JP4508814B2

JP4508814B2 - 切削加工装置

Info

Publication number: JP4508814B2
Application number: JP2004292411A
Authority: JP
Inventors: 長三郎藤野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-10-05
Filing date: 2004-10-05
Publication date: 2010-07-21
Anticipated expiration: 2024-10-05
Also published as: JP2006102868A

Description

本発明は、回転スピンドルに一端が装着された切削工具を用いて被加工物を穴加工する際に、切削液を切削工具及び被加工物に供給する切削加工装置に関するもので、特に、切削工具を位置決めするためのガイドブッシュを被加工物に近接させ、このガイドブッシュ内に切削工具を挿通して被加工物を穴加工する際の切削加工装置に関するものである。

従来、被加工物を穴加工する際の切削液の供給方法を図７に基いて説明する。
図７に示すように、被加工物３には、ブッシュプレート１が近接して配置されている。また、略円筒状のガイドブッシュ２は、その全体がブッシュプレート１に挿入されて支持されている。そして、回転スピンドル４に一端が装着されたドリル６を、ガイドブッシュ２の挿通路１３内に挿通して位置決めした後、回転スピンドル４を回転させて被加工物３を穴加工していた。
そこで、切削液を供給する際には、図示しない切削液供給装置に連結された導入管７の先端に取り付けたノズル部７ａを、ガイドブッシュ２の挿通路１３の流入口１３ｂ付近に配置して、切削液を、導入管７のノズル部７ａからドリル６の末端部に向けて噴射させていた。

しかしながら、上述したように切削液がドリルの末端部に噴射されると、ドリルの回転による遠心力等で切削液が周りに吹き飛ばされ、ドリルの刃先及び被加工物に切削液が供給されないため、ドリルが異常摩擦を起こして破損して、ドリルの寿命が短くなる等の問題が生じていた。そのため、ドリルの交換が頻繁となり交換工数が増加すると共に、ドリルの交換に要する費用が増加して、ひいては製品コスト高となっていた。
さらに、切削液がドリルの刃先及び被加工物に供給されないと、ドリルの刃先に構成刃先が生成され、穴径大、面粗さ不良、真円度不良、バリ発生等の加工不良が発生する。さらには、切削工具がリーマである場合には、穴径の寸法にバラツキが発生することになり、製品不良が多くなる等の問題が生じていた。

また、切削加工装置の従来技術として例えば、特許文献１には、直径が小さく深穴を加工する手段であるＢＴＡドリル法とエジェクタドリル法とを統合して構成した深孔ドリル加工装置が開示されている。すなわち、この深孔ドリル加工装置は、ドリルヘッドを先端に有する二重管と、この二重管をワークに向けて送る送り部と、ワークに隣接し二重管の回りに切削油を供給する加圧部と、を少なくとも備え、加圧部から切削油を圧送して、シールブッシュの内側を通してドリルヘッドに切削油を供給しつつ、二重管の中心穴を通して切粉と切削油とを戻すように構成され、さらには、前記送り部にエジェクタ機能を有する切削油供給部を設け、この切削供給部から切削油を供給し、切削油の一部を二重管の外管に供給すると共に、残りの切削油を二重管の内管に流し、この流れでエジェクタ効果を起こして、切粉を切削油と共に吸引するように構成される深孔ドリル加工装置が開示されている。

特開平９−１７４３１６号公報

しかしながら、特許文献１の発明では、切削油は加圧部から二重管の回りに供給され、シールブッシュの内側を通って、ドリルヘッドに供給されているが、ワークと加圧部での切削油の供給位置とが離れているため、ワーク及びドリルヘッドに切削油が効率良く圧送され難い。また、切削油は、二重管の外管の外周面に沿って流動するため、シールブッシュとワークとが離間して構成された場合、その間で切削油が二重管の外管の外周面から周りに飛び散ってしまい、ワーク及びドリルヘッドに十分な切削油が供給されない虞がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、切削工具の先端部及び被加工物に効率良く十分な切削液を供給する切削加工装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明は、回転スピンドルに保持された切削工具であるドリルを被加工物に対して位置決めするガイドブッシュを有する切削加工装置であって、前記ガイドブッシュに、前記ドリルの挿通路と、該挿通路に連通し切削液を前記挿通路内に供給する供給路とを設け、該供給路は、該供給路の前記挿通路に対する傾斜角度と、前記ドリルの軸心とドリル溝との傾斜角度とが略同一であり、また、前記供給路は、その流入口から、前記挿通路の略円形に形成された内周面の略接線方向で、且つ、前記ドリルの回転方向に沿って傾斜して形成されたことを特徴とするものである。

従って、請求項１に記載した発明では、供給路へ圧送される切削液は、供給路から切削工具であるドリルが挿通される挿通路に向って流れ、挿通路内に達した後、ドリルの略中間部からその外周面に絡み付きながらドリルの先端部及び被加工物に達して、ドリルの先端部及び被加工物のそれぞれが潤滑されると共に冷却される。
また、供給路の流出口から挿通路内に噴射される切削液は、ドリル溝内に流入しやすくなりドリル溝への切削液の供給量が増加して、ドリルの回転に伴ってドリル溝内に保持された切削液が効果的にドリルの先端部及び被加工物に到達される。
さらに、供給路の流出口の延長線上に、回転するドリルのドリル溝を位置させることができるので、前記流出口から挿通路内に噴射される切削液は、ドリル溝内にさらに流入しやすくなりドリル溝への切削液の供給量がさらに増加される。

本発明によれば、切削工具の先端部及び被加工物に効率良く十分な切削液を供給する切削加工装置を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図１〜図６に基いて詳細に説明する。従来例と同一部材及び相当する部品は、同一の符号を使用して説明する。
まず、本発明の第１の実施の形態に係る切削加工装置を図１〜図３に基いて説明する。
穴加工が行われる被加工物３には、ブッシュプレート１が近接して配設されている。また、ドリル（切削工具）６を位置決めするためのガイドブッシュ２は、その全体がブッシュプレート１内に挿入されて支持されている。
また、ドリル６は、その一端が回転スピンドル４に係合されており、ドリル保持部５によって保持されている。

ガイドブッシュ２は、ドリル６が挿通される挿通路１３を有する略円筒状に形成されている。このガイドブッシュ２は、ブッシュプレート１の厚みと略同じ長さを有し、被加工物３側に小径部１１が、被加工物３側とは反対側に大径部１０がそれぞれ設けられている。この大径部１０に、挿通路１３と連通して、切削液を挿通路１３内に供給する供給路１５が形成されている。この供給路１５の流入口１６は、ブッシュプレート１の一側面２９と略同一面となる大径部１０の外側面１９に形成されている。また、この供給路１５は、図２（ｂ）に示す断面図において、流入口１６から挿通路１３に向って傾斜して形成され、その挿通路１３に対する傾斜角度αが、ドリル溝２０の軸心２１に対する傾斜角度βと略同じに設定されている。さらに、この供給路１５は、図２（ａ）に示す側面図において、流入口１６から、挿通路１３の略円形に形成された内周面１３ａの略接線方向でドリル６の回転方向（時計周り方向）に傾斜（傾斜角度γ）して、挿通路１３に向って形成されている。また、上述した傾斜角度α、γで形成した供給路１５の流出口１８は、大径部１０が形成される範囲内における挿通路１３の内周面１３ａに形成されている。
なお、符号３０は、ガイドブッシュ２をブッシュプレート１へ位置決めするための切欠部を示している。

次に、本発明の第１の実施の形態に係る切削加工装置における切削液の流れを説明する。
まず、被加工物３に近接して配置されたブッシュプレート１にガイドブッシュ２の全体が挿入されて、ガイドブッシュ２が支持される。そして、ドリル６がガイドブッシュ２の挿通路１３に挿通されて、被加工物３に対して位置決めされる。
次に、切削液供給装置に連結される導入管７先端のノズル部７ａが、供給路１５の流入口１６内に挿入されて、ドリル６を回転スピンドル４により回転させて被加工部３に穴加工すると同時に、切削液がノズル部７ａを経て供給路１５内に圧送される。
すると、切削液は、供給路１５を通って、流出口１８から挿通路１３内に噴射され、ドリル６のドリル溝２０に沿って絡み付きながらドリル６の先端部２２まで到達する。特に、流出口１８の延長線上に、回転するドリル６のドリル溝２０が位置して、供給路１５とドリル溝２０とが重なった瞬間には、切削液はドリル溝２０に沿って噴射されるので、切削液はドリル溝２０内に保持された状態で、ドリル６の先端部２２及び被加工物３まで到達して、それぞれが潤滑されると共に冷却されるようなる。

以上説明したのように、本発明の第１の実施の形態に係る切削加工装置によれば、被加工物３に近接して配置されたガイドブッシュ２に、所定の傾斜（傾斜角度α及びγ）を有する供給路１５を設けたので、切削液を供給路１５内に圧送すれば、切削液は挿通路１３内を回転するドリル６のドリル溝２０内に保持された状態で流動すると共に、ドリル６の先端部２２及び被加工物３に到達して、先端部２２及び被加工物３を十分に潤滑すると共に冷却することができる。また、ガイドブッシュ２と被加工物３とが離れていても、切削液はドリル溝２０に絡み付き保持された状態で流動するので、切削液はガイドブッシュ２と被加工物３との間の隙間において、外方に向って飛び散ることはなく、ドリル６の先端部２２及び被加工物３に容易に達することが可能となる。
これにより、ドリル６の寿命を長くすることができると共に、被加工物３の加工不良を低減させることができる。

なお、第１の実施の形態に係る切削加工装置では、供給路１５は、挿通路１３に対して傾斜（傾斜角度α）させると共に、挿通路１３の内周面１３ａの略接線方向にも傾斜（傾斜角度γ）させて形成されているが、図４に示すように、挿通路１３に対する傾斜（傾斜角度α）は、第１の実施の形態と同様に形成して、流入口１６から挿通路１３の内周面１３ａの略接線方向への傾斜（傾斜角度γ）は設けず、流入口１６から挿通路１３の中心に向けて形成してもよい。

次に、本発明の第２の実施の形態に係る切削加工装置を図５に基いて説明する。
この第２の実施の形態に係る切削加工装置は、ガイドブッシュ２の供給路１５内に、導入管２５の一端を挿入して、ガイドブッシュ２と導入管２５とを一体的に構成している。その他の構成については、第１の実施の形態に係る切削加工装置と同一であるため、ここでの説明を省略する。
そして、切削液供給装置に連結された導入管７に接続部２６を介して導入管２５を接続して、切削液を圧送させると、切削液は導入管７及び導入管２５を経て、供給路１５から挿通路１３内に流入されるようになる。
さらに、第２の実施の形態に係る切削加工装置の挿通路１３内における切削液の流れは、第１の実施の形態と同一であるため、ここでの説明を省略する。

以上説明したように、第２の実施の形態に係る切削加工装置によれば、切削液供給装置に連結された導入管７が、供給路１５から延設される導入管２５に接続部２６を介して接続されて構成されているので、図１に示す第１の実施の形態のように、導入管７のノズル部７ａが常時供給路１５内に挿入された状態を維持するために、ノズル部７ａを保持する必要がなく有用である。

次に、本発明の第３の実施の形態に係る切削加工装置を図６に基いて説明する。
この第３の実施の形態に係る切削加工装置の説明においては、第１及び第２の実施の形態に係る切削加工装置と相違する点のみを説明する。
第３の実施の形態に係る切削加工装置では、ブッシュプレート１にガイドブッシュ２の供給路１５に連通する連通路２７を設け、さらに、ガイドブッシュ２の供給路１５の流入口１６を大径部１０の外周面２３に設けている。
また、ブッシュプレート１の連通路２７は、断面略Ｌ字状に形成され、その流入口２８が、ガイドブッシュ２の外側面１９と略同一面となる外側面２９に設けられており、流出口３１は、ガイドブッシュ２の供給路１５の流入口１６に一致するように設けられている。
さらに、供給路１５の挿通路１３に対する傾斜角度は、第１及び第２の実施の形態に係る供給路１５の傾斜角度αとは同一ではないが、傾斜角度αに近づくように設定されている。

次に、本発明の第３の実施の形態に係る切削加工装置における切削液の流れを説明する。
まず、導入管７先端のノズル部７ａが、ブッシュプレート１に設けた連通路２７の流入口２８内に挿入されて、ドリル６を回転させて被加工部３に穴加工すると同時に、切削液が導入管７からブッシュプレート１の連通路２７内に圧送される。
すると、切削液は、連通路２７及びガイドブッシュ２の供給路１５を通って、供給路１５の流出口１８から挿通路１３内に噴射される。そして、切削液は、ドリル６の外周面に絡み付きながら、ドリル６の先端部２２及び被加工物３まで到達して、それぞれが潤滑されると共に冷却される。

以上説明したように、第３の実施の形態に係る切削加工装置によれば、ガイドブッシュ２の供給路１５の流入口１６が、導入管７の配置等の問題により、ガイドブッシュ２の外側面１９に形成できない場合に有効である。

なお、本発明の実施の形態では、切削工具がドリル６で構成される形態について説明したが、リーマ等で構成される形態にも、略同じ効果を得ることができる。
また、本発明の実施の形態では、ガイドブッシュ２に設けた供給路１５は、単数で構成されているが、図示がしないが、流入口１６から分岐させて、基本となる供給路１５とその傾斜角度を相違させた分岐供給路を複数形成してもよい。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る切削加工装置を示す図である。図２は、ガイドブッシュを示し、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は断面図である。図３は、ガイドブッシュの斜視図である。図４は、ガイドブッシュに設けた供給路の別の形態を示す側面図である。図５は、本発明の第２の実施の形態に係る切削加工装置を示す図である。図６は、本発明の第３の実施の形態に係る切削加工装置を示す図である。図７は、従来の切削液の供給方法を示す図である。

符号の説明

２ガイドブッシュ、３被加工物、４回転スピンドル、６ドリル（切削工具）、１３挿通路、１３ａ内周面、１５供給路、１６流入口、２０ドリル溝、２１軸心、

Claims

回転スピンドルに保持された切削工具であるドリルを被加工物に対して位置決めするガイドブッシュを有する切削加工装置であって、
前記ガイドブッシュに、前記ドリルの挿通路と、該挿通路に連通し切削液を前記挿通路内に供給する供給路とを設け、
該供給路は、該供給路の前記挿通路に対する傾斜角度と、前記ドリルの軸心とドリル溝との傾斜角度とが略同一であり、また、前記供給路は、その流入口から、前記挿通路の略円形に形成された内周面の略接線方向で、且つ、前記ドリルの回転方向に沿って傾斜して形成されたことを特徴とする切削加工装置。