JP5455187B2 - Counterbore tool for machining center - Google Patents
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本発明は、主として横軸形マシニングセンタの水平な主軸に装着する大径かつ長尺な座ぐり専用工具に関する。 The present invention relates to a large-diameter and long counterbore dedicated tool which is mounted mainly on a horizontal main shaft of a horizontal shaft type machining center.
近年、機械加工の分野においては、マシニングセンタと称するNC工作機械、すなわちNC旋盤、NCフライス、NCボール盤、NC中ぐり盤等の単能NC工作機械で行なわれるそれぞれの各種加工工程を、工具や工作物の付け替えをすることなく自動的に一連の作業で行なうことが可能なNC工作機械、の導入が盛んに行なわれている。マシニングセンタの導入により、従来の機械加工では困難であった難しい形状や、段取り替えを必要とする加工などを、高効率かつ同じ段取りで加工することが可能となるからである。 In recent years, in the field of machining, each machining process performed by a single-function NC machine tool such as an NC lathe, an NC milling machine, an NC drilling machine, an NC boring machine, etc., called a machining center, The introduction of NC machine tools that can be automatically performed in a series of operations without changing the materials has been actively performed. This is because the introduction of a machining center makes it possible to process a difficult shape, which is difficult with conventional machining, or a process that requires setup change, with high efficiency and the same setup.
ところで、マシニングセンタ、特に横軸形と称するマシニングセンタにて座ぐり加工を行なう場合の切削工具としては、従来より例えば、下記特許文献1に記載されているような工具が使用されている。これは、図5に示すように、マシニングセンタ主軸のツールホルダーに嵌合する取付部と、取付部に続く首部と、首部の先端に形成した頭部と、頭部に装着した刃部とからなるバイトであって、横軸形マシニングセンタの水平な主軸に取り付けても加工中に撓み変形等が生じないように、一般的に頭部の直径Dが20〜50φ程度の小径に形成され、また主軸のツールホルダより水平に突出する部分である突き出し長さ(首下長さともいう)Lも、上記Dの2〜4倍程度の短尺に形成されている。
By the way, as a cutting tool in the case of performing spot facing in a machining center, particularly a machining center called a horizontal axis type, a tool as described in
しかしながら、従来のように小径で短尺な座ぐり工具では、キリ穴程度の小径な下穴の座ぐり加工しかできなかった。また、加工物の形状によっては、工具の突き出し長さLが短すぎて所定の加工部位に届かず、このため加工物の向きを反転させる付け替え作業を行なったり、座ぐり加工のみを別途フライスボール盤にて手動で行なう等、自動加工機としてのマシニングセンタの高能率性を犠牲にする場合が多々あった。 However, with a conventional counterbore tool having a small diameter and a short diameter, it has only been possible to counterbore a pilot hole with a small diameter such as a drill hole. In addition, depending on the shape of the workpiece, the protruding length L of the tool is too short to reach the predetermined machining site. For this reason, a replacement work for reversing the direction of the workpiece is performed, or only the counterbore processing is separately performed in a milling machine In many cases, the high efficiency of a machining center as an automatic processing machine is sacrificed, such as manually.
本発明は、このような問題を解決しようとするものであって、カッター頭部の直径Dが60φ以上、その突き出し長さLが上記直径Dの7倍以上である大径かつ長尺な座ぐり工具でありながら、軽量かつ高剛性で、横軸形マシニングセンタの水平な主軸に装着しても、撓み変形をほとんど生じることなくほぼ寸法通りの高精度の座ぐり加工が可能な座ぐり工具の提供を目的とする。 The present invention is intended to solve such a problem, and has a large and long seat in which the diameter D of the cutter head is 60φ or more and the protruding length L is 7 times or more of the diameter D. Despite being a counterboring tool, it is lightweight and highly rigid, and even when mounted on the horizontal main spindle of a horizontal axis machining center, it is possible to perform counterbore machining with a high degree of accuracy, with almost no deflection, and with almost no deformation. For the purpose of provision.
上記目的を達成する本発明は、前面の中央部に下穴に嵌合するパイロット突起3を備える直径D60φ以上の円柱状のカッター頭部1と、前記カッター頭部1の後面中央部に形成された焼ばめ口7に一端側が接合されると共に前記カッター頭部1より細径で所要長さの円柱状をなす超硬バー8と、前記カッター頭部1とほぼ同径の円柱状をなし、その前面中央部に、前記超硬バー8の他端側を接合する焼ばめ口10を備え、その後面中央部に、後方へ延出する接合部11を備えるボディ9と、円柱状をなす前部12Aの前面中央部に、前記ボディ9の接合部11を接合する焼ばめ口13を備え、後部12Bがマシニングセンタ主軸への装着部に形成されたホルダ12とよりなる座ぐり工具であって、前記カッター頭部1と前記ホルダ12との間に前記カッター頭部1より細径の超硬バー8と、前記カッター頭部1と同径の工具鋼製ボディ9とが介在することにより、当該工具全長から上記ホルダ12の装着部12Bを除いた工具の突き出し長さLが、前記カッター頭部直径Dの7倍以上の長尺とされたことを特徴とするマシニングセンタ用座ぐり工具である。
The present invention to achieve the above object, the
本発明において、カッター頭部1は、その前面中央部に備えられたパイロット突起3を、下穴の径に応じて取り替え可能に構成するのが良い。また、このカッター頭部1は、パイロット突起3を備える前面側1Aと、超硬バー8の一端側が接合される焼ばめ口7を備えた後面側1Bとを、分離可能に構成するのが望ましい。
In the present invention, the
上記構成よりなる本発明の座ぐり工具は、全体がカッター頭部1と、超硬バー8と、ボディ9と、ホルダ12との各部からなり、これらの各部が互いに焼きばめにより接合されて、所定の突き出し長さLを有する一体的な座ぐり工具に形成されている。したがって、各部の保持剛性が高く、かつ各部の分解、取り替えも可能である。また、カッター頭部1に接合された超硬バー8は、超硬合金で形成されているから軽量で強度が高く、工具鋼等で形成された他の各部に比べて細経に(1/3程度)形成することができる。
The counterbore tool of the present invention having the above-described configuration is composed of the
これにより、工具全体の軽量化、高剛性化が達成され、カッター頭部1の直径Dが60φ以上で、しかも突き出し長さLが上記直径の7倍以上という大径かつ長尺な座ぐり工具であるにもかかわらず、マシニングセンタ、とりわけ横軸形マシニングセンタの水平な主軸に装着しても、撓み変形等によるビビリ振動をほとんど発生することがなく、ほぼ寸法通りの高精度の座ぐり加工を行なうことができる。
As a result, weight reduction and high rigidity of the entire tool are achieved, and a large and long counterbore tool in which the diameter D of the
また、カッター頭部1の直ぐ後方に位置する超硬バー8は細径に形成されているから、カッター頭部1を加工部位Waへ接近させる際に、ワークWからの突起物W’等との干渉が生じ難く、接近性にも優れている。さらに、カッター頭部1は、パイロット突起3を取り替えることにより、下穴の径が異なる各種の座ぐり加工に適用可能であり、カッター頭部1に割れ等の損傷が生じた場合には、該カッター頭部1の前面側1Aのみを後面側1Bから分離させて取り替えることもできる。
In addition, since the
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施の一例を示す縦断側面図である。同図に示すように、本発明の長尺座ぐり工具は、カッター頭部1と、超硬バー8と、ボディ9と、ホルダ12とを備えている。
FIG. 1 is a longitudinal side view showing an example of the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the long counterbore tool of the present invention includes a
すなわち、カッター頭部1は、工具鋼により直径Dが60φ、長さlaが70mmの
円筒状に形成されている。このカッター頭部1は、図2及び図3に示すように、その前面側1Aと後面側1Bが軸対称に配置された2本のボルト2,2で締着されていて、これらのボルトを外すと互いに分離できるようになっている。
That is, the
カッター頭部1の前面側1Aには、その前面中央部にパイロット突起3が設けられ、外周面部のほぼ180°隔てた位置には、それぞれ座ぐり用切削チップ4の取付け座4aが設けられている。パイロット突起3は、座ぐり加工の際に、当該突起を加工ワークの下穴に嵌め込んで工具の振れを防止するものである。図示例のパイロット突起3は、ボルト形に形成してあり、その同部3’を座ぐりカッター1の前面中央部に形成された孔5に挿入し、専用の固定ボルト6を締着することにより設けられている。したがって、加工ワークの下穴の径に応じて、その都度最適なサイズのパイロット突起3に取り替えることができる。座ぐり用切削チップ4は、三辺が切削刃に形成された三角形状をなしており、前記取付け座4aにねじ止めされている。カッター頭部1の後面側1Bには、その後面の中央部に焼ばめ口7が設けられている。
On the
超硬バー8は、超硬合金製の棒材バーであり、図示例では、直径dが24φ、全長lbが125mmの円柱状に形成されている。超硬バー8の一端側8’は、その先端25mmを前記カッター頭部1の焼ばめ口7に挿入して焼ばめ接合されている。また、同超硬バー8の他端側8’’は、その先端30mmを、後述するボディ9の前面中央部に設けられた焼ばめ口10に挿入して焼ばめ接合されている。
The
ボディ9は、工具鋼により前記カッター頭部1と同じ直径D60φで、長さlcが180mmの円柱状に形成してある。このボディ9の後面中央部には、後方へ真っ直ぐに延出するやや小径(図示例では40φ)で、所要長さ(図示例では100mm)の円柱状をなす接合部11が、ボディ9と一体に形成されている。
The
ホルダ12は、当該座ぐり工具をマシニングセンタの主軸に装着するものであり、上記ボディ9と同径の円柱状をなす前部12Aには、その前面中央部に、前記ボディ9の接合部11と焼ばめ接合する焼ばめ口13が設けてある。ホルダ12の後部12Bは、横軸形マシニングセンタの主軸への装着部、すなわち上記主軸のキーと噛み合うキー溝14およびマシニングセンタの工具交換装置にて把持されるグリップフランジ15、並びに上記マシニングセンタの主軸に挿入するテーパ状のシャンク16からなる装着部、に形成されている。
The
なお、図示例の座ぐり工具は、車両連結器の電連座に直径60φの座ぐり加工を実施するためのものであり、その突き出し長さL、すなわち先端のカッター頭部1(パイロット突起3を除く)から、後端のホルダ12(ホルダ後部の装着部12Bを除く)に至る長さは440mmと、同カッター頭部1の直径D(60φ)に対して約7.3倍の長尺となっている。
Note that the counterbore tool in the illustrated example is for carrying out counterbore machining with a diameter of 60φ on the electric joint of the vehicle coupler, and its protruding length L, that is, the
上記構成よりなる本発明の座ぐり工具を使用するには、まず、当該座ぐり工具を横軸形マシニングセンタの工具マガジン内の指定場所にセットする。機外のパレット上には、専用治具にて加工ワーク(車両用連結器)を取り付ける。次いで、上記加工ワークを取り付けたパレットを、オートパレットチェンジャーにより機内に自動搬入する。工具マガジン内にセットした本発明座ぐり工具をNCプログラムで選択し、工具の自動交換装置(ATC)により横軸形マシニングセンタの水平な主軸に装着する。 In order to use the counterbore tool of the present invention having the above-described configuration, first, the counterbore tool is set at a designated place in the tool magazine of the horizontal axis machining center. On the pallet outside the machine, a workpiece (vehicle coupler) is attached with a dedicated jig. Next, the pallet to which the workpiece is attached is automatically carried into the machine by an automatic pallet changer. The counterbore tool of the present invention set in the tool magazine is selected by the NC program, and is mounted on the horizontal main shaft of the horizontal axis machining center by an automatic tool changer (ATC).
続いて、図4に示すように、上記横軸形マシニングセンタの主軸17をNCプログラムにより前後方向(X軸)、左右方向(Y軸)、上下方向(Z軸)に制御して、該主軸17に装着された本発明座ぐり工具のカッター頭部1先端が、加工ワークである車両連結器Wの垂直な電連座Waに対して水平に接触するように座ぐり位置を位置決めする。このとき、パイロット突起3は、上記電連座Waに既に形成してあるボルトの下穴18内に潜り込み、嵌合した状態にする。また、当該座ぐり工具のカッター頭部1近傍部は、超硬バー8で形成された細径部となっているから、加工ワークである車両連結器Wからの突起物W’等との干渉が避けられ、電連座Waに対して長尺な工具の先端をスムーズに接近させることができる。
Subsequently, as shown in FIG. 4, the
次いで、NCプログラムにより、マシニングセンタの主軸17に対して回転、および送り速度が指令される。これにより、上記主軸17に装着されている本発明の座ぐり工具が回転しながら前進移動を開始し、電連座Waに既に形成されたボルト下穴18の周囲に、カッター頭部1の2枚の三角形切削チップ4,4による直径60φの所要深さの座ぐり19が形成される。ちなみに、このときの切削条件は、切削速度:15m/min,回転数:80rpm,送り速度:2mm/min,切り込み深さ:約7mm×4,加工時間:約15分であった。このようにして形成された座ぐり加工19の寸法精度は、使用した本発明の座ぐり工具が大径かつ長尺であるにもかかわらず、軽量かつ高剛性であるために、横軸形マシニングセンタの水平な主軸に装着しても、加工中に撓み変形によるビビリ振動等が生じ難く、寸法誤差のほとんどない高精度なものであった。
Next, rotation and feed speed are commanded to the
l カッター頭部
lA カッター頭部の前面側
1B カッター頭部の後面側
3 パイロット突起
4 切削チップ
8 超硬バー
9 ボディ
12 ホルダ
12B ホルダの主軸装着部
D カッター頭部の直径
L 座ぐり工具の突き出し長さ
l Cutter head lA Front side of
9
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