JP5918570B2 - 加工工具および工作機械 - Google Patents

Description

本発明は、ワークに比較的大径のねじを加工するのに適した加工工具または孔の内面仕上加工を行う加工工具、この加工工具を用いた工作機械に関する。

例えば、工作機械などによってワークに雌ねじを加工するには、タップが利用される（特許文献１および特許文献２参照）
これには、まず、工作機械の主軸にドリルを取り付け、このドリルでワークに下孔を加工する。続いて、主軸にタップを取り付け、このタップを下孔に位置決めしたのち、主軸を回転させながら軸方向へ送ると、主軸の回転に伴ってタップも回転されるから、ワークに雌ねじが加工される。

しかしながら、ワークに対して比較的大径の雌ねじを加工する場合、加工する雌ねじに対応する大径のタップを主軸に取り付けて加工を行うが、主軸を回転させるモータのトルクが小さい場合、雌ねじを加工できない場合が生じる。例えば、主軸を回転させるモータが１５ＫＷで、Ｍ４２の雌ねじを加工しようとすると、モータの能力不足のため、加工できない。
このようなことは、雌ねじ加工だけでなく、雄ねじ加工や、孔の内面をリーマ加工する内面仕上加工でも同様な課題が生じる。

そこで、本出願人は、先に、これらを解決した加工工具、加工方法および工作機械を提案した（特許文献３参照）。
この加工工具は、ねじを加工する加工工具または孔の内面仕上加工を行う加工工具であって、アームと、このアームの一端に設けられ工作機械の主軸に装着される主軸装着部と、アームの他端に設けられたタップ若しくはダイスまたはリーマとを備える構成である。
従って、タップを備えた加工工具の場合、主軸装着部を工作機械の主軸に装着したのち、加工工具のタップをワークに予め加工した下孔に位置決めする。続いて、主軸装着部を、タップを中心として、その中心から主軸装着部までの距離を半径とする円運動させてタップを回転させるとともに、１回転当たり加工工具をタップの軸方向へかつタップの１ピッチ分ずつ送る。すると、タップが下孔に沿って回転しながら軸方向へ送られるから、ワークに雌ねじが加工される。
このとき、主軸装着部を、タップを中心として円運動させる力は小さくてもよいから、比較的大径の雌ねじを効率的に加工することができる。

特開２０１０−８９２１７号公報 特開２０１０−２２１３６９号公報 特願２０１１−２０４７７０

しかしながら、特許文献３に記載した加工工具の場合、主軸装着部を工作機械の主軸に装着したとき、主軸の軸線に対して加工工具のタップ位置がアームの長さ分ずれているうえ、主軸に対するアームの取付角度も一定ではないため、加工工具のタップをワークの下孔に位置決めしづらい。

本発明の目的は、このような課題を解消し、比較的大径のねじ加工や孔の内面仕上加工を効率的に行うことができるとともに、加工にあたって、タップなどをワークの下孔に容易に位置決めできる加工工具および工作機械を提供することにある。これに加え、切削剤の供給により、これらの加工を長期に亘って高精度に行うことができる加工工具および工作機械を提供することにある。

本発明の加工工具は、ねじを加工する加工工具または孔の内面仕上加工を行う加工工具であって、工作機械の主軸と交差方向に延びるアーム状の工具本体と、この工具本体に対して前記交差方向へスライド可能に設けられたスライダとを備え、前記工具本体には、工作機械の主軸に装着される主軸装着部が設けられ、前記スライダには、タップ若しくはダイスまたはリーマが前記主軸装着部の軸と平行に設けられ、前記工具本体または前記主軸装着部の少なくとも一部を経由して、前記タップ若しくはダイスまたはリーマの刃部に切削剤を供給する切削剤供給路を備えている、ことを特徴とする。
ここで、切削剤とは、摩擦抑制と冷却のために使用する油の総称で、油性切削油や水溶性切削油のほかに、水を主成分とした切削液を含む意味である。

このような構成によれば、スライダを工具本体に対してスライドさせ、タップ若しくはダイスまたはリーマの軸を主軸装着部の軸に一致させた状態において、主軸装着部を工作機械の主軸に装着するとともに、タップ若しくはダイスまたはリーマをワークの加工部位に位置決めする。
例えば、タップを備えた加工工具の場合、主軸装着部を工作機械の主軸に装着するとともに、加工工具のタップをワークに予め加工した下孔に位置決めする。このとき、タップの軸が主軸装着部の軸、つまり、主軸の軸に一致しているから、主軸を下孔の中心位置に位置決めするだけで、加工工具のタップをワークの下孔に位置決めできる。従って、タップをワークの下孔に容易に位置決めできる。

続いて、そのタップを下孔に固定した状態で工具本体をスライダに対して所定距離だけスライドさせる。こののち、主軸装着部を、タップを中心として、その中心から主軸装着部までの距離を半径とする円運動させてタップを回転させるとともに、１回転当たり加工工具をタップの軸方向へかつタップの１ピッチ分ずつ送る。すると、タップが下孔に沿って回転しながら軸方向へ送られるから、ワークに雌ねじが加工される。
このとき、主軸装着部を、タップを中心として円運動させる力は小さくてもよいから、比較的大径の雌ねじを効率的に加工することができる。

なお、ダイスやリーマを備えた加工工具の場合でも、タップと同じ手順で、ダイスやリーマなどをワークの軸部やワークの下孔に容易に位置決めできる。以後、上記と同様にして、主軸装着部を、ダイスやリーマを中心として、その中心から主軸装着部までの距離を半径とする円運動させてダイスやリーマを回転させるとともに、１回転当たり加工工具をダイスやリーマの軸方向へかつダイスやリーマの１ピッチ分ずつ送ることにより、雄ねじ加工や孔の内面仕上加工を行うことができる。
従って、比較的大径の雄ねじ加工や孔の内面仕上加工も効率的に行うことができる。

これらに加え、本発明によれば、工具本体または主軸装着部の少なくとも一部を経由して、タップ若しくはダイスまたはリーマの刃部に切削剤を供給する切削剤供給路を備えているから、これらの加工時において、タップ若しくはダイスまたはリーマの刃部に切削剤を供給することができる。従って、加工点を潤滑、冷却することができるから、加工精度や表面粗さを向上させることができるうえ、工具の摩耗も抑制することができる。さらに、切り屑を加工工具やワークから洗い流すことができるから、切り屑の堆積による加工不良の発生を抑えることができる。これにより、ねじ加工や孔の内面仕上加工を長期に亘って高精度に行うことができる。

本発明の加工工具において、前記スライダには、タップまたはリーマが設けられ、前記切削剤供給路は、前記主軸装着部の中心に貫通形成された主軸側流路と、前記タップまたはリーマの中心から刃部に向かって開口する刃部側流路と、前記工具本体に設けられ一端が前記主軸側流路に連通され他端が前記刃部側流路に連通された中間流路とを含んで構成されている、ことが好ましい。
このような構成によれば、タップによる雌ねじ加工や、リーマによる孔内面仕上加工において、工作機械の主軸内を通して切削剤を供給すると、切削剤は、主軸装着部の中心に貫通形成された主軸側流路、工具本体に設けられた中間流路、および、タップまたはリーマの刃部側流路を通って、タップまたはリーマの刃部からワークに向かって噴出される。
従って、加工点を効果的に潤滑、冷却することができる。しかも、切削剤は、主軸の内部を通して供給することができるから、切削剤を供給するための部材（例えば、供給ノズルやチューブ等）が工具の外側に露出しないため、加工の支障になることが少ない。

本発明の加工工具において、前記中間流路は、柔軟性を有するチューブによって形成され、前記チューブは、前記工具本体内部に形成されたチューブ収納空間内に屈曲可能に収納されている、ことが好ましい。
このような構成によれば、中間流路がチューブによって構成され、このチューブが工具本体内部に形成されたチューブ収納空間内に屈曲可能に収納されているから、チューブが工具本体の外部に露出することがないうえ、スライダの移動も支障なく行える。

本発明の加工工具において、前記中間流路は、柔軟性を有するチューブによって形成され、前記チューブは、前記工具本体に前記スライダの移動方向に沿って形成されたスリットを通って、前記主軸側流路と前記刃部側流路とを連通している、ことが好ましい。
このような構成によれば、中間流路がチューブによって構成され、このチューブが前記工具本体に形成されたスリットを通って主軸側流路とスライダとを連通しているから、比較的簡単な構成で、切削剤を刃部側流路に効率的に供給することができる。

本発明の工作機械は、ワークを載置するテーブル、主軸、この主軸を回転駆動させる回転駆動機構、並びに、前記テーブルおよび前記主軸を前記主軸の軸線と平行な軸方向および前記軸線に対して直交する軸方向へ相対移動させる直線駆動機構を備えた工作機械本体と、前記回転駆動機構および直線駆動機構を加工プログラムに従って駆動制御する制御装置と、前記主軸に装着される加工工具とを備え、前記加工工具は、上述したいずれかの加工工具が用いられている、ことを特徴とする。
このような構成によれば、制御装置によって、回転駆動機構および直線駆動機構を駆動制御すると、主軸に装着された加工工具のタップ若しくはダイスまたはリーマをワークの下孔や軸部に容易に位置決めすることができるとともに、ワークに対して、雌ねじ、雄ねじ、あるいは、孔の内面加工を実行することができる。そのため、より効率的な加工を実現できる。

本発明の第１実施形態に係る工作機械を示す斜視図。 前記実施形態で用いる加工工具を示す斜視図。 前記実施形態で用いる加工工具を示す断面図。 図３のIV-IV線断面図。 前記実施形態の加工工具を下孔に位置決めしたときの状態を示す図。 前記実施形態の加工工具をスライドさせたときの状態を示す図。 前記実施形態の加工工具を用いて雌ねじを加工している状態を示す図。 前記実施形態の加工工具の変形例を示す断面図。 本発明の第２実施形態で用いる加工工具を示す断面図。 本発明の第３実施形態で用いる加工工具を示す斜視図。 本発明の加工工具の変形例を示す図。

［第１実施形態］
図１は、本発明の工作機械の第１実施形態を示す斜視図である。
同工作機械は、工作機械本体１０と、この工作機械本体１０を加工プログラムに従って駆動制御する制御装置３０と、工作機械本体１０に取り付けられた被加工物としてのワークを加工する加工工具５０Ａとを備える。

＜工作機械本体の説明（図１参照）＞
工作機械本体１０は、ベース１１と、このベース１１の上面に前後方向（Ｘ軸方向）へ移動可能に設けられたＸテーブル１２Ａと、このＸテーブル１２Ａの上面に垂直な軸（Ｃ軸）を中心に回転可能に設けられ上面に被加工物としてのワークを載置する回転テーブル１２Ｂと、ベース１１の両側に立設された一対のコラム１３Ａ，１３Ｂと、この両コラム１３Ａ，１３Ｂの上部間に掛け渡されたクロスレール１４と、このクロスレール１４に沿って左右方向（Ｙ軸方向）へ移動可能に設けられたサドル１５と、このサドル１５に上下方向（Ｚ軸方向）へ昇降可能に設けられたラム１６と、このラム１６内に回転可能に収納された主軸１７と、この主軸１７を回転駆動させる回転駆動源（図示省略）を備える門型工作機械によって構成されている。主軸１７の先端には、自動工具交換装置あるいは手動によって、雌ねじ加工用の加工工具５０Ａが取り付けられる。

ベース１１にはＸテーブル１２ＡをＸ軸方向へ移動させるＸ軸直線駆動機構（図示省略）が設けられているとともに、Ｘテーブル１２Ａには回転テーブル１２ＢをＣ軸（Ｚ軸と平行な軸）を中心に回転させる回転駆動機構（図示省略）が設けられている。また、クロスレール１４には、サドル１５をＹ軸方向に移動させるＹ軸直線駆動機構２２が、サドル１５には、ラム１６をＺ軸方向に移動させるＺ軸直線駆動機構２３が設けられている。
従って、回転テーブル１２Ｂに載置されるワークは、回転およびＸ軸方向へ移動可能な構造に、また、主軸１７に取り付けられる加工工具５０Ａについては、回転、Ｙ軸方向およびＺ軸方向への移動が可能な構造に構成されている。

＜制御装置の説明（図１参照）＞
制御装置３０は、工作機械本体１０を、手動、あるいは、予め設定されたプログラムに従って駆動を制御するもので、具体的には、Ｘテーブル１２ＡのＸ軸直線駆動機構、回転テーブル１２Ｂの回転駆動機構、サドル１５のＹ軸直線駆動機構２２、ラム１６のＺ軸直線駆動機構２３、主軸１７の回転駆動源を予め設定された加工プログラムに従って駆動制御する。

＜加工工具の説明（図２、図３および図４参照）＞
図２は雌ねじ加工用の加工工具５０Ａを示す斜視図、図３は加工工具５０Ａの断面図、図４は図３のIV-IV線断面図である。
加工工具５０Ａは、工具本体５１と、この工具本体５１に対してスライド可能に設けられたスライダ５３と、工具本体５１の一端上面にスライダ５３のスライド方向に対して直角に設けられた主軸装着部５５と、スライダ５３の下面に主軸装着部５５の軸と平行に設けられたタップ５６Ａと、タップ５６Ａの軸が主軸装着部５５の軸に一致する基準位置にスライダ５３を工具本体５１に対して位置決めする位置決め機構６１と、スライダ５３を基準位置に付勢する付勢手段６４と、工具本体５１または主軸装着部５５の少なくとも一部を経由してタップ５６Ａの刃部に切削剤を供給する切削剤供給路７１とを含んで構成されている。
ここで、切削剤とは、摩擦抑制と冷却のために使用する油の総称で、油性切削油や水溶性切削油のほかに、水を主成分とした切削液を含む意味である。

工具本体５１は、断面矩形形状の直方体形状で、内部に断面矩形状のチューブ収納空間５２Ａおよび案内溝５２Ｂを有する。チューブ収納空間５２Ａと案内溝５２Ｂとを仕切る仕切壁には、これら（チューブ収納空間５２Ａと案内溝５２Ｂと）を連通させるスリット５２Ｃが工具本体５１の長手方向に沿って形成されている。案内溝５２Ｂは、下壁がスリット５２Ｃよりも幅広な溝を通じて下面に開口されている。
スライダ５３は、工具本体５１の案内溝５２Ｂに沿ってスライド可能に設けられた矩形板状のブロックで、下面に径の異なるタップ５６Ａをスライダ５３に対して交換可能に取り付ける刃部取付部５４を有する。刃部取付部５４は、スライダ５３の裏面に形成された角孔５４Ａと、スライダ５３の表面に角孔５４Ａと同軸状に形成された円孔５４Ｂとを備え、図示省略の適宜な固定手段によってタップ５６Ａを交換可能に保持する。
主軸装着部５５は、工作機械の工具取付部、つまり、主軸１７に差し込みできるように、テーパシャンクに形成されテーパシャンク部５５Ａと、このテーパシャンク部５５Ａの上端に設けられたプルスタット５５Ｂとを有している。

タップ５６Ａは、シャンク部５７と、このシャンク部５７の上端に形成されスライダ５３の角孔５４Ａおよび円孔５４Ｂに係合される軸部５８と、シャンク部５７の下端に一体的に形成された雌ねじ加工部５９Ａとから構成されている。雌ねじ加工部５９Ａは、加工する雌ねじと同じ形状の雌ねじ加工用刃が螺旋状に形成されているとともに、一定角度間隔位置に複数の切込溝が軸方向に沿って形成されている。ここでは、雌ねじ加工部５９Ａの外径寸法は、約３０ｍｍ以上のものが利用されているが、これに限られない。

位置決め機構６１は、工具本体５１の案内溝５２Ｂ内の上壁に突設された位置決めピン６２によって構成さている。位置決めピン６２は、タップ５６Ａの軸が主軸装着部５５の軸に一致する基準位置にスライダ５３が移動したときに、スライダ５３の側面に当接してスライダ５３を位置決めする。なお、位置決めピン６２とは反対側の案内溝５２Ｂ内の上壁には、スライダ５３が工具本体５１から脱落するのを防止する脱落防止ピン６３が突設されている。
付勢手段６４は、工具本体５１のチューブ収納空間５２Ａに設けられた係止ピン６５と、スライダ５３の側面に取り付けられた係止ピン６６と、これらの係止ピン６５，６６間に掛け渡されたスプリング６７とを備え、スライダ５３を位置決めピン６２に向かって付勢する。

切削剤供給路７１は、主軸装着部５５の中心に貫通形成された主軸側流路７２と、タップ５６Ａの中心から刃部に向かって開口する刃部側流路７３と、工具本体５１に設けられ一端が主軸側流路７２に連通され他端が刃部側流路７３に連通された中間流路７７とを含んで構成されている。
主軸側流路７２の上端開口は、主軸１７内に進退可能に設けられ主軸装着部５５のプルスタット５５Ｂを把持して主軸１７内のテーパー孔部に引き込むドローバー１８内の通路１９に連通されている。つまり、ドローバー１８内の通路１９を通って切削剤が供給されるようになっている。
刃部側流路７３は、タップ５６Ａの中心に形成された主流路７４と、タップ５６Ａの上部側壁から主流路７４に向かって水平に貫通形成された導入流路７５、主流路７４の下部から刃部に向かって放射状に形成された複数本の分岐流路７６とを含んで構成されている。

中間流路７７は、工具本体５１内に設けられた柔軟性を有するチューブ７８によって構成されている。チューブ７８の一端は、主軸側流路７２に連通され、他端は工具本体５１のチューブ収納空間５２Ａ内にＵ字状に屈曲されたのち、スリット５２Ｃを通ってスライダ５３に接続されている。つまり、スライダ５３に形成された流路５３Ａを通じて刃部側流路７３に接続されている。

＜加工方法の説明（図５〜図７参照）＞
まず、回転テーブル１２Ｂの上にワークＷを載置する。また、加工工具５０Ａの主軸装着部５５を工作機械の主軸１７に装着したのち、タップ５６ＡをワークＷに予め加工した下孔に位置決めする。
これには、図５に示すように、タップ５６Ａの軸が主軸装着部５５の軸、つまり、主軸１７の軸に一致しているから、主軸１７を下孔Ｈの中心位置に位置決めするだけでよい。具体的には、Ｘテーブル１２ＡをＸ軸方向へ移動させるとともに、サドル１５をＹ軸方向へ移動させて、主軸１７を下孔Ｈの中心位置に位置決めし、この位置において、主軸１７をＺ軸方向へ移動させてタップ５６Ａの先端をワークＷの下孔Ｈに挿入位置決めする。

続いて、図６に示すように、タップ５６Ａを下孔Ｈに固定した状態において、工具本体５１をスライダ５３に対して所定距離だけスライドさせる。つまり、主軸１７をＹ軸方向へ所定距離だけ移動させる。
こののち、タップ５６Ａが位置決め位置で回転するように、主軸装着部５５を、タップ５６Ａを中心として、その中心から主軸装着部５５までの距離を半径とする円運動させながら、Ｃ軸制御を行うとともに、１回転当たり加工工具５０Ａをタップ５６Ａの軸方向へかつタップ（雌ねじ加工部５９Ａ）の１ピッチ分ずつ送る（図７参照）。具体的には、Ｘテーブル１２ＡをＸ軸方向へ移動させるとともに、サドル１５をＹ軸方向へ移動させながら、Ｃ軸制御（主軸１７の回転角制御）を行って、タップ５６Ａを回転させる。同時に、１回転当たり、ラム１６をＺ軸方向へかつ雌ねじ加工部５９Ａの１ピッチ分ずつ送る。つまり、法線ヘリカル制御動作させる。
すると、タップ５６Ａが下孔Ｈに沿って回転しながら軸方向へ送られるから、ワークＷに雌ねじが加工される。

このとき、工作機械の主軸１７内を通して切削剤を供給すると、つまり、ドローバー１８の通路１９を通して切削剤を供給すると、切削剤は、主軸装着部５５の中心に貫通形成された主軸側流路７２、チューブ７８およびタップ５６Ａの刃部側流路７３を通って、タップ５６Ａの刃部からワークＷに向かって噴出される。従って、加工点を効果的に潤滑、冷却することができる。
こののち、主軸１７を前記とは逆動作させて、タップ５６Ａを雌ねじから引き抜く。

従って、第１実施形態によれば、主軸装着部５５を主軸１７に装着したのち、タップ５６Ａをワークの下孔Ｈに位置決めする際、タップ５６Ａの軸が主軸装着部５５の軸、つまり、主軸１７の軸に一致しているから、主軸１７を下孔Ｈの中心位置に位置決めするだけで、タップ５６Ａをワークの下孔Ｈに位置決めできる。従って、タップ５６Ａをワークの下孔Ｈに容易に位置決めできる。

また、タップ５６Ａを下孔Ｈに固定した状態で工具本体５１をスライダ５３に対して所定距離だけスライドさせたのち、主軸装着部５５を、タップ５６Ａを中心として、円運動させてタップ５６Ａを回転させるとともに、１回転当たりタップ５６Ａの軸方向へかつタップ５６Ａの１ピッチ分ずつ送ると、タップ５６Ａが下孔Ｈに沿って回転しながら軸方向へ送られるから、ワークに雌ねじが加工される。このとき、主軸１７を、タップ５６Ａを中心として円運動させる力は小さくてもよいから、主軸１７を回転させるモータの能力が小さい場合でも、比較的大径の雌ねじを効率的に加工することができる。

また、タップ５６Ａの軸が主軸装着部５５の軸に一致する基準位置に、スライダ５３を工具本体５１に対して位置決めする位置決めピン６２を備えているから、タップ５６Ａの軸を主軸装着部５５の軸、つまり、主軸１７の軸に容易に一致させることができる。従って、タップ５６Ａをワークの下孔Ｈに容易に位置決めすることができる。

また、スライダ５３を基準位置に付勢する付勢手段６４を備えているから、タップ５６Ａをワークの下孔Ｈから引き抜くと、付勢手段６４によって、スライダ５３が基準位置に自動的に復帰される。従って、作業者が、タップ５６Ａの軸が主軸装着部５５の軸に一致するように、スライダ５３を工具本体５１に対してスライドさせなくてもよいから、能率的に加工作業を行うことができる。

また、スライダ５３には、タップ５６Ａをスライダ５３に対して交換可能に取り付ける刃部取付部５４が設けられているから、この刃部取付部５４によって、径の異なるタップ５６Ａに交換すれば、１つの加工工具５０Ａによって、異なる径の雌ねじを加工することができる。
また、制御装置３０によって、回転駆動機構および直線駆動機構を駆動制御すると、主軸１７に装着された加工工具５０Ａによって、ワークＷに対して、雌ねじ加工を実行することができる。そのため、より効率的な加工を実現できる。

さらに、これらの加工時において、タップ５６Ａの刃部に切削剤を供給することができるから、加工点を潤滑、冷却することができる。従って、加工精度や表面粗さを向上させることができるうえ、加工工具５０Ａの摩耗も抑制することができる。さらに、切り屑を加工工具５０ＡやワークＷから洗い流すことができるから、切り屑の堆積による加工不良の発生を抑えることができる。これにより、ねじ加工を長期に亘って高精度に行うことができる。

また、切削剤供給路７１は、主軸装着部５５の中心に貫通形成された主軸側流路７２と、タップ５６Ａの中心から刃部に向かって開口する刃部側流路７３と、工具本体５１に設けられ一端が主軸側流路７２に連通され他端が刃部側流路７３に連通された中間流路７７とを含んで構成されているから、タップ５６Ａによる雌ねじ加工において、工作機械の主軸１７内を通して切削剤を供給すると、切削剤は、主軸側流路７２、中間流路７７および刃部側流路７３を通って、タップ５６Ａの刃部からワークＷに向かって噴出される。従って、切削剤は、主軸１７の内部を通して供給することができるから、切削剤を供給するための部材が工具の外側に露出しないため、加工の支障になることが少ない。

また、中間流路７７がチューブ７８によって構成され、このチューブ７８が工具本体５１の内部に形成されたチューブ収納空間５２Ａに屈曲可能に収納されているから、チューブ７８が工具本体５１の外部に露出することがないうえ、スライダ５３の移動も支障なく行うことができる。

＜第１実施形態の変形例（図８参照）＞
第１実施形態において、切削剤供給路７１を構成する中間流路７７としてのチューブ７８を工具本体５１のチューブ収納空間５２Ａ内に屈曲した状態で収納するようにしたが、これに限られない。
例えば、図８に示すように、主軸側流路７２の下端側を主軸装着部５５の周囲に開口するとともに、工具本体５１の上壁にスライダ５３のスライド方向に伸びるスリット７９を形成し、チューブ７８の一端を主軸装着部５５の周囲に開口した主軸側流路７２に接続し、他端をスリット７９を介してスライダ５３に接続、つまり、スライダ５３を介して刃部側流路７３に接続するようにしてもよい。
このようにすれば、このチューブ７８が工具本体５１に形成されたスリット７９を通って主軸側流路７２と刃部側流路７３とを連通するから、比較的簡単な構成で、切削剤を刃部側流路７３に効率的に供給することができる。
なお、図８において、チューブ７８の一端を主軸側流路７２に接続することなく、工具本体５１の上部に保持し、これに切削剤を直接供給するようにしてもよい。つまり、切削剤を主軸装着部５５を経由することなく、工具本体５１からスライダ５３を経由して刃部側流路７３に供給するようにしてもよい。

［第２実施形態（図９参照）］
図９は、第２実施形態で用いる加工工具５０Ｂを示す断面図である。なお、第２実施形態の説明にあたって、第１実施形態と同一構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。
第２実施形態の加工工具５０Ｂは、ワークＷの軸部に雄ねじを加工するための加工工具で、第１実施形態の加工工具５０Ａのタップ５６Ａに代えて、雄ねじを加工するためのダイス５６Ｂが取り付けられている点、および、刃部取付部５４の角孔５４Ａに代えて、ダイス５６Ｂを収納するための座ぐり穴付円孔５４Ｃが設けられている点が異なる。
ダイス５６Ｂは、内周面の一定角度間隔位置に複数の切込溝が軸方向に沿って形成され、この切込溝を挟む部分に雄ねじ加工用ダイス刃部５９Ｂが形成されている。雄ねじ加工用ダイス刃部５９Ｂは、加工する雄ねじと同じ形状の雌ねじ加工用刃が螺旋状に形成されている。ここでは、雄ねじ加工用ダイス刃部５９Ｂの外径寸法は、約３０ｍｍ以上のものが利用されているが、これに限られない。

第２実施形態の場合、第１実施形態と同様にして、加工工具５０Ｂのダイス５６Ｂをワークの軸部に位置決めし、この状態において、工具本体５１をスライダ５３に対して所定距離だけスライドさせる。こののち、主軸装着部５５を、ダイス５６Ｂを中心として、その中心から主軸装着部５５まで距離を半径とする円運動させながらＣ軸制御を行って、ダイス５６Ｂを回転させるとともに、１回転当たり加工工具５０Ｂをダイス５６Ｂの軸方向へかつダイス５６Ｂの１ピッチ分ずつ送ると、ダイス５６Ｂが軸部に沿って回転しながら軸方向へ送られるから、ワークに雄ねじが加工される。
従って、主軸１７を回転させるモータの能力が小さい場合でも、主軸装着部５５を、ダイス５６Ｂを中心として円運動させる力は小さくてもよいから、比較的大径の雄ねじを効率的に加工することができる。

［第３実施形態（図１０参照）］
図１０は、第３実施形態で用いる加工工具５０Ｃを示す斜視図である。なお、第３実施形態の説明にあたって、第１実施形態と同一構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。
第３実施形態の加工工具５０Ｃは、ワークＷの下孔Ｈ内面の仕上加工するための加工工具で、第１実施形態の加工工具５０Ａのタップ５６Ａに代えて、内面仕上を行うためのリーマ５６Ｃが取り付けられている点が異なる。
リーマ５６Ｃは、シャンク部５７と、このシャンク部５７の上端に形成されスライダ５３の角孔５４Ａおよび円孔５４Ｂに係合される軸部５８（図示省略）と、シャンク部５７の下端に一体的に形成された仕上加工部５９Ｃとから構成されている。仕上加工部５９Ｃは、加工する下孔より僅かに大きい径で、一定角度間隔位置に複数の切込溝が軸方向に沿って形成され、この切込溝の片側に刃を有する。なお、リーマ５６Ｃにも、図示していないが、タップ５６Ａと同様に刃部側流路７３が形成されている。また、ここでは、仕上加工部５９Ｃの外径寸法は、約３０ｍｍ以上のものが利用されているが、これに限られない。

第３実施形態の場合、第１実施形態と同様にして、加工工具５０Ｃのリーマ５６Ｃをワークの下孔Ｈに位置決めし、この状態において、工具本体５１をスライダ５３に対して所定距離だけスライドさせる。こののち、主軸装着部５５を、リーマ５６Ｃを中心として、その中心から主軸装着部５５までの距離を半径とする円運動させながらＣ軸制御を行って、リーマ５６Ｃを回転させるとともに、加工工具５０Ｃをリーマ５６Ｃの軸方向へ送ると、リーマ５６Ｃが下孔に沿って回転しながら軸方向へ送られるから、ワークの下孔内面が仕上加工される。
従って、主軸１７を回転させるモータの能力が小さい場合でも、主軸装着部５５を、リーマ５６Ｃを中心として円運動させる力は小さくてもよいから、比較的大径の孔の内面仕上加工を効率的に行うことができる。

＜変形例（図１１）＞
なお、本発明は、前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。
各実施形態では、工具本体５１に対して主軸装着部５５が固定されていたが、工具本体５１に対して主軸装着部５５が回転可能に連結された構造であってもよい。例えば、図１１に示すように、工具本体５１の上面に支持軸１２０を一体的に形成し、この支持軸１２０に主軸装着部５５を回転可能に取り付けるようにしてもよい。
前記各実施形態では、主軸１７を、タップ５６Ａ、ダイス５６Ｂ、リーマ５６Ｃを中心として、その中心から主軸装着部５５までの距離を半径とする円運動させつつＣ軸制御して、タップ５６Ａ、ダイス５６Ｂ、リーマ５６Ｃを回転させるようにしたが、図１１に示す構造にすれば、Ｘテーブル１２ＡのＸ軸方向への移動、および、サドル１５のＹ軸方向への移動により、主軸１７を、タップ５６Ａ、ダイス５６Ｂ、リーマ５６Ｃを中心として、その中心から主軸装着部５５までの距離を半径とする円運動させるだけで、タップ５６Ａ、ダイス５６Ｂ、リーマ５６Ｃを回転させることができるから、制御が単純化できる。
なお、図１１に示す構造において、支持軸にノッチを設け、このノッチをロックするようにすれば、Ｃ軸制御を行う場合と、Ｃ軸制御を行わない場合とを兼用できる。

各実施形態において、タップ５６Ａ，ダイス５６Ｂおよびリーマ５６Ｃを一方向へ回転させながら、ワークＷの雌ねじや雄ねじを加工するとともに、下孔の内面仕上加工を行うようにしたが、加工途中において、一定深さに達する毎に、タップ５６Ａ，ダイス５６Ｂおよびリーマ５６Ｃを逆方向へ回転させながら加工するようにすれば、切削した切り粉を排出することができる。

また、各実施形態において、刃部取付部５４の構成については、特に問わない。
例えば、スライダ５３に角孔と円孔とを並設し、タップ５６Ａやリーマ５６Ｃの場合には角孔に係合し、ダイス５６Ｂの場合には円孔に係合するようにすれば、１つの加工工具によって、雌ねじ加工、雄ねじ加工、リーマ加工（仕上加工）を行うことができる。

各実施形態では、工作機械本体１０として、垂直な軸（Ｃ軸）を中心に回転可能に設けられ上面に被加工物としてのワークを載置する回転テーブル１２Ｂと、回転テーブル１２ＢをＸ軸方向へ移動させるＸ軸直線駆動機構、加工工具５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃを取り付ける主軸１７を回転駆動させる回転駆動源と、主軸１７を回転テーブル１２Ｂの回転軸線（Ｃ軸）と平行なＺ軸方向およびこれに対して直交するＹ軸方向へ移動させるＺ軸直線駆動機構２３、Ｙ軸直線駆動機構２２とを備えた門型加工機を用いたが、これに限られない。
例えば、ワークを載置するテーブルについては回転しない構造とし、このテーブルと加工工具５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃを取り付けた主軸１７とをＸ軸方向、Ｙ軸方向、および、Ｚ軸方向へ移動させる相対移動機構を備えた工作機械であってもよい。

更に、本発明の加工方法を、主軸が水平な横中ぐり盤や、横型マシニングセンタに適用し、これらの横中ぐり盤や、横型マシニングセンタにおいて、雌ねじ加工、雄ねじ加工、リーマ加工するようにすることもできる。

本発明は、雌ねじ加工、雄ねじ加工、リーマ加工を必要とするワークの加工に利用することができる。

１０…工作機械本体、
１２Ｂ…回転テーブル、
１７…主軸、
２２…Ｙ軸直線駆動機構（直線移動機構）、
２３…Ｚ軸直線駆動機構（直線移動機構）、
３０…制御装置、
５０Ａ…雌ねじ加工工具、
５０Ｂ…雄ねじ加工工具、
５０Ｃ…内面仕上加工工具、
５１…工具本体、
５２Ａ…チューブ収納空間、
５２Ｂ…案内溝、
５３…スライダ、
５５…主軸装着部、
５６Ａ…タップ、
５６Ｂ…ダイス、
５６Ｃ…リーマ、
７１…切削剤供給路、
７２…主軸側流路、
７３…刃部側流路、
７７…中間流路、
７８…チューブ、
７９…スリット。

Claims (5)

1. ねじを加工する加工工具または孔の内面仕上加工を行う加工工具であって、
   工作機械の主軸と交差方向に延びるアーム状の工具本体と、
   この工具本体に対して前記交差方向へスライド可能に設けられたスライダとを備え、
   前記工具本体には、前記主軸に装着される主軸装着部が設けられ、
   前記スライダには、タップ若しくはダイスまたはリーマが前記主軸装着部の軸と平行に設けられ、
   前記工具本体または前記主軸装着部の少なくとも一部を経由して、前記タップ若しくはダイスまたはリーマの刃部に切削剤を供給する切削剤供給路を備えている、ことを特徴とする加工工具。
2. 請求項１に記載の加工工具において、
   前記スライダには、タップまたはリーマが設けられ、
   前記切削剤供給路は、前記主軸装着部の中心に貫通形成された主軸側流路と、前記タップまたはリーマの中心から刃部に向かって開口する刃部側流路と、前記工具本体に設けられ一端が前記主軸側流路に連通され他端が前記刃部側流路に連通された中間流路とを含んで構成されている、ことを特徴とする加工工具。
3. 請求項２に記載の加工工具において、
   前記中間流路は、柔軟性を有するチューブによって形成され、
   前記チューブは、前記工具本体内部に形成されたチューブ収納空間内に屈曲可能に収納されている、ことを特徴とする加工工具。
4. 請求項２に記載の加工工具において、
   前記中間流路は、柔軟性を有するチューブによって形成され、
   前記チューブは、前記工具本体に前記スライダの移動方向に沿って形成されたスリットを通って、前記主軸側流路と前記刃部側流路とを連通している、ことを特徴とする加工工具。
5. ワークを載置するテーブル、主軸、この主軸を回転駆動させる回転駆動機構、並びに、前記テーブルおよび前記主軸を前記主軸の軸線と平行な軸方向および前記軸線に対して直交する軸方向へ相対移動させる直線駆動機構を備えた工作機械本体と、
   前記回転駆動機構および直線駆動機構を加工プログラムに従って駆動制御する制御装置と、
   前記主軸に装着される加工工具とを備え、
   前記加工工具は、前記請求項１〜請求項４のいずれかに記載の加工工具が用いられている、
   ことを特徴とする工作機械。

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