JPS5912405B2 - 深穴切削装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は深穴切削装置に関し、特に深穴切削時に発生す
る切りくずを迅速且つ円滑に切削穴内部より排出するこ
とによって切削速度を飛躍的に高め、且つまた小径穴の
深穴切削をも可能とするものである。

深穴加工では切削穴内部に発生する切り（ずを外部に排
出する能力が深穴切削速度を決定し、この切りくず排出
能力が劣ればいかに工具系の能力が高くとも深穴切削速
度の向上を望めない。

従って種々の切りくず排出手段が案出されると共に、こ
の切りくず排出手段が深穴加ニジステムの呼称となって
いるが、現在では加工精度、加工能率の点カラカンドリ
ル・システム、ＢＴＡ・システム、エジェクタ・システ
ムのほぼ３種のシステムに淘汰されている。

ガンドリル・システムは第２図に示す如きもので、外形
断面がＶ字状の工具シャンクＡを用いて該工具シャンク
Ａの外面に排出溝Ｂを形成し、高圧のクーラント（これ
は深穴切削時に一般に用いられるもので、潤滑作用およ
び冷却作用の他、その圧力によって切りくずを押し出す
働きを行う）Ｃを工具シャンクＡの中空部りを通してボ
ーリングヘッドＥの切刃部に至らしめ且つ被加工物Ｆの
切削穴Ｇ内に発生している切りくずＨなり−ラントＣの
圧力を利用し上記排出溝Ｂを通って外部へ導き出す、所
謂クーラント・ブツシュ方式であり、このシステムは小
径切削穴の加工に適し、排出溝Ｂのスペースが太きいた
めに比較的容易に切りくず排出が行われる利点がなある
。

ＢＴＡ・システムは第３図に示す如きもので、工具シャ
ンクエに円筒状のボーリングバーを用い、クーラントを
図に見られるように工具シャンク■の外面と切削穴Ｇの
内面との隙間Ｊから切刃部に到達せしめ、切りくずＨを
ボーリングヘッドにおよび工具シャンクＩの中空部を通
って外部に押し出す、所謂クーラント・ブツシュ方式の
ものであり、このシステムは工具シャンクエが円筒状で
あるため剛性が高く、高送り高能率の加工が可能である
と共に、工具シャンクＩの外面と切削穴Ｇの内面との隙
間Ｊを通る高圧のクーラントが工具シャンク■の振動を
抑制する働き（ダンパ効果）を行い、より精度の高い穴
明は加工を期待きる。

又、エジェクタ・システムは第４図に示す如きもので、
工具シャンクＬにアウターチューブＬ１ とインナー
チューブＬ２ とのダブルチューブを用〜・、クーラン
トＣをアウターチューブし、とインナーチューブＬ２
との隙間Ｍを通してボーリングヘッドＮへ送り、該ボー
リングヘッドＮのクーラント吹出口０から切刃部に供給
する。

このクーラントは切刃部に至って大気圧となるが、他方
では工具シャンクＬの根元側においてクーラントＣをイ
ンナーチューブＬ２の中空部にスリン）Ｐを通して吹出
し且つこのクーラントをそのまま外部に排出することに
よりインナーチューブＬ２の中空部にエジェクタ効果に
よる吸引力が生起し、切刃部側のクーラントと切りくず
Ｈを排出側に吸引する、所謂クーラント・プル方式であ
り、このシステムはＢＴＡ・システムと同じく円筒状の
工具シャンクＬを用いるので剛性が高く、高送り高能率
の加工を期待できる。

しかし上記の各システムは反面次のような欠点も有して
いる。

即ちガンドリル・システムでは使用する工具シャンクＡ
がＶ型であるがため、剛性で劣り、捻れや撓みが起こり
やすく、高送りの加工ができず、加工能力が悪い。

ＢＴＡ・システムは小径の穴明は加工をする場合、クー
ラント圧送用のクリアランスＪが小さくなるために非常
に高圧のクーラントを要すると共に、穴深さが深くなる
につれて管内抵抗が増加して圧力のロスの増大を招き、
切りくず排出能力が低下するから穴径１４１ｍ以下の小
径穴明は加工に適用し難い欠点がある。

又、エジェクタ・システムはインナーチューブＬ２の中
空部に発生するエジェクタ効果によって切り（ずＨを吸
引するため、工具シャンクＬが長（なるとその先端部の
ボーリングヘッドＮ部分まで吸引力が作用しにくくなり
、従ってあまり長い穴明は加工をすることが困難となる
。

更にダブルチューブを使用し、アウターチューブＬ１
とインナーチューブＬ２ との間にクーラント流通用
のクリアランスＭを形成する必要があるため、このクリ
アランス維持のため工具シャンクＬを極端に小径に形成
することができず、そのため穴径１８ｔｍ以下の穴明は
加工には不適である。

つまりカンドリル・システムは小径の穴明は加工には適
するが、切削能力で劣り、ＢＴＡ・システムおよびエジ
ェクタ・システムは切削能力は高いが、小径の穴明は加
工に適さないのである。

本発明はかかる点に鑑み、小径の切削穴から大径穴に至
るまで変わることのない高い切削能力を発揮できる深穴
切削の装置を提供するものである。

以下、本発明の一実施例を第１図に用いて説明すると、
１は円筒状のボーリングバーから成る工具シャンクで、
その先端に切刃部２に有するボーリングヘッド３が取付
けられ、このボーリングヘッド３の切刃部２に隣接して
開口部４が設けられ、工具シャンク１の中空部５と切削
穴１５とが開口部４によって連通されている。

６，１２は工具シャンク１の外周に油密的に囲繞する一
対の高圧クーラント供給用ジャケットで、このうち一方
の高圧クーラント供給用ジャケット６は、工具シャンク
１の先端部側に摺動自在に套嵌されており、このジャケ
ット６は穴明は加工すべき素材７の端面にシール材８を
介して押圧接当されるもので、その反対側ではジャケッ
ト６と工具シャンク１との間にシール材９を介在させて
ジャケット６に供給される高圧クーランＮＯａを所要の
高圧に維持するようにすると共に、素材７に接する側で
は工具シャンク１まわりクーラント圧送口１１を設け、
ジャケット６に供給された高圧クーラント１０ａが該ク
ーラント圧送口１１を通して素材７の端面に接している
。

１２は工具シャンク１の基部端に套嵌固定された他の高
圧クーラント用ジャケットで、このジャケット１２には
工具シャンク１と同軸に連通ずる排出管１３が接続され
、且つジャケット１２に該ジャケット１２内の高圧クー
ラント１０ｂを排出管１３内に向けて圧力的に噴出する
ためのエジェクタノズル１４が設けられている。

使用にあたっては工具シャンク１もしくは素材７のいず
れかを回転させつつ工具シャンク１のボー ＩＪングヘ
ッド３を素材１に当てつげ、穴明は加工を行うと同時に
高圧クーラント供給源から高圧クーラント１０，１０ｂ
を各ジャケット６．１２にそれぞれ別個に供給する。

一方のジャケット６に供給された高圧クーラント１０ａ
は該ジャケット６のクーラント圧送口１１から切削され
つつある切削穴１５に流入し、工具シャンク１の外面と
切削穴１５の内面の隙間１６を通って圧力的に切刃部２
に至る。

一方、他方のジャケット１２に供給される高圧クーラン
ト１０ｂはエジェクタノズル１４から工具シャンク１に
連通ずる排出管１３の中空部に噴出し、これによって工
具シャンク１の中空部５にエジェクタ効果による吸引力
が生起し、この吸引力がボーリングヘッド３の先端面開
口部４を介して切削穴１５内に作用する。

故に切刃部２に至ったクーラン） １０ａはそれ自身が
有する圧力と、上記工具シャンク１の中空部５を通して
作用する吸引力との相乗効果によって切削穴１５内で発
生する切りくず１７は、開口部４を経由し、高圧クーラ
ン）１０ａの流れに乗って工具シャンク１の中空部５を
通って高圧クーラント１０ａと共に外部に排出される。

第５図は、本発明と従来の深穴切削装置との対穴径にお
ける加工速さの比較例を示すグラフである。

このグラフに示されるデータより明らかなように本発明
の切削装置によれば従来のガンドリル・システムに比べ
て３〜６倍の加工能率を上げることができ、特に穴径１
８朋以上の穴加工についてはガンドリル・システムを使
用するメリットがないことがうかがえる。

さらに従来のＢＴＡ・システムとの比較においても、穴
径６〜２０龍において２〜３倍の加工能率を上げること
ができ、また穴径２０〜６５朋においても従来のＢＴＡ
・システムおよびエジェクタ・システムに比べて加工速
さが効率的に作用していることが分かる。

第６図は、本発明と従来の深穴切削装置との対穴径にお
ける穴加工選択範囲を示すグラフであり、これによれば
従来のガンドリル・システムでは穴径約１０ｕ以下のも
のには適用できるが、それ以上の穴径の加工には適さず
、またＢＴＡ・システムでは穴径約１４ｍｍ以下のもの
については適さず、さらにエジェクタ・ノズルでは穴径
約１８ｍｍのものについて適用することが不可能で、ま
た穴径６６ｍｍ以上のものについては非能率的である。

これに対し本発明に係るシステムでは穴径約６ｍｍの小
径穴から６３０ｍｍの大径穴に至るまで常に能率的（生
産的）な切削能力を発揮することが分かる。

以上のように本発明によれば、円筒状工具シャンクの先
端部にボーリングヘッドを取着し、該ボーリングヘッド
の切刃部によって被加工物に切削穴を形成すると共に、
これによって生成される切りくずを工具シャンクの中空
部を通って外部に排出するようにした深穴切削装置にお
いて、工具シャンクの外周に、これを油密的に囲繞する
一対の高圧クーラント供給用ジャケットを備え、このう
ち一方の高圧クーラント供給用ジャケットは被加工物の
端面に接して設けられクーラントを切削穴内面と工具シ
ャンク外面との隙間を通ってボーリングヘッドの切刃部
に圧送するようにしてあり、また他方の高圧クーラント
供給用ジャケットは工具シャンクの中空部に連通ずるエ
ジェクタノズルを備え、該エジェクタノズルから工具シ
ャンクの中空部にクーラントを噴出することによって工
具シャンクの中空部にエジェクタ効果を生起せしめるよ
うにしであるため、一方の高圧クーラント供給用ジャケ
ットからのクーラント圧送による押圧力と、他方の高圧
クーラント供給用ジャケットからのクーラント噴出によ
る吸引力とが切りくずおよびクーラント排出路である工
具シャンクの中空部に作用し、これら押圧力と吸引力の
相乗作用によってクーラントの流速、したがって切りく
ずの排出能力を向上せしめ、切削能力を飛躍的に高める
ことができる。

しかも小径の穴明は加工をするために工具シャンクの外
面と切削穴の内面との隙間が小さくなって、該隙間を通
る高圧クーラントに対する管内抵抗が増大し、該クーラ
ントの圧力が低下しても、本発明では上述のように他方
の高圧クーラント供給ジャケットからのクーラント噴出
による工具シャンクの中空部に生起する吸引力にはなん
ら影響されないため、この吸引力が有効に働き、クーラ
ントおよび切りくずの排出能力に支障をきたすことがな
く、従来のＢＴＡ・システムおよびエジェクタ・システ
ムでは期待し得ない小径の切削穴を形成することが可能
である。

さらにまた切削穴の穴深さが深くなるにつれてＢＴＡ・
システムでは管内抵抗の増大によるクーラント押圧力が
低下し、またエジェクタ・システムではボーリングヘッ
ド付近への吸引力が低下することになるが、本発明では
上述のクーラント押圧力と吸引力の相乗作用によって切
りくず排出能力に大きな影響をもたらすことがなく、従
来に比べて穴深さのより深い切削穴を形成することがで
きる。

なお、本発明は一方の高圧クーラント供給用ジャケット
から工具シャンクの外面と切削穴の内面との隙間に高圧
クーラントを送り込むので、従来のＢＴＡ・システムと
同様にダンパ効果を発揮して精度の高い切削加工を行う
ことができる。

しかして本発明によれば、小径穴から大径穴までの広範
囲にわたる穴径の深穴を高送り高能率に精度よ（形成す
ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す深穴切削装置の概略断
面図、第２図〜第４図は従来装置を示すもので、そのう
ち第２図はカンドリル・システムにおける深穴切削装置
の概略断面図、第３図はＢＴＡ・システムにおける深穴
切削装置の概略断面図、第４図はエジェクタ・システム
における深穴切削装置の概略断面図、第５図は本発明と
従来装置との穴加工速さの比較例を示すグラフ、第６図
は本発明と従来装置との切削径の適用例を示すグラフで
ある。 １・・・・・・円筒状工具シャンク、２・・・・・・切
刃部、３・・・・・・ボーリングヘッド、４・・・・・
・ボーリングヘッドの先端開口部、５・・・・・・工具
シャンクの中央部、６゜１２・・・・・・高圧クーラン
ト供給用ジャケット、７・・・・・・被加工物、１０ａ
、１０ｂ・・・・・・高圧クーラント、１１・・・・・
・クーラント圧送口、１４・・・・・・エジェクタノズ
ル、１５・・・・・・切削穴、１６・・・・・・隙間。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 円筒状工具シャンクの先端部にボーリングヘッドを
   取着し、該ボーリングヘッドの切刃部によって被加工物
   に切削穴を形成すると共に、これによって生成される切
   りくずを工具シャンクの中空部を通って外部に排出する
   ようにした深穴切削装置において、工具シャンクの外周
   に、これを油密的に囲繞する一対の高圧クーラント供給
   用ジャケットを備え、このうち一方の高圧クーラント供
   給用ジャケットは被加工物の端面に接して設けられクー
   ラントを切削穴内面と工具シャンク外面との隙間を通っ
   てボーリングヘッドの切刃部に圧送するようにしてあり
   、また他方の高圧クーラント供給用ジャケットは工具シ
   ャンクの中空部に連通ずるエジェクタノズルを備え、該
   エジェクタノズルから工具シャンクの中空部にクーラン
   トを噴出することによって工具シャンクの中空部にエジ
   ェクタ効果を生起せしめるようにしである深穴切削装置
   。