JP2007260887A - Composite working tool - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、エンジンのシリンダヘッドにおけるバルブシート(テーパー座面)及びバルブガイド(ガイド孔)を同時に切削する複合加工工具に係り、特に、工具の自動交換機能と加工精度を合理的に高めたマシニングセンタおよび専用工作機械の両用の複合加工工具に関する。 The present invention relates to, for example, a composite processing tool that simultaneously cuts a valve seat (taper seat surface) and a valve guide (guide hole) in a cylinder head of an engine. The present invention relates to a combined machining tool for both a machining center and a dedicated machine tool.
従来から、シリンダヘッドにおけるバルブシート及びバルブガイドを同時に切削するバルブシート切削工具が提供されている。その代表的なものは、バイトを保持したスライダやそのスライダが嵌合されるスライド溝の磨耗を抑制して、高精度加工ができるようにしたものである。更に、詳細に説明すれば、自身の軸線を中心に回転される工具本体の前面に、前記軸線に沿って延びるとともに、底面が前記軸線に対して傾斜するスライド溝を設け、そのスライド溝内にはバルブシートを切削するためのバイトを有するスライダを収容し、前記工具本体にはスライダをスライド溝の底面に沿って往復運動させるための駆動体を設けたバルブシート工具である。前記バルブシート工具は、工作機械の主軸の支持部に取り付けるべく、円錐形とした主軸の先端部の内面を凹部とし、この凹部内に嵌合させた回転部材と主軸支持部の凸部とが連結されている。そして、特に、前記スライダとスライド溝の内面との間には複数の回転体を連結したプレートよりなる転がり対偶手段を設けたものである(例えば、特許文献1参照。)。 Conventionally, there has been provided a valve seat cutting tool that simultaneously cuts a valve seat and a valve guide in a cylinder head. A typical example is that high-precision machining can be performed by suppressing wear of the slider holding the cutting tool and the slide groove into which the slider is fitted. More specifically, a slide groove extending along the axis and having a bottom surface inclined with respect to the axis is provided on the front surface of the tool body rotated about its own axis, and the slide groove is provided in the slide groove. Is a valve seat tool that houses a slider having a cutting tool for cutting the valve seat, and the tool body is provided with a driving body for reciprocating the slider along the bottom surface of the slide groove. The valve seat tool has a concave inner surface at the tip of a conical main shaft to be attached to a main shaft support portion of a machine tool, and a rotating member fitted into the concave portion and a convex portion of the main shaft support portion. It is connected. In particular, a rolling pair means comprising a plate connecting a plurality of rotating bodies is provided between the slider and the inner surface of the slide groove (see, for example, Patent Document 1).
上記バルブシート工具によると、スライダとスライド溝の内面との間には複数の回転体を連結したプレートからなる転がり対偶手段を設けたから、スライダの移動抵抗が低減されて磨耗を抑制でき、常に高精度加工ができるという利点を有する。しかしながら、バルブシート工具は、リーマとバイトとは、支持部材の進退移動により連動して一体的にリーマは軸線上を進退してガイドブッシュの孔加工を行い、バイトは傾斜したスライド溝に沿って進退してバルブシート「テーパー座面」を切削仕上げされる1軸制御であるから、バイトによるバルブシートの加工時にリーマが空転してしまうことになり、孔加工の精度を低下させてしまう問題点がある。また、バルブシート工具には、工作機械の主軸との自動交換機能をもたない。 According to the above valve seat tool, since the rolling pair means comprising a plate in which a plurality of rotating bodies are connected is provided between the slider and the inner surface of the slide groove, the movement resistance of the slider can be reduced and wear can be suppressed. There is an advantage that precision machining is possible. However, in the valve seat tool, the reamer and the bite are interlocked by the advance and retreat movement of the support member, and the reamer advances and retreats along the axis line to drill the guide bush, and the bite moves along the inclined slide groove. This is a one-axis control in which the valve seat “tapered seating surface” is advanced by moving back and forth, so the reamer will run idle when the valve seat is machined with a cutting tool, and the accuracy of drilling will be reduced. There is. Further, the valve seat tool does not have an automatic exchange function with the spindle of the machine tool.
また、別の複合加工工具は、工具本体と、バルブガイド穴加工用リーマと、工具本体に固定された逃げ面加工用カッタと、第1及び第2の極端位置の間で移動可能に工具本体に保持された当り面加工用カッタとを備える。そして、逃げ面加工用のカッタの切刃はバルブガイド穴の中心軸線に対して当り面と同じ角度で延びる。当り面加工用カッタが第1の極端位置又は第2の極端位置にある時、逃げ面加工用のカッタ及び当り面加工用カッタの何れか一方のみがバルブシートに接触し、他方はバルブシートに接触しない。更に、上記複合加工工具は、ハウジングのテーパー部をマシニングセンタの主軸テーパー穴に連結され、主軸側から供給される圧力流体が第1シリンダ室とそのピストンや第2シリンダ室とそのピストンに導かれ、逃げ面加工用カッタや当り面加工用カッタを軸心方向に進退移動するものが提供されている(例えば、特許文献2参照。)。 Another combined machining tool includes a tool main body, a valve guide hole machining reamer, a flank machining cutter fixed to the tool main body, and a tool main body movable between first and second extreme positions. And a contact surface processing cutter held on the surface. The cutting edge of the flank cutting cutter extends at the same angle as the contact surface with respect to the central axis of the valve guide hole. When the contact surface machining cutter is in the first extreme position or the second extreme position, only one of the flank machining cutter and the contact surface machining cutter contacts the valve seat, and the other contacts the valve seat. Do not touch. Further, in the composite machining tool, the taper portion of the housing is connected to the main shaft taper hole of the machining center, and the pressure fluid supplied from the main shaft side is guided to the first cylinder chamber and its piston, the second cylinder chamber and the piston, A flank cutter and a contact surface cutter are provided that move forward and backward in the axial direction (see, for example, Patent Document 2).
上記複合加工工具は、逃げ面加工用カッタと当り面加工用カッタとは、別個に駆動される2軸制御であるから、同時に切削加工を始めず、ビビリを生じ難く、上記1軸制御のような問題点が発生しない。しかし、逃げ面加工用カッタや当り面加工用カッタは、各シリンダ室への圧力流体の流量制御で行うから、精密な切削送り制御ができ難い。 In the composite machining tool, the flank cutting cutter and the contact surface machining cutter are separately driven two-axis control, so that cutting is not started at the same time, and chattering does not easily occur. The problem does not occur. However, since the flank face cutter and the contact face face cutter are controlled by the flow rate of the pressure fluid to each cylinder chamber, it is difficult to perform precise cutting feed control.
更に、別の切削工具は、工具本体後端側に形成された取付部が工作機械の工具保持部に取り付けられ、工具本体が軸線回りに回転されつつ軸線方向先端側に向かって送られることにより、工具本体の装着穴に装着されたリーマが、例えばエンジンのシリンダヘッドにおけるバルブ穴からなる下穴を所定の内径に加工するとともに、工具本体先端外周に設けた切刃が、このバルブ穴の開口部にバルブヘッドが当接するバルブシート面を加工するものである。しかし、このものも、切削工具の主軸との交換は、手作業によらなければならないから、通常のマシニングセンタのように切削工具の自動交換による自動運転ができない(例えば、特許文献3参照。)。 Furthermore, another cutting tool has an attachment portion formed on the rear end side of the tool body attached to the tool holding portion of the machine tool, and the tool body is rotated toward the axial direction while being rotated around the axis. The reamer mounted in the mounting hole of the tool body processes, for example, a pilot hole made of a valve hole in the cylinder head of the engine into a predetermined inner diameter, and a cutting blade provided on the outer periphery of the tool body has an opening of the valve hole. The valve seat surface with which the valve head comes into contact with the portion is processed. However, in this case, since the replacement of the cutting tool with the main shaft must be performed manually, automatic operation cannot be performed by automatic replacement of the cutting tool as in a normal machining center (see, for example, Patent Document 3).
本発明は、上記従来のバルブシート工具や複合加工工具や切削工具が持つ問題点に鑑みてなされたものである。その目的とするところは、複合加工工具を自動工具交換可能に構成するとともにバルブシート(テーパー座面)及びバルブガイド(ガイド孔)を個別に制御することで加工精度を一段と高めたマシニングセンタ及び専用工作機械の両用に開発した複合加工工具を提供するものである。 The present invention has been made in view of the problems of the conventional valve seat tool, composite machining tool, and cutting tool. The purpose of the machining center is a machining center and a dedicated machine that can be combined with a machine tool that can be automatically replaced and that can control the valve seat (tapered seating surface) and valve guide (guide hole) individually to further improve machining accuracy. It provides composite machining tools developed for both machines.
上記目的を達成するべく本発明の請求項1による複合加工工具は、軸線で回転する工具本体は、外周筒に嵌る中間筒とこの中周筒内に嵌る内周筒とが軸線に同軸状に且つ軸線方向に互いに移動可能に備え、上記中周筒の先端外周に座面用切刃を備え内周筒の軸線先端に孔用切刃を備え、上記工具本体の後端側に工作機械の主軸保持部に係脱される工具連結部を備えた複合加工工具であって、上記工具連結部には上記外周筒と中間筒と内周筒との各筒後端にそれぞれ凹凸状に形成された複数の工具側係合部を備え、上記工具連結部に係脱する上記主軸保持部の工具連結辺には駆動外筒・駆動中筒・駆動内筒の先端に凹凸状に形成された主軸側係合部を備え、上記工具本体には、主軸保持部に対する外周筒と中間筒と内周筒との周方向の相対回転角を規制するとともに回転力を伝達する回転伝達手段と、中間筒の移動量制限Xと内周筒の移動量制限Yと、工具着脱時の案内部と、を備え、上記工具側係合部と上記主軸側係合部との定められた回転角度位相差を生じさせて係合が外れた時、上記工具連結部が上記工具連結辺に係脱可能となり上記工具連結部と上記工具連結辺とを相対的回転させて上記工具側係合部と主軸側係合部とを係合することにより、上記工具本体が上記工作機械の主軸保持部に連結されることを特徴とする。In order to achieve the above object, the composite machining tool according to claim 1 of the present invention is such that the tool main body rotating around the axis has an intermediate cylinder fitted into the outer cylinder and an inner cylinder fitted into the middle cylinder coaxial with the axis. In addition, the inner peripheral cylinder is provided with a cutting edge for a seating surface, and an inner peripheral cylinder is provided with a hole cutting edge at the rear end side of the machine tool. A combined machining tool provided with a tool connecting portion engaged with and disengaged from a spindle holding portion, wherein the tool connecting portion is formed in an uneven shape at the rear end of each of the outer peripheral tube, the intermediate tube and the inner peripheral tube. A spindle having a plurality of tool side engaging portions, and a main shaft formed in a concavo-convex shape at the tip of the driving outer cylinder, the driving middle cylinder, and the driving inner cylinder on the tool connecting side of the main spindle holding section that engages and disengages with the tool connecting section The tool body is provided with a side engagement portion, and the peripheral rotation of the outer peripheral cylinder, the intermediate cylinder, and the inner peripheral cylinder with respect to the spindle holding portion is performed in the circumferential direction. A rotation transmitting means for restricting the rotational force and transmitting the rotational force, a movement amount limit X of the intermediate cylinder, a movement amount limit Y of the inner peripheral cylinder, and a guide portion at the time of attaching / detaching the tool, When the engagement is disengaged by causing a predetermined rotational angle phase difference with the main shaft side engaging portion, the tool connecting portion can be engaged with and disengaged from the tool connecting side, and the tool connecting portion and the tool connecting side The tool main body is connected to the spindle holding part of the machine tool by engaging the tool side engaging part and the spindle side engaging part with relative rotation of the tool.
また、請求項2による複合加工工具は、請求項1記載の複合加工工具において、上記工作機械は、マシニングセンタまたは専用工作機械であることを特徴とする。 A composite machining tool according to claim 2 is the composite machining tool according to claim 1, wherein the machine tool is a machining center or a dedicated machine tool.
すなわち、本発明の複合加工工具によれば、マシニングセンタまたは専用工作機械の主軸先端の主軸保持部に挿入して連結される複合加工工具は、この工具自動交換操作時において、上記複合加工工具の工具連結部には、上記外周筒と中間筒と内周筒との各筒後端にそれぞれ凹凸状に形成された複数の工具側係合部を備え、上記工具連結部に係脱する上記主軸保持部の工具連結辺には駆動外筒・駆動中筒・駆動内筒の先端に凹凸状に形成された主軸側係合部を備え、上記工具側係合部と上記主軸側係合部との定められた回転角度位相差を生じさせて係合が外れた時、上記工具連結部が上記工具連結辺に係脱可能となる。これで、上記工具連結部が上記工具連結辺に挿入可能となり、上記工具連結部を上記工具連結辺に対して相対的回転させて上記工具側係合部と上記主軸側係合部とを係合する。この後、上記工具連結辺を主軸奥側へ引っ張ってクランプする。また、上記複合加工工具を上記主軸の主軸保持部から外すときには、上記工具連結辺を主軸側へ引き出してアンクランプする。この後に、上記工具連結部を上記工具連結辺に対して相対的回転させて上記工具側係合部と上記主軸側係合部とを外して係合を解く、これで、上記複合加工工具を上記主軸の主軸保持部から引き抜けられる。以上の工具交換操作により、上記複合加工工具は、上記主軸の主軸保持部に対して自動工具交換される。
これにより、複合加工工具はマシニングセンタの主軸保持部との自動着脱「自動工具交換」ができるし、シリンダヘッドに予め形成されたバルブシート(テーパー座面)及びバルブガイド(ガイド孔)とを個別に高精度仕上げ切削する各種寸法の加工が自動運転または専用工作機械における手動又は自動の場合においても瞬時に着脱ができ、その加工能率が高められる。That is, according to the combined machining tool of the present invention, the combined machining tool that is inserted and connected to the spindle holding portion at the spindle tip of the machining center or the dedicated machine tool is the tool of the combined machining tool at the time of this automatic tool change operation. The connecting portion includes a plurality of tool side engaging portions formed in an uneven shape at the rear end of each of the outer peripheral tube, the intermediate tube, and the inner peripheral tube, and the spindle holding member that engages and disengages with the tool connecting portion. The tool connecting side of the part includes a spindle side engaging portion formed in an uneven shape at the tip of the driving outer cylinder, the driving middle cylinder, and the driving inner cylinder, and the tool side engaging part and the spindle side engaging part When the engagement is disengaged by generating a predetermined rotation angle phase difference, the tool connecting portion can be engaged with and disengaged from the tool connecting side. Thus, the tool connecting portion can be inserted into the tool connecting side, and the tool connecting portion is rotated relative to the tool connecting side to engage the tool side engaging portion and the spindle side engaging portion. Match. Thereafter, the tool connection side is pulled and clamped to the back side of the spindle. Further, when removing the combined machining tool from the spindle holding portion of the spindle, the tool connecting side is pulled out to the spindle side and unclamped. Thereafter, the tool connecting portion is rotated relative to the tool connecting side to disengage the tool side engaging portion and the main shaft side engaging portion, thereby releasing the combined machining tool. It is pulled out from the main shaft holding part of the main shaft. With the above tool changing operation, the combined machining tool is automatically changed with respect to the spindle holding portion of the spindle.
As a result, the combined machining tool can be automatically attached / detached with the spindle holding part of the machining center “automatic tool change”, and the valve seat (tapered seat surface) and valve guide (guide hole) pre-formed on the cylinder head can be individually set. Even when the machining of various dimensions for high-precision finish cutting is automatic operation or manual or automatic in a dedicated machine tool, it can be instantly attached and detached, and the machining efficiency is enhanced.
また、上記工具本体には、主軸保持部に対する外周筒と中間筒と内周筒との周方向の相対回転角を規制するとともに主軸の回転力を伝達する回転伝達手段を設けているから、複合加工工具の工具連結部と主軸の主軸保持部との係脱作用が的確に出来るとともに、主軸の回転力が外周筒と中間筒と内周筒とに伝達され、切削加工が確実に行われる。また、工具の係脱時に中間筒の移動量制限Xと内周筒の移動量制限Yとに規制したから、工具軸心と主軸軸心が例えば経年変化に伴いずれて、互いに接触する事があっても外周筒に対する中間筒と内周筒は軸線方向にXまたはYの距離以上移動しない。更に工具装着時確実に結合が出来る為に工具連結部と工具連結辺との周方向に各々の係脱をガイドする案内斜面部を設けたから、自動工具交換を確実にするとともに、工具連結部の中間筒・内周筒の軸方向隙間量を微小にすることが出来る。結果的に、加工精度を必要とされるマシニングセンタ用及び専用工作機械用の両用に適応できる複合加工工具が提供される。 Further, the tool body is provided with a rotation transmission means for restricting the relative rotation angles in the circumferential direction of the outer peripheral cylinder, the intermediate cylinder and the inner peripheral cylinder with respect to the main spindle holding portion and transmitting the rotational force of the main spindle. Engagement / disengagement between the tool connecting portion of the machining tool and the spindle holding portion of the spindle can be accurately performed, and the rotational force of the spindle is transmitted to the outer cylinder, the intermediate cylinder, and the inner cylinder, so that cutting is reliably performed. Moreover, since the movement limit X of the intermediate cylinder and the movement limit Y of the inner cylinder are restricted when the tool is engaged and disengaged, the tool axis and the spindle axis may come into contact with each other, for example, with aging. Even if it exists, the intermediate | middle cylinder and inner periphery cylinder with respect to an outer periphery cylinder do not move more than the distance of X or Y to an axial direction. In addition, in order to ensure that the tool can be connected when the tool is mounted, a guide slope is provided in the circumferential direction between the tool connecting part and the tool connecting side to guide the engagement and disengagement of the tool connecting part. The axial clearance between the intermediate cylinder and the inner cylinder can be made minute. As a result, there is provided a composite machining tool that can be used for both a machining center and a dedicated machine tool that require machining accuracy.
本発明のマシニングセンタ用の複合加工工具によると、通常のマシニングセンタと同様に、上記複合加工工具における各種寸法のものが自由に自動工具交換操作できる。また、回転伝達手段と移動量規制手段と案内部とにより、工具交換時の係脱精度が高められるとともに軸線方向のガタがなく2軸制御の元に高精度に各工具の位置決めができる。これにより、シリンダヘッドに予め形成されたバルブシートとバルブガイドとの仕上げ切削が個別に高精度に加工でき、且つ各種寸法のバルブシートとバルブガイドが自動若しくは自由に運転でき、加工能率が高められる。
即ち、▲1▼複数種類の加工ワークとなる各種寸法のバルブシートとバルブガイドの切削加工が個別にできること。▲2▼この工具によれば、従来の工具に比べて構成が合理的になっているから製造費も安く、規格の工具シャンク方式による自動工具交換であるから主軸への装着頻度が高くても装着精度が低下しない。▲3▼従来、自動工具交換が不可能であったが自動工具交換を可能とするとともに、バルブシートとバルブガイドとに対するリーマ加工工具とバルブシート加工工具とが別々の2軸制御で高精度にできる。According to the combined machining tool for a machining center of the present invention, various tool sizes of the combined machining tool can be freely and automatically operated as in a normal machining center. In addition, the rotation transmitting means, the movement amount restricting means, and the guide portion increase the engagement / disengagement accuracy at the time of tool replacement, and there is no backlash in the axial direction, and each tool can be positioned with high accuracy under two-axis control. As a result, the finish cutting of the valve seat and valve guide formed in advance on the cylinder head can be processed individually with high accuracy, and the valve seat and valve guide of various dimensions can be operated automatically or freely, thereby improving the processing efficiency. .
That is, (1) Cutting of valve seats and valve guides of various dimensions, which are a plurality of types of workpieces, can be performed individually. (2) According to this tool, the manufacturing cost is low because the configuration is rational compared to the conventional tool, and even if the frequency of mounting to the spindle is high because it is an automatic tool change by the standard tool shank method. Mounting accuracy does not decrease. (3) Previously, automatic tool change was impossible, but automatic tool change was possible, and the reaming tool and valve seat processing tool for the valve seat and valve guide were separated and controlled with high precision by separate 2-axis control. it can.
以下、図1乃至図7を参照して本発明の第1の実施の形態を説明する。図1はマシニングセンタ用の複合加工工具の断面図であり、図2〜図6は部分断面図、図7は複合加工工具の加工状態の断面図である。 Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view of a combined machining tool for a machining center, FIGS. 2 to 6 are partial cross-sectional views, and FIG. 7 is a cross-sectional view of a combined working tool.
本発明のマシニングセンタおよび専用工作機械の両用に適応できる複合加工工具100は、下記のように構成されている。まず、図1に示すように、工作機械(マシニングセンタ)の主軸30の先端の主軸保持部(テーパー穴)30Aに、工具連結部31Aを挿入して主軸に離脱手段COで結合する工具本体31において、工具連結部31Aを有する外周筒31Bの軸線Lを中心に回転される前面体15に、上記軸線に沿って延び底面が上記軸線に対して傾斜するスライド溝33を設けている。そのスライドミゾ内にバルブシートVSを切削するバイトBを有するスライダSを収容し、上記スライダSを駆動する中間筒35を上記外周筒31B内に旋回・軸線方向に移動可能に備えている。中間筒35内に旋回・軸線方向に移動可能に挿通した内周筒37には、先端にリーマガイド筒41が取り付けられている。即ち、内周筒37の先端にリーマ「孔用切刃」40が装着されるとともに、上記中間筒35の先端側に上記切刃(バイト、座面用切刃)Bが繋がれ、上記外周筒内の中間筒と内周筒とが上記軸線Lの周りに回転可能に且つ軸線方向に移動可能に配置され、リーマ40を取り付けるチャック手段Cを備えた複合加工工具100である。尚、上記各周筒31B,35,37の後部と前部には、後記するが、回転伝達手段80と中間筒の移動量制限Xと内周筒の移動量制限Yと工具着脱時の案内部47を設けている。 The
続いて、上記複合加工工具100の詳細構成を説明する。まず、複合加工工具は、軸線Lで回転する工具本体31を有し、上記工具本体31の先端に上記軸線Lに沿って伸びるリーマ40が装着されるほか上記工具本体の先端外周に切刃(バイト)Bが配置されている。上記工具本体31の後端側にマシニングセンタまたは専用工作機械の主軸保持部30Aに係脱される工具連結部31Aを有する。上記工具本体は、これ自身の外周筒31Bとこの筒内に嵌る中間筒35とこの中周筒内に嵌る内周筒37とが、上記軸線Lに同軸状に回転し且つ軸線方向に互いに移動可能に配置されている。 Next, the detailed configuration of the combined
上記工具連結部31Aは、上記外周筒31と中間筒35と内周筒37との後端にそれぞれ形成された複数(図示では4箇所、それ以上で以下でも良い)の工具連結部31K,35K,37Kで構成されている。この工具連結部31K,35K,37Kは、凹凸状に形成された工具側係合部となっている。上記複数の工具連結部31K,35K,37Kに対応する上記主軸保持部30A内には、上記工具連結部を挿入して係脱される複数(図示では4箇所、それ以上で以下でも良い)の工具連結辺50A,51A,52A、即ち凹凸状に形成された主軸側係合部を同軸状に配置された駆動外筒50,駆動中筒51,駆動内筒52の先端に備えている。上記工具連結部31K,35K,37Kには、径方向外側に窪んだ切欠部KOと径方向内側に向けて突出した係止爪部K1とが周方向に交互に配置され、上記工具連結辺50A,51A,52Aには、径方向外側に向けて突出した突出部K2と径方向内側に向けて窪んだ逃げ部K3とが周方向に交互に配置されている。そして、上記突出部K2と上記切欠部KOとの周方向位置が一致したとき、上記工具連結部31K,35K,37Kが上記工具連結辺50A,51A,52Aに挿入・排出可能となる。即ち、上記工具連結部と上記工具連結辺とは回転量規制手段80を介して主軸の一定角度回転する事で上記突出部K2と上記係止爪部K1とを係合させ、上記工具本体31が上記マシニングセンタの主軸保持部30Aに連結される。 The
尚、上記工具連結部の内径方向へ突出した係止爪部K1と、上記主軸側係合部において、外径方向に向けて突出した突出部K2と、上記工具側係合部において、外径方向に窪んだ切欠部KOと、上記主軸側係合部において、内径方向に向けて窪んだ逃げ部K3とを、上記工具側係合部と上記主軸側係合部との間で入れ替えた逆の構成関係としてもよい。 The locking claw K1 protruding in the inner diameter direction of the tool connecting portion, the protrusion K2 protruding in the outer diameter direction in the main shaft side engaging portion, and the outer diameter in the tool side engaging portion. The notch part KO recessed in the direction and the escape part K3 recessed in the inner diameter direction in the main shaft side engaging part are reversed between the tool side engaging part and the main shaft side engaging part. It is good also as a compositional relationship.
続いて、上記各周筒31B,35,37の後部と前部に設けた回転伝達手段80と主軸に対し工具軸心を案内する案内部47とを説明する。まず、回転伝達手段80は、主軸30に対する上記外周筒31Bと中間筒35と内周筒37との回転量を例えば45度に規制する。即ち、上記突出部K2と上記切欠部KOの溝の周方向位置を一致させまた、上記突出部K2と上記係止爪部K1とを係合させる位置に規制するもので、図6に示すように、ストップピンP1,P2と旋回許容溝M1,M2とからなる。尚、ストップピンP1,P2は、主軸30の前面に取り付けられ、旋回許容溝M1,M2は、外周筒31に設けられている。しかして、主軸30に対する外周筒31Bと中間筒35と内周筒37との周方向の相対回転量を回転角βに規制する。これにより、工具交換時には、主軸を45°回転・逆転させて主軸と工具本体との係脱を支配するとともに、主軸の回転時には回転トルクを複合加工工具100に伝達する。尚、上記回転伝達手段80における回転角の制御は、オリエンテーションの第2オリエンテーション機能「ACスピンドル」が使用されている。 Next, a description will be given of the rotation transmitting means 80 provided at the rear part and the front part of the
また、上記案内部47は、上記工具本体31の工具連結部31K,35K,37Kを、主軸の工具保持部50A,51A,52Aに対しその係合時、引掛らないように案内する。その構成は、図5に示すように、工具連結部31K,35K,37Kと工具保持部50A,51A,52Aとの係合する合口に斜面a,b を設けて両者の係合が円滑・容易に出来るようにしたものである。中間筒の移動量制限Xと内周筒の移動量制限Yの距離は工具連結部31K,35K,37Kと工具保持部50A,51A,52Aとの係合する合口に設けた斜面a、bの高さを越えない数値であって斜面が案内面として働く必要がある。これで、工具本体の軸方向長さと主軸の軸方向長さを高精度に加工することで、両者の軸方向隙間量を微小(約0.01mm)に規制させることで、外周筒31Bに対する中間筒35と内周筒37との軸方向移動量の工具連結部の追従精度が高くなり、刃先の切削送り速度がむらなく高精度に制御する事が出来る。 The
また、上記工具本体31には、外周筒に対する中間筒と内周筒との軸方向Lの相対移動量を規制する移動量規制が、中間筒の移動量制限Xと内周筒の移動量制限Yの距離を確保するべく、各筒31B,35,37の先端部に設けている。その構成は図1に示すように、中間筒35の先端の部材35Eと内周筒37の先端の部材37Eとに一定の距離を設定している。以上の各構成手段により、リーマ「孔加工用切刃」40と切刃(バイト、座面加工切刃)Bとの軸線方向への2軸制御は、主軸30内の駆動中筒51,駆動内筒52を軸線L1の前後方向に位置移動を精密に制御することで、中間筒35と内周筒37及びこれらの先端の各切刃40,Bが別個に制御される。これでバルブシート及びバルブガイドに対する加工精度が得られる。 Further, the
本発明の複合加工工具100は、上記のように構成されており、以下のように作用・使用される。まず、マシニングセンタにおいては、主軸30先端の主軸保持部30Aに挿入して連結される複合加工工具100は、この工具自動交換操作時において、上記複合加工工具の工具連結部31A{31K,35K,37K}には、径方向外側に窪んだ切欠部KOと径方向内側に向けて突出した係止爪部K1とが周方向に交互に配置されており、上記主軸30の主軸保持部の工具連結辺50A,51A,52Aには、径方向外側に向けて突出した突出部K2と径方向内側に向けて窪んだ逃げ部K3とが周方向に交互に配置されているから複合加工工具の工具連結部31A{31K,35K,37K}を主軸保持部30Aに挿入前に上記突出部と上記切欠部との周方向位置を一致させる。これで、上記工具連結部31A{31K,35K,37K}が上記工具連結辺50A,51A,52Aに挿入可能となり、上記工具連結部を上記工具連結辺に対して相対的回転させて上記突出部と上記係止爪部とを係合する。この後、上記工具連結辺を主軸奥側へ引っ張ってクランプする。なお、専用工作機械において、自動操作のほか手動操作でも工具交換が容易に行われる。 The
また、上記複合加工工具100を上記主軸30の主軸保持部30Aから外すときには、上記工具連結辺50A,51A,52Aを主軸側へ押し出してアンクランプする。この後に、上記工具連結部31A{31K,35K,37K}を上記工具連結辺50A,51A,52Aに対して相対的回転させて上記突出部K2と上記係止爪部K1とを外して係合を解く、これで、上記複合加工工具を上記主軸の主軸保持部から引き抜けられる。以上の工具交換操作により、上記複合加工工具100は、上記主軸30の主軸保持部に対して自動工具交換される。これにより、複合加工工具100はマシニングセンタの主軸保持部との自動着脱「自動工具交換」ができるし、専用工作機械においては、手動操作および自動操作による工具交換がワンタッチに行える。そして、シリンダヘッドに予め形成されたバルブシート及びバルブガイドに対する各切刃による仕上げ切削が2軸制御の元に各種寸法の加工が自動運転でき、その加工能率が高められる。 Further, when the combined
また、上記工具本体100には、主軸保持部30Aに対する外周筒31Aと中間筒35と内周筒37との周方向の相対回転量を規制する回転伝達手段80を設けているから、複合加工工具の工具連結部と主軸の主軸保持部との係脱作用が的確に出来るとともに、主軸の回転力が外周筒と中間筒と内周筒とに伝達され、切削加工が確実に行われる。また、工具本体のK1部(又はK0部)の軸方向長さと主軸K3部(又はK2部)の軸方向長さを高精度に設定することで、軸方向隙間量を微小(約0.01mm)に規制できるから、外周筒31Bに対する中間筒35と内周筒37との軸方向移動量の工具連結部の追従精度が高く、刃先の切削送り速度がむらなく高精度に制御する事が出来る。 Further, the
実際の加工例で説明すると、通常のエンジンのシリンダヘッドCHにおけるバルブシートVS及びバルブガイドVGの切削加工時には、主軸内の軸線に沿って配置した駆動外筒体を進退駆動すると上記外筒体が進退移動し、工具ホルダの軸線に対して傾斜するスライド溝内に嵌るスライダを移動させることでバイトが内外径方向に移動してバルブシート面を切削する。また、主軸内の駆動外筒体内の駆動中筒体を進退駆動すると、上記工具ホルダ内の中筒体が軸線方向に進退移動し、この先端のチャック手段に取り付けたリーマがバルブガイド穴を切削加工する。このとき、離脱手段CO(回転量規制手段・移動量規制・案内部等からなる)には、結合による軸線方向のガタがなく高精度な切削加工と2軸制御が行われる。 Explaining with an actual machining example, when cutting the valve seat VS and the valve guide VG in the cylinder head CH of a normal engine, when the driving outer cylinder arranged along the axis in the main shaft is driven forward and backward, the outer cylinder is The tool moves forward and backward, and moves the slider fitted in the slide groove inclined with respect to the axis of the tool holder, whereby the cutting tool moves in the inner and outer diameter directions to cut the valve seat surface. In addition, when the driving cylinder inside the driving outer cylinder inside the main shaft is driven forward and backward, the inner cylinder inside the tool holder moves forward and backward in the axial direction, and the reamer attached to the chuck means at the tip cuts the valve guide hole. Process. At this time, the detachment means CO (consisting of the rotation amount restriction means, the movement amount restriction, the guide portion, etc.) is free from axial backlash due to the coupling and performs highly accurate cutting and biaxial control.
上記エンジンのシリンダヘッドCHにおけるバルブシート及びバルブガイドの切削加工例を、図7に示す。その数値は、バルブガイドVGの長さ37mm、リーマ40のストローク45mm、リーマガイド筒41の先端からのリーマ40の突き出し量43mm、リーマガイド筒41の先端とバルブガイドVGの先端との最接近時の隙間1.4mmである。勿論、上記数値に限定されず、各種タイプのシリンダヘッドにおけるバルブシート及びバルブガイドの切削加工が行える。 FIG. 7 shows an example of cutting the valve seat and the valve guide in the cylinder head CH of the engine. The numerical values are 37 mm for the length of the valve guide VG, 45 mm for the stroke of the
本発明の複合加工工具100における実施の形態によると、下記の効果が奏される。通常のマシニングセンタと同様に、上記複合加工工具における各種寸法のものが自由に自動工具交換操作できる。また、回転伝達手段と移動量規制手段と案内部とにより、工具交換時の係脱精度が高められるとともに軸線方向のガタがなく、且つ2軸制御の元に高精度に各工具の位置決めができる。これにより、シリンダヘッドに予め形成されたバルブシートとバルブガイドとの仕上げ切削が高精度に加工でき、且つ各種寸法のバルブシートとバルブガイドが自動運転でき、その加工能率が高められる。
即ち、▲1▼複数種類の加工ワークとなる各種寸法のバルブシートとバルブガイドの切削加工ができること。▲2▼この工具によれば、従来の工具に比べて構成が合理的になっているから製造費も安く、規格の工具シャンク方式による自動若しくは手動工具交換方式であるから主軸への装着頻度が高くても装着精度が低下しない。▲3▼従来、自動工具交換が不可能であったが自動工具交換を可能とするとともに、バルブシートとバルブガイドとに対するリーマ加工工具とバルブシート加工工具とが別々の2軸制御で高精度にできる。According to the embodiment of the combined
(1) Capable of cutting valve seats and valve guides of various dimensions, which are a plurality of types of workpieces. (2) According to this tool, the configuration is rational compared with the conventional tool, so the manufacturing cost is low, and it is an automatic or manual tool change method based on the standard tool shank method. Even if it is high, the mounting accuracy does not decrease. (3) Previously, automatic tool change was impossible, but automatic tool change was possible, and the reaming tool and valve seat processing tool for the valve seat and valve guide were separated and controlled with high precision by separate 2-axis control. it can.
本発明は、その対象物をエンジンのシリンダヘッドにおけるバルブシート及びバルブガイドを同時に切削する複合加工工具100としての使用例で説明したが、様々な用途の複合加工工具として適用が可能である。例えば、一般的なワークの表面を座面加工しその奥に通し孔を同時に加工する工具としても適用できる。 The present invention has been described as an example of the combined
30 主軸
30A 主軸保持部
31B 外周筒(工具本体)
31A 連結部
31K,35K,37K 工具連結部
33 スライド溝
35 中間筒
35E 部材
37E 部材
37 内周筒
37A 後端
40 リーマ
47 案内部
50A,51A,52A 工具保持部
50 駆動外筒,
51 駆動中筒
52 駆動内筒
80 回転伝達手段
90 移動量規制手段
100 複合加工工具
KO 切欠部
K1 係止爪部
K2 突出部
K3 逃げ部
a,b 斜面
B バイト・切刃
C チャック手段
CH シリンダヘッド
CO 離脱手段
L 軸線
L1 軸線
M1,M2 旋回許容溝
P1,P2 ストップピン
S スライダ
X 中間筒の移動量制限
Y 内周筒の移動量制限
VS バルブシート
VG バルブガイド30
51 Driving middle cylinder 52 Driving
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006118462A JP2007260887A (en) | 2006-03-27 | 2006-03-27 | Composite working tool |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2006118462A JP2007260887A (en) | 2006-03-27 | 2006-03-27 | Composite working tool |
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JP2006118462A Pending JP2007260887A (en) | 2006-03-27 | 2006-03-27 | Composite working tool |
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JP (1) | JP2007260887A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103551625A (en) * | 2013-11-18 | 2014-02-05 | 广州中船黄埔造船有限公司 | Device for machining valve seat valve port of cylinder head of diesel engine |
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2006
- 2006-03-27 JP JP2006118462A patent/JP2007260887A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN103551625A (en) * | 2013-11-18 | 2014-02-05 | 广州中船黄埔造船有限公司 | Device for machining valve seat valve port of cylinder head of diesel engine |
CN103551625B (en) * | 2013-11-18 | 2015-09-30 | 广州中船黄埔造船有限公司 | For the device of processing diesel engine cylinder head valve seat valve mouth |
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