JP4489276B2 - チップの油穴の形成方法及びそれに用いるワイヤ放電加工機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はチップの油穴の形成方法及びそれに用いるワイヤ放電加工機に関する。
【0002】
【従来の技術】
図7(a)〜(d)は従来の油穴の形成方法の一例を示す図である。
(a):シャンク101に油穴102,103を開け、このシャンク101の端部104にチップ半完成品105をろう106でろう付けする。
(b):そして、シャンク101の油穴102に放電加工機の電極107を通す。
(c):通した電極107をチップ半完成品105に押し付け、穿孔することで油穴108を形成する。油穴108の直径と油穴102の直径はほぼ同じである。
(d):同様に、チップ半完成品105に油穴109を開ける。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図7のようにチップをろう付けした後に、チップに油穴を形成すると、油穴102,103に電極107が接触してきずが発生する場合があり、高精度に位置決めする必要がある。そのため、生産効率が低下する。
また、油穴102,103の直径に合った電極107を使用するため、油穴102,103の直径が変わると、径の異なった多種類の電極107を造る必要があり、生産効率が低下する。
さらに、電極が長いと、チップ105の油穴108,109が曲り、出口の位置がずれることがある。
【0004】
そこで、本発明の目的は、生産効率の向上を図ることができるとともに、加工精度の向上を図ることができるチップの油穴の形成方法及びそれに用いるワイヤ放電加工機を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項1は、予め油穴を開けたシャンクの端部にチップをろう付けするチップろう付け工程と、このチップを付けたシャンクを放電加工機にセットし、チップに油穴の直径の範囲内に、電極で油穴より小径のスタート孔を穿設するスタート孔加工工程と、シャンクをワイヤ放電加工機にセットし、スタート孔並びに油穴にスタート孔より小さい直径のワイヤを通すとともに、スタート孔に通した前記ワイヤを、該ワイヤを通した油穴を基準に前記チップに対して相対的に、油穴の半径方向外方へ向かわせ油穴に沿うようにチップのみを切り取ることにより、チップにシャンクの油穴に対して同心、且つ、同径の油穴を形成する油穴加工工程と、からなることを特徴とする。
チップろう付け工程と、スタート孔加工工程と、油穴加工工程とでチップの油穴を形成する。
【0006】
スタート孔加工工程では、チップに電極で油穴より小径のスタート孔を穿設するので、孔の位置は油穴の直径の範囲内であればどこに開けてもよく、手間がかからない。
油穴加工工程では、ワイヤでチップにシャンクの油穴に対して同径の油穴を形成するので、シャンクの油穴にきずは発生しない。
また、チップの油穴はシャンクの中心軸線と平行になり、チップの油穴の出口の位置がずれることはない。
請求項2は、請求項1記載のチップの油穴の形成方法において、スタート孔加工工程は、放電加工機の基台に、油穴を基準で位置決めし、油穴毎に自身の油穴基準で基台を放電加工機の電極の下に移動させ、電極で、電極の外径と略同じ直径のスタート孔を穿設することを特徴とする。
その結果、スタート孔を油穴の直径の範囲内に設けるので、高精度の位置決めを必要とせず、スタート孔の加工は容易である。
請求項3は、予め油穴を開けたシャンクの端部にろう付けされたチップに油穴に対応させて開けられたスタート孔に通すワイヤを備え、ワイヤでシャンクの油穴に対して同心、且つ、同径に油穴を形成するワイヤ放電加工機であって、ワイヤ放電加工機は、移動するテーブルに載せられている基台と、基台に取付けられ端部に対向したシャンクの端を、油穴の芯出しを行って把持し、テーブルにシャンクを垂直にセットするチャックと、スタート孔に通したワイヤを油穴の半径方向外方へ向かわせシャンクの油穴に近接させ、油穴に沿ってワイヤを移動させることでチップのみを切り取り、チップに油穴に対して同心、且つ、同径の油穴を形成するようにワイヤ及びテーブルの動きを制御する制御装置と、を備えていることを特徴とする。
その結果、シャンクに予め開けてある油穴にきずがつくことはないという利点がある。さらに、チップの油穴はシャンクの中心軸線と平行になり、チップの油穴の出口の位置がずれることはなく、チップの油穴の加工精度の向上を図ることができる。さらにまた、チップの油穴を形成する電極を必要とせず、チップの油穴に合せて直径の異なる電極を造る必要はないという利点がある。
【0007】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図1は本発明に係るチップろう付け工程の説明図である。
まず、シャンク11を造る。具体的には、超硬合金の丸棒を所定の外径に旋削して本体12を削り出し、この本体12に油穴13,14を開ける。
油穴13は、中心軸線15に対して平行に開けたものであり、油穴13の直径はDhに設定した。油穴14は、油穴13と同じものである。
【0008】
その次に、チップ半完成品16を造る。具体的には、チップ半完成品16は、第2層17と、この第2層17を第1層18及び第3層19でサンドイッチした3層積層体であり、第2層17が工具の回転中心を通る縦長の細い帯であり、この細い帯に切刃を形成するとともに、第2層17の両側を第1層18及び第3層19で補強する構造である。
【0009】
第2層17は、CBN若しくはダイヤモンドの高硬度焼結体である。
第1層18及び第3層19は、超硬合金などの工具材料である。
3層積層体の製造方法の一例を説明すると、まず、4〜16μmのダイヤモンド粒若しくはCBN粒を、HIP(熱間静水圧プレス)にて等圧的に加圧しながら焼結することで、第2層17を製造し、この第2層17の左右にWC粉末を重ねHIPで加圧しながら焼結することで、3層積層体を得る。そして、3層積層体をワイヤ放電加工機で切断し、多数のチップ半完成品16を切出す。
このように造ったチップ半完成品16をシャンク11の端部21にろう22でろう付けする。
【0010】
図2は本発明に係るスタート孔加工工程の第1説明図である。
チップ半完成品16をろう付けした後、シャンク11を放電加工機であるところの形彫放電加工機25にセットし、チップ半完成品16にスタート孔を穿設する。
【0011】
具体的には、形彫放電加工機25は、ワークを載せるためのテーブル31と、このテーブル31に載せ、ワークの位置決めを行うガイド部材32と、加工槽33(加工液34)と、上方に設けたヘッド35と、このヘッド35に取付けた電極36と、図に示していなNC(数値制御)制御装置と、を備えたものである。37は、ガイド部材32内に図示していない押し部材で取付けた基台である。
【0012】
電極36の外径をDbに設定し、外径Dbはシャンク11の油穴13,14の直径Dhより小さい径である。また、電極36は、中空、若しくは中実である。基台37は、本体41の側面に基準面42を形成し、上部にガイドピン43,43を設けたものである。
【0013】
この基台37のガイドピン43,43にシャンク11の油穴13,14を嵌め、その基台37をガイド部材32内に基準面42を基準に取付け、予め作成したNCプログラムをNC制御装置に入力(FD、若しくはオンライン等)する。そして、テーブル31を所定位置に送ることで、電極36の下にチップ半完成品16を送る。
【0014】
図3(a)〜(c)は本発明に係るスタート孔加工工程の第2説明図であり、上段に平面図を併記したので、合計6個の図を表わしたものである。
(a):NCプログラムによって電極36の下にチップ半完成品16を送り、油穴13の直径Dhの範囲内に電極36を収め、その後、ヘッド35とともに電極36を矢印▲1▼の如く下降させる。
【0015】
(b):電極36を所定の条件で送り、シャンク11の油穴13より小径で、且つ貫通したスタート孔45を穿設する。このスタート孔45の直径はDsであり、直径Dsは、電極36の外径Dbとほぼ等しい。
ここでは、スタート孔45を油穴13の中心に開けたが、必ずしもスタート孔45を油穴13の中心に開ける必要はなく、油穴13の直径Dhの範囲内にスタート孔45を設ければよい。
【0016】
(c):続けて、隣にスタート孔46を穿設する。具体的には、スタート孔45を開けた後、ヘッドとともに、電極36を矢印▲2▼の如く上昇させ、テーブルを所定の量だけ矢印▲3▼の如く送り、電極36の下方に油穴14を臨ませ、再び電極36を矢印▲4▼の如く下降させてスタート孔46を開ける。なお、スタート孔46の直径はDsであり、スタート孔46の位置は、油穴14の直径Dhの範囲内に設定する。
【0017】
このようにスタート孔加工工程では、スタート孔45,46を油穴13,14の直径Dhの範囲内に設けるので、高精度の位置決めを必要とせず、スタート孔45,46の加工は容易である。
また、電極36は油穴13,14に接触せず、油穴13,14にきずが発生する心配はない。
【0018】
さらに、チップ半完成品16の加工側47にヘッド35並びに電極36と干渉するものはなく、電極36の長さを短くすることができる。その結果、電極36を細くすることができ、1種類の径でほぼ全てのスタート孔加工に対応することができ、生産コストを低減することができる。
このようにスタート孔加工後、シャンク11を取り外し、次工程に搬送する。
【0019】
図4は本発明に係る油穴加工工程の第1説明図である。
シャンク11をワイヤ放電加工機50にセットし、チップ半完成品16に油穴を形成する。具体的には、ワイヤ放電加工機50はワークを載せるためのテーブル51と、このテーブル51に載せ、ワークの位置決めを行う基台52と、加工槽53(加工液54)と、ワイヤ55と、図に示していなNC(数値制御)制御装置と、を備えたものである。56は、基台52に図示していない取付け具で取付けたチャックである。
【0020】
ワイヤ55のワイヤ直径はDwであり、ワイヤ直径Dwはスタート孔45,46の直径Dsより僅かに小さい。
チャック56は、位置決め穴57,57を有するものである。
【0021】
図4のチャック56でシャンク11の端を把持し、テーブル51にシャンク11を垂直にセットする。その際、チャック56の位置決め穴57,57にガイドピン58を通し、このガイドピン58に油穴13,14を嵌め、油穴13,14の芯出しを行い、その後、ガイドピン58を取り外す。そして、予め作成したNCプログラムをNC制御装置に入力し、テーブル51でチップ半完成品16を所定の位置に送り、スタート孔45並びに油穴13にワイヤ55を通す。
【0022】
図5(a)〜(c)は本発明に係る油穴加工工程の第2説明図であり、上段に平面図を併記したので、合計6個の図を表わしたものである。
(a):スタート孔45並びに油穴13にワイヤ55を通した後、NCプログラムによって油穴13を基準に自動でワイヤ放電加工機50のテーブル51を稼働する。まず、テーブル51はX軸方向(矢印▲5▼方向)に移動を開始する。
【0023】
(b):テーブル51は、2軸(X軸方向、Y軸方向)に矢印▲6▼の如く、のの字のように動き、ワイヤ55でチップ半完成品16を油穴13に倣うように切り、チップ半完成品16に油穴61を形成する。なお、ここでは、形成途中の油穴61を示し、矢印▲7▼の如くさらに動くことで、油穴61の残りの部分を切り、油穴61の形成は完成する。
【0024】
(c):油穴61を仕上げた後、同様に油穴62を形成し、チップ半完成品16の油穴61,62の加工は完了する。油穴61,62の直径はDtであり、直径Dtは、シャンク11の油穴13,14の直径Dhに対し、僅かに小さいが、その差は無視できる微小な寸法であり、ここでは、油穴13,14に対して同径と呼称する。
【0025】
このように油穴加工工程では、シャンク11の油穴13,14並びにチップ半完成品16のスタート孔45,46(図4参照)にワイヤ55を通し、ワイヤ55でチップ半完成品16に油穴61,62を形成するので、油穴61,62を形成する際に、シャンク11の油穴13,14にきずが発生することはない。従って、生産効率の向上を図ることができる。
【0026】
また、シャンク11の油穴13,14並びにチップ半完成品16のスタート孔45,46にワイヤ55を通し、ワイヤ55でチップ半完成品16に油穴13,14対して同径の油穴61,62を形成するので、中心軸線に平行に油穴61,62を切断することができ、油穴61,62の出口の位置がずれることはなく、油穴61,62の位置の加工精度の向上を図ることができる。
【0027】
さらに、チップ半完成品16のスタート孔45にワイヤ55を通し、ワイヤ55でチップ半完成品16に油穴13,14対して同径の油穴61,62を形成するので、油穴の直径に合せて直径の異なる電極を造る必要はなく、生産効率の向上を図ることができる。
【0028】
なお、従来技術のなかには、チップ半完成品に油穴を形成した後に、シャンクにろう付けして油穴を完成させる製造方法も知られている。この場合には、ろうがシャンクの油穴に突出するため除去工程が発生する。
本発明のチップの油穴の形成方法では、ろうを取り除く必要がなく、手間を省くことができ、生産効率の向上を図ることができる。
次に、チップに油穴を形成したドリルについて説明する。
【0029】
図6は本発明に係るチップの油穴の形成方法を用いたドリルの斜視図であり、ドリルの一例を示す。
チップ半完成品16に油穴61,62(図に示していない)を形成した後、チップ半完成品16に切刃64,64を形成してチップ65とし、シャンク11に切屑排出溝66,66(図に示していない)を形成し、ドリル63を得る。
本発明のチップの油穴の形成方法でチップ65に油穴61,62を形成すると、油穴61,62の出口の位置がずれることはなく、出口から噴出する切削油を切刃64,64並びに切削部に向けて供給することができる。
【0030】
尚、本発明の実施の形態に示した図1のチップ半完成品16の構造、図6のチップ65の形状は一例であり、これらに限定しない。
図2の放電加工機として形彫放電加工機25を用いたが、放電加工機は形彫放電加工機25のみに限定するものではなく、放電加工機の構成やシャンク11のセット方法は任意である。
図4のワイヤ放電加工機50の構成やシャンク11のセット方法は任意である。
【0031】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項1では、シャンクにチップをろう付けするチップろう付け工程と、シャンクを放電加工機にセットし、チップに油穴の直径の範囲内に、電極でシャンクの油穴より小径のスタート孔を穿設するスタート孔加工工程とで、スタート孔を油穴の直径の範囲内に設けるので、高精度の位置決めを必要とせず、スタート孔の加工は容易である。
チップろう付け工程と、スタート孔加工工程と、ワイヤ放電加工機にセットし、スタート孔並びに油穴にスタート孔より小さい直径のワイヤを通すとともに、スタート孔に通したワイヤを、ワイヤを通した油穴を基準にチップに対して相対的に、油穴の半径方向外方へ向かわせ油穴に沿うようにチップのみを切り取ることにより、チップにシャンクの油穴に対して同心、且つ、同径の油穴を形成する油穴加工工程と、でチップの油穴を形成するので、シャンクに予め開けてある油穴にきずがつくことはなく、生産効率の向上を図ることができる。
また、チップの油穴はシャンクの中心軸線と平行になり、チップの油穴の出口の位置がずれることはなく、チップの油穴の加工精度の向上を図ることができる。
さらに、チップの油穴を形成する電極を必要とせず、チップの油穴に合せて直径の異なる電極を造る必要はない。従って、生産効率の向上を図ることができる。
請求項2では、スタート孔加工工程は、放電加工機の基台に、油穴を基準で位置決めし、油穴毎に自身の油穴基準で基台を放電加工機の電極の下に移動させ、電極で、電極の外径と略同じ直径のスタート孔を穿設するので、スタート孔を油穴の直径の範囲内に設けることができ、高精度の位置決めを必要とせず、スタート孔の加工は容易である。
請求項3では、予め油穴を開けたシャンクの端部にろう付けされたチップに油穴に対応させて開けられたスタート孔に通すワイヤを備え、ワイヤでシャンクの油穴に対して同心、且つ、同径に油穴を形成するワイヤ放電加工機であって、ワイヤ放電加工機は、移動するテーブルに載せられている基台と、基台に取付けられ端部に対向したシャンクの端を、油穴の芯出しを行って把持し、テーブルにシャンクを垂直にセットするチャックと、スタート孔に通したワイヤを油穴の半径方向外方へ向かわせシャンクの油穴に近接させ、油穴に沿ってワイヤを移動させることでチップのみを切り取り、チップに油穴に対して同心、且つ、同径の油穴を形成するようにワイヤ及びテーブルの動きを制御する制御装置と、を備えているので、シャンクに予め開けてある油穴にきずがつくことはないという利点がある。さらに、チップの油穴はシャンクの中心軸線と平行になり、チップの油穴の出口の位置がずれることはなく、チップの油穴の加工精度の向上を図ることができる。さらにまた、チップの油穴を形成する電極を必要とせず、チップの油穴に合せて直径の異なる電極を造る必要はないという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るチップろう付け工程の説明図
【図2】本発明に係るスタート孔加工工程の第1説明図
【図3】本発明に係るスタート孔加工工程の第2説明図
【図4】本発明に係る油穴加工工程の第1説明図
【図5】本発明に係る油穴加工工程の第2説明図
【図6】本発明に係るチップの油穴の形成方法を用いたドリルの斜視図
【図7】従来の油穴の形成方法の一例を示す図
【符号の説明】
11…シャンク、13,14…シャンクの油穴、16…チップ半完成品、21…シャンクの端部、25…放電加工機(形彫放電加工機)、36…電極、45,46…スタート孔、50…ワイヤ放電加工機、55…ワイヤ、61,62…チップの油穴、Dh…シャンクの油穴の直径、Dt…チップの油穴の直径。
Claims (3)
- 予め油穴を開けたシャンクの端部にチップをろう付けするチップろう付け工程と、
このチップを付けたシャンクを放電加工機にセットし、チップに前記油穴の直径の範囲内に、電極で前記油穴より小径のスタート孔を穿設するスタート孔加工工程と、
シャンクをワイヤ放電加工機にセットし、スタート孔並びに油穴に前記スタート孔より小さい直径のワイヤを通すとともに、前記スタート孔に通した前記ワイヤを、該ワイヤを通した油穴を基準に前記チップに対して相対的に、油穴の半径方向外方へ向かわせ油穴に沿うようにチップのみを切り取ることにより、チップに前記油穴に対して同心、且つ、同径の油穴を形成する油穴加工工程と、からなることを特徴とするチップの油穴の形成方法。 - 請求項1記載のチップの油穴の形成方法において、
前記スタート孔加工工程は、前記放電加工機の基台に、前記油穴を基準で位置決めし、前記油穴毎に自身の油穴基準で前記基台を放電加工機の電極の下に移動させ、電極で、該電極の外径と略同じ直径のスタート孔を穿設することを特徴とするチップの油穴の形成方法。 - 予め油穴を開けたシャンクの端部にろう付けされたチップに前記油穴に対応させて開けられたスタート孔に通すワイヤを備え、該ワイヤでシャンクの前記油穴に対して同心、且つ、同径に油穴を形成するワイヤ放電加工機であって、
前記ワイヤ放電加工機は、移動するテーブルに載せられている基台と、該基台に取付けられ前記端部に対向した前記シャンクの端を、前記油穴の芯出しを行って把持し、テーブルにシャンクを垂直にセットするチャックと、前記スタート孔に通した前記ワイヤを油穴の半径方向外方へ向かわせシャンクの前記油穴に近接させ、前記油穴に沿って前記ワイヤを移動させることでチップのみを切り取り、前記チップに前記油穴に対して同心、且つ、同径の油穴を形成するように前記ワイヤ及びテーブルの動きを制御する制御装置と、を備えていることを特徴とするワイヤ放電加工機。
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