JP2008036731A - 切削工具及び切削方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ミスト吐出スイッチをオンと同時にオイルミストを加工点に供給でき、切削加工におけるサイクルタイムを短縮できる切削工具を提供する。
【解決手段】回転する工具本体４の外周面４ａに固定された切れ刃７、８で被削物を研削する加工点に向かってオイルミストを吹き付けながら研削を行う切削工具１において、工具本体４には、切れ刃７、８の近傍部を開口１２、１３とし、この開口１２、１３までオイルの状態のまま切削油を供給する切削油供給路９、１０と、切削油供給路９、１０の開口１２、１３に連接し且つ前記外周面４ａに噴出口１４、１５を有するエアー供給路１１とが設けられ、工具本体４の回転による遠心力と負圧により、切削油供給路９、１０とエアー供給路１１の交点で前記切削油と前記エアーとを混合させてオイルミストとする。
【選択図】図２

Description

本発明は、切削油をエアーで混合させてミスト状にして吹き付けながら研削を行う切削工具及び切削方法に関する。

シリンダーブロックボアファインボーリング工具（以下、単にボーリング工具と言う）は、シリンダの内壁を切削する装置であり、荒加工用と仕上げ加工用の工具が両端にある。

このボーリング工具では、荒加工用工具がワークと接した状態で回転しながら下降して荒加工を行い、シリンダ下端にて仕上げ加工用工具が突出し、ワークと接した状態で回転しながら上昇し仕上げ加工を行う。

このとき、ボーリング工具内部に形成した配管から加工点にミスト状の極微量の切削油（オイルミスト）を供給しながら加工を行う。オイルミストは、工具の外部で切削油とエアーとをミキシングすることによって生成され、工具内部の配管を通して加工点に供給される。オイルミストを加工点に噴き付けて切削加工する切削工具としては、例えば特許文献１に記載された技術が開示されている。
特開２００５−８１４５９号公報

しかし、前記した切削工具では、ボーリング加工を行う回転数にてミスト吐出スイッチをオンすると、ミスト吐出レスポンスが悪く、スイッチオンから２〜３分後にオイルミストが吐出される。そのため、この切削工具では、量産ラインの実用的なサイクルタイムを前提とした場合、サイクルタイムの短縮を実現することはできない。

その原因は、高回転で工具が回転することと、オイルミストを供給するための配管が円筒形状で壁面はストレートであることにより、回転による遠心力によって壁面にオイルミストが衝突、液化して付着し、ミスト吐出スイッチオンと同時にオイルミストが加工点へ供給されない。

そこで、本発明は、ミスト吐出スイッチをオンと同時にオイルミストを加工点に供給でき、切削加工におけるサイクルタイムを短縮できる切削工具及び切削方法を提供する。

本発明は、回転する工具本体の外周面に固定された切れ刃で被削物を研削する加工点に向かってオイルミストを吹き付けながら研削を行う切削工具において、前記工具本体には、前記切れ刃の近傍部を開口とし、この開口までオイルの状態のまま切削油を供給する切削油供給路と、前記切削油供給路の前記開口に連接し且つ前記外周面に噴出口を有するエアー供給路とが設けられ、前記工具本体の回転による遠心力と負圧により、前記切削油供給路と前記エアー供給路の交点で前記切削油と前記エアーとを混合させてオイルミストとすることを特徴とする。

本発明によれば、切削油供給路の開口を切れ刃の近傍部に設け、その切削油供給路とエアー供給路の交点で、オイル状態のままこの開口まで供給される切削油と前記エアー供給路から供給されるエアーとを混合させてオイルミストとしているので、路内壁に付着することなくレスポンス良く加工点にオイルミストを供給することができる。したがって、本発明によれば、切削加工におけるサイクルタイムを短縮することができる。

以下、本発明を適用した具体的な実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は本実施の形態の切削工具を示す正面図、図２は本実施の形態の切削工具の断面図、図３は図２のＡ−Ａ線位置における要部拡大断面図、図４は切削油供給路とエアー供給路の交点部分における該エアー供給路の傾斜角度を決めるための図、図５は従来構造の切削工具でミスト吐出スイッチをオンしたときの吐出時間とオイルミスト吐出量を示す図、図６は路内壁にオイルミストが付着した状態を示す図である。

本実施の形態の切削工具１は、例えば被削物であるシリンダーブロック２のシリンダボア内に設けられたシリンダライナ３の内面３ａを研削するもので、シリンダボア内に挿入される工具本体４と、この工具本体４を回転機構部にチャッキングさせる装着部５とを有している。

工具本体４は、軸方向の略中央部分に凹み６を有した円柱体として形成され、その外周面４ａの下端寄りの位置に２つの切れ刃７、８が設けられている。これら切れ刃７、８のうち、一方が荒加工用で他方が仕上げ用の切れ刃とされる。

装着部５は、工具本体４よりも大径の高さの低い円柱体として形成されており、当該工具本体４と一体化されている。

そして、この工具本体４には、図２に示すように、各切れ刃７、８にそれぞれ切削油を供給するための切削油供給路９、１０と、この切削油供給路９、１０に供給された切削油にエアーを供給してオイルミストとするエアー供給路１１とが設けられている。

切削油供給路９、１０は、装着部５の端面５ａから工具本体４の軸芯と平行に下端へと形成される垂直路９Ａ、１０Ａと、その垂直路９Ａ、１０Ａの下端より切れ刃７、８に向かって傾斜する傾斜路９Ｂ、１０Ｂとからなり、その傾斜路９Ｂ、１０Ｂの開口１２、１３を前記切れ刃７、８の近傍部としている。

前記垂直路９Ａ、１０Ａは、後述するエアー供給路１１の垂直路１１Ａを挟んでその両側にそれぞれ設けられている。傾斜路９Ｂ、１０Ｂは、切削油が重力によって自ずと切れ刃７、８の近傍部まで流れるように工具本体４の外周面４ａ外側へ向かって下方斜めに形成されている。この切削油供給路９、１０は、内部に切削油を流通させる円筒形状の流路管を切削工具１に埋め込むことによって構成されている。

前記流路管１６は、図３に示すように、その先端部が後述するエアー供給路１１の分岐管１１Ｂ、１１Ｃの内部に突出している。そして、この分岐管１１Ｂ、１１Ｃの内部に突出する前記流路管１６の側面に、前記開口１２、１３に向かって切削油を噴出させるオイル噴出口１７が形成されている。かかるオイル噴出口１７は、分岐管１１Ｂ、１１Ｃの流路径に対して極小さな孔径とされ、エアーと混合してミスト化するに最適な寸法とされている。

エアー供給路１１は、装着部５の端面５ａから工具本体４の軸中心に沿って下端へと形成される垂直路１１Ａと、この垂直路１１Ａから各切れ刃７、８へと分岐する分岐路１１Ｂ、１１Ｃとからなり、その分岐路１１Ｂ、１１Ｃの先端である噴出口１４、１５を前記工具本体４の外周面４ａに開口させている。

分岐路１１Ｂ、１１Ｃは、前記切削油供給路９、１０の開口１２、１３と連接し、前記工具本体４の軸中心に対して所定の傾斜角度θを持って傾斜されている。この傾斜角度θは、図４に示すように、工具本体４が回転する際の遠心力Ｆ１と、エアーを噴き出すエアー噴き出し力Ｆ２と、オイルミストＯＭに働く重力Ｆ３と、工具移動速度によりオイルミストに作用する力Ｆ４とにより決定される。

すなわち、前記傾斜角度θは、オイルミストＯＭに作用する遠心力Ｆ１とエアー噴き出し力Ｆ２との総和力Ｆ１２と、オイルミストＯＭに働く重力Ｆ３と工具移動速度によりオイルミストＯＭに作用する力Ｆ４との総和Ｆ３４と、からなる合力Ｆで決まる。

そして、この切削工具１では、シリンダライナ３の内面３ａと切れ刃７、８とが接触した状態で回転しながら下降して荒加工用の切れ刃で荒加工がなされた後、シリンダボア下端で仕上げ用の切れ刃が突出して今度は上昇しながら仕上げ加工が行われる。切削加工時には、ミスト吐出スイッチがオンされ、切れ刃７、８の近傍に設けられた噴出口１４、１５からオイルミストが加工点に向かって噴出される。

この時、切削工具１の外部で切削油とエアーとを混合してミスト化したオイルミストを工具本体内部に設けた流路を通して供給した場合には、図５に示すように、ミスト吐出スイッチがオンとなっても直ちにはオイルミストが噴出されず、しばらく時間が経ってから（２〜３分後に）吐出される状態になる。これは、図６に示すように、流路１８の内壁１８ａにオイルミストＯＭが衝突して液化し、液化ミストＯＭ１が内壁１８ａに付着するためである。

本実施の形態では、オイルミストの状態で切削工具１に形成された流路に供給するのではなく、切削油とエアーとを別々の経路でそれぞれ供給し、噴出口１４、１５の近傍部でこれら切削油とエアーとを混合させてミスト化し、そのミスト化したオイルミストＯＭを加工点に噴出させる。具体的には、切削油は、エアー供給路１１とは別経路とした切削油供給路９、１０に供給する。この切削油供給路９、１０に供給された切削油は、オイルの状態を保ったまま垂直路９Ａ、１０Ａから傾斜路９Ｂ、１０Ｂへとそのオイルの自重によって流れ、加工前の回転停止状態では、オイルの表面張力でその開口１２、１３部分にオイルが保持された状態とされる。

そして、停止状態から切削工具１が回転してエアー供給路１１にエアーが供給されると、その垂直路１１Ａから分岐管１１Ｂ、１１Ｃへとエアーが流れる。供給されたエアーと工具本体４の回転による遠心力及び負圧とにより、この分岐管１１Ｂ、１１Ｃの内部に突出した流路管１６に形成されたオイル噴出口１７から噴き出された切削油はミスト化し、オイルミストＯＭとなって噴出口１４、１５から加工点に向かって噴出せしめられる。

このように、本実施の形態によれば、切削油供給路９、１０の開口１２、１３を切れ刃７、８の近傍部に設け、その切削油供給路９、１０とエアー供給路１１の交点で、オイル状態のままこの開口１２、１３まで供給される切削油と前記エアー供給路１１から供給されるエアーとを混合させてオイルミストＯＭとしているので、路内壁に付着することなくレスポンス良く加工点にオイルミストＯＭを供給することができる。したがって、本発明によれば、切削加工におけるサイクルタイムを短縮することができる。

また、本実施の形態によれば、切削油供給路９、１０とエアー供給路１１の交点における供給路である分岐管１１Ｂ、１１Ｃを、工具本体４の軸中心に対して傾斜させているので、オイルミストＯＭを路内壁に衝突することなく加工点に供給することができる。

本実施の形態の切削工具を示す正面図である。 本実施の形態の切削工具の断面図である。 図２のＡ−Ａ線位置における要部拡大断面図である。 切削油供給路とエアー供給路の交点部分における該エアー供給路の傾斜角度を決めるための図である。 従来構造の切削工具でミスト吐出スイッチをオンしたときの吐出時間とオイルミスト吐出量を示す図である。 路内壁にオイルミストが付着した状態を示す図である。

符号の説明

１…切削工具
２…シリンダーブロック
３…シリンダライナ（被削材）
４…工具本体
５…装着部
７、８…切れ刃
９、１０…切削油供給路
１１…エアー供給路
１１Ｂ、１１Ｃ…分岐路
１２、１３…開口
１４、１５…噴出口
１７…オイル噴出口

Claims (5)

1. 回転する工具本体の外周面に固定された切れ刃で被削物を研削する加工点に向かってオイルミストを吹き付けながら研削を行う切削工具において、
   前記工具本体には、前記切れ刃の近傍部を開口とし、この開口までオイルの状態のまま切削油を供給する切削油供給路と、前記切削油供給路の前記開口に連接し且つ前記外周面に噴出口を有するエアー供給路とが設けられ、
   前記工具本体の回転による遠心力と負圧により、前記切削油供給路と前記エアー供給路の交点で前記切削油と前記エアーとを混合させてオイルミストとする
   ことを特徴とする切削工具。
2. 請求項１に記載の切削工具であって、
   前記エアー供給路のうち前記切削油供給路と該エアー供給路の交点における供給路は、前記工具本体の軸中心に対して傾斜されている
   ことを特徴とする切削工具。
3. 請求項２に記載の切削工具であって、
   前記傾斜の角度は、前記工具本体が回転する際の遠心力と、前記エアーを噴き出すエアー噴き出し力と、前記オイルミストに働く重力と、工具移動速度とにより決定される
   ことを特徴とする切削工具。
4. 請求項１から請求項３の何れか一つに記載の切削工具であって、
   前記切れ刃は、前記工具本体に少なくとも２つ設けられており、そのうち一つは荒加工用の切れ刃であり、もう一つは仕上げ加工用の切れ刃である
   ことを特徴とする切削工具。
5. 回転する工具本体の外周面に固定された切れ刃で被削物を研削する加工点に向かってオイルミストを吹き付けながら研削を行う切削方法において、
   前記工具本体の回転による遠心力と負圧により、前記加工点近傍部でオイル状態の切削油をエアーと混合させてミスト化し、そのミスト化したオイルミストを前記加工点に噴出させる
   ことを特徴とする切削方法。

Images