JPH01316110A - 穴明け加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、径りの工具を用いて最大穴径が２Ｄまでの
丸穴又は短辺１．０〜２Ｄの角穴加工を可能ならしめた
穴明は加工方法に関する。

〔従来の技術〕

穴明けに用いるドリルは、材質が異なるもの、ソリッド
構造のもの、先端部のみが超硬合金から成るもの、スロ
ーアウェイ式のもの、表面に硬質被覆層を設けたもの等
種々存在する。しかしながら、これ等のドリルによる穿
孔作業は、ドリルを軸心を中心にして回転させながら軸
方向に送りをかける方法でのみ行なわれている。また、
角穴の場合は、エンドミルで回転させながら、軸に直角
方向の送り（横送り）のみで加工する方法が採られてい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の加工方法によると、丸穴の場合、得られ
る穴径はドリル径とほぼ等しくなる。従って、サイズの
異なる穴を種々加工するには、穴径に応じたドリルを種
々用意しておく必要があり、ユーザ側の経済負担が大き
くなるのは勿論、マニシングセンターにおいては、工具
マガジンに大きな保有能力が要求され、設備費も増加す
ると云う問題があった。

また、角穴の場合には、加工中常に外周部に半径方向内
方への圧縮力が断続的に作用するため、送りを高められ
ないと云う問題があった。

この発明の目的は、これ等の問題点を無くすことにある
。

〔課題を解決するための手段〕

この発明の穴明は加工方法は、スローアウェイチップで
構成される１乃至複数枚の半径方向切刃を本体先端部に
備え、その切刃は−５〜−１５°の前切刃角と外周部に
０〜−１°のバックテーパを有している工具を自転させ
つつ軸心が円又は角（コーナがＲになった角を含む）の
軌道上を周回するように横移動させ、さらに、少なくと
も最終周回の開始点にくるまでの軌道上の周回運動中に
軸方向に送りをかけ、上記工具の切刃長さを２、直径を
Ｄとしたとき、２　（Ｄ−Ａ）〜２Ｄの範囲の径の丸穴
又は短辺が１．０〜２Ｄの範囲の角穴をワークにあける
ものである。

なお、自転と円軌道上の周回（公転）を組合せた動作（
いわゆるコンタリング）や、自転と周軌道上の周回を組
合せた動作、或いはそれ等の動作に軸方向の送りを加え
た動作（ヘリカル加工）は、ＮＣ制御のマニシングセン
ター等で実施可能である。

（作用〕 丸穴の加工では、第１図ｆａｔにおいて切刃長ｌが最大
長さ即ち９／！であるとすると、工具１０の自転により
ワークＷに径りの穴があく　（これは加工誤差を無視し
た場合）。

一方、Ａ＜”／、であると、自転のみによる穿孔は不可
能であるが、工具１０は実際には自転しながらφ　、に
の公転円１）上を移動しており、しかも軸方向に送りが
かけられているため、φＤの円の軌跡が蝮旋状にワーク
内に進入していき、従って、β＜ｌｌ／ｚであっても、
ある位置での自転で切残した部分を公転による移動で位
置を変えた切刃によって切取ることができる。

このようにして穴を加工していくと穴径り、＝Ｄ２　＋
Ｄの穴Ｈが得られる。

なお、丸穴の加工可能な最大穴径はＤＩｌｌＡＩ＋＝２
Ｄであり、このときの公転円１）の径はＤ！＝Ｄである
。

一方、丸穴の最小穴径は、１＜”八（第１図（′ｂ）参
照）において切刃の軌跡がφＤ、の円内をくまなく埋め
るには公転円１）の最小径がＤ−２１でなければならな
いので、ＤＩＭＩＮ＝２　（Ｄ　　ｆｆ１）となる。

角穴加工では、第１図（Ｃ）に示すように、工具１０を
自転させながら周軌道１２上を周回させる。

この場合、コーナＲ付の角穴Ｈ′が得られるが、周軌道
１２の形状は、その軌道のコーナを角ばらせるものと、
コーナで公転を組合せてＲコーナにするものの２通りが
考えられ、従って、得られる角穴Ｈ′は、コーナＲ≧Ｄ
へで、短辺Ｘが１〜２Ｄの範囲のサイズとなる。

なお、丸穴、角穴のいずれの加工においても、貫通穴で
あれば加工終了時まで軸方向の送りをかけるが、底のあ
る穴のときには、穴底面に送りによる傾斜を残さないよ
うにするため、最終回の軌道上の周回は、送りを停止さ
せて行なう。これから判るように、この発明の方法は、
貫通穴、底付き穴の両方の穴あけに有効である。また、
前切刃角が負の工具を用いるので加工中の振れや発熱が
少なく、効率的で安定した加工が可能である。

〔実施例〕

先ず、第２図乃至第５図に、この発明に用いる工具の好
ましい形態を示す。

第２図及び第３図の工具１０は、本体１の先端部に１個
のスローアウェイチップ２をクランプ３で締付けて取付
けたもので、切刃４の長さｌはＤ／２に近い。一方、第
４図及び第５図の工具１０は、２個のスローアウェイチ
ップ２を１８０′″位置を変えて取付けたもので、切刃
長ｌはＤ／ｚよりも小さい。

これ等の工具は、加工中の振れ等を抑制するため、前切
刃角θを−５６〜−１５°の負角にする。

前切刃角が少ないと工具軸心方向に働く推力が大きくな
り、加工熱の発生も大になる。従って、その加工熱の低
減化の面からも、θの値は前述の範囲に定める。

また、加工大面の面粗度を高めるため、チップ２の外周
部に０〜−１６のバンクテーバＴを付すのが望ましい。

さらに、本体１の材料は、鋼、超硬合金を問わないが、
深穴用の長い工具は、本体１の全体又は先端部を除く部
分（図に鎖線で示す接合部５よりも後方部）を鋼に比し
てねじり剛性の大きい超硬合金で形成するのがよい。

このほか、本体１に、切削油又は圧搾空気の供給孔６を
設けておくことも、切屑の吹き飛ばしが可能になるため
、好ましいことと云える。

また、スローアウェイチップ２のクランプは、第６図に
示すように、チップ２に傾斜面２ａを設けてクランプ３
との接触面に、チップ２の２側面を本体１の対応した座
面に圧接させる方向の分力が生じるようにしてあり、こ
のことは、チップの強固な支持と交換性の大巾な向上に
つながる。即ち、例示の如き工具を用いて本発明のヘリ
カル加工を実施すると、スローアウェイチップに対して
半径方向内方、半径方向外方の両方向の押し力が作用す
るので、半径方向内向きの力に対向することのみを考え
た従来のクランプ方法では、締付力が不足してスローア
ウェイチップが動き、破損が発生する。ｔ７かし、例示
の如きクランプ方法にして支持力を高めれば、チップの
破損を回避できる。

さて、例示の工具のうち、第４図の鋼製工具、寸法諸元
は、Ｄ−４０ｍ、θ＝−１０’、半径方向すくい角α−
−３°、軸方向すくい角＋５°、！−１６鶴、シャンク
径ｄ＝５Ｑｔｍ、Ｌ、＝２００重鶏、上２−１００龍を
用いてＮＣ制御ｎのマニシングセンターで本発明による
穴明けを実施した。チップ２の材質はＰ２Ｏ、被削材５
５０Ｃ（Ｈｇ２３０　）　、加工穴径６０ｆｌ（公転円
直径２Ｏｎ）　、深さ８０ｍｍ、工具回転数（自転）　
Ｎ＝７９５ｒｐｍ、切削速度Ｖ　＝］ＯＯｍ／ｍｉｎ、
工具の回転方向送りＦ　＝１，０００　ｍ／ｌ１ｉｎ、
軸方向送り（ｆｚ）　　３　ｔｍ／ｒｅｖ、の条件での
穿孔時間は２．１分能率はＰ　＝４７．７ｍ／ｍｉｎで
あった。

一方、通常の方法では６０ｎ径の穴を加工する場合、Ｄ
＝３０額、６００の２本のドリルを使って先ず３０１ｍ
の下穴をあけ、次に、それを６０ｆｌに穴拡げするため
、標準的な加工条件の下では、Ｄ＝３０、Ｄ−６０の各
ドリルとも所望時間は約１分で、穿孔時間の合計は約２
分であったが、ドリルの交換に約０．５分を費やしたた
め、総合的に見た穿孔能率は本発明の方法に比べると約
０．８４倍であった。

なお、機械馬力が充分であれば、φ６０を一気に加工で
きる。しかし、そのような能力の機械があれば、本発明
では更に大径の穴を加工できる。

このように、本発明によれば、仮にＤ＝４０の工具を用
いたとすると、丸穴の場合φ８４〜８０ｆｌの穴明けに
、一方、角穴においては、短辺が４０〜８０ｔｍの穴明
けに、それぞれ同一工具で周回軌道の大きさを変えるだ
けで対応できるため、工具の使用本数が少なくて済み、
また、そのために、マニシングセンターの工具がマガジ
ンの工具保有能力、設備費が少なくて済み、さらに、工
具交換の時間も不要になるなどの多大のメリットが得ら
れる。その上、切屑はフライス特有の短いものとなり、
その詰まりが皆無となるため、切屑詰まりに起因したト
ラブルもなくなる。このことは、上の穿孔試験において
４ｋｇ／１ｍ”の空気を供給した結果、切屑が残らず吹
き飛ばされることからも確認された。

〔効果〕

以上述べたように、この発明では、自転する工具を円又
は角の周回軌道に沿って横移動させ、この状態で少なく
とも最終周回の開始点にくるまでは軸方向に送りをかけ
て所望サイズの丸穴又は角穴を加工するので、径の一定
した工具で丸穴の場合２　（Ｄ−１）〜２Ｄまで、一方
角穴においては短辺が１．３〜２Ｄの穴サイズに対処で
き、かつ、同一工具を丸穴と角穴の両方に使用でき従っ
て、工具の使用本数、マシニングセンターの工具マガジ
ンのストック能力、設備費が少なくて済み、工具の交換
時間も不要になる。また、切屑が良好に処理されるため
、切屑詰まりによるトラブルの発生がなく、さらに、前
切刃角が負の工具を用いたこと及び軌道上の周回動作を
加えたことによって大面から工具に加わる半径方向圧縮
力が大巾に緩和されるためより深い穴が安定して効率良
く加工でき、工具の寿命も延長されると云った多くの優
れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図のｆａｔ、Ｃｂ）、ｆｉｌはこの発明の方法の原
理を示す平面線図、第２図はこの発明に用いる工具の一
例を示す側面図、第３図はその正面図、第４図は他の好
ましい工具を示す側面図、第５図はその正面図、第６図
はチップクランプ部の断面図である。 １・・・・・・本体、２・・・・・・スローアウェイチ
ップ、４・・・・・・切刃、６・・・・・・切削油又は
圧搾空気の供給孔、１０・・・・・・工具、１）・・・
・・・公転円、１２・・・・・・周軌道、ｌ・・・・・
・切刃長、Ｄ・・・・・・工具径、Ｄ、・・・・・・加
工穴径、Ｄ２・・・・・・工具の公転円径、Ｈ，Ｈ’・
・・・・・加工穴、Ｗ・・・・・・ワーク。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）スローアウェイチップで構成される１乃至複数枚
   の半径方向切刃を本体先端部に備え、その切刃は−５〜
   −１５°の前切刃角を有すると共に外周部に０〜−１°
   のバックテーパを有している工具を自転させつつ軸心が
   円又は角（コーナがＲになった角を含む）の軌道上を周
   回するように横移動させ、さらに、少なくとも最終周回
   の開始点にくるまでの軌道上の周回運動中に軸方向に送
   りをかけてワークを加工することにより上記工具の切刃
   長さをｌ、径をＤとしたとき、２（Ｄ−ｌ）〜２Ｄの範
   囲の径の丸穴又は短辺が１〜２Ｄの範囲の角穴をワーク
   にあけることを特徴とする穴明け加工方法。
2. （２）切削中に工具に設けた吹出し口から切削油又は圧
   搾空気を切削部に吹きつけることを特徴とする請求項（
   １）記載の穴明け加工方法。