專利名稱：鏜孔刀具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)在被加工物上設(shè)置的孔進(jìn)行粗加工或精加工的鏜孔刀具。
背景技術(shù)：
鏜孔刀具在對(duì)設(shè)置于被加工物上的孔進(jìn)行粗加工或精加工時(shí)利用。例如，在加工內(nèi)燃機(jī)的工作缸體的曲軸孔時(shí)，利用作為鏜孔刀具的一種的直線鏜削桿。曲軸孔的加工通過將直線鏜削桿插入工作缸體的曲軸孔，并使直線鏜削桿在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)沿軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)來進(jìn)行。這樣，使直線鏜削桿動(dòng)作，從而該直線鏜削桿要求同時(shí)具有耐磨性和高剛性。因此，作為直線鏜削桿，以往利用鋼鐵制的刀具。但是，要求進(jìn)一步提高利用刀具得到的加工精度，從而鏜孔刀具自身的質(zhì)量引起的變形、振動(dòng)也不能忽視，需要研究進(jìn)一步的輕量化。 例如，在專利文獻(xiàn)1中公開有一種高剛性復(fù)合材料桿。高剛性復(fù)合材料桿包括由靜剛性高的材料制作的圓柱狀的金屬桿；與金屬桿的一方的端部連接，且由比剛度高的復(fù)合材料制作的圓柱狀的復(fù)合材料桿；包圍金屬桿和復(fù)合材料桿的外周的連結(jié)構(gòu)件。在先技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1日本特表2004-535942號(hào)公報(bào)(例如，參照段落W023] W029]、 [圖11]等)上述的高剛性復(fù)合材料桿的一部分為復(fù)合材料桿，因此比全部為由鋼鐵形成的刀具輕，但在該高剛性復(fù)合材料桿的一部分上具備金屬桿，期望金屬桿的部分也輕量化。

發(fā)明內(nèi)容
由于以上的情況，本發(fā)明為了解除上述的課題而提出，其目的在于提供一種輕量且同時(shí)具有耐磨性和高剛性的鏜孔刀具。解決上述的課題的本發(fā)明的鏜孔刀具在軸狀的刀具主體上設(shè)有切削用具，通過使該刀具主體沿軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，而對(duì)在被加工物上設(shè)置的孔進(jìn)行鏜孔加工，所述鏜孔刀具的特征在于，所述刀具主體具備由碳纖維強(qiáng)化復(fù)合材料形成的基材；由在所述刀具主體的表面實(shí)施的硬質(zhì)鍍敷形成的硬質(zhì)鍍敷層；由在所述基材與所述硬質(zhì)鍍敷層之間實(shí)施以提高所述硬質(zhì)鍍敷的潤濕性的基底鍍敷形成的基底層，或者，所述刀具主體具備由碳纖維強(qiáng)化復(fù)合材料形成的基材；對(duì)所述刀具主體的表面噴鍍硬質(zhì)的粉末而形成的噴鍍被膜層。解決上述的課題的本發(fā)明的鏜孔刀具為上述的鏜孔刀具，其特征在于，
所述刀具主體形成為中空狀。解決上述的課題的本發(fā)明的鏜孔刀具為上述的鏜孔刀具，其特征在于，所述硬質(zhì)鍍敷為硬質(zhì)鉻鍍敷。解決上述的課題的本發(fā)明的鏜孔刀具為上述的鏜孔刀具，其特征在于，所述基底鍍敷為銅鍍敷、鐵鍍敷或鉻鍍敷。解決上述的課題的本發(fā)明的鏜孔刀具為上述的鏜孔刀具，其特征在于，所述硬質(zhì)的粉末含有碳化鎢(WC)、鈷(Co)、鎳(Ni)中的至少一種。解決上述的課題的本發(fā)明的鏜孔刀具為上述的鏜孔刀具，其特征在于，在所述刀具主體上設(shè)有固定所述切削用具的固定孔，所述切削用具備對(duì)所述被加工物進(jìn)行加工的切削加工刀片；保持所述切削加工刀片的保持用具；插入所述固定孔且將所述保持用具固定于所述刀具主體的固定用具。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的鏜孔刀具，通過形成為上述的結(jié)構(gòu)，成為輕量且同時(shí)具有耐磨性和高剛性的鏜孔刀具。由此，能夠抑制鏜孔刀具的撓曲、振動(dòng)而進(jìn)行高精度的加工。


圖1是示意性表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的鏜孔刀具的圖。圖2是圖1中的包圍線II的放大圖。圖3為本發(fā)明的一實(shí)施方式的鏜孔刀具所具備的切削用具的一例，是在鏜孔刀具上安裝了切削用具的狀態(tài)的俯視圖。圖4是圖3的IV-IV線向視剖視圖。圖5是圖3的V-V線向視剖視圖。圖6是用于說明本發(fā)明的一實(shí)施方式的鏜孔刀具對(duì)被加工物進(jìn)行加工的加工順序的一例的圖。圖7是示意性表示本發(fā)明的另一實(shí)施方式的鏜孔刀具的刀具主體的截面的圖。圖8是表示支承本發(fā)明的一實(shí)施方式的鏜孔刀具的支承襯套的另一例的圖。
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)D1 圖6，對(duì)本發(fā)明的鏜孔刀具的一實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)地說明。在本實(shí)施方式中，對(duì)適用于作為鏜孔刀具的一種的直線鏜削桿的情況進(jìn)行說明。 直線鏜削桿具備在軸狀的刀具主體上設(shè)置的多個(gè)切削用具。通過使刀具主體在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)沿軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，能夠?qū)υ诒患庸の锷显O(shè)置的孔進(jìn)行鏜孔加工。如圖1所示，直線鏜削桿1 具備形成為筒狀的刀具主體10。由此，能夠在不降低刀具主體10的強(qiáng)度的情況下使該刀具主體10有效地輕量化。在刀具主體10的一方的端部設(shè)有刀具支架40。刀具支架40具備刀具支承部41、 刀具固定部42、連結(jié)部43。刀具支承部41形成為能夠嵌入到刀具主體10的內(nèi)周部10a，刀具支承部41的外周部41a與刀具主體10的內(nèi)周部IOa通過粘接劑固定。刀具固定部42形成為能夠安裝于機(jī)床(鏜床)的主軸頭。刀具支承部41和刀具固定部42經(jīng)由連結(jié)部43 連結(jié)。在刀具主體10的軸向(長度方向)上設(shè)有多個(gè)與鏜孔刀具所加工的被加工物的孔、例如工作缸體的曲軸孔對(duì)應(yīng)來固定切削用具20的固定孔14。在與固定孔14對(duì)置的部位設(shè)有能夠供用于使后述的調(diào)整螺釘觀旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)工具插入的刀具用孔15。如圖4所示， 刀具用孔15的臺(tái)階部1 形成為能夠供后述的刀架23的另一方的端部側(cè)嵌入。如圖3、圖4及圖5所示，切削用具20具備切削加工刀片21、刀頭(保持用具)22、 刀架(固定用具)23。刀架23具備筒部(保持部)M和與筒部M的一方的端部連接的凸緣部25。切削加工刀片21通過螺栓33拆裝自如地固定于刀頭22的前端部。在刀頭22的下端部附近形成有后述的固定螺釘四的頭部抵接的長孔22a。筒部M的一方的端部側(cè)形成為能夠供刀頭22插入筒部M內(nèi)。在筒部M的另一方的端部側(cè)形成有調(diào)整螺釘觀(徑向位置調(diào)整機(jī)構(gòu))的外螺紋部(未圖示)能夠嚙合的內(nèi)螺紋部(未圖示)。通過利用未圖示的旋轉(zhuǎn)工具使調(diào)整螺釘觀旋轉(zhuǎn)，使調(diào)整螺釘觀沿刀具主體10的徑向移動(dòng)，從而可在刀具主體10的徑向上調(diào)整刀頭22的位置。由此，可在刀具主體10的徑向上調(diào)整切削加工刀片21的位置。需要說明的是，在調(diào)整切削加工刀片21 的位置后，利用蓋構(gòu)件(未圖示)覆蓋刀具用孔15，從而防止切屑等向刀具用孔15內(nèi)的侵入。在筒部M形成有貫通其內(nèi)周壁部和外周壁部且能夠與固定螺釘四(固定機(jī)構(gòu))嚙合的螺栓孔Ma。通過固定螺釘四將刀頭22固定于刀架23。凸緣部25形成為大致長方形形狀。在凸緣部25的長度方向上的兩端部側(cè)分別設(shè)有切口部沈及螺栓孔27。一方的端部側(cè)的切口部沈和另一方的端部側(cè)的切口部沈設(shè)置在對(duì)置的部位。在兩端部設(shè)置的螺栓孔27分別設(shè)有與切口部沈連通的連通部27a。凸緣部25嵌入固定孔14的臺(tái)階部14a，并通過螺栓31及螺母32固定于刀具主體10。在不需要取下刀架23的情況下，可以將刀具主體10和刀架23粘接。在此，如圖2所示，上述的刀具主體10具備基材11、基底層12、硬質(zhì)鍍敷層13?；?1由碳纖維復(fù)合強(qiáng)化復(fù)合材料(CFRP ；Carbon Fiber Reinforced Plastic)制作。這樣通過CFRP來制作基材11，從而能夠?qū)崿F(xiàn)直線鏜削桿1自身的輕量化，且能夠提高剛性?；讓?2由使后述的硬質(zhì)鍍敷的潤濕性提高的基底鍍敷形成，設(shè)置在基材11的表面11a。作為基底鍍敷，列舉有銅鍍敷、鐵鍍敷、鉻鍍敷等。作為基底鍍敷的鍍敷處理方法，列舉有電鍍、非電鍍等現(xiàn)有的鍍敷處理方法。這樣，通過基底鍍敷為銅鍍敷、鐵鍍敷、鉻鍍敷，從而能夠抑制大幅的制造成本的增加。硬質(zhì)鍍敷層13由硬質(zhì)鍍敷形成，設(shè)置在基底層12的表面12a。換言之，在刀具主體10的表面IOb設(shè)有硬質(zhì)鍍敷層13。由此，可得到能夠耐受作為直線鏜削桿(鏜孔刀具)1 利用的強(qiáng)度及剛性。并且，在使直線鏜削桿1沿軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)的情況下，可提高直線鏜削桿 1相對(duì)于與后述的支承其的支承襯套陽、56的摩擦以及切屑例如、直線鏜削桿1產(chǎn)生的切屑的耐磨性。并且，直線鏜削桿1自身的操作性提高。作為硬質(zhì)鍍敷，列舉有硬質(zhì)鉻鍍敷等。 作為硬質(zhì)鍍敷的鍍敷處理方法，列舉有電鍍、非電鍍等現(xiàn)有的鍍敷處理方法。這樣，通過硬質(zhì)鍍敷為硬質(zhì)鉻鍍敷，從而能夠抑制大幅的制造成本的增加。在此，參照?qǐng)D6A、圖6B、圖6C，對(duì)利用上述的直線鏜削桿對(duì)被加工物的孔進(jìn)行加工的情況進(jìn)行具體地說明。首先，在鏜床的主軸頭51上固定直線鏜削桿1的支架42。作為被加工物的一例， 將內(nèi)燃機(jī)的工作缸體52固定于工作臺(tái)M。在工作臺(tái)M的前后分別配置支承襯套55、56。 支承襯套55、56由內(nèi)筒55a、56a和外筒55b、56b構(gòu)成，內(nèi)筒55a、56a由軸承55c、56c支承為能夠相對(duì)于外筒55b、56b以軸為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。接著，如圖6A所示，通過工作缸53使工作臺(tái)M上下移動(dòng)，從而使直線鏜削桿1的中心軸Cl和曲軸孔52a的中心軸C2在上下方向上偏離。接著，如圖6B中箭頭X所示，將直線鏜削桿1插入曲軸孔52a。這樣，在將直線鏜削桿1插入到曲軸孔52a時(shí)，直線鏜削桿1的中心軸Cl與曲軸孔52a的中心軸C2在上下方向上偏離，因此直線鏜削桿1的切削加工刀片21不會(huì)與曲軸孔5 接觸，從而能夠?qū)⒅本€鏜削桿1插入到曲軸孔52a中。接著，如圖6C中箭頭Y所示，通過工作缸53使工作臺(tái)M上下移動(dòng)，從而使直線鏜削桿1的中心軸Cl與曲軸孔52a的中心軸C2重合。在該狀態(tài)下，使直線鏜削桿1旋轉(zhuǎn)，并同時(shí)使直線鏜削桿1向軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由此對(duì)曲軸孔52a實(shí)施加工。因此，根據(jù)本實(shí)施方式的鏜孔刀具，通過刀具主體10具備由碳纖維強(qiáng)化復(fù)合材料形成的基材11、在刀具主體10的表面IOb形成的硬質(zhì)鍍敷層13、在基材11與硬質(zhì)鍍敷層 13之間形成的基底層12，從而刀具主體10自身由碳纖維強(qiáng)化復(fù)合材料形成而輕量，通過在刀具主體10的表面IOb設(shè)有硬質(zhì)鍍敷層13，從而同時(shí)具有耐磨性和高剛性。由此，能夠抑制鏜孔刀具的撓曲、振動(dòng)而進(jìn)行高精度的加工。通過切削用具20具備切削加工刀片21、刀頭22、刀架23，從而即使刀具主體10的基材11為碳纖維強(qiáng)化復(fù)合材料，也能夠容易將切削用具20固定于刀具主體10。需要說明的是，在上述中，將具備在基材11與硬質(zhì)鍍敷層13之間實(shí)施的基底層 12的刀具主體10適用于直線鏜削桿1 (鏜孔刀具)，但也可以例如圖7所示，將具備由碳纖維強(qiáng)化復(fù)合材料(CFRP)形成的基材111和噴鍍被膜層113的刀具主體110適用于直線鏜削桿(鏜孔刀具)，其中，噴鍍被膜層113通過對(duì)基材111的表面Illa噴鍍噴鍍硬質(zhì)粒子 (硬質(zhì)的粉末)112而形成。即，也能夠?qū)⒃诘毒咧黧w110的內(nèi)周部1 IOa側(cè)配置有基材111 且在刀具主體110的表面IlOb側(cè)配置有噴鍍被覆層113的刀具主體110適用于直線鏜削桿。即使是這樣的直線鏜削桿，也可得到與上述的直線鏜削桿1同樣的作用效果。作為上述的噴鍍硬質(zhì)粒子，列舉有包括碳化鎢(WC)、鈷(Co)、鎳(Ni)中的至少一種的粒子。通過使用這樣的噴鍍硬質(zhì)粒子，可提高直線鏜削桿相對(duì)于與支承其的支承襯套的摩擦以及切屑例如、直線鏜削桿產(chǎn)生的切屑的耐磨性。在上述中，對(duì)直線鏜削桿1由兩個(gè)支承襯套55、56支承為可旋轉(zhuǎn)的情況進(jìn)行了說明，但可以如圖8所示，將直線鏜削桿1由一個(gè)支承襯套55支承為可旋轉(zhuǎn)。在上述中，作為支承襯套55、56，使用在內(nèi)筒55a、56a與外筒55^5 之間配置軸承55c、56c，而將內(nèi)筒55a、56a支承為可旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)支承襯套(滾動(dòng)軸承)進(jìn)行了說明，但也可以使用滑動(dòng)支承襯套(滑動(dòng)軸承)。在上述中，作為鏜孔刀具，對(duì)適用于直線鏜削桿1的情況進(jìn)行了說明，但也可以適用于在刀具主體的一方的端部設(shè)有一個(gè)切削用具的絞刀或者沒有支承襯套的鏜孔刀具。在適用于絞刀或沒有支承襯套的鏜孔刀具的情況下，也起到與上述的鏜孔刀具同樣的作用效果。工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明的鏜孔刀具輕量且同時(shí)具有耐磨性和高剛性，并且能夠抑制刀具的撓曲、 振動(dòng)而進(jìn)行高精度的加工，因此對(duì)于機(jī)床行業(yè)來說有用。通過刀具的進(jìn)一步的輕量化，自動(dòng)刀具更換裝置等刀具的輸送、移送機(jī)構(gòu)小型化、簡單，因此對(duì)機(jī)械整體的費(fèi)用削減效果大。符號(hào)說明1 直線鏜削桿10 刀具主體11 基材12 基底層13硬質(zhì)鍍敷層20切削用具21 切削加工刀片22 刀頭23 刀架24 筒部25 凸緣部26 切口部27 螺栓孔28調(diào)整螺釘29 固定螺釘51 主軸頭52工作紅體53工作紅54工作臺(tái)55、56 支承襯套110 刀具主體111基材112 噴鍍硬質(zhì)粒子113噴鍍被膜層
權(quán)利要求
1.一種鏜孔刀具，其在軸狀的刀具主體上設(shè)有切削用具，通過使該刀具主體沿軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而對(duì)在被加工物上設(shè)置的孔進(jìn)行鏜孔加工，所述鏜孔刀具的特征在于，所述刀具主體具備由碳纖維強(qiáng)化復(fù)合材料形成的基材；由在所述刀具主體的表面上實(shí)施的硬質(zhì)鍍敷形成的硬質(zhì)鍍敷層； 由在所述基材與所述硬質(zhì)鍍敷層之間實(shí)施以提高所述硬質(zhì)鍍敷的潤濕性的基底鍍敷形成的基底層，或者，所述刀具主體具備 由碳纖維強(qiáng)化復(fù)合材料形成的基材；對(duì)所述刀具主體的表面噴鍍硬質(zhì)的粉末而形成的噴鍍被膜層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鏜孔刀具，其特征在于， 所述刀具主體形成為中空狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鏜孔刀具，其特征在于， 所述硬質(zhì)鍍敷為硬質(zhì)鉻鍍敷。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鏜孔刀具，其特征在于， 所述基底鍍敷為銅鍍敷、鐵鍍敷或鉻鍍敷。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鏜孔刀具，其特征在于，所述硬質(zhì)的粉末含有碳化鎢(WC)、鈷(Co)、鎳(Ni)中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鏜孔刀具，其特征在于， 在所述刀具主體上設(shè)有固定所述切削用具的固定孔， 所述切削用具具備對(duì)所述被加工物進(jìn)行加工的切削加工刀片； 保持所述切削加工刀片的保持用具；插入所述固定孔且將所述保持用具固定于所述刀具主體的固定用具。
全文摘要
本發(fā)明提供一種輕量且同時(shí)具有耐磨性和高剛性的鏜孔刀具。鏜孔刀具在軸狀的刀具主體(10)上設(shè)有切削用具，通過使刀具主體(10)沿軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，而對(duì)在被加工物上設(shè)置的孔進(jìn)行鏜孔加工，其中，刀具主體(10)具備由碳纖維強(qiáng)化復(fù)合材料形成的基材(11)；由在刀具主體(10)的表面(10b)上實(shí)施的硬質(zhì)鍍敷形成的硬質(zhì)鍍敷層(13)；由在基材(11)與硬質(zhì)鍍敷層(13)之間實(shí)施以提高硬質(zhì)鍍敷(13)的潤濕性的基底鍍敷形成的基底層(12)。
文檔編號(hào)B23B29/02GK102574212SQ20108004660
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月16日
發(fā)明者二井谷春彥 申請(qǐng)人:三菱重工業(yè)株式會(huì)社