JP2759866B2 - 中ぐり用回転切削工具 - Google Patents

中ぐり用回転切削工具

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、工作機械に設けられた
切削刃補正ヘッドを介してワークの中ぐりを行う際に使
用する中ぐり用回転切削工具に関する。
【0002】
【従来の技術】ボーリングアーバあるいはボーリングカ
ッタと称される中ぐり用の回転切削工具は、例えば実開
昭64-60807号公報などに記載されているように、工作機
械の回転軸に連結されるシャンクに、切削刃を有する複
数のチップをシャンクの軸線方向に離間して取付けたも
のであり、段付き穴のように互いに内径が異なる複数の
穴がワークの軸線方向に連なる加工部を中ぐりする場合
に使われる。この切削工具は、内径の異なる複数の加工
部を同時に切削するために各切削刃の刃先回転円の半径
を互いに異ならせている。
【0003】上記切削工具において、切削刃がある程度
摩耗した時に、その摩耗分を補うために、切削刃の刃先
の位置を移動させることにより、摩耗前の刃先回転円の
半径を維持できるようにしたものも実用に供されてい
る。この種の補正機能を有する切削工具は、例えば図5
に示されたボーリングアーバ1のように、工作機械の回
転軸に連結される切削刃補正ヘッド3に工具本体4を設
け、この工具本体4に複数の切削刃7,8,9を工具本
体4の軸線方向に離間して配置するようにしている。そ
して各切削刃7,8,9の刃先回転円の半径を互いに異
ならせることによって、内径の異なる加工部内面を切削
できるようになっている。これらの切削刃7,8,9
は、工具本体4の軸線方向に配置されている。
【0004】上記補正ヘッド3は、工作機械の回転軸に
固定される基部10と、基部10に対して特定の径方向
(図5中の矢印A方向)に僅かに弾性変形可能な可動部
11と、この可動部11を油圧によって駆動するパワー
ユニット12などを備えており、パワーユニット12に
所定の油圧力を作用させた時に、油圧力の大きさに応じ
て可動部11が矢印A方向に数μm〜数百μm程度変位
することにより、切削刃7,8,9の刃先回転円の半径
を調整できるようになっている。従ってこの補正ヘッド
3によれば、切削刃7,8,9の摩耗量が許容値を越え
た時に、可動部11を上記A方向に所定量偏心させるこ
とにより、切削刃7,8,9の摩耗分をおおむね補正す
ることができる。
【0005】上記ボーリングアーバ1によって加工され
るワーク15の一例は、車両の金属製駆動系部品などで
ある。図示例のワーク15は、ベアリングを挿着するた
めのベアリング穴16と、オイルシール等を挿着するた
めのシール穴17,18などを備えており、ベアリング
穴16は第1の切削刃7によって加工され、シール穴1
7,18は第2,第3の切削刃8,9によって加工され
る。加工精度が最も要求されるのはベアリング穴16で
あるから、加工後にベアリング穴16の内径測定値を基
準として切削刃7の摩耗量を評価し、ベアリング穴16
の内径が許容値を下まわった時、補正ヘッド3によって
刃先位置を補正するようにしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記ボーリングアーバ
1は、工具本体4の軸線方向に切削刃7,8,9が一直
線に揃っているから、第1の切削刃7の刃先位置を調整
するために補正ヘッド3の可動部11を一定量偏心させ
た場合に、第2の切削刃8と第3の切削刃9も同じ量だ
け変位することになる。つまり、全ての切削刃7,8,
9の刃先回転円の半径が同じ割合だけ増加してしまう。
【0007】この場合、各切削刃7,8,9が同じ量だ
け摩耗していれば特に問題は生じないが、実際には各切
削刃7,8,9による加工長L1 ,L2 ,L3 は互いに
異なっている。例えば第1の切削刃7の加工長L1 より
も第2,第3の切削刃8,9の加工長L2 ,L3 の方が
短い場合には、第1の切削刃7は第2,第3の切削刃
8,9よりも摩耗量が多い。従って、従来のボーリング
アーバ1のように各切削刃7,8,9を同一の変位量で
補正すると、第2,第3の切削刃8,9の補正量が必要
以上に大きくなってしまうという問題があった。
【0008】従って本発明の目的は、加工長が互いに異
なる複数のワーク加工部内面を同時に加工する回転切削
工具において、複数の切削刃の刃先位置を各切削刃の摩
耗量に応じて最適な量だけ調整できるような中ぐり用回
転切削工具を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の目的を果たすため
に開発された本発明の切削工具は、工作機械の回転軸に
取付けられる基部およびこの基部に対し特定の径方向に
偏心可能な可動部を有する切削刃補正ヘッドに設けられ
る工具本体と、上記工具本体に軸線方向に互いに離間し
た位置に配置されかつ工具回転中心から刃先回転円まで
の距離を互いに異ならせた複数の切削刃とを有し、上記
複数の切削刃によって互いに異なる加工長の複数のワー
ク加工部内面を切削する工具であって、上記複数の切削
刃のうち加工長が最大の第1切削刃を上記切削刃補正ヘ
ッドの可動部偏心方向に配置し、この第1切削刃以外の
切削刃を第1切削刃に対して上記工具本体の周方向に所
定角度変位させて配置したことを特徴とするものであ
る。
【0010】
【作用】上記切削工具によってワークの中ぐり加工を実
施し、第1切削刃の摩耗が所定量に達した時点で、補正
ヘッドの可動部を例えばΔdだけ偏心させることで、工
具本体を第1切削刃の方向に上記寸法(Δd)だけ偏心
させる。この場合に、第1切削刃は上記寸法(Δd)だ
け変位するため、第1切削刃の刃先回転円の半径は上記
寸法分がそのまま増加する。それ以外の切削刃は第1切
削刃とのなす角度θに応じて、ほぼΔd cosθだけ刃先
回転円の半径が増加することになる。
【0011】従って、各切削刃によるワークの加工長に
応じて上記角度を適宜に設定しておくことにより、補正
ヘッドを一方向に偏心させた時に第1切削刃以外の切削
刃の回転刃先円の半径を最適な値に調整することが可能
となる。つまり、補正ヘッドは一方向にのみ偏心する
が、複数の切削刃は各々の摩耗量に応じて刃先回転円の
変化量を互いに異ならせることができ、最適な刃先位置
に調整される。
【0012】
【実施例】以下に本発明の一実施例について、図1ない
し図4を参照して説明する。図2に示された切削加工機
20は、工作機械の回転軸に連結される補正ヘッド21
と、この補正ヘッド21に取付けた回転切削工具22と
を備えている。補正ヘッド21と回転切削工具22は、
工作機械の回転軸と一体に図1の矢印B方向に回転す
る。符号Cはこの補正ヘッド21の回転中心(工具回転
中心)を示す。工具本体23に複数(例えば3個)のチ
ップ30,31,32が取付けられている。各チップ3
0〜32は、それぞれ切削刃33,34,35を有して
いる。
【0013】補正ヘッド21は、工作機械の回転軸に固
定される基部40と、基部40に対し特定の径方向(図
1中の矢印D方向)に僅かに弾性変形可能な可動部41
と、可動部41を油圧によって駆動するパワーユニット
42などを備えている。パワーユニット42には補正ヘ
ッド21の径方向に移動可能なピストン45が内蔵され
ており、図示しない油圧供給源から送られる油圧力によ
ってピストン45を駆動した時に、油圧力の大きさに応
じて可動部41が上記矢印D方向に数μm〜数百μm程
度の範囲で変位するようになっている。
【0014】工具本体23は、補正ヘッド21の可動部
41にボルト47等の適宜の固定手段によって固定され
ている。このため可動部41が矢印D方向に変位する
と、工具本体23が可動部41と同じ方向に可動部41
と同じ量だけ偏心することにより、切削刃33,34,
35が矢印D方向に変位する。
【0015】ワーク15の一例は、加工部として、内径
と長さが互いに異なるベアリング穴16とシール穴1
7,18を備えており、ベアリング穴16は第1切削刃
33によって加工され、シール穴17,18は第2,第
3の切削刃34,35によって加工される。このため切
削刃33,34,35は工具本体23の軸線方向に互い
に離間して配置され、しかも各切削刃33,34,35
の刃先回転円の半径を各穴16,17,18の内径に応
じて互いに異ならせている。
【0016】図示例の場合、加工精度が最も要求される
のはベアリング穴16であるから、加工後にベアリング
穴16の内径測定値を基準として第1切削刃33の摩耗
具合を管理し、ベアリング穴16の内径が許容値よりも
小さくなった時に、補正ヘッド21による工具補正を行
うようにする。
【0017】図1および図4等に示されるように、複数
の切削刃33,34,35のうち、ワーク15の加工長
が最大となる第1切削刃33は、補正ヘッド21の偏心
方向(矢印D方向)に配置されている。また、加工長が
比較的短い第2切削刃34と第3切削刃35は、第1切
削刃33に対して工具本体23の周方向に互いに所定角
度θ1 ,θ2 だけ位相をずらして配置されている。な
お、穴16,17,18の加工長の長短を判断するに際
して、穴16,17,18の軸線方向の長さ以外に内面
の周長も考慮に入れるとよい。
【0018】図4に模式的に示したように、第1切削刃
33は補正ヘッド21が偏心する方向(矢印D方向)に
配置されているから、補正ヘッド21が矢印D方向にΔ
d変位すると、第1切削刃33の刃先回転円の半径R1
はΔdだけ増加する。これに対し、第2切削刃34は、
第1切削刃33に対して角度θ1 だけ位相がずれている
ため、補正ヘッド21が矢印D方向にΔdだけ変位する
と、第2切削刃34の刃先回転円の半径R2 は近似的に
Δd cosθ1 だけ増加することになる。
【0019】一方、第3切削刃35は第1切削刃33に
対して角度θ2 だけ位相をずらして配置されているか
ら、補正ヘッド21が矢印D方向にΔdだけ変位する
と、第3切削刃35の刃先回転円の半径は近似的にΔd
cosθ2 だけ増加する。
【0020】従って、各切削刃33〜35による加工長
L1 〜L3 に応じて上記角度θ1 ,θ2 を適宜に設定し
ておくことにより、補正ヘッド21をΔdだけ偏心させ
た場合の第2,第3切削刃34,35の回転刃先円の半
径増加分を最適値に調整することが可能となる。つま
り、補正ヘッド21を一方向にのみ偏心させていながら
も、複数の切削刃33〜35を各々の摩耗量に応じた量
だけ変位させることができ、最適な刃先位置調整が達成
される。
【0021】例えば第2切削刃34の加工長L2 が第1
切削刃33の加工長L1 の約半分の場合、すなわち第2
切削刃34の摩耗が第1切削刃33の摩耗のおよそ半分
である場合に、θ1 を+60°に設定すれば、補正ヘッ
ド21を偏心させた時の第1切削刃33の刃先回転円の
半径増加量Δdに対して第2切削刃34の刃先回転円の
半径増加量はΔd cos60°となり、Δdの約半分であ
る。このため、第1切削刃33と第2切削刃34の各摩
耗量に応じて切削刃33,34の刃先位置を最適に補正
することができる。
【0022】また、第3切削刃35については、角度θ
2 を加工長L3 に応じた値に設定することにより、補正
ヘッド21を上記方向にΔdだけ偏心させた場合に、第
3切削刃35の刃先回転円の半径を適当な値に調整する
ことができる。例えば第3切削刃35の加工長L3 が第
1切削刃33の加工長L1 の約半分の場合にはθ2 を−
60°前後に設定する。
【0023】なお、第2切削刃34と第3切削刃35を
第1切削刃33に対して同じ方向に角度θ1 ,θ2 だけ
位相をずらしてもよい。また、切削刃の数は3個に限る
ものではなく、要するに本発明は複数の切削刃を備えた
中ぐり用回転工具であれば同様に適用することができ
る。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、第1切削刃の摩耗量に
応じて切削刃補正ヘッドを一方向に偏心させた時に、第
1切削刃以外の切削刃も摩耗量に応じた適当な位置まで
変位させることができるため、複数の切削刃の摩耗量が
互いに異なっていても、切削刃補正ヘッドによって各切
削刃を好ましい刃先位置に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す回転切削工具を備えた
加工機の先端部の正面図。
【図2】図1に示された加工機の一部の側面図。
【図3】図1に示された加工機の一部の斜視図。
【図4】図1に示された加工機の補正ヘッドの偏心量と
刃先位置との関係を示す図。
【図5】従来の加工機の一部を示す側面図。
【符号の説明】
21…切削刃補正ヘッド 22…回転切削工具 23…工具本体 33…第1切削刃 34…第2切削刃 35…第3切削刃 40…基部 41…可動部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 平4−118912(JP,U) 実公 平1−8246(JP,Y2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B23B 29/034

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】工作機械の回転軸に取付けられる基部およ
    びこの基部に対し特定の径方向に偏心可能な可動部を有
    する切削刃補正ヘッドに設けられる工具本体と、上記工
    具本体に軸線方向に互いに離間した位置に配置されかつ
    工具回転中心から刃先回転円までの距離を互いに異なら
    せた複数の切削刃とを有し、上記複数の切削刃によって
    互いに異なる加工長の複数のワーク加工部内面を切削す
    る工具であって、 上記複数の切削刃のうち加工長が最大の第1切削刃を上
    記切削刃補正ヘッドの可動部偏心方向に配置し、この第
    1切削刃以外の切削刃を第1切削刃に対して上記工具本
    体の周方向に所定角度変位させて配置したことを特徴と
    する中ぐり用回転切削工具。
  2. 【請求項2】上記第1切削刃とそれ以外の切削刃とのな
    す角度を上記加工長に応じて0°から90°までの範囲
    に設定したことを特徴とする請求項1記載の切削工具。
  3. 【請求項3】上記第1切削刃に対して第2切削刃を工具
    本体の周方向に角度θ1 だけ位相をずらして配置すると
    ともに、上記第1切削刃に対して第3切削刃を工具本体
    の周方向に角度θ2 だけ位相をずらして配置し、上記θ
    1 とθ2 の絶対値を約60°としたことを特徴とする請
    求項1記載の切削工具。
  4. 【請求項4】工作機械の回転軸に取付けられる基部およ
    びこの基部に対し特定の径方向に偏心可能な可動部を有
    する切削刃補正ヘッドに設けられる工具本体と、上記工
    具本体に軸線方向に互いに離間した位置に配置されかつ
    工具回転中心から刃先回転円までの距離を互いに異なら
    せた複数の切削刃とを有し、上記複数の切削刃によって
    互いに異なる加工長の複数のワーク加工部内面を切削す
    る工具であって、 上記複数の切削刃のうち加工長が最大の第1切削刃を上
    記切削刃補正ヘッドの可動部偏心方向に配置し、上記第
    1切削刃に対して第2切削刃を工具本体の周方向に60
    °位相をずらして配置するとともに、上記第1切削刃に
    対して第3切削刃を工具本体の周方向に−60°位相を
    ずらして配置したことを特徴とする中ぐり用回転切削工
    具。
JP29655593A 1993-11-26 1993-11-26 中ぐり用回転切削工具 Expired - Fee Related JP2759866B2 (ja)

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