(57)【要約】【課題】治具等を用いることなく、複数の穴を有するワークについての切削加工を行い得る切削工具、その切削方法を提供することである。【解決手段】本切削工具は、長手方向に伸びたものであり、中間部に設けられた１つ以上の切刃と、両端部にそれぞれ設けられたガイド部とを有する。本切削方法において、切削工具がワークの複数の穴に挿入され、軸線と直交する方向に移動させられ、両端部のガイド部が基準穴の内周面に近づけられる。切削工具が回転させられつつ、ワークに対して軸線方向に相対移動させられる。それにより、遠心力が作用し、ガイド部が基準穴の内周面に押し付けられる。ガイド部が基準穴の内周面に接触した状態で、切削加工が行われる。このように、本切削方法において、カウンタツール等の治具等が不要となる。【選択図】図４
2022002866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め一列に並んで形成された複数の穴を有するワークについて切削加工を行う切削工具であって、
前記ワークが、前記複数の穴のうち両端に位置する穴である基準穴と、前記複数の穴から前記基準穴を除く中間に位置する穴のうちの１つ以上の穴である加工穴とを含み、
当該切削工具が、
長手方向に伸びた本体と、
その本体の中間部に設けられた１つ以上の切刃と、
前記本体の両端部にそれぞれ設けられ、それぞれ、前記基準穴の各々の内周面にそれぞれ接触可能なガイド部と
を含む切削工具。
【請求項２】
前記本体が、横断面形状が概して扇形状を成す扇状部を含み、前記扇状部の中心角が１８０度より小さい請求項１に記載の切削工具。
【請求項３】
前記扇状部の重心が、当該切削工具の回転軸線より前記扇状部の概して円弧状に湾曲した外周面に近い側に位置し、
前記重心と前記回転軸線との間の距離が、前記回転軸線から前記概して円弧状に湾曲した外周面までの長さの１５％以上である請求項２に記載の切削工具。
【請求項４】
前記扇状部が、当該切削工具の回転軸線を中心とする円筒部材から、前記円筒部材の概して円弧状に湾曲した外周面に対向する部分の一部である除去部を除いた形状を成し、
前記回転軸線から円弧状に湾曲した外周面とは反対側の端部までの距離の、前記円筒部材の半径にする比率が０．７以下であり、かつ、前記除去部の体積の前記円筒部材の体積に対する比率が２５％以上である請求項２または３に記載の切削工具。
【請求項５】
前記ガイド部が、前記本体の両端部の各々の外周面に、それぞれ、設けられた複数のガイドパッドを含む請求項１ないし４のいずれか１つに記載の切削工具。
【請求項６】
当該切削工具が、主軸にホルダを介して取り付けられるとともに、前記ホルダに、前記ホルダの軸線と直交する方向に相対移動可能、かつ、前記ホルダの軸線に対して傾動可能に保持された請求項１ないし５のいずれか１つに記載の切削工具。
【請求項７】
切削工具をホルダを介して保持する主軸と、
一列に並んで形成された複数の穴を有するワークを保持するワーク保持台と
を含む作業装置において前記主軸の回転と、前記主軸と前記ワーク保持台との相対移動とにより、前記切削工具により、前記ワークの複数の穴のうちの中間に位置する穴のうちの１つ以上の加工穴に切削加工を施す切削方法であって、
前記切削工具が、長手方向に伸びた本体と、その本体の中間部に設けられた１つ以上の切刃と、前記本体の両端部にそれぞれ設けられたガイド部とを含み、
当該切削方法が、
前記切削工具と前記ワークとを接近させることにより、前記切削工具を前記ワークの前記複数の穴に、前記１つ以上の切刃と前記両端部の各々に設けられたガイド部とが前記複数の穴の内周面から離間した状態で、挿入させる挿入工程と、
前記切削工具と前記ワークとを前記切削工具の軸線と直交する方向に相対移動させることにより、前記切削工具の前記両端部に設けられたガイド部をそれぞれ前記ワークの前記複数の穴のうちの両端に位置する穴である基準穴の内周面に近づけ、前記切刃を前記加工穴の内周面に近づけるシフト工程と、
前記切削工具が、前記ガイド部と前記基準穴とにより位置決めされた状態で、前記切削工具の回転と、前記切削工具と前記ワークとの相対移動とにより、前記ワークの加工穴に切削加工を施す切削工程と
を含む切削方法。
【請求項８】
前記本体が、前記軸線に直交する方向の横断面形状が概して扇形状を成す扇状部を含み、
前記切削工程において、前記切削工具を回転させることにより、前記扇状部に作用する遠心力により前記ガイド部を前記基準穴の内周面に押し付けるとともに、前記切刃を前記加工穴に押し付ける請求項７に記載の切削方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の穴を有するワークについて切削加工を行う切削工具、その切削方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、複数の穴を有するワークについて切削加工を行う切削工具、その切削方法が記載されている。
特許文献１に記載の切削工具は中ぐり棒であり、ワークの複数の穴のうちの両端に位置する穴であるサポート穴を除く、中間に位置する穴である加工穴の切削加工を行うものである。中ぐり棒は、長手方向に伸びたものであり、中間部に設けられた１つ以上の切刃と、基端部に設けられた支持装置とを有する。なお、特許文献１の段落[0017]には、中ぐり棒１の基体３の横断面が実質的に円形である旨記載されている。
また、特許文献１に記載の切削方法において、中ぐり棒がワークの複数の穴に挿入された後、先端部に治具の一例であるカウンタツールが連結装置によって連結される。中ぐり棒の先端部がカウンタツールを介してワークのサポート穴の一方に保持され、基端部が支持装置を介してサポート穴の他方に保持される。その状態で、中ぐり棒が回転させられ、軸線方向に相対移動させられることにより、ワークの加工穴について切削加工が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第4750253号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、治具等を用いることなく、複数の穴を有するワークについての切削加工を行い得る切削工具、その切削方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
切削加工の対象となるワークは、予め形成された複数の穴を有するものであり、これら複数の穴のうちの両端に位置する穴が基準穴であり、複数の穴から両端に位置する基準穴を除く中間に位置する穴のうちの１つ以上が切削加工の対象の加工穴である。
本発明に係る切削工具は、長手方向に伸びたものであり、中間部に設けられた１つ以上の切刃と、両端部にそれぞれ設けられたガイド部とを有する。
本発明に係る切削方法において、切削工具とワークとの軸線方向の相対移動により、切削工具が、ワークの複数の穴に挿入され、軸線と直交する方向に移動させられる。それにより、両端部にそれぞれ設けられたガイド部の各々が基準穴の内周面に近づけられ、切刃が加工穴の内周面に近づけられる。次に、切削工具が回転させられつつ、ワークに対して軸線方向に相対移動させられる。それにより、ワークの加工穴について切削加工が行われる。切削工具の回転により、遠心力が作用し、ガイド部が基準穴の内周面に押し付けられる。ガイド部が基準穴の内周面に接触した状態で、切削加工が行われるのであり、それにより、加工穴を精度よく切削加工することができる。
このように、本発明に係る切削工具は、両端部にそれぞれ設けられたガイド部を有するため、本発明に係る切削方法において、特許文献１に記載の切削方法においては必要であったカウンタツール等の治具等が不要となる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の一実施形態に係る切削工具が用いられる作業装置の全体を概念的に示す図である。本作業装置において、本発明の一実施形態に係る切削方法が実施される。
【図２】上記切削工具の斜視図である。
【図３】上記切削工具の別の斜視図である。
【図４】上記切削工具の側面図（一部断面図）である。
【図５】上記切削工具のＡＡ断面図である。
【図６】上記切削工具のＢＢ断面図である。
【図７】上記切削工具のＣＣ断面図である。
【図８】上記切削工具のＤＤ断面図である。
【図９】上記切削工具のＥＥ断面図である。
【図１０】上記作業装置の作動図である。
【図１１】上記切削工具を用いて切削加工が行われる場合を概念的に示す作動図である。
【図１２】上記切削工具を用いて切削加工が行われる場合の作動図（ＢＢ断面図）である。
【図１３】(a),(b)上記切削工具を保持するホルダの作動を示す図である。(c)ワークの評価方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明の一実施形態に係る切削工具を図面に基づいて詳細に説明する。本切削工具は、例えば、ワークＷとしてのシリンダブロックのクランク穴の加工に用いることができるものであり、マシニングセンタ、ＮＣ工作機械、工作機械等の作業装置に用いることができる。
【実施例】
【０００８】
切削工具１０が用いられる作業装置の一例を図１に示す。作業装置は、装置ベース１２、ワーク保持台としてのターンテーブル１４、主軸１６を保持するコラム１８、コンピュータを主体とする制御装置２０等を含む。ターンテーブル１４には、ワークＷが載せられて保持される。本作業装置において、ターンテーブル１４が装置ベース１２に対して回転可能かつ揺動可能に設けられ、コラム１８が装置ベース１２に水平方向に移動可能に設けられ、主軸１６がコラム１８に上下方向に移動可能に保持される。
なお、作業装置の構造は問わない。例えば、ターンテーブル１４は装置ベース１２に対して水平方向に移動可能かつ上下方向に移動可能に設けることができる。また、主軸１６は、概して水平方向に伸びたものとしても、垂直方向に伸びたものとしてもよい。
【０００９】
本作業装置において、主軸１６には、図示しないツールマガジンに格納された複数のツールのうちの１つ（例えば、切削工具１０）が選択的に取り付けられて、作動させられる。それにより、切削加工等の種々の作業が行われる。制御装置２０は、コラム１８を駆動する駆動装置、主軸１６を駆動する駆動装置、ターンテーブル１４を駆動する駆動装置等を予め定められた作業プログラムに従って制御する。ワークＷに対する作業は、主軸１６の回転と、ターンテーブル１４と主軸１４との相対移動とにより行われる。
【００１０】
ワークＷは、予め一列に並んで形成された複数の穴（本実施例においては５つの穴）Ｊ（Ｊ１，Ｊ２,Ｊ３，Ｊ４，Ｊ５）を有する。複数の穴Ｊのうちの両端に位置する穴Ｊ１，Ｊ５が基準穴であり、中間に位置する穴Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４が切削工具１０による切削加工の対象の加工穴である。一般的に、切削工具１０による切削加工前の加工穴Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４の半径Ｒａは、基準穴Ｊ１，Ｊ５の半径Ｒｂより小さく（Ｒｂ＞Ｒａ）、加工穴Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４の内周面の切削工具１０による切削加工により、半径Ｒｂに近づけられる。
【００１１】
図２〜４に示すように、切削工具１０は、中ぐり棒としてのラインバーであり、長手方向に伸びた本体３０と、本体３０の中間部に設けられ、長手方向に互いに隔たって設けられた複数の切刃カートリッジ３２と、本体３０の両端部にそれぞれ設けられたガイド部３４，３６とを含む。ラインバー１０は、本体３０の基端部においてフローティングホルダ４０に保持され、例えば、フローティングホルダ４０を介して主軸１６に保持される。
【００１２】
本体３０は、図２〜４に示すように、ラインバー１０の軸線Ｌｒ（長手方向に伸びた軸線をいう）に直交する断面である横断面形状が概して扇形状を成す扇状部３０ｈと、横断面形状が概して円形を成し、フローティングホルダ４０に保持される被保持部３０ｖとを有する。扇状部３０ｈは、図５〜７，９に示すように、円弧状に伸びた外周面を含む広幅部４２と、外形が山形を成し、その頂部を含む山形部４４とを有する。図５に示すように、広幅部４２の外周面は軸線Ｌｒ上に位置する中心Ｔとする半径Ｒｂより小さい半径Ｒｃ（Ｒｃ＜Ｒｂ）の円弧状を成し、その中心角φは１８０度より小さい。
なお、中心角φは、本体３０の半径Ｒｃ，基準穴Ｊ１，Ｊ５の半径Ｒｂ等に基づいて設計される。例えば、本体３０に設けられたガイド部３４，３６を基準穴Ｊ１，Ｊ５の内周面から離間させ得るように、設計することができるのであり、例えば、１５０度程度の大きさとすることができる。
【００１３】
また、扇状部３０ｈの重心Ｇは、中心Ｔより広幅部側の位置となり、中心Ｔと重心Ｇとの間の軸線Ｌｒと直交する方向の距離はＤｇとなる。一方、扇状部３０ｈは、図９に示すように、中心Ｔの半径Ｒｃの円筒部材から、広幅部４２に対向する部分である除去部５４を除くことにより得られた形状であると考えることができる。
【００１４】
例えば、中心Ｔから山形部側の端部までの距離Ｄｍが同じであり、広幅部４２の中心角φが同じ場合には、除去部５４の体積が大きい場合は小さい場合より重心Ｇと中心Ｔとの間の距離Ｄｇが大きくなる。除去部５４の体積が同じであり、広幅部４２の中心角φが同じである場合には、中心Ｔから山形部側の端部までの距離Ｄｍが小さい場合は大きい場合より中心Ｔと重心Ｇとの間の距離Ｄｇが大きくなる。また、扇状部３０ｈの重量が同じである場合には、距離Ｄｇが大きい場合は小さい場合よりアンバランス量が大きくなり、回転速度が同じである場合には、ラインバー１０の回転時に扇状部３０ｈに作用する遠心力が大きくなる。
【００１５】
以上の事情を考慮して、扇状部３０ｈの形状が設計されるのであり、例えば、距離Ｄｍを半径Ｒｃの７０％以下とし、除去部５４の体積を半径Ｒｃの円筒部材の体積の３０％以上とすることができる。この場合には、重心Ｇと中心Ｔとの間の距離Ｄｇを半径Ｒｃの１５％以上とすることができる。それにより、アンバランス量を大きくすることが可能となり（例えば、０．０５９ｋｇｍｍ）、扇状部３０ｈに大きな遠心力を付与することが可能となる。
【００１６】
なお、扇状部３０ｈの重心Ｇと中心Ｔとの間の距離Ｄｇは、本体３０の密度が均一であると想定して計算により求めた値である。しかし、実際には、本体３０にはクーラント供給穴、軽量化のための空隙等が設けられたり、切刃カートリッジ３２等が取り付けられたりするため、距離Ｄｇは計算値とは異なる場合がある。
また、ラインバー１０の扇状部３０ｈは、円筒部材から除去部５４を削って製造されるとは限らない。上述の記載は、扇状部３０ｈの形状を表現する記載にすぎず、扇状部３０ｈの製造方法を限定する記載ではない。
【００１７】
なお、扇状部３０ｈの中心Ｔに直交する線Ｈから山形部側の体積ＶＡの広幅部側の体積ＶＢに対する比率（ＶＡ／ＶＢ）は０．６以下（本実施例においては、０．５以下）となる。比率が小さい場合は大きい場合より、重心Ｇと中心Ｔとの間の距離Ｄｇは大きくなる。
なお、扇形部３０ｈには、クーラント供給穴や空隙が設けられることが多いため、体積比率と重量比率とは１対１に対応するとは限らない。
【００１８】
切刃カートリッジ３２は、図４等に示すように、本体３０の中間部に、ラインバー１０の軸線Ｌｒが伸びる方向（以下、ラインバー１０の軸線方向と称する場合がある）に複数個（本実施例においては、６個）設けられる。これら６個の切刃カートリッジ３２のうちの３個は粗削り用のものであり、残りの３個は仕上げ用のものである。粗削り用のものと仕上げ用のものとは互いに隣接して、本実施例においては、粗削り用の切刃カートリッジ３２が仕上げ用の切刃カートリッジ３２の先端側に位置する。なお、ラインバー１０に、粗削り用の切刃カートリッジと仕上げ用の切刃カートリッジとを設けることは不可欠ではない。
【００１９】
切刃カートリッジ３２は、図６に示すように、それぞれ、本体３０の中間部の、扇状部３０ｈの端面付近に設けられる。切刃カートリッジ３２は、それぞれ、カートリッジ本体と、カートリッジ本体に設けられたチップ４６とを有し、カートリッジ本体がボルト４８によりラインバー１０の本体３０に取り付けられる。チップ４６は切刃３２ｃを備え、切刃３２ｃが中心Ｔとするほぼ半径Ｒｂの円周上に位置する。
【００２０】
ガイド部３４，３６の一方は、本体３０の先端側に設けられた図５に示す先端側ガイド部３４であり、他方は基端側に設けられた図７に示す基端側ガイド部３６である。これら先端側ガイド部３４、基端側ガイド部３６は、それぞれ、本体３０の広幅部４２の外周面に設けられた複数（本実施例においては、３つ）のガイドパッド５０を含む。ガイドパッド５０は、それぞれ、概してラインバー１０の軸線方向に伸びたものであり、複数のボルトによって本体３０の広幅部４２の外周面に、周方向に間隔を隔てて取り付けられる。ガイドパッド５０の長さは、それぞれ、基準穴Ｊ１，Ｊ５の長さと切削加工時のラインバー１０とワークＷとの軸線方向の相対移動量とに基づいて決まる。また、ガイドパッド５０の各々の外周面は、中心Ｔとする概して半径Ｒｂの円弧状に位置する。本実施例においては、３つのガイドパッド３０の外周面によってガイド面が構成される。
【００２１】
これら３つのガイドパッド５０と切刃３２ｃとは、図６に示すように、ラインバー１０の正面視において、扇状部３０ｈの中心Ｔの周りの中心角θの範囲内に設けられる。中心角θは１８０度より小さい。また、切削加工時に、切刃３２ｃには、切削抵抗（主分力、背分力、送り分力）が作用するが、ガイドパッド５０は本体３０の切削抵抗（主分力、背分力）をほぼ受ける部分に設けられる。
【００２２】
フローティングホルダ４０は、本実施例においては、ラインバー１０を、主軸１６の回転を伝達し、かつ、フローティングホルダ４０の軸線Ｌｆと直交する方向に移動可能、かつ、軸線Ｌｆに対して傾動可能に保持するものである。図４，８に示すように、フローティングホルダ４０は、主軸１６に一体的に回転可能に保持される第１部材４０ａと、ラインバー１０の被保持部３０ｖに一体的に回転可能に取り付けられる第２部材４０ｂと、第１部材４０ａと第２部材４０ｂとの間に設けられたオルダム継手６０とを含む。第１部材４０ａは軸線Ｌｆを有するものであり、主軸１６に、軸線Ｌｆが主軸１６の回転軸線と同一直線上に伸びた状態で保持される。第２軸線４０ｂは、ラインバー１０に、ラインバー１０の軸線Ｌｒと同一軸線上に位置する状態で取り付けられる。
【００２３】
オルダム継手６０は、第１部材４０ａと第２部材４０ｂとを、第１部材４０ａの回転を第２部材４０ｂに伝達し、かつ、第２部材４０ｂを第１部材４０ａに対して、軸線Ｌｆと直交する方向に相対移動可能に連結するものである。オルダム継手６０の図示しない中間体は、キーとキー溝とにより、第１部材４０ａ（図８参照）に軸線Ｌｆと直交する第１方向に相対移動可能に保持され、第２部材４０ｂは、キーとキー溝とにより、中間体に軸線Ｌｆおよび第１方向と直交する第２方向に相対移動可能に保持される。
【００２４】
また、図４に示すように、第２部材４０ｂは半径方向に突出したフランジ部６２を有し、フランジ部６２の軸線Ｌｆの方向の両側には、一対のボール６４，６６を備えた軸受が設けられる。フランジ部６２の外周面と第１部材４０ａとの間には半径方向の隙間が設けられる。この半径方向の隙間により、第２部材４０ｂの第１部材４０ａに対する軸線Ｌｆに直交する方向の相対移動が許容される。また、ボール６４，６６を備えた軸受の端面と第１部材４０ａとの間、または、フランジ部６２と軸受けとの間に軸線Ｌｆの方向の隙間が設けられる。この軸線Ｌｆの方向の隙間により、第２部材４０ｂの第１部材４０ａの軸線Ｌｆに対する傾動が許容される。
このように、本実施例において、ラインバー１０は、図１３(a)、(b)に示すように、フローティングホルダ４０により、主軸１６に、主軸１６の軸線（第１部材４０ａの軸線Ｌｆ）に直交する方向に移動可能、かつ、傾動可能に保持される。
【００２５】
以上のように構成された作業装置において、ワークＷについて切削加工が行われる場合について説明する。
ワークＷの加工穴Ｊ２〜Ｊ４についてのラインバー１０による切削加工の前に、基準穴Ｊ１，Ｊ５についての切削加工が行われる。
ターンテーブル１４にワークＷが保持され、主軸１６にラインバー１０とは異なる切削工具８０がホルダを介して取り付けられる。図１０(a)に示すように、切削工具８０による基準穴Ｊ５についての切削加工が行われ、次に、図１０(b)に示すように、ターンテーブル１４が１８０度回転させられ、基準穴Ｊ１についての切削加工が同様に行われる。基準穴Ｊ１，Ｊ５の半径は、ほぼ半径Ｒｂとされる。
【００２６】
次に、加工穴Ｊ２〜Ｊ４についてのラインバー１０による切削加工が行われる。
主軸１６には、ラインバー１０がフローティングホルダ４０を介して取り付けられる。
図１１(a)、図１２(a)に示すように、ラインバー１０は、ラインバー１０の軸線ＬｒがワークＷの軸線Ｌｗ（基準穴Ｊ１，Ｊ５の中心Ａを通る線をいう）から直線αの方向に距離Ｄｒ隔たった位置、換言すると、切刃３２ｃおよびガイド面がワークＷの穴Ｊ１〜Ｊ５の内周面から離間して、切刃３２およびガイド面と穴Ｊ１〜Ｊ５の内周面との間にクリアランスが存在する位置にある。直線αは、扇状部３０ｈの、３つのガイドパッド５０および切刃３２ｃが位置する領域の中心角θの１／２を通る線である。本実施例において、ラインバー１０の正面視において、ガイドパッド５０と切刃カートリッジ３２とが、中心角が１８０度より小さい領域内（本実施例においては、約１５０度の領域内）に設けられているため、ラインバー１０の軸線Ｌｒを、ワークＷの軸線Ｌｗから、直線αに沿って離間させることにより、ガイドパッド５０の外周面および切刃３２ｃを良好に穴Ｊ１〜Ｊ５の内周面から離間させることができる。
【００２７】
次に、図１１(b)に示すように、ラインバー１０がワークＷに対して軸線方向に相対移動させられることにより、ワークＷの複数の穴Ｊに挿入される。ラインバー１０は、先端側ガイド部３４が基準穴Ｊ１に達するまで挿入される。この工程を挿入工程と称する。
【００２８】
次に、図１１(c)、図１２(b)が示すように、ラインバー１０を矢印ｐが示す方向（軸線Ｌｒに直交する方向）にＤｒ移動させて、ラインバー１０の軸線ＬｒをワークＷの軸線Ｌｗに一致させる。この状態で、理論的には、先端側ガイド部３４、基端側ガイド部３６の各々において、ガイドパッド５０の外周面が穴Ｊ１，Ｊ５の内周面に接触し、切刃３２ｃが加工穴Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４の内周面に接触する。この工程をシフト工程と称する。
【００２９】
図１１(d)に示すように、主軸１６が回転させられ、ターンテーブル１４とコラム１８とが相対移動させられる。ラインバー１０が軸線（回転軸線）Ｌｒの周りに回転させられつつ相対的に前進させられる。遠心力によりガイド部３４，３６が基準穴Ｊ１，Ｊ５に押し付けられた状態、すなわち、ガイドが効いた状態で加工穴Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４について切削加工が行われる。この工程を切削工程と称する。
【００３０】
加工穴Ｊ２〜Ｊ４の切削加工後、図１１(e)、図１２(c)に示すように、ラインバー１０が矢印ｑが示す方向（軸線Ｌｒと直交する方向）に距離Ｄｒ移動させられ、ガイドパッド５０および切刃３２ｃがワークＷの内周面から離間させられる。
次に、図１１(f)に示すように、ラインバー１０が後退させられ、ワークＷから引き抜かれる。
【００３１】
このように、本実施例に係る切削工具は、先端部と基端部との両方に設けられたガイド部３４，３６を含むため、本実施例に係る切削方法において、特許文献１に記載の切削方法においては必要であったカウンタツール等の治具が不要となる。また、ワークＷの近傍にサポートを設置し、サポートにおいてラインバーの先端部が保持された状態で切削加工が行われる切削方法が知られているが、本実施例に係る切削方法においては、サポート等の付帯設備も不要となるのであり、換言すると、治具や付帯設備等を用いることなく、作業装置においてワークＷについての切削加工を行うことができるのである。
【００３２】
また、本実施例に係るラインバー１０においては、粗削り用の切刃３２ｃと仕上げ用の切刃３２ｃとが、互いに隣接して、粗削り用の切刃３２ｃが仕上げ用の切刃３２ｃの先端側に位置して設けられる。そのため、ラインバー１０の１回の軸線方向の前進により、粗削りと、仕上げとの両方を行うことができる。
なお、粗削り用の切刃３２ｃが仕上げ用の切刃３２ｃの基端側に位置して設けられた場合には、ラインバー１０の軸線方向の後退により、粗削りと、仕上げとの両方を行うことができる。本実施例においては、先端側ガイド部３４も基端側ガイド部３６も本体３０の中心角１８０度以下の部分に設けられるため、ラインバー１０を軸線と直交する方向に移動させることにより良好に内周面に接触した位置と内周面から離間した位置とに移動させることが可能となり、前進時にも後退時にも切削加工を行うことができるのである。
【００３３】
一方、切削加工後のワークＷについては、図１３(c)に示すように、ワークＷの軸線Ｌｗ（基準穴Ｊ１，Ｊ５の中心Ａを通る線）に対する加工穴Ｊ２〜Ｊ４の各々の中心線のずれΔに基づいて評価される。Δが小さい場合は大きい場合よりワークＷの評価が高くなる。
それに対して、本実施例においては、遠心力によりラインバー１０のガイド部３４，３６がワークＷの基準穴Ｊ１，Ｊ５に接触した状態で、加工穴Ｊ２〜Ｊ４についての切削加工が行われる。換言すると、切削加工が、穴Ｊ１，Ｊ５を切削加工の基準穴Ｊ１，Ｊ５として行われるのであるが、基準穴Ｊ１，Ｊ５は、ワークＷを評価する際の基準穴でもある。このように、評価時の基準穴Ｊ１，Ｊ５を切削加工時の基準穴Ｊ１，Ｊ５として切削加工が行われるため、切削加工後のワークについて高い評価を得ることができる。
【００３４】
特許文献１に記載の中ぐり棒の基体３の横断面形状は実質的に円形を成すものであるのに対して、本実施例に係るラインバー１０の扇状部３０ｈの横断面形状は概して扇形状を成す。そのため、ラインバー１０の重心Ｇの回転軸線Ｌｒ（＝Ｌｗ）からの隔たりを大きくすることができ、ラインバー１０に作用する遠心力を、横断面形状が実質的に円形を成すものに比較して大きくすることができる。
【００３５】
本実施例において、本体３０の切刃３２ｃに加えられる切削抵抗を受ける部分にガイドパッド５０が設けられる。また、本体３０が扇形状を成すため、本体３０にはガイド面を基準穴Ｊ１，Ｊ５に押し付けるとともに、切刃３２ｃを加工穴Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４に押し付ける向きの大きな遠心力が作用する。そのため、ガイドパット５０を基準穴Ｊ１，Ｊ５の内周面に良好に押付け、切刃３２ｃの浮き上がりを良好に防止することができる。その結果、加工穴Ｊ２〜Ｊ４について精度よく切削加工が行われるようにすることができる。
【００３６】
また、扇状部３０ｈの設計、主軸１６の回転速度等によっては、遠心力を、切削抵抗より大きくすることができ、その場合には、切刃３２ｃの浮き上がりをより一層良好に防止することができる。
さらに、遠心力を、切削抵抗とラインバー１０の自重とを加えた値より大きくすることもできる。例えば、主軸１６の軸線が概して水平方向に伸びた場合には、回転位相によって、ラインバー１０の自重によってガイド部３４，３６や切刃３２ｃを穴Ｊ１〜Ｊ５に押し付ける押付力が小さくなる場合がある。それに対して、ラインバー１０に、切刃３２ｃに作用する切削抵抗とラインバー１０に作用する重力とを合わせた値より大きい遠心力が作用する場合には、ラインバー１０の回転位相の変化に起因する切刃３２ｃの浮き上がりを良好に抑制することが可能となり、より一層、加工穴Ｊ１〜Ｊ４の加工精度を向上させることができる。
【００３７】
例えば、ライバー１０において、中心Ｔと山形部側の端部との間の距離Ｄｍを半径Ｒｃの６５％以下とし、除去部５４を円筒部材の３０％以上とした場合に、重心Ｇと中心Ｔとの間の距離を半径Ｒｃの２０％以上とすることができ、回転速度を５２．３rad/s以上とすることにより、遠心力を自重の２倍以上の大きさとすることができ、切削抵抗と自重とを合わせた値より大きくすることができる。
【００３８】
また、主軸１６とワークＷの軸線Ｌｗとが一直線上に位置しない場合がある。例えば、図１０(a),(b)に示すように、基準穴Ｊ１，Ｊ５を加工する際に、ターンテーブル１４の精度等に起因して、基準穴Ｊ１と切削工具８０との相対位置と、基準穴Ｊ５と切削工具８０との相対位置とがずれ、基準穴Ｊ１とＪ５とがずれる場合があるのである。
【００３９】
それに対して、本実施例においては、ラインバー１０が、フローティングホルダ４０を介して主軸１６に取り付けられ、フローティングホルダ４０に、軸線Ｌｆ（主軸１６の軸線と同一直線上にある）と直交する方向に相対移動可能、かつ、軸線Ｌｆに対して傾動可能に保持される。そのため、ワークＷの軸線Ｌｗが主軸１６の軸線（フローティングホルダ４０の軸線Ｌｆ）に対して水平方向や垂直方向にずれていても、ワークＷの軸線Ｌｗが軸線Ｌｆに対して傾いていても、図１３(a),(b)に示すように、ラインバー１０を、ワークＷの軸線Ｌｗ、すなわち、基準穴Ｊ１，Ｊ５の中心を通る軸線Ｌｗに沿って複数の穴Ｊ１〜Ｊ５に挿入させることができる。換言すると、ラインバー１０は、一直線状に伸びたものであるが、ラインバー１０を複数の穴Ｊ１〜Ｊ５に挿入させた場合のラインバー１０の湾曲を小さくすることができる。そのため、ラインバー１０が、ガイド部３４，３６が基準穴Ｊ１，Ｊ５に接触した状態で軸線Ｌｗ（＝Ｌｒ）の周りに回転させられつつ前進させられることにより、加工穴Ｊ２〜Ｊ４の各々の中心線の軸線Ｌｗからの隔たりΔを小さくすることができ、高い評価のワークＷを得ることができる。
【００４０】
一方、ラインバーの先端部にのみガイド部が設けられる場合がある。その場合には、先端部に設けられたガイド部と１つの基準穴とによりガイドされた状態で、加工穴について切削加工が行われる。
それに対して、本実施例に係るラインバー１０は、先端部と基端部との両方に設けられたガイド部３４，３６を含み、ガイド部３４，３６の各々がワークＷの基準穴Ｊ１，Ｊ５に接した状態で加工穴Ｊ２〜Ｊ４についての切削加工が行われる。そのため、上述の場合に比較して、加工穴Ｊ２〜Ｊ４について、高い精度で切削加工を行うことができる。
【００４１】
なお、作業装置において、主軸１６を、概して垂直方向に伸びたものとした場合には、ラインバー１０の自重に起因するガイド部３４，３６の基準穴Ｊ１，Ｊ５への押付力の減少を良好に抑制することができ、高い精度で切削加工を行うことができる。
【００４２】
また、ラインバー１０について、切刃カートリッジ３２の個数、ガイドパッド５０の個数等は、上記実施例に限定されない。また、ワークＷの形状、種類は問わない等、本発明は、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した態様で実施することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１０：ラインバー    １４：ターンテーブル    １６：主軸    ３０：本体    ３０ｈ：扇状部    ３２：切刃カートリッジ    ３２ｃ：切刃    ３６：基端側ガイド部    ３４：先端側ガイド部    ４０：フローティングホルダ    ４２：広幅部    ５０：ガイドパッド    ６０：オルダム継手    ６２：フランジ部
【特許請求可能な発明】
【００４４】
（１）予め一列に並んで形成された複数の穴を有するワークについて切削加工を行う切削工具であって、
前記ワークが、前記複数の穴のうち両端に位置する穴である基準穴と、前記複数の穴から前記基準穴を除く中間に位置する穴のうちの１つ以上の穴である加工穴とを含み、
当該切削工具が、
長手方向に伸びた本体と、
その本体の中間部に設けられた１つ以上の切刃と、
前記本体の両端部にそれぞれ設けられ、それぞれ、前記基準穴の各々の内周面にそれぞれ接触可能なガイド部と
を含む切削工具。
切削工具は、両端部にそれぞれ設けられたガイド部の各々と基準穴とにより位置決めされた状態で、加工穴に切削加工を行う。
【００４５】
（２）前記本体が、横断面形状が概して扇形状を成す扇状部を含み、前記扇状部の中心角が１８０度より小さい(1)項に記載の切削工具。
中心角は、例えば、９０度以上、１００度以上、１１０度以上、１２０度以上とすることができ、１７０度以下、１６０度以下、１５０度以下、１４０度以下等とすることができる。
本体の横断面の円弧状に湾曲した外周部は、１つの円の円弧から構成されるとは限らず、複数の円の円弧を含むものであってもよい。
【００４６】
（３）前記扇状部の重心が、当該切削工具の回転軸線より前記扇状部の概して円弧状に湾曲した外周面に近い側に位置し、
前記重心と前記回転軸線との間の距離が、前記回転軸線から前記概して円弧状に湾曲した外周面までの距離の１５％以上である(2)項に記載の切削工具。
回転軸線から外周面までの距離に対する回転軸線と重心との間の距離の比率が大きい場合は小さい場合より、相対的に、アンバランス量が大きくなり、扇状部に作用する遠心力を大きくすることができる。また、比率は２０％以上、２５％以上とすることが望ましい。
【００４７】
（４）前記扇状部が、当該切削工具の回転軸線を中心とする円筒部材から、前記円筒部材の概して円弧状に湾曲した外周面に対向する部分のうちの前記円筒部材の体積の２５％以上の部分を除いて得られた形状を成す(2)項または(3)項に記載の切削工具。
円筒部材から除く部分の体積は、円筒部材の体積の６０％以下、５０％以下、４５％以下とすることが望ましく、３０％以上、３５％以上、４０％以上等とすることが望ましい。
【００４８】
（５）前記扇状部が、当該切削工具の回転軸線から概して円弧状に湾曲した外周面とは反対側の端部までの距離の、前記回転軸線から前記概して円弧状に湾曲した外周面までの距離に対する比率が０．７以下である(2)項ないし(4)項のいずれか１つに記載の切削工具。
比率が小さい場合は大きい場合より、重心と回転軸線との間の距離Ｄｇが大きくなる傾向にある。比率は０．６５以下、０．６以下、０．５以下、０．４以下、０．３以下、０．２以下等とすることができる。比率は０であってもよい。
【００４９】
（６）前記扇状部の断面の、当該切削工具の回転軸線に直交する線より概して円弧状に湾曲した外周縁が位置する側の部分の面積に対する、前記回転軸線に直交する線より前記概して円弧状に湾曲した外周縁が位置する側とは反対側の部分の面積の比率が０．６以下である(2)項ないし(5)項のいずれかに記載の切削工具。
本体の断面は扇形状を成すため、回転軸線に直交する線Ｈ（図９参照）より概して円弧状を成す側の部分Ａの断面積ＳＡは、線Ｈより部分Ａとは反対側の部分Ｂの断面積ＳＢに対して大きい。この比率（ＳＢ/ＳＡ）は０より大きく、０．５５以下、０．５以下、０．４５以下、０．４以下等とすることが望ましい。
なお、切削工具には、クーラント供給穴、軽量化のための空洞部等が設けられるため、これら断面積の比率と重量比率とは１対１に対応するとは限らないが、相対的には、断面積の比率が大きい場合は重量比率も大きくなると考えることができる。
【００５０】
以上(3)項ないし(6)項に記載の特徴は、本体の横断面形状が概して扇形状を成す場合に限らない。本体の横断面形状が概して円形の一部が切欠かれた形状を成す場合にも適用することができる。
【００５１】
（７）前記ガイド部が、前記本体の両端部の各々の外周面に、それぞれ、設けられた複数のガイドパッドを含む(1)項ないし(6)項のいずれか１つに記載の切削工具。
ガイドパッドは、本体の扇状部の外周面に設けることもできる。
ガイドパッドは、長手方向に伸びたものであり、切削工具が軸線方向に移動させられても、基準穴に接触可能な長さを有するものである。
また、ガイドパッドは、超硬材料で製造されたものとすることができる。
【００５２】
（８）前記複数のガイドパッドと前記切刃とが、当該切削工具の正面視において、前記扇状部の前記中心角が１８０度より小さい部分に設けられた(7)項に記載の切削工具。
切削工具を軸線と直交する方向に移動させることにより、ガイドパッドと切刃とが基準穴、加工穴の内周面に接触する位置と内周面から離間する位置とに移動させることができる。
【００５３】
（９）当該切削工具が、主軸にホルダを介して取り付けられるとともに、前記ホルダに、前記ホルダの軸線と直交する方向に相対移動可能、かつ、前記ホルダの軸線に対して傾動可能に保持された(1)項ないし(8)項のいずれか１つに記載の切削工具。
【００５４】
（１０）切削工具をホルダを介して保持する主軸と、
一列に並んで形成された複数の穴を有するワークを保持するワーク保持台と
を含む作業装置において前記主軸の回転と、前記主軸と前記ワーク保持台との相対移動とにより、前記切削工具により、前記ワークの複数の穴のうちの中間に位置する穴のうちの１つ以上の加工穴に切削加工を施す切削方法であって、
前記切削工具が、長手方向に伸びた本体と、その本体の中間部に設けられた１つ以上の切刃と、前記本体の両端部にそれぞれ設けられたガイド部とを含み、
当該切削方法が、
前記切削工具と前記ワークとを接近させることにより、前記切削工具を前記ワークの前記複数の穴に、前記１つ以上の切刃と前記両端部の各々に設けられたガイド部とが前記複数の穴の内周面から離間した状態で、挿入させる挿入工程と、
前記切削工具と前記ワークとを前記切削工具の軸線と直交する方向に相対移動させることにより、前記切削工具の前記両端部に設けられたガイド部をそれぞれ前記ワークの前記複数の穴のうちの両端に位置する穴である基準穴の内周面に近づけ、前記切刃を前記加工穴の内周面に近づけるシフト工程と、
前記切削工具が、前記ガイド部と前記基準穴とによりガイドされた状態で、前記切削工具の回転と、前記切削工具と前記ワークとの相対移動とにより、前記ワークの加工穴に切削加工を施す切削工程と
を含む切削方法。
主軸は、概して水平方向に伸びたものであっても、概して垂直方向に伸びたものであってもよい。本項に記載の切削方法の実施に用いられる切削工具には、(1)項ないし(9)項に記載の切削工具を適用することができる。
【００５５】
（１１）前記切削工程において、前記切削工具を回転させることにより、前記本体に作用する遠心力により前記ガイド部を前記基準穴の内周面に押し付けるとともに、前記切刃を前記加工穴に押し付ける(10)項に記載の切削方法。
【００５６】
（１２）前記切削工程において、前記切刃に作用する切削抵抗より大きい前記遠心力を前記本体に作用させる(10)項または(11)項に記載の切削方法。
【００５７】
（１３）前記切削工程において、前記切削工具に作用する重力より大きい前記遠心力を前記本体に作用させる(10)項ないし(12)項のいずれか１つに記載の切削方法。
【００５８】
（１４）前記本体が、前記軸線に直交する方向の横断面形状が概して扇形状を成す扇状部を含み、
前記切削工程において、前記扇状部に前記遠心力を作用させる(10)項ないし(13)項のいずれか１つに記載の切削方法。
なお、前記本体の横断面形状は概して扇形状に限らず、例えば、円形の一部が切り欠かれた形状を成すものとすることができる。
【００５９】
（１５）当該切削方法が、前記主軸が概して垂直方向に伸びた状態で、前記ワークについての切削加工を行う(10)項ないし(14)項のいずれか１つに記載の切削方法。
【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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【図１３】
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