JP2009220210A

JP2009220210A - ガンドリル

Info

Publication number: JP2009220210A
Application number: JP2008066252A
Authority: JP
Inventors: Takuji Nomura; 倬司野村
Original assignee: Unitac Inc
Current assignee: Unitac Inc
Priority date: 2008-03-14
Filing date: 2008-03-14
Publication date: 2009-10-01
Also published as: CN101932399A; WO2009113207A1; EP2216115A4; US20110008116A1; EP2216115A1; KR20110003461A; CN101932399B

Abstract

【課題】切刃やガイドパッドがロウ付けタイプであったり、切切屑排出溝の開き角度が大きかったり、工具径が小さい場合でも、切削部位へ充分なクーラントを供給でき、切削部位から切屑を効率よく排出して高い加工能率を達成できるガンドリルを提供する。
【解決手段】工具シャンク１と切削ヘッド２の内部にクーラント供給路３ａ，３ｂを有し、工具シャンク１の基部側から切削ヘッド２先端にわたる外周面に、直線状に長手方向に沿う１本の切屑排出溝４を備えたガンドリルにおいて、切削ヘッド２は、切屑排出溝４に対して背面側の外周面部２０ａに、ヘッド長手方向中間部からヘッド先端に至るクーラント導出溝５が形成され、クーラント導出溝５の基端側にクーラント供給路３ｂに連通するクーラント導出口５ａが開口してなる。
【選択図】図３

Description

本発明は、深穴加工に使用されるガンドリルに関する。

深穴加工方式としてガンドリル方式、エジェクタ方式（ダブルチューブ方式）、シングルチューブ方式等の種々の方式が知られるが、小径の深穴加工にはガンドリル方式が適している。すなわち、ガンドリル方式では、例えば図７に示すように、一般的に横断面２／３〜３／４円形で中空の工具シャンク５１の先端に同様横断外形の切削ヘッド５２を設けたガンドリルを用い、工具シャンク５１及び切削ヘッド５２内のクーラント供給路５３ａ，５３ｂを通して供給されるクーラントをヘッド先端面のクーラント吐出口５４，５４から切削部位へ供給しつつ切削を行うと共に、この切削に伴って発生する切屑をクーラントと一緒に工具シャンク５１外周の長手方向に沿う断面Ｖ字状の切屑排出溝５５を通して外部へ排出するようになっており（特許文献１）、小径でも切屑排出溝５５の流路断面積を大きく取れることに加え、クーラントの送り圧が工具長さによって決まり、切削穴が深くなっても送り圧を高める必要がないことから、小径の深穴加工に適している。なお、図７中、５６は切削ヘッド５２の先端部において切屑排出溝５５に臨んで一体形成された切刃、５７は切削ヘッド５２の切屑排出溝５５から外れた外周部の先端側に固着されたガイドパッドである。
特開２００４−１３０４１３号公報の図５

このようなガンドリル方式を含めて、深穴加工における加工能率を高めるには、切削部位へのクーラントの供給を多くして切屑の排出を促進することが重要である。しかしながら、ガンドリルにおいて、切削性や加工精度を高めるために切削ヘッドの切刃やガイドパッドとして超硬合金、セラミック、サーメット等の硬質材料からなるチップをロウ付けする構成としたり、切屑の排出性を高めるために切屑排出溝の断面Ｖ字状の開き角度を大きく設定した場合、切削ヘッド本体の先端側の肉部断面が小さくなり、切削工具としての強度を確保する上でクーラント供給路の孔径を大きく取れず、これによって切削部位へのクーラント供給量が制限されるために加工能率を高めることが困難になり、特に工具径が小さくなるほどクーラントの供給不足に陥り易いという難点があった。

本発明は、上述の情況に鑑み、ガンドリルとして、切刃やガイドパッドがロウ付けタイプであったり、切切屑排出溝の開き角度が大きかったり、また工具径が小さい場合でも、切削部位へ充分なクーラントを供給でき、もって切削部位から切屑を効率よく排出して高い加工能率を達成できるものを提供することを目的としている。

上記目的を達成するための手段を図面の参照符号を付して示せば、請求項１の発明に係るガンドリルは、工具シャンク１とその先端部に装着される切削ヘッド２の内部に、両者１，２を連通するクーラント供給路３ａ，３ｂを有すると共に、該工具シャンク１の基部側から切削ヘッド２先端にわたる外周面に、直線状に長手方向に沿う１本の切屑排出溝４を備え、切削ヘッド２は、切屑排出溝４に対して背面側の外周面部２０ａに、ヘッド長手方向中間部からヘッド先端に至るクーラント導出溝５が形成され、該クーラント導出溝５の基端側に、クーラント供給路３ｂに連通するクーラント導出口５ａが開口してなることを特徴としている。

請求項２の発明は、上記請求項１のガンドリルにおいて、切削ヘッド２の先端側外周面の周方向二カ所に、ガイドパッド７，７がロウ付けされ、両ガイドパッド７，７間の外周面部２０ａに、クーラント導出溝５が形成されてなる構成としている。

請求項３の発明は、上記請求項２のガンドリルにおいて、クーラント導出口５ａの後部側に、周方向に沿う逆流止め突条部２１が両側のガイドパッド７，７間にわたって形成されてなる構成としている。

請求項４の発明は、上記請求項１〜３のいずれかのガンドリルにおいて、切削ヘッド２の先端部に、切屑排出溝４に臨んで切刃チップ８がロウ付けされてなる構成としている。

請求項５の発明は、上記請求項１〜４のいずれかのガンドリルにおいて、切屑排出溝４が断面Ｖ字形で、そのＶ字形の開き角度θが１１０〜１３０度である構成としている。

請求項６の発明は、上記請求項１〜５のいずれかのガンドリルにおいて、工具シャンク１の少なくとも先端側が内側全体をクーラント供給路とするパイプ材１０からなり、切削ヘッド２側のクーラント供給路３ｂが工具シャンク１側のクーラント供給路３ａに連通する２本のクーラント流通孔３１、３２より構成されると共に、両クーラント流通孔３１、３２がクーラント導出溝５のクーラント導出口５ａで合流してなる構成としている。

請求項７の発明は、上記請求項１〜６のいずれかのガンドリルにおいて、切削ヘッド２の先端面２０ｂにクーラント供給路３ｂに連通する一つのクーラント吐出口９が開口してなる構成としている。

本発明の効果について図面の参照符号を付して説明する。まず請求項１の発明に係るガンドリルでは、切削ヘッド２の切屑排出溝４に対して背面側の外周面部２０ａに、その長手方向中間部からヘッド先端に至るクーラント導出溝５が形成され、その切削ヘッド２内のクーラント供給路３ｂが該クーラント導出溝５の基端側のクーラント導出口５ａに連通していることから、該切削ヘッド２のヘッド本体の肉部断面が小さくとも、また工具径が小さくとも、クーラント導出溝５を通して充分な量のクーラントを切削部位へ供給でき、もって該クーラントによって切屑の排出を促進して深穴加工の加工能率を大きく高めることが可能となる。

請求項２の発明によれば、切削ヘッド２の先端側外周面の周方向二カ所にガイドパッド７，７がロウ付けされ、それだけヘッド本体２０の先端側の肉部断面が小さくなるが、両ガイドパッド７，７間の外周面部２０に形成されたクーラント導出溝５より、切削部位へクーラントを充分に供給できる。

請求項３の発明によれば、クーラント導出口５ａの後部側に逆流止め突条部２１を有するから、クーラント供給路３ｂよりクーラント導出溝５へ導出されたクーラントは、切削孔Ｈ内周と切削ヘッド２外周との隙間から後方へ逆流することなく、ほぼ全量が該クーラント導出溝５を通って切削ヘッド２先端の切削部位へ放出され、もって高い切屑排出性が確保される。

請求項４の発明によれば、切削ヘッド２の先端部に切屑排出溝４に臨んで切刃チップ８がロウ付けされ、それだけヘッド本体２０の肉部断面が小さくなるが、クーラント導出溝５を通して切削部位へクーラントを充分に供給できる

請求項５の発明によれば、切屑排出溝４の断面Ｖ字形の開き角度θが１１０〜１３０度と大きく設定しているから、クーラント導出溝５を通した切削部位へのクーラントの充分な供給と、広く切屑排出溝４による切屑の良好な排出性とが相俟って、深穴加工の加工能率をより高めることができる。

請求項６の発明によれば、工具シャンク１側のクーラント供給路３ａがパイプ材１０の内側全体で広く、切削ヘッド２側のクーラント供給路３ｂもヘッド基端側からクーラント導出口５ａまで２本のクーラント流通孔３１、３２にて構成されるから、充分なクーラント流量を確保でき、もってクーラント導出溝５を通した切削部位へのクーラント供給量を多くして加工能率を更に高めることができる。

請求項７の発明によれば、切削ヘッド２の先端面２１に一つのクーラント吐出口９が開口しているから、前記のクーラント導出溝５と該クーラント吐出口９の両方から切削部位へクーラントを供給することにより、切屑の排出を更に促進して加工能率を高めることができる。

以下、本発明に係るガンドリルの実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。図１は第一実施形態のガンドリル全体の側面、図２は図１のＡ−Ａ線及びＢ−Ｂ線の矢視断面、図３は同ガンドリルの先端面、図４は同ガンドリルの切削ヘッド側を異なる方向から見た側面、図５は深穴加工中における該切削ヘッド側の要部断面、図６は第二実施形態に係るガンドリルの正面及び側面、をそれぞれ示す。

第一実施形態のガンドリルは、図１に示すように、スチール等のパイプ材１０からなる長尺の工具シャンク１と、そのＶ字カットした先端１ａに、対応する逆Ｖ字（山形）カットした基端２ａをロウ付けして同軸状に連結された切削ヘッド２と、該工具シャンク１の基端部を挿嵌固着した径大の筒状ドライバー１１とで構成されている。そして、工具シャンク１の基部側から切削ヘッド２の先端にわたる外周面に、長手方向に沿う直線状の１本の切屑排出溝４を備えている。この切屑排出溝４は、工具シャンク１及び切削ヘッド２の中心からの開き角度１１０〜１３０°程度の断面Ｖ字形をなしている。

工具シャンク１は、パイプ材１０をダイス成形等によって基端部１ｂ側を除いて横断面が図２（Ｂ）の如く２／３円形になるように成形し、もって外面側に前記切屑排出溝４を形成したものであり、内部空間がクーラント供給路３ａを構成している。また、筒状ドライバー１１は、図示省略した回転駆動軸のチャック等に把持されて回転駆動力を受ける部位であり、中心線に沿って工具シャンク１のクーラント供給路３ａに連通するクーラント供給路３ｃを備えている。

切削ヘッド２は、図２及び図３に示すように、工具シャンク１に対応して横断面が２／３円形をなすヘッド本体２０と、このヘッド本体２０の先端側外周面の２箇所にロウ付けされた軸方向に長い蒲鉾形のガイドパッド７，７とで構成されており、ヘッド本体２０の先端には切屑排出溝４に臨む切刃６が一体形成されている。

そして、図３及び図４に示すように、ヘッド本体２０には、切屑排出溝４に対する背面側の該周面部２０ａに、ヘッド長手方向中間部からヘッド先端に至る断面略半円形のクーラント導出溝５が、両ガイドパッド７，７間に位置して形成されると共に、基端２ａからヘッド長手方向中間部にわたる内部に、工具シャンク１のクーラント供給路３ａに連通するクーラント供給路３ｂとして、２本のクーラント流通孔３１、３２が形成されており、両クーラント流通孔３１、３２がクーラント導出溝５の基端側に開口したクーラント導出口５ａに合流して連通している。また、クーラント導出口５ａの後部側には、両側のガイドパッド７，７間にわたって周方向に沿う逆流止め突条部２１が形成されている。

更に、ヘッド本体２０の先端面２０ｂには、切屑排出溝４の切刃６側とは反対側の端縁近傍に位置して、一方のクーラント流通孔３２に小径の流路孔３３を介して連通したクーラント吐出口９が開口している。

なお、この第一実施形態では、ヘッド本体２０をＷＣ−Ｃｏ系の如きタングステンカーバイドを主体とした超硬合金にて形成する一方、ガイドパッド７を超硬合金よりも高硬度の焼結セラミックスやサーメット等で形成しており、各ガイドパッド７をヘッド本体２０に予め設けた凹陥部２２（図３参照）に嵌合してメタライジング加工法によってロウ付けしている。

図６（Ａ）（Ｂ）で示す第二実施形態のガンドリルは、切削ヘッド２の切刃６を切刃チップ８にて構成しているが、それ以外は前記第一実施形態のガンドリルと同様構成であるため、第一実施形態と共通する各部については同一符号を付して説明を省略する。

この第二実施形態では、ヘッド本体２０を一般的な工具鋼の如き鉄鋼製とし、ガイドパッド７及び切刃チップ８として超硬合金、焼結セラミックス、サーメット等の硬質材料を用いる。そして、ガイドパッド７及び切刃チップ８は、やはりヘッド本体２０に予め設けた凹陥部２２，２３に嵌合してメタライジング加工法によってロウ付けしている。

上記第一及び第二実施形態のガンドリルによる深穴加工においては、工具シャンク１及び切削ヘッド２内のクーラント供給路３ａ，３ｂを通して供給されるクーラントが、主として切削ヘッド２の外周面２０ａに設けたクーラント導出口５ａからクーラント導出溝５へ導出され、このクーラント導出溝５を通って切削部位へ放出される。また、供給されるクーラントの一部は、クーラント供給路３ｂの一方のクーラント流通孔３２より流路孔３３を経てヘッド先端面２０ｂのクーラント吐出口９から切削部位へ放出される。そして、切削部位へ放出されたクーラントは、該切削部位で発生する切屑を巻き込んで切屑排出溝４へ流入し、この切屑排出溝４を通って外部へ排出される。

しかして、これら第一及び第二実施形態のガンドリルでは、切削ヘッド２の先端側に２つのガイドパッド７，７（第一実施形態）もしくは両ガイドパッド７，７と切刃チップ８（第２実施形態）がそれぞれロウ付けされる上、切屑排出溝４の断面Ｖ字形の開き角度が１１０〜１３０°と大きく、それだけヘッド本体２０の先端側の肉部断面が小さくなるために内部のクーラント流路の孔径を大きくできないが、ヘッド基端側内部のクーラント供給路３ａをヘッド長手方向中間部で外周面側のクーラント導出溝５に連通させ、このクーラント導出溝５によって切削部位へ至る流路断面積を大きく確保できるから、切削部位へ充分な量のクーラントを供給できる。従って、これらガンドリルによれば、切削部位への大きなクーラント供給量と、切屑排出溝４側の大きな流路断面積とが相俟って、非常に優れた切屑排出性が得られ、もって深穴加工の加工能率を大きく向上できる。

なお、第一及び第二実施形態のガンドリルにおいては、クーラント導出口５ａの後部側に逆流止め突条部２１を有するから、図５で示すように、切削加工中において、切削孔Ｈの内周と切削ヘッド２の外周との隙間ｔがクーラント導出口５ａの後部側で封じられる。従って、クーラント供給路３ｂよりクーラント導出溝５へ導出されたクーラントは、該隙間ｔから後方へ逆流することなく、ほぼ全量が該クーラント導出溝５を通って切削ヘッド２先端の切削部位へ放出されるから、より高い切屑排出性が得られる。

また、両実施形態では、工具シャンク１側のクーラント供給路３ａがパイプ材１０の内側全体で広くなり、切削ヘッド２側のクーラント供給路３ｂもヘッド基端側からクーラント導出口５ａまで２本のクーラント流通孔３１、３２にて構成されるから、充分なクーラント流量を確保でき、もってクーラント導出溝５を通した切削部位へのクーラント供給量を多くして加工能率を更に高めることができる。

しかして、両実施形態のガンドリルでは切削ヘッド２の先端面２０ｂにクーラント吐出口９を設けて切屑の排出を更に促進しているが、本発明のガンドリルではヘッド先端面のクーラント吐出口は必須ではなく、特に工具径が小さい場合には切削ヘッドの強度を確保する上でクーラント吐出口を省略することが望ましい。その他、本発明では、切刃２及び切刃チップ８の形状、ガイドパッド７の形状等、細部構成については実施形態以外に種々設計変更可能である。

本発明の第一実施形態に係るガンドリルの全体を示す側面図である。同ガンドリルの要部の断面を示し、（Ａ）は図１のＡ−Ａ線の断面矢視図、（Ｂ）は図１のＢ−Ｂ線の断面矢視図である。同ガンドリルの切削ヘッド側の正面図である。同ガンドリルの先端側を図１とは異なる方向から見た側面図である。同ガンドリルの深穴加工中における切削ヘッド側の要部の縦断側面図である。本発明の第二実施形態に係るガンドリルを示し、（Ａ）は切削ヘッド側の正面図、（Ｂ）は側面図である。従来のガンドリルの構成例を示し、（Ａ）は全体の側面図、（Ｂ）は切削ヘッド側の正面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ線の断面矢視図、（Ｄ）は（Ａ）のＤ−Ｄ線の断面矢視図である。

符号の説明

１工具シャンク
１０パイプ材
２切削ヘッド
２０ヘッド本体
２０ａ外周面部
２０ｂヘッド先端面
２１逆流止め突条部
３ａ，３ｂクーラント供給路
３１，３２クーラント流通孔
４切屑排出溝
５クーラント導出溝
５ａクーラント導出口
６切刃
７ガイドパッド
８切刃チップ
９クーラント吐出口

Claims

工具シャンクとその先端部に装着される切削ヘッドの内部に、両者を連通するクーラント供給路を有すると共に、該工具シャンクの基部側から切削ヘッド先端にわたる外周面に、直線状に長手方向に沿う１本の切屑排出溝を備え、
切削ヘッドは、前記切屑排出溝に対して背面側の外周面部に、ヘッド長手方向中間部からヘッド先端に至るクーラント導出溝が形成され、該クーラント導出溝の基端側に、前記クーラント供給路に連通するクーラント導出口が開口してなることを特徴とするガンドリル。
切削ヘッドの先端側外周面の周方向二カ所に、ガイドパッドがロウ付けされ、両ガイドパッド間の外周面部に、前記クーラント導出溝が形成されてなる請求項１に記載のガンドリル。
クーラント導出溝の基端の後部側に、周方向に沿う逆流止め突条部が両側のガイドパッド間にわたって形成されてなる請求項２に記載のガンドリル。
切削ヘッドの先端部に、前記切屑排出溝に臨んで切刃チップがロウ付けされてなる請求項１〜３のいずれかに記載のガンドリル。
前記切屑排出溝が断面Ｖ字形で、そのＶ字形の開き角度が１１０〜１３０度である請求項１〜４のいずれかに記載のガンドリル。
工具シャンクの少なくとも先端側が内側全体をクーラント供給路とするパイプ材からなり、切削ヘッド側のクーラント供給路が工具シャンク側のクーラント供給路に連通する２本のクーラント流通孔より構成されると共に、両クーラント流通孔が前記クーラント導出溝のクーラント導出口で合流してなる請求項１〜５のいずれかに記載のガンドリル。
切削ヘッドの先端面に前記クーラント供給路に連通する一つのクーラント吐出口が開口してなる請求項１〜６のいずれかに記載のガンドリル。