JP2007144599A - 深穴加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ミスト状とした加工液の吐出レスポンスの向上を図り、工具損傷を回避することのできる深穴加工装置を提供する。
【解決手段】刃先の先端からミスト状の加工液を吐出させながら回転して被加工物に穴開け加工を行う工具２と、その工具を先端に固定し、加工液を工具に供給する第１の加工液供給通路７を有した工具保持部材３と、加工液が供給される第２の加工液供給通路１６を有し、刃先が摩耗し研磨によりその長さが短くなったときに装置全体の長さを一定に調整する長さ調整部材４と、長さ調整部材がその突出量を可変自在なように他端側に挿入して取り付けられ、第１の加工液供給通路７と第２の加工液供給通路１６とを連通させる第３の加工液供給通路１１を有した本体部５とを備える。そして、長さ調整部材の先端に、第３の加工液供給通路１１と第２の加工液供給通路１６とを連通させる第４の加工液供給通路１７を有した通路連結部材１５を設ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、刃先の先端からミスト状の加工液を吐出させながら回転するドリルなどで被加工物に穴開け加工を行う深穴加工装置に関する。

ドリル、リーマまたはエンドミルなどの工具の刃先からミスト状とした加工液を吐出させながら被加工物に穴開け加工を行う、いわゆるセンタースルー方式のセミドライ加工では、工具を回転させる主軸の回転後に加工液吐出オン信号が入ってから実際に刃先から加工液が吐出されるまでの吐出レスポンスの悪さが課題となっている（例えば、特許文献１など参照）。

特に、ガンドリルのような深穴加工をアルミ材とする被加工物に行う場合は、ミスト状の加工液が加工部分に吐出されないと刃先に溶着が発生し、工具損傷を引き起こすことがある。
特開２００５−１４４５６５号公報

前記したセンタースルー方式の吐出レスポンスの悪化原因としては、主軸を通過する加工液に働く遠心力が要因である。遠心力を受けた加工液は、工具を保持する主軸内壁に貼り付き、その主軸内に段差があるとそこに溜まって油溜まりとなる。その結果、ミスト状の加工液が刃先に供給され難くなり、その刃先先端から加工液が吐出されなくなってしまう。

そこで、本発明は、ミスト状とした加工液の吐出レスポンスの向上を図り、工具損傷を回避することのできる深穴加工装置を提供することを目的とする。

本発明は、刃先の先端からミスト状の加工液を吐出させながら回転して被加工物に穴開け加工を行う工具と、その工具が先端に固定され、前記加工液を前記工具に供給する第１の加工液供給通路を有した工具保持部材と、前記加工液が供給される第２の加工液供給通路を有し、刃先が摩耗して研磨によりその長さが短くなったときに装置全体の長さを一定に調整する長さ調整部材と、工具保持部材が一端側に固定され、長さ調整部材がその突出量を可変自在なように他端側に挿入して取り付けられ、前記第１の加工液供給通路と前記第２の加工液供給通路とを連通させる第３の加工液供給通路を有した本体部とを備える。そして、本発明では、長さ調整部材の先端に、第３の加工液供給通路と第２の加工液供給通路とを連通させる第４の加工液供給通路を有した通路連結部材を設けている。

本発明の深穴加工装置によれば、長さ調整部材の先端に、本体部に形成された第３の加工液供給通路と、この長さ調整部材に形成された第２の加工液供給通路とを連通させる第４の加工液供給通路を形成した通路連結部材を設けたことによって、第３の加工液供給通路と第２の加工液供給通路との間に段差部が生じず、ミスト状の加工液が油溜まりとなることなく刃先先端から加工液を吐出させることができる。

したがって、本発明の深穴加工装置によれば、工具回転後に加工液吐出オン信号が入ってから実際に刃先から加工液が吐出されるまでの吐出レスポンスが向上し、刃先への溶着及び工具損傷を回避することができる。

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

「第１の実施の形態」
図１は第１の実施の形態における深穴加工装置の平面図、図２は図１の拡大断面図、図３は長さ調整部材の断面図、図４は従来構造の深穴加工装置の拡大断面図、図５は長さ調整部材の他の例を示す断面図である。

本実施の形態の深穴加工装置１は、図１及び図２に示すように、回転して被加工物に穴開け加工を行う工具２と、この工具２を先端に固定する工具保持部材３と、刃先が摩耗して研磨によりその長さが短くなったときに装置全体の長さＬを一定に調整する長さ調整部材４と、工具保持部材３を一端側に固定させ、長さ調整部材４を他端側に挿入して取り付ける本体部５とを備えている。

工具２は、例えば超硬工具鋼からなるドリル、リーマまたはエンドミルなどの如き被加工物に深穴を形成するための穴開け加工工具である。この工具２には、刃先の先端からミスト状の加工液を吐出させるための吐出通路６が、その軸方向に沿って先端から基端に亘り貫通して形成されている。

工具保持部材３は、例えば鋼材によって形成された円筒パイプからなる。この工具保持部材３の先端部には、ろう付けなどの手法により前記した工具２が固定される。そして、この工具保持部材３には、ミスト状の加工液を前記工具２の吐出通路６へ供給するための第１の加工液供給通路７が、その軸芯び先端から基端に亘り貫通して形成されている。

本体部５は、工具保持部材３に比べてその直径を大径とした鋼材からなる円柱体として形成され、一端側に工具保持部材３を固定させている。この本体部５の一端側には、軸芯位置に挿入孔部８が形成されており、その挿入孔部８に工具保持部材３の基端側が挿入されてろう付け固定されている。

一方、本体部５の他端側には、後述する長さ調整部材４を挿入螺合させて収容する長さ調整部材取付穴９が形成されている。かかる長さ調整部材取付穴９の内面には、長さ調整部材４に形成された雄ねじ部１２と螺合する雌ねじ部１０が形成されている。

また、本体部５には、その軸芯位置に第１の加工液供給通路７と後述の長さ調整部材４に形成される第２の加工液供給通路１６とを連通させる第３の加工液供給通路１１が形成されている。

長さ調整部材４は、前記本体部５の雌ねじ部１０と螺合する雄ねじ部１２が形成された胴体部１３と、この胴体部１３の他端に一体化されるねじ廻し部１４と、胴体部１３の先端（一端）に設けられる通路連結部材１５とを有している。これら胴体部１３、ねじ廻し部１４及び通路連結部材１５からなる長さ調整部材４は、例えば円柱状をなす鋼材を旋盤加工することによって一体的に形成されている。

胴体部１３は、本体部５に形成された長さ調整部材取付穴９に挿入されると共に、この長さ調整部材取付穴９の内面に形成された雌ねじ部１０にその外周の雄ねじ部１２を螺合させるようになっている。ねじ廻し部１４は、胴体部１３の直径よりも大きな直径として形成され、容易に手で回すことができるようにされている。この胴体部１３とねじ廻し部１４には、その軸芯位置に一端から他端に亘り貫通して形成される第２の加工液供給通路１６が形成されている。

通路連結部材１５は、胴体部１３よりもその直径が小径とされ、前記本体部５に形成された第３の加工液供給通路１１内にその先端部を挿入させている。この通路連結部材１５には、胴体部１３及びねじ廻し部１４に亘り形成された第２の加工液供給通路１６と連通する第４の加工液供給通路１７がその軸芯位置に貫通して形成されている。そして、この通路連結部材１５が第３の加工液供給通路１１にその先端部を挿入させて設けられることで、第３の加工液供給通路１１と第２の加工液供給通路１６とを当該第４の加工液供給通路１７にて段差を生じさせずに連通させることになる。

そして、このように構成された長さ調整部材４は、ロックナット１８によって前記本体部５からの突出量が可変自在なように取り付けられている。この深穴加工装置１の全体長さＬ（工具２の刃先先端から長さ調整部材４のねじ廻し部１４までの長さ）は、深穴加工装置本体への装着部に応じて常に一定の長さに保つ必要がある。そのため、刃先が摩耗し研磨にてその工具２の長さが短くなった場合には、その短くなった長さ分だけ、ねじ廻し部１４を回して本体部５から突出する長さ調整部材４の突出量を調整する必要がある。

以上のように構成された深穴加工装置１にて被加工物に穴開け加工を行うには、この深穴加工装置１をマシニングセンタなどの如き深穴加工装置本体に装着し、深穴加工装置１を回転させて被加工物に穴開け加工を行う。その際、図示を省略する加工液供給装置からミスト状とした加工液を、前記長さ調整部材４に形成した第２の加工液供給通路１６に送り込む。加工液は、第２の加工液供給通路１６から通路連結部材１５に形成された第４の加工液供給通路１７を流れ、本体部５の第３の加工液供給通路１１、工具保持部材３の第１の加工液供給通路７及び工具２の吐出通路６を流れて刃先の先端から吐出される。

例えば図４に示すように、長さ調整部材４の先端に通路連結部材１５が設けられていない場合には、長さ調整部材４の第２の加工液供給通路１６を通って供給された加工液は遠心力によって当該本体部５に形成された長さ調整部材取付穴９内で溜まり油溜まりとなって刃先先端から吐出され難くなる。

しかしながら、本実施の形態では、油溜まりとなる段差が生じる長さ調整部材取付穴９を通路連結部材１５で跨ぐように第３の加工液供給通路１１と第２の加工液供給通路１６とを連接させるため、この長さ調整部材取付穴９による段差に影響を受けることなく、ミスト状の加工液を刃先の先端に供給することができる。したがって、加工液供給信号がオンされた場合には、直ちにミスト状の加工液を刃先先端から吐出させることができ、吐出レスポンスを向上させることができる。その結果、吐出レスポンスが悪いために起こっていた工具損傷の問題も解決することができる。

また、本実施の形態では、図４の従来構造のように、刃先を研磨してその装置全体の長さＬを調整した場合には、油溜まりとなる長さ調整部材取付穴９がより大きくなりさらに油溜まりを冗長させてしまうが、加工液は通路連結部材１５内部に形成された第４の加工液供給通路１７内を流れるのでそのような不具合を無くすことができる。

また、本実施の形態では、通路連結部材１５を胴体部１３及びねじ廻し部１４と一体的に同一の鋼材から削り出して形成しているため、深穴加工装置１を構成する部品点数を削減することができる。

なお、図５では、胴体部１３及びねじ廻し部１４（既存のボルトなど）の軸芯に貫通穴１９を形成し、その貫通穴１９にパイプ２０を挿入して、そのパイプ２０の先端を胴体部１３の先端より突出させたものを通路連結部材１５とすることもできる。この場合は、パイプ２０内の貫通穴が第２の加工液供給通路１６と第４の加工液供給通路１７になる。このように、前記パイプ２０を胴体部１３及びねじ廻し部１４に挿入すれば、長さ調整部材４のコストを低コストにすることができる。

「第２の実施の形態」
図６は第２の実施の形態における深穴加工装置の拡大断面図、図７は長さ調整部材の先端に設けられる通路連結部材の断面図である。

第２の実施の形態の深穴加工装置では、通路連結部材２１を、前記胴体部１３及びねじ廻し部１４からなる長さ調整部材４とは別部品として長さ調整部材取付穴９内に配置し、弾性部材であるコイルバネ２２によって前記長さ調整部材４の先端に常時接して設ける。

この通路連結部材２１は、第３の加工液供給通路１１にその先端側部が挿入される胴部２３と、この胴部２３の基端側に設けられ、長さ調整部材４の胴体部１３先端に接触するフランジ部２４と、これら胴部２３及びフランジ部２４の軸芯に貫通して形成された第４の加工液供給通路１７とからなる。

コイルバネ２２は、前記本体部５の長さ調整部材取付穴９内に設けられると共に、通路連結部材２１の胴部２３周囲に配置され、一端を長さ調整部材取付穴９の底面に接して設け、他端を通路連結部材２１のフランジ部２４に接するように設けている。

このように構成した深穴加工装置では、第１の実施の形態と同様、この通路連結部材２１によって本体部５の第３の加工液供給通路１１と長さ調整部材４の第２の加工液供給通路１６とを前記長さ調整部材取付穴９に影響されることなく連通させることができるので、ミスト状の加工液を刃先先端まで供給することができ、また吐出レスポンスも向上させることができる。

また、この深穴加工装置においては、刃先を研磨して装置全体の長さＬが短くなって長さ調整部材４の前記本体部５からの突出量が変化した場合でも前記コイルバネ２２によって前記通路連結部材２１が長さ調整部材４の変化に対応し、その長さ調整部材４と通路連結部材２１とが常に接してその間に油溜まりの原因となる隙間が生じるのを防止できる。

以上、本発明を適用した具体的な実施の形態について説明したが、上述の実施の形態は本発明の一例であり、これら実施の形態に制限されることはない。

第１の実施の形態における深穴加工装置の平面図である。 図１の拡大断面図である。 長さ調整部材の断面図である。 従来構造の深穴加工装置の拡大断面図である。 長さ調整部材の他の例を示す断面図である。 第２の実施の形態における深穴加工装置の拡大断面図である。 長さ調整部材の先端に設けられる通路連結部材の断面図である。

符号の説明

１…深穴加工装置
２…工具
３…工具保持部材
４…長さ調整部材
５…本体部
７…第１の加工液供給通路
９…長さ調整部材取付穴
１１…第３の加工液供給通路
１３…胴体部
１４…ねじ廻し部
１５、２１…通路連結部材
１６…第２の加工液供給通路
１７…第４の加工液供給通路
１８…ロックナット
２０…パイプ
２３…胴部
２４…フランジ部

Claims (4)

1. 刃先の先端からミスト状の加工液を吐出させながら回転して被加工物に穴開け加工を行う工具と、
   前記工具が先端に固定され、前記ミスト状の加工液を前記工具に供給する第１の加工液供給通路を有した工具保持部材と、
   前記ミスト状の加工液が供給される第２の加工液供給通路を有し、前記刃先が摩耗して研磨によりその長さが短くなったときに装置全体の長さを一定に調整する長さ調整部材と、
   前記工具保持部材が一端側に固定され、前記長さ調整部材がその突出量を可変自在なように他端側に挿入して取り付けられ、前記第１の加工液供給通路と前記第２の加工液供給通路とを連通させる第３の加工液供給通路を有した本体部とを備え、
   前記長さ調整部材の先端に、前記第３の加工液供給通路と前記第２の加工液供給通路とを連通させる第４の加工液供給通路を有した通路連結部材を設けた
   ことを特徴とする深穴加工装置。
2. 請求項１に記載の深穴加工装置であって、
   前記通路連結部材は、前記長さ調整部材と一体的に形成された
   ことを特徴とする深穴加工装置。
3. 請求項１に記載の深穴加工装置であって、
   前記通路連結部材は、前記長さ調整部材にパイプを挿入して形成された
   ことを特徴とする深穴加工装置。
4. 請求項１に記載の深穴加工装置であって、
   前記通路連結部材は、前記長さ調整部材とは別部品とされ、弾性部材によって前記長さ調整部材の先端に常時接して設けられる
   ことを特徴とする深穴加工装置。