JP6689940B2 - 止まり穴加工方法及び止まり穴加工システム - Google Patents
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Description
本開示の止まり穴加工方法は、表面に止まり穴が形成された加工対象物を準備する準備工程と、前記止まり穴の底部側の内周壁面に該内周壁面よりも大径とされた環状溝を形成する環状溝形成工程と、先端部の外周側に切削刃先を有する大径穴形成用切削工具を前記止まり穴に挿入して、前記切削刃先を前記環状溝に差し込む差込工程と、前記大径穴形成用切削工具を回転させながら前記止まり穴の前記環状溝から前記表面に向かい引き抜き、前記止まり穴の内周壁面を切削して、前記止まり穴よりも大径の大径穴を形成する大径穴形成工程と、を有し、前記大径穴形成用切削工具として、前記切削刃先が前記大径穴形成用切削工具の軸方向と直交する面に対して対称な形状を有するものを使用し、前記大径穴形成工程を行う前に、前記止まり穴の開口端の全周にわたって所定の深さ仮切削して仮切削部を形成し、該仮切削部の外径寸法を測定する外径寸法測定工程を行う。
また、大径穴形成用切削工具として、切削刃先が大径穴形成用切削工具の軸方向と直交する面に対して対称な形状を有するものを使用すれば、止まり穴に対して挿入方向(ボーリング加工)と表面に向かう引抜方向(バックボーリング加工)の両方向の切削加工を行うことが可能となる。また、切削刃先が工具の軸方向と直交する面(具体的には、水平面)に対して対称な形状となっているため、ボーリング加工時の切削抵抗とバックボーリング加工時の切削抵抗とを同等にすることができる。これにより、ボーリング加工時の加工径とバックボーリング加工時の加工径とを同様な加工精度で等しくすることができる。
また、大径穴形成工程を行う前に、ボーリング加工によって止まり穴の上部(開口端)から所定の深さ(例えば、仮切削時において、生じた切削屑が工具に干渉することなく、所定の計測器で加工径が確認できる程度の深さ(例えば5mm程度))だけ仮切削し、この仮切削部における外周の径寸法を測定することで、実際のバックボーリング加工時の前に、加工径が適正な径(大径穴の径の公差内、更に好ましくは公差の中間値)になっているかの確認を行うことができる。このようにして、大径穴形成工程を全体に行う前に切削刃先の突出量の適否が確認できるため、切削刃先の適切な位置調整が可能となる。
≪第1実施形態≫
以下、本開示の止まり穴加工方法の第1実施形態について、図1,図2を用いて説明する。
図1は本実施形態に係る止まり穴加工方法を説明するための縦断面図である。
まず、表面に荒加工の止まり穴が形成された加工対象物を準備する。図1(a)は加工対象物の表面に荒加工の止まり穴が形成された状態を示す図である。図1(a)に示すように、まず、大径ねじ径に対して所定サイズで小さい大径ねじ下穴などの大径穴を形成するにあたり、荒穴空け用の切削工具等を用いて加工対象物Wの表面WSに大径ねじ下穴(止まり穴)11を形成する。止まり穴11の荒加工径(止まり穴11の内周壁面12の径)R2は、仕上加工にて形成される大径穴(大径ねじ穴)の仕上加工径R1よりも小さくする。具体的には、荒加工径R2は、仕上加工径R1の公差の下限値と同等かこれよりも小さくする。図1(a)の状態では、止まり穴11の底部13には、止まり穴11の中心軸線H方向に向かって傾斜した傾斜面14が形成されている。
次に、止まり穴の底部側の内周壁面に、この内周壁面よりも大径とされた環状溝を形成する。図1(b)は、止まり穴の底部側の内周壁面に環状溝を形成する状態を示す図である。図1(b)に示すように、止まり穴11の内周壁面12を径方向外側に向かって加工可能な切削工具(具体的には、サイドカッター)31を止まり穴11の底部13まで挿入する。そして、切削工具31を止まり穴11の底部13付近で自転及び公転させながら中心軸線Hに沿って上下方向に移動させることで内周壁面12を切削し、止まり穴11の底部13に内周壁面12よりも大径の環状溝15を形成する。
次に、大径穴形成用切削工具(切削工具)を止まり穴に挿入して、この切削工具の切削刃先を環状溝に差し込む。まず、図2を示して差込工程及び後述の大径穴形成工程にて用いる大径穴形成用切削工具の構成について説明する。図2は、本実施形態で使用する大径穴形成用切削工具の一例を示す図である。図2(a)は、大径穴形成用切削工具の側面図であり、図2(b)は、図2(a)中の二点鎖線の丸で囲まれた領域を拡大した拡大側面図である。
次に、切削工具を回転させながら止まり穴から引き抜き、止まり穴の内周壁面を切削して、止まり穴よりも大径となる所定の仕上加工径R1の大径穴を形成する。図1(d)は、止まり穴11の底部の環状溝15から表面WSに向かい切削工具1を引き抜くバックボーリング加工を行う状態を示す図である。図1(d)に示すように、差込工程において環状溝15に差し込まれた切削工具1を止まり穴11の中心軸線Hを中心軸にして回転させながら止まり穴11の環状溝15から表面WSに向かい引き抜いて、止まり穴11の内周壁面12を切削し、仕上壁面16を形成する。これにより、止まり穴11よりも大径の大径穴17(仕上加工径がR1)を形成する。
(例えば5mm程度))だけ仮切削し、この仮切削部における外周の径寸法を測定することで、実際のバックボーリング加工時の前に、ボーリング加工径が適正な径(大径穴の径の公差内、更に好ましくは公差の中間値)になっているかの確認を行うことができる。
次に、本開示の止まり穴加工方法の第2実施形態について、図3を用いて説明する。
図3は本実施形態に係る止まり穴加工方法を説明するための縦断面図である。
まず、表面に止まり穴が形成され、この止まり穴の底面に止まり穴よりも小径のヌスミ穴が形成された加工対象物を準備する。図3(a)は、加工対象物に止まり穴及びヌスミ穴を形成する状態を示す図である。図3(a)に示すように、まず、荒穴空け用切削工具(切削工具)41を用いて加工対象物Wの表面WSに対して切削を行う。この切削工具41は、荒穴空け用ドリル42と、荒穴空け用ドリル42の先端部43に設けられた底ヌスミドリル44と、を備える。この切削工具41で加工対象物Wの表面WSを加工することで、止まり穴11を形成する(第1実施形態に同様)とともに、さらに、この止まり穴11の底部13(底面20)にヌスミ穴19を形成する。図3(a)に示すように、止まり穴11の中心軸線及びヌスミ穴19の中心軸線は同じになる(中心軸線H)。
次に、止まり穴の底部を荒加工し、底部に段差部を形成する。図3(b)は、止まり穴の底部に段差部を形成する状態を示す図である。図3(b)に示すように、ねじ底部荒加工ミル(荒加工ミル)51を用い、荒加工ミル51を止まり穴11の底部13で自転及び公転させることで、底部13の荒加工を行う。この荒加工により、底部13に、止まり穴11の中心軸線H方向に向かって複数の段差が設けられて段々状となる段差部22を形成する。ただし、この段差部22は、後述する所定の開き角(例えば118°)の円錐状の傾斜面21(図3(b)中に点線で表記)よりも表面WSからの深さが深くならないように形成する。
次に、止まり穴の底部側の内周壁面に、この内周壁面よりも大径とされた環状溝を形成する。図3(c)は、止まり穴の底部側の内周壁面に環状溝を形成する状態を示す図である。図3(c)に示すように、止まり穴11の内周壁面12を径方向外側に向かって加工可能な切削工具(具体的には、サイドカッター)31を止まり穴11の底部13まで挿入する。そして、切削工具31を止まり穴11の底部13付近で自転及び公転させながら上下方向に移動させることで内周壁面12を切削し、止まり穴11の底部13に環状溝15を形成する(第1実施形態に同様)。
次に、止まり穴11の底面を切削し、止まり穴の中心軸線Hに対する開き角が所定角度(例えばボルト径サイズで標準等から設定される118°)となる円錐状の傾斜面を形成する。図3(d)は、止まり穴の底部に円錐状の傾斜面を形成する状態を示す図である。図3(d)に示すように、ねじ底部仕上加工ミル61を用いて、止まり穴11の底部13の仕上加工(傾斜面形成)を行う。この仕上加工により、底部13に、止まり穴11の中心軸線Hに対する開き角が、例えば118°となる円錐状の傾斜面21を形成する。なお、図3(d)中にも示しているように、傾斜面21の開き角の許容範囲は、例えば118°に対しては±1/4°である。
次に、本開示の止まり穴加工システムの一例について説明する。
本開示の止まり穴加工システムは、上述の止まり穴加工方法を実行する制御装置を備える。制御装置は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体等から構成されている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記憶媒体等に記憶されており、このプログラムをCPUがRAM等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。なお、プログラムは、ROMやその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、DVD−ROM、半導体メモリ等である。
第1実施形態の止まり穴加工方法であれば、大径穴形成時の切削方向が止まり穴11の底部13側の環状溝15から表面WSに向かい切削工具1が引き抜かれる方向となる。従って、大径穴形成加工中に止まり穴11の底部13に堆積する切削屑Sが切削工具1の先端に干渉して加工の妨げとなることを防止することができる。これにより、止まり穴11の底部13に堆積する切削屑Sの監視作業や除去作業を不要とすることができるため、作業工程を簡略化することができる。また、作業工程を自動化できる。また、加工途中での切削屑Sの除去作業を不要とすることができるため、止まり穴11の加工に係る工数を大幅に低減することができる。
第2実施形態の止まり穴加工方法であれば、止まり穴11において、傾斜面21の上端側及び下端側の両方にヌスミ部が形成される。このように、止まり穴11における傾斜面21の上端側及び下端側の両方にヌスミ部が設けられているため、切削後に止まり穴11の底部13の一部にR部が形成されることを防止でき、加工精度の高い傾斜面21を形成できる。従って、所定角度(例えば118°)の面取りがされたボルトの先端部が、全面にわたって止まり穴11に形成された傾斜面21と面接触できるため、加工対象物Wとボルトとの密着性が向上する。
2 工具本体(ボーリングバー)
3 先端部
4 チップホルダー
5 チップ(切削刃先)
11 止まり穴(大径ねじ下穴)
12 内周壁面
13 底部
14 傾斜面
15 環状溝
16 仕上壁面
17 大径穴
18 段差部
19 ヌスミ穴
20 底面
21 傾斜面
22 段差部
23 ヌスミ穴
31 切削工具
41 荒穴空け用切削工具(切削工具)
42 荒穴空け用ドリル
43 先端部
44 底ヌスミドリル
51 ねじ底部荒加工ミル(荒加工ミル)
61 ねじ底部仕上加工ミル
a,a’ 角
B 軸方向
C,C’,C” 面
H 中心軸線
S 切削屑
W 加工対象物
WS 表面
R1 仕上加工径
R2 荒加工径
Claims (6)
- 表面に止まり穴が形成された加工対象物を準備する準備工程と、
前記止まり穴の底部側の内周壁面に該内周壁面よりも大径とされた環状溝を形成する環状溝形成工程と、
先端部の外周側に切削刃先を有する大径穴形成用切削工具を前記止まり穴に挿入して、前記切削刃先を前記環状溝に差し込む差込工程と、
前記大径穴形成用切削工具を回転させながら前記止まり穴の前記環状溝から前記表面に向かい引き抜き、前記止まり穴の内周壁面を切削して、前記止まり穴よりも大径の大径穴を形成する大径穴形成工程と、
を有し、
前記大径穴形成用切削工具として、前記切削刃先が前記大径穴形成用切削工具の軸方向と直交する面に対して対称な形状を有するものを使用し、
前記大径穴形成工程を行う前に、前記止まり穴の開口端の全周にわたって所定の深さ仮切削して仮切削部を形成し、該仮切削部の外径寸法を測定する外径寸法測定工程を行う止まり穴加工方法。 - 表面に止まり穴が形成され、該止まり穴の底面に前記止まり穴よりも小径のヌスミ穴が形成された加工対象物を準備する準備工程と、
前記止まり穴の底部側の内周壁面に該内周壁面よりも大径とされた環状溝を形成する環状溝形成工程と、
前記止まり穴の底面を切削し、前記止まり穴の中心軸線に対する開き角が所定角度となる円錐状の傾斜面を形成する傾斜面形成工程と、
を有し、
前記準備工程において、前記加工対象物として、前記ヌスミ穴の前記表面からの深さが、前記傾斜面形成工程において形成する前記円錐状の前記傾斜面の下端の前記表面からの深さよりも深いものを準備する止まり穴加工方法。 - 先端部の外周側に切削刃先を有する大径穴形成用切削工具を前記止まり穴に挿入して、前記切削刃先を前記環状溝に差し込む差込工程と、
前記大径穴形成用切削工具を回転させながら前記止まり穴の前記環状溝から前記表面に向かい引き抜き、前記止まり穴の内周壁面を切削して、前記止まり穴よりも大径の大径穴を形成する大径穴形成工程と、を有する請求項2に記載の止まり穴加工方法。 - 前記大径穴形成用切削工具として、前記切削刃先が前記大径穴形成用切削工具の軸方向と直交する面に対して対称な形状を有するものを使用する請求項3に記載の止まり穴加工方法。
- 前記大径穴形成工程を行う前に、前記止まり穴の開口端の全周にわたって所定の深さ仮切削して仮切削部を形成し、該仮切削部の外径寸法を測定する外径寸法測定工程を行うことを特徴とする請求項4に記載の止まり穴加工方法。
- 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の止まり穴加工方法を実行する制御装置を備える止まり穴加工システム。
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