專利名稱：背鏜孔切削工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種安裝至機(jī)床(machine tool)的固持具(holder)的切削工具， 尤其是涉及一種插入至工件(work)的導(dǎo)孔后，使刀具出沒而對(duì)導(dǎo)孔的背面?zhèn)仁┯桤M孔 (borehole)加工的背鏜孔切削工具。
背景技術(shù)：
背鏜孔加工為以NC (Numerical Control ；數(shù)值控制)加工機(jī)等預(yù)先形成貫穿工件的表面及背面的下孔，將安裝在機(jī)床的固持具的背鏜孔心軸(arbor)從表面?zhèn)炔迦胫凉ぜ南驴?，將背鏜孔心軸的前端從工件的背面突出，將刀具從背鏜孔心軸的前端朝徑向擴(kuò)張突出，而對(duì)工件的背面施予鏜孔。背鏜孔加工結(jié)束后，將刀具沒入至背鏜孔心軸的前端后， 從下孔抽出背鏜孔心軸。以在該背鏜孔加工中自動(dòng)地實(shí)施刀具的出沒的技術(shù)而言已有各種技術(shù)。例如，日本特開平11-156612號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)1)以冷卻液的壓力作為駆動(dòng)源，使刀具從心軸前端部朝徑向外側(cè)突出，或使刀具朝心軸前端部的徑向內(nèi)側(cè)沒入。專利文獻(xiàn)1 日本特開平11-156612號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
(發(fā)明要解決的問題)然而，如所述現(xiàn)有技術(shù)，由于使用冷卻液的壓力使刀具出入的背鏜孔心軸需要將液壓導(dǎo)引至工具內(nèi)部的缸筒(cylinder)室、將液壓轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)的活塞(piston)、以及連結(jié)活塞與刀具而使刀具動(dòng)作的桿(rod)等，因此構(gòu)造復(fù)雜且成本高。此外，現(xiàn)有技術(shù)的背鏜孔心軸中，通常選定使背鏜孔心軸的外徑尺寸比下孔的內(nèi)徑尺寸略小，且在下孔的內(nèi)周面與背鏜孔心軸的外徑面之間不會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)阻力的情形下進(jìn)行背鏜孔加工，且可使背鏜孔心軸容易地插入或抽出于下孔，但實(shí)際上，會(huì)有在下孔的內(nèi)周面與背鏜孔心軸的外周面之間產(chǎn)生鏜孔加工時(shí)的旋轉(zhuǎn)阻力，或發(fā)生溶接的情形。有鑒于上述課題，本發(fā)明的目的在于提供一種能以簡(jiǎn)單的構(gòu)造使刀具朝徑向出沒且可減少對(duì)下孔的內(nèi)周面的旋轉(zhuǎn)阻力的背鏜孔切削工具。(解決技術(shù)問題的技術(shù)方案)為了達(dá)成目的，本發(fā)明的背鏜孔切削工具具備有主軸(main shaft)，沿著軸線延伸，且具有軸線方向后端部可安裝至機(jī)床的固持具的插入形狀；刀具，以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式被支撐在主軸的軸線方向前端部，并設(shè)成沿著主軸倒放的收容位置以及相對(duì)于主軸立起的突出位置；彈壓構(gòu)件，使刀具轉(zhuǎn)動(dòng)立起并彈壓至突出位置；導(dǎo)引套筒(guide sleeve)，為可在主軸的外周朝軸線方向滑動(dòng)而設(shè)置的筒狀體，且在筒狀體的側(cè)面具有窗部，通過在軸線方向后端側(cè)位置覆蓋刀具而將刀具保持在收容位置，并通過在軸線方向前端側(cè)位置使刀具從窗部露出而使刀具從窗部朝徑向外側(cè)突出從而設(shè)成突出位置；以及低摩擦部，設(shè)置在導(dǎo)引套筒的外周面上的與至少要加工的工件的下孔接觸的區(qū)域，以減低與工件的摩擦。
依據(jù)本發(fā)明，由于沿著主軸的外周朝軸線方向滑動(dòng)的導(dǎo)引套筒會(huì)使刀具出沒，因此無須復(fù)雜的機(jī)構(gòu)，而有利于降低成本。而且，由于在屬于筒狀體的導(dǎo)引套筒的外周面設(shè)置有低摩擦部，因此在工件的下孔插入背鏜孔切削工具而進(jìn)行背鏜孔加工時(shí)，可適當(dāng)?shù)販p低下孔的內(nèi)周面與導(dǎo)引套筒的外周面之間的旋轉(zhuǎn)阻力。此外，低摩擦部設(shè)置在導(dǎo)引套筒的外周面上的與至少要加工的工件的下孔接觸的區(qū)域。作為一例，低摩擦部遍及導(dǎo)引套筒外周面的全周而設(shè)置，優(yōu)選為設(shè)置在比窗部更后端側(cè)的軸線方向區(qū)域。就一實(shí)施例而言，低摩擦部形成在導(dǎo)引套筒的外周面上的表面處理層。表面處理層例如離子氮化處理、DLC (Diamond Like Carbon ；類鉆碳)涂覆處理、TiN(氮化鈦)涂覆處理及鏡面狀研磨處理等。就其他實(shí)施例而言，低摩擦部為安裝在導(dǎo)引套筒的外周面上的管構(gòu)件。管構(gòu)件也可為嵌合固定在導(dǎo)引套筒的外周且與導(dǎo)引套筒一同旋轉(zhuǎn)，或也可為相對(duì)旋轉(zhuǎn)自如地嵌合在導(dǎo)引套筒的外周。在使刀具出沒時(shí)，導(dǎo)引套筒由操作者手動(dòng)地相對(duì)于主軸旋轉(zhuǎn)且朝軸線方向相對(duì)滑動(dòng)，或也可通過機(jī)床的動(dòng)作自動(dòng)地旋轉(zhuǎn)且朝軸線方向相對(duì)滑動(dòng)。就較優(yōu)選實(shí)施例而言，導(dǎo)引套筒包含在前進(jìn)時(shí)與工件的表面抵接的凸緣部，且在凸緣部設(shè)置有用以緩和與工件的撞擊的緩沖材。依據(jù)該實(shí)施例，當(dāng)使背鏜孔切削工具從表面插通至工件的下孔，并將凸緣部推壓至工件的表面時(shí)，并不會(huì)損傷工件的表面。而且，由機(jī)床使背鏜孔切削工具進(jìn)行旋轉(zhuǎn)及前進(jìn)乃至后退，借此可自動(dòng)地使刀具出沒。然而，在背鏜孔加工結(jié)束后、刀具收容在收容位置，在有切粉嚙入時(shí)等，也未必沒入至收容位置。于是，當(dāng)抽出背鏜孔切削工具時(shí)，會(huì)有刀具撞擊鏜孔而使背鏜孔切削工具破損的疑虞。因此，就較優(yōu)選實(shí)施例而言，主軸具有主要部；刀具支持部，支持刀具；及連結(jié)部，連接主要部與刀具支持部；連結(jié)部也可構(gòu)成為對(duì)主要部與刀具支持部之間施加過度的拉離力時(shí)解除兩者的連接。依據(jù)該實(shí)施例，在自動(dòng)地使刀具出沒時(shí)，萬一刀具未完全地沒入至收容位置，即使或多或少?gòu)拇安砍鈴絺?cè)突出時(shí)，也于從下孔抽出背鏜孔切削工具時(shí)， 刀具會(huì)與背面撞擊且欲拉離主軸的主要部與刀具支持部的過度的拉離力會(huì)施加在連結(jié)部。 借此，主軸的主要部與刀具支持部會(huì)分離，且刀具會(huì)從主軸脫離。因此，可防止背鏜孔切削工具或工件的嚴(yán)重破損。導(dǎo)引套筒雖也可一體形成，但更優(yōu)選為前端部與后端側(cè)分離形成。即，導(dǎo)引套筒在其前端部具有當(dāng)施加過度的拉離力時(shí)會(huì)脫離的蓋部。依據(jù)該實(shí)施例，如上所述當(dāng)主軸的刀具支持部分離時(shí)，蓋部也可分離，刀具將不會(huì)妨礙其從主軸脫離。就較優(yōu)選實(shí)施例而言，復(fù)具備夾圈(clamp ring)，為以可朝軸線方向滑動(dòng)的方式設(shè)置在主軸的外周的筒狀體，且以可與所述導(dǎo)引套筒相對(duì)旋轉(zhuǎn)的方式連結(jié)；在夾圈的內(nèi)周面或主軸的外周面的一方，形成連接有朝軸線方向延伸的溝部及朝周方向延伸的溝部的大致L字形狀的條溝，在夾圈的內(nèi)周面或主軸的外周面的另一方，形成有與條溝卡合的突起。 依據(jù)該實(shí)施例，由于使突起與朝周方向延伸的溝部卡合，因此可限制導(dǎo)引套筒的軸線方向滑動(dòng)。因此，可將刀具保持在收容位置或突出位置。就較優(yōu)選實(shí)施例而言，主軸具有調(diào)整突出位置的刀具的轉(zhuǎn)動(dòng)角度的調(diào)整機(jī)構(gòu)。依據(jù)該實(shí)施例，即可依據(jù)刀具的形狀將刀具保持在適當(dāng)?shù)慕嵌取?br> (發(fā)明的效果)如此，由于本發(fā)明沿著主軸的外周朝軸線方向滑動(dòng)的導(dǎo)引套筒使刀具出沒，因此無須復(fù)雜的構(gòu)造而有利于降低成本。而且，由于本發(fā)明具備低摩擦部，該低摩擦部設(shè)置在屬于筒狀體的導(dǎo)引套筒的外周面上的與至少要加工的工件的下孔接觸的區(qū)域而減低與工件的摩擦，因此在將背鏜孔切削工具插通至工件的下孔而進(jìn)行背鏜孔加工時(shí)，可適當(dāng)?shù)販p少下孔與導(dǎo)引套筒之間的旋轉(zhuǎn)阻力。


圖1顯示本發(fā)明的一實(shí)施例的背鏜孔心軸的要部側(cè)面圖。圖2顯示將該實(shí)施例的背鏜孔心軸插通至下孔的狀態(tài)的要部側(cè)面圖。圖3顯示該實(shí)施例的背鏜孔心軸的刀具從收容位置轉(zhuǎn)動(dòng)起立并朝突出位置的情況的要部側(cè)面圖。圖4顯示該實(shí)施例的背鏜孔心軸的刀具位于突出位置的狀態(tài)的要部側(cè)面圖。圖5顯示使該實(shí)施例的背鏜孔心軸旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行背鏜孔加工的情況的要部側(cè)面圖。圖6顯示對(duì)應(yīng)于圖1的條溝及突起的位置關(guān)系的放大圖。圖7顯示對(duì)應(yīng)于圖2的條溝及突起的位置關(guān)系的放大圖。圖8顯示對(duì)應(yīng)于圖2的條溝及突起的位置關(guān)系的放大圖。圖9顯示對(duì)應(yīng)于圖3的條溝及突起的位置關(guān)系的放大圖。圖10顯示對(duì)應(yīng)于圖4及圖5的條溝及突起的位置關(guān)系的放大圖。圖11顯示該實(shí)施例的背鏜孔心軸的切削液通路的側(cè)面圖。圖12顯示本發(fā)明的另一實(shí)施例的背鏜孔心軸的要部側(cè)面圖。符號(hào)說明11背鏜孔心軸12主軸 12c刀具支持部13 刀具 14刀柄部15 夾圈16導(dǎo)引套筒16c蓋16f凸緣部 16s表面處理層17 凸緣部 18 窗部19 凹部 21 樞軸
22 彈簧 23調(diào)整螺絲24螺栓24t螺栓前端25 條溝 27 彈簧28 長(zhǎng)孔 29 鍵31長(zhǎng)孔32切削液通路33 緩沖材 34突條35 條溝 36、37 貫通孔38 固定構(gòu)件39貫通孔41背鏜孔心軸42管構(gòu)件
43扣圏101固持具201工件 202 下孔203表面 204 背面205鏜孔。
具體實(shí)施例方式以下，依據(jù)附圖所示的實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例。圖1為局部剖切顯示本發(fā)明一實(shí)施例的背鏜孔心軸的主要部分的側(cè)面圖，且顯示使刀具沒入至工具本體的狀態(tài)。成為背鏜孔切削工具的背鏜孔心軸11為將沿著圖1中以一點(diǎn)鏈線所示的旋轉(zhuǎn)軸線(以下稱為軸線)延伸的長(zhǎng)條圓柱形的主軸12作為工具本體。主軸12為于軸線方向前端部具有可朝徑向出沒的刀具13，且在軸線方向后端部形成有刀柄(shank)部14。刀柄部 14為圓筒狀，并插入而安裝至圖1中以虛擬線所示的機(jī)床的固持具101的前端。此外，刀柄部14可卡定(chucking)至各種固持具101。在主軸12的外周面上的比刀柄部14更前端側(cè)的位置，形成有凸緣部17。凸緣部 17的外徑尺寸比刀柄部14的外徑尺寸更大。而且，比位于比凸緣部17更前端側(cè)的位置的主軸12的軸線方向中央?yún)^(qū)域的外徑尺寸更大。凸緣部17在背鏜孔心軸11安裝在固持具時(shí)與固持具101抵接。比主軸12的軸線方向中央還靠近后端的軸線方向位置設(shè)置有作為刀具操作構(gòu)件的夾圈(clamp ring) 15。夾圈15為圓筒狀，以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式安裝至主軸12的外周。再者， 夾圈15可沿著主軸12的外周朝軸線方向滑動(dòng)。夾圈15的前端側(cè)透過螺栓M而以可與作為刀具導(dǎo)引構(gòu)件的導(dǎo)引套筒16相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的方式連結(jié)。此外，夾圈15的后端與凸緣(flange) 部17相對(duì)向。在凸緣部17與夾圈15之間壓縮設(shè)置彈簧27，彈簧27為將夾圈15朝軸線方向前端側(cè)推壓。螺栓M的頭部作為外徑側(cè)從夾圈15的外周面朝徑向內(nèi)側(cè)扭進(jìn)，螺栓M的頭部側(cè)固定至夾圈15。從夾圈15的內(nèi)周面朝內(nèi)徑側(cè)突出的螺栓M的前端24t被插通至形成在中空筒狀體的導(dǎo)引套筒16的朝周方向延伸的長(zhǎng)孔31，而與刻設(shè)在主軸12的外周面的條溝25 扣合。通過該長(zhǎng)孔31，夾圈15設(shè)為可相對(duì)于導(dǎo)引套筒16旋轉(zhuǎn)，且可與導(dǎo)引套筒16 —同沿著主軸12的外周朝軸線方向相對(duì)滑動(dòng)。此外，由于固設(shè)在夾圈15的螺栓M的前端會(huì)與形成在主軸12的外周的條溝25卡合，因此夾圈15能以沿著條溝25的延伸方向的方式朝周方向或軸線方向移動(dòng)。詳細(xì)而言，與背鏜孔加工的順序一同于后述。導(dǎo)引套筒16為兩端開口的筒狀體，且從主軸12的軸線方向中央?yún)^(qū)域跨越前端部而設(shè)置。在導(dǎo)引套筒16的前端部側(cè)面形成有窗部18。在導(dǎo)引套筒16形成有朝軸線方向延伸的長(zhǎng)孔觀。而且，在主軸12的外周面安裝固定有鍵四。鍵四與長(zhǎng)孔觀卡合而將導(dǎo)引套筒16朝軸線方向?qū)б?。借此，?dǎo)引套筒16使主軸12的外周在軸線方向前端側(cè)位置與軸線方向后端側(cè)位置之間滑動(dòng)，且以不能相對(duì)旋轉(zhuǎn)的方式支持在主軸12的外周。在主軸12的前端部側(cè)面，形成朝軸線直角方向凹陷的凹部19。在夾著凹部19而相對(duì)向的一對(duì)前端內(nèi)壁12b架設(shè)有樞軸21，刀具13以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式被支撐在樞軸21。如此，刀具13會(huì)如圖1所示在沿著主軸12倒放的收容位置以及如后所述在相對(duì)于主軸12立起的突出位置轉(zhuǎn)動(dòng)。在凹部19的后端側(cè)形成有與軸線傾斜交叉的直線狀的傾斜面19s。在傾斜面19s 與刀具13之間壓縮設(shè)置有彈簧22。彈簧22以從凹部19朝徑向外側(cè)突出的方式彈壓刀具 13。被樞軸21轉(zhuǎn)動(dòng)支撐的刀具13雖能被彈簧22推壓而轉(zhuǎn)動(dòng)立起，但如圖1所示，被設(shè)置于軸線方向后端側(cè)位置的導(dǎo)引套筒16覆蓋而收容在凹部19。具體而言，刀具13會(huì)在比窗部18還靠近前端側(cè)位置的導(dǎo)引套筒16的內(nèi)周面16m被阻擋立起，而保持在凹部19內(nèi)的收容位置。在導(dǎo)引套筒16的軸線方向后端部，以從導(dǎo)引套筒的軸線方向前端側(cè)外周面突出的方式形成有凸緣部16f。在凸緣部16f的軸線方向前端側(cè)及軸線方向后端側(cè)的環(huán)狀段差中的軸線方向前端側(cè)的環(huán)狀段差的表面設(shè)置有緩沖材33。相對(duì)于包含凸緣部16f的導(dǎo)引套筒16為金屬制，緩沖材33聚胺酯(urethane)等的柔軟樹脂、或橡膠等彈性素材等比金屬更柔軟的素材所形成。詳細(xì)而言如后述，緩沖材33的表面為與軸線呈直角的環(huán)狀的平面， 在背鏜孔心軸11的前進(jìn)時(shí)與工件201的表側(cè)(背鏜孔心軸11側(cè))的表面203抵接。導(dǎo)引套筒16的外周面的與至少要加工的工件201的下孔202接觸的表面區(qū)域16s 施加表面處理。施加于表面處理層16s的表面處理例如離子氮化處理、DLC(Diamond Like Carbon)涂覆處理、TiN(氮化鈦)涂覆處理及鏡面狀研磨處理等的低摩擦處理。該表面處理遍及外周面的360°全周施行。優(yōu)選為表面處理層16s的軸線方向尺寸Rl比預(yù)先形成在工件201的下孔202的長(zhǎng)度尺寸W更長(zhǎng)。此外，表面處理層16s設(shè)置在緩沖材33與窗部 18之間的軸線方向區(qū)域。導(dǎo)引套筒16的前端部為另外設(shè)置的蓋16c，且以與窗部18相同的軸線方向位置為接縫，與導(dǎo)引套筒16的后端側(cè)嵌合。導(dǎo)引套筒16的蓋16c包含比窗部18更前端側(cè)的內(nèi)周面16m及窗部18的緣部中的軸線方向前端側(cè)的緣部18f，且固定在導(dǎo)引套筒16。然而，蓋 16c在施加過度的拉離力時(shí)會(huì)從導(dǎo)引套筒16的后端側(cè)分離。主軸12也可一體形成，在本實(shí)施例中，另外形成主軸12的軸線方向前端區(qū)域及軸線方向中央?yún)^(qū)域，以可分離的方式連接兩者。具有樞軸21及凹部19，且以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支持刀具13的主軸12的前端區(qū)域?yàn)榕c包含主軸12的中央?yún)^(qū)域及后端區(qū)域的主要部12d另外形成的刀具支持部12c。刀具支持部12c形成有所述的凹部19且以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支持刀具13。在刀具支持部12c的后端，形成有朝軸線方向突出的突條34。突條34形成在主要部12d的前端且收容在朝軸線方向凹陷的條溝35。在刀具支持部12c的突條34，形成有從該突條34的一方側(cè)面貫通至另一方側(cè)面的貫通孔36。此外，在主要部12d的前端，分別形成有貫通孔37，從條溝35的一方側(cè)面貫通至主軸12的外周面；及貫通孔39，從條溝35的另一方側(cè)面貫通至主軸12的外周面。一方側(cè)面的貫通孔37與另一方側(cè)面的貫通孔39為共通的穿通孔。在突條34收容在條溝35的狀態(tài)下，這些貫通孔37、36、39排列而構(gòu)成共通的一個(gè)穿通孔。在朝軸線直角方向延伸的穿通孔37、36、39插通固定有棒狀的固定構(gòu)件38。固定構(gòu)件38從一方貫通孔37經(jīng)由貫通孔36延伸至另一方的貫通孔39，且在長(zhǎng)度方向的中途 2部位具有中間細(xì)部38η。借此，將刀具支持部12c的后端固定在主要部12d的前端。艮口，突條34、條溝35、及固定構(gòu)件38構(gòu)成用以連接主要部12d與刀具支持部12c的連結(jié)部。此外，施加過度的拉離力時(shí)，固定構(gòu)件38由中間細(xì)部38η所切斷。因此，刀具支持部12c在施加過度的拉離力時(shí)從主要部12d分離。此外，雖未圖示，但也可構(gòu)成為以可分離的方式將刀具13的樞軸21安裝在一體形成的主軸，且對(duì)刀具13施加過度的拉離力時(shí)使刀具從主軸分離。針對(duì)使用本實(shí)施例的背鏜孔切削工具的背鏜孔加工的順序，首先依據(jù)圖1至圖5 依序概略說明主要的動(dòng)作概略，接著依據(jù)圖6至圖10詳細(xì)說明動(dòng)作。首先，如圖1所示，使背鏜孔心軸11移動(dòng)成與工件201的下孔202同軸。在此狀態(tài)下，刀具13被收容在主軸12的內(nèi)部的收容位置。導(dǎo)引套筒16位于主軸12的軸線方向后端側(cè)位置，導(dǎo)引套筒16在與主軸12卡合的狀態(tài)下保持在收容位置。此外，導(dǎo)引套筒16透過螺栓M與夾圈15連結(jié)，固設(shè)在夾圈15的螺栓M的前端與形成在主軸12的外周面的條溝25卡合。詳細(xì)如后述，在圖1中，依據(jù)該條溝25的形狀， 主軸12可僅進(jìn)行對(duì)導(dǎo)引套筒16朝軸線方向前進(jìn)的滑動(dòng)，且限制朝軸線方向后退的滑動(dòng)。接著，如圖2所示，將主軸12的前端部從工件201的表面203插入至下孔202，并使背鏜孔心軸11前進(jìn)而使主軸12的前端部從背面204突出，并且使背鏜孔心軸11前進(jìn)而使凸緣部16f抵接于工件201的表面203。此時(shí)，緩沖材33緩和凸緣部16f與工件201的撞擊。如此，使凸緣部16f推壓抵接至表面203 (具體而言為下孔202的表面?zhèn)乳_口緣)時(shí)， 導(dǎo)引套筒16承受來自表面203的推壓力，并推縮彈簧27，夾圈15及導(dǎo)引套筒16則相對(duì)于主軸12朝軸線方向后端側(cè)略為相對(duì)后退。與圖1相比較，在圖2中，得知夾圈15及導(dǎo)引套筒16會(huì)略為后退。結(jié)果，主軸12相對(duì)于導(dǎo)引套筒16朝軸線方向相對(duì)前進(jìn)。此外，導(dǎo)引套筒16透過螺栓M以可相對(duì)旋轉(zhuǎn)的方式與夾圈15連結(jié)，固設(shè)在夾圈 15的螺栓M的前端與形成在主軸12的外周面的條溝25卡合。詳細(xì)如后述，在圖2中，依據(jù)該條溝25的形狀，夾圈15可對(duì)于主軸12的相對(duì)旋轉(zhuǎn)，除了周方向一方位置及周方向另一方位置以外，限制軸線方向的滑動(dòng)。此外，通過朝周方向延伸的長(zhǎng)孔31，夾圈15相對(duì)導(dǎo)引套筒16進(jìn)行相對(duì)旋轉(zhuǎn)。在圖2中，導(dǎo)引套筒16仍位于主軸12的軸線方向后端側(cè)，刀具13被保持在收容位置。在將凸緣部16f的緩沖材33推壓至工件201的情形下，當(dāng)使主軸12相對(duì)于夾圈15 從周方向一方位置往周方向另一方位置相對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí)，主軸12可在周方向另一方位置相對(duì)于導(dǎo)引套筒16朝軸線方向滑動(dòng)。此外，該相對(duì)旋轉(zhuǎn)前的圖1及圖2、以及相對(duì)旋轉(zhuǎn)后的圖3至圖5顯示主軸12、導(dǎo)引套筒16、夾圈15、及螺栓M的軸線方向的位置關(guān)系。為了說明的方便，這些所有的構(gòu)件雖在圖1至圖5中顯示為未旋轉(zhuǎn)，但須留意的是，圖1至圖5并未正確地顯示這些所有的構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作、或周方向的位置關(guān)系。接著，如圖3所示，使背鏜孔心軸11的刀具13從主軸12的側(cè)面突出。S卩，在可進(jìn)行導(dǎo)引套筒16與主軸12之間的相對(duì)滑動(dòng)的狀態(tài)下，使主軸12從工件201后退時(shí)，導(dǎo)引套筒16在通過彈簧27被推壓抵接至工件201的狀態(tài)下，主軸12相對(duì)于導(dǎo)引套筒16相對(duì)地后退。換言的，導(dǎo)引套筒16會(huì)相對(duì)于主軸12朝軸線方向滑動(dòng)，以主軸12為基準(zhǔn)從軸線方向后端側(cè)位置朝軸線方向前端側(cè)前進(jìn)。借此，刀具13會(huì)從導(dǎo)引套筒16的窗部18露出，刀具13轉(zhuǎn)動(dòng)立起而從窗部18朝徑向外側(cè)突出。
接著，當(dāng)導(dǎo)引套筒16相對(duì)于主軸12朝軸線方向前端側(cè)前進(jìn)時(shí)，如圖4所示，導(dǎo)引套筒16位于軸線方向前端側(cè)位置，刀具13從窗部18朝徑向外側(cè)完全突出而安裝在突出位置。導(dǎo)引套筒16透過螺栓M與夾圈15連結(jié)，而固設(shè)在夾圈15的螺栓M的前端與形成在主軸12的外周面的條溝25卡合。詳細(xì)如后述，在圖4中，依據(jù)該條溝25的形狀，主軸12 可僅進(jìn)行對(duì)導(dǎo)引套筒16朝軸線方向前進(jìn)的滑動(dòng)，且限制朝軸線方向后退的滑動(dòng)。位于突出位置的刀具13具有刀刃部13h，朝徑向外側(cè)立起，以該突出位置位于刀具13的軸線方向后端側(cè)而切削工件201 ；以及背部13b，位于刀具13的軸線方向前端側(cè)，且位于距工件201較遠(yuǎn)的側(cè)。如圖4所示，刀刃部1 為朝軸線直角方向延伸，而相對(duì)地背部 13b的徑向外側(cè)則以刀具13朝徑向外側(cè)成為前端較細(xì)的形狀的方式傾斜延伸。然而，背部 13b的徑向內(nèi)側(cè)朝軸線直角方向延伸。此外，在主軸12的前端設(shè)置有用以調(diào)整刀具13的轉(zhuǎn)動(dòng)角度的調(diào)整螺絲23。比刀具13更位于軸線方向前端側(cè)的調(diào)整螺絲23朝刀具13螺出螺絲前端而與突出位置的刀具 13抵接。通過調(diào)整該螺出量，能將突出位置的刀具13的角度調(diào)整到期望的角度。當(dāng)螺出量為最小值時(shí)，刀具13被保持在軸線直角方向。相對(duì)于此，當(dāng)使螺出量朝軸線方向后端側(cè)增大時(shí)，與刀具13的背部1 抵接的調(diào)整螺絲23的前端會(huì)以使刀具13稍微沿著主軸12的方式傾斜，而使突出位置中的刀具13的轉(zhuǎn)動(dòng)角度接近到收容位置。因此，背鏜孔心軸11的操作者可通過適當(dāng)調(diào)整成為調(diào)整機(jī)構(gòu)的調(diào)整螺絲23的螺出量而將位于突出位置的刀具13 保持在期望的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。接著，如圖5所示，一邊使背鏜孔心軸11旋轉(zhuǎn)一邊以切削進(jìn)給器使的后退時(shí)，將刀具13推壓抵接至工件201的背面204，對(duì)工件201施行背鏜孔加工。于背面204切削形成有通過背鏜孔加工而擴(kuò)大孔徑的背鏜孔開孔205。以上的說明為概略說明通過背鏜孔心軸11所進(jìn)行的背鏜孔加工順序的概略動(dòng)作。接著，詳細(xì)說明背鏜孔心軸11的動(dòng)作。在本實(shí)施例中，如以下所說明，固持具101 會(huì)前進(jìn)而使緩沖材33推壓至工件201，借此使刀具13出沒。圖6至圖8為示意性顯示背鏜孔心軸11外周的放大圖。圖6為對(duì)應(yīng)圖1，圖7及圖8為對(duì)應(yīng)圖2，圖9為對(duì)應(yīng)圖3，圖10為對(duì)應(yīng)圖4及圖5。如圖6至圖10所示，在主軸12 的外周面形成有條溝25。該條溝25呈大致L字形狀，且由朝周方向延伸的周方向溝部25r、 從周方向溝部25r的一端2 往軸線方向前方略為延伸的條溝端部25s、從周方向溝部25r 的另一端25c朝軸線方向前方延伸的軸線方向溝部25x、及位于軸線方向溝部2 的前方端且比條溝端部2 更靠近軸線方向前端側(cè)的條溝前端側(cè)25t所構(gòu)成。螺栓M的前端Mt (以下稱為螺栓前端Mt)為與條溝25扣合而沿著條溝25被導(dǎo)引。由于夾圈15被彈簧27朝軸線方向前端側(cè)推壓，因此被夾圈15固定的螺栓M的前端 24t在位于條溝端部2 時(shí)會(huì)如圖6所示被推壓至軸線方向前端側(cè)而嵌入至條溝端部25s， 故夾圈15以不能轉(zhuǎn)動(dòng)的方式被保持在主軸12的外周。當(dāng)螺栓前端24t位于條溝端部2 時(shí)，導(dǎo)引套筒16在不會(huì)朝軸線方向前端側(cè)移動(dòng)的狀態(tài)下相對(duì)于主軸12位在軸線方向后端側(cè)位置，刀具13保持在收容位置。固持具101使背鏜孔心軸11前進(jìn)而將導(dǎo)引套筒16的緩沖材33推壓至工件201 時(shí)，彈簧27會(huì)被壓縮，主軸12的條溝25則相對(duì)于導(dǎo)引套筒16側(cè)的螺栓前端24t略為前進(jìn)。于是，從導(dǎo)引套筒16的內(nèi)周面朝內(nèi)徑向突出的螺栓前端24t會(huì)如圖7所示從條溝端部2 朝周方向溝部25R的一端2 移動(dòng)。接著，在將導(dǎo)引套筒16推壓至工件201的狀態(tài)下，使夾圈15相對(duì)于主軸12相對(duì)旋轉(zhuǎn)。具體而言，在固定夾圈15的狀態(tài)下使主軸12旋轉(zhuǎn)?；蛘?，也可在固定主軸12的狀態(tài)下使夾圈15旋轉(zhuǎn)。于是，固設(shè)在夾圈15且貫通導(dǎo)引套筒16的長(zhǎng)孔31而朝內(nèi)徑向突出的螺栓前端24t會(huì)如圖8所示，從周方向溝部25R的一端2 朝另一端25c移動(dòng)。此時(shí)，螺栓前端24t從長(zhǎng)孔31的一端朝另一端移動(dòng)，因此夾圈15相對(duì)于導(dǎo)引套筒16相對(duì)性旋轉(zhuǎn)。接著，固持具101使背鏜孔心軸11后退時(shí)，通過彈簧27被彈壓至前方的導(dǎo)引套筒 16在被推壓至工件201的狀態(tài)下，主軸12會(huì)相對(duì)于導(dǎo)引套筒16后退。借此，條溝25如圖 9所示相對(duì)于導(dǎo)引套筒16側(cè)的螺栓前端24t后退。換言的，螺栓前端24t會(huì)沿著軸線方向溝部2 朝前端側(cè)移動(dòng)。并且，如圖10所示，當(dāng)螺栓前端24t移動(dòng)至條溝前端部25t時(shí)，導(dǎo)引套筒16相對(duì)于主軸12移動(dòng)至軸線方向前端側(cè)位置，刀具13位于突出位置。以上說明刀具13從收容位置轉(zhuǎn)動(dòng)突出至突出位置時(shí)的詳細(xì)動(dòng)作。當(dāng)圖5所示的背鏜孔加工結(jié)束時(shí)，將刀具13收容在主軸12內(nèi)部并將背鏜孔心軸 11從下孔202抽出。此順序以與上述相反的順序如圖5至圖1所示依序進(jìn)行。以下說明該抽出順序。首先，使固持具101前進(jìn)，使背鏜孔心軸16如圖4所示朝前面203推壓。在圖5及圖4中，夾圈15被彈簧27推壓，因此導(dǎo)引套筒16位于軸線方向前端側(cè)位置。此時(shí)，螺栓前端24t如圖10所示保持在條溝25的一端25t (以下也稱為條溝前端部25t)。接著，使固持具101前進(jìn)時(shí)，彈簧27被壓縮，主軸12則相對(duì)于導(dǎo)引套筒16朝前端側(cè)移動(dòng)(圖幻。此時(shí)，螺栓前端24t沿著軸線方向溝部2 移動(dòng)，且從條溝前端部25t移動(dòng)至另一端25c。借此，導(dǎo)引套筒16相對(duì)于主軸12朝軸線方向后端側(cè)滑動(dòng)。當(dāng)導(dǎo)引套筒16從軸線方向前端側(cè)位置朝軸線方向后端滑動(dòng)時(shí)，窗部18的緣部中的軸線方向前端側(cè)的緣部18f抵接至刀具13的背部13b，使刀具13從突出位置轉(zhuǎn)動(dòng)直至倒放至收容位置。(圖4—圖3—圖2)。接著，固持具101如圖2所示在使導(dǎo)引套筒16推壓至前面203的狀態(tài)下使主軸12 相對(duì)于夾圈15相對(duì)旋轉(zhuǎn)。此時(shí)，螺栓前端24t沿著周方向溝部25R移動(dòng)，且從另一端25c 移動(dòng)至一端25b。并且，當(dāng)使固持具101略為后退時(shí)，導(dǎo)引套筒16不能相對(duì)于主軸12朝軸線方向前端側(cè)滑動(dòng)，將刀具13保持在收容位置。此時(shí)，螺栓前端24t被彈簧27彈壓，且如圖6所示嵌入條溝端部25s，且以不能旋轉(zhuǎn)的方式被保持。接著，通過使固持具101朝軸線方向后端側(cè)后退，如圖1如示，背鏜孔心軸11從下孔202被抽出。由此，完成抽出操作。圖11為顯示背鏜孔心軸11的切削液通路的側(cè)面圖。 主軸12具有從刀柄部14的后端朝軸線方向前端側(cè)延伸的切削液通路32。切削液通路32 設(shè)置于主軸12的內(nèi)部，其前端部32f在前端內(nèi)壁12b (圖1)的內(nèi)部方向改變90度，而朝與軸線垂直的方向延伸。該切削液通路前端部32f從窗部18露出而指向位于突出位置中的刀具13。切削液通路32在背鏜孔加工中從固持具101供給切削液，并朝箭頭方向?qū)Φ毒?13噴出切削液。如此，在背鏜孔加工中冷卻刀具13。
由以上的說明得知，依據(jù)本實(shí)施例的背鏜孔心軸11，由于具有大致L字形狀的條溝25、突起狀的螺栓前端Mt、彈簧27、及緩沖材33，因此在固持具101將導(dǎo)引套筒16推壓至工件201的狀態(tài)下，可沿著條溝25的形狀使主軸12旋轉(zhuǎn)乃至滑動(dòng)。并且，可使窗部18 朝軸線方向移動(dòng)至正確的位置而使刀具13露出。再者，螺栓前端24t會(huì)保持在與刀具突出位置對(duì)應(yīng)的條溝前端部25t，且可使刀具13穩(wěn)定保持在圖4及圖5所示的突出位置。此外， 螺栓前端24t保持在與刀具收容位置對(duì)應(yīng)的條溝端部25s，且可將刀具13穩(wěn)定地保持在圖 1所示的收容位置。因此，依據(jù)本實(shí)施例，可利用簡(jiǎn)易的構(gòu)成自動(dòng)地使刀具13出沒，且背鏜孔加工的作業(yè)效率會(huì)提升。此外，在本實(shí)施例中，雖可自動(dòng)地使刀具13出沒，但并未排除操作者使夾圈15相對(duì)于主軸12旋轉(zhuǎn)而手動(dòng)地使刀具13出沒。再者，依據(jù)本實(shí)施例的背鏜孔心軸11，由于緩沖材33由聚胺酯等柔軟樹脂、或橡膠等彈性素材等比金屬更柔軟的素材所形成，因此不會(huì)損傷工件201。此外，依據(jù)本實(shí)施例的背鏜孔心軸11，由于對(duì)導(dǎo)引套筒外周面16s施加低摩擦處理，因此在進(jìn)行背鏜孔加工時(shí)，可抑制在背鏜孔心軸11的外周與下孔202的內(nèi)周面之間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)阻力的疑虞。然而，固持具101在背鏜孔加工中以未達(dá)預(yù)定速度的切削進(jìn)給速度使背鏜孔心軸 11后退，在背鏜孔加工結(jié)束后自動(dòng)地使刀具13沒入，并以預(yù)定速度以上的提早送出速度使背鏜孔心軸11后退，而從下孔202抽出。在該本實(shí)施例中，會(huì)有刀具13因切粉的阻塞等而不會(huì)完全沒入收容位置，且或多或少?gòu)拇安砍鈴絺?cè)突出的情形。在此緊急的情形下，固定構(gòu)件38會(huì)折斷，可將背鏜孔心軸11及工件201的損傷抑制在最小限度。具體而言，當(dāng)在刀具13從窗部18朝外徑側(cè)突出的狀態(tài)下以快速送出速度使背鏜孔心軸11后退時(shí)，刀具13會(huì)與背鏜孔開孔205的底面撞擊，且比通常大的軸線方向的拉離力會(huì)施加在刀具支持部12c與主要部12d的連接部。于是，固定構(gòu)件38會(huì)因剪切力而在中間細(xì)部38η折斷，刀具支持部12c會(huì)從主要部12d分離。此外，當(dāng)?shù)毒咧С植?2c分離，且刀具13的背部1 與緣部18f撞擊時(shí)，蓋16c會(huì)因比通常大的軸線方向的拉離力而從導(dǎo)引套筒16的后端側(cè)分離。依據(jù)本實(shí)施例，刀具13設(shè)置成在從工件201的表面203側(cè)插通至下孔202且于工件201的背面204側(cè)從窗部18突出的狀態(tài)下以預(yù)定速度以上的快速送出速度被抽出時(shí)， 會(huì)從主軸12的軸線方向主要部16d分離。并且，導(dǎo)引套筒16構(gòu)成為在刀具13從工件201 的表面203側(cè)插通至下孔202且于工件201的背面204側(cè)從窗部18突出的狀態(tài)下以預(yù)定速度以上的送出速度被抽出時(shí)，施加過度的拉離力也使前端部的蓋16c分離。因此，由于切粉浸入凹部19等造成刀具13未完全地收容在收容位置的緊急情形時(shí)，刀具13會(huì)從背鏜孔心軸11分離，而可將背鏜孔心軸11及工件201的損傷抑制在最小限度。此外，在以未達(dá)預(yù)定速度的切削進(jìn)給速度使背鏜孔心軸11后退的一般情形時(shí)，由于作用于連接部的軸線方向的拉離力小，因此固定構(gòu)件38不會(huì)折斷，而適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行背鏜孔加工。再者，在使主軸12相對(duì)于導(dǎo)引套筒16后退，且抵抗彈簧22的彈壓力而收容刀具13 的一般情形時(shí)，由于軸線方向的拉離力小，因此蓋16c不會(huì)從導(dǎo)引套筒16分離。接著，說明本發(fā)明的另一實(shí)施例。圖12局部剖切顯示本發(fā)明的另一實(shí)施例的要部側(cè)面圖。依據(jù)實(shí)施例，針對(duì)與上述實(shí)施例共通的構(gòu)成賦予同一符號(hào)并省略說明，以下說明不同的構(gòu)成。在圖12所示的實(shí)施例的背鏜孔心軸41中，設(shè)置對(duì)本身的外周面進(jìn)行低摩擦處理的管構(gòu)件42，以取代表面處理層16s。管構(gòu)件42配置在比凸緣部16f更靠近軸線方向前端側(cè)的位置，通過凸緣部16f限制往軸線方向后方的移動(dòng)。在窗部18的附近，設(shè)置有沿著導(dǎo)引套筒16的外周面往周方向延伸的扣圏(snap ring) 43?？蹏?3配置在比窗部18更靠近軸線方向后方的位置，以防止管構(gòu)件42朝軸線方向前方脫落。優(yōu)選為管構(gòu)件42的軸線方向尺寸R2比下孔202的長(zhǎng)度尺寸W更長(zhǎng)。在管構(gòu)件42的外周面上，形成有經(jīng)低摩擦處理的表面處理層42s。該表面處理層4 例如離子氮化處理、DLC (Diamond Like Carbon)涂覆處理、TiN (氮化鈦)涂覆處理及鏡面狀研磨處理等。表面處理層4 也可與上述處理并用，并進(jìn)行油膜潤(rùn)滑。依據(jù)圖12所示的實(shí)施例的背鏜孔心軸41，由于管構(gòu)件42安裝在導(dǎo)引套筒16的外周面上的與至少要加工的工件201的下孔202接觸的區(qū)域，因此在進(jìn)行背鏜孔加工時(shí)，可抑制在背鏜孔心軸41的外周與下孔202的內(nèi)周面之間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)阻力的疑虞。此外，管構(gòu)件 42也可與導(dǎo)引套筒16 —同旋轉(zhuǎn)。就變形例而言，管構(gòu)件42也能在比窗部18更靠近軸線方向后端側(cè)的位置以可自由相對(duì)旋轉(zhuǎn)的方式被支撐在導(dǎo)引套筒16的外周。以上雖參照

本發(fā)明的實(shí)施例，但本發(fā)明并不限定在附圖的實(shí)施例。針對(duì)附圖的實(shí)施例，在與本發(fā)明同一的范圍內(nèi)或均等的范圍內(nèi)，可進(jìn)行各種修正或變更。(產(chǎn)業(yè)實(shí)用性)本發(fā)明的背鏜孔切削工具有效地利用在機(jī)床。
權(quán)利要求
1.一種背鏜孔切削工具，其特征在于，具備主軸，沿著軸線延伸，且具有軸線方向后端部可安裝至機(jī)床的固持具的插入形狀； 刀具，以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式被支撐在所述主軸的軸線方向前端部，并設(shè)成沿著主軸倒放的收容位置以及相對(duì)于主軸立起的突出位置；彈壓構(gòu)件，使所述刀具轉(zhuǎn)動(dòng)立起并彈壓至所述突出位置；導(dǎo)引套筒，為可在主軸的外周朝軸線方向滑動(dòng)而設(shè)置的筒狀體，且在筒狀體的側(cè)面具有窗部，通過在軸線方向后端側(cè)位置覆蓋所述刀具而將刀具保持在所述收容位置，并通過在軸線方向前端側(cè)位置使所述刀具從所述窗部露出而使刀具從窗部朝徑向外側(cè)突出從而設(shè)成所述突出位置；以及低摩擦部，設(shè)置在所述導(dǎo)引套筒的外周面上的與至少要加工的工件的下孔接觸的區(qū)域，以減低與工件的摩擦。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背鏜孔切削工具，其特征在于，所述低摩擦部為形成在所述導(dǎo)引套筒的外周面上的表面處理層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背鏜孔切削工具，其特征在于，所述低摩擦部安裝在所述導(dǎo)引套筒的外周面上的管構(gòu)件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背鏜孔切削工具，其特征在于，所述導(dǎo)引套筒包含在前進(jìn)時(shí)與工件的表面抵接的凸緣部，且在所述凸緣部設(shè)置有用以緩和與工件的撞擊的緩沖材。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背鏜孔切削工具，其特征在于，所述主軸具有 主要部；刀具支持部，支持所述刀具；及連結(jié)部，連接所述主要部與所述刀具支持部；所述連結(jié)部構(gòu)成為對(duì)所述主要部與所述刀具支持部之間施加過度的拉離力時(shí)解除兩者的連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的背鏜孔切削工具，其特征在于，所述導(dǎo)引套筒在其前端部具有當(dāng)施加過度的拉離力時(shí)會(huì)脫離的蓋部。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背鏜孔切削工具，其特征在于，具備 夾圈，為以可朝軸線方向滑動(dòng)的方式設(shè)置在主軸的外周的筒狀體，且以可與所述導(dǎo)引套筒相對(duì)旋轉(zhuǎn)的方式連結(jié)；在所述夾圈的內(nèi)周面或所述主軸的外周面的一方，形成連接有朝軸線方向延伸的溝部及朝周方向延伸的溝部的大致L字形狀的條溝；在所述夾圈的內(nèi)周面或所述主軸的外周面的另一方，形成有與所述條溝卡合的突起。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背鏜孔切削工具，其特征在于，所述主軸具有調(diào)整所述突出位置的所述刀具的轉(zhuǎn)動(dòng)角度的調(diào)整機(jī)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種背鏜孔切削工具。提供一種能以簡(jiǎn)單的構(gòu)造使刀具朝徑向出沒，且可抑制相對(duì)于下孔的內(nèi)周面的旋轉(zhuǎn)阻力的背鏜孔切削工具。背鏜孔切削工具(11)具備有主軸(12)，沿著軸線延伸，且軸線方向后端部安裝至機(jī)床的固持具；刀具(13)，以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式被支撐在主軸的軸線方向前端部，并設(shè)成沿著主軸倒放的收容位置以及相對(duì)于主軸立起的突出位置；導(dǎo)引套筒(16)，為可在主軸的外周朝軸線方向滑動(dòng)的方式設(shè)置的筒狀體，筒狀體的側(cè)面具有窗部(18)，并通過在軸線方向前端側(cè)位置使刀具從窗部(18)露出而使刀具(13)從窗部(18)朝徑向外側(cè)突出而設(shè)成在突出位置；及低摩擦部(16s)，設(shè)置在導(dǎo)引套筒的外周面上的與至少要加工的工件的下孔接觸的區(qū)域以減低與工件的摩擦。
文檔編號(hào)B23B35/00GK102380630SQ20111005482
公開日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月3日
發(fā)明者三角進(jìn), 田口正博 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日研工作所