JP2012161904A - 複合工具、加工方法および工作機械 - Google Patents

Abstract

【課題】安価で、しかも、工具交換を行うことなく、孔加工から座ぐり加工、面取り加工を１つの工具によって連続的に行うことができる複合工具、加工方法および工作機械を提供。
【解決手段】軸線方向の一端側に形成され工作機械の主軸に差し込み可能な装着部４２、および、軸線方向の他端側に形成された刃部取付部４４を含む工具本体４１と、工具本体の刃部取付部において、装着部４２とは反対側に取り付けられた第１刃部５１と、工具本体の刃部取付部において、装着部側に取り付けられた第２刃部５２とを備え、軸線から第１刃部の先端までの寸法に対して、軸線から第２刃部の先端までの寸法が小さい。
【選択図】図２

Description

本発明は、単一の工具によって孔加工から座ぐり加工、面取り加工を行うことが可能な複合工具、この複合工具を用いた加工方法および工作機械に関する。

ワークの加工において、ワークに表裏面を貫通する下孔を加工したのち、あるいは、予め形成された下孔の内面を仕上加工したのち、その下孔の裏面に裏座ぐり加工を行う場合がある。このような場合、まず、エンドミル工具などで下孔加工（下孔の内面仕上加工を含む）したのち、この下孔の裏側周囲に裏座ぐり加工を行う。
従来、裏座ぐり加工を行う工具として、特許文献１に開示された裏座ぐり切削工具が知られている。これは、基端側に工作機械への装着部を有するシャフトと、このシャフトの先端側に回動可能に支持され、シャフトに沿って倒れる収納位置とシャフトに対して起立する突出位置とに起伏される刃具と、この刃具を起立させて突出位置に付勢するばねと、側面に窓を有しかつシャフトにスライド可能に装着され、スライド位置に応じて刃具を突出位置と収納位置とに切り換えるガイドスリーブとを備える構成である。

裏座ぐり加工にあたって、予め、ワークの表裏面を貫通する下孔を加工しておき、工作機械の主軸に取り付けたシャフトを下孔に挿入してシャフトの先端をワークの裏面側に突出させる。この状態において、ガイドスリーブをスライドさせると、刃具がばねによってシャフトに対して起立する突出位置に起立されるから、この状態でシャフトまたはワークを回転させると、下孔の裏面周囲に裏座ぐり加工が施される。

特開２０１１−６７５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の裏座ぐり切削工具は、シャフトに刃具を回動可能に支持し、この刃具を起立するように付勢するばねをシャフト内に内蔵するとともに、シャフトの外側にガイドスリーブをスライド可能に装着した構造であるため、構造が複雑化し、コストも高くなるという欠点がある。
しかも、裏座ぐり加工にあたっては、予め、エンドミル工具などで下孔加工しておく必要があるうえ、エンドミル工具から裏座ぐり切削工具に交換するための工具交換作業が必要であるため、作業効率が悪い。

本発明の目的は、このような課題を解消し、安価で、しかも、工具交換を行うことなく、孔加工から座ぐり加工、面取り加工を１つの工具によって連続的に行うことができる複合工具、加工方法および工作機械を提供することにある。

本発明の複合工具は、軸線方向の一端側に形成され工作機械の工具取付部に差し込み可能な装着部、および、前記軸線方向の他端側に形成された刃部取付部を含んで構成された工具本体と、前記工具本体の刃部取付部において、前記装着部とは反対側に取り付けられた第１刃部と、前記工具本体の刃部取付部において、前記装着部側に取り付けられた第２刃部とを備え、前記軸線から前記第１刃部の先端までの寸法に対して、前記軸線から前記第２刃部の先端までの寸法が小さい、ことを特徴とする。

このような構成によれば、複合工具および被加工物の一方を回転させるとともに、複合工具および被加工物を回転軸線と平行な軸方向へ相対移動させると、複合工具の第１刃部によって被加工物に下孔が加工、あるいは、予め形成された下孔の内面が加工される。このとき、軸線から第１刃部の先端までの寸法に対して、軸線から第２刃部の先端までの寸法が小さいから、第１刃部によって加工された下孔に第２刃部が接触することがない。従って、下孔の加工を支障なく行える。
次に、この下孔加工した被加工物の裏面に複合工具の第２刃部を突出させた状態において、複合工具および被加工物の一方を回転させるとともに、複合工具および被加工物を、回転軸線と平行な軸方向および回転軸線に対して直交する軸方向へ相対移動させると、複合工具の第２刃部によって被加工物の裏面において裏座ぐり加工や面取り加工を行うことができる。
また、下孔加工した被加工物の表面に複合工具の第１刃部を突出させた状態において、複合工具および被加工物の一方を回転させるとともに、複合工具および被加工物を、回転軸線と平行な軸方向および回転軸線に対して直交する軸方向へ相対移動させると、複合工具の第１刃部によって被加工物の表面において表座ぐり加工や面取り加工を行うことができる。
従って、工具交換を行うことなく、孔加工から表裏座ぐり加工および面取り加工を１つの工具によって連続的に行うことができるから、作業効率を向上させることができる。しかも、工具本体の刃部取付部において、装着部とは反対側に第１刃部を、装着部側に第２刃部を取り付けるだけで構成できるから、安価に構成できる。

本発明の複合工具において、前記工具本体は、前記装着部と、基端に前記装着部を有する延長シャフトと、この延長シャフトの先端に設けられた前記刃部取付部とを含んで構成され、前記刃部取付部は、前記軸線方向に対して直交する方向から見て幅方向両端側が前記装着部に向かうに従って次第に幅方向寸法が狭くなった台形形状に形成され、前記台形形状の角部に前記第１刃部および第２刃部が取り付けられている、ことが好ましい。

このような構成によれば、工具本体は、装着部と、延長シャフトと、刃部取付部とを含んで構成され、刃部取付部は、幅方向両端側が装着部に向かうに従って次第に幅方向寸法が狭くなった台形形状に形成され、その台形形状の角部に第１刃部および第２刃部が取り付けられているから、第１刃部によって被加工物に下孔加工する際、刃部取付部の幅方向両端面が下孔に干渉することがない。従って、下孔加工を支障なく行うことができる。

本発明の複合工具において、前記第１刃部および前記第２刃部は、前記軸線に対して直交する線上に沿って配置されている、ことが好ましい。
このような構成によれば、第１刃部および第２刃部が、複合工具の軸線に対して直交する線上に配置されているから、切削加工時にびびり等が生じることなく、加工する表面状態を良好に仕上げることができる。

本発明の複合工具において、前記工具本体の刃部取付部において、前記装着部とは反対側に取り付けられた第３刃部を備え、前記第３刃部は、前記第１刃部に対して、前記軸線方向へ突出して取り付けられているとともに、前記軸線から前記第１刃部の先端までの寸法に対して、前記軸線から前記第３刃部の先端までの寸法が小さい、ことが好ましい。
このような構成によれば、第３刃部は、第１刃部に対して、軸線方向へ突出して取り付けられているから、被加工物の表面において表座ぐり加工や面取り加工を行うことができる。従って、第１刃部については孔加工のみでよいから、それぞれの加工に適した刃部を用いることにより、高精度な加工が期待できる。

本発明の加工方法は、上述した複合工具を用いて、被加工物を加工する加工方法において、前記複合工具および被加工物の一方を回転軸線を中心として回転させるとともに、前記複合工具および被加工物を前記回転軸線と平行な軸方向へ相対移動させながら、前記複合工具の第１刃部によって被加工物に下孔を加工する孔加工工程と、前記下穴を加工した前記被加工物の裏面に前記複合工具の第２刃部を突出させた状態において、前記複合工具および被加工物の一方を回転させるとともに、前記複合工具および被加工物を、前記回転軸線と平行な軸方向および前記回転軸線に対して直交する軸方向へ相対移動させながら、前記複合工具の第２刃部によって被加工物の裏面に裏座ぐり穴を加工する裏座ぐり加工工程と、を備えることを特徴とする。
このような構成によれば、工具交換を行うことなく、下孔加工から裏座ぐり加工を１つの複合工具によって連続的に加工することができるから、作業効率を向上させることができる。

本発明の加工方法において、前記下孔を加工した前記被加工物の表面に前記複合工具の第１刃部を突出させた状態において、前記複合工具および被加工物の一方を回転させるとともに、前記複合工具および被加工物を、前記回転軸線と平行な軸方向および前記回転軸線に対して直交する軸方向へ相対移動させながら、前記複合工具の第１刃部によって被加工物の表面に表座ぐり穴を加工する表座ぐり加工工程と、を備えることが好ましい。
このような構成によれば、工具交換を行うことなく、下孔加工から裏座ぐり加工および表座ぐり加工を１つの複合工具によって連続的に加工することができるから、作業効率を向上させることができる。

本発明の加工方法において、前記下孔と前記裏座ぐり穴または表座ぐり穴との角部に前記複合工具の第２刃部または第１刃部を接触させた状態において、前記複合工具および被加工物の一方を回転させるとともに、前記複合工具および被加工物を、前記回転軸線と平行な軸方向および前記回転軸線に対して直交する軸方向へ相対移動させながら、前記複合工具の第２刃部または第１刃部によって前記角部に面取り加工を行う面取り加工工程と、を備えることが好ましい。
このような構成によれば、工具交換を行うことなく、下孔加工から裏座ぐり加工および表座ぐり加工、更に、これら下孔と座ぐり穴との間の面取り加工を１つの複合工具によって連続的に加工することができるから、作業効率を飛躍的に向上させることができる。

本発明の工作機械は、被加工物を載置するテーブル、主軸、前記テーブルおよび前記主軸の少なくとも一方を回転駆動させる回転駆動機構、並びに、前記テーブルおよび前記主軸を前記回転駆動機構の回転軸線と平行な軸方向および前記回転軸線に対して直交する軸方向へ相対移動させる直線駆動機構を備えた工作機械本体と、前記回転駆動機構および直線駆動機構を加工プログラムに従って駆動制御する制御装置と、前記主軸に装着される複合工具とを備え、前記複合工具は、上述したいずれかの複合工具が用いられている、ことを特徴とする。

このような構成によれば、制御装置によって、回転駆動機構および直線駆動機構を駆動制御すると、主軸に装着された複合工具によって、被加工物に対して、下孔加工および表裏座ぐり加工、表裏面取り加工を連続して実行することができる。そのため、より効率的な加工を実現できる。

本発明の第１実施形態に係る工作機械を示す斜視図。 前記実施形態で用いる複合工具を示す斜視図。 前記実施形態で用いる複合工具を示す部分正面図。 前記実施形態の複合工具を用いて加工した例を示す図。 前記実施形態の複合工具を用いて加工した他の例を示す図。 本発明の第２実施形態で用いる複合工具を示す斜視図。 前記実施形態で用いる複合工具を示す部分正面図。 前記実施形態で用いる複合工具を示す平面図。 前記実施形態の複合工具を用いて下孔加工する際の図。 前記実施形態の複合工具を用いて裏座ぐり、面取り加工する際の図。 前記実施形態の複合工具を用いて表座ぐり、面取り加工する際の図。 本発明の第３実施形態で用いる複合工具を示す正面図。 前記実施形態の複合工具を用いて加工した例を示す図。 本発明の複合工具の他の例を示す図。

［第１実施形態］
図１は、本発明の工作機械の第１実施形態を示す斜視図である。同工作機械は、工作機械本体１０と、この工作機械本体１０を加工プログラムに従って駆動制御する制御装置３０と、工作機械本体１０に取り付けられ被加工物としてのワークを加工する複合工具４０とを備える。

＜工作機械本体の説明＞
工作機械本体１０は、ベース１１と、このベース１１の上面に前後方向（Ｘ軸方向）へ移動可能に設けられたＸテーブル１２Ａと、このＸテーブル１２Ａの上面に垂直な軸（Ｃ軸）を中心に回転可能に設けられ上面に被加工物としてのワークを載置する回転テーブル１２Ｂと、ベース１１の両側に立設された一対のコラム１３Ａ，１３Ｂと、この両コラム１３Ａ，１３Ｂの上部間に掛け渡されたクロスレール１４と、このクロスレール１４に沿って左右方向（Ｙ軸方向）へ移動可能に設けられたサドル１５と、このサドル１５に上下方向（Ｚ軸方向）へ昇降可能に設けられたラム１６と、このラム１６内に回転可能に収納された工具取付部としての主軸１７と、この主軸１７を回転駆動させる回転駆動源（図示省略）を備える門型工作機械によって構成されている。主軸１７の先端には、自動工具交換装置あるいは手動によって、複合工具４０が取り付けられる。

ベース１１にはＸテーブル１２ＡをＸ軸方向へ移動させるＸ軸直線駆動機構（図示省略）が、Ｘテーブル１２Ａには回転テーブル１２ＢをＣ軸（Ｚ軸と平行な軸）を中心に回転させる回転駆動機構（図示省略）が設けられている。また、クロスレール１４には、サドル１５をＹ軸方向に移動させるＹ軸直線駆動機構２２が、サドル１５には、ラム１６をＺ軸方向に移動させるＺ軸直線駆動機構２３が設けられている。
従って、回転テーブル１２Ｂに載置されるワークは、回転およびＸ軸方向へ移動可能な構造に、また、主軸１７に取り付けられる複合工具４０については、回転およびＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向への移動が可能な構造に構成されている。

＜制御装置の説明＞
制御装置３０は、工作機械本体１０を、手動、あるいは、予め設定されたプログラムに従って駆動を制御するもので、具体的には、Ｘテーブル１２ＡのＸ軸直線駆動機構、回転テーブル１２Ｂの回転駆動機構、サドル１５のＹ軸直線駆動機構２２、ラム１６のＺ軸直線駆動機構２３、主軸１７の回転駆動源を予め設定された加工プログラムに従って駆動制御する。

＜複合工具の説明＞
図２は複合工具４０の斜視図、図３は複合工具４０の部分正面図である。
複合工具４０は、工具本体４１と、この工具本体４１に取り付けられる第１刃部５１および第２刃部５２とを含んで構成されている。
工具本体４１は、軸線方向の一端側に形成された装着部４２と、基端に装着部４２を有し軸線方向に延びる延長シャフト４３と、この延長シャフト４３の先端（軸線方向の他端側）に設けられた刃部取付部４４とを含んで構成されている。

装着部４２は、工作機械の工具取付部、つまり、主軸１７に差し込みできるように、テーパシャンクに形成されている。
延長シャフト４３は、棒状または筒状素材によって形成され、加工する孔の深さに対応できる長さ寸法に形成されている。
刃部取付部４４は、軸線方向の他端側に形成され、装着部４２の軸線方向に対して直交する方向の寸法よりも大きい外形寸法を有する形状に形成されている。つまり、軸線方向に対して直交する方向から見て、幅方向両端側が装着部４２に向かうに従って次第に幅方向寸法が狭くなった台形形状で、奥行き寸法が一定厚みに形成されている。具体的には、台形形状の正面４４Ａ、背面４４Ｂ、左右側面４４Ｃ，４４Ｄ、上面４４Ｅ、底面４４Ｆを有する台形箱状に形成され、底面４４Ｆは、中央部分が上面に向かって台形状に窪んだ凹部に形成されている。

第１刃部５１は、菱形板状の刃で、工具本体４１の刃部取付部４４において、装着部４２とは反対側に取り付けられている。本実施形態では、刃部取付部４４の正面４４Ａおよび背面４４Ｂにおいて、底面４４Ｆ側角部のうち右側の角部に、刃先が刃部取付部４４の底面４４Ｆおよび側面４４Ｃ，４４Ｄより突出するように、ボルトなどにより取り付けられている。
第２刃部５２は、菱形板状の刃で、工具本体４１の刃部取付部４４において、装着部４２側に取り付けられている。本実施形態では、刃部取付部４４の正面４４Ａおよび背面４４Ｂにおいて、上面４４Ｅ側角部のうち右側角部に、刃先が刃部取付部４４の上面４４Ｅおよび側面４４Ｃ，４４Ｄより突出するように、ボルトなどにより取り付けられている。
ここで、工具本体４１の軸線（回転軸線）から第１刃部５１の先端までの寸法Ｌ１に対して、工具本体４１の軸線（回転軸線）から第２刃部５２の先端までの寸法Ｌ２が小さい寸法に形成されている。

＜加工方法の説明＞
図４は、ワークＷの壁部分Ｗ１，Ｗ２に下孔Ｈ１，Ｈ２を連続して加工（孔加工工程）したのち、壁部分Ｗ１の裏面において、下孔Ｈ１の周囲に沿って裏座ぐり穴Ｚ１を加工（裏座ぐり加工工程）する例である。
孔加工工程では、回転テーブル１２Ｂの回転およびサドル１５のＹ軸方向への移動により、主軸１７をワークＷの加工位置に位置決めしたのち、主軸１７を回転させる。この状態において、ラム１６を下降させる。すると、複合工具４０の第１刃部５１によってワークＷの壁部分Ｗ１，Ｗ２に下孔Ｈ１，Ｈ２が連続的に加工される。

この下孔加工において、工具本体４１は、装着部４２と、延長シャフト４３と、刃部取付部４４とを含んで構成され、刃部取付部４４は、幅方向両端側が装着部４２に向かうに従って次第に幅方向寸法が狭くなった台形形状に形成され、その台形形状の角部に第１刃部５１および第２刃部５２が取り付けられているから、第１刃部５１によってワークＷに下孔加工する際、刃部取付部４４の幅方向両側面４４Ｃ，４４Ｄや第２刃部５２がワークＷの下孔Ｈ１，Ｈ２に干渉することがない。従って、下孔加工を支障なく行うことができる。

裏座ぐり加工工程では、ラム１６を上昇させて、複合工具４０の第２刃部５２を孔加工したワークＷの壁部分Ｗ１の裏面に突出させた状態において、サドル１５のＹ軸方向への移動により、複合工具４０の第２刃部５２を座ぐり位置に移動させる。この位置から、主軸１７を回転させるとともに、Ｘ−Ｙ軸の円弧補間動作、つまり、Ｘテーブル１２ＡのＸ軸方向への移動、サドル１５のＹ軸方向への移動を制御して複合工具４０の第２刃部５２を円運動させながら、ラム１６のＺ軸方向の移動を制御する。つまり、複合工具４０の第２刃部５２を下孔Ｈ１を中心とする螺旋運動させる。すると、下孔Ｈ１の裏面周囲に裏座ぐり穴Ｚ１が形成される。

従って、第１実施形態によれば、工具交換を行うことなく、下孔加工から裏座ぐり加工を１つの複合工具４０によって連続的に行うことができるから、作業効率を向上させることができる。もとより、構成的には、工具本体４１の刃部取付部４４において、装着部４２とは反対側に第１刃部５１を、装着部４２側に第２刃部５２を取り付けるだけで構成できるから、安価に構成できる。

更に、上述した裏座ぐり加工の動作を応用すれば、裏座ぐり加工が完了した加工部位の面取り加工も行うことができる。
例えば、図５に示すように、裏座ぐり穴Ｚ１と下孔Ｈ１との角部に面取りＣ１を、裏座ぐり穴Ｚ１の裏面側角部に面取りＣ１１を、複合工具４０の第２刃部５２を利用して行うこともできる。また、同様にして、裏面側のボスの外周角部にも面取りＣ１２を加工することもできる。

［第２実施形態］
図６は第２実施形態で用いる複合工具４０Ａを示す斜視図、図７は同複合工具４０Ａの部分正面図、図８は同複合工具４０Ａの平面図である。
これらの図に示すように、第２実施形態の複合工具４０Ａは、第１実施形態の複合工具４０に対して、刃部取付部４４の形状が異なる。刃部取付部４４は、延長シャフト４３の下端に一体的に形成されこれよりも径大な円筒部４４Ｇと、この円筒部４４Ｇの外周面１８０度間隔位置に工具本体４１の軸線に対して直交する方向へ突出された一対の突起部４４Ｈとを有する。各突起部４４Ｈは、工具本体４１の軸線に対して直交する軸線と平行でかつ互いに逆向きな刃部取付面４５を有し、この刃部取付面４５に第１刃部５１および第２刃部５２が取り付けられている。

つまり、第１刃部５１は、刃部取付面４５において、刃先部分が刃部取付面４５の底面および側面より突出するように、接着剤などにより取り付けられている。
第２刃部５２は、刃部取付面４５において、刃先部分が刃部取付面４５の上面および側面より突出するように、接着剤などにより取り付けられている。
ここで、第１刃部５１および第２刃部５２の刃面は、図８に示すように、工具本体４１の軸線に対して直交する線上に沿って配置されている。また、第１実施形態と同様に、工具本体４１の軸線から第１刃部５１の先端までの寸法Ｌ１に対して、工具本体４１の軸線から第２刃部５２の先端までの寸法Ｌ２が小さい寸法に形成されている。

＜加工方法の説明＞
図９〜図１１は、ワークＷの壁部分Ｗ３に下孔Ｈ３を加工（孔加工工程）したのち、壁部分Ｗ３の裏面において、下孔Ｈ３の周囲に沿って裏座ぐり穴Ｚ３を加工（裏座ぐり加工工程）するとともに、裏座ぐり穴Ｚ３と下孔Ｈ３との角部に面取りＣ３を加工（裏面取り加工工程）したのち、壁部分Ｗ３に表面において、下孔Ｈ３の周囲に沿って表座ぐり穴Ｚ４を加工（表座ぐり加工工程）するとともに、表座ぐり穴Ｚ４と下孔Ｈ３との角部に面取りＣ４を加工（表面取り加工工程）する例である。

孔加工工程では、図９に示すように、回転テーブル１２Ｂの回転およびサドル１５のＹ軸方向への移動により、主軸１７をワークＷの加工位置（壁部分Ｗ３）に位置決めしたのち、主軸１７を回転させる。この状態において、ラム１６を下降させる。すると、複合工具４０Ａの第１刃部５１によってワークＷの壁部分Ｗ３に下孔Ｈ３が加工される。

裏座ぐり加工工程および裏面取り加工工程では、図１０（Ａ）に示すように、ラム１６を上昇させて、複合工具４０Ａの第２刃部５２を下孔加工したワークＷの壁部分Ｗ３の裏面に接触させた状態において、サドル１５のＹ軸方向への移動により、複合工具４０の第２刃部５２を座ぐり位置に移動させる。この位置から、主軸１７を回転させるとともに、複合工具４０Ａの第２刃部５２を下孔Ｈ３を中心とする螺旋運動させる。つまり、Ｘ−Ｙ軸の円弧補間動作（Ｘテーブル１２ＡのＸ軸方向への移動およびサドル１５のＹ軸方向への移動制御）させて複合工具４０Ａの第２刃部５２を円運動させながら、ラム１６のＺ軸方向の移動を制御する。すると、下孔Ｈ３の裏面周囲に裏座ぐり穴Ｚ３が形成される。
続いて、図１０（Ｂ）に示すように、複合工具４０Ａの第２刃部５２を裏座ぐりＺ３と下孔Ｈ３との角部に位置させ、この位置から、主軸１７を回転させるとともに、複合工具４０Ａの第２刃部５２を下孔Ｈ３を中心とする円錐螺旋運動させる。つまり、Ｘテーブル１２ＡのＸ軸方向への移動、サドル１５のＹ軸方向への移動およびラム１６のＺ軸方向の移動を制御しながら、複合工具４０Ａの第２刃部５２を螺旋運動させる。すると、裏座ぐり穴Ｚ３と下孔Ｈ３との角部に裏面取りＣ３が形成される。

表座ぐり加工工程および表面取り加工工程では、図１１（Ａ）に示すように、ラム１６を上昇させて、複合工具４０Ａの第１刃部５１を下孔加工したワークＷの壁部分Ｗ３の表面に接触させた状態において、サドル１５のＹ軸方向への移動により、複合工具４０Ａの第１刃部５１を座ぐり位置に移動させる。この位置から、主軸１７を回転させるとともに、複合工具４０Ａの第１刃部５１を下孔Ｈ３を中心とする螺旋運動させる。つまり、Ｘテーブル１２ＡのＸ軸方向への移動、サドル１５のＹ軸方向への移動およびラム１６のＺ軸方向の移動を制御しながら、複合工具４０Ａの第１刃部５１を螺旋運動させる。すると、下孔Ｈ３の表面周囲に表座ぐり穴Ｚ４が形成される。
続いて、図１１（Ｂ）に示すように、複合工具４０Ａの第１刃部５１を表座ぐり穴Ｚ４と下孔Ｈ３との角部に位置させ、この位置から、主軸１７を回転させるとともに、複合工具４０Ａの第２刃部５１を下孔Ｈ３を中心とする円錐螺旋運動させる。つまり、Ｘ−Ｙ軸の円弧補間動作（Ｘテーブル１２ＡのＸ軸方向への移動およびサドル１５のＹ軸方向への移動制御）させて複合工具４０Ａの第１刃部５１を螺旋運動させながら、ラム１６のＺ軸方向の移動を制御する。すると、表座ぐり穴Ｚ４と下孔Ｈ３との角部に裏面取りＣ４が形成される。

従って、第２実施形態によれば、工具交換を行うことなく、下孔加工から裏座ぐり加工および裏面取り加工、更に、表座ぐり加工および表面取り加工を１つの複合工具４０Ａによって連続的に加工することができるから、作業効率を向上させることができる。
しかも、第２実施形態で用いる複合工具４０Ａは、第１刃部５１および第２刃部５２が、複合工具４０Ａの軸線に対して直交する線上に配置されているから、切削加工時にびびり等が生じることなく、表面状態を良好に仕上げることができる。

［第３実施形態］
図１２は第３実施形態で用いる複合工具４０Ｂを示す部分正面図である。
この図に示すように、第３実施形態の複合工具４０Ｂは、第１実施形態の複合工具４０において、刃部取付部４４の正面４４Ａおよび背面４４Ｂに設けられた一対の第１刃部５１のうち、一方が省略され、その一方の代わりに第３刃部５３が設けられている。
第３刃部５３は、第１刃部５１に対して、軸線方向へ寸法Ｄだけ突出して取り付けられているとともに、軸線から第１刃部５１の先端までの寸法Ｌ１に対して、軸線から第３刃部の先端までの寸法Ｌ２が小さい位置に取り付けられている。

＜加工方法の説明＞
図１３は、ワークＷの壁部分Ｗ４に表座ぐり穴Ｚ５を加工（表座ぐり加工工程）し、続いて、下孔Ｈ４の内面を加工（孔加工工程）し、続いて、下孔Ｈ４の周囲に沿って裏座ぐり穴Ｚ６を加工（裏座ぐり加工工程）する。次に、ワークＷの壁部分Ｗ５に表座ぐり穴Ｚ７を加工（表座ぐり加工工程）し、続いて、下孔Ｈ５の内面を加工（孔加工工程）し、続いて、下孔Ｈ５の周囲に沿って裏座ぐり穴Ｚ８を加工（裏座ぐり加工工程）する。次に、裏座ぐり穴Ｚ８と下孔Ｈ５との角部に面取りＣ５を加工（裏面取り加工工程）し、続いて、下孔Ｈ５と表座ぐり穴Ｚ７との角部に面取りＣ６を加工（表面取り加工工程）する。最後に、裏座ぐり穴Ｚ６と下孔Ｈ４との角部に面取りＣ７を加工（裏面取り加工工程）し、続いて、下孔Ｈ４と表座ぐり穴Ｚ５との角部に面取りＣ８を加工（表面取り加工工程）する例である。

表座ぐり加工工程では、複合工具４０Ｂの第３刃部５３を表座ぐり穴Ｚ５の位置に移動させたのち、この位置から、主軸１７を回転させるとともに、複合工具４０Ｂの第３刃部５３を下孔Ｈ４を中心とする螺旋運動させる。つまり、Ｘ−Ｙ軸の円弧補間動作（Ｘテーブル１２ＡのＸ軸方向への移動およびサドル１５のＹ軸方向への移動制御）させて複合工具４０Ｂの第３刃部５３を円運動させながら、ラム１６のＺ軸方向の移動を制御する。すると、下孔Ｈ４の表面周囲に表座ぐり穴Ｚ５が形成される。

孔加工工程では、複合工具４０Ｂの第１刃部５１を下穴Ｈ４の位置に位置させたのち、主軸１７を回転させるとともに、ラム１６を下降させる。すると、複合工具４０Ｂの第１刃部５１によってワークＷの壁部分Ｗ４に下孔Ｈ４が加工される。

裏座ぐり加工工程では、複合工具４０Ａの第２刃部５２を孔加工したワークＷの壁部分Ｗ４の裏面に接触させた状態において、複合工具４０Ｂの第２刃部５２を座ぐり穴Ｚ６の位置に移動させる。この位置から、主軸１７を回転させるとともに、複合工具４０Ｂの第２刃部５２を下孔Ｈ４を中心とする螺旋運動させる。つまり、Ｘ−Ｙ軸の円弧補間動作（Ｘテーブル１２ＡのＸ軸方向への移動およびサドル１５のＹ軸方向への移動制御）させて複合工具４０Ｂの第２刃部５２を円運動させながら、ラム１６のＺ軸方向の移動を制御する。すると、下孔Ｈ４の表面周囲に裏座ぐり穴Ｚ６が形成される。

このようにして、ワークＷの壁部分Ｗ５の部分についても、表座ぐり穴Ｚ７を加工（表座ぐり加工工程）し、続いて、下孔Ｈ５の内面を加工（孔加工工程）し、続いて、下孔Ｈ５の周囲に沿って裏座ぐり穴Ｚ８を加工（裏座ぐり加工工程）する。

裏面取り加工工程では、複合工具４０Ｂの第２刃部５２を裏座ぐり穴ＺＺ８と下孔Ｈ５との角部に位置させ、この位置から、主軸１７を回転させるとともに、複合工具４０Ｂの第２刃部５２を下孔Ｈ５を中心とする円錐螺旋運動させる。つまり、Ｘテーブル１２ＡのＸ軸方向への移動、サドル１５のＹ軸方向への移動およびラム１６のＺ軸方向の移動を制御しながら、複合工具４０Ｂの第２刃部５２を円錐螺旋運動させる。すると、裏座ぐり穴Ｚ８と下孔Ｈ５との角部に裏面取りＣ５が形成される。
同様にして、裏座ぐり穴Ｚ６と下孔Ｈ４との角部に裏面取りＣ７を形成することができる。

表面取り加工工程では、複合工具４０Ｂの第３刃部５３を表座ぐり穴ＺＺ７と下孔Ｈ５との角部に位置させ、この位置から、主軸１７を回転させるとともに、複合工具４０Ｂの第３刃部５３を下孔Ｈ５を中心とする円錐螺旋運動させる。つまり、Ｘテーブル１２ＡのＸ軸方向への移動、サドル１５のＹ軸方向への移動およびラム１６のＺ軸方向の移動を制御しながら、複合工具４０Ｂの第３刃部５３を円錐螺旋運動させる。すると、表座ぐり穴Ｚ７と下孔Ｈ５との角部に裏面取りＣ６が形成される。
同様にして、表座ぐり穴Ｚ５と下孔Ｈ４との角部に裏面取りＣ８を形成することができる。

従って、第３実施形態によれば、工具交換を行うことなく、下孔加工から裏座ぐり加工および裏面取り加工、更に、表座ぐり加工および表面取り加工を１つの複合工具４０Ｂによって連続的に加工することができるから、作業効率を向上させることができる。
しかも、第３実施形態で用いる複合工具４０Ｂは、第１刃部５１および第２刃部５２のほかに、第３刃部５３が設けられているから、被加工物の表面において表座ぐり加工や面取り加工を行うことができる。従って、第１刃部５１については孔加工のみでよいから、それぞれの加工に適した刃部を用いることにより、高精度な加工精度ができる。

＜変形例＞
なお、本発明は、前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。
第１実施形態では、刃部取付部４４を台形箱状に形成し、その角部に第1刃部５１およ
び第２刃部５２を取り付けて、工具本体４１の軸線（回転軸線）から第１刃部５１の先端までの寸法Ｌ１に対して、工具本体４１の軸線（回転軸線）から第２刃部５２の先端までの寸法Ｌ２が小さい寸法に形成したが、これに限られない。例えば、刃部取付部４４を矩形箱状とし、工具本体４１の軸線（回転軸線）から第１刃部５１の先端までの寸法Ｌ１に対して、工具本体４１の軸線（回転軸線）から第２刃部５２の先端までの寸法Ｌ２が小さい寸法になるように、第１刃部５１および第２刃部５２を矩形箱状の刃部取付部４４に取り付けてもよい。

前記３実施形態では、刃部取付部４４の正面４４Ａおよび背面４４Ｂに設けられた一対の第１刃部５１のうち、一方を省略し、その一方の代わりに第３刃部５３を取り付けたが、例えば、図１４に示すように、刃部取付部４４の正面４４Ａおよび背面４４Ｂにおいて、第１刃部５１とは反対側に第３刃部５３を設けるようにしてもよい。このようにすれば、工具本体４１を一方向（時計方向）へ回転させれば、第１刃部５１によって下孔を加工することができ、また、他方向（反時計方向）へ回転させれば、第３刃部５３によって座ぐり加工および面取り加工することができる。
この場合、第２刃部５２についても、図１４に示すように、第３刃部５３と同じ側に設けるようにすれば、工具本体４１の他方向（反時計方向）への回転により、第２刃部５２によって裏座ぐり穴加工および裏面取り加工することができる。

各実施形態では、第１刃部５１および第２刃部５２がそれぞれ２つずつであったが、第１刃部５１および第２刃部５２の数は１つでもよく、あるいは、３つ以上であってもよい。
例えば、第１刃部５１および第２刃部５２を３つ以上設ける場合、刃部取付部４４の形状を円錐台形状に形成し、この円錐台の底面に複数の第１刃部５１を放射状にかつ等間隔に配置すればよい。また、第２刃部５２についても、円錐台の上面に複数の第２刃部５２を放射状にかつ等間隔に配置すればよい。

各実施形態では、工具本体４１を、装着部４２と、延長シャフト４３と、刃部取付部４４とから構成したが、延長シャフト４３の長さは、加工しようとする孔の深さに応じて最適な長さのものを用いるようにすればよい。

各実施形態では、工作機械本体１０として、垂直な軸（Ｃ軸）を中心に回転可能に設けられ上面に被加工物としてのワークを載置する回転テーブル１２Ｂと、複合工具４０を取り付ける主軸１７を回転駆動させる回転駆動源と、主軸１７を回転テーブル１２Ｂの回転軸線（Ｃ軸）と平行なＺ軸方向およびこれに対して直交するＸ軸方向へ移動させるＸ軸直線駆動機構２２およびＺ軸直線駆動機構２３とを備えた門型加工機を用いたが、これに限られない。

例えば、ワークを載置するテーブルについては回転しない構造とし、このテーブルと複合工具４０，４０Ａを取り付けた主軸１７とをＸ軸方向、Ｙ軸方向、および、Ｚ軸方向へ移動させる相対移動機構を備えた工作機械であっても、下孔加工から裏座ぐり加工を連続的に行うことができる。
逆に、主軸１７は回転しない構造として、回転テーブル１２Ｂのみが回転する構造で、主軸１７と回転テーブルとが、回転テーブルの回転軸線と平行な軸方向およびそれと直交する少なくとも１軸方向（例えば、Ｘ軸方向）へのみ移動できる構造の工作機械であってもよい。

更に、本発明の複合工具や加工方法を、主軸が水平な横中ぐり盤や、横型マシニングセンタに適用し、これらの横中ぐり盤や、横型マシニングセンタにおいて、横下孔および裏座ぐりを加工するようにすることもできる。

本発明は、孔加工および座ぐり加工を必要とするワークの加工に利用することができる。

１０…工作機械本体、
１２…回転テーブル、
１７…主軸（工具取付部）
２１…回転駆動機構、
２２…Ｘ軸直線駆動機構、
２３…Ｚ軸直線駆動機構、
４０Ａ、４０Ｂ，４０Ｃ…複合工具、
４１…工具本体、
４２…装着部、
４３…延長シャフト、
４４…刃部取付部、
５１…第１刃部、
５２…第２刃部、
５３…第３刃部、あ
Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５…下孔、
Ｚ１，Ｚ３，Ｚ６，Ｚ８…裏座ぐり穴、
Ｚ４，Ｚ５，Ｚ７…表座ぐり穴、
Ｃ１，Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ７…面取り。

Claims (8)

1. 軸線方向の一端側に形成され工作機械の工具取付部に差し込み可能な装着部、および、前記軸線方向の他端側に形成された刃部取付部を含んで構成された工具本体と、
   前記工具本体の刃部取付部において、前記装着部とは反対側に取り付けられた第１刃部と、
   前記工具本体の刃部取付部において、前記装着部側に取り付けられた第２刃部とを備え、
   前記軸線から前記第１刃部の先端までの寸法に対して、前記軸線から前記第２刃部の先端までの寸法が小さい、ことを特徴とする複合工具。
2. 請求項１に記載の複合工具において、
   前記工具本体は、前記装着部と、基端に前記装着部を有する延長シャフトと、この延長シャフトの先端に設けられた前記刃部取付部とを含んで構成され、
   前記刃部取付部は、前記軸線方向に対して直交する方向から見て幅方向両端側が前記装着部に向かうに従って次第に幅方向寸法が狭くなった台形形状に形成され、
   前記台形形状の角部に前記第１刃部および第２刃部が取り付けられている、ことを特徴とする複合工具。
3. 請求項１に記載の複合工具において、
   前記第１刃部および前記第２刃部は、前記軸線に対して直交する線上に沿って配置されている、ことを特徴とする複合工具。
4. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載の複合工具において、
   前記工具本体の刃部取付部において、前記装着部とは反対側に取り付けられた第３刃部を備え、
   前記第３刃部は、前記第１刃部に対して、前記軸線方向へ突出して取り付けられているとともに、前記軸線から前記第１刃部の先端までの寸法に対して、前記軸線から前記第３刃部の先端までの寸法が小さい、ことを特徴とする複合工具。
5. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載の複合工具を用いて、被加工物を加工する加工方法において、
   前記複合工具および被加工物の一方を回転軸線を中心として回転させるとともに、前記複合工具および被加工物を前記回転軸線と平行な軸方向へ相対移動させながら、前記複合工具の第１刃部によって被加工物に下孔を加工する孔加工工程と、
   前記下孔を加工した前記被加工物の裏面に前記複合工具の第２刃部を突出させた状態において、前記複合工具および被加工物の一方を回転させるとともに、前記複合工具および被加工物を、前記回転軸線と平行な軸方向および前記回転軸線に対して直交する軸方向へ相対移動させながら、前記複合工具の第２刃部によって被加工物の裏面に裏座ぐり穴を加工する裏座ぐり加工工程と、
   を備えることを特徴とする加工方法。
6. 請求項５に記載の加工方法において、
   前記下孔を加工した前記被加工物の表面に前記複合工具の第１刃部を突出させた状態において、前記複合工具および被加工物の一方を回転させるとともに、前記複合工具および被加工物を、前記回転軸線と平行な軸方向および前記回転軸線に対して直交する軸方向へ相対移動させながら、前記複合工具の第１刃部によって被加工物の表面に表座ぐり穴を加工する表座ぐり加工工程と、
   を備えることを特徴とする加工方法。
7. 請求項５または請求項６に記載の加工方法において、
   前記下孔と前記裏座ぐり穴または表座ぐり穴との角部に前記複合工具の第２刃部または第１刃部を接触させた状態において、前記複合工具および被加工物の一方を回転させるとともに、前記複合工具および被加工物を、前記回転軸線と平行な軸方向および前記回転軸線に対して直交する軸方向へ相対移動させながら、前記複合工具の第２刃部または第１刃部によって前記角部に面取り加工を行う面取り加工工程と、
   を備えることを特徴とする加工方法。
8. 被加工物を載置するテーブル、主軸、前記テーブルおよび前記主軸の少なくとも一方を回転駆動させる回転駆動機構、並びに、前記テーブルおよび前記主軸を前記回転駆動機構の回転軸線と平行な軸方向および前記回転軸線に対して直交する軸方向へ相対移動させる直線駆動機構を備えた工作機械本体と、
   前記回転駆動機構および直線駆動機構を加工プログラムに従って駆動制御する制御装置と、
   前記主軸に装着される複合工具とを備え、
   前記複合工具は、前記請求項１〜請求項４のいずれかに記載の複合工具が用いられている、
   ことを特徴とする工作機械。

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