CN102438786A - 带钻头的丝锥 - Google Patents

Abstract

钻头刃(26)和螺纹切削刃(24)是分别设有3片的3片刀结构，且沿轴向纵向贯穿地设有3条油孔(28)，钻心厚度(W)在0.25Dt～0.33Dt的范围内，并且切屑排出槽(22)设有向槽内鼓出的负刃带(22a)，钻头刃(26)的外周部的径向前角(φ1)和螺纹切削刃(24)的径向前角(φ2)均为负值，因此利用这些结构的协同效果，即使在将经过油孔(28)供给的切削液的供油压力设定为2MPa以下的低压的情况下，也能在实际应用中在相对于铸出孔(46)发生了偏心的状态下进行预钻孔(50)的切削加工，且连续进行内螺纹(52)的切削加工。

Description

带钻头的丝锥

技术领域

本发明涉及一种带钻头的丝锥，特别是涉及一种利用油孔向工具前端部供给切削液(切削油剤)，且在相对于铸出孔(鋳

き穴)发生了偏心的状态下进行内螺纹的切削加工时可较佳地采用的带钻头的丝锥。

背景技术

公知一种带钻头的丝锥，该带钻头的丝锥同轴地一体地具备：(a)钻头部，其绕轴心O设有多条切屑排出槽，该切屑排出槽沿与要加工的内螺纹的扭曲方向相同的方向扭曲而成，在该钻头部的供该切屑排出槽开口于工具前端的部分上形成有预钻孔加工用的钻头刃；(b)丝锥部，其设有与要形成的内螺纹相对应的外螺纹，并且沿分割该外螺纹地自上述钻头部连续设置的上述切屑排出槽形成有螺纹切削刃，该丝锥部在利用上述钻头刃形成的预钻孔的内周面进行内螺纹的切削加工，(c)并且该带钻头的丝锥具有螺旋状的油孔，该油孔纵向贯穿上述丝锥部和上述钻头部地设置，且开口于上述钻头刃的后隙面(参照专利文献1)。采用该种带钻头的丝锥，以每旋转1圈使要加工的内螺纹前进一个导程的旋转速度和进给速度进行同步驱动，从而能够利用钻头刃进行预钻孔的切削加工，并且能够连续利用螺纹切削刃在该预钻孔的内周面上高效地进行内螺纹的切削加工。

专利文献1：日本特开平10-100020号公报

发明内容

发明要解决的问题

另外，可以使用这种带钻头的丝锥，对设于铸件的有底的铸出孔进行内螺纹的切削加工，这还未被公知。即，铸出孔因铸造时的凝固收缩等的影响而使尺寸精度、位置精度较差，因此很难通过直接用丝锥对该铸出孔进行攻螺纹加工而以较高的位置精度进行内螺纹的切削加工，该技术需要较小地设置铸出孔，相对于自该铸出孔的中心发生了偏心的位置上的攻螺纹中心，利用带钻头的丝锥以完全包含铸出孔的大小进行预钻孔的切削加工，并且进行内螺纹的切削加工。

但是，在上述那样地在相对于铸出孔发生了偏心的状态下进行预钻孔的切削加工且进行内螺纹的切削加工的情况下，横向的负荷作用于工具，因此存在工具容易折损、或钻头刃、螺纹切削刃容易缺损的问题。特别是，与通常的钻孔加工相比，每旋转1圈的进给量较大，因此切屑增厚，并且排出量增加，采用通常的具有2片刀的带钻头的丝锥时，容易发生切屑的堵塞，切削加工时、切削加工后逆向旋转而在拔出工具时发生螺纹切削刃等缺损、或工具折损的等等情况，不能获得充分的耐久性。若采用3片刀，则切屑变薄，且切屑分散到3条切屑排出槽中，因此能够改善切屑的排出性能，并且能够增加钻心厚度而提高工具刚性、强度，但在该情况下，因由切屑的咬入引发的钻头刃、螺纹切削刃的缺损等，也未必能够获得可充分满足的耐久性。虽然也可以考虑自油孔大量地供给切削液，强制性地使切屑流出，但在增大油孔的直径尺寸时，工具的刚性、强度下降，另一方面，为了提高供油压力而需要特别的装置。

本发明是以上述情况为背景而做成的，其目的在于提供一种带钻头的丝锥，该带钻头的丝锥即使在相对于铸出孔发生了偏心的状态进行预钻孔的切削加工且连续进行内螺纹的切削加工的情况下，也不用相对应地提高切削液的供油压力就能够抑制钻头刃、螺纹切削刃的缺损、工具的折损等而获得能够满足实际应用的耐久性(工具寿命)。

用于解决问题的方案

为了达到该目的，第1技术方案的带钻头的丝锥同轴且一体地具备：(a)钻头部，其绕轴心O设有多条切屑排出槽，该切屑排出槽沿与要加工的内螺纹的扭曲方向相同的方向扭曲，在该钻头部的供该切屑排出槽开口于工具前端的部分上形成有预钻孔加工用的钻头刃；(b)丝锥部，其设有与要形成的内螺纹相对应的外螺纹，并且沿分割该外螺纹地自上述钻头部连续设置的上述切屑排出槽形成有螺纹切削刃，该丝锥部对利用上述钻头刃形成的预钻孔的内周面进行内螺纹的切削加工，(c)并且该带钻头的丝锥具有油孔，该油孔纵向贯穿上述丝锥部和上述钻头部地设置，且开口于上述钻头刃的后隙面，其特征在于，(d)上述切屑排出槽绕轴心O以等角度的间隔设有3条，上述钻头刃和上述螺纹切削刃分别沿该切屑排出槽设有3片，并且上述油孔以与该切屑排出槽相同的导程呈螺旋状地设有3条，且分别开口于上述钻头刃的后隙面，另一方面，(e)上述切屑排出槽以恒定的沟槽截面形状遍布上述钻头部和上述丝锥部地设置，并且上述切屑排出槽具有负刃带，该负刃带在自工具前端侧看去的仰视观察下，以使上述钻头刃的外周部的径向前角φ1和相对于轴心O成直角的截面上的上述螺纹切削刃的径向前角φ2均为负值的方式向沟槽内鼓出，(f)工具前端的钻心厚度W相对于作为上述丝锥部的外径的丝锥直径Dt在0.25Dt～0.33Dt的范围内。

第2技术方案以第1技术方案的带钻头的丝锥为基础，其特征在于，(a)上述切屑排出槽在相对于轴心O成直角的截面上，具有与上述负刃带连续地向工具旋转方向的相反侧平滑地凹陷而成的凹圆弧形状部，(b)上述钻头刃在从工具前端侧看去的仰视观察下，由上述负刃带形成的上述径向前角φ1为负值的负角部的轴心O侧的部分，与上述凹圆弧形状部相对应地形成向工具旋转方向的相反侧平滑地凹陷而成的凹圆弧形状。

第3技术方案以第1技术方案或第2技术方案的带钻头的丝锥为基础，其特征在于，上述切屑排出槽中后跟(ヒ一ル)侧的壁面形成向沟槽内平滑地鼓出的凸圆弧形状。

第4技术方案以第1技术方案～第3技术方案中任一项的带钻头的丝锥为基础，其特征在于，上述油孔的直径d为1mm以下。

第5技术方案以第1技术方案～第4技术方案中任一项的带钻头的丝锥为基础，其特征在于，该带钻头的丝锥是在下述情况下用在铸出孔的丝锥，上述情况是对设于铸件的、直径比作为上述钻头刃的外径的预钻孔径小的有底的铸出孔，以自该铸出孔的中心S1发生了偏心的位置的攻螺纹中心S2为中心，以完全包含该铸出孔的大小进行上述预钻孔的切削加工且进行内螺纹的切削加工的情况。

发明的效果

采用本发明的带钻头的丝锥，例如在像第5技术方案那样利用钻头刃在相对于铸出孔发生了偏心的状态下进行预钻孔的切削加工且连续利用螺纹切削刃进行内螺纹的切削加工时，即使在将自油孔供给的切削液的供油压力设定为例如2MPa以下的低压的情况下，也能将切屑经过切屑排出槽良好地排出，改善切屑堵塞，并且能够抑制钻头刃、螺纹切削刃的缺损、工具的折损等，获得能够满足实际应用的耐久性(工具寿命)。

即，由于钻头刃和螺纹切削刃是分别设有3片的3片刀结构，因此能够使切屑分散到3条切屑排出槽中，改善切屑排出性能，并且钻心厚度W在0.25Dt～0.33Dt的范围内，比丝锥小，但却比2片刀的通常的钻头大，能够确保规定的工具刚性、强度，并且能够进一步提高切屑排出性能。另外，由于沿轴向纵向贯穿地设有3条油孔，且将该油孔分别开口于3片钻头刃的后隙面，因此能够确保规定的工具刚性、强度，并且能够增大油孔的整体的流通截面积，即使在供油压力比较低的情况下，也能供给大量的切削液，在这一点上也能提高切屑排出性能。此外，由于切屑排出槽设有向沟槽内鼓出的负刃带，且将钻头刃的外周部的径向前角φ1和螺纹切削刃的径向前角φ2均形成为负值，因此能够提高上述那些钻头刃和螺纹切削刃的切削刃强度。并且，可以认为，利用上述效果等的协同效果，即使在如上所述将切削液的供油压力设定为2MPa以下的低压的情况下，也能在实际应用中在相对于铸出孔发生了偏心的状态下进行预钻孔的切削加工，且连续进行内螺纹的切削加工。

在第2技术方案中，设有与上述负刃带连续地向工具旋转方向的相反侧平滑地凹陷而成的凹圆弧形状部，且钻头刃的由负刃带形成的负角部的轴心O侧的部分形成为向工具旋转方向的相反侧平滑地凹陷而成的凹圆弧形状，因此促进切屑卷曲(curl)而使切削容易分割，提高切屑的排出性能，并且切削刃长度比直线切削刃长，能够分散切削负荷。由此，提高钻头刃的耐久性，更加适当地进行由每旋转1圈的进给量比较大的钻头刃进行的预钻孔的切削加工。

在第3技术方案中，由于切屑排出槽中后跟侧的壁面形成向沟槽内平滑地鼓出的凸圆弧形状，因此能够确保用于排出切屑的排屑槽(流通截面积)，并且能够提高钻头部、丝锥部的刃带的刚性和强度，能够抑制在进行了内螺纹的加工后使丝锥逆向旋转而拔出工具时的后跟部分的缺损。

在第4技术方案中，油孔的直径d为1mm以下，因此能够确保规定的工具刚性、强度，并且能够增加3条油孔整体的切削液的供给量。

附图说明

图1是表示作为本发明的一实施例的带钻头的丝锥的图，(a)是概略主视图，(b)是从柄(shank)侧看去的端面图，(c)是从前端侧看去的钻头前端部分的端面放大图。

图2是图1的带钻头的丝锥的与轴心O成直角的截面的放大图，(a)是图1的(a)中的IIA-IIA剖视部分，(b)是图1的(a)中的IIB-IIB剖视部分。

图3说明用图1的带钻头的丝锥在相对于铸出孔发生了偏心的状态下进行内螺纹的切削加工时的加工装置的图。

图4是说明用图3的加工装置对铸出孔进行内螺纹的切削加工时的加工循环的图，(a)是表示上下移动的加工循环的图，(b)是表示利用钻头循环形成的导孔的剖视图，(c)是表示利用丝锥循环形成的螺纹孔的剖视图。

图5是说明在调查攻螺纹性能时所用的8种试验品No.1～No.8的图。

图6是说明图5的试验品中沟槽形状为丝锥排屑槽的情况的剖视图，是与图2相对应的图。

图7是说明用图5的试验品调查攻螺纹性能时的试验方法的图，是表示预备孔与攻螺纹位置的关系的俯视图。

图8是比较地表示用图5的试验品连续进行了5个孔的攻螺纹时的切削扭矩(最大值)的图表。

图9是比较地表示用图5的试验品连续进行了5个孔的攻螺纹时的切削扭矩的波形的图。

图10是说明在图5的试验品No.6～No.8中对连续进行了5个孔的攻螺纹时的第1个孔和第5个孔的螺纹孔的错位和歪斜进行调查后得到的结果的图。

附图标记说明

10、带钻头的丝锥；12、钻头部；14、丝锥部；22、切屑排出槽；22a、负刃带；22b、凹圆弧形状部；22c、后跟侧的壁面；24、螺纹切削刃；26、钻头刃；28、油孔；44、被加工物(铸件)；46、铸出孔；50、预钻孔；52、内螺纹；O、轴心；Dt、丝锥直径；Dd、钻头直径；d、油孔的直径；φ1、钻头刃的径向前角；φ2、螺纹切削刃的径向前角。

具体实施方式

本发明的带钻头的丝锥能够较佳地用在下述情况中，即，对设于铸件的、直径比作为钻头刃的外径的预钻孔径小的有底的铸出孔，以自该铸出孔的中心S1发生了偏心的位置的攻螺纹中心S2为中心，以完全包含该铸出孔的大小进行预钻孔的切削加工且进行内螺纹的切削加工的情况，但也可以在对除了铸件以外的被加工物进行内螺纹的切削加工的情况下，使用本发明的带钻头的丝锥。在对未设有铸出孔等孔的被加工物，利用钻头刃从头开始进行预钻孔的切削加工且进行内螺纹的切削加工的情况下，也能使用本发明的带钻头的丝锥。

本发明的带钻头的丝锥即使仅利用例如2MPa以下的低压的供油压力，将切削液经过油孔而供给到工具前端部，也能较佳地进行内螺纹的切削加工，但根据加工条件的不同，也可以一边利用比2MPa高的压力供给切削液，一边进行内螺纹的切削加工。

本发明也能应用在右旋螺纹用和左旋螺纹用的任意的带钻头的丝锥中。在右旋螺纹用的情况下设有右旋的切屑排出槽，在左旋螺纹用的情况下设有左旋的切屑排出槽，这两种情况均向柄侧排出切屑。切屑排出槽的螺旋角例如适合在20°～50°左右的范围内。

作为工具的材质，可以较佳地采用硬质合金，但也可以采用以往使用的其他硬质工具材料。在钻头部、丝锥部上最好包覆DLC(Diamond-Like Carbon；金刚石状碳)、TiN、TiCN、TiAlN等的硬质膜。

钻头刃的径向前角φ1和螺纹切削刃的径向前角φ2根据钻头的前端角、钻头部与丝锥部的直径尺寸的差异等而稍有差异，但大致相同，当上述那些径向前角φ1、φ2比-20°靠负值侧时，切削阻力、推力阻力变大，并且锋利度变差，因此径向前角φ1、φ2最好均在-20°以上的范围内。

在从工具前端侧看去的仰视观察下，钻头刃的径向前角φ1达到负值的负角部的范围E1最好从外周角部开始相对于作为钻头部的直径的钻头直径Dd在0.1Dd以下的范围内。当负角范围E1大于0.1Dd时，切削阻力、推力阻力变大，并且锋利度变差。可以适当地设定负角范围E1内的钻头刃的形状，仰视看去可以形成为大致直线状，也可以使径向前角φ1自外周角部向内侧(前端侧)逐渐变大(负→0°)地，将钻头刃形成为向工具旋转方向侧呈凸状弯曲的形状。依据该钻头刃的形状，适当地设定向沟槽内鼓出的负刃带的形状。负角范围E1是从外周角部朝向轴心O的方向的直线距离。与丝锥直径Dt比钻头直径Dd大的量相对应地，使螺纹切削刃的前倾面的负角范围E2比钻头刃的负角范围E1大。

钻心厚度W是工具前端部分中的切屑排出槽的沟槽底径，可以在切屑排出槽的整个长度上成为与钻心厚度W相同的恒定的沟槽底径地设置切屑排出槽，但也可以设置随着向柄侧靠近，沟槽底径以一定的坡度逐渐变小的倒锥地设置切屑排出槽。当钻心厚度W相对于丝锥直径Dt大于0.33Dt时，切屑排出性能受损，当钻心厚度W相对于丝锥直径Dt小于0.25Dt时，工具的刚性和强度受损，因此设定在0.25Dt～0.33Dt的范围内。

在作为钻头部的直径尺寸的钻头直径Dd为与要加工的内螺纹的内径大致相同、即与丝锥部的外螺纹的螺纹沟底径大致相同的尺寸、且钻头直径Dd比外螺纹的螺纹沟底径大的情况下，利用钻头刃对内螺纹的内径进行切削加工。另外，在钻头直径Dd比外螺纹的螺纹沟底径小的情况下，利用螺纹切削刃的螺纹沟底部对内螺纹的内径进行切削加工，利用螺纹切削刃对内螺纹的包括齿侧面(flank)、牙顶在内的部分进行成形切削。在实施本发明时，可以是上述任意一种情况。

在第2技术方案中，仰视看去，钻头刃在负角部的轴心O侧的部分形成向工具旋转方向的相反侧平滑地凹陷而成的凹圆弧形状，该凹圆弧形状的半径例如适合在0.19Dd～1.1Dd左右的范围内。另外，未必一定要形成为恒定的半径的圆弧，曲率也可以连续地变化。另外，最好与该凹圆弧形状平滑连接地设有在横刃修磨(thinning)的作用下到达轴心O附近的横刃修磨刃。在实施第1技术方案时，也可以不设置上述凹圆弧形状地，采用自利用负刃带形成的负角部朝向轴心O形成直线状的钻头刃等各种形态。

在第3技术方案中，切屑排出槽的后跟侧的壁面形成向沟槽内平滑地鼓出的凸圆弧形状，但该凸圆弧形状未必需要一定是恒定的半径的圆弧，也可以曲率连续地变化。在实施其他技术方案时，可以采用与通常的沟槽同样为凹圆弧形状等各种形态。

在第4技术方案中，油孔的直径d为1mm以下，但在确保切削液的供油量的方面，适合在0.6mm～1.0mm的范围内。在实施其他技术方案时，也可以考虑丝锥直径Dt的大小、工具的刚性和强度等，设置大于1.0mm的直径尺寸的油孔。3条油孔均遍布全长地独立设置，以3条油孔的总流通截面积供给切削液。

在本发明的带钻头的丝锥中，在对设有铸出孔等有底孔的被加工物进行预钻孔的切削加工且进行内螺纹的切削加工的情况下，从上述丝锥部的前端到上述钻头部的前端的钻头长度L1最好相对于上述丝锥直径Dt为1Dt以下。例如在切削加工M8的内螺纹的带钻头的丝锥中，钻头长度L1为8mm以下，且也可以为6mm左右以下。

在使用本发明的带钻头的丝锥，对设于铸件的、直径比作为上述钻头刃的外径的预钻孔径小的有底的铸出孔，以自该铸出孔的中心S1发生了偏心的位置的攻螺纹中心S2为中心，以完全包含该铸出孔的大小，进行上述预钻孔的切削加工且进行内螺纹的切削加工的情况下，最好包括下述工序地进行加工，即，(a)导孔加工工序，在上述丝锥部未到达被加工物的范围内、即在上述钻头长度L的范围内，以钻孔加工用的旋转速度和进给速度驱动上述带钻头的丝锥，利用上述钻头刃进行导孔的切削加工；(b)螺纹加工工序，以每旋转1圈使要加工的内螺纹前进一个导程的攻螺纹用的旋转速度和进给速度，同步驱动上述带钻头的丝锥，从而利用上述钻头刃进行预钻孔的切削加工，并且连续利用上述螺纹切削刃在该预钻孔的内周面切削加工内螺纹。另外，最好经过上述油孔以2MPa以下的供油压力供给切削液地实施上述螺纹加工工序。通过预先设置导孔，和铸出孔的中心S1与攻螺纹中心S2的偏心无关地能够抑制内螺纹的错位、歪斜，以较高的加工精度进行内螺纹的切削加工。但是，根据加工条件的不同，也可以不进行导孔加工工序地，直接进行螺纹加工工序而进行内螺纹的切削加工。

实施例

下面，参照附图详细说明本发明的实施例。

图1的(a)是从与轴心O成直角的方向观察作为本发明的一实施例的带钻头的丝锥10而得到的概略主视图，(b)是从位于(a)的左侧的柄18侧看去的端面图，(c)是从右侧的前端侧看去的钻头前端部分的端面放大图。另外，图2是带钻头的丝锥10的与轴心O成直角的截面的放大图，(a)是图1的(a)中的IIA-IIA剖视部分、即钻头部12的截面，(b)是图1的(a)中的IIB-IIB剖视部分、即丝锥部14的截面。

该带钻头的丝锥10自轴向的前端侧同轴地连续包括钻头部12、丝锥部14、颈部16和柄18，且利用硬质合金一体地构成，并且在除了柄18以外的表面上包覆有作为硬质膜的DLC。该带钻头的丝锥10用在右旋螺纹的加工中，在丝锥部14上形成有与要形成的内螺纹相对应的右旋螺纹的外螺纹20，并且同为右旋地扭曲而成的3条切屑排出槽22分割外螺纹20地设置，沿该切屑排出槽22形成有3片螺纹切削刃24(参照图2的(b))。丝锥部14包括螺纹切削刃24的直径尺寸逐渐变小的前侧的切入部14a、和螺纹切削刃24的直径尺寸恒定的完全牙部(完全山部)14b，完全牙部14b的外径就是丝锥直径Dt。外螺纹20与要加工的内螺纹相对应，在本实施例中是M8×1.25，丝锥直径Dt约为8.2mm，丝锥长度L2在本实施例中是6牙(7.5mm)，其中的1.5牙是切入部14a。在图2的(b)的外螺纹20的沟底附近表示的点划线表示(a)的钻头部12的形状，以进行比较。另外，附图的各部分的尺寸的比例、角度等未必记载准确。

3条切屑排出槽22绕轴心以等角度的间隔(120°的间隔)且以彼此相同的导程从钻头部12的前端设至柄18的前侧，在供这些切屑排出槽22开口于钻头部12的圆锥形状的前端部的部分上形成有钻头刃26，该钻头刃26从柄18侧看去被右旋地旋转驱动，从而进行预钻孔的切削加工。作为钻头部12的直径尺寸的钻头直径Dd与要加工的内螺纹的内径大致相同，即是与丝锥部14的外螺纹20的螺纹沟底径大致相同的尺寸，在本实施例中约为6.6mm。详细而言，外螺纹20的螺纹沟底径约为6.65mm，比钻头直径Dd稍大，在本实施例中利用螺纹切削刃24的螺纹沟底部进行内螺纹的内径的切削加工。另外，从丝锥部14的前端到钻头部12的前端的钻头长度L1相对于丝锥直径Dt为1Dt以下，在本实施例中约为6mm。颈部16的直径与钻头直径Dd大致相同。

切屑排出槽22在丝锥部14的完全牙部14b处使螺旋角在20°～50°的范围内、在本实施例中为30°左右地以恒定的导程设置。另外，在带钻头的丝锥10中，与切屑排出槽22相同导程的螺旋状的3条油孔(oil hole)28从柄18侧的端面到钻头部12的前端纵向贯穿带钻头的丝锥10的内部地，分别遍布丝锥10的全长地独立设置，且3条油孔28分别开口于3片钻头刃26的后隙面30。该油孔28的直径d在0.6mm～1.0mm的范围内，在本实施例中形成为0.7mm左右。

切屑排出槽22在包括钻头部12和丝锥部14在内的沟槽的全长上以恒定的沟槽截面形状设置，并且切屑排出槽22在从工具前端侧看去的仰视观察下、即在图1的(c)的状态中，使上述钻头刃26的外周部的径向前角φ1为负值且使相对于轴心O成直角的截面上的上述螺纹切削刃24的径向前角φ2(参照图2的(b))为负值地，具有向沟槽内鼓出的负刃带22a。钻头刃26的径向前角φ1为-20°以上，其负角范围E1以自外周角部朝向轴心O的方向的直线距离计，相对于钻头直径Dd为0.1Dd以下，在本实施例中形成为0.05Dd左右。在该负角范围E1内，钻头刃26形成向工具旋转方向侧、即在图1的(c)中轴心O的左旋方向平滑地凸状弯曲而突出的形状，径向前角φ1在外周角部最小(向负侧变大)，随着向轴心O侧(钻头前端侧)靠近而逐渐变大(负→0°)。图1的(c)所示的径向前角φ1是最外侧的外周角部部分的角度，该部分的径向前角φ1在-20°≤φ1＜0°的范围内，在本实施例中为-10°左右。依据该钻头刃26的形状适当地设定负刃带22a的形状。

根据钻头部12的前端角、钻头部12与丝锥部14的直径尺寸Dd、Dt的差异等，螺纹切削刃24的径向前角φ2与钻头刃26的径向前角φ1稍有差异，但螺纹切削刃24的径向前角φ2与钻头刃26的外周角部的径向前角φ1大致相同，使该钻头刃26的外周角部的径向前角φ1和螺纹切削刃24的φ2均为-20°以上的负角地设定负刃带22a的形状。与丝锥直径Dt比钻头直径Dd大的量相对应地，使螺纹切削刃24的前倾面的负角范围E2比钻头刃26的负角范围E1大。

另外，切屑排出槽22具有凹圆弧形状部22b，该凹圆弧形状部22b在相对于轴心O成直角的截面上，与上述负刃带22a连续地向工具旋转方向的相反侧、即在图2的(a)、(b)中轴心O的右旋方向平滑地凹陷而成。该凹圆弧形状部22b以大致恒定的曲率形成，其半径相对于钻头直径Dd在0.19Dd～1.1Dd的范围内，在本实施例中形成为0.23dD左右的半径的圆弧形状。由此，上述钻头刃26在从工具前端侧看去的仰视观察下，由上述负刃带22a形成的径向前角φ1为负值的负角范围E1的轴心O侧的部分与上述凹圆弧形状部22b相对应地，形成向工具旋转方向的相反侧平滑地凹陷而成的凹圆弧形状，且该部分与外周侧的负角部分平滑连接。

此外，切屑排出槽22的相对于轴心O成直角的沟槽截面形状中的后跟侧的壁面22c，形成向沟槽内平滑地鼓出的凸圆弧形状，在钻头部12和丝锥部14处均达到后跟。

另一方面，对钻头前端的轴心O附近实施横刃修磨32，到达轴心O的近旁地设有横刃修磨刃34，上述钻头刃26包括该横刃修磨刃34。横刃修磨刃34的轴向前角以在最接近轴心O的部分在-5°～0°的范围内、而在与切屑排出槽22连接的连接部、即与钻头刃26的凹圆弧形状部分连接的连接部在0°～+15°的范围内的方式，从轴心O侧向该连接部侧平滑地连续地增加(负→正)，且与该凹圆弧形状部分平滑地相连接。

另外，工具前端的钻心厚度W相对于丝锥直径Dt在0.25Dt～0.33Dt的范围内。钻心厚度W是工具前端部分的切屑排出槽22的沟槽底径，也可以设有随着向柄18侧靠近，沟槽底径以一定的坡度逐渐变小的倒锥地设置切屑排出槽22，但在本实施例中，遍布切屑排出槽22的全长地成为与钻心厚度W相同的恒定的沟槽底径地设有切屑排出槽22。

并且，该种带钻头的丝锥10例如如图3所示，安装在由数控机床等构成的攻螺纹加工装置40的主轴上使用，并且依据需要，自供油装置42以规定的供油压力将切削液(冷却介质)供给到3条油孔28中。攻螺纹加工装置40能够分别独立地控制带钻头的丝锥10的旋转速度和进给速度，通过以每旋转1圈使要加工的内螺纹前进一个导程的旋转速度和进给速度对该带钻头的丝锥10进行同步驱动，能够利用前侧的钻头部12对被加工物44进行预钻孔的切削加工，并且能够连续地利用丝锥部14的螺纹切削刃24对该预钻孔的内周面高效地进行内螺纹的切削加工。切屑与经过油孔28供给到工具前端部的切削液一并经过切屑排出槽22而排出到柄18侧。

图3为被加工物44是铸件、对通过铸造而设置在该被加工物44上的有底的铸出孔46进行内螺纹的切削加工的情况。在该情况下，铸出孔46因铸造时的凝固收缩等的影响，尺寸精度、位置精度较差，因此很难直接用丝锥对该铸出孔46进行攻螺纹加工而以较高的位置精度进行内螺纹的切削加工。因此，较小地设置铸出孔46，利用带钻头的丝锥10对自该铸出孔46的中心S1发生了偏心的位置的作为目的的攻螺纹中心S2，进行预钻孔的切削加工且进行内螺纹的切削加工。即，对于直径比与钻头直径Dd大致相等的预钻孔径小的有底的铸出孔46，以自该铸出孔46的中心S1发生了规定的偏离尺寸e的偏心的位置的攻螺纹中心S2为目标中心位置，以完全包含该铸出孔46的大小进行预钻孔的切削加工，且进行内螺纹的切削加工。

在该情况下，也可以直接同步驱动钻头的丝锥10，对铸出孔46进行预钻孔的加工且进行内螺纹的切削加工，但在本实施例中，如图4所示在利用钻头循环预先形成了导孔48后，利用丝锥循环加工预钻孔50，且进行内螺纹(螺纹孔)52的切削加工。钻头循环在导孔加工工序内，在丝锥部14未到达被加工物44的范围、即上述钻头长度L1的范围内，以适合进行钻孔加工的旋转速度和进给速度，驱动带钻头的丝锥10而利用钻头刃26对导孔48进行切削加工。该导孔48形成为完全包含铸出孔46。另外，丝锥循环在螺纹加工工序内，以每旋转1圈使要加工的内螺纹前进一个导程的攻螺纹用的旋转速度和进给速度，同步驱动带钻头的丝锥10，从而利用钻头刃26进行预钻孔50的切削加工，且连续利用螺纹切削刃24对该预钻孔50的内周面进行内螺纹52的切削加工。在本实施例中，上述钻头循环和丝锥循环均利用供油装置42以1MPa左右的供油压力供给切削液，并且进行切削加工。

上述钻头循环的旋转速度和进给速度适于由钻头部12进行的开孔加工，旋转速度比丝锥循环的旋转速度快，进给速度比丝锥循环的旋转速度慢。由此，和铸出孔46的中心S1与攻螺纹中心S2的偏心无关地，能够高精度地切削加工导孔48，并且在随后的丝锥循环中能够抑制内螺纹52的错位、歪斜，能够以较高的加工精度进行内螺纹52的切削加工。导孔48实际与预钻孔50相同。

另外，图4的(a)的加工循环的图并非指为了比较表示钻头循环和丝锥循环中的带钻头的丝锥10的上下动作而仅横向(图的右侧)偏离地使丝锥10横向移动，而是使带钻头的丝锥10在作为目标中心位置的恒定的攻螺纹中心S2处上下动作。另外，“○”是空程(air cut)，指自被加工物44向上方拔出带钻头的丝锥10，在“●”的下方部分进行切削加工。但是，也可以不在钻头循环与丝锥循环之间暂时自被加工物44拔出带钻头的丝锥10地，接着钻头循环直接改变旋转速度和进给速度而向丝锥循环转移。

接下来，说明准备图5所示的8种试验品No.1～No.8的带钻头的丝锥，以下述试验条件如上述图4所示地由钻头循环和丝锥循环进行内螺纹加工，分别切削加工5个孔的螺纹孔(内螺纹52)而进行性能试验的结果。试验品No.1～No.8的基本规格与上述实施例的带钻头的丝锥10相同，标称值是M8×1.25的3片刀，丝锥直径Dt约为8.2mm，钻头直径Dd约为6.6mm。试验品No.7和No.8是本发明品，相当于上述实施例的带钻头的丝锥10。图5的“沟槽形状”栏所记载的“丝锥排屑槽”与“钻头沟槽”的区别由靠近通常的丝锥的沟槽或靠近钻头的沟槽而决定，详细而言，“钻头沟槽”像上述实施例的切屑排出槽22那样具有负刃带22a、凹圆弧形状部22b且后跟侧的壁面22c形成凸圆弧形状，且钻心厚度W在0.35Dt以下，是比较小的。“丝锥排屑槽”像图6所示的切屑排出槽60那样，沟槽截面形状是与通常的丝锥相同的单纯的凹圆弧形状，且钻心厚度W比0.35Dt大。“油孔数”为1的情况是与轴心O同心地设置直线状的1个油孔至工具前端部分，仅前端开口于3个钻头刃26的后隙面30地呈三叉状分支。“槽底坡度”的越靠近柄18侧越小的倒锥用“-”(负)表示。“截面积”是包括丝锥部14的外螺纹20的螺纹牙在内的值，该“截面积”中的除了“油孔面积”以外的面积就是“有效面积”。

试验条件

被切削件：ADC12(JIS规格；铝合金压铸件)

钻头循环切削速度：82.9m/min(4000min^-1)

钻头循环进给速度：0.15mm/rev

丝锥循环切削速度：50m/min(2000min^-1)

丝锥循环进给速度：1.25mm/rev(同步进给)

预备孔径：φ4.5

预备孔深度：32mm(盲孔(止まり))

偏心尺寸(e)：0.7mm

导孔深度：3mm

攻螺纹长度：24mm(盲孔)

工具突出长度：50mm

切削液：水溶性切削油

供油方法：内部供油(1MPa)

使用器械：纵型加工中心

上述试验条件的“预备孔”相当于上述铸出孔46，预先通过钻孔加工而形成，该“预备孔”的直径尺寸比试验品No.1～No.8的钻头直径Dd(在该情况下为6.6mm)小，在发生了“偏心尺寸(e)”的偏心的状态下进行内螺纹52的切削加工。图7是表示相对于预备孔70的攻螺纹的位置关系的图，与对上述图4所示的铸出孔46进行的攻螺纹加工相同，以相对于预备孔70的中心S1偏离了的偏心尺寸e的攻螺纹中心S2为目标中心位置，进行内螺纹52的切削加工。“工具突出长度”是从柄18的前端到钻头部12的前端的尺寸，相当于对被加工物44进行的最大加工深度，“攻螺纹长度”是螺纹部14的除了切入部14a以外的加工深度。

图8表示对8种试验品No.1～No.8进行内螺纹52的5个孔的切削加工时的切削扭矩的最大值，图9是切削扭矩的实际的波形。作为本发明品的试验品No.7和No.8的5个孔的切削扭矩的最大值均小于5Nm，并且也没有较大不均地基本稳定在恒定值，能够期待高精度且耐久性优异的内螺纹加工。图9的标注有“○”标记的部分是因切屑堵塞等而使切削扭矩突发性上升的部分，可能发生工具折损、或螺纹切削刃24、钻头刃26等缺损，并且可能影响内螺纹52的加工精度。

图10是针对上述切削扭矩的结果相对良好的3种试验品No.6～No.8，对通过本次的测试加工而形成的5个孔的内螺纹52中的第1个孔和第5个孔的错位和歪斜进行了调查后得到的结果。该错位和歪斜是通过使前端部形成有外螺纹的杆与内螺纹52螺纹接合，测量了自内螺纹52突出的规定位置的偏心量(自目标中心位置S2的偏离)而得出的，错位是在距内螺纹52的开口部24mm的高度位置调查到的偏心量。另外，歪斜是分别测量距内螺纹52的开口部5mm和24mm的高度位置上的偏心量而求出这些偏心量的差而得到的。根据该结果，错位均在0.3mm以下，歪斜均在0.1mm以下，均在容许范围内，没有问题。

这样采用本实施例的带钻头的丝锥10、即试验品No.7、No.8，在相对于铸出孔46发生了偏心的状态下，利用钻头刃26进行预钻孔50的切削加工且连续利用螺纹切削刃24进行内螺纹52的切削加工时，即使将自油孔28供给的切削液的供油压力设定为2MPa以下(在实施例中为1MPa)的低压的情况下，也能将切屑经过切屑排出槽22而良好地排出，改善切屑堵塞，并且能够抑制钻头刃26、螺纹切削刃24的缺损和工具的折损等，获得能够满足实际应用的耐久性(工具寿命)。

即，由于钻头刃26和螺纹切削刃24是分别设有3片的3片刀结构，因此能使切屑分散到3条切屑排出槽22中而改善切屑排出性能，并且钻心厚度W在0.25Dt～0.33Dt的范围内，比丝锥小，但却比具有2片刀的通常钻头大，能够进一步确保规定的工具刚性、强度，且能进一步提高切屑排出性能。另外，沿轴向纵向贯穿地设有3条油孔28，且使该油孔28分别开口于3片钻头刃26的后隙面30，因此能够确保规定的工具刚性、强度，且能增大油孔28的整体的流通截面积，即使在供油压力比较低的情况下，也能供给大量的切削液，在这一点上也能提高切屑排出性能。此外，切屑排出槽22设有向槽内鼓出的负刃带22a，钻头刃26的外周部的径向前角φ1和螺纹切削刃24的径向前角φ2均为负值，因此能够提高这些钻头刃26和螺纹切削刃24的切削刃强度。并且，利用上述效果的协同效果，如上所述即使在将切削液的供油压力设定为2MPa以下的低压的情况下，也能在实际应用中在相对于铸出孔46发生了偏心的状态下，进行预钻孔50的切削加工，且连续进行内螺纹52的切削加工。

另外，在本实施例中，在与轴心O成直角的切屑排出槽22的沟槽截面形状中，设有与负刃带22a连续地向工具旋转方向的相反侧平滑地凹陷而成的凹圆弧形状部22b，钻头刃26的由负刃带22a形成的负角部的轴心O侧的部分为向工具旋转方向的相反侧平滑地凹陷而成的凹圆弧形状，由此促进切屑的卷曲，容易分割切屑，提高切屑的排出性能，并且切削刃长度比直线切削刃长，因此能够分散切削负荷。由此，提高钻头刃26的耐久性，能够在丝锥循环中更加适当地进行由每旋转1圈的进给量比较大的钻头刃26进行的预钻孔50的切削加工。

另外，在本实施例中，切屑排出槽22的后跟侧的壁面22c形成向槽内平滑地鼓出的凸圆弧形状，因此能够确保用于排出切屑的排屑槽(流通截面积)，且能提高钻头部12、丝锥部14的刃带的刚性和强度，并且能够抑制在进行了内螺纹52的加工后逆向旋转而拔出工具时的后跟部分的缺损。

另外，在本实施例中，油孔28的直径d在0.6mm～1.0mm的范围内，因此能够确保规定的工具刚性、强度，且能够增加3条油孔28的整体的切削液的供给量。

另外，在本实施例中，在利用钻头循环预先形成了导孔48后，在丝锥循环中加工预钻孔50，且进行内螺纹(螺纹孔)52的切削加工，因此能够在钻头循环中以适合由钻头部12进行的开孔加工的旋转速度和进给速度，进行切削加工。由此，和铸出孔46的中心S1与攻螺纹中心S2的偏心无关地，能够以高精度切削加工导孔48，并且由于存在该导孔48，因此能够抑制在随后的丝锥循环中形成的内螺纹52的错位、歪斜，能够以较高的加工精度进行内螺纹52的切削加工。

以上，基于附图详细说明了本发明的实施例，但这只是一实施方式，能够利用基于本领域技术人员的知识而施加了各种变更、改良的形态来实施本发明。

工业实用性

本发明的带钻头的丝锥在相对于铸出孔发生了偏心的状态下，进行预钻孔的切削加工且连续进行内螺纹的切削加工时，即使在将自油孔供给的切削液的供油压力设定为2MPa以下的低压的情况下，也能将切屑良好地排出，改善切屑堵塞，并且能够抑制钻头刃、螺纹切削刃的缺损和工具的折损等，获得能够满足实际应用的耐久性(工具寿命)。即，本发明的带钻头的丝锥能够利用钻头刃进行预钻孔的切削加工，且能连续利用螺纹切削刃高效地进行内螺纹的切削加工，不仅能够较佳地用在内螺纹的切削加工的技术领域中，而且特别是能够用在下述技术领域中，即，在相对于铸出孔发生了偏心的状态下进行内螺纹的切削加工时，很难以较高的供油压力供给切削液的技术领域。

Claims (5)

1.一种带钻头的丝锥，该带钻头的丝锥同轴且一体地具备：钻头部，其绕轴心(O)设有多条切屑排出槽，该切屑排出槽沿与要加工的内螺纹的扭曲方向相同的方向扭曲，在该钻头部的供该切屑排出槽开口于工具前端的部分形成有预钻孔加工用的钻头刃；丝锥部，其设有与要形成的内螺纹相对应的外螺纹，并且沿分割该外螺纹地自所述钻头部连续设置的所述切屑排出槽形成有螺纹切削刃，该丝锥部对利用所述钻头刃形成的预钻孔的内周面进行内螺纹的切削加工；

并且，该带钻头的丝锥具有油孔，该油孔纵向贯穿所述丝锥部和所述钻头部地设置，且开口于所述钻头刃的后隙面，该带钻头的丝锥的特征在于，

所述切屑排出槽绕轴心(O)以等角度的间隔设有3条，所述钻头刃和所述螺纹切削刃分别沿该切屑排出槽设有3片，并且所述油孔以与该切屑排出槽相同的导程呈螺旋状地设有3条，且分别开口于所述钻头刃的后隙面；

另一方面，所述切屑排出槽以恒定的沟槽截面形状遍布所述钻头部和所述丝锥部地设置，并且所述切屑排出槽具有负刃带，该负刃带在自工具前端侧看去的仰视观察下，以使所述钻头刃的外周部的径向前角(φ1)和相对于轴心(O)成直角的截面上的所述螺纹切削刃的径向前角(φ2)均为负值的方式向沟槽内鼓出；

工具前端的钻心厚度(W)相对于作为所述丝锥部的外径的丝锥直径Dt在0.25Dt～0.33Dt的范围内。

2.根据权利要求1所述的带钻头的丝锥，其特征在于，

所述切屑排出槽在相对于轴心(O)成直角的截面上具有与所述负刃带连续地向工具旋转方向的相反侧平滑地凹陷而成的凹圆弧形状部；

所述钻头刃在从工具前端侧看去的仰视观察下，由所述负刃带形成的所述径向前角(φ1)为负值的负角部的轴心(O)侧的部分，形成与所述凹圆弧形状部相对应地向工具旋转方向的相反侧平滑地凹陷而成的凹圆弧形状。

3.根据权利要求1或2所述的带钻头的丝锥，其特征在于，

所述切屑排出槽中的后跟侧的壁面形成向沟槽内平滑地鼓出的凸圆弧形状。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的带钻头的丝锥，其特征在于，

所述油孔的直径(d)为1mm以下。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的带钻头的丝锥，其特征在于，

该带钻头的丝锥是在下述情况下使用的铸出孔用的带钻头的丝锥，上述情况是对设于铸件的、直径比作为所述钻头刃的外径的预钻孔径小的有底的铸出孔，以自该铸出孔的中心(S1)发生了偏心的位置的攻螺纹中心(S2)为中心，以完全包含该铸出孔的大小进行所述预钻孔的切削加工且进行内螺纹的切削加工的情况。

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