(57)【要約】 【課題】  シリンダーヘッドのように複雑形状なワークの加工においても、切削工具面に切削油を十分に供給することができ、切削工具の寿命を大幅に改善することが可能な切削工具ホルダーユニットを提供する。【解決手段】  切削工具を着脱自在に装着可能な切削工具ホルダーと、この切削工具ホルダーの多軸ヘッド装着側に、摺動自在に嵌合可能なフランジ状のフロントカバーと、から構成される切削工具ホルダーユニットであって、前記フロントカバー内周面に形成された溝と前記切削工具ホルダーに形成された溝とが、摺動自在に嵌合されて切削油循環路を形成し、切削油射出口が、切削工具ホルダーの回転方向に対して、切削工具装着部の上流位置に開口されていることを特徴とする。【選択図】    図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッドの回転軸に切削工具ホルダーを着脱自在に取付けた工作機械であって、前記ヘッド前面にはフロントカバーが設けられ、このフロントカバーには前記切削工具ホルダーのフランジ部外周が摺接する開口が形成され、この開口内周と前記切削工具ホルダーのフランジ部外周との間には切削油循環路が形成され、また前記切削工具ホルダーには切削油供給路が形成され、この切削油供給路は横穴と縦穴とからなり、前記横穴の外端は前記切削油循環路に開口する切削油吸入口とされ、横穴の内端は縦穴の基端とつながり、縦穴の先端は切削工具ホルダーの軸から偏心した位置に開口する切削油噴出口とされ、更に前記切削工具ホルダーの回転方向を基準として前記横穴の後面の接線に対する角度が９０°よりも大きく設定されていることを特徴とする工作機械。
【請求項２】
請求項１記載に記載の工作機械において、前記切削油循環路に開口する切削油吸入口は、切削工具ホルダーの回転方向上流側の入口壁面角部の切除によって入口面積が拡大されていることを特徴とする切削工具ホルダーユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば切削加工用治具を多軸ヘッドに装着して、シリンダーヘッド等のワークを加工するための工作機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属材料を切削加工するには、切削工具を装着した切削工具ホルダーを工作機械のヘッドに取り付け、ヘッド側のモーター回転を切削工具ホルダーに伝え、加工する金属製ワークに切削油を注ぎながら、回転する切削工具を当てて切削を行うのが一般的である。ところが、ワークが複雑な形状を有している場合、切削箇所が奥まっている等の理由で切削油を十分に供給できないことがある。このように切削油の供給が不十分であると、摩擦熱により切削部分の温度が急上昇し、加工精度が落ちたり、切削工具の寿命が短くなる等の問題が発生する。
【０００３】
たとえば自動車のシリンダーヘッドのバルブ取り付け部分には、焼結材で形成されたバルブシートが埋め込まれていて、バルブの気密性を保障している。このバルブシートの面加工は、現在、多軸ヘッドに取り付けた切削工具によって行っている。しかし、バルブシートの加工面はシリンダーヘッドの内側に位置するため、切削工具を挿入するとワークと切削工具との間隔は数ミリしか残らず、そのため、加工部分に切削油を供給することができない。このため、ワーク側、すなわちシリンダー内のガイド孔から切削油を供給することもあるが、通常、作業効率を上げるため、ガイド孔のリーマ加工を同時に行うケースが多く、この場合にはリーマ加工具によってガイド孔が塞がれてしまうため、この方法も困難である。したがって、切削油の配管を切削工具ホルダー内部に設ける必要がある。
【０００４】
切削油の配管を切削工具ホルダー内部に設ける技術の例として、特許文献１には、カッタ本体に貫設された切削液供給孔を介して供給される切削液が、スローアウェイチップに設けられている切削液供給溝を介してすくい面に供給される構造が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、工作機械の主軸外周やロボットアーム先端に、切削油供給源に連絡された複数のノズルユニットを揺動可能に配置し、別設の駆動源により、各ノズルの方向を一斉に揺動させる他、切削液供給源からの切削液の送給を行うノズル装置が記載されている。
【０００６】
特許文献３は、高圧力冷却流体を工具内部の導管系統を介して供給される複数のノズルを含み、第１のノズルと第２のノズルが対を成して協働して切削インサートから少し離れて切屑上に衝突し、それによって上方および後方に切屑を偏らせる切削工具に関して記載されている。
【０００７】
さらに特許文献４には、マシニングセンターのスピンドル内部給油方式の切削液を利用して、工具保持具内を通して先端のスキマナットから切削液を噴射する給油方式であり、切削液に回転を与えて切れ刃の冷却効率を高めた構造が記載されている。
【特許文献１】特開平８−３９８７号公報
【特許文献２】特開平８−５７７４２号公報
【特許文献３】特開２００１−８７９０６号公報
【特許文献４】特開２００３−１５４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１、２および４に記載された技術ではエンジン部品のように複雑形状で、奥まった隙間のない位置での加工には利用できない。また、特許文献３の技術のように、切削液供給路がマシニングセンターの主軸中心を貫通している場合には、切削屑が切削液供給路に入り込み、逆流して回転軸のベアリング部が作動不良となる問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため本発明は、ヘッドの回転軸に切削工具ホルダーを着脱自在に取付けた工作機械であって、前記ヘッド前面にはフロントカバーが設けられ、このフロントカバーには前記切削工具ホルダーのフランジ部外周が摺接する開口が形成され、この開口内周と前記切削工具ホルダーのフランジ部外周との間には切削油循環路が形成され、また前記切削工具ホルダーには切削油供給路が形成され、この切削油供給路は横穴と縦穴とからなり、前記横穴の外端は前記切削油循環路に開口する切削油吸入口とされ、横穴の内端は縦穴の基端とつながり、縦穴の先端は切削工具ホルダーの軸から偏心した位置に開口する切削油噴出口とされ、更に前記切削工具ホルダーの回転方向を基準として前記横穴の後面の接線に対する角度が９０°よりも大きくされた構成とした。
【００１０】
上記構成とすることで、切削工具ホルダーの回転によって切削油供給路の横穴の先端部即ち切削油吸入口が、切削油循環路内の切削油を掻きとって横穴内に導く。横穴の後面の接線に対する角度は９０°以上に設定されているので、横穴内に導びかれた切削油は遠心力で戻ることなく、内方に移動し、縦穴を介して噴出口から外部に供給される。
【００１１】
また、前記切削油循環路に開口する切削油吸入口は、切削工具ホルダーの回転方向上流側の入口壁面の角部を切除することで、入口面積が拡大されていることが好ましい。このようにすることによって、切削油の取り込みを確実に行うことができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、シリンダーヘッドのように複雑形状なワークの加工においても、切削工具面に切削油を十分に供給することができ、切削工具の寿命を大幅に改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施の一例を図に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る切削工具ホルダーの斜視図、図２は切削工具ホルダーユニットの斜視図、図３は削工具ホルダーの断面図、図４は切削工具ホルダーを多軸ヘッド取り付け側から見た裏面図、図５は切削油吸入口の部分の拡大図である。
【００１４】
切削工具ホルダー１には切削工具２がクランプ２１によって着脱自在に装着されている。また、装着された切削工具２の矢印Ａで示す回転上流側には切削油射出口３が開口している。本例では、切削工具２は全部で３個装着されていて、それぞれ刃頭形状が異なっている。こうすることにより、シリンダーヘッドのバルブシートのように硬い焼結材で形成された削り面であっても、３段階に分けて切削し目的の形状に加工する。尚、図で見えない切削油射出口３も、それぞれ切削工具２の近傍に設けられている。
【００１５】
一方、切削工具ホルダー１の基部で多軸ヘッドへの装着面４の外側にはフランジ部５が形成され、このフランジ部５の外周の全周に渡って溝６が形成され、この溝６内には切削油吸入口７が設けられている。そして、多軸ヘッドへ装着するための埋め込みボルト穴８、切削時に切削工具ホルダー１の先端部の振動を防止するためのバルブガイド挿入口９も別途設けられている。
【００１６】
また、図２に示すように、多軸ヘッドの先端部をカバーするフロントカバー１１と、このフロントカバー１１の開口１２に回動自在に前記切削工具ホルダー１が嵌り込んだ状態で切削工具ホルダーユニット１０が構成される。
【００１７】
そして、フロントカバー１１には切削工具ホルダー１と独立して多軸ヘッドに固定するための埋め込みボルト穴１３が４箇所穿設されている。この構成により、多軸ヘッドに装着された切削工具ホルダー１は独立して回転切削可能となり、一方、フロントカバー１１は多軸ヘッドに固定されて切削油供給の役割を果たす。
【００１８】
図３及び図４に示すように、フロントカバー１１の開口１２の内周面には全周に渡って溝１４が形成され、切削工具ホルダー１を嵌合させた状態で、溝６と溝１４とによって切削油循環路１５が形成される。また、フロントカバー１１の外周面には切削油供給口１６が形成されている。
【００１９】
前記切削工具ホルダー１内部には切削油供給路１７が穿設されている。この切削油供給路１７は切削工具ホルダー１の軸方向と直交する方向の横穴１８と、軸方向と平行で且つ軸とは偏心した縦穴１９とから構成される。そして、横穴１８の径方向の外端が前記切削油吸入口７として切削油循環路１５内に開口し、横穴１８の径方向の内端が縦穴１９の基端とつながり、更に縦穴１９の先端は前記切削油射出口３として切削工具ホルダー１表面に開口している。
【００２０】
また図５に示すように、切削工具ホルダー１の回転方向を基準として前記横穴１８の後面１８ａの接線に対する角度θは９０°よりも大きく設定され、更に、穴１８の前面１８ｂの切削油吸入口７を構成する部分は前方に向かって切除されている。
【００２１】
而して、切削工具ホルダー１が回転すると、切削油吸入口７の後面１８ａの角度が接線に対して９０°以上になっているため、切削油循環路１５の切削油を掻きとって横穴１８内に取り込む。取り込まれた切削油は引き続き後面１８ａの角度が接線に対して９０°以上になっているため、回転に伴って切削工具ホルダー１の中心に向かって送り込まれ、更に縦穴１９内を移動して切削油射出口３から射出される。
【００２２】
図６は、本発明の切削工具ホルダーユニットを多軸ヘッドに装着し、ワークを切削する様子を示す断面図である。多軸ヘッド５０には、切削工具ホルダーユニット１０を数台、シリンダーヘッドの場合には、例えば４気筒であれば４台装着して同時に加工を行うが、本図においては、その内の１台のみを表示している。
【００２３】
切削加工時には、前記したように、切削油はフロントカバー１１の切削油給油口１６から溝６と溝１４とによって形成された切削油循環路１５内に供給される。そして、切削油循環路１５内の切削油は、切削工具ホルダー１の回転によって切削油吸入口７に吸い込まれ、切削油供給路１７を経由して切削油射出口３から射出される。
【００２４】
この構成により、ワークＷを切削加工する場合に、切削工具２の面には、安定して切削油が供給されるため、切削工具２の寿命が長くなり加工精度も向上する。また、ワークＷがシリンダーヘッドの場合、本発明の切削工具ホルダーユニット１０を使用すれば、切削工具２への切削油供給が別途確保されているため、バルブガイド２０部分のリーマ加工を同時行っても、切削部への切削油の供給が不足することはない。リーマ加工を同時に行うことができれば、振動抑止のためのバルブガイド挿入口９を有効活用でき効率的な加工が可能となる。
【００２５】
本発明の切削工具ホルダーユニットは、切削油を安定的に切削工具に供給できるため、自動車産業分野は元より全ての金属切削加工分野において利用することができる。特に、焼結材料のような硬い切削部を有するワークの加工においては、切削工具の寿命を延長することができるため加工効率が上がり、またコスト面での節約も期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】切削工具ホルダーの斜視図
【図２】切削工具ホルダーユニットの斜視図
【図３】削工具ホルダーの断面図
【図４】本発明に係る切削工具ホルダーを多軸ヘッド取り付け側から見た裏面図
【図５】本発明に係る切削油吸入口の拡大図
【図６】本発明の切削工具ホルダーユニットを多軸ヘッドに装着し、ワークを切削する様子を示す断面図
【符号の説明】
【００２７】
１…切削工具ホルダー、２…切削工具、３…切削油射出口、４…ヘッドへの取付面、５…フランジ部、６、１４…溝、７…切削油吸入口、８、１２…埋め込みボルト穴、９…バルブガイド挿入口、１０…切削工具ホルダーユニット、１１…フロントカバー、１５…切削油循環路、１６…切削油給油口、１７…切削油供給路、１８…横穴、１９…縦穴、２１…クランプ、５０…多軸ヘッド、Ｗ…ワーク。
【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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