JP2003340631A - ボーリング孔のバリを取るための工具、装置、及びその方法 - Google Patents

ボーリング孔のバリを取るための工具、装置、及びその方法

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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】工具及び装置、並びに利用可能な方法を作り出
す課題に基づいており、経済的であるが、信頼性が高い
方法でバリ取りを行うこと。 【解決手段】円筒形の凹部14へ横方向に連通するボー
リング孔のバリを取るための、回転駆動される工具を開
示する。工具は、シャフト上に取り付けられた切削ヘッ
ドを含み、切削ヘッドは、少なくとも幾つかの区域にお
いて軸方向に延びる少なくとも1つの切削刃を含む。バ
リ取りプロセスを確実かつできる限り少ない労力で行う
ため、工具は、少なくとも1つの内部流動強化剤流路2
4を含み、その流路から少なくとも1つのカットオフ流
路が延びており、この流路は、少なくとも1つの切削刃
に対して所定の円周間隔でもって切削ヘッド領域の外周
表面へ連通する。切削ヘッドの直径は、半径方向の遊び
でもって凹部に入るよう選択されるので、加圧された流
動強化剤を供給することで工具シャフトの半径方向の偏
位がもたらされる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、特許請求項1の前
提部分に記載されるように、実質的に円筒形の凹部へ横
方向から連通するボーリング孔のバリ取りを行うため
の、好ましくは回転駆動工具に関する。更に、本発明
は、そのようなボーリング孔のバリ取りを行うための装
置及び方法に関し、ここでは本発明による工具を使用す
るようになっている。
【0002】
【従来の技術】実質的に円筒形の凹部へ横方向から連通
するボーリング孔のバリ取りには大きな問題がある。例
えば、そのようなボーリング孔は、自動車工学の分野に
おいて、カムシャフト又はクランクシャフトの中央軸方
向ボアへ連通する半径方向のボーリング孔の場合、又は
自動車油圧技術において、例えば、中央ボア内に収容さ
れるバルブピストンが半径方向の流路の形態のコントロ
ール接続によって切り換えられることになっている場合
には絶対に必要である。一般に、これらの半径方向の流
路は、ボア加工作業で作る必要があるので、特別に設計
されたボーリング工具であっても、半径方向流路が中央
ボーリング孔の凹部へ連通する領域内にバリ又は部分的
な切り屑が残ってしまう。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】切り屑は、流れ挙動つ
まり対応する油圧制御装置の調整及び機能に影響を与え
ることに加えて、特有の問題点は、所定時間後に引き剥
がされ、始動前に除去しない限りはシステムの深刻な損
傷の原因になる点にある。
【0004】従って、かなり以前から(また、高い費用
を伴って非常に繊細な制御技術を利用して)、これらの
残存する切り屑を、半径方向の流路のポート領域からで
きるだけ完全に除去する試みがなされている。特別に設
計された工具が使用されており、それを用いてシャフト
上に配置されている切削ヘッドを、できる限り精度の高
い位置合わせでもって、除去することになっている切り
屑に対して案内できるようになっている。しかし、高い
精度が必要なので、製造プロセスに対するコストが非常
に高くなってしまう。
【0005】
【課題を解決するための手段】従って、本発明は、工具
及び装置、並びに利用可能な方法を作るという課題に基
づいており、非常に経済的であるが、信頼性が高く完璧
な方法でバリ取りプロセスを行うことができる。この課
題は、工具に関しては請求項1の特徴部分、装置に関し
ては請求項23の特徴部分、又は方法に関しては特許請
求項29の各段階によって解決される。
【0006】本発明によれば、従来のマシニングセンタ
で既に利用可能であり、機械加工処理で使用され、加圧
されている、冷却剤及び潤滑剤等の流動強化剤は、非常
に簡単な設計でもって工具の切削ヘッドの半径方向の偏
位を引き起こすのに使用され、切削ヘッドは、比較的低
い精度でもって凹部へ案内される。従って、被加工物に
対して相対回転運動を行い、例えば回転方式で駆動され
る切削ヘッドは、半径方向の流路のポート開口部に沿っ
て、ある種の「回転」又は「旋回」トリミング運動、又
は切削運動を行う。この偏位中に、切削ヘッド領域内の
流動強化剤の動圧、及び流動強化剤の流れの偏向の両者
によって引き起こされる衝撃力が役割を果たす。
【0007】工具の刃は、被加工物の凹部に対してサイ
クロイド上を移動する。この方法は、バリ及び/又は既
存の残存切り屑を、他の領域に更なる切り屑の形成を引
き起こす危険を冒すことなく、容易であるが再現可能で
信頼性の高い方法でもって除去できることが分かってい
る。工具の接触領域は、加圧された流動強化剤で絶えず
洗浄されるので、機械加工作用は更に高められる。この
流動強化剤の圧力及び/又は工具シャフトの形状によっ
て工具シャフトの半径方向偏位を広範囲に制御できるの
で、凹部内の切削ヘッドの半径方向の遊びを比較的粗い
条件に定めることができる。これによって工具は安価に
なる。しかし、工具は凹部の軸線に対して比較的粗い条
件で配置できるので、工具が取り付けられる駆動装置の
制御ユニットは大幅に単純化できる。このことは、工具
を比較的低い精度でもって作動する機械へ装着できるよ
うにする。工具は、凹部の内周上の切削運動に起因して
自己で位置決めを行う。本発明の作動原理は、全ての従
来型の工具、即ち、鋼、ねずみ鋳鉄からプラスチックに
至る全ての工具に対して適用可能である。
【0008】基本的に、切削刃が有効にかみ合うことが
できるよう、工具の十分な半径方向偏位をもたらす圧力
をポート開口部と凹部内壁との間の領域に発生させるに
は、単一のカットオフ流路で十分である。更に、カット
オフ流路の直径によって流動強化剤の圧力を調整できる
ことも分かっており、カットオフ流路は、所謂「ウォー
ターカッタ」から知られ、即ちそれを用いて機械加工を
行うことができる、切削ジェットの機能を有する流動強
化剤ジェットを放出する。即ち、ポート開口部から放出
される流れは、今日の一般的な範囲である30バール以
上の潤滑剤圧力値であっても、工具シャフトの偏位作用
とは独立してバリ取りの目的で使用できる。
【0009】特に有効な機械加工方法は、請求項2の結
果として生じる。多数のカットオフ流路は、更に有効で
高速の機械加工プロセスを可能にする。更に、この変形
例では、複数の切削刃を切削ヘッドに取り付けることが
できるので、所要の機械加工時間を更に減少できる。複
数のカットオフ流路が設けられる場合、それらのポート
開口部は、軸方向にずれており、前述の「切削ジェット
効果」は、大きな軸方向長さにわたって利用できるの
で、機械加工時間の更なる低減を促進する。
【0010】特に有利な効果は、請求項4に記載のカッ
トオフ流路の寸法を使用すること、即ち、カットオフ流
路の直径が0.1から5mmの範囲である場合に得られ
ることが分かっている。工具の半径方向の可撓性は、シ
ャフトの長さによって容易に制御でき、結果として、長
いシャフトは、工具を一般的に使用できるようにするこ
と、即ち比較的内部深くにおいて凹部へ連通するボーリ
ング孔のバリ取りに使用できるようにするという好都合
な思わぬ効果をもたらす。適用範囲は、シャフトの長さ
に関して5から1000mmまでの範囲であることが好
ましい。
【0011】請求項7に記載の発明は、必要とされるシ
ャフトの半径方向の可撓性を更に改善する。請求項8に
記載の発明において、複数の内部流動強化剤の流路が設
けられるので、切削ヘッドの円周面上のポート開口部の
配列に関する多くの可能性が生まれる。
【0012】ポート開口部は、ポート開口部と凹部内壁
との間の間隔ができるだけ狭くなるように切削刃領域内
に配置できる。しかし、ポート開口部は、十分大きな動
圧を発生させるように、流動強化剤圧力が十分高く選択
される場合には、2つの隣接する切削刃の間の溝基部領
域内に配置できることも示されている。
【0013】カットオフ流路は、基本的にランダムに並
べることができ、また、湾曲流路を有してもよく、例え
ば、螺旋形状を有してもよい。少なくとも1つのカット
オフ流路は、直線状に設計されるのが好ましく、ボア又
は腐食凹部いずれかによって形成できる。後者の場合に
は、流路断面の設計に対してより多くの柔軟性が残され
る。
【0014】工具の軸に対するカットオフ流路の角度が
5から175度、好ましくは25から155度の間、詳
細には40から50度の間の範囲で選択される場合、流
れ損失を制御できる。少なくとも1つの切削刃が、工具
の軸平面に対して所定角度で傾斜される場合、バリ取り
中の切削条件は直接影響を受けることができるので、作
業精度が改善される。
【0015】請求項16に記載の発明では、工具の挿入
は更に容易になる。切削ヘッドと凹部内壁との間に0.
1から0.5mmの半径方向の遊びでもって良好な結果
が得られ、この遊びは、流動強化剤の作動圧の量に連動
する。しかし、5mmまでの遊び値は制御できる。
【0016】工具の材料の選択に関しては実質的に何の
制限も存在しない。工具は、耐摩耗鋼、高速度鋼(HS
S)、超硬合金、又はサーメットで作ることができ、適
切な被覆を施してもよい。
【0017】請求項19に記載の発明では、工具は、取
り扱い及び従来型の工具保持固定具への装着を容易にす
るユニットになる。請求項20によれば、工具内に流動
強化剤の連通インターフェースを簡単に確立できるとい
う特有の利点が生じる。
【0018】請求項21は、特に単純かつ費用効果のあ
る変形例に関し、締結及び固定本体部は、同時に流動強
化剤を供給するための本体部を形成する。この本体部
は、単純な細長い中空シリンダの形状を呈することが好
ましく、工具のシャフトに接着剤でつけることもでき
る。適切な耐腐食被覆が施される場合、後側に付与され
る流動強化剤の圧力により、円筒形本体部を工具保持固
定具の肩部表面に対して押し付けることによって、工具
保持固定具での固定を得ることができるので、本体部は
従来型の鋼で作ることができる。工具は、ミリング、ボ
ーリング、特に深孔ボーリング、直溝ボーリング、又は
ツイストドリル工具として、又はリーマとして設計でき
る。
【0019】請求項23は、実質的に円筒形の凹部へ横
方向から連通するボーリング孔のバリ取り装置の有益な
実施形態に関する。回転駆動装置は、単一の旋盤又はボ
ール盤、又はロボットで形成できる。何れの場合でも、
比較的低い精度で作動する機械で十分である。
【0020】工具シャフトの偏位を引き起こすのに必要
な力を発生させるために、流動強化剤自体は、ガス状の
媒体、例えば空気で形成できることが示されている。勿
論、全ての従来型の冷却剤及び潤滑剤を使用でき、更に
減量潤滑剤等も使用できる。この装置は、3から300
0バールまでの範囲の流動強化剤圧力を用いて作動する
のが好ましい。工具が、請求項19に記載の締結及び固
定本体部に装着される場合、バヨネットロック形式の工
具保持固定具内に取り付けることが有用である。
【0021】本発明の1つの特有の態様では、請求項2
7に記載の比較的高圧の流動強化剤圧力が、工具を工具
保持固定具の軸方向及び円周方向に固定するのに使用さ
れる。バリ取り中の切削力は、締結及び固定本体部が流
動強化剤圧力によって締結肩部に押し付けられる際に発
生する摩擦力によって、簡単に吸収できることが分かっ
ている。このことは、切削ヘッドよりも大きな直径を有
する締結及び固定本体部を備えることで更に促進され
る。請求項28に記載の発明は、単純な部品でもって工
具のための効果的なクイッククランブ装置をもたらす。
【0022】請求項29は、実質的に円筒形の凹部へ横
方向から連通するボーリング孔のバリ取りを行うための
本発明の方法の必須の要件に関する。基本原理は、凹部
へ挿入されている工具の流動強化剤圧力が、切削ヘッド
に半径方向の偏位を引き起こすのに使用され、結果的
に、少なくとも1つの切削刃が、除去されるようになっ
ている切り屑とかみ合うことを可能にする。
【0023】更なる有用な実施形態は、残りの従属請求
項の主題である。本発明の幾つかの実施例は、以下に概
略図に基づいて詳細に説明される。
【0024】
【発明の実施の形態】図1において、参照符号10は、
回転駆動され、好ましくは実施形態においてバリ取り工
具と呼ばれている回転式の対称仕上げレースを示し、特
に経済的で信頼性の高い方法で、半径方向内側端部16
において被加工物18の実質的に円筒形の凹部14へ横
方向に開口する、ボーリング孔12のバリを取ることを
可能にする。しかし、工具は静止していてもよく、その
代わりに又は追加的に、被加工物が回転運動状態にされ
ることに留意されたい。更に、工具は、凹部14のポー
ト開口部のバリを取るために使用してもよい。
【0025】工具は、例えば、ミリング、ボーリング、
特に深孔ボーリング、直溝ボーリング、又はツイストド
リル工具として、又はリーマとして設計される。重要な
要因は、機械加工を行うことができる少なくとも1つの
切削刃20を備えることである。
【0026】工具に関して、種々の切削刃20を含む
切削ヘッド22は、シャフト20上に配置されており、
図2及び3に示すように、これらの刃は少なくとも幾つ
かの区域において軸方向に延びている。
【0027】工具は、内部流動強化剤流路24を含み、
ここから複数のカットオフ流路26が切削ヘッド領域内
を延びている。これらのカットオフ流路は、切削ヘッド
22領域内で、ポート開口部28でもって切削ヘッドの
外周表面へ連通するように構成されている。図2に示す
ように、切削刃は、円周全体に亘って分布しているの
で、ポート開口部28は、少なくとも1つの切削刃20
、例えば全く反対側の切削刃に対して所定の円周間隔
にある。更に、図1から図3は、切削ヘッド22の直径
DSが凹部14内へ半径方向の遊びSRでもって挿入で
きるよう選択されていることを示す。半径方向の遊びは
10分の数mmであることが好ましく、例えば0.1か
ら5mmである。
【0028】工具を前記のように設定することで、以下
の効果をもつ(図8に基づいて説明するように)以下の
作動原理を実現できる。工具10は、回転駆動を実現す
るために工具保持固定具30に耐トルク及び耐スライド
形態で固定される。工具保持固定具は、回転駆動装置3
2、送り駆動装置34、及び流動強化剤圧力源36が設
けられている。また、送り駆動装置及び/又は回転駆動
装置は、被加工物18に設けることもできる。また、被
加工物18には、別の回転駆動装置及び/又は送り駆動
装置を設けることができる。
【0029】半径方向ボア12が、半径方向内側のポー
ト領域においてバリ取りされるようになっている場合、
工具10は、最初に凹部14に近接して移動される(一
点鎖線として示される)。半径方向の遊びSRに起因し
て、位置決めは低い精度でもって行うことができ、低い
精度で作動する機械の使用が可能になる。
【0030】その後、回転駆動装置及び送り駆動装置が
作動され、工具は、ポート開口部16に達するまで(又
は、適切な運動学的に逆動作で)奥深く凹部に入る。こ
れは前側の切削刃20がこの点(2点鎖線位置)に達
した直後のものであり、流動強化剤、例えば、水、他の
工具冷却剤及び潤滑剤、又はガス状流動強化剤が、3か
ら3000バールの比較的高い圧力でもって内部流動強
化剤流路24へ供給される。従って、図8において小さ
な矢印で示されるように、凹部14の内周壁との相互作
用によって結果的に大きな動圧がポート開口部28の領
域内に生じる。更に、流動強化剤の偏向によって引き起
こされる衝撃に起因して、半径方向の偏位力が切削ヘッ
ド22に付与される。
【0031】多数のポート開口部28は、切削ヘッド2
2と凹部14内壁との間のポート開口部28領域内に発
生される動圧の総和がシャフト20を半径方向に移動さ
せることができるように、外周に亘って不均一に分布さ
れているので、結果として生じる動圧とは反対側の切削
刃は、機械加工されるようになっているバリと点16で
接触して、この点に沿って切削又は仕上げを行う。即
ち、この瞬間における工具は、半径方向の遊びSRの半
径をもつ回転運動に重ね合わされた円運動を行う。ポー
ト開口部28が半径方向のボアに達して、それを横切っ
て移動するたびに、高エネルギの切削ジェットが形成さ
れるので、重要な点16の更なる機械加工処理を引き起
こす。つまり、バリ取りプロセスは非常に有効に行なわ
れる。
【0032】図1から図3に示すように、カットオフ流
路26は、それらのポート開口部28が軸方向にずれる
ように構成されている。しかし、このことは必須ではな
い。このカットオフ流路28は、例えば、0.1から5
mmの直径又は内径をもつ。
【0033】前記の説明は、流動強化剤の特定の圧力値
での動圧が、可撓性シャフト20の十分に大きな偏位を
引き起こす程度に大きいことを明らかにしている。弾性
変形は、シャフトの長さによって制御でき、その長さは
5mmから1000mmまでの範囲であってもよい。図
面中、シャフト20は切削ヘッド22の直径DSに対し
てテーパがつけられている。
【0034】ポート開口部28は、切削刃20の領域
及び/又は2つの隣接する切削刃の間の溝基部領域に存
在できる。図3は、カットオフ流路26が直線デザイン
をもつことを示す。これらの流路は、ボアによって又は
腐食凹部によって形成できる。
【0035】カットオフ流路26が工具10の軸38に
対して傾斜する角度WNは、好ましくは5から175度
の範囲、好ましくは25から155度、特に好ましくは
40から50度の間の範囲である。しかし、別の角度を
使用してもよい。図示の実施形態において、切削刃20
は、工具10の軸平面EAに対して所定の角度で示さ
れているが、このことは必須ではない。
【0036】図1から図3、及び図8に更に示すよう
に、切削刃22はゲート40を有し、例えばボール形状
の面取り又は丸みをつけた区域によって形成されるのが
好ましい。工具は、耐磨耗鋼、高速度鋼(HSS)、超
硬合金、又はサーメットで作られ、適切な従来型の被覆
を備えることができる。前述の工具において、点16の
みならず、ボア14の領域内にある点17及び19のバ
リ取りを行うこともできる。
【0037】以下に、工具が回転及びスライドしないよ
うに工具保持固定具に対してどのように固定されるかを
説明する。最初に図6及び図7を参照するが、ここには
図1から図3による工具の変形例が示されている。図1
から図3において、符号44で参照され、シャフト20
と一体形の締結及び固定本体部は、図6による実施形態
においては、接着装着型の円筒形スリーブ144として
設計される。残りの特徴に関しては、工具110は工具
10と同じである。図1から図3による工具の部品に対
応する図6による実施形態の部品は、同じ参照符号の前
に「1」が付加されている。
【0038】スリーブ144は、従来型の鋼で作られて
おり、腐蝕防止被覆が施してあることが好ましい。接着
に加えて、グラブネジ(図示せず)を使用でき、グラブ
ネジは、シャフト120をフォームロッキング法でもっ
てスリーブ144に結合する。146は面取り部を示
し、これにより流動強化剤源に対する液密結合が得られ
る。
【0039】図6及び図7による実施形態の特有の特徴
は、流動強化剤の圧力が台座130内の工具を回転運動
に対して、及びその軸位置に関して固定するために利用
される点にある。
【0040】本目的のために、凹部の端面130内のバ
ネ148に対抗して半径方向に移動できるロッキングプ
レート150が使用され、ここにはキーホール開口部1
52が組み込まれている。作動ボタン151を用いてロ
ッキングプレート150を図7のバネ148の力に対抗
して下方へ動かすと、ロッキングプレートの大きな円形
ボアが工具保持固定具130の円筒形凹部165をカバ
ーするので、前面から工具保持固定具へ工具を入れるこ
とができる。スリーブ144の肩部156がロッキング
プレート150の滑動面の後側に達するとすぐに、ロッ
キングプレートは、ピン158で停止するまでバネ14
8の付勢力によって上方へ滑動できる。キーホール開口
部152のスロット形状域は、シャフト120の外周に
沿って滑動する。つまり、スリーブ144はロッキング
プレートの後側で係合して固定される。
【0041】従って、図6に矢印で示すように、流動強
化剤の圧力がスリーブ144の後側に付与されると、ス
リーブは、斜線を施した表面162でもってロッキング
プレートの後側に押し付けされる。この押し付け力は十
分に大きく、特に、工具の切削刃は如何なる大きな切り
屑も機械加工しないので、工具の回転は確実に防止され
る。
【0042】図4及び図5は、他の変形された工具を示
し、軸方向及び回転方向の固定は、バヨネット締結に基
づいて行われる。ここでも同様に、対応する部品は同じ
参照符号の前に「2」が付加されている。
【0043】ここでも同様に、シャフト220は、僅か
に変形された切削ヘッド222の反対側において締結及
び固定本体部244を保持し、この本体部でもって、工
具は、回転及び滑り運動に対抗して工具保持固定具に固
定される。この本体部は、実質的に矩形であり、バヨネ
ット締結のデザインをもつ工具保持固定具のアンダーカ
ット凹部(詳細には図示せず)と相互作用する。
【0044】前述のように、工具シャフトの十分な半径
方向偏位を確保するために、流動強化剤圧力は、比較的
高圧にされる必要がある。圧力発生装置は、30から3
000バールまでの範囲の流動強化剤圧力を発生する必
要がある。しかし、特定のデザインの工具シャフト、及
び/又は工具と保持固定具との間の遊び調整装置に関し
ては、3バール未満の圧力でも十分な場合もある。工具
と被加工物との間の相対速度は、100から50,00
0RPMの範囲に維持されることが好ましく、切削速度
は、20から300m/minまでの範囲に選択され
る。
【0045】図9及び10は、切削ヘッド322及び4
22の別の変形例を示す。図9による形状では、切削ヘ
ッドの断面は略長方形であり、一方で、図10による変
形例では、クリアゲート440を示す。また、カットオ
フ流路326、426の配置は図9及び図10では変更
されている。図4による変形例の切削ヘッド222は半
球形状であり、そこに溝及び切削刃が組み込まれてい
る。
【0046】勿論、本発明の基本概念から逸脱すること
なく、説明されている実施形態からの変形例は可能であ
る。例えば、複数の内部流動強化剤ダクトを設けること
ができる。工具が軸方向にずれている複数のボーリング
孔のバリ取りのためのものである場合、切削ヘッドがバ
リ取りされるようになっているボーリング孔のポート近
傍に達する場合にのみ圧力を高めて、工具の流動強化剤
の供給を行うように構成することが有利である。
【0047】しかし、本発明は、単に、「水切削作
用」、即ち単に切削ジェットの形成によるか、又は工具
シャフトつまり切削ヘッドの半径方向偏位をもたらす、
半径方向に流出する流動強化剤の流れによって引き起こ
される圧力による、比較的高圧の流動強化剤がバリ取り
のために使用されるという概念と見なされることに留意
されたい。
【0048】従って、本発明は、実質的に円筒形の凹部
へ横方向から連通するボーリング孔のバリ取りを行うた
めの好適な回転駆動工具を生じる。工具は、シャフトに
取り付けられている切削ヘッドを含んでおり、切削ヘッ
ドは、少なくとも1つの切削刃を含み、これは少なくと
も幾つかの区域において軸方向に延びる。バリ取りプロ
セスを確実かつできる限り少ない労力で行うため、工具
は、少なくとも1つの内部流動強化剤流路を含み、その
流路からカットオフ流路が延びており、この流路は、少
なくとも1つの切削刃に対して好ましくは所定の外周間
隔でもって切削ヘッド領域の外周表面へ連通する。切削
ヘッドの直径は、半径方向の遊びでもって凹部に入るよ
うに選択されるので、加圧された流動強化剤を供給する
ことで工具シャフトの半径方向の偏位がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態に基づく本発明による工具の概
略側面図である。
【図2】図1における部分IIの詳細図である。
【図3】図2のIII−IIIの概略断面図である。
【図4】本発明による工具の他の実施形態の概略側面図
である。
【図5】図4をVの方向から見た図面である。
【図6】図1による工具の変形例の概略部分図であり、
工具保持固定具の保持固定具及び固定部が示される。
【図7】図6をVIIの方向から見た図面である。
【図8】機械加工前及び機械加工中での本発明の工具位
置の概略図である。
【図9】切削ヘッドデザインの変形例である。
【図10】切削ヘッドデザインの変形例である。
【符号の説明】
10 バリ取り工具 12 ボーリング孔 14 凹部 16 内側端部 18 被加工物 20 シャフト 20 切削刃 22 切削ヘッド 24 流動強化剤流路 26 カットオフ流路 28 ポート開口部 30 固定具 32 回転駆動部 34 送り駆動部 36 圧力源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハラルド ヘビッシュ ドイツ連邦共和国 デー72488 ジグマリ ンゲン、 ヴィンターリンガー シュトラ ーセ 12 ギューリング オッフェネ ハ ンデルスゲゼルシャフト内 Fターム(参考) 3C022 DD03 KK01

Claims (34)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シャフト(20、120、220)に取
    り付けられている切削ヘッド(22、222)を使用し
    てボーリング孔、好ましくは実質的に円筒形の凹部(1
    4)へ横方向から連通するボーリング孔のバリを取るた
    めの工具、特に回転駆動される工具において、 前記切削ヘッドは、少なくとも幾つかの区域において軸
    方向に延びると共に、前記工具と被加工物との間の相対
    運動に基づいて切削作業を行う少なくとも1つの切削刃
    (20)を備える工具であって、 少なくとも1つの内部流動強化剤流路(24、124、
    224)を特徴とし、前記内部流動強化剤流路からは少
    なくとも1つのカットオフ流路(26)が延びており、
    前記カットオフ流路は、切削ヘッド外周表面における切
    削ヘッド(22)領域において、好ましくは前記少なく
    とも1つの切削刃(20)に対して所定の円周間隔で
    もって連通し、前記切削ヘッド(22)の直径(DS)
    は、前記切削ヘッドが半径方向の遊び(SR)でもって
    前記凹部(14)へ入ることができるように選択されて
    いることを特徴とする工具。
  2. 【請求項2】 複数のカットオフ流路(26)は、適切
    な数のポート開口部(28)を備え、前記ポート開口部
    は、前記切削ヘッド(22)と前記凹部(14)内壁と
    の間の前記ポート開口部(28)領域で発生している全
    動圧力(FSD)が、前記シャフト(20)の半径方向
    への偏位をもたらし得るように、前記円周にわたって不
    均一に分布されることを特徴とする請求項1に記載の工
    具。
  3. 【請求項3】 複数のカットオフ流路(26)が設けら
    れており、前記ポート開口部(28)は、軸方向にずれ
    ていることを特徴とする請求項1又は2に記載の工具。
  4. 【請求項4】 前記少なくとも1つのカットオフ流路
    (26)は、0.1から5mmまでの範囲の直径をもつ
    ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載
    の工具。
  5. 【請求項5】 前記円周にわたって分布されている多数
    の切削刃(20)を特徴とする請求項1から4のいず
    れか1項に記載の工具。
  6. 【請求項6】 前記シャフト(20)は、5から100
    0mmまでの範囲の長さをもつことを特徴とする請求項
    1から5のいずれか1項に記載の工具
  7. 【請求項7】 前記シャフト(20)は、前記切削ヘッ
    ド(22)の直径(DS)に対してテーパがつけられて
    いること特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記
    載の工具
  8. 【請求項8】 複数の内部流動強化剤流路が設けられて
    いることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に
    記載の工具。
  9. 【請求項9】 前記ポート開口部(26)の少なくとも
    1つは、前記切削刃(20)の領域内に配置されるこ
    とを特徴とする請求項2から8のいずれか1項に記載の
    工具。
  10. 【請求項10】 前記ポート開口部(28)の少なくと
    も1つは、2つの隣接する切削刃(20)の間の溝基
    部領域内に配置されることを特徴とする請求項2から8
    のいずれか1項に記載の工具。
  11. 【請求項11】 前記少なくとも1つのカットオフ流路
    (26)は、直線であることを特徴とする請求項1から
    10のいずれか1項に記載の工具。
  12. 【請求項12】 前記少なくとも1つのカットオフ流路
    (26)は、ボーリング孔によって形成されることを特
    徴とする請求項11に記載の工具。
  13. 【請求項13】 前記少なくとも1つのカットオフ流路
    (26)は、腐食凹部によって形成されることを特徴と
    する請求項11に記載の工具。
  14. 【請求項14】 前記工具(10)の軸(38)に対す
    る前記カットオフ流路(26)の角度(WN)は、5か
    ら175度、好ましくは40と50度との間にあること
    を特徴とする請求項11から13のいずれか1項に記載
    の工具。
  15. 【請求項15】 前記少なくとも1つの切削刃(2
    )は、前記工具(10)の軸平面(EA)に対して
    所定角度で配置されることを特徴とする請求項1から1
    4のいずれか1項に記載の工具。
  16. 【請求項16】 前記切削ヘッド(22)は、好ましく
    は面取り又は丸みをつけた区域によって形成されるゲー
    ト(40)を有することを特徴とする請求項1から15
    のいずれか1項に記載の工具。
  17. 【請求項17】 前記半径方向の遊び(SR)は、0.
    1から5mmまでの範囲にあることを特徴とする請求項
    1から16のいずれか1項に記載の工具。
  18. 【請求項18】 耐摩耗鋼、高速度鋼(HSS)、超硬
    合金、又はサーメットから作られることを特徴とする請
    求項1から17のいずれか1項に記載の工具。
  19. 【請求項19】 前記切削ヘッド(22)と反対側で、
    前記シャフト(20)は、締結及び固定本体部(44、
    144、244)を支持し、これによって前記工具は、
    回転及び滑り運動に対抗して工具保持固定具(30、1
    3)に固定され得ることを特徴とする請求項1から18
    のいずれか1項に記載の工具。
  20. 【請求項20】 前記切削ヘッドと反対側で、前記シャ
    フト(20)は、本体部(44、144、244A)を
    支持し、これによって前記流動強化剤は、前記少なくと
    も1つの流動強化剤流路(24、124、224)へ供
    給され得ることを特徴とする請求項1から19のいずれ
    か1項に記載の工具。
  21. 【請求項21】 前記締結及び固定本体部(44、14
    4)は、同時に前記流動強化剤を供給するための要素を
    形成することを特徴とする請求項19又は20に記載の
    工具。
  22. 【請求項22】 ミリング、ボーリング、特に深孔ボー
    リング、直溝ボーリング、又はツイストドリル工具とし
    て、又はリーマとして設計されることを特徴とする請求
    項1から21のいずれか1項に記載の工具。
  23. 【請求項23】 請求項1から22のいずれか1項に記
    載の工具を備え、実質的に円筒形の凹部(14)へ横方
    向から連通するボーリング孔のバリを取るための装置で
    あって、回転駆動装置(32)と、加圧された流動強化
    剤を前記少なくとも1つの流動強化剤流路(24)へ供
    給するための流動強化剤源(36)とを特徴とする装
    置。
  24. 【請求項24】 前記流動強化剤は、液体又はガス状の
    冷却剤及び潤滑剤によって形成されることを特徴とする
    請求項23に記載の装置。
  25. 【請求項25】 3から3000バールまでの範囲の流
    動強化剤圧力を発生することができる圧力発生装置(3
    6)を備えることを特徴とする請求項23又は24に記
    載の装置。
  26. 【請求項26】 前記締結及び固定本体部(244)
    は、バヨネット締結等で工具保持固定具へ取り付けられ
    ることを特徴とする、請求項19に記載の工具を備える
    請求項23から25のいずれか1項に記載の装置。
  27. 【請求項27】 請求項21に記載の工具を備え、実質
    的に円筒形の凹部(14)へ横方向から連通するボーリ
    ング孔のバリを取るための、特に請求項23から25の
    いずれか1項に記載の装置であって、前記装置は、切削
    ヘッドと反対側で、加圧された流動強化剤を供給するた
    めの柱形、特に円筒形の本体部を支持するようになって
    おり、前記流動強化剤の圧力は、工具保持固定具(3
    0、130)の回転運動に対抗して、前記工具(10、
    110)の軸方向の静止固定のために使用されることを
    特徴とする装置。
  28. 【請求項28】 前記工具保持固定具は、前記流動強化
    剤を供給するための前記本体部(144)に関する円筒
    形保持ボア(154)と、キーホール凹部(152)を
    含む半径方向に調節可能なロッキング本体部(150)
    とを備え、前記流動強化剤の圧力が前記締結及び固定ボ
    ディ(144)へ供給される場合に、前記締結及び固定
    本体部(144)の肩部(156)を前記ロッキング本
    体部に対して押し付けることができることを特徴とする
    請求項27に記載の装置。
  29. 【請求項29】 請求項23から28に記載の装置によ
    って、実質的に円筒形の凹部(14)へ横方向から連通
    するボーリング孔のバリを取るための方法であって、前
    記凹部(14)へ挿入されている前記工具(10)を通
    って導かれる前記流動強化剤の圧力は、前記切削ヘッド
    (22)の半径方向偏位を引き起こすのに使用され、結
    果的に、前記少なくとも1つの切削刃(20)が、除
    去されるようになっている前記切り屑とかみ合うことを
    可能にすることを特徴とする方法。
  30. 【請求項30】 前記流動強化剤の圧力は、前記少なく
    とも1つのポート開口部(28)から流出する前記流動
    強化剤が切削ジェットを発生するように高められてお
    り、それによって機械加工処理を行うことを特徴とする
    請求項29に記載の方法。
  31. 【請求項31】請求項29又は30に記載の方法であっ
    て、 a)前記凹部(14)を備える前記被加工物に対して相
    対回転運動を行う前記工具(10)を前記凹部へ挿入す
    る段階と、 b)同時に起きる前記切削ヘッド(22)の半径方向偏
    位でもって、前記工具(10)を通る前記加圧流動強化
    剤の流れを強化する段階と、を含むことを特徴とする方
    法。
  32. 【請求項32】 前記段階b)の間に、前記工具(1
    0)及び/又は前記被加工物は、送り運動を行うことを
    特徴とする請求項31に記載の方法。
  33. 【請求項33】 前記工具(10)及び/又は前記被加
    工物は、100から50,000RPMまでの範囲の速
    度で運転されることを特徴とする請求項29から32の
    いずれか1項に記載の方法。
  34. 【請求項34】 切削速度は、20から300m/mi
    nまでの範囲にあることを特徴とする請求項29から3
    3のいずれか1項に記載の方法。
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