JP3546915B2 - Cross drilling method and drilling tool - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、交差する二つの穴を工具により切削加工する交差穴加工方法およびその方法の実施に用いる穴加工用工具に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、車両用エンジンのクランク軸には、図6および図7に示すように、二つの穴1と2とを交差させた油穴3が形成される。この油穴3を構成する二つの穴のうち、一方の穴(第1の穴)1は、クランク軸5のジャーナル部6を径方向へ貫通して設けられ、他方の穴(第2の穴)2は、クランク軸5のピン部7から前記ジャーナル部6まで貫通して設けられており、油穴3は第1の穴1に対して第2の穴2を所定の傾斜角度で交差させた形状となっている。
【0003】
ところで、上記した油穴3の加工は、従来一般には、図8に示すように、先ず、工具(ドリル)8をジャーナル部6に対して切り込ませて第1の穴1を加工し(▲1▼)、続いて、他の工具(ドリル)9をピン部7からジャーナル部6へ斜め方向に切り込ませて第2の穴2を加工する(▲2▼)ようにしていた。しかし、このような加工様式によれば、第1の穴1と第2の穴2との交差部にバリ4が発生するのを避けることはできず、そのまま放置したのでは、エンジン使用中にバリ4が脱落して、軸受メタルの焼付きを起すなどの弊害をもたらすことになる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
そこで従来は、上記した工具8,9を加工済の穴1,2に再度回転挿入し、あるいは別に用意したワイヤブラシを同穴に回転挿入してバリ4を除去するようにしていた。しかし、このようなバリ取り方法では、バリ4に対する工具やブラシの接触が不十分なため、バリ4の大部分がそのまま、あるいは相手側の穴内に倒れ込んで(図8に符号4aで示す)残ることが多い上、芯ずれによる2次切削(せん断作用を伴わない)で新たに2次バリが発生することが多く、その後さらに、高圧洗浄や電解による特別のバリ取りを実施しなければならない状況にあった。
【0005】
なお、例えば特開昭62−63004号公報には、最初に開けた一方の穴に対して他方の穴を交差形成するに際し、180度異なる二方向より交互に穴開けを行い、この他方の穴の最初の穴開けで生じたバリを、次の反対側からの穴開けにより除去する方法が提案されているが、この方法でも、同径工具による穴開けの繰返しとなるため、上記した接触不十分によるバリ残りや芯ずれによる2次バリの発生が避けられず、根本的な解決には至らない。
【0006】
本発明は、上記従来の問題点を解決することを課題としてなされたもので、その目的とするところは、二つの穴の交差部に生じるバリを穴開け工程内で確実に除去できるようにし、もって特別のバリ取り工程を不要とする交差穴加工方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の方法は、先に加工する第1の穴の、少なくとも第2の穴との交差部分を、所定の仕上寸法より小径に形成し、第2の穴を加工した後、前記第1の穴を所定の仕上寸法に仕上加工することを特徴とする。
この方法によれば、第2の穴を加工する際生じるバリは、先に加工した第1の穴の小径部分に発生し、したがって、この小径部分の除去代(取り代)を適当な大きさに設定しておくことで、その後、この小径部分の穴内面を削除すれば、その削除される肉と一緒にバリが除去される。
【0008】
交差穴としては、第1の穴に対して第2の穴が傾斜して交差形成される場合があり、この場合は、上記第1の穴を仕上加工する際、第2の穴の加工方向に見て、該第2の穴が第1の穴に対して鈍角に交差する側から工具を進入させるようにするのが望ましい。
このようにすることで、第1の穴を仕上加工する際、第2の穴に対して工具が抜ける側の角部が鈍角となって、その角部の切削予定面剛性が大きくなっているので、2次バリの発生も確実に防止される。
【0009】
本発明の穴加工用工具は、上記第1の穴を仕上加工するためのもので、先端部に、穴の小径部分に嵌入可能なガイド部を設けたことを特徴としている。このように、先端部にガイド部を設けることで、第1の穴の小径部分を仕上加工する際、先に開けた穴に対する工具の芯ずれを防止することができ、穴内面を均等に削除することができて、バリ除去が確実となる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基いて説明する。
【0011】
図1は、本発明にかゝる交差穴加工方法を示したものである。なお、本発明で加工しようとする交差穴は、前出図6、7に示したクランク軸5の油穴3であり、こゝでは、図6、7に示した部分と同一部分には同一符号を付すこととする。この油穴3の加工に際しては、先ず、図1▲1▼に示すように、クランク軸5(図6参照)のジャーナル部6に対し、径の異なる二つの工具(ドリル)8,8′を180 度反対側から切り込ませて、第1の穴1を加工する。この第1の穴1は、工具8により所定の仕上寸法に加工した大径部1aと、工具8′により仕上寸法より小径に加工した小径部1bとからなっている。こゝで、大径部1aの穴径(仕上径)Dと小径穴1bの穴径dとの差Δ(Δ=D−d)は、後に小径穴1bを切削する際、確実にせん断作用を生じさせるに足る大きさ(一例として、Δ=0.8mm )に設定されている。
【0012】
次に、図1▲2▼に示すように、クランク軸5のピン部7(図6参照)からジャーナル部6へ斜め方向に工具(ドリル)9を切り込ませて第2の穴2を加工する。この第2の穴2は、ジャーナル部6側において前記第1の穴1の小径部1bに対し、所定の角度で交差して開通し、その開通部(交差部)にはバリ4が発生するようになる。なお、このバリ4は、第2の穴2の加工方向に見て、該第2の穴2が第1の穴1(1b)に対して鋭角に交差する角部C1 側に生じる。
【0013】
その後、図1▲3▼および▲4▼に示すように、別途用意した後述の穴加工用工具(ドリル)10を先に加工した第1の穴1の小径部1bに、大径部1aと反対側から挿入し、該小径部1bを所定の仕上寸法(D)に仕上加工する。この時、工具10による除去代δは十分にある(δ=Δ/2=0.4mm )ので、交差部に存在していたバリ4は、工具10によって削除される小径部1bの穴内面の肉と一緒に除去される。また、工具10が、第2の穴2に対して抜ける側の角部C2 は鈍角となっているので、その角部C2 の切削予定面剛性は十分に大きく、ここに2次バリが発生することはない。しかも、前記角部C2 と対向する側の角部C1 は鋭角になっているが、この部分は工具10が入り込む側のため切削抵抗のベクトルが切削予定面に影響せず、したがってこの鋭角な角部C1 にも2次バリは発生しない。すなわち、工具10によってバリ4が削除されるばかりか、2次バリの発生も抑制され、バリのない油穴3が完成するようになる。
【0014】
こゝで、上記穴加工用工具10は、図2および図3に示すように、シャンク部11と、リーディングエッジ12を有する刃部13と、刃部13の先端に連接された、刃部13より小径のガイド部14とからなっている。刃部13の先端であってガイド部14との接続段差は切れ刃15として構成され、また刃部13とガイド部14とには複数のねじれ溝16が共通に形成されている。ガイド部14の周面14aは平坦に形成されており、その周面14aを含む円筒面の直径は、上記第1の穴1の小径部1bの穴径dよりわずか小さく設定されている。
【0015】
このような工具10を用いることにより、第1の穴1の小径部1bを仕上げ加工する際、先ず工具10の先端のガイド部14が小径部1bに挿入され、工具10の刃部13は加工済みの第1の穴1に同心に誘導される。この結果、小径部1bの穴内面は切れ刃15により均等に削除され、バリ4は確実に除去される。
【0016】
なお、上記実施の形態において、第1の穴1の加工に際して、第2の穴2と交差する部分のみを小径部1bとしたが、本発明は、第1の穴1の全長を小径部として形成しても良いものである。この場合は、工具10を、先に開けた穴(第1の穴)の全長に通して、穴全体を仕上加工する。
【0017】
【実施例】
実施例1
第1および第2の穴1、2の仕上寸法(穴径)を6mmとし、先に開ける第1の穴1の小径部1bの穴径d、すなわち工具10による除去代δを0から0.55mmまで種々に変化させて、上記実施の形態で示した手順(図1)で交差穴の加工を行い、交差部に残存するバリの大きさを測定した。
【0018】
図4は、その結果を示したもので、除去代δが0、すなわち第1の穴1の全長を工具8により最初から仕上寸法Dに加工した場合は、第2の穴2の加工で生じたバリ4がそのまま残ってしまうことが分かった。一方、除去代δを設定した場合でも、その除去代δが0.1mm と著しく小さい場合は、むしろバリが拡大する現象が見られた。これは、除去代が小さいため、工具10による加工に際してせん断現象が起こらず、新たなバリが発生したためと推定される。また、除去代δを0.25mmから0.55mm範囲に設定した場合は、何れもバリの除去効果が認められるが、除去代δが0.4mm の場合にバリの残存はほとんど認められず、バリ除去に著しく効果的にあることが分かった。これより、第1の穴1の小径部1bの穴径dは、除去代δ=0.4mm を中心に、小さくてもδ=0.25mm、大きくてもδ=0.55mmとなる範囲(0.25〜0.55mm)に設定するのが望ましいといえる。
【0019】
実施例2
第1および第2の穴1、2の仕上寸法(穴径)を6mmとし、先に開ける第1の穴1の小径部1bの穴径dを仕上径の−0.8mm (除去代δ=0.4mm )に設定し、上記したガイド部14を有する工具10と、このようなガイド部を有しない汎用の工具とを用いて前記小径部1bを仕上加工し、その加工に際して第1の穴1に対する工具の芯ズレ量を測定して、それぞれ統計値(平均値、バラツキ)を求めた。なお、測定数nは10である。
【0020】
図5は、その結果を示したもので、ガイド部14を有する工具10を用いた場合は、該ガイド部を有しない工具を用いた場合に比べて、芯ズレ量の平均値、バラツキ(標準偏差)共に著しく小さくなっている。芯ズレ量が小さいということは、少ない除去代でも小径部1bの穴内面を均等に削除できることを意味しており、これにより、例えば除去代δとして上記した理想の値δ=0.4mm を設定して、安全かつ確実にバリ除去を行うことができるようになる。
【0021】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明にかゝる交差穴加工方法によれば、二つの穴の交差部に生じるバリを穴開け工程内で確実に除去できるので、別途、特別のバリ取り工程を設ける必要がなくなり、生産性の向上および製造コストの低減に大きく寄与するものとなる。
また、本発明にかゝる穴加工用工具によれば、先端にガイド部を設けるだけの簡単な構成で芯ズレを大幅に低減することができ、穴内面を均等に削除することが可能になって、上記交差穴加工方法の実施に向けて好適となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかゝる交差穴加工方法を順を追って示す断面図である。
【図2】本発明にかゝる穴加工用工具の形状を示す正面図である。
【図3】図2のB−BおよびC−C矢視線に沿う断面図である。
【図4】第1の穴を仕上加工する際の除去代と残存バリの大きさとの関係を示すグラフである。
【図5】第1の穴を仕上加工する際の芯ずれ量に及ぼす工具種類の影響を示すグラフである。
【図6】本発明の加工対象の一つであるクランク軸とこれに加工される交差穴を示す正面図である。
【図7】図6のA−A矢視線に沿う断面図である。
【図8】従来の交差穴加工方法を順を追って示す断面図である。
【符号の説明】
1 第1の穴、 1a 大径部、 1b 小径部
2 第2の穴
3 油穴(交差穴)
4 バリ
8,8′ 第1の穴加工用工具
9 第2の穴加工用工具
10 第1の穴の小径部加工用工具、 14 工具のガイド部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an intersecting hole drilling method for cutting two intersecting holes with a tool and a drilling tool used for carrying out the method.
[0002]
[Prior art]
For example, as shown in FIGS. 6 and 7, an
[0003]
By the way, the above-described processing of the
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, conventionally, the
[0005]
For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-63004, when one of the first holes is formed so as to intersect with the other hole, holes are alternately formed from two directions different by 180 degrees, and the other hole is formed. A method has been proposed in which the burrs generated in the first drilling of the above are removed by drilling from the next opposite side. However, even with this method, drilling with the same diameter tool is repeated, so that the above-mentioned contact failure is not achieved. The occurrence of secondary burrs due to sufficient burrs or misalignment is inevitable, and does not lead to a fundamental solution.
[0006]
The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and has as its object to ensure that burrs generated at the intersection of two holes can be reliably removed in a drilling process. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a cross-hole processing method which does not require a special deburring step.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the method of the present invention comprises forming at least an intersection of the first hole to be machined with the second hole to have a diameter smaller than a predetermined finishing dimension, and machining the second hole. Then, the first hole is finished to a predetermined finish size.
According to this method, burrs generated when the second hole is machined are generated in the small-diameter portion of the previously machined first hole. Then, by removing the inner surface of the hole of the small diameter portion, the burr is removed together with the meat to be removed.
[0008]
As the intersecting hole, there is a case where the second hole is formed obliquely and intersects with the first hole. In this case, when finishing the first hole, the processing direction of the second hole In view of the above, it is desirable to make the tool enter from the side where the second hole intersects the first hole at an obtuse angle.
In this way, when finishing the first hole, the corner on the side from which the tool comes out with respect to the second hole becomes obtuse, and the rigidity of the corner to be cut increases. Therefore, the occurrence of secondary burrs is reliably prevented.
[0009]
The hole drilling tool according to the present invention is for finishing the first hole, and is provided with a guide portion at a tip end thereof which can be fitted into a small diameter portion of the hole. Thus, by providing the guide portion at the tip, when finishing the small-diameter portion of the first hole, it is possible to prevent the tool from being misaligned with the previously drilled hole, and to uniformly delete the inner surface of the hole. And burrs can be reliably removed.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0011]
FIG. 1 shows a cross hole drilling method according to the present invention. The cross hole to be machined in the present invention is the
[0012]
Next, as shown in FIG. 1-2, a tool (drill) 9 is cut obliquely from the pin portion 7 (see FIG. 6) of the crankshaft 5 to the
[0013]
Thereafter, as shown in FIGS. 1 (3) and (4), a large-
[0014]
Here, as shown in FIGS. 2 and 3, the
[0015]
By using such a
[0016]
In the above-described embodiment, only the portion that intersects with the
[0017]
【Example】
Example 1
The finishing dimension (hole diameter) of the first and
[0018]
FIG. 4 shows the result. In the case where the removal allowance δ is 0, that is, when the entire length of the
[0019]
Example 2
The finishing dimension (hole diameter) of the first and
[0020]
FIG. 5 shows the results. In the case where the
[0021]
【The invention's effect】
As described above, according to the method for processing a crossed hole according to the present invention, burrs generated at the intersection of two holes can be reliably removed in the drilling process. This eliminates the need to provide them, which greatly contributes to improving productivity and reducing manufacturing costs.
Further, according to the drilling tool according to the present invention, it is possible to greatly reduce the misalignment with a simple configuration in which only the guide portion is provided at the tip, and it is possible to evenly remove the inner surface of the hole. This is suitable for implementing the above-described cross hole processing method.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a cross hole drilling method according to the present invention in order.
FIG. 2 is a front view showing the shape of a hole drilling tool according to the present invention.
FIG. 3 is a sectional view taken along arrows BB and CC of FIG. 2;
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the removal allowance and the size of remaining burrs when finishing the first hole.
FIG. 5 is a graph showing the effect of the type of tool on the amount of misalignment when finishing the first hole.
FIG. 6 is a front view showing a crankshaft as one of the objects to be machined according to the present invention and a cross hole machined therein.
FIG. 7 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 6;
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a conventional method of forming a cross hole in order.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
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