TW200836859A - Method for forming through-hole - Google Patents

Description

200836859 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於一種主要在由金屬材料形成的被切削材 料上，藉由具備焊接型切刃的鑽頭而形成貫通孔之方法。 ' 【先前技術】 ' 裝設在用於深孔切削的鑽床之前端的鑽頭，有將切刃 一體形成於該鑽頭本身者、有將切刃片焊接於凹設在頭本 體之切刃安裝座者、有將捨棄式切刃片隨意裝卸地螺鎖於 f 1 凹設在頭本體之切刃安裝座者，此等係視被削材之材質、 鑽孔徑、加工條件等而作使用區分。

第4 (A)(B )圖顯示具備焊接型之3個切刃的一般性之深 孔切削用鑽頭1 B。此鑽頭1 B係由約略圓筒形之頭本體部 1 〇及圓筒狀之螺柄部20所構成，頭本體部1 〇係在前端面 1 〇 a沿著開口成大小扇形之切粉排出口 1 1，1 2之大致共同 徑方向的緣壁1 la，12a設置切刃3A〜3C ;螺柄部20係在 外周面之稍微靠近後部的區域刻設陽螺紋2 1。此等切刃3 A K 〜3 C —般係在凹設於鋼製的頭本體部1 〇之上述緣壁丨丨a， 1 2 a的切刃安裝座1 3 a〜1 3 c上，焊接超硬合金或金屬陶瓷 (cermet)等之硬質材料製的切刃片而形成，中間切刃3B之 切削區域係在局部重疊於外周側切刃3 A及中心側切刃3 C 之切削區域的狀態下，一起作用而行使作爲一片切削刃之 功能。圖中，符號4是焊接在凹設於頭本體部1 0之外周面 的前部側兩處的各墊安裝座1 4的硬質材料製之導墊，符號 1 5是形成於同一外周面之後部側的徑方向對向位置之一對 200836859 夾緊用溝部。 而後，雖然作成切刃3 A〜3 C的硬質材料製之切刃片 係藉由粉末冶金法以模具成型、燒結而製作，但因爲傾斜 之直線狀的刃鋒的內外兩端部分成爲尖端狀時，容易由於 成型時的按壓而缺損，因此一般將其兩端部分設定爲弧 狀。另一方面，在焊接型之切刃，由於在焊接時焊料之介 入而無法嚴謹地設定刃鋒的位置，因此例如設置上述三個 切刃3 A〜3 C之情況，雖然中間切刃3 B及中心側切刃3 c 只要將刃鋒之內外兩端部設定爲弧狀的切刃片焊接於切刃 安裝座1 3 b，1 3 c即可，藉由外緣位置決定鑽頭的切削徑之 外周側切刃3 A方面，係製作成預先在外緣側設置硏磨裕度 而作成此切刃片，將此切刃片焊接於切刃安裝座1 3 a之 後，硏磨其外緣側而確保既定的位置精度。結果，外周側 切刃3 A在有底的深孔切削中除了視孔底之設定形狀而要 求個別的刃鋒形態之情況之外，如圖示般傾斜的刃鋒3 1之 外端3 1 a會成爲方形的尖端狀。 使用此種鑽頭1B之時，如第4(B)圖所示，在成爲深 孔切削用之圓管狀之工具柄（亦稱搪孔刀柄）5之前端部，插 入螺柄部20以進行螺合連結，藉此而連通該鑽頭1 B之內 側與工具柄5之中空內部以構成切粉排出路1 6。深孔切削 加工，如第3 (A)圖所示，係將工具柄5連結到工作機械的 心軸等而作旋轉驅動，或反之藉由使被削材 W旋轉而進 行，但是冷卻劑C係爲外部供給方式，因而如圖所示使用 將工具柄5油密地包圍之冷卻劑供給套6，在將此供給套6 200836859 經由密封6 1壓接到被削材W的狀態，以高壓將冷卻劑c 從導入口 ό a導入到該供給套6內。然後，被導入的冷卻劑 C從工具柄5的外周面與切削孔η的內周面之間隙τ供給 到鑽頭1 Β之前端側，並與在切削部產生的切粉κ 一起從 鑽頭1Β之切粉排出口 1 1，12(第4(A)圖）流入切粉排出路徑 1 6內，而從工具柄5的基部側排出到外部。 【發明內容】 〔發明欲解決之課題〕 然而，已知藉由具備如上述般之焊接型切刃的習知鑽 頭在被削材上形成貫通孔之時，往往會在孔內周面產生螺 旋狀模樣（spiral mark)。其後，產生此螺旋狀模樣的貫通孔 不僅最終外觀不漂亮，且該螺旋狀模樣微觀上亦爲引起孔 內周面之凹凸的模樣，故從加工精度面而言亦不歡迎。 因而，本發明人等欲真正了解上述螺旋狀模樣之產生 原因，而分析大量的加工資料，同時反覆地進行變化各種 切削條件後之實機試驗，以從各種角度反覆不斷地檢討， 結果了解，當由於鑽孔中的振動等任何原因而使外周側切 刃的尖銳之刃鋒外端部切入被削材而在孔內周僅產生微小 段差時，由於刃鋒鉤住此段差部分所引起的切削阻力之變 化，而產生切削扭矩之強弱律動，由此強弱律動會引起產 生螺旋狀模樣。 本發明係鑑於上述之事情，目的在提供一種手段’當 具備焊接型切刃的鑽頭在被削材上形成貫通孔之時’防止 在孔內周面產生螺旋狀模樣，進而可獲得優異的外_體態

200836859 及高的加工精度。 〔解決課題之辦法〕 爲了達成上述目的，本發明之申請專利範圍第 關之貫通孔之形成方法，若賦予圖式之參考符號 時，其特徵爲：藉由將切刃3A〜3C焊接於切刃安g 〜1 3 c的鑽頭1 A而在被削材W上形成貫通孔Η時 頭1 Α係使用在負責最外周部之切削的切刃3 Α之刃 部3 1 a設置圓弧R者。 申請專利範圍第2項之發明，係於上述申請專 第1項之貫通孔之形成方法，其中刃鋒外端部3 1 a R係爲〇. 1〜0.5mm半徑r。 申請專利範圍第3項之發明，係於上述申請專 第1或2項之貫通孔之形成方法，其中鑽頭1A在 1 0 a具有切粉排出口 1 1，1 2，內部係成爲連通該切粉 1 1，1 2之切粉排出路徑1 6的圓筒狀，且切刃3 A〜 接在沿著面對此切粉排出口 1 1，1 2之大致半徑方向 部 1 1 a，1 2 a。 〔發明之效果〕 根據申請專利範圍第1項之發明時，當使用 型切刃的鑽頭在被削材上形成貫通孔之時，藉由 鑽頭之最外周部的切削的切刃之刃鋒外端部作成 不易在鑽孔中產生由外周側切刃之刃鋒外端部引 材的切入’而防止由此切入引起的切削扭矩之強 導致的孔內周面之螺旋狀模樣，因而可獲得優異 1項有 而表示 I 座 1 3a …該鑽 鋒外端 :利範圍 之圓弧 :利範圍 :前端面 >排出口 3 C係焊 丨的側壁 :備焊接 :負責該 丨弧形， 丨對被削 丨律動所 f外觀體 200836859 態及高精度的貫通孔。 根據申請專利範圍第2項之發明時，負責上述最外周 部之切削的切刃之刃鋒外端部係作成特定半徑之圓弧形， 因此可確實防止產生螺旋狀模樣。 根據申請專利範圍第3項之發明時，鑽頭的構造係爲 可使在切削部位產生的切粉與冷卻劑一起從前端面之切粉 排出口通過內部之切粉排出路徑而排出，因此可獲得高的 切削效率。 ( ' 【實施方式】 以下，將參照圖式具體地說明本發明貫通孔之形成方 法的實施形態。在第1(A)〜（C)圖所示之本發明所使用的鑽 頭1 A，係具備與已說明使用於習知貫通孔之形成的鑽頭 1B(參照第4圖）同樣的焊接型之三個切刃者，兩者對比可 容易了解，針對與已說明的切削用鑽頭1 B共同或對應之各 構成部分係標註相同符號。 此鑽頭1 A係將在前端面1 Oa具備開口成大小扇形之切 ί ； I 粉排出口 1 1，1 2的圓筒形之頭本體部1 〇、及在外周面之稍 微靠近後部的區域刻設陽螺紋2 1的圓筒狀之螺柄部20加 以一體化爲同軸狀’沿著頭本體部1 〇之兩切粉排出口 1 1， 1 2的大致共同徑方向的緣壁1 1 a，1 2 a焊接外周側、中間及 中心側之三個切刃3A〜3C，如第1(C)圖放大所示，其外周 側切刃3 A之傾斜的刃鋒3 1之外端部3 1 a係成爲圓弧R之 處與已說明的鑽頭1 B係相異。 此外，在頭本體部10之外周面，硬質材料製之導墊4 200836859 焊接在凹設於前部側兩處的各墊安裝座1 4，且在同一後部 側形成徑方向對向之一對夾緊用溝部1 5。又，該鑽頭1 A 之中空內部，前端側連通到兩切粉排出口 1 1，1 2，後端側 則爲開放而作爲切粉排出路徑1 6。 在此鑽頭1 A之三個切刃3A〜3C，如第2(A)圖所示， 係在凹設於鋼製的頭本體部1 0之上述緣壁1 1 a，1 2 a的切刃 安裝座13a〜13c，焊接超硬合金或金屬陶瓷（cermet)等之 硬質材料製的切刃片30A〜30C者，由於在焊接時焊料之 € 介入而無法嚴謹地設定刃鋒的位置，因此針對外周側切刃 3A ’在切刃片30A焊接後將外緣側進行硏磨加工。即，此 等三個切刃3 A〜3 C，係在切削區域局部重疊的狀態下一起 作用，而行使作爲一片切削刃之功能，因而中間切刃3 B及 中心側切刃3 C之兩端緣及外周側切刃3 A之內端緣雖可容 許若干之位置變動，惟相對於此，外周側切刃3 A之外端緣 則藉由其位置而決定切削徑之故，因此必須要求嚴格的位 置精度。從而，作成外周側切刃3 A之切刃片3 0 A係在外 緣側以保留切削裕度之形態而製作，對頭本體部1 0焊接之 後，將外緣側進行硏磨加工以確保位置精度。 另一方面，硬質材料製的切刃片30A〜30C，係藉由粉 末冶金法以模具成型、燒結而製作，因此如已說明般，爲 了防止由於在成型時的按壓引起的缺損，而將傾斜之直線 狀的刃鋒的兩端部設定爲圓弧狀。其後，切刃片30B，3 0C 之弧狀的刃鋒兩端部原樣地保持爲中間切刃3 B及中心側 切刃3 C之刃鋒兩端部，但在作爲外周側切刃3 A之切刃片 -10- 200836859 3 0 A的刃鋒3 1之弧狀的外端部3 1 c，則係成爲上述焊接後 之外緣側之硏磨加工所除去的部分。因此，作爲此切刃片 3 〇 A，預先製作在外緣側設有硏磨裕度，使其焊接在切刃安 裝座13a之後，如第2(B)圖所示，使其外緣側例如以直線 狀地硏磨除去到假想線S 1爲止而確保既定的位置精度，但 在使用於本發明之鑽頭1 A係更將刃鋒3 1之外端側，例如 硏磨除去成圓弧狀到假想線S2爲止，因而作成如第1(B)(C) 圖所示之圓弧R的外端部3 1 a。此2階段的硏磨所除去之 ^ ' 部分係爲切刃片3 0A之切削裕度32。 使用上述構成的鑽頭1 A在由金屬材料所製成的被削 材上形成貫通孔時，如第3 (A)圖所示，在成爲深孔切削用 鑽穿之圓管狀之工具柄5之前端部，插入該鑽頭1 A之螺柄 部2 0以進行螺合連結（第4(B)圖）之後，將工具柄5連結到 工作機械的心軸等而作旋轉驅動，或反之使被削材W旋轉 而進行切削。其後，在此切削加工中，將冷卻劑C以既述 的外部供給方式對切削部位進行連續供給，並與在切削部 [ 產生的切粉K 一起從鑽頭1 A之切粉排出口 1 1，1 2流入切 粉排出路徑1 6內，通過工具柄5的中空內部而從該工具柄 5的基部側排出到外部，藉此可獲得高的切削效率。 根據如此的貫通孔之形成方法時，決定鑽頭1 A之切削 徑的外周側切刃3 A具備有外端部3 1 a作成圓弧R的刃鋒 3 1，因而不易在鑽孔中產生由該刃鋒3 1之外端部3 1 a引起 對被削材W的切入，故不會產生隨著此切入的段差所引起 的切削扭矩之強弱律動，因而防止孔內周面之螺旋狀模樣 -11- 200836859 的發生，故形成的貫通孔Η可獲得優異的外 加工精度。 此外，在第3(A)圖中係例示在被削材W 鑽穿有貫通孔Η之狀況，惟本發明方法，如第 亦可適用沿著預先設置於被削材W的先導孔 周面而加以擴徑之形態所形成貫通孔Η 1之个| 使以如第4圖所例示的鑽頭1 Β般習知之焊接 底之深孔切削時亦有產生螺旋狀模樣之可能 底之深孔中內部很暗而難以辨視，加上螺旋 內周面之外觀不良並不易成爲問題，故有底 不嚴格要求尺寸精度的情況，因此有底孔之 明之對象外。 使用於本發明方法之鑽頭，並不限於具 個切刃3 Α〜3 C者，只是係焊接型的切刃的 可爲一個或二個，亦或四個以上（一般爲奇· 在負責其最外周部之切削的切刃之刃鋒外端 的話均可。其次，此種刃鋒外端部之圓弧R 止上述螺旋狀模樣之產生，推薦其圓弧半徑 〜0.5 mm之範圍。 此外，在例示之實施形態中所使用的鑽 單管式用，亦即，使從外部通過切削孔Η與 隙Τ被供給到切削部位的冷卻劑C與切粉Κ 的切粉排出路徑1 6而排出的方式用者，但是 中亦可使用具備焊接型之切刃的雙管方式用 觀體態及高的 之被削除部分 :3 (Β )圖所示， Η 0，以切削其 馨況。但是，即 型鑽頭進行有 性，基於在有 狀模樣等引起 孔在用途上常 形成係在本發 有已例示之3 話，其切刃亦 玫）。只要作成 部具有圓弧R .，爲了確實防 r以設定爲0 . 1 頭1 A，雖然係 工具柄5之間 一起通過內部 在本發明方法 之鑽頭。在此 200836859 雙管方式中，鑽床之工具柄係爲 路徑、使外側環狀空間作爲冷卻 鑽頭螺合連結在其外筒的前端部 鑽頭的內周段部，因而雖然冷卻 塞，惟係成爲使冷卻劑從設置於 出到外側而供給到切削部位。從A 對前述之單管方式用而言，除了 出孔以外，基本構造大致相同， 成上使用在負責其最外周部之切 有圓弧R者。 【圖式簡單說明】 第1圖顯示使用於本發明有 鑽頭之一例，第1 (A)圖係俯視圖 1(C)圖係第1(B)圖之假想線圓C 第 2圖顯示切刃片對同一丨 2(A)圖係切刃片之安裝前的前視 後之前視圖。 第3圖例示貫通孔的形成狀 削材之被削除部分的貫通孔之形 3 (B )圖係顯示沿著被削材之先導 孔之形成操作的縱截側面圖。 第4圖顯示使用於先前技術 頭之一*例，第4 (A)圖係俯視圖， 【元件符號說明】 使中心空間作爲切粉排出 劑供給路徑之兩重管’使 ，藉以使內筒前端抵接於 劑供給路徑之前端側被閉 鑽頭之周壁部的導出孔導 5,此雙管方式用之鑽頭， 具有上述之內周段部及導 可在本發明之貫通孔之形 削的切刃之刃鋒外端部具 關之貫通孔之形成方法的 ，第1 (B)圖係前視圖，第 內的放大圖。 贊頭之頭本體的安裝，第 麗，第2(B)圖係同一安裝 況，第3(A)圖係顯示對被 成操作的縱截側面圖，第 孔擴大切削孔徑進行貫通 之貫通孔之形成方法的鑽 第4 ( B )圖係前視圖。 200836859 ΙΑ 鑽頭 3 A 外周側切刃 3Β 中間切刃 3C 中心側切刃 4 導墊 10 頭本體部 10a 前端面 11,12 切粉排出口 1 la, 12a 側壁部 1 3 a 〜1 3 c 切刃安裝座 14 各墊安裝座 15 溝部 16 切粉排出路徑 20 螺柄部 30 切刃片 3 1 刃鋒 3 1a 外端部 32 切削裕度 C 冷卻劑 R 圓弧 r 圓弧半徑

Claims (1)

1. 200836859 十、申請專利範圍： 1 · 一種貫通孔之形成方法，其特徵爲··藉由將切刀焊接於^ 切刃安裝座的鑽頭而在被削材上形成貫通孔時，__胃 係使用在負責最外周部之切削的切刃之刃鋒外端^ ^ g 圓弧者。 2 .如申請專利範圍第1項之貫通孔之形成方法，其+ ± _ 刃鋒外端部之圓弧係爲0 . 1〜0.5 mm半徑。 3 ·如申請專利範圍第1或2項之貫通孔之形成方彳去，# φ 上述鑽頭係在前端面具有切粉排出□，內部係成爲連通 該切粉排出口之切粉排出路徑的圓筒狀，且上述切刃係 焊接在沿著面對此切粉排出口之大致半徑方向的側壁 部。 1