(57)【要約】【課題】内周面に凹凸を有する下穴を短時間で高精度の仕上げ穴に切削加工することが可能でかつ寿命の長い切削工具を得る。【解決手段】下穴仕上げ加工工具の工具本体３４の外周にそれぞれ可及的に等角度間隔で３つ以上の切刃と３つ以上のガイドパッド３２とを設ける。各ガイドパッド３２は、軸方向に延びる姿勢で、かつ、切刃の各々より工具本体３４の基端側に位置して、切刃による切削加工によって形成された仕上げ穴の内周面に摺接し、工具本体３４をガイドするものとする。それらガイドパッド３２の各々の、回転方向前方を向いた側面８４に沿って延びる状態でクーラント噴出口９６を形成し、そこからクーラントを、仕上げ穴の内周面に向かって噴出させることにより、ガイドパッドの摺接面１０６と仕上げ穴の内周面との間に切屑１００が噛み込まれることを良好に防止し、摺接面１０６の寿命を長くすることができる。【選択図】図７
2014054678.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被保持部において工具保持装置に片持ち状に保持され、切削加工部において被加工物の下穴の内周面を切削加工する下穴仕上げ加工工具であって、
前記切削加工部が、
工具本体の外周に可及的に等角度間隔で設けられた３つ以上の切刃と、
前記工具本体の外周に可及的に等角度間隔で、軸方向に延びる姿勢で、かつ、軸方向に関して前記切刃の各々より前記被保持部側に位置してそれぞれ設けられ、前記切刃による切削加工によって形成された仕上げ穴の内周面に摺接し、仕上げ穴に対して前記切削加工部をガイドする３つ以上のガイドパッドと、
前記３つ以上のガイドパッドの各々の、当該下穴仕上げ加工工具の仕上げ穴に対する相対回転方向における前方を向いた面である前面に沿って、かつ、各ガイドパッドのほぼ全長にわたって連続して延びる状態でそれぞれ設けられ、クーラントを仕上げ穴の内周面に向かって噴出するクーラント噴出口と
を含むことを特徴とする下穴仕上げ加工工具。
【請求項２】
前記工具本体の外周面の等角度間隔の３つ以上の位置に、横断面形状が四角形で軸方向に延びるガイドパッド保持溝が形成され、それらガイドパッド保持溝の各々に前記３つ以上のガイドパッドの各々が保持され、それらガイドパッドの前記前面とそれら前面に対向するガイドパッド保持溝の溝側面との間に前記クーラント噴出口が形成された請求項１に記載の下穴仕上げ加工工具。
【請求項３】
前記ガイドパッドの前記前面の、前記工具本体の外周面と同じ半径方向位置より半径方向外方の部分が半径方向内方の部分に対して、当該仕上げ加工工具の仕上げ穴に対する相対回転方向に関して後退させられることにより、当該ガイドパッドの全長にわたって延びる段付部が形成された請求項２に記載の下穴仕上げ加工工具。
【請求項４】
前記工具本体の外周面の等角度間隔の３つ以上の位置に、横断面形状が四角形で軸方向に延びるガイドパッド保持溝が形成され、それらガイドパッド保持溝の各々に前記３つ以上のガイドパッドの各々が保持され、それらガイドパッド保持溝とガイドパッドとの互いに対向する底面の少なくとも一方が、前記工具本体の軸方向に対して傾斜させられることにより、それら両底面の間に厚さが直線的に漸変する隙間が形成されるとともに、その隙間に調整くさびが配設され、その調整くさびと前記工具本体との間に、調整くさびを前記ガイドパッド保持溝に沿って移動させることによって、ガイドパッドの平行移動により、前記下穴の内周面に摺接する摺接面の半径方向位置を調整するガイドパッド半径方向位置調整機構が設けられ、かつ、前記調整くさびを挟んだ状態で前記ガイドパッドが前記ガイドパッド保持溝の底面に締付ねじにより締め付けて固定される請求項１ないし３のいずれかに記載の下穴仕上げ加工工具。
【請求項５】
前記３つ以上の切刃の各々が前記工具本体に対して相対移動可能な切削チップにより形成され、かつ、それら切削チップの各々の前記工具本体に対する半径方向の位置を調整する切削チップ半径方向位置調整機構を含む請求項１ないし４のいずれかに記載の下穴仕上げ加工工具。
【請求項６】
前記３つ以上の切刃と、前記３つ以上のガイドパッドとの少なくとも一方に対して、その少なくとも一方の前記工具本体に対する軸方向の位置を調整する軸方向位置調整機構が設けられた請求項１ないし５のいずれかに記載の下穴仕上げ加工工具。
【請求項７】
前記ガイドパッドの前記仕上げ穴の内周面に摺接する摺接面にダイヤモンドライクコーティングが施された請求項１ないし６のいずれかに記載の下穴仕上げ加工工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下穴の内周面を切削により仕上げ加工する工具に関するものであり、特に、アルミニウム製や鋳鉄製の鋳造物の鋳抜き穴のように切削工具に対する切削抵抗の変動が大きい穴加工や、下穴の内周面に潤滑用溝，キー溝等の凹部が形成されているために断続切削になる穴加工を高精度で、しかも能率良く行い得る切削工具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
工具保持装置に片持ち状態で保持させた切削工具により、寸法精度の低い下穴を、要求精度を満たし得る切削加工穴（以下、仕上げ穴と称する）とするためには、従来、荒切削加工および仕上げ切削加工の２工程を必要とし、加工所要時間が長くなることを避け得なかった。その上、場合によっては荒加工用の設備と仕上げ加工用の設備との両方が必要となり、設備費用も増大することがあった。
【０００３】
この問題に対処するための対策の一つとして、例えば、工具本体の外周に３つ以上の切刃を等角度間隔で備えるとともに、それら切刃の互いに隣接するものの間にそれぞれガイドパッドを備えた切削工具が使用されている。下記特許文献１に記載の切削工具がその一例であり、この種の切削工具を使用すれば、切削抵抗の半径方向成分が切削工具全体として良好にバランスするとともに、切刃による切削によって形成された仕上げ穴の内周面にガイドパッドが摺接して切削工具をガイドするため、精度の高い仕上げ穴を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１５０５３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、発明者等の実験によって、切削により発生した切屑が、ガイドパッドの摺接面と仕上げ穴の内周面との間に噛み込まれ、仕上げ穴の内周面に擦り傷が発生したり、ガイドパッドの寿命を低下させたりする不都合が生じる場合があることが判明した。
そこで、図１１に示すように、ガイドパッド１６０の下穴仕上げ加工工具の仕上げ穴に対する相対回転方向における前方の位置に、ガイドパッド１６０に沿って並ぶ多数のクーラント噴出孔１６２を形成し、あるいは図１２に示すように、ガイドパッド１６４の摺接面１６６の中央にガイドパッド１６４の長手方向に平行に延びる長手形状のクーラント噴出口１６８を形成し、それらクーラント噴出孔１６２やクーラント噴出口１６８からクーラントを噴出させることを試みた。それによって、切屑がガイドパッドの摺接面と仕上げ穴の内周面との間に噛み込まれることをある程度防止し得ることを確認できたが、同時に、未だ十分とは言えないことが判明した。
本発明は、以上の事情を背景として、切削抵抗の半径方向成分が全体として良好にバランスするとともに、切刃による切削によって形成された仕上げ穴の内周面にガイドパッドが摺接して切削工具をガイドすることにより、精度の高い仕上げ穴を得ることができる切削工具において、切屑がガイドパッドの摺接面と仕上げ穴の内周面との間に噛み込まれることをさらに良好に防止することを課題として為されたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は、被保持部において工具保持装置に片持ち状に保持され、切削加工部において被加工物の下穴の内周面を切削加工する切削工具であって、切削加工部が、(a)工具本体の外周に可及的に等角度間隔で設けられた３つ以上の切刃と、(b)前記工具本体の外周に可及的に等角度間隔で、軸方向に延びる姿勢で、かつ、軸方向に関して前記切刃の各々より被保持部側に位置してそれぞれ設けられ、前記切刃による切削加工によって形成された仕上げ穴の内周面に摺接し、仕上げ穴に対して切削加工部をガイドする３つ以上のガイドパッドとを含む下穴仕上げ加工工具を、さらに、(c)前記３つ以上のガイドパッドの各々の、当該下穴仕上げ加工工具の仕上げ穴に対する相対回転方向における前方を向いた面である前面に沿って、かつ、各ガイドパッドのほぼ全長にわたって連続して延びる状態でそれぞれ設けられ、クーラントを仕上げ穴の内周面に向かって噴出するクーラント噴出口を含むものとすることにより解決される。
切刃およびガイドパッドは、それらの機能を良好に果たさせる上で、それぞれ３つ以上とすることが必要である。加工すべき下穴の直径が比較的小さい場合は、加工工具の直径も小さく制限されるため、構造上３つより多くすることは難しが、下穴の直径が大きくなるに従って３つより多くすることが容易となり、かつそうすることが望ましい場合が多くなる。そして、切刃とガイドパッドとが共に３つずつの場合は、工具本体の周方向において、切刃の互いに隣接するもの同士の間に１つずつのガイドパッドを設けることが必然となるが、さらに多くの切刃やガイドパッドを設ける場合は、いずれか一方の数を他方の数より多くすることが可能である。
【０００７】
なお、切刃は切削抵抗の半径方向成分を工具全体としてバランスさせるために、また、ガイドパッドはガイド機能を良好に果たさせるために、原則としてそれぞれ等角度間隔で設けることが望ましいのであるが、例えば、ガイドパッドが等角度間隔で４つ設けられた加工工具によって潤滑用溝が直径方向に隔たった２カ所に存在する下穴を加工する場合には、１対のガイドパッドが共に潤滑用溝に対向する状態で、他の１対のガイドパッドが仕上げ穴の直径方向に隔たって互いにほぼ平行な２カ所に摺接する状態となって、実質的にガイドパッドの案内機能が失われてしまう時期が生じることがある。また、切刃についても、複数の切刃が下穴の内周面を切削する時期に、それら複数の切刃の反対側に位置する複数の切刃が内周面の凹部に丁度対向するというように、切削抵抗の半径方向成分の著しいアンバランスが生じる時期が生じることもある。このような事態の発生を回避する等の目的で、ガイドパッドや切刃の配設間隔を意図的に等角度から不等角度に変更することが望ましい場合があり、前記「可及的に等角度間隔で」は、このような場合に、等角度間隔の原則から外れる量をできるかぎり少なくしつつ不等角度間隔にすることまで排除するものではないことを意味する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る加工工具においては、切削抵抗の半径方向成分が加工工具全体として良好にバランスするとともに、切刃の切削によって形成された仕上げ穴の内周面にガイドパッドが摺接して加工工具をガイドするため、精度の高い仕上げ穴を得ることができるという従来の加工工具の利点を享受し得るとともに、仕上げ穴の内周面に擦り傷が発生したり、ガイドパッドの寿命が低下したりするという不都合の発生を良好に防止することができる。
クーラント噴出口は、各ガイドパッドの前面に沿って、ガイドパッドのほぼ全長にわたって連続して延びる状態で形成されため、クーラントはガイドパッドの前面に沿って仕上げ穴の内周面に向かって噴出するのであるが、ガイドパッドの摺接面は仕上げ穴の内周面に摺接しているため、ガイドパッドと内周面との間の隙間は無視し得るほど小さく、クーラントは必然的にガイドパッドの前面から遠ざかる向きに流れざるを得ないことになる。すなわち、下穴仕上げ加工工具と下穴との相対回転につれて、ガイドパッドは内周面に対して相対的に前進するのであるが、クーラントはそのガイドパッドの前進速度より大きい速度で内周面に対して前進することとなり、かつ、図１２に示すように、ガイドパッド１６４の摺接面１６６にクーラント噴出口１６８を形成する場合に比較して、クーラントの噴出量を多くすることが容易であるため、各ガイドパッドの前方の切刃によって形成された切屑を強力に押し流し、切屑がガイドパッドの摺接面と仕上げ穴の内周面との隙間に噛み込まれることを防止する。それによって、仕上げ穴の内周面に切屑の噛み込みによる擦り傷が発生すること、およびガイドパッドの寿命低下が良好に防止されるのである。
この効果を得るためには、クーラント噴出口が、ガイドパッドの全長にわたって延びる状態で形成されることが望ましいが、例えば、後述の実施形態におけるように、ガイドパッドが工具本体の先端面より突出して設けられる等の理由で、完全に全長にわたって形成することができない場合は、噴出口がガイドパッドより短くされることもあり得る。そのような場合でも、噴出口から噴出したクーラントはすべてがガイドパッドの前面に直角な方向に流れるわけではなく、一部はガイドパッドの長手方向の成分を有する方向に流れるため、この流れによっても切屑の噛み込みが防止される。したがって、クーラント噴出口はガイドパッドの全長の８０％以上の長さで形成されればよく、９０％以上とされることが望ましい。前記「ほぼ全長にわたって」とはこのことを意味する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態である下穴仕上げ加工工具（以下、切削工具と略称する）の正面図（ただし、煩雑さを回避するために、互いに直径方向に隔たった切刃やガイドパッドのみを図示し、それらの中間にある切刃やガイドパッドの図示は省略する）である。
【図２】図１における第１段加工部と第２段加工部とを拡大して示す正面図である。
【図３】上記切削工具の第１段加工部の図２におけるＡ矢視図である。
【図４】上記切削工具の第２段加工部の図２におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図５】上記切削工具の図２におけるC矢視図である。
【図６】上記切削工具の図５におけるD−D断面図である。
【図７】(a),(b) 上記切削工具のガイドパッド近傍における切屑排除の機能を説明するための図である。
【図８】上記切削工具により加工される被加工穴を示す図であり、(a)は側面図、(b)は(a)におけるＥ−Ｅ断面図、(c)は(b)におけるＦ部拡大図である。
【図９】(a),(b),(c) 上記切削工具の特殊な使用方法による加工精度向上原理を説明するための説明図である。
【図１０】上記切削工具の特殊な使用方法における切刃に隣接するガイドパッドの移動イメージを示す図である。
【図１１】本発明完成の過程で本発明者が試みたガイドパッドの摺接面への切屑の・み込み防止策の一例を示す正面図である。
【図１２】本発明完成の過程で本発明者が試みたガイドパッドの摺接面への切屑の・み込み防止策の別の一例を示す図であり、(a)は正面図、(b)は(a)におけるＧ矢視図、(c)は(b)におけるＨ−Ｈ断面図である。
【発明の実施の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、本発明は、下記実施形態の他、当業者の知識に基づいて種々の変更を施した態様で実施することができる。
本実施形態は、アルミニウム製の鋳造物に形成された図８に二点鎖線で示す段付下穴２の仕上げ加工を１つの切削工具により行い、実線で示す段付仕上げ穴４に仕上げる形態である。段付下穴２には予め面取り８が形成されており、本実施形態においては、小径部１０および大径部１２の内周面の仕上げ加工と、段付き部の肩面１４およびヌスミ１６と大径部１２の開口端の面取り１７との切削加工とが行われる。また、小径部１０の内周面と、大径部１２の内周面および肩面１４とには、直径方向に隔たった２カ所ずつに、潤滑用溝となるべき凹部１８，１９が形成されており、これらの箇所において切削が断続する。
【００１１】
図１に、本実施形態の切削工具２０の全体を示すが、この切削工具２０は、図示を省略する工具保持装置により保持される基端部としてのテーパシャンク２２を備え、自由端側に切削加工部を備えている。切削加工部は、段付下穴２の小径部１０を加工する第１段加工部２４と大径部１２を加工する第２段加工部２６とを備えている。被加工物たる鋳造物が回転させられてもよいが、本実施形態においては切削工具２０が回転させられるものとする。
【００１２】
第１段加工部２４は、図３から明らかなように、３つの切刃３０と３つのガイドパッド３２とを備えている。３つの切刃３０は工具本体３４の外周部に１２０°の角度間隔で配設され、それら３つの切刃３０の互いに隣合う２つずつの間の中央位置に１つずつのガイドパッド３２が配設されており、結局、ガイドパッド３２も１２０°の角度間隔で配設されている。切刃３０は小径部１０の内周面を切削加工するものであり、ガイドパッド３２は切刃３０により仕上げ加工された小径部１０の内周面上を摺動して切削工具２０をガイドするものである。
【００１３】
各切刃３０は、図２および図３から明らかなように、それぞれカートリッジ３６に着脱可能に取り付けられた切削チップ３８によって形成されており、カートリッジ３６が締付ねじ４０によって工具本体３４の取付座４２に固定されるのであるが、カートリッジ３６と取付座４２との間にはスペーサ４４が介在させられ、さらに、取付座４２に形成されたガイド溝４８とスペーサ４４との間に調整駒５０が介在させられている。ガイド溝４８と調整駒５０との底部の互いに接触する面は工具本体３４の中心軸線に対して傾斜させられているとともに、調整駒５０と工具本体３４との間には調整ねじ５２が介在させられている。調整ねじ５２の調整駒５０と工具本体３４とにそれぞれ螺合する２つのねじ部のピッチが互いに異ならされており（左右逆ねじとされてもよい）、調整ねじ５２の回転操作により、調整駒５０のガイド溝４８内における位置が変えられて、切刃３０の半径方向(切削工具２０の半径方向であり、以下同様とする。）位置が調整される。また、切刃３０の軸方向(切削工具２０の軸方向であり、以下同様とする。）位置は、カートリッジ３６に螺合され、頭部が工具本体３４の受面に当接させられた調整ねじ５４の回転操作により、カートリッジ３６の軸方向位置が変えられることにより調整される。
【００１４】
なお、軸方向に関して、切刃３０の自由端側の端縁がガイドパッド３２の自由端側の端面より僅かに自由端側に位置するようにされているため、切削工具２０が段付下穴２に進入させられる（この方向を前進方向とする）とき、ガイドパッド３２は必ず切刃３０によって切削加工された穴の内周面に摺接し、切削工具２０が後退させられるとき、切刃３０はガイドパッド３２から出外れた部分の内周面に接触するが、実質的な切削は行わない。上記調整ねじ５４の回転操作によるカートリッジ３６の軸方向位置の変更を、切刃３０のガイドパッド３２に対する軸方向位置の調整に利用することができる。
さらに付言すれば、スペーサ４４を厚さの異なるものと交換し、あるいはスペーサ４４を研削加工することによっても、切刃３０の半径方向位置を調整することができる。
【００１５】
一方、ガイドパッド３２は、図２および図３に示すように、締付ねじ６０によって取付座６２に取り付けられているが、取付座６２とガイドパッド３２との間には調整くさび６４が介在させられ、この調整くさび６４を取付座６２に沿って移動させることにより、ガイドパッド３２の半径方向位置を調整し得るようにされている。工具本体３４には、図５および図６に拡大して示すように、軸方向に対して傾斜した雌ねじ穴６６が形成され、その雌ねじ穴６６に調整ねじ６８が螺合されている。雌ねじ穴６６は、図５に示すように一部が切り欠かれているが、雌ねじ穴６６と調整ねじ６８とは半周を超える部分において螺合させられている。一方、調整くさび６４には、調整ねじ６８の両端面の一部ずつと係合する欠７０が形成されており、調整ねじ６８が回転操作により雌ねじ穴６６内において進退させられるにつれて、調整くさび６４が取付座６２に沿って進退させられ、それによりガイドパッド３２が平行移動により半径方向に移動させられて、半径方向位置が調整される。そのために、調整くさび６４の長手方向の中間部には長穴７２が形成され、締付ねじ６０によって調整くさび６４の移動が妨げられないようにされている。
【００１６】
ガイドパッド３２の取付座６２は図５に示すように溝状を成しているが、その取付座６２の一方の溝側面８０には図７に拡大して示すように段付部８２が形成されて、溝の幅が開口近傍部において底近傍部に比較して広くされている。一方、ガイドパッド３２の溝側面８０に対向するガイドパッド側面８４には、図５および図６に示すように、長手方向のほぼ全長にわたってクーラント溝８６が形成され、このクーラント溝８６が全長にわたって上記段付部８２と対向している。クーラント溝８６は、ガイドパッド３２の内部に形成されたクーラント通路８８および調整くさび７４の長穴７２により、工具本体３４内の枝クーラント通路９０に連通させられており、枝クーラント通路９０は主クーラント通路９２に連通している。他のガイドパッド３２およびそれらのクーラント通路も同様に構成されており、主クーラント通路９２には、さらに図２に示すように、前記取付座４２の切刃３０近傍に開口する枝クーラント通路９４も連通している。結局、主クーラント通路９２には、３本ずつの枝クーラント通路９０と枝クーラント通路９４とが連通していることとなり、その上、第２段加工部２６の枝クーラント通路も連通しているのであるが、主クーラント通路９２の横断面積はこれらすべての枝クーラント通路の横断面積の和より大きく、すべての枝クーラント通路には主クーラント通路９２の内圧がそのまま作用する。そして、ガイドパッド３２のクーラント通路８８の横断面積，クーラント溝８６の横断面積，および段付部８２とガイドパッド３２の側面との間の細長い隙間（クーラント噴出口９６と称する）の開口面積は、記載の順序が後のものほど小さくなっている。したがって、クーラント噴出口９６には主クーラント通路９２の内圧がほぼそのまま作用することとなり、クーラントが勢いよく噴出する。
【００１７】
ガイドパッド側面８４は図７(a)に示すように一平面とすることも可能であるが、図７(b)に示すように、工具本体３４の外周面と同じ半径方向位置に段付部９８を設けることが望ましい。発明者は図７(a)の形態と図７(b)の形態との両方について実験を行ったのであるが、前者の形態においては稀にではあるが細い切屑１００がクーラント噴出口９６へ侵入することがあるのに対し、後者の形態においてはそのような事態の発生が良好に回避されることが判明したのである。
【００１８】
ガイドパッド３２は、クーラント溝８６やクーラント通路８８が形成される部分である基部１０２と、小径部１０の内周面と摺接する摺接部１０４とから成っており、基部１０２は炭素鋼製であるが、摺接部１０４は超硬合金製とされ、さらに表面である摺接面１０６にはダイヤモンドライクカーボンのコーティングが施されている。ダイヤモンドライクカーボンは、耐摩耗性，耐溶着性に優れており、摩擦係数が小さいため、被加工物に疵を付けることを良好に回避することができる。
【００１９】
第２段加工部２６は、図２および図４から明らかなように、３つずつの切刃１１０，１１２を備えている。切刃１１０は前記大径部１２の内周面と前記肩面１４とを切削加工するものであり、切刃１１２は面取り１７を切削加工により形成するものである。切刃１１０は、カートリッジ１１４に着脱可能に取り付けられた切削チップ１１６により形成され、切刃１１２は、カートリッジ１１８に着脱可能に取り付けられた切削チップ１２０により形成されている。切削チップ１１６とカートリッジ１１４との間には調整機構１２２が設けられて、切刃１１０の半径方向位置の調整が行われ、カートリッジ１１４および１１８と工具本体３４との間にそれぞれ調整機構１２４および１２６が設けられて、切刃１１０および１１２の軸方向位置の調整が行われる。この点は前記第１段加工部２４における切刃３０についてと同様であるため、詳細な説明は省略するが、切削チップ１１６の調整機構１２２は平行移動型とされて半径方向位置の調整に伴って切刃１１０の傾きが変化しないようにされている。
【００２０】
上記構成の切削工具２０によって、図８に示す段付下穴２が段付仕上げ穴４に切削加工される。
まず、第１段加工部２４によって小径部１０の内周面１３０の仕上げ加工が開始される。先に説明したように、切刃３０はガイドパッド３２より僅かに切削工具２０の先端側に位置するようにされているため、切刃３０が内周面１３０の切削を開始する瞬間には、ガイドパッド３２は内周面１３０に接触しないが、僅かに内周面１３０が形成されれば、ガイドパッド３２の先端部がその内周面１３０に摺接を開始し、以後はガイドパッド３２によって第１段加工部２４が案内されつつ内周面１３０の仕上げ加工が行われる。やがて、切刃３０が小径部１０から面取り８に対応する位置まで抜け出し、小径部１０の仕上げ加工が終了する。
【００２１】
続いて、第２段加工部２６の切刃１１０による大径部１２の内周面１３２の仕上げ加工が開始される。第２段加工部２６にはガイドパッドは設けられていないが、切刃１１０による内周面１３２の仕上げ加工時にも、第１段加工部２４のガイドパッド３２が小径部１０の内周面１３０に摺接しているため、切削工具２０の案内、ひいては第２段加工部２６の案内が継続して行われる。やがて、切刃１１０による肩面１４およびヌスミ１６の仕上げ加工が行われ、所定の位置まで前進させられた後は、切削工具２０が後退させられる。先に説明したように、小径部１０の内周面１３０の加工開始当初は、ガイドパッド３２の案内機能が不十分であるため、その部分の内周面１３０の寸法精度は必ずしも十分ではない場合もあるが、その部分は肩面１４の切削によって除去され、好都合である。
大径部１２の内周面１３２の仕上げ加工の最終段階において、切刃１１２による面取り１７の形成が行われ、段付下穴２の段付仕上げ穴４への切削加工が終了する。
【００２２】
以上のようにして仕上げ加工が行われるのであるが、段付下穴２は鋳造によって形成されたものであるため寸法精度が高くはなく、内周面には不規則な凹凸が存在する上、図８(a)に示すように、小径部１０の内周面の直径方向に隔たった２カ所には潤滑用溝として機能する凹部１８が、また、大径部１２の内周面と肩面との直径方向に隔たった２カ所には潤滑用溝として機能する凹部１９がそれぞれ形成されている。そして、凹部１８と凹部１９とは互いに９０°形成位置を異にしている。そのため、切削工具２０の各切刃３０，１１０，１１２に作用する切削抵抗の変動が激しいのであるが、第１段加工部２４においても、第２段加工部２６においても、３つずつの切刃３０，１１０，１１２がそれぞれ１２０°の等角度間隔で配設されているため、各切刃の切削抵抗の半径方向成分が良好にバランスし、切削工具２０に曲げモーメントを作用させることが少ない。しかも、第１加工部２４によって加工が行われる際にも、第２段加工部２６によって加工が行われる際にも、第１段加工部２４に１２０°の等角度間隔で設けられた３つのガイドパッド３２が、段付仕上げ穴４の小径部１０の内周面１３０に摺接して切削工具２０をガイドするため、切削工具２０の半径方向の変位が良好に防止され、高い加工精度が得られる。
【００２３】
また、ガイドパッド３２の前記ガイドパッド側面８４は、切削工具２０の回転方向の前方向きの面であるガイドパッド前面なのであるが、このガイドパッド側面８４に沿ってクーラント噴出口９６（図５，図７参照）が形成されており、小径部１０の内周面１３０に向かってクーラントが勢いよく噴出する。図６から明らかなように、ガイドパッド３２は工具本体３４の先端面１４０より軸方向にやや突出させられているため、クーラント噴出口９６はガイドパッド３２より短くはなっているが、段付部８２は工具本体３４の先端面１４０まで形成されているため、クーラント噴出口９６は工具本体３４の先端面１４０側にも開口しており、この開口部からもクーラントが噴出する。一方、クーラント溝８６は、ガイドパッド３２の、先端面１４０側とは反対側の端面までは形成されていないが、段付部８２は溝側面８０の全体にわたって形成されているため、クーラント噴出口９６はガイドパッド３２の先端面１４０側とは反対側の端面まで形成されていることになる。結局、クーラント噴出口９６は、実質的に、ガイドパッド３２の全長にわたって形成されていることとなり、ガイドパッド３２の摺接面１０６と小径部１０の内周面１３０との間の隙間は無視し得るほど小さいため、クーラント噴出口９６から噴出したクーラントは、ガイドパッド３２の全長にわたってガイドパッド側面８４から遠ざかる方向に流れて切屑をガイドパッド３２から遠ざかる向きに押し流し、摺接面１０６と小径部１０の内周面１３０との間に噛み込まれることを防止する。
【００２４】
その上、本実施形態においては、ガイドパッド側面８４に段付部９８が形成されているため、万一、クーラントの流れに抗してガイドパッド３２に向かう切屑１００があった場合にも、この切屑１００が図７(b)に示すように段付部９８に当接し、ガイドパッド側面８４と溝側面８０との間に形成されるクーラント噴出口９６に侵入することが良好に防止される。段付部９８が設けられていない場合には、切屑１００が、図７(a)に示すように、ガイドパッド側面８４に案内されてクーラント噴出口９６に侵入することがあり得るのであるが、段付部９８が設けられていれば、ガイドパッド側面８４に案内されてクーラント噴出口９６に向かう切屑１００は段付部９８に当接して、クーラント噴出口９６への侵入が阻止されるのである。
【００２５】
なお、付言すれば、上記実施形態においては、切刃３０，１１０，１１２およびガイドパッド３２がいずれも等角度間隔で３つずつ設けられているため、切刃３０，１１０，１１２あるいはガイドパッド３２の２つが、直径方向に隔たった位置に形成されている潤滑用溝用の凹部１８，１９の２つに同時に対向することはなく、切削抵抗の半径方向成分の著しいアンバランスが生じ、あるいはガイドパッドの案内機能が著しく損なわれることが回避される。
ただし、切刃３０，１１０，１１２やガイドパッド３２を３つずつ設けられることは不可欠ではなく、切刃３０，１１０とガイドパッド３２との少なくとも一方を４つ以上設けることも可能であり、切刃１１２は１つ設けるのみとしてもよい。
【００２６】
また、切削工具２０が第１段加工部２４と第２段加工部２６とを備えて段付下穴２を段付仕上げ穴４に仕上げ加工するものとされていたが、第２段加工部２６を備えたものとすることは不可欠ではない。さらに、第１段加工部２４と第２段加工部２６とにおいて、切刃３０と切刃１１０とが共に３つずつ設けられていたが、切刃３０と切刃１１０との数を互いに異ならせることも可能である。
【００２７】
さらに、切削工具２０は、第１段加工部２４の切刃３０およびガイドパッド３２も、第２段加工部２６の切刃１１０および切刃１１２も、半径方向の位置が調整可能とされているため、これらの調整機構を利用して、加工精度向上のために特別な方法で使用することができる。その方法を図９に基づいて説明する。
まず、切削工具２０に力が作用していない自由状態において、切刃３０およびガイドパッド３２の半径方向位置を、図９(a)に誇張して示すように、切刃３０の旋回軌跡円の直径が最大（例えば５６．０２ｍｍ）、その切刃３０とは直径方向に隔たった位置にあるＧ２で表すガイドパッド３２の旋回軌跡円の直径が最小(例えば５５．９８ｍｍ）、周方向において切刃３０の両側に位置するＧ１およびＧ３で表すガイドパッド３２の旋回軌跡円の直径が中間(例えば５６．００ｍｍ）の大きさとなるように調整する。
【００２８】
このように調整した切削工具２０を前進させて自由端側から下穴２に進入させ、中仕上げ加工を行えば、図９(b)に示すように、ガイドパッドG１，G２が、切刃３０の切削により形成された中仕上げ穴の内周面１３０に摺接し、ガイドパッドG３は中仕上げ穴の内周面１３０から離間した状態となる。また、切削工具２０を後退させて仕上げ加工が行われる際には、図９(c)に示すように、切削工具２０およびそれを保持する工具保持装置のたわみが無視できる状態で、切刃３０が仕上げ穴の内周面１３０を直径５６．０２に上げ切削加工し、すべてのガイドパッドG１，G２，G３は仕上げ穴の内周面１３０から離間した状態となる。以下その理由を、図１０に示すガイドパッドG１の移動イメージ図を参照しつつ説明する。
【００２９】
図１０において、二点鎖線で示す円弧は無負荷状態における切刃３０の半径方向における最先端部の旋回軌跡円を示し、同じ無負荷状態においてはガイドパッドG１が二点鎖線で示す位置にある。そして、切刃３０が段付下穴２の小径部を切削する状態においては、切削抵抗により切削工具２０および工具保持装置がたわまされるため、ガイドパッドG１は矢印Ｅの方向に変位し、図１０に細線で示す位置において、切刃３０の切削によって形成された穴の内周面１３０に当接する。この穴の内周面は、切削抵抗の図９(b)に示すY方向の成分により変位した切刃３０によって形成されたものとみなすことができ、内径は無負荷状態における切刃３０の旋回軌跡円の直径よりは小さい。ガイドパッドG１が上記穴の内周面１３０に当接すれば、この内周面の斜面の効果により、切削抵抗の図９(b)に示すX方向の成分がY方向の成分に変換され、切削工具２０のY方向のたわみが大きくなるが、この方向のたわみは切刃３０から直径方向に隔たったガイドパッドG２が穴の内周面に当接することにより規制される。それにより、切刃３０の旋回軌跡円がさらに小さくなり、ガイドパッドG１は、結局、矢印Ｊで示す方向に変位し、実線で示す位置において安定する。切刃３０の切削抵抗に起因する切削工具２０のたわみの方向および大きさと、ガイドパッドG１，G２の周方向および半径方向の位置との関係が、以上の現象が生じることを許容するものである限り、切刃３０によって形成された中仕上げ穴の内周面上をガイドパッドG１，G２が摺動する状態で段付下穴２の小径部１０の中仕上げ加工が行われることとなる。中仕上げ穴の内径は、上記のように切削工具２０がたわんだ状態におけるガイドパッドG１，G２の旋回軌跡円の直径５６．００となるのであり、無負荷状態におけるガイドパッドG１の旋回軌跡円の直径５６．００とガイドパッドG２の旋回軌跡円の直径５５．９８とはこのことを考慮して決定される。
【００３０】
上記の状態で小径部１０の中仕上げが進行し、ついに切刃３０が小径部１０の大径部１２側とは反対側の端から突出すれば、切削工具２０のたわみが解消され、図９(c)に示すように、切刃３０が無負荷状態における旋回軌跡円を描くこととなる。この状態ではガイドパッドG１，G３は勿論、ガイドパッドG２も仕上げ穴の内周面１３０から離間する。
そして、この状態で切削工具２０が後退させられ、やがて切刃３０が中仕上げ穴の内周面１３０を切削加工することとなるが、この加工代は微小であるため切削抵抗が小さく、切削工具２０のたわみが無視し得るほど小さくて済み、仕上げ穴の直径(小径部１０の直径）は、無負荷状態における切刃３０の旋回軌跡円の直径と実質的に等しい大きさとなる。
【００３１】
以上、段付下穴２の小径部１０の加工について説明したが、第２段加工部２６においても同様の効果を得ることができる。すなわち、３つの切刃１１０のうち、周方向において３つのガイドパッド３２の互いに隣合う２つの間に位置する１つを切削を行うものとし、他の２つを切削を行わない半径方向位置に調整すれば、ガイドパッド３２は第１段加工部２４に設けられたものではあるが、第２段加工部２６による加工時においても、第１段加工部２４による加工時におけるのと同様に機能させることができる。１つの切刃１１０による中仕上げ加工の間も、切削工具２０のたわみが第１段加工部２４のガイドパッド３２（G１，G２）により微小量に規制され、仕上げ加工時の切削工具２０のたわみが無視できるほど小さくなるため、第２段加工部２６による中仕上げ加工および仕上げ加工に関しても第１段加工部２４による中仕上げ加工および仕上げ加工におけるのと同様の効果が得られるのである。
【符号の説明】
【００３２】
２：段付下穴    ４：段付仕上げ穴    １０：小径部    １２：大径部    １４：肩面    ２０：切削工具    ２２：テーパシャンク    ２４：第１段加工部    ２６：第２段加工部    ３０:切刃    ３２：ガイドパッド    ３４：工具本体    ３６：カートリッジ  ３８：切削チップ    ４６：調整駒    ４８：ガイド溝    ５０：調整駒    ５２：調整ねじ    ５４：調整ねじ    ６２：取付座    ６４：調整くさび    ６６：雌ねじ穴    ６８：調整ねじ    ７０：切欠    ８０：溝側面    ８２：段付部    ８４：ガイドパッド側面    ８６：クーラント溝    ９６：クーラント噴出口    ９８：段付部    １００：切屑    １０６：摺接面    １１０：切刃    １１２：切刃    １１４：カートリッジ    １１６：切削チップ    １１８：カートリッジ    １２０：切削チップ    １２２：調整機構    １２４：調整機構    １２６：調整機構    １３０：内周面    １３２：内周面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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