CN109562465A - 钻头以及具有该钻头的开孔加工装置 - Google Patents

钻头以及具有该钻头的开孔加工装置 Download PDF

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Abstract

提供能够在毛刺去除时不进行必要水平以上的加工地高精度地进行开孔加工的钻头，其具有：钻头本体(3)，其绕中心轴线(C)旋转；主切削刃(5)，其设于钻头本体(3)的前端；毛刺去除用切削刃(7)，其与主切削刃(5)邻接地设于钻头本体(3)的基端侧，并且进行毛刺去除。毛刺去除用切削刃(7)被设为与主切削刃(5)同等的径向尺寸，并且具有比主切削刃(5)相对于中心轴线(C)所成的角度(α)小的角度(β)。

Description

钻头以及具有该钻头的开孔加工装置
技术领域
本发明涉及一种将开孔时形成的毛刺去除的钻头以及具有该钻头的开孔加工装置。
背景技术
在利用钻头对例如金属等部件进行开孔加工时，在孔的出口侧的周缘部会形成毛刺。在开孔加工后，通过手工作业去除该毛刺。但是，在进行大量开孔加工的情况下，如果通过手工作业进行毛刺去除的话，则耗费作业时间，没有效率。因此，在下述各专利文献中，公开了在钻头上一体地形成毛刺取用的切削刃，在开孔加工后一并进行毛刺去除。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2000-288813号公报
专利文献2：日本特开平10-128610号公报
专利文献3：日本特开2005-246577号公报
专利文献4：日本特开2005-161434号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在向航空器的机体上形成紧固用的孔的情况下，需要形成超过1000个孔，而且严格要求孔的形状精度。因此，若在毛刺去除时过度进行加工，则孔的形状有可能无法满足要求。
本发明是鉴于这样的情况而做出的，其目的在于提供一种能够在毛刺去除时不进行必要水平以上的加工地高精度地进行开孔加工的钻头以及具有该钻头的开孔加工装置。
用于解决技术问题的手段
为了解决上述技术问题，本发明的钻头以及具有该钻头的开孔加工装置采用以下手段。
本发明一方式的钻头具有：钻头本体，其绕中心轴线旋转；主切削刃，其设于该钻头本体的前端；毛刺去除部，其与该主切削刃邻接地设于所述钻头本体的基端侧，并且进行毛刺去除；在所述毛刺去除部设有毛刺去除用切削刃，该毛刺去除用切削刃被设为与所述主切削刃同等的径向尺寸，并且具有比该主切削刃相对于所述中心轴线所成的角度小的角度。
利用设于钻头本体的前端的主切削刃进行开孔加工。在进行开孔加工后，利用毛刺去除用切削刃将在开孔时形成的毛刺去除。当向与开孔加工时沿中心轴线方向前进的方向相反的方向进行后退时，利用毛刺去除用切削刃进行毛刺去除。
毛刺去除用切削刃由于被设为具有比主切削刃相对于中心轴线所成的角度小的角度，因此在进行毛刺去除时，不会对通过主切削刃形成的孔进行必要水平以上的加工而致使其损伤。另外，毛刺去除用切削刃由于被设为与主切削刃同等的径向尺寸，因此在进行毛刺去除作业时，不需要使钻头以大幅度地偏心的方式运动。
本发明的一方式的钻头具有：钻头本体，其绕中心轴线旋转；主切削刃，其设于该钻头本体的前端；毛刺去除部，其与该主切削刃邻接地设于所述钻头本体的基端侧，并且进行毛刺去除；所述毛刺去除部具有径向尺寸随着远离所述主切削刃而变小的锥面。
通过将具有锥面的毛刺去除部按在毛刺上进行摩擦来去除毛刺。由于被设为锥面，因此与形成有切削刃的情况相比，不会损伤通过主切削刃形成的孔。
注意，被设为锥面的表面可以设为平滑的面，但也可以为了容易进行毛刺去除而设为锉刀状的粗糙面。
另外，锥面既可以与钻头本体一体地形成，也可以形成为将具有锥面的部件安装于钻头本体。
本发明的一方式的开孔加工装置具有：上述任一项的钻头；旋转轴部，其固定于所述钻头本体并施加旋转力；转速可变部，其使该旋转轴部的转速可变；所述转速可变部在使用所述主切削刃进行开孔加工时使所述旋转轴部以第一转速旋转，并且在利用所述毛刺去除部进行毛刺去除时使所述旋转轴部以第二转速旋转，所述第二转速是小于所述第一转速的转速。
由于能够以比利用主切削刃进行开孔加工时的转速小的转速进行毛刺去除，因此在进行毛刺去除时能够尽可能地防止损伤通过主切削刃形成的孔。
发明效果
在进行毛刺去除时，不会对通过主切削刃形成的孔进行必要水平以上的加工而致使其损伤。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的钻头的侧视图。
图2是表示使用图1的钻头进行开孔加工的状态的侧视图。
图3是表示使用图1的钻头进行毛刺去除的状态的侧视图。
图4是表示对两片重叠在一起的工件进行加工的状态的侧视图。
图5是表示本发明的第二实施方式的钻头的侧视图。
图6是表示使用图2的钻头进行毛刺去除的状态的侧视图。
图7涉及本发明的第三实施方式，是表示起子电钻的纵剖视图。
图8是表示图7的A-A剖面的横剖视图。
图9是表示图7的起子电钻的变形例的纵剖视图。
图10A是表示使追加排气口关闭的状态的图9的B-B线处的俯视图。
图10B是表示使追加排气口打开的状态的图9的B-B线处的俯视图。
图11是表示安装于转子的叶片的变形例的横剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
[第一实施方式]
以下，使用图1～图4对本发明的第一实施方式进行说明。
图1中示出了本实施方式的钻头1。钻头1采用工具钢，形成为具有前尖部的大致实心圆棒形状。钻头1具有钻头本体3，该钻头本体3绕中心轴线C旋转，并具有柄部2。
钻头本体3的柄部2(基端部：在该图中为上端)可拆装地固定于未图示的起子电钻(开孔加工装置)的旋转轴部。
在钻头本体3的前端(在该图中为下端)，设有形成为螺旋状的多条主切削刃5。利用主切削刃5进行开孔加工。主切削刃5被设为相对于中心轴线C具有25°的倾斜角度α。
在主切削刃5的上方，与主切削刃5邻接地设有多条毛刺去除用切削刃(毛刺去除部)7。利用毛刺去除用切削刃7，将在主切削刃5开孔时形成的毛刺去除。毛刺去除用切削刃7的外径为与主切削刃5的外径同等大小。毛刺去除用切削刃7被设为相对于中心轴线C具有15°以上20°以下的倾斜角度β。即，毛刺去除用切削刃7的倾斜角度β比主切削刃5的倾斜角度α小5°以上10°以下。
上述结构的钻头1被按照以下方式使用。
如图2所示，将钻头1安装于起子电钻，一边使钻头1绕中心轴线C旋转，一边使钻头1朝工件10向下方前进。由此，利用主切削刃5对工件10形成孔。工件10例如可使用铝合金、钛合金这些金属制的板状体。
在利用主切削刃5形成孔时，在孔的出口侧(在该图为下侧)的周缘部会形成毛刺12。在使钻头1旋转同时使之向上方后退时，去除毛刺12。即，如图3所示，在拔出钻头1时，毛刺去除用切削刃7与毛刺12接触从而切掉毛刺12。此时，可以使钻头1整体以与毛刺12接触的方式绕所形成的孔的中心偏心地进行回转运动。不过，由于毛刺去除用切削刃7的外径被设为与主切削刃5同等大小，因此不需要使之大幅度地偏心。
如上，根据本实施方式，起到了以下的作用效果。
毛刺去除用切削刃7由于被设为具有比主切削刃5相对于中心轴线C所成的倾斜角度α小的倾斜角度β，因此在进行毛刺去除时，不会对通过主切削刃5形成的孔进行必要水平以上的加工而致使其损伤。另外，毛刺去除用切削刃7由于被设为主切削刃5同等的径向尺寸，因此在进行毛刺去除作业时，不需要使钻头1以大幅度地偏心的方式运动。因此，提高了包含毛刺去除作业在内的开孔作业的效率。
注意，如图4所示，本实施方式的钻头1还能够在将多片工件10沿厚度方向重叠在一起进行开孔加工时使用，对于形成在各工件10上的毛刺12，本实施方式的钻头1也能够将其去除。
[第二实施方式]
接着，使用图5及图6对本发明的第二实施方式进行说明。
本实施方式相比于第一实施方式在进行毛刺去除的毛刺去除部的形状方面不同。对于其他结构，由于是相同的，因此使用相同的附图标记并省略其说明。
在钻头1’的主切削刃5的上方设有毛刺去除部8，该毛刺去除部8具有径向尺寸随着远离主切削刃5而变小的锥面。被设为锥面的表面设为平滑的面。不过，被设为锥面的表面也可以为了容易进行毛刺去除而设为锉刀状的粗糙面。锥面的倾斜角度γ被设为88°以上102°以下。
毛刺去除部8与钻头本体3形成为一体。不过，毛刺去除部8也可以形成为将具有锥面的部件安装于钻头本体3。在该情况下，作为毛刺去除部8，可以使用与工具钢不同的材料，例如硬质橡胶等。
根据本实施方式的钻头1’，如图6所示，在形成孔后旋转着拔出钻头1’时，通过将具有锥面的毛刺去除部8按在毛刺12上来去除毛刺。由于毛刺去除部8被设为锥面，因此与形成有切削刃的情况相比不会损伤孔。
注意，如图4所示，对于在将多片工件10重叠在一起进行开孔加工时形成的各工件10的毛刺12，本实施方式的钻头1’也能够将其去除。
[第三实施方式]
接着，对本发明的第三实施方式进行说明。本实施方式是能够将上述各实施方式的钻头1、1’安装起来使用的起子电钻(开孔加工装置)。
如图7所示，起子电钻20利用空气(压缩空气)驱动钻头1、1’旋转。起子电钻20具有把持钻头1、1’的柄部2的夹头部22和固定于夹头部22并进行旋转的旋转轴部24。旋转轴部24连接于空气驱动部26。
如图8所示，空气驱动部26具有收容在缸28内的转子30和多个叶片32。各叶片32以往复运动自如的方式插入到形成于转子30的沿半径方向延伸的各个槽。叶片32通过伴随转子30的旋转而产生的离心力向半径方向外侧移动。
从箭头IN方向向缸28内供给从起子电钻20的外部供给的空气。供给到缸28内的空气流入缸28与转子30之间，绕转子30的中心驱动叶片32。驱动叶片32后的空气被从箭头OUT向缸28的外部排出。
旋转轴部24以贯通齿轮箱36的方式配置。在齿轮箱36内，收容有固定于其内周面的内啮合齿轮(内齿轮)38、多个高速用行星齿轮40和多个低速用行星齿轮42。
各高速用行星齿轮40的内周侧与构成中心齿轮的旋转轴部24啮合，在旋转轴部24位于图7中的右侧的状态(即图7所示的状态)下，各高速用行星齿轮40的外周侧与内啮合齿轮38啮合。各低速用行星齿轮42的内周侧与构成中心齿轮的旋转轴部24啮合，在旋转轴部24为位于图7中的左侧的状态时，各低速用行星齿轮42的外周侧与内啮合齿轮38啮合。
空气驱动部26经由螺旋弹簧44连接于安装部46。安装部46固定于起子电钻20的壳体21侧。由此，相对于螺旋弹簧44及安装部46旋转自如地安装空气驱动部26，并且空气驱动部26能够与螺旋弹簧44的伸缩相应地沿旋转轴线方向(在图7中为左右方向)进行往复运动。即，通过螺旋弹簧44的伸缩，不仅是空气驱动部26，旋转轴部24及钻头1、1’也沿旋转轴线方向进退。
因此，在进行开孔加工时，经由钻头1、1’向右侧方向传递来自工件10的反作用力，因此螺旋弹簧44收缩而变为图7所示的状态，高速用行星齿轮40与内啮合齿轮38啮合。由此，钻头1、1’以高速(第一转速)旋转。。
另一方面，在开孔加工结束而拔出钻头1、1’时，不会经由钻头1、1’传递来自工件10的反作用力，因此螺旋弹簧44伸长而使低速用行星齿轮42与内啮合齿轮38啮合。由此，钻头1、1’以低速(第二转速)旋转。
如上，根据本实施方式，起到了以下的作用效果。
利用进行高速用行星齿轮40与低速用行星齿轮42的切换的机构构成转速可变部，在开孔时和毛刺去除时切换钻头1、1’的转速。由此，能够以比利用主切削刃5进行开孔加工时的转速小的转速进行毛刺去除，因此在进行毛刺去除时能够尽可能地防止损伤通过主切削刃5形成的孔。
注意，还能够将本实施方式的起子电钻以如下方式变形。
不是像上述实施方式那样通过切换行星齿轮来使转速可变，而是通过使来自空气驱动部26的空气的排气流量变化来使钻头1、1’的转速可变。具体而言，如图9所示，起子电钻20’在与空气驱动部26的缸28接近的位置将具有L形纵截面的盖部50固定在壳体21侧。在与盖部50相对的缸28的上部，如图10A及图10B所示，形成有追加排气口52。缸28与螺旋弹簧44的伸缩相应地沿水平方向(旋转轴线方向)进退，因此追加排气口52相对于盖部50进行相对移动。因此，与螺旋弹簧44的伸缩相应地，利用盖部50开闭追加排气口52。
在开孔加工时，经由钻头1、1’向右侧方向传递来自工件10的反作用力，因此螺旋弹簧44收缩而变为图9所示的状态，追加排气口52被盖部50封闭(参照图10A)。由此，获得额定转速时的排气流量，因此钻头1、1’以高速(第一转速)旋转。
另一方面，在开孔加工结束而拔出钻头1、1’时，不会经由钻头1、1’传递来自工件10的反作用力，因此螺旋弹簧44伸长，追加排气口52不被盖部50封闭，而是敞开(参照图10B)。由此，与额定转速时相比不再能够获得缸28内的排气流速，叶片32不能从转子30的槽中充分地向外侧突出，故而钻头1、1’以低速(第二转速)旋转。
这样，通过利用盖部50开闭追加排气口52的机构构成了转速可变部。由此，能够以比利用主切削刃5进行开孔加工时的转速小的转速进行毛刺去除，因此在进行毛刺去除时能够尽可能地防止损伤通过主切削刃5形成的孔。
另外，如图11所示，也可以将收纳在形成于转子30的槽中的叶片32’的外周侧前端向接收空气的方向弯折。由此，叶片32’能够接收大量空气，能够提高转子30的旋转效率。
附图标记说明
1、1’ 钻头
2 柄部
3 钻头本体
5 主切削刃
7 毛刺去除用切削刃(毛刺去除部)
8 毛刺去除部(锥面)
10 工件
12 毛刺
20，20’ 起子电钻(开孔加工装置)
21 壳体
22 夹头部
24 旋转轴部
26 空气驱动部
28 缸
30 转子
32 叶片
36 齿轮箱
38 内啮合齿轮
40 高速用行星齿轮
42 低速用行星齿轮
44 螺旋弹簧
46 安装部
50 盖部
52 追加排气口

Claims (3)

1.一种钻头，其特征在于，具有：
钻头本体，其绕中心轴线旋转；
主切削刃，其设于该钻头本体的前端；
毛刺去除部，其与该主切削刃邻接地设于所述钻头本体的基端侧，并且进行毛刺去除；
在所述毛刺去除部设有毛刺去除用切削刃，该毛刺去除用切削刃被设为与所述主切削刃同等的径向尺寸，并且具有比该主切削刃相对于所述中心轴线所成的角度小的角度。
2.一种钻头，其特征在于，具有：
钻头本体，其绕中心轴线旋转；
主切削刃，其设于该钻头本体的前端；
毛刺去除部，其与该主切削刃邻接地设于所述钻头本体的基端侧，并且进行毛刺去除；
所述毛刺去除部具有径向尺寸随着远离所述主切削刃而变小的锥面。
3.一种开孔加工装置，其特征在于，具有：
权利要求1或2所述的钻头；
旋转轴部，其固定于所述钻头本体并施加旋转力；
转速可变部，其使该旋转轴部的转速可变；
所述转速可变部在使用所述主切削刃进行开孔加工时使所述旋转轴部以第一转速旋转，并且在利用所述毛刺去除部进行毛刺去除时使所述旋转轴部以第二转速旋转，所述第二转速是小于所述第一转速的转速。
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