JPH0625306Y2 - 熱間耐火物用ドリル - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、転炉出鋼口等の補修用の穿孔又は表面加工に
用いるドリルに関する。

〔従来の技術〕 熱間耐火物の加工用として用いられているドリルは、金
属機械加工に用いる切削工具等と同様に加工機の主軸に
接続される本体と、この本体に交換可能に設けたチップ
とを備えたものが典型的な構造である。

第４図は従来のドリルの一部切欠図、第５図は加工面か
らみたドリルの正面図である。なお、第４図は第５図の
Ｉ−Ｉ線矢視による断面図に相当している。

図において、ドリルの本体50は偏平な円筒状に形成さ
れ、その一端面には加工機の主軸が接続される取付孔51
を開けている。また、他面側には複数のチップ52が周面
と加工面側に突き出るように取り付けられている。これ
らのチップ52は、本体50に設けた取付溝53に納められ、
コッタ53と固定ボルト54とによって固定されている。

〔考案が解決しようとする課題〕

このようなチップ52の取付構造は、一般の金属機械加工
用の切削具の場合とほぼ同様である。このため、鋼等の
金属の機械加工では、ワークの切削面とチップとの間に
潤滑を兼ねた切削油を注ぐことによって冷却できる。

ところが、熱間耐火物の加工では、金属材料ではないこ
とから水や油等を注いで冷却することはできない。これ
は、水や油が耐火物の中に吸湿され、強度や耐火性等が
劣化してしまう問題を含むからである。したがって、熱
間耐火物の加工に第４図及び第５図の構造のドリルを使
うと、外部からの冷却ができないこと及び内部に冷却構
造を持たないことから、過熱による様々な障害を伴う。
たとえば、チップ52が加熱されて硬度が劣化し耐久性が
格段に落ちてしまうほか、熱の影響でチップ52周りの取
付部分の拘束力が緩んで切削抵抗によってチップ52が破
損してしまう。また、外部から切削油等を注がないの
で、切削粉の除去にも支障をきたして加工効率も低くな
る。

このように、外部から切削油等を注いで加工する金属切
削の場合では、内部に冷却構造を持たないでも切削に支
障はないが、熱間耐火物等の加工では従来構造のものは
採用できないという問題がある。

そこで、本考案はドリル本体の内部に水冷構造を持たせ
てチップを冷却して効率的な熱間耐火物の加工が行える
ようにすることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本考案の熱間耐火物用ドリルは、以上の目的を達成する
ために、ドリルの本体の一端面にチップを設け、同本体
の内部に冷却水の循環流路を形成した熱間耐火物用ドリ
ルにおいて、前記本体の内部に形成した冷却水の循環流
路をチップの取付面で部分的に開放すると共に、チップ
を前記本体に溶接固定することによって前記循環流路の
開放部分を前記チップ裏面によって閉塞してチップ裏面
に直接冷却水が接触するようにしたことを特徴とする。

〔実施例〕

以下、図面に示す実施例により本考案の特徴を具体的に
説明する。

第１図は本考案のドリルを示す縦断面図、第２図は正面
図である。

ドリルの本体１は内部を空洞として筒体状であり、一端
面に８本のチップ２を設けている。本体１の他端面側は
加工機の主軸３が取付ボルト3aに連結され、この主軸３
の回転によって本体１を回転させてチップ２により切削
する。なお、チップ２はタングステン系の超硬合金製で
ある。

チップ２は電気溶接によって本体１の端面に一定ピッチ
で配列される。そして、これらのチップ２を水冷するた
めの水冷構造が本体１及び主軸３に設けられる。この水
冷構造のために、本体１の周壁の内部には往路4a及び復
路4bが形成され、チップ２の下面に沿うように環状流路
4cが本体１の端部に近い部分に設けられる。環状流路4c
には、第１図のように本体１の端面に開放する冷却孔4d
を設け、この冷却孔4dの開放部分を閉じるようにチップ
２が本体１に固定されている。このため、チップ２は環
状流路4c内を流れて冷却孔4dにも入り込む冷却水によっ
て冷却される。このとき、冷却孔4dを開けた部分を閉じ
るようにチップ２を固定しているので、冷却水は直接チ
ップ２の裏面に接触しながら復路4b側へ向けて流れ去
る。

一方、主軸３の周壁にも供給路5a及び回収路5bがそれぞ
れ形成され、供給路5aを往路4aに及び回収路5bを復路4b
にそれぞれ接続することによって冷却水の循環系を持た
せる。第３図は主軸３の正面図であり、半径方向に対向
して供給路5aと回収路5bが位置し、中央部には取付ボル
ト3aをねじ込むためのボルト孔5cを設けている。また、
中心には掃除用のエア供給孔5dが設けられ、これを本体
１に設けたエア孔1aに連通させて本体１を主軸３に一体
化する。

なお、供給路5aは外部の給水源に接続されると共に回収
路5bは冷却水の回収タンク等に接続される。また、この
ような水冷構造のために、本体１と主軸３との接続部分
にはシール用のパッキン６が設けられる。

ここで、チップ２を本体１に固定する方法は次のとおり
である。すなわち、固定の前にチップ２を1000℃程度ま
で加熱し、ガス溶接又はその他の方法で軟鋼を溶融して
チップ２の表面を２〜３mmの肉厚で被覆する。このよう
に軟鋼で被覆したチップ２を第２図のように本体１の端
面の定位置に位置決めし、電気溶接によって固定する。
この場合、溶接アーク角度は本体１の端面の軸線に対し
て45℃程度とすることが好ましい。

以上の固定方法では、チップ２に対して前処理をしない
まま電気溶接によって直接本体１に固定しようとした場
合にはチップ２にクラックが発生するのに対し、軟鋼で
被覆したことによりチップ２の表面が保護されるのでク
ラック発生が防止できる。

本考案のドリルにおいては、主軸３の供給路5aに送り込
まれた冷却水は往路4aを通って環状流路4cに入り込み、
第３図に示すように２つに分かれてこの環状流路4cの中
を流れる。このとき、チップ２の裏面は冷却孔4dの開放
面に臨んでいるので冷却水に直接触れ、熱交換によって
効率的に冷却される。そして、環状流路4cを出た冷却水
は、復路4bを通って回収路5bから外部に排出される。

このように本体１の内部に水冷構造を持たせたので、チ
ップ２の冷却のために外部から切削油等を注ぐ必要がな
く、熱間耐火物の切削加工に好適に使用できる。そし
て、チップ２の冷却により、硬度が低下しないので摩耗
量も小さくなり、チップ２の安定支持が保たれるので、
チップ２の破損等もなくなる。また、従来では冷却不良
によってチップ２の摩耗度が高く１回程度の切削加工に
しか耐えられなかったのに対し、同じ切削条件では30〜
60回の使用が可能となった。更に、チップ２の切削能も
冷却によって良好に維持されるので、周速を大きくして
も加工に無理がなく、作業時間も大幅に短縮できるよう
になる。

〔考案の効果〕

以上の説明したように、本考案の熱間耐火物用ドリルに
おいては、チップをドリルの本体に溶接すると共に内部
に水冷構造を持たせてチップを冷却するようにしてい
る。このため、従来のように金属機械加工用等のように
切削油等を必要としないので、熱間耐火物の切削加工が
支障なく行われる。また、チップの冷却によって摩耗や
破損等が防止され、切削能力も良好に維持されるので効
率的な作業が可能となり、生産性の大幅な向上が期待で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示すドリルの縦断面図、第
２図はチップの取付面側からみた正面図、第３図は主軸
の正面図、第４図及び第５図は従来例を示すものであ
る。 １：本体、２：チップ ３：主軸、3a：取付ボルト 4a：往路、4b：復路 4c：環状流路、4d：冷却孔 5a：供給路、5b：回収路 5c：ボルト孔、5d：エア供給孔 ６：パッキン

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ドリルの本体の一端面にチップを設け、同
   本体の内部に冷却水の循環流路を形成した熱間耐火物用
   ドリルにおいて、 前記本体の内部に形成した冷却水の循環流路をチップの
   取付面で部分的に開放すると共に、チップを前記本体に
   溶接固定することによって前記循環流路の開放部分を前
   記チップ裏面によって閉塞してチップ裏面に直接冷却水
   が接触するようにしたことを特徴とする熱間耐火物用ド
   リル。