JP2004090104A

JP2004090104A - Deep hole cutting device

Info

Publication number: JP2004090104A
Application number: JP2002250946A
Authority: JP
Inventors: Takuji Nomura; 野村　倬司
Original assignee: Unitac Inc
Current assignee: Unitac Inc
Priority date: 2002-08-29
Filing date: 2002-08-29
Publication date: 2004-03-25
Anticipated expiration: 2022-08-29
Also published as: JP4227377B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a deep hole cutting device, adapted to discharge chips generated in the process of cutting with a coolant from a discharge opening part of a boring head through the interior of a hollow boring bar to the outside, for surely preventing leakage of liquid due to back flow of the coolant, machining with high efficiency and high accuracy and lengthening the life of a member. <P>SOLUTION: A male screw type spiral projection 5 wound round the outer peripheral surface two or more times is formed on the base side of the boring head 2A, and with the relative rotation of the boring bar 1A in the process of cutting and material W to be cut, the thrust force for sending the coolant C to the cutting blade side is generated by the spiral projection 5. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、切削加工中に生じる切り屑をボーリングヘッドの排出用開口部からクーラントと共に中空状ボーリングバーの内部を通して外部へ排出するようにした深穴切削装置に関する。
【０００２】
【従来技術とその課題】
一般的に、深穴加工の切削能率は、工具系の能力よりも、加工中に切削穴内部に発生する切り屑の外部への排出能力に大きく依存する。このため、深穴切削装置では、中空状ボーリングバーを用いると共に、ボーリングヘッドに排出用開口部を設け、切り屑を切刃部へ供給されるクーラントと共に排出用開口部から該ボーリングバーの内部を通して外部へ排出するようにしている。しかして、切刃部へのクーラントの供給は、図５のように中空状ボーリングバー３０の内部を通して行う内部供給方式と、図６のように中空状ボーリングバー４０の外周面と切削穴Ｈの内周面との間隙Ｔを通して行う外部供給方式とがある。なお、切削加工は、ボーリングバー３０，４０側を回転させる場合と、被削材Ｗ側を回転させる場合とがある。
【０００３】
前記の内部供給方式では、図４でも示すように、中空状ボーリングバー３０が二重筒構造を有しており、その内筒３１と外筒３２間で構成するクーラント供給路３０ａに導入された高圧のクーラントＣをボーリングヘッド３３のクーラント導出口３４より切刃３５側へ供給し、このクーラントＣを発生する切り屑Ｓと共にボーリングヘッド３３の切刃３５に臨む排出用開口部３６から内筒３１の内側で構成する排出路３０ｂへ流入させて外部へ排出する。ところが、この内部供給方式の場合、ボーリングバー３０に外嵌させたガイドブシュ３７（図５参照）がシールリング３７ａを介して被削材Ｗに押接しているが、クーラント導出口３４より導出した高圧のクーラントＣの一部がボーリングバー３０の外周面と切削穴Ｈとの間隙Ｔに入り込んで逆流するため、切削穴Ｈの開口端からの液漏れを生じると共に、この逆流するクーラントＣに伴って切り屑Ｓが前記間隙Ｔに入り込んでボーリングバー３０の回転抵抗を増大させ、加工能率及び加工精度の低下やボーリングバー３０の寿命短縮を招くことになる。
【０００４】
そこで、上記の対策として、図示のように、ボーリングヘッド３４のクーラント導出口３４よりも基部側の外周に、小定間隔置きに配置する複数の環状突縁３８ａ…からなるラビリンスシール部３８を設け、このラビリンスシール部３８による流れ止め作用によって前記クーラントＣの逆流を抑制する方法が採用されている。しかしながら、このようなラビリンスシール部３８を設けた場合でも、環状突縁３８ａ…と切削穴Ｈの内周面との間には摺動間隙が必要であるため、クーラントＣの逆流による液漏れを確実には防止できない上、逆流するクーラントＣに伴う切り屑Ｓの環状突縁３８ａ…間への蓄積や前記摺動間隙への咬み込みにより、却ってボーリングバー３０の回転抵抗を増大させたり、ラビリンスシール部３８の摩耗によるボーリングヘッドの早期交換を余儀なくされるという問題があった。
【０００５】
一方、前記の外部供給方式では、中空状ボーリングバー４０を油密に包囲するクーラント供給ジャケット４１を用い、このジャケット４１をシールリング４２を介して被削材Ｗに押接した状態で、導入口４３から該ジャケット４１内にクーラントＣを高圧で供給することにより、ボーリングバー４０の外周面と切削穴Ｈの内周面との間隙Ｔよりボーリングヘッド４４の切刃４５側へ供給し、このクーラントＣを発生する切り屑Ｓと共にボーリングヘッド４４の切刃４５に臨む排出用開口部４６からボーリングバー４０の中空部４７内流入させて外部へ排出するようになっている。しかるに、このような外部供給方式においては、切削穴Ｈが深くなるに伴い、流路抵抗による圧損が増すことから、切削部位へのクーラントＣの供給不足によって切削抵抗及び発熱が大きくなると共に、クーラントＣを介した切り屑Ｓの排出能力が低下し、もって切削能率が悪化するという難点があり、また上記圧損を補う上でクーラントＣの供給圧を高く設定する必要があり、そのための設備コスト及びエネルギーコストが嵩むという問題があった。
【０００６】
本発明は、上述の情況に鑑み、切削加工中に生じる切り屑をボーリングヘッドの排出用開口部からクーラントと共に中空状ボーリングバーの内部を通して外部へ排出するようにした深穴切削装置として、クーラントの内部供給方式では逆流による液漏れを確実に防止できると共に、この逆流に伴う切り屑に起因した加工能率及び加工精度の低下やボーリングバーの寿命短縮を回避でき、また外部供給方式においても比較的低い供給圧でクーラントを切削部位へ充分に供給して高い切り屑排出能力を確保でき、もって切削能率を向上できるものを提供することを目的としている。
【０００７】
【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の発明は、図面の参照符号を付して示せば、中空状ボーリングバー１の先端に設けたボーリングヘッド２の切刃３側に、該ボーリングバー１内部に連通する排出用開口部４，４ａ，４ｂを備え、切削加工中に生じる切り屑Ｓを切刃３側へ供給されるクーラントＣと共に前記排出用開口部４，４ａ，４ｂより前記ボーリングバー１内部を通して外部へ排出するようにした深穴切削装置において、前記ボーリングヘッド２の基部側に、その外周面を複数回に周回する雄ねじ形の螺旋凸条５が形成され、切削加工中のボーリングバー１と被削材Ｗとの相対回転に伴い、該螺旋凸条５によってクーラントＣを切刃側へ送る推進力を生じるように構成されてなる。
【０００８】
請求項２の発明は、上記請求項１の深穴切削装置において、前記中空状ボーリングバー１が二重筒に構成され、その内外筒１ｂ，１ａが前記螺旋凸条５の形成部よりも切刃３側に設けたクーラント導出口７に連通するクーラント供給路８をなすと共に、内筒の内側が前記排出用開口部４に連通する排出路９をなす構成としている。また、請求項３の発明は、上記請求項１の深穴切削装置において、クーラントＣが外部よりボーリングバー１の外周面と切削穴Ｈの内周面との隙間を通して切刃３側へ供給されるように構成されてなるものとしている。
【０００９】
更に請求項４の発明は、上記請求項１又は２の深穴切削装置において、ボーリングヘッド２が前記中空状ボーリングバー１に対して着脱可能な独立部材からなり、このボーリングヘッド２に前記螺旋凸条５が形成されてなる構成としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る深穴切削装置の実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。図１〜図２（イ）（ロ）は第一実施例の深穴切削装置Ａ、図３（イ）〜（ハ）は第二実施例の深穴切削装置Ｂ、をそれぞれ示す。なお、第一及び第二実施例の深穴切削装置Ａ，Ｂにおいて相互に対応する構成部分については、形状及び構造の違いがあっても同じ符号を付している。
【００１１】
第一実施例の深穴切削装置Ａは、クーラント内部供給方式のガンドリル型であり、クーラント供給口１０ａ及び排出口１０ｂを備えた略円筒状のクーラント給排ケーシング１０に、略丸軸状の駆動軸１２が前後一対の軸受１１，１１を介して同心状に回転自在に保持されている。この駆動軸１２は、ケーシング１０より突出した前端部にテーパコレット式チャック１３を備えており、前端から長手方向中間部に至る工具保持孔１２ａに、先端にボーリングヘッド２Ａを取り付けたボーリングバー１Ａの基部側を挿嵌して該チャック１３にて締め付け固定すると共に、ケーシング１０より突出したキー溝付き後端部１２ｂを工作機械のスピンドル等に連結して回転駆動するようになされている。
【００１２】
しかして、駆動軸１２には、工具保持孔１２ａの奥部と当該駆動軸１２の外周に設けた環状溝１２ｃとを連通する半径方向流路１２ｄが形成されると共に、工具保持孔１２ａの奥端から環状溝１２ｃよりも後部の外周面に至る斜めの排出流路孔１２ｅを備えている。一方、クーラント給排ケーシング１０内には駆動軸１２に外嵌するリング部材１４を有し、このリング部材１４に設けられた半径方向流路１４ａがリング部材１４の環状溝１２ｃとクーラント供給口１０ａとに連通している。また、該ケーシング１０内のリング部材１４よりも後部には駆動軸１２を取り囲む環状排出空間１０ｃを有し、この環状排出空間１０ｃに排出口１０ｂが連通すると共に、駆動軸１２の排出流路孔１２ｅの出口が当該環状排出空間１０ｃに臨んでいる。１５は各軸受１１の内側で駆動軸１２に外嵌したメカニカルシールリング、１６はケーシング１０の外側から螺入してリング部材１４に係合したコックである。
【００１３】
ボーリングバー１Ａは厚肉の外筒１ａ内に薄肉チューブ状の内筒１ｂが配置した二重筒構造であり、外筒１ａの前端部内周に設けた雌ねじ１７にボーリングヘッド２Ａの基部２ｃ側の雄ねじ部１８を螺挿することにより、当該ボーリングヘッド２Ａを取着すると共に、図２（ロ）に示すように、外筒１ａよりも突出した内筒１ｂの前端側をボーリングヘッド２Ａの中心孔２０に挿嵌して、その拡径した前端を当該中心孔２０の内奥段部２０ａに係止するようになされており、外筒１ａと内筒１ｂとの間でクーラント供給路８を構成すると共に、内筒１ｂの内側が排出路９を構成している。そして、クーラント供給路８は、図１に示すように、後端側が外筒１ａに対する内筒１ｂの後端部の密接によって閉塞しているが、その閉塞位置の手前で外筒１ａに設けた側方流路孔８ａに連通し、この側方流路孔８ａが外筒１ａの後端部外周面に設けた環状凹面部８ｂに臨むと共に、この環状凹面部８ｂがボーリングバー１Ａの駆動軸１２への装着状態において当該駆動軸１２の半径方向流路１２ｄに臨むことにより、クーラント給排ケーシング１０のクーラント供給口１０ａに連通している。一方、排出路９は、ボーリングバー１Ａの後端開口から駆動軸１２の排出流路孔１２ｅとケーシング１０の環状排出空間１０ｃを通して排出口１０ｂに連通している。
【００１４】
ボーリングヘッド２Ａは、図２（イ）（ロ）に示すように、先端面から側面にわたって開口する排出用開口部４の縁面に切刃３を取り付けた先端部２ａと、前記の雄ねじ１８を設けた基端部２ｃとの間の中間部２ｂに、その外周面を複数回に周回する雄ねじ形の螺旋凸条５が形成されると共に、この中間部２ｃから先端部２ａへ移行する括れ部２ｄの外周面に、中心孔２０に連通するクーラント導出口７，７が開口している。しかして、該ボーリングヘッド２Ａのボーリングバー１Ａへの取着状態において、排出用開口部３は当該ボーリングバー１Ａの排出路９に連通すると共に、クーラント導出口７，７は同クーラント供給路８の前端部に連通している。１９はボーリングヘッド２Ａの先端部２ａの周面に取着された超硬材製のガイドパッドである。
【００１５】
このボーリングヘッド２Ａの中間部２ｂに設けた螺旋凸条５は、基端部２ｃの雄ねじ１８と同じ螺旋方向であって、その頂部における径が当該ボーリングヘッド２Ａによる切削穴径と同一又は若干小さくなるように設定されている。
【００１６】
上記構成の深穴切削装置Ａによる深穴切削加工では、クーラント給排ケーシング１０のクーラント供給口１０ａより高圧のクーラントＣを供給しつつ、ボーリングバー１Ａを図１の矢印Ｆ方向、つまりボーリングヘッド２Ａとの螺合度合を深める方向に回転駆動させ、適当なガイドブシュ（例えば図５に示すガイドブシュ３７）を介して被削材Ｗに該ボーリングヘッド２Ａを押接し、その切刃３で該被削材Ｗを切削して切削穴Ｈを形成してゆく。このとき、供給されるクーラントＣは、リング部材１４の半径方向流路１４ａ→駆動軸１２の環状溝１２ｃ→同半径方向流路１２ｄ→ボーリングバー１Ａの環状凹面部８ｂ→同側方流路孔８ａを順次経てクーラント供給路８に流入し、このクーラント供給路８を通ってクーラント導出口７，７よりボーリングヘッド２Ａと切削穴Ｈとの隙間に導出され、切刃３による切削部位に行き渡った上で、切削によって生じた切り屑Ｓと共に排出用開口部４よりボーリングヘッド２Ａ内の排出路９に流入し、ボーリングバー１Ａの後端開口から駆動軸１２の排出流路孔１２ｅとケーシング１０の環状排出空間１０ｃを経て、排出口１０ｂから切り屑Ｓを伴って外部へ排出されることになる。
【００１７】
しかして、クーラント導出口７，７よりボーリングヘッド２Ａと切削穴Ｈとの隙間に導出されるクーラントＣは、その高圧によってボーリングバー１Ａの外周面と切削穴Ｈとの間隙Ｔ側へ逆流しようとしても、その流れがボーリングヘッド２Ａの中間部２ｃにある螺旋凸条５にて遮断される上、該ボーリングヘッド２Ａが前記方向に回転していることにより、螺旋凸条５による前方つまり切刃３側への強い推進力が働き、螺旋凸条５の間の溝部２１まで浸入しても該推進力によって直ちに前方へ送り戻されることになるから、この中間部２ｂを越えて前記間隙Ｔに至ることがない上、切削加工中のクーラントＣの流れが常に切刃３側へ向かっているから、切り屑Ｓが螺旋凸条５と切削穴Ｈとの間に咬み込んだり溝部２１へ入り込むこともない。従って、この深穴切削装置Ａによれば、クーラントＣの逆流による切削穴Ｈの開口端からの液漏れを確実に防止できる上、この逆流に伴う切り屑に起因したボーリングバー１Ａの回転抵抗の増大も回避できるから、高能率で高精度の深穴切削加工を行えると共に、ボーリングバー１Ａ及びボーリングヘッド２Ａの耐久性も向上する。
【００１８】
第二実施例の深穴切削装置Ｂは、クーラント外部供給方式であり、図３（ハ）に示す先端にボーリングヘッド２Ｂを取り付けたボーリングバー１Ｂの基部側を、図示省略した工具チャックを介して工作機械のスピンドル等に連結して回転駆動するようになされている。しかして、ボーリングバー１Ｂは、丸パイプ状であって内部が排出路９を構成しており、前端部内周に設けた雌ねじ１７にボーリングヘッド２Ｂの基部２ｃ側の雄ねじ部１８を螺挿することにより、当該ボーリングヘッド２Ｂを取着している。
【００１９】
ボーリングヘッド２Ｂは、図３（イ）（ロ）に示すように、略円筒状で先端が鈍角の円錐状に形成され、先端面から側面にわたって開口して先端面から見て略扇状をなす大小２つの排出用開口部４ａ，４ｂを有し、これら排出用開口部４ａ，４ｂが後端面に開放した中心孔２０に連通しており、大きい排出用開口部４ａの縁面には中央部切刃３ａと周辺部切刃３ｂとが取り付けられ、小さい排出用開口部４ｂの縁面に中間部切刃３ｃが取り付けられると共に、両排出用開口部４ａ，４ｂ間の外周面に各々ガイドパッド１９が取着されている。そして、上記切刃３ａ〜３ｃ及び排出用開口部４ａ，４ｂを備えた先端部２ａと、前記の雄ねじ１８を設けた基端部２ｃとの間の中間部２ｂに、その外周面を複数回に周回する雄ねじ形の螺旋凸条５が形成されている。
【００２０】
このボーリングヘッド２Ｂの中間部２ｂに設けた螺旋凸条５は、前記第一実施例の場合と同様に、基端部２ｃの雄ねじ１８と同じ螺旋方向であって、その頂部における径が当該ボーリングヘッド２Ｂによる切削穴径と同一又は若干小さくなるように設定されている。
【００２１】
上記構成の深穴切削装置Ｂによる深穴切削加工では、既述の図６を用いて説明したように、ボーリングバー１Ｂを油密に包囲するクーラント供給ジャケット（図６の符号４１参照）を用い、このジャケットをシールリング（図６の符号４２参照）を介して被削材Ｗに押接した状態で高圧のクーラントＣを供給しつつ、ボーリングバー１Ｂを図３（ハ）の矢印Ｆ方向、つまりボーリングヘッド２Ｂとの螺合度合を深める方向に回転駆動させ、被削材Ｗに該ボーリングヘッド２Ｂを押接し、その切刃３ａ〜３ｃで該被削材Ｗを切削して切削穴Ｈを形成してゆく。このとき、供給されるクーラントＣは、ボーリングバー１Ｂの外周面と切削穴Ｈの内周面との間隙Ｔを通ってボーリングヘッド２Ｂ側へ送られるが、該ボーリングヘッド２Ｂが前記方向に回転しているため、螺旋凸条５を有する領域では該螺旋凸条５による前方への強い推進力が働き、この推進力によって切刃３ａ〜３ｃ側への送りが促進される。
【００２２】
従って、切削穴Ｈが深くなっても、切削部位にクーラントＣが充分に行き渡ることになり、切削抵抗及び発熱の増大を回避できると共に、該クーラントＣが切削部位から排出用開口部４ａ，４ｂへ流入する際に、切削によって生じた切り屑Ｓを効率よく巻き込んでボーリングバー１Ｂ内の排出路９へ排出させるから、高能率で高精度の深穴切削加工を行え、また従来のように流路抵抗による圧損の増大に対応してクーラントＣの供給圧を高くする必要もないから、設備コスト及びエネルギーコストを低減できる。
【００２３】
なお、前記例示した深穴切削加工ではボーリングバー１Ａ，１Ｂを回転駆動させているが、特に柱状や棒状の被削材Ｗに長さ方向の切削穴Ｈを設ける場合等、必要に応じて被削材Ｗ側を回転駆動させて当該加工を行うことも可能であり、この被削材Ｗ側を回転させる場合でも前記螺旋凸条５によってクーラントＣを切刃側へ向かわせる推進力が発生することになる。
【００２４】
本発明の深穴切削装置では、ボーリングヘッドがボーリングバーの前端に一体形成されたものでもよく、また螺旋凸条５をボーリングバーの前端部外周に設けることも可能であるが、上記第一及び第二実施例のように独立部材としたボーリングヘッドに該螺旋凸条５を設ければ、その摩耗や損傷を生じた際に当該ボーリングヘッドのみを脱着交換すればよいから、保全コストを低減できるという利点がある。更に、螺旋凸条５の形成部を別部品として、ボーリングヘッドとボーリングバーとの間に連結させたり、これらに相対回転不能に套嵌させたりする構成も採用可能である。
【００２５】
その他、本発明においては、ボーリングヘッドにおける切刃の数と形状、排出用開口部の形状、ボーリングバーの駆動機構、クーラントＣの内部供給方式及び外部供給方式における供給機構、ボーリングバー内部を通したクーラントＣ及び切り屑Ｓの外部への排出機構等、細部構成については実施例以外に種々設計変更可能である。
【００２６】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、切削加工中に生じる切り屑をボーリングヘッドの排出用開口部からクーラントと共に中空状ボーリングバーの内部を通して外部へ排出するようにした深穴切削装置として、前記ボーリングヘッドの基部側の外周面に雄ねじ形の螺旋凸条を設け、この螺旋凸条によってクーラントを切刃側へ送る推進力を生じるようにしていることから、クーラントの逆流による液漏れを生じず、高い切り屑排出能力によって高精度及び高能率の深穴切削加工を行えると共に、部材を長寿命化し得るものが提供される。
【００２７】
請求項２の発明によれば、特にクーラントを内部供給方式で切刃側へ供給する前記深穴切削装置として、逆流による液漏れを確実に防止できると共に、この逆流に伴う切り屑に起因した加工能率及び加工精度の低下やボーリングバーの寿命短縮を回避できるものが提供される。
【００２８】
請求項３の発明によれば、特にクーラントを外部供給方式で切刃側へ供給する前記深穴切削装置として、比較的低い供給圧でクーラントを切削部位へ充分に供給して高い切り屑排出能力を確保でき、もって切削能率を向上できるものが提供される。
【００２９】
請求項４の発明によれば、前記の深穴切削装置として、ボーリングヘッドが前記中空状ボーリングバーに対して着脱可能な独立部材からなり、このボーリングヘッドに前記螺旋凸条が形成されていることから、該螺旋凸条の摩耗や損傷を生じた際にボーリングヘッドのみを脱着交換すればよく、もって保全コストを低減できるものが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施例に係る深穴切削装置の縦断側面図である。
【図２】同深穴切削装置の要部を示し、（イ）図はボーリングヘッドの先端側から見た正面図、（ロ）図は切削加工中におけるボーリングヘッド近傍の縦断側面図である。
【図３】本発明の第二実施例に係る深穴切削装置を示し、（イ）図はボーリングヘッドの先端側から見た正面図、（ロ）図はボーリングヘッドの側面図、（ハ）図は切削加工中におけるボーリングヘッド近傍の縦断側面図である。
【図４】従来のクーラント内部供給方式の深穴切削装置による切削加工中のボーリングヘッド近傍の縦断側面図である。
【図５】従来のクーラント内部供給方式の深穴切削装置による切削加工状態を示す縦断側面図である。
【図６】従来のクーラント外部供給方式の深穴切削装置による切削加工状態を示す縦断側面図である。
【符号の説明】
１Ａ，１Ｂ　　　ボーリングバー
１ａ　　　　　　外筒
１ｂ　　　　　　内筒
２ａ，２Ｂ　　　ボーリングヘッド
３，３ａ〜３ｃ　切刃
４，４ａ，４ｂ　排出用開口部
５　　　　　　　螺旋凸条
７　　　　　　　クーラント導出路
８　　　　　　　クーラント供給路
９　　　　　　　排出路
Ａ，Ｂ　　　　　深穴切削装置
Ｃ　　　　　　　クーラント
Ｈ　　　　　　　切削穴
Ｔ　　　　　　　隙間
Ｓ　　　　　　　切り屑[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a deep hole cutting device configured to discharge chips generated during cutting from a discharge opening of a boring head together with a coolant to the outside through a hollow boring bar.
[0002]
[Prior art and its problems]
Generally, the cutting efficiency of deep hole machining depends more on the ability to discharge chips generated inside the cut hole during machining to the outside than the ability of the tool system. For this reason, in the deep hole cutting device, a hollow boring bar is used, a discharge opening is provided in the boring head, and chips are passed from the discharge opening together with the coolant supplied to the cutting blade portion through the inside of the boring bar. They are discharged to the outside. Thus, the coolant is supplied to the cutting edge portion through an internal supply system through the hollow boring bar 30 as shown in FIG. 5 and an outer peripheral surface of the hollow boring bar 40 and the cut hole H as shown in FIG. There is an external supply method which is performed through a gap T with the inner peripheral surface. In the cutting, the boring bars 30 and 40 may be rotated or the workpiece W may be rotated.
[0003]
In the internal supply system, as shown in FIG. 4, the hollow boring bar 30 has a double-cylinder structure, and is introduced into the coolant supply passage 30a formed between the inner cylinder 31 and the outer cylinder 32. The high-pressure coolant C is supplied from the coolant outlet port 34 of the boring head 33 to the cutting edge 35 side, and together with the chips S that generate the coolant C, the discharge pipe 36 facing the cutting edge 35 of the boring head 33 passes through the inner cylinder 31. Into the discharge path 30b formed inside the container and discharged to the outside. However, in the case of the internal supply system, the guide bush 37 (see FIG. 5) externally fitted to the boring bar 30 is pressed against the work material W via the seal ring 37a. Since a part of the high-pressure coolant C enters the gap T between the outer peripheral surface of the boring bar 30 and the cutting hole H and flows backward, liquid leakage from the opening end of the cutting hole H occurs, and the coolant C flows with the backflow. As a result, the chips S enter the gap T to increase the rotational resistance of the boring bar 30, thereby lowering the processing efficiency and processing accuracy and shortening the life of the boring bar 30.
[0004]
Therefore, as a countermeasure, a labyrinth seal portion 38 comprising a plurality of annular protruding edges 38a arranged at small regular intervals is provided on the outer periphery of the boring head 34 on the base side side of the coolant outlet port 34 as shown in the figure. In addition, a method of suppressing the backflow of the coolant C by the flow stopping action of the labyrinth seal portion 38 is adopted. However, even when such a labyrinth seal portion 38 is provided, since a sliding gap is required between the annular protruding edges 38a and the inner peripheral surface of the cutting hole H, the liquid leakage due to the backflow of the coolant C is prevented. In addition to the above, the rotation resistance of the boring bar 30 may be increased due to the accumulation of the chips S between the annular protruding edges 38a due to the coolant C flowing backward and the biting into the sliding gap. There is a problem that the boring head must be replaced early due to wear of the seal portion 38.
[0005]
On the other hand, in the above-mentioned external supply system, a coolant supply jacket 41 that surrounds the hollow boring bar 40 in an oil-tight manner is used. By supplying the coolant C at a high pressure from the inside 43 to the jacket 41, the coolant C is supplied to the cutting edge 45 side of the boring head 44 from the gap T between the outer peripheral surface of the boring bar 40 and the inner peripheral surface of the cutting hole H. Along with the chips S that generate C, they flow into the hollow portion 47 of the boring bar 40 from the discharge opening 46 facing the cutting edge 45 of the boring head 44 and are discharged to the outside. However, in such an external supply system, as the cutting hole H becomes deeper, the pressure loss due to the flow path resistance increases, so that the cutting resistance and heat generation increase due to the insufficient supply of the coolant C to the cutting portion, and the coolant also increases. There is a disadvantage that the discharge ability of the chips S via C decreases, and the cutting efficiency deteriorates. Further, in order to compensate for the pressure loss, it is necessary to set the supply pressure of the coolant C high. There was a problem that energy cost increased.
[0006]
In view of the above-described circumstances, the present invention provides a deep hole cutting device configured to discharge chips generated during cutting from a discharge opening of a boring head to the outside through a hollow boring bar together with a coolant. With the internal supply method, liquid leakage due to backflow can be reliably prevented, and the reduction of machining efficiency and processing accuracy and the shortening of the life of the boring bar due to chips caused by this backflow can be avoided, and the external supply method is relatively low. It is an object of the present invention to provide a coolant capable of sufficiently supplying a coolant to a cutting portion with a supply pressure to secure a high chip discharge capability and thereby improving a cutting efficiency.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, the invention according to claim 1 is provided with the boring bar 1 on the cutting blade 3 side of a boring head 2 provided at the tip of a hollow boring bar 1 by adding the reference numerals in the drawings. The boring bar is provided with discharge openings 4, 4 a, 4 b communicating with the inside, and chips S generated during the cutting process are discharged from the discharge openings 4, 4 a, 4 b together with the coolant C supplied to the cutting blade 3 side. 1 In a deep hole cutting device designed to be discharged to the outside through the inside, a male screw-shaped spiral ridge 5 is formed on the base side of the boring head 2 so as to orbit the outer peripheral surface a plurality of times. With the relative rotation between the bar 1 and the workpiece W, the spiral ridge 5 generates a driving force for sending the coolant C to the cutting blade side.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, in the deep hole cutting device of the first aspect, the hollow boring bar 1 is formed as a double cylinder, and the inner and outer cylinders 1b and 1a are cut more than the portion where the spiral ridge 5 is formed. The coolant supply passage 8 communicates with a coolant outlet 7 provided on the blade 3 side, and the inside of the inner cylinder forms a discharge passage 9 communicating with the discharge opening 4. According to a third aspect of the present invention, in the deep hole cutting device of the first aspect, the coolant C is supplied from the outside to the cutting edge 3 through a gap between the outer peripheral surface of the boring bar 1 and the inner peripheral surface of the cutting hole H. It is configured to be configured as follows.
[0009]
Further, according to the invention of claim 4, in the deep hole cutting device according to claim 1 or 2, the boring head 2 is formed of an independent member detachable from the hollow boring bar 1, and the boring head 2 is provided with the helical convex. Article 5 is formed.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a deep hole cutting device according to the present invention will be specifically described with reference to the drawings. FIGS. 1-2 (a) and (b) show a deep hole cutting device A of the first embodiment, and FIGS. 3 (a)-(c) show a deep hole cutting device B of the second embodiment. Note that, in the deep hole cutting devices A and B of the first and second embodiments, the components corresponding to each other are denoted by the same reference numerals even if there are differences in shape and structure.
[0011]
The deep hole cutting device A of the first embodiment is a gun drill type of an internal coolant supply system, and a substantially cylindrical drive shaft 10 having a substantially cylindrical coolant supply / discharge casing 10 having a coolant supply port 10a and a discharge port 10b. The shaft 12 is rotatably held concentrically via a pair of front and rear bearings 11,11. The drive shaft 12 has a tapered collet type chuck 13 at a front end protruding from the casing 10, and a boring bar 1A having a boring head 2A mounted at a tip thereof in a tool holding hole 12a extending from the front end to a longitudinal middle portion. The base portion is inserted and fastened and fixed by the chuck 13, and the rear end portion 12b with a key groove protruding from the casing 10 is connected to a spindle or the like of a machine tool to be rotationally driven.
[0012]
Thus, the drive shaft 12 is formed with a radial flow path 12d that communicates the inner part of the tool holding hole 12a with the annular groove 12c provided on the outer periphery of the drive shaft 12, and the inner side of the tool holding hole 12a. An oblique discharge passage hole 12e is provided from the end to the outer peripheral surface at the rear of the annular groove 12c. On the other hand, the coolant supply / discharge casing 10 has a ring member 14 externally fitted to the drive shaft 12, and a radial flow path 14a provided in the ring member 14 has an annular groove 12c of the ring member 14 and a coolant supply port 10a. And communicates with Further, a rear portion of the ring member 14 in the casing 10 has an annular discharge space 10c surrounding the drive shaft 12, a discharge port 10b communicates with the annular discharge space 10c, and a discharge passage hole of the drive shaft 12. The outlet 12e faces the annular discharge space 10c. Reference numeral 15 denotes a mechanical seal ring that is externally fitted to the drive shaft 12 inside each bearing 11, and 16 denotes a cock that is screwed from the outside of the casing 10 and engaged with the ring member 14.
[0013]
The boring bar 1A has a double-cylinder structure in which a thin-walled inner tube 1b is disposed inside a thicker outer tube 1a, and a female screw 17 provided on an inner periphery of a front end portion of the outer tube 1a is provided on the base 2c side of the boring head 2A. The boring head 2A is attached by screwing the male screw portion 18, and as shown in FIG. 2B, the front end side of the inner cylinder 1b projecting from the outer cylinder 1a is formed in the center hole of the boring head 2A. 20, the front end of which is enlarged in diameter is engaged with the inner deep step 20 a of the center hole 20, and the coolant supply passage 8 is formed between the outer cylinder 1 a and the inner cylinder 1 b. At the same time, the inside of the inner cylinder 1b constitutes the discharge passage 9. As shown in FIG. 1, the coolant supply path 8 is closed at the rear end by the close contact of the rear end of the inner cylinder 1 b with the outer cylinder 1 a, but is provided in the outer cylinder 1 a just before the closed position. The side passage hole 8a communicates with the side passage hole 8a. The side passage hole 8a faces an annular concave portion 8b provided on the outer peripheral surface of the rear end portion of the outer cylinder 1a, and the annular concave surface portion 8b serves as a drive shaft of the boring bar 1A. In the state where the drive shaft 12 is attached to the drive shaft 12, the drive shaft 12 faces the radial flow path 12 d, thereby communicating with the coolant supply port 10 a of the coolant supply / discharge casing 10. On the other hand, the discharge passage 9 communicates with the discharge port 10b from the rear end opening of the boring bar 1A through the discharge passage hole 12e of the drive shaft 12 and the annular discharge space 10c of the casing 10.
[0014]
As shown in FIGS. 2A and 2B, the boring head 2A includes a tip 2a having a cutting edge 3 attached to an edge of a discharge opening 4 opening from the tip to a side surface, and the male screw 18 described above. An externally threaded helical ridge 5 is formed around the outer peripheral surface a plurality of times at an intermediate portion 2b between the base portion 2c and the constricted portion which transitions from the intermediate portion 2c to the distal end portion 2a. Coolant outlets 7, 7 communicating with the center hole 20 are open on the outer peripheral surface of the 2d. When the boring head 2A is attached to the boring bar 1A, the discharge opening 3 communicates with the discharge passage 9 of the boring bar 1A, and the coolant outlets 7, 7 are connected to the coolant supply passage 8. It communicates with the front end. Reference numeral 19 is a guide pad made of cemented carbide material attached to the peripheral surface of the tip 2a of the boring head 2A.
[0015]
The spiral ridge 5 provided at the intermediate portion 2b of the boring head 2A has the same spiral direction as the male screw 18 at the base end 2c, and the diameter at the top is the same as or slightly smaller than the diameter of the hole cut by the boring head 2A. It is set to be.
[0016]
In the deep hole cutting processing by the deep hole cutting device A having the above configuration, the boring bar 1A is moved in the direction of arrow F in FIG. 1, that is, the boring head 2A while supplying the high-pressure coolant C from the coolant supply port 10a of the coolant supply / discharge casing 10. The boring head 2A is pressed against the workpiece W via an appropriate guide bush (for example, a guide bush 37 shown in FIG. 5), and the cutting blade 3 is used to rotate the boring head 2A. The cut material W is cut to form a cut hole H. At this time, the supplied coolant C flows in the radial flow path 14a of the ring member 14, the annular groove 12c of the drive shaft 12, the radial flow path 12d, and the annular concave surface portion 8b of the boring bar 1A. 8a, the coolant flows into the coolant supply path 8 sequentially, passes through the coolant supply path 8, is led out from the coolant outlets 7, 7 into the gap between the boring head 2A and the cutting hole H, and has spread to the cutting site by the cutting blade 3. Above, together with the chips S generated by the cutting, it flows into the discharge passage 9 in the boring head 2A from the discharge opening 4, and the discharge passage hole 12e of the drive shaft 12 and the casing 10 from the rear end opening of the boring bar 1A. Through the annular discharge space 10c, the chips S are discharged from the discharge port 10b to the outside together with the chips S.
[0017]
Thus, the coolant C that is led out of the coolant outlets 7, 7 into the gap between the boring head 2A and the cutting hole H tends to flow back to the gap T between the outer peripheral surface of the boring bar 1A and the cutting hole H due to the high pressure. In addition, the flow is interrupted by the spiral ridge 5 in the intermediate portion 2c of the boring head 2A, and the boring head 2A rotates in the above-mentioned direction, so that the front, that is, the cutting edge 3 A strong propulsive force acts on the side, and even if it penetrates into the groove 21 between the spiral ridges 5, it is immediately sent back forward by the propulsive force, so that it reaches the gap T beyond the intermediate portion 2b. In addition, since the flow of the coolant C during the cutting is always directed toward the cutting edge 3, the chips S may bite between the spiral ridge 5 and the cutting hole H or enter the groove 21. Absent Therefore, according to the deep hole cutting device A, liquid leakage from the opening end of the cutting hole H due to the backflow of the coolant C can be reliably prevented, and the rotational resistance of the boring bar 1A caused by the chips caused by the backflow can be reduced. Since an increase can be avoided, high-efficiency and high-accuracy deep hole cutting can be performed, and the durability of the boring bar 1A and the boring head 2A is also improved.
[0018]
The deep hole cutting device B of the second embodiment is of a coolant external supply type, and a base side of a boring bar 1B having a boring head 2B attached to a tip end shown in FIG. It is connected to a spindle or the like of a machine tool and is driven to rotate. The boring bar 1B has a round pipe shape, the inside of which constitutes a discharge path 9, and the male screw portion 18 on the base 2c side of the boring head 2B is screwed into the female screw 17 provided on the inner periphery of the front end. Thus, the boring head 2B is attached.
[0019]
As shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), the boring head 2B is formed in a substantially cylindrical shape having a conical shape with an obtuse angle at the tip, and opens from the tip end surface to the side surface to form a substantially fan-shaped shape as viewed from the tip end surface. It has two discharge openings 4a and 4b, and these discharge openings 4a and 4b communicate with the center hole 20 opened to the rear end face. The blade 3a and the peripheral cutting blade 3b are mounted, the intermediate cutting blade 3c is mounted on the edge surface of the small discharge opening 4b, and the guide pad 19 is provided on the outer peripheral surface between the discharge openings 4a and 4b. Is attached. The outer peripheral surface of the intermediate portion 2b between the distal end portion 2a provided with the cutting blades 3a to 3c and the discharge openings 4a and 4b and the base end portion 2c provided with the male screw 18 is provided a plurality of times. An external thread-shaped spiral ridge 5 is formed.
[0020]
The helical ridge 5 provided on the intermediate portion 2b of the boring head 2B has the same helical direction as the male screw 18 of the base end portion 2c, as in the case of the first embodiment. The diameter is set so as to be the same as or slightly smaller than the diameter of the hole cut by the head 2B.
[0021]
In the deep hole cutting by the deep hole cutting device B having the above configuration, as described with reference to FIG. 6 described above, a coolant supply jacket (see reference numeral 41 in FIG. 6) that surrounds the boring bar 1B in an oil-tight manner is used. While the jacket is pressed against the work material W via a seal ring (see reference numeral 42 in FIG. 6), the boring bar 1B is moved in the direction of arrow F in FIG. That is, the boring head 2B is rotationally driven in a direction to deepen the degree of screwing with the boring head 2B, the boring head 2B is pressed against the workpiece W, and the workpiece W is cut by the cutting edges 3a to 3c to form a cut hole H. To form. At this time, the supplied coolant C is sent to the boring head 2B through the gap T between the outer peripheral surface of the boring bar 1B and the inner peripheral surface of the cutting hole H, and the boring head 2B rotates in the above direction. Therefore, in the region having the spiral ridge 5, a strong forward thrust by the spiral ridge 5 acts, and the thrust promotes the feed to the cutting blades 3a to 3c.
[0022]
Therefore, even if the cutting hole H becomes deep, the coolant C sufficiently spreads to the cutting portion, so that it is possible to avoid an increase in cutting resistance and heat generation, and the coolant C is transferred from the cutting portion to the discharge openings 4a, 4b. At the time of inflow, the chips S generated by the cutting are efficiently engulfed and discharged to the discharge passage 9 in the boring bar 1B, so that high-efficiency and high-precision deep hole cutting can be performed. Since there is no need to increase the supply pressure of the coolant C in response to an increase in pressure loss due to resistance, equipment costs and energy costs can be reduced.
[0023]
Although the boring bars 1A and 1B are driven to rotate in the above-described deep hole cutting process, the boring bars 1A and 1B are rotated as required, particularly when a column-shaped or rod-shaped work material W is provided with a cut hole H in the longitudinal direction. The machining can be performed by rotating the work material W side. Even when the work material W side is rotated, the spiral ridge 5 generates a propulsive force to move the coolant C toward the cutting blade. Will be.
[0024]
In the deep hole cutting device of the present invention, the boring head may be formed integrally with the front end of the boring bar, and the spiral ridge 5 may be provided on the outer periphery of the front end portion of the boring bar. If the spiral ridges 5 are provided on the boring head as an independent member as in the second embodiment, when the abrasion or damage occurs, only the boring head needs to be detached and replaced, so that the maintenance cost can be reduced. There is an advantage. Furthermore, it is also possible to adopt a configuration in which the formation portion of the spiral ridge 5 is connected as a separate part between the boring head and the boring bar, or is fitted over these so that they cannot rotate relative to each other.
[0025]
In addition, in the present invention, the number and shape of the cutting blades in the boring head, the shape of the opening for discharge, the driving mechanism of the boring bar, the supply mechanism in the internal supply system of the coolant C and the external supply system, and the inside of the boring bar were passed. The detailed configuration such as a mechanism for discharging the coolant C and the chips S to the outside can be variously changed in design other than the embodiment.
[0026]
【The invention's effect】
According to the invention of claim 1, as a deep hole cutting device, chips generated during cutting are discharged to the outside through the inside of a hollow boring bar together with coolant through a discharge opening of the boring head. Since a male screw-shaped spiral ridge is provided on the outer peripheral surface on the base side of the boss, and a motive force for sending the coolant to the cutting blade side is generated by the helical ridge, a liquid leakage due to a backflow of the coolant does not occur, and a high According to the present invention, there is provided a tool capable of performing high-precision and high-efficiency deep-hole cutting by the chip discharge capability and extending the life of the member.
[0027]
According to the second aspect of the present invention, in particular, as the deep hole cutting device for supplying the coolant to the cutting blade side by the internal supply method, the leakage due to the backflow can be reliably prevented, and the processing caused by the chips accompanying the backflow. An object is provided which can avoid a decrease in efficiency and processing accuracy and a shortened life of a boring bar.
[0028]
According to the third aspect of the invention, in particular, as the deep hole cutting device for supplying the coolant to the cutting edge side by an external supply method, the coolant is sufficiently supplied to the cutting portion with a relatively low supply pressure, and the high chip discharge capability is provided. Which can secure the cutting efficiency and thereby improve the cutting efficiency.
[0029]
According to the invention of claim 4, as the deep hole cutting device, a boring head is formed of an independent member detachable from the hollow boring bar, and the spiral ridge is formed on the boring head. Therefore, when the spiral ridge is worn or damaged, only the boring head needs to be detached and replaced, and a maintenance cost can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional side view of a deep hole cutting device according to a first embodiment of the present invention.
FIGS. 2A and 2B show a main part of the deep hole cutting device, wherein FIG. 2A is a front view as viewed from the tip side of the boring head, and FIG. 2B is a vertical sectional side view near the boring head during cutting.
3A and 3B show a deep hole cutting device according to a second embodiment of the present invention, wherein FIG. 3A is a front view as viewed from the tip side of the boring head, FIG. 3B is a side view of the boring head, and FIG. The figure is a longitudinal side view near the boring head during cutting.
FIG. 4 is a longitudinal sectional side view of the vicinity of a boring head during cutting by a conventional deep hole cutting device using an internal coolant supply system.
FIG. 5 is a vertical sectional side view showing a cutting state by a conventional deep hole cutting apparatus using an internal coolant supply system.
FIG. 6 is a longitudinal sectional side view showing a cutting state by a conventional coolant external supply type deep hole cutting apparatus.
[Explanation of symbols]
1A, 1B Boring bar 1a Outer cylinder 1b Inner cylinder 2a, 2B Boring head 3, 3a-3c Cutting edge 4, 4a, 4b Discharge opening 5 Spiral ridge 7 Coolant outlet 8 Coolant supply 9 Discharge A, B Deep hole cutting device C Coolant H Cutting hole T Clearance S Chip

Claims

On the cutting edge side of the boring head provided at the tip of the hollow boring bar, a discharge opening communicating with the inside of the boring bar is provided, and chips generated during cutting are discharged together with the coolant supplied to the cutting edge side. A deep hole cutting device configured to discharge to the outside through the boring bar from the opening for
On the base side of the boring head, a male screw-shaped spiral ridge is formed around the outer peripheral surface a plurality of times. With the relative rotation between the boring bar and the workpiece during cutting, coolant is formed by the spiral ridge. Deep hole cutting device configured to generate a propulsive force to feed the fluid to the cutting blade side.

The hollow boring bar is formed as a double cylinder, and a space between the inner and outer cylinders forms a coolant supply passage communicating with a coolant outlet provided on the cutting blade side of the spiral ridge forming portion, and the inside of the inner cylinder. The deep hole cutting device according to claim 1, wherein the device forms a discharge path communicating with the discharge opening.

2. The deep hole cutting device according to claim 1, wherein the coolant is supplied to the cutting blade side from outside through a gap between an outer peripheral surface of the boring bar and an inner peripheral surface of the cutting hole.

The deep hole cutting device according to any one of claims 1 to 3, wherein the boring head is formed of an independent member detachable from the hollow boring bar, and the spiral ridge is formed on the boring head.