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特開2025-2315円筒穴の仕上げ加工方法、ホルダ選択支援装置

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025002315

(43)【公開日】2025-01-09

(54)【発明の名称】円筒穴の仕上げ加工方法、ホルダ選択支援装置

(51)【国際特許分類】

B23B 35/00 20060101AFI20241226BHJP

B23B 29/02 20060101ALI20241226BHJP

B23B 31/117 20060101ALI20241226BHJP

【ＦＩ】

B23B35/00

B23B29/02 Z

B23B31/117 610F

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023102399

(22)【出願日】2023-06-22

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り１．ＪＩＭＴＯＦ２０２２のパンフレット発行日令和４年１０月１日刊行物「ＪＩＭＴＯＦ２０２２１１／８（火）～１３（日）第３１回日本国際工作機械見本市のご案内」２．ＹｏｕＴｕｂｅショート（ＪＩＭＴＯＦ２０２２）ウェブサイトの掲載日令和４年１０月１０日ウェブサイトのアドレスｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｙｏｕｔｕｂｅ．ｃｏｍ／ｓｈｏｒｔｓ／Ｆ９６Ｃ２４ｓＲｒｓｃｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｙｏｕｔｕｂｅ．ｃｏｍ／ｓｈｏｒｔｓ／ｈＳｈＳ４ｆｔＤＮｇ０３．ＹｏｕＴｕｂｅ（ＪＩＭＴＯＦ２０２２）ウェブサイトの掲載日令和４年１１月２日ウェブサイトのアドレスｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｙｏｕｔｕｂｅ．ｃｏｍ／ｗａｔｃｈ？ｖ＝１ｂＧｄＰｍｓｅＪｏ８＆ｔ＝１４２ｓ＆ａｂ＿ｃｈａｎｎｅｌ＝ＭＳＴ＿ＴＯＯＬＩＮＧ４．ＪＩＭＴＯＦ２０２２開催日令和４年１１月８日（火）～１３日（日）展示会名ＪＩＭＴＯＦ２０２２（第３１回日本国際工作機械見本市）５．「機械と工具」誌発行日令和４年１１月１０日刊行物機械と工具２０２２年１１月号６．「生産財マーケティング」誌発行日令和４年１１月１日刊行物月刊生産財マーケティング２０２２年１１月号、第Ａ－１７１ページ７．「機械技術」誌発行日令和４年１１月５日刊行物機械技術２０２２年１２月臨時増刊号８．「ツールエンジニア」誌発行日令和４年１１月１日刊行物ツールエンジニア２０２２年１１月号、第３５ページ９．展示会「ＴＨＡＩＭＥＴＡＬＥＸ２０２２」開催日令和４年１１月１６日（水）～１９日（土）展示会名ＴＨＡＩＭＥＴＡＬＥＸ２０２２１０．ＹｏｕＴｕｂｅ（ＪＩＭＴＯＦ２０２２のハイライト）ウェブサイトの掲載日令和４年１１月２８日ウェブサイトのアドレスｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｙｏｕｔｕｂｅ．ｃｏｍ／ｗａｔｃｈ？ｖ＝＿Ｚｏｃ７－＿ｅｗ５ｗ＆ａｂ＿ｃｈａｎｎｅｌ＝ＭＳＴ＿ＴＯＯＬＩＮＧ１１．展示会「ＴＯＯＬＴＥＣＨ２０２３」開催日令和５年１月１９日（木）～２５日（水）展示会名ＴＯＯＬＴＥＣＨ２０２３１２．日本物流新聞発行日令和５年２月１０日刊行物日本物流新聞２０２３年２月１０日号

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り１３．プレスリリースプレスリリースの配信日令和５年２月２４日プレスリリースの配信先株式会社日本物流新聞社日刊大阪アド株式会社（「日刊工業新聞」、「機械技術」誌、「型技術」誌）株式会社ニュースダイジェスト社（「生産財マーケティング」誌）株式会社日本産機新聞社日本工業出版株式会社（「機械と工具」誌）株式会社大河出版（「ツールエンジニア」誌）１４．日本物流新聞発行日令和５年３月１０日刊行物日本物流新聞２０２３年３月１０日号１５．展示会「ＩＮＴＥＲＭＯＬＤＫＯＲＥＡ２０２３」開催日令和５年３月１４日（火）～１８日（土）展示会名ＩＮＴＥＲＭＯＬＤＫＯＲＥＡ２０２３１６．日刊工業新聞発行日令和５年３月１５日刊行物日刊工業新聞２０２３年３月１５日号１７．ＹｏｕＴｕｂｅショート（ＩＮＴＥＲＭＯＬＤＫＯＲＥＡ２０２３）ウェブサイトの掲載日令和５年３月１８日ウェブサイトのアドレスｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｙｏｕｔｕｂｅ．ｃｏｍ／ｓｈｏｒｔｓ／－ｒＬｈＵＥｊ３Ｅｋ８１８．管機産業新聞発行日令和５年３月２２日刊行物管機産業新聞２０２３年３月２２日号１９．「機械と工具」誌発行日令和５年３月３１日刊行物機械と工具２０２３年４月号、第４ページ２０．自社ホームページでの製品紹介ウェブサイトの掲載日令和５年４月３日ウェブサイトのアドレスｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｍｓｔ－ｃｏｒｐ．ｃｏ．ｊｐ／ｍｃ＿ｔｏｏｌ／ｍｉｌｌｂｏｒｅ／２１．「生産財マーケティング」誌発行日令和５年４月１日刊行物月刊生産財マーケティング２０２３年４月号、第Ａ－１４６ページ２２．日本産機新聞発行日令和５年４月５日刊行物日本産機新聞２０２３年４月５日号２３．日本物流新聞発行日令和５年４月１０日刊行物日本物流新聞２０２３年４月１０日号、第８面２４．展示会「ＣＩＭＴ２０２３」開催日令和５年４月１０日（月）～１５日（土）展示会名ＣＩＭＴ２０２３（中国国際工作機械見本市）２５．「型技術」誌発行日令和５年４月１２日刊行物型技術２０２３年５月号、第００８ページ

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り２６．展示会「ＩＮＴＥＲＭＯＬＤ２０２３」開催日令和５年４月１２日（水）～１５日（土）展示会名ＩＮＴＥＲＭＯＬＤ２０２３（第３４回金型加工技術展）２７．ＹｏｕＴｕｂｅ（「ミルボア」紹介）ウェブサイトの掲載日令和５年４月１８日ウェブサイトのアドレスｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｙｏｕｔｕｂｅ．ｃｏｍ／ｗａｔｃｈ？ｖ＝ＯｅｈＤｊ４ＺＲＵＰｋ＆ｔ＝２６ｓ＆ａｂ＿ｃｈａｎｎｅｌ＝ＭＳＴ＿ＴＯＯＬＩＮＧ２８．ＹｏｕＴｕｂｅ（「ミルボア」紹介、英語版）ウェブサイトの掲載日令和５年４月２４日ウェブサイトのアドレスｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｙｏｕｔｕｂｅ．ｃｏｍ／ｗａｔｃｈ？ｖ＝ｍｔＴＧ２８ｖｘｕＷＱ＆ｔ＝８６ｓ＆ａｂ＿ｃｈａｎｎｅｌ＝ＭＳＴ＿ＴＯＯＬＩＮＧ２９．ＹｏｕＴｕｂｅ（ＣＩＭＴ２０２３のダイジェスト）ウェブサイトの掲載日令和５年４月２６日ウェブサイトのアドレスｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｙｏｕｔｕｂｅ．ｃｏｍ／ｗａｔｃｈ？ｖ＝ＤｈｑＳＶｅｈｑＥａＩ＆ａｂ＿ｃｈａｎｎｅｌ＝ＭＳＴ＿ＴＯＯＬＩＮＧ３０．「ツールエンジニア」誌発行日令和５年４月２８日刊行物ツールエンジニア２０２３年５月号、第９ページ３１．「西川ニュース」誌発行日令和５年４月２７日刊行物ロボテック情報西川ニュース１３５号（２０２３年５月号）、第７ページ３２．山善ものづくりハンドブック「セレシナ」発行日令和５年４月１日刊行物山善ものづくりハンドブック「セレシナｖｏｌ．１１」、第１４５ページ３３．「機械技術」誌発行日令和５年５月２５日刊行物機械技術２０２３年６月号、第１９ページおよび第６２～６３ページ３４．日本物流新聞発行日令和５年６月１０日刊行物日本物流新聞２０２３年６月１０日号、第５面３５．「タナカ善ニュース」誌発行日令和５年６月９日刊行物第６５号タナカ善ニュース夏号３６．展示会「ＤＭＣ２０２３」開催日令和５年６月１１日（日）～１４日（水）展示会名ＤＭＣ２０２３（第２２回中国国際金型技術と設備展示会）

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り３７．ＹｏｕＴｕｂｅ（ＤＭＣ２０２３の紹介）ウェブサイトの掲載日令和５年６月１３日ウェブサイトのアドレスｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｙｏｕｔｕｂｅ．ｃｏｍ／ｗａｔｃｈ？ｖ＝ＦｆＰｚｔＪｉＸＸＢｃ＆ａｂ＿ｃｈａｎｎｅｌ＝ＭＳＴ＿ＴＯＯＬＩＮＧ３８．「ミルボア」の貸出貸出日令和５年５月３１日販売相手先フジ精工株式会社３９．展示会「大阪機械加工システム展」開催日令和５年２月１６日（木）～１７日（金）展示会名大阪機械加工システム展（ジーネット）４０．展示会「２０２３広島どてらい市」開催日令和５年３月３日（金）～４日（土）展示会名２０２３広島どてらい市４１．展示会「２０２３岐阜どてらい市」開催日令和５年３月４日（土）～５日（日）展示会名２０２３岐阜どてらい市４２．展示会「２０２３北関東どてらい市」開催日令和５年３月１０日（金）～１１日（土）展示会名２０２３北関東どてらい市４３．展示会「中部機械加工システム展」開催日令和５年３月１６日（木）～１７日（金）展示会名中部機械加工システム展（ジーネット）４４．展示会「２０２３静岡どてらい市」開催日令和５年３月１７日（金）～１８日（土）展示会名２０２３静岡どてらい市４５．展示会「２０２３東北どてらい市」開催日令和５年４月７日（金）～８日（土）展示会名２０２３東北どてらい市４６．展示会「ナンシン機工プライベートショー」開催日令和５年４月１４日（金）～１５日（土）展示会名ナンシン機工プライベートショー４７．展示会「第１７回ＴＡＣプライベートショー」開催日令和５年４月２０日（木）～２２日（土）展示会名第１７回ＴＡＣプライベートショー４８．展示会「ＭＥＸ金沢２０２３」開催日令和５年５月１８日（木）～２０日（土）展示会名ＭＥＸ金沢２０２３（第５９回機械工業見本市金沢）４９．展示会「２０２３東北信どてらい市」開催日令和５年５月１９日（金）～２０日（土）展示会名２０２３東北信どてらい市

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り５０．展示会「国興展２０２３」開催日令和５年５月２５日（木）～２６日（金）展示会名国興展２０２３５１．展示会「２０２３モテキ感謝セール」開催日令和５年６月２日（金）～３日（土）展示会名２０２３モテキ感謝セール（モテキトータルフェア）５２．展示会「２０２３中部どてらい市」開催日令和５年６月８日（木）～１０日（土）展示会名２０２３中部どてらい市５３．展示会「２０２３新潟どてらい市」開催日令和５年６月９日（金）～１０日（土）展示会名２０２３新潟どてらい市５４．展示会「２０２３鹿児島どてらい市」開催日令和５年６月１０日（土）～１２日（月）展示会名２０２３鹿児島どてらい市５５．展示会「２０２３富山どてらい市」開催日令和５年６月１６日（金）～１７日（土）展示会名２０２３富山どてらい市５６．展示会「２０２３米子どてらい市」開催日令和５年６月１７日（土）～１９日（月）展示会名２０２３米子どてらい市

(71)【出願人】

【識別番号】591286982

【氏名又は名称】株式会社ＭＳＴコーポレーション

(74)【代理人】

【識別番号】100130513

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田直也

(74)【代理人】

【識別番号】100074206

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田文二

(74)【代理人】

【識別番号】100130177

【弁理士】

【氏名又は名称】中谷弥一郎

(72)【発明者】

【氏名】溝口春機

【テーマコード（参考）】

3C032

3C036

3C046

【Ｆターム（参考）】

3C032DD00

3C036AA13

3C046KK02

(57)【要約】

【課題】人のスキルを要せず、切り屑の絡み付きによる機械停止等を生じにくく、穴径の異なる複数の円筒穴を低コストで仕上げることが可能な円筒穴の仕上げ加工方法を提供する。
【解決手段】焼きばめホルダ１と超硬合金製の超硬アーバ２と交換式工具３とを使用し、マシニングセンタで交換式工具３を回転させながらワークＷの円筒穴２０の中心まわりをらせん状に移動させることで円筒穴２０の内周面を仕上げ加工する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワーク（Ｗ）の円筒穴（２０）の内周面を仕上げ加工する円筒穴の仕上げ加工方法であって、
マシニングセンタの主軸（８）のテーパ穴（９）に挿入して固定されるテーパシャンク部（５）と、前記テーパシャンク部（５）とは反対側の軸方向に延びて先端が開口するチャック筒部（６）とを有する焼きばめホルダ（１）と、
前記チャック筒部（６）に挿入して焼きばめにより固定される基端部（１１）と、前記基端部（１１）から前記チャック筒部（６）の外側に軸方向に延びる棒状の軸部（１２）と、前記軸部（１２）の先端に開口する工具取付穴（１３）とを有する超硬合金製の超硬アーバ（２）と、
前記超硬アーバ（２）の先端の前記工具取付穴（１３）に着脱可能に固定される交換式工具（３）と、を使用し、
前記マシニングセンタで前記交換式工具（３）を回転させながら前記ワーク（Ｗ）の円筒穴（２０）の中心まわりをらせん状に移動させることで前記円筒穴（２０）の内周面を仕上げ加工する、円筒穴の仕上げ加工方法。

【請求項2】

前記交換式工具（３）が前記円筒穴（２０）の内周面の前記主軸（８）から遠い側の端（２３）を加工するときに前記チャック筒部（６）の先端から前記円筒穴（２０）の内周面の前記主軸（８）に近い側の端（２２）までの軸方向距離が１ｍｍ以上２５ｍｍ未満となるような前記焼きばめホルダ（１）と前記超硬アーバ（２）と前記交換式工具（３）の組み合わせで前記円筒穴（２０）の内周面を仕上げ加工する請求項１に記載の円筒穴の仕上げ加工方法。

【請求項3】

前記ワーク（Ｗ）は、前記円筒穴（２０）の前記主軸（８）に近い側の端（２２）の開口縁に対して径方向外側にずれた位置から所定の高さで立ち上がる内壁面（２１）を有する形状のものであり、
前記交換式工具（３）が前記円筒穴（２０）の内周面の前記主軸（８）から遠い側の端（２３）を加工するときに前記焼きばめホルダ（１）のチャック筒部（６）が前記内壁面（２１）に干渉せずに前記内壁面（２１）と軸直角方向に対向する位置関係となるような前記焼きばめホルダ（１）と前記超硬アーバ（２）と前記交換式工具（３）の組み合わせで前記円筒穴（２０）の内周面を仕上げ加工する請求項１または２に記載の円筒穴の仕上げ加工方法。

【請求項4】

請求項３に記載の円筒穴の仕上げ加工方法に使用するホルダ選択支援装置であって、
ユーザーが、前記ワーク（Ｗ）の材質と、前記円筒穴（２０）の穴径の仕上げ寸法と、前記円筒穴（２０）の内周面の軸方向長さと、前記円筒穴（２０）の内周面の前記主軸（８）に近い側の端（２２）の開口縁から前記内壁面（２１）までの径方向距離と、前記内壁面（２１）の高さとを含む入力データを入力し、
前記入力データと、あらかじめ登録された複数種類の前記焼きばめホルダ（１）の情報と、あらかじめ登録された複数種類の前記超硬アーバ（２）の情報と、あらかじめ登録された複数種類の前記交換式工具（３）の情報とに基づいて、前記交換式工具（３）が前記円筒穴（２０）の内周面の前記主軸（８）から遠い側の端（２３）を加工するときに前記焼きばめホルダ（１）のチャック筒部（６）が前記内壁面（２１）に干渉せずに前記内壁面（２１）と軸直角方向に対向する位置関係となるような前記焼きばめホルダ（１）と前記超硬アーバ（２）と前記交換式工具（３）の組み合わせを選択して画面出力するホルダ選択支援装置。

【請求項5】

前記交換式工具（３）が前記円筒穴（２０）の内周面の前記主軸（８）から遠い側の端（２３）を加工するときに前記焼きばめホルダ（１）のチャック筒部（６）が前記内壁面（２１）と軸直角方向に対向する位置関係となるような前記焼きばめホルダ（１）と前記超硬アーバ（２）と前記交換式工具（３）の組み合わせが複数あるときは、その複数の前記焼きばめホルダ（１）と前記超硬アーバ（２）と前記交換式工具（３）の組み合わせを、軸直角方向の剛性の高い順に並べて画面出力する請求項４に記載のホルダ選択支援装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、円筒穴の仕上げ加工方法、およびその仕上げ加工方法に使用するホルダ選択支援装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ワークに形成された円筒穴の内周面を仕上げ加工する場合、一般に、ボーリングヘッドが使用される（例えば、特許文献１）。図６にボーリングヘッド５０の一例を示す。ボーリングヘッド５０は、工作機械の主軸５１のテーパ穴５２に挿入して固定されるテーパシャンク部５３と、そのテーパシャンク部５３から軸方向に延びる棒状の軸部５４と、その軸部５４の先端に設けられた刃部５５とを有する。刃部５５は、軸部５４に対して径方向に移動可能に支持されており、調整ねじ５６を操作することで刃部５５の径方向位置を調節することができるようになっている。

【0003】

このボーリングヘッド５０の使用例を説明する。まず、図７に示すように、ボーリングヘッド５０をツールプリセッタ５７にセットし、ボーリングヘッド５０の調整ねじ５６を操作することで、ボーリングヘッド５０の先端の刃部５５の径方向位置を、円筒穴５８の穴径の仕上げ寸法に対応する径方向位置からわずかに径方向内側にオフセットした位置に調整する。次に、図６に示すように、ボーリングヘッド５０を工作機械の主軸５１にセットし、ボーリングヘッド５０を定位置（円筒穴５８の中心位置）で回転させながら円筒穴５８に軸方向に挿入することで、円筒穴５８の内周面を軸方向全長にわたって切削する。

【0004】

その後、円筒穴５８の穴径を測定し、その測定値と穴径の仕上げ寸法との差を求める。また、図７に示すように、ボーリングヘッド５０を再びツールプリセッタ５７にセットし、穴径の測定値と仕上げ寸法の差の分だけボーリングヘッド５０の先端の刃部５５の径方向位置が径方向外側に移動するよう、手作業で刃部５５の位置調整を行なう。その後、再び、図６に示すように、ボーリングヘッド５０を工作機械の主軸５１にセットし、ボーリングヘッド５０を定位置で回転させながら円筒穴５８に軸方向に挿入することで、円筒穴５８の内周面を軸方向全長にわたって切削し、円筒穴５８の穴径を所定の仕上げ寸法に仕上げる。以上のように、円筒穴５８の内周面の仕上げ加工は、ボーリングヘッド５０を使用して行なわれる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１８－０７９５１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

図６、図７に示すように、ボーリングヘッド５０を使用して円筒穴５８の仕上げ加工を行なう場合、以下のような問題がある。

【0007】

図６に示すように、円筒穴５８の内周面を切削し、その後、図７に示すように、穴径の測定値と仕上げ寸法の差の分だけボーリングヘッド５０の先端の刃部５５の径方向位置が径方向外側に移動するよう、手作業で刃部５５の位置調整を行なうのに人のスキルが必要であり、手間と時間もかかる。また、図８、図９に示すように、ボーリングヘッド５０を定位置で回転させながら円筒穴５８に軸方向に挿入する加工は、長くつながった切り屑を生じやすく、その切り屑がボーリングヘッド５０に絡み付いて機械停止等の問題が生じやすい。また、図６、図８に示すように、穴径の異なる複数の円筒穴５８を仕上げ加工する場合、軸径の異なる複数のボーリングヘッド５０を準備する必要があるので、コストがかかる。また、ボーリングヘッド５０を交換するための手間と時間もかかる。

【0008】

この発明が解決しようとする課題は、人のスキルを要せず、切り屑の絡み付きによる機械停止等を生じにくく、穴径の異なる複数の円筒穴を低コストで仕上げることが可能な円筒穴の仕上げ加工方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

この発明の発明者は、焼きばめにより工具を固定する焼きばめホルダと、超硬合金で形成された超硬アーバとを使用すれば、焼きばめホルダは、一般的なコレット式ホルダに比べて工具の振れを著しく小さく抑えることが可能であり、また超硬アーバは、一般的な鋼製アーバに比べて軸直角方向の剛性が著しく高いことから、焼きばめホルダがワークに干渉しない範囲で焼きばめホルダからの超硬アーバの突出長がなるべく短くなるように焼きばめホルダと超硬アーバの組み合わせを選択することにより、ワークの円筒穴の内周面を、ボーリングヘッドで仕上げ加工するのと同等かそれ以上の精度で加工することが可能であることを見出した。

【0010】

この知見に基づき、この発明では、上記の課題を解決するため、以下の構成の円筒穴の仕上げ加工方法を提供する。
［構成１］
ワークの円筒穴の内周面を仕上げ加工する円筒穴の仕上げ加工方法であって、
マシニングセンタの主軸のテーパ穴に挿入して固定されるテーパシャンク部と、前記テーパシャンク部とは反対側の軸方向に延びて先端が開口するチャック筒部とを有する焼きばめホルダと、
前記チャック筒部に挿入して焼きばめにより固定される基端部と、前記基端部から前記チャック筒部の外側に軸方向に延びる棒状の軸部と、前記軸部の先端に開口する工具取付穴とを有する超硬合金製の超硬アーバと、
前記超硬アーバの先端の前記工具取付穴に着脱可能に固定される交換式工具と、を使用し、
前記マシニングセンタで前記交換式工具を回転させながら前記ワークの円筒穴の中心まわりをらせん状に移動させることで前記円筒穴の内周面を仕上げ加工する、円筒穴の仕上げ加工方法。

【0011】

この構成を採用すると、焼きばめホルダは、一般的なコレット式ホルダに比べて工具の振れを著しく小さく抑えることが可能であり、また超硬アーバは、一般的な鋼製アーバに比べて軸直角方向の剛性が著しく高いことから、焼きばめホルダがワークに干渉しない範囲において焼きばめホルダからの超硬アーバの突出長がなるべく短くなるように焼きばめホルダと超硬アーバの組み合わせを選択することにより、ワークの円筒穴の内周面を、ボーリングヘッドで仕上げ加工するのと同等かそれ以上の精度で加工して所定の穴径に仕上げることができる。また、円筒穴の穴径が所定の仕上げ寸法になるように、交換式工具がらせん状に移動するときのらせん径をマシニングセンタの数値制御で自動的に調整するこが可能である。そのため、手作業による刃部の位置調整が不要であり、人のスキルを要しない。また、交換式工具を回転させながら円筒穴の中心まわりをらせん状に移動させるので、円筒穴の内周面を加工するときの切り屑が細かく分断され、長くつながった切り屑が生じにくい。そのため、切り屑の絡み付きによる機械停止等を生じにくい。また、穴径の異なる複数の円筒穴を仕上げ加工する場合、交換式工具がらせん状に移動するときのらせん径をマシニングセンタの数値制御で変更することで、穴径の異なる複数の円筒穴を仕上げ加工することができる。そのため、低コストであり、手間と時間もかからない。

【0012】

［構成２］
前記交換式工具が前記円筒穴の内周面の前記主軸から遠い側の端を加工するときに前記チャック筒部の先端から前記円筒穴の内周面の前記主軸に近い側の端までの軸方向距離が１ｍｍ以上２５ｍｍ未満となるような前記焼きばめホルダと前記超硬アーバと前記交換式工具の組み合わせで前記円筒穴の内周面を仕上げ加工する構成１に記載の円筒穴の仕上げ加工方法。

【0013】

この構成を採用すると、円筒穴の内周面の主軸から遠い側の端を加工するときのチャック筒部の先端から円筒穴の内周面の主軸に近い側の端までの軸方向距離を１ｍｍ以上確保することができるので、円筒穴の内周面を仕上げ加工するときに焼きばめホルダのチャック筒部の先端がワークに干渉するのを確実に回避することができる。また、円筒穴の内周面の主軸から遠い側の端を加工するときのチャック筒部の先端から円筒穴の内周面の主軸に近い側の端までの軸方向距離が２５ｍｍ未満とされているので、焼きばめホルダからの超硬アーバの突出長が短く抑えられ、焼きばめホルダと超硬アーバと交換式工具を組み合わせた状態での軸直角方向の剛性がきわめて高いものとなる。

【0014】

［構成３］
前記ワークは、前記円筒穴の前記主軸に近い側の端の開口縁に対して径方向外側にずれた位置から所定の高さで立ち上がる内壁面を有する形状のものであり、
前記交換式工具が前記円筒穴の内周面の前記主軸から遠い側の端を加工するときに前記焼きばめホルダのチャック筒部が前記内壁面に干渉せずに前記内壁面と軸直角方向に対向する位置関係となるような前記焼きばめホルダと前記超硬アーバと前記交換式工具の組み合わせで前記円筒穴の内周面を仕上げ加工する構成１または２に記載の円筒穴の仕上げ加工方法。

【0015】

この構成を採用すると、円筒穴の内周面の主軸から遠い側の端を加工するときに、内壁面と軸直角方向に対向する位置で焼きばめホルダが超硬アーバを保持するので、焼きばめホルダからの超硬アーバの突出長を短く抑えることができる。そのため、焼きばめホルダと超硬アーバと交換式工具を組み合わせた状態での軸直角方向の剛性がきわめて高いものとなり、円筒穴の内周面を高い精度に仕上げることができる。

【0016】

また、この発明では、上記の円筒穴の仕上げ加工方法に使用するホルダ選択支援装置として、以下の構成のものを併せて提供する。
［構成４］
構成３に記載の円筒穴の仕上げ加工方法に使用するホルダ選択支援装置であって、
ユーザーが、前記ワークの材質と、前記円筒穴の穴径の仕上げ寸法と、前記円筒穴の内周面の軸方向長さと、前記円筒穴の内周面の前記主軸に近い側の端の開口縁から前記内壁面までの径方向距離と、前記内壁面の高さとを含む入力データを入力し、
前記入力データと、あらかじめ登録された複数種類の前記焼きばめホルダの情報と、あらかじめ登録された複数種類の前記超硬アーバの情報と、あらかじめ登録された複数種類の前記交換式工具の情報とに基づいて、前記交換式工具が前記円筒穴の内周面の前記主軸から遠い側の端を加工するときに前記焼きばめホルダのチャック筒部が前記内壁面に干渉せずに前記内壁面と軸直角方向に対向する位置関係となるような前記焼きばめホルダと前記超硬アーバと前記交換式工具の組み合わせを選択して画面出力するホルダ選択支援装置。

【0017】

このホルダ選択支援装置を使用すると、ワークが、円筒穴の主軸に近い側の端の開口縁に対して径方向外側にずれた位置から所定の高さで立ち上がる内壁面を有する形状のものである場合に、焼きばめホルダがワークの内壁面に干渉しない範囲において、焼きばめホルダからの超硬アーバの突出長がなるべく短くなるような焼きばめホルダと超硬アーバと交換式工具の組み合わせを容易に選択することが可能である。

【0018】

［構成５］
前記交換式工具が前記円筒穴の内周面の前記主軸から遠い側の端を加工するときに前記焼きばめホルダのチャック筒部が前記内壁面に干渉せずに前記内壁面と軸直角方向に対向する位置関係となるような前記焼きばめホルダと前記超硬アーバと前記交換式工具の組み合わせが複数あるときは、その複数の前記焼きばめホルダと前記超硬アーバと前記交換式工具の組み合わせを、軸直角方向の剛性の高い順に並べて画面出力する構成４に記載のホルダ選択支援装置。

【0019】

このホルダ選択支援装置を使用すると、焼きばめホルダからの超硬アーバの突出長がなるべく短くなるような焼きばめホルダと超硬アーバと交換式工具の組み合わせが複数ある場合に、そのうち最も剛性が高い組み合わせを選択することが可能であり、また、最も剛性が高い組み合わせを選択することができない事情が存在する場合は、２番目に剛性が高い組み合わせを選択することが可能となるなど、その場の状況に応じて最適な選択をすることが可能である。

【発明の効果】

【0020】

この発明の円筒穴の仕上げ加工方法は、円筒穴の穴径が所定の仕上げ寸法になるように、交換式工具がらせん状に移動するときのらせん径をマシニングセンタの数値制御で自動的に調整するこが可能である。そのため、手作業による刃部の位置調整が不要であり、人のスキルを要しない。また、交換式工具を回転させながら円筒穴の中心まわりをらせん状に移動させるので、円筒穴の内周面を加工するときの切り屑が細かく分断され、長くつながった切り屑が生じにくい。そのため、切り屑の絡み付きによる機械停止等を生じにくい。また、穴径の異なる複数の円筒穴を仕上げ加工する場合、交換式工具がらせん状に移動するときのらせん径をマシニングセンタの数値制御で変更することで、穴径の異なる複数の円筒穴を仕上げ加工することができる。そのため、低コストである。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】この発明の実施形態にかかる円筒穴の仕上げ加工方法で使用する焼きばめホルダと超硬アーバと交換式工具の一例を示す図

【図2】図１の超硬アーバの近傍の拡大図

【図3】図１に示す焼きばめホルダと超硬アーバと交換式工具の組み合わせで円筒穴の内周面を切削した後、円筒穴の穴径をタッチプローブで測定する状態を示す図

【図4】図２に示す円筒穴よりも大きい穴径の円筒穴の内周面を、図１に示す焼きばめホルダと超硬アーバと交換式工具の組み合わせで仕上げ加工する状態を示す図

【図5】図４に示す加工で生じる切り屑の状態を示す図

【図6】ボーリングヘッドで円筒穴の内周面を仕上げ加工する比較例を示す図

【図7】図６に示すボーリングヘッドの刃部の径方向位置をツールプリセッタで調整する状態を示す図

【図8】図６に示す円筒穴よりも大きい穴径の円筒穴の内周面を、図６に示すボーリングヘッドよりも大きい外径をもつボーリングヘッドで仕上げ加工する状態を示す図

【図9】図８に示す加工で生じる切り屑の状態を示す図

【図10】この発明の実施形態にかかるホルダ選択支援装置のブロック図

【発明を実施するための形態】

【0022】

図１に、この発明の実施形態にかかる円筒穴の仕上げ加工方法で使用する焼きばめホルダ１と超硬アーバ２と交換式工具３の一例を示す。

【0023】

焼きばめホルダ１は、フランジ部４と、フランジ部４から軸方向（図では上方）に延びるテーパシャンク部５と、フランジ部４からテーパシャンク部５とは反対側の軸方向（図では下方）に延びるチャック筒部６とを有する。フランジ部４の外周には、マシニングセンタの工具交換用マニピュレータ（図示せず）で把持するための周方向溝７が形成されている。

【0024】

テーパシャンク部５は、マシニングセンタの主軸８のテーパ穴９に挿入して固定される部分である。マシニングセンタは、主軸８の軸線方向であるＺ軸方向（図では上下方向）と、Ｚ軸方向に直交するＸ軸方向（図では左右方向）、Ｙ軸方向（図では紙面に直交する方向）の合計３軸方向の動作を同時制御することが可能なものを使用している。テーパシャンク部５は、主軸８のテーパ穴９の内面に接触する部分が７／２４の勾配の円すい面（軸方向距離に対する直径の変化の割合が７／２４の円すい面）とされた７／２４テーパシャンクである。テーパシャンク部５の先端（図では上端）には、テーパシャンク部５を主軸８に引き込んで固定するためのプルスタッド１０が設けられている。ここでは、テーパシャンク部５として７／２４テーパシャンクを例に挙げて説明したが、主軸８のテーパ穴９の内面に接触する部分が１／１０の勾配の円すい面とされた１／１０テーパシャンク（いわゆるＨＳＫシャンク）を採用することも可能である。

【0025】

チャック筒部６は、先端が開口する筒状に形成されている。チャック筒部６の外周面は、フランジ部４から遠ざかるほど小径となる先細形状とされている。先細形状の外周面をもつチャック筒部６として、図では、凹曲線（好ましくは凹の二次曲線）を母線とする円すい状の外周面をもつチャック筒部６を示したが、母線形状が直線の円すい面を外周面とするチャック筒部６を採用することも可能であり、また、外径が一定の円筒面とその円筒面からチャック筒部６の先端に向かって次第に小径となる円すい面とからなる外周面をもつチャック筒部６を採用することも可能である。

【0026】

テーパシャンク部５とフランジ部４とチャック筒部６は、鋼材で一体に形成されている。ここで、チャック筒部６を構成する鋼材は、フランジ部４およびテーパシャンク部５を構成する鋼材よりも線膨張係数の大きい鋼材が採用されている。具体的には、鋼材で一体に形成されたフランジ部４およびテーパシャンク部５に、フランジ部４およびテーパシャンク部５を構成する鋼材よりも線膨張係数の大きい鋼材（例えば、オーステナイト鋼）で形成されたチャック筒部６を溶接等により一体化した構成が採用されている。このようにすると、チャック筒部６の熱膨張率が大きいことから、比較的低温での焼きばめが可能となり、チャック筒部６に焼きばめで固定された超硬アーバ２の振れを著しく小さく抑えることが可能となる。

【0027】

図２に示すように、超硬アーバ２は、焼きばめホルダ１のチャック筒部６に挿入して焼きばめにより固定される基端部１１と、基端部１１からチャック筒部６の外側に軸方向に延びる棒状の軸部１２と、軸部１２の先端に開口する工具取付穴１３とを有する。基端部１１と軸部１２は、軸方向に細長い円柱状であり、超硬合金で一体に形成されている。図では、軸部１２の外径が基端部１１の外径よりもわずかに小さい超硬アーバ２を示したが、軸部１２の外径と基端部１１の外径が同一寸法の超硬アーバ２を採用することも可能である。工具取付穴１３は、内周に雌ねじをもつねじ穴部１４と、ねじ穴部１４に対して軸部１２の先端側に形成された嵌合穴部１５とを有する。

【0028】

交換式工具３は、超硬アーバ２の先端の工具取付穴１３に着脱可能に固定されている。交換式工具３は、本体部１６と、本体部１６に取り付けられたインサートチップ１７と、本体部１６の後端から軸方向に延びる嵌合軸部１８と、嵌合軸部１８から軸方向に延びるねじ軸部１９とを有する。ねじ軸部１９は、工具取付穴１３のねじ穴部１４にねじ係合し、嵌合軸部１８は、工具取付穴１３の嵌合穴部１５に嵌合して本体部１６を径方向に位置決めしている。インサートチップ１７は、周方向に１８０°の間隔をおいて切れ刃をもつ側面切削用の二枚刃のチップである。インサートチップ１７の外周の切れ刃は、軸方向に真っ直ぐ延びる０．８ｍｍ以上のストレート部分を有する。

【0029】

上述の焼きばめホルダ１と超硬アーバ２と交換式工具３を使用して、図１に示すワークＷの円筒穴２０の内周面を仕上げ加工する方法の一例を説明する。

【0030】

図１に示すように、ワークＷは、円筒穴２０の軸線方向が主軸８の軸線方向と平行になるように、マシニングセンタの図示しないテーブルに取り付けられている。ワークＷは、円筒穴２０の主軸８に近い側の端２２（図では上端）の開口縁に対して径方向外側にずれた位置から所定の高さで立ち上がる内壁面２１を有する。ここでは、内壁面２１は、円筒穴２０と同軸に形成された穴の内面である。

【0031】

ところで、焼きばめホルダ１は、チャック筒部６の内径寸法、フランジ部４からチャック筒部６の先端までの軸方向長さ、チャック筒部６の外周面の母線形状などが異なる複数種類のものがある。図２に示す超硬アーバ２も、基端部１１の外径寸法、軸部１２の軸方向長さなどが異なる複数種類のものがある。そのため、円筒穴２０の内周面を仕上げ加工するに際して、その加工に使用することが可能な焼きばめホルダ１と超硬アーバ２と交換式工具３の組み合わせが多く存在する。

【0032】

この点に関し、この実施形態では、図２に示す円筒穴２０の内周面の主軸８（図１参照）から遠い側の端２３を交換式工具３で加工するときにチャック筒部６の先端から円筒穴２０の内周面の主軸８に近い側の端２２までの軸方向距離が１ｍｍ以上２５ｍｍ未満となるような焼きばめホルダ１と超硬アーバ２と交換式工具３の組み合わせを選択して使用している。また、図１に示す円筒穴２０の内周面の主軸８から遠い側の端２３を交換式工具３で加工するときに焼きばめホルダ１のチャック筒部６が内壁面２１に干渉せずに内壁面２１と軸直角方向に対向する位置関係となるような焼きばめホルダ１と超硬アーバ２と交換式工具３の組み合わせを選択して使用している。

【0033】

そして、図２に示すように、主軸８を回転駆動することで交換式工具３を回転させながら、マシニングセンタのＸＹＺの同時３軸制御により交換式工具３をワークＷの円筒穴２０の中心まわりをらせん状に移動させることで円筒穴２０の内周面を軸方向全長にわたって切削する。このとき、切削後の円筒穴２０の穴径が仕上げ寸法（目標寸法）よりもわずかに小さくなるように切削を行なう。

【0034】

その後、図３に示すように、マシニングセンタのタッチプローブ２４で、円筒穴２０の穴径を測定する。その後、再び、図２に示すように、主軸８を回転駆動することで交換式工具３を回転させながら、マシニングセンタのＸＹＺの同時３軸制御により交換式工具３をワークＷの円筒穴２０の中心まわりをらせん状に移動させることで円筒穴２０の内周面を軸方向全長にわたって切削する。このとき、マシニングセンタは、タッチプローブ２４による円筒穴２０の穴径の測定値に基づいて、切削後の円筒穴２０の穴径が仕上げ寸法（目標寸法）になるように、図２に示す交換式工具３がらせん状に移動するときのらせん径を数値制御で自動的に調整する。

【0035】

上記方法で円筒穴２０の内周面を仕上げ加工すると、焼きばめホルダ１は、一般的なコレット式ホルダに比べて工具の振れを著しく小さく抑えることが可能であり、また超硬アーバ２は、一般的な鋼製アーバに比べて軸直角方向の剛性が著しく高いことから、図２に示すように、焼きばめホルダ１がワークＷに干渉しない範囲において焼きばめホルダ１からの超硬アーバ２の突出長がなるべく短くなるように焼きばめホルダ１と超硬アーバ２の組み合わせを選択することにより、ワークＷの円筒穴２０の内周面を、ボーリングヘッド５０（図６参照）で仕上げ加工するのと同等かそれ以上の精度で加工して所定の穴径に仕上げることができる。

【0036】

また、上記方法で円筒穴２０の内周面を仕上げ加工すると、円筒穴２０の穴径が所定の仕上げ寸法になるように、図２に示す交換式工具３がらせん状に移動するときのらせん径をマシニングセンタの数値制御で自動的に調整することができる。そのため、手作業による刃部の位置調整が不要であり、人のスキルを要しない。

【0037】

また、図４、図５に示すように、交換式工具３を回転させながら円筒穴２０の中心まわりをらせん状に移動させるので、円筒穴２０の内周面を加工するときの切り屑が細かく分断され、長くつながった切り屑が生じにくい。そのため、切り屑の絡み付きによる機械停止等を生じにくい。

【0038】

また、図２、図４に示すように、穴径の異なる複数の円筒穴２０を仕上げ加工する場合、交換式工具３がらせん状に移動するときのらせん径をマシニングセンタの数値制御で変更することで、穴径の異なる複数の円筒穴２０を仕上げ加工することができる。そのため、低コストであり、手間と時間もかからない。

【0039】

また、図１に示す円筒穴２０の内周面の主軸８から遠い側の端２３を交換式工具３で加工するときにチャック筒部６の先端から円筒穴２０の内周面の主軸８に近い側の端２２までの軸方向距離が１ｍｍ以上となるような焼きばめホルダ１と超硬アーバ２と交換式工具３の組み合わせを選択して使用しているので、円筒穴２０の内周面を仕上げ加工するときに焼きばめホルダ１のチャック筒部６の先端がワークＷに干渉するのを確実に回避することができる。

【0040】

また、図１に示す円筒穴２０の内周面の主軸８から遠い側の端２３を交換式工具３で加工するときにチャック筒部６の先端から円筒穴２０の内周面の主軸８に近い側の端２２までの軸方向距離が２５ｍｍ未満となるような焼きばめホルダ１と超硬アーバ２と交換式工具３の組み合わせを選択して使用しているので、焼きばめホルダ１からの超硬アーバ２の突出長が短く抑えられ、焼きばめホルダ１と超硬アーバ２と交換式工具３を組み合わせた状態での軸直角方向の剛性がきわめて高いものとなり、円筒穴２０の内周面を高い精度に仕上げることができる。

【0041】

また、図１に示すように、円筒穴２０の内周面の主軸８から遠い側の端２３を交換式工具３で加工するときに焼きばめホルダ１のチャック筒部６が内壁面２１に干渉せずに内壁面２１と軸直角方向に対向する位置関係となるような焼きばめホルダ１と超硬アーバ２と交換式工具３の組み合わせを選択して使用しているので、焼きばめホルダ１からの超硬アーバ２の突出長が短く抑えられ、焼きばめホルダ１と超硬アーバ２と交換式工具３を組み合わせた状態での軸直角方向の剛性がきわめて高いものとなり、円筒穴２０の内周面を高い精度に仕上げることができる。

【0042】

上記の仕上げ加工を行なう際、ユーザーは、焼きばめホルダ１と超硬アーバ２と交換式工具３の組み合わせを選択する必要がある。その際、ユーザーが最適な組み合わせを容易に選択可能とするホルダ選択支援装置の一例を説明する。

【0043】

図１０に示すように、ホルダ選択支援装置は、入力部３０と情報処理部３１と出力部３２とを有する。情報処理部３１には、図１に示すチャック筒部６の内径寸法、フランジ部４からチャック筒部６の先端までの軸方向長さ、チャック筒部６の外周面の母線形状などが異なる複数種類の焼きばめホルダ１の寸法および剛性に関する情報と、図２に示す基端部１１の外径寸法、軸部１２の軸方向長さなどが異なる複数種類の超硬アーバ２の寸法および剛性に関する情報と、型番、刃先径などが異なる複数種類の交換式工具３の寸法および切削条件の情報とがあらかじめ登録されている。

【0044】

そして、ユーザーが、図１０に示す入力部３０に、図１に示すワークＷの材質と、円筒穴２０の穴径の仕上げ寸法（目標寸法）と、円筒穴２０の内周面の軸方向長さと、円筒穴２０の内周面の主軸８に近い側の端２２の開口縁から内壁面２１までの径方向距離と、内壁面２１の高さとを含む入力データを入力すると、図１０に示す情報処理部３１は、ユーザーが入力した入力データと、あらかじめ登録された複数種類の焼きばめホルダ１の情報と、あらかじめ登録された複数種類の超硬アーバ２の情報と、あらかじめ登録された複数種類の交換式工具３の情報とに基づいて、図１に示す交換式工具３が円筒穴２０の内周面の主軸８から遠い側の端２３を加工するときに焼きばめホルダ１のチャック筒部６が内壁面２１に干渉せずに内壁面２１と軸直角方向に対向する位置関係となるような焼きばめホルダ１と超硬アーバ２と交換式工具３の組み合わせを選択し、その組み合わせを図１０に示す出力部３２に画面出力する。このとき、焼きばめホルダ１と超硬アーバ２と交換式工具３の組み合わせが複数あるときは、その複数の組み合わせを、軸直角方向の剛性の高い順に並べて画面出力する。ここで、軸直角方向の剛性は、交換式工具３を超硬アーバ２を介して焼きばめホルダ１で片持ち支持した状態で交換式工具３の刃部に定荷重（例えば９．８Ｎの荷重）を軸直角方向に負荷したときのチャック筒部６および超硬アーバ２のたわみによる交換式工具３の刃部の軸直角方向の変位量を計算し、その計算値を使用することができる。

【0045】

このホルダ選択支援装置を使用すると、図１に示すように、ワークＷが、円筒穴２０の主軸８に近い側の端２２の開口縁に対して径方向外側にずれた位置から所定の高さで立ち上がる内壁面２１を有する形状のものである場合に、焼きばめホルダ１がワークＷの内壁面２１に干渉しない範囲において、焼きばめホルダ１からの超硬アーバ２の突出長がなるべく短くなるような焼きばめホルダ１と超硬アーバ２と交換式工具３の組み合わせを容易に選択することが可能である。

【0046】

また、焼きばめホルダ１からの超硬アーバ２の突出長がなるべく短くなるような焼きばめホルダ１と超硬アーバ２と交換式工具３の組み合わせが複数ある場合に、そのうち最も剛性が高い組み合わせを選択することが可能であり、また、最も剛性が高い組み合わせを選択することができない事情が存在する場合は、２番目に剛性が高い組み合わせを選択することが可能となるなど、その場の状況に応じて最適な選択をすることが可能である。

【0047】

焼きばめホルダ１と超硬アーバ２と交換式工具３とを使用して円筒穴の内周面を仕上げ加工すると、ボーリングヘッド５０（図６参照）で仕上げ加工するのと同等かそれ以上の精度で加工することが可能であることを確認するため、図１に示す構成の焼きばめホルダ１と超硬アーバ２と交換式工具３とを使用した円筒穴の仕上げ加工（実施例）と、図６に示す構成のボーリングヘッド５０を使用した円筒穴の仕上げ加工（比較例）とを行ない、比較例の仕上げ加工後の円筒穴の寸法精度と、実施例の仕上げ加工後の円筒穴の寸法精度とを比較する試験を行なった。

【0048】

この試験で使用したワークの円筒穴の穴径は５０ｍｍ、円筒穴の軸方向長さは３０ｍｍである。切削条件は、次の表１に示すとおりである。

【表1】