(57)【要約】【課題】  パイプ内径溝の加工において、切屑の工具への巻き付きが抑制され、工具刃損の無い安定した加工工具を得る。【解決手段】  刃先に所定のすくい角を有し、軸心周りに回転可能な棒状の工具本体の先端部に放射状に設けられ、回転方向に切削する複数の切削刃と、隣接する前記切削刃の間で、前記隣接するそれぞれの前記切削刃の刃幅を結んだ線に対し前記工具本体の末端部側に隣接して前記工具本体に設けられ、液体を噴出する噴出口とを備えたＴスロットカッタ構造とした。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
刃先に所定のすくい角を有し、軸心周りに回転可能な棒状の工具本体の先端部に放射状に設けられ、回転方向に切削する複数の切削刃と、
隣接する前記切削刃の間で、前記隣接するそれぞれの前記切削刃の刃幅を結んだ線に対し前記工具本体の末端部側に隣接して前記工具本体に設けられ、液体を噴出する噴出口とを備えた内径溝加工用工具。
【請求項２】
前記噴出口は、前記切削刃の刃先方向へ液体を噴出する請求項１に記載の内径溝加工用工具。
【請求項３】
前記切削刃は、前記工具本体との接続部の形状が前記回転方向の前方側に弧を有している請求項１又は請求項２に記載の内径溝加工用工具。
【請求項４】
前記切削刃は、前記回転方向の前方から後方に向かって、前記切削刃の刃幅が漸減する請求項１〜請求項３のいずれかに記載の内径溝加工用工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、パイプの内径溝加工に係り、深溝でも工具刃損がなく高精度に加工が可能な加工工具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の内径溝加工においては、内径加工用バイト工具を用いて加工することが一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５８-２１１８０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
内径溝の加工において、溝幅が細く深さが深い場合、適用する工具の刃が薄く長いため剛性が低く工具刃損しやすい。また、切削での切屑が溝部から排出されにくく切屑詰まりによる工具刃損や製品へ傷付けが発生する。とくに、特開昭５８-２１１８０２号公報（特許文献１参照）に示されるバイト工具による加工は、切屑が連続してつながったものとなり、工具に巻き付き工具刃損の原因となっていた。さらにパイプの奥まで加工する場合、工具長が長くなり工具剛性がさらに低下してびびり振動が発生しやすく、工具刃損や加工面の仕上がり悪化を招いていた。
【０００５】
これらの要因により、切込みや送り速度の切削条件を落して加工する必要があり、加工時間が長くかかっていた。また、切屑を除去するために加工毎に機械を止め人作業により切屑を除去する清掃作業が必要となり、無人での連続設備稼動ができなかった。そのため、切削条件を落さず、切屑を効率的に除去することが課題であった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る内径溝加工用工具は、刃先に所定のすくい角を有し、軸心周りに回転可能な棒状の工具本体の先端部に放射状に設けられ、回転方向に切削する複数の切削刃と、隣接する前記切削刃の間で、前記隣接するそれぞれの前記切削刃の刃幅を結んだ線に対し前記工具本体の末端部側に隣接して前記工具本体に設けられ、液体を噴出する噴出口とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、パイプ内径溝の加工において、切屑の工具への巻き付きが抑制され、工具刃損の無い安定した加工工具が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１における内径溝加工用工具や加工方法を表した模式図である。
【図２】この発明の実施の形態１における内径溝加工用工具の形状を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１における３種類の内径溝加工用工具を用いて、内径溝を加工するときの加工状態を表す図である。
【図４】この発明の実施の形態１における内径溝加工用工具の先端から切削刃の刃先に向けて切削液を噴出するときの状態を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態１における内径溝加工用工具の切削刃の刃先形状を表した図である。
【図６】この発明の実施の形態２における内径溝加工用工具の形状を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態３における内径溝加工用工具の形状を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
以下、この発明の構成を具体的に明らかにするために、実施形態の一例について、図面を参照しつつ、詳細に説明することとする。
【００１０】
図１〜５は、この発明の実施の形態１を表す内径溝加工の加工工具や加工方法を表した模式図である。図１は、この発明の実施の形態１における内径溝加工用工具や加工方法を表した模式図であり、図１において、１は被加工部材であるパイプ材、２は内径溝、３は内径溝加工用工具のＴスロットカッタである。
【００１１】
図２は、この発明の実施の形態１における内径溝加工用工具の形状を示す図であり、図２において、４はＴスロットカッタの切削刃、５は最小工具首、６はテーパ首部、７はシャンクである。図３は、この発明の実施の形態１における３種類の内径溝加工用工具を用いて、内径溝を加工するときの加工状態を表す図であり、図３において、８は内径溝の浅い部分を加工するＴスロットカッタ、９は中間の溝深さを加工するＴスロットカッタ、１０は最も深い溝を加工するためのＴスロットカッタである。
【００１２】
図４は、この発明の実施の形態１における内径溝加工用工具の先端から切削刃４の刃先に向けて切削液を噴出するときの状態を示す図であり、図４において、１１は切削液が噴出されるスルーホール出口部、１２はスルーホール部を示す。図５は、この発明の実施の形態１における内径溝加工用工具の切削刃４の刃先形状を表した図であり、図５において、１３は切削刃４のすくい角、１４は切削刃溝部を示す。
【００１３】
次に、パイプの概略について説明する。図１のようにパイプ１の内部に複数の内径溝２を持つ形状でかつパイプ内径はテーパ状に片側が広がる構造の部品に適用する。パイプの外径はφ５０〜７０ｍｍ程度、内径は最小φ２４ｍｍから最大でφ５０ｍｍと細い内径形状となっている。その細いパイプ内径に細く深い内径溝２が構成されている。内径溝２は、幅は２〜６．４ｍｍ、深さは６〜１０ｍｍとなり、もっとも細く深い溝は幅２ｍｍ、深さ１０ｍｍとなっている。また、各内径溝２は同軸度が要求されており、両側から加工すると同軸度を満足できない。そのため、片側からの加工となっている。
【００１４】
工具であるＴスロットカッタ３の形状について説明する。図２において、Ｔスロットカッタの切削刃４は放射状に複数の刃を持つ。複数の刃を持つことで切削時の切削刃４へかかる切削抵抗を分散させ、工具剛性が低くても工具刃損を低減する。切削刃径の大きさにより刃数は異なるが、例えば、パイプ内径が最小でφ２４ｍｍの場合、６枚の刃を持つ。切削刃４の径はパイプ１の最小内径がφ２４ｍｍであり、工具との干渉を防ぐため最小内径から０．５ｍｍ小さくしたφ２３.５ｍｍとする。切削刃４の刃幅は溝形状から決まり、最小溝幅から切屑の逃げ代分０．２ｍｍを考慮した刃幅とし、最小溝幅が２ｍｍのため刃先４の刃幅は１．８ｍｍとする。
【００１５】
工具本体は、最小工具首５、テーパ首部６及びシャンク７で構成されている。
最小工具首５の径はパイプ内径形状から決まり、パイプ１の最小内径が２４ｍｍ、最大の溝深さが１０ｍｍでは最小工具首５の径は加工時の干渉も考慮して３ｍｍとする。さらにテーパ首部６の形状もパイプ内径から決まり、内径溝２の最も深い溝を加工する場合における、工具３がもっともパイプ内径と近づく位置から０．５ｍｍ離れた形状とする。また、シャンク７については、工具を機械側で掴む箇所となりパイプ１に干渉しないだけのシャンク径と長さが必要になる。シャンク径はパイプ内径形状によって決まり、最大限に大きくすることで工具剛性を高めることができるが、シャンク径が大きくなると重量も増し工具を掴みにくくなるので適切な大きさが必要となるので、例えば、シャンク径をφ２０ｍｍと設定する。このように、Ｔスロットカッタ３の形状はパイプ内径と内径溝２の形状によって設定されるが、切屑処理性を考慮した適切な工具形状にする必要がある。
【００１６】
次に、パイプ１における内径溝２の加工方法について図３を用いて、加工寸法を例示して説明する。内径溝２の加工において、図３（ａ）〜図３（ｃ）に示すように、Ｔスロットカッタ３を複数に分けて加工を行う。細く深い溝を加工する場合、先にも述べたように、切削刃４の径が大きく、最小工具首５が細くなり工具剛性が低く工具刃損しやすい。そのため切込みや切削送り等の加工条件を上げることができない。そこで、工具剛性を増し、加工条件を上げるために溝の深さ毎に工具を使い分ける。
【００１７】
図３（ａ）に示すように、内径溝２の浅い箇所を加工する場合は、切削刃４の径を小さく最小工具首５の径を大きくした工具８を適用する。こうすることで工具剛性が増し加工条件を上げることができる。内径溝２の深さは５ｍｍまで加工する場合、最小工具首５の径は１６ｍｍまで大きくする。
【００１８】
次に、図３（ｂ）に示すように、内径溝２の深さを９ｍｍまで加工するための工具形状とした工具９を適用する。こうすることで、工具剛性向上による加工条件の改善だけでなく、工具磨耗を分散することができ工具刃損を抑えることも目的とする
【００１９】
図３（ｃ）に示すように、最終の内径溝２の深さを加工する最も剛性の弱い工具１０は、最小限の加工に抑えることとし、工具刃損を抑え全体の内径溝加工の時間を下げることができ、効率的な加工が実施できる。
【００２０】
次に、切屑処理性を向上させる方法について図４にて説明する。Ｔスロットカッタ３の切削刃４に切削液１５を噴射できるよう、隣接する切削刃４の根元の間の工具首５に、それぞれの切削刃４の刃幅を結んだ線にシャンク７側に隣接してスルーホール出口部１１を設け、さらに工具３の軸心方向にスルーホール１２を設けてスルーホール出口部１１と接続し、刃先に十分な切削液１５が届くようにする。切削刃４の根元から切削液１５を噴射させることで切削時の切屑を溝内から溝外へ流しだすことができ、切屑詰まりによる工具刃損を抑えることが可能となる。
【００２１】
スルーホール出口部１１は、切削刃４の根元の工具首５にスルーホール１２から複数に分岐して工具の回転方向に複数個所設けても良い。スルーホール出口部１１を複数設けることにより、各々の切削刃４の刃先に十分な切削液１５が届くようになり、スルーホール出口部１１が単独の場合よりもスムーズに切削時の切屑を溝内から溝外へさらに流しだすことができ、切屑詰まりによる工具刃損を抑える効果が、スルーホール出口部１１が単独の場合より向上する。
【００２２】
また、切削刃４の形状も切屑処理性や切削性を向上させるための構造とする。図５は切削刃４の詳細図を表し、切削性をよくし工具剛性も維持するために例えば、すくい角１３を１０度±１度に設定する。また、切削刃溝部１４について、Ｒ形状にして切屑が切削刃溝部１４へ入ってきた場合にはスムーズに切屑が外へ逃げるような切削刃形状とし、切屑詰まりによる工具刃損を抑えることが可能となる。
【００２３】
実施の形態２．
図６は、この発明の実施の形態２における内径溝加工用工具の形状を示す図である。図６（ａ）は、内径溝加工用工具の回転軸方向から見た正面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ部を拡大した３面図である。図６において、切削刃４の回転方向の前方側の幅１６から後方側の幅１７に向かって、切削刃４の回転方向の刃幅が、テーパ形状で次第に狭くなる形状としている。テーパ形状のテーパ角１８は、例えば３〜５度とする。このように、切削刃４の回転方向の刃幅を、回転方向の前方側から後方側に向かってテーパ形状で狭くすることにより、スムーズに切屑が切削刃４の外へ逃げ、切屑詰まりによる工具刃損を抑えることが可能となる。
【００２４】
実施の形態３．
図７は、この発明の実施の形態３における内径溝加工用工具の形状を示す図である。この発明の実施の形態３は、切削刃４の切削刃溝部１４をＲ形状とし、切削刃４の回転方向の刃幅を、回転方向の前方側から後方側に向かってテーパ形状で狭くしたものである。このよう形状の切削刃４とすることにより、この発明の実施の形態１の効果とこの発明の実施の形態２の効果が重畳され、切屑詰まりによる工具刃損の抑制効果が向上する。
【符号の説明】
【００２５】
１  パイプ材
２  内径溝
３  Ｔスロットカッタ（内径溝加工用工具）
４  Ｔスロットカッタの切削刃
５  最小工具首
６  テーパ首部
７  シャンク
８  浅い内径溝を加工するＴスロットカッタ
９  中間の溝深さを加工するＴスロットカッタ
１０  最も深い溝を加工するＴスロットカッタ
１１  スルーホール出口部（噴出口）
１２  スルーホール
１３  すくい角
１４  切削刃溝部
１５  切削液
１６  切削刃の回転方向の前方側の刃幅
１７  切削刃の回転方向の後方側の刃幅
１８  テーパ角
【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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