WO2006132068A1 - 深孔加工用ドリルヘッド - Google Patents

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Takuji Nomura
Makoto Sakai
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Unitac, Incorporated
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Definitions

  • the present invention relates to a drill head for a deep hole casing, in which a cutting blade is fixed to the front end surface side of a head body, and a guide node is fixed to the outer peripheral side of the front end portion.
  • the method relates to a drill head used in a jetted type deep hole casing.
  • Three deep hole drilling methods are generally known: a gun drill method, a BTA method, and an ejector method.
  • the drill head used in the gun drill system has a V-groove for chip discharge over the entire length of the head body.
  • high-pressure cutting oil is passed through the inside of the shank of the drill and the tip of the cutting blade.
  • the chips generated by the cutting blade are ruptured with high-pressure cutting oil, and the V-groove force is forcibly discharged.
  • the drill head used in the BTA method has a cutting blade fixed to the tip surface side of the head body attached to the tip of the pipe-shaped boring bar, and a guide pad fixed to the outer periphery of the tip.
  • a casing incorporating guide bushes is provided close to the end face of the work material, and the cutting oil is applied from the oil supply port while the guide bush and the end faces of the casing are closed with a sealant.
  • this cutting oil reaches the cutting blade through the gap between the boring bar and the guide bush, through the gap between the cutting hole of the work material and the outer peripheral surface of the drill head, and from there through the central through hole of the drill head It flows into the boring bar more, and the chips generated by the cutting blade are pushed away and discharged from the discharge port.
  • the drill head used in the edge type is the tip surface of the head body attached to the tip of the shank having a double pipe force in which a cutting oil supply passage is formed between the outer tube and the inner tube.
  • a cutting blade is fixed to the side, and a guide pad is fixed to the outer peripheral side of the tip.
  • the head body has an opening that leads to the hollow portion of the inner tube. In this ejector system, therefore, most of the cutting oil supplied from the casing oil supply port during cutting is cut between the outer tube and the inner tube.
  • the oil hole force also goes out through the cutting oil supply passage, reaches the cutting blade through the gap between the cutting hole of the work material and the outer peripheral surface of the drill head, flows into the inner tube from the opening, and The cutting oil flows directly into the inner tube, creating a pressure difference that causes the inner pressure of the inner tube to be negative, generating suction force, and suctioning chips by the vacuum effect and discharging them from the discharge port. ! /
  • Fig. 3 (a) is a side view showing a conventional drill head used in the BTA method and ejector method, and (b) is an end view thereof.
  • reference numeral 1 denotes a hollow head body.
  • a cutting blade 12 having a single blade is fixed to the tip surface side of the head body 1, and guide nodes 13 and 14 are fixed to the outer peripheral side of the tip portion.
  • 5 is a hole for discharging chips and cutting oil.
  • Fig. 4 (a) is a side view showing another conventional drill head that is also used in the BTA method and ejector method, and Fig. 4 (b) is an end view of the head.
  • the cutting blades 12a, 12b, 12c are fixed, and guide pads 13, 14 are fixed to the outer peripheral side of the tip portion.
  • FIG. 5 shows a state in which the guide pads 13 and 14 are in the hole O and the cutting blade 12a protrudes from the tip force of the hole O, and the axis of the head body 1 is tilted from G force to G ′. Indicates the state.
  • 19 and 20 indicate an ejector type outer tube and an inner tube.
  • the shafts of the guide pads 13 and 14 rather than the axial length Lm of the cutting blade margin 6
  • the following factors can be considered as factors that degrade the drilling accuracy when the direction length Lp is long.
  • the cutting force generated at the cutting blades 12 and 12a during cutting is expressed as a vector of a main component force (main cutting force) and a back component force substantially orthogonal to the guide force 13 (bearing guide pad) and the guide force. It is received by the hole wall of the work material W through the pad 14 (dimension guide pad).
  • the margin 6 formed at the front end of the drill rotation direction on the outer periphery of the cutting blades 12 and 12a supports the cutting blades 12 and 12a and guides the drill head to move straight, thereby cutting. Therefore, if the margin 6 and the guide pads 13 and 14 are not balanced in pressure, a deep hole with good roundness and straightness cannot be formed. Become. However, in the conventional drill head, since the axial length Lp of the guide pads 13 and 14 is longer than the axial length L m of the margin portion 6, the margin portion 6 and the guide pads 13 and 14 are separated from each other. It is considered that the pressure becomes unbalanced, which causes the roundness and straightness of the hole to become distorted, and the machining accuracy deteriorates.
  • an object of the present invention is to provide a drilling head for deep hole machining that improves the roundness and straightness of the hole and increases the machining accuracy.
  • the invention according to claim 1 is directed to the cutting blades 2, 2a on the tip surface side of the head body 1. ⁇ 2c, and drill hole for deep hole drilling with guide pads 3 and 4 fixed to the outer peripheral side of the tip of the head body 1, respectively.
  • the axial length Lm of the margin portion 6 and the axial length Lp of the guide pads 3 and 4 are made substantially the same, and the leading edge position and the trailing edge position of the margin portion 6 are The leading end position and the trailing end position of 4 are substantially aligned in the circumferential direction, respectively.
  • the axial length Lm of the margin portion 6 formed in FIG. 4 is substantially the same as the axial length Lp of the guide pads 3 and 4, and the axial front end position and rear end position of the margin portion 6 are
  • the guide nodes 3 and 4 should be substantially aligned in the circumferential direction with the tip position and the rear end position thereof.
  • the margin 6 and the guide pads 3 and 4 can be balanced in pressure, thereby improving the cylindricality, roundness, straightness, etc. of the hole and improving the machining accuracy of the hole.
  • FIG. L (a) is a side view showing a drill head of the present invention used in the BTA method and ejecta method, and (b) is an end view thereof.
  • FIG. 2 (a) is a side view showing another drill head of the present invention, and (b) is an end view thereof.
  • FIG. 3 (a) is a side view showing a conventional drill head, and (b) is an end view thereof.
  • FIG. 4 (a) is a side view showing another conventional drill head, and (b) is an end view thereof.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing a state when the drill head passes through the work material and falls to the tip end side of the hole when the conventional drill head is used.
  • FIG. 1 (a) is a side view showing a drill head of the present invention used in a BTA method or an edit method.
  • (B) is an end view thereof.
  • a cutting blade 2 consisting of a single blade is fixed to the tip surface side of the head body 1
  • guide pads 3 and 4 are fixed to the outer peripheral side of the tip portion.
  • the cutting blade 2 and the guide pads 3 and 4 include the axial length Lm of the margin portion 6 formed on the front end side in the drill rotation direction on the outer peripheral portion of the cutting blade 2 and the axial direction of the guide pads 3 and 4.
  • Fig. 2 (a) is a side view showing a drill head of the present invention which is also used in the BTA system and the jetto system, and (b) is an end view of the drill head.
  • a cutting blade 2 consisting of split blades is fixed to the tip surface side of the main body 1, guide pads 3 and 4 are fixed to the outer peripheral side of the tip portion, and these cutting blades 2 and guide pads 3 and 4 are also cut. It is formed so that the axial length Lm of the margin 6 formed on the tip end side of the drill rotation direction on the outer peripheral portion of the blade 2 and the axial length Lp of the guide pads 3 and 4 are substantially the same.
  • Fig. 1 is a side view showing a drill head of the present invention which is also used in the BTA system and the jetto system
  • FIG. 2 (b) is an end view of the drill head.
  • a cutting blade 2 consisting of split blades is fixed to the tip surface side of the main body 1
  • guide pads 3 and 4 are fixed to the outer peripheral side of the tip portion,
  • the cutting force generated in the cutting blades 2 and 2a during cutting is the main component force (main cutting force) and the back component force substantially orthogonal to this.
  • main cutting force main cutting force
  • back component force substantially orthogonal to this.
  • the margin portion 6 formed on the front end side in the rotation direction is a force that supports the cutting blades 12 and 12a and guides the drill head to advance straight, thereby enhancing the stability of cutting.
  • the cutting blade 2 and the guide pads 3 and 4 include the axial length Lm of the margin portion 6 formed on the front end side in the drill rotation direction of the outer peripheral portion of the cutting blade 2 and the shafts of the guide pads 3 and 4. It is formed so that the direction length Lp is substantially the same.
  • the cutting edge 2 and the guide pads 3, 4 are arranged so that the axial front end position and rear end position of the margin 6 and the front end position and rear end position of the guide pads 3, 4 are substantially aligned in the circumferential direction. Is attached to the head body 1 so that the margin 6 and the guide pads 3 and 4 can be balanced in pressure, thereby improving the cylindricality, roundness, straightness, etc. of the hole. As a result, the hole machining accuracy improves.
  • the cutting blade 2 composed of a single blade as shown in FIG. 1, or the single blade as shown in FIG. Examples of cutting blades 2a, 2b, and 2c that also have a split blade force. It may have a cutting blade (single blade or divided blade) at a radially symmetric position on the end surface side. Each cutting blade (single blade or divided blade) is provided at a radially symmetric position on the tip surface side of the head body 1. It ’s so good.

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Abstract

　孔の真円度や真直度を良くし、加工精度を高めるようにした深孔加工用ドリルヘッドを提供する。 　ヘッド本体１の先端面側に切削刃２を、またヘッド本体１の先端部外周側にガイドパッド３，４を夫々固着してなる深孔加工用ドリルヘッドにおいて、切削刃２の外周部のドリル回転方向先端側に形成されるマージン部６の軸方向長さＬｍと、ガイドパッド３，４の軸方向長さＬｐとを実質的に同じにすると共に、マージン部６の先端位置及び後端位置と、ガイドパッド３，４の先端位置及び後端位置とを夫々周方向に実質的に揃えるようにする。

Description

明 細 書
深孔加工用ドリルヘッド
技術分野
[0001] 本発明は、ヘッド本体の先端面側に切削刃を固着し、その先端部外周側にガイド ノ ッドを固着してなる深孔カ卩ェ用ドリルヘッドに関するもので、特に、 BTA方式ゃェ ジェタト方式の深孔カ卩ェに使用されるドリルヘッドに関する。
背景技術
[0002] 深孔加工方式には、一般に、ガンドリル方式、 BTA方式及びェジェタト方式の 3つ が知られている。ガンドリル方式に使用されるドリルヘッドは、ヘッド本体の全長にわ たって切屑排出用の V溝部を形成したもので、この方式では、ドリルのシャンク内部を 通して高圧の切削油を切削刃の先端部に送り込み、切削刃で生成した切屑を高圧 の切削油で破断し、 V溝部力 強制的に排出するようになっている。
[0003] BTA方式に使用されるドリルヘッドは、パイプ状ボーリングバーの先端部に取り付 けられるヘッド本体の先端面側に切削刃を、またその先端部外周側にガイドパッドを 夫々固着してなるもので、この方式では、被削材の端面に近接してガイドブッシュを 組み込んだケーシングを配備し、ガイドブッシュとケーシングの端面どうしをシール材 により塞いだ状態で、給油口より切削油を加圧供給すると、この切削油は、ボーリング バーとガイドブッシュとの隙間から、被削材の切削孔とドリルヘッドの外周面との隙間 を通って切削刃に達し、そこからドリルヘッドの中央貫通孔よりボーリングバー内に流 れ込んで、切削刃で生成された切屑を押し流し、排出口より排出させるようになって いる。
[0004] また、ェジヱタト方式に使用されるドリルヘッドは、アウターチューブとインナーチュ ーブとの間に切削油供給路を形成した二重管力 なるシャンクの先端部に取り付け られるヘッド本体の先端面側に切削刃を、またその先端部外周側にガイドパッドを夫 々固着してなるもので、ヘッド本体にはインナーチューブの中空部に通じる開口部を 形成している。しかして、このェジェタト方式では、切削中にケーシングの給油口から 供給される切削油は、その大部分がアウターチューブとインナーチューブの間の切 削油供給路を通って油穴力も外に出て、被削材の切削孔とドリルヘッドの外周面との 隙間を通って切削刃に達し、前記開口部よりインナーチューブ内に流入し、一部の 切削油は直接インナーチューブ内に流れ込み、このときインナーチューブの内圧が 負となる圧力差を生じて吸引力が発生し、そのバキューム効果で切屑を吸い込み、 排出口より排出させるようになって!/、る。
[0005] 図 3の (a)は BTA方式やェジェタト方式に使用される従来のドリルヘッドを示す側面 図、（b)はその端面図である。図において、 1は中空状のヘッド本体で、このヘッド本 体 1の先端面側に一枚刃からなる切削刃 12が固着され、その先端部外周側にガイド ノ^ド 13, 14が固着されている。また図において、 5は切屑及び切削油排出用の孔 である。図 4の (a)は同じく BTA方式やェジェタト方式に使用される従来の他のドリル ヘッドを示す側面図、 (b)はその端面図であり、ヘッド本体 1の先端面側には分割刃 力もなる切削刃 12a, 12b, 12cが固着され、その先端部外周側にはガイドパッド 13 , 14が固着されている。
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0006] 上記のような BTA方式やェジェタト方式に使用される従来のドリルヘッドにおいて、 図 3の (a)及び図 4の (a)から分かるように、ガイドパッド 13, 14の軸方向長さ Lpが、切 削刃 12, 12a外周部のドリル回転方向先端側に形成されるマージン部 6の軸方向長 さ Lmよりも長くなつていることから、加工される孔の真円度や真直度に狂いを生じて 孔の加工精度が悪くなり、また図 5に示すように孔加工が終了した時点でドリルヘッド Hが被削材 Wを貫通して孔 Oの先端側に落ち込んだ時、これを引き戻す際には、軸 方向長さ Lpの長いガイドパッド 13, 14が孔 Oの中に入った後にマージン部 6の長さ L mの短 、切削刃 12aが孔 Oの中に入るため、その切削刃 12aにより孔 Oの先端部が 傷つけられるという不都合があった。尚、図 5は、ガイドパッド 13, 14が孔 Oの中にあ り、切削刃 12aが孔 Oの先端力 飛び出した状態を示すと共にヘッド本体 1の軸線が G力ら G' へ傾転した状態を示す。また図 5において、 19, 20はェジェタト方式のァ ウタ一チューブとインナーチューブを示す。
[0007] 上記のように切削刃マージン部 6の軸方向長さ Lmよりも各ガイドパッド 13, 14の軸 方向長さ Lpが長くなつている場合に孔の加工精度が悪くなる要因としては次のような ことが考えられる。即ち、切削中において切削刃 12, 12aに発生する切削抵抗は、主 分力（主切削力）とこれに略直交する背分力との夫々ベクトルとして、ガイドパッド 13 ( ベアリングガイドパッド)及びガイドパッド 14 (寸法決めガイドパッド）を介して被削材 W の孔壁で受け止められる。し力して、切削刃 12, 12a外周部のドリル回転方向先端側 に形成されるマージン部 6は、切削刃 12, 12aをサポートしてドリルヘッドを真直に進 めるように案内し、切削の安定をはかるところであるから、このマージン部 6とガイドパ ッド 13, 14とが圧力的にバランスをとつていないと、真円度や真直度の良い深孔が形 成され得ないことになる。然るに、従来のドリルヘッドは、マージン部 6の軸方向長さ L mよりもガイドパッド 13, 14の軸方向長さ Lpが長くなつていることから、マージン部 6と ガイドパッド 13, 14とが圧力的にアンバランスとなり、それがために孔の真円度や真 直度に狂 、を生じ、加工精度が悪くなるものと考えられる。
[0008] 本発明は、上記のような課題に鑑み、孔の真円度や真直度を良くし、加工精度を高 めるようにした深孔加工用ドリルヘッドを提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0009] 上記課題を解決するための手段を、後述する実施形態の参照符号を付して説明す ると、請求項 1に係る発明は、ヘッド本体 1の先端面側に切削刃 2, 2a〜2cを、またへ ッド本体 1の先端部外周側にガイドパッド 3, 4を夫々固着してなる深孔加工用ドリル ヘッドにおいて、切削刃 2, 2a外周部のドリル回転方向先端側に形成されるマージン 部 6の軸方向長さ Lmと、ガイドパッド 3, 4の軸方向長さ Lpとを実質的に同じにすると 共に、マージン部 6の先端位置及び後端位置と、ガイドパッド 3, 4の先端位置及び後 端位置とを夫々周方向に実質的に揃えるようにしたことを特徴とする。
発明の効果
[0010] 上記解決手段による発明の効果を、後述する実施形態の参照符号を付して説明す ると、請求項 1に係る発明によれば、切削刃 2の外周部のドリル回転方向先端側に形 成されるマージン部 6の軸方向長さ Lmと、ガイドパッド 3, 4の軸方向長さ Lpとを実質 的に同じにすると共に、マージン部 6の軸方向先端位置及びその後端位置と、ガイド ノ^ド 3, 4の先端位置及びその後端位置とを夫々周方向に実質的に揃えるようにし たことによって、マージン部 6とガイドパッド 3, 4とが圧力的にバランスをとることができ 、それにより孔の円筒度、真円度、真直度等が良くなり、孔の加工精度が向上する。 図面の簡単な説明
[0011] [図 l](a)は BTA方式やェジェタト方式に使用される本発明のドリルヘッドを示す側面 図、 (b)はその端面図である。
[図 2](a)は同じく本発明の他のドリルヘッドを示す側面図、 (b)はその端面図である。
[図 3](a)は従来のドリルヘッドを示す側面図、（b)はその端面図である。
[図 4](a)は同じく従来の他のドリルヘッドの示す側面図、（b)はその端面図である。
[図 5]従来のドリルヘッドを使用した場合に孔加工が終了した時点でドリルヘッドが被 削材を貫通して孔の先端側に落ち込んだ時の状態を示す説明図である。
符号の説明
[0012] 1 ヘッド本体
2 一枚刃からなる切削刃
2a〜2c 分割刃からなる切削刃
3, 4 ガイドパッド
6 マージン部
Lm マージン部の軸方向長さ
Lp ガイドパッドの軸方向長さ
発明を実施するための最良の形態
[0013] 以下に、本発明の好適な実施形態を図 1及び図 2に基づいて説明すると、図 1の (a) は BTA方式やェジヱタト方式に使用される本発明のドリルヘッドを示す側面図、（b) はその端面図である。この図 1に示す本発明に係るドリルヘッドにおいては、ヘッド本 体 1の先端面側に一枚刃からなる切削刃 2が固着され、その先端部外周側にはガイ ドパッド 3, 4が固着され、そしてこれらの切削刃 2及びガイドパッド 3, 4は、切削刃 2 の外周部のドリル回転方向先端側に形成されるマージン部 6の軸方向長さ Lmと、ガ イドパッド 3, 4の軸方向長さ Lpとが実質的に同じになるように形成されると共に、図 1 の (a)を参照すれば分力るように、マージン部 6の軸方向先端位置及びその後端位 置と、ガイドパッド 3, 4の先端位置及びその後端位置とが夫々周方向に実質的に揃 うように切削刃 2及びガイドパッド 3, 4がヘッド本体 1に取り付けられる。図 1において 、 5は切屑及び切削油排出用の孔である。
[0014] 図 2の (a)は同じく BTA方式やェジ タト方式に使用される本発明のドリルヘッドを 示す側面図、 (b)はその端面図であって、このドリルヘッドにおいては、ヘッド本体 1 の先端面側には分割刃からなる切削刃 2が固着され、その先端部外周側にガイドパ ッド 3, 4が固着され、そしてこれらの切削刃 2及びガイドパッド 3, 4も、切削刃 2の外 周部のドリル回転方向先端側に形成されるマージン部 6の軸方向長さ Lmと、ガイド パッド 3, 4の軸方向長さ Lpとが実質的に同じになるように形成されると共に、図 2の (a )力 分力るように、マージン部 6の軸方向先端位置及びその後端位置と、ガイドパッ ド 3, 4の先端位置及びその後端位置とが夫々周方向に実質的に揃うように切削刃 2 及びガイドパッド 3, 4がヘッド本体 1に取り付けてある。
[0015] 図 1及び図 2に示す本発明のドリルヘッドでは、切削中において切削刃 2, 2aに発 生する切削抵抗は、主分力（主切削力）とこれに略直交する背分力の夫々ベクトルと して、ガイドパッド 3 (ベアリングガイドパッド)及びガイドパッド 4 (寸法決めガイドパッド )を介して被削材孔壁で受け止められることになり、また切削刃 2, 2a外周部のドリル 回転方向先端側に形成されるマージン部 6は、切削刃 12, 12aをサポートしてドリル ヘッドを真直に進めるように案内し、切削の安定をは力るようになっている力 本発明 のドリルヘッドの場合において、切削刃 2及びガイドパッド 3, 4は、切削刃 2の外周部 のドリル回転方向先端側に形成されるマージン部 6の軸方向長さ Lmと、ガイドパッド 3, 4の軸方向長さ Lpとが実質的に同じになるように形成されると共に、マージン部 6 の軸方向先端位置及びその後端位置と、ガイドパッド 3, 4の先端位置及びその後端 位置とが夫々周方向に実質的に揃うように切削刃 2及びガイドパッド 3, 4がヘッド本 体 1に取り付けられているから、マージン部 6とガイドパッド 3, 4とが圧力的にバランス をとることができ、それによつて孔の円筒度、真円度、真直度等が良くなり、孔の加工 精度が向上する。
[0016] 以上の実施形態では、ヘッド本体 1に取り付けられる切削刃として、図 1に示すよう な一枚刃からなる切削刃 2、あるいは図 2に示すように一枚刃を複数に分割したような 分割刃力もなる切削刃 2a, 2b, 2cを例示した力 切削刃としては、ヘッド本体 1の先 端面側に径方向対称位置に夫々切削刃（一枚刃又は分割刃）を有するものでもよい ヘッド本体 1の先端面側に径方向対称位置に夫々切削刃（一枚刃又は分割刃）を有 するちのでちょい。

Claims

請求の範囲
[1] ヘッド本体の先端面側に切削刃を、またヘッド本体の先端部外周側にガイドパッド を夫々固着してなる深孔加工用ドリルヘッドにおいて、切削刃外周部のドリル回転方 向先端側に形成されるマージン部の軸方向長さと、ガイドパッドの軸方向長さとを実 質的に同じに形成しなることを特徴とする深孔加工用ドリルヘッド。
[2] 前記マージン部の先端位置及び後端位置と、ガイドパッドの先端位置及び後端位 置とを夫々周方向に実質的に揃えるようにしたことを特徴とする請求項 1に記載の深 孔カ卩ェ用ドリルヘッド。
[3] ヘッド本体の先端面側に取り付けられる切削刃は一枚刃からなる請求項 1又は 2に 記載の深孔加工用ドリルヘッド。
[4] ヘッド本体の先端面側に取り付けられる切削刃はヘッド本体の径方向に配列される 分割刃からなる請求項 1又は 2に記載の深孔加工用ドリルヘッド。
[5] ヘッド本体の先端面側に取り付けられる切削刃はヘッド本体の先端面側に径方向 対称位置に夫々配設される一枚刃又は分割刃からなる請求項 1又は 2に記載の深孔 加工用ドリルヘッド。
[6] ヘッド本体の先端部外周側にガイドパッドは、切削中にお 、て切削刃によって発生 する主切削力を受けるベアリングガイドパッドとこれに略直交する背分力を受ける寸 法決めガイドパッドと力もなる請求項 1〜5の何れかに記載の深孔カ卩ェ用ドリルヘッド
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