JPS5919610A - 回転切削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は工作機械のスピンドルに取シ付けられ、被加工
物に対して回転させられて、その被加工物を切削する回
転切削装置に関するものである。

ここにおいて回転切削装置とは、中ぐり工具。

ドリル、リーマ、溝フライス等の回転切削工具とその切
削工具の切刃の回転半径、すなわち切削半径を調整する
調整装置とを備えた装置全体のことである。たとえば、
切刃がスローアウェイチップによって形成されたスロー
アウェイドリルによって穴加工を行う場合に、穴径の公
差範囲が狭く、チップ自体が寿命限界に至る前に製品の
内径寸法が公差の下限に達して加工の続行が不可能とな
ることがある。このような場合には調整装置によって切
削半径の再調整を行うか、チップ切刃の変更を行うこと
が必要であシ、これらには比較的長時間を要し、工作機
械の稼働率が低下することを避は得ない。このようｆｘ
問題は中ぐシ゛工具をはじめとする他の回転切削工具に
おいても同様に存在するものである。

本発明はこのような事情を背景とし、極めて簡単な操作
で一時間に刃先摩耗を補償し、公差の下限近くまで低下
した加工寸法を再び公差の上限近くまで増大させ得る回
転切削装置を提供することを第１の目的としてなされた
ものであり、更に上記公差範囲が広狭種々に異なる場合
にも対応し得る回転切削装置を提供することを第２の目
的としてなされたものである。

上記第１の目的を達成するために本発明に係る回転切削
装置は、（ａ）工作機械のスピンドルの端面の中１ｂに
設けられた嵌合穴または嵌合突起と嵌合する嵌合部と、
その嵌合部の中・Ｕ線に平行でかつその中・Ｕ線に列し
て偏・しした中・ｂ線を有する円形ｊ新面の工具保持穴
とを備えた工具保持体と、（ｂ）前記工具保持穴に回転
可能に挿入された軸部と、その軸部の工具保持穴から突
出しだ部分に固設された切刃とを備えた切削工具と、（
Ｃ）その切削工具を工具保持体に列して予め定められた
複数の相対回転位置に位置決めし得、かつ複数の相対回
転位置が、任意の回転位置から隣接回転位置へ切削工具
刃先までの距離が予め定められた一定微小量ずつ増大す
るように選定されている相対回転位置決め装置と、（ｄ
）その相対回転位置決め装置によって位置決めされた切
削工具と工具保持体とを互に固定する固定装置とを含む
ように構成される。

このように構成された回転切削装置においては、切削工
具が工具保持体に対しである相対回転位置から隣接の相
対回転位置へ回転させられるごとに、切削工具の切削半
径が一定微小量ずつ変化させられる。従って、この一定
微小量を製品の寸法公差範囲より僅かに小さく設定して
おけば、複数個の製品を加工して製品寸法が公差範囲の
下限に近くな−た場合には、切削工具を工具保持体に対
して予め定められた角度だけ回転させることによって、
製品寸法を再び公差範囲の上限近くまで増大させること
ができるのである。しかも、この操作は極めて簡単であ
るため短時間で行うことができ、工作機械の稼働率の低
下を有効に防ＩＦすることができるのである。

まだ、前記第２の目的を達成するために本発明に係る回
転装置は上記第１の目的を達成するための回転装置の各
要素に加えて、互に偏・しした内周面と外周面とを有す
る偏・ｂスリーブを備えてスピンドルの嵌合穴または嵌
合突起と切削工具の軸部との間に設けられ、偏心スリー
ブの回転によって嵌合部の中・Ｕ線から軸部の中１ｂ線
への偏・Ｕを表わす偏・ｂペクト／Ｌ／と前記複数の相
対回転位置との相対位相を変える位相変更装置とを含む
ように構成される。

このように構成された装置によれば、公差範囲が広い場
合にも狭い場合にも容易に対応することができる。すな
わち、工具保持体の嵌合部中、ｂ線から切削工具の軸部
中・Ｕ線への偏・ｂを表わす１・Ｕベクトルと、切削工
具の工具保持体に対する複数の相対回転位置との相対位
相を変えれば、切削工具が成る相対回転位置から隣接の
相対回転位置へ同じように回転させられた場合でも切削
半径の変化量が変って来るのである。

以下、本発明の幾つかの実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。

第１図は、本発明を微調整スローアウェイドリルを含む
回転切削装置に適用した場合の実施例を示す図であり、
図において二点鎖線で示すものが工作機械のスピンド／
Ｉ／２であり、実線で示すものが回転切削装置である。

スピンド）ｖ２は中・Ｕに嵌合穴４を備えており、この
嵌合穴４に工具保持体としてのハイドロリックホルダ６
の嵌合部８が嵌合されている。嵌合部８は、ハイドロリ
ックホルダ６のホルダ本体１０の木端面中・ｂに突設さ
れた円形断面の突起１２と、その突起１２に回転可能に
嵌合された偏・Ｕスリーブ１４とからなっている。

偏・しスリーブ１４は第３図から明らかなように外周面
の中・ｂ線０１（第３図においては中・Ｕ線０１が投影
された点として表わされている。以下同様）と内周面の
中・ｂ線０２とが微小量ａだけ偏・しさせられている。

偏・ｂスリーブ１４は外周面においてスピンドル２の嵌
合穴４に嵌合されるため、外周面の中・ｂ線０１　は取
シも直さずスピンドル２の中心線でもあることとなる。

一方、内周面の中・Ｕ線０２は突起１２の中、Ｕ線、す
なわちノ＼イドロリツクホルダ６の中・Ｕ線でもある。

従って、／ハイドロリックホルダ６はスピンド７１／　
２の中・ｂ線に対して微小量ａだけ偏・しして取り付け
られることとなシ、しかもスピンドル中ＩＵ線０１から
ハイドロリックホルダ中心線０２への偏・Ｄを表わす偏
むベクトルの方向は、偏、しスリーブ１４を突起１２の
まわりに回転させることによって変更することが可能で
ある。すなわち、本実施例においては突起１２と偏・し
スリーブ１４とが嵌合部８を構成すると同時に位相変更
装置をも構成しているのである。偏・Ｕスリーブ１４は
セットスクリュ１６によって任意の回転位置において突
起１２に固定され得るようになっている。また、ハイド
ロリックホルダ６はフランジ部に設けられた取付穴１８
を利用してボルトでスピンド／Ｉ／２に固定される。

ハイドロリックホルダ６は先端面側から形成された工具
保持穴２０ｆ：備えており、この工具保持穴２０は前記
突起１２と同・ｂに形成されている。

工具保持穴２０には切削工具としての微調整スロー、ア
ウェイドリル２２（以下、単にドリルという）が取シ付
けられている。ドリル２２はドリル本体２４と、その先
端に固定されて切刃を形成する２個のスローアウェイデ
ツプ２６，２８（以下、単にチップという）とを備えて
いる。ドリル本体２４は中間部にホルダ本体１０の先端
面に着座するフランジ３０と、そのフランジの中央から
直角に延び出す円形断面の軸部３２とを備えてお９、こ
の軸部３２がハイドロリックホルダ６の工具保持穴２０
に回転可能に挿入されている。一方、フランジ３０には
第２図から明らかなように、角度α（本実施例では４５
°）の間隔を隔てて２個の切欠８４，３６が形成されて
おり、これらの切欠のうちいずれか一方がホルダ本体１
０の先端面に突設された位置決めピン３８と選択的に係
合させられるようになっている。すなわち、ドリル２２
はハイドロリックホルダ６に対して予め定められた２つ
の相対回転位置のいずれか１つに位置決めされて固定さ
れ得るのみであって、この切欠３４゜３６ｆｆ：備えた
フランジ３０と位置決めピン３８とによって、切削工具
たるドリル２２と切削工具保持体たるハイドロリックホ
ルダ６との相対回転位置を位置決めする相対回転位置決
め装置が構成されているのである。

上記ハイドロリックホルダ６を拡大して第４図に示す。

ホルダ本体１０には突起１２が突設された側とは反対側
の端面から有底穴４０が形成されており、この有底穴４
０にスリーブ４２が０リング４４によってシールされて
圧入されている。スリーブ４２の外周面には浅くかつ幅
の広い円環溝が形成され、この円環溝と有底穴４０の内
周面とによって円環状の圧力室４６が形成されている。

圧力室４６内には油が密封されているが、この油の量を
極力少なくするために圧力室４６内にはスペーサリング
４８が設けられている。圧力室４６は図示しない液通路
によ−て加圧室５０に連通させられており、この加圧室
５０にＯリング５２によってシールされてピストン５４
が嵌合されている。このピストン５４は第１図に示す操
作ねじ５６が締め込まれることによって前進させられ、
加圧室５０内の油を加圧して圧力室４６内の圧力を高く
シ、スリーブ４２の内径を減少させてドリル２２の軸部
３２を締め付ける作用をなす。すなわち、本実施例にお
いてはスリーブ４２の内面が工具保持穴２０を形成して
おり、スリーブ４２．圧力室４６．加圧室５０．ピスト
ン５４．操作ねじ５６等によって切削工具たるドリル２
２を工具保持体たるハイドロリックホルダ６に固定する
固定装置が構成されているのである。

チップ２６．２８は第２図に示すように取り付けられて
おり、ドリル２２が右回転、すなわち第２図において反
時計方向へ回転させられる時、チップ２６が穴の外周部
を加工し、チップ２８が穴の中・Ｕ部を加工するように
されている。

以上のよう゛に構成された回転切削装置によって多数の
被加工物に連続的に穴加工を行う場合には偏・しスリー
ブ１４をたとえば第５図に示すように位置決めして、偏
・Ｕスリーブ１４の外周面の中心線すなわちスピンドル
２の中・Ｕ線０１からハイドロリックホルダ６の中１Ｏ
ｔｍすなわちドリル２２の軸部３２の中・ｂ線０２への
偏・Ｕを表わす偏１ｕベクトル■の方向と、切欠３４の
ハイドロリックホルダ６に苅する相対回転位置すなわち
中・ｂ線０２から切欠３４に向う方向とが互に直角とな
るようにする。なお、ドリル２２は、この場合にチップ
２６によって切削加工される穴の内径が第９図に示す公
差範囲の上限近くの値ｄ１となるように製作されている
ものとする。

上記のようにセラ１〜された回転切削装置を工作機械の
スピンドル２に取り付けて複数の被加工物に対して連続
的に穴あけ加工を行うのであるが、その加工個数がＮ、
、Ｎ２と増大するに従ってチップ２６の刃先が摩耗し、
加工された穴の内径が徐々に小さくなってくる。そして
、（Ｎ２−１）個目に加工された穴の内径が公差範囲の
下限値に近い値ｄ２になったとすれば、操作ねじ５６を
緩めてドリル２２を角度αだけ回転させ、第６図に示す
ように切欠３６を位置決めピン３８に係合させる。この
ようにすればチップ２６の刃先のスピンドル中・Ｕ線０
１からの距離が第５図の場合に比較して大きくなるため
、チップ２６の切削半径が大きくなることとなる。この
切削半径の調整量が第９図に示すように公差範囲よシ小
さい適宜の量となるように偏１ｕ量ａが予め決定されて
いるため、ドリル２２を上記のように回転させた後加工
される穴の内径寸法は、再び第１個目の穴の内径寸法ｄ
１とほぼ等しくなる寸で増大する。従って、その後の刃
先摩耗によって加工された穴の内径寸法が再び公差範囲
の下限値近くになるまで同じチップ２６が使用できるの
であり、このような切削半径の調整を行わない場合に比
較して１個のチップ２６で加工し得る被加工物の個数が
著しく増大するのである。しかも、この切削半径調整の
ための操作は操作ねじ５６を緩めてドリル２２を予め定
められた角度だけ回転させ、再び操作ねじ５６を締め付
けるという極めて簡単なものであるため短時間に行うこ
とができ、工作機械の稼働率の低下を有効に防１ヒし得
るのである。

以上のことは偏・Ｕスリーブ１４が突起１２と一体にな
っていて回転させることができない場合でも行うことが
でき、この態様がすなわち本願の第１発明の一実施例で
あると言うことができる。

本実施例において偏・ｂスリーブ１４が突起１２のまわ
りに回転し得るようにされているのは、加工すべき穴の
公差範囲が第９図に示す公差範囲とは異なる場合にも本
回転切削装置を使用し得るようにするためであ−て、本
実施例は本願の第２発明の実施例なのである。たとえば
、加工すべき穴の公差範囲が第９図に示す場合より狭い
場合には偏・しスリーブ１４を第７図および第８図に示
すように角度βだけ回転させて使用する。偏・ｂスリー
ブ１４をこのように回転させれば、スピンドル中・し＞
　線Ｏｌからドリル軸部３２の中・ｂ線０２へノ偏・Ｕ
を表わす偏ＩＤベクトルＶも、切欠３４，８６に対して
角度βだけ相対位相を変えられたこととなる。その結果
、第７図のように切欠３４が位置決めピン３８に係合し
た状態からドリル２２を角度αだけ回転させて、第８図
のように切欠３６が位置決めピン３８に係合するように
した場合におけるスピンドル中・Ｕ線０１からチップ２
．６の刃先までの距離の変化量、すなわち切削半径調整
量が、ドリル２２を第５図の状態から第６図の状態へ同
じ角度α回転させた場合に比較して小さく々るのである
。

但し、偏心スリーブ１４を回転させて切削半径調整量を
変えれば、同時に切削半径の絶対値すなわちスピンドル
中心線Ｏ１からチップ２６の刃先までの距離も当然塵わ
ることとなるため、ドリル２２を別のものと交換しなけ
れば第５図および第６図に示した場合と同一公称寸法の
穴は加工できないことは勿論である。しかし、加工寸法
の公差範囲が異なる場合は公称寸法自体も異なるのが普
通であるため、それぞれの公称寸法に対応したドリル２
２を予め複数本用意しておいて、これらのドリル２２に
１個のハイドロリックホルダ６を共用することによって
、公称寸法と公差範囲とが共に異なる複数種類の穴を加
工し得ることとなる。

なお、偏心スリーブ１４の回転角度は連続的に任意に変
え得るようにすることも可能であるが、たとえば突起１
２のセットスクリュ１６が当接する部分に凹みを設ける
などして、偏心スリーブ１４を一定角度ずつ段階的に回
転させ得るようにすることも可能である。

また、上記実施例においては位相変更装置がスピンドル
２の嵌合穴４とハイドロリックホルダ６との間に設けら
れていたが、ハイドロリックホルダ６と切削工具の軸部
との間に設けることも可能である。すなわち、第１図に
示した実施例において偏心スリーブ１４を省略上、突起
１２をスピンド／Ｉ／２の嵌合穴４に丁度嵌合し得る直
径のものとするとともに、第４図に示したスリーブ４２
を偏心スリーブとするのである。このようにすることに
よってもスピンドル中心線から切削工具軸部の中心線へ
の偏心ベレトルの方向を可変とすることが可能であり、
第１図に示した実施例と同様な作用・効果が得られるの
である。但し、この場合にはスリーブ４２は有底穴４０
内において回転可能とすることが必要であるため、切削
工具とハイドロリックホルダとの相対回転を阻止する手
段を別に設けることが必要である。たとえば、第１図に
示す実施例における切欠３４と位置決めピン３８とは、
この手段として利用することができる。

本発明の別の実施例を第１０図乃至第１２図に示す。こ
の実施例においては切削工具が中ぐシ工具５７とされる
とともに、工具保持体たるホルダ５８が互に量ａだけ偏
心した工具保持穴５９と嵌合突起６０とを備えた単純な
構造のものとされている、中ぐり工具５７の軸部６１の
外周面には軸方向に平行な溝６２が形成されておシ、こ
の溝６２にセットスクリュ６３の先端部が嵌入すること
によって中ぐシ工具５７のホルダ５８に列するａ対回転
位置が決定されるとともに、中ぐシ工具５７とホルダ５
８とが互に固定されるようになっている。＋ットスクリ
ュ６３を螺合すべき雌ねじ穴６４は第１１図から明らか
なように複数個（本実施例においては２個）設けられて
おシ、この雌ねじ穴６４の個数と同じ個数の相対回転位
置に中ぐシ工具５７が固定され得ることとなる。本実施
例においても中ぐり工具５７をホルダ５８に対して回転
させることによって刃先摩耗を調整することができる。

第１３図および第１４図に本考案の別の実施例において
使用される偏心スリーブ付ドリル６６を示す。これは第
１図に示した実施例におけるトリ／ｖ２２の軸部３２に
偏心スリーブ６８を嵌合したものであり、この偏心スリ
ーブ６８はドリル６６の軸部の一部と考えられる。偏心
スリーブ６８の末端開口部には円板７０が嵌合され、ピ
ン７２によって固定されている。円板７０には第１４図
から明らかなように円弧状の長穴７４が形成されており
、この長穴７４を貫通してボルト７６が軸部３２に螺合
され、このボルト７６を緩め円板７０の中央に形成され
ているスパナ保合穴７８に六角棒スパナを係合させて円
板７０を回転させることにより、偏心スリーブ６８を軸
部３２のまわりに回転させることができるようにされて
いる。偏心スリーブ６８はその内周面と外周面とが微小
量すだけ偏心させられている。この偏心スリーブ付ドリ
ル６６は第１図に示したハイドロリックホルダ６と組み
合わされて本考案の一実施例装置を構成する。

本実施例装置によれば、偏心スリーブ１４を回転させる
ことによって切削半径調整量を変えた場合に同時に生ず
る切削半径の絶対値の変化を、ス！Ｊ−フロ　８の回転
によって打ち消すことができ、公称寸法が同じで公差範
囲の異なる穴を同一のドリル２２で加工することが可能
となる。すなわち切欠３４を位置決めピン３８と係合さ
せたま＼で偏心リング１４を回転させれば、スピンドル
２の中心線からドリル軸部３２の中心線への偏心ベクト
ルの切欠３４に対する相対的な方向が変ゎシ、次て切欠
３６が位置決めピン３８と保合するようにドリル２２を
回転させた場合における切削半径調整量を変え得るので
あるが、同時に切欠３４を位置決めピン３８と係合させ
た状態における切削半径も変化してしまうことは前述の
通シである。

しかし本実施例装置においては、この切削半径の変化を
、スリーブ６８をドリル軸部３２に対して回転させるこ
とによって打ち消すことができるのである。また、この
スリーブ６８は、偏心リング１４の回転とは無関係に、
チップ２６のばらつき等に起因する切削半径の誤差を補
正するためにも利用し得る。すなわち偏心スリーブ付ド
リル６６はそれ自体が切削半径調整装置を備えたドリル
なのであり、この切削半径調整装置としては偏心スリー
ブを利用するものに限らず、既に知られている種々のも
のが採用可能である。

以上の実施例においては、切削工具と工具保持体との相
対回転位置は２個とされていたが、３個以上の任意の複
数個とすることも可能である。但し、この場合には任意
の相対回転位置から隣接の相対回転位置へ切削工具が回
転させられたときにおける切削半径調整量が常に一定と
なるように各相対回転位置が決定されるのであシ、この
場合には各相対回転位置間の角度間隔は一定とはならな
い。また、切削工具が予め定められた各相対回転位＠ま
で回転させられたことが作業者に明瞭に認識され得れば
よく、たとえばボールとスプリングを使用したスナップ
アクション装置等によって所定の位置に回転させられた
ことを作業者が感覚で認識し得るようにすることも可能
である。相対回転位置決め装置は、必ずしも切削工具の
工具保持体に列する相対回転を強制的に阻止する機能を
備えたものではなくてもよいのである。但し、この場合
には切削工具と工具保持体とを互に固定する固定装置が
両者の相対回転を阻止する機能を有するものであること
が必要となる。

以上、本発明の実施例を幾つか説明したが、これは文字
通り例示であ−て、本発明はこの他にも当業者の知識に
基づいて特許請求の範囲を逸脱することなく、種々の変
形・改良を加えた態様で実施し得るものであることは勿
論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である回転切削装置の一部を
断面にして示す正面図であり、第２図はその左側面図、
第３図は同じく右側面図（一部断面）である。第４図は
第１図におけるハイドロリックホルダを拡大して示す正
面断面図である。第５図乃至第９図は、第１図に示した
実施例装置の作用・効果を説明するための説明図である
。第１０図は木斃門の別の実施例である回転切削装置の
正面断面図である。第１１図は第１０図におけるＸＩ−
ＸＩ断面図であシ、第１２図は第１０図に示した装置の
右側面図である。第１３図は本発明の更に別の実施例に
おける要部を示す正面図（一部断面）であり、第１４図
はその右側面図である。 ２ニスピンドル　　　４：嵌合穴 ６：ハイドロリックホルダ（工具保持体）８：嵌合部　
　　　　　　１０：ホルダ本体１２：突起　　　　　　
１４：偏心スリーブ２０．５９：工具保持穴　　　　　
２２：微調整スローアウェイトリ／Ｉ／（切削工具）　
　　　　　　　２６：スローアウェイチップ３２．６１
：軸部　　　３４，３６：切欠３８：位置決めピン　　
４２ニスリーブ４６：圧力室　　　　　　５４：ピスト
ン５６：操作ねじ　　　　　　５７：中ぐり工具（切削
工具）５８：ホルダ（工具保持体） ６０：嵌合突起（嵌合部）　　６２：溝６３：セットス
クリュ　６４：雌ねじ穴６６：偏心スリーブ付ドリル（
切削工具）第１図 第２図 第４図 第９図 力０　工＠牧−＋ 第１１図 二

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （、ｌ）工作機械のスピンドルに取シ付けられ、被加工
   物に対して回転させられて、該被加工物を切削する回転
   切削装置であって。 前記スピンドルの端面の中１ｕに設けられた嵌合穴また
   は嵌合突起と嵌合する嵌合部と、該嵌合部の中１ｕ線に
   平行でかつ該中・Ｕ線に対して偏心した中・Ｕ線を有す
   る円形断面の工具保持穴とを備えた工具保持体と、 前記工具保持穴に回転可能に挿入された軸部と、該軸部
   の該工具保持穴から突出した部分に固設された切刃とを
   備えた切削工具と、該切削工具を前記工具保持体に対し
   て予め定められた複数の相対回転位置に位置決めし得、
   かつ該複数の相対回転位置が、任意の回転位置から隣接
   回転位置へ前記切削工具が回転させられるとき前記嵌合
   部の中・Ｕ線から前記切刃の刃先までの距離が予め定め
   られた一定微小量ずつ増大するように選定されている相
   対回転位置決め装置と、 該相対回転位置決め装置によ−て位置決めされた切削工
   具と工具保持体とを互に固定する固定装置と を含むことを特徴とする［Ｑ転切削装置。 （２）工作機械のスピンドルに取シ付けられ、被加工物
   に対して回転させられて、該被加工物を切削する回転切
   削装置であって、 前記スピンドルに設けられた嵌合穴または嵌合突起と嵌
   合する嵌合部と、該嵌合部の中・Ｕ線に平行でかつ該中
   、ｂ線に対して偏・しした中・Ｕ線を有する円形断面の
   工具保持穴とを備えた工具保持体と、 前記工具保持穴に回転可能に挿入された軸部と、該軸部
   の該工具保持穴から突出した部分に固設された切刃とを
   備えた切削工具と。 該切削工具を前記工具保持体に対して予め定められた複
   数の相対回転位置に位置決めし得、ｆかつ該複数の相対
   回転位置が、任意の回転位置から隣接回転位置へ前記切
   削工具が回転させられるとき前記嵌合部の中・Ｕ線から
   前記切刃の刃先までの距離が予め定められた一定微小量
   ずつ増大するように選定されている相対回転位置決め装
   置と、 該相対回転位置決め装置によって位置決めされた切削工
   具と工具保持体とを互に固定する固定装置と、 互に偏・ｕした内周面と外周面とを有する偏・しスリー
   ブを備えて前記スピンドルの嵌合穴または嵌合突起と前
   記切削工具の軸部との間に設けられ、該偏７ｕスリーブ
   の回転によって、前記嵌合部の中、Ｕ線から前記軸部の
   中・Ｕ線への偏・しを表わす偏、Ｕベク）／しと前記複
   数の相対回転位置との相対位相を変える位相変更装置と を含むことを特徴とする回転切削装置。 （３）前記切削工具が切削半径調整装置を備えたもので
   ある特許請求の範囲第２項記載の回転切削装置。