JP3716792B2 - Cutting tools - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は切削工具に関するものであり、特にエンジンのシリンダーヘッドにおけるバルブ穴の加工に好適な切削工具に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
シリンダーヘッドのバルブ穴において、バルブ穴の開口部周縁にはバルブが頻繁に当たるので、耐久性向上のためにこの開口部周縁に焼結合金等の硬質部材を嵌装することが一般に行われている。このようなシリンダーヘッドのバルブ穴を加工する際には、穴自体を仕上げ加工するガンリーマ等の穴加工工具と、開口部周縁を加工するための切刃チップとを備えた切削工具が用いられる。
【0003】
従来における、シリンダーヘッドのバルブ穴を加工するための切削工具の一例を図4に示す。
図4において、切削工具SJは、略円錐状に形成されたカッタ本体(工具本体)51aと、不図示の工作機械の主軸端等とカッタ本体51aとの間に配置されるアダプタ(工具本体)51bとを備えている。カッタ本体51aには軸線Oに沿ってブシュ53が設けられており、このブシュ53にガンリーマ等の穴加工工具52が嵌挿されるようになっている。円錐状のカッタ本体51aの外周には複数の切刃チップ54(図では1つ)が母線に沿ってスライド可能に設けられている。そして、切削工具SJは工作機械に装着されることによって軸線Oまわりに回転するようになっている。
ここで、以下の説明において、カッタ本体51aとカッタ本体51aに接続されているアダプタ51bとを合わせて工具本体51と称し、穴加工工具52が取り付けられる側を先端A、工作機械に取り付けられる側を後端Bとする。
【0004】
工具本体1の内部にはピストン室56が形成されており、ピストン室56内には、穴加工工具52の後端と接続され、軸線O方向に往復移動可能なピストン58が配置されている。なお、ピストン室56内にはガイドロッド59が設けられており、ピストン58はガイドロッド59に案内されつつ軸線O方向に往復移動する。
【0005】
ブシュ53の後端側にはカラー60が配置されており、カラー60とピストン58との間にはスプリング63が設けられている。スプリング63は、先端側をカラー60に支持され、後端側をピストン58に当接させており、ピストン58が先端A側に移動しているときに縮められる。すなわち、ピストン58が先端A側に移動しているとき、スプリング63はピストン58を後端B側に向かって付勢する。
【0006】
ピストン室56の後端B側には、このピストン室56のうちピストン58の後端B側に形成された空間56Aに流体(油または空気)を供給可能な流体供給部62が接続されている。流体供給部62から空間56Aに対して流体が所定量供給されることにより、ピストン58は供給された流体に基づく圧力の作用によって先端A側に移動するようになっている。
【0007】
次に、上述した構成を備える切削工具SJによってバルブ穴を加工する方法について図5の模式図を参照しながら説明する。
まず、穴加工工具52をブシュ53に挿入し、穴加工工具52の後端とピストン58とを接続する。次に、図5(a)に示すように、穴加工工具52を工具本体51の後端B側に引き込む。穴加工工具52の後端B側への引き込みは、後端B側に向かって付勢力を有するスプリング63の作用によって行われる。すなわち、スプリング63の後端B側への付勢力によってピストン58が後端B側に移動し、このピストン58の後端B側への移動に伴って、ピストン58に接続している穴加工工具52も後端B側に移動し、工具本体51内部に引き込まれる。そして、穴加工工具52を後端B側に引き込んだ状態で、工具本体51を回転させるとともに軸線Oに沿って先端A側に送りを与えることにより、工具本体51先端外周に設けられている複数の切刃チップ54のうち所定の切刃チップ54によってバルブ穴の開口部の面取りが行われる。また、他の切刃チップ54は工具本体51先端の母線に沿ってスライド可能に設けられており、面取り後、切削工具SJ全体を一旦、僅かに後端B側に移動させてから、工具本体51を回転させつつ切刃チップ54をスライドさせることにより、バルブ穴の開口部周縁にはテーパ面が形成される。
【0008】
次いで、図5(b)に示すように、切削工具SJ全体を一旦、後端B側に移動させてから、工具本体51を回転させつつ、穴加工工具52を先端A側に突出させるように移動する。このとき、穴加工工具52の先端A側への移動は、流体供給部62がピストン室56の空間56Aに対して流体を所定量供給することにより行われる。すなわち、流体供給部62が空間56Aに対して流体を供給することにより空間56Aの圧力が上昇し、この圧力上昇に基づいてピストン58が先端A側に移動し、このピストン58の先端A側への移動に伴って、ピストン58に接続されている穴加工工具52が先端A側へ移動する。ここで、空間56Aに対する流体の供給量は、供給した流体に基づく空間56Aの圧力がスプリング63によるピストン58に対する後端B側への付勢力より大きくなるように設定されている。
【0009】
そして、図5(c)に示すように、穴加工工具52を工具本体51の先端側に突出させた状態で回転させつつ切削工具SJ全体を先端A側に送ることにより、バルブ穴の内部(バルブガイド穴)の仕上げ加工が行われる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、穴加工工具52の工具本体51からの出没動作は、工具本体51内部のピストン室56に配置されたピストン58の移動に基づくものである。そして、ピストン58の先端A側への移動は、流体供給部62から空間56Aに供給される流体に基づく空間56Aの圧力上昇によるものであるのに対して、ピストン58の後端B側への移動は、スプリング63の付勢力によるものである。すなわち、ピストン58を先端A側へ移動する際、流体供給部62から供給する単位時間当たりの流体供給量を調整し空間56Aの圧力を調整することによって移動速度や移動量が制御できるが、ピストン58を後端B側へ移動する際、移動はスプリング63の付勢力に基づくものなので、移動速度が著しく遅くなったり途中で止まってしまったりするなど不安定(不規則)になる場合があった。このように、従来の切削工具SJでは、ピストン58に接続された穴加工工具52の後端B側への移動動作が不安定(不規則)になってしまうといった問題があった。
【0011】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、工具本体に取り付けられた穴加工工具の出没動作を素早く安定して行うことができ、効率良く切削作業できる切削工具を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項1に記載の切削工具は、 所定の軸線回りに回転する工具本体と、前記工具本体に取り付けられる穴加工工具と、前記穴加工工具を前記軸線に沿う方向に移動させることにより該穴加工工具の先端を前記工具本体から出没させる移動機構とを備えた切削工具において、
前記移動機構は、前記工具本体の内部に形成された室内において前記軸線方向に移動可能に設けられ、前記穴加工工具の後端と接続されているピストンと、前記室内のうち前記ピストンの軸線方向後端側に形成された第1空間及び前記ピストンの軸線方向先端側に形成された第2空間のそれぞれに流体を供給可能な流体供給部と、前記流体供給部に接続する主流路と、前記主流路の途中から分岐し、前記第1空間に接続する第1流路と、前記主流路の途中から分岐し、前記第2空間に接続する第2流路と、前記流体供給部による前記第1空間及び前記第2空間のそれぞれに対する流体供給動作を切り替える切替装置とを備え、前記切替装置は、前記第1流路及び前記第2流路に接続する第2ピストン室内で、前記工具本体の単位時間当たりの回転数に応じて前記軸線と交わる方向に移動可能に設けられた第2ピストンを備え、前記工具本体の回転による遠心力によって前記第2ピストンが移動し、前記工具本体の単位時間当たりの回転数が所定値以上になったら前記第2流路が遮断され、前記工具本体の単位時間当たりの回転数が所定値未満になったら前記第1流路が遮断されることを特徴とする。
【0013】
本発明によれば、工具本体内部に形成された室内において軸線方向に移動可能なピストンを設け、室内のうちピストンの後端側に形成された第1空間及び先端側に形成された第2空間のそれぞれに、切替装置を用いて流体をそれぞれ独立して供給するようにしたことにより、第1空間に流体を供給することにより第1空間の圧力を上昇させてピストンを先端側に移動し、このピストンに接続されている穴加工工具を先端側に移動できるとともに、第2空間に流体を供給することにより第2空間の圧力を上昇させて穴加工工具を後端側に移動できる。そして、切替装置は、前記第1流路及び前記第2流路に接続する第2ピストン室内で、前記工具本体の単位時間当たりの回転数に応じて前記軸線と交わる方向に移動可能に設けられた第2ピストンを備え、前記工具本体の回転による遠心力によって前記第2ピストンが移動し、前記工具本体の単位時間当たりの回転数が所定値以上になったら前記第2流路が遮断され、穴加工工具を先端側に移動でき、前記工具本体の単位時間当たりの回転数が所定値未満になったら前記第1流路が遮断され穴加工工具を後端側に移動できる。このように、工具本体の単位時間当たりの回転数を調整するだけで穴加工工具の出没動作を行うことができる。したがって、工具本体に取り付けられた穴加工工具の出没動作を簡単な構成で、容易に素早く安定して行うことができ、切削作業を効率良く行うことができる。
【0018】
請求項2に記載の切削工具は、請求項1記載の切削工具において、前記第2ピストンを前記軸線に対して近づける方向に向かって付勢する付勢部材を備え、前記工具本体の単位時間当たりの回転数が所定値以上になったら、前記第2ピストンが前記軸線に対して離れる方向に移動して前記第2流路が遮断され、前記工具本体の単位時間当たりの回転数が所定値未満になったら、前記付勢部材によって前記第2ピストンが前記軸線に対して近づく方向に移動して前記第1流路が遮断されることを特徴とする。
【0019】
本発明によれば、第2ピストンを軸線に近づける方向に向かって付勢する付勢部材を設けたことにより、工具本体の回転数が低いときは付勢部材の付勢力によって第2ピストンが第1流路を遮断する位置に配置され、回転数が高いときは第2ピストンの遠心力が付勢部材の付勢力にうち勝って第2ピストンが第2流路を遮断する位置に配置される。
ここで、所定値とは、第2ピストンの遠心力が付勢部材の付勢力に対して等しくなる単位時間当たりの工具本体の回転数であり、所定値以上の単位時間当たりの回転数で工具本体が回転すれば、第2ピストンの遠心力が付勢部材の付勢力を上回り、所定値未満の単位時間当たりの回転数で工具本体が回転すれば、第2ピストンの遠心力が付勢部材の付勢力を下回る。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の切削工具について図面を参照しながら説明する。図1は本発明の切削工具Sの一実施形態を示す断面図である。ここで、本実施形態における切削工具Sはシリンダーヘッドのバルブ穴を加工する際に用いられるものである。
【0021】
図1において、切削工具Sは、所定の軸線Oまわりに回転する工具本体1と、工具本体1に取り付けられる穴加工工具2と、穴加工工具2を軸線Oに沿う方向に移動させる移動機構Kとを備えている。工具本体1は、略円錐状に形成されたカッタ本体1aと、不図示の工作機械の主軸端等とカッタ本体1aとの間に配置されるアダプタ1bとによって構成されている。工具本体1の内部には軸線Oに沿ってブシュ3が設けられており、このブシュ3にガンリーマ等の穴加工工具2が嵌挿されるようになっている。円錐状のカッタ本体1aの外周には複数の切刃チップ4(図では1つ)が母線に沿ってスライド可能に設けられている。そして、切削工具Sは工作機械に装着されることによって軸線Oまわりに回転するようになっている。
ここで、以下の説明において、穴加工工具2が取り付けられる側(カッタ本体1a側)を先端A、工作機械に取り付けられる側(アダプタ1b側)を後端Bとする。
【0022】
工具本体1の内部にはピストン室6が形成されており、ピストン室6内には、穴加工工具2の後端と接続され、軸線O方向に往復移動可能なピストン8が配置されている。なお、ピストン室6内にはガイドロッド9が設けられており、ピストン8はガイドロッド9に案内されつつ軸線O方向に往復移動する。
【0023】
ピストン室6内において往復移動するピストン8の軸線O方向後端側には第1空間6a(図2参照)が形成され、先端側には第2空間6bが形成されるようになっている。そして、ピストン室6には、このピストン室6の第1空間6a及び第2空間6bのそれぞれに対して流体を供給可能な流体供給部12が、主流路15及び第1,第2流路15a,15bを介して接続されている。また、流体供給部12には、この流体供給部12の動作を制御する制御装置CONTが接続されている。具体的には、制御装置CONTは、流体供給部12からピストン室6に対して供給される単位時間当たりの液体供給量を制御する。
ここで、本実施形態において、流体供給部12はピストン室6に対して油を供給するようになっており、ピストン室6は油圧室となっている。なお、流体供給部12はピストン室6に対して空気等の気体を供給してもよい。
【0024】
流体供給部12には主流路15が接続している。主流路15は工具本体1の後端側において軸線Oに沿って形成されており、流体供給部12から供給された流体はまず主流路15を流れるようになっている。主流路15は、ピストン室6外方後端B側において途中から第1流路15aと第2流路15bとに分岐している。そして、第1流路15aはピストン室6の第1空間6aに接続し、第2流路15bはピストン室6の第2空間6bに接続している。
【0025】
ここで、第1流路15aは、軸線Oを挟んで対向するように2つ(2系統)設けられている。同様に、第2流路15bは、軸線Oを挟んで対向するように2つ(2系統)設けられている。したがって、第1空間6aに対して、2つの第1流路15aから流体が供給されるようになっており、第2空間6bに対して、2つの第2流路15bから流体が供給されるようになっている。
【0026】
工具本体1は、主流路15から分岐した第1流路15a及び第2流路15bのそれぞれに対して接続する第2ピストン室21を備えている。第2ピストン室21も2つ設けられている。図3の拡大図に示すように、この第2ピストン室21は、並列する第1流路15a及び第2流路15bのそれぞれにまたがって形成されている。そして、主流路15から第1流路15aに流通した流体は、第2ピストン室21を介して第1空間6aに供給される。同様に、主流路15から第2流路15bに流通した流体は、第2ピストン室21を介して第2空間6bに供給される。
【0027】
第2ピストン室21には、この第2ピストン室21内部において軸線Oと交わる方向に移動可能に設けられた第2ピストン(切替装置)20が配置されている。第2ピストン20は内部流路24を有している。内部流路24は、図3に示すように、第2ピストン20を軸線O方向に貫通するように形成されている。
【0028】
そして、図3(a)に示すように、第2ピストン20が軸線Oに対して近づく方向に移動した際、第2ピストン20の周壁面20aが第1流路15aと第2ピストン室21との接続口k1を塞いで、第1流路15aが遮断されるようになっている。このとき、第2流路15bは、第2ピストン20の内部流路24を介して流体の流通を可能としている。
【0029】
一方、図3(b)に示すように、第2ピストン20が軸線Oに対して離れる方向に移動した際、第2ピストン20の周壁面20bが第2流路15bと第2ピストン室21との接続口k2を塞いで、第2流路15bが遮断されるようになっている。このとき、第1流路15bは、第2ピストン室21を介して流体の流通を可能としている。
【0030】
このように、第2ピストン20は第2ピストン室21内で軸線Oと交わる方向に往復移動することにより、第1流路15aを接続状態とした際に第2流路15bを非接続状態とし、第2流路15bを接続状態とした際に第1流路15aを非接続状態とする。そして、第2ピストン20の往復移動に応じて、主流路15からの流体は第1流路15aを介して第1空間6aに供給されるか、第2流路15bを介して第2空間6bに供給されるようになっている。すなわち、第2ピストン20の往復移動によって、液体供給部12から主流路15を介して供給された液体の第1空間6a及び第2空間6bのそれぞれに対する液体供給動作が切り替えられるようになっている。
【0031】
第2ピストン20のうち、軸線Oに対して反対側の端面(すなわち第2ピストン20の外側端面)20bにはスプリング(付勢部材)23が配置されている。このスプリング23は、第2ピストン20の端面20bのうち断面視コ字状に形成された溝部と、ストッパ部材25との間に配置されている。ストッパ部材25は、工具本体1の外部と第2ピストン室21とを連通するように軸線Oと交わる方向に形成された貫通穴の雌ネジ溝26bに螺合可能な雄ネジ溝26aを備えており、雄ネジ溝26aと雌ネジ溝26bとをねじ込むことにより、ストッパ部材25の軸線Oと交わる方向における位置が調整されるとともに、ストッパ部材25と第2ピストン20との間におけるスプリング23の弾性変形量を調整可能となっている。そして、スプリング23の弾性変形量を調整することによって、スプリング23の第2ピストン20に対する付勢力が調整可能となっている。
【0032】
ここで、スプリング23は、第2ピストン20が軸線Oに対して離れる方向に移動している際にも、つまり、図3(a)に示すように、第2ピストン20の内側端面20cと第2ピストン室21の内壁面とが当接状態にあるときにも、縮められるように変形されている。すなわち、第2ピストン20は第2ピストン室21内においてスプリング23によって軸線Oに対して近づける方向に向かって付勢されている。
【0033】
次に、上述した構成を備える切削工具Sを用いて切削作業する際の動作について説明する。なお、実際の切削手順は図5を用いて説明した手順と同様であるので、以下ではその説明を省略する。
まず、穴加工工具2をブシュ3に挿入し、穴加工工具2の後端とピストン8とを接続する。なお、ここで、穴加工工具2の最先端部2a(図1参照)の径は、最先端部2aより後端B側の仕上げ切削部2bより小さく設定されている。こうすることにより、穴仕上げ加工をする際、最先端部2aによって所定精度で仕上げ加工を行った後、仕上げ切削部2bで高精度に仕上げ加工できる。
【0034】
バルブ穴内部の仕上げ加工を行う前の状態において、流体供給部12は、制御装置CONTの制御のもとで、単位時間当たり所定量の流体を主流路15に対して供給する。このとき、切削工具Sの工具本体1は回転しておらず、第2ピストン20はスプリング23の付勢力によって軸線Oに対して近づく方向に移動されている。したがって、流体供給部12から主流路15に供給された流体は、図1や図3(a)に示すように、第2流路15b及び第2ピストン20の内部流路24を介してピストン室6のうち第2空間6bに供給される。単位時間当たり所定量の流体を供給された第2空間6bは、供給された流体に基づく圧力の作用で、ピストン8を後端B側に移動させる。ここで、流体供給部12からピストン室6の第2空間6bに対して供給される単位時間当たりの流体供給量は、第2空間6bの圧力を上昇させ、ピストン8を後端B側に移動させるために十分な所定量である。この所定量は、実験などによって予め求められている。したがって、図1に示すように、工具本体1が回転していない状態において、ピストン8に接続している穴加工工具2は、工具本体1の内部に没した状態となる。
【0035】
バルブ穴内部の仕上げ加工をするために工具本体1を回転させると、第2ピストン20は工具本体1の回転に基づく遠心力によって、軸線Oに対して離れる方向に移動しようとする。そして、工具本体1の単位時間当たりの回転数が所定値以上になると、第2ピストン20の遠心力がスプリング23の付勢力にうち勝って、第2ピストン20は軸線Oに対して離れる方向に移動する。軸線Oに対して離れる方向に第2ピストン20が移動すると、図3(b)を用いて説明したように、やがて、第2流路15bが第2ピストン20の周壁面20aによって遮断されるとともに、流体供給部12と第1空間6aとが、主流路15及び第1流路15a及び第2ピストン室21を介して接続される。すると、第1空間6aに対して流体供給部12から流体が供給されるので、第1空間6aの圧力が上昇し、この圧力の作用によってピストン8が先端A側に移動される。そして、図2に示すように、ピストン8の先端A側への移動に伴って穴加工工具2が工具本体1から突出するように移動される。
【0036】
穴加工工具2を後端Bに移動させる際には、工具本体1の単位時間当たりの回転数が所定値未満に設定される。単位時間当たりの回転数が低下することにより第2ピストン20の遠心力が低下し、第2ピストン室21内の第2ピストン20は、スプリング23の付勢力によって軸線Oに対して近づく方向に移動される。すると、図3(a)を用いて説明したように、第1流路15aが第2ピストン20の周壁面20aによって遮断されるとともに、流体供給部12と第2空間6bとが、主流路15及び第2流路15b及び第2ピストン20の内部流路24を介して接続される。すると、第2空間6bに対して流体供給部12から流体が供給されるので、第2空間6bの圧力が上昇し、この圧力の作用によってピストン8が後端B側に移動される。そして、図1に示すように、ピストン8の後端B側への移動に伴って穴加工工具2が工具本体1に没するように移動される。
【0037】
ここで、ピストン8が先端A側から後端B側に移動する際に、第1空間6aに流体が満たされているが、このときの第1空間6aの流体は、第1空間6aと工具本体1の外部とを連通しフィルタを備えた排出口(不図示)から工具本体1外部に排出されるので、ピストン8の移動は妨げられない。このとき、排出口の径はピストン8(ピストン室6)の径より十分小さく設定されている。
【0038】
一方、ピストン8が後端B側から先端A側に移動する際に、第2空間6bに満たされている流体は、ピストン8の前端面と後端面とを連通する排出口(不図示)及び穴加工工具2の内部に軸線Oに沿って形成されている流路(不図示)を介して穴加工工具2の先端から排出されるので、ピストン8の移動は妨げられない。このとき、排出口の径はピストン8(ピストン室6)の径より十分小さく設定されている。
【0039】
以上説明したように、工具本体1の内部に形成されたピストン室6内に軸線O方向に移動可能なピストン8を設け、ピストン室6内のうちピストン8の後端B側に形成された第1空間6a及び先端A側に形成された第2空間6bのそれぞれに、切替装置としての第2ピストン20を用いて流体をそれぞれ独立して供給するようにしたことにより、第1空間6aに流体を供給することによってピストン8に接続されている穴加工工具2を先端A側に移動できるとともに、第2空間6bに流体を供給することによって穴加工工具2を後端B側に移動できる。そして、第2ピストン20は、工具本体1の単位時間当たりの回転数に応じて切り替え動作を行うので、例えば穴加工を行う際に工具本体1を高速に回転させることにより穴加工工具2を先端A側に移動でき、低速に回転させることにより穴加工工具2を後端B側に移動できる。このように、工具本体1の単位時間当たりの回転数を調整するだけで穴加工工具2の出没動作を行うことができる。したがって、工具本体1に取り付けられた穴加工工具2の出没動作を素早く行うことができ、切削作業を効率良く行うことができる。
【0040】
そして、切替装置を、工具本体1の単位時間当たりの回転数に応じて軸線Oと交わる方向に移動する第2ピストン20によって構成したので、この第2ピストン20を工具本体1の単位時間当たりの回転数に応じて移動させるだけで、流体供給部12と第1空間6aとを接続する第1流路15a、及び流体供給部12と第2空間6bとを接続する第2流路15bのいずれか一方を遮断し、第1空間6a及び第2空間6bのそれぞれに対する流体の供給を切り替えることができる。
【0041】
第2ピストン20は、工具本体1の単位時間当たりの回転数が高くなったら遠心力によって第2流路15bを遮断するように移動し、回転数が低くなったら第1流路15aを遮断するように移動するように設定されているので、第1空間6a及び第2空間6bに対する流体供給の切り替え動作を簡易な構成で容易に行うことができる。
【0042】
そして、第2ピストン20を軸線Oに近づける方向に向かって付勢するスプリング23を設けたことにより、工具本体1の単位時間当たりの回転数が低いときはスプリング23の付勢力によって第2ピストン20が第1流路15aを遮断する位置に配置され、回転数が高いときは第2ピストン20の遠心力がスプリング23の付勢力にうち勝って第2ピストン20が第2流路15bを遮断する位置に配置されるようになる。このように、簡易な構成で第1空間6a及び第2空間6bのそれぞれに対する流体の切り替えを行うことができる。
【0043】
なお、上記実施形態では、第2ピストン20の移動は工具本体1の回転による遠心力に基づくものであるが、圧電素子などのアクチュエータを第2ピストン20に接続し、工具本体1の単位時間当たりの回転数が所定値以上になったら、アクチュエータを駆動して第2流路15bを遮断するように第2ピストン20を移動し、回転数が所定値未満になったら、アクチュエータを駆動して第1流路15aを遮断するように第2ピストン20を移動してもよい。この場合、アクチュエータは、工具本体1に取り付けられ単位時間当たりの回転数を検出可能なセンサの検出結果に基づいて駆動されるようにしてもよい。一方、本実施形態のように、付勢部材23で第2ピストン20を付勢し、工具本体1の回転に基づく遠心力によって移動させる構成とすることにより、簡易な構成でアクチュエータを必要とすることなく流路の切り替えを容易に行うことができる。
【0044】
【発明の効果】
本発明によれば、穴加工工具の先端側及び後端側への移動は、ピストンの後端側の空間である第1空間及びピストンの先端側の空間である第2空間のそれぞれに対する流体の供給動作の切り替えによって行われるので、ピストンに接続された穴加工工具の移動を素早く行うことができる。そして、切替装置は、工具本体の回転数に応じて第1空間及び第2空間のそれぞれに対する流体の切り替え動作を行うので、工具本体の単位時間当たりの回転数を変化させるだけで穴加工工具を移動できる。したがって、工具本体に取り付けられた穴加工工具の出没動作を素早く安定して行うことができ、切削作業を効率良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の切削工具の一実施形態を示す断面図であって、穴加工工具が後端側に移動している状態を示す図である。
【図2】本発明の切削工具の一実施形態を示す断面図であって、穴加工工具が先端側に移動している状態を示す図である。
【図3】切替装置近傍の拡大断面図であって、(a)は第2空間に対して流体が供給されている状態を示す図、(b)は第1空間に対して流体が供給されている状態を示す図である。
【図4】従来の切削工具の一例を示す断面図である。
【図5】従来の切削工具の動作を説明するための図である。
【符号の説明】
1 工具本体
2 穴加工工具
6 ピストン室(室)
6a 第1空間
6b 第2空間
8 ピストン
12 流体供給部
15 主流路
15a 第1流路
15b 第2流路
20 第2ピストン(切替装置)
21 第2ピストン室
23 スプリング(付勢部材)
A 先端
B 後端
CONT 制御装置
K 移動機構
O 軸線
S 切削工具[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cutting tool, and more particularly to a cutting tool suitable for machining a valve hole in a cylinder head of an engine.
[0002]
[Prior art]
In the valve hole of the cylinder head, since the valve frequently hits the periphery of the opening of the valve hole, a hard member such as a sintered alloy is generally fitted to the periphery of the opening to improve the durability. . When machining such a valve hole of a cylinder head, a cutting tool provided with a hole machining tool such as a gun reamer for finishing the hole itself and a cutting edge tip for machining the periphery of the opening is used.
[0003]
An example of a conventional cutting tool for machining a valve hole of a cylinder head is shown in FIG.
In FIG. 4, a cutting tool SJ includes a cutter main body (tool main body) 51a formed in a substantially conical shape, and an adapter (tool main body) disposed between a spindle end of a machine tool (not shown) and the cutter main body 51a. 51b. A
Here, in the following description, the cutter body 51a and the
[0004]
A
[0005]
A
[0006]
A
[0007]
Next, a method of machining a valve hole with the cutting tool SJ having the above-described configuration will be described with reference to the schematic diagram of FIG.
First, the
[0008]
Next, as shown in FIG. 5B, the entire cutting tool SJ is once moved to the rear end B side, and then the
[0009]
Then, as shown in FIG. 5 (c), the entire cutting tool SJ is sent to the tip A side while rotating the
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the movement operation of the
[0011]
The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a cutting tool capable of quickly and stably performing a protruding and retracting operation of a drilling tool attached to a tool body and capable of performing an efficient cutting operation. With the goal.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, the cutting tool according to
The moving mechanism is provided so as to be movable in the axial direction in a chamber formed inside the tool body, and connected to a rear end of the drilling tool, and in the axial direction of the piston in the chamber A fluid supply section capable of supplying fluid to each of the first space formed on the rear end side and the second space formed on the front end side in the axial direction of the piston; A main channel connected to the fluid supply unit, a first channel branched from the middle of the main channel, and a first channel connected to the first space; a second channel branched from the middle of the main channel and connected to the second space; Two flow paths; A switching device that switches a fluid supply operation to each of the first space and the second space by the fluid supply unit, the switching device, A second piston provided in a second piston chamber connected to the first flow path and the second flow path so as to be movable in a direction crossing the axis according to the number of rotations per unit time of the tool body; The second piston is moved by the centrifugal force generated by the rotation of the tool body, and when the rotation number per unit time of the tool body reaches a predetermined value or more, the second flow path is shut off, and the unit time of the tool body is The first flow path is blocked when the number of revolutions is less than a predetermined value. .
[0013]
According to the present invention, the piston that is movable in the axial direction is provided in the chamber formed inside the tool body, and the first space formed on the rear end side of the piston and the second space formed on the tip side in the chamber. Since each of the fluids is independently supplied using a switching device, the fluid is supplied to the first space to increase the pressure of the first space and move the piston to the tip side. The drilling tool connected to the piston can be moved to the front end side, and by supplying a fluid to the second space, the pressure in the second space can be increased to move the drilling tool to the rear end side. And the switching device A second piston provided in a second piston chamber connected to the first flow path and the second flow path so as to be movable in a direction crossing the axis according to the number of rotations per unit time of the tool body; The second piston is moved by the centrifugal force generated by the rotation of the tool body, and the second flow path is shut off when the rotation number per unit time of the tool body exceeds a predetermined value. The hole drilling tool can be moved to the tip side, When the number of rotations per unit time of the tool body becomes less than a predetermined value, the first flow path is shut off. The drilling tool can be moved to the rear end side. Thus, the boring tool can be moved in and out only by adjusting the number of rotations per unit time of the tool body. Therefore, the drilling operation of the hole drilling tool attached to the tool body Easy configuration and easy It can be performed quickly and stably, and the cutting operation can be performed efficiently.
[0018]
[0019]
According to the present invention, by providing the urging member that urges the second piston toward the axis, the second piston is moved by the urging force of the urging member when the rotational speed of the tool body is low. When the rotational speed is high, the second piston is disposed at a position where the second piston blocks the second flow path by overcoming the biasing force of the biasing member. .
Here, the predetermined value is the number of rotations of the tool body per unit time at which the centrifugal force of the second piston becomes equal to the urging force of the urging member. If the main body rotates, the centrifugal force of the second piston exceeds the urging force of the urging member, and if the tool body rotates at a rotational speed per unit time less than a predetermined value, the centrifugal force of the second piston urges the urging member. Less than
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the cutting tool of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a cutting tool S of the present invention. Here, the cutting tool S in this embodiment is used when machining the valve hole of the cylinder head.
[0021]
In FIG. 1, a cutting tool S includes a
Here, in the following description, the side where the
[0022]
A
[0023]
A
Here, in this embodiment, the
[0024]
A
[0025]
Here, two (two systems)
[0026]
The
[0027]
The
[0028]
And when the
[0029]
On the other hand, as shown in FIG. 3 (b), when the
[0030]
In this way, the
[0031]
A spring (biasing member) 23 is disposed on an end surface (that is, an outer end surface of the second piston 20) 20 b on the opposite side to the axis O of the
[0032]
Here, even when the
[0033]
Next, the operation | movement at the time of cutting work using the cutting tool S provided with the structure mentioned above is demonstrated. Since the actual cutting procedure is the same as the procedure described with reference to FIG. 5, the description thereof is omitted below.
First, the
[0034]
In a state before finishing the inside of the valve hole, the
[0035]
When the
[0036]
When the
[0037]
Here, when the
[0038]
On the other hand, when the
[0039]
As described above, the
[0040]
And since the switching device was comprised by the
[0041]
The
[0042]
Then, by providing the
[0043]
In the above-described embodiment, the movement of the
[0044]
【The invention's effect】
According to the present invention, the movement of the drilling tool toward the front end side and the rear end side causes the fluid to flow in each of the first space that is the space on the rear end side of the piston and the second space that is the space on the front end side of the piston. Since it is performed by switching the supply operation, the drilling tool connected to the piston can be quickly moved. And since the switching device performs the fluid switching operation for each of the first space and the second space according to the number of rotations of the tool body, the hole drilling tool can be changed only by changing the number of rotations per unit time of the tool body. Can move. Therefore, it is possible to quickly and stably perform the in / out operation of the drilling tool attached to the tool body, and it is possible to efficiently perform the cutting operation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a cutting tool of the present invention, and is a view showing a state in which a drilling tool is moved to the rear end side.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an embodiment of the cutting tool of the present invention, and is a view showing a state in which a drilling tool is moved to the tip side.
FIGS. 3A and 3B are enlarged cross-sectional views in the vicinity of the switching device, where FIG. 3A is a diagram showing a state in which fluid is supplied to the second space, and FIG. 3B is a diagram in which fluid is supplied to the first space; FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of a conventional cutting tool.
FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of a conventional cutting tool.
[Explanation of symbols]
1 Tool body
2 Drilling tools
6 Piston chamber (chamber)
6a 1st space
6b 2nd space
8 Piston
12 Fluid supply section
15 Main channel
15a 1st flow path
15b Second flow path
20 Second piston (switching device)
21 Second piston chamber
23 Spring (biasing member)
A Tip
B Rear end
CONT controller
K moving mechanism
O axis
S Cutting tool
Claims (2)
前記移動機構は、前記工具本体の内部に形成された室内において前記軸線方向に移動可能に設けられ、前記穴加工工具の後端と接続されているピストンと、前記室内のうち前記ピストンの軸線方向後端側に形成された第1空間及び前記ピストンの軸線方向先端側に形成された第2空間のそれぞれに流体を供給可能な流体供給部と、前記流体供給部に接続する主流路と、前記主流路の途中から分岐し、前記第1空間に接続する第1流路と、前記主流路の途中から分岐し、前記第2空間に接続する第2流路と、前記流体供給部による前記第1空間及び前記第2空間のそれぞれに対する流体供給動作を切り替える切替装置とを備え、前記切替装置は、前記第1流路及び前記第2流路に接続する第2ピストン室内で、前記工具本体の単位時間当たりの回転数に応じて前記軸線と交わる方向に移動可能に設けられた第2ピストンを備え、前記工具本体の回転による遠心力によって前記第2ピストンが移動し、前記工具本体の単位時間当たりの回転数が所定値以上になったら前記第2流路が遮断され、前記工具本体の単位時間当たりの回転数が所定値未満になったら前記第1流路が遮断されることを特徴とする切削工具。 A tool body rotating around a predetermined axis, a hole machining tool attached to the tool body, and moving the hole machining tool in a direction along the axis to cause the tip of the hole machining tool to protrude from the tool body. In a cutting tool equipped with a moving mechanism,
The moving mechanism is provided so as to be movable in the axial direction in a chamber formed inside the tool body, and connected to a rear end of the drilling tool, and in the axial direction of the piston in the chamber A fluid supply part capable of supplying fluid to each of the first space formed on the rear end side and the second space formed on the front end side in the axial direction of the piston; a main flow path connected to the fluid supply part; A first flow path branched from the middle of the main flow path and connected to the first space; a second flow path branched from the middle of the main flow path and connected to the second space; A switching device that switches a fluid supply operation to each of the first space and the second space, and the switching device includes a second piston chamber connected to the first flow path and the second flow path, Per unit time The second piston is provided so as to be movable in a direction intersecting the axis according to the number of rotations, the second piston is moved by centrifugal force due to the rotation of the tool body, and the number of rotations per unit time of the tool body The cutting tool is characterized in that the second flow path is shut off when the value becomes equal to or greater than a predetermined value, and the first flow path is shut off when the number of rotations per unit time of the tool body becomes less than a predetermined value.
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