JP4460868B2 - 深孔切削工具 - Google Patents

Description

本発明は、金属被削材を切削するための深孔切削用ドリル、深孔切削用リーマ等の深孔切削工具に関する。

図１０は、深孔切削用ドリルの従来技術を示すものであるが、工具本体（ドリルヘッド）１の先端部に軸方向に突出するよう切刃２が設けられ、工具本体１の外周面に略９０°の位相差をもってガイドパッド３が取り付けられ、切刃２によって切削された切屑と切削油は、排出孔４から工具本体１の内部排出路を通って外部に排出される。図中（ｃ）は、摺動ガイド面３Ｄを有するガイドパッド３を平面視した状態で若干拡大して示すものである。

この種の深孔切削工具は、その名のとおり１〜２メートルの深孔を切削するものであるから、軸心に沿った厳密な真直性が要求される。工具本体が、その切削途上で少しでも軸心からずれると深孔の終端部ではかなりの軸心ずれが生起し、不良品となるからである。

これを図５によって説明すると、工具本体１はその先端部の切刃２によって被削材Ｗに深孔Ｐを形成し、その形成された深孔Ｐの内周面Ｐａをガイドパッド３が摺動して、工具本体１を軸心Ｏに沿って切削進行する。この際、工具本体１は、図示しない軸受装置によって軸心Ｏに沿って移動するように支持され、しかも工具本体１は急速回転しながら切削進行するため、その切削途上では、常に求心力を発揮し、軸心よりずれるのを極力防止する自己保持性を有しているが、なんらかの外力や被削材と工具本体との切削抵抗の変化等の影響を受けて、工具本体１′は偏心Ｏ′で示すように軸心Ｏよりずれて偏心孔Ｐ′を形成しながら切削進行する場合がある。

図６の（ａ）は、図５のａーａ線断面部を概略的に示し、工具本体１が軸心Ｏに沿って切削される場合には、ガイドパッド３の摺動ガイド面３Ｄは深孔Ｐの内周面Ｐａに正確に沿って摺動している。しかし、図５のｂーｂ線断面部を概略的に示す図６の（ｂ）のように、工具本体１′が偏心Ｏ′で示すように軸心Ｏよりずれて偏心孔Ｐ′を形成しようとする作用が働くと、その偏心Ｏ′の位置から工具本体１′自体の求心力によって軸心Ｏに復帰しようとするが、このとき偏心孔Ｐ′の内周面Ｐ′ａにガイドパッド３の一部の摺動ガイド面３Ｄａが干渉し（図７（ａ）にハッチングで示す）、この影響を受けて、深孔Ｐに対して偏心孔Ｐ′が重合するような態様で、図６（ｂ）に示すように、軸心方向から見て略楕円形になったり拡径した深孔Ｑが形成されることになる。

さらにまた、工具本体１が軸心Ｏよりずれて偏心孔Ｐ′を形成しようとすると、上述のように工具本体１自体の求心力によって軸心Ｏに復帰する作用が働くのであるが、工具本体１は、切削された深孔Ｐの内周面Ｐａを摺動する摺動ガイド面３Ｄ（図６（ａ）参照）に案内されて切削進行する際に、ガイドパッド３の該摺動ガイド面３Ｄの摺動抵抗（図７（ｂ）太線で示す）が、工具本体１を軸心Ｏに復帰しようとする求心力よりも大であると、図８および図９に示すように、ガイドパッド３の摺動ガイド面３Ｄの摺動面積は、その全域にかけて同じであるから、ガイドパッド３の摺動ガイド面３Ｄの摺動抵抗が、工具本体１を軸心Ｏに復帰しようとする求心力に打ち勝って、工具本体１が軸心Ｏよりずれて偏心孔Ｐ′を形成しようとする方向に工具本体１′を案内し、そのまま偏心孔Ｐ′が形成され、結果的に真直性を正確に維持した深孔を形成することがてきないことになるのである。
特許第２６５５９９５号公報

本発明は、ガイドパッドの構造を若干改良することによって、上記の難点を解消し、真直性の優れた深孔切削工具を提案することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、請求項１にあっては、工具本体１の先端部に、被削材Ｗに深孔Ｐを形成するための切刃２と、該切刃２によって切削成形された深孔Ｐの内周面Ｐａを摺動して工具本体１を切削方向にその軸心Ｏに沿って案内する摺動ガイド面を有するガイドパッドとを備えてなる深孔切削工具において、図１、特に図２および図４に示すように、ガイドパッド５の摺動ガイド面５Ｄの先端部を、その切削方向先端縁５Ｉの摺動ガイド面積が最も小さく、後方に向かって５II、５III 、５IV、５Ｖ、５VIに示すように摺動ガイド面積が漸次大きくなる先細摺動面５Ｄａに形成してなる構成からなるものである。

工具本体１はその先端部の切刃２によって被削材Ｗに深孔Ｐを形成し、その形成された深孔Ｐの内周面Ｐａをガイドパッド５の摺動ガイド面５Ｄが摺動して、工具本体１を軸心Ｏに沿って切削進行する。この際、工具本体１は図示しない軸受装置によって軸心Ｏに沿って移動するように支持され、しかも工具本体１は急速回転しながら切削進行するため、その切削途上では、常に求心力Ｔ（図５の左寄りに示す）を発揮し、軸心よりずれるのを極力防止する自己保持性を有しているが、なんらかの外力や被削材と工具本体との切削抵抗の変化等の影響を受けて、工具本体１は偏心Ｏ′で示すように軸心Ｏよりずれて偏心孔Ｐ′を形成しようとすると、図２および図４の（Ｉ）に示すように、摺動ガイド面５Ｄの先端部が先細摺動面５Ｄａに形成され、その切削方向先端縁５Ｉの摺動ガイド面積が最も小さくなっているため、偏心孔Ｐ′が形成されようとする内周面Ｐ′ａには、摺動ガイド面積が最も小さい切削方向先端縁５Ｉが摺接することになり、この切削方向先端縁５Ｉの摺動ガイド面積が最も小さいことにより摺動抵抗が低く、工具本体１の求心力Ｔが切削方向先端縁５Ｉの摺動抵抗に打ち勝って、工具本体１が偏心孔Ｐ′を形成しようとする方向に切削進行しようとするのを阻止し、その後は、図４の（II）〜（VI）に示すように、先細摺動面５Ｄａの摺動ガイド面積は後方に向かって５II、５III 、５IV、５Ｖ、５VIと示すように漸次大きくなるように形成されているから、工具本体１が軸心Ｏに沿う方向に先細摺動面５Ｄａの摺動抵抗が増大して、常に工具本体１を軸心Ｏに沿う方向に移動させることができ、これによって深孔Ｐの深孔距離が長くても、安定して、その真直性を維持することができる。

しかも、工具本体１が軸心Ｏよりずれて偏心孔Ｐ′を形成しようとする作用が働いても、摺動ガイド面５Ｄの先端部が先細摺動面５Ｄａに形成されることによって、偏心孔Ｐ′の内周面Ｐ′ａにガイドパッド５の摺動ガイド面５Ｄａが干渉することがなく、これがために、従来技術のように、軸心方向から見て略楕円形になったり拡径した深孔が形成されることはない。

また、請求項２に示すように、前記先細摺動面５Ｄａは、図２の実線で示すように、その平面視の摺動面５Ｄａの稜線Ｍが切削方向先端縁から後方に向かって略Ｕ字状に、あるいは、請求項３に示すように、前記先細摺動面５Ｄａは、図２の鎖線で示すように、その平面視の摺動面５Ｄａの稜線Ｍが切削方向先端縁から後方に向かって略Ｖ字状に形成するようにすれば、簡単に先細摺動面５Ｄａを形成することができる。

本発明によれば、従来からあるガイドパッドの先端部を先細摺動面に形成するだけで、深孔切削工具の真直性を高く維持することができる。

図１のは、本発明の一実施の形態であるガイドパッド５を平面視した状態で示すもので、その摺動ガイド面５Ｄの先端部に先細摺動面５Ｄａが形成されている。

図２は、ガイドパッド５の要部を拡大して示す平面図で、その摺動ガイド面５Ｄの先端部に先細摺動面５Ｄａが形成される。なおこの際、該先細摺動面５Ｄａは、その平面視の摺動面５Ｄａの稜線Ｍが実線で示すように切削方向先端縁から後方に向かって略Ｕ字状に、あるいは鎖線で示すように、その平面視の摺動面５Ｄａの稜線Ｍが切削方向先端縁から後方に向かって略Ｖ字状に形成するようにすれば、簡単に先細摺動面５Ｄａを形成することができる。なお、図３は、ガイドパッド５の要部の正面図である。

図２に示すように、摺動ガイド面５Ｄのみの先細摺動面５Ｄａを、その先端部から後方に向かって、ＩーＩ線、IIーII線、III ーIII 線、IVーIV線、ＶーＶ線およびVIーVI線の部分で断面して表すと、図４に示すように、その先端部の摺動ガイド面５Ｉの摺動面積が最も小さく、後方に向かって順次５II、５III 、５IV、５Ｖ、５VIと漸次摺動ガイド面の摺動面積が大きくなる。

上記のような先細摺動面５Ｄａを摺動ガイド面５Ｄの先端部に形成することによって、工具本体１の先端部の切刃２によって被削材Ｗが切削される深孔Ｐが偏心孔Ｐ′に形成されようとする内周面Ｐ′ａには、摺動ガイド面積が最も小さい切削方向先端縁５Ｉが摺接することになり、この切削方向先端縁５Ｉの摺動ガイド面積が最も小さいことにより摺動抵抗が低く、工具本体１の求心力Ｔが切削方向先端縁５Ｉの摺動抵抗に打ち勝って、工具本体１が偏心孔Ｐ′を形成しようとする方向に切削進行しようとするのを阻止し、その後は、先細摺動面５Ｄａの摺動ガイド面積は後方に向かって５II、５III 、５IV、５Ｖ、５VIに示すように漸次大きくなるように形成されているから、工具本体１が軸心Ｏに沿う方向に先細摺動面５Ｄａの摺動抵抗が増大して、常に工具本体１を軸心Ｏに沿う方向に移動させることができ、これによって深孔Ｐの深孔距離が長くても安定して、その真直性を維持することができる。

しかも、工具本体１が軸心Ｏよりずれて偏心孔Ｐ′を形成しようとする作用が働いても、摺動ガイド面５Ｄの先端部が先細摺動面５Ｄａに形成されることによって、偏心孔Ｐ′の内周面Ｐ′ａにガイドパッド５の摺動ガイド面５Ｄａが干渉することがなく、これがために、従来技術のように、軸心方向から見て略楕円形になったり拡径した深孔が形成されることはない。

以上のように本発明によれば、ガイドパッドに若干の構成を付加することによって、真直性に優れた深孔切削工具を製作することができる。

本発明の実施の形態のガイドパッドを示す平面図である。 同ガイドパッドの要部平面図である。 同正面図である。 （Ｉ）、（II）、（III)、（IV）、（Ｖ）および（VI）は、夫々図２のＩーＩ線、IIーII、III ーIII 線、IVーIV線、ＶーＶ線およびVIーVI線断面図である。 従来技術の深孔切削工具によって被削材を切削しているときに生起する現象を説明する説明図である。 （ａ）は図５のａーａ線断面図、（ｂ）は図５のｂーｂ線断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、従来技術の切削途上によって生起する現象を説明する説明図である。 （ａ）および（ｂ）は、従来技術の切削途上によってガイドパッドに生起する現象を説明する説明図である。 （ａ）および（ｂ）は、ガイドパッドを図８のａーａ線、ｂーｂ線方向から見た状態を示す図である。 従来技術の深孔切削工具を示し、（ａ）は、その正面図、（ｂ）は、その側面図、（ｃ）は、ガイドパッドの平面図である。

符号の説明

１ 工具本体
２ 切刃
Ｗ 被削材
Ｐ 深孔
Ｏ 軸心
５ ガイドパッド
５Ｄ 摺動ガイド面
５Ｄａ 先細摺動面
Ｍ 稜線

Claims (3)

1. 工具本体の先端部に、被削材に深孔を形成するための切刃と、該切刃によって切削成形された深孔の内周面を摺動して工具本体を切削方向にその軸心に沿って案内する摺動ガイド面を有するガイドパッドとを備えてなる深孔切削工具において、ガイドパッドの前記摺動ガイド面の先端部を、その切削方向先端縁の摺動ガイド面積が最も小さく、後方に向かって摺動ガイド面積が漸次大きくなる先細摺動面に形成してなる深孔切削工具。
2. 前記先細摺動面は、その平面視の摺動面の稜線が切削方向先端縁から後方に向かって略Ｕ字状に形成されてなる請求項１に記載の深孔切削工具。
3. 前記先細摺動面は、その平面視の摺動面の稜線が切削方向先端縁から後方に向かって略Ｖ字状に形成されてなる請求項１に記載の深孔切削工具。

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