(57)【要約】【課題】作業工程を簡易化して、加工に係る工数を大幅に低減できる止まり穴加工方法を提供する。【解決手段】止まり穴加工方法が、表面ＷＳに止まり穴１１が形成された加工対象物Ｗを準備する準備工程と、止まり穴１１の底部１３側の内周壁面１２に内周壁面１２よりも大径とされた環状溝１５を形成する環状溝形成工程と、先端部３の外周側に切削刃先５を有する大径穴形成用切削工具１を止まり穴１１に挿入して、切削刃先５を環状溝１５に差し込む差込工程と、大径穴形成用切削工具１を回転させながら止まり穴１１の環状溝１５から表面ＷＳに向かい引き抜き、止まり穴１１の内周壁面１２を切削して、止まり穴１１よりも大径の大径穴１７を形成する大径穴形成工程を有する。止まり穴加工システムは、止まり穴加工方法を実行する制御装置を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に止まり穴が形成された加工対象物を準備する準備工程と、
前記止まり穴の底部側の内周壁面に該内周壁面よりも大径とされた環状溝を形成する環状溝形成工程と、
先端部の外周側に切削刃先を有する大径穴形成用切削工具を前記止まり穴に挿入して、前記切削刃先を前記環状溝に差し込む差込工程と、
前記大径穴形成用切削工具を回転させながら前記止まり穴の前記環状溝から前記表面に向かい引き抜き、前記止まり穴の内周壁面を切削して、前記止まり穴よりも大径の大径穴を形成する大径穴形成工程と、
を有する止まり穴加工方法。
【請求項２】
表面に止まり穴が形成され、該止まり穴の底面に前記止まり穴よりも小径のヌスミ穴が形成された加工対象物を準備する準備工程と、
前記止まり穴の底部側の内周壁面に該内周壁面よりも大径とされた環状溝を形成する環状溝形成工程と、
前記止まり穴の底面を切削し、前記止まり穴の中心軸線に対する開き角が所定角度となる円錐状の傾斜面を形成する傾斜面形成工程と、
を有し、
前記準備工程において、前記加工対象物として、前記ヌスミ穴の前記表面からの深さが、前記傾斜面形成工程において形成する前記円錐状の前記傾斜面の下端の前記表面からの深さよりも深いものを準備する止まり穴加工方法。
【請求項３】
先端部の外周側に切削刃先を有する大径穴形成用切削工具を前記止まり穴に挿入して、前記切削刃先を前記環状溝に差し込む差込工程と、
前記大径穴形成用切削工具を回転させながら前記止まり穴の前記環状溝から前記表面に向かい引き抜き、前記止まり穴の内周壁面を切削して、前記止まり穴よりも大径の大径穴を形成する大径穴形成工程と、を有する請求項２に記載の止まり穴加工方法。
【請求項４】
前記大径穴形成用切削工具として、前記切削刃先が前記大径穴形成用切削工具の軸方向と直交する面に対して対称な形状を有するものを使用する請求項１又は請求項３に記載の止まり穴加工方法。
【請求項５】
前記大径穴形成工程を行う前に、前記止まり穴の開口端の全周にわたって所定の深さ仮切削して仮切削部を形成し、該仮切削部の外径寸法を測定する外径寸法測定工程を行うことを特徴とする請求項４に記載の止まり穴加工方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の止まり穴加工方法を実行する制御装置を備える止まり穴加工システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、止まり穴加工方法及び止まり穴加工システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
被切削材に設けられた下穴の内壁面を切削加工して加工穴を形成する用途に使用される切削刃先及びこれを装着した切削工具が提案されている。このような下穴の内壁面を仕上げる切削工具としては、特許文献１に記載のようなボーリング加工に使われる工具や、特許文献２に記載のようなバックボーリング加工に使われる工具等が報告されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平３−１７０３号公報
【特許文献２】特開２００６−３２１０４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来より、φ５０以上のような大径ねじに対応する大径ねじ穴（大径穴）を形成する場合、加工対象物に対して荒加工を行い、大径ねじ径よりも所定サイズで小さい径の大径ねじ下穴（止まり穴）を形成し、その後止まり穴の内周壁面に対して仕上加工を行って大径穴を形成する手法が採用されている。この内周壁面の仕上加工には、止まり穴の底部に向かって穴の内周壁面の切削を行うボーリング加工が行われてきている。
【０００５】
ここで、止まり穴の内周壁面に対する仕上加工にボーリング加工を採用した場合に生じる課題について、以下、図４（ａ），（ｂ）を示して説明する。図４は参考例の止まり穴加工方法を説明するための縦断面図である。図４（ａ）は、加工対象物の表面に止まり穴が形成された状態を示す図であり、図４（ｂ）は、止まり穴の底部に向かってボーリング加工を行う状態を示す図である。
【０００６】
図４（ａ）に示すように、まず、大径穴を形成するにあたり、加工対象物Ｗの表面ＷＳに大径ねじ径に対して所定サイズで小さい大径ねじ下穴（止まり穴）１１１を形成しておく。止まり穴１１１の荒加工径（止まり穴１１１の内周壁面１１２の径）Ｒ２は、仕上加工にて形成される大径穴（大径ねじ穴）の仕上加工径Ｒ１よりも小さくなっている。また、止まり穴１１１の底部１１３には、止まり穴１１１の中心軸線Ｈ方向に向かって傾斜した傾斜面１１４が形成されている。ここで、φ５０以上のような大径ねじに対応する止まり穴１１１の場合、止まり穴１１１の深さ（内周壁面１１２の長さ）は数１００ｍｍ程度となる。また例えば、大径穴の最大加工径はφ１６０ｍｍ程度、最大加工深さは６００ｍｍ程度とされる。
【０００７】
図４（ｂ）に示すように、ボーリング加工を行う場合、大径穴形成用切削工具（切削工具）１０１として、工具本体（ボーリングバー）１０２の先端部１０３の外周側に、チップホルダー１０４を介してチップ（切削刃先）１０５が取り付けられた工具を使用する。止まり穴１１１に対して切削工具１０１を用いてボーリング加工を行うとき、切削工具１０１は表面ＷＳから止まり穴１１１の底部１１３に向かって回転しながら進み、チップ１０５によって内周壁面１１２が切削される。
【０００８】
切削を進めると、止まり穴１１１の底部１１３に切削屑Ｓが徐々に堆積するため、加工が進むにつれて堆積した切削屑Ｓが切削工具１０１の先端に干渉して（図４（ｂ）中の二点鎖線Ａで囲った部分）、加工の妨げとなる場合がある。そのため、ある程度切削屑Ｓが堆積すると、加工を一旦停止して切削工具１０１を表面ＷＳから引き抜いた後に、止まり穴１１１の底部１１３から手作業により切削屑Ｓを除去する必要がある。このようにボーリング加工においては、常に切削屑Ｓの堆積量を監視しながら加工を一旦停止したり、切削屑Ｓを除去したりする必要がある。従って、大径穴を形成するにあたり、切削屑Ｓによる切削工具１０１への干渉を防ぎながら、一連の加工工程を終始機械で行うような自動化は困難であった。
【０００９】
また、大径ねじとして、底面が所定の開き角（例えばボルト径サイズで標準等から決定されている角度で、１１８°）で面取りされたボルトを使用する場合、十分な締結力を得て緩まないようにするためには、ボルトの先端部が止まり穴の底面と全面にわたって面接触する（即ち、十分に密着する）必要がある。しかしながら、上記のように面取りされた大径のボルトの先端部が止まり穴の底面で十分に密着できるように、止まり穴の底部に対して傾斜面を加工精度よく形成する方法はまだ決定されたものがない。
【００１０】
本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、作業工程を簡易化して、加工に係る工数を大幅に低減できる止まり穴加工方法を提供することを目的とする。
【００１１】
また、本開示は、面取りされた大径のボルトの先端部が止まり穴の底面で十分に密着できるように、止まり穴の底部に対して傾斜面を加工精度よく形成できる止まり穴加工方法を提供することを別の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本開示は以下の手段を採用する。
本開示の止まり穴加工方法は、表面に止まり穴が形成された加工対象物を準備する準備工程と、前記止まり穴の底部側の内周壁面に該内周壁面よりも大径とされた環状溝を形成する環状溝形成工程と、先端部の外周側に切削刃先を有する大径穴形成用切削工具を前記止まり穴に挿入して、前記切削刃先を前記環状溝に差し込む差込工程と、前記大径穴形成用切削工具を回転させながら前記止まり穴の前記環状溝から前記表面に向かい引き抜き、前記止まり穴の内周壁面を切削して、前記止まり穴よりも大径の大径穴を形成する大径穴形成工程と、を有する。
【００１３】
本開示の止まり穴加工方法は、止まり穴の底部側の内周面に該内周面よりも大径とされた環状溝を形成した後に、大径穴形成用切削工具の切削刃先を環状溝に差し込み、その後この工具を回転させながら止まり穴の底部側の環状溝から表面に向かい引き抜くことで、大径穴（大径ねじ穴）を形成するバックボーリング加工を行う。仕上加工をボーリング加工で行う場合、大径穴形成時の切削方向が止まり穴に工具を挿入する方向となるため、大径穴形成加工（仕上加工）中に穴底に堆積する切削屑が工具先端に干渉して加工の妨げとなる場合がある。一方、本開示の止まり穴加工方法であれば、大径穴形成時の切削方向が止まり穴の底部側の環状溝から表面に向かい工具が引き抜かれる方向となるため、大径穴形成加工中に穴底に堆積する切削屑が工具先端に干渉して加工の妨げとなることを防止することができる。これにより、穴底に堆積する切削屑の監視作業や除去作業を不要とすることができるため、作業工程を簡略化することができる。また、作業工程を自動化することができる。また、加工途中での切削屑の除去作業を不要とすることができるため、止まり穴の加工に係る工数を大幅に低減することができる。
【００１４】
また、本開示では、表面に止まり穴が形成され、該止まり穴の底面に前記止まり穴よりも小径のヌスミ穴が形成された加工対象物を準備する準備工程と、前記止まり穴の底部側の内周壁面に該内周壁面よりも大径とされた環状溝を形成する環状溝形成工程と、前記止まり穴の底面を切削し、前記止まり穴の中心軸線に対する開き角が所定角度となる円錐状の傾斜面を形成する傾斜面形成工程と、を有し、前記準備工程において、前記加工対象物として、前記ヌスミ穴の前記表面からの深さが、前記傾斜面形成工程において形成する前記円錐状の前記傾斜面の下端の前記表面からの深さよりも深いものを準備する止まり穴加工方法を提供する。
【００１５】
本開示の止まり穴加工方法では、止まり穴において、傾斜面の上端側にヌスミ部としての環状溝が形成される。また、準備工程において、ヌスミ穴の表面からの深さが、傾斜面形成工程において形成する円錐状の傾斜面の下端の表面からの深さよりも深い加工対象物を準備しているため、傾斜面形成時に、傾斜面の下端側（止まり穴の下端）にヌスミ部としてのヌスミ穴が残る。即ち、本開示の止まり穴加工方法であれば、止まり穴において、傾斜面の上端側及び下端側の両方にヌスミ部が形成される。このように、止まり穴における傾斜面の上端側及び下端側の両方にヌスミ部が設けられているため、切削後に止まり穴の底部の一部にＲ部が形成されることを防止でき、加工精度の高い傾斜面を形成できる。従って、所定角度（例えばボルト径サイズで標準等から設定される１１８°）の面取りがされたボルトの先端部と止まり穴の底面部とで、全面にわたって止まり穴に形成された傾斜面と面接触できるため、加工対象物とボルトとの密着性が向上する。
【００１６】
上記止まり穴加工方法において、先端部の外周側に切削刃先を有する大径穴形成用切削工具を前記止まり穴に挿入して、前記切削刃先を前記環状溝に差し込む差込工程と、前記大径穴形成用切削工具を回転させながら前記止まり穴の前記環状溝から前記表面に向かい引き抜き、前記止まり穴の内周壁面を切削して、前記止まり穴よりも大径の大径穴を形成する大径穴形成工程と、を有することが好ましい。
【００１７】
上記のように大径穴形成時に止まり穴の底部側の環状溝から表面に向かい引き抜くバックボーリング加工を行うことで、大径穴形成時の切削方向が止まり穴（大径穴）から工具が引き抜かれる方向となる。これにより、大径穴形成加工（仕上加工）中に穴底に堆積する切削屑が工具先端に干渉して加工の妨げとなることを防止することができる。これにより、穴底に堆積する切削屑の監視作業や除去作業を不要とすることができるため、作業工程を簡略化することができる。また、作業工程を自動化することができる。また、加工途中での切削屑の除去作業を不要とすることができるため、止まり穴の加工に係る工数を大幅に低減することができる。
【００１８】
上記止まり穴加工方法において、前記大径穴形成用切削工具として、前記切削刃先が前記大径穴形成用切削工具の軸方向と直交する面に対して対称な形状を有するものを使用することが好ましい。
【００１９】
このような工具であれば、止まり穴に対して挿入方向（ボーリング加工）と表面に向かう引抜方向（バックボーリング加工）の両方向の切削加工を行うことが可能となる。また、切削刃先が工具の軸方向と直交する面（具体的には、水平面）に対して対称な形状となっているため、ボーリング加工時の切削抵抗とバックボーリング加工時の切削抵抗とを同等にすることができる。これにより、ボーリング加工時の加工径とバックボーリング加工時の加工径とを同様な加工精度で等しくすることができる。
【００２０】
上記止まり穴加工方法において、前記大径穴形成工程を行う前に、前記大径穴形成用切削工具を用いて前記止まり穴の開口端の全周にわたって所定の深さ仮切削して仮切削部を形成し、該仮切削部の外径寸法を測定する外径寸法測定工程を行うことが好ましい。
【００２１】
大径穴形成工程を行う前に、ボーリング加工によって止まり穴の上部（開口端）から所定の深さ（例えば、仮切削時において、生じた切削屑が工具に干渉することなく、所定の計測器で加工径が確認できる程度の深さ（例えば５ｍｍ程度））だけ仮切削し、この仮切削部における外周の径寸法を測定することで、実際のバックボーリング加工時の前に、加工径が適正な径（大径穴の径の公差内、更に好ましくは公差の中間値）になっているかの確認を行うことができる。このようにして、大径穴形成工程を全体に行う前に切削刃先の突出量の適否が確認できるため、切削刃先の適切な位置調整が可能となる。
【００２２】
本開示の止まり穴加工システムは、上述の止まり穴加工方法を実行する制御装置を備える。
【００２３】
このように、上記の止まり穴加工方法を実行する制御装置を備えることで、加工対象物の止まり穴に対する加工を自動で行うことができる。
【発明の効果】
【００２４】
本開示の止まり穴加工方法によれば、作業工程を簡易化して、加工に係る工数を大幅に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本開示の第１実施形態に係る止まり穴加工方法を説明するための縦断面図であり、（ａ）加工対象物の表面に荒加工の止まり穴が形成された状態を示す図、（ｂ）止まり穴の底部側の内周壁面に環状溝を形成する状態を示す図、（ｃ）切削工具を環状溝に差し込む状態を示す図、及び（ｄ）止まり穴の底部から切削工具を引き抜く状態を示す図である。
【図２】本開示の第１実施形態で使用する大径穴形成用切削工具の一例を示す図であり、（ａ）大径穴形成用切削工具の側面図、（ｂ）（ａ）中の二点鎖線の丸で囲まれた領域を拡大した拡大側面図である。
【図３】本開示の第２実施形態に係る止まり穴加工方法を説明するための縦断面図であり、（ａ）加工対象物に止まり穴及びヌスミ穴を形成する状態を示す図、（ｂ）止まり穴の底部に段差部を形成する状態を示す図、（ｃ）止まり穴の底部側の内周壁面に環状溝を形成する状態を示す図、及び（ｄ）止まり穴の底部に円錐状の傾斜面を形成する状態を示す図である。
【図４】参考例の止まり穴加工方法を説明するための縦断面図であり、（ａ）加工対象物の表面に止まり穴が形成された状態を示す図、（ｂ）止まり穴の底部に向かってボーリング加工を行う状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に、本開示に係る止まり穴加工方法及び止まり穴加工システムの一実施形態について、図面を参照して説明する。なお、本実施形態では、上方とは鉛直上側の方向を、下方とは鉛直下側の方向を示している。
【００２７】
〔止まり穴加工方法〕
≪第１実施形態≫
以下、本開示の止まり穴加工方法の第１実施形態について、図１，図２を用いて説明する。
図１は本実施形態に係る止まり穴加工方法を説明するための縦断面図である。
【００２８】
（準備工程）
まず、表面に荒加工の止まり穴が形成された加工対象物を準備する。図１（ａ）は加工対象物の表面に荒加工の止まり穴が形成された状態を示す図である。図１（ａ）に示すように、まず、大径ねじ径に対して所定サイズで小さい大径ねじ下穴などの大径穴を形成するにあたり、荒穴空け用の切削工具等を用いて加工対象物Ｗの表面ＷＳに大径ねじ下穴（止まり穴）１１を形成する。止まり穴１１の荒加工径（止まり穴１１の内周壁面１２の径）Ｒ２は、仕上加工にて形成される大径穴（大径ねじ穴）の仕上加工径Ｒ１よりも小さくする。具体的には、荒加工径Ｒ２は、仕上加工径Ｒ１の公差の下限値と同等かこれよりも小さくする。図１（ａ）の状態では、止まり穴１１の底部１３には、止まり穴１１の中心軸線Ｈ方向に向かって傾斜した傾斜面１４が形成されている。
【００２９】
（環状溝形成工程）
次に、止まり穴の底部側の内周壁面に、この内周壁面よりも大径とされた環状溝を形成する。図１（ｂ）は、止まり穴の底部側の内周壁面に環状溝を形成する状態を示す図である。図１（ｂ）に示すように、止まり穴１１の内周壁面１２を径方向外側に向かって加工可能な切削工具（具体的には、サイドカッター）３１を止まり穴１１の底部１３まで挿入する。そして、切削工具３１を止まり穴１１の底部１３付近で自転及び公転させながら中心軸線Ｈに沿って上下方向に移動させることで内周壁面１２を切削し、止まり穴１１の底部１３に内周壁面１２よりも大径の環状溝１５を形成する。
【００３０】
なお、環状溝１５は、仕上加工用の切削工具（後述の大径穴形成用切削工具１）の切削刃先の先端が挿入できるような大きさにするとともに、ねじ部を確保可能な高さを維持する必要がある。従って、環状溝１５の径は、後述の大径穴の径公差の範囲内とし、環状溝１５の高さ（止まり穴１１の中心軸線Ｈに沿う深さ方向の長さ）は、５ｍｍ〜１０ｍｍとするのがよい。
【００３１】
（差込工程）
次に、大径穴形成用切削工具（切削工具）を止まり穴に挿入して、この切削工具の切削刃先を環状溝に差し込む。まず、図２を示して差込工程及び後述の大径穴形成工程にて用いる大径穴形成用切削工具の構成について説明する。図２は、本実施形態で使用する大径穴形成用切削工具の一例を示す図である。図２（ａ）は、大径穴形成用切削工具の側面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）中の二点鎖線の丸で囲まれた領域を拡大した拡大側面図である。
【００３２】
図２（ａ）に示すように、大径穴形成用切削工具（切削工具）１は、工具本体（ボーリングバー）２の先端部３の外周側に、チップホルダー４を介してチップ（切削刃先）５が取り付けられた構成となっている。本実施形態の一例では、チップ５は側面視でひし形形状となっており、チップ５は切削工具１の軸方向Ｂと直交する面Ｃに対して対称な形状となっている。具体的には、図２（ｂ）に示すように、切削工具１の軸方向Ｂと直交する面Ｃ’とチップ５とがなす角ａ、及び切削工具１の軸方向Ｂと直交する面Ｃ”とチップ５とがなす角ａ’は同程度となっている。チップ５の形状は、軸方向Ｂと直交する面Ｃ’，Ｃ”とチップ５とがなす角ａ，角ａ’が同程度となっていれば、側面視で正方形形状や三画形形状でもよい。
【００３３】
図１（ｃ）は、切削工具を環状溝に差し込む状態を示す図である。図１（ｃ）に示すように、差込工程においては、切削工具１を止まり穴１１に挿入して、切削工具１のチップ５を環状溝１５に差し込む。このとき、切削工具１の軸方向Ｂが止まり穴１１の中心軸線Ｈから偏心する（中心軸線Ｈとずれる）ことで、切削工具１のチップホルダー４とチップ５とが荒加工された止まり穴１１の内周壁面１２に干渉することなく、切削工具１が止まり穴１１の底部１３まで挿入される。
【００３４】
（大径穴形成工程）
次に、切削工具を回転させながら止まり穴から引き抜き、止まり穴の内周壁面を切削して、止まり穴よりも大径となる所定の仕上加工径Ｒ１の大径穴を形成する。図１（ｄ）は、止まり穴１１の底部の環状溝１５から表面ＷＳに向かい切削工具１を引き抜くバックボーリング加工を行う状態を示す図である。図１（ｄ）に示すように、差込工程において環状溝１５に差し込まれた切削工具１を止まり穴１１の中心軸線Ｈを中心軸にして回転させながら止まり穴１１の環状溝１５から表面ＷＳに向かい引き抜いて、止まり穴１１の内周壁面１２を切削し、仕上壁面１６を形成する。これにより、止まり穴１１よりも大径の大径穴１７（仕上加工径がＲ１）を形成する。
【００３５】
このとき、大径穴１７の底部領域の環状溝１５が存在していた領域には僅かな（０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ程度の）段差部１８が形成されることとなるが、この領域は大径穴１７の径公差の範囲内であるとともに、ねじ山加工範囲外の領域となるため、製品機能と仕様への影響はない。また、切削方向が、切削工具１の引抜方向となり、切削時に生じた切削屑Ｓは、切削工具１の先端（チップ５等）に干渉しないので、連続して切削工具１を引き抜くバックボーリング加工を行うことができる。
【００３６】
なお、上記の大径穴形成工程で、切削工具１を引き抜くバックボーリング加工を行う前に、外径寸法測定工程を行ってもよい。この外径寸法測定工程においては、切削工具１を用いて、止まり穴１１の開口端の全周にわたって所定の深さ仮切削して仮切削部を形成する。そして、この仮切削部の外径寸法を測定することで、ボーリング加工径が適正な径（大径穴１７の径の公差内、更に好ましくは公差の中間値）になっているかの確認を行う。
【００３７】
切削工具１のチップ５としては、切削工具１の軸方向Ｂと直交する面Ｃ’，Ｃ”とチップ５とがなす角ａ，角ａ’が同程度となった対称な形状を有するものを使用するため、ボーリング加工時の切削抵抗とバックボーリング加工時の切削抵抗とが同等になり、両方の加工時の加工径を同様な加工精度で等しくすることができる。
【００３８】
ボーリング加工によって止まり穴１１の上部（開口端）から所定の深さ（例えば、仮切削時において、生じた切削屑が工具に干渉することなく、加工径が確認できる程度の深さ
（例えば５ｍｍ程度））だけ仮切削し、この仮切削部における外周の径寸法を測定することで、実際のバックボーリング加工時の前に、ボーリング加工径が適正な径（大径穴の径の公差内、更に好ましくは公差の中間値）になっているかの確認を行うことができる。
【００３９】
また、本実施形態では、止まり穴１１の底部１３に傾斜面１４が形成された態様を一例として説明したが、このような傾斜面１４を形成していなくてもよい。
【００４０】
≪第２実施形態≫
次に、本開示の止まり穴加工方法の第２実施形態について、図３を用いて説明する。
図３は本実施形態に係る止まり穴加工方法を説明するための縦断面図である。
【００４１】
（準備工程）
まず、表面に止まり穴が形成され、この止まり穴の底面に止まり穴よりも小径のヌスミ穴が形成された加工対象物を準備する。図３（ａ）は、加工対象物に止まり穴及びヌスミ穴を形成する状態を示す図である。図３（ａ）に示すように、まず、荒穴空け用切削工具（切削工具）４１を用いて加工対象物Ｗの表面ＷＳに対して切削を行う。この切削工具４１は、荒穴空け用ドリル４２と、荒穴空け用ドリル４２の先端部４３に設けられた底ヌスミドリル４４と、を備える。この切削工具４１で加工対象物Ｗの表面ＷＳを加工することで、止まり穴１１を形成する（第１実施形態に同様）とともに、さらに、この止まり穴１１の底部１３（底面２０）にヌスミ穴１９を形成する。図３（ａ）に示すように、止まり穴１１の中心軸線及びヌスミ穴１９の中心軸線は同じになる（中心軸線Ｈ）。
【００４２】
ヌスミ穴１９の径は、止まり穴１１の径（止まり穴１１の内周壁面１２の径）よりも小径とする。また、ヌスミ穴１９の表面ＷＳからの深さは、後述する傾斜面形成工程において形成する円錐状の傾斜面２１（図３（ａ）中に点線で表記）の下端の表面ＷＳからの深さよりも深くする。
【００４３】
（荒加工工程）
次に、止まり穴の底部を荒加工し、底部に段差部を形成する。図３（ｂ）は、止まり穴の底部に段差部を形成する状態を示す図である。図３（ｂ）に示すように、ねじ底部荒加工ミル（荒加工ミル）５１を用い、荒加工ミル５１を止まり穴１１の底部１３で自転及び公転させることで、底部１３の荒加工を行う。この荒加工により、底部１３に、止まり穴１１の中心軸線Ｈ方向に向かって複数の段差が設けられて段々状となる段差部２２を形成する。ただし、この段差部２２は、後述する所定の開き角（例えば１１８°）の円錐状の傾斜面２１（図３（ｂ）中に点線で表記）よりも表面ＷＳからの深さが深くならないように形成する。
【００４４】
（環状溝形成工程）
次に、止まり穴の底部側の内周壁面に、この内周壁面よりも大径とされた環状溝を形成する。図３（ｃ）は、止まり穴の底部側の内周壁面に環状溝を形成する状態を示す図である。図３（ｃ）に示すように、止まり穴１１の内周壁面１２を径方向外側に向かって加工可能な切削工具（具体的には、サイドカッター）３１を止まり穴１１の底部１３まで挿入する。そして、切削工具３１を止まり穴１１の底部１３付近で自転及び公転させながら上下方向に移動させることで内周壁面１２を切削し、止まり穴１１の底部１３に環状溝１５を形成する（第１実施形態に同様）。
【００４５】
なお、環状溝１５の径は、止まり穴１１の内周壁面１２を切削して大径穴を形成する場合においては、大径穴の径公差の範囲内とすればよい。また、環状溝１５の高さ（止まり穴１１の深さ方向の長さ）は、５ｍｍ〜１０ｍｍとすればよい。
【００４６】
（傾斜面形成工程）
次に、止まり穴１１の底面を切削し、止まり穴の中心軸線Ｈに対する開き角が所定角度（例えばボルト径サイズで標準等から設定される１１８°）となる円錐状の傾斜面を形成する。図３（ｄ）は、止まり穴の底部に円錐状の傾斜面を形成する状態を示す図である。図３（ｄ）に示すように、ねじ底部仕上加工ミル６１を用いて、止まり穴１１の底部１３の仕上加工（傾斜面形成）を行う。この仕上加工により、底部１３に、止まり穴１１の中心軸線Ｈに対する開き角が、例えば１１８°となる円錐状の傾斜面２１を形成する。なお、図３（ｄ）中にも示しているように、傾斜面２１の開き角の許容範囲は、例えば１１８°に対しては±１／４°である。
【００４７】
また、本実施形態においては、準備工程において、ヌスミ穴１９の表面ＷＳからの深さを傾斜面２１の下端の表面ＷＳからの深さよりも深くしたものを準備している。従って、傾斜面２１を形成した時に、止まり穴１１の下端にヌスミ部としてのヌスミ穴２３が残る。このヌスミ穴２３の深さが例えば約１ｍｍ程度となるように、上記の各工程を行う。
【００４８】
このヌスミ穴２３及び環状溝１５により、傾斜面２１の上端側及び下端側の両方にヌスミ部が形成される。ねじ底部仕上加工ミル６１の刃先が止まり穴１１の底部１３の一部と干渉・加工できない箇所を生じて、一部にＲ部が形成されることがなくなり、傾斜面２１全面の仕上加工（傾斜面形成）を行うことができる。
【００４９】
なお、傾斜面形成工程を行った後に、上記の第１実施形態にて説明した大径穴形成工程を行ってもよい。即ち、止まり穴１１の内周壁面１２を切削し、大径穴を形成してもよい。このとき用いる切削工具としては、第１実施形態にて説明した大径穴形成用切削工具１を使用すればよい。なお、図３（ｄ）に示すように、大径穴形成工程を行う場合は、止まり穴１１の荒加工径（止まり穴１１の内周壁面１２の径）Ｒ２は、仕上加工にて形成される大径穴（大径ねじ穴）の仕上加工径Ｒ１よりも小さくしておく。
【００５０】
また、本実施形態では、準備工程において、加工対象物に止まり穴とヌスミ穴とを同時に形成する態様を一例として挙げて説明したが、止まり穴を形成した後に、別の工具を用いて止まり穴の底部にヌスミ穴を形成してもよい。
【００５１】
〔止まり穴加工システム〕
次に、本開示の止まり穴加工システムの一例について説明する。
本開示の止まり穴加工システムは、上述の止まり穴加工方法を実行する制御装置を備える。制御装置は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体等から構成されている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記憶媒体等に記憶されており、このプログラムをＣＰＵがＲＡＭ等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。なお、プログラムは、ＲＯＭやその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等である。
【００５２】
一例として、例えば上記の第１実施形態の止まり穴加工方法を実行する制御装置を備える止まり穴加工システムの場合、この制御装置は切削工具１及び切削工具３１の制御を行う。これにより、上記の第１実施形態における環状溝形成工程、差込工程、及び大径穴形成工程が自動で行われる。
【００５３】
以上より、第１実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
第１実施形態の止まり穴加工方法であれば、大径穴形成時の切削方向が止まり穴１１の底部１３側の環状溝１５から表面ＷＳに向かい切削工具１が引き抜かれる方向となる。従って、大径穴形成加工中に止まり穴１１の底部１３に堆積する切削屑Ｓが切削工具１の先端に干渉して加工の妨げとなることを防止することができる。これにより、止まり穴１１の底部１３に堆積する切削屑Ｓの監視作業や除去作業を不要とすることができるため、作業工程を簡略化することができる。また、作業工程を自動化できる。また、加工途中での切削屑Ｓの除去作業を不要とすることができるため、止まり穴１１の加工に係る工数を大幅に低減することができる。
【００５４】
また、上記のような切削工具１を用いることで、止まり穴１１に対して底部１３に向かう挿入方向（ボーリング加工）と表面ＷＳに向かう引抜方向（バックボーリング加工）の両方向の切削加工を行うことが可能となる。加えて、チップ５が、切削工具１の軸方向Ｂと直交する面（具体的には、水平面）Ｃ’，Ｃ”とチップ５とがなす角ａ，角ａ’が同程度となるような対称な形状となっているため、ボーリング加工時の切削抵抗とバックボーリング加工時の切削抵抗とを同等にすることができる。これにより、ボーリング加工時の加工径とバックボーリング加工時の加工径とを同様な加工精度で等しくすることができる。
【００５５】
また、大径穴形成工程を行う前に、ボーリング加工によって止まり穴１１の上部（開口端）から所定の深さ（例えば、仮切削時において、生じた切削屑Ｓが工具に干渉することなく、加工径が確認できる程度の深さ（例えば５ｍｍ程度））だけ仮切削し、この仮切削部における外周の径寸法を測定することで、ボーリング加工径が適正な径（大径穴１７の径の公差内、更に好ましくは公差の中間値）になっているかの確認を行うことができる。このようにして、大径穴形成工程を全体に行う前にチップ５の突出量の適否が確認できるため、チップ５の適切な位置調整が可能となる。
【００５６】
また、第２実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
第２実施形態の止まり穴加工方法であれば、止まり穴１１において、傾斜面２１の上端側及び下端側の両方にヌスミ部が形成される。このように、止まり穴１１における傾斜面２１の上端側及び下端側の両方にヌスミ部が設けられているため、切削後に止まり穴１１の底部１３の一部にＲ部が形成されることを防止でき、加工精度の高い傾斜面２１を形成できる。従って、所定角度（例えば１１８°）の面取りがされたボルトの先端部が、全面にわたって止まり穴１１に形成された傾斜面２１と面接触できるため、加工対象物Ｗとボルトとの密着性が向上する。
【００５７】
また、第２実施形態の止まり穴加工方法において、大径穴形成時にバックボーリング加工を行うことで、大径穴形成加工（仕上加工）中に止まり穴１１の底部１３に堆積する切削屑Ｓが切削工具１の先端に干渉して加工の妨げとなることを防止することができる。これにより、止まり穴１１の底部１３に堆積する切削屑Ｓの監視作業や除去作業を不要とすることができるため、作業工程を簡略化することができる。また、作業工程を自動化できる。また、加工途中での切削屑Ｓの除去作業を不要とすることができるため、止まり穴１１の加工に係る工数を大幅に低減することができる。
【００５８】
また、本実施形態の止まり穴加工システムであれば、上記の止まり穴加工方法を実行する制御装置を備えることで、加工対象物Ｗの止まり穴１１に対する加工を自動で行うことができる。
【００５９】
なお、本開示の止まり穴加工方法は、例えば蒸気タービンの車室や弁の締め付け穴に用いられるねじ穴に適用することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１  大径穴形成用切削工具（切削工具）
２  工具本体（ボーリングバー）
３  先端部
４  チップホルダー
５  チップ（切削刃先）
１１  止まり穴（大径ねじ下穴）
１２  内周壁面
１３  底部
１４  傾斜面
１５  環状溝
１６  仕上壁面
１７  大径穴
１８  段差部
１９  ヌスミ穴
２０  底面
２１  傾斜面
２２  段差部
２３  ヌスミ穴
３１  切削工具
４１  荒穴空け用切削工具（切削工具）
４２  荒穴空け用ドリル
４３  先端部
４４  底ヌスミドリル
５１  ねじ底部荒加工ミル（荒加工ミル）
６１  ねじ底部仕上加工ミル
ａ，ａ’  角
Ｂ  軸方向
Ｃ，Ｃ’，Ｃ”  面
Ｈ  中心軸線
Ｓ  切削屑
Ｗ  加工対象物
ＷＳ  表面
Ｒ１  仕上加工径
Ｒ２  荒加工径
【図１】
2020066113.tif 000003
【図２】
2020066113.tif 000004
【図３】
2020066113.tif 000005
【図４】
2020066113.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】令和1年10月29日(2019.10.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に止まり穴が形成された加工対象物を準備する準備工程と、
前記止まり穴の底部側の内周壁面に該内周壁面よりも大径とされた環状溝を形成する環状溝形成工程と、
先端部の外周側に切削刃先を有する大径穴形成用切削工具を前記止まり穴に挿入して、前記切削刃先を前記環状溝に差し込む差込工程と、
前記大径穴形成用切削工具を回転させながら前記止まり穴の前記環状溝から前記表面に向かい引き抜き、前記止まり穴の内周壁面を切削して、前記止まり穴よりも大径の大径穴を形成する大径穴形成工程と、
を有し、
前記大径穴形成用切削工具として、前記切削刃先が前記大径穴形成用切削工具の軸方向と直交する面に対して対称な形状を有するものを使用し、
前記大径穴形成工程を行う前に、前記止まり穴の開口端の全周にわたって所定の深さ仮切削して仮切削部を形成し、該仮切削部の外径寸法を測定する外径寸法測定工程を行う止まり穴加工方法。
【請求項２】
表面に止まり穴が形成され、該止まり穴の底面に前記止まり穴よりも小径のヌスミ穴が形成された加工対象物を準備する準備工程と、
前記止まり穴の底部側の内周壁面に該内周壁面よりも大径とされた環状溝を形成する環状溝形成工程と、
前記止まり穴の底面を切削し、前記止まり穴の中心軸線に対する開き角が所定角度となる円錐状の傾斜面を形成する傾斜面形成工程と、
を有し、
前記準備工程において、前記加工対象物として、前記ヌスミ穴の前記表面からの深さが、前記傾斜面形成工程において形成する前記円錐状の前記傾斜面の下端の前記表面からの深さよりも深いものを準備する止まり穴加工方法。
【請求項３】
先端部の外周側に切削刃先を有する大径穴形成用切削工具を前記止まり穴に挿入して、前記切削刃先を前記環状溝に差し込む差込工程と、
前記大径穴形成用切削工具を回転させながら前記止まり穴の前記環状溝から前記表面に向かい引き抜き、前記止まり穴の内周壁面を切削して、前記止まり穴よりも大径の大径穴を形成する大径穴形成工程と、を有する請求項２に記載の止まり穴加工方法。
【請求項４】
前記大径穴形成用切削工具として、前記切削刃先が前記大径穴形成用切削工具の軸方向と直交する面に対して対称な形状を有するものを使用する請求項３に記載の止まり穴加工方法。
【請求項５】
前記大径穴形成工程を行う前に、前記止まり穴の開口端の全周にわたって所定の深さ仮切削して仮切削部を形成し、該仮切削部の外径寸法を測定する外径寸法測定工程を行うことを特徴とする請求項４に記載の止まり穴加工方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の止まり穴加工方法を実行する制御装置を備える止まり穴加工システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
上記課題を解決するために、本開示は以下の手段を採用する。
本開示の止まり穴加工方法は、表面に止まり穴が形成された加工対象物を準備する準備工程と、前記止まり穴の底部側の内周壁面に該内周壁面よりも大径とされた環状溝を形成する環状溝形成工程と、先端部の外周側に切削刃先を有する大径穴形成用切削工具を前記止まり穴に挿入して、前記切削刃先を前記環状溝に差し込む差込工程と、前記大径穴形成用切削工具を回転させながら前記止まり穴の前記環状溝から前記表面に向かい引き抜き、前記止まり穴の内周壁面を切削して、前記止まり穴よりも大径の大径穴を形成する大径穴形成工程と、を有し、前記大径穴形成用切削工具として、前記切削刃先が前記大径穴形成用切削工具の軸方向と直交する面に対して対称な形状を有するものを使用し、前記大径穴形成工程を行う前に、前記止まり穴の開口端の全周にわたって所定の深さ仮切削して仮切削部を形成し、該仮切削部の外径寸法を測定する外径寸法測定工程を行う。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本開示の止まり穴加工方法は、止まり穴の底部側の内周面に該内周面よりも大径とされた環状溝を形成した後に、大径穴形成用切削工具の切削刃先を環状溝に差し込み、その後この工具を回転させながら止まり穴の底部側の環状溝から表面に向かい引き抜くことで、大径穴（大径ねじ穴）を形成するバックボーリング加工を行う。仕上加工をボーリング加工で行う場合、大径穴形成時の切削方向が止まり穴に工具を挿入する方向となるため、大径穴形成加工（仕上加工）中に穴底に堆積する切削屑が工具先端に干渉して加工の妨げとなる場合がある。一方、本開示の止まり穴加工方法であれば、大径穴形成時の切削方向が止まり穴の底部側の環状溝から表面に向かい工具が引き抜かれる方向となるため、大径穴形成加工中に穴底に堆積する切削屑が工具先端に干渉して加工の妨げとなることを防止することができる。これにより、穴底に堆積する切削屑の監視作業や除去作業を不要とすることができるため、作業工程を簡略化することができる。また、作業工程を自動化することができる。また、加工途中での切削屑の除去作業を不要とすることができるため、止まり穴の加工に係る工数を大幅に低減することができる。
また、大径穴形成用切削工具として、切削刃先が大径穴形成用切削工具の軸方向と直交する面に対して対称な形状を有するものを使用すれば、止まり穴に対して挿入方向（ボーリング加工）と表面に向かう引抜方向（バックボーリング加工）の両方向の切削加工を行うことが可能となる。また、切削刃先が工具の軸方向と直交する面（具体的には、水平面）に対して対称な形状となっているため、ボーリング加工時の切削抵抗とバックボーリング加工時の切削抵抗とを同等にすることができる。これにより、ボーリング加工時の加工径とバックボーリング加工時の加工径とを同様な加工精度で等しくすることができる。
また、大径穴形成工程を行う前に、ボーリング加工によって止まり穴の上部（開口端）から所定の深さ（例えば、仮切削時において、生じた切削屑が工具に干渉することなく、所定の計測器で加工径が確認できる程度の深さ（例えば５ｍｍ程度））だけ仮切削し、この仮切削部における外周の径寸法を測定することで、実際のバックボーリング加工時の前に、加工径が適正な径（大径穴の径の公差内、更に好ましくは公差の中間値）になっているかの確認を行うことができる。このようにして、大径穴形成工程を全体に行う前に切削刃先の突出量の適否が確認できるため、切削刃先の適切な位置調整が可能となる。