JPS6025609A - 環状穿孔刃物 - 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】 この発明は被削月に丸孔を形成するだめの環状穿孔刃物
に関する。

外刃と内刃とを交互に段【ノた環状穿孔刃物では、いわ
ゆるビビリや振動を減するために従来から刃の円周方向
の間隔に差を設けたり、外刃と内刃とで高さに差を設け
たりして外刃と内刃とがそれぞれ受け持つ切削範囲を明
確に分離することにより切削及び切屑の排出を円滑に進
められるように配慮している。

そのような配慮を施した刃物として、従来、外刃と内刃
を共に刺刃状にしたものがある。第１図にそのような刃
物の基本的な外刃１と内刃３とを示し、第２図に両刃１
．３を円周方向にＡ−バラツブさせた合同刃を示してい
る。第１図に示すように外刃１、内刃３は共にその切刃
部分全体に半径方向く図面ａ、ｃ’における矢印■方向
）と軸芯方向（同図す、ｄｉ、：お【プる矢印■の方向
）に傾斜を設けて凸形に頂点５，７をもつ剣先状をして
いる。このような刃物では、被削材の切削を進めるとき
に先行して切削幅の軌道ケガキ作用をする頂点５，７を
形成するために軸芯方向■と半径方向■に角度α、β、
γ、δが設けられたてる。そしてその切削面Ａは第２図
に縦線を施して示してあるように頂点５．７が半径方向
に隔げｆした形となる。

ところがこのような刃物では穿孔の始めのケガキ作用の
ときには頂点５，７の作用により良い効果があるが、刃
面全体が切削範囲に入ってしまった後では角度α、β、
γ、δがあるために切削負荷が増しＣじ′ピリや振動を
起しゃづくなり、不安定な切削となってしまう。これは
、頂点５．７の両側に傾斜面があるために切削方向に加
わる力がベタ１〜ル分散されてしまい、切削抵抗が大き
くなるためである。この切削抵抗は角度α、β、γ。

δが人きくなれば、それに比例して大きくなり、同時に
切削長も長くなる。

このことを第３図にを参照してさらに説明する。

同じ幅Ｔを持つ刃物９＋　、９２．９３について、刃物
９Ｉが同図ａに示ず厚みｔの切屑１１＋を出しく切削し
て行くのにＦｏの力を必要としたとき、θ１の傾斜面を
持つ刃物９２について同じ厚み［の切屑１１２を出しで
切削するにはＦ＋＝Ｆ・／ｃｏｓＯ１の力を必要とし、
刃物９３については切屑１１３を出して切削するのにＦ
２　＝　Ｆｏ　／ｃｏｓθ２の力を必要とする。このた
めに頂点が鋭くて傾斜角度θが大きい程、切削に必要と
する力も大きくなってしまうのである。

また、切屑の形状についても第３図ａに示したように平
らな連続形状をもついわゆる流れ型に対して同図す、ｃ
に示す屈曲形状の剪断型ではその形成のためにより大き
な負荷が必要であり、この点でも従来の月形では切削負
荷が大きくなる問題を備えているのである。

さらに頂点をもつ剣先月形では、軸芯方向■の頂点の作
用であるＭ道ケガキ作用が、刃物取付時の軸芯の振れや
被剛材の形状、あるいは環状刃物の刃先が被削材に唸込
む軸芯角度の状態、刃先形状の寸法誤差などにより乱だ
れやづくて刃先の干渉を起こす問題がある。

ここで、複数の切刃を持つ環状刃物による切削でいちば
ん避けなければならないのは、いわゆるビビリ振動を出
さないことである。このビビリ振動は、刃先が切れ止ん
だ時点や切削負荷が増大した時点においても、それに対
応する回転数、トルク、切削送りが大幅にその切削負荷
をしのぐ安定した強いものであれば、たとえ切屑が流れ
型のスムーズなものでなくても、剪断型あるいはむしり
型に変化しつつも切削が進行し、起ぎないもので泌。　
しかし、機械の回転数、トルク、切削送りの状態が切削
負荷により常に変動する状態において、この刃先の形状
や切屑の形成状態によって切削負荷が増して機械の許容
能力のＶ！皿を脱しての切削となってしまうと、不安定
切削となりビビリ振動が始まる。

いったんこのビビリが生じると切削面は規則的なギザギ
ザの面となり、そこに連続的に不安定切削が繰り返され
ると、回転する複数の切刃に干渉を誘発さゼて行くこと
になる。

そこで、いわゆるビビリ振動や干渉を防上には刃物の切
削負荷を減すると共に安定化させる必要がある。この発
明は、このような従来の問題に鑑みでなされたものであ
り、外刃と内刃とを明確に分前する共にその切刃面を軸
芯に垂直な平面として切刃面に頂点をもたない形状にし
、切削負荷が小さくでき、切屑の形も流れ型にして刃物
本体や他の周辺機器への巻きつきが少なくて離れやす′
く、さらには切刃面が円周上に平らであるために外刃と
内刃が受け持つ切削負荷のバランスがとりやすくて安定
した切削が可能であり、ビビリや干渉を起しにくい環状
穿孔刃物を提供するものである。

この発明を以下、図示実施例と共に詳説する。

第４図乃至第８図はこの発明の一実施例を示していて、
環状穿孔刃物１３は円筒状の側壁部１５とシャンク部１
７から成る。この側壁部１５にはその厚みの略半分の深
さで円周上に等ピッチをとり、軸芯方向に底部から上部
へ向かってねじれ溝１９が複数条形成されている。この
ねじれ溝１９の上端は側壁部１５の上部を突き抜くこと
なく湾曲状をなして切り止んでいる。この各ねじれ溝１
９の底部に切刃部２１が１個ずつ設けられている。シャ
ンク部１７は孔あけ機械に取イ」けて回転駆動させるた
めの部分であり、切削油用の貫通孔２３を持つ。

第５図に詳しいように、切刃部２１には外刃２５と内刃
２７とが交互に形成されている。外刃２５は半径方向の
外半部に水平な切刃面２９ａを持ち、両半部に内方に向
く傾斜面２９ｂを持つ。また内刃２７は半径方向の両半
部に水平な切刃面３１ａを持ち、外半部に外方に向く傾
斜面３１ｂを持つ。これらの切刃面２９ａ　、３１ａは
半径方向に各々の切削範囲を分割し合い、切屑３３．３
５を出す。各々の刃２５．２７の前方にはガレット３７
．３９とねじれ溝１９とで形成する空間４１゜／Ｉ３が
ある。これらの空間４１．／４．３は切屑３３゜３５の
排出や切削油の循環を行なう。外刃２５゜２７の半径方
向の外周には所定のマージン幅に設置ノられた先端４５
．４７が形成されていて、刃物１３が深孔を穿つ時の軸
芯の支え及び心性に重要な役割りを果すしている。

第７図に示すように外刃２５の切刃面２９ａから生成さ
れる切屑３３はねじれ溝１９の空間４１を軸芯方向真上
に流し出される。また内刃２７の切刃面３１ａから生成
される切屑３５はガレット３９の部分でカール状になり
ながら空間４３に流れ入り、軸芯方向真上に流し出され
る。ここで切り刃面２９ａ、３１ａは軸芯方向に垂直な
平面であるために、そこから生成される切屑３３．３５
は平らな帯状をした若干光沢のある流れ型となる。

また流れ型切屑の特徴の１つとして、切屑自体平らで、
腰が弱いため、この種の穿孔では遠心力により切屑が刃
物自体から円周方向に振り分けられる形となり、刃物や
周辺の回転体にからみ付かないので、排出性き極めて良
いものとなる。これは、剪断型の折れ曲った初曲条切屑
と異なる所である。

また第５図乃至第８図を参照して外刃２５と内刃２７と
の合同刃を考えると、外刃２５の主切刃面２９ａは背面
逃げ角αを軸方向にもち、内刃２７の主切刃面３１ａは
同じく背面逃げ角αを軸方向にもち、第５図にａ５ける
分割基準線４９．５１上で軸方向に同じ高さになってる
。また外刃２５は点５３から軸方向に内周側へβの角度
、内刃２７は点５５から軸方向に外周側へβの角度をも
ち、なおかつ両面は背面逃げ角αを軸方向にもっている
。ここに各々の主切刃面２９ａ、３１ａの間に同じ面長
の副切刃面５７．５９が凹形に形成される。この副り刃
面５７；５９は主切刃面２９ａ３７ａが心性の良い切削
をＪるためのガイドとなり、まｌこ外刃２５．内刃２７
のチドリ刃がバランスの良い軌道切削をして刃先の干渉
を起さないようにづるためのものである。この凹型副切
刃面が５７．５９が被削材に形成する側路は半径方向に
出来るだ【Ｊみ短く、しかも軸方向には鋭い深みが現わ
れる形のものが最も良い。

上記構成の環状穿孔刃物１３が回転により穿孔を進める
場合、被削材６１には第９図に示ずような側路６１には
第９図に示すような側路６３が現われる。この側路６３
は外刃２５の切刃面２９ａによる切削６５と内刃２７の
切刃面３１ａによる側路６７、さらに副切刃面５７．５
９により削られるケガキ作用部６９とで成る。

ここにおいて外刃２５と内刃２７との切削負荷のバラン
スを調整づる場合、環状穿孔刃物１３の径（穿孔径）、
側壁部１５を厚くしたときの切削負荷の増大、切り込み
量、回転数等によりかなりリシビアなものが必要となる
。一般的にはチドリ構成刃において外刃２５の一回転当
りの切削量と内刃のそれとを等しくすることを基本とし
ているが、実際上は若干内刃２７の切削量に重点を置い
た方が安定した軌道特性が得られる。

尚、一般には孔貫通時に孔内周の出口部７１のパリ生成
を押えるために外刃２５の外周エツジ部７３の切り落と
しを内刃２７の内周エツジ部７５より先にずべく外周エ
ツジ部７３を若干高めるようにしており、必ずしもこの
実施例のように同一高さに覆る必要はない。しかしなが
ら、この実施例のように両方の刃２５．２７の軸方向の
高さを同一にすると刃先面が被削材６１に喰い付くとき
は両方の刃２５．２７同時であり、しかも、孔貫通時に
は、実際には第１０図に示すように山高帽型の切り残し
片７７を被削材６１から分離することができる。つまり
、先に外刃２５がエツジ部７９を切り離し、内刃２７は
若干切り残す。これは第１１図に示すように、いわば両
端固定ぼり８１の８点に加わる内刃切削力Ｗ１により固
定ばり８１がたわみ、外刃切削力Ｗ２がダイレクトにｈ
［目つる固定＠ｂとの間で△Ｌだけの間隔差が生じ、こ
のために固定端ｌ）に対応する第１０図におけるエツジ
部７９の方が先に切り落とされるためである。

まだ両方の刃２５．２７の高さを同一にすることにより
刃物の心性が向上する利点もある。

さらに上記実施例で外刃と内刃とで傾斜角βを等しくと
ったが、必ずしも等しい角度である必要はない。しかし
、等角度にした方が切削性能は良好であり、加工上も有
利である。

さらに、また上記実施例では外刃２５ど内刃２７とを等
ピッチに設【ノたが、不当ピップであってｂＪ、い。

またさらに、上記実施例ではガレット３７，３９の深さ
、外刃２５と内刃２７の半径方向の幅は側壁部１５の略
半分としているが、必り”しもこれに限定されるわけで
はなく、外側のガレット３７の深さは１／２以上として
もよい。そしてこの場合には外刃２５の幅も内刃２７よ
りも大きくする。

こうすることにより切粉の排出は仕易くなり、深孔の加
工に有効なものとなる。

この発明は以上のように外刃と内刃とにそれぞれ水平な
切刃面と傾斜面とを設（プているので、従来の刃物よう
に６刃に頂点がなくて切刃面全体が被剛材を最初から略
同じ負荷でもって切削してゆくこてができ、また切屑も
平らな流れ型になって切削負荷が小さくて済むと共にそ
の変動も少くて済み、切削が安定していてビビリや振動
を起しにくい特徴がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ　＞、（ｂ　＞’＋　（ｃ　）、（ｄ　）は
従来例の刃物の外刃と内刃とを示す底面図及び縦断面図
、１２図は従来例の合同刃の縦断面図、第３図（ａ　）
、（ｂ）、（Ｃ）は刃物の月形の違いによる切削負荷の
違いを示す側面図、第４図はこの発明の一実施例の斜視
図、第５図は同上の部分拡大底面図、第６図は同上の切
刃部の正面図、第７図（ａ）。 （ｂ　）は同上の外刃と内刃との縦断面図、第８図は同
上の合同刃の縦断面図、第９図のは同上の刃物で切削し
た被削材上の側路を示ず平面図、第１０図は同上の作用
を説明する縦断面図、第１１図は同上の作用説明図であ
る。 （図面の主要な部分を表わす符号の説明〉１３・・・環
状穿孔刃物　１５川側壁部１７・・・シャンク部　１９
・・・ねじれ溝２１・・・切刃部　２５・・・外刃 ２７・・・内刃　２９ａ・・・切刃面 ２９ｂ・・・傾斜面　３１ａ・・・切刃面３１ｂ・・・
傾斜面 特許出願人　日本コネチヵットソー株式会社第１図 第３図 第４図 ３

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　円筒状の側壁部の外周面に複数の溝を離隔して
   設（）ると共に下端部に外刃と内刃とを円周方向に交互
   に離隔して設（プ、前記外刃は外側の水平な°切刃面と
   内側にあって半径方向内方を向く傾斜面とで形成し、前
   記内刃は内側の水平な切刃面と外側にあって半径方向を
   向く傾斜面とで゛形成して成る環状穿孔刃物。
2. （２）　前記外刃と内刃どを円周上で車ね合わせるとき
   に外刃の傾斜面と内刃の傾斜面とのＡ−バラツブする中
   央部分に三角形状の四部が形成されるように両傾斜面を
   形成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の環状穿孔刃物。