JP2021171892A

JP2021171892A - 内面加工方法及び内面加工装置

Info

Publication number: JP2021171892A
Application number: JP2020079351A
Authority: JP
Inventors: 主税森合; Chikara Moriai
Original assignee: Tokupi Co Ltd
Current assignee: Tokupi Co Ltd
Priority date: 2020-04-28
Filing date: 2020-04-28
Publication date: 2021-11-01

Abstract

【課題】穴の内面を切削加工やねじ切り加工する場合の加工効率を高める。【解決手段】工具本体２の先端に切刃３が取り付けられてなる切削工具１を用いて、穴の内面Ｓを切削する。内面Ｓに対し切刃３が４０°〜５０°の範囲の角度Ａをなすように当てて、切削加工を行う。それとともに、内面Ｓを切削する際に、切刃３の刃部分３ａと内面Ｓとの接触部位に向けて、高圧クーラントを、切刃３近傍に設けたクーラント噴出穴から噴出させる。【選択図】図１

Description

本発明は、高圧クーラントを利用して、穴の内面を加工する内面加工方法及び内面加工装置に関する。

穴の内面を切削する内径加工用切削工具として、工具本体（工具主部、シャンク）の先端に、側方へ突き出した切刃を有する切刃を設けた切削工具は知られている（例えば、特許文献１参照）。

そのような内面加工装置（内面加工方法）において用いられる切削工具１０１は、図３及び図４に示すように、被加工物１０３の穴の内面１０３ａに対し切刃１０４をその中心線がほぼ３０°程度の角度Ｂをなすように当てて、切刃１０４の切刃１０４ａと内面１０３ａとの接触部位に向けて、高圧クーラントＣを吹き付けながら、切削加工を行っている。

特開２０１２−１４３８６０号公報

前述した特許文献１などに記載されている切削工具の切刃１０４を、穴の内面１０３ａに対し３０°程度の角度Ｂをなすように当てて切削していたので、切削効率が十分でなく、切削効率を高めたいという課題があった。

本発明は、穴の内面を切削加工やねじ切り加工する場合の加工効率を高めた内面加工方法及び内面加工装置を提供する。

本発明は、工具本体の先端に切刃が取り付けられてなる内面加工具を用いて、穴の内面を加工する内面加工方法であって、前記切刃が前記内面に対し４０°〜５０°の範囲の角度をなすように当てて、加工を行うとともに、前記内面を加工する際に、前記切刃と前記内面との接触部位に向けて、前記切刃近傍に設けたクーラント噴出穴から、高圧クーラントを噴出させることを特徴とする。

ここで、切刃が内面に対し４０°〜５０°の範囲の角度とは、例えば切刃の中心線が内面に対し４０°〜５０°の範囲の角度であることを言う。このようにすれば、穴の内面に対し前記切刃が４０°〜５０°の範囲の角度をなすように当てて加工を行うので、３０°程度の角度をなすように切刃を当てて加工する従来の場合に比べて、穴の内面に対して切刃を立てた状態で加工することができ、加工効率を高めることができる。

また、前記切刃と前記内面との接触部位に向けて、高圧クーラントを吹き付けることで、削りくずを破断することができるので、この点からも、加工効率を高めることができる。つまり、破断されずに連続して生成される長い削りくずはなくなるので、工具や工作物に絡みつくのが回避され、工具の折損や工作機械の故障が大幅に低減される。

また、加工する穴を有底とする場合には、内面（側面）だけでなく、底面においても切刃が側面と略同様の角度で当たるので、側面のみでなく底面も効果的に加工することができる。

この場合、前記高圧クーラントは、前記クーラント噴出穴から、前記内面に対し４０°〜５０°の範囲の角度をなすように前記高圧クーラントを噴出させる、ことが望ましい。このようにすれば、高圧クーラントが削りくずを破断するのに有利になる。

また、前記クーラント噴出穴は、前記切刃の先端と前記内面との接触部位から略７ｍｍ以内の距離に設けられている、ことが望ましい。このようにすれば、前記切刃の先端と前記内面との接触部位までの距離が短く、高圧状態のままクーラントを吹き付けることができるので、クーラントによる冷却性能だけでなく、削りくずの破断性能の確保する上で有効である。なお、従来は、冷却性能を得ることを目的とし、前記切刃の先端と前記内面との接触部位から１０ｍｍ以上離れた部位にクーラント噴出穴が設けられていたので、削りくずを破断することは困難であった。

前記クーラント噴出穴は、クーラント噴出部材に形成され、前記クーラント噴出部材は、前記クーラント噴出穴にクーラント通路を通じて連通されクーラント供給手段からクーラントが供給されるクーラント供給穴部が設けられており、前記クーラント噴出部材は、前記工具本体の切刃取付部分の外側に設けられている、ことが望ましい。

このようにすれば、切刃を取り付ける工具本体に加工して噴出穴を形成するのではなく、噴出穴を有するクーラント噴出部材を取り付けてクーラント噴出機構を形成するようにしているので、噴出穴を設ける部位が、切刃（切刃取付部分）と干渉するのを回避でき、４０°〜５０°の範囲の角度をなすように無理なく当てることができる。

前記クーラント供給手段のクーラント供給圧は、１０〜３０ＭＰａとされ、削りくずを破断し、排出させることができる高圧クーラントが得られる。

前記内面に対し前記切刃がほぼ４５°の角度をなすように当てることが望ましい。このようにすれば、穴が有底の場合には、内面（側面）だけでなく、底面においても切刃が側面と同様の角度で当たるので、側面のみでなく底面も効果的に加工することができる。

前記クーラント噴出穴は、前記切刃の先端と前記内面との接触部位から略５ｍｍ以内の距離とされていることが望ましい。このようにすれば、クーラントをより高圧で供給できるようになり、削りくずを破断するのに有効である。

前記クーラント供給手段のクーラント供給圧は、１４〜２０ＭＰａである、ことが望ましい。このようにすれば、削りくずの破断に有効である。

本発明は、工具本体の先端に切刃が取り付けられてなる内面加工具を備え、前記内面加工具にて、穴の内面を加工する内面加工装置であって、前記切刃が前記内面に対し４０°〜５０°の範囲の角度をなすように当てる加工具支持部と、前記加工具支持部を、加工方向に沿って移動させる移動手段と、前記内面を加工する際に、前記切刃と前記内面との接触部位に向けて、前記切刃近傍に設けたクーラント噴出穴から、高圧クーラントを噴出させるクーラント噴出機構とを備えることを特徴とする。

ここで、切刃が内面に対し４０°〜５０°の範囲の角度とは、例えば切刃の中心線が内面に対し４０°〜５０°の範囲の角度であることを言う。このようにすれば、前述した場合と同様に、穴の内面に対して切刃を立てた状態で加工することができ、加工効率を高めることができる。また、前記切刃と前記内面との接触部位に向けて、高圧クーラントを吹き付けることで、削りくずを破断することができ、破断されずに連続して生成される長い削りくずはなくなるので、削りくずが工具や工作物に絡みつくのが回避され、工具の折損や工作機械の故障が大幅に低減される。

この場合も、前記クーラント噴出機構は、前記クーラント噴出穴から、前記内面に対し４０°〜５０°の範囲の角度をなすように前記高圧クーラントを噴出させること、前記クーラント噴出穴は、前記切刃の先端と前記内面との接触部位から略７ｍｍ以内の距離に位置していることが望ましい。

また、前記クーラント噴出穴は、クーラント噴出部材に形成され、前記クーラント噴出部材は、前記クーラント噴出穴にクーラント通路を通じて連通されクーラント供給手段からクーラントが供給されるクーラント供給穴部が設けられており、前記クーラント噴出部材は、前記工具本体の切刃取付部分の外側に設けられている、ことが望ましい。

特に、前記クーラント供給手段のクーラント供給圧は、１０〜３０ＭＰａであること、前記内面に対し前記切刃がほぼ４５°の角度をなすように当てること、前記クーラント噴出穴は、前記切刃の先端と前記内面との接触部位から略５ｍｍ以内の距離とされていることが望ましい。

前記クーラント供給手段のクーラント供給圧は、１４〜２０ＭＰａであることがより望ましい。

本発明は、内面に対し切刃が４０°〜５０°の範囲の角度をなすように当てて、加工を行うので、従来の場合に比べて、内面に対して切刃を立てた状態で切削することができ、加工効率を高めることができる。また、前記切刃と前記内面との接触部位に向けて、高圧クーラントを吹き付け、削りくずを破断するようにしているので、この点からも、加工効率を高めることができる。

本発明に係る内面加工装置（内面加工方法）で用いる切削工具の切刃付近を示す図である。クーラント噴出部材の取り付け状態を示す図である。従来の内面加工装置（内面加工方法）で用いる切削工具の切刃付近を示し、図１と同様の図である。従来の穴の内面を切削工具を用いて切削する方法の説明図である。

以下、本発明に係る実施の形態を図面に沿って説明する。
図１は本発明に係る内面加工装置（内面加工方法）で用いる切削工具の切刃付近を示す図、図２はクーラント噴出部材の取り付け状態を示す図である。

本発明に係る内面加工装置（内面加工方法）に用いる切削工具１は、図１及び図２に示すように、工具本体２の先端に切刃３（いわゆるチップ）が取り付けられてなる。この切削工具１を用いて、穴の内面Ｓを切削する内面加工装置（内面加工方法）が、本発明に係る内面加工装置（内面加工方法）の一つの実施形態である。

切削の対象となる穴の内面Ｓに対し、切刃３を、その中心線が４０°〜５０°の範囲（好ましくは、４５°）の角度Ａをなすように当てて、切削加工を行う。それとともに、内面Ｓを切削する際に、切刃３の刃部分３ａと内面Ｓとの接触部位に向けて、高圧クーラントＣを、切刃３近傍に設けたクーラント噴出穴４ａ（クーラント噴出部材４）から噴出させながら、切削を行う。

これにより、内面Ｓに対し切刃３を、その中心線が角度Ａをなすように当てて、従来よりも切刃３を立てた状態で切削加工を行うので、切削効率を高めることができる。

この場合、切刃３を、その中心線が３０°程度の角度Ｂをなすように内面Ｓに当てて切削する従来の場合に比べて、内面Ｓに対して切刃３を立てた状態で切削することになるので、切削効率を高めることができる。また、従来よりも切刃３を立てた状態で切削加工を行うだけでなく、切刃３の刃部分３ａと内面Ｓとの接触部位に向けて、クーラント噴出穴４ａを通じて高圧クーラントＣを吹き付け、切りくず（削りくず）を破断することができるので、より切削効率を高めることができる。

つまり、前記高圧クーラントも、クーラント噴出穴４ａから、内面Ｓに対し４０°〜５０°の範囲の角度Ａをなすように噴出させるので、切刃３を冷却しながら、切刃３の刃部分３ａとの関係で、高圧クーラントが切りくずにうまく当たり、それを効率よく細かく破断し、外部に排出することができるようになる。

また、このクーラント噴出穴４ａは、切刃３の先端と内面Ｓとの接触部位から略７ｍｍ以内（望ましくは、略５ｍｍ以内）の距離に設けられている。このように、切刃３の先端と内面Ｓとの接触部位までの距離が短いので、高圧状態のままクーラントを当てることができるので、冷却性能だけでなく、切りくずの破断性能も確保することができる。なお、従来は、冷却性能を得ることを目的とし、切刃先端と穴の内面との接触部位から１０ｍｍ以上離れた部位にクーラント噴出穴が設けられていたので、切りくずを破断することは困難であった。

クーラント噴出穴４ａは、クーラント噴出部材４に形成され、クーラント噴出部材４は、クーラント噴出穴４ａにクーラント通路４ｂを通じて連通されクーラント供給手段５からクーラントが供給されるクーラント供給穴部４ｃが設けられている。クーラント噴出部材４は、工具本体２の切刃取付部分の外側（切刃３の上側）に設けられている。

よって、切刃３が取り付けられる工具本体２を加工してクーラント噴出穴を形成するのではなく、工具本体２とは別部材であるクーラント噴出部材４を取り付けてクーラント噴出機構を形成するようにしているので、噴出穴を設ける部位が、切刃３（切刃取付部分）と干渉するのを回避でき、切刃３の刃部分３ａと内面Ｓとの接触部位に向けて、４０°〜５０°の範囲の角度Ａをなすように高圧クーラントを無理なく当てることができる。

クーラント供給手段５によるクーラント供給圧は、切りくずを破断するために、１０〜３０ＭＰａ（好ましくは、１４〜２０ＭＰａ）の高圧とされる。

本発明は前述した実施の形態に制限されるものではなく、一部を変更して実施することもできる。以下に、いくつかの変更例を示す。

(i)前記実施の形態では、切刃３の工具本体２に対する取付角度を変えることで、穴の内面Ｓに対し、切刃３を、中心線が４０°〜５０°の範囲（好ましくは、４５°）の角度Ａをなすように当てるようにしているが、切刃３の工具本体２に対する取付角度を変えることなく、工具本体２の、切削装置本体に対する取付角度を変更するようにしてもよい。

つまり、内面加工具を、切刃の中心線が穴の内面に対し４０°〜５０°の範囲の角度をなすように当てるように支持する加工具支持部を切削装置本体に設け、その加工具支持部を、加工方向に沿って移動手段によって移動させるようにすればよい。

(ii)前記実施の形態は、穴の内面を切削加工する工具を用いて内面加工する場合について説明しているが、穴の内面をねじ切り加工する工具（いわゆるねじ切りバイト）を用いて内面をねじ切り加工する場合にも適用することができる。

１切削工具
２工具本体
３切刃
３ａ刃部分
４クーラント噴出部材
４ａクーラント噴出穴
４ｂクーラント通路
４ｃクーラント供給穴部

Claims

工具本体の先端に切刃が取り付けられてなる内面加工具を用いて、穴の内面を加工する内面加工方法であって、
前記切刃が前記内面に対し４０°〜５０°の範囲の角度をなすように当てて、加工を行うとともに、
前記内面を加工する際に、前記切刃と前記内面との接触部位に向けて、前記切刃近傍に設けたクーラント噴出穴から、高圧クーラントを噴出させることを特徴とする内面加工方法。
前記高圧クーラントは、前記クーラント噴出穴から、前記内面に対し４０°〜５０°の範囲の角度をなすように前記高圧クーラントを噴出させる、請求項１記載の内面加工方法。
前記クーラント噴出穴は、前記切刃の先端と前記内面との接触部位から略７ｍｍ以内の距離に設けられている、請求項１又は２記載の内面加工方法。
前記クーラント噴出穴は、クーラント噴出部材に形成され、前記クーラント噴出部材は、前記クーラント噴出穴にクーラント通路を通じて連通されクーラント供給手段からクーラントが供給されるクーラント供給穴部が設けられており、
前記クーラント噴出部材は、前記工具本体の切刃取付部分の外側に設けられている、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の内面加工方法。
前記クーラント供給手段のクーラント供給圧は、１０〜３０ＭＰａである、請求項４記載の内面加工方法。
前記内面に対し前記切刃がほぼ４５°の角度をなすように当てる、請求項１記載の内面加工方法。
前記クーラント噴出穴は、前記切刃の先端と前記内面との接触部位から略５ｍｍ以内の距離とされている、請求項３記載の内面加工方法。
前記クーラント供給手段のクーラント供給圧は、１４〜２０ＭＰａである、請求項５記載の内面加工方法。
工具本体の先端に切刃が取り付けられてなる内面加工具を備え、前記内面加工具にて、穴の内面を加工する内面加工装置であって、
前記切刃が前記内面に対し４０°〜５０°の範囲の角度をなすように当てる加工具支持部と、
前記加工具支持部を、加工方向に沿って移動させる移動手段と、
前記内面を加工する際に、前記切刃と前記内面との接触部位に向けて、前記切刃近傍に設けたクーラント噴出穴から、高圧クーラントを噴出させるクーラント噴出機構とを備えることを特徴とする内面加工装置。
前記クーラント噴出機構は、前記クーラント噴出穴から、前記内面に対し４０°〜５０°の範囲の角度をなすように前記高圧クーラントを噴出させる、請求項９記載の内面加工装置。
前記クーラント噴出穴は、前記切刃の先端と前記内面との接触部位から略７ｍｍ以内の距離に位置している、請求項９又は１０記載の内面加工装置。
前記クーラント噴出穴は、クーラント噴出部材に形成され、
前記クーラント噴出部材は、前記クーラント噴出穴にクーラント通路を通じて連通されクーラント供給手段からクーラントが供給されるクーラント供給穴部が設けられており、
前記クーラント噴出部材は、前記工具本体の切刃取付部分の外側に設けられている、請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の内面加工装置。
前記クーラント供給手段のクーラント供給圧は、１０〜３０ＭＰａである、請求項９記載の内面加工装置。
前記内面に対し前記切刃がほぼ４５°の角度をなすように当てる、請求項９記載の内面加工装置。
前記クーラント噴出穴は、前記切刃の先端と前記内面との接触部位から略５ｍｍ以内の距離とされている、請求項１１記載の内面加工装置。
前記クーラント供給手段のクーラント供給圧は、１４〜２０ＭＰａである、請求項１３記載の内面加工装置。