JP2008087126A

JP2008087126A - 刃具及び刃具を用いた加工方法

Info

Publication number: JP2008087126A
Application number: JP2006272237A
Authority: JP
Inventors: Toshiki Hirukawa; 俊樹蛭川; Hideki Hayashi; 英樹林; Hiroki Nakagawa; 浩樹中川
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2006-10-03
Filing date: 2006-10-03
Publication date: 2008-04-17
Also published as: US20080080939A1; US8052355B2

Abstract

【課題】折損を抑制することができる刃具を提供する。
【解決手段】シャンク部１０とシャンク部１０よりも小径の加工部とを備え、内周面が曲面である開口部４４０を有する被加工体４００に対して、上面部４３０から開口部４４０に達する貫通孔４５０ａを形成すると共に、開口部４４０の内周面における第二の加工予定部４６０を加工するドリル１００であって、加工部は、先端領域に切刃部３２と周囲に切刃部３２によって加工された切屑を外部に排出する切屑排出溝３３を有する溝部３０と、溝部３０とシャンク部１０との間に略柱状の形状をなし、切刃部３２を開口部４４０の内周面における第二の加工予定部４６０に導くセルフガイド部２０とを備えるものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、刃具及び刃具を用いた加工方法に関するものである。

従来、切屑排出溝を有する刃具の折損を抑制するものとして特許文献１に示すものがあった。特許文献１に示す刃具は、先端部の表面には硬質被膜が被覆することによって折損を防止するものである。
特開２００４−１６７６５８号公報

しかしながら、図５（ａ）に示すように、内周面が曲面である開口部３１０を有するような被加工体３００に対して、表面から開口部３１０まで貫通する貫通孔である第一の加工予定部３２１を加工し、さらに、開口部３１０の内周面における第一の加工予定部３２１に対応する位置にある第二の加工予定部３２２を加工しようとした場合に刃具２００が折れる可能性がある。

つまり、第一の加工予定部３２１の表面は略平坦面であるのに対して、第二の加工予定部３２２の表面は曲面である。したがって、図５（ｂ）に示すように、刃具２００にて第一の加工予定部３２１を加工して貫通孔３２１ａを設けた後、続けて第二の加工予定部３２２を加工しようとした場合、刃具２００が第二の加工予定部３２２の表面（曲面）に沿って流れてしまう。このとき、刃具２００の上側部は貫通孔３２１ａに配置された状態となる。

この刃具２００における貫通孔３２１ａに配置された状態となっている箇所には、切屑排出溝が形成されており、切屑排出溝が形成されてない場合に比べて折れやすい。よって、刃具２００の上側部が貫通孔３２１ａに配置された状態で、刃具２００が第二の加工予定部３２２の表面（曲面）に沿って流れてしまうと、その刃具２００における貫通孔３２１ａに固定された部位の付近に応力がかかり折れてしまう可能性がある。

また、このような刃具２００の折損を防止するためには、まず、刃具２００で第一の加工予定部３２１を加工する。その後、別の治具にて第二の加工予定部３２２の表面を平坦化する処理を行う。そして、再度、刃具２００にて第二の加工予定部３２２を加工することが考えられる。しかしながら、このように別の治具にて第二の加工予定部３２２の表面を平坦化する処理を行うと、その分だけ加工時間がかかりコストアップにつながるという問題がある。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、折損を抑制することができる刃具を提供することを第一の目的とし、加工時間の増加を抑制することができる刃具による加工方法を提供することを第二の目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の刃具は、シャンク部とシャンク部よりも小径の加工部とを備え、内周面が曲面である開口部を有する被加工体に対して、一表面から開口部に達する貫通孔を形成すると共に、開口部の内周面における貫通孔に対応する位置を加工する刃具であって、加工部は先端領域に切刃部と周囲に切刃部によって加工された切屑を外部に排出する切屑排出溝を有する溝部と、溝部とシャンク部との間に略柱状の形状をなし、切刃部を開口部の内周面における貫通孔に対応する位置に導くセルフガイド部とを備えることを特徴とするものである。

このようにすることによって、内周面が曲面である開口部を有する被加工体に対して、一表面から開口部に達する貫通孔を形成すると共に、開口部の内周面における貫通孔に対応する位置を加工する場合であっても、溝部は略柱状のセルフガイド部によって開口部の内周面における貫通孔に対応する位置に導かれ、切屑排出溝が形成された部位が貫通孔に配置されることを抑制することができる。したがって、開口部の内周面における貫通孔に対応する位置を加工する場合に、切刃部が開口部の曲面に沿って流れることによって生じる折損を抑制することができる。

また、溝部は、請求項２に示すように、被加工体の被加工長さに対応する長さとすると好ましい。溝部は、被加工体の被加工長さに対応する長さだけあれば十分に被加工体を加工することができる。したがって、比較的強度の弱い溝部を加工に必要な長さとすることができ、より一層折損を抑制することができる。

また、請求項４に示すように、切刃部は、略平坦面としてもよい。このようにすることによって、切刃部が開口部の内周面における貫通孔に対応する位置を加工する場合、この切刃部によって開口部の内周面が略平坦化されるので、切刃部が開口部の曲面に沿って流れることをより一層抑制することができ折損をより一層抑制することができる。

また、請求項５に示すように、シャンク部の直径は、加工部の直径の略２倍とするとこのましい。このようにすることによって加工部とシャンク部との境界付近における強度を向上させることができる。

また、請求項６に刃具を用いた加工方法では、シャンク部とそのシャンク部よりも小径の加工部とを備え、加工部が先端領域に切刃部と周囲に切刃部によって加工された切屑を外部に排出する切屑排出溝とを有する溝部と、溝部とシャンク部との間に略柱状の形状をなし、切刃部を開口部の内周面における貫通孔に対応する位置に導くセルフガイド部とを備える刃具を用いて、内周面が曲面である開口部を有した被加工体を加工する方法であって、溝部にて被加工体における一表面から開口部に達する貫通孔を形成する第一工程と、第一工程に連続して行われるものであり、加工部におけるセルフガイド部が貫通孔に配置された状態で溝部にて開口部の内周面における貫通孔に対応する部位を加工する第二工程とを備えることを特徴とするものである。

このようにすることによって、溝部は略柱状のセルフガイド部によって開口部の内周面における貫通孔に対応する位置に導かれ、切屑排出溝が形成された部位が貫通孔に配置されることを抑制することができ、切刃部が開口部の曲面に沿って流れることによって生じる折損を抑制しつつ開口部の内周面における貫通孔に対応する位置を加工することができる。したがって、別治具を用いた加工を行うことなく、内周面が曲面である開口部を有する被加工体に対して、一表面から開口部に達する貫通孔を形成すると共に、開口部の内周面における貫通孔に対応する位置を加工することができ、加工時間の増加を抑制することができる。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。なお、本実施の形態においては、本発明における刃具をその一例であるドリルに適用した例を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態におけるドリル１００の概略構成を示す側面図である。図２は、本発明の実施の形態におけるドリル１００の先端部の概略構成を示す側面図である。図３は、本発明の実施の形態における被加工体の概略構成を示す側面図である。図４は、被加工体３００の概略構成を示す正面図であり、（ｂ）は、従来技術における刃具２００によって被加工体３００を加工する際の概略構成を示す正面図である。

本実施の形態における超硬合金などからなり、回転することよって被加工体を加工する刃具である。ドリル１００は、図１に示すように、回転軸Ｏを中心とした概略円柱状をなし、その後端部はシャンク部１０が形成されており、シャンク部１０の先端にはシャンク部１０よりも小径、例えばシャンク部１０の直径の約半分の直径の加工部が形成されている。この加工部は、シャンク部１０に接続されるセルフガイド部２０とセルフガイド部２０に接続される溝部３０とが形成される。

セルフガイド部２０は、略柱状の形状、つまり、後ほど説明する溝部３０に形成される切屑排出溝３３などの溝が形成されない部位である。そして、セルフガイド部２０は、溝部３０（切刃部３２）を後ほど説明する被加工体４００における開口部４４０の内周面の第二の加工予定部４６０に導くと共に、ドリル１００の折損を防止するためのものである。

溝部３０は、先端領域に切刃部３２と周囲に切刃部３２によって加工された切屑を外部に排出する切屑排出溝３３を有する。この溝部３０は、切屑排出溝３３が形成されているため、切屑排出溝３３が形成されてないセルフガイド部２０に比べて強度が劣る（弱い）ものである。

この溝部３０は、被加工体の被加工長さに対応する長さだけあれば十分に被加工体４００を加工することができる。すなわち、溝部３０は、被加工体４００の被加工長さ、本実施の形態においては第一の加工予定部４５０及び第二の加工予定部４６０の深さだけあれば、被加工体４００を加工しながら、切屑排出溝３３から切屑を外部に排出することができる。したがって、溝部３０は、被加工体４００の被加工長さに対応する長さとすることによって、比較的強度が劣る（弱い）部分を必要最低限の長さにすることができ、ドリル１００の折損をより一層抑制することができて好ましい。

切刃部３２は、実際に被加工体４００を加工する部位であり、平坦面の形状をなすものである。ただし、図２に示すように、切刃部３２は、外周部から中心（回転軸Ｏ）に向かうに連れてシャンク部１０方向へ若干傾斜する略平坦面であってもよい。そして、切刃部３２は、中心（回転軸Ｏ）に加工方向を決定付けるための、すなわち加工方向を真っ直ぐにするための突部３１が形成される。このように切刃部３２を平坦面、もしくは略平坦面にすることによって、切刃部３２が第二の加工予定部４６０を加工する場合、この切刃部３２によって開口部４４０の内周面が略平坦化されるので、切刃部３２が開口部４４０の曲面に沿って流れることをより一層抑制することができ折損をより一層抑制することができる。

切屑排出溝３３は、ドリル１００の先端の切刃部３２から後端側に向けてセルフガイド部２０の直前まで形成された一対の溝である。この一対の切屑排出溝３３は、ドリル１００の回転軸に対して互いに対称に、かつ後端側に向かうに従い回転軸を中心として穴明け加工時のドリル回転方向の後方側に捩れる螺旋状に形成される。この切屑排出溝３３によって、切刃部３２による加工によって生じた被加工体４００の切屑が加工部位から排出される。なお、ドリル１００内には、シャンク部１０の後端から切刃部３２の先端側にかけて、クーラント供給用の一対のクーラント供給穴を設けるようにしてもよい。

ここで、本実施の形態におけるドリル１００による加工方法について説明する。図３は、本発明の実施の形態における被加工体の概略構成を示す側面図である。図４は、被加工体３００の概略構成を示す正面図であり、（ｂ）は、従来技術における刃具２００によって被加工体３００を加工する際の概略構成を示す正面図である。なお、図４は、被加工体４００における加工対象領域を簡略化して示したものである。

本実施の形態におけるドリル１００は、図３に示すような被加工体４００を加工する刃具に適用して好適なものである。図３及び図４に示す被加工体４００は、自動車のアンチスキッドブレーキシステムに適用されるものであり、電磁弁が挿入される開口部、ポンプが挿入される開口部４４０、油圧回路を構成する穴である貫通孔４５０ａ、第二の加工部４６０ａなどが形成されるハウジングである。

図３に示すように、被加工体４００は、電磁弁などが挿入される開口部が形成された平面部４１０を有する。そして、この平面部４１０には、ポンプが挿入される開口部４４０が形成される部位であり、平面部４１０から突出した突出部４２０が形成される。また、開口部４４０は、内周面が曲面である。

そして、符号４５０は、ドリル１００によって突出部４２０の上面部４３０から開口部４４０に達する貫通孔が形成される予定の第一の加工予定部である。符号４６０は、ドリル１００によって開口部４４０の内周面における貫通孔４５０ａに対応する位置に第二の加工部４６０ａが形成される予定の第二の加工予定部である。

まず、図４（ａ）に示すように、ドリル１００の溝部３０（切刃部３２）にて第一の加工予定部４５０に貫通孔４５０ａを形成する（第一工程）。すなわち、ドリル１００の溝部３０（切刃部３２）にて被加工体４００における一表面（上面部４３０）から開口部４４０に達する貫通孔４５０ａを形成する。

そして、この貫通孔４５０ａを形成する第一工程に続いて（連続して）、図４（ｂ）に示すように、開口部４４０の内周面における貫通孔４５０ａに対応する位置にある第二の加工予定部４６０を加工して第二加工部４６０ａを形成する（第二工程）。このとき、セルフガイド部２０が貫通孔４５０ａに配置された状態で溝部３０（切刃部３２）にて第二の加工予定部４６０を加工する。

このようにすることによって、溝部３０はセルフガイド部２０によって第二の加工予定部４６０に導かれ、切屑排出溝３３が形成された部位（溝部３０）が貫通孔４５０ａに配置されることを抑制することができ、切刃部３２が開口部４４０の曲面に沿って流れることによって生じる折損を抑制しつつ第二の加工予定部４６０を加工することができる。したがって、別治具を用いた加工を行うことなく、内周面が曲面である開口部４４０を有する被加工体４００に対して、上面部４３０から開口部４４０に達する貫通孔４５０ａを形成すると共に、開口部４４０の内周面における第二の加工予定部４６０を加工することができ、加工時間の増加を抑制することができる。

本発明の実施の形態におけるドリル１００の概略構成を示す側面図である。本発明の実施の形態におけるドリル１００の先端部の概略構成を示す側面図である。本発明の実施の形態における被加工体の概略構成を示す側面図である。（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態における加工方法を示す図面である。（ａ）は、被加工体３００の概略構成を示す正面図であり、（ｂ）は、従来技術における刃具２００によって被加工体３００を加工する際の概略構成を示す正面図である。

符号の説明

１０シャンク部、２０セルフガイド部、３０溝部、３１突部、３２切刃部、３３切屑排出溝、１００ドリル、３００被加工体、３１０開口部、３２１第一の加工予定部、３２２第二の加工予定部、３２１ａ貫通孔、４００被加工体、４１０平面部、４２０突出部、４３０上面部、４４０開口部、４５０第一の加工予定部、４６０第二の加工予定部、４５０ａ貫通孔、４６０ｂ第二の加工部

Claims

シャンク部と当該シャンク部よりも小径の加工部とを備え、内周面が曲面である開口部を有する被加工体に対して、一表面から前記開口部に達する貫通孔を形成すると共に、前記開口部の内周面における前記貫通孔に対応する位置を加工する刃具であって、
前記加工部は、先端領域に切刃部と周囲に当該切刃部によって加工された切屑を外部に排出する切屑排出溝を有する溝部と、
前記溝部と前記シャンク部との間に略柱状の形状をなし、前記切刃部を前記開口部の内周面における前記貫通孔に対応する位置に導くセルフガイド部と、
を備えることを特徴とする刃具。
前記溝部は、前記被加工体の被加工長さに対応する長さであることを特徴とする請求項１に記載の刃具。
前記切刃部は、略平坦面であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の刃具。
前記シャンク部の直径は、前記加工部の直径の略２倍であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の刃具。
シャンク部と当該シャンク部よりも小径の加工部とを備え、前記加工部が先端領域に切刃部と周囲に当該切刃部によって加工された切屑を外部に排出する切屑排出溝とを有する溝部と、前記溝部と前記シャンク部との間に略柱状の形状をなし、前記切刃部を前記開口部の内周面における前記貫通孔に対応する位置に導くセルフガイド部とを備える刃具を用いて、内周面が曲面である開口部を有した被加工体を加工する方法であって、
前記溝部にて前記被加工体における一表面から前記開口部に達する貫通孔を形成する第一工程と、
前記第一工程に連続して行われるものであり、前記加工部における前記セルフガイド部が前記貫通孔に配置された状態で前記溝部にて前記開口部の内周面における前記貫通孔に対応する部位を加工する第二工程と、
を備えることを特徴とする刃具を用いた加工方法。