JP2002086307A - 穴明け加工法及び装置 - Google Patents

穴明け加工法及び装置

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JP2002086307A
JP2002086307A JP2000275808A JP2000275808A JP2002086307A JP 2002086307 A JP2002086307 A JP 2002086307A JP 2000275808 A JP2000275808 A JP 2000275808A JP 2000275808 A JP2000275808 A JP 2000275808A JP 2002086307 A JP2002086307 A JP 2002086307A
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JP
Japan
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drill
drilling
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JP2000275808A
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English (en)
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Hisashi Nishimoto
久 西本
Tadayuki Maruhashi
忠之 丸橋
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Asahi Techno Corp
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Asahi Techno Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ドリルを用いた熱可塑性樹脂への穴明け加工
において、ドリルへの切り屑の巻き付きを防止できるよ
うにし、もって穴明け加工の作業効率を向上させる。 【解決手段】 ドリルを、前進と後退を交互に間欠的に
前進させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ドリルを用いた熱
可塑性樹脂への穴明け加工(きりもみ加工)法及びその
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ドリルを用いた熱可塑性樹脂への
穴明け加工時に、加工対象が軟質であるために生じる穴
壁面の荒れ、穴の歪み、切削に伴う発熱による切り屑の
融着などを防止するために、チゼル、先端角、ねじれ
角、ラジアルレーキ、バックテーパなどを調整し、ドリ
ルの食い付き性や求心性を高めることが知られている
(特開2000−61720号公報)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ドリル
を用いて熱可塑性樹脂へ穴明け加工を施す場合、連続し
て排出される切り屑がドリルから離れずに巻き付くこと
が生じる。このドリルへの切り屑の巻き付きは、加工対
象である熱可塑性樹脂が軟質である場合に顕著で、しか
も上記従来のチゼル、先端角、ねじれ角、ラジアルレー
キ、バックテーパなどの調整では防止することができな
い。切り屑がドリルに巻き付くと、跳ね回って危険であ
ると共に、切削時の発熱による融着の原因にもなる。こ
のため、加工対象の交換の都度、または場合によっては
穴明け加工の途中で、ドリルに巻き付いた切り屑をワイ
ヤーブラシなどでいちいち取り除かなければならず、穴
明け加工の作業効率が低下する問題がある。
【0004】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたもので、ドリルを用いた熱可塑性樹脂への穴明け加
工において、ドリルへの切り屑の巻き付きを防止できる
ようにし、もって穴明け加工の作業効率を向上させるこ
とを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第1は、熱可塑性樹脂へのドリルによる穴
明け加工において、ドリルを間欠的に前進させることを
特徴とする穴明け加工法を提供するものである。
【0006】上記本発明の第1は、ドリルの間欠的前進
が、ドリルの前進と一時停止とを交互に繰り返すことで
行われること、ドリルの間欠的前進が、ドリルの前進と
後退とを交互に繰り返すことで行われること、ドリルに
対して熱可塑性樹脂を動かすこと、ドリルの先端からエ
アを噴出させること、をその好ましい態様として含むも
のである。
【0007】また、本発明の第2は、予め設定されたタ
イミングでドリルを間欠的に前進させることができるド
リル送り装置を備えていることを特徴とする穴明け加工
装置を提供するものである。
【0008】上記本発明の第2は、ドリル送り装置によ
るドリルの間欠的前進が、ドリルの前進と一時停止の交
互の繰り返しであること、ドリル送り装置によるドリル
の間欠的前進が、ドリルの前進と後退の交互の繰り返し
であること、ドリルに対して熱可塑性樹脂を動かすこ
と、ドリルに、ドリルの先端部に開口するエアホールが
設けられており、このエアホールに圧縮空気を供給する
コンプレッサが接続されていること、をその好ましい態
様として含むものである。
【0009】
【発明の実施の形態】図に基づいて本発明を説明する。
【0010】図1は本発明に係る穴明け加工装置の一例
を示す側面図、図2はドリルの拡大図である。
【0011】図1に示されるように、作業テーブル1上
に、ドリル本体2と、ドリル送り装置3と、加工対象を
固定するためのクランプ装置4と、カバー5とが設けら
れている。
【0012】ドリル本体2は、クランプ装置4に固定さ
れる加工対象(図示されていない)と向き合う位置にド
リル6を有するもので、このドリル6を回転駆動するた
めのモータ(図示されていない)と、このモータの回転
をドリル6に伝達する伝導機構及びドリル6の回転を制
御する制御系を有するものとなっている。
【0013】ドリル6は、図2に示されるように、一般
的なツイストドリルであり、先端部から圧縮空気を噴出
させることができるよう、先端部に開口するエアホール
7を有するものとなっている。このエアホール7は、切
削油を供給するためのオイルホールと同様のもので、コ
ンプレッサ(図示されていない)に接続されているもの
である。ドリル6をエアホール7付のものとし、このエ
アホール7から圧縮空気を噴出させながら穴明け加工を
行うと、ドリル6の昇温を押さえて加工対象である熱可
塑性樹脂の融着を防止しやすくなると共に、加工穴から
切り屑を外に排出しやすくなる。尚、ドリル6の先端部
に開口するエアホール7の位置は、図2の7の他に7’
でも良い。
【0014】本発明において、上記エアホール7のない
ドリル6を用いることもできるが、加工する穴が深くな
ると、穴明け加工に伴う発熱で穴壁面が溶融して荒れた
り、切り屑の融着を生じやすくなる。これは、加工位置
付近に向けてエアホースを設けておき、そこから加工位
置に圧縮空気を吹き付けることである程度軽減すること
ができるが、確実な融着防止と円滑な切り屑の排出を図
る上で、上記エアホール7付のドリル6とし、エアホー
ル7から圧縮空気を噴出させながら穴明け加工を行うこ
とが好ましい。
【0015】ドリル送り装置3は、穴明け加工時のドリ
ル6の前進を、予め設定されたタイミングで自動的かつ
間欠的に行うためのものである。このドリル送り装置3
によって行われるドリル6の間欠的前進は、穴明け加工
に伴う発熱を抑制すると共に、穴明け加工時に生じる切
り屑を短く分断して排出させることで、切り屑がドリル
6に巻き付かないようにするためのものである。この間
欠的前進には、前進と一時停止を交互に繰り返す第1の
パターンと、前進と後退を交互に繰り返す第2のパター
ンとがある。
【0016】第1のパターンの場合、一時停止時に加工
対象とドリル6間の摩擦が弱まって発熱が軽減され、昇
温を緩やかにすることができると共に、同じ位置でドリ
ル6が回転することで、切り屑を分断することができ
る。この前進と一時停止の時間的配分は、加工対象であ
る熱可塑性樹脂の種類によっても相違するが、前進時間
が3〜10秒、一時停止時間が0.1〜1秒の範囲で、
前進時間が一時停止時間の10〜30倍となるように設
定することが好ましい。前進時間が長く、一時停止時間
が短くなるにつれて、切り屑が長くなると共に発熱抑制
が行いにくくなり、前進時間が短く、一時停止時間が長
くなるにつれて、加工時間が長くなって作業効率が低下
する。
【0017】第2のパターンの場合、後退時に加工対象
とドリル6間の摩擦が大きく軽減され、発熱が抑制され
ると共に、切り屑の分断が行われる。特にこの第2のパ
ターンは、発熱の抑制と切り屑の分断を確実に行いやす
いと共に、切り屑が外に出やすくなることから、ドリル
6の間欠的前進の好ましいパターンである。この第2の
パターンの場合、必要な後退時間が得られれば後退量は
大きくとる必要はないので、前進速度に比して後退速度
を小さくすることが好ましい。また、一定量後退させた
後一時停止させてから前進させるようにしてもよい。前
進と後退の時間的配分は、前記第1のパターンと同様の
理由から、前進時間が3〜10秒、後退時間(一定量後
退させた後に一時停止させる場合にはこの一時停止時間
も含む)が0.1〜1秒の範囲で、前進時間が後退時間
の10〜30倍となるように設定することが好ましい。
【0018】本発明者の知見によると、加工対象に対し
てドリル6を一定速度で前進し続けた場合には途中でド
リル6の回転が停止してしまうような速い前進速度であ
っても、上記第1のパターン又は第2のパターンにおけ
る前進速度とした場合には円滑な加工を維持することが
できる。従って、本発明では、一時停止時間や後退時間
を要するにも拘わらず、加工時間を短縮することが可能
である。
【0019】ドリル送り装置4としては、例えば駆動と
停止又は正回転駆動と逆回転駆動の瞬間的な切り換えが
できるサーボモータを用い、予め設定されたタイミング
でドリル本体2を自動的かつ間欠的に前進させるものを
用いることができる。つまり、サーボモータの駆動と停
止を繰り返させることで、ドリル本体2の前進と一時停
止を交互に繰り返させたり、サーボモータの正回転駆動
と逆回転駆動を繰り返させることで、ドリル本体2の前
進と後退を交互に繰り返させるものとすることができ
る。また、ドリル送り装置4による間欠的前進は、ドリ
ル6を間欠的に前進させることができれば、本例のよう
にドリル本体2全体を間欠的に前進させるものでなくて
もよい。尚、上記説明においては、加工対象に対してド
リル6を動かす場合を例に挙げて説明したが、ドリル6
を固定して、ドリル6に対して加工対象を動かしても良
い。
【0020】加工対象を固定するためのクランプ装置4
としては、加工対象を上下又は左右から挟み付けて固定
する装置などを用いることができる。また、本発明にお
ける加工対象は熱可塑性樹脂製品であるが、特に本発明
は、長い切り屑が発生すると共に発熱量も大きくなる、
2cm以上の深さの穴を加工する場合に適している。
【0021】カバー5は、ドリル6を覆って設けられて
いるもので、作業上の安全性を高めるためのものであ
る。また、ドリル6との対向側のクランプ装置4付近の
作業テーブル1下部には、ダストケース8が設けられて
いる。このダストケース8は、穴明け加工に生じる切り
屑を収容するものである。
【0022】尚、本例は、ドリル6が水平方向に移動す
る水平型となっているが、ドリル6が垂直方向に移動す
る垂直型とすることもできる。
【0023】
【実施例】実施例1〜3 ポリエチレンと、ポリカーボネイトと、ポリアセタール
の各円柱形サンプルに対し、その一端面から、直径20
mmの穴(非貫通孔)を明ける加工を8.75秒間行っ
た。
【0024】ドリルとしては、図2に示されるようなエ
アホール付のツイストドリルを用い、穴明け加工中圧縮
空気をエアホールから噴出させた。
【0025】穴明け加工は、ドリルを、表1に示される
切削回転数で回転させると共に、10mm/secの速
度での2mmの前進と、5mm/secの速度での0.
5mmの後退を交互に繰り返す間欠前進させることで行
った。
【0026】上記8.75秒の穴明け加工後、明けられ
た穴の削り深さを測定した。また、(加工時間)×40
0/(削り深さ)によって、400mmの深さの穴を加
工した場合に要する加工時間を400mm加工時間とし
て求めた。
【0027】上記ドリルの回転数、加工時間、削り深
さ、換算加工時間を表1に示す。また、いずれの場合
も、加工中、削られた穴から円滑に切り屑が排出され、
しかも排出された切り屑は短く分断されていて、ドリル
に巻き付くことはなかった。
【0028】比較例1〜3 実施例1〜3と同じサンプルに対し、同様の大きさの穴
を明ける加工を15.31秒間行った。
【0029】ドリルとしては、実施例1〜3と同じエア
ホール付ツイストドリルを用い、実施例1〜3と同様に
圧縮空気を噴出させながら加工を行った。
【0030】穴明け加工は、ドリルを、表1に示される
切削回転数で回転させると共に、10mm/secの速
度と、5mm/secの速度でそれぞれ前進させること
で行った。
【0031】その結果、5mm/secの前進速度で
は、連続した切り屑がドリルに巻き付いたが、穴明け加
工は可能であった。しかし、10mm/secの前進速
度では、いずれのサンプルにおいても途中でドリルの回
転が止まってしまい、加工不能であった。5mm/se
cの前進速度で行った場合についての切削回転数、加工
時間、削り深さ、400mm加工時間を表1に示す。
【0032】
【表1】
【0033】
【発明の効果】本発明は、以上説明したとおりのもので
あり、切削した穴から円滑に切り屑を排出させることが
できると共に、排出される切り屑を分断して、切り屑が
ドリルに巻き付くのを防止することができる。従って、
ドリルに巻き付いた切り屑を取り除く手間が省け、連続
した穴明け作業が可能となる。また、ドリルの速い前進
速度による穴明け加工が可能となり、作業時間を短縮す
ることができる。このようなことから、穴明け加工の作
業効率を著しく高めることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る穴明け加工装置の一例を示す図で
ある。
【図2】ドリルの拡大図である。
【符号の説明】
1 作業テーブル 2 ドリル本体 3 ドリル送り装置 4 クランプ装置 5 カバー 6 ドリル 7、7’ エアホール 8 ダストケース

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱可塑性樹脂へのドリルによる穴明け加
    工において、ドリルを間欠的に前進させることを特徴と
    する穴明け加工法。
  2. 【請求項2】 ドリルの間欠的前進が、ドリルの前進と
    一時停止とを交互に繰り返すことで行われることを特徴
    とする請求項1に記載の穴明け加工法。
  3. 【請求項3】 ドリルの間欠的前進が、ドリルの前進と
    後退とを交互に繰り返すことで行われることを特徴とす
    る請求項1に記載の穴明け加工法。
  4. 【請求項4】 ドリルに対して熱可塑性樹脂を動かすこ
    とを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の穴明け
    加工法。
  5. 【請求項5】 ドリルの先端からエアを噴出させること
    を特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の穴明け加
    工法。
  6. 【請求項6】 予め設定されたタイミングでドリルを間
    欠的に前進させることができるドリル送り装置を備えて
    いることを特徴とする穴明け加工装置。
  7. 【請求項7】 ドリル送り装置によるドリルの間欠的前
    進が、ドリルの前進と一時停止の交互の繰り返しである
    ことを特徴とする請求項6に記載の穴明け加工装置。
  8. 【請求項8】 ドリル送り装置によるドリルの間欠的前
    進が、ドリルの前進と後退の交互の繰り返しであること
    を特徴とする請求項6に記載の穴明け加工装置。
  9. 【請求項9】 ドリルに対して熱可塑性樹脂を動かすこ
    とを特徴とする請求項6〜8のいずれかに記載の穴明け
    加工装置。
  10. 【請求項10】 ドリルに、ドリルの先端部に開口する
    エアホールが設けられており、このエアホールに圧縮空
    気を供給するコンプレッサが接続されていることを特徴
    とする請求項6〜9のいずれかに記載の穴明け加工装
    置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110496997A (zh) * 2019-08-02 2019-11-26 方彐云 一种用于模具生产的具有清理功能的防护型钻床

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