JP3540153B2

JP3540153B2 - 穴明け工具および穴明け加工方法

Info

Publication number: JP3540153B2
Application number: JP13720898A
Authority: JP
Inventors: 順山田; 一政三浦
Original assignee: YOSHIKAWAKOGYO CO.,LTD.; Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: YOSHIKAWAKOGYO CO.,LTD.; Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1998-05-19
Filing date: 1998-05-19
Publication date: 2004-07-07
Anticipated expiration: 2018-05-19
Also published as: JPH11320229A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、穴明け加工と同時に被削材の加工穴の開口部周縁のバリ取りや面取りを行うことが可能な穴明け工具、およびかかる穴明け工具を用いた穴明け加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の穴明け工具としては、例えば特開平８−１５５７１６号公報に記載されたものが知られている。この公報に記載された穴明け工具は、軸線回りに回転される工具本体の先端に切刃が設けられるとともに、この工具本体の先端部外周には切刃チップが、板バネ等から成るカートリッジを介して工具外周側に付勢されることにより出没自在に取り付けられている。ここで、この切刃チップは、概略正三角形平板状をなすものであって、すくい面とされる三角形面の角部に交差する二辺にはそれぞれ開口部切削刃が形成されており、このすくい面を工具回転方向に向けるとともに一の上記角部を工具外周側に位置させ、この角部に交差する上記開口部切削刃が工具先端外周側と工具後端外周側とを向いて山型に工具本体外周に突出するように取り付けられている。
【０００３】
従って、このような穴明け工具によれば、工具本体を回転させながら前進させることにより、上記切刃によって被削材に加工穴が形成されるとともに、この加工穴の開口部周縁が、上記切刃チップの工具先端外周側を向く開口部切削刃によって切削されるので、この開口部周縁に生じたバリを削り取ったり、あるいはこの開口部周縁に面取り加工を施したりすることができる。そして、さらに工具本体を前進させると、この切刃チップは、被削材の加工穴内周に押し込まれるようにして一旦工具本体内に没入し、次いで加工穴が貫通して切刃チップが該加工穴から抜け出ると、上記カートリッジに付勢されて再び工具本体外周に突出するので、ここから工具本体を後退させることにより、工具後端外周側を向く開口部切削刃によって加工穴の貫通側の開口部周縁のバリ取りや面取り加工を行うことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような穴明け工具によって被削材に貫通する加工穴を形成する穴明け加工では、特に被削材の肉厚が小さい場合などに被削材が撓んでしまうのを防ぐため、被削材の加工穴が貫通する側（工具本体の前進方向側）にサポート材を配置して被削材を支持するようにしている。ここで、被削材の撓みを確実に防ぐためには、このサポート材は上記加工穴の位置に配置されるのが望ましいのであるが、このようにサポート材を配置した場合には、穴明け工具が被削材を貫通する際に穴明け工具の切刃によってサポート材も穴明けされてしまって、被削材からサポート材に達する加工穴が形成されてしまう。このため、かかるサポート材の材質としては、サポート材が穴明けされる際の穴明け工具の上記切刃への負担を小さくしするために被削材よりも軟質な材質が用いられ、通常は、廉価であって容易に入手でき、しかも穴明けされてしまった後の廃棄も容易であることから木材が用いられたり、また被削材が鋼材である場合にはアルミニウム等の軟質金属がサポート材として用いられたりしている。
【０００５】
ところが、このようにサポート材を被削材の加工穴の位置に配置して被削材を貫通する穴明け加工を行なう場合、上記従来の穴明け工具では、被削材に形成された加工穴から切刃チップが抜け出ても、サポート材に形成された加工穴に押し込まれて切刃チップが工具本体内に没入したままの状態となってしまうため、そのまま工具本体を後退させても被削材の加工穴の貫通側の開口部周縁を切削することができないという問題があった。特に、上記公報記載の穴明け工具では、工具外周側に突出する上記切刃チップの角部が、被削材の加工穴内周面への食い込みや傷付けを防止するために工具回転方向側の負の逃げ面と工具回転方向後方側の正の逃げ面とによって構成され、しかもこの負の逃げ面と正の逃げ面、および上記負の逃げ面とこれに連なる上記開口部切削刃のすくい面となる部分とが、それぞれ互いに凸円弧状に連続するように形成されており、従ってこの角部はサポート材の加工穴の内周に上記凸円弧状の部分が滑らかに摺接するだけとなるため、穴明け工具が被削材の加工穴から引き抜かれるまでは、切刃チップは工具外周側に突出することがなく、工具後端外周側を向く開口部切削刃によって切削を行うことは不可能となる。
【０００６】
本発明は、このような事情を鑑みてなされたもので、上述のようにサポート材を配置した場合でも、被削材の加工穴の貫通側の開口部周縁の切削を行うことが可能な穴明け工具および穴明け加工方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明の穴明け工具は、先端に切刃を有する工具本体と、この工具本体の先端部外周に出没自在に設けられた切刃チップとを備え、上記切刃によって被削材に明けられた加工穴の開口部の周縁を上記切刃チップに形成された開口部切削刃によって切削する穴明け工具であって、上記切刃チップには、上記開口部切削刃の工具外周側に拡径用切削刃を形成し、該切刃チップが上記被削材の加工穴内にあるときには上記拡径用切削刃が上記切刃の外径よりも工具外周側に突出することがなく、かつ該切刃チップが上記加工穴から抜け出た状態では上記拡径用切削刃が上記切刃の外径よりも工具外周側に突出して上記被削材を支持するサポート材を切削するように、上記切刃チップを工具外周側に弾性的に付勢したことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の穴加工方法は、このような、先端に切刃を有する工具本体と、この工具本体の先端部外周に出没自在に設けられた切刃チップとを備えた穴明け工具を用いて、上記切刃によって被削材に明けられた加工穴の開口部の周縁を、上記切刃チップに形成された開口部切削刃によって切削する穴明け加工方法であって、上記被削材をサポート材によって支持する一方、上記切刃チップには上記開口部切削刃の工具外周側に拡径用切削刃を形成し、上記工具本体を前進させて、上記切刃により上記被削材を貫通して上記サポート材に達する加工穴を形成するとともに、上記切刃チップが上記被削材の加工穴から抜け出たところで上記拡径用切削刃を上記切刃の外径よりも工具外周側に突出させて、該拡径用切削刃により上記サポート材を切削して該サポート材の加工穴を拡径せしめた後、上記工具本体を後退させて、上記開口部切削刃により上記被削材の加工穴の貫通側開口部の周縁を切削することを特徴とする。
【０００９】
従って、上記構成の穴明け工具および穴明け加工方法によれば、切刃チップに拡径用切削刃が形成されていることにより、切刃チップが被削材の加工穴から抜け出たところで、この拡径用切削刃が工具本体先端の上記切刃の外径よりも工具外周側に突出して上記被削材を支持するサポート材を切削し、該サポート材に形成される加工穴の内径を拡径するとともに、切刃チップの開口部切削刃も工具外周側に突出するので、この状態から工具本体を後退させることにより、上記開口部切削刃によって被削材の加工穴の貫通側開口部周縁を切削することが可能となる。また、その一方で、切刃チップが上記被削材の加工穴内にあるときには、上記拡径用切削刃が上記切刃の外径よりも工具外周側に突出することがなく、従って被削材の加工穴内周面に上記拡径用切削刃が食い込んだり、拡径用切削刃によってこの加工穴内周面が傷つけられたりするのを防ぐことができる。
【００１０】
ここで、例えば被削材が鋼材でサポート材が木材やアルミニウム材である場合に、上述したように切刃チップが上記被削材の加工穴内にあるときには上記拡径用切削刃が上記切刃の外径よりも工具外周側に突出することがなく、かつ該切刃チップが上記加工穴から抜け出た状態では上記拡径用切削刃が上記切刃の外径よりも工具外周側に突出してサポート材を切削するようにするには、上記切刃チップを工具外周側に弾性的に付勢する付勢圧（付勢力）を、０．５〜１０kgの範囲に設定するのが望ましい。すなわち、この付勢圧が上記範囲を上回ると、拡径用切削刃が被削材の加工穴内周面に食い込んだり、傷を付けたりするおそれがある一方、上記付勢圧が上記範囲を下回ると、拡径用切削刃によってサポート材を切削することが困難となるおそれがある。また、被削材の加工穴内周への拡径用切削刃の食い込み等をより確実に防ぐには、上記拡径用切削刃に連なる外周逃げ面を、上記切刃チップが上記被削材の加工穴内にあるときにはこの加工穴の内周に摺接し、かつ該切刃チップが上記加工穴から抜け出て工具外周側に突出した状態では上記拡径用切削刃に正の逃げ角を与えるように設定するのが望ましい。
【００１１】
一方、上記切刃チップにおいて上記拡径用切削刃と開口部切削刃とが交差する部分には、この部分をこれら拡径用切削刃と開口部切削刃とに鈍角に交差する直線状に面取りしたり、あるいは両切削刃に滑らかに連なる曲線状に面取りしたりして、面取り部を形成するようにするのが望ましく、これにより、切刃チップが被削材の加工穴に挿入される際に該切刃チップを工具本体に円滑に没入させることができるとともに、拡径用切削刃と開口部切削刃とが交差する部分における欠損等を防止することができ、またこの面取り部の長さ分だけ開口部切削刃が短くなるので、被削材の加工穴周縁に面取り加工を行う場合においてはその面取り幅を調整することができる一方、上記拡径用切削刃も短くなるので、小さな付勢圧でも確実にサポート材の加工穴を拡径させることが可能となる。さらに、このような構成を採った場合には、少なくとも上記面取り部にホーニングを施すことにより、上記拡径用切削刃と開口部切削刃とが交差する部分、すなわち上記面取り部における欠損等をより確実に防止することが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１ないし図６は、本発明の穴明け工具の一実施形態を示すものである。本実施形態において工具本体１は外形略円柱状をなし、その先端部の外周には、該工具本体１の軸線Ｏ回りに工具後端側に向かうに従い工具回転方向Ｔの後方側に捩れる一対の切屑排出溝２，２が工具先端に開口して後端側に延びるように形成されており、これらの切屑排出溝２，２の工具回転方向Ｔ側を向く壁面の先端にそれぞれ形成されたチップ取付座３に、超硬合金等の硬質材料より成るチップ４がろう付けされていて、このチップ４の先端に、被削材に加工穴をあけるための切刃５が形成されている。なお、工具本体１内には工具後端側から先端側に向けて切削油剤等の供給孔６が軸線Ｏに沿って形成されており、この供給孔６は工具先端側において２つに分岐して、上記切刃５，５の工具回転方向Ｔ後方側に連なる先端逃げ面７，７にそれぞれ開口している。
【００１３】
そして、この工具本体１の先端部外周には、上記先端逃げ面７，７のうちの一つに、該先端逃げ面７に開口する上記供給孔６の一つから工具外周側に向かうように開口し、かつこの先端逃げ面７に連なる工具本体１の一のランド８に工具後端側に向けて軸線Ｏに平行に延びる凹溝９が形成されており、この凹溝９に、カートリッジ１０を介して切刃チップ１１が取り付けられている。ここで、本実施形態では上記カートリッジ１０は、図３および図４に示すように凹溝９の底部に固定されるベース１０Ａに、先端部に上記切刃チップ１１を保持して凹溝９に収容される可動アーム１０Ｂが、ピン１０Ｃを介して回動自在に取り付けられるとともに、該可動アーム１０Ｂとベース１０Ａとの間には付勢部材１０Ｄとしてバネ（コイルスプリング）が介装された構成とされており、これによって上記切刃チップ１１は、可動アーム１０Ｂごと工具外周側に向けて弾性的に付勢されて、工具本体１の外周に出没自在とされた状態とされている。そして、この付勢部材１０Ｄによる付勢圧、すなわち上記コイルスプリングのバネ圧は、本実施形態では０．５〜１０kgの範囲に設定されている。
【００１４】
また、本実施形態における上記切刃チップ１１は、やはり超硬合金等の硬質材料により形成されて図５および図６に示すように概略正三角形平板状をなし、この正三角形をなす面の一つがすくい面１１Ａとされるとともに外周面が逃げ面１１Ｂとされて、このすくい面１１Ａの中央には、当該切刃チップ１１をその厚さ方向に貫通する取付穴１１Ｃが形成されている。ここで、この切刃チップ１１の上記すくい面１１Ａとされる正三角形面は、その３つの角部が各角部に対向する辺に平行となるように切り欠かれていて、これにより該切刃チップ１１は厳密には図５に示すように偏六角形平板状をなすこととなる。そして、このすくい面１１Ａの切り欠かれた角部にはそれぞれ拡径用切削刃１２が形成されるとともに、この拡径用切削刃１２の両端に連なる上記すくい面１１Ａの辺稜部には、それぞれ開口部切削刃１３，１３が形成されている。
【００１５】
なお、上記すくい面１１Ａのうち、各角部の拡径用切削刃１２と開口部切削刃１３，１３とに囲まれる等脚台形状の部分は、図６に示すように上記拡径用切削刃１２からすくい面１１Ａ中央の上記取付穴１１Ｃ側に向かうに従い、該すくい面１１Ａとは反対側の着座面１１Ｄ側に向けて一定勾配で傾斜した後、凹円弧状に切れ上がるように形成されている。また、上記逃げ面１１Ｂのうち、上記拡径用切削刃１２に連なる部分は、当該切刃チップ１１の上記厚さ方向に平行となるように形成されて、拡径用切削刃１２の逃げ角が０°となるように設定される一方、開口部切削刃１３に連なる部分は、着座面１１Ｄ側に向かうに従い上記取付穴１１Ｃ側に向かうように傾斜して形成され、開口部切削刃１３に正の逃げ角が与えられるように設定されている。
【００１６】
他方、このような切刃チップ１１が装着される上記カートリッジ１０の可動アーム１０Ｂの先端部には、当該カートリッジ１０を工具本体１の凹溝９に取り付けた状態で工具回転方向Ｔ側を向く底面１４Ａと、この底面１４Ａの周縁から屹立して工具外周側を向く壁面１４Ｂおよび該壁面１４Ｂに略６０°に交差して工具先端内周側を向く壁面１４Ｃとから画成されるチップ取付座１４が形成されている。また、上記底面１４Ａには図示されないネジ穴が形成されている。そして、上記切刃チップ１１は、上記すくい面１１Ａを工具回転方向Ｔ側に向けるとともに着座面１１Ｄを上記底面１４Ａに密着させ、またすくい面１１Ａの一の角部の上記拡径用切削刃１２を工具外周側に突出させるとともに、この拡径用切削刃１２とは反対側のすくい面１１Ａの辺稜部に連なる逃げ面１１Ｂを上記壁面１４Ｂに当接させ、かつ、この状態で工具後端外周側を向く逃げ面１１Ｂの一部を上記壁面１４Ｃに当接させて上記チップ取付座１４に着座させられ、さらに上記取付穴１１Ｃに挿通されたクランプネジ１５を上記ネジ穴にねじ込むことによってカートリッジ１０に取り付けられている。
【００１７】
次に、このように構成された穴明け工具により、サポート材Ｓに支持された被削材Ｗに穴明け加工を行って該被削材Ｗを貫通する加工穴Ｈｗを形成する場合の、本発明の穴明け加工方法の一実施形態について、図７ないし図１２に示す概略図を用いて説明する。なお、本実施形態において被削材Ｗは鋼材であり、またサポート材Ｓとしては被削材よりも軟質な木材（りん木）が用いられている。そして、このサポート材Ｓは、被削材Ｗの裏側の上記加工穴Ｈｗが貫通する位置に配置されている。
【００１８】
まず最初に、工具本体１を軸線Ｏ回りに工具回転方向Ｔに回転させつつ被削材Ｗに向けて前進させると、工具本体１最先端の上記切刃５，５が被削材Ｗに食いつき、加工穴Ｈｗの形成が始まる。そして、上記切刃チップ１１が被削材Ｗに達すると、この加工穴Ｈｗの穴明け工具挿入側（被削材Ｗの表側。図７ないし図１１においては被削材Ｗの上側）の開口部周縁Ｅ１の切削が行われる。すなわち、上記穴明け工具の工具本体１の先端部外周に突出する切刃チップ１１においては、拡径用切削刃１２が軸線Ｏに平行に配置されて工具外周側に最も突出しているとともに、この拡径用切削刃１２の両端に連なる開口部切削刃１３，１３のうち工具先端側の開口部切削刃１３は、工具先端側に向かうに従い工具内周側に向かうように傾斜して配置されることとなり、この工具先端側の開口部切削刃１３が図７に示すように上記開口部周縁Ｅ１に食いつくことによって、この開口部周縁Ｅ１に生じたバリが削り取られたり、あるいは該開口部周縁Ｅ１がテーパ面状に面取りされたりする。
【００１９】
次いで、さらに工具本体１を前進させると、傾斜した上記開口部切削刃１３が上記開口部周縁Ｅ１に案内されるようにして切刃チップ１１がカートリッジ１０の可動アーム１０Ｂごと付勢部材１０Ｄによる付勢力に抗して工具内周側に押し込まれ、これにより図８に示すように切刃チップ１１が加工穴Ｈｗ内に挿入されて上記拡径用切削刃１２が加工穴Ｈｗの内周面に当接した状態となる。このとき、本実施形態では上記付勢部材１０Ｄによる付勢圧が０．５〜１０kgの範囲に設定されているため、この拡径用切削刃１２が加工穴Ｈｗの内周面に食い込むことはなく、拡径用切削刃１２は加工穴Ｈｗの内周面に摺接しながら軸線Ｏ回りに回転するだけとなる。
【００２０】
こうして、工具本体１の前進をさらに続けると、ついには切刃５，５が被削材Ｗの裏面に達して加工穴Ｈｗが被削材Ｗを貫通するが、その後も工具本体１は前進させられ、この加工穴Ｈｗの位置に配置されたサポート材Ｓにも切刃５，５によって被削材Ｗの加工穴Ｈｗと同径の加工穴Ｈｓが形成される。そして、上記切刃チップ１１がこの加工穴Ｈｗの貫通側（被削材Ｗの裏側。図７ないし図１１において被削材Ｗの下側）の開口部周縁Ｅ２から抜け出ると、上記付勢部材１０Ｄの付勢圧が０．５〜１０kgの範囲に設定されているため、切刃チップ１１はこの付勢力によって再び工具外周側に突出し、拡径用切削刃１２がサポート材Ｓに形成された上記加工穴Ｈｓの内周面に食いついて図９に示すようにこの加工穴Ｈｓの内径を拡径するように切削する。
【００２１】
しかるに、ここから工具本体１を後退させると、上記拡径用切削刃１２の工具後端側に連なる開口部切削刃１３により、被削材の加工穴Ｈｗの貫通側の開口部周縁Ｅ２が切削される。すなわち、この工具後端側の開口部切削刃１３は、上記工具先端側の開口部切削刃１３とは逆に工具後端側に向かうに従い工具内周側に向かうように傾斜しており、工具本体１の後退に伴ってこの工具後端側の開口部切削刃１３が図１０に示すように上記開口部周縁Ｅ２に食いつくことにより、この開口部周縁Ｅ２に生じたバリが削り取られ、あるいは該開口部周縁Ｅ２がテーパ面状に面取りされる。
【００２２】
そして、さらに工具本体１を後退させると、傾斜した工具後端側の上記開口部切削刃１３が貫通側の上記開口部周縁Ｅ２に案内されるようにして、上記と同様に切刃チップ１１が可動アーム１０Ｂごと付勢部材１０Ｄによる付勢力に抗して工具内周側に再び押し込まれ、図１１に示すように切刃チップ１１が加工穴Ｈｗ内に挿入されて上記拡径用切削刃１２が加工穴Ｈｗの内周面に当接した状態となる。なお、このときにも、拡径用切削刃１２が加工穴Ｈｗの内周面に食いつくことはない。従って、このまま工具本体１を加工穴Ｈｗから抜き出すことにより、図１２に示すように被削材Ｗに、その挿入側と貫通側との開口部周縁Ｅ１，Ｅ２が切削されてバリ取りあるいは面取りされた加工穴Ｈｗが形成される。
【００２３】
このように、上記構成の穴明け工具および該穴明け工具を用いた上記穴明け加工方法では、切刃チップ１１に拡径用切削刃１２が形成されていて、この切刃チップ１１が被削材Ｗの加工穴Ｈｗから抜け出た状態で上記拡径用切削刃１２が切刃５，５の外径よりも工具外周側に突出して被削材Ｗを支持するサポート材Ｓを切削するように、該切刃チップ１１が付勢部材１０Ｄによって工具外周側に弾性的に付勢されているので、被削材Ｗの加工穴Ｈｗを抜け出て工具外周側に突出した切刃チップ１１の拡径用切削刃１２は、サポート材Ｓに形成された加工穴Ｈｓに食いついてこれを拡径してゆく。従って、工具本体１が後退する際には、こうして拡径された加工穴Ｈｓに切刃チップ１１が突出した状態であって、この切刃チップ１１の工具後端側を向く開口部切削刃１３により被削材Ｗの加工穴Ｈｗの貫通側の開口部周縁Ｅ２の切削を行うことが可能となり、上述のように挿入側と貫通側との開口部周縁Ｅ１，Ｅ２が切削された加工穴Ｈｗを被削材Ｗに形成することができる。
【００２４】
その一方で、この切刃チップ１１は、該切刃チップ１１が被削材Ｗの加工穴Ｈｗ内に挿入されているときには、上記拡径用切削刃１２が加工穴Ｈｗの内周面に当接して工具先端の切刃５，５の外径よりも工具外周側に突出することがないように付勢されており、従ってこの切刃チップ１１の拡径用切削刃１２が被削材Ｗの加工穴Ｈｗに食い込むこともないので、この加工穴Ｈｗの内周面が拡径用切削刃１２によって切削されて必要以上に加工穴Ｈｗの内径が拡げられてしまったり、あるいは加工穴Ｈｗの内周面が傷つけられて仕上面精度が損なわれてしまったりするのを防ぐことができる。そればかりか、むしろ上記構成の穴明け工具および上記穴明け加工方法によれば、このように切刃チップ１１が被削材Ｗの加工穴Ｈｗの内周面に当接しながら軸線Ｏ回りに回転することにより、いわゆるバニシング効果が生じて加工穴Ｈｗの内周面が平滑に仕上げられるので、却って良好な仕上面精度を得ることができるという効果を奏する。
【００２５】
ここで、本実施形態の穴明け工具では、被削材Ｗが鋼材であるとともにサポート材Ｓが木材であるのに対し、上記切刃チップ１１を工具外周側に付勢する付勢部材１０Ｄによる付勢圧が０．５〜１０kgの範囲に設定されており、一層確実に切刃チップ１１を上記加工穴Ｈｗの内外で出没せしめて上述の穴明け加工方法をなすことができる。すなわち、この付勢部材１０Ｄによる付勢圧が上記範囲を上回るほど大きいと、切刃チップ１１が被削材Ｗの加工穴Ｈｗの内周面に強く押し付けられすぎてしまい、拡径用切削刃１２がこの内周面に食い込んで加工穴Ｈｗを拡径してしまったり、あるいは該内周面に傷を付けて仕上げ面粗度を劣化させたりするおそれがある。
【００２６】
一方、付勢圧が上記範囲を下回るほど小さいと、切刃チップ１１が上記加工穴Ｈｗから抜け出た際に工具外周側に十分に突出せず、拡径用切削刃１２がサポート材Ｓに切り込まれなくなって該サポート材Ｓの加工穴Ｈｓを拡径させることが困難となり、従って被削材Ｗの加工穴Ｈｗの貫通側の開口部周縁Ｅ２が切削されなくなるおそれがある。なお、本実施形態ではサポート材Ｓを木材とした場合に付勢圧を上記範囲に設定しているが、例えばアルミニウム材など被削材Ｗよりも軟質な金属材をサポート材Ｓとした場合でも、この付勢圧は概ね同様の範囲に設定しておけばよい。
【００２７】
また、本実施形態の穴明け工具においては、その切刃チップ１１が略三角形平板状をなし、そのすくい面１１Ａとされる三角形面の各角部に拡径用切削刃１２が形成されるとともに、この拡径用切削刃１２の両端に開口部切削刃１３，１３が形成されており、これら開口部切削刃１３，１３に、上記開口部周縁Ｅ１，Ｅ２のバリ取りや面取り切削に適した傾斜を与えることができ、また一つの切刃チップ１１で３回の使い回しが可能となる。さらに本実施形態の切刃チップ１１では、上記拡径用切削刃１２と開口部切削刃１３，１３とにより囲まれるすくい面１１Ａの角部部分が、該拡径用切削刃１２から離間して取付穴１１Ｃ側に向かうに従いすくい面１１Ａとは反対側の着座面１１Ｄ側に向けて一定勾配で傾斜した後、凹円弧状に切れ上がるように形成されており、これにより拡径用切削刃１２の径方向すくい角を正角側に大きく設定して鋭い切れ味を与え、サポート材Ｓの加工穴Ｈｓへの拡径用切削刃１２の食いつきや切削性の向上を図ることができるという利点が得られる。
【００２８】
なお、本実施形態では、このように切刃チップ１１の拡径用切削刃１２および開口部切削刃１３，１３に囲まれるすくい面１１Ａ部分を傾斜するように形成しているが、例えばこれを図１３および図１４に示す切刃チップ２１のように、すくい面１１Ａ自体は傾斜させることなく着座面１１Ｄに平行に形成するとともに、このすくい面１１Ａの上記拡径用切削刃１２および開口部切削刃１３，１３に囲まれた部分に、これら拡径用切削刃１２および開口部切削刃１３，１３に沿って凹溝状のチップブレーカ２２を形成するようにしてもよい。この場合には、上記チップブレーカ２２によって拡径用切削刃１２および開口部切削刃１３，１３のすくい角が実質的に正角側に大きく設定されるので、上記切刃チップ１１と同様の効果を得ることができる。ただし、この図１３および図１４を初め、以下にに示す切刃チップにおいて、図５および図６に示した切刃チップ１１と共通する部分には同一の符号を配して説明を省略する。
【００２９】
一方、これらの切刃チップ１１，２１では、上記すくい面１１Ａの周りに配される逃げ面１１Ｂのうち、上記拡径用切削刃１２に連なる部分は、この拡径用切削刃１２の逃げ角が０°となるように切刃チップ１１，２１の厚さ方向に平行に形成される一方、開口部切削刃１３に連なる部分は、この開口部切削刃１３に正の逃げ角が与えられるように、着座面１１Ｄ側に向かうに従い上記取付穴１１Ｃ側に向かうように傾斜して形成されているが、被削材Ｗの加工穴Ｈｗへの拡径用切削刃１２の食い込み等をより確実に防ぐには、図１５および図１６に示す切刃チップ３１のように、逃げ面１１Ｂのうち拡径用切削刃１２に連なる外周逃げ面３２を、上記切刃５，５により形成される被削材Ｗの加工穴Ｈｗの内半径と等しい曲率半径の凸円弧面状に形成するなどして、切刃チップ３１が被削材Ｗの加工穴Ｈｗ内にあるときにはこの加工穴Ｈｗの内周面に摺接し、かつ該切刃チップ３１が上記加工穴Ｈｗから抜け出て工具外周側に突出した状態では拡径用切削刃１２に正の逃げ角を与えるように設定するのが望ましい。
【００３０】
すなわち、かかる構成の切刃チップ３１を装着した穴明け工具によれば、図１７に示すように、切刃チップ３１が被削材の加工穴Ｈｗ内にあるときには、上記外周逃げ面３２が全面的に加工穴Ｈｗの内周面に密着して当接するため、拡径用切削刃１２が加工穴Ｈｗの内周面に食い込むのが確実に防止される。その一方で、上記構成の穴明け工具において、例えば切刃チップ３１の出没方向を、上記拡径用切削刃１２が工具本体１の軸線Ｏに対する半径方向に沿って出没するように設定するなどした場合には、切刃チップ３１が被削材Ｗの加工穴Ｈｗから抜け出て工具外周側に突出したときに、図１７に示すように上記外周逃げ面３２に正の逃げ角が与えられて、この外周逃げ面３２と拡径用切削刃１２によって拡径させられた加工穴Ｈｓの内周面との間に逃げを確保することができるので、少ない抵抗で効率的に加工穴Ｈｓを拡径させることができ、被削材Ｗの加工穴Ｈｗの貫通側の開口部周縁Ｅ２の切削を確実に行うことが可能となる。
【００３１】
さらに、図１８および図１９にその一部を示す切刃チップ４１のように、すくい面１１Ａの周囲に配置される逃げ面１１Ｂにおいて、上記拡径用切削刃１２に連なる部分と上記開口部切削刃１３，１３に連なる部分との交差稜線部に平面状の面取り面４２を形成して、上記拡径用切削刃１２と開口部切削刃１３，１３とが交差する部分に、これら拡径用切削刃１２および開口部切削刃１３，１３の双方に鈍角に交差する直線状の面取り部４３を形成したり、あるいは図２０および図２１にその一部を示す切刃チップ５１のように、上記逃げ面１１Ｂの上記交差稜線部に、すくい面１１Ａの周方向に湾曲する凸曲面状の面取り面５２を形成して、上記拡径用切削刃１２と開口部切削刃１３，１３とが交差する部分に、これら拡径用切削刃１２および開口部切削刃１３，１３の双方に滑らかに連なる円弧等の凸曲線状の面取り部５３を形成したりするのが望ましい。
【００３２】
しかるに、このような構成を採った場合には、これらの切刃チップ４１，５１の工具先端側の開口部切削刃１３によって被削材Ｗの加工穴Ｈｗの挿入側の開口部周縁Ｅ１が切削された後に、工具本体１の前進に伴って切刃チップ４１，５１が加工穴Ｈｗ内に挿入されるときや、あるいは工具後端側の開口部切削刃１３によって加工穴Ｈｗの貫通側の開口部周縁Ｅ２が切削された後に、工具本体１の後退に伴って切刃チップ４１，５１が加工穴Ｈｗ内に挿入されるときに、切刃チップ４１，５１が上記面取り部４３，５３に案内されるようにして、より円滑に工具内周側に押し込まれて工具本体１の凹溝９内に没入されることとなるので、上記拡径用切削刃１２と開口部切削刃１３，１３とが交差する部分がこれらの開口部周縁Ｅ１，Ｅ２に引っ掛かって傷を付けたり、あるいは拡径用切削刃１２や開口部切削刃１３，１３に欠損等を生じたりするような事態を防止することができる。
【００３３】
また、切刃チップ４１，５１にこのような面取り部４３，５３を形成することにより、面取り部４３，５３を設けずに拡径用切削刃１２と開口部切削刃１３，１３とを直接交差させる場合に比べ、これら拡径用切削刃１２や開口部切削刃１３，１３の切刃長を短くすることができるので、開口部切削刃１３においては被削材Ｗの加工穴Ｈｗの開口部周縁Ｅ１，Ｅ２を面取り加工する際の面取り幅を調整することができる一方、拡径用切削刃１２においては付勢部材１０Ｄによる付勢圧が小さくても、確実にサポート部材Ｓを切削してその加工穴Ｈｓを拡径せしめることが可能となるという利点も得られる。
【００３４】
さらに、このような面取り部４３、５３を形成した場合には、図２２および図２３にその一部を示す切刃チップ６１のように、上記切刃チップ４１に直線状に形成された上記面取り部４３にホーニングを施して、上記面取り面４２とすくい面１１Ａとに鈍角に交差するホーニング面６２を形成したり、あるいは図２４および図２５にその一部を示す切刃チップ７１のように、上記チップ５１に凸曲線状に形成された上記面取り部５３にホーニングを施して、上記面取り面５２とすくい面１１Ａとに鈍角に交差するホーニング面７２を形成するのが望ましく、このようにホーニングを施すことにより、上記拡径用切削刃１２と開口部切削刃１３，１３とが交差する部分、すなわち上記面取り部４３，５３の欠損等を、より確実に防止することが可能となる。なお、このようなホーニングを、面取り部４３，５３の他に上記拡径用切削刃１２や開口部切削刃１３にも施すようにすれば、これら拡径用切削刃１２や開口部切削刃１３における欠損やチッピングの防止を図ることができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の穴明け工具および穴明け加工方法によれば、被削材を支持するサポート材が被削材に形成される加工穴の位置にあっても、この加工穴の貫通側の開口部周縁を確実に切削してバリ取りしたり、面取りしたりすることができ、より一層効率的な穴明け加工を促すことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の穴明け工具の一実施形態を示す工具本体１先端部の側面図である。
【図２】図１に示す実施形態を工具先端側から見た正面図である。
【図３】図１に示す実施形態の切刃チップ１１周辺を示す、図２におけるＺ方向視の一部省略した側面図である。
【図４】図１に示す実施形態のカートリッジ１０および切刃チップ１１を示す側面図である。
【図５】図１に示す実施形態の切刃チップ１１の平面図である。
【図６】図５に示す切刃チップ１１の断面図である。
【図７】図１に示す実施形態の穴明け工具を用いた本発明の穴明け加工方法の一実施形態の初めの状態を示す図である。
【図８】図７の次の状態を示す図である。
【図９】図８の次の状態を示す図である。
【図１０】図９の次の状態を示す図である。
【図１１】図１０の次の状態を示す図である。
【図１２】図１１の次の状態を示す図である。
【図１３】本発明の穴明け工具の実施形態の変形例に係わる切刃チップ２１の平面図である。
【図１４】図１３に示す切刃チップ２１の断面図である。
【図１５】本発明の穴明け工具の実施形態に係わる変形例の切刃チップ３１の平面図である。
【図１６】図１５に示す切刃チップ３１の断面図である。
【図１７】図１５に示す切刃チップ３１を装着した穴明け工具により穴明け加工を行う場合を示す軸線Ｏに直交する断面図である。
【図１８】本発明の穴明け工具の実施形態に係わる変形例の切刃チップ４１の部分平面図である。
【図１９】図１８に示す切刃チップ４１の部分側面図である。
【図２０】本発明の穴明け工具の実施形態に係わる変形例の切刃チップ５１の部分平面図である。
【図２１】図２０に示す切刃チップ５１の部分側面図である。
【図２２】本発明の穴明け工具の実施形態に係わる変形例の切刃チップ６１の部分平面図である。
【図２３】図２２に示す切刃チップ６１の部分側面図である。
【図２４】本発明の穴明け工具の実施形態に係わる変形例の切刃チップ７１の部分平面図である。
【図２５】図２４に示す切刃チップ７１の部分側面図である。
【符号の説明】
１工具本体
５切刃
１０カートリッジ
１０Ｄ付勢部材
１１，２１，３１，４１，５１，６１，７１切刃チップ
１１Ａすくい面
１１Ｂ逃げ面
１２拡径用切削刃
１３開口部切削刃
２２チップブレーカ
３２外周逃げ面
４３，５３面取り部
６２，７２ホーニング面
Ｗ被削材
Ｓサポート材
Ｈｗ被削材Ｗの加工穴
Ｈｓサポート材Ｓの加工穴
Ｅ１加工穴Ｈｗの挿入側の開口部周縁
Ｅ２加工穴Ｈｗの貫通側の開口部周縁
Ｏ工具本体１の中心軸線
Ｔ工具回転方向

Claims

先端に切刃を有する工具本体と、この工具本体の先端部外周に出没自在に設けられた切刃チップとを備え、上記切刃によって被削材に明けられた加工穴の開口部の周縁を上記切刃チップに形成された開口部切削刃によって切削する穴明け工具であって、上記切刃チップには、上記開口部切削刃の工具外周側に拡径用切削刃が形成されており、該切刃チップが上記被削材の加工穴内にあるときには上記拡径用切削刃が上記切刃の外径よりも工具外周側に突出することがなく、かつ該切刃チップが上記加工穴から抜け出た状態では上記拡径用切削刃が上記切刃の外径よりも工具外周側に突出して上記被削材を支持するサポート材を切削するように、上記切刃チップが工具外周側に弾性的に付勢されていることを特徴とする穴明け工具。
上記切刃チップを工具外周側に弾性的に付勢する付勢圧が、０．５〜１０kgの範囲に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の穴明け工具。
上記拡径用切削刃に連なる外周逃げ面は、上記切刃チップが上記被削材の加工穴内にあるときにはこの加工穴の内周に摺接し、かつ該切刃チップが上記加工穴から抜け出て工具外周側に突出した状態では上記拡径用切削刃に正の逃げ角を与えるように設定されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の穴明け工具。
上記切刃チップにおいて上記拡径用切削刃と開口部切削刃とが交差する部分には、面取り部が形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の穴明け工具。
少なくとも上記面取り部にはホーニングが施されていることを特徴とする請求項４に記載の穴明け工具。
先端に切刃を有する工具本体と、この工具本体の先端部外周に出没自在に設けられた切刃チップとを備えた穴明け工具を用いて、上記切刃によって被削材に明けられた加工穴の開口部の周縁を、上記切刃チップに形成された開口部切削刃によって切削する穴明け加工方法であって、上記被削材を該被削材よりもサポート材によって支持する一方、上記切刃チップには上記開口部切削刃の工具外周側に拡径用切削刃を形成し、上記工具本体を前進させて、上記切刃により上記被削材を貫通して上記サポート材に達する加工穴を形成するとともに、上記切刃チップが上記被削材の加工穴から抜け出たところで上記拡径用切削刃を上記切刃の外径よりも工具外周側に突出させ、上記サポート材を切削して該サポート材の加工穴を拡径せしめた後、上記工具本体を後退させて、上記開口部切削刃により上記被削材の加工穴の貫通側開口部の周縁を切削することを特徴とする穴明け加工方法。