JP5602218B2

JP5602218B2 - Boring tools and machine tools

Info

Publication number: JP5602218B2
Application number: JP2012281389A
Authority: JP
Inventors: 誠中村
Original assignee: Makino J Co Ltd
Current assignee: Makino J Co Ltd
Priority date: 2012-12-25
Filing date: 2012-12-25
Publication date: 2014-10-08
Anticipated expiration: 2032-12-25
Also published as: JP2014124695A

Description

本発明は、断面形状が非真円の穴をワークに加工する中ぐり工具および工作機械に関する。 The present invention relates to a boring tool and a machine tool for machining a hole having a non-circular cross section into a workpiece.

従来より、ワークに非円形状の穴を中ぐり加工するようにした装置が知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１記載の装置では、主軸に弾性変形体を介して中ぐり工具を取り付けるとともに、弾性変形体に圧電素子を組み付ける。そして、ロータリーエンコーダで検知した主軸の回転角に同期するように、スリップリングを介して圧電素子に駆動電流を供給する。これにより、弾性変形体を弾性変形させて中ぐり工具を径方向に変位させ、ワークに非円形状の穴を加工する。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an apparatus in which a non-circular hole is bored in a workpiece (see, for example, Patent Document 1). In the apparatus described in Patent Document 1, a boring tool is attached to a main shaft via an elastic deformation body, and a piezoelectric element is assembled to the elastic deformation body. Then, a drive current is supplied to the piezoelectric element via the slip ring so as to synchronize with the rotation angle of the main shaft detected by the rotary encoder. As a result, the elastic deformation body is elastically deformed to displace the boring tool in the radial direction, thereby machining a non-circular hole in the workpiece.

特許第４１８５１７６号公報Japanese Patent No. 4185176

しかしながら、上記特許文献１記載の装置では、回転体である弾性変形体に圧電素子を組み付け、スリップリングを介して圧電素子に駆動電流を供給する構成であるため、ノイズの発生が問題となり、安定した中ぐり加工動作を行うことが困難である。 However, in the apparatus described in Patent Document 1, since the piezoelectric element is assembled to the elastic deformable body, which is a rotating body, and the drive current is supplied to the piezoelectric element via the slip ring, the generation of noise becomes a problem and stable. It is difficult to perform the boring operation.

本発明の一態様である中ぐり工具は、工作機械の回転主軸に取り付けられ、ワークに断面非真円形状の穴を中ぐり加工する中ぐり工具であって、加工対象の前記ワークの穴の断面と相似形状であって、軸線を中心とした非真円形状のカム面を有し、中ぐり加工中は回転が阻止されるカム軸と、軸線を中心としてカム軸に対し相対回転可能に設けられた回転体と、を備える。回転体は、工作機械の回転主軸に装着されるシャンク部と、回転体の外周面から突設された刃部と、径方向に移動可能に設けられ、シャンク部の回転に伴いカム面上を移動するとともに、カム面の形状に応じて径方向に変位する移動部材と、移動部材の径方向の変位に追従して刃部が径方向に変位するように刃部を支持する支持機構と、を有する。
A boring tool according to one aspect of the present invention is a boring tool that is attached to a rotating spindle of a machine tool and boring a hole having a non-circular cross-section in a work, the boring tool of the workpiece to be machined. a cross-sectional shape similar to, have a non-round shape of the cam surfaces around the axis, and the cam shaft during boring which rotation is prevented, rotatable relative to the camshaft about the axis A rotating body provided. The rotating body is provided with a shank portion mounted on the rotating spindle of the machine tool, a blade portion projecting from the outer peripheral surface of the rotating body, and movable in the radial direction, and moves on the cam surface as the shank portion rotates. A moving member that moves in the radial direction according to the shape of the cam surface, and a support mechanism that supports the blade portion so that the blade portion is displaced in the radial direction following the displacement in the radial direction of the moving member; Have

また、本発明の一態様である工作機械は、主軸頭に回転可能に支持された回転主軸と、回転主軸に取り付けられた上記中ぐり工具と、回転主軸の内部を貫通し、先端部が中ぐり工具のカム軸に係合し、カム軸を所定位相に保持するように主軸頭に回り止めされた非回転ロッドと、を有する。
A machine tool according to an aspect of the present invention includes a rotary spindle that is rotatably supported by the spindle head, the boring tool attached to the rotary spindle, and the inside of the rotary spindle, and a tip portion that is centered. engage the cam shaft of the boring tool, having a non-rotating rod that is rotationally fixed to the spindle head to hold the camshaft at a predetermined phase.

本発明によれば、非真円形状のカム面上を移動する移動部材の径方向の変位に追従して刃部が径方向に変位するようにしたので、スリップリング等を介さずに刃部が非真円の移動軌跡を描くようになり、安定した中ぐり加工動作によりワークに非真円の穴を加工することができる。 According to the present invention, the blade portion is displaced in the radial direction following the radial displacement of the moving member that moves on the non-circular cam surface. Will draw a non-circular movement locus, and a non-circular hole can be machined in the workpiece by a stable boring operation.

本発明の実施形態に係る工作機械の全体構成を概略的に示す図。The figure which shows schematically the whole structure of the machine tool which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る中ぐり工具により加工されるワークの一例を示す斜視図。The perspective view which shows an example of the workpiece | work processed with the boring tool which concerns on embodiment of this invention. 図２のワークの穴の断面形状を示す図。The figure which shows the cross-sectional shape of the hole of the workpiece | work of FIG. 本発明の第１の実施形態に係る中ぐり工具の外観形状を示す側面図。The side view which shows the external appearance shape of the boring tool which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図４とは異なる方向から見た、本発明の第１の実施形態に係る中ぐり工具の外観形状を示す側面図。The side view which shows the external appearance shape of the boring tool which concerns on the 1st Embodiment of this invention seen from the direction different from FIG. 図４のVI-VI線断面図。FIG. 6 is a sectional view taken along line VI-VI in FIG. 4. 図６の要部拡大図。The principal part enlarged view of FIG. 本発明の第１の実施形態に係る工作機械を構成する主軸の前側の構成を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of the front side of the main axis | shaft which comprises the machine tool which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態に係る工作機械を構成する主軸の後側の構成を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of the rear side of the main axis | shaft which comprises the machine tool which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図７の変形例を示す図。The figure which shows the modification of FIG. 本発明の第２の実施形態に係る中ぐる工具の要部構成を示す断面図。Sectional drawing which shows the principal part structure of the boring tool which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態に係る工作機械を構成する主軸の要部構成を示す断面図。Sectional drawing which shows the principal part structure of the main axis | shaft which comprises the machine tool which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.

−第１の実施形態−
以下、図１〜図１０を参照して本発明による工作機械の一実施形態について説明する。本発明の実施形態で用いられる工作機械は、中ぐり加工を行うものであるが、以下では、横形のマシニングセンタを用いて中ぐり加工を行うものとして説明する。図１は、本発明の実施形態に係る工作機械１００の全体構成を概略的に示す図である。 -First embodiment-
Hereinafter, an embodiment of a machine tool according to the present invention will be described with reference to FIGS. The machine tool used in the embodiment of the present invention performs boring, but the following description will be made assuming that boring is performed using a horizontal machining center. FIG. 1 is a diagram schematically showing an overall configuration of a machine tool 100 according to an embodiment of the present invention.

図１に示すように、工作機械（マシニングセンタ）１００は、ベッド１と、ベッド１上に水平方向（Ｚ方向）にスライド可能に立設されたコラム２と、コラム２に上下方向（Ｙ方向）に昇降可能に支持された主軸頭３と、主軸頭３に回転可能に支持され、軸線Ｌ０を中心に回転する主軸４と、主軸４に取り付けられた工具１０とを有する。ベッド１上にはＺ方向と直交する水平方向（Ｘ方向）にスライド可能にテーブル５が支持されている。テーブル５上にはイケール６が取り付けられ、イケール６に、工具１０に面してワークＷが取り付けられている。 As shown in FIG. 1, a machine tool (machining center) 100 includes a bed 1, a column 2 that is slidable on the bed 1 in a horizontal direction (Z direction), and a vertical direction (Y direction) on the column 2. The spindle head 3 is supported by the spindle head 3, the spindle 4 is rotatably supported by the spindle head 3, and rotates about the axis L 0. The tool 10 is attached to the spindle 4. A table 5 is supported on the bed 1 so as to be slidable in a horizontal direction (X direction) orthogonal to the Z direction. On the table 5, the scale 6 is attached, and the workpiece W is attached to the scale 6 so as to face the tool 10.

この構成により工具１０と、イケール６を介してテーブル５上に取り付けられたワークＷとは、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に相対移動し、ワークＷが加工される。工具１０は、外周面に刃部１１が突設された中ぐり工具であり、ワークＷに、軸線Ｌ０を中心とした穴Ｗａが中ぐり加工される。なお、図示は省略するが、工作機械１００は、工具１０を自動交換する自動工具交換機能を有し、主軸４には中ぐり工具１０以外の種々の工具を装着可能である。 With this configuration, the tool 10 and the workpiece W mounted on the table 5 via the scale 6 are relatively moved in the X, Y, and Z directions, and the workpiece W is processed. The tool 10 is a boring tool having a blade portion 11 projecting from the outer peripheral surface, and a hole Wa centering on the axis L0 is bored in the work W. Although not shown, the machine tool 100 has an automatic tool change function for automatically changing the tool 10, and various tools other than the boring tool 10 can be attached to the spindle 4.

図２は、ワークＷの一例を示す斜視図であり、模擬的に表したエンジン（例えば４気筒エンジン）のシリンダブロックＣＢである。シリンダブロックＣＢに、工具１０によって円筒形状の所定深さＤ１のシリンダ穴ＣＢａ（Ｗａ）が加工される。シリンダブロックＣＢの端面におけるシリンダ穴ＣＢａの周囲には、シリンダヘッドＣＨを取り付けるためのねじ穴ＣＢｂが加工されている。シリンダヘッドＣＨには、ねじ穴ＣＢｂに対応して貫通穴ＣＨａが開口され、貫通穴ＣＨａを貫通したボルトＢをねじ穴ＣＢｂに螺合することで、加工後のシリンダブロックＣＢの端面に、シリンダヘッドＣＨが取り付けられる。 FIG. 2 is a perspective view showing an example of the workpiece W, and is a cylinder block CB of an engine (for example, a four-cylinder engine) represented in a simulated manner. A cylindrical hole CBa (Wa) having a predetermined depth D1 is machined in the cylinder block CB by the tool 10. A screw hole CBb for mounting the cylinder head CH is machined around the cylinder hole CBa on the end face of the cylinder block CB. The cylinder head CH is provided with a through hole CHa corresponding to the screw hole CBb, and a bolt B passing through the through hole CHa is screwed into the screw hole CBb, so that the cylinder block CB has an end face on the cylinder block CB. A head CH is attached.

図３は、シリンダヘッドＣＨの取付後のシリンダ穴ＣＢａの形状を示す図である。ねじ穴ＣＢｂにボルトＢが螺合してシリンダブロックＣＢにボルトＢの締結力が作用すると、シリンダ穴ＣＢａの周囲に作用する力の分布が不均一となり、シリンダブロックＣＢは、シリンダ穴ＣＢａを中心として周方向不均一に径方向に変形する。このため、図３の実線Ｓ１に示すように、シリンダブロックＣＢに真円形状のシリンダ穴ＣＢａを加工すると、シリンダヘッド取付後のシリンダ穴ＣＢａは、実線Ｓ２に示すように非真円形状（花びら形状）となる。 FIG. 3 is a diagram showing the shape of the cylinder hole CBa after the cylinder head CH is attached. When the bolt B is screwed into the screw hole CBb and the fastening force of the bolt B acts on the cylinder block CB, the distribution of the force acting around the cylinder hole CBa becomes uneven, and the cylinder block CB is centered on the cylinder hole CBa. As shown in FIG. For this reason, as shown by the solid line S1 in FIG. 3, when a perfect circular cylinder hole CBa is machined in the cylinder block CB, the cylinder hole CBa after the cylinder head is attached has a non-circular shape (petal shape) as shown by the solid line S2. Shape).

この点を考慮して本実施形態では、シリンダ穴ＣＢａを図３の点線Ｓ３で示す非真円形状に加工するように中ぐり工具１０を構成する。点線Ｓ３は、シリンダヘッド取付時のシリンダ穴ＣＢａの変形を考慮して、予めシリンダ穴ＣＢａの所定位相における径を、その変形分だけずらしたものであり、これによりシリンダヘッド取付後のシリンダ穴ＣＢａを真円形状（実線Ｓ１）とすることができる。なお、本実施形態でいう非真円とは、真円に対して凹凸のある円形状のことであり、凹凸の大きさは、材料のひずみ量程度の値である。例えば、本実施形態の凹凸の大きさは数１０μｍ程度のものであり、目で見て明らかな楕円形状とは異なる。 In consideration of this point, in this embodiment, the boring tool 10 is configured to process the cylinder hole CBa into a non-circular shape indicated by a dotted line S3 in FIG. A dotted line S3 is obtained by shifting the diameter of the cylinder hole CBa in a predetermined phase in advance by the amount of deformation in consideration of deformation of the cylinder hole CBa when the cylinder head is mounted. Can be a perfect circle (solid line S1). In addition, the non-perfect circle as used in this embodiment is a circular shape with unevenness | corrugation with respect to a perfect circle, and the magnitude | size of an unevenness | corrugation is a value about the distortion amount of material. For example, the size of the unevenness of this embodiment is about several tens of μm, which is different from an elliptical shape that is apparent to the eye.

図４、図５は、本発明の第１の実施形態に係る中ぐり工具１０の外観形状を示す側面図であり、図６は、図４のVI-VI線断面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図示のように互いに直交する３方向を前後方向、左右方向および上下方向と定義し、この定義に従い各部の構成を説明する。前後方向は、図１のＺ方向に相当する。前後方向に延在する軸線Ｌ１は工具１０の中心線である。工具１０は軸線Ｌ１を中心に回転するため、上下方向、左右方向のうち、軸線Ｌ１に近い方を内径側、遠い方を外径側と呼ぶこともある。 4 and 5 are side views showing the external shape of the boring tool 10 according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a sectional view taken along line VI-VI in FIG. In the following, for convenience of explanation, three directions orthogonal to each other are defined as a front-rear direction, a left-right direction, and a vertical direction as shown in the figure, and the configuration of each part will be described according to this definition. The front-rear direction corresponds to the Z direction in FIG. An axis L1 extending in the front-rear direction is the center line of the tool 10. Since the tool 10 rotates about the axis L1, the direction closer to the axis L1 in the vertical direction and the left-right direction may be called the inner diameter side, and the far side may be called the outer diameter side.

図６に示すように、工具１０は、前後方向の軸線Ｌ１に沿って延在するカム軸１１と、軸線Ｌ１を中心としてカム軸１１に対し相対回転可能に設けられた回転体２０とを備える。工具１０が主軸４に取り付けられた状態において、工具１０の軸線Ｌ１は主軸４の軸線Ｌ０（図１）に一致する。 As shown in FIG. 6, the tool 10 includes a cam shaft 11 extending along an axis L1 in the front-rear direction, and a rotating body 20 provided so as to be rotatable relative to the cam shaft 11 about the axis L1. . In a state where the tool 10 is attached to the main shaft 4, the axis L1 of the tool 10 coincides with the axis L0 (FIG. 1) of the main shaft 4.

図７は、図６の要部拡大図である。図７に示すように、カム軸１１は、軸線Ｌ１を中心とした非真円形状のカム面１２を有するカム部１１０と、カム部１１０の後方においてカム部１１０よりも大径の円筒面を有する大径部１１１と、大径部１１１の後方において大径部１１１よりも小径の円筒面を有する小径部１１２とを有する。 FIG. 7 is an enlarged view of a main part of FIG. As shown in FIG. 7, the cam shaft 11 has a cam portion 110 having a non-circular cam surface 12 centering on the axis L <b> 1 and a cylindrical surface having a larger diameter than the cam portion 110 behind the cam portion 110. The large-diameter portion 111 has a small-diameter portion 112 having a cylindrical surface having a smaller diameter than the large-diameter portion 111 behind the large-diameter portion 111.

カム軸１１（小径部１１２）の後端面には、非回転ロッド６０（図８）が係合する係合溝１３が形成され、カム軸１１（カム部１１０）の前端面には、カム軸１１を回転操作するための係合溝１４が形成されている。係合溝１３，１４は、軸線Ｌ０に交差する真直な形状、すなわちマイナス形状である。 An engaging groove 13 that engages with the non-rotating rod 60 (FIG. 8) is formed in the rear end surface of the cam shaft 11 (small diameter portion 112), and the cam shaft 11 is formed on the front end surface of the cam shaft 11 (cam portion 110). An engaging groove 14 for rotating 11 is formed. The engagement grooves 13 and 14 have a straight shape that intersects the axis L0, that is, a negative shape.

大径部１１１の前端部には径方向に突出した段部１１３が設けられ、段部１１３の後端面にベアリング（アンギュラベアリング）２６が当接している。小径部１１２の外周面にはねじ部が形成され、ねじ部にナット１１４が螺合し、突起部１１３とナット１１４との間に、カラー１１５を介して前後一対のベアリング２６が支持されている。カム面１２は、加工対象であるワークＷの穴Ｗａ、すなわち図３の点線Ｓ３で示すワーク穴Ｗａと相似形状である。なお、カム面１２には、摩耗を防止するための表面処理が施されている。 A step portion 113 protruding in the radial direction is provided at the front end portion of the large diameter portion 111, and a bearing (angular bearing) 26 is in contact with the rear end surface of the step portion 113. A threaded portion is formed on the outer peripheral surface of the small diameter portion 112, a nut 114 is screwed into the threaded portion, and a pair of front and rear bearings 26 are supported between the protruding portion 113 and the nut 114 via a collar 115. . The cam surface 12 has a shape similar to the hole Wa of the workpiece W to be processed, that is, the workpiece hole Wa indicated by the dotted line S3 in FIG. The cam surface 12 is subjected to a surface treatment for preventing wear.

図６に示すように、回転体２０は、主軸４に装着されるシャンク部２１０を有する工具ホルダ２１と、工具ホルダ２１の前面にボルト２２により固定されたベアリングホルダ２３と、回転体２０の外周面から突設された上下一対の刃部２４と、カム面１２を転動する上下一対のカムフォロワ２５と、カムフォロワ２５の転動に伴い刃部２４が径方向（図６の上下方向）に変位するように刃部２４を支持する支持機構３０とを有する。回転体２０は、ベアリングホルダ２３の前面よりも後方においては、軸線Ｌ１を中心とした周方向対称形状を呈し、ベアリングホルダ２３の前面よりも前方においては、軸線Ｌ１を中心として上下方向対称形状を呈する。回転体２０の前後方向長さ、とくにベアリングホルダ２３から刃部２４までの長さは、ワークＷの穴Ｗａの深さに応じて決定される。 As shown in FIG. 6, the rotating body 20 includes a tool holder 21 having a shank portion 210 attached to the main shaft 4, a bearing holder 23 fixed to the front surface of the tool holder 21 with bolts 22, and an outer periphery of the rotating body 20. A pair of upper and lower blade portions 24 projecting from the surface, a pair of upper and lower cam followers 25 rolling on the cam surface 12, and the blade portion 24 is displaced in the radial direction (the vertical direction in FIG. 6) as the cam follower 25 rolls. And a support mechanism 30 that supports the blade portion 24. The rotating body 20 has a circumferentially symmetric shape centered on the axis L1 behind the front surface of the bearing holder 23, and has a vertically symmetric shape centered on the axis L1 before the front surface of the bearing holder 23. Present. The length of the rotating body 20 in the front-rear direction, in particular, the length from the bearing holder 23 to the blade portion 24 is determined according to the depth of the hole Wa of the workpiece W.

シャンク部２１０は略円筒形状を呈し、その外周面は、後方に向けてテーパ状に縮径している。シャンク部２１０の内周面には、周方向全周にわたって凹部２１ａが設けられ、凹部２１ａの後端面に、後方に向けて傾斜した傾斜面２１ｂが形成されている。工具ホルダ２１は、シャンク部２１０の前方に円筒状のフランジ部２１１を有し、フランジ部２１１の外周面には、自動工具交換用のＶ溝２１ｃが形成されている。フランジ部２１１の後端面は、シャンク部２１０よりも径方向外側および内側にそれぞれ延在し、シャンク部２１０の径方向外側および内側において、それぞれ軸線Ｌ１に垂直な端面２１ｄ，２１ｅが形成されている。 The shank portion 210 has a substantially cylindrical shape, and its outer peripheral surface is reduced in diameter in a tapered shape toward the rear. A concave portion 21a is provided on the inner peripheral surface of the shank portion 210 over the entire circumference in the circumferential direction, and an inclined surface 21b that is inclined rearward is formed on the rear end surface of the concave portion 21a. The tool holder 21 has a cylindrical flange portion 211 in front of the shank portion 210, and a V groove 21 c for automatic tool change is formed on the outer peripheral surface of the flange portion 211. The rear end surface of the flange portion 211 extends radially outward and inward from the shank portion 210, and end surfaces 21d and 21e perpendicular to the axis L1 are formed on the radially outer and inner sides of the shank portion 210, respectively. .

図７に示すように、ベアリングホルダ２３の前端部には、径方向内側に突出した段部２３１が形成されている。ベアリングホルダ２３の内周面には、前後一対のベアリング２６が挿入され、ベアリング２６の内側に、カム軸１１（大径部１１１）が回転可能に支持されている。ベアリング２６は、ベアリングホルダ２３の段部２３１および工具ホルダ２１との間隙を埋めるカラー２３２の間に挟持されるとともに、大径部１１１の段部１１３およびカム軸１１に螺合されたナット１１４との間に挟持され、ベアリング２６を介して、回転体２０に対するカム軸１１の軸方向位置が固定されている。 As shown in FIG. 7, a step portion 231 that protrudes radially inward is formed at the front end portion of the bearing holder 23. A pair of front and rear bearings 26 are inserted into the inner peripheral surface of the bearing holder 23, and the cam shaft 11 (large diameter portion 111) is rotatably supported inside the bearing 26. The bearing 26 is sandwiched between a collar 232 that fills a gap between the step 231 of the bearing holder 23 and the tool holder 21, and a nut 114 screwed into the step 113 of the large-diameter portion 111 and the camshaft 11. The axial position of the cam shaft 11 with respect to the rotating body 20 is fixed via a bearing 26.

図４〜６に示すように、支持機構３０は、前後方向に延在する左右一対の支持部材３１，３２と支持部材３１，３２の間に介装された弾性板部材３３とを有する。支持部材３１，３２は、ベアリングホルダ２３と一体に形成され、ベアリングホルダ２３の前端面から前方に延在している。支持部材３１の右側面および支持部材３２の左側面はそれぞれ平坦に形成され、図４に示すように、支持部材３１，３２は所定距離ΔＤだけ離れて配置されている。弾性板部材３３は、所定距離ΔＤに相当する左右方向の幅を有する板部材であり、その前後方向長さおよび上下方向長さは、支持部材３１，３２の前後方向長さおよび上下方向長さとほぼ同一である。 As shown in FIGS. 4 to 6, the support mechanism 30 includes a pair of left and right support members 31, 32 extending in the front-rear direction and an elastic plate member 33 interposed between the support members 31, 32. The support members 31 and 32 are formed integrally with the bearing holder 23 and extend forward from the front end surface of the bearing holder 23. The right side surface of the support member 31 and the left side surface of the support member 32 are each formed flat, and as shown in FIG. 4, the support members 31 and 32 are spaced apart by a predetermined distance ΔD. The elastic plate member 33 is a plate member having a width in the left-right direction corresponding to the predetermined distance ΔD, and the length in the front-rear direction and the length in the vertical direction are the lengths in the front-rear direction and the length in the vertical direction of the support members 31 and 32. Almost identical.

図６に示すように、弾性板部材３３は、前後方向に延在するスリット３３０を介して大径板部３３１と小径板部３３２とに分割され、大径板部３３１と小径板部３３２とは、前端の連結板部３３３で連結されている。大径板部３３１の前部上端面および前部下端面には、それぞれ先端に切刃２４ａを有する刃部２４が取り付けられている。小径板部３３２には、軸線Ｌ１に沿って貫通穴３３４が開口されている。小径板部３３２の前端部には貫通穴３３ａが開口されている。小径板部３３２の後端面は大径板部３３１の後端面よりも前方に位置し、小径板部３３２の後方に空間部３４が形成されている。カム軸１１の前部のカム部１１０は空間部３４に配置されている。 As shown in FIG. 6, the elastic plate member 33 is divided into a large-diameter plate portion 331 and a small-diameter plate portion 332 through a slit 330 extending in the front-rear direction, and the large-diameter plate portion 331 and the small-diameter plate portion 332 Are connected by a connecting plate portion 333 at the front end. A blade portion 24 having a cutting edge 24a at the tip is attached to the front upper end surface and front lower end surface of the large-diameter plate portion 331, respectively. A through hole 334 is opened in the small diameter plate portion 332 along the axis L1. A through hole 33 a is opened at the front end of the small diameter plate portion 332. The rear end surface of the small diameter plate portion 332 is located in front of the rear end surface of the large diameter plate portion 331, and a space portion 34 is formed behind the small diameter plate portion 332. The cam portion 110 at the front portion of the cam shaft 11 is disposed in the space portion 34.

図４，５に示すように、支持部材３１，３２の前端部の左右外側面にはそれぞれ座面３５が設けられている。座面３５には、弾性板部材３３の貫通穴３３ａに対応して貫通穴３５ａが開口されている。弾性板部材３３は、貫通穴３３ａ，３５ａを貫通した不図示のボルトにナットが螺合することで、支持部材３１，３２の間に挟持、固定されている。これにより弾性板部材３３は、その前端部が支持部材３１，３２に片持ちで支持され、大径板部３３１は前端部（貫通穴３３ａ）を支点にして上下方向に弾性変形可能である。 As shown in FIGS. 4 and 5, seat surfaces 35 are respectively provided on the left and right outer surfaces of the front end portions of the support members 31 and 32. A through hole 35 a is opened in the seat surface 35 corresponding to the through hole 33 a of the elastic plate member 33. The elastic plate member 33 is sandwiched and fixed between the support members 31 and 32 by screwing a nut into a bolt (not shown) penetrating through the through holes 33a and 35a. Thus, the front end portion of the elastic plate member 33 is cantilevered by the support members 31 and 32, and the large-diameter plate portion 331 can be elastically deformed in the vertical direction with the front end portion (through hole 33a) as a fulcrum.

図７に示すように、弾性板部材３３の大径板部３３１の後端部には、上下方向に貫通穴３６が開口され、貫通穴３６の入口（外径側）には、貫通穴３６を前後方向に拡大した上下方向所定深さの座グリ部３６ａが設けられている。貫通穴３６にはカムフォロワサポート３７が挿入され、カムフォロワサポート３７の先端部は、小径板部３３２の後方の空間部３４に突出している。カムフォロワ２５は、回転体であるローラ部２５１と、ローラ部２５１を回転可能に支持する軸部２５２とを有し、カムフォロワサポート３７の内径側端部に軸部２５２が支持されている。 As shown in FIG. 7, a through hole 36 is opened in the vertical direction at the rear end portion of the large diameter plate portion 331 of the elastic plate member 33, and the through hole 36 is formed at the inlet (outer diameter side) of the through hole 36. A counterbore 36a having a predetermined depth in the vertical direction is provided. A cam follower support 37 is inserted into the through hole 36, and the tip of the cam follower support 37 protrudes into the space portion 34 behind the small diameter plate portion 332. The cam follower 25 includes a roller portion 251 that is a rotating body and a shaft portion 252 that rotatably supports the roller portion 251, and the shaft portion 252 is supported on the inner diameter side end portion of the cam follower support 37.

貫通穴３６には、カムフォロワサポート３７の径方向外側に、カムフォロワサポート３７を固定するための固定部材３８が挿入されている。固定部材３８は、座グリ部３６ａに対応した形状のフランジ部３８ａを有する。フランジ部３８ａは、座グリ部３６ａに挿入され、フランジ部３８ａを貫通した前後一対のボルト３９ａにより、弾性板部材３３の大径部３３１に固定されている。固定部材３８の前後方向中央部には、上下方向に貫通してねじ部３８ｂが設けられ、ねじ部３８ｂに押し付けボルト３９ｂが螺合されている。 A fixing member 38 for fixing the cam follower support 37 is inserted into the through hole 36 on the radially outer side of the cam follower support 37. The fixing member 38 has a flange portion 38a having a shape corresponding to the spot facing portion 36a. The flange portion 38a is fixed to the large-diameter portion 331 of the elastic plate member 33 by a pair of front and rear bolts 39a inserted into the spot facing portion 36a and penetrating the flange portion 38a. A threaded portion 38b is provided at a central portion in the front-rear direction of the fixing member 38 so as to penetrate in the vertical direction, and a pressing bolt 39b is screwed to the threaded portion 38b.

押し付けボルト３９ｂの先端面は、カムフォロワサポート３７の径方向外側端面３７ａに当接している。これによりカムフォロワサポート３７に対し、押し付けボルト３９ｂのねじ込み量に応じた径方向内側への押し付け力を付加することができる。したがって、押し付けボルト３９ｂのねじ込み量を調整することで、カムフォロワ２５がカム面１２を滑らかに転動するように、カム面１２とカムフォロワ２５との接触圧力を設定することができる。 The front end surface of the pressing bolt 39 b is in contact with the radially outer end surface 37 a of the cam follower support 37. Thereby, it is possible to apply a pressing force to the cam follower support 37 inward in the radial direction according to the screwing amount of the pressing bolt 39b. Therefore, by adjusting the screwing amount of the pressing bolt 39b, the contact pressure between the cam surface 12 and the cam follower 25 can be set so that the cam follower 25 rolls smoothly on the cam surface 12.

図５に示すように、支持部材３１，３２の後端部には、左右方向に向けて上下一対のねじ穴３５ｂが開口されている。ねじ穴３５ｂは、図７のカムフォロワサポート３７に対応した位置に設けられ、ねじ穴３５ｂに螺合した図示しないボルトの先端部がカムフォロワサポート３７の左右側面に当接することで、カムフォロワサポート３７の左右方向（軸線Ｌ１を中心とした周方向）のがたつきを防止することができる。 As shown in FIG. 5, a pair of upper and lower screw holes 35b are opened at the rear end portions of the support members 31 and 32 in the left-right direction. The screw hole 35b is provided at a position corresponding to the cam follower support 37 in FIG. 7, and the tip of a bolt (not shown) screwed into the screw hole 35b comes into contact with the left and right side surfaces of the cam follower support 37, thereby Shaking in the direction (circumferential direction around the axis L1) can be prevented.

以上のように構成された中ぐり工具１０の動作を説明する。カム軸１１の回転を阻止した状態でシャンク部２１０に回転動力が伝達されると、軸線Ｌ１を中心に回転体２０（工具ホルダ２１、ベアリングホルダ２３、支持部材３１，３２、弾性板部材３３等）が回転する。回転体２０の回転により、カムフォロワ２５がカム面１２を転動し、カムフォロワサポート３７は、ねじ穴３５ｂに螺合されたボルトにより周方向の位置を拘束されながら径方向に変位する。これにより、弾性板部材３３の大径板部３３１は、カム面１２の形状に応じて前端部（貫通穴３３ａ）を支点にして径方向に変形する。その結果、刃部２４が径方向に変位し、切刃２４ａの先端がカム面１２の形状に応じた非真円の軌跡を描き、ワークＷに図３の点線Ｓ３で示すような非真円形状の穴Ｗａを加工することができる。 The operation of the boring tool 10 configured as described above will be described. When rotational power is transmitted to the shank portion 210 in a state where the rotation of the camshaft 11 is blocked, the rotating body 20 (the tool holder 21, the bearing holder 23, the support members 31, 32, the elastic plate member 33, etc.) is centered on the axis L1. ) Rotates. The rotation of the rotating body 20 causes the cam follower 25 to roll on the cam surface 12, and the cam follower support 37 is displaced in the radial direction while the circumferential position thereof is restrained by the bolts screwed into the screw holes 35b. Accordingly, the large-diameter plate portion 331 of the elastic plate member 33 is deformed in the radial direction using the front end portion (through hole 33a) as a fulcrum according to the shape of the cam surface 12. As a result, the blade portion 24 is displaced in the radial direction, the tip of the cutting blade 24a draws a non-circular locus corresponding to the shape of the cam surface 12, and the non-circular circle as shown by the dotted line S3 in FIG. The hole Wa having a shape can be processed.

次に、工作機械１００の主軸４の構成を説明する。主軸４は、モータにより回転する回転機能の他、工具１０をクランプして主軸４の回転動力を工具１０に伝達するクランプ機能と、工具１０のカム軸１１の回転を阻止する回転阻止機能とを有する。 Next, the configuration of the spindle 4 of the machine tool 100 will be described. The spindle 4 has a rotation function that is rotated by a motor, a clamping function that clamps the tool 10 and transmits the rotational power of the spindle 4 to the tool 10, and a rotation prevention function that prevents the cam shaft 11 of the tool 10 from rotating. Have.

図８，図９は、本発明の第１の実施形態に係る工作機械を構成する主軸４の構成を示す断面図である。なお、図８，図９は、主軸４に工具１０を取り付けた状態を示しており、以下では、説明の便宜上、図４〜図７に合わせて前後方向を定義し、この定義に従い各部の構成を説明する。図８，図９は、それぞれ主軸４の前側および後側の構成を示している。主軸４の中心軸Ｌ０と工具１０の中心軸Ｌ１とは同一直線上にある。主軸４はモータを内蔵しているが、この点の図示は省略する。 8 and 9 are cross-sectional views showing the configuration of the main spindle 4 constituting the machine tool according to the first embodiment of the present invention. 8 and 9 show a state in which the tool 10 is attached to the main shaft 4. For convenience of explanation, the front-rear direction is defined according to FIGS. 4 to 7, and the configuration of each part is defined according to this definition. Will be explained. 8 and 9 show the configurations of the front side and the rear side of the main shaft 4, respectively. The central axis L0 of the main shaft 4 and the central axis L1 of the tool 10 are on the same straight line. Although the main shaft 4 has a built-in motor, illustration of this point is omitted.

まず、クランプ機能について説明する。図８，９に示すように、円筒形状の主軸４は、その前端部および後端部がそれぞれベアリング４１，４２を介して主軸頭３の内側に回転可能に支持されている。主軸４の前端部には、テーパ形状の工具装着穴４３が形成され、工具装着穴４３の後方に収容空間４４が形成され、さらにその後方に中心穴４５が形成されている。主軸４の後端部には、蓋４６が取り付けられている。主軸前端部の内側には、工具装着穴から収容空間にかけてチャック爪４７が配置されている。 First, the clamp function will be described. As shown in FIGS. 8 and 9, the cylindrical main shaft 4 has a front end portion and a rear end portion that are rotatably supported inside the main shaft head 3 via bearings 41 and 42, respectively. A tapered tool mounting hole 43 is formed at the front end portion of the main shaft 4, an accommodation space 44 is formed behind the tool mounting hole 43, and a center hole 45 is formed behind the housing space 44. A lid 46 is attached to the rear end portion of the main shaft 4. A chuck claw 47 is disposed on the inner side of the front end portion of the spindle from the tool mounting hole to the accommodation space.

図８に示すように、チャック爪４７は、前端部が径方向に拡縮可能に構成され、チャック爪４７の内部に、軸線Ｌ０に沿って進退可能にドローバー４８が挿入されている。ドローバー４８の前端部は段付き状に径が拡大しており、その段付き部の後端部外周面に傾斜面４８ａが形成されている。チャック爪４７の前端部外周には、工具ホルダ２１の凹部２１ａの傾斜面２１ｂに係合可能な傾斜面４７ａが形成され、チャック爪４７の後端部内周面には、ドローバー４８の傾斜面４８ａに係合可能な傾斜面４７ｂが形成されている。 As shown in FIG. 8, the front end of the chuck claw 47 is configured to be able to expand and contract in the radial direction, and a draw bar 48 is inserted inside the chuck claw 47 so as to advance and retreat along the axis L <b> 0. The front end portion of the draw bar 48 has a stepped diameter, and an inclined surface 48a is formed on the outer peripheral surface of the rear end portion of the stepped portion. An inclined surface 47a that can be engaged with the inclined surface 21b of the recess 21a of the tool holder 21 is formed on the outer periphery of the front end portion of the chuck claw 47, and an inclined surface 48a of the draw bar 48 is formed on the inner peripheral surface of the rear end portion of the chuck claw 47. An inclined surface 47b is formed that can be engaged with each other.

中心穴４５には、軸線Ｌ０に沿って皿ばね５０が配置され、皿ばね５０の前方には皿ばね押え５１が配置されている。皿ばね押え５１は、中心穴４５の前端面４５ａに当接し、この皿ばね押え５１に皿ばね５０の前端部が当接し、皿ばね５０の前端部の位置を規制している。皿ばね５０の後端部は、ドローバー４８の後端部に螺合したナット５２の前端面に当接し、皿ばね５０はナット５２のねじ込みにより圧縮されている。これにより、ドローバー４８には、ナット５２を介して皿ばね５０による後方への付勢力が常時作用している。 A disc spring 50 is disposed in the center hole 45 along the axis L <b> 0, and a disc spring presser 51 is disposed in front of the disc spring 50. The disc spring presser 51 abuts on the front end surface 45 a of the center hole 45, and the front end portion of the disc spring 50 abuts on the disc spring presser 51 to regulate the position of the front end portion of the disc spring 50. The rear end portion of the disc spring 50 abuts on the front end surface of the nut 52 screwed into the rear end portion of the draw bar 48, and the disc spring 50 is compressed by screwing the nut 52. As a result, a rearward biasing force by the disc spring 50 acts on the draw bar 48 through the nut 52 at all times.

図９に示すように、主軸頭３の後端部には、アンクランプシリンダ５３が固定され、アンクランプシリンダ５３の後端面にはキャップ５４が取り付けられている。アンクランプシリンダ５３の内部には、前後方向に移動可能にアンクランプピストン５５が配置されている。アンクランプシリンダ５３の内周面には凹部５３ａが形成され、アンクランプピストン５５の外周面には凸部５５ａが設けられている。凸部５５ａは凹部５３ａに収容され、凸部５５ａの前後に油室５６ａ，５６ｂが形成されている。油室５６ａ，５６ｂには、それぞれアンクランプシリンダ５３を貫通した油路５７ａ，５７ｂが連通し、油路５７ａ，５７ｂを介して油室５６ａ，５６ｂに圧油を供給可能となっている。 As shown in FIG. 9, an unclamp cylinder 53 is fixed to the rear end portion of the spindle head 3, and a cap 54 is attached to the rear end surface of the unclamp cylinder 53. An unclamping piston 55 is arranged inside the unclamping cylinder 53 so as to be movable in the front-rear direction. A concave portion 53 a is formed on the inner peripheral surface of the unclamp cylinder 53, and a convex portion 55 a is provided on the outer peripheral surface of the unclamp piston 55. The convex portion 55a is accommodated in the concave portion 53a, and oil chambers 56a and 56b are formed on the front and rear sides of the convex portion 55a. Oil passages 57a and 57b penetrating the unclamp cylinder 53 communicate with the oil chambers 56a and 56b, respectively, and pressure oil can be supplied to the oil chambers 56a and 56b through the oil passages 57a and 57b.

図８，９では、シャンク部２１０が工具装着穴４３に挿入され、工具ホルダ２１の後端面２１ｄが主軸の前端面４ａに当接している。さらに、チャック爪４７の前側の傾斜面４７ａがシャンク部２１の傾斜面２１ｂに、後側の傾斜面４７ｂがドローバー４８の傾斜面４８ａに、それぞれ係合している。このとき、ドローバー４８は、皿ばね５０により後方に付勢されており、この付勢力はチャック爪４７を介してシャンク部２１０に作用する。これにより工具１０が後方に引き込まれ、主軸４にクランプされる。 8 and 9, the shank portion 210 is inserted into the tool mounting hole 43, and the rear end surface 21d of the tool holder 21 is in contact with the front end surface 4a of the main shaft. Further, the front inclined surface 47 a of the chuck claw 47 is engaged with the inclined surface 21 b of the shank portion 21, and the rear inclined surface 47 b is engaged with the inclined surface 48 a of the draw bar 48. At this time, the draw bar 48 is urged rearward by the disc spring 50, and this urging force acts on the shank portion 210 via the chuck claw 47. As a result, the tool 10 is pulled backward and clamped to the main shaft 4.

このクランプ状態からアンクランプシリンダ５３の油路５７ｂを介して油室５６ｂに圧油が供給されると、アンクランプピストン５５が前方に押動される。これによりアンクンラプピストン５５の前端部に設けられた押し当て部５５ｂがドローバー４８の後端面に当接し、皿ばね５０の付勢力に抗してドローバー４８が前方に移動する。ドローバー４８の前方移動により、ドローバー４８の傾斜面４８ａがチャック爪４７の傾斜面４７ｂから離間し、チャック爪４７に作用した後方への付勢力が解除される。その結果、チャック爪４７とシャンク部２１０との係合が解除され、主軸４がアンクランプ状態となり、主軸４から工具１０を取り外し可能となる。 When pressure oil is supplied from the clamped state to the oil chamber 56b through the oil passage 57b of the unclamp cylinder 53, the unclamp piston 55 is pushed forward. As a result, the pressing portion 55 b provided at the front end portion of the uncle wrap piston 55 comes into contact with the rear end surface of the draw bar 48, and the draw bar 48 moves forward against the biasing force of the disc spring 50. By the forward movement of the draw bar 48, the inclined surface 48 a of the draw bar 48 is separated from the inclined surface 47 b of the chuck claw 47, and the rearward urging force acting on the chuck claw 47 is released. As a result, the engagement between the chuck claw 47 and the shank portion 210 is released, the main shaft 4 enters an unclamped state, and the tool 10 can be detached from the main shaft 4.

一方、工具１０をアンクランプ状態からクランプ状態とするときは、アンクランプシリンダ５３の油路５７ａを介して油室５６ａに圧油が供給される。これにより、アンクランプピストン５５が後方に押動され、ドローバー４８が皿ばね５０の付勢力により後方に移動する。その結果、チャック爪４７を介してシャンク部２１０に後方への引き込み力が作用し、工具１０が主軸４にクランプされる。 On the other hand, when the tool 10 is changed from the unclamped state to the clamped state, the pressure oil is supplied to the oil chamber 56 a through the oil passage 57 a of the unclamp cylinder 53. As a result, the unclamp piston 55 is pushed rearward, and the draw bar 48 moves rearward by the biasing force of the disc spring 50. As a result, a backward pulling force acts on the shank portion 210 via the chuck pawl 47, and the tool 10 is clamped to the main shaft 4.

次に、主軸４の回転阻止機能について説明する。図８に示すように、ドローバー４８は断面円筒形状であり、ドローバー４８の内部に非回転ロッド６０が挿入されている。非回転ロッド６０の前端部には、カム軸１１の後端部の係合溝１３に係合する係合凸部６１が形成されている。係合凸部６１は、係合溝１３に対応した形状、すなわち軸線Ｌ０に交差する真直ぐな形状である。 Next, the rotation prevention function of the main shaft 4 will be described. As shown in FIG. 8, the draw bar 48 has a cylindrical cross section, and a non-rotating rod 60 is inserted into the draw bar 48. At the front end portion of the non-rotating rod 60, an engagement convex portion 61 that engages with the engagement groove 13 at the rear end portion of the cam shaft 11 is formed. The engagement convex portion 61 has a shape corresponding to the engagement groove 13, that is, a straight shape that intersects the axis L0.

図９に示すように、非回転ロッド６０は、アンクランプピストン５５およびキャップ５４を貫通して延在し、後端部にストッパ６２が設けられている。キャップ５４の貫通穴５４１と非回転ロッド６０の外周面にはキー溝が設けられ、キー溝に回り止めキー６６が挿入され、非回転ロッド６０が所定位相に保持されている。ストッパ６２の前方には、アンクランプピストン５５の内側空間５５ｂにおいて径方向に突出した鍔部６３が設けられている。鍔部６３とキャップ５４の前端面との間にはコイルばね６５が介装され、非回転ロッド６０は、コイルばね６５のばね力により前方に付勢されている。ストッパ６２はキャップ５４の後端面に当接し、非回転ロッド６０の前方への移動を制限している。 As shown in FIG. 9, the non-rotating rod 60 extends through the unclamping piston 55 and the cap 54, and is provided with a stopper 62 at the rear end. A key groove is provided on the outer peripheral surface of the through hole 541 of the cap 54 and the non-rotating rod 60, and a non-rotating key 66 is inserted into the key groove, so that the non-rotating rod 60 is held in a predetermined phase. In front of the stopper 62, a flange 63 protruding in the radial direction in the inner space 55b of the unclamp piston 55 is provided. A coil spring 65 is interposed between the flange 63 and the front end surface of the cap 54, and the non-rotating rod 60 is biased forward by the spring force of the coil spring 65. The stopper 62 contacts the rear end surface of the cap 54 and restricts the forward movement of the non-rotating rod 60.

キャップ５４の後端面には、リミットスイッチ６７が取り付けられている。リミットスイッチ６７は、図示のようにストッパ６２がキャップの後端面に当接した状態でオフする。一方、非回転ロッド６０が後方に移動すると、ストッパ６２がリミットスイッチ６７に接触し、リミットスイッチ６７はオンする。このようにリミットスイッチ６７のオン、オフにより、非回転ロッド６０の軸方向位置を検出することができる。リミットスイッチ６７からの信号は、図示しない制御部に入力される。 A limit switch 67 is attached to the rear end surface of the cap 54. The limit switch 67 is turned off with the stopper 62 in contact with the rear end surface of the cap as shown in the figure. On the other hand, when the non-rotating rod 60 moves rearward, the stopper 62 contacts the limit switch 67 and the limit switch 67 is turned on. Thus, the axial position of the non-rotating rod 60 can be detected by turning the limit switch 67 on and off. A signal from the limit switch 67 is input to a control unit (not shown).

第１の実施形態に係る工作機械１００の主要な動作について説明する。ワーク加工時には、主軸４の回り止めキー６６の位相に合わせてワークＷが配置される。工具１０のシャンク部２１０は主軸４の工具装着穴４３に挿入され、工具１０が主軸４にクランプされる。工具１０をクランプした状態では、工具１０のカム軸１１の後端の係合溝１３と非回転ロッド６０の前端の係合凸部６１とが当接する。このとき、係合溝１３の位相が係合凸部６１の位相に一致していなければ、係合溝１３に係合凸部６１が係合せず、非回転ロッド６０はばね６５の付勢力に抗して後方に移動し、リミットスイッチ６７がオンする。非回転ロッド６０が後方に移動すると、ばね６５が縮退されてばね６５の付勢力が増大し、工具１０内におけるベアリング２６の摩擦力も増大する。 Main operations of the machine tool 100 according to the first embodiment will be described. At the time of workpiece machining, the workpiece W is arranged in accordance with the phase of the rotation stop key 66 of the spindle 4. The shank portion 210 of the tool 10 is inserted into the tool mounting hole 43 of the main shaft 4, and the tool 10 is clamped to the main shaft 4. In a state where the tool 10 is clamped, the engagement groove 13 at the rear end of the cam shaft 11 of the tool 10 and the engagement convex portion 61 at the front end of the non-rotating rod 60 abut. At this time, if the phase of the engaging groove 13 does not coincide with the phase of the engaging convex portion 61, the engaging convex portion 61 does not engage with the engaging groove 13, and the non-rotating rod 60 receives the biasing force of the spring 65. Against this, the limit switch 67 is turned on. When the non-rotating rod 60 moves rearward, the spring 65 is retracted, the biasing force of the spring 65 is increased, and the frictional force of the bearing 26 in the tool 10 is also increased.

リミットスイッチ６７のオン信号が制御部に入力されると、制御部は主軸４に内蔵されたモータに制御信号を出力し、主軸４をゆっくりと回転させる。主軸４が回転すると、ベアリング２６の摩擦力によりカム軸１１が連れ回る。これによりカム軸１１の位相が非回転ロッド６０の位相に位置合わせされ、係合溝１３に係合凸部６１を係合させることができる。係合溝１３に係合凸部６１が係合すると、非回転ロッド６０が前方に移動し、リミットスイッチ６７がオフする。リミットスイッチ６７のオフ信号が制御部に入力されると、制御部はワークＷの加工動作を開始する。 When the ON signal of the limit switch 67 is input to the control unit, the control unit outputs a control signal to the motor built in the main shaft 4 to rotate the main shaft 4 slowly. When the main shaft 4 rotates, the cam shaft 11 is rotated by the frictional force of the bearing 26. Thereby, the phase of the cam shaft 11 is aligned with the phase of the non-rotating rod 60, and the engagement convex portion 61 can be engaged with the engagement groove 13. When the engagement convex portion 61 is engaged with the engagement groove 13, the non-rotating rod 60 moves forward, and the limit switch 67 is turned off. When the off signal of the limit switch 67 is input to the control unit, the control unit starts the machining operation of the workpiece W.

なお、主軸４を回転させてもリミットスイッチ６７がオフしないとき、工具１０の回転体２０のみが回転し、カム軸１１が回転していないおそれがある。この場合、工具１０の先端から細長のドライバ等の工具（以下、回転工具と呼ぶ）を貫通穴３３４に挿入し、この回転工具の先端部をカム軸１１の先端部の係合溝１４に係合してカム軸１１を回転させ、係合溝１３に係合凸部６１を係合させることもできる。 When the limit switch 67 is not turned off even if the main shaft 4 is rotated, there is a possibility that only the rotating body 20 of the tool 10 rotates and the cam shaft 11 does not rotate. In this case, a tool such as an elongated driver (hereinafter referred to as a rotary tool) is inserted into the through hole 334 from the tip of the tool 10, and the tip of the rotary tool is engaged with the engagement groove 14 at the tip of the cam shaft 11. In addition, the cam shaft 11 can be rotated, and the engagement protrusion 61 can be engaged with the engagement groove 13.

係合溝１３に係合凸部６１が係合した状態で主軸４を回転させると、主軸４と一体に工具１０の回転体２０が回転する。このとき、カム軸１１の回転は非回転ロッド６０により阻止されているため、カムフォロワ２５がカム面１２を転動し、カムフォロワサポート３７および固定部材３８がカム面１２の形状に応じて径方向に変位する。これにより回転体２０の弾性板部材３３が径方向に弾性変形し、刃部２４が径方向に変位し、ワークＷに非真円形状の穴Ｗａを加工することができる。 When the main shaft 4 is rotated with the engagement convex portion 61 engaged with the engagement groove 13, the rotating body 20 of the tool 10 rotates together with the main shaft 4. At this time, since the rotation of the cam shaft 11 is blocked by the non-rotating rod 60, the cam follower 25 rolls on the cam surface 12, and the cam follower support 37 and the fixing member 38 move in the radial direction according to the shape of the cam surface 12. Displace. Thereby, the elastic plate member 33 of the rotating body 20 is elastically deformed in the radial direction, the blade portion 24 is displaced in the radial direction, and the non-circular hole Wa can be processed in the workpiece W.

第１の実施の形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）第１の実施形態に係る工具１０は、軸線Ｌ１を中心とした非真円形状のカム面１２を有するカム軸１１と、軸線Ｌ１を中心としてカム軸１１に対し相対回転可能に設けられた回転体２０とを備え、回転体２０は、工作機械１００の主軸４に装着されるシャンク部２１０と、回転体２０の外周面から突設された刃部２４と、径方向に移動可能に設けられ、シャンク部２１０の回転に伴いカム面１２上を移動するとともに、カム面１２の形状に応じて径方向に変位するカムフォロワ２５と、カムフォロワ２５の径方向の変位に追従して刃部２４が径方向に変位するように刃部２４を支持する支持機構３０とを有する。このように工具１０にカム機構を設けることで、スリップリング等を介さずに刃部２４が非真円の移動軌跡を描くようになり、安定した中ぐり加工動作によりワークＷに非真円の穴Ｗａを加工することができる。 According to 1st Embodiment, there can exist the following effects.
(1) The tool 10 according to the first embodiment is provided with a cam shaft 11 having a non-circular cam surface 12 with the axis L1 as the center and a relative rotation with respect to the cam shaft 11 with the axis L1 as the center. The rotating body 20 includes a shank portion 210 attached to the spindle 4 of the machine tool 100, a blade portion 24 projecting from the outer peripheral surface of the rotating body 20, and is movable in the radial direction. And a cam follower 25 that moves on the cam surface 12 in accordance with the rotation of the shank portion 210 and that is displaced in the radial direction according to the shape of the cam surface 12, and a blade portion that follows the radial displacement of the cam follower 25. And a support mechanism 30 that supports the blade portion 24 so that 24 is displaced in the radial direction. By providing the cam mechanism in the tool 10 in this manner, the blade portion 24 draws a non-circular movement trajectory without using a slip ring or the like, and the workpiece W is non-circular by a stable boring operation. The hole Wa can be processed.

（２）支持機構３０は、軸線Ｌ１に沿って延在する弾性板部材３３と、シャンク部２１０（工具ホルダ２１）に固定され、弾性板部３３を径方向に弾性変形可能に支持する支持部材３１，３２とを有し、刃部２４およびカムフォロワ２５を、弾性板部材３３と一体に設けるようにした。これにより、カムフォロワ２５の径方向の変位に応じて刃部２４を良好に径方向に変位させることができる。 (2) The support mechanism 30 is fixed to the elastic plate member 33 extending along the axis L1 and the shank portion 210 (tool holder 21), and supports the elastic plate portion 33 so as to be elastically deformable in the radial direction. 31 and 32, and the blade 24 and the cam follower 25 are provided integrally with the elastic plate member 33. Thereby, the blade part 24 can be favorably displaced in the radial direction in accordance with the radial displacement of the cam follower 25.

（３）第１の実施形態に係る工作機械は、主軸４と、主軸４に取り付けられた工具１０と、主軸４の内部を貫通し、先端部が工具１０のカム軸１１に係合して、カム軸１１を所定位相に保持する非回転ロッド６０とを有する。これにより工具１０のカム軸１１を所定位相に保持した状態で回転体２０を回転させることができ、ワークＷにカム面１２の形状に応じた非真円形状の穴Ｗａを容易に加工することができる。 (3) The machine tool according to the first embodiment has a main shaft 4, a tool 10 attached to the main shaft 4, and the inside of the main shaft 4, and a tip portion is engaged with the cam shaft 11 of the tool 10. And a non-rotating rod 60 that holds the cam shaft 11 in a predetermined phase. Accordingly, the rotating body 20 can be rotated while the cam shaft 11 of the tool 10 is held in a predetermined phase, and a non-round hole Wa corresponding to the shape of the cam surface 12 can be easily machined in the workpiece W. Can do.

（４）回転体２０の内部にカム軸１１を回転体２０に対し相対回転可能に支持し、さらにカム軸１１の軸線方向の一端部に、カム面１２を設け、軸線方向の他端部に、非回転ロッド６０に所定位相で係合する係合溝１３を設けるようにした。これにより工具１０の内部にカム面１２を非回転状態で配置することが可能である。 (4) The camshaft 11 is supported inside the rotator 20 so as to be rotatable relative to the rotator 20, and a cam surface 12 is provided at one end of the camshaft 11 in the axial direction, and at the other end in the axial direction. The engagement groove 13 that engages the non-rotating rod 60 at a predetermined phase is provided. Thereby, it is possible to arrange the cam surface 12 in the tool 10 in a non-rotating state.

（５）非回転ロッド６０を、ばね６５を介して軸線方向に移動可能に支持し、工具１０が主軸４に取り付けられたときに、非回転ロッド６０が係合溝１３に係合されずに軸方向に移動したことを検出するリミットスイッチ６７を設けるようにした。これにより外部からは目視できない工具１０の内部における非回転ロッド６０とカム軸１１との係合の有無を検出することができる。 (5) The non-rotating rod 60 is supported so as to be movable in the axial direction via the spring 65, and the non-rotating rod 60 is not engaged with the engaging groove 13 when the tool 10 is attached to the main shaft 4. A limit switch 67 for detecting movement in the axial direction is provided. As a result, it is possible to detect whether or not the non-rotating rod 60 and the camshaft 11 are engaged inside the tool 10 that cannot be seen from the outside.

（６）工具１０の弾性板部材３３に軸線Ｌ１に沿って貫通穴３３４を開口し、貫通穴３３４を介して挿入した回転工具により、カム軸１１を外部から回転操作可能としたので、カム軸１１の位相を非回転ロッド６０の位相に確実に合わせることができる。 (6) Since the through hole 334 is opened in the elastic plate member 33 of the tool 10 along the axis L1, and the cam shaft 11 can be rotated from the outside by the rotary tool inserted through the through hole 334, the cam shaft 11 can be reliably matched to the phase of the non-rotating rod 60.

なお、上記実施形態（図７）では、カム軸１１の前端部外周面にカム面１２を形成するようにしたが、カム軸１１の内周面にカム面１２を形成することもできる。図１０は、その一例を示す図である。図１０では、カム軸１１のカム部１１０の前端面に凹部が設けられ、凹部の周面が非真円形状のカム面１２とされている。カム面１２にはカムフォロワ２５のローラ部２５１が当接している。カムフォロワサポート３７にはねじ部３７ｂが設けられ、ねじ部３７ｂに引張りボルト３９ｃが螺合している。引張りボルト３９ｃの操作により、カムフォロワサポート３７が径方向外側に引っ張られ、これによりカム面１２とカムフォロワ２５との接触圧力を調整することができる。 In the above embodiment (FIG. 7), the cam surface 12 is formed on the outer peripheral surface of the front end portion of the cam shaft 11. However, the cam surface 12 can be formed on the inner peripheral surface of the cam shaft 11. FIG. 10 is a diagram illustrating an example thereof. In FIG. 10, a recess is provided in the front end surface of the cam portion 110 of the cam shaft 11, and the circumferential surface of the recess is a non-circular cam surface 12. The roller surface 251 of the cam follower 25 is in contact with the cam surface 12. The cam follower support 37 is provided with a threaded portion 37b, and a tension bolt 39c is screwed into the threaded portion 37b. By operating the tension bolt 39c, the cam follower support 37 is pulled outward in the radial direction, whereby the contact pressure between the cam surface 12 and the cam follower 25 can be adjusted.

−第２の実施形態−
図１１、図１２を参照して本発明の第２の実施形態について説明する。以下では、第１の実施形態との相違点を主に説明する。第１の実施形態では、工具１０の回転体２０に対するカム軸１１の軸方向位置を固定したが、第２の実施形態では、カム軸１１の軸方向位置を変更可能に構成する。 -Second Embodiment-
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the following, differences from the first embodiment will be mainly described. In the first embodiment, the axial position of the cam shaft 11 with respect to the rotating body 20 of the tool 10 is fixed. However, in the second embodiment, the axial position of the cam shaft 11 can be changed.

図１１は、本発明の第２の実施形態に係る中ぐり工具１０の要部構成を示す断面図である。なお、図６，７と同一の箇所には同一の符号を付している。第２の実施形態に係る工具１０の外観形状は、図４，５と同一である。 FIG. 11 is a cross-sectional view showing the main configuration of a boring tool 10 according to the second embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the location same as FIG. The external shape of the tool 10 according to the second embodiment is the same as that shown in FIGS.

図１１に示すように、カム軸１１は、径方向に突出した鍔部１５を境にして前方にカム部１２を、後方にスプライン部１６を有する。スプライン部１６の外周面には、前後方向にスプライン軸が形成されている。スプライン部１６の径方向外側にはスリーブ１７が配置され、スリーブ１７の内周面に形成されたスプライン穴とスプライン部１６とが係合している。これにより、カム軸１１はスリーブ１７に対する位相を固定したまま、スリーブ１７内を前後方向に移動可能となっている。 As shown in FIG. 11, the cam shaft 11 has a cam portion 12 on the front side and a spline portion 16 on the rear side with a flange portion 15 protruding in the radial direction as a boundary. A spline shaft is formed on the outer peripheral surface of the spline portion 16 in the front-rear direction. A sleeve 17 is disposed on the radially outer side of the spline portion 16, and a spline hole formed in the inner peripheral surface of the sleeve 17 and the spline portion 16 are engaged with each other. Thereby, the cam shaft 11 can move in the sleeve 17 in the front-rear direction while the phase with respect to the sleeve 17 is fixed.

スリーブ１７の前端部外周面には、突起部１７１が設けられ、突起部１７１の後方にベアリング２６が装着されている。スリーブ１７の後端部外周面にはねじ部が形成され、ねじ部にナット１７２が螺合し、突起部１７１とナット１７２との間にベアリング２６が支持されている。カム面１２の断面形状は前後方向において一定ではない。すなわち、カム面１２を前部１２ａ、中間部１２ｂ、後部１２ｃの３つの領域に分け、各領域における断面をそれぞれ第１断面、第２断面、第３断面とすると、これら第１断面〜第３断面の断面形状は互いに異なっている。例えば第１断面が非真円形状であり、後方にかけて非真円の度合いが徐々に小さくなり、第３断面は真円形状となっている。 A protrusion 171 is provided on the outer peripheral surface of the front end portion of the sleeve 17, and a bearing 26 is mounted behind the protrusion 171. A threaded portion is formed on the outer peripheral surface of the rear end portion of the sleeve 17, and a nut 172 is screwed into the threaded portion, and the bearing 26 is supported between the protruding portion 171 and the nut 172. The cross-sectional shape of the cam surface 12 is not constant in the front-rear direction. That is, when the cam surface 12 is divided into three regions of a front portion 12a, an intermediate portion 12b, and a rear portion 12c, and the cross sections in the respective regions are defined as a first cross section, a second cross section, and a third cross section, respectively, the first cross section to the third cross section. The cross-sectional shapes of the cross sections are different from each other. For example, the first cross section has a non-circular shape, the degree of the non-circular circle gradually decreases toward the rear, and the third cross section has a perfect circular shape.

このようにカム面１２の断面形状を変更するのは、ワークＷの穴Ｗａの形状を軸線方向にかけて変更するためである。すなわち、図２に示すようにワークＷがシリンダブロックＣＢである場合、シリンダヘッドＣＨが取り付けられる部位近傍にはボルトＢの大きな締結力が作用するのに対し、シリンダヘッドＣＨから離れた部位には大きな締結力は作用しない。このため、シリンダブロックＣＢの変形量はシリンダ穴ＣＢａの深さ方向によって異なり、それに応じてシリンダ穴ＣＢａの形状（非真円の度合い）を変える必要がある。 The reason for changing the cross-sectional shape of the cam surface 12 in this way is to change the shape of the hole Wa of the workpiece W in the axial direction. That is, when the workpiece W is a cylinder block CB as shown in FIG. 2, a large fastening force of the bolt B acts in the vicinity of the part where the cylinder head CH is attached, whereas in the part away from the cylinder head CH. A large fastening force does not work. For this reason, the deformation amount of the cylinder block CB varies depending on the depth direction of the cylinder hole CBa, and the shape of the cylinder hole CBa (the degree of non-roundness) needs to be changed accordingly.

この点を考慮して、第２の実施形態では、軸線方向におけるカム面１２の断面形状を変更する。この場合のカム面１２の断面形状は、シリンダヘッドＣＨを取り付けた際のシリンダ穴ＣＢａの深さ方向における変形量の違いを考慮して決定される。なお、第２の実施形態では、カムフォロワ２５がカム面１２に点接触するようにローラ部２５１の外周面にクラウニングが施されている。これにより、ローラ部２５１がカム面１２の前部１２ａと中間部１２ｂあるいは中間部１２ｂと後部１２ｃに同時に接触することが防止される。 Considering this point, in the second embodiment, the cross-sectional shape of the cam surface 12 in the axial direction is changed. The cross-sectional shape of the cam surface 12 in this case is determined in consideration of the amount of deformation in the depth direction of the cylinder hole CBa when the cylinder head CH is attached. In the second embodiment, the outer peripheral surface of the roller portion 251 is crowned so that the cam follower 25 makes point contact with the cam surface 12. Thereby, it is prevented that the roller part 251 contacts the front part 12a and the intermediate part 12b or the intermediate part 12b and the rear part 12c of the cam surface 12 simultaneously.

弾性板部材３３の内径板部３３２の後端部には、スラストベアリング７１を介してばね受け７２が支持され、ばね受け７２にばね７３が装着されている。ばね７３の前端部はばね受け７２の後端面に当接し、後端部はカム軸１１の前端面に当接している。これによりカム軸１１に後方への付勢力が作用し、カム軸１１の鍔部１５がスリーブ１７の前端面に当接している。なお、スラストベアリング７１およびばね受け７２にはそれぞれ軸線Ｌ１に沿った貫通穴が開口され、回転工具をカム軸１１の前端面の係合溝１４まで挿入可能となっている。 A spring receiver 72 is supported on the rear end portion of the inner diameter plate portion 332 of the elastic plate member 33 via a thrust bearing 71, and a spring 73 is attached to the spring receiver 72. The front end portion of the spring 73 is in contact with the rear end surface of the spring receiver 72, and the rear end portion is in contact with the front end surface of the cam shaft 11. As a result, a rearward urging force acts on the cam shaft 11, and the flange portion 15 of the cam shaft 11 is in contact with the front end surface of the sleeve 17. The thrust bearing 71 and the spring receiver 72 are each provided with a through hole along the axis L1 so that the rotary tool can be inserted into the engagement groove 14 on the front end surface of the cam shaft 11.

主軸４は、第１の実施形態と異なり、非回転ロッド６０を前後方向に駆動する駆動部８０を有する。図１２は、本発明の第２の実施形態に係る工作機械１００を構成する主軸４の要部構成、とくに後端部の構成を示す断面図である。なお、図９と同一の箇所には同一の符号を付している。図１２に示すように、駆動部８０は、サーボモータ８１と、サーボモータ８１の回転を前後方向の動力に変換し、非回転ロッド６０に伝達する動力伝達機構８２とを有する。 Unlike the first embodiment, the main shaft 4 includes a drive unit 80 that drives the non-rotating rod 60 in the front-rear direction. FIG. 12 is a cross-sectional view showing the configuration of the main part of the main spindle 4 constituting the machine tool 100 according to the second embodiment of the present invention, particularly the configuration of the rear end. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the location same as FIG. As shown in FIG. 12, the drive unit 80 includes a servo motor 81 and a power transmission mechanism 82 that converts rotation of the servo motor 81 into power in the front-rear direction and transmits the power to the non-rotating rod 60.

アンクランプシリンダ５３の後端部に固定されたキャップ５４は、後方に膨出した膨出部５４２を有し、膨出部５４２の後端面にサーボモータ８１が固定されている。キャップに開口された貫通穴５４１の径は前側で拡大し、拡径部５４３が形成されている。動力伝達機構８２は、カップリング８３を介してサーボモータ８１の出力軸に連結されたボールねじ８４と、ボールねじ８４に螺合されたナット８５と、拡径部５４３の内周面に前後方向に延設されたレール８６と、ナット８５と一体に設けられ、レール８６に係合して前後方向に移動する移動台８７とを有する。 The cap 54 fixed to the rear end portion of the unclamp cylinder 53 has a bulging portion 542 bulging rearward, and the servo motor 81 is fixed to the rear end surface of the bulging portion 542. The diameter of the through hole 541 opened in the cap is enlarged on the front side, and an enlarged diameter portion 543 is formed. The power transmission mechanism 82 includes a ball screw 84 coupled to the output shaft of the servo motor 81 via a coupling 83, a nut 85 screwed to the ball screw 84, and an inner peripheral surface of the enlarged diameter portion 543 in the front-rear direction. And a moving base 87 which is provided integrally with the nut 85 and engages with the rail 86 and moves in the front-rear direction.

移動台８７の前端部は、非回転ロッド６０の後端部に連結されている。移動台８７の後端部にはナットブラケット８８が取り付けられ、ナットブラケット８８の前面にナット８５が固定されている。ボールねじ８４は、拡径部５４３よりも後方におけるキャップ５４の貫通穴５４１の内周面に、ベアリング８９を介して回転可能に支持されている。 The front end portion of the moving table 87 is connected to the rear end portion of the non-rotating rod 60. A nut bracket 88 is attached to the rear end portion of the moving table 87, and a nut 85 is fixed to the front surface of the nut bracket 88. The ball screw 84 is rotatably supported via a bearing 89 on the inner peripheral surface of the through hole 541 of the cap 54 behind the enlarged diameter portion 543.

第２の実施形態では、サーボモータ８１の回転量に応じてボールねじ８４が回転し、ボールねじ８４の回転により、ナット８５を介して移動台８７が前後方向に移動する。これにより非回転ロッド６０が前後方向に移動し、カムフォロワ２５とカム面１２との接触部位が変化する。その結果、カムフォロワ２５を断面形状が互いに異なるカム面１２の前部１２ａ、中間部１２ｂ、後部１２ｃへと相対移動させることができ、ワーク穴Ｗａの加工深さに応じて刃部２４の移動軌跡を適宜変更することができる。このとき、サーボモータ８１は、工作機械１００のＺ軸の送りを駆動するサーボモータ（図示せず）と同期制御することが必要である。 In the second embodiment, the ball screw 84 rotates according to the rotation amount of the servo motor 81, and the moving table 87 moves in the front-rear direction via the nut 85 by the rotation of the ball screw 84. As a result, the non-rotating rod 60 moves in the front-rear direction, and the contact portion between the cam follower 25 and the cam surface 12 changes. As a result, the cam follower 25 can be moved relative to the front portion 12a, the intermediate portion 12b, and the rear portion 12c of the cam surface 12 having different cross-sectional shapes, and the movement locus of the blade portion 24 according to the machining depth of the workpiece hole Wa. Can be changed as appropriate. At this time, the servo motor 81 needs to be synchronously controlled with a servo motor (not shown) that drives the Z-axis feed of the machine tool 100.

このように第２の実施形態では、断面形状が軸線方向（前後方向）に沿って変化するようにカム面１２を構成した上で、スプライン部１６を介してカム軸１１をシャンク部２１０に対して軸線方向に移動可能に支持し、さらに駆動部８０（サーボモータ８１、動力伝達機構８２）により、非回転ロッド６０を介してカム軸１１を軸線方向に駆動するようにした。これにより、加工すべきワーク穴Ｗａの形状に応じて刃部２４の移動軌跡を変化させることができ、加工深さに応じて非真円の度合いが異なるシリンダブロックＣＢのシリンダ穴ＣＢａ等を良好に加工することができる。 As described above, in the second embodiment, the cam surface 12 is configured so that the cross-sectional shape changes along the axial direction (front-rear direction), and then the cam shaft 11 is connected to the shank portion 210 via the spline portion 16. The camshaft 11 is driven in the axial direction via the non-rotating rod 60 by the drive unit 80 (servo motor 81, power transmission mechanism 82). Thereby, the movement trajectory of the blade portion 24 can be changed according to the shape of the workpiece hole Wa to be processed, and the cylinder hole CBa of the cylinder block CB having a different degree of non-roundness according to the processing depth is excellent. Can be processed.

また、回転体２０（弾性板部材３３）とカム軸１１との間にスラストベアリング７１を介してばね７３を介装するようにしたので、サーボモータ８１の回転により前方に移動したカム軸１１を、ばね７３の付勢力により後方に戻すことができる。また、非回転ロッド６０の前端面の係合凸部６１とカム軸１１の後端面の係合溝１３の位相が一致せずに、カム軸１１が非回転ロッド６０により前方に押された場合の逃げ代を確保することができる。 Further, since the spring 73 is interposed between the rotating body 20 (the elastic plate member 33) and the cam shaft 11 via the thrust bearing 71, the cam shaft 11 moved forward by the rotation of the servo motor 81 is used. The spring 73 can be returned backward by the urging force of the spring 73. Further, when the cam shaft 11 is pushed forward by the non-rotating rod 60 without the phase of the engaging convex portion 61 on the front end surface of the non-rotating rod 60 and the phase of the engaging groove 13 on the rear end surface of the cam shaft 11 being matched. It is possible to secure the escape allowance.

（変形例）
上記実施形態では、スリット３３０を介して弾性板部材３３を大径板部３３１と小径板部３３２とに分割し、大径板部３３１に刃部２４とカムフォロワ２５とを一体に設けて、カムフォロワ２５の径方向の変位に追従して刃部２４が径方向に変位するようにしたが、支持機構３０の構成はこれに限らない。例えば、弾性板部材３３にスリット３３０を設けずに、小径部３３２を除去するようにしてもよい。また、弾性板部材３３ではなく、他の径方向に変位可能な部材に刃部２４とカムフォロワ２５とを支持し、カムフォロワ２５の径方向の移動に応じて刃部２４を径方向に移動させるようにしてもよい。カム面１２上を移動する移動部材として、カム面１２を転動するカムフォロワ２５を用いたが、カム面１２を摺動する摺動部材等、他の移動部材を用いるようにしてもよい。 (Modification)
In the above-described embodiment, the elastic plate member 33 is divided into the large-diameter plate portion 331 and the small-diameter plate portion 332 via the slit 330, and the blade portion 24 and the cam follower 25 are integrally provided in the large-diameter plate portion 331. Although the blade portion 24 is displaced in the radial direction following the radial displacement of 25, the configuration of the support mechanism 30 is not limited thereto. For example, the small diameter portion 332 may be removed without providing the slit 330 in the elastic plate member 33. Further, instead of the elastic plate member 33, the blade portion 24 and the cam follower 25 are supported by another radially displaceable member, and the blade portion 24 is moved in the radial direction in accordance with the radial movement of the cam follower 25. It may be. Although the cam follower 25 that rolls on the cam surface 12 is used as the moving member that moves on the cam surface 12, other moving members such as a sliding member that slides on the cam surface 12 may be used.

上記実施形態では、回転体２０の外周面に、周方向２箇所に刃部２４を取り付けたが、刃部２４の個数や取付位置はこれに限らない。カム軸１１の端部に係合溝１３を設けるようにしたが、非回転ロッド６０の先端部に所定位相で係合するのであれば、係合部の構成はいかなるものでもよい。上記実施形態（図９）では、非回転ロッド６０がカム軸１１に係合されずに軸方向に移動したことを、リミットスイッチ６７により検出するようにしたが、係合検出部の構成はこれに限らない。リミットスイッチに代えて、例えば近接センサを用いることができる。上記実施形態（図１１）では、スプライン部１６を介してカム軸１１をシャンク部２１０に対して軸線方向に移動可能に支持するようにしたが、カム軸支持部の構成も上述したものに限らない。サーボモータ８１とボールねじ８４等により駆動部８０を構成したが、非回転ロッド６０を介してカム軸１１を軸線方向に駆動するのであれば駆動部の構成はいかなるものでもよい。 In the above embodiment, the blade portions 24 are attached to the outer peripheral surface of the rotating body 20 at two locations in the circumferential direction, but the number and attachment positions of the blade portions 24 are not limited thereto. Although the engaging groove 13 is provided at the end of the cam shaft 11, the engaging portion may have any configuration as long as it engages with the tip of the non-rotating rod 60 at a predetermined phase. In the above embodiment (FIG. 9), the limit switch 67 detects that the non-rotating rod 60 has moved in the axial direction without being engaged with the camshaft 11. Not limited to. For example, a proximity sensor can be used instead of the limit switch. In the above embodiment (FIG. 11), the camshaft 11 is supported so as to be movable in the axial direction with respect to the shank portion 210 via the spline portion 16, but the configuration of the camshaft support portion is not limited to that described above. Absent. The drive unit 80 is configured by the servo motor 81 and the ball screw 84. However, the drive unit may have any configuration as long as the cam shaft 11 is driven in the axial direction via the non-rotating rod 60.

上記実施形態では、工作機械１００として横形マシニングセンタを用いたが、立形マシニングセンタや中ぐり盤等、他の工作機械にも本発明の中ぐり工具を同様に適用することができる。シリンダブロックＣＢをワークＷとしたが、ワークＷはこれに限らない。ワークＷに加工される非真円の穴Ｗａの形状も上述したものに限らない。 In the above embodiment, a horizontal machining center is used as the machine tool 100. However, the boring tool of the present invention can be similarly applied to other machine tools such as a vertical machining center and a boring machine. Although the cylinder block CB is the workpiece W, the workpiece W is not limited to this. The shape of the non-circular hole Wa to be machined into the workpiece W is not limited to that described above.

以上の説明はあくまで一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、上述した実施形態および変形例により本発明が限定されるものではない。上記実施形態および変形例の構成要素には、発明の同一性を維持しつつ置換可能かつ置換自明なものが含まれる。すなわち、本発明の技術的思想の範囲内で考えられる他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。また、上記実施形態と変形例の１つまたは複数を任意に組み合わせることも可能である。 The above description is merely an example, and the present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications unless the features of the present invention are impaired. The constituent elements of the embodiment and the modified examples include those that can be replaced while maintaining the identity of the invention and that are obvious for replacement. That is, other forms conceivable within the scope of the technical idea of the present invention are also included in the scope of the present invention. Moreover, it is also possible to arbitrarily combine one or more of the above-described embodiments and modified examples.

４主軸
１０中ぐり工具
１１カム軸
１２カム面
１３係合溝
１６スプライン部
２０回転体
２４刃部
２５カムフォロワ
３０支持機構
３１，３２支持部材
３３弾性板部材
６０非回転ロッド
６７リミットスイッチ
８０駆動部
１００工作機械
２１０シャンク部 4 Spindle 10 Boring tool 11 Cam shaft 12 Cam surface 13 Engaging groove 16 Spline part 20 Rotating body 24 Blade part 25 Cam follower 30 Support mechanism 31, 32 Support member 33 Elastic plate member 60 Non-rotating rod 67 Limit switch 80 Drive part 100 Machine tool 210 Shank

Claims

A boring tool that is attached to a rotating spindle of a machine tool and boring a non-circular hole in the work piece,
A cross-sectional shape similar to the hole of the workpiece to be processed, and the cam shaft have a non-round shape of the cam surfaces around the axis of rotation during boring is prevented,
A rotating body provided so as to be rotatable relative to the cam shaft about the axis,
The rotating body is
A shank portion mounted on the rotating spindle of the machine tool;
A blade portion protruding from the outer peripheral surface of the rotating body;
A moving member that is movably provided in a radial direction, moves on the cam surface as the shank portion rotates, and is displaced in a radial direction according to the shape of the cam surface;
A boring tool comprising: a support mechanism that supports the blade portion so that the blade portion is displaced in the radial direction following the displacement in the radial direction of the moving member.

The boring tool according to claim 1,
The support mechanism is
An elastic plate member extending along the axis;
Fixed to said shank portion, and a support member for elastically deformable supporting the elastic plate member in a radial direction,
The blade part and the moving member are boring tools that are integrally attached to the elastic plate member.

A rotating spindle supported rotatably on the spindle head ;
A boring tool according to claim 1 or 2 attached to the rotary spindle;
Through the interior of the rotary spindle, the distal end portion is engaged with the cam shaft of the boring tool, and a non-rotating rod that is detent on the spindle head so as to hold the cam shaft in a predetermined phase A machine tool characterized by having.

The machine tool according to claim 3,
The cam shaft is supported inside the rotating body so as to be relatively rotatable with respect to the rotating body, and the cam shaft is provided with the cam surface at one end in the axial direction thereof. A machine tool, wherein the other end portion is provided with an engaging portion that engages with the non-rotating rod at a predetermined phase.

The machine tool according to claim 4,
The non-rotating rod is supported so as to be movable in the axial direction;
A machine tool further comprising an engagement detection unit that detects that the non-rotating rod has moved in the axial direction without being engaged with the engagement unit when the boring tool is attached to the rotation main shaft.

The machine tool according to claim 4,
The cam surface has a cross-sectional shape that changes along the axial direction,
A camshaft support portion for supporting the camshaft movably in the axial direction with respect to the shank portion;
And a drive unit that drives the cam shaft in the axial direction via the non-rotating rod.