KR101974846B1 - 보링 공구 - Google Patents

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타츠야 오가타
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빅 다이쇼와 가부시키가이샤
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Abstract

가공 대상의 천공부의 형상에 따라 절삭날의 마모를 억제할 수 있는 보링 공구를 제공한다.
회전 공작 기계의 주축에 장착되는 공구 본체(2)와, 공구 본체(2)의 선단면 (7)에 부착되어 절삭날(5)을 갖는 지름 방향으로 위치 조정 가능한 복수의 카트리지(3)를 구비하고, 공구 본체(2)에 그 회전축 방향으로 절삭액을 반송하는 통액로 (24)를 구비하고, 절삭액의 토출 구멍이 선단면(7)에 있어서 복수의 카트리지(3) 사이에 형성된 제 1 토출 구멍(25)과, 공구 본체(2)의 외주부에 형성되어 절삭날(5)의 날끝을 향하는 제 2 토출 구멍(26)으로 구성되어 있다.

Description

보링 공구{BORING TOOL}
본 발명은 내면 가공용의 보링 공구에 관한 것이다.
내면 가공용의 보링 공구는 피가공물에 형성된 천공부의 내면의 조가공이나 정밀 처리를 위해서 사용된다. 특허문헌 1에는, 공구 본체(대좌부)에 대하여 대략 180도 오프셋된 상태로 2개의 절삭날이 배치된 보링 공구(보링 헤드)가 개시되어 있다.
보링 공구에 의한 내면 가공시에는 절삭날이 피가공물과의 마찰이나 전열 등에 의해 발열하고, 절삭날이 절삭 부스러기를 말려들게 하거나 해서 절삭날이 마모되기 쉬워진다. 특허문헌 1의 보링 공구에서는, 절삭날을 구비하는 카트리지(공구 마운트 부재)에 절삭날을 향해서 절삭액을 분사하는 분사구를 형성하고 있다. 이것에 의해, 절삭액에 의해 절삭 부스러기나 절삭날을 냉각시키거나, 또는 절삭날으로의 절삭 부스러기의 부착을 방지해서 절삭날의 마모를 억제하고 있다.
일본 특허공개 2008-221400호 공보
블라인드 홀의 내면 가공을 행할 경우, 절삭날의 하방에 생성된 절삭 부스러기는 공구 본체의 외주와 블라인드 홀의 간극으로부터 외부로 배출할 필요가 있다. 그러나, 특허문헌 1의 보링 공구를 이용하여 날끝에 절삭유를 분사하면, 절삭유에 의해 절삭 부스러기의 배출 흐름이 저해될 경우가 있다. 그렇게 되면, 구멍 바닥에 절삭 부스러기가 퇴적되어 절삭 부스러기의 막힘이나, 절삭날에 절삭 부스러기가 말려 들어가는 원인이 된다. 특히, 절삭 부스러기의 배출 스페이스가 작은 소경 구멍의 가공에 있어서는, 이와 같은 문제는 보다 현저하게 나타난다.
본 발명은 상기 실정을 감안하여 이루어진 것으로서, 절삭날의 마모를 억제하면서 각종 형상의 천공부를 가공할 수 있는 보링 공구를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 보링 공구의 특징 구성은 회전 공작 기계의 주축에 장착되는 공구 본체와, 상기 공구 본체의 선단면에 부착되어 절삭날을 갖고 지름 방향으로 위치 조정 가능한 복수의 카트리지를 구비하고, 상기 공구 본체에 그 회전축 방향으로 절삭액을 반송하는 통액로를 구비하고, 상기 절삭액의 토출 구멍이 상기 선단면에 있어서 상기 복수의 카트리지 사이에 형성된 제 1 토출 구멍과, 상기 공구 본체의 외주부에 형성되어 상기 절삭날의 날끝을 향하는 제 2 토출 구멍에 의해 구성되어 있는 점이다.
본 구성과 같이, 절삭액의 토출 구멍이 공구 본체의 선단면에 형성된 제 1 토출 구멍과, 공구 본체의 외주부에 형성된 제 2 토출 구멍으로 구성되어 있으면, 제 1 토출 구멍에 대해서는 블라인드 홀 가공시에 피가공물의 구멍 바닥을 향해서 절삭액을 토출할 수 있다. 제 1 토출 구멍으로부터 토출된 절삭액은, 구멍 바닥에서 반사되어 구멍부의 내벽을 따라 상승해서 개구부로 향하는 흐름을 형성한다. 이것에 의해, 절삭 부스러기는 구멍 바닥에 퇴적되지 않고 공구 본체의 주위로부터 배출된다.
한편, 관통 구멍의 내면 가공시에는 제 2 토출 구멍으로부터 날끝을 향해서 토출되는 절삭액에 의해, 날끝이 냉각되어 날끝으로의 절삭 부스러기의 부착이 방지된다.
본 구성의 보링 공구이면, 이와 같이 제 1 토출 구멍에 의한 공구 본체의 회전축 방향으로의 절삭액의 공급과, 제 2 토출 구멍에 의한 날끝으로의 절삭액의 공급을 행할 수 있다. 즉, 천공부를 향해서 제 1 토출 구멍과 제 2 토출 구멍의 양쪽으로부터 절삭액을 공급할 수 있다. 그 결과, 절삭 부스러기의 배출 효과 및 날끝의 냉각 효과를 높여서 절삭날의 마모를 억제할 수 있다.
본 발명의 다른 특징 구성은, 상기 제 1 토출 구멍 및 상기 제 2 토출 구멍에 상기 절삭액의 토출량을 조정하는 조정 기구를 설치한 점에 있다.
제 1 토출 구멍 및 제 2 토출 구멍으로부터 토출되는 절삭액의 토출량을 조정하기 위해서, 예를 들면 절삭액의 공급원에 있어서 공급량을 변경하는 구성이 생각된다. 이 경우, 제 1 토출 구멍으로부터의 절삭액의 토출량과 제 2 토출 구멍으로부터의 절삭액의 토출량을 각각 조정하기 위해서는, 제 1 토출 구멍에 연통하는 통액로와 제 2 토출 구멍에 연통하는 통액로를 각각 설치할 필요가 있고, 그것을 위한 공구 본체의 내부 가공이 별도 필요하게 된다.
그래서, 본 구성에서는 제 1 토출 구멍 및 제 2 토출 구멍에 절삭액의 토출량을 조정하는 조정 기구를 설치하고 있다. 이것에 의해, 공구 본체의 내부 가공을 필요 최소한으로 할 수 있고, 간단한 구성으로 천공부의 가공 조건에 따라 제 1 토출 구멍 및 제 2 토출 구멍으로부터 토출되는 절삭액의 토출량을 용이하게 조정할 수 있다. 그 결과, 예를 들면 절삭 부스러기의 배출을 우선해서 제 1 토출 구멍으로부터의 절삭액의 토출량이 늘도록 조정하거나, 날끝의 냉각을 우선해서 제 2 토출 구멍으로부터의 절삭액의 토출량이 늘도록 조정할 수 있다.
본 발명의 다른 특징 구성은 상기 복수의 카트리지의 적어도 1개에, 조정 가능한 상기 카트리지의 위치에 관계없이 상기 제 1 토출 구멍으로부터 토출되는 상기 절삭액이 유통되는 유통부가 설치되어 있는 점에 있다.
카트리지는 내면 가공하는 지름에 따라, 공구 본체의 선단면에 있어서 지름 방향으로 위치 조정된다. 이 때문에, 제 1 토출 구멍으로부터 토출되는 절삭액의 공급 방향에 대하여 위치 조정된 카트리지가 방해가 될 경우가 있다. 그러나, 본 구성이면 카트리지에 조정 가능한 상기 카트리지의 위치에 관계없이 절삭액이 유통되는 유통부가 설치되어 있기 때문에, 유통부에 의해 절삭액을 확실하게 가공 대상의 천공부에 공급할 수 있다.
도 1은 보링 공구의 분해 사시도이다.
도 2는 보링 공구의 사시도이다.
도 3은 보링 공구의 선단측의 정면도이다.
도 4는 블라인드 홀에 내면 가공을 실시하고 있는 상태를 나타내는 도면이다.
도 5는 블라인드 홀에 내면 가공을 실시하고 있는 상태의 보링 공구의 부분단면도이다.
도 6은 보링 공구의 부분 단면도이다.
도 7은 관통 구멍에 내면 가공을 실시하고 있는 상태의 보링 공구의 부분 단면도이다.
도 8은 블라인드 홀에 내면 가공을 실시하고 있는 상태의 보링 공구의 부분단면도이다.
이하에 본 발명의 실시형태를 도면에 의거하여 설명한다.
도 1~도 3에, 본 발명에 의한 보링 공구(1)를 나타낸다. 보링 공구(1)는 회전 공작 기계의 주축(도시하지 않음)에 장착되는 공구 본체(2)와, 절삭날(5)을 갖는 카트리지(3)를 구비한다. 2개의 카트리지(3)가 공구 본체(2)의 선단면(7)에 대략 180도 오프셋된 상태로 부착되어 있고, 지름 방향으로 위치 조정이 가능하다. 절삭날(5)은 체결 나사(8)에 의해 카트리지(3)의 각각에 부착되어 있고, 교환 가능하게 구성되어 있다.
카트리지(3)는 클램프 나사(9)에 의해 공구 본체(2)에 각각 장착된다. 선단면(7)에는 전체에 세레이션 가공(세레이션부(7a))이 실시되어 있고, 카트리지(3)의 장착면(10)에도 세레이션부(7a)에 대응하는 요철 가공이 실시되어 있다. 선단면(7)에는 클램프 나사(9)가 삽입되는 나사 구멍(11)이 2개 형성되어 있다. 클램프 나사(9)는 카트리지(3)에 형성된 타원형 구멍(12)을 통해서 나사 구멍(11)에 삽입되어 있다. 클램프 나사(9)를 헐겁게 하면, 카트리지(3)를 타원형 구멍(12)이 허용하는 범위 내에서 개별적으로 지름 방향으로 위치 조정할 수 있다.
카트리지(3)에는 선단면(7)의 외주를 따르는 외벽부로부터 타원형 구멍(12)을 향해서 지름 방향으로 관통 구멍(13)이 형성되어 있다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 관통 구멍(13)은 선단면(7)의 세레이션부(7a)를 따르는 방향으로 형성되어 있고, 관통 구멍(13)에 조정 나사(14)가 내장되어 있다. 조정 나사(14)는 클램프 나사(9)와 카트리지(3)의 상대 위치를 변경하는 것으로, 예를 들면 오목 나사(멈춤 나사)로 구성되어 있다. 관통 구멍(13)의 바깥쪽으로부터 조정 나사(14)를 예를 들어 시계 방향으로 회전시키면, 관통 구멍(13)으로부터 타원형 구멍(12)에 삽입되어 있는 클램프 나사(9)를 향해서 조정 나사(14)의 선단부가 노출되어 클램프 나사(9)를 압박한다. 즉, 조정 나사(14)가 클램프 나사(9)와 카트리지(3)의 타원형 구멍(12)의 내주면의 사이에 위치한다. 이것에 의해, 카트리지(3)는 클램프 나사(9)로부터 상대적으로 이간해 선단면(7)의 세레이션부(7a)를 따라 지름 방향 바깥쪽으로 이동한다.
조정 나사(14)를 예를 들면, 반시계 방향으로 회전시키면 관통 구멍(13)으로부터 노출된 조정 나사(14)의 선단부는 인퇴한다. 이렇게 해서, 조정 나사(14)의 조작에 의해 카트리지(3)의 지름 방향의 위치를 변경할 수 있다.
공구 본체(2)는 섕크부(21)와, 섕크부(21)의 선단측으로 연속되는 본체부(22)를 구비한다. 섕크부(21)와 본체부(22)는 모두 원기둥상으로 형성되고, 본체부(22) 쪽이 소경이다. 본체부(22)의 외주부에는 섕크부(21)의 선단측으로부터 선단면(7)을 향해서 연속되는 홈부(23)가 형성되어 있다. 홈부(23)는 절삭 부스러기가 통과할 수 있는 폭이 넓은 형상으로서 회전축심을 따르는 방향으로부터 시계방향의 방향으로 경사지고, 홈부(23)의 선단측(선단면(7)의 측)은 절삭날(5)의 아래측을 향하고 있다. 홈부(23)에 의해 절삭 부스러기의 외부로의 배출이 촉진된다. 홈부(23)를 가능한 한 깊은 홈으로 함으로써, 절삭 부스러기가 홈부(23)로부터 배출되기 쉬워진다.
공구 본체(2)에는, 절삭액을 반송하는 통액로(24)가 회전축 방향으로 설치되어 있다. 절삭액의 토출 구멍으로서 공구 본체(2)의 선단면(7)의 중앙에 제 1 토출 구멍(25)이 형성되고, 공구 본체(2)의 본체부(22)의 외주부에 제 2 토출 구멍(26)이 형성되어 있다. 제 2 토출 구멍(26)은 홈부(23)에 형성되어 있고, 선단면(7)에 근접하는 위치에 형성되어 있다. 제 1 토출 구멍(25) 및 제 2 토출 구멍(26)은, 모두 통액로(24)에 연통하고 있다.
제 1 토출 구멍(25)은 2개의 카트리지(3)의 사이에 배치되어 있고, 가공 대상의 천공부의 저부를 향해서 절삭액을 공급한다. 카트리지(3)에 있어서, 제 1 토출 구멍(25)에 면하는 내방측부에는 제 1 토출 구멍(25)으로부터 토출되는 절삭액이 유통되는 유통부(27)로서 오목부가 형성되어 있다. 카트리지(3)는 내면 가공하는 지름에 따라, 공구 본체(2)의 선단면(7)에 있어서 지름 방향으로 위치가 조정된다. 이 때문에, 유통부(오목부)(27)는 조정 가능한 카트리지(3)의 위치에 관계없이 제 1 토출 구멍(25)으로부터 토출되는 절삭액이 유통되는 형상으로 구성되어 있다. 제 2 토출 구멍(26)은 카트리지(3)에 대하여 1개씩 형성되어 있고, 날끝을 향해서 절삭액을 공급한다.
보링 공구(1)에는, 제 1 토출 구멍(25) 및 제 2 토출 구멍(26)에 절삭액의 토출량을 조정 가능하게 하는 조정 기구가 설치되어 있다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 제 1 토출 구멍(25)의 내면에 암나사부(25a)가 형성되고, 제 2 토출 구멍(26)의 내면에 암나사부(26a)가 형성되어 있다. 조정 기구는 암나사부(25a, 26a)와, 상기 암나사부(25a, 26a)에 나사 결합 가능한 나사 부재(28)로 구성되어 있고, 이 나사 부재(28)에는 임의의 지름으로 관통 구멍이 형성되어 있다. 제 1 토출 구멍(25) 및 제 2 토출 구멍(26)에 대하여, 관통 구멍의 지름이 다른 나사 부재(28)를 갈아 끼움으로써 제 1 토출 구멍(25) 및 제 2 토출 구멍(26)으로부터 토출되는 절삭액의 토출량(유량 및 유속)을 간이하게 변경할 수 있다. 그 결과, 예를 들면 절삭 부스러기의 배출을 우선해서 제 1 토출 구멍(25)으로부터의 절삭액의 토출량이 늘도록 조정하거나, 날끝의 냉각을 우선해서 제 2 토출 구멍(26)으로부터의 절삭액의 토출량이 늘도록 조정할 수 있다.
조정 기구(암나사부(25a, 26a) 및 나사 부재(28))는 제 1 토출 구멍(25) 및 제 2 토출 구멍(26)으로부터의 절삭액의 토출을 각각 차단 가능하게 구성되어도 좋다. 상기 나사 부재(28)를 관통 구멍이 없는 형상으로 함으로써, 제 1 토출 구멍(25) 및 제 2 토출 구멍(26)으로부터의 절삭액의 토출을 각각 차단할 수 있다. 이것에 의해, 간단한 구성으로 천공부(30)의 가공 조건에 따라, 날끝 및 천공부(30)의 저부(31) 중 한쪽에 절삭액을 공급하는 형태와, 날끝 및 천공부(30)의 저부(31) 양쪽에 절삭액을 공급하는 형태의 스위칭을 용이하게 행할 수 있다.
도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 보링 공구(1)를 사용해서 블라인드 홀의 내면 가공을 할 때에는 제 1 토출 구멍(25) 및 제 2 토출 구멍(26)은 개방 상태로 한다. 이렇게 하면, 제 1 토출 구멍(25)으로부터 피가공물(A)의 천공부(30)의 저부(31)를 향해서 절삭액이 공급됨과 아울러, 제 2 토출 구멍(26)으로부터 절삭날(5)의 날끝을 향해서 절삭액이 공급된다. 제 1 토출 구멍(25)으로부터 토출되는 절삭액이 피가공물(A)의 천공부(30)의 저부(31)에 반사되어, 천공부(30)의 내벽면을 따라 상승해서 개구부로 향하는 이동을 형성한다. 이것에 의해, 절삭 부스러기는 저부(31)에 퇴적되지 않고 공구 본체(2)의 주위로부터 바깥쪽으로 배출된다. 또한, 제 2 토출 구멍(26)으로부터 공급된 절삭액에 의해 절삭날(5)이 냉각되면서 절삭날(5)에 대한 절삭 부스러기의 부착도 방지된다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 관통 구멍의 내면 가공시에는 관통 구멍을 갖지 않는 나사 부재(28)를 제 1 토출 구멍(25)의 암나사부(25a)에 나사 결합해서 제 1 토출 구멍(25)을 차폐한다. 이것에 의해, 절삭액은 제 2 토출 구멍(26)으로부터만 토출되어, 절삭날(5)의 날끝이 냉각됨과 아울러 절삭날(5)에 대한 절삭 부스러기의 부착이 억제되어서 절삭날(5)의 마모를 억제할 수 있다.
〔기타 실시형태〕
(1) 본 발명에 의한 보링 공구(1)는 섕크부(21) 대신에 연결축을 구비하는 것이라도 좋다.
(2) 상기 실시형태에서는 카트리지(3)에 제 1 토출 구멍(25)로부터 토출되는 절삭액이 유통되는 유통부(27)로서 오목부를 형성하는 예를 나타냈지만, 유통부(27)로서 카트리지(3)에 구멍부를 형성해도 좋다. 유통부(27)는 복수의 카트리지(3)의 일부에만 설치되어도 좋다. 또한, 복수의 카트리지(3)를 장착한 상태에 있어서 제 1 토출 구멍(25)의 토출 영역이 확보되어 있는 경우에는, 카트리지(3)에 유통부(27)를 설치하지 않아도 좋다.
(3) 본 발명에 의한 보링 공구(1)는 블라인드 홀의 내면 가공시에 제 2 토출 구멍(26)을 나사 부재(28)에 의해 차폐하고, 제 1 토출 구멍(25)에 의한 회전축 방향으로의 절삭액의 공급만을 행하도록 구성해도 좋다(도 8).
(4) 상기 실시형태에서는 절삭액의 토출량을 조정하는 조정 기구가 암나사부(25a, 26a)와 나사 부재(28)로 구성되는 예를 나타냈지만, 이 조정 기구는 제 1 토출 구멍(25) 및 제 2 토출 구멍(26)로부터의 절삭액의 토출량을 변경 가능하게 하는 구성이면 특별히 한정되지 않는다. 조정 기구는, 예를 들면 커버체 등에 의해 제 1 토출 구멍(25) 및 제 2 토출 구멍(26)의 일부 또는 전부를 차폐하는 구성이라도 좋다.
1 : 보링 공구 2 : 공구 본체
3 : 카트리지 5 : 절삭날
7 : 선단면 9 : 클램프 나사
12 : 타원형 구멍 13 : 관통 구멍
14 : 조정 나사 21 : 섕크부
22 : 본체부 24 : 통액로
25 : 제 1 토출 구멍 26 : 제 2 토출 구멍
27 : 유통부 28 : 나사 부재
30 : 천공부

Claims (3)

  1. 회전 공작 기계의 주축에 장착되는 공구 본체와,
    상기 공구 본체의 선단면에 부착되어 절삭날을 갖고 지름 방향으로 위치 조정 가능한 복수의 카트리지를 구비하고,
    상기 공구 본체에 그 회전축 방향으로 절삭액을 반송하는 통액로를 구비하고,
    상기 통액로에 연통하는 상기 절삭액의 토출 구멍은 상기 선단면에 있어서 상기 복수의 카트리지의 사이에 위치하도록 설치된 제 1 토출 구멍에 의해 구성되며,
    상기 복수의 카트리지 중 적어도 1개에, 조정 가능한 상기 카트리지의 위치에 관계없이, 상기 제 1 토출 구멍으로부터 토출된 상기 절삭액이 유통되는 유통부가 설치되고, 상기 유통부로서 상기 카트리지의 외면에 있어 상기 회전축 방향을 따라 오목부가 형성되어 있는 보링 공구.
  2. 회전 공작 기계의 주축에 장착되는 공구 본체와,
    상기 공구 본체의 선단면에 부착되어 절삭날을 갖고 지름 방향으로 위치 조정 가능한 복수의 카트리지를 구비하고,
    상기 공구 본체에 그 회전축 방향으로 절삭액을 반송하는 통액로를 구비하고,
    상기 통액로에 연통하는 상기 절삭액의 토출 구멍은 상기 선단면에 있어서 상기 복수의 카트리지의 사이에 위치하도록 설치된 제 1 토출 구멍과, 상기 공구 본체의 외주부에 형성되어 상기 절삭날의 날끝을 향하는 제 2 토출 구멍에 의해 구성되며,
    상기 제 1 토출 구멍 및 상기 제 2 토출 구멍에 상기 절삭액의 토출량을 조정하는 조정 기구를 설치하고, 상기 복수의 카트리지 중 적어도 1개에, 조정 가능한 상기 카트리지의 위치에 관계없이, 상기 제 1 토출 구멍으로부터 토출된 상기 절삭액이 유통되는 유통부가 설치되고, 상기 유통부로서 상기 카트리지의 외면에 있어 상기 회전축 방향을 따라 오목부가 형성되어 있는 보링 공구.
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