JP6543956B2 - Deep Hole Drilling Tool - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、石油などの掘削に用いるボーリングバーの先端に取り付けられ、工具本体と被加工材における加工済みの深孔との隙間から供給した切削油を切削屑と共に前記工具本体およびボーリンクバーの内部を通過して後端側に排出する深孔加工用先端工具(ボーリンクヘッド)に関する。 The present invention, for example, is attached to the tip of a boring bar used for drilling oil and the like, and the cutting oil supplied from the gap between the tool body and the processed deep hole in the workpiece together with the cutting waste is the tool body and bow link The present invention relates to a deep hole processing tip tool (borink head) which passes through the inside of a bar and is discharged to the rear end side.
前記のような深孔加工用先端工具を用いる所謂BTA方式による深孔加工を精度良く行うため、かかる工具の先端面において、該先端面に設ける刃部の切削力を受ける向きにおいて、90度置きごとに3個のガイドパットを等間隔に配置した深孔加工工具が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
しかし、上記特許文献1に記載の深孔加工工具では、深孔加工中に該加工工具やボーリングバーが不安定な振動を生じ、その結果、被加工材の切削量が変動し、且つ刃部やガイドパッドと被加工材との接触力の変動などを来すことにより、形成される深孔の断面が三角形状ないし五角形状になる場合が多々あった。
In order to precisely perform deep hole machining by the so-called BTA method using the deep drilling tip tool as described above, the tip surface of the tool is placed 90 degrees in the direction to receive the cutting force of the blade provided on the tip surface. A deep hole machining tool has been proposed in which three guide pads are arranged at equal intervals in each case (see, for example, Patent Document 1).
However, in the deep hole processing tool described in
更に、特許文献1に記載の前記深孔加工工具による問題点を解決するため、前記先端工具の先端面側に配置する3個のガイド部の位置を、当該先端工具の先端面の回転中心に対する刃部の切れ刃の位置を0とした際に、係る刃部の切削力を受ける向きに90度±10度回転した位置に第1のガイド部を、180度±10度回転した位置に第2のガイド部を、181度〜220度回転した位置に第3のガイド部を配置するようにした深孔加工用先端工具のガイド部配置構造およびガイド部配置方法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
特許文献2に記載の前記深孔加工用先端工具のガイド部配置構造によれば、深孔加工中に該先端工具やボーリングバーによる不安定な振動を若干は低減されるが、形成される深孔の断面が三角形状ないし五角形状になり得る場合もあった。
Furthermore, in order to solve the problems caused by the deep hole processing tool described in
According to the guide portion arrangement structure of the deep hole processing tip tool described in
本発明は、背景技術で説明した問題点を解決し、深孔加工中に本先端工具やボーリングバーによる不安定な振動を格段に低減でき、且つ被加工材に形成される深孔の断面を真円形に確実に近似させられる深孔加工用先端工具を提供する、ことを課題とする。 The present invention solves the problems described in the background art, can significantly reduce the unstable vibration due to the tip tool and boring bar during deep hole processing, and the cross section of the deep hole formed in the workpiece It is an object of the present invention to provide a deep hole processing tip tool which can be approximated closely to a perfect circle.
本発明は、前記課題を解決するため、前記先端工具の先端面側に4個のガイドパッドをそれぞれ適正な位置に配置する、ことに着想して成されたものである。
即ち、本発明の深孔加工用先端工具(請求項1)は、ボーリングバーの先端に取り付けられ、工具本体と被加工材における加工済みの深孔との隙間から供給した切削油を切削屑と共に前記工具本体およびボーリンクバーの内部を通過して後端側に排出する深孔加工用先端工具であって、全体が円柱形状を呈する工具本体と、該工具本体の先端面に取り付けられた切刃と、前記工具本体の先端面の周辺と該工具本体の円周面との間にわたって配置された第1〜第4ガイドパッドとを含み、上記工具本体の先端面の回転中心から上記切刃の刃面を通過する仮想の径線の位置を0度とした際に、該切刃の切削力を受ける向きにおいて、90度±10度回転した位置に上記第1ガイドパッドを、180度±10度回転した位置に上記第2ガイドパッドを、220度±10度回転した位置に上記第3ガイドパッドを、270度±10度回転した位置に上記第4ガイドパッドを配置してなる、ことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned subject, the present invention is conceived to arrange four guide pads at appropriate positions on the tip surface side of the tip tool.
That is, the deep hole processing tip tool (claim 1) of the present invention is attached to the tip of the boring bar, and the cutting oil supplied from the gap between the tool body and the processed deep hole in the workpiece together with the cutting debris A deep hole processing tip tool which passes through the inside of the tool body and the bow link bar and discharges to the rear end side, the tool body having a cylindrical shape as a whole, and a cutting tool attached to the tip surface of the tool body The cutting edge from the center of rotation of the tip surface of the tool body, including a blade, and first to fourth guide pads disposed across the periphery of the tip surface of the tool body and the circumferential surface of the tool body When the position of the imaginary radial line passing through the blade surface is 0 degrees, the first guide pad is rotated 180 degrees ± 90 degrees at a position rotated 90 degrees ± 10 degrees in the direction to receive the cutting force of the cutting edge Position the second guide pad at the position rotated 10 degrees And the fourth guide pad is disposed at a position obtained by rotating the third guide pad at a position rotated by 220 ° ± 10 ° and a position obtained by rotating the third guide pad by 270 ° ± 10 °.
これによれば、前記第1,第2,第4ガイドパッドが先端面の回転中心から上記切刃の刃面を通過する仮想の径線の位置を0度とした際に、該切刃の切削力を受ける向きに約90度ずつ順次離れた位置に配置し、且つ第3ガイドパッドが約220度離れた位置に配置することで、以下の効果(1)〜(4)を奏することが可能となる。
(1)深孔加工中において、第1〜第3ガイドパッドが加工済みの深孔の内壁面に接触して外側向きの力を受けても、第4ガイドパッドが回転中心向きの力を受けるため、全体としてバランスが取れ、被加工材に形成される深孔の断面が三角形状になりにくく、真円形状に近くなる。
(2)深孔加工中において、第1,第2ガイドパッドが加工済みの深孔の内壁面に接触して外側向きの力を受けても、第3,第4ガイドパッドが回転中心向きの力を受けるため、全体としてバランスが取れ、被加工材に形成される深孔の断面が五角形状になりにくく、真円形状に近くなる。
(3)上記(1)および(2)が相まって、深孔加工中における不安定な振動を格段に低減することができる。
(4)上記(1)乃至(3)によって、被加工材に断面が真円形に近似した断面となり、且つ軸方向に沿って直線状の深孔を確実に形成することが可能となる。
According to this, when the position of the imaginary radial line where the first, second and fourth guide pads pass the blade surface of the cutting blade from the rotation center of the tip surface is set to 0 degree, The following effects (1) to (4) can be achieved by arranging the third guide pads at positions separated by about 90 degrees in order to receive the cutting force and arranging the third guide pads at positions separated by about 220 degrees. It becomes possible.
(1) During deep hole processing, even if the first to third guide pads contact the inner wall surface of the processed deep hole and receive an outward force, the fourth guide pad receives a force toward the rotation center. Therefore, as a whole, the balance is maintained, and the cross section of the deep hole formed in the workpiece is unlikely to be triangular, and approximate to a perfect circle.
(2) During deep hole processing, the third and fourth guide pads face the center of rotation even if the first and second guide pads contact the inner wall surface of the processed deep hole and receive an outward force. Since the force is received, the balance as a whole is achieved, and the cross section of the deep hole formed in the workpiece is unlikely to be a pentagonal shape, and becomes close to a perfect circle shape.
(3) By combining the above (1) and (2), unstable vibration during deep hole machining can be significantly reduced.
(4) By the above (1) to (3), it becomes possible to form a cross section similar to a circular cross section to the workpiece and to form a straight deep hole along the axial direction with certainty.
尚、前記工具本体は、例えば、機械構造用鋼(SC鋼種)などからなり、前記先端面と後端面との間に切削油および切削屑を排出するための貫通孔が軸方向に沿って貫通している。
また、前記切刃は、例えば、超硬(WC)からなる単一の細長いチップからなる形態の他、前記先端面の直径および加工すべき深孔の内径が比較的大径である場合には、後述するように、上記先端面の径方向に沿った当該先端面の中心および周辺を含む位置に3個以上のチップを直線状に配置した形態としても良い。
また、前記切刃の位置は、被加工材を切削する刃面の径方向に沿った辺である。
更に、前記ガイドパッドは、例えば、超硬(WC)からなり、前記工具本体の先端面の周辺と該工具本体の円周面との間にわたり且つ軸方向に沿って形成された凹溝内に板形状の基部が挿入され、且つ円周方向の両側に隣接する上記工具本体の円周面と相似形状の湾曲面を当該円周面よりも外側に突出するように、例えば、複数のボルトなどによって固定される。
加えて、前記ボーリングバーおよび深孔加工用先端工具によって、深孔が形成される被加工材は、例えば、石油などの掘削に用いられる長尺なパイプを得るため、円周面(表面)側を温間鍛造などにより硬化処理されたオーステナイト系のステンレス鋼からなる長尺(例えば、約1000cm)な丸棒が挙げられる。
The tool body is made of, for example, steel for machine structural use (SC steel type) or the like, and a through hole for discharging cutting oil and chips between the tip end face and the rear end face penetrates along the axial direction. doing.
Further, the cutting blade may have, for example, a single elongated tip made of cemented carbide (WC), or when the diameter of the tip surface and the inner diameter of the deep hole to be processed are relatively large. As described later, three or more chips may be linearly arranged at positions including the center and the periphery of the tip surface along the radial direction of the tip surface.
Further, the position of the cutting edge is a side along a radial direction of a blade surface for cutting a workpiece.
Furthermore, the guide pad is made of, for example, cemented carbide (WC), and is provided in a recessed groove formed along the axial direction and extending between the periphery of the tip surface of the tool body and the circumferential surface of the tool body. For example, a plurality of bolts or the like are inserted so that a plate-shaped base is inserted, and a curved surface similar in shape to the circumferential surface of the tool body adjacent on both sides in the circumferential direction protrudes outward from the circumferential surface. Fixed by
In addition, a work material in which a deep hole is formed by the boring bar and the deep hole processing tip is, for example, a circumferential surface (surface) side in order to obtain a long pipe used for drilling of oil or the like. A long (for example, about 1000 cm) round bar made of austenitic stainless steel hardened by warm forging etc. may be mentioned.
また、本発明には、前記第3ガイドパッドは、前記工具本体の先端面の回転中心から前記切刃の位置を0度とした際に、該切刃の切削力を受ける向きにおいて、221〜230度回転した位置に配置されている、深孔加工用先端工具(請求項2)も含まれる。
これによれば、前述した第1〜第4ガイドパッドが受ける力全体のバランスが一層取り易くなるので、前記効果(1)〜(4)を確実に得ることが可能となる。
Further, in the present invention, when the position of the cutting edge is 0 degree from the rotation center of the tip end surface of the tool main body, the third guide pad receives the cutting force of the cutting edge 221 to 221. Also included is a deep drilling tip tool (Claim 2) disposed at a position rotated by 230 degrees.
According to this, it becomes easier to balance the overall forces received by the first to fourth guide pads described above, so that the effects (1) to (4) can be reliably obtained.
更に、本発明には、前記工具本体の先端面には、前記切刃を除いた位置に、前記切削油および切削屑を排出するための貫通孔に連通する単数あるいは複数の開口部が位置している、深孔加工用先端工具(請求項3)も含まれる。
これによれば、被加工材に形成された深孔と前記工具本体の外周面との隙間から強制的に圧送された切削油を切削屑と共に、該工具本体の先端面に開口した単数または複数の開口部から連通する前記貫通孔に送給して、前記ボーリングバーの内部からその基部側に確実に排出できる。従って、前記効果(4)における深孔の真円度を損なう事態を防止することが可能となる。
Furthermore, in the present invention, at the tip end surface of the tool main body, at a position excluding the cutting edge, one or more openings communicating with the through holes for discharging the cutting oil and cuttings are located. Also, a deep drilling tip tool (claim 3) is included.
According to this, the cutting oil forcedly fed from the gap between the deep hole formed in the workpiece and the outer peripheral surface of the tool main body together with the cutting waste, the singular or plural opened in the tip end surface of the tool main body The boring bar can be fed to the through hole communicated from the opening of the boring bar and reliably discharged from the inside of the boring bar to the base side thereof. Therefore, it is possible to prevent a situation where the roundness of the deep hole in the effect (4) is impaired.
加えて、本発明には、前記切刃は、前記工具本体の先端面の回転中心を含む中央側チップと、前記先端面の周辺から一部が外側に突出する外周側チップと、該外周側チップとは上記先端面の回転中心を挟んだ反対側の中間位置に配置され且つ上記各チップと前記径線に沿って直線状に配置された中間チップとから構成されている、深孔加工用先端工具(請求項4)も含まれる。
これによれば、前記工具本体の直径が比較的大径(例えば、約60mm)の場合であっても、該本体の先端面における回転中心から周辺に沿った半径方向において、被加工材を該先端面全体の回転により確実に深孔加工することができる。
しかも、単一のチップからなる切刃に比べて、切削抵抗を低減できると共に、前記切削油を切削屑と共に前記工具本体の後端側に通過させる貫通孔の開口部を複数(2箇所以上)の位置に開設できるので、上記切削油および切削屑の回収もスムーズに行わせることも可能となる(効果(5))。
In addition, in the present invention, the cutting blade includes a central tip including the rotation center of the tip surface of the tool body, an outer circumferential tip partially protruding outward from the periphery of the tip surface, and the outer circumferential side. The tip is formed at an intermediate position on the opposite side of the center of rotation of the tip surface and is composed of the tips and an intermediate tip disposed linearly along the diameter line. A tip tool (claim 4) is also included.
According to this, even when the diameter of the tool main body is relatively large (for example, about 60 mm), the workpiece can be processed in the radial direction along the periphery from the rotation center in the tip end face of the main body. Deep hole processing can be reliably performed by the rotation of the entire tip surface.
In addition, the cutting resistance can be reduced as compared with a cutting blade consisting of a single tip, and a plurality of (two or more) openings of through holes through which the cutting oil passes along with the cutting waste to the rear end side of the tool body As a result, the cutting oil and chips can be recovered smoothly (effect (5)).
以下において、本発明を実施するための形態について説明する。
図1は、本発明による一形態の深孔加工用先端工具1aを示す平面図、図2(A)は、図1中の矢印A方向に沿った側面図、図2(B)は、図1中の矢印B方向に沿った側面図である。
深孔加工用先端工具1aは、図1,図2(A),(B)に示すように、全体が円柱形状を呈する工具本体2と、該工具本体2の先端面3に取り付けられた3個の切刃5a〜5cと、前記先端面3の周辺と工具本体2の円周面(側面)とにわたって配置された第1〜第4ガイドパッド6a〜6dとを備えている。
上記工具本体2は、例えば、機械構造用鋼などからなり、上記先端面3は、その回転中心(中心)Cを頂点として緩くカーブする円弧面である。
Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described.
FIG. 1 is a plan view showing one embodiment of a deep hole drilling tip tool 1a according to the present invention, FIG. 2 (A) is a side view along the direction of arrow A in FIG. 1, and FIG. FIG. 5 is a side view along the arrow B direction in FIG.
As shown in FIG. 1, FIG. 2 (A) and FIG. 2 (B), the deep hole processing tip tool 1a has a
The tool
また、前記切刃5a〜5cは、例えば、超硬(WC)からなり、前記先端面3の回転中心Cを刃面に含む中央側チップ5bと、先端面3の周辺から一部が外側に突出する外周側チップ5aと、該外周側チップ5aとは先端面3の回転中心Cを挟んだ反対側の中間位置に配置され且つ上記チップ5a,5bと直線状に配置された中間チップ5cとから構成されている。即ち、かかるチップ5a〜5cは、前記先端面3において、その回転中心Cを通過する共通の直線上に被加工材を切削するそれぞれの刃面が配置され、且つこれら3個の合計で上記先端面3の半径よりも若干長くなる切刃を構成している。そのため、中間チップ5cの刃面は、外周側チップ5aおよび中央側チップ5bの刃面とは逆向きに配置されている。
以上のような3個のチップ5a〜5cからなる切刃5a〜5cを用いることで、前記工具本体2の直径および被加工材に穿設する深孔の内径が、例えば、50〜60mm以上の大径であっても、切削抵抗を効果的に低減できると共に、前記先端面3のほぼ全体で均一な切削が容易に行える。
尚、前記チップ5a〜5cには、取り替えが容易なスローアウェイチップが好適に用いられる。
Further, the
The diameter of the
For the
更に、前記第1〜第4ガイドパッド6a〜6dは、前記同様の超硬からなり、全体が扁平な直方体形状を呈し、且つ外周面が前記工具本体2の円周面と同様に外向きに凸となる湾曲面を有している。かかる第1〜第4ガイドパッド6a〜6dは、工具本体2の円周面にその軸方向に沿って形成された凹溝内に、上記湾曲面側を除いた大半の部分が嵌め込まれ、図示しない複数のボルトで固定される。
図1に示すように、前記工具本体2の先端面3において、回転中心Cから前記切刃5a〜5cの刃面を通過する仮想の径線の位置を0度とした際に、該切刃5a〜5cの切削力を受ける向き(方向)において、90度±10度回転した位置(角度θ1)に第1ガイドパッド6aを、180度±10度回転した位置(角度θ2)に第2ガイドパッド6bを、220度±10度回転した位置(角度θ3)に第3ガイドパッド6cを、270度±10度回転した位置(角度θ4)に第4ガイドパッド6dを配置している。
因みに、図1では、第1ガイドパッド6aの位置θ1は90度、第2ガイドパッド6bの位置θ2は180度、第3ガイドパッド6cの位置θ3は225度、第4ガイドパッド6dの位置θ4は270度であるが、これらに限られない。
Furthermore, the first to
As shown in FIG. 1, when the position of an imaginary radial line passing from the center of rotation C to the blade surfaces of the
Incidentally, in FIG. 1, the position θ1 of the
本発明の深孔加工用先端工具1aにおいて、前記第1〜第4ガイドパッド6a〜6dを前記のような各位置ごとに配置したのは、次のような理由による。
従来から周知(前記特許文献1)であった前記θ1,θ2,θ4の位置ごとに3個のガイドパッドを配置した深孔加工用先端工具では、被加工材に深孔加工した際に、径方向に沿って振動し且つ軸方向に沿って変位するため、形成される深孔の断面がほぼ三角形状ないしほぼ五角形状になる場合が多々あった。
また、前記特許文献2のように、3個のガイドパッドを配置する際に、第1,第2ガイドパッドを前記θ1,θ2ごとに配置すると共に、第3ガイドパッドを181度〜220度の範囲内位置に配置することにより、真円性の向上を図った先端工具を提案されているが、3個であることよる限界が残っていた。
The reason why the first to
In the case of a deep hole processing tip tool in which three guide pads are disposed at each of the positions θ1, θ2 and θ4 as conventionally known (the above-mentioned Patent Document 1), the diameter when processing a deep hole in a workpiece Because of the vibration along the direction and the displacement along the axial direction, the cross section of the formed deep hole often has a substantially triangular or nearly pentagonal shape.
Further, as in the case of
発明者は、被加工材に深孔加工した際に、径方向に沿った振動および軸方向に沿った変位を確実に低減するため、4個のガイドパッドを用い、且つ第1〜第4ガイドパッド6a〜6dの配置すべき位置を前記θ1〜θ4に個別に規定した。
そのため、深孔加工中に第1〜第3ガイドパッド6a〜6cが加工済みの深孔の内壁面に接触して外側向きの力を受けても、第4ガイドパッド6dが回転中心C向きの力を受けるため、全体としてバランスが取れ、被加工材に形成される深孔の断面が三角形状になりにくく、真円形状になる(効果(1))、ものと考えられる。
更に、深孔加工中に第1,第2ガイドパッド6a,6bが加工済みの深孔の内壁面に接触して外側向きの力を受けても、第3,第4ガイドパッド6c,6dが回転中心C向きの力を受けるため、全体としてバランスが取れ、被加工材に形成される深孔の断面が五角形状になりにくく、真円形状になる(効果(2))、ものと考えられる。
以上のような観点の理由は、追って実施例によって具体的に説明する。
The inventor uses four guide pads to reliably reduce vibration along the radial direction and displacement along the axial direction when deep-piercing a workpiece, and uses the first to fourth guides. The positions at which the
Therefore, even if the first to
Furthermore, even if the first and
The reasons for the above viewpoints will be specifically described later by examples.
加えて、図1,図2(A),(B)に示すように、前記工具本体2の先端面3において、前記切刃5a〜5cおよび第1〜第4ガイドパッド6a〜6dの挿入用凹部ごとを除いた位置に、2つ(複数)の開口部8,9が開設され、かかる開口部8,9は、工具本体2の後端4側を軸方向の中心に沿って貫通している貫通孔7に連通するように集束している。
即ち、図3の概略図で示すように、大型の旋盤(図示せず)に両端部を拘束されて高速回転する丸棒の被加工材Wに対し、その一端面から長尺なボーリングヘッド10の先端に前記深孔加工用先端工具1aを取り付け、これらを被加工材Wにおける中心部の軸方向に沿って順次押し込むことで、深孔加工が行われる。
上記ボーリングヘッド10の中心部には、長尺な貫通孔11が位置し、該貫通孔11と上記先端工具1a側の貫通孔7とが連通している。上記先端工具1aの工具本体2およびボーリングヘッド10と被加工材Wに形成される深孔の内周面との隙間には、図3で右側から切削油が上記先端工具1aの先端面3側に高圧によって供給される。かかる切削油は、前記切刃(チップ)5a〜5cにおいて切削された切削屑と共に、先端面3の前記開口部8,9から貫通孔7,11を経て図3の右側(外部)に排出される。
尚、排出された上記切削油は、篩いおよび磁気フイルタを通過することによって、切削屑を除去された後、再利用される。
In addition, as shown in FIG. 1, FIG. 2 (A), (B), in the
That is, as shown in the schematic view of FIG. 3, the
A long through hole 11 is located at the center of the
The discharged cutting oil is recycled after the chips are removed by passing through a sieve and a magnetic filter.
以下において、本発明の実施例について、比較例と共に説明する。
予め、オーステナイト系ステンレス鋼(JIS:SUS304相当)からなり、表面を温間鍛造により硬化処理した直径12cmで長さが1000cmの丸棒の被加工材Wを2本用意し、順次これらの両端部を大型旋盤に回転可能に拘束した。
上記の被加工材Wの軸方向において、直径56mmで長さが1000cmのボーリングバー10の先端に、予め、3個のスローアウェイチップからなる前記切刃5a〜5cを配置した、直径67ミリの工具本体2およびを取り付け、第1〜第4ガイドパッド6a〜6dを以下の位置に配置した実施例の深孔加工用先端工具1aを用意した。
実施例の第1ガイドパッド6aの位置θ1は90度、第2ガイドパッド6bの位置θ2は180度、第3ガイドパッド6cの位置θ3は221度、第4ガイドパッド6dの位置θ4は270度とした。
一方、上記と同じボーリングバー10の先端に、前記同様の切刃5a〜5cを含む直径67ミリの工具本体2を取り付け、且つ第1,第2,第4ガイドパッド6a,6b,6dを以下の位置配置した比較例の深孔加工用先端工具を用意した。
比較例の第1ガイドパッド6aの位置θ1は90度、第2ガイドパッド6bの位置θ2は180度、第4ガイドパッド6dの位置θ4は270度である(前記第3ガイドパッド6cを除いた形態で且つ前記特許文献1に記載のものと同じ)。
In the following, examples of the present invention will be described together with comparative examples.
Prepare two round rod workpieces W with a diameter of 12 cm and a length of 1000 cm, made of austenitic stainless steel (JIS: equivalent to SUS 304) and hardened by warm forging in advance. Was rotatably constrained to a large lathe.
In the axial direction of the workpiece W described above, the
In the embodiment, the position θ1 of the
On the other hand, the
The position θ1 of the
1本の前記被加工材Wを円周方向に240rpmの回転数で回転させると共に、前記ボーリングバー10および実施例の深孔加工用先端工具1aを被加工材Wの軸方向に沿って毎分38mmの送り速度で該被加工材Wの中心軸に沿って進入させることによって、内径が68mmの深孔を得る深孔加工を行った(実施例)。
更に、残りの前記被加工材Wを上記と同じ回転数で回転させると共に、前記ボーリングバー10および比較例の深孔加工用先端工具を被加工材Wの軸方向に沿って上記と同じ送り速度で該被加工材Wの中心軸に沿って進入させることによって、内径が68mmの深孔を得る深孔加工を行った(比較例)。
One of the workpieces W is rotated in the circumferential direction at a rotational speed of 240 rpm, and the
Furthermore, while rotating the remaining workpiece W at the same rotational speed as above, the same boring speed as the above for the
実施例の深孔加工用先端工具1aおよび比較例の深孔加工用先端工具を用いた深孔加工された2本の被加工材Wについて、それぞれ切削が開始された端面から100mmの位置で切断し、かかる切断面ごとに現れる深孔の内周面に対し、接触式センサーを有する真円測定機を用いて、真円度を個別に測定し、それらの結果を、図4の円グラフ中に示した。
図4に示すように、実線で示す実施例の接触軌跡(真円度)は、一点鎖線で示す架空の真円形に対し、全周においてほぼ近似していた。一方、図4中で破線で示す比較例の接触軌跡(真円度)は、ほぼ三角形状で且つ一点鎖線の真円形に対し、大きく逸脱していた。かかる結果よれば、実施例による深孔加工は、比較例による深孔加工よりも真円性において優れていることが判明した。
The two deep-pierced workpieces W using the deep-hole processing tip tool 1a of the embodiment and the deep-hole processing tip tool of the comparative example are cut at a position of 100 mm from the end surface where the cutting is started. The circularity of the inner surface of the deep hole appearing for each cut surface is individually measured using a circle measuring machine having a contact type sensor, and the results are shown in the circle graph of FIG. It was shown to.
As shown in FIG. 4, the contact locus (roundness) of the embodiment shown by the solid line is substantially similar to the imaginary circular shape shown by the one-dot chain line all around. On the other hand, the contact locus (roundness) of the comparative example indicated by the broken line in FIG. 4 is largely deviated from the substantially circular shape and the perfect circle indicated by the alternate long and short dash line. According to this result, it was revealed that the deep hole machining according to the example is superior in roundness to the deep hole machining according to the comparative example.
また、前記深孔加工中において、実施例の深孔加工用先端工具1aおよび比較例の深孔加工用先端工具を用いた深孔加工している2本の被加工材Wの周面における垂直方向および水平方向の振動による径方向の変位を、被加工材Wごとの軸方向のほぼ全長に沿って測定し、上記2方向の変位と被加工材Wにおける軸方向の距離(長さ)とからなる2つの基グラフを得た。
上記2つの基グラフを公知のFFT解析(フーリエ解析)することで、振動の周波数別(周波数スペクトル)の変位を示すグラフ(周波数−変位)を、実施例と比較例とについて得た。それらの結果を図5のグラフに示した。尚、図5のグラフ中で、破線の比較例は、低い変位量では実線の実施例とほぼ重なっていた。
図5に示すように、実線で示す実施例では、振動が約16Hzの周波数において変位のピーク7.76μmが現れたのに対し、破線で示す比較例では、振動が約35Hzの周波数において変位のピーク11.92μmが現れた。従って、図5中の白抜き矢印で示すように、実施例による深孔加工は、振動の周波数および変位量の双方において、比較例による深孔加工よりも優れていることが判明した。
Further, during the deep hole drilling, the vertical surfaces of the circumferential surfaces of the two workpieces W being deep hole drilled using the deep hole drilling tip tool 1a of the embodiment and the deep hole drilling tip tool of the comparative example The displacement in the radial direction due to vibration in the direction and horizontal direction is measured along substantially the entire length in the axial direction for each workpiece W, and the displacement in the two directions and the axial distance (length) in the workpiece W Two basic graphs were obtained.
By subjecting the two basic graphs to known FFT analysis (Fourier analysis), graphs (frequency-displacement) showing displacement of each vibration frequency (frequency spectrum) were obtained for the example and the comparative example. The results are shown in the graph of FIG. In the graph of FIG. 5, the comparative example of the broken line almost overlapped with the example of the solid line at a low displacement amount.
As shown in FIG. 5, in the embodiment shown by the solid line, the displacement peak of 7.76 μm appeared at the frequency of about 16 Hz, while in the comparative example shown by the broken line, the vibration was at the displacement of about 35 Hz. A peak of 11.92 μm appeared. Therefore, as shown by the open arrow in FIG. 5, it was found that deep hole machining according to the example is superior to deep hole machining according to the comparative example in both the frequency of vibration and the displacement amount.
更に、実施例の深孔加工用先端工具1aおよび比較例の深孔加工用先端工具を用いた深孔加工した2本の前記被加工材Wを、それぞれ切削が開始された端面から50cmごとに順次切断し、加工長さ別における変位量を測定した。それらの結果を、図6のグラフに示した。
図6に示すように、実施例による深孔加工では、加工長さが700cmに達した際に約4.5mmの変位量であったの対し、比較例による深孔加工では、加工長さが250cmに達した際に既に約4.2mmの変位量となっていた。かかる結果から、実施例による深孔加工によれば、直進性に優れていることが判明した。
前記図4〜図6に示した実施例の深孔加工によって、前記深孔加工用先端工具1aによる前記効果(1)〜(4)が裏付けられたことが容易に理解されよう。
Furthermore, the two deep-pierced two workpieces W using the deep hole drilling tip tool 1a of the embodiment and the deep hole drilling tip tool of the comparative example are placed every 50 cm from the end face where the cutting is started. It cut | disconnected one by one and measured the displacement amount in processing length distinction. The results are shown in the graph of FIG.
As shown in FIG. 6, in the deep hole machining according to the example, the displacement amount was about 4.5 mm when the machining length reached 700 cm, whereas in the deep hole machining according to the comparative example, the machining length was When it reached 250 cm, the displacement amount was about 4.2 mm. From these results, it was found that the deep hole processing according to the example is excellent in straightness.
It will be easily understood that the effects (1) to (4) by the deep hole processing tip tool 1a are supported by the deep hole processing of the embodiment shown in FIGS.
図7は、異なる形態の深孔加工用先端工具1bを示す平面図、図8(A),(B)は、図7中の矢印A方向または矢印B方向に沿った側面図である。
上記深孔加工用先端工具1bは、図7,図8(A),(B)に示すように、前記同様の先端面3を含む工具本体2と、前記同様の位置θ1〜θ4に個別に配置された第1〜第4ガイドパッド6a〜6dとを備え、先端面3の回転中心Cから半径方向に沿って単一の切刃5が取り付けられている。かかる切刃5を除いた上記先端面3には、単一の開口部8が開口し、該開口部8は、後端4側の貫通孔7に連通している。かかる深孔加工用先端工具1bは、工具本体2の直径が、例えば、40〜30cm以下の比較的小径のものに好適である。
以上のような深孔加工用先端工具1bによっても、前記効果(1)〜(4)と同様の効果を奏することが可能である。
FIG. 7 is a plan view showing a deep hole processing tip tool 1b of a different form, and FIGS. 8A and 8B are side views along the arrow A direction or the arrow B direction in FIG.
As shown in FIGS. 7, 8A and 8B, the deep hole processing tip tool 1b individually has the tool
Also by the deep hole processing tip tool 1b as described above, it is possible to obtain the same effects as the effects (1) to (4).
本発明は、以上において説明した各形態や実施例に限定されるものではない。
例えば、前記切刃は、5個のチップからなるものとし、前記先端面3の中心C付近の中央側チップ、周辺側の外周側チップ、およびこれらの間に位置する中間チップと、前記外周側チップの径方向の反対側に位置し且つ半径方向で上記3つのチップ間ごとにほぼ位置する2つの中間チップとからなる形態としても良い。
また、前記切刃5,5a〜5cと第1〜第4ガイドパッド6a〜6dは、前記超硬に限らず、サーメットからなるものや、部分安定化ジルコニアのようなファインセラミックからなるものとしても良い
更に、第1〜第4ガイドパッド6a〜6dの底部側を受け入れる前記工具本体2の凹部は、底面の幅が開口部の幅よりも広い底広凹溝としても良い。
加えて、前記工具本体2の先端面3に開口し且つ前記貫通孔7に連通する開口部は、3箇所以上としても良い。
The present invention is not limited to the embodiments and examples described above.
For example, the cutting blade is composed of five tips, and the central tip near the center C of the
Further, the
In addition, three or more openings may be provided in the
本発明によれば、深孔加工中に本先端工具やボーリングバーによる不安定な振動を格段に低減でき、且つ被加工材に形成される深孔の断面を真円形に確実に近似させられる深孔加工用先端工具を確実に提供できる。 According to the present invention, it is possible to remarkably reduce unstable vibration due to the tip tool and the boring bar during deep hole machining, and to make it possible to reliably approximate the cross section of the deep hole formed in the workpiece to a perfect circle. The tip tool for hole processing can be provided reliably.
1a,1b………深孔加工用先端工具
2…………………工具本体
3…………………先端面
5,5a〜5c…切刃
6a〜6d………ガイドパッド
7…………………貫通孔
8,9……………開口部
10………………ボーリングバー
C…………………回転中心
W…………………被加工材
θ1〜θ4………角度(位置)
1a, 1b ......... deep hole
Claims (4)
全体が円柱形状を呈する工具本体と、
上記工具本体の先端面に取り付けられた切刃と、
上記工具本体の先端面の周辺と該工具本体の円周面との間にわたって配置された第1〜第4ガイドパッドとを含み、
上記工具本体の先端面の回転中心から上記切刃の刃面を通過する仮想の径線の位置を0度とした際に、該切刃の切削力を受ける向きにおいて、90度±10度回転した位置に上記第1ガイドパッドを、180度±10度回転した位置に上記第2ガイドパッドを、220度±10度回転した位置に上記第3ガイドパッドを、270度±10度回転した位置に上記第4ガイドパッドを配置してなる、
ことを特徴とする深孔加工用先端工具。 The cutting oil attached to the tip of the boring bar and supplied from the gap between the tool body and the processed deep hole in the workpiece is discharged together with the chips through the inside of the tool body and bow link bar to the rear end side Tool for deep hole processing,
A tool body that exhibits a cylindrical shape as a whole;
A cutting blade attached to the end face of the tool body,
First to fourth guide pads disposed between the periphery of the tip surface of the tool body and the circumferential surface of the tool body,
When the position of an imaginary radial line passing through the blade surface of the cutting blade from the center of rotation of the tip surface of the tool body is 0 degree, the direction of receiving the cutting force of the cutting blade is rotated 90 degrees ± 10 degrees A position where the first guide pad is rotated 180 degrees ± 10 degrees, a second guide pad is rotated 220 degrees ± 10 degrees, a third guide pad is rotated 270 degrees ± 10 degrees The fourth guide pad is disposed on the
Tool for deep hole machining characterized by
ことを特徴とする請求項1に記載の深孔加工用先端工具。 The third guide pad is disposed at a position rotated 221 to 230 degrees in a direction to receive the cutting force of the cutting edge when the position of the cutting edge is 0 degree from the rotation center of the tip surface of the tool main body Being
The deep hole processing tip tool according to claim 1, characterized in that:
ことを特徴とする請求項1または2に記載の深孔加工用先端工具。 At the tip end face of the tool body, at a position excluding the cutting edge, one or more openings communicating with the through holes for discharging the cutting oil and cutting debris are located.
The deep hole processing tip tool according to claim 1 or 2, characterized in that
ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の深孔加工用先端工具。 The cutting blade includes a central tip including the rotation center of the tip surface of the tool body, an outer circumferential tip partially protruding outward from the periphery of the tip surface, and the outer circumferential tip rotates the tip surface. It is arranged at the opposite middle position across the center, and is composed of the respective chips and the middle chips arranged linearly along the diameter line,
The deep hole processing tip tool according to any one of claims 1 to 3, characterized in that:
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