JP7380813B1

JP7380813B1 - 穴あけ工具

Info

Publication number: JP7380813B1
Application number: JP2022190311A
Authority: JP
Inventors: 広也志鎌
Original assignee: Tungaloy Corp
Current assignee: Tungaloy Corp
Priority date: 2022-11-29
Filing date: 2022-11-29
Publication date: 2023-11-15
Anticipated expiration: 2042-11-29
Also published as: JP2024078018A; CN118106536A; US20240173779A1; EP4385648A1

Abstract

【課題】加工時の切削抵抗や刃の摩耗が増えるのを抑えつつ、肩部が損傷してしまうのを低減できるようにする。【解決手段】穴あけ加工用の工具であって、少なくとも１つの主切れ刃１１と、該主切れ刃１１の工具径方向外側に設けられた第２切れ刃１２と、該第２切れ刃１２の工具径方向外側に設けられた第３切れ刃１３と、主切れ刃１１に形成された第１ホーニング部１１Ｈと、第２切れ刃１２に形成された第２ホーニング部１２Ｈと、第３切れ刃１３に形成された第３ホーニング部１３Ｈと、を有している。第３ホーニング部１３Ｈのホーニングサイズは第１ホーニング部１１Ｈのホーニングサイズよりも大きい。【選択図】図１

Description

本発明は、穴あけ工具に関する。

ワークに穴を加工するための工具として穴あけ工具が用いられる（例えば特許文献１～５参照）。従来、このような穴あけ工具を用いて加工する際、当該工具の肩部がときには極端に大きく損傷してしまうことがあった。このような問題に対しては、例えば、工具の肩部にＲ部やチャンファを設けるといった対処がなされている（例えば特許文献１参照）。

国際公開第２０１８／１２３９３７号特開２０２１－０６５９６７号公報特開２０２２－０２３８２８号公報特開２０２０－１０４２０２号公報特開２０１５－５１１５４７号公報

しかし、Ｒ部やチャンファを設けると、肩部の損傷を低減することができる一方で、抜けバリ（金属等に貫通穴を加工する際に抜け側（裏側）の縁（へり）などにはみ出るように生じる余分な部分）が大きくなるという別の問題が発生する。抜けバリに対する対処としては、凸曲線となった凸稜線を複数設けるという手法が提案されてはいるが（特許文献２参照）、この手法だと切削抵抗や刃の摩耗が増えてしまうという別題が生じてしまう。

そこで、本発明は、加工時の切削抵抗や刃の摩耗が増えるのを抑えつつ、肩部が損傷してしまうのを低減できるようにした穴あけ工具を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、穴あけ加工用の工具であって、
少なくとも１つの主切れ刃と、
該主切れ刃の工具径方向外側に設けられた第２切れ刃と、
該第２切れ刃の工具径方向外側に設けられた第３切れ刃と、
主切れ刃に形成された第１ホーニング部と、
第２切れ刃に形成された第２ホーニング部と、
第３切れ刃に形成された第３ホーニング部と、
を有しており、
第３ホーニング部のホーニングサイズが第１ホーニング部のホーニングサイズよりも大きい、穴あけ工具である。

かかる態様の穴あけ工具によれば、切れ刃をいわゆるダブルチャンファのごとき形状とすることで、貫通穴での肩部損傷を低減させながら抜けバリを小さく抑えることが可能となっている。しかも、主切れ刃に形成された第１ホーニング部のホーニングサイズを比較的小さくすることで切削抵抗の上昇とそれによる工具振動が抑えられるようになり、かつ、第３切れ刃に形成された第３ホーニング部のホーニングサイズを比較的大きくすることで当該第３切れ刃の強度が向上し、加工時における肩部の損傷がより低減するようになる。

上記のごとき穴あけ工具において、第２ホーニング部のホーニングサイズが第１ホーニング部のホーニングサイズよりも大きくなっていてもよい。

上記のごとき穴あけ工具において、第２ホーニング部のホーニングサイズが第１ホーニング部のホーニングサイズと同等であってもよい。

上記のごとき穴あけ工具において、第３切れ刃の先端角が６０～１２０°であってもよい。

上記のごとき穴あけ工具におけるホーニングサイズとは、第１ホーニング部、第２ホーニング部および第３ホーニング部のそれぞれの幅であってもよい。

上記のごとき穴あけ工具における幅とは、第１切れ刃、第２切れ刃または第３切れ刃のすくい面がある側から見たときの第１ホーニング部、第２ホーニング部または第３ホーニング部の幅であってもよい。

上記のごとき穴あけ工具における幅とは、第１切れ刃、第２切れ刃または第３切れ刃の逃げ面がある側から見たときの第１ホーニング部、第２ホーニング部または第３ホーニング部の幅であってもよい。

上記のごとき穴あけ工具において、ホーニングサイズとは、第１ホーニング部、第２ホーニング部および第３ホーニング部のそれぞれの曲率半径であってもよい。

上記のごとき穴あけ工具が本体と該本体に着脱可能なヘッドとを有するヘッド交換式のドリルであり、ヘッドに主切れ刃、第２切れ刃、第３切れ刃が形成されていてもよい。

本発明の一実施形態における穴あけ加工用ヘッド交換式ドリルの全体斜視図である。穴あけ加工用ヘッド交換式ドリルに用いられるヘッドの一例を示す斜視図である。ヘッドを、その先端部を上側、基端部を下側にした状態で、ねじ止め用切り欠き部の軸線に沿って見た図である。ヘッドを、その回転軸に沿って先端部側から見た図である。ヘッドのうち、図４中のVで示す部分を拡大して示す図である。図３中のVI-VI線におけるヘッドの断面形状を示す図である。図３中のVII-VII線におけるヘッドの断面形状を示す図である。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る穴あけ工具の好適な実施形態について詳細に説明する（図１等参照）。

以下では、穴あけ工具の一例として、穴あけ加工用ヘッド交換式ドリル１を用いた場合について説明する（図１等参照）。本実施形態の穴あけ加工用ヘッド交換式ドリル１は、本体（ボディ）９と、本体９の先端部９ｔに着脱可能な交換式のヘッド１０とを有するドリルである。

本体９は、その長手方向に延びる回転軸１Ｃを中心として回転するように設けられていて、転削装置（図示省略）に取り付けられ、この回転軸１Ｃを中心に回転することで、その先端部９ｔに取り付けられたヘッド１０によってワークの穴あけ加工を行う（図１参照）。

ヘッド１０は、本体９の先端部９ｔに着脱可能な交換式のヘッドとして形成されている（図１参照）。本実施形態のヘッド１０は、主切れ刃（第１切れ刃）１１と、第２切れ刃１２と、第３切れ刃１３と、ねじ止め用切り欠き部１４とを有している（図２等参照）。

主切れ刃１１は、切削時において切りくず生成の主な役割を果たす切れ刃である（図３等参照）。本実施形態のヘッド１０には回転軸１Ｃを挟んで対称的に配置された２枚１組の主切れ刃１１が設けられている（図４参照）。それぞれの主切れ刃１１には、すくい面１１ｒと逃げ面１１ｆとが設けられている。

また、主切れ刃１１の刃先には、ホーニングサイズＨＳ１が所定の値であるホーニング部１１Ｈが設けられている（図２、図５参照）。一般的に、「ホーニング」という語は、（主）切れ刃の状態を表す用語として、より具体的には、刃先の一部を削り取る等により刃の剛性を高め欠損を抑える処理ないしはそのような状態を表す用語として用いられることがある。この点を勘案しつつ、本明細書では、切れ刃にこのような処理がされた部分ないしはそのような状態になっている部分を「ホーニング部」と称している。また、当該ホーニング部の大きさないしは処理の程度を表す用語として、本明細書では、上記のごとき「ホーニングサイズ」という表現を用いている。「ホーニングサイズ」の具体内容は特に何かに限定されるものではなく、ホーニング部のホーニング部の大きさないしは処理の程度を表す内容のもの（パラメータ）であればよい。具体的には、例えば、ホーニング部の幅（ホーニング幅Ｈｗ）でホーニングサイズを表してもよいし（図５参照）、当該切れ刃（例えば主切れ刃１１）をそのすくい面（例えば１１ｒ）がある側から見たときのホーニング部の幅でホーニングサイズを表してもよいし、あるいは、当該切れ刃（例えば主切れ刃１１）をその逃げ面（例えば１１ｆ）がある側から見たときのホーニング部の幅でホーニングサイズを表してもよい。あるいは、当該ホーニング部の曲率半径Ｈｃｒでホーニングサイズを表してもよい。一例として、本実施形態では、主切れ刃１１の第１ホーニング部１１Ｈを、曲率半径がＨｃｒ１である、表面形状が円弧状の丸みを有するいわゆる丸ホーニング（あるいはＲホーニング）としている。

第２切れ刃１２は、主切れ刃１１の工具径方向（回転軸１Ｃに垂直な方向）の外側に設けられた切れ刃である（図３等参照）。本実施形態のヘッド１０には回転軸１Ｃを挟んで対称的に配置された２枚１組の第２切れ刃１２が設けられている（図４参照）。それぞれの第２切れ刃１２には、すくい面１２ｒと逃げ面１２ｆとが設けられている。第２切れ刃１２の刃先には、ホーニングサイズＨＳ２が所定の値であるホーニング部１２Ｈが設けられている（図２、図５参照）。一例として、本実施形態では、第２切れ刃１２の第２ホーニング部１２Ｈを、曲率半径がＨｃｒ２である、表面形状が円弧状の丸みを有する丸ホーニング（Ｒホーニング）としている（図６参照）。

第３切れ刃１３は、第２切れ刃１２の工具径方向のさらに外側に設けられた切れ刃である（図３等参照）。本実施形態のヘッド１０には回転軸１Ｃを挟んで対称的に配置された２枚１組の第３切れ刃１３が設けられている（図４参照）。それぞれの第３切れ刃１３には、すくい面１３ｒと逃げ面１３ｆとが設けられている。第３切れ刃１３は、所定の範囲の先端角（穴あけ加工用ヘッド交換式ドリル１の回転軸１Ｃに平行な面に当該第３切れ刃１３を平行にして投影したときの角）、例えば６０～１２０°の先端角となるように設けられている（図３、図５参照）。第３切れ刃１３の刃先には、ホーニングサイズＨＳ３が所定の値であるホーニング部１３Ｈが設けられている（図２、図５参照）。一例として、本実施形態では、第３切れ刃１３の第３ホーニング部１３Ｈを、曲率半径がＨｃｒ３である、表面形状が円弧状の丸みを有する丸ホーニング（Ｒホーニング）としている（図７参照）。

ねじ止め用切り欠き部１４はヘッド１０の基端部１０ｂ側に設けられた凹部であり、止めねじ（図示省略）の大きさに合わせて設けられたねじ穴部１４ａを含む（図２、図３参照）。ねじ穴部１４ａに通した止めねじを本体９の先端部９ｔの雌ねじ部（図示省略）に螺合させることで、ヘッド１０を本体９に取り付けることができる（図１参照）。

上記のごとき穴あけ加工用ヘッド交換式ドリル１のヘッド１０においては、主切れ刃１１の第１ホーニング部１１ＨのホーニングサイズＨＳ１、第２切れ刃１２の第２ホーニング部１２ＨのホーニングサイズＨＳ２、第３切れ刃１３の第３ホーニング部１３ＨのホーニングサイズＨＳ３のそれぞれの大きさ、ないしは、互いの相対的な大きさを適宜に設定することができる。一例として、本実施形態では、第３ホーニング部１３ＨのホーニングサイズＨＳ３を、第１ホーニング部１１ＨのホーニングサイズＨＳ１と第２ホーニング部１２ＨのホーニングサイズＨＳ２のいずれよりも大きくしている。第１ホーニング部１１ＨのホーニングサイズＨＳ１と第２ホーニング部１２ＨのホーニングサイズＨＳ２については、第２ホーニング部１２ＨのホーニングサイズＨＳ２を第１ホーニング部１１ＨのホーニングサイズＨＳ１より大きくしてもよいし（ＨＳ１＜ＨＳ２＜ＨＳ３）、ホーニングサイズＨＳ１とＨＳ２を同等としてもよい（ＨＳ１＝ＨＳ２＜ＨＳ３）。なお、第１ホーニング部１１ＨのホーニングサイズＨＳ１が小さい場合の態様には、ホーニング部１１Ｈがほとんど無いような、いわばシャープ切れ刃のようになっている態様も含まれる。

ここまで説明したごとき本実施形態の穴あけ加工用ヘッド交換式ドリル１は、主切れ刃１１の他に第２切れ刃１２と第３切れ刃１３とを有し、かつ、第２切れ刃１２と第３切れ刃１３のそれぞれに第２ホーニング部１２Ｈと第３ホーニング部１３Ｈが設けられた、いわばダブルチャンファ状のヘッド１０を備えることにより、ワークの貫通穴において当該ヘッド１０の肩部が損傷してしまうのを低減させつつ、抜けバリを小さく抑えることを可能としている。また、本実施形態の穴あけ加工用ヘッド交換式ドリル１では、ヘッド１０の主切れ刃１１に形成された第１ホーニング部１１ＨのホーニングサイズＨＳ１を比較的小さくする（本実施形態では、少なくとも第３ホーニング部１３ＨのホーニングサイズＨＳ３よりも小さくする）ことで切削抵抗の上昇とそれによる工具振動を抑えるようにしており、かつ、第３切れ刃１３に形成された第３ホーニング部１３ＨのホーニングサイズＨＳ３を比較的大きくする（本実施形態では、少なくとも第３ホーニング部１３ＨのホーニングサイズＨＳ３よりも小さくする）ことで当該第３切れ刃１３の強度を向上させ、加工時における肩部の損傷がより低減するようにしている。これによれば、当該ヘッド１０をより長寿命なものとすることが可能となる。

なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。たとえば、上述の実施形態では穴あけ加工用ヘッド交換式ドリル１について説明したがこれは穴あけ工具の好適な一例にすぎない。この他、例えば、一体型のドリルといった各種の穴あけ工具にも本発明を適用することが可能であることはいうまでもない。

また、上述の実施形態では、いわゆる丸ホーニング（あるいはＲホーニング）であるホーニング部のホーニングサイズを、曲率半径Ｈｃｒの大きさをパラメータとして表したがこれもまた好適な一例にすぎない。この他にも、特に図示はしていないが上記したようにホーニング部の幅（ホーニング幅Ｈｗ）でホーニングサイズを表す（つまりは、ホーニングサイズの大小を、幅の大きさを示す別のパラメータを使って表現する）ことができるし、この場合には、すくい面がある側から見たときのホーニング部の幅、あるいは逃げ面がある側から見たときのホーニング部の幅でホーニングサイズを表してもよい。なお、付言しておくと、ホーニング部が本実施形態のごとく丸ホーニング（あるいはＲホーニング）である場合、すくい面がある側から見たときのホーニング部の幅と、逃げ面がある側から見たときのホーニング部の幅は、ほぼ等しい。

本発明は、穴あけ加工用ヘッド交換式ドリルといった穴あけ工具に適用して好適である。

１…穴あけ加工用ヘッド交換式ドリル（穴あけ工具）
１Ｃ…工具の回転軸
９…本体
９ｔ…先端部
１０…ヘッド
１０ｂ…基端部
１０ｔ…先端部
１１…主切れ刃（第１切れ刃）
１１ｆ…主切れ刃の逃げ面
１１Ｈ…第１ホーニング部
１１ｒ…主切れ刃のすくい面
１２…第２切れ刃
１２ｆ…第２切れ刃の逃げ面
１２Ｈ…第２ホーニング部
１２ｒ…第２切れ刃のすくい面
１３…第３切れ刃
１３ｆ…第３切れ刃の逃げ面
１３Ｈ…第３ホーニング部
１３ｒ…第３切れ刃のすくい面
１４…ねじ止め用切り欠き部
１４ａ…ねじ穴部
ＨＳ…ホーニングサイズ
Ｈｗ…ホーニング幅
Ｈｃｒ…ホーニングの曲率半径

Claims

穴あけ加工用の工具であって、
少なくとも１つの主切れ刃と、
該主切れ刃の工具径方向外側に設けられた第２切れ刃と、
該第２切れ刃の工具径方向外側に設けられた第３切れ刃と、
前記主切れ刃に形成された、ホーニングサイズが所定の値である第１ホーニング部と、
前記第２切れ刃に形成された、ホーニングサイズが所定の値である第２ホーニング部と、
前記第３切れ刃に形成された、ホーニングサイズが所定の値である第３ホーニング部と、
を有しており、
前記第３ホーニング部のホーニングサイズが前記第１ホーニング部のホーニングサイズよりも大きく、
第３切れ刃は、第２切れ刃の工具径方向のさらに外側に設けられた切れ刃である、穴あけ工具。
前記第２ホーニング部のホーニングサイズが前記第１ホーニング部のホーニングサイズよりも大きい、請求項１に記載の穴あけ工具。
穴あけ加工用の工具であって、
少なくとも１つの主切れ刃と、
該主切れ刃の工具径方向外側に設けられた第２切れ刃と、
該第２切れ刃の工具径方向外側に設けられた第３切れ刃と、
前記主切れ刃に形成された、ホーニングサイズが所定の値である第１ホーニング部と、
前記第２切れ刃に形成された、ホーニングサイズが所定の値である第２ホーニング部と、
前記第３切れ刃に形成された、ホーニングサイズが所定の値である第３ホーニング部と、
を有しており、
前記第３ホーニング部のホーニングサイズが前記第１ホーニング部のホーニングサイズよりも大きく、
前記第２ホーニング部のホーニングサイズが前記第１ホーニング部のホーニングサイズと同等である、穴あけ工具。
前記第３切れ刃の先端角が６０～１２０°である、請求項１または３に記載の穴あけ工具。
前記ホーニングサイズは、前記第１ホーニング部、前記第２ホーニング部および前記第３ホーニング部のそれぞれの幅である、請求項１または３に記載の穴あけ工具。
前記幅は、前記主切れ刃、前記第２切れ刃または前記第３切れ刃のすくい面がある側から見たときの前記第１ホーニング部、前記第２ホーニング部または前記第３ホーニング部の幅である、請求項５に記載の穴あけ工具。
前記幅は、前記主切れ刃、前記第２切れ刃または前記第３切れ刃の逃げ面がある側から見たときの前記第１ホーニング部、前記第２ホーニング部または前記第３ホーニング部の幅である、請求項５に記載の穴あけ工具。
前記ホーニングサイズは、前記第１ホーニング部、前記第２ホーニング部および前記第３ホーニング部のそれぞれの曲率半径である、請求項１または３に記載の穴あけ工具。
当該穴あけ工具が、本体と該本体に着脱可能なヘッドとを有するヘッド交換式のドリルであり、前記ヘッドに前記主切れ刃、前記第２切れ刃、前記第３切れ刃が形成されている、請求項１または３に記載の穴あけ工具。