JP2014069286A - 中ぐり工具 - Google Patents

Abstract

【課題】切削加工時に生成される切屑を確実かつ低コストに排出することのできる中ぐり工具を提供する。
【解決手段】シャンク部２０の軸方向前方側に位置し、被削材Ｗの穴部Ｗａに挿入される円柱状の挿入部３０と、挿入部３０の外周面３１を切り欠いてなる切欠き部４０と、切欠き部４０に保持され、その先端を挿入部３０の外周面３１から突出させた切刃５０とを具備するもので、切欠き部４０は、軸方向及び直径方向に伸び、切刃５０を保持するための座部４２を有する底面部４１と、少なくとも切刃５０の軸方向前方側に位置し、底面部４１から挿入部３０の外周面３１に向かって立上った形状をなす縦壁部４３とで構成されている中ぐり工具。
【選択図】図１

Description

本発明は、被削材に設けられた穴部の内径加工を行う際に使用される中ぐり工具に関する。

エンジンの製造工程では、例えばシリンダブロックやシーブシャフト等の被削材に設けられた穴等に切削加工が施されている。この切削加工は、予めドリルや鋳抜き等によって被削材に設けられた下穴の精度を向上させるために、中ぐり工具を用いて行われる仕上げ加工である場合も少なくない。このような場合、中ぐり工具の切屑の排出性が、被加工面の仕上がり状態に多大な影響を及ぼすことが分かっている。そこで、切屑の排出性を高めて、被削材の内周面の仕上がり品位を向上させることを目的とした中ぐり工具が、下記特許文献１に記載されている。

特開２００６−３１５１２６号公報

上記特許文献１に記載された中ぐり工具は、切刃のすくい面に連続し、先端面に開口すると共に、先端面から工具送り方向後方側に向かうにつれて切刃に対し工具直径方向に離間するよう延びるチップポケットを有するものである。そして、このチップポケットにより、切刃から生成される切屑を、チップポケットに沿って、中ぐり工具の工具送り方向後方かつ、切刃に対して工具直径方向に離間するする方向へ移動させることで、チップポケットの開口部から排出させるようにしている。しかし、切屑の排出方向は、工具の先端に設けた切刃の刃先形状や工具の送り速度、あるいは被削材の材質や内周面の切削時の表面状態に影響を受ける切屑の形状によっても変化するため、上記構成において、常に切屑がチップポケットに沿って排出されるとは限らない。例えば、切屑がスチールウール形状を成すような場合、切屑自体が非常に細かいため、上記構成の中ぐり工具であっても切屑を円滑に排出することが難しく、加工時に排出しきれなかったものが穴部の中に残存するおそれがある。なにより、上記特許文献１に記載の中ぐり工具の構造では、切刃の上部空間やチップポケットが中ぐり工具の先端面に開口した形状をなしているため、生成された切屑が送り方向前方側に容易に進入し、穴底に切屑が堆積する原因となる。また、切屑を円滑に排出できないと、穴部の内側に残った切屑が被削材の内周面に擦り付けられることで当該内周面を傷つける恐れがある。

また、上述のように、加工中に排出しきれず穴部の中に残存した切粉は、作業者がブラシやエアブロー等を用いて手作業で穴部の中の切屑を除去しなければならないが、穴部が有底形状を成す場合には、完全に除去することは非常に困難である。また手作業で穴部の中に残存する切屑を除去しなければならないため、作業工数が増加し、生産性の低下、ひいてはコストアップにつながる。

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、切削加工時に生成される切屑を確実かつ低コストに排出することのできる中ぐり工具を提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明は、被削材の穴部に挿入される円柱状の挿入部と、挿入部の外周面を切り欠いてなる切欠き部と、切欠き部に保持され、その先端を挿入部の外周面から突出させた切刃とを具備するもので、切欠き部は、軸方向及び直径方向に伸び、切刃を保持するための座部を有する底面部と、少なくとも切刃の軸方向前方側に位置し、底面部から挿入部の外周面に向かって立上った形状をなす縦壁部とで構成されている。

このように、本発明に係る中ぐり工具は、穴部に挿入される円柱状の挿入部の外周面を切り欠いてなる切欠き部を具備し、この切欠き部に切刃を保持してなる。また、切欠き部は、軸方向及び直径方向に伸び、切刃を保持するための座部を有する底面部と、少なくとも切刃の軸方向前方側に位置し、底面部から挿入部の外周面に向かって立上った形状をなす縦壁部とで構成される。これにより、切削加工によって生成された切屑が、切刃の軸方向前方側に位置する縦壁部に当たることで、送り方向に関し、軸方向後方側への指向性が付与される。よって、切屑が排出すべき方向とは異なる向き（送り方向前方側）に移動した場合であっても、確実に切屑を切欠き部の外へ排出することができる。

また、上記中ぐり工具は、円柱状の挿入部の外周面に切欠き部を形成し、この切欠き部に切刃を保持させたものであるから、切刃の軸方向前方側には、円柱状の挿入部が常に配設された状態となる。これにより、中ぐり工具の切刃が切削対象となる穴部の内周面（被切削面）に到達した時点では、切欠き部より軸方向前方側に位置する円柱状の挿入部によって、穴部のうち被切削面より軸方向前方側の領域が塞がれる。よって、切屑が穴部の奥側に進入する事態を避けて、例えば穴底に切屑が詰まるのを防止することができる。

また縦壁部は、切刃の先端よりも軸方向後方側の領域において、軸方向後方側に向かうにつれて底面部の半径方向寸法を縮小する向きに伸び、挿入部の外周面に至る形態をなすものであってもよい。このように構成することで、切屑は、縦壁部に沿って中ぐり工具の軸方向後方側に移動して切欠き部の外に排出される。そのため、切屑が切欠き部の内部で留まることなく中ぐり工具の外部へ円滑に排出することができる。これにより、中ぐり工具に切屑が詰まったり、絡み付いたりして、被削材の内周面を傷つけるのを防止できる。なお、切欠き部の開口側へ移動した切屑は、そのまま中ぐり工具から排出される。

底面部の座部は、この座部に切刃を取付けた状態で切刃のすくい面と底面部の座部以外の領域とが同じ高さになるように、座部以外の領域より一段低い位置に形成されている。これにより、切削によって生成した切屑が、切刃と縦壁部との間の隙間に堆積して、切屑の排出路が塞がれるのを防止できる。

縦壁部のうち切刃よりも軸方向前方側の領域には、切刃に向けて指向しクーラントを吐出するための吐出口が設けられている。これにより、切削中に切欠き部の工具送り方向前方の縦壁部に設けられたクーラント吐出口から切刃に向かってクーラントを吐出することで、切刃を冷却することができる。また、吐出されたクーラントが、切刃の軸方向前方から後方へと流れることによって、切屑が切欠き部の縦壁部に沿って後方へ移動するのを促進することができる。つまり、クーラントを吐出することで、切刃の冷却と、切屑の排出を同時に行うことができる。

上記のとおり、本発明の中ぐり工具によれば、切削加工時に生成される切屑を確実かつ低コストに排出することのできるという優れた効果を得ることができる。

本発明の実施形態に係る中ぐり工具の平面図である。 図１に示す中ぐり工具の正面図である。 図２におけるＡ−Ａ断面図である。 図１における部分断面図である。 図１に示す中ぐり工具の使用状態を示す概略図である。 図１に示す中ぐり工具を先端側から見た場合の部分断面側面図である。 図１に示す中ぐり工具の斜視図である。

以下、本発明に係る中ぐり工具の実施形態を図１〜図７に基づいて説明する。

先ず、本発明に係る中ぐり工具の構造を図１〜図４に基づいて説明する。この中ぐり工具１は、図１に示されるように、工作機械の主軸等に装着されるシャンク部２０と、シャンク部２０の軸方向前方に位置し、被削材Ｗの穴部Ｗａに挿入される円柱状の挿入部３０とから構成されている。挿入部３０には、挿入部３０の外周面３１を切り欠いて形成された切欠き部４０と、切欠き部４０に保持され、その先端を挿入部３０の外周面３１から突出させた切刃５０とが設けられている。また、シャンク部２０には、工作機械の主軸等に固定するための溝２１が設けられている。

このうち、切欠き部４０は、図１〜図３に示すように、挿入部３０の軸方向及び直径方向に伸び、座部４２を有する底面部４１と、底面部４１から挿入部３０の外周面３１に向かって立上った形状を有する縦壁部４３とで形成されており、縦壁部４３の一部は切刃５０よりも軸方向前方に位置している。この実施形態では、図３に示すように、縦壁部４３は底面部４１と断面Ｒ状の曲面部４４を介して滑らかにつながっており、外周面３１への開口部を除く底面部４１の全周から挿入部３０の外周面３１に向かって立上った形状をなしている。また、平面視した場合、縦壁部４３は、まず切刃５０よりも軸方向前方側に位置する領域において半径方向あるいは図１に示すように半径方向内側に向かうにつれて軸方向後方側に移行する向きに伸び、湾曲して軸方向に伸びた後、側軸方向後方側の領域に向かうにしたがって、底面部４１の半径方向寸法を縮小する向きに伸びて挿入部３０の外周面３１に開口している。

また、図４に示すように、中ぐり工具１の内部には、切刃５０を冷却するためのクーラントが流通する流通路６０が形成されている。流通路６０は、シャンク部２０の後端部２３に設けられたクーラントの注入口６１と、縦壁部４３のうち切刃５０よりも軸方向前方側に位置する領域に開口形成された吐出口６２とを有する。吐出口６３は、流通路６０から分岐した分岐路６３の先端に設けられている。ここで、この分岐路６３は縦壁部４３のうち切刃５０の軸方向前方側から切刃５０に向けて伸びており、従って、クーラントの吐出口６２は切刃５０の軸方向前方側から切刃５０の先端側に指向している。また、挿入部３０の前端部３２には、クーラントが漏出しないように、シール部材６４が設けられている。

次に、本発明に係る中ぐり工具の作用について図面に基づいて説明する。

先ず、図５及び図６に示されるように、中ぐり工具１のシャンク部２０を図示しない旋盤等の工作機械の刃物台に取付け、中ぐり工具１の挿入部３０を、回転している被削材Ｗに形成された穴部Ｗａに挿入する。中ぐり工具１に取付けられた切刃５０を中ぐり加工を施す箇所まで挿入し、穴部Ｗａの半径方向に相対移動させることで切刃５０を穴部Ｗａの内周面Ｗｂに当接させる。これにより、中ぐり加工が行われる。図６は、回転している被削材Ｗに中ぐり工具１を挿入し、被削材Ｗに形成された穴部Ｗａの内周面Ｗｂに切刃５０を当接させた状態を示している。切刃５０によって生成された切屑は、矢印Ｆに示すように、切刃５０の近傍に位置する空間（切欠き部４０）に移動する。

このとき切刃５０の軸方向前方側には、円柱状の挿入部３０が常に配設された状態となっている。中ぐり工具１の切刃５０が切削対象となる穴部Ｗａの内周面Ｗｂ（被切削面）に到達した時点で、切欠き部４０より軸方向前方側に位置する円柱状の挿入部３０によって、穴部Ｗａのうち被切削面より軸方向前方側の領域が塞がれた状態となっている。これにより、切屑が穴部Ｗａの奥側に進入する事態を避けることができる。

図７に示すように、切刃５０は切欠き部４０の底面部４１のうち軸方向前方側の縦壁部４３に近い位置に取付けられているので、切刃５０によって生成した切屑は、概ね矢印Ｆの方向へ移動する。すなわち、切削に伴って生成された切屑は切刃５０の前方側かつ近傍に設けられた切欠き部４０の縦壁部４３に当たることで、工具送り方向に対して、軸方向後方側への指向性（矢印Ｆの方向）を付与される。また、生成された切屑は、その切屑形状によっては（スチールウール形状の場合など）切欠き部４０の縦壁部４３に衝突することで破砕され、切屑が細分化される。そのため、切屑が本来排出すべき方向とは異なる向き（送り方向前方側）へ移動した場合であっても、確実に切屑を切欠き部の外へ排出することができる。

さらに、図１に示されるように切欠き部４０に形成されている縦壁部４３は、切刃５０の先端よりも軸方向後方側の領域において、軸方向後方側に向かうにつれて底面部４１の半径方向寸法を縮小する向きに伸び、挿入部３０の外周面３１に開口しているので、切屑は、縦壁部４３に沿って軸方向後方側に移動して切欠き部４０の外に排出される。そのため、切屑が切欠き部４０の内部で留まることなく中ぐり工具１の外部へ円滑に排出することができる。さらに、図３および図６に示されるように、縦壁部４３はその基端側で隣接する底面部４１とその全域にわたって断面Ｒ状の曲面部４４を介して滑らかにつながっているので、切屑が切欠き部４０の底面部４１と縦壁部４３との境界で堆積することなく、円滑に切屑を切欠き部４０の外に排出することができる。つまり、中ぐり工具１に切屑が詰まったり、絡みついたりして、被削材Ｗの内壁面を擦過して傷つけるのを防止することができる。

また、図２に示されるように、底面部４１の座部４２は、座部４２に切刃５０を取付けた状態で、切刃のすくい面５１と、底面部４１の座部４２以外の領域とが概略同じ高さになるように座部４２以外の領域より一段低い位置に形成している。これにより、切削によって生成した切屑が、切刃５０と縦壁部４３との間の隙間に堆積して、切屑の排出路が塞がれるのを防止でき、切削によって生成した切屑の排出性を一層高めることができる。

また、切刃５０を冷却するクーラントを切刃の軸方向前方側から後方側に向かって指向させて吐出することにより、切削の際に発生する切刃の熱を効果的に下げると共に、切屑が切欠き部４０の縦壁部４３に沿って後方へ移動するのを促進することができる。つまり、クーラントを吐出することで、切刃５０の冷却と、切屑の排出を同時に行うことができる。

本発明は、前述した実施形態になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、さらに種々の形態で実施しうることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内の全ての変更を含む。

１ 中ぐり工具
２０ シャンク部
３０ 挿入部
３１ 外周面
４０ 切欠き部
４１ 底面部
４２ 座部
４３ 縦壁部
４４ 凹部
５０ 切刃
６０ 流通路
６２ 吐出口
６３ 分岐路
Ｗ 被削材
Ｗａ 穴部

Claims (4)

1. 被削材の穴部に挿入される円柱状の挿入部と、
   前記挿入部の外周面を切り欠いてなる切欠き部と、
   前記切欠き部に保持され、その先端を前記挿入部の外周面から突出させた切刃とを具備するもので、
   前記切欠き部は、軸方向及び直径方向に伸び、前記切刃を保持するための座部を有する底面部と、少なくとも前記切刃の軸方向前方側に位置し、前記底面部から前記挿入部の外周面に向かって立上った形状をなす縦壁部とで構成されている中ぐり工具。
2. 前記縦壁部は、前記切刃の先端よりも軸方向後方側の領域において、軸方向後方側に向かうにつれて前記底面部の半径方向寸法を縮小する向きに伸び、前記挿入部の外周面に至る形態をなす請求項１に記載の中ぐり工具。
3. 前記底面部の座部は、この座面に前記切刃を取付けた状態で、前記切刃のすくい面と、前記底面部の前記座部以外の領域とが概略同じ高さになるように前記座部以外の領域より一段低い位置に形成されている請求項１記載の中ぐり工具。
4. 前記縦壁部のうち前記切刃の軸方向前方側の領域には、前記切刃に向けて指向しクーラントを吐出するための吐出口が設けられている請求項１記載の中ぐり工具。

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