TW200911424A - Gun drill - Google Patents

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200911424 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關使用於深孔加工之槍管鑽。 【先前技術】 作爲深孔加工方式，習知雖有槍管鑽方式、頂出具 (ejector)方式（雙管方式）、單管方式等種種方式，但直徑 小的深孔加工則以槍管鑽方式爲適當。即，槍管鑽方式， 一般係使用於橫剖面2/3〜3/4圓形之中空工具柄的前端 設置同樣橫剖面外形之切削頭的槍管鑽，將通過工具柄的 內部供應冷卻劑而從切削頭尖端面之冷卻劑吐出口 一面供 應切削部位一面進行切削，同時能將隨著此切削而產生的 切屑與冷卻劑一起沿著工具柄的外周緣的長度方向，通過 剖面V字形狀的切屑排出溝而排出外部，即使直徑小但切 屑排出溝之流路剖面積可取大之外，冷卻劑的輸送壓係依 據工具的長度而決定，所以即使切削孔變深時，因爲不需 要提高輸送壓力，所以適合小直徑的深孔加工。 而且，作爲該槍管鑽，在切削頭的尖端面具備：切屑 排出溝於尖端面開放之主排出口；相對於主排出口，在徑 方向之大致對向位置，於尖端面開口的副排出口；從此副 排出口通過頭內部到切屑排出溝的旁通流路孔；以及在徑 方向之大致對向位置，於尖端面開口的2個冷卻劑吐出 口，而且，有由複數個刀刃面臨該主排出口與副排出口分 配形成者（專利文獻1)。在此種槍管鑽，從切削頭尖端面 的2個冷卻劑吐出口將冷卻劑分配供應到切削部位，切屑 200911424 與其冷卻劑一起從該尖端面的主排出口及副排出D效率良 好地被排出切屑排出溝，所以具有可獲得基於此良好切屑 排出性之高切削效率的優點。 【專利文獻1】日本專利特開2005 — 1 1 8940號公報 第13 (A)、（B)圖、第14圖，係顯示如上述於切削頭 尖端面各設置一對冷卻劑吐出口及排出口之槍管鑽的一 例。在此槍管鑽，於工具柄51的前端部切削頭5 2將與連 接軸部52b配對嵌合成爲被連結在同軸狀，從此工具柄51 的基部側到切削頭52的前端被形成直線且剖面大致V字形 狀的切屑排出溝5 3，同時從工具柄5 1的內部到切削頭5 2 之連接軸部52b內連通之冷卻劑供應路54，在切削頭本體 部5 2a內分岐成2股，作爲在切削頭尖端面於徑方向對向 配置開口成2個冷卻劑吐出口 55a、55b。而且，在頭尖端 面，具有切屑排出溝53之前端開放部的主排出口 56a ’與 在其徑方向之大致對向位置開口的副排出口 5 6 b，而從其副 排出口 5 6b通過頭內部到切屑排出溝形成旁通流路孔5 7 ’ 面臨主排出口 56a內側及外側的刀刃58a、58c被固定著’ 同時中間的刀刃58b被固定在面臨副排出口 56b。59係被 固定在切削頭52之尖端側圓周面的引導墊。 【發明內容】 [發明所欲解決之課題] 然而，習知的槍管鑽，如第14圖所示，因爲切削加工 中之切削頭52藉著外側的刀刃58c與引導墊59、59而與 200911424 切削孔Η的內圓周滑動接觸，該切削頭52的圓周面與切削 孔Η的內圓周產生間隙t，因此含有切肩之冷卻劑的一部 分從頭尖端面流入該間隙t，而常常在後方側之工具柄5 1 的外圓周部引起切屑堵塞，因此在切削孔Η的內圓周造成 創傷或降低加工精度之外，又因旋轉負載增大而有牽連到 工具之破損的問題。而且’此種問題，雖如圖所示在切削 頭52尖端面具備有各一對之冷卻劑吐出口 55a、55b及排 出口 56a、5 6b之槍管鑽的情況尤其顯著，但在其他一般的 槍管鑽也經常會發生。 本發明之目的，係有鑒於上述情況，作爲槍管鑽，提 供可將被吐出到切削部位之冷卻劑與切屑一起集中到切屑 排出溝排出，用以可防止由於切屑堵塞而引起切削孔內圓 周的受傷或加工精度的降低’同時由於旋轉負載的減輕而 提高切削效率及圖謀獲得長壽命。 [用以解決課題之手段] 爲了達成上述目的，本發明之申請專利範圍第1項之 槍管鑽，若標註圖式的參考符號而表示手段時，其特徵在 於··於工具柄1與裝設在其前端部切削頭2的內部’具有 連通兩者1、2之冷卻劑供應路10、20 ’同時從該工具柄1 之基部側涵蓋到切削頭2前端的外圓周面’沿著長度方向 具備1條直線狀的切屑排出溝3 ’在切削頭2的尖端面2c 具有：連通冷卻劑供應路20之冷卻劑供應孔2 1 a、2 1 b ;與 連通切屑排出溝3之排出口（主排出口 22a、副排出口 200911424 22b)，同時在外圓周面跨接切屑排出溝3上涵蓋全圓周形 成連續的環狀凸出部4a---。 申請專利範圍第2項之發明，在該申請專利範圍第1 項之槍管鑽中，環狀凸出部4a之複數條係建構成平行配置 而形成曲折塡封（labyrinth seal)部4。 申請專利範圍第3項之發明，在該申請專利範圍第1 項之槍管鑽中，切削頭2係具備：切屑排出溝3在尖端面 開放的主排出口 22a ;對主排出口 22a，在徑方向之大致對 向位置，於尖端面開口的副排出口 22b ;從此副排出口 22b 通過頭內部到切屑排出溝3的旁通流路孔2 3 ;以及在徑方 向之大致對向位置，於尖端面開口的2個冷卻劑吐出口 21a、21b，複數個刀刃5a~5c被分配形成面臨主排出口 22a 及副排出口 22b，同時環狀凸出部4a---比旁通流路孔23之 向切屑排出溝3的合流部更向頭基端側配置而構成。 申請專利範圍第4項之發明，在該申請專利範圍第1 項之槍管鑽中，切削頭2的基端部（連結軸部2 b)可裝卸自 如地被同軸連結在工具柄1的前端部。 申請專利範圍第5項之發明，在該申請專利範圍第1 項至4項中任一項之槍管鑽中，工具柄1之構成，至少切 屑排出溝3之形成部分在成爲剖面C狀之柄本體u的內 側’插嵌有將內部當作冷卻劑供應路1 〇之管材料1 2，而藉 由設置在該管材料12之前端部在外圓周的陽螺紋l2a螺接 於柄本體側。 200911424 [發明效果] 關於本發明之效果標註圖式的參考符號加以說明。首 先有關申請·專利範圍第1項之發明的槍管鑽，在切削加工 中’從切削頭2之尖端面的冷卻劑吐出口 2 1 a、2 1 b吐出之 含有切屑之冷卻劑的一部分，並不進入排出口 22a、22b , 而流入切削頭2的圓周面與切削孔Η的內圓周之間隙t，此 間隙t在該切削頭2的環狀凸出部4a---的位置已堵塞，而 被阻止更向後方浸入，所以在該環狀凸出部4 a ---的位置， 冷卻劑的幾乎全部都集中到切屑排出溝3，順著其流動切 屑通過切屑排出溝3強有力地被排出後方，所以不會發生 切屑堵塞，而可防止由於此切屑堵塞而引起切削孔內圓周 的受傷或加工精度的降低’同時由於旋轉負載的減輕而提 高切削效率及圖謀獲得長壽命。 根據申請專利範圍第2項之發明時，切削頭2之環狀 凸出部4 a的複數條係平行配置而設置成曲折塡封部4，所 以基於該環狀凸出部4 a — ·之阻止冷卻劑浸入的效果大，更 可確實地防止切屑堵塞。 根據申請專利範圍第3項之發明時’因爲切削頭2係 建構成具有：各一對之冷卻劑吐出口 2 1 a、2 1 b及排出口 22a、22b，所以司獲得=高切削效率反面本來即容易發生切 屑堵塞，但因爲透過切削頭2之環狀凸出部4a —可防止該 切屑堵塞，所以可享受基於其構成之高切削效率的優點。 根據申請專利範圍第4項之發明時’因爲切削頭2對 -10- 200911424 工具柄1係可裝卸自如的獨立構件，由於消耗或損傷之全 新頭的更換及對應切削條件之異種頭的更換變爲可能，加 上具有容易且價簾地以頭單位進行將環狀凸出部4a__-形成 加工的優點。 根據申請專利範圍第5項之發明時，工具柄1的冷卻 劑供應路1 〇係以管材料1 2所構成，而把此管材料1 2之前 端側螺接於柄本體1 1側，所以具有該工具柄1容易且價簾 進行加工製作的優點。 【實施方式】 [發明之最佳實施形態] 以下，參考圖式具體的說明有關本發明之槍管鑽的— 實施形態。第1 (A)圖及第1 (B)圖爲該實施形態之槍管鑽整 體的側面及正面’第2圖係基於該槍管鑽之切削加工狀 態，第3圖及第4圖係第2圖中主要部分的橫剖面，第5 圖〜第7圖係該槍管鑽之切削頭，第8圖及第9圖係該工具 柄，第1 0圖係該切削頭與工具柄的連結操作，第1 1圖係 該工具柄的管接受構件，第12圖係該工具柄之柄本體與管 構件的連結操作。 該槍管鑽，如第1 (A)圖所示，係由下列構成：將內部 作爲冷卻劑供應路1 0之長條狀的工具柄1 ;在其前端被同 軸狀連結的切削頭2 ;以及將該工具柄1之基端部插嵌固 定之大直徑筒狀驅動部6，在切削頭2內具有與工具柄1 的冷卻劑供應路1 0連通的冷卻劑供應路2 0，同時從工具柄 -11 - 200911424 1之基部側涵蓋到切削頭2尖端的外圓周面，具備沿著長 度方向1條直線狀的切屑排出溝3。此切屑排出溝3，如第 1(B)圖所示，成爲從工具柄1及切削頭2的中心之開啓角 度0大致爲100〜130°的扇形剖面。 切削頭2，如第1(B)圖及第5圖~第7圖詳細顯示，係 由前部側的頭本體部2a，與從其後端同軸狀突出之細徑的 連結軸部2b所構成，在內部具有與工具柄1內之冷卻劑供 應路10連通的冷卻劑通路20，同時該冷卻劑通路20，如 第6圖、第7圖所示，在頭本體2&側分岐成2股，此等分 岐通路20a、20b作爲頭尖端面之冷卻劑吐出口 21a、21b 於徑方向的兩側位置開口。又，在此切削頭2中之切屑排 出溝3，從頭本體2a的後部涵蓋連結軸部2b，由於在軸心 位置存在有剖面圓形的冷卻劑供應路20，所以底部成爲突 狀圓弧面（第6圖）。 在頭本體部2a，形成有由切屑排出溝3在頭尖端面2c 開放之主排出口 22a，與在其徑方向之大致對向位置，於頭 尖端面2c開口的副排出口 22b，以及如第2圖所示，從此 副排出口 22b通過頭內部到切屑排出溝3的旁通流路孔 23，和在徑方向之大致對向位置，於尖端面開口的2個冷 卻劑吐出口 2 1 a、2 1 b。而且，在該頭本體部2 a的尖端側， 由多刃刀片（throw away chip)所形成之內側及外側的刀刃 5 a ' 5 c面臨主排出口 2 2 a以螺絲固定住，同時中間的刀刃 5b被固定面臨副排出口 22b’又夾著圓周面之副排出口 22b -12- 200911424 的兩側位置引導墊7、7被用螺絲固定住。 而且，在頭本體部2 a的後部側，將切屑排出溝3作爲 外圓周部的延長而形成圓弧狀地跨越之跨接部24，在通過 此跨接部24的外圓周面，有複數條（圖爲4條）之環狀凸 出部4a-· -平行配置形成曲折塡封部4。而在此曲折塡封部 4之各環狀凸出部4a的外徑被設定大致等於由外側刀刃5c 之切削徑，同時環狀凸出部4 a---間之各環狀凹陷部4b的 外圓周面比起曲折塡封部4之頭前端側的外圓周面成爲同 樣的表面水準。 切削頭2之後部側的連結軸部2b，如第7圖所示，透 過周設在軸方向中央部的凹階部26，後端側建構成與基部 25側（前端側）相同外徑的配對（in law)凸出部27，在此 配對凸出部27之外圓周面的周方向相差90度的2部位設 置有擂鉢狀的卡止凹陷部27a、27a。然後，在此連結軸部 2b的圓周面部，具有涵蓋軸方向全長建構成切屑排出溝3 之底部側的溝部3a (第5圖）。 一方面，工具柄1，如第12圖所示，係由除了筒狀的 基端側徑剖面成爲C字形的柄本體1 1，密接插嵌於該柄本 體11之內側而內部建構成冷卻劑供應路10的管材料12’ 和內嵌於柄本體1 1之前端側的管止住環1 3所構成’切屑 排出溝3之底部由於管材料12之部份圓周面的露出而形成 凸出圓弧面。然而，柄本體11的外徑被設定與在切削頭2 之頭本體2a的曲折塡封部4前方側的外徑相等。又’管止 -13- 200911424 住環1 3，其外形與外側尺寸（外徑、軸向寬度）被設定與 在切削頭2之連結軸部2b中的配對凸出部27相等。 如第8圖及第9圖所示，在工具柄1之柄本體11的前 端側內圓周，設置有使切削頭2之連結軸部2b及管止住環 1 3內嵌的連結用凹陷部1 1 a。此連結用凹陷部1 1 a，係由前 端側對應於在切削頭2之連結軸部2b基部25的寬口部 1 5，對應於該凹進階部2 6之凸出階部1 6，以及與寬口部 1 5相同內徑且對應於切削頭2之配對凸出部27及管止住環 13的後方寬部17所構成，在後方寬部17於前後各二部位 以90度的相位差穿設有透通半徑方向的螺絲孔17a---。 工具柄1與切削頭2之連結，只要對柄本體1 1之連結 用凹陷部1 1 a，將切削頭2之連結軸部2b從側面嵌入，以 側鎖方式固定即可。即，如第10(A)圖所示，在連結用凹陷 部11a之後方寬部17的內徑Φ1，雖然幾乎與連結軸部2b 的配對凸出部2 7的外徑Φ 2相等，但面臨其切屑排出溝3 之開口寬度d，係比通過該配對凸出部2 7中心的最小寬度 w更寬，此關係在連結用凹陷部1 1 a的寬口部丨5及凸出階 部1 6與連結軸部2b的基部25及凹入階部26之間亦同樣， 所以對連結用凹陷部1 1 a將連結軸部2b，如圖所示與本來 大致差異90度的旋轉姿勢而從側面嵌入，接著如該圖 所示，將嵌入後之連結軸部2b使溝部3 a與切屑排出溝3 一致的方式相對旋轉’如該（C)圖所示，從外面將側鎖螺絲 1 8螺插於柄本體1 1的螺絲孔1 7 a，而將其前端部嵌入壓接 -14- 200911424 於連結軸部2b的卡止凹陷部27a ’用以將兩者1、2不能相 對變位地使其固定。此外’關於如此的連結方式’在有關 本申請人申請的日本專利特開2005 - 1 1 8 940號公報（專利文 獻1)及特開2006 - 234030號公報有詳細的揭示。 關於管止住環1 3 ’係與在切削頭2之連結軸部2b中的 配對凸出部2 7之外形及外側尺寸相同’如第1 1圖所示， 在外圓周面的2部位具有擂鉢狀的卡止凹陷部13a、13a， 所以只要對柄本體1 1的連結用凹陷部1 1 a ’在比配對凸出 部27更內後側的位置，與該配對凸出部27同樣以側鎖方 式固定即可。然後，該管止住環13，藉由設置於內圓周之 軸方向寬度的一半之陰螺紋13b，如第12圖所示，將插嵌 於柄本體1 1內側之管材料1 2的前端側之陽螺紋1 2a螺合 固定，同時在內周剩餘半部內嵌有由短筒狀之彈性材料所 形成的軸封環1 9。此軸封環1 9，將該管止住環1 3與切削 頭2之連結軸部2b後側的接面，及該管止住環13的陰螺 紋部1 3b與管材料1 2的陽螺紋部1 2a的螺合部液體密封， 用以達成防止通過冷卻劑供應路1 0內之高壓冷卻劑洩漏 至外部的機能。 根據該構成之槍管鑽的切削加工時，將通過工具柄1 及切削頭2內之冷卻劑供應路1 〇、2 0而被供應之冷卻劑， 從頭尖端面2c的冷卻劑吐出口 21a、21b逐漸供應到切削部 位’進行被切削材料M的切削，同時隨著此切削而發生之 切屑係與冷卻劑一起流入主副排出口 22a、22b，通過圓周 -15- 200911424 面的切屑排出溝3而排出外部’但如第2圖及第3圖所示’ 在頭尖端側從主排出口 2 2 a離開的位置’因爲該切削頭2 的外圓周面與切削孔Η的內圓周面存在有間隙t，因此切屑 的一部分係與冷卻劑一起流入此間隙t。然而’在該切削頭 2的曲折塡封部4透過環狀凸出部4a-…而使該間隙t幾乎被 堵塞，所以流入該間隙t之含有切屑的冷卻劑也成爲流入切 屑排出溝3，因此被供應到切削部位之冷卻劑的幾乎全部都 集中到切屑排出溝3，順著其流動所有的切屑都通過切屑排 出溝3強有力地被排出後方，所以在工具柄1的周圍不會發 生切屑堵塞，而可防止由於此切屑堵塞而引起切削孔Η內 圓周的受傷或加工精度的降低’又透過旋轉負載的減輕而 提高切削效率同時可增長槍管鑽本身的壽命。 此外，在上述實施形態雖例示在切削頭2的尖端面2c 各具有一對的冷卻劑吐出口 21a、21b及排出口 22a、22b， 但本發明亦可適用於冷卻劑吐出口與排出口的一方或雙方 爲1個的槍管鑽。但，如實施形態般具備各一對的冷卻劑 吐出口與排出口之構成，可獲得高切削效率反面本來就因 爲切屑容易發生堵塞，所以尤其本發明之適用效果大。 又，本發明之槍管鑽，亦包含在切削頭2的外圓周面’ 跨接切屑排出溝3之上涵蓋全圓周設置連續1條的環狀凸 出部4a的構成。然而，如實施形態般環狀凸出部4a之複 數條係平行配置而形成曲折塡封部4時，由於該環狀凸出 部4 a-…之阻止冷卻劑浸入效果變大，具有更確實地防止切 -16- 200911424 屑堵塞的優點。 更加地，本發明亦包含將切削頭2硬焊於工具柄1的 前端部之構成，但如實施形態般將切削頭2作成對工具柄 1可裝卸自如的獨立構件時，由於消耗或損傷之全新頭的 更換及對應切削條件之異種頭的更換變爲可能，加上把環 狀凸出部4 a ---的形成加工以頭單位可容易且價簾地進行。 於是’把切削頭2可裝卸更換的情况，與其工具柄1之連 結方式可採用實施形態以外的種種方式。 又’工具柄1雖亦可建構成單一構件，但如實施形態 將工具柄1的冷卻劑供應路1 〇以管材料1 2構成，而把該 管材料1 2之前端側螺接於柄本體1 1側的構造時，具有容 易且價簾地進行該工具柄1之加工製作的優點。此外，在 實施形態雖透過管止住構件1 3把管材料1 2的前端部螺合 固定，但亦可於柄本體1 1設置陰螺紋以取代該管止住構件 1 3 ’而把管材料1 2的前端部以鎖緊螺絲直接固定於柄本體 1 1的方式。其他，在本發明作爲切削頭2的刀刃亦可於頭 本體2 a將刀刃一體形成以取代如實施形態使用多刃刀刃， 關於其刀刃數亦可有種種設定，關於其他細部構成亦可於 實施形態以外作種種設計變更。 【圖式簡單說明】 第1圖係顯示有關本發明之一實施形態的槍管鑽，（A) 爲整體的側視圖、（B)爲正視圖。 第2圖係顯示切削加工中之該槍管鑽之切削頭側的縱 -17- 200911424 剖面圖。 第3圖係第2圖之V — V線的剖面箭頭向視圖。 第4圖係第2圖之W-W線的剖面箭頭向視圖。 第5圖係用於該槍管鑽之切削頭的側視圖。 第6圖係第5圖之X — X線的剖面箭頭向視圖。 第7圖係第6圖之Y — Y線的剖面箭頭向視圖。 第8圖係用於該槍管鑽之工具柄前端側的縱剖面側視 圖.。 第9圖係第8圖之Z - Z線的剖面箭頭向視圖。 第10圖係顯示對該槍管鑽之工具柄本體的切削頭之 連結軸部的連結順序，（A)爲柄本體及連結軸部之嵌合前的 縱剖面側視圖、（B)爲顯示該嵌合後之旋轉操作的縱剖面側 視圖、（C)爲顯示於旋轉操作後之由側鎖方式的固定操作之 縱剖面側視圖。 第11圖係顯示用於該工具柄之管止住構件，（A)爲正 視圖、（B)爲縱剖面側視圖、（C)爲（B)之C — C線的剖面箭頭 向視圖。 第12圖係顯示對在該工具柄之管止住構件的管材料 之連結操作的縱剖面側視圖。 第13圖係顯示習知槍管鑽之一構成例，（A)爲整體的 側視圖、（B)爲正視圖。 第1 4圖係顯示依據該習知之槍管鑽的切削狀態的縱 剖面正視圖。 18- 200911424 【主要元件符號說明】 1 工具柄 10 冷卻劑供應路 11 柄本體 11a 連結用凹陷部 12 管材料 12a 陽螺紋 13 管止住構件 13b 陰螺紋 2 切削頭 2a 頭本體 2b 連結軸部（基端部） 20 冷卻劑供應路 21a 冷卻劑吐出口 21b 冷卻劑吐出口 22a 主排出口 22b 副排出口 23 旁通流路孔 24 跨接部 3 切屑排出溝 4 曲折塡封部 4 a 環狀凸出部 5a 內側刀刃 5b 中間刀刃 5 c 外側刀刃 -19-

Claims (1)

1. 200911424 十、申請專利範圍： 1. 一種槍管鑽，於其特徵在於具備：工具柄與被裝設在其 前端部之切削頭的內部，具有連通兩者之冷卻齊11供應 路，同時從該工具柄的基部側至涵蓋切削頭前端的外圓 周面，直線狀地沿著長度方向具備1條切屑排出 '溝’ 切削頭在尖端面，具有連通該冷卻劑供應路之冷卻劑 供應孔，及與該切屑排出溝連通之排出口 ’同時在外圓 周面，跨接切屑排出溝涵蓋全圓周形成連續的環狀凸出 部。 2. 如申請專利範圍第1項之槍管鑽，其中’該環狀凸出部 之複數條係平行配置而形成曲折塡封部。 3. 如申請專利範圍第1項之槍管鑽，其中，切削頭係具備： 該切屑排出溝在尖端面開放的主排出口；對主排出口， 在徑方向之大致對向位置，於尖端面開口的副排出口； 從此副排出口通過頭內部到切屑排出溝的旁通流路孔； 以及在徑方向之大致對向位置，於尖端面開口的2個冷 卻劑吐出口，複數個刀刃被分配形成面臨該主排出口及 副排出口，同時該環狀凸出部比旁通流路孔之向切屑排 出溝的合流部更向頭基端側配置而形成。 4. 如申請專利範圍第1項之槍管鑽，其中’切削頭的基端 部可裝卸自如地被同軸連結在工具柄的前端部。 5 .如申請專利範圍第1項至4項中任一項之槍管鑽，其中 ，工具柄至少切屑排出溝之形成部分在成爲剖面C狀之 -20- 200911424 柄本體的內側，插嵌有將內部當作冷卻劑供應路之管材 料，而藉由在該管材料之前端部設置在外圓周的陽螺紋 而螺接於柄本體側所形成。

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