JP2008246626A

JP2008246626A - 径調整式穴加工工具

Info

Publication number: JP2008246626A
Application number: JP2007091020A
Authority: JP
Inventors: Kunihiro Endo; 邦博遠藤; Tomoji Otsuka; 友司大塚; Junichiro Shibuya; 潤一郎渋谷
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2007-03-30
Filing date: 2007-03-30
Publication date: 2008-10-16

Abstract

【課題】切刃の径方向の位置を容易に調整し、この切刃の位置を安定して維持する。
【解決手段】工具本体１の先端に開口して工具本体１の軸線Ｏに沿って延びる取付孔２と、この工具本体１の側面に開口して取付孔２に連通するように径方向に延びる嵌合孔５とを形成し、この嵌合孔５には径方向に進退可能にスライダ６を嵌挿するとともに嵌合孔５の開口部にはカバー１０を取り付け、取付孔２には先端に切刃８を有するカートリッジ７を挿入してスライダ６に固定して、スライダ６とカバー１０とに、互いに異なるピッチの一対の雄ネジ部１３Ａ，１３Ｂが同軸に形成された調整ネジ１３の雄ネジ部１３Ａ，１３Ｂをそれぞれ螺着する。
【選択図】図４

Description

本発明は、加工物に形成された下穴の内径を所定の径に高精度に仕上げ加工するのに用いられる径調整式穴加工工具に関するものである。

加工物に形成された下穴の内径を高精度に仕上げ加工するために、工具本体の軸線に対する切刃の径方向の位置を微調整加工とした径調整式穴加工工具としては、例えば特許文献１、２などに、工具本体の取付孔と切刃を有する工具のシャンクとの間に、外径部と内径部との中心線が偏心した円筒状の偏心スリーブを介装して、この偏心スリーブの取付孔とシャンクに対する回転位置を変化させることにより、工具本体の軸線に対する切刃の径方向の位置を調整するようにしたものが提案されている。
特開平８−２１５９８４号公報特開２００５−１２５４３１号公報

ところが、このような偏心スリーブを用いた径調整式穴加工工具では、切刃が工具本体の軸線から確実に所定の径に位置するように偏心スリーブの回転位置を調節するのは、この偏心スリーブが円筒状であるためにその回転位置を正確に把握するのが難しく、微妙な調整を行うには多くの労力や熟練を要することになる。また、このように偏心スリーブが円筒状であって、取付孔とシャンクも断面円形となるため、仕上げ加工とはいえ加工時に切刃に大きな負荷が作用したりすると、これら偏心スリーブや工具が周方向にずれを生じて工具本体に対する回転位置が変化しやすく、より高精度の加工を安定して行うのは困難であった。

本発明は、このような背景の下になされたもので、上述のような下穴の内径加工を行う切刃の径方向の位置を容易に調整することが可能であり、しかもこうして調整した切刃の位置を、加工時に大きな負荷が作用したりしても安定して維持することが可能な径調整式穴加工工具を提供することを目的としている。

上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、工具本体の先端に開口して該工具本体の軸線に沿って延びる取付孔と、この工具本体の側面に開口して上記取付孔に連通するように径方向に延びる嵌合孔とが形成され、この嵌合孔には上記径方向に進退可能にスライダが嵌挿されるとともに該嵌合孔の開口部にはカバーが取り付けられており、上記取付孔には先端に切刃を有するカートリッジが挿入されて上記スライダに固定されていて、上記スライダと上記カバーとには、互いに異なるピッチの一対の雄ネジ部が同軸に形成された調整ネジの該雄ネジ部がそれぞれ螺着されていることを特徴とする。

このように構成された径調整式穴加工工具では、上記調整ネジを回転させることによって、この調整ネジにおける一対の雄ネジ部同士のピッチの差分だけスライダが嵌合孔内を径方向に進退し、これに伴いこのスライダに固定されたカートリッジも進退して、その先端の切刃の径方向の位置が調整される。従って、この調整ネジの雄ネジ部のピッチ差を適正に設定することにより、調整ネジの回転量（ねじ込み量）に応じて微妙な切刃の径方向の位置調整を行うことが可能となる。

また、カートリッジが固定されたスライダは、工具本体の径方向に延びる嵌合孔に嵌挿されているため、加工時に軸線回りの切削負荷がカートリッジに作用しても、この軸線回りにスライダが回転してずれ動くようなことはない。このため、上述のように微調整された切刃の位置を安定して維持することができ、長期に亙って高精度の穴加工を行うことが可能となる。

さらに、上記嵌合孔と上記スライダとの間に、該スライダを上記嵌合孔の開口部側に付勢する付勢部材を介装することにより、このスライダと上記カバーとに螺着された調整ネジの一対の雄ネジ部によるバックラッシを防止することができるので、一層正確かつ確実な径調整を行うことが可能なる。

このように、本発明の径調整式穴加工工具によれば、多大な労力や熟練等を要することなく、誰にでも容易に、しかしながら正確に切刃の径方向の位置を調整することができ、しかもこのように調整された切刃の位置を安定して維持して、長期に亙って高精度の穴加工を行うことができる。

図１ないし図５は、本発明の一実施形態を示すものである。本実施形態において工具本体１は軸線Ｏを中心とした概略円盤状をなし、その先端側（図２〜図４において上側）は一段縮径するように形成されていて、この縮径した先端部１Ａの中央から軸線Ｏ方向後端側に向けては、軸線Ｏ方向先端側から見た平面視において該軸線Ｏを中心としてこの軸線Ｏに対する直径方向に延びる長方形状の取付孔２が形成されている。また、図５に示すようにこの工具本体１の後端面には、当該工具本体１を工作機械の主軸にアダプタを介して装着するための花弁状の突起を有した装着孔３と、工具本体１の着脱の際の回転位置を位置決めする弧状溝４とが形成されている。

さらに、この工具本体１の側面（外周面）からは、軸線Ｏ方向において上記先端部１Ａよりも後端側の位置でこの側面に開口し、平面視における上記取付孔２がなす長方形の長手方向に沿うように軸線Ｏに直交する直径方向に向けて延びる嵌合孔５が形成されている。この嵌合孔５は、その断面が軸線Ｏ方向に扁平した長方形状をなしていて、この長方形の長さは上記取付孔２が平面視になす長方形の幅よりも大きく、かつその長手方向の中心が図３に示すように軸線Ｏと一致するようにされるとともに、上記直径方向においては図４に示すように取付孔２を越えた位置にまで延設されて、上記直径方向に垂直な孔底面５Ａを有している。そして、この嵌合孔５は、上記軸線Ｏ上において、その工具本体１先端側が取付孔２と、また後端側は装着孔３と、それぞれ連通させられている。

この嵌合孔５に嵌挿されるスライダ６は、嵌合孔５の断面がなす上記長方形より極僅かに一回り小さい長方形の断面を有する直方体状に形成されて、嵌合孔５内に上記直径方向に進退自在に嵌め入れ可能とされており、こうして嵌合孔５に嵌挿された状態で、嵌合孔５の上記孔底面５Ａ側を向く端面の中央には断面円形の収容孔６Ａが、また嵌合孔５の開口部側を向く端面の中央にはネジ孔６Ｂが上記直径方向に沿うように形成されている。また、この嵌挿状態においてスライダ６の工具本体１先端側を向く面には、この面より一回り小さな長方形状をなして一段凹む取付座６Ｃが形成されており、この取付座６の底面の４隅には図示されない取付ネジ孔が形成されるとともに、中央には該底面側が一段拡径した貫通孔６Ｄが軸線Ｏ方向にスライダ６を貫通するように形成されている。

カートリッジ７は、工具本体１の上記先端部１Ａよりもさらに一段径の小さなフランジ部７Ａを有し、このフランジ部７Ａよりも先端側には軸線Ｏ方向先端側に延びるヘッド部７Ｂが形成されていて、このヘッド部７Ｂの先端外周側に形成されたインサート取付座７Ｃに切削インサート８が着脱可能に取り付けられることにより、切刃が設けられた構成とされている。また、このフランジ部７Ａの後端面には、後端部がスライダ６の上記取付座６Ｃに嵌め入れ可能な直方体状の取付部７Ｄが形成されるとともに、この取付部７Ｄの後端面中央には、取付座６Ｃ中央の貫通孔６Ｄが一段拡径した部分に嵌合する凸部７Ｅが形成されている。なお、この直方体状の取付部７Ｄが軸線Ｏに直交する断面においてなす長方形は、その上記直径方向の長さが取付孔２がなす長方形よりも短く、この直径方向に垂直な方向の幅は取付孔２の幅内に嵌め入れ可能な大きさとされている。

このようなカートリッジ７は、上記取付孔２を通してこの取付部７Ｄをスライダ６の取付座６Ｃに着座させるとともに凸部７Ｅを貫通孔６Ｄに嵌合させ、フランジ部７Ａの先端側から挿通させられた４本の取付ネジ９が取付座６Ｃの４隅の上記取付ネジ孔にねじ込まれることにより、フランジ部７Ａの後端面を工具本体１の上記先端部１Ａにおける先端面に密着させるようにしてスライダ６に上記直径方向に一体に進退可能に固定される。なお、凸部７Ｅから上記ヘッド部７Ｂにかけては、上記工作機械側からアダプタを介して供給される切削油剤を、上記装着孔３から貫通孔６Ｄを通して先端側に導く供給孔７Ｆが穿設されるとともに、工具本体１の上記先端面には上述のように密着したフランジ部７Ａの後端面との間にオイルシール１Ｂが介装されている。

一方、上記嵌合孔５の開口部にはカバー１０が取り付けられている。このカバー１０は、スライダ６と略等しい長方形断面を有して嵌合孔５内に嵌め入れられる嵌入部１０Ａと、これより一回り大きい長方形断面の取付部１０Ｂとを有する概略直方体状のブロックであって、こうして嵌入部１０Ａを嵌合孔５の開口部から嵌め入れた状態で、取付部１０Ｂの４隅に挿通された取付ネジ１１が工具本体１の嵌合孔５開口部の周りにねじ込まれることにより、この開口部を閉塞するように取り付けられている。なお、上記嵌入部１０Ａの外周には、嵌合孔５の内周面との間にオイルシール１２が介装されている。

さらに、このカバー１０には、嵌合孔５内に嵌挿されたスライダ６の上記ネジ孔６Ｂと同軸上に位置するように、このネジ孔６Ｂよりも大径のネジ孔１０Ｃが上記直径方向に貫通するように形成されている。そして、これらのネジ孔６Ｂ，１０Ｃには、捩れの向きは同じで互いに異なるピッチの一対の雄ネジ部１３Ａ，１３Ｂが同軸に形成された調整ネジ１３が、これらの雄ネジ部１３Ａ，１３Ｂをそれぞれネジ孔６Ｂ，１０Ｃに螺着させて取り付けられている。すなわち、ネジ孔６Ｂに螺着される雄ネジ部１３Ａはネジ孔１０Ｃに螺着される雄ネジ部１３Ｂよりも小径で、このネジ孔１０Ｃ内を通過可能な大きさとされており、互いのピッチ差は例えば０．０２ｍｍとされている。

なお、図３に示すようにカバー１０の取付部１０Ｂにおけるネジ孔１０Ｃの開口部周辺には、このネジ孔１０Ｃの開口縁１周を例えば２０等分した目盛り１０Ｄが設けられているとともに、この開口部に臨む調整ネジ１３の雄ネジ部１３Ｂの端面には、その径方向に延びる例えば直線状の指標が設けられている。ただし、このネジ孔１０Ｃの開口部は、切刃の径方向の位置調整が終了して穴加工が行われる際には、図４に示すようにヘリサート１４が挿入された後に埋め栓１５がねじ込まれて封止される。また、工具本体１の先端部１Ａにおいて、このネジ孔１０Ｃから直ぐ軸線Ｏ方向先端側の位置と、この位置から軸線Ｏ回りに９０°の位置には、カートリッジ７の取付部７Ｄの互いに直交する側面にそれぞれ垂直に当接するようにクランプネジ１６がねじ込まれている。

さらに、スライダ６の上記収容孔６Ａには、嵌合孔５の上記孔底面５Ａとの間に、このスライダ６を上記直径方向において嵌合孔５の開口部側に付勢する付勢部材１７が介装されている。この付勢部材１７は、底部に貫通孔が形成された有底円筒状のケーシング１７Ａ内に、その円筒内に収容可能なフランジ部と貫通孔内に挿入可能な軸部とを有するブッシュ１７Ｂが、この軸部の周りに多数の皿バネ１７Ｃを圧縮状態で緩挿して該軸部をケーシング１７Ａの底部側に向けて挿入されたものであって、このケーシング１７の底部を上記孔底面５Ａに、ブッシュ１７Ｂの上記フランジ部を収容孔６Ａの孔底に、それぞれ当接させて該収容孔６Ａ内に収容されており、皿バネ１７Ｃの弾性によってスライダ６は常に嵌合孔５の開口部に向けて押し付けられた状態となる。

なお、本実施形態では、カートリッジ７の上記切削インサート８以外にも、工具本体１の外周部においてこの切削インサート８よりも軸線Ｏ方向後端側に、嵌合孔５開口部の上記カバー１０を避けるようにして、複数の切削インサート１８がカートリッジ１９を介して取り付けられており、これらの切削インサート１８は少なくとも一部が、その切刃の軸線Ｏ方向の位置や軸線Ｏ方向および径方向の位置が調整可能とされていて、加工物に形成された下穴の開口部周辺をも所定の内径に仕上げ加工可能とされている。また、工具本体１の外周部には、さらにこれらの切削インサート１８およびカートリッジ１９を避けるようにして、ハケ取付用のブロック２０がやはりその軸線Ｏ方向の位置を調整可能に設けられている。

このように構成された径調整式穴加工工具において、カートリッジ７に設けられた切削インサート８の切刃の径すなわち軸線Ｏからの切刃の距離を調整するには、調整ネジ１３を回転させてねじ込み、または緩めればよい。例えば調整ネジ１３を１回転させると調整ネジ１３自体はカバー１０と螺着した雄ネジ部１３Ｂの１ピッチ分前進するが、雄ネジ部１３Ａにネジ孔６Ｂが螺着したスライダ６はこの雄ネジ部１３Ａの１ピッチ分相対的に後退することになり、従ってスライダ６およびこれに固定されたカートリッジ７は一対の雄ネジ部１３Ａ，１３Ｂの上記ピッチ差０．０２ｍｍだけしか前進せず、従って調整ネジ１３の回転量に対してより小さな移動量でスライダ６およびカートリッジ７を進退させることができ、切刃の径の微調整を行うことが可能となる。

このため、上記構成の径調整式穴加工工具によれば、切刃径の調整を行うに際して多大な労力や時間、あるいは熟練や経験を要さずとも、この調整ネジ１２の回転によって微妙な切刃径の調整を行うことが可能となる。特に、本実施形態では、カバー１０におけるネジ孔１０Ｃの開口部に目盛りが１０Ｄが設けられるとともに調整ネジ１３には指標が設けられており、例えば上述のように１周を２０等分した目盛り１０Ｄでは、１目盛り分のスライダ６およびカートリッジ７の移動量は上記ピッチ差０．０２ｍｍの２０分の１の０．００１ｍｍ、切刃径にしても０．００２ｍｍの極小さな調整量となり、このような調整量を目盛り１０Ｄに基づいて誰にでも容易に、しかしながら正確に切刃径を調整することが可能となる。

その一方で、上記スライダ６は、工具本体１の直径方向に形成された嵌合孔５に進退可能に嵌挿させられていて、すなわちこの直径方向以外の方向には移動が拘束されており、またこの直径方向には調整ネジ１３によってその移動が拘束されているので、切刃に生じた軸線Ｏ回りの切削負荷がカートリッジ７を介してスライダ６に作用しても、上述のように進退させられたスライダ６の位置がずれ動くようなことがなく、従って微調整された切刃の位置が変動するようなこともない。このため、正確に微調整された切刃径が穴加工中に変化して加工誤差を生じるようなこともなく、一旦微調整された切刃径を長期に亙って維持することができ、高精度の穴加工を安定して行うことが可能となる。

なお、切刃径の微調整が終了した後は、上述のようにヘリサート１４および埋め栓１５によってネジ孔１０Ｃを封止するとともに、上記クランプネジ１６をねじ込んでカートリッジ７の取付部７Ｄを位置決めすることにより、不用意に調整ネジ１３が回転して調整量が変化したりするのを防ぐことができる。また、本実施形態では、このカートリッジ７の取付部７Ｄも、その軸線Ｏに対する直径方向に垂直な方向の幅が取付孔２に嵌め入れ可能な大きさとされているので、上記軸線Ｏ回りの切削負荷に対してはこの取付部７Ｄが取付孔２と嵌合していることによっても高い剛性を確保することができ、一層安定して高精度の穴加工を図ることが可能となる。

さらに、本実施形態では、スライダ６の収容孔６Ａに、このスライダ６を上記直径方向において嵌合孔５の開口部側に付勢する付勢部材１７が介装されており、こうしてスライダ６が嵌合孔５の開口部側に付勢されることにより、この開口部においてスライダ６とカバー１０とに螺着された調整ネジ１３の雄ネジ部１３Ａ，１３Ｂとネジ孔６Ｂ，１０Ｃとの遊びをなくし、すなわちバックラッシを防止することができる。このため、調整時や穴加工時にスライダ６やカートリッジ７がガタついたりするのを防いで、より正確な微調整を可能とするとともにさらに高精度の穴加工を促すことができる。

本発明の一実施形態を示す軸線Ｏ方向先端側から見た平面図である。図１におけるＸ方向視の側面図である。図１におけるＹ方向視の側面図である（ただし、カートリッジ１９およびブロック２０は図示が略されている。）。図１におけるＺＺ断面図である（ただし、カートリッジ１９は図示が略されている。）。図１に示す実施形態を軸線Ｏ方向後端側から見た底面図である。

符号の説明

１工具本体
２取付孔
５嵌合孔
６スライダ
６Ｂ，１０Ｃネジ孔
７，１９カートリッジ
７Ｄ取付部
８，１８切削インサート（切刃）
１０カバー
１３調整ネジ
１３Ａ，１３Ｂ雄ネジ部
１７付勢部材
Ｏ工具本体１の軸線

Claims

工具本体の先端に開口して該工具本体の軸線に沿って延びる取付孔と、この工具本体の側面に開口して上記取付孔に連通するように径方向に延びる嵌合孔とが形成され、この嵌合孔には上記径方向に進退可能にスライダが嵌挿されるとともに該嵌合孔の開口部にはカバーが取り付けられており、上記取付孔には先端に切刃を有するカートリッジが挿入されて上記スライダに固定されていて、上記スライダと上記カバーとには、互いに異なるピッチの一対の雄ネジ部が同軸に形成された調整ネジの該雄ネジ部がそれぞれ螺着されていることを特徴とする径調整式穴加工工具。
上記嵌合孔と上記スライダとの間には、該スライダを上記嵌合孔の開口部側に付勢する付勢部材が介装されていることを特徴とする請求項１に記載の径調整式穴加工工具。