JPH08252712A - 円筒体周面にあけた穴の開先加工具及び開先加工法 - Google Patents

円筒体周面にあけた穴の開先加工具及び開先加工法

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JPH08252712A
JPH08252712A JP6028295A JP6028295A JPH08252712A JP H08252712 A JPH08252712 A JP H08252712A JP 6028295 A JP6028295 A JP 6028295A JP 6028295 A JP6028295 A JP 6028295A JP H08252712 A JPH08252712 A JP H08252712A
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JP
Japan
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hole
main
blade
groove
axial
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Withdrawn
Application number
JP6028295A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Yabuki
博 矢吹
Original Assignee
Nippon B T Ee Kk
日本ビーテーエー株式会社
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Publication date
Application filed by Nippon B T Ee Kk, 日本ビーテーエー株式会社 filed Critical Nippon B T Ee Kk
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B51/00Tools for drilling machines
    • B23B51/10Bits for countersinking
    • B23B51/105Deburring or countersinking of radial holes

Abstract

(57)【要約】 【目的】円筒体の周面にあけた穴を機械的に開先加工す
る工具、及びその工具を使用する機械的開先加工法を提
供する。 【構成】開先加工具は工作機械に固定するシャンク4
と、そのシャンクに一体回転するが軸方向摺動可能に取
り付けた本体1と、シャンク4と本体1の間に介在して
本体1を穴11側へ押圧するばね18と、その本体の一
側に固定した刃物2と、同じく本体の他側に軸方向位置
調整可能に固定したガイドロール3と、本体1の先端部
に固定した穴ガイド9とから構成される。上記工具の穴
ガイド9を円筒体10の周面にあけた穴11の内面に沿
わせ、刃物2を回転させて穴11の側周面を切削する。
刃物2が穴11の底周縁を切削するとき、その開先孔の
表面周縁にガイドロール3を当てて刃物2の穴軸方向送
りを阻止する。円筒体10が比較的厚肉の場合、刃物2
の穴軸方向切削限度位置を開先穴底周縁の穴軸方向所要
最低位置に機械側で略等しく設定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は円筒体周面にあけた穴の
周面を開先加工するための工具及びその工具を使用して
開先加工する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】化工用塔槽類、熱交換器部品等は、外径
100〜2000mmの金属製円筒体に断面円形の穴を
あけ、その穴にパイプをはめ、そのパイプを円筒体に溶
接して製造されることが多い。この場合、円筒体周面に
あけた穴に開先加工を施して溶接を容易にする。従来、
円筒体周面にあけた穴の開先加工はハンドグラインダー
を使用する手作業によって実施されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ハンドグラインダーを
使用して穴の周面に開先加工を施す作業は人手と時間を
要する作業であり、その上、熟練しないと、正確な開先
面に仕上げることが難しいという問題があった。本発明
はこの問題を解決するためになされたものであり、その
目的とするところは、円筒体周面にあけた穴を機械的に
開先加工する工具と、その工具による加工方法を提供す
ることにある。
【0004】
【問題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明が採用する手段は、図1に示すように、回転
しながら軸方向に移動可能な工作機械の主軸のチャック
等に取り付けるシャンク4と、そのシャンクに取り付け
て一体回転させる本体1と、その本体の一側に固定した
刃物2とからなる開先加工具において、本体1を軸方向
摺動自在にシャンクに取り付け、本体1とシャンク4の
間に配置したばね18によって本体1を軸方向先端側へ
押圧し、本体1の刃物2と直径方向反対側の位置にガイ
ドロール3を固定したことにある。本体1の先端には円
筒体10の周面にあけた穴11に沿う穴ガイド9を付設
する。
【0005】又、この工具を使用して、円筒体10の周
面にあけた穴11を開先加工する本発明方法は、開先さ
れた穴31の表面周縁にガイドロール3を当てて穴を開
先する刃物2の穴軸方向送りを阻止することを特徴とす
る。なお、円筒体10の肉厚が外径に比べて大きい場
合、刃物2の穴軸方向送り限度位置を要求されている開
先底周縁の穴軸方向最低位置に略等しく機械側を設定す
ることが望ましい。
【0006】
【作用】図1及び図2に示すように、開先加工用工具は
シャンク4と、そのシャンクに一体回転するが軸方向に
は摺動自在に取り付けられた本体1と、その本体1の一
側に固定した刃物2と、本体の刃物2とは直径方向に相
対する他側に固定したガイドロール3とから構成され
る。シャンク4は工作機械の旋回しながら軸方向に移動
する主軸に固定されてそれと一体回転し、シャンク4と
本体1の間に介在するばね18が本体1を軸方向に押圧
する。
【0007】本体1の先端部に固定した穴ガイド9を、
鎖線で示す円筒体10の穴11の内面に沿わせると、本
体1は穴11と同軸になる。ついで、工作機械を駆動
し、本体1を回転させて穴軸方向に送り、刃物2で穴1
1の側周面を切削する。刃物2が前進すると、ガイドロ
ール3が穴表面に当接して刃物2の軸方向の送りを阻止
する。
【0008】図3(a)、(b)に示すように、肉厚
t、外径Dの円筒体10に内径dの穴11をあけ、その
穴に開先角度αの開先加工を施す。穴軸Oを垂直、穴軸
Oと円筒体10の軸心を含む面を基準面とし、その基準
面と穴軸において、角度θで交差する面上にある穴31
の表面及び裏面周縁の位置をP(θ)、Q(θ)とする
と、θが0〜90(度)の範囲において、穴31の表面
及び裏面周縁は、P(0)、Q(0)の位置において最
高となり、それからθが大きくなるにつれて低下し、P
(90)、Q(90)の位置において最低となる。
【0009】このように、円筒体周面にあけた穴の周縁
は穴軸に対する角度位置によって穴軸方向位置が異なる
から、穴の裏面周縁の穴軸方向位置に合わせて刃物を送
らないと、パイプ等の溶接に適した開先穴を形成するこ
とができないが、裏面周縁にならわせることは不可能で
ある。そこで、本発明は、図1に示すように、刃物2の
反対側に設けたガイドロール3を穴31の表面周縁に当
てて刃物2の穴軸方向送りを阻止する。これにより、刃
物2は穴31の表面周縁の穴軸方向位置に応じて送られ
ほぼ適正な開先穴を形成する。
【0010】図3(b)に示すように、穴31の表面周
縁穴軸方向最高位置P(0)と最低位置P(90)の間
の落差y1は裏面周縁の穴軸方向最高位置Q(0)と最
低位置Q(90)の落差zよりも常に大きいから、ガイ
ドロールにより穴31の表面周縁の穴軸方向位置に併せ
て刃物を穴軸方向に送ると、刃物は表裏落差y1−zだ
け穴軸方向に送り過ぎとなり削りすぎを生ずるが、肉厚
tが小さいときは、表裏落差の差は小さく、開先穴が歪
むおそれは少ない。
【0011】図4に示すように、ガイドロールがθ=0
の基準面に接触した時、刃物2の切削線がQ(0)を通
るようにセットする。刃物2を穴軸方向に送るとθが0
の位置で切削を始める。刃物をさらに送るとθが0の位
置でガイドロールが円筒体の周面に当り、刃物の送りは
Q(0)の点で阻止される。しかし、θが0の位置以外
ではまだガイドロールは円筒体の周面に当たらず、刃物
送りを続けることができる。刃物送りをつづけるにつ
れ、ガイドロールが円筒体の周面に当たって刃物の送り
を阻止する角度範囲θは大きくなっていく。一番最後に
ガイドロールがあたる位置のθは90゜と−90゜であ
る。ガイドロールにより刃物送りが阻止される状態を説
明すると次のとおりである。
【0012】刃物2がQ(0)よりzだけ送られるとθ
=90゜の位置の穴の下端Q(90)を切削するが、こ
の位置ではガイドロールはまだ円筒体の周面に当たって
おらず、さらにガイドロールがy1−zだけ送られてP
(−90)に達したとき、刃物2は先にP(90)を過
ぎてP´(90)の位置にあり、P(−90)は既に切
削された架空の点となっている。そこで、ガイドロール
がさらにΔy1だけ進んでP″(−90)に達したと
き、始めて刃物2の前進はP″(90)の位置で阻止さ
れる。このようにして刃物の穴軸方向の送り過ぎはy1
+Δy1−zとなり、ハッチした部分が余分に削られ
る。この削り過ぎはθ=0の時は0であるが、θが増す
につれ増大し、θ=90°で最大となる。
【0013】円筒体10の肉厚が外径に比べて大きくな
ると、ガイドロールを用いただけではこの削り過ぎはか
なり大きくなるので、その場合は刃物2の切削が開先の
所要最下限位置以上に進まないように主軸の送りにも制
限を設ける。この場合、穴軸0と円筒体10の軸線を含
む基準面に角度的に近い部分はガイドロールで刃物2の
送りを制限し、基準面より角度的に遠い部分は主軸の送
りを機械側で制限するようにするから、ガイドロール3
は基準面から角度的に最遠の点P(90)及びP(−9
0)の付近には接触しなくなる。
【0014】
【実施例】本発明の方法を実施例に基づいて説明する。
図1及び図2に示すように、ラジアルボール盤等の回転
しながら軸方向に昇降する主軸のチャック等にシャンク
4を固定し、そのシャンク4にスプラインスリーブ20
をボルト22によって同軸に固定する。スプラインスリ
ーブ20に本体1のスプライン軸部15を軸方向に摺動
自在にはめ込む。シャンク4とスプライン軸部15のば
ね溝17の間にばね18を配置して本体1を軸方向下方
に押圧する。本体1の上端部にスナップリング19を介
してストッパー21を取り付け、そのストッパー21に
よって本体1の軸方向移動の下限を設定する。スプライ
ン軸部15に本体1の刃物固定部14をボルト16によ
り同軸に固定し、その刃物固定部14の先端部に2個の
穴ガイド9を固定する。
【0015】本体1を円筒体10の周面にあけた穴11
と同軸にセットしたとき、穴ガイド9は穴11に内接す
る。刃物固定部14の直径方向に相対する一側に刃物2
を固定し、他側に軸方向に延長するガイド溝5を設け
る。ガイド溝5にガイドホルダ6を摺動可能にはめ、そ
のガイドホルダに軸方向に延長する長孔7を設ける。長
孔7にボルト8を通してガイドホルダ6を本体1に固定
する。ガイドホルダ6の下端部にガイドロール3を回転
自在にはめたロール軸12をナット13により固定す
る。ガイドロール3の軸方向位置は、ガイドホルダ6の
本体1への固定位置を変えることにより調整することが
できる。
【0016】
【表1】
【0017】表に示す実施例1〜3は、直径89.1m
m、肉厚5.5mmの鋼管に穴径25.4mm、31.
8mm、38.1mmの穴をあけ、その穴に開先角35
度の開先穴を形成したものである。開先加工は刃物をガ
イドロールで案内する方法である。開先穴の基準面に対
して0.00、22.50、45.00、67.50、
90.00(度)の角度における表面周縁の落差y1、
裏面周縁の落差z、表裏落差の差y1−z、刃物の送り
過ぎy1+Δy1−zを示す。ここで、zは、図3
(a)、(b)におけるQ(0)とQ(θ)の間の穴軸
方向落差であり、軸方向に送り制御機能をもたない通常
の工具で切削した時に、点Q(θ)に生ずる未切削部分
の穴軸方向長さに等しい。又、刃物の送り過ぎy1+Δ
y1−zは刃物の送りをガイドロールによって制限した
ときに、点Q(θ)に生ずる削り過ぎの穴軸方向長さに
等しい。
【0018】実施例1〜3の場合は、ガイドロールによ
り刃物を案内するとき、最大穴軸方向長さ1.06〜
1.37mmの削り過ぎを生ずるが、刃物を案内しない
ときに生ずる最大穴軸方向長さ2.12〜4.96の未
切削部分よりは小さいことを示すから、実施例1〜3の
場合、ガイドロールで刃物を案内する方法はガイドロー
ルを使用しない方法よりも開先穴の適正度において優れ
ているといえる。
【0019】実施例4〜7は直径139.8mm、肉厚
12.7mmの鋼管に穴径31.8mm、38.1mm
の穴をあけ、その穴に開先角45度の開先穴を形成した
ものである。開先加工はガイドロールで刃物を案内する
方法であるが、実施例4、5は刃物の下限位置を限定し
ない方法であり、実施例6、7は刃物の穴軸方向切削下
限位置を穴裏面周縁の所要の最低位置に略等しくなるよ
うに機械側で限定する方法である。すなわち、実施例
6、7は、図1において、シャンク4及びスプライン軸
15が共に下限位置にきたとき、刃物2が穴31の所要
の底周縁最低位置に達する。
【0020】開先穴の基準面に対して0.00、22.
50、41.00、45.00、67.50、90.0
0(度)の角度における開先穴表面周縁の落差y1、裏
面周縁の落差z、表裏差y1−z、刃物送り過ぎy1+
Δy1−zは表に示すとおりである。この表で、刃物の
下限位置をガイドロールのみで規定する実施例4、5は
最大穴軸方向長さ3.80mm、4.28mmの削り過
ぎを生じるから、軸方向の送り制御機能を持たない通常
の工具で加工した場合の最大穴軸方向長さ2.25m
m、3.27mmの未切削部分に比べてむしろ不良にな
るが、刃物をガイドロールならびに機械側で孔軸方向位
置を限定する実施例6、7は削り過ぎの最大穴軸方向長
さが1.33mm、1.65mmにすぎないから、軸方
向の送り制御機能を持たない通常の工具よりも良好な開
先穴に加工することができるといえる。
【0021】実施例は開先の底と穴の裏面が合致するも
のを示したが、本発明方法は開先の所要の底が穴の裏面
より高い位置にあるものにも適用することができる。そ
の場合、刃物の穴軸方向下限位置の機械側による設定
は、開先底周縁の穴軸方向所要最低位置にほぼ等しくす
る。
【0022】
【発明の効果】上記のとおり、本発明の開先加工具は、
シャンクによって工作機械に取り付けられ、その工作機
械によって円筒体にあけた穴を開先加工するから、従来
のハンドグラインダーによる手作業の開先加工とは異な
り、三次元の開先面を短時間でほぼ正確に省力加工する
ことができるという優れた効果を奏する。
【0023】又、本発明の開先加工法は開先加工する穴
の表面周縁に当てるガイドローラによって刃物の穴軸方
向送りを案内するから、パイプ等の溶接に適した開先穴
を形成することが可能であり、さらに、刃物の穴軸方向
限度位置を開先底周縁の穴軸方向最低位置に略等しく設
定すると、円筒体の肉厚が大きくなっても、刃物の削り
過ぎが抑制され、より適正な形状の開先穴を加工するこ
とができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】は開先加工工具の要部を示す側面図、
【図2】は図1の工具の底面図、
【図3】は開先加工を施した鋼管の要部を示す図、
(a)は穴を上から見た平面図、(b)は穴の断面図で
ある。
【図4】はガイドロールによる刃物の案内を示す図、
【符号の説明】
1:本体、2:刃物、3:ガイドロール、4:シャン
ク、5:ガイド溝、6:ガイドホルダ、7:長孔、8:
ボルト、9:穴ガイド、10:鋼管(円筒体)、11:
穴(開先前)、12:ロール軸、13:ナット、14:
刃物固定部、15:スプライン軸部、16:ボルト、1
7:ばね溝、18:ばね、19:スナップリング、2
0:スプラインスリーブ、21:ストッパー、22:ボ
ルト、31:穴(開先後)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転しかつ軸方向に移動可能な工作機械
    の主軸に固定されたシャンク(4)と、前記シャンクに
    同軸に一体回転するように取り付けられた本体(1)
    と、前記本体の一側に固定された刃物(2)とを備えた
    工具において、前記シャンクに前記本体を軸方向摺動自
    在に取り付け、前記シャンクに前記本体を軸方向に押圧
    するばね(18)を設け、前記本体の前記刃物と直径方
    向に相対する他側にガイドロール(3)を固定し、前記
    本体の先端部に円筒体(10)の周面にあけた穴(1
    1)に沿う穴ガイド(9)を固定したことを特徴とする
    円筒体周面にあけた穴の開先加工具。
  2. 【請求項2】 本体(1)を刃物(2)を取り付ける刃
    物固定部(14)とその刃物固定部に同軸に連結固定し
    たスプライン軸(15)とから形成し、シャンク(4)
    にスプラインスリーブ(20)を同軸に固定し、前記ス
    プラインスリーブに前記スプライン軸(15)を嵌合
    し、前記スプライン軸にストッパー(21)を設けて前
    記ばねによる前記本体の摺動限度を規定したことを特徴
    とする請求項1記載の円筒体周面にあけた穴の開先加工
    具。
  3. 【請求項3】 開先加工具の一側に刃物(2)を備えた
    本体(1)を円筒体(10)の周面にあけた穴(11)
    の穴軸に同軸に挿入し、前記本体を回転しかつ穴軸方向
    に送って前記穴の側周面を開先する加工法において、前
    記本体の他側に設けたガイドロール(3)を開先した孔
    (31)の表面周縁に当てて前記刃物(2)の穴軸方向
    送りを阻止することを特徴とする円筒体周面にあけた穴
    の開先加工法。
  4. 【請求項4】 刃物(2)の穴軸方向送り限度位置を前
    記穴の所要開先底周縁の穴軸方向最低位置に略等しく設
    定したことを特徴とする請求項3記載の円筒体周面にあ
    けた穴の開先加工法。
JP6028295A 1995-03-20 1995-03-20 円筒体周面にあけた穴の開先加工具及び開先加工法 Withdrawn JPH08252712A (ja)

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Cited By (6)

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