槍鑽鑽頭的製作方法

2023-07-14 19:01:06 2

專利名稱：槍鑽鑽頭的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於深孔加工的槍鑽鑽頭。
背景技術：
就深孔加工方式而言，已知有槍鑽鑽頭方式、頂出器方式(雙管方式)、單管方式 等各種方式，而小徑的深孔加工適合採用槍鑽鑽頭方式。即，以槍鑽鑽頭方式而言，例如依 圖6及圖7所示，通常是採用在橫剖面為2/3 3/4的圓形，且在中空工具柄71的前端設 有相同橫剖外形的切削頭72的槍鑽鑽頭，其形成為將通過工具柄71及切削頭72內的冷卻 劑供給路73a，73b供給的冷卻劑，自切削頭前端面的冷卻劑排出口 74，74朝切削部位供給 的同時，進行切削，並將隨此切削產生的切屑與冷卻劑一起通過沿工具柄71外周的長邊方 向的、剖面呈V字形的切屑排出槽75排出外部，即使對於小徑，仍將加大切屑排出槽75的 流道剖面積，此外，冷卻劑的進給壓力依工具長度決定，因而即使切削孔變深，仍無須提高 進給壓力，因此適合於小徑的深孔加工(專利文獻1)。此外，在圖7及圖8中，76為在切削 頭72的前端部，鄰近切屑排出槽75而焊固的切刃尖，77為焊固於切削頭72的偏離切屑排 出槽75的外周部前端側的導墊，78為嵌插固裝工具柄71的基端部的大徑筒狀杆。但在包含這種槍鑽鑽頭方式的深孔切削加工中，為切削形成切削孔整體，切削頭 中心側的切刃(以單刃而言是其切刃本身)須正確設定成刃尖緣和以切削頭軸心為中心的 半徑線一致，且該刃尖緣的內端略微越過切削頭軸心而配置。然而，由於切削加工中的切 削頭軸心的切削速度理論上為零，該軸心位置的刃尖部作為所謂的橫刃不會產生切削力， 會將被削材擠壓成崩解形態，由於承受推力抵抗，因而成為無法提高切削效率的主要因素。 又，以將切刃尖焊接於切削頭本體側的凹陷部的形態的槍鑽鑽頭而言，在兩者的嵌合部分 夾有焊料，因而很難進行高精度組裝。於是，本發明人針對使用螺固型的拋棄式刃尖作為切刃的深孔切削具，先行提案 了在切刃內端側的刃尖側面設置埋設部，同時將該切刃內端偏離切削頭軸心而配置，由此 在該軸心附近形成非切削區，從而把在此非切削區所產生的被削材的未切削芯部與前述埋 設部的傾斜段部壓接而予以折斷的技術方案(專利文獻2、3)。專利文獻1日本專利特開2004-130413號公報專利文獻2日本專利特開2003-25129號公報專利文獻3日本專利特開2003-236713號公報然而，在槍鑽鑽頭的切削頭中，由於橫剖面因為外周之切屑排出槽而形成2/3 3/4的圓形，並且在內部設置冷卻劑供給路，徑向厚度內沒有形成如前述拋棄式刃尖的螺固 構造的餘量，特別是在工具直徑小的情況下，無法適用拋棄式刃尖。又，在如前述拋棄式刃 尖，在切刃側面設置埋設部且將其切刃內端偏離切削頭軸心設置的情況下，會有在軸心位 置產生的未切削芯部容易直線延伸到與傾斜段部接觸的位置而使折斷尺寸變大，致使切屑 排出性降低的顧慮。而且由於切刃本身也形成有側面的埋設部及傾斜段部，因而有加工繁 瑣，製作成本增高的難處。

發明內容
本發明目的在於提供一種有鑑於上述情況，特別是針對具備單刃的切刃的槍鑽鑽 頭，在能夠獲得高切削效率的同時，在焊接切刃尖作為切刃之際，可在無須嚴格要求位置精 度之下，容易進行切削頭的製作，切刃本身在形態上也容易加工。結合附圖標記示出用以達成上述目的的方案，權利要求1的發明為一種槍鑽鑽 頭，系具有工具柄1以及在安裝於其前端部的切削頭2的內部連通兩者的冷卻劑供給通道 3a、3b，在切削頭2開設用以連通該冷卻劑供給通道3a、3b的冷卻劑排出口 24，同時，在自該 工具柄1的底部側跨至切削頭前端的外周面，形成沿長邊方向的切屑排出槽4，在切削頭2 的前端具備鄰近所述切屑排出槽4的單片切刃5，切刃5的刃尖緣51的內端51a偏離切削 頭軸心0而在該軸心0附近形成非切削區Z，同時，內端51a側的切刃側面52形成自該內端 51a朝切削頭軸心0側傾斜的傾斜面，在切削加工中，根據傾斜的切刃側面52的壓接，將非 切削區Z所產生的被削材W的未切削芯部C折斷。權利要求2的發明，系在權利要求1的槍鑽鑽頭中，構成為切刃5在內端51a側的 切刃側面52相對於切刃前面53形成75 90度的角度。權利要求3的發明，系在權利要求1的槍鑽鑽頭中，構成為刃尖緣51的內端51a 偏離切削頭軸心0 0. 05 0. 5mm，同時，切刃側面52相對於切削頭軸心0所形成的傾斜角 度θ為5 30度。權利要求4的發明，系在權利要求1的槍鑽鑽頭中，構成為切刃5的刃尖緣51與 以切削頭軸心0為中心的半徑線R平行，且配置在比該半徑線R還朝切削旋轉方向前方， 0.2 1.5mm的芯部上升位置。權利要求5的發明，系在權利要求1的槍鑽鑽頭中，構成為切刃5由焊接於切削頭 2所設置的凹陷部21a的切刃尖50構成。權利要求6的發明，系在權利要求1至5中的任一項的槍鑽鑽頭中，構成為在切削 頭2的外周面2c中與切刃5側相反的位置設有導墊6，同時，切刃5的刃尖緣51的整體傾 斜成在切削頭軸心0側較高。結合附圖標記說明本發明的效果。首先，權利要求1的發明所涉及的槍鑽鑽頭中， 根據切刃5的刃尖緣51的內端51a偏離切削頭軸心0，在深孔切削加工中，在該軸心0附 近形成非切削區Z，在此非切削區Z產生被削材W的未切削芯部C，但由於刃尖緣51的內端 51a側的切刃側面52形成自該內端51a朝切削頭軸心0側傾斜的傾斜面，因而該未切削芯 部C因傾斜的切刃側面52的壓接而被強行朝側面推壓，隨著切削頭2的旋轉而被擰，由此 被折斷。然後，因切刃側面52的傾斜，未切削芯部C越長，自切削頭軸心0朝側面變位的程 度越增加，因此該未切削芯部C可在不會延伸得很長地高效率細碎分斷，據此確保良好的 切屑排出性，隨著軸心位置的橫刃消除，可獲得高切削效率。另一方面由於切刃5本身的切 刃側面52可為單純的傾斜面，因此，容易以低成本進行其加工製作。依據權利要求2的發明，由於切刃5的內端51a側的切刃側面5相對於切刃前面 53成為特定範圍的角度，因而依該切刃側面52的壓接，未切削芯部C的側向變位變得更大， 僅依靠此就能夠提高未切削芯部C的分斷性，刃尖緣51的內端51a側的刃尖強度也變大而 不易有缺陷，據此提升切刃5的耐久性。
依據權利要求3的發明，由於刃尖緣51的內端51a自切削頭軸心在特定範圍內偏 離的同時，切刃側面52相對於切削頭軸心0所形成的傾斜角度θ在特定範圍內，因而未切 削芯部C能以適當的直徑徹底地被細碎折斷。依據權利要求4的發明，由於切刃5的刃尖緣51適當的配置於芯部上升位置，因 此可更徹底進行未切削芯部C的細碎折斷。依據權利要求5的發明，由於切刃5是由焊接於設在切削頭2的凹陷部21a的切 刃尖50構成，因而切刃5的刃尖緣51無需與通過切削頭軸心0的半徑線R —致，而且該刃 尖緣51的內端51a也可以適當偏離切削頭軸心0，因此在焊接該切刃尖50時，無需嚴格要 求位置精度，據此切削頭2的製作將更加容易。依據權利要求6的發明，由於切削頭2的外周面2c中的與切刃側5相反側的位置 設置有導墊6，並且切刃5的刃尖緣51的整體傾斜成在切削頭軸心0側較高，由此切削反力 的後側分力朝切刃5側的相反側作用，將位於此相反側的導墊6推向切削孔H內周，因而會 提升該切削孔H的穿孔精度。


圖1示出本發明一實施例所涉及的槍鑽鑽頭的切削頭側，㈧為正面圖，⑶為側 視圖；圖2為自不同方向觀看同一槍鑽鑽頭的切削頭側的側視圖；圖3為示出根據同一槍鑽鑽頭的深孔加工的狀態的縱剖正面圖；圖4為示出相同深孔切削加工中的切削中心部的動作的縱剖側視圖；圖5為示出相同切削中心部的動作的俯視圖；圖6示出現有的槍鑽鑽頭的構成例，(A)為整體的側視圖，(B)為(A)的B-B線的 剖面箭視圖，(C)為㈧的C-C線的剖面箭視圖；圖7放大示出現有的槍鑽鑽頭的切削頭側，㈧為側視圖，⑶為正面圖。主要符號說明1為工具柄，2，切削頭，2b為前端面，2c為外周面，20為切削頭本 體，21a為凹陷部，23為冷卻劑導出口，24為冷卻劑排出口，3a, 3b為冷卻劑供給通道，4為切 屑排出槽，5為切刃，50為切刃尖，51為刃尖緣，51a為內端，52為切刃側面，53為切刃前面， 6為導墊，H為切削孔，0為切削頭軸心，R為半徑線，Z為非切削區，θ為傾斜角，f為距離 (芯部上升量)，s為距離(離軸心距離)。
具體實施例方式以下，參照圖式，具體說明本發明所涉及的槍鑽鑽頭的實施例。圖1為該實施例的 槍鑽鑽頭的切削頭側的側視及正面圖，圖2為自不同方向所見該槍鑽鑽頭的切削頭側的側 視圖，圖3示出利用該槍鑽鑽頭所作深孔切削加工的狀態，圖4及圖5圖示出該深孔切削加 工的切削中心部的動作。如圖1所示，第一實施例的槍鑽鑽頭在鋼等管材製成的長形工具柄1的切成V字 形的前端Ia焊上切削頭2的切成對應的倒V字(山形)的底端2a並連結成同軸狀而形 成。而且，在自工具柄1的底部側涵蓋切削頭2前端的外周面上具備有沿長邊方向的一個直 線狀切屑排出槽4。此切屑排出槽4形成自工具柄1及切削頭2的中心開口角度為110
5130°左右的V字形剖面。工具柄1通過以模具成型等方式將管材成型為扣除底端側後的橫剖面形成2/3的 圓形，在此基礎上在外面側形成前述切屑排出槽4而形成，內部空間構成冷卻劑供給通道 3a。此外，雖然圖中省略，但工具柄1的底端部如同現有的構造(參照圖6)，嵌插固裝於大 徑的筒狀杆。如圖1至圖3所示，切削頭2為，在對應於工具柄1且橫剖面形成2/3圓形的切削 頭本體20的前端側，根據厚板狀切刃尖50的固裝，形成鄰近切屑排出槽4的單片切刃5，同 時，在外周面2c中的切刃5側的徑向相反側及該切刃5的背面側上固裝有在軸向長的半圓 錐體形導墊6、6。此外，切刃尖50及導墊6是由超硬合金、燒結陶瓷、金屬陶瓷等硬質材料 構成，並嵌合於預先設在如工具鋼的鋼鐵製切削頭本體20的凹陷部21a，21b，再通過金屬 噴鍍加工法焊接。而且，在自切削頭2的底端2a涵蓋長邊方向中間部的內部，形成連通於工具柄1 的冷卻劑供給通道3a的、作為冷卻劑供給通道3b的兩個冷卻劑流通孔31、32，同時，在面對 切屑排出槽4的背面側的外周面2c，自長邊方向中間部至頭前端面2b形成有剖面大致為半 圓形的冷卻劑導出槽22，且位於兩導墊6、6間，兩個冷卻劑流通孔31、32與在冷卻劑導出 槽22的底端側開口的冷卻劑導出口 23合流而連通。並且，如圖I(A)所示，在切削頭2的 前端面2b開設有冷卻劑排出口 24，其位於切屑排出槽4的切刃6側相反側的端緣附近，且 經由小徑的流道孔33與一側的冷卻劑流通孔32連通。而且，在冷卻劑導出口 23的後側形 成有涵蓋兩側的導墊6、6之間，並順著圓周向的防逆流突條部25。切刃5的刃尖緣51形成為在切削頭軸心0側傾斜較高的兩段狀，前面側設有沿刃 尖緣51的段狀的刃折斷器5a，刃尖緣51與以切削頭軸心0為中心的半徑線R平行，且位於 與該半徑線R相隔距離f的切削旋轉方向前方的芯部上升位置，該刃尖緣51的內端51a配 置成與切削頭軸心0相隔距離S。又，此切刃5的上述內端51a側的切刃側面52形成自該 內端51a朝切削頭軸心0側傾斜的傾斜面，其面方向相對於切刃前面53設定成直角。根據這種槍鑽鑽頭的深孔加工，在旋轉該槍鑽鑽頭或被削材W的同時，將通過工 具柄1及切削頭2內的冷卻劑供給通道3a、3b所供給的冷卻劑連續供向切削部位，由此使 該切削部位產生的切屑捲入該冷卻劑並通過切屑排出槽4排出外部。然而，本實施例中，冷 卻劑主要自設於切削頭2的外周面2c的冷卻劑導出口 23朝冷卻劑導出槽22導出，並通過 此冷卻劑導出槽22向切削部位排出，剩餘的一部份自一側的冷卻劑流通孔32，經由流道孔 33而由切削頭前端面20b的冷卻劑排出口 24排向切削部位。然後，如圖3所示，根據該槍鑽鑽頭的切刃5的刃尖緣51的內端51a與切削頭軸 心0分離，在該軸心0附近形成以離心距離s為半徑的圓形非切削區Z，在此非切削區Z產 生被削材W的未切削芯部C。然而，由於刃尖緣51的內端51a側的切刃側面52形成有自該 內端51a朝切削頭軸心0側傾斜的傾斜面，因而如圖4所示，該未切削芯部C通過傾斜的切 刃側面52的壓接，如同圖示虛線被強行朝側方推壓並隨著切削頭的旋轉而被扭轉地折斷。 然而，由於根據切刃側面52的傾斜，未切削芯部C越長，自切削頭軸心0朝側方變位的程度 即越增大，因此該未切削芯部C不會延伸，可高效率細碎分斷，並確保良好的切屑排出性， 隨著軸心位置的橫刃的消除，獲得高的切削效率。並且，由於在本實施例中，切刃5的刃尖緣51配置在與以切削頭軸心0為中心的半徑線R相隔距離f的芯部上升位置，且內端51a側的切刃側面52相對於切刃前面53形成 直角，因此，如圖5所示，自刃尖緣51的內端51a朝後方延伸的切刃側面52的上端緣52a， 變得相對於切削頭軸心0的最短距離d比刃尖緣51的內端51a的離軸心距離s還短，形成 僅圖示的斜線部分U伸入非切削區Z內的形態。因此，在刃尖緣51的切削產生的未切削芯 部C在其產生後不久，僅自側面壓切斜線部分U,絞成半徑d比非切削區Z還小的圓形N，容 易折成更細碎。又由於切刃5的刃尖緣51整體傾斜成在切削頭軸心0側較高，切削反作用 力朝與切刃5側相反的一側作用，將位於此相反側的導墊6朝切削孔H內周推壓，因此，還 有提高該切削孔H的穿孔精度的優點。另一方面，由於此槍鑽鑽頭的切刃5由焊接於切削頭2所設置的凹陷部21a的切 刃尖50構成，該切刃5的刃尖緣51無須與通過切削頭軸心0的半徑線R —致，該刃尖緣51 的內端51a也與切削頭軸心0適當分離，因此，在該切刃尖50焊接時，無須嚴格要求位置精 度，容易進行切削頭2的製作。又由於切刃尖50本身的切刃側面52也可為單純的傾斜面， 容易低成本進行其加工製作。然而，本發明的槍鑽鑽頭還包含切刃5與頭本體20 —體形成 的狀況。切刃5中內端51a側的切刃側面52相對於切削頭軸心0所成傾斜角度θ以在 5 30度的範圍較佳、此傾斜角度θ過小或過大，均會導致未切削芯部C的折斷性(分斷 性)惡化。又，刃尖緣51的內端51a與切削頭軸心0所相隔的離軸心距離s以在0. 05 0. 5mm的範圍較佳，若過小，則切刃尖50焊接時的定位困難，相反地，若過大，則未切削芯部 C即變粗而在折斷上需要大的力量，造成切削效率的降低。而且，該切刃5的芯部上升量， 即，相對於以切削頭軸心0為中心的半徑線R的切刃緣51的距離f以0. 2 1. 5mm的範圍 較佳，能夠更徹底作到未切削芯部C的細碎折斷。且，切刃5中內端51a側的切刃側面52雖在上述實施例中與切刃前面53成直角， 但在本發明中還可以相對於切刃前面53形成75 90度範圍的角度。在這個角度範圍中， 該切刃側面52因壓接而在未切削芯部C的側面變位充份變大，提高未切削芯部C的分斷 性，刃尖緣51的內端51a側的刃尖強度也變大而不易有缺陷，並提高切刃5的耐久性。又，在如本實施例的槍鑽鑽頭，在切削頭2之前端側焊接切刃尖50及兩個導墊6、 6，且切屑排出槽4的V字形剖面的開口角度設定為較大的110 130°情況下，雖因切削頭 本體20前端側的徑向厚度變小而無法加大內部的冷卻劑流道的孔徑，但使切削頭基端側 內部的冷卻劑供給通道3a通過切削頭長邊方向中間部連通外周面側的冷卻劑導出槽22， 根據該冷卻劑導出槽22加大而確保至切削部位的流道剖面積，即可對切削部位供給充份 量的冷卻劑。因而，在此實施例中，隨著對切削部位的加大冷卻劑供給量及增大切屑排出槽 4側的流道剖面積，能夠獲得優異的切屑排出性，大幅提高深孔加工的加工效率。且，冷卻劑 導出口 23的後側的防逆流突條部25防止冷卻劑自切削孔H的內周與切削頭2的外周的間 隙向後方逆流，並實現提高冷卻劑的供給效率的機能。本實施例的槍鑽鑽頭雖然在切削頭2的前端面2b設置冷卻劑排出口 24，更加促 進切屑的排出，但本發明的槍鑽鑽頭中切削頭前端面2b的冷卻劑排出口 24不是必須的，特 別是在工具直徑小的情況下，為確保切削頭的強度，優選省略冷卻劑排出口。又，在本發明 中，雖然根據圖5所示，切刃5中內端側的切刃側面52的上端緣52a進入非切削區Z內，如 此如前所述，具有更容易細碎折斷未切削芯部C的效果，但為避免因該上端緣52a的壓切所
7造成切削抵抗的增加，還可以使包含刃尖緣51的內端51a的切刃側面52的上端緣52a成 R狀而不產生伸入部分(圖5的斜線部分U)。此外，本發明中切刃5及切刃尖50的形狀、 導墊6的形狀等可就具體構造，在實施例以外還可作種種設計變更。
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權利要求
一種槍鑽鑽頭，具有工具柄以及在安裝於其前端部的切削頭的內部連通兩者的冷卻劑供給通道，在切削頭開設與所述冷卻劑供給通道連通的冷卻劑排出口，同時，在自所述工具柄的底部側涵蓋切削頭前端的外周面，沿長邊方向形成切屑排出槽，在切削頭的前端具備鄰近所述切屑排出槽的單片切刃，其特徵在於所述切刃的刃尖緣的內端偏離頭軸心而在所述軸心附近形成非切削區，同時，內端側的切刃側面形成自內端朝切削頭軸心側傾斜的傾斜面，在切削加工中，根據所述傾斜切刃側面的壓接，而將非切削區所產生的被削材的未切削芯部折斷。
2.如權利要求1所述的槍鑽鑽頭，其特徵在於所述切刃在所述內端側的切刃側面相對 於切刃前面，形成75 90度的角度。
3.如權利要求1所述的槍鑽鑽頭，其特徵在於所述刃尖緣的內端偏離切削頭軸心 0. 05 0. 5mm,同時，所述切刃側面相對於切削頭軸心所形成的傾斜角度為5 30度。
4.如權利要求1所述的槍鑽鑽頭，其特徵在於所述切刃的刃尖緣與以切削頭軸心為中 心的半徑線平行，且配置在比所述半徑線進一步朝切削旋轉方向前方0. 2 1. 5mm的芯部 上升位置。
5.如權利要求1所述的槍鑽鑽頭，其特徵在於所述切刃由焊接在切削頭所設的凹陷部 的切刃尖構成。
6.如權利要求1所述的槍鑽鑽頭，其特徵在於在切削頭的外周面中與切刃側相反側的 位置上設置導墊，同時，切刃的刃尖緣整體傾斜成在切削頭軸心側較高。
全文摘要
提供一種具備單刃的切刃的槍鑽鑽頭，能獲得高切削效率，且在焊接切刃尖作為切刃時，在不必嚴格要求位置精度下可容易製作切削頭，切刃本身也在形態上容易加工。切刃(5)的刃尖緣(51)的內端(51a)偏離切削頭軸心O而在軸心O附近形成非切削區Z，內端(51a)側的切刃側面(52)形成自內端(51a)朝切削頭軸心O側傾斜的傾斜面，在切削加工中，根據傾斜切刃側面(52)的壓接，將在非切削區Z產生的被削材W的未切削芯部折斷。
文檔編號B23B51/06GK101959635SQ20088012776
公開日2011年1月26日 申請日期2008年11月18日 優先權日2008年3月25日
發明者野村倬司 申請人:猶尼達克株式會社