JPH0639607A - フローティング切削とローラバニシングの複合加工工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 管材圧延加工、ホーニング加工等が不要と
し、作業工程及び作業時間を短縮し、製品高精度内径パ
イプの製造コストを大幅に低減するパイプ孔内面の精密
加工工具を提供する。 【構成】 荒びき及び仕上げ切削するフローティング切
削加工工具とローラバニシング加工工具とを軸方向に一
体に連結して形成され、該連結工具を被加工物パイプ孔
内で回転移動して加工させると、往きはフローティング
切削加工工具により荒びき及び仕上げ切削をし、戻りは
ローラバニシング加工工具により平滑かつ耐摩耗的に仕
上げ上げ得るごとく構成したフローティング切削とロー
ラバニシングの複合加工工具。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はパイプ孔内面の精密加工
工具に関し、詳しくはフローティング切削加工工具とロ
ーラバニシング加工工具とを一体に連結したものであっ
て、パイプ孔内を回転移動させて加工すると、該内面を
往きはフローティング切削加工し、戻りはローラバニシ
ング加工して平滑かつ耐摩耗的に仕上げ得ることにした
フローティング切削とローラバニシングの複合加工工具
に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
高精度内径パイプの製作法としては、比較的太い径の被
加工物パイプのパイプ孔を中ぐり加工用工具により荒び
きした後、あるいは管材圧延加工を施した後に、回転砥
石により同パイプ孔内面をホーニング加工して仕上げる
方法が採用されている。しかしながら、そうした方法で
は、中ぐり加工作業は細径、長尺のパイプの荒びき・仕
上げ加工が困難であり、また管材の圧延加工もその作業
が容易でなく、そしてホーニング加工作業は長時間を要
するものである等の問題があった。そしてまた、パイプ
の用途によってパイプ内面に耐摩耗性が要求される場合
は、さらに２次的に表面硬化加工処理が施され、加工費
用が高くなる問題点を有していた。

【０００３】

【課題を解決するための手段】本発明はかかる従来の課
題を解決するため、フローティング切削加工とローラバ
ニシング加工のそれぞれの長所に着目し、フローティン
グ切削加工工具とローラバニシング加工工具を一体に連
結し、被加工物パイプ孔内を回転移動させ、該内面を往
きはフローティング切削加工し、戻りはローラバニシン
グ加工して、中ぐり加工による荒びきや管材圧延加工及
びホーニング加工を不要とし、高効率で平滑かつ耐摩耗
的に仕上げ得るごとくした、新規なフローティング切削
とローラバニシングの複合加工工具を提供しようとする
ものである。すなわち本発明は、パイプ孔内面の精密加
工工具であって、荒びき及び仕上げ切削するフローティ
ング切削加工工具とローラバニシング加工工具とを軸方
向に一体に連結して形成され、該連結工具をパイプ孔内
で回転移動して加工させると、往きはフローティング切
削加工工具により荒びき及び仕上げ切削をし、戻りはロ
ーラバニシング加工工具により平滑かつ耐摩耗的に仕上
げ得るごとくした構成を特徴とするフローティング切削
とローラバニシングの複合加工工具である。

【０００４】また本発明のフローティング切削とローラ
バニシングの複合加工工具はフローティング切削加工工
具の先端外周には複数の荒びき工具を配設し、かつ荒び
き工具と互い違いに、解除自在な付勢手段を径方向に備
えたアジヤストガイドを配設し、その後方外周にはフロ
ーティングガイドと共にパイプ内径に倣って拡縮自在な
仕上げ削り工具を配設しかつ該フローティングガイドと
直交して、拡縮調整可能な固定ガイドを配設し、その後
端外周には案内と送油を兼用した揺動可能なスクリュー
ガイドを嵌設して前方のフローティング切削加工工具を
形成したことを特徴とする。また本発明のフローティン
グ切削とローラバニシングの複合加工工具は後方のロー
ラバニシング加工工具にはその外周に複数個のバニシン
グ用ローラが拡縮自在に挿着され、該加工工具のインナ
ーリングが前進方向に逆テーパに形成され、該インナー
リング上をテーパ状のバニシング加工法ローラが転動し
てなり、該加工用ローラが往きのとき、縮径し、戻りの
とき拡径されるごとくした構成を特徴とする。なお、フ
ローティング切削加工とは、固定されてなくフロート状
態の仕上げ削り工具でもって、被加工物パイプの内面に
倣いながら該内面を仕上げ切削する加工法であり、ま
た、ローラバニシング加工は高精度に仕上げたローラを
切削加工面に転圧して塑性変形させ、平滑かつ耐摩耗的
に仕上げる加工法である。

【０００５】

【実施例】以下に図面に基づき本発明のフローティング
切削とローラの複合加工工具の実施例を説明する。図１
は本発明のフローティング切削とローラの複合加工工具
の縦断面図であり、図２はフローティング切削加工工具
の前方側面図(図１のＡ矢視図)であり、図３はフローテ
ィングガイド部分の断面図(図１のＢ〜Ｂ断面図)であ
る。図４はスクリューガイド部分の断面図(図１のＣ〜
Ｃ断面図)であり、図５はスクリューガイドの外観図(図
４のＤ矢視図)であり、そして図６は被加工物パイプ孔
内面加工装置の全体説明図である。また図中、１は本発
明の複合加工工具、２はフローティング切削加工工具、
３はローラバニシング加工工具、４は先端部材、５は荒
びき工具、６はアジヤストガイド、７は取付溝、８は装
着溝、９は案内孔、１０は板ばね、１１はピン、１２は
ボール、１３は中心孔、１４は移動軸、１５はスライド
カム、１６は凹カム、１７は後方部材、１８はフローテ
ィングガイド、１９は四角孔、２０a、２０bはアダプタ
上及び下、２１は仕上げ削り工具、２２はガイド部材、
２３はインナーカラー、２４は当てボルト、２５はテー
パ溝、２６は固定ガイド、２７は孔部、２８は受けピ
ン、２９は引張りスプリング、３０はスクリューガイ
ド、３０ａはすり割り、３１は受ナット、３２は押ナッ
ト、３３はブッシュ、３４は油溝、３５はライナー、３
６はキー、３７はバニシング工具本体、３８は軸受け、
３９はインナーリング、４０はアウターレース、４１は
ローラ、４２はスラストベアリング、４３はナット、４
４はスプリング、４５は連結カラー、４６はスプリン
グ、４７は加工パイプ、４８は加工機、４９はボーリン
グバー、５０は作動軸、５１はテーブル、５２はパイプ
先端保持台、５３はパイプ後端保持台、５４は前保持
具、５５は後保持具、５６はボーリングバー受け、５７
は注油口、５８は排油口、５９はねじ結合部、６０はボ
ーリングバー挿着部である。

【０００６】本発明実施例のフローティング切削とロー
ラバニシングの複合加工工具１は前方のフローティング
切削加工工具２と後方のローラバニシング加工工具３と
を軸方向にねじ結合部５９で一体に螺着連結している。
該複合加工工具１は専用加工機４８においてパイプ４７
の孔内面の精密仕上げ加工に使用される。また該複合加
工工具１のボーリングバー挿着部６０をボーリングバー
４９の先端に挿着し、パイプ４７の孔内をＲ方向に回転
しながらＧ方向(往き方向)及びＨ方向(戻り方向)に移動
して加工を行うが、往きはフローティング切削加工工具
２の先端の荒びき工具５で荒びき加工され、次にその後
方の仕上げ削り工具２１で仕上げ削り加工され、戻りは
ローラバニシング加工工具３のローラ４１でローラバニ
シング加工され、平滑かつ耐摩耗的に仕上げられる。ま
たフローティング切削加工工具２は基本的には円柱状の
後方部材１７の前面に先端部材４を螺結して形成され
る。先端部材４の先端外周には３個の荒びき工具５が１
２０°ピッチにその取付溝７にビス止めされている。か
つそれぞれにはすくい面が形設されている。また該荒び
き工具５とは互い違いの３ケ所の径方向にそれぞれ案内
孔９が穿孔され、各案内孔９の頭部には軸方向に装着溝
が形削され、それぞれ砲金製のアジヤストガイド６が係
入されている。該アジヤストガイド６の後方は係止ボル
トで係止され、前方は、案内孔９内に埋入された板バネ
１０の付勢力を受けて拡径方向に付勢されている。な
お、アジャストガイド６の後方下面は、後方へ少し削ぎ
取られてテーパ面に形成されている（図示せず）ため、
板バネ１０の付勢力によるアジャストガイド６の拡径方
向への揺動を可能としている。

【０００７】一方、工具２の中心には中心孔１３が穿孔
され、該中心孔１３内にはスライドカム体１５が摺動自
在に嵌入されている。該スライドカム体１５は中心を挿
通した移動軸１４の先端に連結され、軸方向に往復され
る。また該スライドカム体１５の外周には凹カム１６が
凹設されていて、図１の状態ではボール１２は外周面に
乗り上げているが、軸方向の移動により凹カム１６の所
では落下するごとくなっている。ボール１２はカム体１
５に乗り上げているときはピン１１を介し、上方の板ば
ね１０を圧縮付勢するが、凹カム１６に落下すると板ば
ね１０を圧縮から解放するので前記付勢を解除する。な
お移動軸１４の後端には突当てカラー４５が連結され、
ボーリングバー４９の軸心を前後方向に油圧シリンダー
(図示せず)により移動自在な作動軸５０に当接する。作
動軸５０が前進すると移動軸１４が前進してスライドカ
ム体１５が前進しボール１２を凹カム１６に落下させて
解除する。逆に作動軸５０が後退するとスプリング４６
により移動軸１４が後退し、ボール１２はカム体１５に
乗り上げて板ばね１０を付勢する。なお、ブッシュ３
３、前後の軸受３８、３８は移動軸１４を保持するため
にある。

【０００８】後方部材１７の前寄り側には四角孔１９が
直径方向に貫通されていて、該四角孔１９には上下方向
に２分したアダプタ２０a、２０bが摺動自在に嵌挿され
ている。また該アダプタ２０a、２０bの各先端すなわち
外周側には仕上げ削り工具２１と砲金製ガイド部材２２
が並べて取り付けられ、フローティングガイド１８を形
成する。また該アダプタ上、下２０a、２０bにはそれぞ
れ中心方向に当てボルト２４が螺着されており、中心の
移動軸１４に被着された長方形状のインナーカラー２３
の上下面に引張りスプリング２９に引張られて縮径方向
に付勢当接している。なお該スプリング２９は、各アダ
プタ２０a、２０bに穿設された孔部２７に、受けピン２
８を植設して懸着される。また前記フローティングガイ
ド１８と直交して外周面に一対の砲金製固定ガイド２６
がテーパ溝２５上に拡縮調整可能に配設されている。ま
た前記後方部材１７の後端外周のテーパ部には受ナット
３１と押ナット３２の挟まれて砲金リング製のスクリュ
ーガイド３０が拡縮可能に嵌設されている。該スクリュ
ーガイド３０には、１個のすり割り３０ａが割設されて
いる。さらにその外周面には回転方向(Ｒ方向)に対して
左ヘリカル方向に油溝３４が４条形設されていて、図６
において給油口５７から排油口５８側に向かって送給さ
れる切削油剤を積極的に前方の荒びき工具５及び仕上げ
削り工具２１側に送り出す役目を果たし、本来の案内の
役目と兼用する。油溝３４の設定角度は、１５〜６０゜
が好ましいが、本例では４５゜にしている。また該スク
リューガイド３０の外周案内面には、耐摩耗性の高い硬
質合金製のライナー３５が固着されている。また３６は
キーであり、Ｐは切削油剤の送給方向を示す。

【０００９】後方のローラバニシング加工工具３の円筒
状のバニシング工具本体３７の外周にはインナーリング
３９が固定されている。また該インナーリング３９を被
うように円筒体のアウターレース４０が装着されてい
る。該アウターレース４０はスラストベアリング４２、
ナット４３、スプリング４４を介して軸方向に若干移動
可能に保持されている。また該アウターレース４０の外
周面には等ピッチに平行して複数個のローラ４１の嵌合
孔が穿孔されている。また前記インナーリング３９の外
周は前進方向(Ｇ方向)に逆テーパに形設されていて、該
テーパ面上にアウターレース４０の嵌合孔に嵌挿された
テーパ状(Ｇ方向に対して)のバニシング加工用ローラ４
１が転動自在に当接している。従って、ローラバニシン
グ加工工具３が往き(Ｇ方向)のとき、該加工用ローラ４
１はパイプ４７の孔内面に接触して抵抗を受ければ前記
インナーリング３９の逆テーパ面を摺動してスプリング
４４を圧縮し、縮径する。次に戻り(Ｈ方向)のときは、
前記インナーリング３９の逆テーパ面を拡径方向に摺動
し、切削加工面を転圧して平滑に仕上げる。本発明の複
合加工工具１は以上の構成であるのでパイプ４７孔内で
回転移動して加工させると、往き(Ｇ方向)はフローティ
ング切削加工工具２により荒びき及び仕上げ切削が可能
であり、戻り(Ｈ方向)はローラバニシング加工工具３に
より平滑かつ耐摩耗的な転圧仕上げが可能となる。

【００１０】

【発明の効果】以上説明したごとく、本発明のフローテ
ィング切削とローラバニシングの複合加工工具によれ
ば、被加工物パイプの往きの中ぐり加工のときフローテ
ィング切削加工工具により荒びきから仕上げ切削まで行
って微細に切削し、戻りのときローラバニシング加工工
具により該微細な切削面を転圧して平滑かつ耐摩耗的に
仕上げるごとくして、往復１行程で荒びきから精密仕上
げまでを完成させ得るから、パイプ内面の精密加工効率
を飛躍的に向上させることができる。従来技術では、管
材圧延加工あるいは中ぐり加工用工具により荒びきした
被加工物パイプに仕上げ削り及びホーニング加工をして
高精度内径パイプを製作していたが、本発明加工工具に
よれば管材圧延加工、ホーニング加工等が不要となり、
作業工程及び作業時間が短縮される結果、製品高精度内
径パイプの製造コストを大幅に低減することができる。

【００１１】また、本発明では往きのときにフローティ
ング切削加工をし、戻りのときにローラバニシング加工
をするこどくして加工抵抗を二分させているため、往方
向に両加工を同時に施す場合に加工機に締着された被加
工物パイプが振り回されてしまうという問題が生じな
く、かつ加工機の所要動力を小さくすることもできる。
上記においては、特にフローティング切削加工工具の先
端に付勢されたアジヤストガイドを付設した荒びき工具
を備え、その後方にフローティングガイドを付設した仕
上げ削り工具を備えたものにあっては、付勢されたアジ
ャストガイドが揺動してパイプ孔内面に倣い、摺動自在
なフローティングガイドの上下のアダプタが拡縮してパ
イプ孔内面に倣って荒びきから微細な仕上げ削りまでが
一貫して可能となる。さらに、フローティング切削加工
工具の後端にスクリューガイドを周設したものにあって
は、切削油剤を積極的に荒びき工具及び仕上げ削り工具
側に送り込み、削り屑を洗い出すから、美麗な切削面が
得られ爾後のローラバニシング加工の仕上げ効果を倍増
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例のフローティング切削とローラバ
ニシングの複合加工工具の縦断面図である。

【図２】フローティング切削加工工具の前方側面図(図
１のＡ矢視図)である。

【図３】フローティングガイド部分の断面図(図１のＢ
〜Ｂ断面図)である。

【図４】スクリューガイド部分の断面図(図１のＣ〜Ｃ
断面図)である。

【図５】スクリューガイドの外観図(図４のＤ矢視図)で
ある。

【図６】被加工物パイプ孔内面加工装置の全体説明図で
ある。

【符号の説明】

１ フローティング切削とローラバニシングの複合加工
工具 ２ フローティング切削加工工具 ３ ローラバニシング加工工具 ４ 先端部材 ５ 荒びき工具 ６ アジヤストガイド ７ 取付溝 ８ 装着溝 ９ 案内孔 １０ 板ばね １１ ピン １２ ボール １３ 中心孔 １４ 移動軸 １５ スライドカム体 １６ 凹カム １７ 後方部材 １８ フローティングガイド １９ 四角孔 ２０a アダプタ上 ２０b アダプタ下 ２１ 仕上げ削り工具 ２２ ガイド部材 ２３ インナーカラー ２４ 当てボルト ２５ テーパ溝 ２６ 固定ガイド ２７ 孔部 ２８ 受けピン ２９ 引張りスプリング ３０ スクリューガイ
ド ３０ａ すり割り ３１ 受ナット ３２ 押ナット ３３ ブッシュ ３４ 油溝 ３５ ライナー ３６ キー ３７ バニシング工具
本体 ３８ 軸受 ３９ インナーリング ４０ アウターレース ４１ ローラ ４２ スラストベアリング ４３ ナット ４４ スプリング ４５ 連結カラー ４６ スプリング ４７ 加工パイプ ４８ 加工機 ４９ ボーリングバー ５０ 作動軸 ５１ テーブル ５２ パイプ先端保持台 ５３ パイプ後端保持
台 ５４ 前保持具 ５５ 後保持具 ５６ ボーリングバー受け ５７ 注油口 ５８ 排油口 ５９ ねじ結合部 ６０ ボーリングバー挿着部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パイプ孔内面の精密加工工具であって、
   荒びき及び仕上げ切削するフローティング切削加工工具
   とローラバニシング加工工具とを軸方向に一体に連結し
   て形成され、該連結工具をパイプ孔内で回転移動して加
   工させると、往きはフローティング切削加工工具により
   荒びき及び仕上げ切削をし、戻りはローラバニシング加
   工工具により平滑かつ耐摩耗的に仕上げ得るごとくした
   構成を特徴とするフローティング切削とローラバニシン
   グの複合加工工具。
2. 【請求項２】 フローティング切削加工工具の先端外周
   には複数の荒びき工具を配設し、かつ該荒びき工具と互
   い違いに、解除自在な付勢手段を径方向に備えたアジヤ
   ストガイドを配設し、その後方外周にはフローティング
   ガイドと共にパイプ内径に倣って拡縮自在な仕上げ削り
   工具を配設しかつ該フローティングガイドと直交して、
   拡縮調節可能な固定ガイドを配設し、その後端外周には
   案内と送油を兼用した拡縮可能なスクリューガイドを嵌
   設して前方のフローティング切削加工工具を形成したこ
   とを特徴とする請求項１記載のフローティング切削とロ
   ーラバニシングの複合加工工具。
3. 【請求項３】 後方のローラバニシング加工工具にはそ
   の外周に複数個のバニシング用ローラが拡縮自在に挿着
   され、該加工工具のインナーリングが前進方向に逆テー
   パに形成され、該インナーリング上をテーパ状のバニシ
   ング加工法ローラが転動してなり、該加工用ローラが往
   きのとき、縮径し、戻りのとき拡径されるごとくした構
   成を特徴とする請求項１又は２に記載のフローティング
   切削とローラバニシングの複合加工工具。