JP4498704B2 - 穴加工工具 - Google Patents
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Description
そして、工具本体が、その軸線回りに回転されつつ軸線方向の先端側へ向かって送られると、上記工具本体の取付孔に装着されたリーマが、例えばエンジンのシリンダーヘッドにおけるバルブ穴(ワークに形成された加工穴)を所定の内径に仕上げるとともに、上記工具本体の先端部外周に設けられた切刃が、このバルブ穴の開口部(ワークに形成された加工穴の開口部)にバルブヘッドが当接するバルブシート面を形成するようになっている。
そのため、工具本体の先端部外周に、切刃によって加工された加工面に摺接可能なガイド面を有するパットを、上記切刃に対して上記軸線を挟んで略反対側に位置するように設けることにより、このガイドパットで工具本体を案内しながら加工することが行われている。
そして、このバルブシート面101を加工するための穴加工工具の工具本体1に設けられた第一〜第三切刃2,3,4が、図6に示すように、最も大きな背分力が作用する第一切刃2を基準として、その工具回転方向T後方側に、第二切刃3、第三切刃4が順次配置されているとする。
ここで、第一切刃2に対して作用する切削抵抗のうちの主分力X(背分力と同様に、作用する主分力についても、第一切刃2、第二切刃3、第三切刃4の順に小さくなっていく)は、第一切刃2の工具回転方向T後方側に向けて作用し、この主分力Xを第一切刃2の工具回転方向T後方側に隣接する第三パット7で受ける。
そのため、第一切刃2と第二切刃3とに作用する大きな背分力F1,F2の合力FSの向きと、第一切刃2に対して作用する大きな主分力Xの向きとがほぼ反対方向となり、どうしても不安定な切削となって、工具本体1にビビリ振動を生じさせてしまう。
そして、このバルブシート面101を加工するための穴加工工具の工具本体1に設けられた第一〜第三切刃2,3,4が、図8に示すように、最も大きな背分力が作用する第二切刃3を基準として、その工具回転方向T後方側に、第一切刃2、第三切刃4が順次配置されているとする。
ここで、第二切刃3に対して作用する切削抵抗のうちの主分力X(背分力と同様に、作用する主分力についても、第二切刃3、第一切刃2、第三切刃4の順に小さくなっていく)は、第二切刃3の工具回転方向T後方側に向けて作用し、この主分力Xを第二切刃3の工具回転方向T後方側に隣接する第三パット7で受ける。
そのため、第二切刃3と第一切刃2とに作用する大きな背分力F1,F2の合力FSの向きと、第二切刃3に対して作用する大きな主分力Xの向きとがほぼ反対方向となり、上記の場合と同様に、どうしても不安定な切削となって、工具本体1にビビリ振動を生じさせてしまう。
すなわち、請求項1に記載の発明は、ワークに形成された加工穴の開口部を、この加工穴の穴奥側から開口側へ向かうにしたがいテーパ角が順次増大していく第一〜第三テーパ面からなる多段テーパ状に加工するための穴加工工具であって、軸線回りに回転される工具本体の外周に、前記第一テーパ面を形成する第一切刃と前記第二テーパ面を形成する第二切刃と前記第三テーパ面を形成する第三切刃とが前記工具本体の周方向で略等間隔に設けられるとともに、これら第一〜第三切刃のそれぞれに対して前記軸線を挟んで略反対側に位置するように第一〜第三パットが設けられており、前記第一〜第三切刃に作用する切削抵抗のうちの背分力は、第一切刃、第二切刃、第三切刃の順に小さくなっていくとともに、前記第一〜第三切刃に作用する切削抵抗のうちの主分力も、第一切刃、第二切刃、第三切刃の順に小さくなっていて、前記第一切刃の前記第一テーパ面に対する接触長さが前記第二切刃の前記第二テーパ面に対する接触長さよりも大きくされており、前記第一切刃を基準として、その工具回転方向後方側に、前記第三切刃、前記第二切刃が順次配置されていることを特徴としている。
そして、第一切刃に対して作用する切削抵抗のうちの主分力(第一〜第三切刃のそれぞれに作用する三つの主分力のうちの最も大きな主分力)を、この第一切刃の工具回転方向後方側に隣接する第二パット(第二切刃に対して軸線を挟んで略反対側に位置する第二パット)で受ける。
そのため、第一切刃と第二切刃とに作用する大きな背分力の合力の向きと、第一切刃に対して作用する大きな主分力の向きとがほぼ同一方向となり、上記の第一パット及び第二パットを加工面に対して確実に摺接させ、ひいては、工具本体に生じるビビリ振動を確実に抑制することができる。
そして、第二切刃に対して作用する切削抵抗のうちの主分力(第一〜第三切刃のそれぞれに作用する三つの主分力のうちの最も大きな主分力)を、この第二切刃の工具回転方向後方側に隣接する第一パット(第一切刃に対して軸線を挟んで略反対側に位置する第一パット)で受ける。
そのため、第二切刃と第一切刃とに作用する大きな背分力の合力の向きと、第二切刃に対して作用する大きな主分力の向きとがほぼ同一方向となり、上記の第二パット及び第一パットを加工面に対して確実に摺接させ、ひいては、工具本体に生じるビビリ振動を確実に抑制することができる。
本発明の第一実施形態による穴加工工具は、上述した図5に示したような形状のバルブシート面101を形成するために用いられるものであり、その工具本体10は、図1に示すように、軸線O回りに回転される軸線Oを中心とした略多段円柱状をなしている。
工具本体10の先端に位置する先端面11には、軸線O方向の後端側へ向かって延びる軸線Oを中心とした取付孔12が穿設されており、この取付孔12には、図示は省略するが、長尺の略円柱状をなす穴加工工具としてのリーマが軸線Oと同軸に装着されている。
これら第一〜第三パット31,32,33のそれぞれは、切刃によって加工された加工面に摺接可能な第一〜第三ガイド面31A,32A,33Aを有しており、それらの軸線O回りの回転軌跡は図3に示すようになっている。
この後退量Sは、基準とされる第一切刃21Aから、工具回転方向T後方側へ向かって第二パット32、第一パット31を越えて三つめに位置する第三パット33(第一切刃21Aの工具回転方向T前方側に隣接する第三パット33)の第三ガイド面33Aまでの領域についての軸線Oに対する中心角α〔゜〕(本第一実施形態では、α=300゜)と、工具本体10が一回転するごとにこの工具本体10が軸線O方向の先端側へ向かって送られるときの送り量fr〔mm/rev.〕とに基づいて決定されるものであり、具体的には、後退量Sが、(α/360゜)×fr〔mm/rev.〕に設定されている。
さらに、第一切刃21Aに対して作用する切削抵抗のうちの主分力X(第一〜第三切刃21A,22A,23Aのそれぞれに作用する三つの主分力のうちの最も大きな主分力)が、第一切刃21Aの工具回転方向T後方側へ向けて作用し、この主分力Xを、第一切刃21Aの工具回転方向T後方側に隣接する第二パット32(第二切刃22Aに対して軸線Oを挟んで略反対側に位置する第二パット32)で受ける。
本発明の第二実施形態による穴加工工具は、上述した図7に示したような形状のバルブシート面101を形成するために用いられるものである。
この本第二実施形態においては、形成すべきバルブシート面101が図7に示すような多段テーパ状をなしていて、第二切刃22Aの第二テーパ面120に対する接触長さが、第一切刃21Aの第一テーパ面110に対する接触長さよりも大きくなっていることから、第一〜第三切刃21A,22A,23Aに作用する切削抵抗のうちの背分力は、第二切刃22A、第一切刃21A、第三切刃23Aの順に小さくなっていくとともに、第一〜第三切刃21A,22A,23Aに作用する切削抵抗のうちの主分力も、第二切刃22A、第一切刃21A、第三切刃23Aの順に小さくなっていく。
この後退量Sは、基準とされる第二切刃22Aから、工具回転方向T後方側へ向かって第一パット31、第二パット32を越えて三つめに位置する第三パット33(第二切刃22Aの工具回転方向T前方側に隣接する第三パット33)の第三ガイド面33Aまでの領域についての軸線Oに対する中心角α〔゜〕(本第二実施形態では、α=300゜)と、工具本体10が一回転するごとにこの工具本体10が軸線O方向の先端側へ向かって送られるときの送り量fr〔mm/rev.〕とに基づいて決定されるものであり、具体的には、上記の第一実施形態と同様に、後退量Sが、(α/360゜)×fr〔mm/rev.〕に設定されている。
さらに、第二切刃22Aに対して作用する切削抵抗のうちの主分力X(第一〜第三切刃21A,22A,23Aのそれぞれに作用する三つの主分力のうちの最も大きな主分力)が、第二切刃22Aの工具回転方向T後方側へ向けて作用し、この主分力Xを、第二切刃22Aの工具回転方向T後方側に隣接する第一パット31(第一切刃21Aに対して軸線Oを挟んで略反対側に位置する第一パット32)で受ける。
21 第一チップ
21A 第一切刃
22 第二チップ
22A 第二切刃
23 第三チップ
23A 第三切刃
31 第一パット
31A 第一ガイド面
32 第二パット
32A 第二ガイド面
33 第三パット
33A 第三ガイド面
100 バルブ穴
101 バルブシート面
110 第一テーパ面
120 第二テーパ面
130 第三テーパ面
O 軸線
T 回転方向
Claims (2)
- ワークに形成された加工穴の開口部を、この加工穴の穴奥側から開口側へ向かうにしたがいテーパ角が順次増大していく第一〜第三テーパ面からなる多段テーパ状に加工するための穴加工工具であって、
軸線回りに回転される工具本体の外周に、前記第一テーパ面を形成する第一切刃と前記第二テーパ面を形成する第二切刃と前記第三テーパ面を形成する第三切刃とが前記工具本体の周方向で略等間隔に設けられるとともに、これら第一〜第三切刃のそれぞれに対して前記軸線を挟んで略反対側に位置するように第一〜第三パットが設けられており、
前記第一〜第三切刃に作用する切削抵抗のうちの背分力は、第一切刃、第二切刃、第三切刃の順に小さくなっていくとともに、前記第一〜第三切刃に作用する切削抵抗のうちの主分力も、第一切刃、第二切刃、第三切刃の順に小さくなっていて、前記第一切刃の前記第一テーパ面に対する接触長さが前記第二切刃の前記第二テーパ面に対する接触長さよりも大きくされており、
前記第一切刃を基準として、その工具回転方向後方側に、前記第三切刃、前記第二切刃が順次配置されていることを特徴とする穴加工工具。 - ワークに形成された加工穴の開口部を、この加工穴の穴奥側から開口側へ向かうにしたがいテーパ角が順次増大していく第一〜第三テーパ面からなる多段テーパ状に加工するための穴加工工具であって、
軸線回りに回転される工具本体の外周に、前記第一テーパ面を形成する第一切刃と前記第二テーパ面を形成する第二切刃と前記第三テーパ面を形成する第三切刃とが前記工具本体の周方向で略等間隔に設けられるとともに、これら第一〜第三切刃のそれぞれに対して前記軸線を挟んで略反対側に位置するように第一〜第三パットが設けられており、
前記第一〜第三切刃に作用する切削抵抗のうちの背分力は、第二切刃、第一切刃、第三切刃の順に小さくなっていくとともに、前記第一〜第三切刃に作用する切削抵抗のうちの主分力も、第二切刃、第一切刃、第三切刃の順に小さくなっていて、前記第二切刃の前記第二テーパ面に対する接触長さが前記第一切刃の前記第一テーパ面に対する接触長さよりも大きくされており、
前記第二切刃を基準として、その工具回転方向後方側に、前記第三切刃、前記第一切刃が順次配置されていることを特徴とする穴加工工具。
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