JP4142930B2

JP4142930B2 - 深穴切削具

Info

Publication number: JP4142930B2
Application number: JP2002295788A
Authority: JP
Inventors: 倬司野村
Original assignee: Unitac Inc
Current assignee: Unitac Inc
Priority date: 2002-10-09
Filing date: 2002-10-09
Publication date: 2008-09-03
Anticipated expiration: 2022-10-09
Also published as: JP2004130412A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガンドリルシステムに適用されるドリルやリーマなどの深穴切削具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
深穴加工システムとして、ガンドリルシステム、ＢＴＡシステム、エジェクタシステムなどが知られているが、比較的小径の深穴加工には、簡単な構成のガンドリルシステムが汎用されている。
【０００３】
ガンドリルシステムは、図６に示すように、中空の筒状でかつ外形に断面Ｖ字状に凹溝を形成した工具シャンク３２の先端にドリルヘッド３３を一体的に固着して設けたガンドリル３１を用い、その工具シャンク３２の中空部内を潤滑作用及び冷却作用とともにその圧力によって切屑を押し出す排出作用を奏するクーラント３４の供給通路３５、凹溝を切屑の排出溝３６とし、深穴加工時に、高圧のクーラント３４を供給通路３５を通して先端のドリルヘッド３３の切刃に至らしめ、被加工物３７の切削穴３８内で発生した切屑３９をクーラントの圧力で排出溝３６を通して外部に排出するように構成されている。このガンドリルシステムは、小径でも排出溝３６のスペースを大きくとれることで、クーラント・プッシュ方式にて比較的容易に切屑を排出できる利点がある。
【０００４】
上記ガンドリル３１は、図７に示すような構成のものが知られている。その工具シャンク３２は、チャックなどに保持されて回転駆動力を受けるドライバ部４１と、比較的薄肉のパイプ材４３の基端部を除いてほぼ全長にわたってダイス成形することで外面に断面Ｖ字状の凹溝４４が形成されるとともにその基端部がドライバ部４１に嵌入固定されたシャンク部４２にて構成されている。シャンク部４２の先端面４２ａは大きな回転駆動力を伝達できるようにＶ字状に形成され、ドリルヘッド３３の山形基端部３３ａが嵌合当接されて一体的にロウ付けされている。
【０００５】
ドリルヘッド３３は、鋼材から成るとともにシャンク部４２と同様にＶ字状の凹溝４５が軸芯方向に形成され、先端部に切刃を形成する超硬チップ４６が凹溝４５の一側に臨むようにロウ付けされている。また、基端がシャンク部４２の供給通路３５に連通し、先端がドリルヘッド３３の先端面で開口する１又は複数（図示例では１対）のクーラント供給穴４７がほぼ軸芯方向に沿って形成されている。なお、ドリルヘッド３３の全体を工具鋼にて構成してその先端部に切刃を形成したものも汎用されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来のガンドリル３１では、ドリルヘッド３３の切刃が消耗したり、折損したりすると、工具シャンク３２を含めてガンドリル３１の全体を取り替える必要があり、コスト高になるという問題がある。また、段取り替えに際しても１ｍ程度のかなり長尺のガンドリル３１の全体を交換する必要があるため、段取り替え時間に長時間を要し、生産効率を低下させるという問題がある。また、切刃の消耗に伴う再研磨作業も容易でないために再研磨コストも高くなるという問題がある。さらに、ドリリングの他にリーミングを行う場合には、ドリルヘッド３３に代えて工具シャンク３２の先端にリーマヘッドを固着したリーマ専用切削具を用意しておく必要があるため、コスト高になるとともに作業換えに際して切削具の全体を交換する必要があって交換作業にも長時間を要するため、上記と同様に生産効率を低下させるという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、切削ヘッドだけを簡単に交換できて、工具コスト、段取り替え時間、再研磨コスト等を低減でき、また他の深穴切削具への転換も容易にでき、コスト低下及び生産性の向上を大幅に図れる深穴切削具を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の深穴切削具は、中空部をクーラントの供給通路とし、外面に形成した断面Ｖ字状の凹溝を排出溝とするシャンク部の先端に切削ヘッドを装着した深穴切削具において、切削ヘッドをシャンク部の先端の被装着部に角ねじによるねじ係合にて着脱可能に装着すると共に、被装着部の雌ねじの奥端部に、切削ヘッドの端面が密接するように、ねじ切り用のぬすみ部を埋める埋込部材を配置したものである。
【００１０】
上記構成によれば、切刃の消耗・折損時に、シャンク部はそのまま用いて、切削ヘッドだけを取り替えれば良いためコスト低下を図れ、段取り替えに際しても切削ヘッドだけをねじ込み交換するだけでよいため、短時間に簡単に段取り替えを済ますことができて生産効率を向上でき、切刃の消耗に伴う再研磨作業も切削ヘッドだけを取り外して行えば良いので再研磨コストを低廉化でき、ドリリングとリーミングのように他の切削作業に切り換える場合にも対応する切削ヘッドだけを用意しておけば良いので、工具コストを低下できるとともに交換作業も上記のように短時間で済んで生産効率を向上できる。しかも、切削ヘッドとその被装着部とを角ねじにて螺合するから、結合強度が高くかつ隙間が生じ難くなる上、ねじ切りを容易に行うためにぬすみ部が生じても、そのぬすみ部が埋められて隙間を生じないので、隙間に切屑が引っ掛かって円滑に排出できないというような不具合の発生を防止できる。
【００１１】
また、切削ヘッドにおける雄ねじの切刃側の端及び被装着部の雌ねじの開口側の端の不完全ねじ部を、シャンク部の凹溝に連続するように切削ヘッド及び被装着部に形成された凹溝の形成範囲に収めると、ねじの切刃側の端においても、凹溝の両側面に完全な断面形状のねじ端が臨んで隙間を生じることがないので、隙間に切屑が引っ掛かって円滑に排出できないというような不具合の発生を防止できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の深穴切削具の一実施形態のガンドリルについて、図１〜図３を参照して説明する。
【００１３】
図１において、１はガンドリルで、工具シャンク２の先端にドリリング用の切削ヘッドであるドリルヘッド３がねじ係合によって装着されている。工具シャンク２は、チャックなどに保持されて回転駆動力を受ける円筒状のドライバ部４と、比較的薄肉のパイプ材６から成り、基端部を除いてほぼ全長にわたってダイス成形することで外面に断面Ｖ字状の凹溝７が形成されかつその基端部がドライバ部４に嵌入固定されたシャンク部５と、ドリルヘッド３をねじ係合にて着脱可能に装着できるようにシャンク部５の先端に一体的に設けられた被装着部８にて構成されている。
【００１４】
シャンク部５の先端面５ａは大きな回転駆動力を伝達できるようにＶ字状に形成され、被装着部８の基端部も倒Ｖ字状の山形に形成され、この山形基端部８ａが前記Ｖ字状先端面５ａに嵌合当接され、両者は一体的にロウ付け９にて一体固着されている。被装着部８は、鋼材から成るとともにシャンク部５と連続して軸芯方向に凹溝７が形成され、かつ先端部にはドリルヘッド３を螺合する雌ねじ１０が形成されている。また、パイプ材６から成るシャンク部５の内部空間はクーラントの供給通路１１を構成しており、被装着部８には、雌ねじ９の内径より小径でかつ凹溝７に開口しない断面形状の連通穴１２が供給通路１１に連通するように貫通形成されている。
【００１５】
ドリルヘッド３は、図２、図３に詳細に示すように、基端側に被装着部８内に挿入されて雌ねじ１０に螺合する雄ねじ１３が形成されるとともに、雌ねじ１０に雄ねじ１３を螺合してドリルヘッド３を被装着部８に装着した状態でシャンク部５及び被装着部８に形成されている凹溝７に連続するように断面Ｖ字状の凹溝１４が雄ねじ１３部分を含めて全長に形成されている。このドリルヘッド３の先端部に切刃を形成する超硬チップ１５が凹溝１４の一側に臨むようにロウ付けされている。また、被装着部８の連通穴１２とドリルヘッド３の先端面に設けられた１又は複数（図示例では１対）のクーラントの吐出口１６とを連通する連通路１７がほぼ軸芯方向に沿って形成されている。
【００１６】
上記被装着部８の雌ねじ１０及びドリルヘッド３の雄ねじ１３は、図３の端面部分によく現れるように、角ねじにて構成されている。また、被装着部８の雌ねじ１３の奥端は雄ねじ１３の端面が密接状態で当接して隙間が生じないように軸芯に垂直な平坦面に形成されている。このように雌ねじ１３の奥端が平坦面になるようにねじ切り加工するのは困難であるため、具体的には、図３に示すように、雌ねじ１３の奥端部に、ねじ切り用のぬすみ部を埋める金属片から成る埋込部材１８を配置し、ロウ付け等にて一体固着している。
【００１７】
また、ドリルヘッド３における雄ねじ１３の切刃側の端及び被装着部８の雌ねじ１０の開口側の端においては、図２（ｄ）に仮想線で示すように、雌雄ねじ１０，１３の不完全ねじ部１９を凹溝１４及び７の形成範囲に収め、凹溝１４、７の両側面で完全なねじ断面形状でねじ端が終了し、凹溝１４、７に臨むねじ端で隙間が生じないように成されている。
【００１８】
また、ドリルヘッド３における被装着部８の先端面に当接する段部３ａと雄ねじ１３との間、及びそれに対応して被装着部８における先端面と雌ねじ１０の間には、適当な長さｌのパイロット部２０が設けられ、ドリルヘッド３の基部を被装着部８に円滑に挿入して正確に同芯状態に螺合できるように構成されている。
【００１９】
さらに、本実施形態のガンドリル１は、その工具シャンク２をそのまま用いて、ドリリング用の切削ヘッドとしてのドリルヘッド３に代えて、図４に示すような、リーミング用の切削ヘッドとしてのリーマヘッド２１を装着できるように構成されている。図４において、リーマヘッド２１は、超硬チップ２２がリーミング用のものに変わっている他は、ドリルヘッド３と同一構成である。
【００２０】
以上の構成のガンドリル１によれば、切刃を構成する超硬チップ１５、２２が消耗したり、折損した時には、工具シャンク２はそのまま用いて、切削ヘッドとしてのドリルヘッド３やリーマヘッド２１だけを取り替えれば良いためコスト低下を図ることができる。また、段取り替えに際してもドリルヘッド３やリーマヘッド２１だけをねじ込み交換するだけでよいため、短時間に簡単に段取り替えを済ますことができて生産効率を向上できる。また、ドリルヘッド３やリーマヘッド２１の切刃の消耗に伴う再研磨作業もこの切削ヘッドだけを取り外して行えば良いので再研磨コストを低廉化できる。
【００２１】
さらにドリリリングとリーミングのように他の切削作業に切り換える場合にも、対応するドリルヘッド３やリーマヘッド２１などの切削ヘッドだけを用意しておけば良いので、工具コストを低下できるとともに交換作業も上記のように短時間で済んで生産効率を向上できる。
【００２２】
また、ドリルヘッド３の雄ねじ１３とその被装着部８の雌ねじ１０を角ねじにて構成しているので、高い結合強度が得られるとともに隙間が生じ難い。また、雌ねじ１０の奥端部に雄ねじ１３の先端面が密接するように、ねじ切り用のぬすみ部を埋める埋込部材１８を配置しているので、ねじ切りを容易に行うためにぬすみ部が生じてもそのぬすみ部が埋められて隙間を生じない。さらに、雄ねじ１３のドリルヘッド３の先端側の端及び被装着部８の雌ねじ１０の開口側の端の不完全ねじ部１９を、被装着部８の凹溝７及びドリルヘッド３の凹溝１４の形成範囲に収めているため、凹溝７、１４の両側面に完全な断面形状のねじ端が臨んで隙間を生じることがない。かくして、ドリルヘッド３を被装着部８にねじ係合にて装着するようにしながら、隙間に切屑が引っ掛かって円滑に排出できないというような不具合の発生を防止できる。
【００２３】
次に、本発明の他の実施形態のガンドリル１について、図５を参照して説明する。なお、切削ヘッドとしてのドリルヘッド３は上記実施形態と同一であるため説明を省略し、工具シャンク２のみ図示し、さらに上記実施形態と同一の構成要素については、同一参照符号を付して説明を省略し、相違点についてのみ説明する。
【００２４】
上記実施形態のガンドリル１では、工具シャンク２がドライバ部４とシャンク部５と被装着部８から成り、別部材から成る被装着部８の基端をパイプ材６からなるシャンク部５の先端に一体的にロウ付けしたものを例示したが、本実施形態では工具シャンク２がドライバ部４と厚肉パイプ材２３からなるシャンク部５にて構成され、シャンク部５の先端部内周に直接雌ねじ１０を形成することでシャンク部５の先端部によって被装着部８が構成されている。また、シャンク部５の基端部を除いてそのほぼ全長にわたって凹溝１４を形成するとともに、シャンク部５内にクーラントの供給通路１１を形成するため、被装着部８の雌ねじ１０部分と基端部を除いてほぼ全長にわたって、図５（ｃ）に示すように、厚肉パイプ材２３の内部に、供給通路１１を形成する部分を断面三日月状に切欠いた軸体２４を挿入配置してロウ付け等で一体固着し、その先端部に雌ねじ１０を形成するとともに、図５（ｂ）に示すように、凹溝１４を切削加工している。なお、厚肉パイプ材２３と軸体２４を一体化する手段としては、ロウ付けの他に、圧入や焼嵌めやねじ止め等、種々の手段を適用することができる。
【００２５】
この実施形態によれば、汎用されている低コストの厚肉パイプ材２３と軸体２４を用いているので、パイプ材６に凹溝７をダイス成形して成る特殊でコスト高のシャンク部５を在庫しなくても良く、在庫コストを大幅に低下できて、工具コストの低廉化を図ることができる。
【００２６】
なお、上記実施形態の説明ではドリルヘッド３やリーマヘッド２１に切刃を形成する超硬チップ１５、２２をロー付けした例を示したが、ドリルヘッド３やリーマヘッド２１の全体を工具鋼にて構成し、その先端に切刃を直接形成してもよいことは言うまでもない。また、凹溝７、１４としてＶ字状断面の開き角が９０°のものを例示したが、略９０°〜１３０°の範囲の適当な開き角に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のガンドリルの全体構成を示す部分省略正面図である。
【図２】同実施形態のドリルヘッドを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は先端から見た側面図、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視側面図、（ｄ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図３】同実施形態におけるドリルヘッドをシャンク部先端の被装着部に組み付けた状態の正面図である。
【図４】同実施形態において、リーミング時の切削ヘッドであるリーマヘッドを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は先端から見た側面図である。
【図５】本発明の他の実施形態のガンドリルの工具シャンクを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ矢視断面図、（ｄ）は（ａ）のＤ−Ｄ矢視断面図である。
【図６】ガンドリルシステムの概略構成を示す断面図である。
【図７】従来例のガンドリルの全体構成を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は先端から見た側面図、（ｃ）は（ａ）のＥ−Ｅ矢視断面図、（ｄ）は（ａ）のＦ−Ｆ矢視断面図である。
【符号の説明】
１ガンドリル（深穴切削具）
３ドリルヘッド（切削ヘッド）
５シャンク部
７凹溝
８被装着部
１０雌ねじ
１１供給通路１１
１３雄ねじ
１４凹溝
１８埋込部材
１９不完全ねじ部
２１リーマヘッド（切削ヘッド）

Claims

中空部をクーラントの供給通路とし、外面に形成した断面Ｖ字状の凹溝を排出溝とするシャンク部の先端に切削ヘッドを装着した深穴切削具において、
切削ヘッドをシャンク部の先端の被装着部に角ねじによるねじ係合にて着脱可能に装着すると共に、被装着部の雌ねじの奥端部に、切削ヘッドの端面が密接するように、ねじ切り用のぬすみ部を埋める埋込部材を配置したことを特徴とする深穴切削具。
切削ヘッドにおける雄ねじの切刃側の端及び被装着部の雌ねじの開口側の端の不完全ねじ部を、切削ヘッド及び被装着部にシャンク部の凹溝に連続するように形成された凹溝の形成範囲に収めたことを特徴とする請求項１に記載の深穴切削具。