JP3192622U

JP3192622U - 端面深溝切削工具

Info

Publication number: JP3192622U
Application number: JP2014003137U
Authority: JP
Inventors: 剛西山; 拓昌西山; 知克西山
Original assignee: 有限会社西山鉄工所
Priority date: 2014-06-13
Filing date: 2014-06-13
Publication date: 2014-08-21
Anticipated expiration: 2024-06-13

Abstract

【課題】回転する丸棒材Ｂの端面から内部に向けて軸線Ｓと同心の環状溝Ｃを切削して、内側を丸棒材Ｂ’として再利用でき、切削屑が少なく、加工時間の短縮が可能で、しかも、溝入れ径：Ｄ８０〜５００ｍｍ、溝入れ深さＬ：６０〜４００ｍｍの環状溝を切削する場合でも高精度な加工を実現できる端面深溝切削工具を提供する。【解決手段】旋盤の刃物台に着脱自在に固定される支持部１と、支持部の先端部分に固定されたホルダー２と、ホルダの先端部分に固定された切削チップ３とからなる端面深溝切削工具Ａにおいて、ホルダー２を、一体物の材料をＣＡＤ／ＣＡＭシステムによるＮＣ旋盤加工にて環状溝の内部へ進入可能な曲板状に加工したものとする。【選択図】図１

Description

本考案は、旋盤加工により丸棒材の端面から内部に向けて大径かつ深い環状溝を切削加工するのに使用する端面深溝切削工具に関する。

各種機器の部品等の加工において材料に穴を開ける工具としてはドリルが一般的であり、穴の径が小さい場合はドリルだけで加工できる。また、穴の径が大きい場合は、例えば、丸棒材の中心部分に端面から軸線に沿ってドリルで穴を開け、次いで中ぐりバイトで穴径を仕上げるといった方法で加工することができる。しかし、ドリルによる穴開けは、穴の径が大きいと、加工に時間がかかり、また、切削屑の量が多くて、環境対応が容易でなくなり、また、穴となる部分が全て切削屑となるため、材料の留まりが低い。

そこで、大型エネルギー機器等の部品加工において、太い丸棒材を切削して筒状に仕上げる際に、ドリルで切削するのではなくて、軸線と同心の環状溝の形に切削した後、内側に残った部分を抜き取るようにすることが従来から行われている。そして、そのための工具として、旋盤の刃物台に固定する棒状の支持部の先端部分にホルダーが固定され、そのホルダーの先端部分に切削チップが固定され、ホルダーが、切削チップにより切削されていく環状溝の内部に進入可能な形状・寸法に形成されてなる工具が従来から使用されている。この工具を使用して環状溝を切削すると、切削した環状溝の内側が丸棒材となって残り、それが材料として再利用できるため、コスト削減が可能になり、また、切削屑が少なくて、環境対応が容易になり、また、大径の環状溝を一度に開けることができて、加工時間の短縮が可能となる。

また、丸棒材の端面から内部に向けて環状溝を切削加工する工具として、他に、円筒状のバイトホルダーの先端に設けたバイト支持部に３個のバイトを回転軸からの距離を僅かずつ異ならせて装着してなる中ぐり工具も提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開平９−４７９０６号公報

大型エネルギー機器の部品加工において、丸棒材の端面から内部に向けて軸線と同心の環状溝を切削加工する際に、旋盤の刃物台に固定する棒状の支持部にホルダーが固定され、ホルダーに切削チップが固定され、ホルダーが、切削チップにより切削されていく環状溝の内部に進入可能な形状・寸法に形成されてなる工具が使用され、それにより、切削した環状溝の内側を丸棒材として再利用することができて、コスト削減が可能になり、切削屑が少なくて、環境対応が容易になり、また、加工時間の短縮が可能となることは上述のとおりである。しかし、この工具も、既存のものでは、溝入れ深さの増大に十分対応できない。

環状溝切削用の上記工具は、切削する環状溝の深さすなわち溝入れ深さを増大させるためには、ホルダーの先端部分を長くして刃先までの距離を大きくする必要がある。しかし、ホルダーの先端部分が長くなると、切削負荷が先端の刃先にかかることによるビビリが生じやすくなる。そのため、ビビリを抑制できるよう工具の形状・寸法を工夫し、ホルダーの部分の幅を大きくすることになるが、長くて幅の広い複雑形状のホルダーを高精度に加工することは容易でない。そのため、ホルダーが長くて幅の広いものとなる場合、従来は、ホルダーを二つの部分に分けて別々に加工し、それらを溶接して一体のホルダーに仕上げていた。

しかしながら、ホルダーが溶接構造では、切削負荷が先端の刃先にかかることによるビビリに対し十分な剛性を確保することは難しい。溝入れ径８０ｍｍ〜５００ｍｍ、溝入れ深さ６０ｍｍ〜４００ｍｍの環状溝を切削加工する既存の工具は、ホルダーが溶接構造であり、そのため、切削負荷が工具先端の刃先にかかることによるビビリを防いで寸法バラツキのない高精度な加工を実現することができなかった。

また、円筒状のバイトホルダーの先端に設けたバイト支持部に３個のバイトを回転軸からの距離を僅かずつ異ならせて装着してなる上述の中ぐり工具は、構造複雑で、高価であるばかりでなく、旋盤の刃物台に固定する固定具からバイトの先までの一体剛性を確保しづらいものであって、やはりビビリに対する剛性を十分に確保することは難しい。

本考案は上述の事情に鑑みてなされたもので、大型エネルギー機器等の部品加工において、太い丸棒材に端面から内部に向けて径の大きな穴を開けるのに、ドリルを使用せずに、回転する丸棒材の端面から内部に向けて軸線と同心に環状溝を切削することにより、切削した環状溝の内側が丸棒材として再利用できてコスト削減が可能になり、切削屑が少なくなって環境対応が容易になり、大径の環状溝を一度に開けることができて加工時間の短縮が可能となり、しかも、溝入れ径８０ｍｍ〜５００ｍｍ、溝入れ深さ６０ｍｍ〜４００ｍｍの環状溝を切削する場合でも、切削負荷が工具先端の刃先にかかることによるビビリを防いで寸法バラツキのない高精度な加工を実現できる端面深溝切削工具を提供することを目的としている。

本考案は、回転する丸棒材の端面から内部に向けて該丸棒材の軸線と同心に外径８０ｍｍ〜５００ｍｍ、深さ６０ｍｍ〜４００ｍｍの環状溝を切削加工する端面深溝切削工具であって、旋盤の刃物台に着脱自在に固定される支持部と、該支持部の先端部分に溶接等で固定されたホルダーと、該ホルダーの先端部分に溶接等で固定された切削チップ（超硬合金チップ）とからなり、ホルダーは、一体物の材料を切削チップにより切削される環状溝の内部へ進入可能な曲板状に加工したものであることを特徴とする端面深溝切削工具を提供し、これにより上記課題を解決するものである。ホルダーは、Ｓ４５Ｃ等の焼き入れ鋼を材料としてＣＡＤ／ＣＡＭシステムによるＮＣ旋盤加工にて製造する。支持部は、Ｓ４５Ｃ等の焼き入れ鋼を例えば断面矩形の棒状に加工したものである。

大型エネルギー機器等の部品加工において、太い丸棒材に端面から内部に向けて径の大きな穴を開けるのに、ドリルを使用せずに、回転する丸棒材の端面から内部に向けて軸線と同心に環状溝を切削することにより、切削した環状溝の内側が丸棒材として再利用できてコスト削減が可能になり、切削屑が少なくなって環境対応が容易になり、大径の環状溝を一度に開けることができて加工時間の短縮が可能となり、しかも、溝入れ径８０ｍｍ〜５００ｍｍ、溝入れ深さ６０ｍｍ〜４００ｍｍの環状溝を切削する場合でも、切削負荷が工具先端の刃先にかかることによるビビリを防いで寸法バラツキのない高精度な加工を実現することができる。

本考案の実施形態の一例の端面深溝切削工具の正面図である。本考案の実施形態の一例の端面深溝切削工具の平面図である。本考案の実施形態の一例の端面深溝切削工具の左側面図である。本考案の実施形態の一例の端面深溝切削工具の右側面図である。

図１〜図４は本考案の実施形態の一例の端面深溝切削工具Ａを示している。
この端面深溝切削工具Ａは、旋盤の刃物台（図示せず）に取り付けられ、旋盤の主軸台（図示せず）に取り付けられて回転する炭素鋼、アルミ、ＳＵＳ等の丸棒材Ｂの端面から内部に向けて丸棒材Ｂの軸線Ｓと同心の環状溝Ｃを切削加工するものであって、支持部１の先端部分にホルダー２が溶接固定され、ホルダー２の先端部分に切削チップ３が溶接固定されている。

ホルダー２は、切削チップ３により切削される環状溝Ｃの内部へ進入可能な曲板状で、環状溝Ｃの寸法、すなわち溝径（外径）Ｄ、溝幅Ｈおよび深さＬに適合した形状・寸法を有するものであって、Ｓ４５Ｃ焼き入れ鋼等の一体物の材料からＣＡＤ／ＣＡＭシステムによるＮＣ旋盤加工にて製造されている。

支持部１は、Ｓ４５Ｃ焼き入れ鋼等を例えば断面矩形の棒状に加工したものである。また、切削チップ３は超硬合金製である。

この端面深溝切削工具Ａは、例えば大型エネルギー機器等の部品加工において、丸棒材Ｂに端面から内部に向けて径の大きな穴を開ける際に使用する。この端面深溝切削工具Ａを使用して、丸棒材Ｂの端面から内部に向けて丸棒材Ｂの軸線Ｓと同心の環状溝Ｃを切削加工し、その後、環状溝Ｃの内側に残る部分Ｂ'を抜き取ることによって筒状大型部品に仕上げることができ、そうすることで、切削した環状溝Ｃの内側に残る部分Ｂ'が丸棒材として再利用できてコスト削減が可能になり、ドリルを使用しないので切削屑が少なくなって環境対応が容易になり、大径の環状溝Ｃを一度に（一工程で）開けることができて加工時間の短縮が可能となり、しかも、溝入れ径（外径）Ｄが８０ｍｍ〜５００ｍｍ、溝入れ深さ（深さ）Ｌが６０ｍｍ〜４００ｍｍの環状溝Ｃを切削する場合でも、切削負荷が工具先端（切削チップ３）の刃先にかかることによるビビリを防いで寸法バラツキのない高精度な加工を実現することができる。

この端面深溝切削工具Ａの設計にあたっては、端面深溝加工の加工条件シミュレーションにより、ビビリ発生等の原因となる条件抽出を行い、最適な加工条件の確立を目指して、工具本体(ホルダー２)の材質、形状・寸法、切れ刃角度（切削チップ３の刃先の角度）等を調整する。そして、シミュレーション結果を構造設計に反映させるため、ＣＡＤ／ＣＡＭシステムを活用して、切削時にかかる工具への応力分布や、切れ刃角度による切削屑の形態を分析し、ビビリ防止、加工時間短縮、高精度な加工、切削範囲域の拡大を効果的に反映させる設計を行う。

図１〜図４に示す端面深溝切削工具Ａは実施形態の一例であって、本考案は、これに限定されるものでない。

１支持部
２ホルダー
３切削チップ
Ａ端面深溝切削工具
Ｂ丸棒材
Ｃ環状溝
Ｄ溝入れ径（外径）
Ｌ溝入れ深さ（環状溝の深さ）
Ｓ軸線

Claims

回転する丸棒材の端面から内部に向けて該丸棒材の軸線と同心に外径８０ｍｍ〜５００ｍｍ、深さ６０ｍｍ〜４００ｍｍの環状溝を切削加工する端面深溝切削工具であって、
旋盤の刃物台に着脱自在に固定される支持部と、該支持部の先端部分に固定されたホルダーと、該ホルダーの先端部分に固定された切削チップとからなり、
前記ホルダーは、一体物の材料を前記切削チップにより切削される環状溝の内部へ進入可能な曲板状に加工したものであることを特徴とする端面深溝切削工具。