JP2010207979A - マシニングセンタ用座ぐり工具 - Google Patents

Abstract

【課題】 大径で長尺な座ぐり工具でありながら、軽量かつ高剛性で、横軸形マシニングセンタの水平主軸に装着しても、工具の撓み変形によるビビリ振動のない寸法精度の高い加工が可能な座ぐり専用工具を開発する。
【解決手段】 工具全体がカッター頭部１と、超硬バー８と、ボディ９と、ホルダ１２との各部からなり、これらの各部が互いに焼きばめにより接合されて、カッター頭部１直径Ｄの７倍以上の突き出し長さＬを有する一体的な座ぐり工具に形成されている。各部の焼ばめ接合と細経の超硬バー８を採用したことにより、大経かつ長尺であるにもかかわらず工具全体の軽量化、高剛性化が達成されており、マシニングセンタ特に横軸形マシニングセンタに装着して、撓み変形のない高精度の座ぐり加工が可能である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、主として横軸形マシニングセンタの水平な主軸に装着する大径かつ長尺な座ぐり専用工具に関する。

近年、機械加工の分野においては、マシニングセンタと称するＮＣ工作機械、すなわちＮＣ旋盤、ＮＣフライス、ＮＣボール盤、ＮＣ中ぐり盤等の単能ＮＣ工作機械で行なわれるそれぞれの各種加工工程を、工具や工作物の付け替えをすることなく自動的に一連の作業で行なうことが可能なＮＣ工作機械、の導入が盛んに行なわれている。マシニングセンタの導入により、従来の機械加工では困難であった難しい形状や、段取り替えを必要とする加工などを、高効率かつ同じ段取りで加工することが可能となるからである。

ところで、マシニングセンタ、特に横軸形と称するマシニングセンタにて座ぐり加工を行なう場合の切削工具としては、従来より例えば、下記特許文献１に記載されているような工具が使用されている。これは、図５に示すように、マシニングセンタ主軸のツールホルダーに嵌合する取付部と、取付部に続く首部と、首部の先端に形成した頭部と、頭部に装着した刃部とからなるバイトであって、横軸形マシニングセンタの水平な主軸に取り付けても加工中に撓み変形等が生じないように、一般的に頭部の直径Ｄが２０〜５０φ程度の小径に形成され、また主軸のツールホルダより水平に突出する部分である突き出し長さ（首下長さともいう）Ｌも、上記Ｄの２〜４倍程度の短尺に形成されている。

実開平６−３３６０７号公報（実用新案登録請求の範囲、図１）

しかしながら、従来のように小径で短尺な座ぐり工具では、キリ穴程度の小径な下穴の座ぐり加工しかできなかった。また、加工物の形状によっては、工具の突き出し長さＬが短すぎて所定の加工部位に届かず、このため加工物の向きを反転させる付け替え作業を行なったり、座ぐり加工のみを別途フライスボール盤にて手動で行なう等、自動加工機としてのマシニングセンタの高能率性を犠牲にする場合が多々あった。

本発明は、このような問題を解決しようとするものであって、カッター頭部の直径Ｄが６０φ以上、その突き出し長さＬが上記直径Ｄの７倍以上である大径かつ長尺な座ぐり工具でありながら、軽量かつ高剛性で、横軸形マシニングセンタの水平な主軸に装着しても、撓み変形をほとんど生じることなくほぼ寸法通りの高精度の座ぐり加工が可能な座ぐり工具の提供を目的とする。

上記目的を達成する本発明は、前面の中央部に下穴に嵌合するパイロット突起３を備える直径Ｄ６０φ以上の円柱状のカッター頭部１と、上記カッター頭部の後面中央部に形成された焼ばめ口７に一端側が接合される細径で所要長さの円柱状をなす超硬バー８と、前記カッター頭部１とほぼ同径の円柱状をなし、その前面中央部に、前記超硬バー８の他端側を接合する焼ばめ口１０を備え、その後面中央部に、後方へ延出する接合部１１を備えるボディ９と、円柱状をなす前部１２Ａの前面中央部に、前記ボディ９の接合部１１を接合する焼ばめ口１３を備え、後部１２Ｂがマシニングセンタ主軸への装着部に形成されたホルダ１２とよりなる座ぐり工具であって、その工具全長から上記ホルダ１２の装着部１２Ｂを除いた工具の突き出し長さＬが、前記カッター頭部直径Ｄの７倍以上の長尺であることを特徴とするマシニングセンタ用座ぐり工具である。

本発明において、カッター頭部１は、その前面中央部に備えられたパイロット突起３を、下穴の径に応じて取り替え可能に構成するのが良い。また、このカッター頭部１は、パイロット突起３を備える前面側１Ａと、超硬バー８の一端側が接合される焼ばめ口７を備えた後面側１Ｂとを、分離可能に構成するのが望ましい。

上記構成よりなる本発明の座ぐり工具は、全体がカッター頭部１と、超硬バー８と、ボディ９と、ホルダ１２との各部からなり、これらの各部が互いに焼きばめにより接合されて、所定の突き出し長さＬを有する一体的な座ぐり工具に形成されている。したがって、各部の保持剛性が高く、かつ各部の分解、取り替えも可能である。また、カッター頭部１に接合された超硬バー８は、超硬合金で形成されているから軽量で強度が高く、工具鋼等で形成された他の各部に比べて細経に（１／３程度）形成することができる。

これにより、工具全体の軽量化、高剛性化が達成され、カッター頭部１の直径Ｄが６０φ以上で、しかも突き出し長さＬが上記直径の７倍以上という大径かつ長尺な座ぐり工具であるにもかかわらず、マシニングセンタ、とりわけ横軸形マシニングセンタの水平な主軸に装着しても、撓み変形等によるビビリ振動をほとんど発生することがなく、ほぼ寸法通りの高精度の座ぐり加工を行なうことができる。

また、カッター頭部１の直ぐ後方に位置する超硬バー８は細径に形成されているから、カッター頭部１を加工部位Ｗａへ接近させる際に、ワークＷからの突起物Ｗ’等との干渉が生じ難く、接近性にも優れている。さらに、カッター頭部１は、パイロット突起３を取り替えることにより、下穴の径が異なる各種の座ぐり加工に適用可能であり、カッター頭部１に割れ等の損傷が生じた場合には、該カッター頭部１の前面側１Ａのみを後面側１Ｂから分離させて取り替えることもできる。

本発明座ぐり工具を説明する正面図である。 本発明座ぐり工具のカッター頭部を説明する側面図である。 本発明座ぐり工具のカッター頭部を説明する縦断正面図である。 本発明の実施例を説明する正面図である。 従来のマシニングセンタ用座ぐり工具の一例を説明する縦断正面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施の一例を示す縦断側面図である。同図に示すように、本発明の長尺座ぐり工具は、カッター頭部１と、超硬バー８と、ボディ９と、ホルダ１２とを備えている。

すなわち、カッター頭部１は、工具鋼により直径Ｄが６０φ、長さｌａが７０ｍｍの
円筒状に形成されている。このカッター頭部１は、図２及び図３に示すように、その前面側１Ａと後面側１Ｂが軸対称に配置された２本のボルト２，２で締着されていて、これらのボルトを外すと互いに分離できるようになっている。

カッター頭部１の前面側１Ａには、その前面中央部にパイロット突起３が設けられ、外周面部のほぼ１８０°隔てた位置には、それぞれ座ぐり用切削チップ４の取付け座４ａが設けられている。パイロット突起３は、座ぐり加工の際に、当該突起を加工ワークの下穴に嵌め込んで工具の振れを防止するものである。図示例のパイロット突起３は、ボルト形に形成してあり、その同部３’を座ぐりカッター１の前面中央部に形成された孔５に挿入し、専用の固定ボルト６を締着することにより設けられている。したがって、加工ワークの下穴の径に応じて、その都度最適なサイズのパイロット突起３に取り替えることができる。座ぐり用切削チップ４は、三辺が切削刃に形成された三角形状をなしており、前記取付け座４ａにねじ止めされている。カッター頭部１の後面側１Ｂには、その後面の中央部に焼ばめ口７が設けられている。

超硬バー８は、超硬合金製の棒材バーであり、図示例では、直径ｄが２４φ、全長ｌｂが１２５ｍｍの円柱状に形成されている。超硬バー８の一端側８’は、その先端２５ｍｍを前記カッター頭部１の焼ばめ口７に挿入して焼ばめ接合されている。また、同超硬バー８の他端側８’’は、その先端３０ｍｍを、後述するボディ９の前面中央部に設けられた焼ばめ口１０に挿入して焼ばめ接合されている。

ボディ９は、工具鋼により前記カッター頭部１と同じ直径Ｄ６０φで、長さｌｃが１８０ｍｍの円柱状に形成してある。このボディ９の後面中央部には、後方へ真っ直ぐに延出するやや小径（図示例では４０φ）で、所要長さ（図示例では１００ｍｍ）の円柱状をなす接合部１１が、ボディ９と一体に形成されている。

ホルダ１２は、当該座ぐり工具をマシニングセンタの主軸に装着するものであり、上記ボディ９と同径の円柱状をなす前部１２Ａには、その前面中央部に、前記ボディ９の接合部１１と焼ばめ接合する焼ばめ口１３が設けてある。ホルダ１２の後部１２Ｂは、横軸形マシニングセンタの主軸への装着部、すなわち上記主軸のキーと噛み合うキー溝１４およびマシニングセンタの工具交換装置にて把持されるグリップフランジ１５、並びに上記マシニングセンタの主軸に挿入するテーパ状のシャンク１６からなる装着部、に形成されている。

なお、図示例の座ぐり工具は、車両連結器の電連座に直径６０φの座ぐり加工を実施するためのものであり、その突き出し長さＬ、すなわち先端のカッター頭部１（パイロット突起３を除く）から、後端のホルダ１２（ホルダ後部の装着部１２Ｂを除く）に至る長さは４４０ｍｍと、同カッター頭部１の直径Ｄ（６０φ）に対して約７．３倍の長尺となっている。

上記構成よりなる本発明の座ぐり工具を使用するには、まず、当該座ぐり工具を横軸形マシニングセンタの工具マガジン内の指定場所にセットする。機外のパレット上には、専用治具にて加工ワーク（車両用連結器）を取り付ける。次いで、上記加工ワークを取り付けたパレットを、オートパレットチェンジャーにより機内に自動搬入する。工具マガジン内にセットした本発明座ぐり工具をＮＣプログラムで選択し、工具の自動交換装置（ＡＴＣ）により横軸形マシニングセンタの水平な主軸に装着する。

続いて、図４に示すように、上記横軸形マシニングセンタの主軸１７をＮＣプログラムにより前後方向（Ｘ軸）、左右方向（Ｙ軸）、上下方向（Ｚ軸）に制御して、該主軸１７に装着された本発明座ぐり工具のカッター頭部１先端が、加工ワークである車両連結器Ｗの垂直な電連座Ｗａに対して水平に接触するように座ぐり位置を位置決めする。このとき、パイロット突起３は、上記電連座Ｗａに既に形成してあるボルトの下穴１８内に潜り込み、嵌合した状態にする。また、当該座ぐり工具のカッター頭部１近傍部は、超硬バー８で形成された細径部となっているから、加工ワークである車両連結器Ｗからの突起物Ｗ’等との干渉が避けられ、電連座Ｗａに対して長尺な工具の先端をスムーズに接近させることができる。

次いで、ＮＣプログラムにより、マシニングセンタの主軸１７に対して回転、および送り速度が指令される。これにより、上記主軸１７に装着されている本発明の座ぐり工具が回転しながら前進移動を開始し、電連座Ｗａに既に形成されたボルト下穴１８の周囲に、カッター頭部１の２枚の三角形切削チップ４，４による直径６０φの所要深さの座ぐり１９が形成される。ちなみに、このときの切削条件は、切削速度：１５ｍ／ｍｉｎ，回転数：８０ｒｐｍ，送り速度：２ｍｍ／ｍｉｎ，切り込み深さ：約７ｍｍ×４，加工時間：約１５分であった。このようにして形成された座ぐり加工１９の寸法精度は、使用した本発明の座ぐり工具が大径かつ長尺であるにもかかわらず、軽量かつ高剛性であるために、横軸形マシニングセンタの水平な主軸に装着しても、加工中に撓み変形によるビビリ振動等が生じ難く、寸法誤差のほとんどない高精度なものであった。

ｌ カッター頭部
ｌＡ カッター頭部の前面側
１Ｂ カッター頭部の後面側
３ パイロット突起
４ 切削チップ
８ 超硬バー
９ ボディ
１２ ホルダ
１２Ｂ ホルダの主軸装着部
Ｄ カッター頭部の直径
Ｌ 座ぐり工具の突き出し長さ

Claims (3)

1. 前面の中央部に下穴に嵌合するパイロット突起３を備える直径Ｄが６０φ以上の円柱状のカッター頭部１と、上記カッター頭部の後面中央部に形成された焼ばめ口７に一端側が接合される細径で所要長さの円柱状をなす超硬バー８と、前記カッター頭部１と同径の円柱状をなし、その前面中央部に、前記超硬バー８の他端側を接合する焼ばめ口１０を備え、その後面中央部に、後方へ延出する接合部１１を備える工具鋼製ボディ９と、円柱状をなす前部１２Ａの前面中央部に、前記ボディ９の接合部１１を接合する焼ばめ口１３を備え、後部１２Ｂがマシニングセンタの主軸への装着部に形成されたホルダ１２とよりなる座ぐり工具であって、その工具全長から上記ホルダ１２の装着部１２Ｂを除いた工具の突き出し長さＬが、前記カッター頭部１直径Ｄの７倍以上の長尺であることを特徴とするマニシングセンタ用座ぐり工具。
2. カッター頭部１は、その前面中央部に備えられたパイロット突起３が、下穴の径に応じて取り替え可能に構成されている請求項１に記載のマニシングセンタ用座ぐり工具。
3. カッター頭部１は、パイロット突起３を備える前面側１Ａと、超硬バー８の一端側が接合される焼ばめ口７を備えた後面側１Ｂとが、互いに分離可能に構成されている請求項１または２に記載のマシニングセンタ用座ぐり工具。

Images