JP2004358765A - Perforating tool and processing method using it - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は穴明け工具、特に石英やセラミクス等の硬くて脆い材料(以下硬脆材料という)のワークに対する穴明け加工に用いられる穴明け工具に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、石英やセラミクス等の硬脆材料のワークに対して、深さ:穴径=10:1程度の穴を明けるとき、先端部にダイヤモンド砥粒を有する穴明け工具を用いて研削加工が行われる。
【0003】
この研削加工時に発生する熱によるダイヤモンド砥粒の摩滅を低減させるため、穴明け工具の先端部とワークとの間に研削液が供給される。
【0004】
図2(a)は従来の穴明け工具の平面図、図2(b)は図2(a)の2b−2b線に沿う断面図である。
【0005】
この穴明け工具には先端部120にワークを研削するダイヤモンド砥粒を有する砥粒層が形成されている。穴明け工具は回転軸線AXを中心に回転する。
【0006】
この穴明け工具は回転軸線AXに沿って孔121が形成されているパイプ状であり、孔121を介して研削液が先端部120とワークとの間に供給される。
【0007】
この穴明け工具によれば、孔121を介して先端部120とワークとの間に十分に研削液を供給し、先端部120を冷却することができるため、熱によるダイヤモンド砥粒の摩滅を低減させることができる。
【0008】
図3(a)は従来の他の穴明け工具の平面図、図3(b)は図3(a)の3b−3b線に沿う断面図である。
【0009】
この穴明け工具には先端部220にワークを研削するダイヤモンド砥粒を有する砥粒層が形成されている。穴明け工具は回転軸線AXを中心に回転する。
【0010】
この穴明け工具の外周面にドリル状のねじれ溝(図示せず)が形成され、先端部220とワークとの間に研削液を供給する孔221,222が回転軸線AXに沿って形成されている。孔221,222は先端部220のワークと接触しない切欠部223,224に開口する。
【0011】
この穴明け工具によれば、孔221,222を介して先端部220とワークとの間に十分に研削液を供給できるため、先端部220を冷却して熱によるダイヤモンド砥粒の摩滅を低減させることができる。
【0012】
【非特許文献】
ZERO−Mドリル 電着ダイヤモンドドリル 水戸工業株式会社
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図2の穴明け工具では、研削によって生じるパイプの内径にほぼ等しい外径の円柱状の削り残し部分を研削後に折って除去する作業が必要であり、この作業によってワークにクラックが生じ易くなる。すなわち、この穴明け工具にはワークの品質を低下させるという問題がある。
【0014】
また、図3の穴明け工具では、研削によって生じた研削屑が砥粒層の表面から僅かに露出する砥粒間の隙間を埋めて目詰まりが発生するため、研削抵抗が増大し、ワークの破損や工具のチッピングや変形が生じ易くなる。すなわち、この穴明け工具には工具寿命を短くし、ワークの品質を低下させるという問題がある。
【0015】
なお、ねじれ溝だけを有する構成の穴明け工具(図示せず)もあるが、穴の深さが穴径の2倍以上になったとき、穴明け工具の先端部に研削液を供給できず、砥粒の摩滅が早まる。すなわち、この穴明け工具には工具寿命が短くなるという問題がある。
【0016】
この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は硬脆材料のワークに穴を明ける穴明け工具の長寿命化を図るとともに、加工されるワークの品質を向上させることである。
【0017】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項1に記載の発明は、先端部にワークを研削する超硬質砥粒を有し、回転軸線を中心に回転して穴明けを行う穴明け工具において、前記先端部の前記ワークと接触する面に開口し、研削液を吐出する孔を備え、その孔の開口縁の一部分が前記回転軸線上に位置していることを特徴とする。
【0018】
請求項2に記載の発明は、請求項1記載の穴明け工具において、前記先端部の外周面の一部を切削して形成され、前記ワークを研削したときに生じた研削屑を収容するポケット部と、前記孔から吐出された研削液を前記先端部の前記ワークと接触する面へ導く複数の溝とを備えていることを特徴とする。
【0019】
請求項3に記載の発明は、請求項2記載の穴明け工具を用いた加工方法において、前記溝の形成された方向に対して回転方向に鈍角となるように前記穴明け工具を回転させることにより、前記ワークを加工することを特徴とする。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0021】
図1(a)はこの発明の一実施形態に係る穴明け工具の平面図、図1(b)は図1(a)の1b−1b線に沿う断面図、図1(c)は図1(a)のA矢視図である。
【0022】
この穴明け工具は工具本体10と先端部20とを有する。
【0023】
工具本体10は管状であり、その管路11は後述の先端部20の孔21,22に連通する。
【0024】
先端部20は孔21,22とチップポケット(ポケット部)23,24と溝25a〜25fとを備えている。先端部20の長さをTとしたとき、T=5mmである。
【0025】
孔21,22は先端部20のセラミクス等の硬脆材料のワーク(図示せず)と接触する面に開口している。孔21,22の直径dは1mmであり、溝25のピッチPより大きい。
【0026】
孔21,22は回転軸線AXに関し非対称の位置に開口している。孔21,22のそれぞれの中心は回転軸線AXと直交する仮想軸線BX上に位置する。孔21の開口縁の一部分は回転軸線AX上に位置する。
【0027】
一方の穴21を介して先端部20のワークと接触する面の中心部に研削液が吐出され、他方の孔22を介してワークと接触する面の中心部の外側に研削液が吐出される。
【0028】
なお、先端部20のワークと接触する面の面積を加工する穴(図示せず)の断面積のほぼ1/2以下として研削抵抗を小さくしている。先端部20の直径をDとしたとき、穴の断面積はほぼπ(D/2)2 であるから、ワークと接触する先端部20の面積はπ(D/2)2/2より小さい。
【0029】
また、先端部20はバックテーパβをなして穴明け工具の後方(工具本体10方向)へまっすぐに延びている。ここで、バックテーパβとは回転軸線AXに対して近づくように半径方向内側に傾斜する角度をいう。なお、β=1°程度である。
【0030】
チップポケット23,24は先端部20の外周面を所定の開き角度α、深さLの範囲だけ切削して形成されている。チップポケット23,24は回転軸線AXに関しほぼ対称の位置にある。
【0031】
チップポケット23,24の開き角度α及び深さLは、それぞれ120°及び3.5mmである。また、切削面21aと仮想軸線BXとの間隔Sは0.8mmである。
【0032】
チップポケット23,24はワークを研削したときに生じた研削屑や孔21,22から吐出された研削液を収容する。
【0033】
溝25a〜25fのピッチP、幅W及び深さHはそれぞれ0.8mm、0.4mm及び0.4mmである。また、溝25a〜25fは互いにほぼ平行に形成されている。なお、溝25a〜25fを互いに平行に形成する必要はなく、溝25a〜25fが互いに交差しなければよい。
【0034】
溝25a〜25fの断面形状はU字形である。溝25a〜25fは先端部20のワークと接触する面へ研削液を導く。
【0035】
なお、溝25a〜25fの断面形状はU字形に限るものではなく、例えばV字形であってもよい。
【0036】
回転軸線AXの近傍を除き、切れ刃26の稜線26aが回転軸線AXを通る法線に対して回転方向に鈍角となっている。
【0037】
この構成にすると、穴明け工具が回転した際、研削屑や研削液を稜線26aに沿って速やかに移動させることができる。
【0038】
切れ刃26はメタルボンド砥石を砥粒メッシュ200番程度とした砥石層で構成される。
【0039】
溝25cと溝25dとの間に形成される切れ刃26は回転軸線AX上にあるとともに、回転軸線AXと直交する。
【0040】
この穴明け工具を用いて石英やセラミクス等の硬脆材料のワークに、研削加工によって深さ:穴径=10:1程度の穴を明ける方法を説明する。
【0041】
まず、ワークに先端部20を当接させ、孔21,22から研削液を吐出させながら穴明け工具を所定方向(図1(a)の場合、反時計方向)へ回転させて研削を行う。
【0042】
研削の進行に伴って孔21,22から吐出された研削液は研削屑とともに溝25c,25d,25eを介してチップポケット23,24へ流れる。
【0043】
研削液はチップポケット23,24から溝25a,25b,25fへ流入し、溝25a,25b,25f内の研削屑を転動させる。
【0044】
研削屑は研削液とともに溝25a,25b,25fから放出され、チップポケット23,24に収容される。
【0045】
その後、研削液は研削液の吐出圧力の高まりによって穴明け工具のバックテーパβ及び面取り部20aを介して研削屑とともに穴の外部へ排出される。
【0046】
このように、孔21,22から吐出された研削液が先端部20のワークと接触する面に確実に導かれ、研削屑が先端部20のワークと接触する面から確実に排除されるため、従来例のように先端部に研削液が供給されなくなったり、研削屑が砥粒層の表面から僅かに露出する砥粒間の隙間を埋めて目詰まりが発生することもなく、先端部20の摩滅を低減することができる。
【0047】
この実施形態によれば、先端部20の摩滅を低減することができるため、穴明け工具の長寿命化を図ることができる。また、従来のパイプ状の穴明け工具を用いたときのように円柱状の削り残し部分を研削後に折って除去する作業が不要であるため、加工されるワークにクラックを生じさせることがなく、ワークの品質を向上させることができる。
【0048】
なお、ワークの材質、穴径及び深さに応じて先端部20の形状(チップポケット23,24の開き角度α、溝25a〜25fのピッチP、幅W及び深さH等)は変更される。
【0049】
また、切れ刃26を例えば砥粒1層の厚さからなる電着砥石(メタルボンド砥石)とするとき、溝25a〜25fの幅W及び深さHは予め砥粒皮膜分だけオフセットした寸法とする。
【0050】
更に、ダイヤモンド砥粒を先端部20に埋め込んだ砥粒層で切れ刃26を形成してもよい。ダイヤモンド砥粒はメタルボンド、レジンボンド、鋳鉄ボンド、鉄系ボンド、ビトリファイボンド等によって固着され、砥粒層の表面より僅かにダイヤモンド砥粒が露出した切れ刃26が構成される。いずれのボンドを用いるかは研削性等を考慮し、必要に応じて使い分けられる。
【0051】
【発明の効果】
以上に説明したようにこの発明によれば、硬脆材料のワークに穴を明ける穴明け工具の長寿命化を図るとともに、加工されるワークの品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(a)はこの発明の一実施形態に係る穴明け工具の平面図、図1(b)は図1(a)の1b−1b線に沿う断面図、図1(c)は図1(a)のA矢視図である。
【図2】図2(a)は従来の穴明け工具の平面図、図2(b)は図2(a)の2b−2b線に沿う断面図である。
【図3】図3(a)は従来の他の穴明け工具の平面図、図3(b)は図3(a)の3b−3b線に沿う断面図である。
【符号の説明】
20 先端部
21,22 孔
23,24 チップポケット(ポケット部)
25a〜25f 溝
AX 回転軸線[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a drilling tool, and more particularly to a drilling tool used for drilling a workpiece made of a hard and brittle material such as quartz or ceramics (hereinafter referred to as a hard and brittle material).
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when a hole having a depth: hole diameter of about 10: 1 is drilled in a work of a hard and brittle material such as quartz or ceramics, grinding is performed using a drilling tool having diamond abrasive grains at a tip end. Is
[0003]
In order to reduce the wear of the diamond abrasive grains due to the heat generated during the grinding, a grinding fluid is supplied between the tip of the drilling tool and the work.
[0004]
2A is a plan view of a conventional drilling tool, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line 2b-2b in FIG. 2A.
[0005]
In this drilling tool, an abrasive layer having diamond abrasive grains for grinding a workpiece is formed at the
[0006]
The drilling tool has a pipe shape having a
[0007]
According to this drilling tool, the grinding fluid can be sufficiently supplied between the
[0008]
FIG. 3A is a plan view of another conventional drilling tool, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along
[0009]
In this drilling tool, an abrasive layer having diamond abrasive grains for grinding a workpiece is formed at the
[0010]
A drill-like twist groove (not shown) is formed on the outer peripheral surface of the drilling tool, and
[0011]
According to this drilling tool, since the grinding fluid can be sufficiently supplied between the
[0012]
[Non-patent literature]
ZERO-M drill Electroplated diamond drill Mito Kogyo Co., Ltd.
[Problems to be solved by the invention]
However, in the drilling tool shown in FIG. 2, it is necessary to break and remove a cylindrical uncut portion having an outer diameter substantially equal to the inner diameter of the pipe generated by the grinding after the grinding, and the work is liable to crack. Become. That is, this drilling tool has a problem of deteriorating the quality of the work.
[0014]
Further, in the drilling tool of FIG. 3, grinding debris generated by the grinding fills the gap between the abrasive grains slightly exposed from the surface of the abrasive grain layer and causes clogging. Breakage, tool chipping and deformation are likely to occur. That is, this drilling tool has a problem of shortening the tool life and deteriorating the quality of the work.
[0015]
In addition, there is a drilling tool having a configuration having only a twist groove (not shown). However, when the depth of the hole becomes twice or more the hole diameter, the grinding fluid cannot be supplied to the tip of the drilling tool. Abrasion of abrasive grains is accelerated. That is, this drilling tool has a problem that the tool life is shortened.
[0016]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to extend the life of a drilling tool for drilling a work of a hard and brittle material and to improve the quality of a work to be machined. .
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 has a super-hard abrasive grain for grinding a work at a tip end portion, and a drilling tool that rotates around a rotation axis to perform drilling. A hole that is opened on a surface of the portion that contacts the work and that discharges a grinding fluid, and a part of an opening edge of the hole is located on the rotation axis.
[0018]
According to a second aspect of the present invention, in the drilling tool of the first aspect, a pocket is formed by cutting a part of an outer peripheral surface of the distal end portion, and stores grinding chips generated when the work is ground. And a plurality of grooves for guiding the grinding fluid discharged from the hole to a surface of the tip portion that comes into contact with the work.
[0019]
According to a third aspect of the present invention, in the processing method using the drilling tool according to the second aspect, the drilling tool is rotated so as to form an obtuse angle in a rotation direction with respect to a direction in which the groove is formed. According to the above, the work is processed.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0021]
1A is a plan view of a drilling tool according to an embodiment of the present invention, FIG. 1B is a cross-sectional view taken along
[0022]
This drilling tool has a
[0023]
The tool
[0024]
The
[0025]
The
[0026]
The
[0027]
Grinding fluid is discharged to the center of the surface of the
[0028]
In addition, the grinding resistance is reduced by setting the area of the surface of the
[0029]
Further, the
[0030]
The tip pockets 23 and 24 are formed by cutting the outer peripheral surface of the
[0031]
The opening angle α and the depth L of the tip pockets 23 and 24 are 120 ° and 3.5 mm, respectively. The distance S between the cutting
[0032]
The chip pockets 23 and 24 contain grinding dust generated when the workpiece is ground and grinding fluid discharged from the
[0033]
The pitch P, width W, and depth H of the
[0034]
The cross-sectional shapes of the
[0035]
The cross-sectional shape of the
[0036]
Except for the vicinity of the rotation axis AX, the
[0037]
With this configuration, when the drilling tool rotates, the grinding dust and the grinding fluid can be quickly moved along the
[0038]
The
[0039]
The
[0040]
A method of using a drilling tool to drill a hole having a depth: hole diameter = about 10: 1 in a work of a hard and brittle material such as quartz or ceramics by grinding.
[0041]
First, the
[0042]
The grinding fluid discharged from the
[0043]
The grinding fluid flows into the
[0044]
Grinding chips are discharged from the
[0045]
Thereafter, the grinding fluid is discharged to the outside of the hole together with the grinding dust through the back taper β of the drilling tool and the chamfered
[0046]
As described above, the grinding fluid discharged from the
[0047]
According to this embodiment, the wear of the
[0048]
The shape of the tip portion 20 (the opening angle α of the chip pockets 23, 24, the pitch P of the
[0049]
When the
[0050]
Further, the
[0051]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to extend the life of a drilling tool for drilling a hole in a work of a hard and brittle material and to improve the quality of a work to be machined.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a plan view of a drilling tool according to an embodiment of the present invention, FIG. 1B is a cross-sectional view taken along
2 (a) is a plan view of a conventional drilling tool, and FIG. 2 (b) is a cross-sectional view along line 2b-2b in FIG. 2 (a).
3 (a) is a plan view of another conventional drilling tool, and FIG. 3 (b) is a cross-sectional view taken along
[Explanation of symbols]
20
25a-25f Groove AX Rotation axis
Claims (3)
前記先端部の前記ワークと接触する面に開口し、研削液を吐出する孔を備え、その孔の開口縁の一部分が前記回転軸線上に位置していることを特徴とする穴明け工具。In a drilling tool that has super hard abrasive grains at the tip to grind the work and rotates around the rotation axis to drill
A drilling tool, comprising: a hole that opens on a surface of the tip portion that contacts the workpiece and that discharges a grinding fluid, and a part of an opening edge of the hole is located on the rotation axis.
前記孔から吐出された研削液を前記先端部の前記ワークと接触する面へ導く複数の溝とを備えていることを特徴とする請求項1記載の穴明け工具。A pocket portion formed by cutting a part of the outer peripheral surface of the distal end portion and containing grinding chips generated when the work is ground,
2. The drilling tool according to claim 1, further comprising a plurality of grooves for guiding a grinding fluid discharged from the hole to a surface of the tip portion that comes into contact with the workpiece.
前記溝の形成された方向に対して回転方向に鈍角となるように前記穴明け工具を回転させることにより、前記ワークを加工することを特徴とする加工方法。In a machining method using the drilling tool according to claim 2,
A machining method for machining the workpiece by rotating the drilling tool so as to form an obtuse angle in a rotational direction with respect to a direction in which the groove is formed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003158844A JP2004358765A (en) | 2003-06-04 | 2003-06-04 | Perforating tool and processing method using it |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003158844A JP2004358765A (en) | 2003-06-04 | 2003-06-04 | Perforating tool and processing method using it |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007118133A (en) * | 2005-10-28 | 2007-05-17 | Ngk Insulators Ltd | Boring tool |
-
2003
- 2003-06-04 JP JP2003158844A patent/JP2004358765A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2007118133A (en) * | 2005-10-28 | 2007-05-17 | Ngk Insulators Ltd | Boring tool |
JP4693592B2 (en) * | 2005-10-28 | 2011-06-01 | 日本碍子株式会社 | Drilling tool |
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Legal Events
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