JP2013107150A - トレパニング工具 - Google Patents

Abstract

【課題】切り屑を効果的に排出でき、ブレードに切削油を供給できるトレパニング工具とする。
【解決手段】筒部１１１の先端部にブレード１１２が取り付けられており、嵌合ピン１１５ｐを有するガイド１１５が筒部１１１内に摺動自在に配置され、筒部１１１の基端面は閉塞板１１３等で閉塞されている。閉塞板１１３等には油路Ｒ１が、ガイド１１５には油路Ｒ２が形成されている。外部から油路Ｒ１を介して切削油ＣＦを油室１１６に供給すると、この切削油ＣＦは、油路Ｒ２を通ってパイロット穴ＰＨに供給され、更に部材間の隙間を通ってブレード１１２に達し、最後は円環溝Ｇを通って外部に排出される。これによりブレード１１２に切削油ＣＦを供給でき、且つ、切り屑を切削油ＣＦの流れに沿い外部に押し流す。
【選択図】図５

Description

本発明はトレパニング工具に関するものであり、切り屑を効果的に排出することができると共に、ブレードに切削油を供給できるようにして切削効率を向上させたものである。

穴あけ加工では、通常、ドリルなどの穿孔工具による加工が行われている。このようなドリルなどの穿孔工具により、厚肉部品に対して大径穴の穴あけ加工をする場合には、切り屑として除去する体積が大きくなるため、その穿孔に時間がかかる。
そのため、厚肉部品に対して大径穴の穴あけをする場合には、トレパニング工具を用いて、内部にコア（芯材）を残しつつくり抜くようにして、穴あけを行ったほうが、加工能率は高くなる。

ここで従来のトレパニング工具の一般的な例を、その一部を断面にして示す図６、図６のVII矢視図である図７、ワークに対して加工をしている状態を示す図８を参照して説明する。

図６〜図８に示すように、トレパニング工具１０では、円筒状の筒部１１の先端部（図６では左側の端部）に、複数個のブレード１２が取り付けられている。
このとき、図７（ａ）に示すように、各ブレード１２が、筒部１１の先端部において、周方向に沿い均等間隔に配置されていることもあるが、図７（ｂ）に示すように、各ブレード１２が、筒部１１の先端部において、周方向に沿い不均等間隔に配置されていることもある。

トレパニング工具１０により穴あけ加工をするときには、トレパニング工具１０を、その軸心Ｓを回転中心としてα方向に沿い回転させる。
このように回転しているトレパニング工具１０の先端側（つまりブレード１２）を、鋼材などのワークＷに宛てがいつつ、トレパニング工具１０を、その軸心Ｓに沿いβ方向に押し付けていくと、穴あけ加工を行うことができる（図８参照）。

つまり、周方向に沿い回転している複数のブレード１２によりワークＷを切削し、しかも、回転している複数のブレード１２がβ方向に徐々に進行していくため、複数のブレード１２は螺旋状の経路に沿い切削しつつ進んでいく。この結果、筒部１１の外周面１１ａの外側（外周側）にはリング状の円周溝Ｇが形成され、筒部１１の内周面１１ｂの内側（内周側）にはコア（芯材）Ｗ１が残る。

このようにして穴あけ加工をしていくに伴い、連続して繋がった長い切り屑が発生する。この切り屑は、円周溝Ｇを通って外部に排出される。

ワークＷに対する穴あけ加工が進み、円周溝ＧがワークＷの一端側（図８では右端側）から他端側（図８では左端側）にまで貫通したら、トレパニング工具１０をワークＷから引き抜く。そして、円柱状になったコア（芯材）Ｗ１も取り除く。
かかる作業により、ワークＷに、直径がＤとなっている大径穴を形成することができる。

実開平３−８７５１７号公報

ところで、トレパニング工具を用いて大径穴を形成する加工では、連続して繋がった長い切り屑が発生しやすくなる。そして、発生した長いカールした切り屑が、トレパニング工具１０の筒部１１の外周面１１ａに連続的に巻き付いたり、円周溝Ｇの中で詰まったりする、という問題があった。

また、切削が進んでくると図８に示すように、ブレード１２は厚肉のワークＷの奥深くの部分で切削を行う。このため、ワークＷの奥深くに位置するブレード１２にまで、切削油を供給することは、従来技術ではなかなか困難であった。
このように従来では、ワークＷの奥深くに位置するブレード１２に対して、切削油を供給することができないため、切削油により、ブレード１２の冷却をしたり、潤滑作用を奏したりすることができなかった。

本発明は、上記従来技術に鑑み、発生した切り屑を外部に効果的に排出することができると共に、穴あけ加工中においてもブレードに切削油を供給することができる、トレパニング工具を提供することを特徴とする。

上記課題を解決する本発明の構成は、
円筒状の筒部と、前記筒部の先端部に取り付けられたブレードとを備えたトレパニング工具において、
前記筒部の基端側の端面を閉塞する閉塞部材と、
円柱状をなすとともに外周面が前記筒部の内周面に液密に接しつつ、前記筒部の軸心に沿う方向に摺動移動自在となっており、先端面の中心に嵌合ピンが突設されているガイドと、
前記筒部の内周面と前記ガイドの基端面と前記閉塞部材とにより囲まれて形成された油室に、外部から切削油を供給するため、前記閉塞部材に形成された第１の油路と、
前記ガイドの基端面から前記嵌合ピンの表面に至るよう形成された第２の油路を備えていることを特徴とする。

また本発明の構成は、
前記のトレパニング工具において、
前記嵌合ピンの表面は、前記嵌合ピンの周面または先端面の少なくとも一方を含む面であることを特徴とする。

また本発明の構成は、
前記のトレパニング工具において、
前記筒部の先端部には、１個のブレードが取り付けられていること、または、前記筒部の先端部には、複数個のブレードが前記筒部の周方向に沿い間隔をあけて配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、切削油の流れにより切り屑を押し流して外部に排出できるようにしたので、切り屑の排出を効果的に行うことができる。これにより、切り屑がトレパニング工具の外周面に巻き付いたり、切り屑が排出経路の途中で詰まったりするという、従来の不具合を解消することができる。

また、穴あけ加工中においても、切削油をブレードに供給することができるため、切削効率を向上させることができる。

本発明の実施例に係るトレパニング工具を、一部を断面にして示す構成図。 図１のII矢視図。 ワークを示す断面図。 本発明の実施例に係るトレパニング工具により、穴あけ加工をしている状態を示す構成図。 本発明の実施例に係るトレパニング工具により、穴あけ加工をしている状態を示す構成図。 従来のトレパニング工具を示す断面図。 図６のVII矢視図。 従来のトレパニング工具により、穴あけ加工をしている状態を示す構成図。

以下、本発明の実施の形態について、実施例に基づき詳細に説明する。

＜構成の説明＞
本発明の実施例にかかるトレパニング工具１１０の構成を、その一部を断面にして示す図１、図１のII矢視図である図２を参照して説明する。

図１及び図２に示すように、本実施例に係るトレパニング工具１１０では、円筒状の筒部１１１の先端部（図１では左側の端部）に、複数個（本例では４個）のブレード１１２が取り付けられている。
このとき、図２（ａ）に示すように、各ブレード１１２が、筒部１１１の先端部において、周方向に沿い均等間隔に配置されていることもあるが、図２（ｂ）に示すように、各ブレード１１２が、筒部１１１の先端部において、周方向に沿い不均等間隔に配置されていることもある。

なお本実施例では、筒部１１１に複数個のブレード１１２を備えた複刃のトレパニング工具としているが、筒部１１１に１個のブレード１１２を備えた単刃のトレパニング工具であってもよい。

筒部１１１の基端部（図１では右側の端部）には、筒部１１１の基端部側の端面を閉塞する状態で、閉塞板１１３が固定されている。さらに、閉塞板１１１には把持部１１４が取り付けられている。
本実施例では、閉塞板１１３と把持部１１４により、筒部１１１の基端部側の端面を閉塞する閉塞部材が構成されている。

ガイド１１５は円柱状をなしており、その外周面が筒部１１１の内周面に緊密（液密）に接触する状態で、筒部１１１の内部に配置されている。このガイド１１５は、筒部１１１の内部空間において、トレパニング工具１１０（筒部１１１）の軸心Ｓに沿う方向に移動（摺動移動）することができるようになっている。
ガイド１１５の先端面（図１では左側の端面である円端面）１１５ａの中心には、嵌合ピン１１５ｐが突設されている。

上記の筒部１１１の内周面１１１ｂと、ガイド１１５の基端面１１５ｂと、閉塞板１１３とで囲まれて、油室１１６が形成されている。

閉塞部材である閉塞板１１３と把持部１１４には、工作機械（図示省略）から供給されてくる切削油ＣＦを、油室１１６内に導く油路Ｒ１が形成されている。
ガイド１１５には、その基端面１１５ｂから、嵌合ピン１１５ｐの周面及び先端面に至る油路Ｒ２が形成されている。ここでは、嵌合ピン１１５ｐの周面及び先端面に臨む油路Ｒ２の開口穴を、油吐出穴ｈとする。

なお本実施例では、嵌合ピン１１５ｐの周面及び先端面に、油路Ｒ２の開口穴である油吐出穴ｈを形成しているが、嵌合ピン１１５ｐの周面及び先端面のいずれか一方にのみ、吐出穴ｈを形成することも可能である。
要は、嵌合ピン１１５ｐの表面に吐出穴ｈが形成されていればよい。

＜動作手順及び作用効果の説明＞
次に、厚肉のワークＷに穴あけ加工する動作手順を説明する。
先ず図３に示すように、ワークＷの表面（図３では右端面）に、ドリル加工等によりパイロット穴ＰＨを予め形成しておく。パイロット穴ＰＨの大きさ（径）は、ガイド１１５の嵌合ピン１１５ｐが緊密に嵌合できる大きさ（径）にする。

トレパニング工具１１０の把持部１１４を工作機械（図示省略）の把持機構で把持し、図４に示すように、トレパニング工具１１０の先端側（つまりブレード１１２）を、鋼材などのワークＷの表面に宛てがい、しかも、トレパニング工具１１０の軸心Ｓとパイロット穴ＰＨの中心とを位置合わせする。

工作機械（図示省略）から油路Ｒ１を介してトレパニング工具１１０の油室１１６に切削油ＣＦを供給する。
切削油ＣＦの供給前では、ガイド１１５が、図４に点線で示すように、筒部１１１の基端側（図４では右端側）に位置して閉塞板１１３に接触していたとすると、切削油ＣＦを
供給するとその圧力により、ガイド１１５は、軸心Ｓに沿いβ方向（閉塞板１１３からブレード１１２に向かう方向）に押し出されて移動（摺動移動）していく。

図４に実線で示すように、移動していったガイド１１５が、筒部１１１の先端側（図４では左端側）に達すると、嵌合ピン１１５ｐがパイロット穴ＰＨに嵌合する。

ガイド１１５の嵌合ピン１１５ｐがパイロット穴ＰＨに嵌合した状態のままで、トレパニング工具１１０を、その軸心Ｓを回転中心としてα方向に沿い回転させる。
このように回転しているトレパニング工具１１０の先端側（つまりブレード１１２）を、鋼材などのワークＷに宛てがいつつ、トレパニング工具１１０を、その軸心Ｓに沿いβ方向に押し付けていくと、穴あけ加工を行うことができる。

つまり、周方向に沿い回転している複数のブレード１１２によりワークＷを切削し、しかも、回転している複数のブレード１１２がβ方向に徐々に進行していくため、複数のブレード１１２は螺旋状の経路に沿い切削しつつ進んでいく。

この結果、図５に示すように、筒部１１１の外周面１１１ａの外側（外周側）にはリング状の円周溝Ｇが形成され、筒部１１１の内周面１１１ｂの内側（内周側）にはコア（芯材）Ｗ１が残る。

このような穴あけ加工を行っているときには、工作機械（図示省略）から油路Ｒ１を介して油室１１６内に切削油ＣＦが連続的に供給される。
供給圧がかかっている切削油ＣＦは、油室１１６から油路Ｒ２を通り、嵌合ピン１１５ｐの周面及び先端面に形成された油吐出穴ｈから、パイロット穴ＰＨ内に吐出される。

パイロット穴ＰＨ内に吐出された切削油ＣＦは、「パイロット穴ＰＨの内周面と嵌合ピン１１５ｐの外周面との間の隙間」→「ワークＷの表面（図５では右端面）とガイド１１５の先端面１１５ａとの間の隙間」→「コア（芯材）Ｗ１の外周面と筒部１１１の内周面１１１ｂとの間の隙間」→「筒部１１１の先端部及びブレード１１２」→「円周溝Ｇ」という経路を通って流れ、外部に排出される。

このようにして切削油ＣＦが流れるため、切削油ＣＦが筒部１１１の先端部やブレード１１２に接触するため、切削油ＣＦにより、ブレード１１２の冷却をしたり潤滑作用を奏したりすることができる。
よって、ワークＷの奥深くに位置して切削をするブレード１１２を効果的に冷却しつつ切削効率を向上させることができる。

このようにして穴あけ加工をしていくに伴い、連続して繋がった長い切り屑が発生する。この切り屑は、円周溝Ｇを通って外部に排出される。
このとき、切削油ＣＦが円周溝Ｇ内をブレード１１２の位置からワークＷの表面に向かって流れるため、円周溝Ｇ内に入った切り屑は切削油ＣＦの流れにより押し流され、円周溝Ｇを通ってスムーズに外部に排出される。
よって、発生した長い切り屑が、トレパニング工具１１０の筒部１１１の外周面１１１ａに連続的に巻き付いたり、円周溝Ｇの中で詰まったりする、という問題が解消される。

ワークＷに対する穴あけ加工が進み、円周溝ＧがワークＷの一端側（図５では右端側）から他端側（図５では左端側）にまで貫通したら、切削油ＣＦの供給を停止し、トレパニング工具１１０をワークＷから引き抜く。そして、円柱状になったコア（芯材）Ｗ１も取り除く。
かかる作業により、ワークＷに、直径がＤとなっている大径穴を形成することができる。

上記の穴あけ加工の際には、ガイド１１５の嵌合ピン１１５ｐがパイロット穴ＰＨに嵌合しているため、穴あけ加工中において、トレパニング工具１１０の回転中心がずれないように固定される。
これにより、形成した大径穴の加工精度（例えば、穴径、真円度、表面粗さ、穴の真直度）が向上する。

１１０ トレパニング工具
１１１ 筒部
１１２ ブレード
１１３ 閉塞板
１１４ 把持部
１１５ ガイド
１１５ｐ 嵌合ピン
１１６ 油室
Ｒ１、Ｒ２ 油路
ｈ 油突出穴
ＣＦ 切削油
Ｗ ワーク
Ｗ１ コア（芯材）
ＰＨ パイロット穴

Claims (3)

1. 円筒状の筒部と、前記筒部の先端部に取り付けられたブレードとを備えたトレパニング工具において、
   前記筒部の基端側の端面を閉塞する閉塞部材と、
   円柱状をなすとともに外周面が前記筒部の内周面に液密に接しつつ、前記筒部の軸心に沿う方向に摺動移動自在となっており、先端面の中心に嵌合ピンが突設されているガイドと、
   前記筒部の内周面と前記ガイドの基端面と前記閉塞部材とにより囲まれて形成された油室に、外部から切削油を供給するため、前記閉塞部材に形成された第１の油路と、
   前記ガイドの基端面から前記嵌合ピンの表面に至るよう形成された第２の油路、
   を備えていることを特徴とするトレパニング工具。
2. 請求項１のトレパニング工具において、
   前記嵌合ピンの表面は、前記嵌合ピンの周面または先端面の少なくとも一方を含む面であることを特徴とするトレパニング工具。
3. 請求項１または請求項２のトレパニング工具において、
   前記筒部の先端部には、１個のブレードが取り付けられていること、または、前記筒部の先端部には、複数個のブレードが前記筒部の周方向に沿い間隔をあけて配置されていることを特徴とするトレパニング工具。

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