JP4733435B2 - 深孔加工用ドリルヘッド - Google Patents

Description

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パッドを固着してなる深孔加工用ドリルヘッドに関するもので、特に、ＢＴＡ方式やエジェクト方式の深孔加工に使用されるドリルヘッドに関する。

深孔加工方式には、一般に、ガンドリル方式、ＢＴＡ方式及びエジェクト方式の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溝部から強制的に排出するようになっている。

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。

また、エジェク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から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、このエジェクト方式では、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から外に出て、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いる。

図３の(a) はＢＴＡ方式やエジェク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パッド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方式やエジェク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からなる切削刃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。

上記のようなＢＴＡ方式やエジェク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よりも長くなっていることから、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Ｌｍの短い切削刃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の先端から飛び出した状態を示すと共にヘッド本体１の軸線がＧからＧ′へ傾転した状態を示す。また図５において、１９，２０はエジェクト方式のアウターチューブとインナーチューブを示す。

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が長くなっ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。しかして、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っていないと、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Ｌｍよりもガイドパッド１３，１４の軸方向長さＬｐが長くなっていることから、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いを生じ、加工精度が悪くなるものと考えられる。

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。

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、切削刃の先端側には切刃部を有するがその外周側には切刃部を有しない切削刃２，２ａ〜２ｃを固着し、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２，２ａの外周部のドリル回転方向先端側に形成され、切削中に切削刃２，２ａを支持してヘッド本体１を軸方向にガイドするマージン部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。

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、切削中に切削刃２，２ａを支持してヘッド本体１を軸方向にガイドするマージン部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、ガイドパッド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。

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方式やエジェク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) を参照すれば分かるように、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。

図２の(a) は同じくＢＴＡ方式やエジェク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) から分かるように、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。

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、切削の安定をはかるようになっているが、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、それによって孔の円筒度、真円度、真直度等が良くなり、孔の加工精度が向上する。

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からなる切削刃２ａ，２ｂ，２ｃを例示したが、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。

(a) はＢＴＡ方式やエジェク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。 (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。 (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。 (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。 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。

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

Claims (1)

1. ヘッド本体の先端面側に、切削刃の先端側には切刃部を有するがその外周側には切刃部を有しない切削刃を固着し、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、切削中に切削刃を支持してヘッド本体を軸方向にガイドす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すると共に、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深孔加工用ドリルヘッド。

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