JP2010099796A

JP2010099796A - 中ぐり工具

Info

Publication number: JP2010099796A
Application number: JP2008274658A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Koizumi; 達哉小泉; Tatsuhiko Tanaka; 龍彦田中; Takuhiro Oshima; 拓洋大島; Kazuhiro Imoto; 和宏井本; 正樹 ▲ベー▼; Masaki Bee
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2008-10-24
Filing date: 2008-10-24
Publication date: 2010-05-06
Anticipated expiration: 2028-10-24
Also published as: JP5275749B2

Abstract

【課題】切刃位置の微調整の作業性に優れ、回転ホルダの剛性が高い中ぐり工具を提供する。
【解決手段】中ぐり工具１は、カートリッジ５の先端部５１の裏面側を端面６１にて押圧する押圧ピン６、及び、調整用工具と係合する係合部７１と、押圧ピン６の端面６２と当接するテーパ面７２を有するテーパ部７ｃと、回転ホルダ３に形成された第１、第２のねじ穴部３４ｂ，３４ｄとそれぞれ螺合する第１、第２のねじ部７ｂ，７ｆとを備え、テーパ部７ｃ、第１、第２のねじ部７ｂ，７ｆの各軸が同一軸線Ｑ上に位置する調整ピン７を具備する。調整ピン７を回転ホルダ３に対して進退動させることにより、調整ピン７のテーパ面７２と当接する押圧ピン６を回転ホルダ３の径方向に移動させ、押圧ピン６に押圧されるカートリッジ５の先端部５１の撓み量を変化させて、回転ホルダ３の径方向における切刃２の位置を調整する。
【選択図】図２

Description

本発明は、被切削物の内周面を所定の内径に切削する中ぐり工具に関する。

精密ラインボーリング加工に用いられる中ぐり工具は、軸心回りに回転する長尺円柱状の回転ホルダの径方向に突出する切刃位置を微調整することにより、被切削物の内周面を所定の内径に高精度に切削している。切刃位置の微調整は、頻繁に行われるので、作業性に優れたものであることが好ましい。従来、このような中ぐり工具として、例えば、特許文献１に開示された微調整式マイクロカートリッジを装着したものが知られている。この微調整式マイクロカートリッジは、回転ホルダに着脱自在に装着される筒状のブッシュと、先端に切刃が設けられブッシュに調整ナットを介して嵌入されるカートリッジと、カートリッジの基端側にクランプねじによって固定されるワッシャと、ワッシャとブッシュとを間に介装されてワッシャを介してカートリッジをその基端側に付勢する皿バネとを備えており、回転ホルダの径方向に突出する切刃の突出量を微調整することができる。切刃の突出量の微調整は、スパナ等の作業用工具で調整ナットを回動させ、カートリッジを出没させることにより行う。
特許第２９５００７４号公報

しかしながら、特許文献１に開示された微調整式マイクロカートリッジを装着する場合、皿ばね、ワッシャ、調整ナット等を内蔵するサイズの大きなブッシュを回転ホルダに収容するので、大きな穴のカートリッジ装着部を回転ホルダに形成する必要がある。さらに、カートリッジ装着部に装着した微調整式マイクロカートリッジの調整ナットをスパナ等の作業用工具により回動させて切刃の突出量を調整する。そのため、調整ナットに係合させたスパナ等を回動させるスペースが必要となり、回転ホルダの外表面を大きく切り欠いて平面部を形成する必要がある。

回転ホルダは、大きな穴のカートリッジ装着部や平面部が形成されると、剛性が著しく低下する。そのため、切削加工時の切削抵抗によって回転ホルダが撓み、切刃の位置が安定せず、加工精度が劣化するという問題があった。一方、加工精度の劣化を防止するために、切削速度を低下させると、加工時間がかかるという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑み、切刃位置の微調整の作業性に優れ、回転ホルダの剛性が高い中ぐり工具を提供することを目的とする。

本発明は、回転ホルダの径方向に突出する切刃が被切削物の内周面を切削する中ぐり工具であって、前記切刃が先端部の表面側に設けられ、後端部が前記回転ホルダに固定され、弾性変形可能なカートリッジと、前記カートリッジの先端部の裏面側と一端が当接して前記先端部を押圧する押圧ピンと、調整用工具と係合する係合部と、前記押圧ピンの他端と当接するテーパ面を有するテーパ部と、前記テーパ部より前記係合部側にて前記回転ホルダに形成された第１のねじ穴部と螺合する第１のねじ部と、前記テーパ部より前記係合部とは反対側にて前記回転ホルダに形成された第２のねじ穴部と螺合する第２のねじ部とを備え、前記テーパ部、第１のねじ部、及び第２のねじ部の各軸が同一線上に位置する調整ピンとを具備し、前記調整ピンを前記回転ホルダに対して進退動させることにより、前記テーパ面と当接する前記押圧ピンを前記回転ホルダの径方向に移動させ、前記押圧ピンに押圧される前記カートリッジの先端部の撓み量を変化させて、前記回転ホルダの径方向における前記切刃の位置を調整することを特徴とする。

本発明によれば、上記特許文献１に開示されたように、ワッシャ、調整ナット等を内蔵するサイズの大きなブッシュを有するカートリッジを、回転ホルダに収容する必要がない。そのため、回転ホルダに形成するカートリッジ装着部のサイズが小さくなる。また、特許文献１に開示された微調整式マイクロカートリッジを用いた場合のように、調整ナットに差し込むスパナ等を用いることなく、調整ピンの係合部に六角レンチ等の調整用工具を係合させて回動することにより、切刃の位置を調整することができる。そのため、スパナ等を用いるために必要な切り欠きを回転ホルダの外表面を形成する必要がない。これらにより、回転ホルダの剛性は高いものとなり、切削加工時の切削抵抗によって回転ホルダが撓むことが防止されるので、切刃の位置が安定し、優れた加工精度を得ることが可能となる。また、優れた加工精度を維持したまま、切削速度を上げることができ、加工時間を削減することが可能となる。

さらに、調整ピンの係合部に係合させた六角レンチ等の調整用工具を回動することのみによって、切刃の位置を調整することができる。また、調整用工具を１回転回動させたとき、調整ピンの移動量は、第１及び第２のねじ穴部の１ピッチ分であり、テーパ面のテーパ角度が緩やかであれば、押圧ピンの移動に伴う切刃の位置変化は微小である。そのため、切刃の位置を容易に微調整することができる。また、第１及び第２のねじ部がそれぞれ第１及び第２のねじ穴部と螺合し、且つ、押圧ピンを介して切刃からの切削抵抗等の圧力を受けるテーパ面の両側に、第１及び第２のねじ部がそれぞれ位置するので、調整ピンは容易に緩むことがない。

また、本発明において、前記第１のねじ部及び前記第１のねじ穴部又は前記第２のねじ部前記第２のねじ穴部の少なくとも１組がテーパねじであることが好ましい。この場合、全てが通常の平行ねじである場合に比べて、摩擦が大きいので、調整ピンはさらに容易に緩むことがない。

また、本発明において、前記調整ピンは、前記回転ホルダに形成された穴に嵌装される嵌装部を備えることが好ましい。この場合、調整ピンが容易に撓むことなく、切刃の位置がさらに安定する。

本発明の実施形態に係る中ぐり工具１について、図面を参照して説明する。

図１を参照して、中ぐり工具１は、精密ラインボーリング加工に用いられるラインバーである。中ぐり工具１は、軸心Ｏ回りに回転ホルダ３を被切削物（図示しない）に対して相対回転させ、回転ホルダ３の径方向に突出する切刃２によって、被切削物に形成された長尺円柱形状の穴の内周面を所定の内径に高精度に切削する。

中ぐり工具１は、長尺円柱状の工具本体である回転ホルダ３と、切刃２を有する切削刃具４が固定され、回転ホルダ３に装着される複数のカートリッジ５とを備えている。カートリッジ５は、固定された切削工具４が軸心Ｏに沿って回転ホルダ３の先端側、基端側に交互に位置するように装着される。回転ホルダ３は、超硬合金や鋼材等からなる略長尺円柱状のものであり、その基端にシャンク部３１を有している。

図２及び図３を参照して、中ぐり工具１は、さらに、各カートリッジ５に対応させて、切刃２の位置、すなわち回転ホルダ３の径方向の突出量を、カートリッジ５を押圧して変化させる押圧ピン６と、押圧ピン６の位置を調整する調整ピン７とを備えている。切刃２は、軸心Ｏを通って回転ホルダ３の径方向（図２及び図３における上下方向）に延びる軸線Ａに沿って移動する。

回転ホルダ３には、カートリッジ５を装着するためのカートリッジ装着部３２と、押圧ピン６を収容して押圧ピン６がその内部を摺動する押圧ピン収容穴３３と、調整ピン７を収容して調整ピン７がその内部を螺動して進退動する調整ピン収容部３４とが形成されている。

カートリッジ装着部３２は、回転ホルダ３の外周面が軸心Ｏ方向に沿って延びるキー状に切り欠かれることにより形成されている。押圧ピン収容穴３３は、カートリッジ装着部３２の軸心Ｏ側の底面から軸線Ａに沿って延び、断面円形に形成されている。カートリッジ装着部３２の軸心Ｏ側の底面には、さらに、押圧ピン収容穴３３から軸心Ｏ方向に沿って離間し且つ平行に延びるねじ穴３５が形成されている。調整ピン収容部３４は、押圧ピン収容穴３３と直交して連通し、軸心Ｏを通って回転ホルダ３の径方向の軸線Ｑに沿って延びるように形成されている。すなわち、軸線Ｑは軸線Ａと直交している。調整ピン収容部３４の一端（図２における右端）は、回転ホルダ３の外周面で開口している。調整ピン収容部３４は、開口した一端側から他端側へ順に、断面円形に形成された大径穴部３４ａ、内周面に一端側から他端側に縮径するテーパ雌ねじが形成されたテーパねじ穴部（第１のねじ穴部）３４ｂ、大径穴部３４ａより小径の断面円形に形成された中径穴部３４ｃ、内周面に雌ねじが形成されたねじ穴部（第２のねじ穴部）３４ｄ、他端側で回転ホルダ３の外周側の開口と挿通し中径穴部３４ｃより小径の断面円形に形成された小径穴部３４ｅとを有している。なお、調整ピン収容部３４は、小径部３４ｅを有さないものであってもよい。

カートリッジ５は、略角柱状に形成されており、長手方向の先端部５１の表面側（図２における左側、図３における上側）には、切削刃具４を固定する固定座５２が形成されている。なお、カートリッジ５の回転ホルダ３への装着方向に拘らず、切削刃具４が取り付けられる側を先端部５１とする。切削刃具４は、切刃２がカートリッジ５の表面から突出するように固定座５２に載置された状態で、押え金５３を用いて押圧固定される。なお、切削刃具４は、立体窒化ホウ素の多結晶体からなるＣＢＮスローアウェイチップであり、外形が略六角形の平板状に形成されている。一方、カートリッジ５の長手方向の後端部５４には、厚さ方向に貫通する貫通穴５５が形成されている。カートリッジ装着部３２に収容されたカートリッジ５は、貫通穴５５に挿通されたねじ５６がねじ穴３５に螺合することにより、回転ホルダ３に装着される。カートリッジ５は、先端部５１と後端部５４との間の裏面側（図３における下側）にスリット５７が形成されており、表裏方向に弾性変形することが可能なようになっている。

押圧ピン６は、押圧ピン収容穴３３に嵌挿可能な略円柱形状に形成されている。押圧ピン６は、カートリッジ５の裏面と当接する端面６１は、押圧ピン６の押圧ピン収容穴３３内の摺動により切刃２を軸線Ａに沿って移動させるに適した形状に形成されており、ここでは、中央部に向かって僅かに隆起する形状に形成されている。また、押圧ピン６は、調整ピン７と当接する端面６２は、調整ピン７の調整ピン収容部３４内の螺動距離に応じて押圧ピン６が押圧ピン収容穴３３内を摺動するに適した形状に形成されており、ここでは、中央部に向かって僅かに隆起する形状に形成されている。

調整ピン７は、調整ピン収容部３４に収容され、その基端部には、六角レンチ等の調整用工具と係合するに適した形状に形成された係合部７１を有している。調整ピン７は、基端側から先端側へ順に、大径穴部３４ａに嵌装可能な断面円形に形成された大径部（嵌装部）７ａ、外周面に基端側から先端側に縮径しテーパねじ穴部３４ｂと螺合するテーパ雄ねじが形成されたテーパねじ部（第１のねじ部）７ｂ、外周面に基端側から先端側に縮径するテーパ面７２が形成されたテーパ部７ｃ、中径穴部３４ｃに嵌装可能な断面円形に形成された中径部（嵌装部）７ｄ、中径部７ｄより小径の断面円形に形成された小径部７ｅ、外周面にねじ穴部３４ｄと螺合する雄ねじが形成されたねじ部（第２のねじ部）７ｆとを有している。

次に、以上のように構成された中ぐり工具１における切刃２の位置調整について説明する。

調整ピン７の係合部７１に係合させた六角レンチ等の調整用工具を回動して、調整ピン収容部３４内の調整ピン７を回転ホルダ３の内部に押し入れるように螺動させると、押圧ピン６の端面６２と当接するテーパ面７２が拡径して、押圧ピン６がカートリッジ５の方に向かって押圧ピン収容穴３３内を摺動する。これにより、押圧ピン６の端面６１がカートリッジ５の先端部５１の裏面を押圧して、カートリッジ５を弾性変形させて先端部５１を撓ませ、切刃２が回転ホルダ３の径方向外側に突出するように軸線Ａに沿って移動する。

一方、調整ピン７の係合部７１に係合させた調整用工具を逆方向に回動して、調整ピン収容部３４内の調整ピン７を回転ホルダ３の外部へ引き出すように螺動させると、押圧ピン６の端面６１と当接するテーパ面７２が縮径して、押圧ピン６がカートリッジ５から離れる方向に向かって押圧ピン収容穴３３内を摺動する。これにより、押圧ピン６の端面６１がカートリッジ５の先端部５１の裏面を押圧する押出量が減少して、カートリッジ５の弾性変形が復元されて先端部５１の撓み量が減少し、切刃２が回転ホルダ３の径方向内側に陥没するように軸線Ａに沿って移動する。

以上のように、中ぐり工具１においては、上記特許文献１に開示されたように、ワッシャ、調整ナット等を内蔵するサイズの大きなブッシュを有するカートリッジを、回転ホルダ３に収容する必要がない。そのため、回転ホルダ３に形成するカートリッジ装着部３２のサイズが小さくなる。また、特許文献１に開示された微調整式マイクロカートリッジを用いた場合のように、調整ナットに差し込むスパナ等を用いることなく、調整ピン７の係合部７１に六角レンチ等の調整用工具を係合させて回動することにより、切刃２の位置を調整することができる。そのため、スパナ等を用いるために必要な切り欠きを回転ホルダの外表面を形成する必要がない。これらにより、回転ホルダ３の剛性は高いものとなり、切削加工時の切削抵抗によって回転ホルダ３が撓むことが防止されるので、切刃２の位置が安定し、優れた加工精度を得ることが可能となる。また、優れた加工精度を維持したまま、切削速度を上げることができ、加工時間を削減することが可能となる。

さらに、中ぐり工具１においては、調整ピン７の係合部７１に係合させた六角レンチ等の調整用工具を回動することのみによって、切刃２の位置を調整することができる。また、調整用工具を１回転回動させたとき、調整ピン７の移動量は、テーパねじ穴部３４ｂ及びねじ穴部３４ｄの１ピッチ分であり、テーパ面７２のテーパ角度が緩やかであれば、押圧ピン６の移動に伴う切刃２の位置変化は微小である。そのため、切刃２の位置を容易に微調整することができる。また、調整ピン７は、調整ピン収容部３４に対して、テーパねじ部７ｂがテーパねじ穴部３４ｂと螺合するとともに、ねじ部７ｆがねじ穴部３４ｄと螺合し、且つ、押圧ピン６を介して切削刃具４からの切削抵抗等の圧力を受けるテーパ面７２の両側にテーパねじ部７ｂとねじ部７ｆとがそれぞれ位置するので、容易に緩むことがない。また、調整ピン７は、調整ピン収容部３４に対して、大径部７ａが大径穴部３４ａに嵌装されるとともに、中径部７ｄが中径穴部３４ｃに嵌装され、且つ、テーパ面７２の両側に大径部７ａと中径部７ｄとがそれぞれ位置するので、調整ピン７が容易に撓むことなく、切刃２の位置が安定する。

なお、中ぐり工具１の形態は、本発明の一例であり、限定されない。例えば、調整ピン７の係合部７１を大径部７ａ側に設ける場合について説明した。しかし、調整ピン７の係合部７１をねじ部７ｆ側に設けてもよい。なお、この場合、ねじ部７ｆから回転ホルダ３の外周面に近接するように延伸する延伸部７ｇ（図４参照）を設けてもよい。また、テーパ面７２より係合部７１側のテーパねじ部３４ｂ、テーパねじ部７ｂにそれぞれテーパ雌ねじ、テーパ雄ねじを形成したが、テーパねじ部３４ｂ、テーパねじ部７ｂにそれぞれ通常の平行雌ねじ、平行雄ねじを形成してもよい。また、テーパ面７２より係合部７１と反対側のねじ部３４ｄ、ねじ部７ｆにそれぞれ通常の平行雌ねじ、平行雄ねじを形成したが、ねじ部３４ｄ、ねじ部７ｆにそれぞれテーパ雌ねじ、テーパ雄ねじを形成してもよい。

また、調整ピン７は容易に緩むことはないが、中ぐり工具１に緩み防止機構を設けてもよい。緩み防止機構は、例えば、図４を参照して、ホーローセット・スクリュー（ホロセット）８を用いて構成することが可能である。この場合、調整ピン収容部３４の小径部３４ｅと直交して連通し、カートリッジ装着部３２とは反対方向に外周面まで延びるねじ穴３６を、回転ホルダ３に形成する。一方、ねじ部７ｆから回転ホルダ３の外周面に近接するように延伸し、小径部３４ｅより小径の断面円形に形成された延伸部７ｇを、調整ピン７に設ける。そして、ねじ穴３６に螺合したホーローセット・スクリュー８の頭部に係合させた六角レンチを回動させて、ホーローセット・スクリュー８の先端部を延伸部７ｇに押し当てて、調整ピン７に生じる緩みを防止する。調整ピン７は、押圧ピン６を介してカートリッジ装着部３２側から圧力を受けるが、この圧力と反対方向の圧力をホーローセット・スクリュー８から受けるので、効果的な緩み止めを行うことができる。

本発明の実施形態に係る中ぐり工具を示す模式斜視図。図１のII−II線切断断面図。図２のIII−III線切断断面図。緩み防止機構を備えた中ぐり工具の切断断面図。

符号の説明

１…中ぐり工具、２…切刃、３…回転ホルダ、４…切削刃具、５…カートリッジ、６…押圧ピン、７…調整ピン、７ａ…大径部（嵌装部）、７ｂ…テーパねじ部（第１のねじ部）、７ｃ…テーパ部、７ｄ…中径部（嵌装部）、７ｆ…ねじ部（第２のねじ部）、３２…カートリッジ装着部、３３…押圧ピン収容穴、３４…調整ピン収容部、３４ａ…大径穴部、３４ｂ…テーパねじ部（第１のねじ穴部）、３４ｃ…中径穴部、３４ｄ…ねじ部（第２のねじ穴部）、５１…先端部、５４…後端部、６１…端面（一端）、６２…端面（他端）、７１…係合部、７２…テーパ面。

Claims

回転ホルダの径方向に突出する切刃が被切削物の内周面を切削する中ぐり工具であって、
前記切刃が先端部の表面側に設けられ、後端部が前記回転ホルダに固定され、弾性変形可能なカートリッジと、
前記カートリッジの先端部の裏面側と一端が当接して前記先端部を押圧する押圧ピンと、
調整用工具と係合する係合部と、前記押圧ピンの他端と当接するテーパ面を有するテーパ部と、前記テーパ部より前記係合部側にて前記回転ホルダに形成された第１のねじ穴部と螺合する第１のねじ部と、前記テーパ部より前記係合部とは反対側にて前記回転ホルダに形成された第２のねじ穴部と螺合する第２のねじ部とを備え、前記テーパ部、第１のねじ部、及び第２のねじ部の各軸が同一線上に位置する調整ピンとを具備し、
前記調整ピンを前記回転ホルダに対して進退動させることにより、前記テーパ面と当接する前記押圧ピンを前記回転ホルダの径方向に移動させ、前記押圧ピンに押圧される前記カートリッジの先端部の撓み量を変化させて、前記回転ホルダの径方向における前記切刃の位置を調整することを特徴とする中ぐり工具。
前記第１のねじ部及び前記第１のねじ穴部又は前記第２のねじ部前記第２のねじ穴部の少なくとも１組がテーパねじであることを特徴とする請求項１に記載の中ぐり工具
前記調整ピンは、前記回転ホルダに形成された穴に嵌装される嵌装部を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の中ぐり工具。