JP2005161461A

JP2005161461A - 面取り刃付きドリル

Info

Publication number: JP2005161461A
Application number: JP2003403361A
Authority: JP
Inventors: Naohiro Nakamura; 直宏中村
Original assignee: Sumitomo Electric Hardmetal Corp
Current assignee: Sumitomo Electric Hardmetal Corp
Priority date: 2003-12-02
Filing date: 2003-12-02
Publication date: 2005-06-23

Abstract

【課題】面取り刃によって加工される面の角度が常に一定し、また、切り屑の噛込による面取り刃の没入動作の悪化、それによる面取り刃の欠損が起こらず、加工穴の開口縁に生じるバリの除去などを穴あけと同時に安定して行える面取り刃付きドリルを提供する。
【解決手段】外端部に面取り刃１３ａ、１３ｂを有する面取りユニット１１をドリルの本体部２にドリル径方向スライド可能に組み込み、その面取りユニット１１を弾性体１４で付勢して面取り刃１３ａ、１３ｂをランド部の外周に突出させ、この面取りユニット１１が弾性体１４の力を上回る荷重でドリルの回転中心側にスライドして面取り刃１３ａ、１３ｂがランド部の内部に没入するようにした。
【選択図】図１

Description

この発明は、金属の穴あけに用いるドリル、詳しくは、加工穴の開口縁に生じるバリの除去を穴あけと同時に行える面取り刃付きドリルに関する。

ドリルによる穴あけ加工では、加工した穴の出入り口の縁にバリが発生する。そこで、穿孔と同時のバリ取りを可能にしたドリルが種々提案されている。

例えば、下記特許文献１には、ドリルのランド部にフレーム状カートリッジを回転中心軸とほぼ平行に沈め、回転中心軸と直角向きの支持ピンを支点にしてシーソ運動可能なこのカートリッジにランド部に没入可能な面取り刃（バリ取り刃）を設け、カートリッジの片端を弾性体で付勢して面取り刃をランド部の外周に突出させ、この突出力をカートリッジと弾性体との間に介在したスペーサの厚みを変えて調整するドリルが開示されている。

また、下記特許文献２には、弾性変形可能なアームの自由端にバリ取用の補助刃物を設けたドリルが開示され、さらに、下記特許文献３には、ランド部にバリ取りチップそのものをシーソ運動可能に組み付けたドリルが開示されている。

このほか、下記特許文献４には、支持ピンを支点にしてシーソ運動させる面取り用チップの後端にばねの力を作用させてチップ先端の面取り刃をランド部の外周に突出させるドリルが、また、下記特許文献５には、シーソ運動して面取り刃を出没させるカートリッジと、ばねによるカートリッジ付勢力の調整機構を有するドリルが各々開示されている。
特開２００３−１２７０１７号公報特許第２６４１６９４号公報特開平１１−３０９６０５号公報実開平６−９８１２号公報特開２００３−１１０１１号公報

上述した特許文献１〜５のドリルは、いずれも、面取り刃が揺動支点を基準にシーソ運動してランド部から出没する構造になっているため、面取り刃の刃先角度がシーソ運動によって変化し、面取り刃によって加工される面の角度が一定しない。

また、シーソ運動によって面取り刃を出没させる構造では、シーソ運動する部材例えばカートリッジの周囲に大きな隙間が生じ、その隙間に切り屑が噛込んでカートリッジの動きが悪化し、面取り刃に加わる負荷が大きくなって刃先が欠損し易い。

このほか、切削条件や被削材の種類によって面取り刃の適性な突出力が変わるが、この突出力（ばねによる付勢力）の調整ができないものは切削条件や被削材の変更により面取り量が変化し、また、付勢力を調整可能となしたものも、調整のための部品交換を必要としたり、調整機構の組み込みスペースが大きくなったりする不具合があった。

この発明は、これらの不具合を解消することを課題としている。

上記の課題を解決するため、この発明においては、外端部に面取り刃を有する面取りユニットをドリルの本体部に径方向スライド可能に組み込み、その面取りユニットを弾性体で付勢して前記面取り刃をランド部の外周に突出させ、この面取りユニットが前記弾性体の力を上回る荷重でドリルの回転中心側にスライドして前記面取り刃がランド部の内部に没入するようにした。

この面取り刃付きドリルは、下記の形態のものが特に好ましい。
（１）面取りユニットの基部を円柱状にしてこの基部をドリルに設けた丸穴のガイド穴に回り止めを施して径方向スライド自在に挿入し、この基部に前記面取り刃を構成する刃先交換が可能なスローアウェイチップを装着したもの。
（２）面取りユニットの基部を角柱状にしてこの基部をドリルに設けた角穴のガイド穴にスライド自在に挿入し、この基部に前記面取り刃を構成する刃先交換が可能なスローアウェイチップを装着したもの。
（３）刃先交換式ドリルに前記面取りユニットと前記弾性体を設けたもの。
（４）弾性体の力を変化させる弾性圧調整機構を備えさせたもの。

この発明のドリルは、面取りユニットをドリル径方向にスライドさせて面取り刃をランド部から出没させるので、面取り刃の没入量が変化してもその面取り刃の角度が常に一定し、その刃による面取り角が一定したものになる。

また、上記（１）の形態のドリルは、面取りユニットの円柱状基部と丸穴のガイド穴の加工が簡単で加工費が安価になる。上記（２）の形態のドリルも、角穴のガイド穴の加工は前者よりも面倒になるが、基部の回り止めを設ける必要がなく、コスト低減が図れる。さらに、この（１）、（２）の形態のドリルは、刃先交換可能なスローアウェイチップを採用したことにより刃先の再生も安価に簡単に行える。

上記（３）の形態のドリルは、ドリルの刃先を交換できるので、ドリルの刃先再生のための再研磨が不要であり、ドリル本体の再使用を繰り返して工具費を低減することができる。再研磨タイプのドリルは、再研磨ができなくなったら、面取りユニットが健全でも寿命として廃棄されるが、その無駄がでない。

さらに、上記（４）の形態のドリルは、被削材、切削条件、刃先摩耗状況にあった面取り量を部品を交換せずに調整することができ、調整作業の作業性が大幅に向上する。

以下、この添付図面に基づいてこの発明の実施の形態を説明する。図１に示す面取り刃付きドリル１は、刃先交換式ドリルにこの発明を適用したものである。刃先交換式ドリルは、シャンク３を有する本体部２の前面２ａにヘッド４を着脱自在に装着して構成される。本体部２と締結ボルト５で締めつけてその本体部２に接続するヘッド４には２条のねじれ溝６が設けられている。また、図示のヘッド４には、回転中心対称形状の２枚の切れ刃７が設けられている（図１（ｃ）参照）。

本体部２の前面２ａには、図１（ｄ）に示すように、ドリルの回転中心側に向かって深さが次第に浅くなるＶ溝８が放射状配置にして設けられている。この前面２ａに突き合わせるヘッド部４の背面にも、Ｖ溝８に対応させたＶ溝９が設けられ、Ｖ溝９の溝間の凸部がＶ溝８の溝部に、Ｖ溝８の溝間の凸部がＶ溝９の溝部に各々嵌まり込んでヘッド４が本体部２の先端に強固に固定されるようになっている。

図１のドリルは、本体部２の先端から少し後退した位置のランド部に半径方向の丸穴のガイド穴１０をあけ、そのガイド穴１０に面取りユニット１１をスライド自在に組み込んでいる。

面取りユニット１１は、基部１２の外端にスローアウェイチップ１３をクランプねじ２２で取り付けたものを用いている（図２参照）。スローアウェイチップ１３は、９０°回転させて刃先を交換するタイプのものを用いており、経済性に優れる。

また、図１（ｆ）に示すように、本体部２に軸方向の穴をあけてその穴に弾性体１４（圧縮コイルばね）を挿入し、その弾性体１４でボール１５を押圧し、このボール１５を面取りユニット１１の基部１２に設けたテーパ面１２ａ（図２を同時参照）に押し当てて面取り刃１３ａ、１３ｂをランド部の外周に突出させるようにしている。面取り刃１３ａはドリルで加工した穴の入口側の縁のバリを削り取る表面取り用、面取り刃１３ｂはドリルで加工した穴の出口側の縁のバリを削り取る裏面取り用である。

さらに、面取りユニット１１を回り止めするために、基部１２の側部にスプリングピン１６を取り付け、このスプリングピン１６を本体部２に設けた半径方向のキー溝１７に係合させている（図１（ｄ）〜（ｆ）参照）。スプリングピン１６は、面取りユニット１１をガイド穴１０に挿入した後に本体部２の前方から基部１２に打ち込まれる。

図１（ｂ）、（ｅ）の１８は、ランド部に設けた面取り刃用の切り屑ポケットである。

このように構成した図１の面取り刃付きドリルは、面取り時に、面取りユニット１１が切削抵抗によるドリル内部への没入力と弾性体１４による付勢力のバランス点に移動し、さらに、面取りユニット１１に加わる荷重が弾性体１４による付勢力を上回ると図１（ｇ）に示すように面取り刃１３ａ、１３ｂのほぼ全体がランド部の内部に没入するが、その移動が起こっても面取り刃の傾き角は変化せず、そのため、穴縁の面取り角が一定したものになる。

また、面取りユニット１１の基部１２が円柱状、ガイド穴１０が丸穴であるためそれらの加工が簡単に行え、なおかつ、スローアウェイチップを採用しているため面取り刃の再生も容易である。

さらに、刃先交換式ドリルにこの発明を適用しているので、本体部２の再使用を繰り返すことができ、経済性に優れる。

このほか、図１のドリルは、面取り機構を十分に小さくすることができ、小径ドリルでも面取り機構の設置制限を受け難い。被削材や加工条件等が一定している場合には、この構造でも十分に用が足りる。

図３（ａ）は、弾性体１４による付勢力を変化させる弾性圧調整機構を付与した例を示している。図に示すように、面取りユニット１１の基部１２の内端に、他端に鍔を有するピン１９の一端を当接させている。ピン１９はドリル中心の芯厚部に設けた穴にスライド自在に通しており、このピン１９を介して面取りユニット１１を弾性体（図のそれは圧縮コイルばね）１４で付勢し、スローアウェイチップ１３に形成された面取り刃１３ａ、１３ｂをランド部の外周に突出させるようにしている。

弾性体１４は、ガイド穴１０とは反対側からランド部にあけた穴に調整ねじ２０をねじ込み、その調整ねじ２０で反力を受けるようにしており、調整ねじ２０のねじ込み量を変化させて弾性体１４による付勢力を部品交換をせずに調整することができる。その他の構成、それによる作用、効果は、図１のドリルと殆ど変わるところがないので、再説明を省く。

なお、ピン１９と弾性体１４と調整ねじ２０として、これ等を一体化した図３（ｂ）に示すようなスプリングプランジャ２１を使用すると、製造、組立が容易になってドリルが更に好ましいものになる。

（ａ）この発明のドリルの実施形態を示す側面図、（ｂ）同上のドリルの先端側を拡大して示す側面図、（ｃ）同上のドリルの拡大正面図、（ｄ）ドリルの本体部の正面図、（ｅ）図１（ｂ）のＡ−Ａ線に沿った断面図、（ｆ）図１（ｂ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図、（ｇ）面取り刃が没入した状態を示す図図１のドリルに採用した面取りユニットの斜視図（ａ）は他の実施形態の要部を示す断面図、（ｂ）はスプリングプランジャの断面図

符号の説明

１面取り刃付きドリル
２本体部
３シャンク
４ヘッド
５締結ボルト
１０ガイド穴
１１面取りユニット
１２基部
１２ａテーパ面
１３スローアウェイチップ
１３ａ、１３ｂ面取り刃
１４弾性体
１５ボール
１６スプリングピン
１７キー溝
１８切り屑ポケット
１９ピン
２０調整ねじ

Claims

外端部に面取り刃を有する面取りユニットをドリルの本体部にドリル径方向スライド可能に組み込み、その面取りユニットを弾性体で付勢して前記面取り刃をランド部の外周に突出させ、この面取りユニットが前記弾性体の力を上回る荷重でドリルの回転中心側にスライドして前記面取り刃がランド部の内部に没入するようにした面取り刃付きドリル。
前記面取りユニットの基部を円柱状にしてこの基部をドリルに設けた丸穴のガイド穴に基部の回り止めを施して径方向スライド自在に挿入し、この基部に前記面取り刃を構成する刃先交換が可能なスローアウェイチップを装着した請求項１に記載の面取り刃付きドリル。
前記面取りユニットの基部を角柱状にしてこの基部をドリルに設けた角穴のガイド穴にスライド自在に挿入し、この基部に前記面取り刃を構成する刃先交換が可能なスローアウェイチップを装着した請求項１に記載の面取り刃付きドリル。
刃先交換式ドリルに前記面取りユニットと前記弾性体を設けた請求項１乃至３のいずれかに記載の面取り刃付きドリル。
前記弾性体の力を変化させる弾性圧調整機構を備えさせた請求項１乃至４のいずれかに記載の面取り刃付きドリル。