帶鑽頭的絲錐的製作方法

2023-05-28 22:04:01 1

專利名稱：帶鑽頭的絲錐的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種帶鑽頭的絲錐，特別是涉及一種利用油孔向工具前端部供給切削液(切削油剤)，且在相對於鑄出孔(鑄拔t穴)發生了偏心的狀態下進行內螺紋的切削加工時可較佳地採用的帶鑽頭的絲錐。
背景技術：
公知一種帶鑽頭的絲錐，該帶鑽頭的絲錐同軸地一體地具備(a)鑽頭部，其繞軸心0設有多條切屑排出槽，該切屑排出槽沿與要加工的內螺紋的扭曲方向相同的方向扭曲而成，在該鑽頭部的供該切屑排出槽開口於工具前端的部分上形成有預鑽孔加工用的鑽頭刃；(b)絲錐部，其設有與要形成的內螺紋相對應的外螺紋，並且沿分割該外螺紋地自上述鑽頭部連續設置的上述切屑排出槽形成有螺紋切削刃，該絲錐部在利用上述鑽頭刃形成的預鑽孔的內周面進行內螺紋的切削加工，(C)並且該帶鑽頭的絲錐具有螺旋狀的油孔，該油孔縱向貫穿上述絲錐部和上述鑽頭部地設置，且開口於上述鑽頭刃的後隙面(參照專利文獻1)。採用該種帶鑽頭的絲錐，以每旋轉1圈使要加工的內螺紋前進一個導程的旋轉速度和進給速度進行同步驅動，從而能夠利用鑽頭刃進行預鑽孔的切削加工，並且能夠連續利用螺紋切削刃在該預鑽孔的內周面上高效地進行內螺紋的切削加工。專利文獻1 日本特開平10-100020號公報

發明內容
發明要解決的問題另外，可以使用這種帶鑽頭的絲錐，對設於鑄件的有底的鑄出孔進行內螺紋的切削加工，這還未被公知。即，鑄出孔因鑄造時的凝固收縮等的影響而使尺寸精度、位置精度較差，因此很難通過直接用絲錐對該鑄出孔進行攻螺紋加工而以較高的位置精度進行內螺紋的切削加工，該技術需要較小地設置鑄出孔，相對於自該鑄出孔的中心發生了偏心的位置上的攻螺紋中心，利用帶鑽頭的絲錐以完全包含鑄出孔的大小進行預鑽孔的切削加工， 並且進行內螺紋的切削加工。但是，在上述那樣地在相對於鑄出孔發生了偏心的狀態下進行預鑽孔的切削加工且進行內螺紋的切削加工的情況下，橫向的負荷作用於工具，因此存在工具容易折損、或鑽頭刃、螺紋切削刃容易缺損的問題。特別是，與通常的鑽孔加工相比，每旋轉1圈的進給量較大，因此切屑增厚，並且排出量增加，採用通常的具有2片刀的帶鑽頭的絲錐時，容易發生切屑的堵塞，切削加工時、切削加工後逆向旋轉而在拔出工具時發生螺紋切削刃等缺損、 或工具折損的等等情況，不能獲得充分的耐久性。若採用3片刀，則切屑變薄，且切屑分散到3條切屑排出槽中，因此能夠改善切屑的排出性能，並且能夠增加鑽心厚度而提高工具剛性、強度，但在該情況下，因由切屑的咬入引發的鑽頭刃、螺紋切削刃的缺損等，也未必能夠獲得可充分滿足的耐久性。雖然也可以考慮自油孔大量地供給切削液，強制性地使切屑流出，但在增大油孔的直徑尺寸時，工具的剛性、強度下降，另一方面，為了提高供油壓力而需要特別的裝置。本發明是以上述情況為背景而做成的，其目的在於提供一種帶鑽頭的絲錐，該帶鑽頭的絲錐即使在相對於鑄出孔發生了偏心的狀態進行預鑽孔的切削加工且連續進行內螺紋的切削加工的情況下，也不用相對應地提高切削液的供油壓力就能夠抑制鑽頭刃、螺紋切削刃的缺損、工具的折損等而獲得能夠滿足實際應用的耐久性(工具壽命)。用於解決問題的方案為了達到該目的，第1技術方案的帶鑽頭的絲錐同軸且一體地具備(a)鑽頭部， 其繞軸心0設有多條切屑排出槽，該切屑排出槽沿與要加工的內螺紋的扭曲方向相同的方向扭曲，在該鑽頭部的供該切屑排出槽開口於工具前端的部分上形成有預鑽孔加工用的鑽頭刃；(b)絲錐部，其設有與要形成的內螺紋相對應的外螺紋，並且沿分割該外螺紋地自上述鑽頭部連續設置的上述切屑排出槽形成有螺紋切削刃，該絲錐部對利用上述鑽頭刃形成的預鑽孔的內周面進行內螺紋的切削加工，(c)並且該帶鑽頭的絲錐具有油孔，該油孔縱向貫穿上述絲錐部和上述鑽頭部地設置，且開口於上述鑽頭刃的後隙面，其特徵在於，(d)上述切屑排出槽繞軸心0以等角度的間隔設有3條，上述鑽頭刃和上述螺紋切削刃分別沿該切屑排出槽設有3片，並且上述油孔以與該切屑排出槽相同的導程呈螺旋狀地設有3條，且分別開口於上述鑽頭刃的後隙面，另一方面，(e)上述切屑排出槽以恆定的溝槽截面形狀遍布上述鑽頭部和上述絲錐部地設置，並且上述切屑排出槽具有負刃帶，該負刃帶在自工具前端側看去的仰視觀察下，以使上述鑽頭刃的外周部的徑向前角Φ 1和相對於軸心0成直角的截面上的上述螺紋切削刃的徑向前角Φ2均為負值的方式向溝槽內鼓出，(f)工具前端的鑽心厚度W相對於作為上述絲錐部的外徑的絲錐直徑Dt在0. 25Dt 0. 33Dt的範圍內。第2技術方案以第1技術方案的帶鑽頭的絲錐為基礎，其特徵在於，(a)上述切屑排出槽在相對於軸心0成直角的截面上，具有與上述負刃帶連續地向工具旋轉方向的相反側平滑地凹陷而成的凹圓弧形狀部，(b)上述鑽頭刃在從工具前端側看去的仰視觀察下，由上述負刃帶形成的上述徑向前角Φ 1為負值的負角部的軸心0側的部分，與上述凹圓弧形狀部相對應地形成向工具旋轉方向的相反側平滑地凹陷而成的凹圓弧形狀。第3技術方案以第1技術方案或第2技術方案的帶鑽頭的絲錐為基礎，其特徵在於，上述切屑排出槽中後跟(>^一> )側的壁面形成向溝槽內平滑地鼓出的凸圓弧形狀。第4技術方案以第1技術方案 第3技術方案中任一項的帶鑽頭的絲錐為基礎， 其特徵在於，上述油孔的直徑d為Imm以下。第5技術方案以第1技術方案 第4技術方案中任一項的帶鑽頭的絲錐為基礎， 其特徵在於，該帶鑽頭的絲錐是在下述情況下用在鑄出孔的絲錐，上述情況是對設於鑄件的、直徑比作為上述鑽頭刃的外徑的預鑽孔徑小的有底的鑄出孔，以自該鑄出孔的中心Sl 發生了偏心的位置的攻螺紋中心S2為中心，以完全包含該鑄出孔的大小進行上述預鑽孔的切削加工且進行內螺紋的切削加工的情況。發明的效果採用本發明的帶鑽頭的絲錐，例如在像第5技術方案那樣利用鑽頭刃在相對於鑄出孔發生了偏心的狀態下進行預鑽孔的切削加工且連續利用螺紋切削刃進行內螺紋的切削加工時，即使在將自油孔供給的切削液的供油壓力設定為例如2MPa以下的低壓的情況下，也能將切屑經過切屑排出槽良好地排出，改善切屑堵塞，並且能夠抑制鑽頭刃、螺紋切削刃的缺損、工具的折損等，獲得能夠滿足實際應用的耐久性(工具壽命)。S卩，由於鑽頭刃和螺紋切削刃是分別設有3片的3片刀結構，因此能夠使切屑分散到3條切屑排出槽中，改善切屑排出性能，並且鑽心厚度W在0. 25Dt 0. 33Dt的範圍內， 比絲錐小，但卻比2片刀的通常的鑽頭大，能夠確保規定的工具剛性、強度，並且能夠進一步提高切屑排出性能。另外，由於沿軸向縱向貫穿地設有3條油孔，且將該油孔分別開口於 3片鑽頭刃的後隙面，因此能夠確保規定的工具剛性、強度，並且能夠增大油孔的整體的流通截面積，即使在供油壓力比較低的情況下，也能供給大量的切削液，在這一點上也能提高切屑排出性能。此外，由於切屑排出槽設有向溝槽內鼓出的負刃帶，且將鑽頭刃的外周部的徑向前角Φ 1和螺紋切削刃的徑向前角Φ2均形成為負值，因此能夠提高上述那些鑽頭刃和螺紋切削刃的切削刃強度。並且，可以認為，利用上述效果等的協同效果，即使在如上所述將切削液的供油壓力設定為2MPa以下的低壓的情況下，也能在實際應用中在相對於鑄出孔發生了偏心的狀態下進行預鑽孔的切削加工，且連續進行內螺紋的切削加工。在第2技術方案中，設有與上述負刃帶連續地向工具旋轉方向的相反側平滑地凹陷而成的凹圓弧形狀部，且鑽頭刃的由負刃帶形成的負角部的軸心0側的部分形成為向工具旋轉方向的相反側平滑地凹陷而成的凹圓弧形狀，因此促進切屑捲曲(curl)而使切削容易分割，提高切屑的排出性能，並且切削刃長度比直線切削刃長，能夠分散切削負荷。由此，提高鑽頭刃的耐久性，更加適當地進行由每旋轉1圈的進給量比較大的鑽頭刃進行的預鑽孔的切削加工。在第3技術方案中，由於切屑排出槽中後跟側的壁面形成向溝槽內平滑地鼓出的凸圓弧形狀，因此能夠確保用於排出切屑的排屑槽(流通截面積)，並且能夠提高鑽頭部、 絲錐部的刃帶的剛性和強度，能夠抑制在進行了內螺紋的加工後使絲錐逆向旋轉而拔出工具時的後跟部分的缺損。在第4技術方案中，油孔的直徑d為Imm以下，因此能夠確保規定的工具剛性、強度，並且能夠增加3條油孔整體的切削液的供給量。


圖1是表示作為本發明的一實施例的帶鑽頭的絲錐的圖，(a)是概略主視圖，(b) 是從柄(shank)側看去的端面圖，(c)是從前端側看去的鑽頭前端部分的端面放大圖。圖2是圖1的帶鑽頭的絲錐的與軸心0成直角的截面的放大圖，(a)是圖1的(a) 中的IIA-IIA剖視部分，(b)是圖1的(a)中的IIB-IIB剖視部分。圖3說明用圖1的帶鑽頭的絲錐在相對於鑄出孔發生了偏心的狀態下進行內螺紋的切削加工時的加工裝置的圖。圖4是說明用圖3的加工裝置對鑄出孔進行內螺紋的切削加工時的加工循環的圖，(a)是表示上下移動的加工循環的圖，(b)是表示利用鑽頭循環形成的導孔的剖視圖， (c)是表示利用絲錐循環形成的螺紋孔的剖視圖。圖5是說明在調查攻螺紋性能時所用的8種試驗品No. 1 No. 8的圖。圖6是說明圖5的試驗品中溝槽形狀為絲錐排屑槽的情況的剖視圖，是與圖2相對應的圖。
圖7是說明用圖5的試驗品調查攻螺紋性能時的試驗方法的圖，是表示預備孔與攻螺紋位置的關係的俯視圖。圖8是比較地表示用圖5的試驗品連續進行了 5個孔的攻螺紋時的切削扭矩(最大值)的圖表。圖9是比較地表示用圖5的試驗品連續進行了 5個孔的攻螺紋時的切削扭矩的波形的圖。圖10是說明在圖5的試驗品No. 6 No. 8中對連續進行了 5個孔的攻螺紋時的第1個孔和第5個孔的螺紋孔的錯位和歪斜進行調查後得到的結果的圖。附圖標記說明10、帶鑽頭的絲錐；12、鑽頭部；14、絲錐部；22、切屑排出槽；22a、負刃帶；22b、凹圓弧形狀部；22c、後跟側的壁面；24、螺紋切削刃；26、鑽頭刃；28、油孔；44、被加工物(鑄件)；46、鑄出孔；50、預鑽孔；52、內螺紋；0、軸心；Dt、絲錐直徑；Dd、鑽頭直徑；d、油孔的直徑；Φ 1、鑽頭刃的徑向前角；Φ 2、螺紋切削刃的徑向前角。
具體實施例方式本發明的帶鑽頭的絲錐能夠較佳地用在下述情況中，S卩，對設於鑄件的、直徑比作為鑽頭刃的外徑的預鑽孔徑小的有底的鑄出孔，以自該鑄出孔的中心Si發生了偏心的位置的攻螺紋中心S2為中心，以完全包含該鑄出孔的大小進行預鑽孔的切削加工且進行內螺紋的切削加工的情況，但也可以在對除了鑄件以外的被加工物進行內螺紋的切削加工的情況下，使用本發明的帶鑽頭的絲錐。在對未設有鑄出孔等孔的被加工物，利用鑽頭刃從頭開始進行預鑽孔的切削加工且進行內螺紋的切削加工的情況下，也能使用本發明的帶鑽頭的絲錐。本發明的帶鑽頭的絲錐即使僅利用例如2MPa以下的低壓的供油壓力，將切削液經過油孔而供給到工具前端部，也能較佳地進行內螺紋的切削加工，但根據加工條件的不同，也可以一邊利用比2MPa高的壓力供給切削液，一邊進行內螺紋的切削加工。本發明也能應用在右旋螺紋用和左旋螺紋用的任意的帶鑽頭的絲錐中。在右旋螺紋用的情況下設有右旋的切屑排出槽，在左旋螺紋用的情況下設有左旋的切屑排出槽，這兩種情況均向柄側排出切屑。切屑排出槽的螺旋角例如適合在20° 50°左右的範圍內。作為工具的材質，可以較佳地採用硬質合金，但也可以採用以往使用的其他硬質工具材料。在鑽頭部、絲錐部上最好包覆DLC(Diamond-Like Carbon ；金剛石狀碳)、TiN、 TiCN、TiAlN等的硬質膜。鑽頭刃的徑向前角Φ1和螺紋切削刃的徑向前角Φ2根據鑽頭的前端角、鑽頭部與絲錐部的直徑尺寸的差異等而稍有差異，但大致相同，當上述那些徑向前角ΦΙ、Φ2 比-20°靠負值側時，切削阻力、推力阻力變大，並且鋒利度變差，因此徑向前角Φ1、Φ2最好均在-20°以上的範圍內。在從工具前端側看去的仰視觀察下，鑽頭刃的徑向前角Φ 1達到負值的負角部的範圍El最好從外周角部開始相對於作為鑽頭部的直徑的鑽頭直徑Dd在0. IDd以下的範圍內。當負角範圍El大於0. IDd時，切削阻力、推力阻力變大，並且鋒利度變差。可以適當地設定負角範圍El內的鑽頭刃的形狀，仰視看去可以形成為大致直線狀，也可以使徑向前角Φ1自外周角部向內側(前端側)逐漸變大(負一0° )地，將鑽頭刃形成為向工具旋轉方向側呈凸狀彎曲的形狀。依據該鑽頭刃的形狀，適當地設定向溝槽內鼓出的負刃帶的形狀。 負角範圍El是從外周角部朝向軸心0的方向的直線距離。與絲錐直徑Dt比鑽頭直徑Dd 大的量相對應地，使螺紋切削刃的前傾面的負角範圍E2比鑽頭刃的負角範圍El大。鑽心厚度W是工具前端部分中的切屑排出槽的溝槽底徑，可以在切屑排出槽的整個長度上成為與鑽心厚度W相同的恆定的溝槽底徑地設置切屑排出槽，但也可以設置隨著向柄側靠近，溝槽底徑以一定的坡度逐漸變小的倒錐地設置切屑排出槽。當鑽心厚度W相對於絲錐直徑Dt大於0. 33Dt時，切屑排出性能受損，當鑽心厚度W相對於絲錐直徑Dt小於0. 25Dt時，工具的剛性和強度受損，因此設定在0. 25Dt 0. 33Dt的範圍內。在作為鑽頭部的直徑尺寸的鑽頭直徑Dd為與要加工的內螺紋的內徑大致相同、 即與絲錐部的外螺紋的螺紋溝底徑大致相同的尺寸、且鑽頭直徑Dd比外螺紋的螺紋溝底徑大的情況下，利用鑽頭刃對內螺紋的內徑進行切削加工。另外，在鑽頭直徑Dd比外螺紋的螺紋溝底徑小的情況下，利用螺紋切削刃的螺紋溝底部對內螺紋的內徑進行切削加工， 利用螺紋切削刃對內螺紋的包括齒側面(flank)、牙頂在內的部分進行成形切削。在實施本發明時，可以是上述任意一種情況。在第2技術方案中，仰視看去，鑽頭刃在負角部的軸心0側的部分形成向工具旋轉方向的相反側平滑地凹陷而成的凹圓弧形狀，該凹圓弧形狀的半徑例如適合在0. 19Dd 1. IDd左右的範圍內。另外，未必一定要形成為恆定的半徑的圓弧，曲率也可以連續地變化。 另外，最好與該凹圓弧形狀平滑連接地設有在橫刃修磨(thinning)的作用下到達軸心0附近的橫刃修磨刃。在實施第1技術方案時，也可以不設置上述凹圓弧形狀地，採用自利用負刃帶形成的負角部朝向軸心0形成直線狀的鑽頭刃等各種形態。在第3技術方案中，切屑排出槽的後跟側的壁面形成向溝槽內平滑地鼓出的凸圓弧形狀，但該凸圓弧形狀未必需要一定是恆定的半徑的圓弧，也可以曲率連續地變化。在實施其他技術方案時，可以採用與通常的溝槽同樣為凹圓弧形狀等各種形態。在第4技術方案中，油孔的直徑d為Imm以下，但在確保切削液的供油量的方面， 適合在0.6mm 1.0mm的範圍內。在實施其他技術方案時，也可以考慮絲錐直徑Dt的大小、工具的剛性和強度等，設置大於1. Omm的直徑尺寸的油孔。3條油孔均遍布全長地獨立設置，以3條油孔的總流通截面積供給切削液。在本發明的帶鑽頭的絲錐中，在對設有鑄出孔等有底孔的被加工物進行預鑽孔的切削加工且進行內螺紋的切削加工的情況下，從上述絲錐部的前端到上述鑽頭部的前端的鑽頭長度Ll最好相對於上述絲錐直徑Dt為IDt以下。例如在切削加工M8的內螺紋的帶鑽頭的絲錐中，鑽頭長度Ll為8mm以下，且也可以為6mm左右以下。在使用本發明的帶鑽頭的絲錐，對設於鑄件的、直徑比作為上述鑽頭刃的外徑的預鑽孔徑小的有底的鑄出孔，以自該鑄出孔的中心Sl發生了偏心的位置的攻螺紋中心S2 為中心，以完全包含該鑄出孔的大小，進行上述預鑽孔的切削加工且進行內螺紋的切削加工的情況下，最好包括下述工序地進行加工，即，(a)導孔加工工序，在上述絲錐部未到達被加工物的範圍內、即在上述鑽頭長度L的範圍內，以鑽孔加工用的旋轉速度和進給速度驅動上述帶鑽頭的絲錐，利用上述鑽頭刃進行導孔的切削加工；(b)螺紋加工工序，以每旋轉 1圈使要加工的內螺紋前進一個導程的攻螺紋用的旋轉速度和進給速度，同步驅動上述帶鑽頭的絲錐，從而利用上述鑽頭刃進行預鑽孔的切削加工，並且連續利用上述螺紋切削刃在該預鑽孔的內周面切削加工內螺紋。另外，最好經過上述油孔以2MPa以下的供油壓力供給切削液地實施上述螺紋加工工序。通過預先設置導孔，和鑄出孔的中心Sl與攻螺紋中心 S2的偏心無關地能夠抑制內螺紋的錯位、歪斜，以較高的加工精度進行內螺紋的切削加工。 但是，根據加工條件的不同，也可以不進行導孔加工工序地，直接進行螺紋加工工序而進行內螺紋的切削加工。實施例下面，參照附圖詳細說明本發明的實施例。圖1的(a)是從與軸心0成直角的方向觀察作為本發明的一實施例的帶鑽頭的絲錐10而得到的概略主視圖，(b)是從位於(a)的左側的柄18側看去的端面圖，(c)是從右側的前端側看去的鑽頭前端部分的端面放大圖。另外，圖2是帶鑽頭的絲錐10的與軸心0 成直角的截面的放大圖，(a)是圖1的(a)中的IIA-IIA剖視部分、即鑽頭部12的截面，(b) 是圖1的(a)中的IIB-IIB剖視部分、即絲錐部14的截面。該帶鑽頭的絲錐10自軸向的前端側同軸地連續包括鑽頭部12、絲錐部14、頸部16 和柄18，且利用硬質合金一體地構成，並且在除了柄18以外的表面上包覆有作為硬質膜的 DLC0該帶鑽頭的絲錐10用在右旋螺紋的加工中，在絲錐部14上形成有與要形成的內螺紋相對應的右旋螺紋的外螺紋20，並且同為右旋地扭曲而成的3條切屑排出槽22分割外螺紋 20地設置，沿該切屑排出槽22形成有3片螺紋切削刃24 (參照圖2的(b))。絲錐部14包括螺紋切削刃M的直徑尺寸逐漸變小的前側的切入部14a、和螺紋切削刃M的直徑尺寸恆定的完全牙部(完全山部)14b，完全牙部14b的外徑就是絲錐直徑Dt。外螺紋20與要加工的內螺紋相對應，在本實施例中是M8 X 1. 25，絲錐直徑Dt約為8. 2mm，絲錐長度L2在本實施例中是6牙(7. 5mm)，其中的1. 5牙是切入部14a。在圖2的(b)的外螺紋20的溝底附近表示的點劃線表示(a)的鑽頭部12的形狀，以進行比較。另外，附圖的各部分的尺寸的比例、角度等未必記載準確。3條切屑排出槽22繞軸心以等角度的間隔(120°的間隔)且以彼此相同的導程從鑽頭部12的前端設至柄18的前側，在供這些切屑排出槽22開口於鑽頭部12的圓錐形狀的前端部的部分上形成有鑽頭刃26，該鑽頭刃沈從柄18側看去被右旋地旋轉驅動，從而進行預鑽孔的切削加工。作為鑽頭部12的直徑尺寸的鑽頭直徑Dd與要加工的內螺紋的內徑大致相同，即是與絲錐部14的外螺紋20的螺紋溝底徑大致相同的尺寸，在本實施例中約為6. 6mm。詳細而言，外螺紋20的螺紋溝底徑約為6. 65mm，比鑽頭直徑Dd稍大，在本實施例中利用螺紋切削刃M的螺紋溝底部進行內螺紋的內徑的切削加工。另外，從絲錐部14 的前端到鑽頭部12的前端的鑽頭長度Ll相對於絲錐直徑Dt為IDt以下，在本實施例中約為6mm。頸部16的直徑與鑽頭直徑Dd大致相同。切屑排出槽22在絲錐部14的完全牙部14b處使螺旋角在20° 50°的範圍內、 在本實施例中為30°左右地以恆定的導程設置。另外，在帶鑽頭的絲錐10中，與切屑排出槽22相同導程的螺旋狀的3條油孔(oil hole)觀從柄18側的端面到鑽頭部12的前端縱向貫穿帶鑽頭的絲錐10的內部地，分別遍布絲錐10的全長地獨立設置，且3條油孔觀分別開口於3片鑽頭刃沈的後隙面30。該油孔觀的直徑d在0.6mm 1.0mm的範圍內，在本實施例中形成為0. 7mm左右。
切屑排出槽22在包括鑽頭部12和絲錐部14在內的溝槽的全長上以恆定的溝槽截面形狀設置，並且切屑排出槽22在從工具前端側看去的仰視觀察下、即在圖1的(c)的狀態中，使上述鑽頭刃26的外周部的徑向前角Φ 1為負值且使相對於軸心0成直角的截面上的上述螺紋切削刃M的徑向前角Φ2(參照圖2的(b))為負值地，具有向溝槽內鼓出的負刃帶22a。鑽頭刃沈的徑向前角Φ1為-20°以上，其負角範圍El以自外周角部朝向軸心0的方向的直線距離計，相對於鑽頭直徑Dd為0. IDd以下，在本實施例中形成為0. 05Dd 左右。在該負角範圍El內，鑽頭刃沈形成向工具旋轉方向側、即在圖1的(c)中軸心0的左旋方向平滑地凸狀彎曲而突出的形狀，徑向前角Φ 1在外周角部最小(向負側變大)，隨著向軸心0側(鑽頭前端側)靠近而逐漸變大(負一0° )。圖1的(c)所示的徑向前角 Φ 1是最外側的外周角部部分的角度，該部分的徑向前角Φ1在-20° ^ Φ1 9 ))偏心尺寸(e):0.7_導孔深度3謹攻螺紋長度24mm (盲孔)工具突出長度50mm切削液水溶性切削油供油方法內部供油(IMPa)使用器械縱型加工中心上述試驗條件的「預備孔」相當於上述鑄出孔46，預先通過鑽孔加工而形成，該「預備孔」的直徑尺寸比試驗品No. 1 No. 8的鑽頭直徑Dd(在該情況下為6. 6mm)小，在發生了 「偏心尺寸(e)，，的偏心的狀態下進行內螺紋52的切削加工。圖7是表示相對於預備孔 70的攻螺紋的位置關係的圖，與對上述圖4所示的鑄出孔46進行的攻螺紋加工相同，以相對於預備孔70的中心Sl偏離了的偏心尺寸e的攻螺紋中心S2為目標中心位置，進行內螺紋52的切削加工。「工具突出長度」是從柄18的前端到鑽頭部12的前端的尺寸，相當於對被加工物44進行的最大加工深度，「攻螺紋長度」是螺紋部14的除了切入部14a以外的加工深度。圖8表示對8種試驗品No. 1 No. 8進行內螺紋52的5個孔的切削加工時的切削扭矩的最大值，圖9是切削扭矩的實際的波形。作為本發明品的試驗品No. 7和No. 8的 5個孔的切削扭矩的最大值均小於5Nm，並且也沒有較大不均地基本穩定在恆定值，能夠期待高精度且耐久性優異的內螺紋加工。圖9的標註有「O」標記的部分是因切屑堵塞等而使切削扭矩突發性上升的部分，可能發生工具折損、或螺紋切削刃24、鑽頭刃沈等缺損，並且可能影響內螺紋52的加工精度。
圖10是針對上述切削扭矩的結果相對良好的3種試驗品No. 6 No. 8，對通過本次的測試加工而形成的5個孔的內螺紋52中的第1個孔和第5個孔的錯位和歪斜進行了調查後得到的結果。該錯位和歪斜是通過使前端部形成有外螺紋的杆與內螺紋52螺紋接合， 測量了自內螺紋52突出的規定位置的偏心量(自目標中心位置S2的偏離)而得出的，錯位是在距內螺紋52的開口部24mm的高度位置調查到的偏心量。另外，歪斜是分別測量距內螺紋52的開口部5mm和Mmm的高度位置上的偏心量而求出這些偏心量的差而得到的。 根據該結果，錯位均在0. 3mm以下，歪斜均在0. Imm以下，均在容許範圍內，沒有問題。這樣採用本實施例的帶鑽頭的絲錐10、即試驗品No. 7、No. 8，在相對於鑄出孔46 發生了偏心的狀態下，利用鑽頭刃沈進行預鑽孔50的切削加工且連續利用螺紋切削刃M 進行內螺紋52的切削加工時，即使將自油孔觀供給的切削液的供油壓力設定為2MPa以下 (在實施例中為IMPa)的低壓的情況下，也能將切屑經過切屑排出槽22而良好地排出，改善切屑堵塞，並且能夠抑制鑽頭刃26、螺紋切削刃M的缺損和工具的折損等，獲得能夠滿足實際應用的耐久性(工具壽命)。S卩，由於鑽頭刃沈和螺紋切削刃M是分別設有3片的3片刀結構，因此能使切屑分散到3條切屑排出槽22中而改善切屑排出性能，並且鑽心厚度W在0. 25Dt 0. 33Dt的範圍內，比絲錐小，但卻比具有2片刀的通常鑽頭大，能夠進一步確保規定的工具剛性、強度，且能進一步提高切屑排出性能。另外，沿軸向縱向貫穿地設有3條油孔觀，且使該油孔 28分別開口於3片鑽頭刃沈的後隙面30，因此能夠確保規定的工具剛性、強度，且能增大油孔觀的整體的流通截面積，即使在供油壓力比較低的情況下，也能供給大量的切削液， 在這一點上也能提高切屑排出性能。此外，切屑排出槽22設有向槽內鼓出的負刃帶22a，鑽頭刃沈的外周部的徑向前角Φ 1和螺紋切削刃M的徑向前角Φ 2均為負值，因此能夠提高這些鑽頭刃沈和螺紋切削刃M的切削刃強度。並且，利用上述效果的協同效果，如上所述即使在將切削液的供油壓力設定為2MPa以下的低壓的情況下，也能在實際應用中在相對於鑄出孔46發生了偏心的狀態下，進行預鑽孔50的切削加工，且連續進行內螺紋52的切削加工。另外，在本實施例中，在與軸心0成直角的切屑排出槽22的溝槽截面形狀中，設有與負刃帶2 連續地向工具旋轉方向的相反側平滑地凹陷而成的凹圓弧形狀部22b，鑽頭刃26的由負刃帶2 形成的負角部的軸心0側的部分為向工具旋轉方向的相反側平滑地凹陷而成的凹圓弧形狀，由此促進切屑的捲曲，容易分割切屑，提高切屑的排出性能，並且切削刃長度比直線切削刃長，因此能夠分散切削負荷。由此，提高鑽頭刃沈的耐久性，能夠在絲錐循環中更加適當地進行由每旋轉1圈的進給量比較大的鑽頭刃沈進行的預鑽孔50 的切削加工。另外，在本實施例中，切屑排出槽22的後跟側的壁面22c形成向槽內平滑地鼓出的凸圓弧形狀，因此能夠確保用於排出切屑的排屑槽(流通截面積)，且能提高鑽頭部12、 絲錐部14的刃帶的剛性和強度，並且能夠抑制在進行了內螺紋52的加工後逆向旋轉而拔出工具時的後跟部分的缺損。另外，在本實施例中，油孔觀的直徑d在0.6mm 1.0mm的範圍內，因此能夠確保規定的工具剛性、強度，且能夠增加3條油孔28的整體的切削液的供給量。另外，在本實施例中，在利用鑽頭循環預先形成了導孔48後，在絲錐循環中加工預鑽孔50，且進行內螺紋(螺紋孔)52的切削加工，因此能夠在鑽頭循環中以適合由鑽頭部 12進行的開孔加工的旋轉速度和進給速度，進行切削加工。由此，和鑄出孔46的中心Sl與攻螺紋中心S2的偏心無關地，能夠以高精度切削加工導孔48，並且由於存在該導孔48，因此能夠抑制在隨後的絲錐循環中形成的內螺紋52的錯位、歪斜，能夠以較高的加工精度進行內螺紋52的切削加工。以上，基於附圖詳細說明了本發明的實施例，但這只是一實施方式，能夠利用基於本領域技術人員的知識而施加了各種變更、改良的形態來實施本發明。工業實用性本發明的帶鑽頭的絲錐在相對於鑄出孔發生了偏心的狀態下，進行預鑽孔的切削加工且連續進行內螺紋的切削加工時，即使在將自油孔供給的切削液的供油壓力設定為 2MPa以下的低壓的情況下，也能將切屑良好地排出，改善切屑堵塞，並且能夠抑制鑽頭刃、 螺紋切削刃的缺損和工具的折損等，獲得能夠滿足實際應用的耐久性(工具壽命)。即，本發明的帶鑽頭的絲錐能夠利用鑽頭刃進行預鑽孔的切削加工，且能連續利用螺紋切削刃高效地進行內螺紋的切削加工，不僅能夠較佳地用在內螺紋的切削加工的技術領域中，而且特別是能夠用在下述技術領域中，即，在相對於鑄出孔發生了偏心的狀態下進行內螺紋的切削加工時，很難以較高的供油壓力供給切削液的技術領域。
權利要求
1.一種帶鑽頭的絲錐，該帶鑽頭的絲錐同軸且一體地具備鑽頭部，其繞軸心(0)設有多條切屑排出槽，該切屑排出槽沿與要加工的內螺紋的扭曲方向相同的方向扭曲，在該鑽頭部的供該切屑排出槽開口於工具前端的部分形成有預鑽孔加工用的鑽頭刃；絲錐部，其設有與要形成的內螺紋相對應的外螺紋，並且沿分割該外螺紋地自所述鑽頭部連續設置的所述切屑排出槽形成有螺紋切削刃，該絲錐部對利用所述鑽頭刃形成的預鑽孔的內周面進行內螺紋的切削加工；並且，該帶鑽頭的絲錐具有油孔，該油孔縱向貫穿所述絲錐部和所述鑽頭部地設置，且開口於所述鑽頭刃的後隙面，該帶鑽頭的絲錐的特徵在於，所述切屑排出槽繞軸心(0)以等角度的間隔設有3條，所述鑽頭刃和所述螺紋切削刃分別沿該切屑排出槽設有3片，並且所述油孔以與該切屑排出槽相同的導程呈螺旋狀地設有3條，且分別開口於所述鑽頭刃的後隙面；另一方面，所述切屑排出槽以恆定的溝槽截面形狀遍布所述鑽頭部和所述絲錐部地設置，並且所述切屑排出槽具有負刃帶，該負刃帶在自工具前端側看去的仰視觀察下，以使所述鑽頭刃的外周部的徑向前角(Φ1)和相對於軸心(0)成直角的截面上的所述螺紋切削刃的徑向前角(Φ2)均為負值的方式向溝槽內鼓出；工具前端的鑽心厚度(W)相對於作為所述絲錐部的外徑的絲錐直徑Dt在0. 25Dt 0. 33Dt的範圍內。
2.根據權利要求1所述的帶鑽頭的絲錐，其特徵在於，所述切屑排出槽在相對於軸心(0)成直角的截面上具有與所述負刃帶連續地向工具旋轉方向的相反側平滑地凹陷而成的凹圓弧形狀部；所述鑽頭刃在從工具前端側看去的仰視觀察下，由所述負刃帶形成的所述徑向前角 (Φ1)為負值的負角部的軸心(0)側的部分，形成與所述凹圓弧形狀部相對應地向工具旋轉方向的相反側平滑地凹陷而成的凹圓弧形狀。
3.根據權利要求1或2所述的帶鑽頭的絲錐，其特徵在於，所述切屑排出槽中的後跟側的壁面形成向溝槽內平滑地鼓出的凸圓弧形狀。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的帶鑽頭的絲錐，其特徵在於，所述油孔的直徑⑷為Imm以下。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的帶鑽頭的絲錐，其特徵在於，該帶鑽頭的絲錐是在下述情況下使用的鑄出孔用的帶鑽頭的絲錐，上述情況是對設於鑄件的、直徑比作為所述鑽頭刃的外徑的預鑽孔徑小的有底的鑄出孔，以自該鑄出孔的中心(Si)發生了偏心的位置的攻螺紋中心(S2)為中心，以完全包含該鑄出孔的大小進行所述預鑽孔的切削加工且進行內螺紋的切削加工的情況。
全文摘要
鑽頭刃(26)和螺紋切削刃(24)是分別設有3片的3片刀結構，且沿軸向縱向貫穿地設有3條油孔(28)，鑽心厚度(W)在0.25Dt～0.33Dt的範圍內，並且切屑排出槽(22)設有向槽內鼓出的負刃帶(22a)，鑽頭刃(26)的外周部的徑向前角(φ1)和螺紋切削刃(24)的徑向前角(φ2)均為負值，因此利用這些結構的協同效果，即使在將經過油孔(28)供給的切削液的供油壓力設定為2MPa以下的低壓的情況下，也能在實際應用中在相對於鑄出孔(46)發生了偏心的狀態下進行預鑽孔(50)的切削加工，且連續進行內螺紋(52)的切削加工。
文檔編號B23G5/20GK102438786SQ200980157020
公開日2012年5月2日 申請日期2009年2月20日 優先權日2009年2月20日
發明者太田智康, 桝田典宏, 西俊行, 野尻政敏, 高木啟 申請人:Osg株式會社, 豐田自動車株式會社