JPH09277106A

JPH09277106A - ボーリングバー

Info

Publication number: JPH09277106A
Application number: JP9539196A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Ueda; 宏樹上田; Takayasu Fujiura; 貴保藤浦; Kazuko Nagura; 和子名倉; Naohiro Kobayashi; 尚博小林; Takayuki Koizumi; 孝之小泉; Toru Fujii; 藤井　　透
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1996-04-17
Filing date: 1996-04-17
Publication date: 1997-10-28

Abstract

(57)【要約】【課題】ボーリングバーの突き出し長さＬと外径Ｄと
の比Ｌ／Ｄが大きくなる場合や、中ぐり加工条件がより
過酷になる場合でも、中ぐり加工時のびびり振動を低減
させることが可能なボーリングバーを提供する。【解決手段】軸状のシャンク部の先端に切削チップを
保持するヘッド部を設け、かつ前記シャンク部が繊維強
化複合材からなる軸状の本体と、この本体の長手方向断
面に設けられ前記繊維強化複合材よりも曲げ弾性率の高
い弾性材からなる補剛部材を備えてなるボーリングバー
において、前記ヘッド部と前記補剛部材を一体に形成す
るとともに、前記補剛部材の外周面に繊維強化複合材を
積層する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械において
中ぐり加工を行う際に用いられるボーリングバーに関す
るものであり、特に加工時のびびり振動を低減させるこ
とが可能となるボーリングバーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ボーリングバーは工作物の中ぐり加工に
用いられている。このボーリングバーの先端部は切削チ
ップを保持し、後端部は工作機械の主軸や刃物台等のベ
ースホルダに装着されている。長尺の中ぐり加工の需要
が多くなり、ボーリングバーの固定部からの突き出し長
さＬを長くして、中ぐり切削加工が行われている。突き
出し長さＬが長くなると、すなわち突き出し長さＬとボ
ーリングバーの外径Ｄとの比Ｌ／Ｄが大きくなると、中
ぐり加工時にびびり振動が発生し易くなる。このびびり
振動が切削面の仕上げ精度を低下させたり、ボーリング
バー先端の切削チップの寿命を低下させる原因となる。

【０００３】従来、ボーリングバーのＬ／Ｄが大きくす
る場合には、防振手段を配設した防振ボーリングバー
や、ボーリングバーの本体に剛性の高い超硬合金を使用
した超硬合金製ボーリングバー等を用い、びびり振動の
発生を回避してきた。しかし、防振ボーリングバーは構
造が複雑なために、微妙な調整を必要とし、高価であ
る。一方、超硬合金製ボーリングバーは超硬合金の比重
が大きいため、太径のボーリングバーは重量が過大とな
り取扱いに問題を生じる。

【０００４】このため、ボーリングバーのびびり振動振
動の防止手段として、ボーリングバー本体の材料とし
て、繊維強化複合材を用いることが提案されてきた。例
えば、実開平５−３９８０６公報、特願平６−３１８３
３２公報である。

【０００５】実開平５−３９８０６公報のボーリングバ
ーは、図１１に示すように、先端部に切削チップを保持
するヘッド部２１と、後端部にクランプ部２２を設けた
軸状の鋼製芯材２０を有し、かつこの鋼製芯材２０のヘ
ッド部２１とクランプ部２２との間の周囲に繊維強化複
合材からなる被覆層２３をもつ繊維強化複合材被覆のボ
ーリングバーである。この被覆層２３の繊維強化複合材
は剛性が高くかつ比重が小さいことから、繊維強化複合
材被覆のボーリングバーはその固有振動数が高くなる。
この結果、繊維強化複合材被覆のボーリングバーのびび
り振動の抑制が可能となるものである。

【０００６】また、特願平６−３１８３３２公報のボー
リングバーは、図１０に示すように、軸状のシャンク部
３の先端に切削チップ１を保持するヘッド部２と、シャ
ンク部３が繊維強化複合材からなる軸状の本体に、繊維
強化複合材よりも曲げ弾性率の高い高弾性材からなる拘
束板１０ａ、１０ｂを、前記本体の長手方向断面に挿入
されたシャンク部とが接合された繊維強化複合材製ボー
リングバーである。繊維強化複合材製ボーリングバーの
ヘッド部２とシャンク部３とは、互いに接着剤で固着す
る構造、または着脱可能な構造となっている。前記拘束
板１０ａ、１０ｂは繊維強化複合材製ボーリングバーを
構成する繊維強化複合材のマトリックス樹脂の剪断変形
を断面方向に拘束することにより、前記繊維強化複合材
製ボーリングバーの剛性を高めることにより、実開平５
−３９８０６公報のボーリングバーよりもたわみにくく
なり、さらにびびり振動の発生を抑えることを可能とな
るものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、生産性
の向上のための中ぐり加工の高速化や、中ぐり加工の通
し穴の長尺化によるボーリングバーのＬ／Ｄがさらに大
きくなると、実開平５−３９８０６公報の繊維強化複合
材被覆のボーリングバーでも、びびり振動が生じるよう
になり、被削材の表面粗度や寸法精度の悪化の問題が起
こるようになる。この繊維強化複合材被覆のボーリング
バーは、鋼製芯材２０の周囲に繊維強化複合材からなる
被覆層２３があるため、繊維強化複合材の曲げ変化に対
する樹脂の剪断変形が大きいため曲げ変化の等価弾性率
が低下してしまい、中ぐり加工条件が過酷になると、繊
維強化複合材層によるびびり振動抑制効果が小さくなる
ものと考えられる。

【０００８】また、繊維強化複合材がクランプ部まで配
設した特願平６−３１８３３２公報の繊維強化複合材製
ボーリングバーでは、前記繊維強化複合材被覆のボーリ
ングバーよりびびり振動の発生を抑制できるが、中ぐり
加工条件がさらに過酷になると、びびり振動が発生する
ようになり、被削材の表面粗度、寸法精度の悪化の問題
が生じるようになる。

【０００９】そこで本発明は上記問題点に鑑み、さらに
Ｌ／Ｄが大きくなる場合や、中ぐり加工条件がより過酷
になる場合でも、中ぐり加工時のびびり振動を低減させ
ることが可能なボーリングバーを提供することを目的と
するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前述した
目的を達成するために、ボーリングバーのびびり振動防
止方法について鋭意研究を行った。従来の繊維強化複合
材製ボーリングバー（特願平６−３１８３３２公報）の
中ぐり加工中のボーリングバーのヘッド部およびシャン
ク部の変形を調査した。この結果を図９に示す。この時
のボーリングバーのＬ／Ｄは６（突き出し長さ：９６ｍ
ｍ）で、被削材（Ｓ４５Ｃ）を切削速度：１５０ｍ／ｍ
ｉｎ、切り込み：０．１ｍｍ、送り：０．１／ｒｅｖで
中ぐり加工を行った。図９に示されるように、ヘッド接
合部の両側のヘッド部（ａ、ｂ）とシャンク部（ｃ、
ｄ）が折れ曲がった不連続な変形（イ）や（ロ）を示
し、（イ）と（ロ）が反復繰り返しを起こしている。一
方、ヘッド部とシャンク部が一体に構成されているボー
リングバーの場合は、図８に示すようにヘッド部（ａ、
ｂ）とシャンク部（ｃ、ｄ）が連続した折れ曲がらない
変形を起こすのみである。

【００１１】このように、従来の繊維強化複合材製のボ
ーリングバーの不連続な変形（イ）、（ロ）はヘッド部
で大きくなっている。このために、被削材と切削チップ
との間のすくい角が変動し、びびり振動が発生しやすく
なったと考えられる。このすくい角の変動を低減し、び
びり振動を抑制するためには、ヘッド部とシャンク部を
一体に構成することにより、ヘッド部とシャンク部の接
合部の剛性を高めることが必要であることが明らかにな
った。

【００１２】また、中ぐり加工時のびびり振動の抑制
は、ボーリングバーの固有振動数を上げる繊維強化複合
材を用いることが有効であることが明らかになってい
る。しかし、この繊維強化複合材は曲げ弾性率が低いの
で、切削抵抗に抗して切削チップを当接させるに必要な
静的な剛性を持つ必要がある。このため、繊維強化複合
材より静的な曲げ弾性率が高い弾性材からなる補剛部材
を備えることが好ましい。ヘッド部とシャンク部との結
合方法およびシャンク部の補剛部材と繊維強化複合材と
の組み合わせ方法を最適化することにより、ボーリング
バーの剛性を高めることができ、ボーリングバーの固有
振動数を上げることが可能であることを見い出した。本
発明は以上の知見により完成した。

【００１３】本発明のうちで請求項１記載の発明は、軸
状のシャンク部の先端に切削チップを保持するヘッド部
を設けかつ前記シャンク部が繊維強化複合材からなる軸
状の本体と、この本体の長手方向断面に設けられ前記繊
維強化複合材よりも曲げ弾性率の高い弾性材からなる補
剛部材を備えてなるボーリングバーにおいて、前記ヘッ
ド部と前記補剛部材を一体に形成するとともに、前記補
剛部材の外周面に繊維強化複合材を積層したことを特徴
とするものである。ヘッド部と補剛部材を一体に形成す
るとともに、前記補剛部材の外周面に繊維強化複合材を
積層することによって、ヘッド部とシャンク部との接合
部の剛性を高めることができ、ヘッド部先端の変形を抑
制でき固有振動数を高めることができる。これにより、
ボーリングバーのびびり振動を抑制することができ、被
削材を精度よく効率的に加工することができる。

【００１４】本発明で使用する繊維強化複合材に用いる
繊維には、石油ピッチ系炭素繊維石炭ピッチ系炭素繊
維、ＰＡＮ系炭素繊維などを用いて良く、さらには高弾
性有機繊維、高弾性金属繊維、高弾性無機繊維などであ
っても良い。あるいはこれら強化繊維を混繊して使用し
ても良い。ただし、本発明の利用分野から鑑みてできる
だけ剛性の高い強化繊維を使用することが好ましい。

【００１５】一方、繊維強化複合材に用いるマトリック
ス樹脂としては、エポシキ樹脂、ポリエステル樹脂、ア
クリル樹脂などの繊維強化複合材に適用される熱硬化樹
脂を用いる。さらに、これら繊維強化複合材に耐熱性、
耐衝撃性などの付加価値を付与するためや、成形性、経
済性の向上を図るために、樹脂組成中に各種フィラー、
可塑剤、離型剤、可とう性付与剤等を配合することが好
ましい。

【００１６】補剛部材には、鋼材、合金鋼材、アルミ合
金材、その他の金属材を用いて良い。補剛部材には、繊
維強化複合材よりも曲げ弾性率が高くて、高剛性の弾性
材料であればよく、更には金属材に限らず超硬合金、サ
ーメット等を用途により用いることができる。

【００１７】また、本発明のボーリングバーはボーリン
グバーのＬ／Ｄを７以上で用いることが好ましい。Ｌ／
Ｄが７以上で、従来のボーリングバーよりびびり振動の
抑制効果が大きい。さらに、ボーリングバーのＬ／Ｄを
７〜９の範囲で用いることがより好ましい。Ｌ／Ｄが９
を越えると、びびり振動が生じ易くなる。

【００１８】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の発明のヘッド部と補剛部材を削り出し法又は塑性加
工法により一体に形成することを特徴とする。ヘッド部
と補剛部材を一体に形成するための削り出し法には、切
削加工や研削加工が用いられる。塑性加工法には、冷間
鍛造や熱間鍛造等の方法だけでなく、用途に応じて、粉
末冶金法も用いることができる。

【００１９】また、請求項３記載の発明は、請求項１記
載の発明のヘッド部と補剛部材を溶接法又はろう付け法
により一体に形成することを特徴とする。溶接法により
ヘッド部と補剛部材を一体に形成することが好ましい。
溶接法を用いることにより、ヘッド部と補剛部材との接
合部が溶着され、この接合部の剛性がより高くなる。

【００２０】また、請求項４記載の発明は、請求項１乃
至３記載の発明の補剛部材が平板形状で、かつその幅方
向を切削時の主分力方向に配向させることを特徴とす
る。補剛部材の幅方向を切削時の主分力方向に配向させ
ることによって、切削時の主分力方向に対する剛性を効
果的に高めることができる。また、ボーリングバーの外
周面に前記補剛部材の両側端面を露出させることが好ま
しい。切削時においてシャンク部を固定するクランプ治
具との接触部が、クランプ治具と補剛部材とを接触させ
ることにより、このクランプ治具による固定を確実に
し、剛性を高めることができる。

【００２１】また、請求項５記載の発明は、請求項１乃
至３記載の発明の補剛部材の断面が平板を交差させた十
の字形状で、かつ十の字形状のそれぞれの幅方向が切削
時の主分力方向と背分力方向にそれぞれ配向させること
を特徴とする。補剛部材の断面十の字形状のそれぞれの
幅方向を切削時の主分力方向と背分力方向にそれぞれ配
向させることによって、切削時の主分力方向および背分
力方向に対する剛性を効果的に高めると共に、たわみの
発生をより効果的に抑制することができる。また、ボー
リングバーの外周面に前記補剛部材の端面を露出させる
ことが好ましい。切削本体の外周面に両側端面を露出さ
せることが好ましい。

【００２２】また、請求項６記載の発明は、請求項１乃
至５記載の発明のシャンク部の外周に、繊維強化複合材
よりも曲げ弾性率の高い弾性材からなる被覆層を備える
ことを特徴とする。シャンク部の外周に曲げ弾性率の高
い弾性材からなる被覆層を備えることによって、繊維強
化複合材のマトリックス材の剪断変形を断面方向円周上
で拘束することにより、ボーリングバーの剛性を高める
ことができる。また、クランプ治具による固定を確実な
ものとすることができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明の実施例について、以下に
図面を参照して説明する。図１は本発明の第１実施例の
ボーリングバーの構成を示す図面であって、図（ａ）は
一部破断側面図、図（ｂ）は図（ａ）のＡ−Ａ断面図で
ある。

【００２４】図１に示す第１実施例のボーリングバー
は、軸状のシャンク部３の先端に切削チップ１を保持す
るヘッド部２を設けてなる。前記ヘッド部２と補剛部材
（十の字状芯材）４を一体に形成されるとともに、前記
十の字状芯材４の外周面に繊維強化複合材７を積層され
ている。

【００２５】本発明の第１実施例のボーリングバーの製
造過程を以下に示す。板厚１．５ｍｍのＪＩＳＳ４５
Ｃ鋼板を組み合わせて溶接により、外径が１６ｍｍの十
の字状芯材４を製作した。また、ＪＩＳＳ４５Ｃの丸
棒からヘッド部を製作し、このヘッド部に、十の字状の
溝を加工した。この十の字状の溝に前記十の字状芯材４
を挿入して溶接し、ヘッド部２と十の字状芯材４を一体
に形成したボーリングバー本体を製作した。前記十の字
状芯材４は、丸棒を断面形状が十の字状芯材４になるよ
うに切削して製作してもよい。溶接の替わりに、ろう付
けによりヘッド部２と十の字状芯材４を一体に形成して
も良い。

【００２６】本発明の第１実施例では、プルトルージョ
ン法により連続的に断面形状が１／４円に分割された扇
状形状の長尺軸状の炭素繊維強化プラスチックのロッド
を成形した。このロッドを所定の長さに切断し、これら
４本を前記ヘッド部２の十の字状芯材４に接着すること
により、本発明の第１実施例のボーリングバーを製作し
た。また、本実施例のボーリングバーの外周面に十の字
状芯材４の端面を露出させた。

【００２７】炭素繊維強化プラスチックは強化繊維とし
て石油ピッチ系炭素繊維（縦弾性率６８６ＧＰａ：７０
０００ｋｇｆ／ｍｍ²）を用い、マトリックスとして、
エポキシ樹脂を用いた。このエポキシ樹脂には、例えば
エポシキ樹脂「エピコート８７１（エポキシ当量４３
０）」（油化シェルエポキシ社製）に硬化剤として酸無
水物「エピクロンＢ５７０」（大日本インキ社製）およ
びイミゾール「エピキュアＥＭＩ−２４」（油化シェル
エポキシ社製）を１００：２７：２．８の割合で混合し
たものを用いた。

【００２８】プルトルージョン成形において、直径１６
ｍｍ円の径方向に芯金厚さ１．５ｍｍを除いて１／４分
割された扇状形状（半径７．２５ｍｍ、曲率半径８ｍ
ｍ）をを断面とする長さ約８０ｃｍのキャビテイを有す
る温調機付きの加熱型に、所定の炭素繊維強化プラスチ
ックロッドの繊維体積含有率（Ｖｆ）が６０％となるよ
うに所定本数束ねられた炭素繊維を型の直前の樹脂槽内
で樹脂を含浸させた後、通し、処理温度：１８０℃、引
抜速度：０．１ｍ／ｍｉｎの条件で樹脂を硬化させなが
ら連続的に引き抜くことで前記炭素繊維強化プラスチッ
クを得た。

【００２９】この炭素繊維強化プラスチックのロッドの
十の字状芯材への接着に際しては２液反応型エポキシ接
着剤を用い、常温で８時間静置することで固着させた。

【００３０】本実施例では、プルトルージョン成形法に
より得た炭素繊維強化プラスチックのロッドを十の字状
芯材に外部から接着することにより行ったが、プルトル
ージョン成形に限らず、予め樹脂の含浸させた一方向プ
リプレグをローリング法等により十の字状芯材に直接ま
たは別個に形成し、その後オートクレーブ等で加圧・硬
化させる方法や、十の字状芯材上にフィラメントワイン
ディング法により炭素繊維強化プラスチック層を成形さ
せる方法等を採用しても良い。また、これら成形方法を
組み合わせた成形方法を適用しても良い。

【００３１】本発明の炭素繊維強化プラスチック製ボー
リングバー（ＣＦＲＰ「本発明」）を用いて打撃試験を
行った。比較のために、従来例として炭素繊維強化プラ
スチック製ボーリングバー（ＣＦＲＰ「従来例」）、超
硬合金単体のシャンク部を有する超硬合金製ボーリング
バー（超硬合金）および炭素鋼（ＪＩＳＳ４５Ｃ）単
体のシャンク部を有するＳ４５Ｃ製ボーリングバー（Ｓ
４５Ｃ）を用いて打撃試験を行った。打撃試験条件は、
直径Ｄ：１６ｍｍ，突き出し長さＬ：９６ｍｍ（Ｌ／
Ｄ：６）で固定した状態で、それぞれのボーリングバー
の固有振動数を測定した。測定方法は、切削チップ先端
に加速度センサを取付け、前記切削チップの先端を曲げ
方向に打撃することによって得られる自由振動波形の信
号からＦＦＴ（小野測器ＣＦ３５０）を用いて曲げ１次
の固有振動数を求めた。この固有振動数の測定結果を表
１に示す。

【００３２】

【表１】

【００３３】本発明の炭素繊維強化プラスチック製ボー
リングバーは従来の炭素繊維強化プラスチック製ボーリ
ングバーより、固有振動数を１８００から１９００Ｈｚ
に高めることができた。ヘッド部と補剛部材を一体に形
成するとともに、前記補剛部材の外周面に繊維強化複合
材を積層することにより、ヘッド部とシャンク部との接
合部の剛性を高めることができ、固有振動数を高めるこ
とができたものである。さらにヘッド部先端の変形を抑
制することができた。

【００３４】次に、前記ボーリングバーにコーティング
超硬合金製の切削チップを取り付け、突き出し長さ１１
２ｍｍ（Ｌ／Ｄ：７）で固定した状態で，それぞれのボ
ーリングバーについて中ぐり加工試験を行った。試験条
件は，被削材：ＪＩＳＳ４５Ｃ、切削速度：１５０ｍ
／ｍｉｎ、切り込み：０．１ｍｍ、送り：０．１ｍｍ／
ｒｅｖである。中ぐり加工を行った時の振動加速度を測
定した。この測定結果を図５に示す。本発明の炭素繊維
強化プラスチック製ボーリングバーはびびり振動を起こ
していなかったが、他のボーリングバーはいずれもびび
り振動を起した。なお、超硬合金製ボーリングバーおよ
びＳ４５Ｃ製ボーリングバーは、従来の炭素繊維強化プ
ラスチック製ボーリングバーよりさらに大きなびびり振
動を起こしている。

【００３５】この時の本発明の炭素繊維強化プラスチッ
ク製ボーリングバーの切削試験中の変形図を図８に示
す。ヘッド部とシャンク部の接合部の剛性が向上し、接
合部での折れ曲がりが無く、変形は連続しており、チッ
プ先端の変動が抑制され、すくい角の変動が減少してい
る。図９に示される、従来の炭素繊維強化プラスチック
製ボーリングバーと比較して著しい改善を示している。

【００３６】次ぎに、この時に得られた被削材の表面粗
さの測定結果を図６に示す。本発明の炭素繊維強化プラ
スチック製ボーリングバーは従来の炭素繊維強化プラス
チック製ボーリングバーに比べて、被削材の表面粗さが
著しく改善されている。なお、超硬合金製ボーリングバ
ーおよびＳ４５Ｃ製ボーリングバーはこれらの結果よ
り、被削材の表面粗さがさらに悪化している。

【００３７】突き出し長さＬとボーリングバーの外径Ｄ
との比Ｌ／Ｄを変化させた中ぐり切削試験の結果から得
られた各例のボーリングバーのびびり振動に対する限界
突き出し量Ｌ／Ｄを、表２に整理した。本発明の炭素繊
維強化プラスチック製ボーリングバーの限界突き出し量
Ｌ／Ｄは７〜９の範囲まで向上し、この範囲までびびり
振動が発生が抑制され、被削材の表面粗さが著しく改善
される。さらに、中ぐり加工によりえられた穴にの円筒
度も向上した。なお、従来の炭素繊維強化プラスチック
製ボーリングバーの限界突き出し量Ｌ／Ｄは６〜７の範
囲になるが、Ｌ／Ｄが７になると、前述の中ぐり加工試
験の結果（図５）に示されるように、びびり振動を生じ
るようになり、被削材の表面粗さが悪化する。このよう
に、本発明のボーリングバーはＬ／Ｄを７以上で従来の
ボーリングバーに比べて、優れた中ぐり加工性能を示
す。

【００３８】

【表２】

【００３９】さらに、本発明の炭素繊維強化プラスチッ
ク製ボーリングバーおよび超硬合金製ボーリングバーに
コーティング超硬合金製のバイトを取り付け、突き出し
量１０４ｍｍ（Ｌ／Ｄ：６．５）で固定した状態で、中
ぐり加工試験を行った。試験条件は、被削材：ＪＩＳ
Ｓ４５Ｃ、切削速度：３００ｍ／ｍｉｎ、切り込み：
０．１ｍｍ、送り：０．１ｍｍ／ｒｅｖである。中ぐり
加工を行った時の振動加速度を測定した。本発明の炭素
繊維強化プラスチック製ボーリングバーはびびり振動を
起こしていなかったが、超硬合金製ボーリングバーはび
びり振動を起した。この時の被削材の表面粗さの測定結
果を図７に示す。本発明の炭素繊維強化プラスチック製
ボーリングバーは従来の炭素繊維強化プラスチック製ボ
ーリングバーや超硬合金製ボーリングバーに比べて、被
削材の表面粗さが著しく改善されている。本発明の炭素
繊維強化プラスチック製ボーリングバーは切削速度を１
５０ｍ／ｍｉｎから３００ｍ／ｍｉｎまで速くしても、
びびり振動を生じないで、優れた性能を発揮することを
確認した。

【００４０】以上述べたように、ヘッド部と補剛部材と
を一体構造にし、シャンク部との結合を強固にすること
によってヘッド先端の変形を抑制し、固有振動数を向上
させた結果、びびり振動を効果的に抑制することがで
き、さらにヘッド部先端の変形を抑制することができ
た。

【００４１】図２に示す第２実施例のボーリングバー
は、軸状のシャンク部３の先端に切削チップ１を保持す
るヘッド部２を設けてなる。前記ヘッド部２と補剛部材
（一の字状芯材）５を一体に形成されるとともに、前記
一の字状芯材５の外周面に繊維強化複合材７を積層され
ている。補剛部材の幅方向を切削時の主分力方向に配向
させることによって、切削時の主分力方向に対する剛性
を効果的に高めることにより、びびり振動を抑制でき
た。

【００４２】図３に示す第３実施例のボーリングバー
は、補剛部材が円断面芯材６の場合である。ヘッド部２
に円形状の座ぐりを入れ、円断面芯材６をヘッド部２に
挿入し、その後溶接もしくはろう付けする。次に、プル
トルージョン成形により連続的に断面形状が１／２円で
ある扇形の長尺軸状の炭素繊維強化プラスチックロッド
を形成した。これを所定の長さに切断後、これら２本を
ヘッド部２の接合された円断面芯材６に接着することに
より、前記構成のボーリングバー製造した。この繊維強
化複合材層７をクランプ部９まで配設することにより、
中ぐり加工条件が過酷になっても、繊維強化複合材層７
によるびびり振動抑制効果が維持できた。

【００４３】図４に示す第４実施例のボーリングバー
は、外周上にＳ４５Ｃを代表する高弾性層８を有するシ
ャンク部３を有する。予め、所定肉厚の金属管（金属被
覆層８）内に十の字芯材４を挿入したシャンク部３を製
作する。この十の字芯材４はヘッド部２に溶接又はろう
付けされる。次に、炭素繊維を所定本数束ねてなるロー
ビングにエポキシ樹脂を含浸させた後、これを前記シャ
ンク部３のそれぞれの穴に、圧入する。その後、これを
オーブン内において所定温度・時間で加熱して、内部の
樹脂を硬化させることで、炭素繊維強化プラスチックの
外周を金属材で被覆してなるシャンク部３を形成する。
そして、この金属被覆層８にヘッド部２を溶接もしくは
ろう付けすることによりボーリングバーを製造した。シ
ャンク部３の外周に曲げ弾性率の高い弾性材からなる金
属被覆層８を備えることによって、繊維強化複合材のマ
トリック材の剪断変形を断面方向円周上で拘束すること
により、ボーリングバーの剛性を高めることができた。
補剛部材が円断面芯材の場合も、同様の方法で製造で
き、同様のびびり振動抑制効果を有する。

【００４４】

【発明の効果】以上の説明したように、本発明のボーリ
ングバーは、曲げ弾性率の高い弾性体を補剛部材に用
い、この補剛部材とヘッド部を一体に形成し、前記補剛
部材の外周面に繊維強化複合材をクラップ部まで積層す
ることにより、高剛性を確保でき、繊維強化複合材層に
よるびびり振動抑制効果が維持できた。この結果、Ｌ／
Ｄをより大きくした場合や、中ぐり加工条件をより厳し
くした場合でも、びびり振動を起こすこと無く、被削材
の表面粗度や加工精度を良好に中ぐり切削を行うことが
できる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のボーリングバーの第１実施例（十の字
芯材）の構成を示す図面であって、図（ａ）は一部破断
側面図、図（ｂ）は図（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

【図２】本発明のボーリングバーの第２実施例（一の字
芯材）の構成を示す図面であって、図（ａ）は一部破断
側面図、図（ｂ）は図（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

【図３】本発明のボーリングバーの第３実施例（円断面
芯材）の構成を示す図面であって、図（ａ）は一部破断
側面図、図（ｂ）は図（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

【図４】本発明のボーリングバーの第４実施例（十の字
芯材）とシャンク部周上に金属被覆）の構成を示す図面
であって、図（ａ）は一部破断側面図、図（ｂ）は図
（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

【図５】本発明のボーリングバーの第１実施例の切削試
験結果（びびり振動測定結果）であって、図（ａ）は本
発明、図（ｂ）は比較例（従来の炭素繊維強化プラスチ
ック製ボーリングバー）である。

【図６】本発明のボーリングバーの第１実施例の切削試
験結果（表面粗さ測定結果）であって、図（ａ）は本発
明、図（ｂ）は比較例（従来の炭素繊維強化プラスチッ
ク製ボーリングバー）である。

【図７】本発明のボーリングバーの第１実施例の別の切
削試験結果（表面粗さ測定結果）であって、図（ａ）は
本発明、図（ｂ）は比較例（従来の炭素繊維強化プラス
チック製ボーリングバー）、図（ｃ）は比較例（超硬合
金製ボーリングバー）である。

【図８】本発明の切削時の変形図である。

【図９】従来の炭素繊維強化プラスチック製ボーリング
バーの切削時の変形図である。

【図１０】従来の炭素繊維強化プラスチック製ボーリン
グバーの構成図である。

【図１１】従来の繊維強化複合材を用いたボーリングバ
ーの構成を示す一部破断側面である。

【符号の説明】

１切削チップ２ヘッド部３シャンク部４十の字芯材（補剛部材）５一の字芯材（補剛部材）６円断面芯材（補剛部材）７炭素繊維強化プラスチック８金属被覆層９クランプ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小林尚博兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号株式会社神戸製鋼所神戸総合研究所地区内 (72)発明者小泉孝之兵庫県宝塚市仁川北１丁目１の17 (72)発明者藤井透京都府京都市左京区岩倉花園町541−110

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸状のシャンク部の先端に切削チップを
保持するヘッド部を設け、かつ前記シャンク部が繊維強
化複合材からなる軸状の本体と、この本体の長手方向断
面に設けられ前記繊維強化複合材よりも曲げ弾性率の高
い弾性材からなる補剛部材を備えてなるボーリングバー
において、前記ヘッド部と前記補剛部材を一体に形成するととも
に、前記補剛部材の外周面に繊維強化複合材を積層した
ことを特徴とするボーリングバー。
【請求項２】前記ヘッド部と前記補剛部材を削り出し
法又は塑性加工法により一体に形成されていることを特
徴とする請求項１記載のボーリングバー。
【請求項３】前記ヘッド部と前記補剛部材を溶接法ま
たはろう付け法により一体に形成されていることを特徴
とする請求項１記載のボーリングバー。
【請求項４】前記補剛部材が平板形状であり、かつそ
の幅方向が切削時の主分力方向に配向されていることを
特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のボーリン
グバー。
【請求項５】前記補剛部材の断面が平板を交差させた
十の字形状であり、かつ十の字形状のそれぞれの幅方向
が切削時の主分力方向と背分力方向にそれぞれ配向され
ていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記
載のボーリングバー。
【請求項６】前記シャンク部の外周に、前記繊維強化
複合材よりも曲げ弾性率の高い弾性材からなる被覆層を
備えてなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか
に記載のボーリングバー。