WO2006112074A1 - 工作機械 - Google Patents

Abstract

　 【課題】　シリンダーヘッドのように複雑形状なワークの加工においても、切削工具面に切削油を十分に供給することができ、切削工具の寿命を大幅に改善することが可能な切削工具ホルダーユニットを提供する。 【解決手段】　切削工具を着脱自在に装着可能な切削工具ホルダーと、この切削工具ホルダーの多軸ヘッド装着側に、摺動自在に嵌合可能なフランジ状のフロントカバーと、から構成される切削工具ホルダーユニットであって、前記フロントカバー内周面に形成された溝と前記切削工具ホルダーに形成された溝とが、摺動自在に嵌合されて切削油循環路を形成し、切削油射出口が、切削工具ホルダーの回転方向に対して、切削工具装着部の上流位置に開口されていることを特徴とする。

Description

明 細 書

工作機械

技術分野

[0001] 本発明は、例えば切削加工用治具を多軸ヘッドに装着して、シリンダーヘッド等の ワークをカ卩ェするための工作機械に関する。

背景技術

[0002] 金属材料を切削加工するには、切削工具を装着した切削工具ホルダーを工作機 械のヘッドに取り付け、ヘッド側のモーター回転を切削工具ホルダーに伝え、加工す る金属製ワークに切削油を注ぎながら、回転する切削工具を当てて切削を行うのが 一般的である。ところが、ワークが複雑な形状を有している場合、切削箇所が奥まつ て 、る等の理由で切削油を十分に供給できな 、ことがある。このように切削油の供給 が不十分であると、摩擦熱により切削部分の温度が急上昇し、加工精度が落ちたり、 切削工具の寿命が短くなる等の問題が発生する。

[0003] たとえば自動車のシリンダーヘッドのバルブ取り付け部分には、焼結材で形成され たバルブシートが埋め込まれていて、バルブの気密性を保障している。このバルブシ 一トの面カ卩ェは、現在、多軸ヘッドに取り付けた切削工具によって行っている。しかし 、ノ レブシートの加工面はシリンダーヘッドの内側に位置するため、切削工具を挿入 するとワークと切削工具との間隔は数ミリし力残らず、そのため、加工部分に切削油を 供給することができない。このため、ワーク側、すなわちシリンダー内のガイド孔から 切削油を供給することもあるが、通常、作業効率を上げるため、ガイド孔のリーマ加工 を同時に行うケースが多ぐこの場合にはリーマ加工具によつてガイド孔が塞がれて しまうため、この方法も困難である。したがって、切削油の配管を切削工具ホルダー 内部に設ける必要がある。

[0004] 切削油の配管を切削工具ホルダー内部に設ける技術の例として、特許文献 1には 、カツタ本体に貫設された切削液供給孔を介して供給される切削液が、スローアウエ ィチップに設けられている切削液供給溝を介してすくい面に供給される構造が開示 されている。 [0005] また、特許文献 2には、工作機械の主軸外周やロボットアーム先端に、切削油供給 源に連絡された複数のノズルユニットを揺動可能に配置し、別設の駆動源により、各 ノズルの方向を一斉に揺動させる他、切削液供給源力 の切削液の送給を行うノズ ル装置が記載されている。

[0006] 特許文献 3は、高圧力冷却流体を工具内部の導管系統を介して供給される複数の ノズルを含み、第 1のノズルと第 2のノズルが対を成して協働して切削インサートから 少し離れて切屑上に衝突し、それによつて上方および後方に切屑を偏らせる切削ェ 具に関して記載されている。

[0007] さらに特許文献 4には、マシユングセンターのスピンドル内部給油方式の切削液を 利用して、工具保持具内を通して先端のスキマナットから切削液を噴射する給油方 式であり、切削液に回転を与えて切れ刃の冷却効率を高めた構造が記載されている 特許文献 1：特開平 8— 39387号公報

特許文献 2：特開平 8— 57742号公報

特許文献 3：特開 2001— 87906号公報

特許文献 4：特開 2003— 1545号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0008] 特許文献 1、 2および 4に記載された技術ではエンジン部品のように複雑形状で、奥 まった隙間のない位置での加工には利用できない。また、特許文献 3の技術のように 、切削液供給路がマシユングセンターの主軸中心を貫通している場合には、切削屑 が切削液供給路に入り込み、逆流して回転軸のベアリング部が作動不良となる問題 がある。

課題を解決するための手段

[0009] 上記課題を解決するため本発明は、ヘッドの回転軸に切削工具ホルダーを着脱自 在に取付けた工作機械であって、前記ヘッド前面にはフロントカバーが設けられ、こ のフロントカバーには前記切削工具ホルダーのフランジ部外周が摺接する開口が形 成され、この開口内周と前記切削工具ホルダーのフランジ部外周との間には切削油 循環路が形成され、また前記切削工具ホルダーには切削油供給路が形成され、この 切削油供給路は横穴と縦穴とからなり、前記横穴の外端は前記切削油循環路に開 口する切削油吸入口とされ、横穴の内端は縦穴の基端とつながり、縦穴の先端は切 削工具ホルダーの軸力 偏心した位置に開口する切削油噴出口とされ、更に前記切 削工具ホルダーの回転方向を基準として前記横穴の後面の接線に対する角度が 90 ° よりも大きくされた構成とした。

[0010] 上記構成とすることで、切削工具ホルダーの回転によって切削油供給路の横穴の 先端部即ち切削油吸入口が、切削油循環路内の切削油を搔きとって横穴内に導く。 横穴の後面の接線に対する角度は 90° 以上に設定されているので、横穴内に導び かれた切削油は遠心力で戻ることなぐ内方に移動し、縦穴を介して噴出ロカも外部 に供給される。

[0011] また、前記切削油循環路に開口する切削油吸入口は、切削工具ホルダーの回転 方向上流側の入口壁面の角部を切除することで、入口面積が拡大されて 、ることが 好ましい。このようにすることによって、切削油の取り込みを確実に行うことができる。 発明の効果

[0012] 本発明によれば、シリンダーヘッドのように複雑形状なワークの加工においても、切 削工具面に切削油を十分に供給することができ、切削工具の寿命を大幅に改善する ことができる。

図面の簡単な説明

[0013] [図 1]切削工具ホルダーの斜視図

[図 2]切削工具ホルダーユニットの斜視図

[図 3]削工具ホルダーの断面図

[図 4]本発明に係る切削工具ホルダーを多軸ヘッド取り付け側から見た裏面図

[図 5]本発明に係る切削油吸入口の拡大図

[図 6]本発明の切削工具ホルダーユニットを多軸ヘッドに装着し、ワークを切削する様 子を示す断面図

発明を実施するための最良の形態

[0014] 本発明の実施の一例を図に基づいて詳細に説明する。図 1は本発明に係る切削ェ 具ホルダーの斜視図、図 2は切削工具ホルダーユニットの斜視図、図 3は削工具ホ ルダ一の断面図、図 4は切削工具ホルダーを多軸ヘッド取り付け側から見た裏面図 、図 5は切削油吸入口の部分の拡大図である。

[0015] 切削工具ホルダー 1には切削工具 2がクランプ 21によって着脱自在に装着されて いる。また、装着された切削工具 2の矢印 Aで示す回転上流側には切削油射出口 3 が開口している。本例では、切削工具 2は全部で 3個装着されていて、それぞれ刃頭 形状が異なっている。こうすることにより、シリンダーヘッドのバルブシートのように硬 い焼結材で形成された削り面であっても、 3段階に分けて切削し目的の形状に加工 する。尚、図で見えない切削油射出口 3も、それぞれ切削工具 2の近傍に設けられて いる。

[0016] 一方、切削工具ホルダー 1の基部で多軸ヘッドへの装着面 4の外側にはフランジ部 5が形成され、このフランジ部 5の外周の全周に渡って溝 6が形成され、この溝 6内に は切削油吸入口 7が設けられている。そして、多軸ヘッドへ装着するための埋め込み ボルト穴 8、切削時に切削工具ホルダー 1の先端部の振動を防止するためのバルブ ガイド挿入口 9も別途設けられて 、る。

[0017] また、図 2に示すように、多軸ヘッドの先端部をカバーするフロントカバー 11と、この フロントカバー 11の開口 12に回動自在に前記切削工具ホルダー 1が嵌り込んだ状 態で切削工具ホルダーユニット 10が構成される。

[0018] そして、フロントカバー 11には切削工具ホルダー 1と独立して多軸ヘッドに固定す るための埋め込みボルト穴 13が 4箇所穿設されている。この構成により、多軸ヘッド に装着された切削工具ホルダー 1は独立して回転切削可能となり、一方、フロント力 バー 11は多軸ヘッドに固定されて切削油供給の役割を果たす。

[0019] 図 3及び図 4に示すように、フロントカバー 11の開口 12の内周面には全周に渡って 溝 14が形成され、切削工具ホルダー 1を嵌合させた状態で、溝 6と溝 14とによって切 削油循環路 15が形成される。また、フロントカバー 11の外周面には切削油供給口 1 6が形成されている。

[0020] 前記切削工具ホルダー 1内部には切削油供給路 17が穿設されている。この切削油 供給路 17は切削工具ホルダー 1の軸方向と直交する方向の横穴 18と、軸方向と平 行で且つ軸とは偏心した縦穴 19とから構成される。そして、横穴 18の径方向の外端 が前記切削油吸入口 7として切削油循環路 15内に開口し、横穴 18の径方向の内端 が縦穴 19の基端とつながり、更に縦穴 19の先端は前記切削油射出口 3として切削 工具ホルダー 1表面に開口している。

[0021] また図 5に示すように、切削工具ホルダー 1の回転方向を基準として前記横穴 18の 後面 18aの接線に対する角度 Θは 90° よりも大きく設定され、更に、穴 18の前面 18 bの切削油吸入口 7を構成する部分は前方に向力つて切除されている。

[0022] 而して、切削工具ホルダー 1が回転すると、切削油吸入口 7の後面 18aの角度が接 線に対して 90° 以上になっているため、切削油循環路 15の切削油を搔きとって横 穴 18内に取り込む。取り込まれた切削油は引き続き後面 18aの角度が接線に対して 90° 以上になっているため、回転に伴って切削工具ホルダー 1の中心に向かって送 り込まれ、更に縦穴 19内を移動して切削油射出口 3から射出される。

[0023] 図 6は、本発明の切削工具ホルダーユニットを多軸ヘッドに装着し、ワークを切削す る様子を示す断面図である。多軸ヘッド 50には、切削工具ホルダーユニット 10を数 台、シリンダーヘッドの場合には、例えば 4気筒であれば 4台装着して同時に加工を 行うが、本図においては、その内の 1台のみを表示している。

[0024] 切削加工時には、前記したように、切削油はフロントカバー 11の切削油給油口 16 力も溝 6と溝 14とによって形成された切削油循環路 15内に供給される。そして、切削 油循環路 15内の切削油は、切削工具ホルダー 1の回転によって切削油吸入口 7に 吸い込まれ、切削油供給路 17を経由して切削油射出口 3から射出される。

[0025] この構成により、ワーク Wを切削加工する場合に、切削工具 2の面には、安定して 切削油が供給されるため、切削工具 2の寿命が長くなり加工精度も向上する。また、 ワーク Wがシリンダーヘッドの場合、本発明の切削工具ホルダーユニット 10を使用す れば、切削工具 2への切削油供給が別途確保されているため、バルブガイド 20部分 のリーマ加工を同時行っても、切削部への切削油の供給が不足することはない。リー マ加工を同時に行うことができれば、振動抑止のためのバルブガイド挿入口 9を有効 活用でき効率的な加工が可能となる。

[0026] 本発明の切削工具ホルダーユニットは、切削油を安定的に切削工具に供給できる ため、自動車産業分野は元より全ての金属切削加工分野において利用することがで きる。特に、焼結材料のような硬い切削部を有するワークの加工においては、切削ェ 具の寿命を延長することができるため加工効率が上がり、またコスト面での節約も期 待できる。

Claims

請求の範囲

[1] ヘッドの回転軸に切削工具ホルダーを着脱自在に取付けた工作機械であって、前 記ヘッド前面にはフロントカバーが設けられ、このフロントカバーには前記切削工具 ホルダーのフランジ部外周が摺接する開口が形成され、この開口内周と前記切削ェ 具ホルダーのフランジ部外周との間には切削油循環路が形成され、また前記切削ェ 具ホルダーには切削油供給路が形成され、この切削油供給路は横穴と縦穴とからな り、前記横穴の外端は前記切削油循環路に開口する切削油吸入口とされ、横穴の 内端は縦穴の基端とつながり、縦穴の先端は切削工具ホルダーの軸力 偏心した位 置に開口する切削油噴出口とされ、更に前記切削工具ホルダーの回転方向を基準 として前記横穴の後面の接線に対する角度が 90° よりも大きく設定されていることを 特徴とする工作機械。

[2] 請求項 1記載に記載の工作機械において、前記切削油循環路に開口する切削油吸 入口は、切削工具ホルダーの回転方向上流側の入口壁面角部の切除によって入口 面積が拡大されていることを特徴とする切削工具ホルダーユニット。