の先端面
には、切削刃３ａを備えたホルダ３が図示しない調整機
構によって半径方向へスライド且つ任意の位置で固定可
能に設けられている。又、本体２には、後端面から軸心
を通って前端周面で開口し、切削液を切削刃３ａ近傍へ
供給するための切削液供給路４，５が形成されている。
６は、本体２の中間で本体２と同径且つ同軸で一体に組
み込まれた外パイプ、７は、外パイプ６より小径で本体
２と同軸で一体に組み込まれた内パイプで、内パイプ７
の内部は切削液供給路４と連通して当該供給路の一部を
形成している。又、外パイプ６と内パイプ７との間に
は、筒状空間８が形成されており、本体２には、筒状空
間８の後方で連通し、切削液供給路４と平行な貫通孔９
が穿設されている。

【０００７】一方、本体２の前方部分で切削液供給路５
の開口位置よりやや後方部分には、大径の軸受部１０が
形成され、その軸受部１０には、図２の断面展開図に示
すように、長方形状の４つのリセス部１１，１１・・
が、夫々の間に本体２の軸心と平行な溝１２，１２・・
を挟んで等間隔且つ等しい面積で周方向に凹設されてい
る。これらのリセス部１１の中心には、本体２の軸心に
向けてキリ孔１３が夫々穿設されており、各キリ孔１３
は、本体２の軸心と平行な毛細管１４によって筒状空間
８と連通し、筒状空間８を介して貫通孔９と連通するよ
うになっている。即ち、貫通孔９，筒状空間８，毛細管
１４，キリ孔１３によって、リセス部１１へ軸受油を供
給可能な流体供給路を形成したものである。

【０００８】以上の如く構成されたボーリングバー１
は、図３に示すようにボーリング機やマシニングセンタ
等の工作機械において使用される。即ち、ボーリングバ
ー１の基端を支持装置１５で把持固定させる一方、回転
且つ軸方向へ移動可能な回転支持装置１６に、予め内径
ｄで内面加工されたワーク１７をボーリングバー１と同
軸で固定し、回転支持装置１６と共にワーク１７を回転
させながら軸方向へ移動させることで、切削刃３ａの半
径方向の位置で決定される内径寸法Ｄで切削加工を行う
ものである。又、この工作機械は、切削液及び軸受油を
別個に貯留したタンク１８を有し、ポンプ１９を介して
タンク１８からボーリングバー１の切削液供給路４へ切
削液を供給することで、切削液を切削液供給路４，５か
ら切削刃３ａ近傍で噴出させ、切削刃３ａの冷却及び切
粉の排出を行うようになっている。

【０００９】一方、この工作機械は、ポンプ２０を介し
てタンク１８から貫通孔９へ軸受油を供給する軸受流体
供給手段を備えており、軸受油は、貫通孔９から筒状空
間８、毛細管１４，１４・・、キリ孔１３，１３・・を
経てリセス部１１，１１・・に供給される。ここで、軸
受部１０の外径は、図４に示すように加工内径Ｄよりも
ｈ１＋ｈ２だけ小さく形成されているため、軸受油の供
給により、軸受部１０の外面とワーク１７の内面との間
で油膜による静圧流体軸受が構成され、ボーリングバー
１及びワーク１７の相対回転が軸支されることになる。

【００１０】尚、上記切削加工中に、ボーリングバー１
に軸心と直交方向に外力Ｗが加わった時、その上下で働
く軸受の支持力をＷ１，Ｗ２とすると、Ｗ＝Ｗ２−Ｗ１
の関係がある。ここで、Ｗ１とＷ２とは、図中の面積係
数をＡｅ、軸受面積をＡｐ、リセス圧力をＰｒ１及びＰ
ｒ２とすると、 Ｗ１＝Ａｅ×Ａｐ×Ｐｒ１ Ｗ２＝Ａｅ×Ａｐ×Ｐｒ２ となる。尚、面積係数Ａｅ及び軸受面積Ａｐは、図２に
示す軸受部の各寸法によって、 Ａｅ＝（１＋β）（１＋α）／４ Ａｐ＝Ｂ×Ｌ で求められる。又、リセス圧力Ｐｒ１及びＰｒ２は、軸
受形状、軸受隙間ｈ１＋ｈ２、毛細管１４の径や軸受油
の供給圧力、軸受油粘度等の選定により、必要な数値に
設定可能である。従って、ボーリングバー１に外力Ｗが
加わっても、軸受隙間ｈ１＋ｈ２を所望の量に確保する
軸受の設計は可能となる。

【００１１】このように上記形態のボーリングバー１に
よれば、ボーリングバー１の流体供給路から本体２の外
周とワーク１７の内面との間へ供給された軸受油の圧力
により、ワーク１７との相対回転を軸支する流体軸受を
形成可能としたことで、ボーリングバー１に切削力或い
は振動に起因する外力が加わっても、ボーリングバー１
とワーク１７との間に常に油膜厚さに相当する間隔を確
保可能となる。よって、Ｌ／Ｄが極端に大きい円筒内面
加工においても、ボーリングバー１の振動が効果的に抑
制され、ボーリングバー１の剛性不足に起因する切削へ
の悪影響を除いて精度の高い切削が可能となる。又、ボ
ーリングバー１とワーク１７との間に軸受流体が介在す
ることで、焼き付きのおそれもなくなる。

【００１２】尚、上記形態では、ボーリングバー１の本
体２に軸受流体用の流体供給路を別途設けているが、先
述した軸受形状、軸受隙間、毛細管の径や流体の供給圧
力等の選定により、切削液を軸受流体として採用可能で
ある。このように切削液を軸受流体として兼用すれば、
流体供給路を切削液供給路から分岐形成して供給路の簡
略化が可能となり、ボーリングバーの製造工程も省略さ
れる。又、工作機械側では、軸受油を別途用意する必要
がなくなり、タンクも切削液用のみで足りる。よって、
流体供給路及び流体軸受を簡単且つ合理的に形成可能と
なり、工具に切削液を供給する機能を持つ既設の工作機
械にそのまま適用可能となる。一方、上記形態では、ボ
ーリングバー１が固定してワーク１７が回転する構造で
説明しているが、逆にワーク１７が固定でボーリングバ
ー１が回転軸に支持されて回転する構造であっても上記
形態と同様の作用効果が得られる。更に、上記形態で
は、静圧流体軸受を利用しているが、リセス部の形状変
更により、軸受流体のリセス部内での流動によって軸受
作用を得る動圧流体軸受も同様に採用可能である。

【００１３】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、ボーリ
ングバーに切削力或いは振動に起因する外力が加わって
も、ボーリングバーとワークとの間に常に油膜厚さに相
当する間隔を確保可能となる。よって、Ｌ／Ｄが極端に
大きい円筒内面加工においても、ボーリングバーの振動
が効果的に抑制され、ボーリングバーの剛性不足に起因
する切削への悪影響を除いて精度の高い切削が可能とな
る。又、ボーリングバーとワークとの間に軸受流体が介
在することで、焼き付きのおそれもなくなる。請求項２
に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、本体
に、切削刃の近傍へ切削液を案内可能な切削液供給路を
設けたものにあっては、流体供給路を切削液供給路から
分岐形成して、切削液を軸受流体に使用可能としたこと
で、流体供給路及び流体軸受を簡単且つ合理的に形成可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ボーリングバーの縦断面図である。

【図２】Ａ−Ａ断面展開図である。

【図３】ボーリングバーを用いた工作機械を示す説明図
である。

【図４】ボーリングバーの先端部分の説明図である。

【符号の説明】

１・・ボーリングバー、４，５・・切削液供給路、６・
・外パイプ、７・・内パイプ、８・・筒状空間、９・・
貫通孔、１０・・軸受部、１１・・リセス部、１３・・
キリ孔、１４・・毛細管、１７・・ワーク。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸状の本体の先端に切削刃を備え、ワー
   クとの相対回転によって前記ワークの内面を切削加工可
   能なボーリングバーであって、 前記本体に、前記本体外周とワーク内面との間へ流体を
   案内可能な流体供給路を設けて、前記切削加工時には、
   前記流体供給路から前記本体外周とワーク内面との間へ
   供給された流体の圧力により、前記ワークとの相対回転
   を軸支する流体軸受を形成可能としたことを特徴とする
   ボーリングバー。
2. 【請求項２】 本体に、切削刃の近傍へ切削液を案内可
   能な切削液供給路を設けたものにあっては、流体供給路
   を前記切削液供給路から分岐形成して、切削液を軸受流
   体に使用可能とした請求項１に記載のボーリングバー。