專利名稱：鏜孔刀具的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及對在被加工物上設置的孔進行粗加工或精加工的鏜孔刀具。
背景技術：
鏜孔刀具在對設置于被加工物上的孔進行粗加工或精加工時利用。例如，在加工內(nèi)燃機的工作缸體的曲軸孔時，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的同時沿軸向往復運動來進行。這樣，使直線鏜削桿動作，從而該直線鏜削桿要求同時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、振動也不能忽視，需要研究進一步的輕量化。 例如，在專利文獻1中公開有一種高剛性復合材料桿。高剛性復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，且由比剛度高的復合材料制作的圓柱狀的復合材料桿；包圍金屬桿和復合材料桿的外周的連結構件。在先技術文獻專利文獻專利文獻1日本特表2004-535942號公報(例如，參照段落W023] W029]、 [圖11]等)上述的高剛性復合材料桿的一部分為復合材料桿，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有切削用具，通過使該刀具主體沿軸向往復運動，而對在被加工物上設置的孔進行鏜孔加工，所述鏜孔刀具的特征在于，所述刀具主體具備由碳纖維強化復合材料形成的基材；由在所述刀具主體的表面實施的硬質(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化復合材料形成的基材；對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有固定所述切削用具的固定孔，所述切削用具備對所述被加工物進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構，成為輕量且同時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、振動而進行高精度的加工。


圖1是示意性表示本發(fā)明的一實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)明的一實施方式的鏜孔刀具對被加工物進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)明的一實施方式的鏜孔刀具的支承襯套的另一例的圖。
具體實施例方式參照圖1 圖6，對本發(fā)明的鏜孔刀具的一實施方式進行詳細地說明。在本實施方式中，對適用于作為鏜孔刀具的一種的直線鏜削桿的情況進行說明。 直線鏜削桿具備在軸狀的刀具主體上設置的多個切削用具。通過使刀具主體在旋轉的同時沿軸向往復運動，能夠?qū)υ诒患庸の锷显O置的孔進行鏜孔加工。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)由連結部43 連結。在刀具主體10的軸向(長度方向)上設有多個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應來固定切削用具20的固定孔14。在與固定孔14對置的部位設有能夠供用于使后述的調(diào)整螺釘觀旋轉的旋轉工具插入的刀具用孔15。如圖4所示， 刀具用孔15的臺階部1 形成為能夠供后述的刀架23的另一方的端部側嵌入。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的另一方的端部側形成有調(diào)整螺釘觀(徑向位置調(diào)整機構)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工具使調(diào)整螺釘觀旋轉，使調(diào)整螺釘觀沿刀具主體10的徑向移動，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(固定機構)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分別設有切口部沈及螺栓孔27。一方的端部側的切口部沈和另一方的端部側的切口部沈設置在對置的部位。在兩端部設置的螺栓孔27分別設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由碳纖維復合強化復合材料(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，設置在基底層12的表面12a。換言之，在刀具主體10的表面IOb設有硬質(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 利用的強度及剛性。并且，在使直線鏜削桿1沿軸向往復運動的情況下，可提高直線鏜削桿 1相對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，參照圖6A、圖6B、圖6C，對利用上述的直線鏜削桿對被加工物的孔進行加工的情況進行具體地說明。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)燃機的工作缸體52固定于工作臺M。在工作臺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構成，內(nèi)筒55a、56a由軸承55c、56c支承為能夠相對于外筒55b、56b以軸為中心進行旋轉。接著，如圖6A所示，通過工作缸53使工作臺M上下移動，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，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M上下移動，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，并同時使直線鏜削桿1向軸向往復運動，由此對曲軸孔52a實施加工。因此，根據(jù)本實施方式的鏜孔刀具，通過刀具主體10具備由碳纖維強化復合材料形成的基材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自身由碳纖維強化復合材料形成而輕量，通過在刀具主體10的表面IOb設有硬質(zhì)鍍敷層13，從而同時具有耐磨性和高剛性。由此，能夠抑制鏜孔刀具的撓曲、振動而進行高精度的加工。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為碳纖維強化復合材料，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，將具備由碳纖維強化復合材料(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側配置有基材111 且在刀具主體110的表面IlOb側配置有噴鍍被覆層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，對直線鏜削桿1由兩個支承襯套55、56支承為可旋轉的情況進行了說明，但可以如圖8所示，將直線鏜削桿1由一個支承襯套55支承為可旋轉。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支承為可旋轉的旋轉支承襯套(滾動軸承)進行了說明，但也可以使用滑動支承襯套(滑動軸承)。在上述中，作為鏜孔刀具，對適用于直線鏜削桿1的情況進行了說明，但也可以適用于在刀具主體的一方的端部設有一個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)實用性本發(fā)明的鏜孔刀具輕量且同時具有耐磨性和高剛性，并且能夠抑制刀具的撓曲、 振動而進行高精度的加工，因此對于機床行業(yè)來說有用。通過刀具的進一步的輕量化，自動刀具更換裝置等刀具的輸送、移送機構小型化、簡單，因此對機械整體的費用削減效果大。符號說明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
權利要求
1.一種鏜孔刀具，其在軸狀的刀具主體上設有切削用具，通過使該刀具主體沿軸向往復運動，從而對在被加工物上設置的孔進行鏜孔加工，所述鏜孔刀具的特征在于，所述刀具主體具備由碳纖維強化復合材料形成的基材；由在所述刀具主體的表面上實施的硬質(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 由碳纖維強化復合材料形成的基材；對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有固定所述切削用具的固定孔， 所述切削用具具備對所述被加工物進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)上設有切削用具，通過使刀具主體(10)沿軸向往復運動，而對在被加工物上設置的孔進行鏜孔加工，其中，刀具主體(10)具備由碳纖維強化復合材料形成的基材(11)；由在刀具主體(10)的表面(10b)上實施的硬質(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B23B29/02GK102574212SQ20108004660
公開日2012年7月11日 申請日期2010年8月23日 優(yōu)先權日2009年10月16日
發(fā)明者二井谷春彥 申請人:三菱重工業(yè)株式會社