JP2011525862A - ツイストドリル先端を研摩するための装置及びその使用方法 - Google Patents
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Abstract
研磨機の回転砥石(12)によって、ツイストドリルの先端を研摩する装置であって、回転砥石(12)の軸と平行な軸に固定可能に連節された基板(14)と、研磨されるツイストドリル(1)をリリース可能な状態で保持するためのドリルホルダ(16)と、ガイド部材(15)を有する。ガイド部材(15)は、互いに固定可能で回転可能な後部プレート(21)と前部プレート(22)とを有する。後部プレート(21)は、前記基板(14)と前記回転砥石の軸方向における動作のために連結されており、前部プレート(22)は、回転砥石(12)に近づく方向及び遠ざかる方向にドリルホルダ(16)を滑らせてガイドするためのガイド手段(28,29)を有する。
【選択図】図5
【選択図】図5
Description
本発明は、研磨機の回転砥石によるツイストドリル先端を研ぐための装置に関する。本発明は、また、この装置の使用方法に関する。
良好な穴開けの結果のためには、よく研摩されたツイストドリルを使用することが非常に重要である。ツイストドリルは、様々な方法で研摩できるが、本発明は、研磨機の回転砥石の使用に適用される。
ツイストドリルを研磨する機器はそのデザインにおいて単純であるほど好ましいが、ユーザに専門的な技術を要求することなく良好な結果を与える必要がある。低価格は利点である。いわゆるコーンエンバロープ研磨だけではなくて、さらに複雑ではあるが、より良い4面研摩であることが望ましい。
本発明によれば、上記は以下の組合せによって達成される。砥石の軸と平行な軸に固定可能に連節された基板と、研磨されるツイストドリルを保持するためのドリルホルダと、互いに固定可能で回転可能な後部プレートと前部プレートとからなるガイド部材とを有し、当該後部プレートは上記基板と上記砥石の軸方向における動作のために連結されており、上記前部プレートは上記砥石に近づく方向及び遠ざかる方向に上記ドリルホルダを滑らせてガイドするためのガイド手段を有するという組合せである。
上記基板は、好ましくは、上記研磨機のシリンダー状のサポートバーのための長手方向の穴と、当該穴に係合する固定ネジと、上記後部プレートの下部のガイド溝と滑りを協働するための保持突起とを有する。
上記ガイド部材上の上記ドリルホルダの必要なガイドを得るために、上記ガイド部材の上記前部プレートは、上記ドリルホルダのガイド溝と協力するためのガイド突起と、上記ドリルホルダ上のサポートストリップと協力するためのガイドプレーンを有する。
それ自体既知の方法により、上記ドリルホルダは、2つのクランプ部材を有し、それらの間には、ネジによってツイストドリルが固定される。上記ドリルホルダは、180度の回転を可能にするために、2つの反対の表面に、ガイド溝及びサポート面を有してもよい。
ガイド部材の前部プレートは上記ツイストドリルの望ましい先端角度の設定のために、後部プレートとの関係において回転可能になっている。上記ガイド部材の上記後部プレートと前部プレートは、この設定の後に、後部プレートのネジによって互いに固定されてもよく、この設定は、前部プレートが後部プレートに設けられた角度番号を示すための除き穴を有することで簡易化していてもよい。
研磨工程を制御するために、ガイド突起と平行に前部プレートに配置された調整ネジは、ドリルホルダのそれぞれの側のヒールと協力するための、固定ショルダと可動停止ナットを設けていてもよい。
ガイド部材とともに基板の角度位置を規定するために、別途テンプレートが使用されてもよい。言い換えると、プライマリクリアランス角度である。
本発明による装置によって、ツイストドリルの先端を通常のコーンエンバロープ先端に研磨するために、以下のステップが実施される。砥石の軸に平行なシリンダ状のサポートバーに搭載された後に、基板にはスライド可能なガイド部材が配置され、砥石との関係におけるそれらの角度位置は、研磨されるツイストドリルのプライマリクリアランス角度を規定するものであるが、上記テンプレートによって設定されて固定される。研磨されるドリルの所望の先端角度は後部プレートとの関係においてガイド部材の前部プレートが回転されることによって規定され、選択された位置において固定される。ツイストドリルが、その切削リップがドリルホルダの側面と平行にされた状態において、ドリルホルダに搭載され、ドリルホルダが、ドリル先端が砥石に接し、そのヒールが調整ネジのショルダと接する状態において、ガイド部材に配置される。調整ネジのショルダが所望の切削深さまで進んだ後、ドリルホルダを砥石に向けて押すことにより、一方の切削リップが、ヒールが上記ショルダに接するまで研磨され、この間、ドリル先端は砥石の幅に亘って往復し、ドリルホルダは回転して上記ガイド部材に戻る。このようにして、上記研磨工程は繰り返される。
さらに進歩した4面研摩のために、さらに以下のステップが実施される。砥石の接線とのより大きな角度を形成するために、基板が幾分持ち上げられ、新たな位置において固定される。ドリルホルダが持ち上げられ、停止ナットとそのヒールが接する状態において、ガイド部材の新たな位置に配置される。一方の切削リップにおいて第2のクリアランスを形成するための研磨工程が実施される。ドリルホルダが回転され、研磨工程は他方の切削リップのために繰り返される。第2のクリアランスが中心と一致し、実際のドリル先端が形成されるまで、上記ステップは繰り返される。
本発明による装置は、従来の方法よりもすぐれた研磨技術を可能にする。ツイストドリルは、最良の切削条件を提供する四面先端まで研磨され得る。ドリルは、新たな従来のドリルよりもよく、切削の初期段階において逸れることはない。4面研摩されたドリルは、同一の押圧力において、従来のドリルよりも2倍以上の速さで穴を明けることができることが知られている。これは、特に、手持ち型の機器による切削に有利である。
4面研摩における第2のクリアランスの制御された研磨により、ドリルは実際の先端を得ることができ、これは、より容易に切削でき、逸れないことを意味する。ドリルの2つの切削リップは、正確に同一の長さを有し、これは、それらは工程を均等に分担することを意味する。結果としての穴は正確であり、ドリルの径と同一である。ドリルの寿命は延長される。
ドリルが、コーンエンバロープ先端に研磨されるか、四面先端に研磨されるかとは別に、各条件(これは、ドリル径と切削される材料に依拠する)において最適なプライマリクリアランス角度において研磨される。
当該装置を、90度乃至140度のいずれかの先端角度に適用することは容易である。当該装置は、少なくとも、ドリル径が3.5mm乃至20mmを扱うことができ、ドリルの材質はHSS材料とタングステンカーバイドである。本発明は、添付図面を参照することにより、より詳細に説明される。
本発明は、ツイストドリル先端の研削あるいは研磨に関する。
ツイストドリルは、90度乃至140度の先端角度を有することができ、図1には、90度、118度及び140度の3つの先端角度が示されている。最も通常の先端角度は、118度又は130度でるが、120度、135度及び140度も見られる。より硬いスチール及びステンレススチールは、より大きな先端角を要求し、これはアルミニウムについても同様であり、中心ドリルは最も多くの場合、先端角が90度である。
ツイストドリルは、機能するために、正しいプライマリクリアランス角度を有する必要がある。このクリアランス角度は例えば、7度乃至14度であってよいことが図2に示されている。より大きなクリアランス角度を有するドリルは、より容易に切削可能であるが、もしもその角度が大きすぎると、ドリルは振動し易くなり、切削方法がぎくしゃくし、すぐに磨耗する。一方、もしも、クリアランス角度が小さすぎると、ドリルは切削できず、熱くなり、切削エッジあるいはリップの劣化を生じる。
最適なクリアランス角度は、ドリルの材質及び寸法に異存する。より硬い材質はドリルにより小さなクリアランス角度を要求する。厚いドリルは薄いドリルよりも、より小さなクリアランスを有する。それぞれのドリルの寸法ごとに最適なクリアランス角度を有し、穴空けされる材料に関して、最適に働くようになっている。
従来のドリルは通常は、いわゆる、コーンエンバロープ先端と呼ばれる形態である。図3に示すように、2つの切削リップは中心において幾分オフセットされており、チゼルエッジを形成している。しかし、このドリル形状は、理想的ではない。チゼルエッジは、穴をあけられる材料に達するまで押し下げられなければならず、切削リップが切削を開始するまでに多くの推進力を消費するからである。チゼルエッジは先端を欠くから、ドリルは、まだ穴が開けられていない穴を切削しようとして、さまよう。
ドリルを中心に位置させる能力に関して、より良い結果を得るために、他の先端研磨方法も可能である。しかし、そのような方法は、高価な特殊な機械によって実施されねばならず、わずかな工場でしか可能ではなく、研磨は通常の仕事にとっては高価過ぎることになる。
図4に示すように、4面研摩によって、ツイストドリル1のよりよい形態が得られる。2つの切削リップ2は、平面的な表面あるいは第2のクリアランス3として研摩され、そして、傾斜している。2つの切削リップ2は互いに直線をなし、チゼルエッジ4は先端5を有する。このようなドリルはさまようことはない。4面研摩は、要求される推進力を減少させ、従来のコーンエンバロープ研磨と比較して、半分の熱を発生する。4面研摩による先端は、よく切削でき、寿命が長い。
4面研摩は、大量生産においては、より高い生産コストのため通常ではないが、主として、タングステンカーバイドドリルに使用され得る。
本発明による装置は、従来型の研磨機あるいはそのような装置を搭載した特殊な機械によって、ツイストドリルの4面研摩を可能にする。
図5に、本発明の装置11が備えられた従来型の研磨機の部分10が示されている。その研磨機は、その研磨機内の電気モーターによって回転駆動される円形又はディスク型の砥石12を有する。その研磨機は、ユニバーサルサポートと呼ばれるシリンダ状のサポート棒13を備え、サポート棒13は砥石12の回転軸と平行である。ユニバーサルサポート13の位置は、異なるツールの砥石12による研削あるいは研磨に適用するために調整されることができるが、通常はエッジツールあるいはツイストドリルである。
本発明の装置11は以下の主な部品からなる。すなわち、図6の基板14、図7のガイド部材15及び図8のドリルホルダ16である。
基板14の下側にはユニバーサルサポート13における所望の回転位置に搭載するための長手方向の穴17が配置されている。基板14は、ネジ18によって所望の位置に固定されることができる。基板14の上側には、ガイド部材15を支持するための2つの突起20とともに、穴17と平行なガイドチャネル19が配置されている。
ガイド部材15は基本的には後部プレート21と前部プレート22とからなり、互いに軸23の周囲を回転可能である。前部プレート22は弓型溝24を有し、ノブ26を有する後部プレートネジ25がはめ込まれ、後部プレート15との関係において前部プレート22の回転位置が固定される。
後部プレート21は下側にガイド突起27を有し、基板14のガイドチャネル19にスライドさせてはめ込まれるようになっている。後部プレート21はまた、三角溝20‘を有し、図6の左側支持突起20と協働してガイドするようになっており、また、右側支持突起20と協働するサポートプレーン20’’を有する。
前部プレート22は上側にガイド突起28とガイドプレーン29を有し、ともにドリルホルダ16のガイド手段を構成する。前部プレート22はまた、以下に詳細に説明される調整ネジ30を有する。
ドリルホルダ16は、それ自体は従来のものであり、図5及び13に示すように、基本的に2つのクランピング部材35及び36を有し、それらの互いに対面する表面には適切なノッチが設けられ、ドリル1を受けるにようになっている。クランピング部材35及び36は移動可能であり、ヨーク37及びネジ38によって、互いにガイドされる。
図8に示すように、ドリルホルダ16の上側と下側の双方に、ガイド溝39とサポートストリップ40が配置され、それぞれ、ガイド部材15の前部プレート22上のガイド突起28及びガイドプレーン29と係合するようになっている。
本装置のさらなる特徴は、本装置によるツイストドリルの研磨処理の記述において明らかになる。
本装置を搭載する前に、ユニバーサルサポート13は、砥石12から適当な距離、例えば、16mmに位置される。この目的のため、以下に詳述されるテンプレート45は、ユニバーサルサポートの直径と対応する直径の穴45’を有し、テンプレート45が上記の距離を簡易な方法で決定するためのジグとして使用できるようになっている。
図10には、ツイストドリル先端の研磨の準備における初期のステップが示されている。基板14はユニバーサルサポート13に配置され、ネジ18によって仮に止められる。図11に示すように、ガイド部材15が基板14上に配置される。
好適なプライマリクリアランス角度(図2参照)はユニバーサルサポート13上の基板14の角度位置を調整することで得られる。この調整は図9及び図11に示すテンプレート45により簡易化される。図示のテンプレートにより、7度、9度、11度及び14度のクリアランス角度が可能である。テンプレート45の4つの側端部が、テンプレートの中心線との関係でこれらの4つの角度を有する。所望の角度に対応する側端部がガイド部材15の上側に合わせられ、テンプレート45の2つの終点が砥石に接するまで基板14の角度位置が調整される。これら2つの終点はテンプレート45の中心線に対する垂線上に位置する。ネジ18が締められる。
テンプレート45による調整は、砥石12の摩耗(あるいは直径)に関わりなく、正確なクリアランスを提供できる。
次のステップは、ドリルの先端角度を設定することである。これは、ガイド部材15の後部プレート21と前部プレート22の間の互いの回転位置を調整することにより行われる。図5に最も明確に示されるように、ガイド部材15の前部プレートの側端には特定の典型的な先端角度が提供され、図示の場合には、90度、118度、130度及び140度である。これにより、一般的なドリルの先端角度が決定される。この後、前部プレート22が回転され、ネジ26(図7参照)によって、所望の位置に固定される。後部プレート21には、この目的のため、前部プレート22(図5及び7参照)の覗き穴46から見える角度番号が付されている。
この後、研磨されるドリルが、その先端がドリルホルダから特定の距離だけ伸びてドリルホルダ16に配置される。その距離は、2つの終点L及びRのいずれかとガイド部材15の前部プレート22の端部との距離によって規定される。(Lは118度と140度との間の先端角度用であり、Rは90度の先端角度用である)
ドリル1がその切削リップ2がドリルホルダ16の上部及び下部側部と平行になるようにドリルホルダ16に配置される。ここで、図15及び16もまた、参照される。
ここで、ドリルホルダ16をガイド部材15に取り付ける。ドリルホルダ16には、各側にヒール47を備える。関連するヒール47が、調整ネジ30上のショルダ48に接触させられる。調整ネジ30は、ガイド部材15の前部プレート22上の2つのイアー49によって保持される。ここで、調整ネジ30が回転することによって、例えば、ドリル先端が砥石12から1mmの距離になるまで、砥石12に向かって進行させられ、この後、砥石の回転が開始させられる。調整ネジ30がさらに進行すると、ドリル先端が砥石12に接し、ドリル先端が砥石に接したことは音によって示される。配置は、ここで、ゼロポジションとなる。
調整ネジ30は、ここで、ドリル先端の所望の切削深さに対応する距離だけ進行させられる。調整ネジ30の設計は、例えば、1回転が0.5mmの切削深さに対応するようになっている。ここで、上記距離は図12に示すように、ヒール47とショルダ48の間に生じる。ここで、調整ネジ30は、イアー49の1つと係合する固定ナット50によって固定される。
図13に示すように、ここで、第1の切削リップの研磨が開始される。ドリル先端が回転砥石12と接して研磨されるように、ドリルホルダ16は、ガイド部材15に向かって押し下げられ、進行させられる。ガイド部材15上のドリルホルダ16は、基板14上を水平に前後に移動させられ、砥石12の全幅が使用されるようになっている。この研磨は、ヒール47がショルダ48と再度接するまで継続される。ショルダ48は、さらなる進行を妨げるようになっている。
ここで、ドリルホルダ16はガイド部材15から持ち上げられ、180度回転させられる。
第2の切削リップのために、研磨工程が繰り返される。双方の切削リップが同一に研磨されるように、研磨工程は何度か繰り返されてもよい。双方の切削リップが同一の研摩に達したことは、研摩音によってわかる。
ここまでの結果は、所望のプライマリクリアランスを有する同一の長さ及び対照な先端角度の切削リップを得たことである。
ここで、4面研摩によって、所望の第2のクリアランスを有するドリル先端を提供するために、研摩工程が継続される。
第1のステップは、ネジ18を緩めることであり、これにより、ガイド部材15及びドリルホルダ16を有する基板14が反時計回りに幾分回転することができる。これは、ドリル先端が砥石12との接触から離れ、改めて固定されることを意味する(例えば、図10に示すとおり)。
ドリルホルダ16は持ち上げられて、調整ネジ30とネジによって係合する停止ナット51と接するヒール47と接する状態で、ガイド部材15上の新たな位置に配置される。停止ナット51は、適切な第2のクリアランス角度を得るために、ここで、例えば、調整ネジ30上のショルダ48から28mmという特定の距離に位置する。停止ナット51は、図14に示すように、スリープ51’を有し、そのスリーブ51’は、調整ネジ30上をショルダ48に向かって伸び、上記距離を規定するようになっている。
基板14は、ここで、ドリル先端が再度砥石12と接するまで時計回りに回転させられ、固定される。
停止ナット51は、調整ネジ30上を進行させられ(砥石12に向かう方向に)、このとき、調整ネジ30はまだ、固定ナット50によって固定されている。第1段階においては、停止ナットの進行は、全回転の半分に制限される。
砥石の回転は再度開始する。第2のクリアランスのための研摩工程は、ガイド部材15を砥石12に向かって押すことによって開始され、同時に、砥石の幅だけ、前後に動かされる。第1のリップは、ヒール47が停止ナット51に接するまで研摩される。
ドリルホルダ16は180度回転され、第2のリップの研摩が、ヒール47が再度停止ナット51と接するまで、第1のリップと同様の方法によって実施される。
四面形状は、ここで、現れ始めるが、図4に示すように、第2のクリアランスが中心において出会い、実際の先端を形成するまで、第2のクリアランスはさらに研摩される必要がある。
したがって、停止ナット51は、短距離だけさらに進行させられ、図4に示す所望の形状が達成されるまで、研摩は2つのリップにおいて交互に実施される。
図15(参照番号が付されている)と図16(明確性確保のため参照番後が付されていない)の目的は、ドリルホルダ16の重要な特徴をさらに説明することである。ドリルホルダ16は、ガイド部材15の前部プレート22上のドリル1の方向に移行させられる。ドリルホルダの右側のガイド溝39は、ガイド前部プレート22上の突起28に対してガイドする。ドリルホルダの左側は、サポートストリップ40条をガイドなくスライドする。図16に示すように、ドリルホルダ16が180度回転されたとき、その第2のガイド溝39が同一のガイド突起28上にドリルホルダをガイドし、ドリル1の先端が砥石12に対して全く同一の位置を得ることができるようになっている。
2つのヒール47は、ドリルホルダ16の各側に対称に位置しており、調整ネジ30上のショルダ48との係合において、ドリル1の2つの切削リップが対称に研摩されることを確保している。
添付クレームの範囲内において、改変は可能である。
Claims (9)
- 研磨機の回転砥石(12)によって、ツイストドリルの先端を研摩する装置であって、
前記回転砥石(12)の軸と平行な軸に固定可能に連節された基板(14)と、
研磨されるツイストドリル(1)を保持するためのドリルホルダ(16)と、
互いに固定可能で回転可能な後部プレート(21)と前部プレート(22)とからなるガイド部材(15)と、
を有し、
前記後部プレート(21)は、前記基板(14)と前記回転砥石の軸方向における動作のために連結されており、
前記前部プレート(22)は、前記回転砥石に近づく方向及び遠ざかる方向に前記ドリルホルダ(16)を滑らせてガイドするためのガイド手段(28,29)を有する装置。 - 前記基板(14)は、前記研磨機のシリンダー状のサポートバー(13)のための長手方向の穴(17)と、前記穴(17)に係合する固定ネジ(18)とを有し、
前記基板(14)は、前記後部プレート(21)の下部のガイド溝(20’)と滑りを協働するための保持突起(2)を有する請求項1に記載の装置。 - 前記ガイド部材(15)の前記前部プレート(22)は、前記ドリルホルダ(16)のガイド溝(39)と協力するためのガイド突起(28)と、前記ドリルホルダ(16)上のサポートストリップ(40)と協力するためのガイドプレーン(29)とを有する請求項1に記載の装置。
- 前記ドリルホルダ(16)は、2つのクランプ部材(35,36)を有し、それらの間には、ネジに(38)よってツイストドリル(1)が固定され、180度の回転を可能にするために、2つの反対の表面に、ガイド溝(39)及びサポート面(40)を有する請求個1又は3のいずれかに記載の装置。
- 前記ガイド部材(15)の前記後部プレート(21)と前記前部プレート(22)は、後部プレートのネジ(25)によって互いに固定され、前記前部プレートは、前記後部プレートに設けられた角度番号を示すための除き穴を有する請求項1に記載の装置。
- 前記ガイド突起(28)と平行に前記前部プレート(22)に配置された調整ネジ(30)は、ドリルホルダ(16)のそれぞれの側のヒール(47)と協力するための、固定ショルダ(48)と可動停止ナット(51)を有する請求項1又は3のいずれかに記載の装置。
- テンプレート(45)が前記ガイド部材(15)とともに前記基板(14)の角度位置を規定するために使用される請求項1乃至6のいずれかに記載の装置。
- 請求項1乃至7のいずれかに記載の装置によってツイストドリルの先端を研摩する方法であって、
前記回転砥石(12)の軸に平行なシリンダー状の保持バー(13)に搭載された後に、前記基板(14)にはスライド可能な前記ガイド部材(15)が配置され、研磨される前記ツイストドリル(1)のプライマリクリアランス角度を規定する前記回転砥石との関係における角度位置は、前記テンプレート(45)によって設定されて固定され、
研磨される前記ツイストドリル(1)の所望の先端角度は前記後部プレート(21)との関係において前記ガイド部材(15)の前記前部プレート(22)が回転され、選択された位置において固定されることによって規定され、
前記ツイストドリル(1)が、その切削リップ(2)が前記ドリルホルダ(16)の側面と平行にされた状態において、前記ドリルホルダ(16)に搭載され、前記ドリルホルダが、前記ドリル先端が回転砥石(12)に接し、そのヒール(47)が前記調整ネジ(30)の前記ショルダ(48)と接する状態において、前記ガイド部材(15)に配置され、
前記調整ネジの前記ショルダ(48)が所望の切削深さまで進んだ後、前記ドリル先端が前記回転砥石の幅に渉って前後に動かされつつ、前記ドリルホルダ(16)を前記回転砥石に向けて押すことにより、一方の切削リップが、前記ヒール(47)が前記ショルダ(48)に接するまで研磨され、
前記ドリルホルダ(16)が回転させられて前記ガイド部材(15)に戻り、前記研摩工程が繰り返される方法。 - 4面研摩を実施するために、さらに、
前記回転砥石(12)の接線とのより大きな角度を形成するために、前記基板(14)が幾分持ち上げられ、新たな位置において固定され、
前記ドリルホルダ(16)が持ち上げられ、前記停止ナット(51)とその前記ヒール(47)が接する状態において、前記ガイド部材(15)の新たな位置に配置され、
一方の前記切削リップ(2)において第2のクリアランス(3)を形成するための研磨工程が実施され、
前記ドリルホルダ(16)が回転され、前記研磨工程は他方の切削リップ(2)のために繰り返され、
前記第2のクリアランスが中心と一致し、実際のドリル先端(5)が形成されるまで、前記研磨工程が繰り返される請求項8に記載の方法。
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