复合加工工具以及使用该复合加工工具的加工方法与流程

本发明涉及一种复合加工工具以及使用该复合加工工具的加工方法，该复合加工工具能够由共同的工具来进行例如针对发动机的阀座的基于切刀(cutter)实施的切削加工、和针对阀导管的基于铰刀(reamer)实施的内径加工。

背景技术：

具备切刀和铰刀的复合加工工具是众所周知的，例如，有一种复合加工工具，其将铰刀固定安装在工具的头部，并使切刀通过设在工具主轴外周的差动机构且经由凸轮而移动，从而通过切刀和铰刀同时进行加工(以往例1：参照专利文献1)。

另外，还有一种复合加工工具，其在工具的头部以能够滑动的方式安装有切刀，并且通过设在工具主轴内部的活塞机构来使铰刀进退，从而通过切刀和铰刀同时进行加工(以往例2：参照专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5288994号公报

专利文献2：日本专利第4497887号公报

若如以往例1那样相对于工具的头部来预先固定铰刀，则需要使铰刀仅以铰刀加工所需的长度而预先从工具的头部足够长地突出。然而，若像这样地使铰刀较长地突出，则在加工中铰刀会挠曲，因此有时会产生偏孔。另外，由于用切刀和铰刀同时进行加工，所以加工时的刀具的支点成为两处，变得容易振动，因此，在同轴度和圆度等上会容易产生加工缺陷。由此，难以精密加工。

而且，由于切刀变得进退自如，所以会产生松动而更加难以精密加工。另外，若使铰刀较长地突出则有时会折损，从而会缩短刀具寿命。

另一方面，若如以往例2那样使铰刀进退自如，则在最初的基于切刀进行的加工时先使铰刀后退，并在铰刀加工时使铰刀逐渐前进即可，因此，这样的偏孔变得不易产生。然而，由于是铰刀与切刀的同时加工，所以与以往例1相同地会发生振动，难以高精度加工。

另外，若为了使铰刀进退而设置活塞机构，则由于需要将活塞的驱动源相对于复合加工工具的旋转驱动源(例如，加工中心(machining center)的加工机主轴动力)独立设置，所以装置会大型化。因此，期望通过与复合加工工具共同的驱动源来使铰刀进退。而且，冷却液(coolant)也必须相对于上述活塞机构独立设置，装置会进一步大型化。

另一方面，在将复合加工工具安装至加工中心等的加工机的加工机主轴上来使用的情况下，由于对加工机具有长度方向或直径方向上的安装尺寸的限制，所以为了适应该情况，就必须缩短复合加工工具的全长，且制造得紧凑以能够安装至加工机主轴上。另外，若如上所述地大型化，则难以向加工机主轴上安装，因此，还期望实现紧凑化以实现向加工机主轴上的安装。

技术实现要素：

本申请以实现这种要求为目的。

为了解决上述课题，技术方案1记载的发明是一种复合加工工具，其具备：装拆自如地安装至加工机的加工机主轴12上并通过该加工机主轴的动力而被旋转驱动的工具主轴11；和设在该工具主轴11上的第一刀具22及第二刀具28，该复合加工工具的特征在于，

将所述第一刀具22一体地设置在装拆自如地安装至所述工具主轴11的前端的保持架头部20上，

将所述第二刀具28以能够与所述工具主轴11一体旋转且在其旋转轴线CL上进退自如的方式进行支承，在所述复合加工工具中具备：

刀具保持架58，其保持所述第二刀具28，能够旋转地支承在所述工具主轴11上且能够在所述旋转轴线CL上进退；

进给机构61，其使该刀具保持架58进退；和

传递机构80，其将所述工具主轴11的旋转向所述进给机构61传递，且由用于使该进给机构61驱动的齿轮机构构成。

技术方案2所述的发明的特征在于，在上述技术方案1中，所述传递机构80包括使所述进给机构61减速旋转的行星齿轮机构84。

技术方案3所述的发明的特征在于，在上述技术方案2中，所述进给机构61具备：形成在所述刀具保持架58的外周的螺纹轴状的进给丝杠65；和在内周形成有与该进给丝杠65啮合的螺纹的进给丝杠螺母62。

技术方案4所述的发明的特征在于，在上述技术方案3中，所述行星齿轮机构84具备：设在所述进给丝杠螺母62上的进给丝杠螺母齿轮63a；与该进给丝杠螺母齿轮同轴且将其周围包围地设置的内齿轮91；和设在这些内齿轮91与所述进给丝杠螺母齿轮63a之间的小齿轮92，

所述内齿轮91形成为环状，能够旋转地支承在所述工具主轴11的外周，并且与所述工具主轴11连结地旋转，

所述小齿轮92与形成在所述内齿轮91的内周面上的内齿91a以及所述进给丝杠螺母齿轮63a啮合而自转，并且以相对于所述进给丝杠螺母齿轮63a不能公转的方式固定在所述工具主轴11上。

技术方案5所述的发明的特征在于，在上述技术方案4中，所述传递机构80具备用于将所述工具主轴11的旋转向所述行星齿轮机构84传递的主轴侧传动齿轮机构82，

所述主轴侧传动齿轮机构82由如下部件构成：

环状的输入齿轮86，其设在所述工具主轴11的外周，且与该工具主轴11一体旋转；

输出齿轮87，其形成为环状，设在所述工具主轴11的外周，且与所述行星齿轮机构84连接；和

传递齿轮88，其供这些输入齿轮86及输出齿轮87啮合，并且

该主轴侧传动齿轮机构通过所述输出齿轮87使所述行星齿轮机构84的所述内齿轮91旋转。

技术方案6所述的发明的特征在于，在上述技术方案5中，所述主轴侧传动齿轮机构是所述输出齿轮87和所述输入齿轮86的齿数不同的差动齿轮机构。

技术方案7所述的发明的特征在于，在上述技术方案5或6中，所述输出齿轮87与所述内齿轮91沿着旋转轴线方向相邻配置，且通过连结部件90而一体化，并且，该连结部件90在规定以上的负荷下断裂。

技术方案8所述的发明的特征在于，在上述技术方案3中，所述进给机构61具备离合器机构68，当该离合器机构68接合时，能够进行基于所述进给丝杠螺母62的对所述刀具保持架58的进给，而当断开时则停止进给。

技术方案9所述的发明的特征在于，在上述技术方案8中，所述离合器机构68配置在所述工具主轴11的与所述传递机构80相比成为后方的心轴(arbor)14的内部。

技术方案10所述的发明的特征在于，在上述技术方案4～9的任一项中，所述工具主轴11在其内部具备对所述第一刀具22及所述第二刀具28进行冷却的冷却液通道，

该冷却液通道具备设在所述工具主轴11的后端部的入口通道14c，该入口通道14c在旋转轴线CL上与设在所述加工机的加工机主轴12上的冷却液通道连接，

该工具主轴具备从所述入口通道14c通过所述工具主轴11的内部向所述第一刀具22及所述第二刀具28供给冷却液的工具中央通过形式(tool center through type)的冷却液通道，并且

该工具中央通过形式的冷却液通道的一部分形成在所述内齿轮91与进给丝杠螺母齿轮63a之间。

技术方案11记载的发明是一种加工方法，其使用上述技术方案1～10中任一项所述的复合加工工具10来对配置在工件30内的第一被加工部32和位于该第一被加工部的中心的第二被加工部34进行加工，该加工方法的特征在于，具备：

第一工序，将所述复合加工工具10的旋转轴线CL与所述第二被加工部34的中心对齐，使所述复合加工工具10前进并通过设在保持架头部20上的第一刀具22对所述第一被加工部32进行加工；

第二工序，在所述第一被加工部32的加工结束之后，以使所述第一刀具22从所述第一被加工部32离开的程度使所述复合加工工具10稍微后退；和

第三工序，紧接着一边送出所述第二刀具28一边对所述第二被加工部34进行加工。

发明效果

根据技术方案1，通过由齿轮机构构成的传递机构80将工具主轴11的旋转向进给机构61传递将其驱动，从而使第二刀具28进退以将其送出，因此，能够将第二刀具28的送出通过与工具主轴11相同的一个驱动源来驱动，能够使装置整体紧凑化。

进一步地，对于安装尺寸有限制的加工机也能够安装并使用。

根据技术方案2，通过传递机构80的行星齿轮机构84将工具主轴11的旋转向进给机构61减速传递，从而使第二刀具28进退以将其送出，因此，能够使传递机构80紧凑。

根据技术方案3，由形成在刀具保持架58的外周的螺纹轴状的进给丝杠65、和在内周形成有与该进给丝杠65啮合的螺纹的进给丝杠螺母62构成进给机构61，因此，能够简单地构成进给机构61。另外，还能够设置到工具主轴11的轴心部上，因此能够使装置整体紧凑化。

根据技术方案4，将行星齿轮机构84设为具备设在进给丝杠螺母62上的进给丝杠螺母齿轮63a、与其同轴且将其周围包围地设置的内齿轮91、和设在这些内齿轮91与进给丝杠螺母齿轮63a之间的小齿轮92，并使环状的内齿轮91能够旋转地支承在工具主轴11的外周。另外，将小齿轮92与形成在内齿轮91的内周面上的内齿91a以及进给丝杠螺母齿轮63a啮合而自转，并以相对于进给丝杠螺母齿轮63a不能公转的方式固定在工具主轴11上。

于是，若使内齿轮91与工具主轴11联动旋转的话，则经由小齿轮92使进给丝杠螺母齿轮63a减速旋转，这时，进给丝杠螺母齿轮63a大幅减速。因此，通过该行星齿轮机构84，能够从内齿轮91向进给丝杠螺母齿轮63a以高减速比来传递旋转，并能够以紧凑的装置实现高减速比。而且，由于将内齿轮91设为环形齿轮(ring gear)，并与同样为环形齿轮的输出齿轮87并列设置到工具主轴11的外周，所以能够使传递机构80整体进一步紧凑，并能够缩短装置的全长。

另外，由于将进给丝杠螺母齿轮63a作为行星齿轮机构84的太阳轮来使用，所以能够由行星齿轮机构84直接对进给机构61的进给丝杠螺母62进行旋转驱动。

根据技术方案5，通过由主轴侧传动齿轮机构82和行星齿轮机构84构成传递机构80，并由环状的输入齿轮86及输出齿轮87和与它们啮合的传递齿轮88构成主轴侧传动齿轮机构82而设置到工具主轴11的外周，将工具主轴11的旋转向主轴侧传动齿轮机构82的输入齿轮86输入，并进一步从输出齿轮87向行星齿轮机构84的内齿轮91输入，因此，能够将工具主轴11的旋转通过紧凑的齿轮机构来向行星齿轮机构84传递。进一步地，还能够通过行星齿轮机构84来减速并通过其输出来对进给丝杠螺母62进行旋转驱动。

因此，能够使工具主轴11的旋转大幅减速并使进给机构61驱动，并且，通过将主轴侧传动齿轮机构82设置到工具主轴11的外周、以及将主轴侧传动齿轮机构82与行星齿轮机构84组合，尽管能够获得高减速，但仍能够使传递机构80整体紧凑，并能够缩短装置的全长。

根据技术方案6，将主轴侧传动齿轮机构设为输入齿轮86与输出齿轮87的齿数不同的差动齿轮机构82，因此，变成了使两个减速机构、即差动齿轮机构82与行星齿轮机构84组合，能够实现更高的减速。

根据技术方案7，通过连结部件90将彼此形成为环状且沿旋转轴线方向并列设置的输出齿轮87和内齿轮91一体化，因此，能够简化结构，能够使装置在长度方向上紧凑化。

而且，连结部件90在规定以上的负荷下断裂，因此，当从进给机构61施加了过大的负荷时，连结部件90会断裂，能够切断向传递机构80的大荷载传递，从而能够保护传递机构80。

根据技术方案8，在进给机构61上设有离合器机构68，因此，通过离合器接合而开始基于进给丝杠螺母62的对刀具保持架58的进给，并通过断开而停止刀具保持架58的进给方向的动作。因此，即使进给丝杠螺母62总是旋转，也能够仅在需要基于第二刀具实施的加工时，将离合器接合来送出刀具保持架58。

根据技术方案9，将离合器机构68设在工具主轴的后部即心轴14内，因此，能够实现装置整体的紧凑化。

根据技术方案10，将冷却液通道以工具中央通过形式设在工具主轴11的内部，并设为能够在旋转轴线CL上将从加工机主轴12供给来的冷却液从工具主轴11的内部通过而向第一刀具22及第二刀具28供给，因此，能够简单地设置冷却液通道。

而且，工具中央通过形式的冷却液通道的一部分形成在内齿轮91与进给丝杠螺母齿轮63a之间，由此，能够有效利用行星齿轮机构84的构成齿轮之间的空间来紧凑地形成。

根据技术方案11，具备：第一工序，在复合加工工具10的旋转轴线CL上将复合加工工具10置于第一加工开始位置，进一步使其从此处前进并通过设在保持架头部20上的第一刀具22对第一被加工部32进行加工；第二工序，在之后使复合加工工具10稍微后退，并设置到使第一刀具22从第一被加工部32离开的第二加工开始位置；和第三工序，紧接着在保持将复合加工工具10设于第二加工开始位置上的状态下，一边送出第二刀具28一边对第二被加工部34进行加工，因此，能够将基于第一刀具22和第二刀具28的加工设为分别独立的工序，将各工序的加工时的刀具的支点设为一处，由此能够减少振动，并能够提高圆度及同轴度来实现高精度的加工。而且，由于仅使复合加工工具10在同轴上进退，且第二工序的后退量为少量即可，所以能够高效地进行加工。另外，在第三工序中，由于将第二刀具28与加工深度对应地送出，所以能够防止因第二刀具28弯曲造成的偏孔，并能够抑制第二刀具28的折损来实现长寿命化。

附图说明

图1是实施方式的复合加工工具的主视图。

图2是上述复合加工工具的侧视图。

图3是图2的3-3线剖视图。

图4是图2的4-4线剖视图。

图5是图2的5-5线剖视图。

图6是离合器机构的分解立体图。

图7是滑块的俯视图。

图8是从旋转轴线方向前方表示传递机构的图。

具体实施方式

以下，说明复合加工工具的一例，该复合加工工具是针对发动机的汽缸头中的阀座和阀导管的加工工具，其具备加工阀座的切刀、和加工阀导管的铰刀。以下，所谓前方是指加工工具的前进方向。

在图1及图2中，该复合加工工具10装拆自如地安装至由机械加工中心等构成的加工机的加工机主轴单元12上，并通过加工机主轴单元12的主轴(spindle)12a而一体旋转，CL是主轴12a及复合加工工具10各自的旋转轴线。

复合加工工具10具备在旋转轴线CL上同轴地安装至主轴12a上、且由主轴12a驱动的工具主轴11。工具主轴11同轴地分为前后，具备作为主轴后部的心轴14、和主轴前部16(参照后述的图3)。心轴14具有与主轴12a连结的锥形部14a。主轴前部16是支承刀具的部分。

复合加工工具10还具备以覆盖心轴14及主轴前部16的结合部外侧的方式设置的外壳18、和安装至主轴前部16的前表面的保持架头部20。

在保持架头部20的外周部上，沿圆周方向等间隔地一体形成有切刀22。保持架头部20由螺栓24从轴向前方安装至复合加工工具10的主轴前部16上(参照图2及图4)。

在保持架头部20的轴心部上，一体旋转自如且沿轴向进退自如地保持有铰刀28。

在外壳18的外周部上，向外侧突出有定位销18a，该定位销18a的一部分向后方延伸，与从加工机主轴单元12的前端部向前方突出的保持部12b卡合，由此使复合加工工具10相对于加工机主轴单元12以无法相对旋转的方式定位。

另外，在外壳18上，在与定位销18a错开的位置上突出形成有齿轮罩18b，并且在其内收纳有后述的差动机构的传递齿轮。

复合加工工具10与加工机主轴单元12的主轴12a一体旋转，通过切刀22切削工件(汽缸头)30的座面(seat surface)32(第一被加工部)来进行精加工，而且一边使铰刀28前进一边进行阀导管(valve guide)34(第二被加工部)的内径精加工。座面32是供发动机的阀(省略图示)落座的部分，与阀导管34同轴地向其周围扩展形成。阀导管34是对阀的阀杆(轴部)滑动引导的圆筒孔，从复合加工工具10侧来看形成在与座面32相比靠前方的深处位置。

以下，根据图3～图8来说明复合加工工具10的内部结构。心轴14与主轴前部16同轴地前后配置，并由螺栓40相互连结(图5)且一体旋转。心轴14与主轴前部16构成了工具主轴11。即，工具主轴11沿前后划分且能够一体旋转地连结。在工具主轴11的外周通过轴承19能够旋转地支承有外壳18，外壳18的轴向两端与工具主轴11之间由油封件18c密封。

在主轴前部16的前端部上安装有保持架头部20。

在成为保持架头部20的后方的主轴前部16的前部外周配置有盖42。盖42从轴向前方由螺栓44安装至主轴前部16上。另外，盖42的前端部在保持架头部20的后端部外周由螺栓26及螺母46从直径方向进行安装(图3)。

螺栓26从保持架头部20向直径方向外侧突出，并将盖42的前端部沿直径方向外侧贯穿。

在保持架头部20的轴心部上设有在轴向上贯穿的轴孔50，铰刀28贯穿其中，并沿轴向进退自如地由轴承52、54保持。

铰刀28具备前端的刃部28a、和向其后方长长地以直线状延伸的圆棒状的轴柄(shank)28b。轴柄28b从保持架头部20进入至主轴前部16的轴孔56内。在轴柄28b的侧面，形成有与旋转轴线CL平行且前端到达至刃部28a的导槽28c。导槽28c使铰刀28能够沿着旋转轴线CL进退移动，并且与设在保持架头部20上的凸部(省略图示)卡合来使铰刀28能够与保持架头部20一体旋转。

主轴前部16的轴孔56将主轴前部16的轴心部贯穿地形成，与保持架头部20的轴孔50相比为大径。图3及图4表示铰刀28后退最大程度的状态，在该状态下，铰刀28的除刃部28a之外的绝大部分长长地收纳在轴孔56内。铰刀28的后端部位于轴孔56的后端部附近，且与铰刀保持架58的前端部连接。

在图3及图4中，铰刀保持架58与旋转轴线CL同轴地比轴孔56形成得稍微长，其前端部位于轴孔56的后端部内，其他的大部分都收纳于心轴14的轴心部所形成的轴孔60内。铰刀保持架58通过进给机构61而在旋转轴线CL上朝着前后方向进退。

轴孔60与轴孔56同轴且与其相比稍微为大径，是朝向前方开放的盲孔。在该轴孔60内，收纳有铰刀的进给机构61和离合器机构68。

在设于心轴14后端部的牵引螺栓(pull stud)14b上设有入口通道14c。入口通道14c是冷却液的入口通道且位于旋转轴线CL上，从此处供给对切刀22和铰刀28的刀刃部进行冷却的冷却液。

冷却液从主轴12a的轴心部以主轴中央通过形式被供给至牵引螺栓14b的轴孔即入口通道14c，从此处进一步从设在工具主轴11内部的通道通过，并以工具中央通过形式被供给至保持架头部20侧。

入口通道14c在心轴14的锥形部14a内与沿着该锥形形状倾斜形成的倾斜通道14d连接。倾斜通道14d与在心轴14前部的轴孔60外侧平行地通过的横通道14e连接，进一步地，该横通道14e在心轴14的前端部与形成在进给丝杠螺母62的外周的横通道14f连接。

横通道14f与从主轴前部16及盖42连续通过的横通道16a、42a连接。横通道42a进一步与形成在内侧的主轴前部16的小径部上的横通道16b连接。横通道16b与朝向形成在保持架头部20上的轴孔50的倾斜通道50a连接。倾斜通道50a与使轴孔50的一部分稍微扩径而形成在轴柄28b周围的间隙50b连接。在该间隙50b内，面临有将保持架头部20沿直径方向贯穿的排出孔50c的一端、和导槽28c。

因此，从倾斜通道50a进入至间隙50b的冷却液从排出孔50c向切刀22的周围排出，并且通过导槽28c后从铰刀28的刃部28a向前端方向排出。这样的话，能够在工具主轴11内设置冷却液通道。而且，如后所述，这种工具主轴11内的冷却液通道能够通过设置具有环状齿轮的差动机构82及行星齿轮机构84来实现。

此外，冷却液通道还可以是图示例以外的结构，例如，还能采用如下众所周知的结构：不从主轴12a供给冷却液，而是从加工机主轴单元12的外部向定位销18a供给，并进一步从该定位销18a向工具主轴11内部供给冷却液。

另外，还能采用如下众所周知的结构：不在工具主轴11内设置通道，而是设置与复合加工工具10独立的冷却液装置，并将其排出口配置在保持架头部20周围，从外部向切刀22及铰刀28的附近供给冷却液。

如图3的放大部所示，铰刀28的轴柄28b中的后端部插入至形成在铰刀保持架58的前端部上的大径部58a内。大径部58a能够滑动地收纳在轴孔56内，且其内部收纳有轴环58b，在轴环58b内嵌合有铰刀28的轴柄28b中的后端部。

轴环58b由轴环第一弹簧58c向前方弹压侧面的外凸缘，进一步地，由轴环第二弹簧58e向前方弹压底面中央部。

轴环第二弹簧58e收纳在形成于铰刀保持架58的轴心部中的盲孔状的轴孔58d内。轴环第一弹簧58c及轴环第二弹簧58e将铰刀28的后端部向大径部58a(轴环盖59)按压，从而防止了轴向的松动。

另外，大径部58a由轴环盖59从前方封闭。轴环盖59由螺栓59a固定在铰刀保持架58的前端面上。通过轴环盖59将铰刀28的轴柄28b中的后端部以防止转动及防止脱落的状态连结。

该连结结构通过轴环盖59的止转孔和形成在铰刀28的轴柄28b中的后端部上的异形截面部来构成。在轴环盖59的中心部设有例如由D字形的孔构成的非圆形的止转孔。另一方面，铰刀28的轴柄28b中的后端部以形成能够从止转孔通过的D字形的异形截面的方式对侧面进行切削，并进一步从该切削面的一部分起连续在圆周方向上以大致1/4周长左右的长度形成有卡合槽。

于是，使铰刀28的轴柄28b中的后端部贯穿至轴环盖59的止转孔内，然后使铰刀28旋转大致1/4，由此使卡合槽与止转孔卡合而成为防止转动及防止脱落的状态，铰刀28能够迅速且简单地连结并固定到铰刀保持架58上。铰刀保持架58若与铰刀28连结一体化，则与铰刀28一体旋转。

接着，说明进给机构61。如图4的放大部所示，进给机构61通过将加工机主轴单元12中的主轴12a的旋转经由传递机构80及离合器机构68减速旋转的进给丝杠螺母62、和形成在与铰刀保持架58的大径部58a相连的轴部64的外周的进给丝杠65而构成。轴部64形成为螺纹轴状，且将进给丝杠螺母62贯穿。在进给丝杠螺母62的内周面上形成有与进给丝杠65啮合的螺纹63b。

通过进给丝杠螺母62的旋转，铰刀保持架58沿轴向进退自如。

但是，在离合器机构68中，当离合器断开时，尽管与进给丝杠65始终啮合的进给丝杠螺母62仍会旋转，但铰刀保持架58不会被送出。仅在离合器接合时，铰刀保持架58会被送出。

如图4的放大部所示，进给丝杠螺母62是使大径部62a与小径部62b连续一体地形成的筒状部件，在大径部62a的外周形成有进给丝杠螺母齿轮63a。小径部62b从外侧嵌套在铰刀保持架58的轴部64上，内周部的螺纹63b与形成在轴部64上的进给丝杠65啮合。

此外，本实施方式的进给丝杠65形成为右旋螺纹。在此，若朝着旋转轴前方将右旋转设为正向旋转、将左旋转设为反向旋转，则进给丝杠65通过进给丝杠螺母62的反向旋转而前进。进给丝杠65的螺距为4mm。但是，螺纹的方向以及螺距能够任意设定。

接着，说明离合器机构。图6是离合器机构68的分解立体图，其具备：供铰刀保持架58在内侧滑动的大致圆筒状的滑块70；设在该滑块前后的第一离合器弹簧72、第二离合器弹簧74；以及设在铰刀保持架58的后端，且在设于滑块70的轴向上的狭缝70c内沿轴向移动的棘轮销66。当棘轮销66进入至狭缝70c内时离合器接合，基于进给丝杠螺母62的铰刀28的送出开始。当棘轮销66从狭缝70c离开时则离合器断开，铰刀28的送出停止。

铰刀保持架58预先通过螺栓67将棘轮销66固定到其后端部上，将该棘轮销66插入至狭缝70c，然后使铰刀保持架58的轴部64贯穿滑块70并从其中通过，进一步地，将第一离合器弹簧72从外侧嵌套在滑块70的前部侧，并将第二离合器弹簧74从外侧嵌套在滑块70的后部侧。

此外，狭缝70c在滑块70的全长范围内形成，其长度与铰刀28的最大进给量、即铰刀保持架58的轴部64的长度大致相同。

棘轮销66从安装至铰刀保持架58的后端部上的主体部66a向直径方向外侧一体地突出形成。棘轮销66的宽度是进入至狭缝70c后能够一边限制旋转一边沿长度方向滑动的程度。棘轮销66的直径方向突出高度是在安装至铰刀保持架58上的状态下从铰刀保持架58的轴心到达至滑块70的大径部70b的内周面的程度。

棘轮销66的主体部66a的前部在侧视下形成为大致コ字形，并形成有一对前方突出部66b，该主体部66a与将铰刀保持架58的轴端部外周局部设为平面而成的平面部58f嵌合来防止转动。由此，获得了在由螺栓67固定到铰刀保持架58上的状态下即使长期使用也不会脱落的程度的足够的耐久性。

滑块70是由小径部70a和大径部70b构成的作为整体为大致圆筒状的部件。小径部70a形成为将其一部分沿长度方向切削并使两端部侧开放的形状，该开放部分形成为狭缝70c。滑块70的长度方向中间部形成为厚壁的大径部70b，并形成为将狭缝70c的上方覆盖并向直径方向外侧突出的止动部。

在大径部70b的内周面上也沿着轴向形成有与左右的狭缝70c连续的相同宽度的槽。狭缝70c是用于在将棘轮销66设为无法旋转的状态的同时，使其从大径部70b的内侧通过并沿轴向进退移动的导槽。

如图3所示，第一离合器弹簧72在进给丝杠螺母62与大径部70b的前端部之间沿着轴孔60的内周面配置，并将滑块70向后方弹压。第二离合器弹簧74在轴孔60的后端部与大径部70b的后端部之间沿着轴孔60的内周面设置，并将滑块70向前方弹压。

在滑块70的大径部70b中的与狭缝70c为相反侧的部分上，设有向直径方向外侧突出的引导销76。引导销76进入至形成在心轴14上的轴向的长孔78内，能够使滑块70向前后方向稍微移动且相对于心轴14无法相对旋转。其结果是，滑块70与心轴14始终一体旋转。

图3中的附图标记77是滑块70的止转部件，由引导销76固定在滑块70的大径部70b底部上。附图标记79是覆盖长孔78的盖，由螺栓固定在心轴14的底部上。图6中的放大部D用截面表示引导销76相对于滑块70的大径部70b底部的安装结构。在大径部70b的底部形成有止转部件77用的凹部77a，且在其中形成有引导销76的螺母孔76a。在将止转部件77嵌合到凹部77a内的状态下将引导销76紧固到螺母孔76a内，由此止转部件77由引导销76固定。

因此，对于相对于心轴14固定了旋转方向的滑块70，当棘轮销66进入至其狭缝70c内而离合器接合时，铰刀保持架58相对于滑块70无法旋转，能够限制相对自如的旋转，由此通过进给丝杠螺母62的旋转，将该旋转改变成轴向的直线运动并向铰刀保持架58传递，并将铰刀保持架58沿轴向送出。

另一方面，在棘轮销66从狭缝70c离开后的离合器断开的状态下，铰刀保持架58相对于滑块70能够进行相对自如的旋转，因此，即使进给丝杠螺母62旋转，铰刀保持架58也会一起空转，且由于不传递轴向的直线运动，所以不会被送出。

在离合器接合的状态下，铰刀保持架58能够被送出至图5所示的最大前进位置。在该最大前进位置上，从保持架头部20突出的铰刀28的突出量为最大。这时，棘轮销66从滑块70的前侧端面70d向前方离开而离合器断开，铰刀保持架58停止前进。因此，由于铰刀保持架58在规定的前进位置上从驱动系统中分离，所以即使加工孔的深度不同，也无需很严格地管理进给量，进给量的管理变得容易。

图7是滑块70的俯视图。在该图中，滑块70的长度方向两端的端面70d形成为用于使棘轮销66容易进入至狭缝70c的、俯视呈大致S字形的导入促进面。就此对图右侧的端面70d进行说明。端面70d由狭缝70c截断，形成面对狭缝70c的两个端点70e及70f。这些端点70e及端点70f从俯视角度来看在轴向上相对错开，在图示中上侧的端点70f与下侧的端点70e相比位于轴向内侧(滑块70的长度方向中间点侧)。

端面70d从下侧的端点70e向着上侧的端点70f以使轴向位置逐渐变成轴向内侧的方式连续变化。因此，将这两个端点70e及端点70f连结的端面70d的俯视形状变成大致S字形(确切来说，图示状态是使S字镜像反转后的形状。但也将这种情况包括在内地称为大致S字形)。

此外，图左侧的端面70d与右侧对称地形成，下侧的端点70e与上侧的端点70f相比位于轴向内侧。

这样，若将端面70d形成为俯视呈大致S字形的话，则能够成为相对于棘轮销66的向狭缝70c的导入促进面。即，在棘轮销66向滑块70后方离开的离合器断开的状态下，当棘轮销66在端面70d上相对移动时，受俯视形状为大致S字形的端面70d引导，由此容易导入至狭缝70c内。

根据附图对此进一步说明的话，如图中标记有(A)的虚线所示，当棘轮销66与端面70d相接触时，若在与心轴14一体旋转的滑块70和与减速旋转的进给丝杠螺母62啮合的铰刀保持架58之间产生旋转速度的差异的话，则棘轮销66在端面70d上相对滑动，但当面对狭缝70c时，则如标记(B)所示地与沿轴向错开的端点70e及端点70f的层差部抵接，并在此进入至狭缝70c内，如标记(C)所示地成为离合器接合的状态。

这时，滑块70由于引导销76能够在形成于心轴14上的轴向的长孔78内沿轴向移动，所以在轴向上稍微进退移动而使棘轮销66更容易进入至狭缝70c。另外，滑块70即使暂时在轴向上移动，通过第一离合器弹簧72及第二离合器弹簧74也会总是返回至中立位置。

接着，对传递机构80进行说明。

图8是从旋转轴线方向前方表示传递机构80的图。传递机构80具备差动机构82和行星齿轮机构84。差动机构82是用于将工具主轴11的旋转向行星齿轮机构84传递的主轴侧传动齿轮机构，由能够一体旋转地固定在主轴前部16的外周的输入齿轮86、与该输入齿轮相比齿数略少且能够旋转地支承在心轴14的前端部外周的输出齿轮87、和供这种齿轮啮合的传递齿轮88而构成。这些齿轮均由正齿轮构成。传递齿轮88相对于齿轮罩18b由与中心轴CL平行的中间轴89固定(图4)。

输入齿轮86是与主轴前部16一体的，其旋转方向及转速与主轴前部16的转速即主轴12a的旋转方向及转速相同。输出齿轮87朝着与输入齿轮86相同的方向根据齿数差而减速旋转。因此，若主轴12a正向旋转的话，则输入齿轮86正向旋转，传递齿轮88反向旋转，输出齿轮87减速且正向旋转。

行星齿轮机构84由用螺栓90与输出齿轮87一体化的内齿轮91、与该内齿轮啮合的小齿轮92、和供小齿轮92啮合的进给丝杠螺母齿轮63a构成。在内齿轮91上形成有内齿91a，小齿轮92啮合在该内齿上。小齿轮92由中间轴93固定到心轴14上。

通过用螺栓90将输出齿轮87与内齿轮91连结一体化，能够将差动机构82与行星齿轮机构84容易地一体化。此外，连结部件能够适当使用而并不限于螺栓90。在形成于内齿轮91与进给丝杠螺母齿轮63a之间的空间内，形成有工具中央通过形式的冷却液通道的一部分即横通道14f。

在该行星齿轮机构84中，内齿轮91成为输入齿轮，小齿轮92仅能自转，且中间轴93固定在心轴14上，由此不会在进给丝杠螺母齿轮63a的周围公转，因此作为惰轮发挥作用，并使进给丝杠螺母齿轮63a朝着与内齿轮91相反的方向减速旋转。

这时，若内齿轮91与输出齿轮87一体地正向旋转的话，则小齿轮92也正向旋转，进给丝杠螺母齿轮63a减速且反向旋转。

该传递机构80将主轴12a的旋转向进给机构61的进给丝杠螺母齿轮63a以减速且反向旋转的方式传递。若进给丝杠螺母齿轮63a减速且反向旋转的话，则进给丝杠螺母62也一体地反向旋转，通过其螺纹63b与铰刀保持架58的右旋螺纹即进给丝杠65啮合，而使铰刀保持架58前进(离合器接合时)。

该传递机构80中的总减速比为：(进给丝杠螺母齿轮63a的转速)/(主轴前部16的转速)，例如，当主轴前部16(主轴12a)的转速为4000转/分钟时，能够将进给丝杠螺母齿轮63a的转速减速到130转/分钟左右。这时的减速比变成13/400，能够获得高减速比。此外，将减速比的值显著小(例如1/10以下)的比例称为高减速比，并将成为这种高减速比的减速称为高减速。

另外，使差动机构82与行星齿轮机构84组合，并将差动机构82的输入齿轮86配置在前方且将输出齿轮87配置到后方，能够将输出齿轮87与行星齿轮机构84的内齿轮91相邻地同时设置从而实现一体化，因此能够将传递机构80配置到工具主轴11的前半部侧，并从前方配置进给机构61，能够缩短装置整体的长度方向上的尺寸来实现紧凑化。

此外，由于进给丝杠螺母62的导程(lead)为4mm，所以铰刀保持架58的进给速度(即铰刀28的进给速度)设为4mm×13/400＝0.13mm/转，能够将铰刀28的进给速度设置得快。

接着，对使用该复合加工工具10的加工方法进行说明。

首先，在图1中，将复合加工工具10的心轴14安装至主轴12a上，使旋转轴线CL与工件30的座面32相配合，并使加工机主轴单元12前进，从而使保持架头部20位于座面32附近。将该位置设为切刀加工开始位置(第一加工开始位置)。

接着，使复合加工工具10与主轴12a一体旋转，并使加工机主轴单元12从切刀加工开始位置进一步前进，然后用切刀22对座面32进行精加工(第一工序)。

这时，通过将铰刀28预先设置到后退位置上，如图3所示，铰刀保持架58位于后退最大程度的位置，棘轮销66从滑块70的后端进入至狭缝70c内，变成离合器接合状态。因此，在进行基于切刀22的加工期间，铰刀28被送出且处于前进状态。

此外，在复合加工工具10旋转的过程中，铰刀28与复合加工工具10一体旋转，铰刀保持架58也与铰刀28一体旋转。因此，在座面32的加工中，棘轮销66进入至狭缝70c而变成离合器接合。这时，由于进给丝杠螺母62也减速旋转，所以铰刀保持架58的送出开始，铰刀28被稍微向前方送出。然而，由于阀导管34位于比座面更深的位置，所以在座面加工结束之前铰刀28的刃部28a不会到达至阀导管34。

当座面32的加工结束后，使加工机主轴单元12以若干量(例如约1mm)后退，从而使切刀22从座面32离开(第二工序)。这时，铰刀28的刃部28a位于阀导管34的轴线上。将这时的保持架头部20前端的位置称为铰刀加工开始位置(第二加工开始位置)。此外，在铰刀加工开始位置上，由于铰刀28已经被送出了，所以铰刀28的刃部28a前端接近于阀导管34。

在该铰刀加工开始位置上，将加工机主轴单元12及复合加工工具10的位置保持原样地固定，使铰刀28旋转以及前进，从而开始针对阀导管34的铰刀加工(第三工序)。这时，棘轮销66进入至狭缝70c且离合器变成接合，铰刀28通过进给丝杠螺母62的旋转而被送出并进入至阀导管34内，从而对阀导管34的孔内表面进行精加工。基于铰刀28的加工是从阀导管34的近前侧(保持架头部20侧)朝向前方逐渐向深的部分移动来进行的，铰刀28随着加工位置向前方移动而逐渐向前方被送出，铰刀28从保持架头部20伸出的长度也变长。

然而，保持架头部20的前端部位于靠近阀导管34的近前侧端部的铰刀加工开始位置，由于其位置不动，所以被送出的铰刀28几乎全部位于阀导管34内且不易挠曲，因此不易产生偏孔。另外，由于将切刀加工和铰刀加工设为时序上不同的独立工序，并在同轴上连续进行，所以刀具的支点也无需设为多个，能够实现具有高的同轴度及圆度的高精度的加工。

当基于铰刀28的加工结束后，加工机主轴单元12后退，并使复合加工工具10例如后退到切刀加工开始位置，接着使主轴12a反向旋转，由此使复合加工工具10反向旋转。

由此，由于进给丝杠螺母62正向旋转，所以铰刀保持架58后退，若不久棘轮销66从长度方向两端面70d脱离而离开到滑块70后方的话，则变成离合器断开的状态。在该状态下，主轴12a停止旋转，且全部加工结束。

接着，对本实施方式的作用进行说明。

如图1所示，在工具主轴11上将切刀22(第一刀具)和铰刀28(第二刀具)同轴地设置，在同轴上，首先进行基于切刀22的对座面32的加工，之后进行基于铰刀28的对阀导管34的加工。由此，虽是复合加工工具10，但由于并不进行基于切刀22和铰刀28的同时加工，所以加工时的刀具的支点变成了一个，不会像同时加工那样地同时产生切刀22的支点和铰刀28的支点，因此，振动变少，能够实现高精度的加工。

而且，由于将切刀22与保持架头部20一体地设置，所以能够无松动地进行加工，能够高精度地加工座面32。

而且，由于是与加工深度对应地一边送出铰刀28一边加工，所以能够在不产生轴的弯曲的情况下对阀导管34进行内径加工，能够实现同轴度及圆度高的精加工。

另外，如图3等所示，将由加工机的加工机主轴单元12旋转驱动的工具主轴11的旋转通过传递机构80的齿轮机构向进给机构61减速传递，使铰刀保持架58进退并以规定速度将其送出，因此，能够将铰刀28(第二刀具)的送出由与工具主轴11相同的一个驱动源来驱动，能够使装置整体紧凑化，对于安装尺寸有限制的加工机也能安装并使用。

另外，由于是用由差动机构82和行星齿轮机构84构成的齿轮机构来构成传递机构80，所以不仅能够获得高减速，仍能使传递机构80整体紧凑，并能够缩短装置的全长。

尤其是，通过采用行星齿轮机构84，实现了一种高减速且能够使工具主轴11整体紧凑的传递机构。

而且，通过由环状的输入齿轮86及输出齿轮87和与它们啮合的传递齿轮88来构成差动机构82，能够将其设置到工具主轴11的外周，由于将该输出齿轮87连结到行星齿轮机构84的内齿轮上，所以能够紧凑地配置传递机构80。

另外，由内齿轮91的内齿91a和小齿轮92以及进给丝杠螺母齿轮63a来构成行星齿轮机构84，使小齿轮92能够自转且相对于工具主轴11以不能公转的方式固定并设为惰轮，而且从内齿轮91向进给丝杠螺母齿轮63a以高减速比来传递旋转，因此，能够以紧凑的装置实现高减速比。

而且，由于将内齿轮91设为环形齿轮，并与同样为环形齿轮的输出齿轮87并列设在工具主轴11的外周，所以能够使传递机构80整体进一步紧凑，并能够缩短装置的全长。

这时，由于通过螺栓(连结部件)90将输出齿轮87和内齿轮91进行了一体化，所以能够简化结构，能够使装置在长度方向上进一步紧凑化。

而且，由于将该螺栓90设为树脂制并设为通过规定的大荷载而断裂的软式材料螺栓，所以当从进给机构61侧向螺栓90施加了规定大小的负荷时，能够使螺栓90断裂而切断过大负荷向输出齿轮87的传递。此外，当无需考虑这种过大的负荷时，能够将螺栓90设为通常的金属制。

另外，由于在进给机构61上设有离合器机构68，所以当设为离合器接合时，开始进行基于进给丝杠螺母62的铰刀保持架58的进给，而当设为离合器断开时，则停止铰刀保持架58的进给方向的动作。因此，通过以规定的送出量设为离合器断开，而将进给机构61从驱动系统中分离，即使进给丝杠螺母62总是旋转，也能将铰刀28的送出量设为规定水平。因此，即使加工孔的深度不同，也无需严格地管理进给量，进给量的管理变得容易。

另外，由于将离合器机构68设在心轴14的内部，所以能够实现装置整体的紧凑化。

进一步地，如图3所示，在工具主轴11的内部设有冷却液通道(14d、14e、14f、16a、42a、16b、50a、50b、50c)，并将设在心轴14后端部的牵引螺栓14b的轴孔作为入口通道14c，因此，当将心轴14连结到加工机的加工机主轴单元12中的主轴12a上时，能够将从主轴12a的轴心部以主轴中央通过形式供给来的冷却液从入口通道14c通过工具主轴11的内部而向切刀22及铰刀28的周围供给。

因此，能够在工具主轴11的内部设置工具中央通过形式的冷却液通道，而且仅通过向主轴中央通过形式的加工机主轴单元12上安装复合加工工具10，无需设置独立的冷却液装置，就能向保持架头部20侧供给冷却液。而且，由于不将冷却液通道设在复合加工工具10的外部，所以能够实现向加工机上的安装。

而且，通过设置具有环形齿轮的差动机构82和行星齿轮机构84，且不会用齿轮机构占据工具主轴11的整个内部，而能够在工具主轴11的内部确保冷却液通道的空间，并能够简单地设置工具中央通过形式的冷却液通道。

另外，根据本实施方式的加工方法，在复合加工工具10的旋转轴线(CL)上依次进行：基于切刀22(第一刀具)的加工座面32(第一被加工部)的第一工序、使复合加工工具10稍微后退的第二工序、和一边送出铰刀28(第二刀具)一边加工阀导管34(第二被加工部)的第三工序，因此，能够将基于切刀22和铰刀28的加工分别设为时序上不同的独立工序。因此，由于将第一及第三工序的加工时的刀具的支点设为一处，所以能够减少振动，并提高圆度及同轴度来实现高精度的加工。

而且，由于仅使复合加工工具10在同轴上进退，且第二工序的后退量为少量即可，所以能够高效地进行加工。另外，在第三工序中，由于从铰刀加工开始位置将铰刀28与加工深度对应地送出，所以能够防止因铰刀28弯曲造成的偏孔，并能够抑制铰刀28的折损来实现长寿命化。

此外，本申请发明并不限定于上述实施方式，在发明的原理内能够进行各种变形和应用。例如，在铰刀加工的开始时以及结束时并不一定需要设为离合器断开，还能够在加工过程中以及贯穿其开始及停止一直保持离合器接合。

另外，加工对象的工件可以是各种工件而并不限定于发动机部件。另外，加工刀具并不限定于切刀及铰刀，只要具备至少两种用于各种加工的刀具即可。另外，由切刀22等构成的第一刀具还可以相对于保持架头部20独立设置，并由螺栓等适当方式装拆自如地固定到保持架头部20上。

进一步地，行星齿轮机构84将该机构的构成要素即太阳轮、行星齿轮及内齿轮分别设为进给丝杠螺母齿轮63a、小齿轮92及内齿轮91，但其中还可以将太阳轮相对于进给丝杠螺母齿轮63a独立设置。进一步地，还可以使小齿轮92公转，并由其轮架输出(carrier output)来驱动进给丝杠螺母62。另外，还可以在输出齿轮87上设置内齿，并在其上啮合小齿轮92，使输出齿轮87兼用作内齿轮91。

另外，传递机构80还可以省略差动机构82而独立使用行星齿轮机构84。在该情况下，也可以实现一种基于行星齿轮机构84的、高减速且能够使工具主轴11整体紧凑的传递机构。

进一步地，还可以仅由差动机构82来构成传递机构80。另外，除了差动机构82和行星齿轮机构84之外，还可以使用将加工机主轴单元12的旋转作为进给机构61的驱动力来传递的其他机构。

更进一步地，差动机构82只要作为用于将工具主轴11的旋转向行星齿轮机构84传递的主轴侧传动齿轮机构来发挥作用即可，因此，还可以将输出齿轮87与输入齿轮86的齿数设为相同而非不同。即使如此，也能将工具主轴11的旋转向行星齿轮机构84紧凑地传递。进一步地，还能够将差动机构82的输入齿轮86直接连结到行星齿轮机构84的内齿轮91上，而省略输出齿轮87及传递齿轮88。

另外，作为冷却方式，除了连接到主轴中央通过形式的加工机主轴单元12上的工具中央通过形式之外，还能采用：将外部的冷却液装置与复合加工工具10的中间部连接，并向设在复合加工工具10的前部内侧的冷却液通道供给冷却液的方式；或者不在复合加工工具10的内部设置通道，而是从设在外部的独立的冷却液装置向保持架头部20的周围供给冷却液的方式。

附图标记说明

10：复合加工工具、11：工具主轴、12：加工机主轴单元、12a：主轴、14：心轴(主轴后部)、16：主轴前部、18：外壳、20：保持架头部、22：切刀(第一刀具)、28：铰刀(第二刀具)、30：工件、32：座面、34：阀导管、58：铰刀保持架、61：进给机构、62进给丝杠螺母、65：进给丝杠、66：棘轮销、68：离合器机构、70：滑块、70c：狭缝、70d：端面、80：传递机构、82：差动机构、84：行星齿轮机构、86：输入齿轮、87：输出齿轮、88：传递齿轮、91：内齿轮、92：小齿轮。