JP2006239827A - 深孔切削用ドリルヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】スパイラルマーク又はライフルマークと呼ばれる痕跡が被削材の孔壁に形成されるのを極力減少させることのできるガイドパッドを備えた深孔切削用ドリルヘッドを提供する。
【解決手段】ヘッド本体の先端面部に切刃を取り付け、その外周側にガイドパッド５を取り付けてなる深孔切削用ドリルヘッドにおいて、ガイドパッド５の主ガイド面６が、被削材に形成すべき孔の所定の曲率半径より小さい曲率半径Ｒ₆ のアール面に形成され、主ガイド面６と、主ガイド面６の左右両側部に形成された面取り部７ａ，７ｂとの間に、主ガイド面６の曲率半径Ｒ₆ より小さい曲率半径Ｒ₁₀のアール状副ガイド面部１０が形成されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、深孔などの切削加工に使用されるドリルヘッドに関するもので、ヘッド本体の先端面部に切刃を取り付け、その外周側にガイドパッドを取り付けてなる深孔切削用ドリルヘッドに関する。

図１の(a) は深孔切削用のドリルヘッドを示す側面図、(b) は平面図、(c) は(a) の矢印イから見た従来のガイドパッド１５の正面図であり、そして図２の(a) は図１の(c) に示す従来のガイドパッド１５の拡大正面図、(b) は(a) のロ−ロ線拡大断面図である。図１の(a) ，(b) に示すように、ヘッド本体１の先端面部に、中心側切削刃２、外周側切削刃３及び中間側切削刃４が取り付けられ、また外周面部にガイドパッド１５が取り付けられている。

ガイドパッド１５は、ドリルヘッドをサポートする機能と共に、外周側切削刃３で切削された切削部分を面潰し、即ちバーニッシングする機能を有するもので、被削材に形成される孔（図示せず）の所定の曲率半径よりも小さい曲率半径のアール面に形成された主ガイド面１６を有し、この主ガイド面１６ａの左右両側部には面取り部１７ａ，１７ｂが隣接して形成されている。尚、このガイドパッド１５の先端部には先端側面取り部２１，２２が形成され、後端部には後端側面取り部２３が形成されている。

深孔切削用ドリルヘッドによってワークＷに明けられる孔は、実際に、予定通りの真円には明かない。つまり、ドリルヘッドを回転駆動する機械のアライメントが悪かったり、ドリルヘッドの回転時に振動を生じたり、また工具に不具合があったりする等の原因によって、計算上では真円となるべき孔が、極端ではあるが、楕円形状となることがある。

図２の(b) は、上記のように楕円形状に明けられた孔の短径部分の壁面を従来のガイドパッド１５がバーニッシングしている状態を示したものであるが、この場合、楕円形状孔の短径部分の壁面１８の曲率半径Ｒ₁₈は、ガイドパッド１５の主ガイド面１６の曲率半径Ｒ₁₆よりも小さくなっていることから、ガイドパッド１５は、主ガイド面１６とこれの両側の面取り部１７ａとの夫々境界に形成されるエッジ部１９が壁面１８に当たることになる。

上記のように、主ガイド面１６とこれの両側の面取り部１７との夫々境界部に形成されるエッジ部１９が孔壁面１８に当たって、このようなエッジ部１９が孔壁１８を擦りながら、バーニッシングすることによって、加工された深孔の内周面全体には、図３の(a) や(b) に示すような、スパイラルマーク又はライフルマークと呼ばれる痕跡Ｍが形成される。このようなスパイラルマーク又はライフルマークと呼ばれる痕跡Ｍが全く形成されないように加工するのは、現実には非常に難しいが、極めて微小な痕跡であるにしても、孔壁面１８に形成される傷であるから、できるだけ減少させることが望ましい。

本発明は、上記のようにスパイラルマーク又はライフルマークと呼ばれる痕跡が被削材の孔壁に形成されるのを極力減少させることのできるガイドパッドを備えた深孔切削用ドリルヘッドを提供することを目的とする。

上記課題を解決するための手段を、後述する実施形態の参照符号を付して説明すると、請求項１に係る発明は、ヘッド本体１の先端面部に切刃２，３，４を取り付け、その外周側にガイドパッド５を取り付けてなる深孔切削用ドリルヘッドにおいて、
ガイドパッド５の主ガイド面６が、被削材に形成すべき孔の所定の曲率半径より小さい曲率半径Ｒ₆ のアール面に形成され、この主ガイド面６とこれの左右両側部に形成された面取り部７ａ，７ｂとの間に、主ガイド面６の曲率半径Ｒ₆ より小さい曲率半径Ｒ₁₀のアール状副ガイド面部１０が形成されていることを特徴とする。

請求項２は、請求項１に記載の深孔切削用ドリルヘッドにおいて、前記アール状副ガイド面部１０の左右方向幅Ｈは約０．１ｍｍ〜約２．０ｍｍの範囲であることを特徴とする。

上記解決手段による発明の効果を、後述する実施形態の参照符号を付して説明すると、請求項１に係る発明によれば、主ガイド面６と、この主ガイド面６の左右両側部に形成された面取り部７ａ，７ｂとの間に、エッジや角が立たないように主ガイド面６の曲率半径Ｒ₆ より小さい曲率半径Ｒ₁₀のアール状副ガイド面部１０を形成したことにより、真円に明けられるべき孔が楕円形状に明けられていて、その孔の壁面１８にガイドパッド５が摺接する時に、このガイドパッド５によって孔壁面には、スパイラルマーク又はライフルマークと呼ばれる痕跡はほとんど形成されず、またそのような痕跡が形成されるとしても、ごくわずかとなる。

請求項２に係る発明によれば、アール状副ガイド面部１０の左右方向の幅Ｈは、ガイドパッド５のサイズにより、約０．１ｍｍ〜約２．０ｍｍの範囲に設定するのが望ましい。その幅Ｈが約０．１ｍｍ以下では、副ガイド面部１０の加工が非常に難しく、またその幅Ｈは約２．０ｍｍ程度であれば、いびつな孔の壁面１８をガイドするのに十分となるからである。

以下に本発明の好適な実施形態について図４〜図６を参照しながら説明すると、図４の(a) は本発明に係るガイドパッド５の拡大正面図、(b) は(a) のＸ−Ｘ線断面図であり、図５は図４の(b) の拡大図、図６は図５の一部拡大図である。これらの図面から分かるように、本発明に係るガイドパッド５は、主ガイド面６が被削材の孔壁（図示省略）の曲率半径より小さい曲率半径Ｒ₆ のアール面に形成されており、そしてこの主ガイド面６と、主ガイド面６の左右両側部に形成された面取り部７ａ，７ｂとの間に、主ガイド面６の曲率半径Ｒ₆ より小さい曲率半径Ｒ₁₀の副ガイド面１０が夫々形成されている。尚、このガイドパッド５の先端部には先端側面取り部２１，２２が形成され、後端部には後端側面取り部２３が形成されている。

尚、図４の(b) において、１２及び１３は主ガイド面６の上側部に形成された上段側及び下段側面取り部を示し、１４は主ガイド面６の下側部に形成された面取り部を示す。

図５及び図６において、Ｈは主ガイド面６と左右各面取り部７ａ，７ｂとの間に形成された副ガイド面１０の左右方向幅、つまり副ガイド面１０の左右方向形成範囲を示すもので、この左右方向幅Ｈは、ガイドパッド５の大きさによって異なるが、この好ましくは、約０．１ｍｍ〜約２．０ｍｍの範囲で設定される。また図５及び図６のＲ₁₀は、左右方向幅Ｈ間に形成される副ガイド面１０の曲率半径を示したものである。

図６から分かるように、主ガイド面６と各副ガイド面１０との間、及び各副ガイド面１０と左右各面取り部７ａ，７ｂとの間には夫々エッジや角が立たず、主ガイド面６と各副ガイド面１０とが連続したアール面を形成すると共に、副ガイド面１０のアール面部から左右面取り部７ａ，７ｂの平面部へと漸次面一状に連続するようになっている。

このガイドパッド５の製作にあたっては、主ガイド面６及び面取り部７ａ，７ｂを夫々円筒研磨機で所定形状に仕上げた後、主ガイド面６と面取り部７ａ，７ｂとの間の副ガイド面部１０を、ダイヤモンド粉末によりラッピング（研磨の一種）加工して、主ガイド面６の曲率半径Ｒ₆ よりも小さい曲率半径Ｒ₁₀のアール面に仕上げるようになっている。

本発明に係るガイドパッド５では、主ガイド面６と、この主ガイド面６の左右両側部に形成された面取り部７ａ，７ｂとの間に、エッジや角が立たないように主ガイド面６の曲率半径Ｒ₆ より小さい曲率半径Ｒ₁₀のアール状副ガイド面部１０を形成したことにより、真円に明けられるべき孔が、いびつな形状に明けられて、その孔の壁面にガイドパッド５が摺接する時に、このガイドパッド５によって、孔壁面にスパイラルマーク又はライフルマークと呼ばれる痕跡は形成されず、またそのような痕跡が形成されるとしても、ごくわずかである。

図４の(a) 、図５及び図６は、ワークＷに明けられた孔が、例えば極端ではあるが、楕円形状をなしていて、その孔の短径部分の孔壁面１８にガイドパッド５が摺接してバーニッシングしている状態を示している。この場合、楕円形状孔の短径部分の孔壁面１８の曲率半径Ｒ₁₈が、ガイドパッド５の主ガイド面１６の曲率半径Ｒ₁₆より小さく、しかして主ガイド面６と左右両側面取り部７ａ，７ｂとの間に夫々形成された副ガイド面部１０が孔壁面１８に当たることになるが、副ガイド面部１０はアール面状であることから、孔壁面１８には、従来のガイドパッド１５によるようなスパイラルマークやライフルマークと云うような痕跡は殆ど形成されることがなく、その状態を図７に示す。

特に、副ガイド面部１０は、主ガイド面６の曲率半径Ｒ₆ よりも小さい曲率半径Ｒ₁₀のアール状に形成されているから、主ガイド面６と、この主ガイド面６の左右両側部に形成された面取り部７ａ，７ｂとの間に、エッジや角が立たず、主ガイド面６と各副ガイド面１０とが連続したアール面を形成すると共に、各副ガイド面１０のアール面部から左右各面取り部７ａ，７ｂの平面部へと面一状に連続するようになっているから、孔壁面１８に対する副ガイド面部１０の摺接が滑らかとなる。

またアール状副ガイド面部１０の左右方向の幅Ｈは、ガイドパッド５のサイズにより、約０．１ｍｍ〜約２．０ｍｍの範囲で設定するのが望ましい。これは、その幅Ｈが約０．１ｍｍ以下では、副ガイド面部１０の加工が非常に難しくなるからであり、またその幅Ｈは約２．０ｍｍ程度であれば、いびつな孔の壁面１８をガイドするのに十分となるからである。

(a) は深孔切削用のドリルヘッドを示す側面図、(b) は平面図、(c) は(a)の矢印イから見た従来のガイドパッドの正面図である。 (a) は図１の(c) に示す従来のガイドパッドの拡大正面図、(b) は(a) のロ−ロ線拡大断面図である。 (a) 及び(b) はワークに明けられた孔の壁面に形成されたスパイラルマーク又はライフルマークと呼ばれる痕跡を示すもので、その孔の一端側からその内周面を見た斜視図である。 (a) は本発明に係るガイドパッドの拡大正面図、(b) は(a) のＸ−Ｘ線断面図である。 図４の(b) の拡大図である。 図５の一部拡大図である。 本発明に係るガイドパッドを使用して加工した孔壁面を示すもので、その孔の一端側からその内周面を見た斜視図である。

符号の説明

１ ヘッド本体
２〜４ 切刃
５ ガイドパッド
６ 主ガイド面
Ｒ₆ 主ガイド面の曲率半径
７ａ，７ｂ 面取り部
１０ 副ガイド面部
Ｒ₁₀ 副ガイド面部の曲率半径

Claims (2)

1. ヘッド本体の先端面部に切刃を取り付け、その外周側にガイドパッドを取り付けてなる深孔切削用ドリルヘッドにおいて、
   ガイドパッドの主ガイド面が、被削材に形成すべき孔の所定の曲率半径より小さい曲率半径のアール面に形成され、この主ガイド面とこれの左右両側部に形成された面取り部との間に、主ガイド面の曲率半径より小さい曲率半径のアール状副ガイド面部が形成されていることを特徴とする深孔切削用ドリルヘッド。
2. 前記アール状副ガイド面部の左右方向幅は約０．１ｍｍ〜約２．０ｍｍの範囲である請求項１に記載の深孔切削用ドリルヘッド。
   

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