切削弯头及其制造方法

专利名称：切削弯头及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种配管用切削弯头(弯管)及其制造方法。
背景技术：
配管用的金属制弯头包括，利用铸模形成的铸造弯头；对直管进行弯曲加工形成 的弯头；将冲压金属板成形的半开形状的两个弯曲管材对接并焊接成一体的焊接弯头；和 由金属原料切削成形的切削弯头。
在以下专利文献2等中采用了切削弯头。在以下专利文献I中记载了弯曲加工弯 头和焊接弯头。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本发明专利公开第平7-41315号公报
专利文献2 :日本发明专利公开第2000-343136号(日本发明专利第3352052号) 公报发明内容
现有的切削弯头，是对原料从两个方向开孔，使这两个孔在内部交叉而形成内部 流路。因此，存在以下问题，例如对于90°弯头，其内部流路呈近似直角，用作配管的一部分 时其流路阻抗大。在专利文献2的0009段也指出了这一问题。
可以通过使孔逐渐弯曲来解决上述流路阻抗的问题，但是对于具有这样形状的孔 的切削弯头，即使使用最先进的5轴加工机或多轴复合加工机也不能制作，内部弯曲角度 为90°或以上，采用SUS (不锈钢)、钛类材料、镍基耐热合金(在镍基中添加铁、铬、铌、钥等 的合金元素而成的合金，例如特殊金属公司(Special Metals Corporation)商品名铬镍 铁合金)等的难切削材料的弯头。
如果使用具有最先端的功能的加工机，仅能够在一定程度上加工弯曲的孔。但是， 利用通常的加工方法，会在弯曲内侧部分的孔面形成加工不到的未加工部(未切削部)，其 会影响流体流动，不能做出实用的产品。因此，弯头采用铸造、弯曲加工、焊接的任一种方法 制造这种弯头。
但是，铸造弯头容易产生砂眼等的缺陷，品质方面很难确保可靠性。而且，与其他 种类的弯头比刚性低。
对于弯曲加工弯头，其各部分的壁厚和强度不均匀。与弯曲内侧相比，在需要壁厚 和强度的弯曲外侧处，壁厚和强度变小，不能得到高精度的管的剖面形状。
对于焊接弯头，其焊接部分的材料组织发生变化，容易产生应力腐蚀裂纹，也不能 避免焊接产生的变形。
例如，对于飞机发动机配管、原子能设施的配管等，要求满足极为严格的条件，在 这样的用途中，亟待高品质、高精度、低流路阻抗的弯头。
切削弯头为对熔融后制得金属一体加工的产品，不产生砂眼、焊接缺陷、变形，品 质方面可靠性好。可通过使用高精度加工机提高尺寸精度和形状精度。若能够良好地加工 该切削弯头的孔，则可解决切削弯头的弱点，即流路阻抗的问题，可实现满足高品质、高精 度、低流路阻抗的要求的金属制弯头。
因而，本发明的课题是要解决通过切削来制造在内部没有多余的壁厚，垂直于轴 的剖面形状在轴向各部分均为圆形，且具有孔面沿轴心缓和弯曲的孔的弯头，并提供如上 所述得到的弯头。
为解决上述课题，在本发明中，经如下工序形成设置于切削弯头的孔用旋转切削 工具从两方向粗加工原料，对该原料开设至少在相当于成品弯头的弯曲内侧的孔面残留有 未加工部的粗孔的工序；使在外周具有圆弧形的切刃，外径比精加工孔径小的侧铣刀，在所 要切削的弯头的弯曲内侧，以使该刀具端面相对于原料向离开所述粗孔的开口的方向倾斜 规定角度的姿态自转并公转，而切削所述粗孔的孔面，在公转中，使得在弯头的孔(11)的垂 直于轴的截面与垂直于侧铣刀(II)的轴心的面相平行的部位，刀具的轨道为正圆，在其他 部位，刀具的轨道为椭圆，而使刀具沿精加工目标孔面移动，而精加工所述粗孔的一端侧的 内径的工序；和将所述侧铣刀从所述粗孔的另一端侧插入该粗孔，使其自转并沿精加工目 标孔面公转，而精加工所述粗孔的另一端侧的内径的工序。所述侧铣刀支承于心轴，并伸入 粗孔。
在精加工粗孔时，沿着相似于与侧铣刀的轴心呈直角切断精加工目标孔时轴向各 部分处的孔的切口形状(弯头的孔的与轴垂直的截面在平行于与刀具的轴心垂直的面的位 置处，为正圆，在其他位置处为椭圆)的轨道使侧铣刀公转。根据预先设定的控制程序使加 工机的主轴动作，使其公转。
如果侧铣刀的切削量大，则分数次进行加工。
在粗孔精加工中，原料与侧铣刀的相对倾斜角度，例如若可确保25°左右，则可完 全除去残留于粗孔的未加工部。
在该方法中，优选使用在前端外周具有圆弧形切刃，外径比粗孔内径小的铣刀，经 如下工序加工所述粗孔使所述铣刀分别对所述原料的相邻的两个面，改变切入位置和切 入深度并进行切削，而开设在弯头的弯曲内侧，具有以相同或近似于弯头的弯曲角的角度 交叉的未加工部，且弯头的弯曲外侧加工为大致沿着弯头的孔的孔面的形状的通孔的工 序；和使所述铣刀，其刀具前端向靠近弯头的弯曲内侧的方向倾斜，切削所述未加工部，并 改变所述铣刀的倾斜角，重复多次该动作，而减少所述未加工部的残余量的工序。
在该方法中，通过依次实施利用面铣刀进行粗加工，和利用球头铣刀等进行精加 工的方法来加工弯头外径。优选在开孔后加工其外径，但也可以在开孔前加工其外径。
若将本发明应用于制造特别难加工的具有90°或以上的弯曲角度的特殊弯头，可 取得良好效果，但也可应用于制造具有90°以下的弯曲角度的弯头。
在本发明中，切削弯头的原料为金属，其中，对上述SUS等的难切削材料可取得良 好效果，但在以铁等的一般金属或树脂为原料时，也能发挥其效果。例如，在少量生产树脂 制的大直径特殊弯头时，如果用模具成型，则模具费用很高。此时，由树脂原料切削所要求 的形状、尺寸的弯头，有利于降低成本。
此外，本发明中，由于从原料切削出一体的弯头，因此可以随意使弯头的孔相对于弯头的外径向任意方向偏心，也可以在管的端部一体成型连接用法兰。
在本发明的制造方法中，直到侧铣刀与原料相对的倾角达到许可上限为止，使侧 铣刀与原料，根据弯头的孔弯曲的位置处孔的弯曲状态边倾斜边加工，从侧铣刀与原料的 相对倾角达到许可上限的位置开始，使相对倾角固定，而利用上述方法精加工一端侧的内径。
可以通过使刀具固定而使原料动作的方法，或使刀具相对于原料运动的方法来所 述侧铣刀和铣刀相对于所述原料的倾斜。
例如，采用将原料设置于具有旋转分度功能的旋转台，并置于使所要切削成形的 弯头的孔中心与所述旋转台的台面平行的面上，而使旋转台旋转的方法，可以使原料相对 于铣刀或侧铣刀向需要的方向倾斜。
本发明的其他实施方式中，弯头具有轴心以规定曲率圆滑弯曲的孔。弯头在孔内 部没有未切削部，孔为正圆，孔面与弯头的轴心平行。在此，可使管的周围的壁厚均匀，还优 选弯头的孔的中心相对于弯头的外径中心偏心，弯曲外侧的管的壁厚比弯曲内侧的管的壁厚大。
优选弯曲外侧的位置与弯曲内侧的位置相隔180°。
优选管的壁厚从弯曲内侧向外侧依次变大。
弯曲外侧的壁厚比弯曲内侧的壁厚大，可以是超过其2倍的厚度。
可在弯头的至少一端侧具有直线部，也可在两端一体成形有法兰。
本发明的方法的特征为，在使用具有圆弧形切刃，外径比精加工孔径小的侧铣刀 对粗加工原料后形成的粗孔进行精加工时，使侧铣刀在弯头的弯曲内侧，在使该刀具端面 相对于原料向离开所述粗孔的开口的方向倾斜的姿态下自转，并沿螺旋轨道公转移动。
可利用已知的方法对原料加工粗孔，但在现有的加工方法中，会在弯头的弯曲内 侧的孔面形成不可能加工到的未加工部。可使用具有圆弧形切刃的侧铣刀切削该未加工 部。
使该侧铣刀和所述原料，根据在弯头的孔弯曲的位置处弯曲的状态而边倾斜边进 给侧铣刀，对弯头的孔内径进行精加工，以使侧铣刀沿与弯头的孔轴心大致呈直角的面公 转，由此，可以良好地开设正圆的孔，但是在此方法中，例如在制造90°弯头时，需要使侧铣 刀与原料相对倾斜最大45°，则不可避免两者的碰触。
在本发明中，为避免上述问题，设定减小侧铣刀与原料的相对倾角(即使沿轴方向 对粗孔加工一半也不会引起两者的碰触的角度)。该角度因弯头的孔内径和保持侧铣刀的 心轴的外径的径差而改变，但是制造90°弯头时，不能确保45°的倾斜角度，因此设定为 例如25。左右。
假定使侧铣刀与原料相对倾斜25°，在将弯头的加工目标孔在轴向各处沿平行于 侧铣刀上垂直于轴的端面的面切断时，切口几乎在各部位处都为椭圆。该椭圆的形状和大 小因切断点的各部位而不同，但若使刀具在切断点的各部位处沿切口形状移动，则可完全 除去残留在粗孔内的未加工部，可将弯头的孔精加工为，垂直于轴截面在轴向的各部位处 都是正圆，且孔面与轴心平行平缓弯曲的形状。
为利用本发明的方法精加工孔，对于侧铣刀，使用外径比弯头的孔直径小的侧铣 刀。弯头的孔的精加工直径与支承侧铣刀的心轴(其直径当然比侧铣刀小)的外径的直径差越大，侧铣刀与原料的相对倾斜允许角度越大，能够从孔的一端侧加工更大的范围，但如果心轴的外径过细，则工具刚性下降，加工中刀具容易发生颤动，对加工稳定性和加工精度带来不良影响，因此在设定心轴的外径时要考虑这一点。
在从粗孔的一端侧开始加工时，不能精加工弯头的孔的全部区域，因此还要从粗孔的另一端侧进行加工，而精加工粗孔。
如上所述，根据本发明，由于使用具有圆弧刀刃的侧铣刀沿椭圆轨道公转，并对粗孔进行精加工，因此，能够制造以往认为是不可能制造的圆形截面，并具有平缓弯曲的孔的切削弯头。
发明人，利用使直径略小O. 2%的球，在90度的弯头的内部没有堵挡地通过的实验，验证了这一点。实际的内径尺寸为50. 9mm,球的直径为50. 8mm,球的原料为错石。
另外，利用该切削加工可以制造，使弯头的孔相对于弯头的外径偏心，且在弯曲外侧，管的壁厚和强度大的弯头；至少一端具有直线部的弯头；以及两端一体成形有连接用法兰的弯头。


图1A为表示利用本发明的方法制造的切削弯头的例子的立体图。
图1B为图1A所示的弯头的垂直于轴的剖面图。
图2A为表示原料的弯头切削区域的一半的立体图。
图2B为图2A的一半的切削区域的俯视图。
图3A为表示粗孔加工的前期工序的图。
图3B为表示粗孔加工的前期工序的图。
图3C为表示粗孔加工的前期工序的图。
图3D为表示粗孔加工的前期工序的图。
图4A为表示粗孔加工的后期工序的图。
图4B为表示粗孔加工的后期工序的图。
图4C为表示粗孔加工的后期工序的图。
图4D为表示粗孔加工的后期工序的图。
图4E为表示粗孔加工的后期工序的图。
图5A为表示精加工粗孔的一端侧时原料和侧铣刀的姿态的图。
图5B为表示精加工粗孔的一端侧的粗孔的一半的立体图。
图6A为表示在对粗孔的一端侧进行精加工中侧铣刀公转移动的图。
图6B为表示在对粗孔的一端侧进行精加工中侧铣刀公转移动的图。
图6C为表示在对粗孔的一端侧进行精加工中侧铣刀公转移动的图。
图6D为与图6A 图6C对应地从上方观看侧铣刀公转移动的图。
图6E为与图6A 图6C对应地从上方观看侧铣刀公转移动的图。
图6F为与图6A 图6C对应地从上方观看侧铣刀公转移动的图。
图7A为表示粗孔的另一端在未进行精加工的状态下的立体图。
图7B为表不粗孔的另一端在进行精加工的状态下的立体图。
图8A为表示利用本发明的方法制造的切削弯头的另一例的立体图。
图8B为图8A的弯头的垂直于轴剖面图。
图8C为图8A的弯头的轴平面剖面图。
图9为表示用本发明的方法制造切削弯头的另一例子的立体图。
图10为表示用本发明的方法制造切削弯头的另一例子的立体图。
图1lA为，以安装于心轴的状态表示在本发明中粗加工孔和外径时所使用的旋转切削工具的例子的立体图。
图1lB为图1lA的切削工具的侧面图。
图12A为表示在本发明的方法中在精加工孔是所使用的侧铣刀的例子的立体图。
图12B为将上图中的刀具安装于心轴的状态的侧面图。
图13为表示在本发明的方法中精加工外径时所使用的球头铣刀的例子的侧面图。
附图标记说明
I 铣刀
II侧铣刀
III球头铣刀
1、4 刀体
2、5 切刃
3、6 心轴
10 弯头
11 孔
IL1 盲孔
IL2 通孔
IL3 粗孔
12 原料
13未加工部
14直线部
15 法兰
A、B原料的正交面
t 管厚具体实施方式
以下根据

本发明的切削弯头的制造方法，和通过该方法制造的弯头的实施方式。
首先，图1lA 图13表示本发明的方法中所使用的旋转切屑工具的例子。图11A、 图1lB所示的切削工具为市售的可更换刀片式铣刀(面铣刀)I，其在刀体I的前端外周，沿周向隔开间隔设置多个圆弧形的切刃2，以此进行对弯头原料形成粗孔和弯头外径的粗加工。优选将图示的铣刀I安装于心轴3进行该粗加工，铣刀I由可自由拆卸的圆形刀片(7°)构成切刃2，但也可以用面铣刀以外的铣刀，例如，圆角面铣刀或球头面铣刀等进行粗加工。
图12A、图12B为侧铣刀II，其在刀体4的外周，沿周向隔开间隔而设置多个圆弧形的切刃5，以此对形成于弯头的原料的粗孔进行精加工。图示侧铣刀II是，将以可拆卸的圆形刀片为切刃5的市售刀片安装于经过改良的定制的心轴6的前端，以使其牢固地固定于心轴。该侧铣刀II的外径比要精加工的粗孔的孔径小。而且，心轴6的外径比侧铣刀 II的外径小。
图13为市售的可更换刀片式球头铣刀III，例示的方法为，利用该可更换刀片式球头铣刀III或代替它的固体球头铣刀精加工弯头的外径。
图1A、图1B表示用本发明的方法制造的切削弯头的例子。图示的弯头10为无法兰90°弯头，具有轴心以规定曲率圆滑弯曲的孔11。
下面，以使用上述切削工具制造图1A、图1B的90°弯头10的情形为例进行说明。 图2A、图2B的12为加工成方块状的弯头原料。为容易理解加工状况，图中表示了将其原料 12切断为一半的剖面,对于刀具在图中也简化表不。
将原料12设置于加工机的旋转台(图中未表示)，使其要切削成形的弯头10的孔的中心O位于与旋转台的台面(其与旋转中心呈直角)平行的面，通过使旋转台旋转调整后述刀具与原料12的相对倾斜。
将铣刀I安装于加工机的主轴(图中未表示)，如图3A所示，改变该铣刀I相对于原料12的A面的切入位置和切入深度，并沿轴向进给切入，形成如图3B所示的盲孔11_1; 该孔在弯曲外侧，孔面的未加工部少。
接着，如图3C、图3D所示，使与原料12的A面垂直的B面与铣刀I的前端相对，在该状态下，与在A面形成孔时同样地，改变铣刀I的切入位置和切入深度，对B面沿轴向进给切入，使该加工的孔与先前加工的盲孔连通，得到通孔11_2，该孔在弯曲内侧具有在孔径向突起的未加工部13。
在该状况下，未加工部13的残存量过多，在精加工中，不能用图12A、图12B的侧铣刀II完全除去未加工部。因而，如图4A所示，使原料12相对于铣刀I倾斜，使铣刀I的前端向靠近弯头的弯曲内侧的方向倾斜θ°，在该状态下改变铣刀I的切入位置并沿轴向进给，切削掉未加工部13的一部分。
使铣刀I与原料12的相对倾斜的角度一点点增加并反复该动作，而使未加工部13 的残余量充分减少。根据原料的材质设定该加工中原料12与铣刀I的相对倾斜的角度，以不超过刀片的切削负荷。在评价试验中，设定图4Α的Θ为15°，图4Β的Θ1为25°，图 4C的Θ2为35°，图4D的Θ3为45°，但不限定于此。
也可以从通孔11_2的两端加工来除去该未加工部13，但多数情况下，仅从通孔11_2 的一端加工即可，此时，作业工时少。
经过以上工序，对于原料12形成图4Ε所示的粗孔11_3。将安装于加工机主轴的工具更换为图12Α、图12Β的侧铣刀II，使用该侧铣刀II进行粗孔11_3的精加工。
在该精加工中，侧铣刀II的动作如图5Α所示，在要切削成弯头10的弯曲内侦彳，在使侧铣刀II的端面向离开粗孔11-3的开口的方向相对于原料12倾斜相对角度Θ 4的状态下，使侧铣刀II自转并公转，切削粗孔11_3的孔面。此时侧铣刀II公转时，使刀片沿精加工目标的孔面以螺旋轨道移动。在此，考虑总是使侧铣刀II与原料的相对倾斜角度Θ4保持一定，但这并非必须的条件。
图6A 图6F为表示侧铣刀II自转并沿轴方向进给，且向逆时针方向公转的状态的图。由于其公转为与进给同时的公转，因此侧铣刀II沿螺旋轨道移动。
在切削前的弯头10的垂直于轴的截面中，对于原料12而言，在平行于侧铣刀II 的垂直于轴心的端面(倾斜角度Θ 4的侧铣刀的端面)的位置(沿图5A的Y-Y线的位置)处， 弯头的孔11的切口为正圆，在图5A的X-X线和Z-Z线等其他位置处，弯头的孔11的垂直于轴截面的切口为椭圆。但是,椭圆的切口，在孔11的垂直于轴的截面的各处的大小和形状都不同。在公转时，侧铣刀II沿加工目标孔面，即，轴向各处切口的孔截面移动。
在例示的加工方法的情形下，当加工超过Z-Z线的位置(孔的另一端)时，使刀片仅在孔的弯曲外侧沿轴向各处的切口的孔截面进行加工，以不使心轴6与原料发生碰触。由于在加工中仅从粗孔的一端侧开始加工孔的一半即可，因此没必要强制使刀片在弯曲内侧沿切口的孔截面加工。
如果此时的切削量较大，可分多次进行加工，以减轻每次加工的负担。如采用分数次一点点地切削未切削部，最终加工中加工到目标内径的方法，则不会使切削负荷过大，提高加工的稳定性和加工精度。
通过进行该移动控制并用侧铣刀进行加工，除去粗孔11_3中残留的未加工部的大部分，加工出粗孔一端的内径。
在从粗孔的一端进行加工时，因孔形状对加工造成限制，如图5B所示，不能对粗孔的全部区域进行加工，因此，此后再从粗孔11-3的另一端进行加工而形成孔。如图7A所示，将侧铣刀II配置于粗孔11_3的另一端，进行与上述同样的操作(没有必要进行与上述相同条件的移动控制)，切削未加工部13的残存部。
以上，将弯头的孔11加工成，在垂直于轴的截面中在轴向各处没有正圆，且孔面与轴心平行地缓和弯曲的形状。
在例示的制造方法中，此后使用图11A、图1lB的铣刀I粗加工弯头外径，然后，再使用图13的球头铣刀精加工外径。由此完成所希望的切削弯头。
当在开孔后加工弯头的外径时，容易提高保持原料的稳定性，并防止对外径表面造成损伤，因而优选，但也可以在开孔前加工外径。
可利用使安装刀片的加工机主轴倾斜的方法，使铣刀I和铣刀II相对于的原料12 的相对倾斜。
加工机的控制稍显复杂，为实现本发明的目的，也可在粗孔11_3 —端内径精加工工序中，使侧铣刀II切削粗孔11_3，自转并公转，使侧铣刀II与原料12在弯头的孔11弯曲的位置处，根据孔的弯曲状态一边相对倾斜，一边对粗孔IL3的一端的内径从孔的一端向另一端加工到中途，以使在与成品弯头的孔的轴心大致呈直角的面内使刀具移动，从侧铣刀II与原料12的相对倾角达到允许上限的位置开始，使相对的倾斜角度固定。
另外，由于本发明的方法为切削加工，因此，可制造使弯头的孔11的中心O1相对于弯头的外径中心O2偏心设置，而增大弯曲外侧处管壁厚度和强度的如图8A 图SC所示的弯头10。
图8A为弯头10的立体图，图8B为从图8A中箭头B-B所示的方向观看弯头10的剖面图，图8C为图8A中箭头C-C所示的部分的剖面图。
根据如上所述的弯头10，如图SB所示，通过调整弯头的孔11的中心O1与弯头的外径中心O2的偏心量，可将弯头外侧的壁厚加工为满足所需强度的尺寸。
在振动负荷的作用下，会在弯头的侧部产生裂痕。该裂痕发生在图8A中用点划线表示的部分。本实施方式的弯头，由于可使该侧部的壁厚达到所希望的壁厚，因此在应对这样的振动裂痕方面能起到显著的作用。
在图8B中，弯头的孔11的中心O1在弯头10的直径上偏心，但是不限于此，也可在弯头10的直径以外的任意方向偏心。
根据本实施方式，还可以制造，在至少一端侧具有直线部14的如图9所示的弯头， 或在两端一体加工形成有连接用的法兰15的如图10所示的弯头。
此时，优选，弯曲外侧位置位于与弯曲内侧位置成180°的位置，管壁厚度从弯曲内侧向外侧依次变大。
另一方面，可以根据需要，使所希望的部分的壁厚变厚或变薄。可得到使壁厚为任意的厚度的弯头。
在航空产业等，亟待出现被称为“导管(duct)”的“超薄弯头”。在现有技术中通过弯曲铁板等并通过焊接等制作该产品，但由于是壁厚在1. Omm以下的超薄壁，因冲压时的壁厚不均匀等，不能得到均匀的产品，且由于材质为钛、铬镍铁合金这样的超难切削材料， 因此并未考虑过使用本发明的方法。
与此不同，根据本发明，能够加工基于上述材质，内径为2英寸飞英寸弯头，壁厚为O. 8mnTl. 5mm的薄壁弯头。
此时，也可以如上所述，使壁厚在外侧和内侧处形成任意的厚度。
实施例
使用本发明的方法试做内径为Φ 190臟、中心的弯曲半径为Φ 200mm、壁厚为IOmm 的90°弯头。由于是验证加工方法的实验，因此弯头材料使用木材。
旋转切削工具分别使用图11A、图1lB的铣刀I，其外径为(p50mm，圆弧切刃的R 半径为8mm，为4刀片的圆形刀片可更换刀头式面铣刀；图12 A、图12B的侧铣刀II，其外径为Φ 127mm，圆弧切刃的R半径为6mm，为5刀片的圆形刀片可更换刀头式侧铣刀；和图13 的球头铣刀III，其外径为Φ 30mm的球头铣刀。
加工机使用申请人所有的CNC卧式镗床。该CNC卧式镗床具有分度精度为1/10000 度的世界最高水准的旋转台，将原料置于其旋转台，利用其旋转台控制原料与刀具的相对倾斜，以此方法进行加工。
按照图3A 图7B中说明的顺序进行加工。在利用侧铣刀对粗孔进行精加工时，采用以2_刻度对未被切削的切削区域进行加工，最终以未切削量为O进行精加工的方法。其结果是，孔的内部没有未切削部分，孔为正圆，孔面与弯头的轴心平行，可得到管的周围的壁厚(图1B所示圆周截面的各部分的壁厚t)均匀的切削弯头。
在高精度加工时，也可使用如下的方法，S卩，通过使用上述具有高分度精度的旋转台的加工机，使侧铣刀与原料根据弯头的孔的弯曲状态相对倾斜，以使直到中部都能在与成品弯头的孔轴心大致呈直角的面内进行使侧铣刀公转，并精加工粗孔的内径，在侧铣刀与原料的相对倾角从达到许可上限的位置开始，使相对倾斜的角度固定而沿椭圆轨道公转。
产业上的利用可能性
根据本发明，可通过切削来制造内部没有多余的壁厚，垂直于轴的剖面形状在轴向的各部分处均为圆形，且具有孔面沿轴心平缓弯曲的孔的弯头， 因此可有效地用于弯头的制造方法。
权利要求
1.一种切削弯头的制造方法，其特征在于， 经如下工序形成设置于切削弯头(10)的孔(11) 用旋转切削工具从两方向粗加工原料(12)，对该原料(12)开设至少在相当于成品弯头的弯曲内侧的孔面残留有未加工部(13)的粗孔(11_3)的工序； 使在外周具有圆弧形的切刃(5)，外径比精加工孔径小的侧铣刀(II)，在所要切削的弯头的弯曲内侧，以使该刀具端面相对于原料(12)向离开所述粗孔(11_3)的开口的方向倾斜规定角度(9 4)的姿态自转并公转，而切削所述粗孔(11_3)的孔面，在公转中，使得在弯头的孔(11)的垂直于轴的截面与垂直于侧铣刀(II)的轴心的面相平行的部位，刀具的轨道为正圆，在其他部位，刀具的轨道为椭圆，而使刀具沿精加工目标孔面移动，而精加工所述粗孔(IL3)的一端侧的内径的工序；和 将所述侧铣刀(II)从所述粗孔(11_3)的另一端侧插入该粗孔，使其自转并沿精加工目标孔面公转，而精加工所述粗孔(11-3)的另一端侧的内径的工序。
2.根据权利要求1所述的切削弯头的制造方法，其特征在于， 使所述侧铣刀(II)切削所述粗孔(11-3)而自转并公转，使该侧铣刀(II)与所述原料(12)在所述弯头的孔弯曲的位置处，根据孔的弯曲状态相对倾斜，并沿所述弯头的孔的一端内径从孔的开口侧加工到中部，以使在与设置于成品弯头的孔的轴心大致呈直角的面内移动， 从所述侧铣刀(II)与原料(12)的相对倾斜角度达到允许上限位置开始，使相对倾斜角度固定，而实行对所述粗孔(11_3)的一端侧内径的精加工工序。
3.根据权利要求1所述的切削弯头的制造方法，其特征在于， 使用在前端外周具有圆弧形切刃(2)，外径比粗孔内径小的铣刀(I)，经如下工序加工所述粗孔(IL3) 使所述铣刀(I)分别对所述原料(12)的相邻的两个面(A、B)，改变切入位置和切入深度并进行切削，而开设在弯头的弯曲内侧，具有以相同或近似于弯头的弯曲角的角度交叉的未加工部(13)，且弯头的弯曲外侧加工为大致沿着弯头的孔(11)的孔面的形状的通孔(11-2)的工序；和 使所述铣刀(I )，其刀具前端向靠近弯头的弯曲内侧的方向倾斜，切削所述未加工部(13)，并改变所述铣刀(I)的倾斜角，重复多次该动作，而减少所述未加工部(13)的残余量的工序。
4.根据权利要求1所述的切削弯头的制造方法，其特征在于， 将所述原料(12)设置在具有旋转分度功能的旋转台上，且置于使所要切削成形的弯头的孔中心与所述旋转台的台面平行的面上，使所述旋转台旋转，而使所述原料(12)相对于所述铣刀(I)和所述侧铣刀(II)向所要的方向倾斜。
5.根据权利要求1所述的切削弯头的制造方法，其特征在于， 所述原料(12)为金属难切削材料。
6.根据权利要求1所述的切削弯头的制造方法，其特征在于， 使所述弯头的孔(11)相对于弯头的外径，向着使弯头的弯曲外侧弯头的壁厚增大的方向偏心。
7.一种弯头，其特征在于，具有轴心以规定曲率圆滑弯曲的孔， 在孔内部没有未切削部，孔为正圆，孔面与弯头的轴心平行，管的周围的壁厚均匀。
8.一种弯头，其特征在于， 具有轴心以规定曲率圆滑弯曲的孔， 在孔内部没有未切削部，孔为正圆，孔面与弯头的轴心平行，弯头的孔中心相对于弯头的外径中心偏心，且弯曲外侧的管的壁厚比弯曲内侧的管的壁厚大。
9.根据权利要求8所述的弯头，其特征在于， 所述弯曲外侧的位置与所述弯曲内侧相隔180°。
10.根据权利要求8所述的弯头，其特征在于， 所述管的壁厚从所述弯曲内侧向外侧依次变大。
11.根据权利要求8所述的弯头，其特征在于， 所述弯曲外侧的壁厚比所述弯曲内侧的壁厚大。
12.根据权利要求7所述的弯头，其特征在于， 具有轴心以规定曲率圆滑弯曲的孔， 在孔的内部不具有未切削部，孔为正圆，孔面与弯头的轴心平行，至少在一端侧具有直线部。
13.根据权利要求7所述的弯头，其特征在于， 在两端部一体成形有法兰。
全文摘要
经如下工序形成弯头的孔，即包括在原料上开设孔面残留有未加工部的粗孔的工序；使具有圆弧形切刃且外径比的精加工孔径小的侧铣刀(II)，以相对于原料(12)向规定方向相对倾斜的姿态自转并公转，公转时使刀具沿精加工目标的孔面移动，而精加工粗孔(11-3)的一端侧的内径的工序；使侧铣刀自转并公转，而精加工粗孔(11-3)的另一端侧的内径的工序。
文档编号B23C3/16GK103038010SQ20108006783
公开日2013年4月10日 申请日期2010年6月28日 优先权日2010年6月28日
发明者堀口展男 申请人:野田金型有限会社, 堀口圭子