切屑吸收钻头

申请号 CN200880127620.4 申请日 2008-02-29 公开(公告)号 CN101959634A 公开(公告)日 2011-01-26
申请人 OSG株式会社; 发明人 大桥诚司; 伊藤实朗; 那温布阿卡乌; 高桥秀通;
摘要 切屑吸引 钻头 (10),利用切削刃(24)对铸件等被切屑材料进行钻孔加工,生成的切屑被从形成在切削刃用槽(22)上的切屑引入孔(30)吸引到切屑吸引通路(18)内,并向钻柄侧排出。在这种情况下,由于在刃部(12)的外周面上设置空气导入槽(32),所以,空气被很好地导入到由切削刃(24)生成切屑的工具前端部,伴随着由切屑吸引通路(18)产生的对空气的吸引,被导入到工具前端部的空气和切屑一起被很好地吸引到切屑引入孔(30)内。特别是,由于在工具内部只设置一个切屑吸引通路(18),所以,能够充分确保其截面面积,伴随着该切屑吸引通路(18)的扩大,切屑引入孔(30)也变大,所以满足能够抑制切屑堵塞的同时,可以获得优异的切屑吸引性能。
权利要求

1.一种切屑吸引钻头,具有:刃部,该刃部在外周面上形成切削刃用槽,并且在该切削刃用槽在工具前端侧开口的端缘上设置钻孔用的切削刃,
切屑吸引通路,该切屑吸引通路在工具内部沿着轴心O设置,并且形成切削引入孔,该切削引入孔在前述切削刃用槽开口,
通过一面围绕轴心O旋转驱动一面向工具前端侧前进,借助前述切削刃进行钻孔加工,同时,将在该钻孔加工中生成的切屑从前述切屑引入孔吸引到前述切屑吸引通路内,向钻柄侧排出,
其特征在于,
在前述刃部的外周面上,以达到前述切削刃的后隙面的方式设置空气导入槽。
2.如权利要求1所述的切屑吸引钻头,其特征在于,
前述切削刃用槽是与轴心O平行的直槽或者在与从钻柄侧观察时的工具旋转方向相同的方向上扭转的螺旋槽
前述空气导入槽,是与轴心O平行的直槽或在与从钻柄侧观察时的工具旋转方向相反的方向上扭转的螺旋槽,在轴向方向上以比前述切削刃用槽向钻柄侧更长地伸出的方式设置。
3.如权利要求1或2所述的切屑吸引钻头,其特征在于,
相对于钻头直径D,前述刃部的轴向方向长度L3在1.0D~2.0D的范围内。
4.如权利要求1至3中任何一项所述的切屑吸引钻头,其特征在于,
相对于钻头直径D,前述切屑引入孔的轴向方向的长度L1在0.3D~1.0D的范围内,作为与轴向方向成直的宽度方向的最大尺寸的宽度尺寸L2在0.15D以上。
5.如权利要求1至4中任何一项所述的切屑吸引钻头,其特征在于,
在前述切削刃的后隙面上设置规定的退刀槽,以便通过前述空气导入槽导入的空气能够通过该后隙面和加工孔的底面之间的间隙向前述切削刃用槽内流入。
6.如权利要求1至5中任何一项所述的切屑吸引钻头,其特征在于,
在前述切削刃的后隙面上设置连通槽,以便将前述切削刃用槽在工具前端侧开口的端缘中的、位于和前述切削刃相反侧的部分与前述空气导入槽连接起来。
7.如权利要求1至6中任何一项所述的切屑吸引钻头,其特征在于,
相对于轴心O对称地设置一对前述切削刃用槽以及前述切削刃,另一方面,前述切屑吸引通路是与工具轴心O同心地形成的单一的圆形孔,
在该切屑吸引通路的前端,部分交叉地设置前述一对切削刃用槽,从而形成分别在该切削刃用槽开口的一对切屑引入孔。
8.如权利要求1至7中任何一项所述的切屑吸引钻头,其特征在于,
具有与前述刃部连续并且直径尺寸比该刃部小的头部,
前述切削刃用槽设置在不达到前述刃部与前述头部的交界处的阶梯的范围内,另一方面,
前述空气导入槽以包含前述刃部和前述头部的交界处的阶梯的方式设置。
9.如权利要求8所述的切屑吸引钻头,其特征在于,
前述头部的直径尺寸d1,以在与加工孔的内周面之间形成截面面积等于或者大于前述切屑吸引通路的截面面积的环形空间的方式决定。

说明书全文

切屑吸收钻头

技术领域

[0001] 本发明涉及钻头,特别是,涉及为了预防环境污染及简化清扫作业、强制性地吸引并排出切屑的切屑吸引钻头。

背景技术

[0002] 在现有技术中,提出了一种切屑吸引钻头,所述切屑吸引钻头具有:(a)在外周面上形成切削刃用槽、同时在该切削刃用槽在工具前端侧开口的端缘上设置钻孔用的切削刃的刃部,和(b)在工具内部沿着轴心设置、同时形成在前述切削刃用槽上开口的切削引入孔的切屑吸引通路;并且,(c)通过一面围绕轴心旋转驱动一面使之向工具前端侧前进,借助前述切削刃进行钻孔加工,同时将在该钻孔加工中生成的切屑从前述切屑引入孔吸引到前述切屑吸引通路内,向钻柄侧排出(参照专利文献1)。根据这种切屑吸引钻头,由于将在钻孔加工中生成的切屑从切屑引入孔吸引到切屑吸引通路内,并向钻柄侧排出,所以,与利用冷却介质冲洗的情况相比,切屑的清理变得容易,简化清扫作业,同时,由于切屑的飞散引起的作业环境的恶化得到大幅度的改进。
[0003] 专利文献1:日本特公昭44-13745号公报
[0004] 不过,在上面引用的文献1中记载的切屑吸引钻头,由于在工具内部与切屑吸引通路分开地设置空气导入通路,伴随着由切屑吸引通路进行的吸引,空气被从空气导入通路向工具前端部分导入,所以,难以充分确保切屑吸引通路的截面面积,存在着容易发生切屑堵塞、同时切屑引入孔小、不能获得足够的切屑吸引作用的问题。由于空气导入通路的开口部,即,空气导入部位,也位于比切削刃更靠近身边侧,所以,并不一定能够高效率地将由切削刃生成的切屑引导到切屑引入孔内。另外,由于在形成切削刃用的切削刃用槽上沿着轴向方向连续地设置螺旋状的槽,所以,空气被从该螺旋槽下工具前端侧导入,存在着切屑吸引通路只吸入空气,不能顺利地吸入切屑的问题。进而,由于只借助切屑吸引通路的负压的作用将空气导入到空气导入通路内,所以,难以使之发生足够的空气流,从这一点来看,也存在着不能获得足够的切屑吸引作用的可能性。

发明内容

[0005] 本发明以上述情况为背景,其目的是,能够利用高的吸引作用将由切削刃生成的切屑很好地吸引到切屑吸引通路内,不会产生切屑的堵塞,通过该切屑吸引通路的内部很好地将所述切屑排出。
[0006] 为了达到这样的目的,第一个发明,是一种切屑吸引钻头,具有:(a)在外周面上形成切削刃用槽、同时在该切削刃用槽在工具前端侧开口的端缘上设置钻孔用的切削刃的刃部,和(b)在工具内部沿着轴心O设置、同时形成在前述切削刃用槽上开口的切削引入孔的切屑吸引通路;并且,(c)通过一面围绕轴心O旋转驱动一面使之向工具前端侧前进,借助前述切削刃进行钻孔加工,同时将在该钻孔加工中生成的切屑从前述切屑引入孔吸引到前述切屑吸引通路内,向钻柄侧排出,其特征在于,(d)在前述刃部的外周面上,以达到前述切削刃的后隙面的方式设置空气导入槽。
[0007] 第二个发明的特征在于,在第一个发明的切屑吸引钻头中,(a)前述切削刃用槽,是与轴心O平行的直槽或者从钻柄侧观察时与在工具旋转方向相同的方向上扭转的螺旋槽,(b)前述空气导入槽,是与轴心O平行的直槽或从钻柄侧观察时与在工具旋转方向相反的方向上扭转的螺旋槽,在轴向方向上,以比前述切削刃用槽向钻柄侧更长的伸出的方式设置。
[0008] 第三个发明的特征在于,在第一个发明或第二个发明的切屑吸引钻头中,相对于直径D,前述刃部的轴向方向长度L3在1.0D~2.0D的范围内。另外,刃部是形成前述切削刃用槽的范围。
[0009] 第四个发明的特征在于,在第一个发明~第三个发明中任何一项所述的切屑吸引钻头中,相对于钻头直径D,前述切屑引入孔的轴向方向的长度L1,在0.3D~1.0D的范围内,作为轴向方向成直的宽度方向的最大尺寸的宽度尺寸L2,在0.15D以上。
[0010] 第五个发明的特征在于,在第一个发明~第四个发明中任何一项所述的切屑吸引钻头中,在前述切削刃的后隙面上,设置规定的退刀槽,以便通过前述空气导入槽被导入的空气,能够通过该后隙面和加工孔的底面之间的间隙,向前述切削刃用槽内流入。
[0011] 第六个发明的特征在于,在第一个发明~第五个发明中任何一项所述的切屑吸引钻头中,在前述切削刃的后隙面上,设置连通槽,以便将前述切削刃在工具前端侧开口的端缘中的位于和前述切削刃相反侧的部分与前述空气导入槽连接起来。
[0012] 第七个发明的特征在于,在第一个发明~第六个发明中任何一项所述的切屑吸引钻头中,(a)相对于轴向O对称地设置一对前述切削刃用槽以及前述切削刃,另一方面,(b)前述切屑吸引通路是与工具轴心O同心地形成的单一的圆形孔,(c)通过在该切屑吸引通路的前端,部分交叉地设置前述一对切屑用槽,形成在各个切削刃用槽开口的一对切屑引入孔。
[0013] 第八个发明的特征在于,在第一个发明~第七个发明中任何一项所述的切屑吸引钻头中,(a)具有与前述刃部连续的、直径比该刃部小的头部,(b)前述切削刃用槽部,设置在不达到前述刃部与前述头部的交界处的阶梯的范围内,另一方面,(c)前述空气导入槽,以包含前述刃部和前述头部的交界处的阶梯的方式设置。
[0014] 第九个发明的特征在于,在第八个发明所述的切屑吸引钻头中,前述头部的直径尺寸d1,以与加工孔的内周面之间形成截面面积等于或者大于前述切屑吸引通路的截面面积的环形空间的方式决定。
[0015] 在这种切屑吸引钻头中,由于在刃部的外周面上以达到切削刃的后隙面的方式设置空气导入槽,所以,能够很好地将空气导入到由切削刃生成切屑的工具的前端部,伴随着利用切屑吸引通路产生的空气的吸引,将从空气导入槽导入到工具前端部的空气和切屑一起很好地吸引到切屑引入孔内,经由切屑吸引通路向钻柄侧良好地排出。在这种情况下,由于通过在刃部的外周面上设置空气导入槽,在工具内部只设置切屑吸引通路,所以,能够充分确保该切屑吸引通路的截面面积,伴随着该切屑吸引通路的扩大,可以加大切屑引入孔,所以,能够抑制切屑堵塞的发生,同时,获得优异的切屑吸引性能。并且,与在工具内部设置空气导入通路的情况相比,空气导入部位更靠近生成切屑的切削刃,所以,可以更有效地将切屑导入到切屑引入孔内,进一步提高切屑吸引性能。
[0016] 另外,伴随着钻孔加工的进行,当设置切削刃用槽的刃部进入加工孔内时,由于从该切削刃用槽的空气的流入受到限制,所以,以空气导入槽为中心,空气被导入到工具的前端部,在从该工具前端侧向切屑引入孔内吸入时,切屑被更好地吸引到切屑吸引通路内。
[0017] 在第二个发明中,空气导入槽是与轴心O平行的直槽或者是在与工具旋转方向相反方上扭转的螺旋槽,在作为螺旋槽的情况下,伴随着钻孔加工时的工具的旋转,能够更好地将空气经由空气导入槽向工具前端侧引导,与切屑吸引通路引起的对空气的吸引相结合,良好地形成从空气导入槽经由工具前端部流向向切屑引入孔的空气流,,借助该空气的气流,可以更好地将切屑吸引到切屑吸引通路内。另外,由于空气导入槽以在轴向方向上比切削刃用槽向钻柄侧更长的伸出的方式设置,所以,在切削刃用槽完全进入加工孔内之后,以空气导入槽为中心,空气被导入到工具的前端部,获得优异的切屑吸引性能。
[0018] 在第三个发明中,由于设置切削刃用槽的刃部的轴向方向的长度L3在1.0D~2.0D的范围内,比较短,所以,降低加工孔与刃部的滑动接触引起的阻,同时,在加工比该刃部深的孔时,在该刃部完全进入加工孔内之后,以空气导入槽为中心,空气被导入到工具前端部,获得优异的切屑吸引性能。
[0019] 在第四个发明中,由于切屑引入孔的轴向方向的长度L在0.3D~1.0D的范围内,与轴向方向成直角的宽度尺寸L2在0.15D以上,所以,由切削刃生成的切屑被很好地吸引到切屑引入孔内。特别是,在铸件等生成比较小并且不容易纠缠的一起的切屑的情况下,可以很好地吸引并除去该切屑。
[0020] 在第五个发明中,由于在切削刃的后隙面上设置规定的退刀槽,通过空气导入槽被导入的空气,可以通过该后隙面与加工孔的底面之间的间隙向切削刃用槽内流入,所以,使被导入到空气导入槽内的空气通过切削刃的后隙面与加工孔的底面之间的间隙很好地向切削刃用槽内流入,很好地形成将切屑吸引到切屑引入孔内的空气的气流。
[0021] 在第六个发明中,由于在切削刃的后隙面上设置连通槽,将切削刃用槽和空气导入槽连接起来,所以,使被导入到空气导入槽内的空气通过该连通槽很好地向切削刃用槽内流入,很好地形成将切屑吸引到切屑引入孔内的空气的气流。
[0022] 第七个发明,由于相对于轴心O对称地设置一对切削刃,设置与工具的轴心O同心的单一的切屑吸引通路,所以,能够确保大的流通截面面积,可以一面抑制切屑的堵塞一面将由一对切削刃生成的切屑很好地向钻柄侧排出。另外,在切屑吸引通路的前端,部分交叉地设置一对切削刃用槽,形成一对切屑引入孔,所以,可以在切削加工或者磨削加工等中形成切削刃用槽,同时设置切屑引入孔,并且,例如,通过变更该切削刃用槽的锥度角θ,可以简单地调整切屑引入孔的形状或大小。
[0023] 第八个发明,在具有与刃部连续并且直径尺寸比刃部小的头部的情况下,如果设置包含该刃部和头部的交界的阶梯的空气导入槽的话,由于空气通过加工孔的内周面与头部之间的间隙被很好地导入到空气导入槽内,所以,在空气导入槽的加工长度变短的同时,与圆筒切削加工和磨削加工等相比,可以比较简单并且迅速地进行头部的加工,从而,可以降低制造成本。
[0024] 在第九个发明中,由于以与加工孔的内周面之间形成截面面积等于和大于切屑吸引通路的截面面积的环状空间的方式决定头部的尺寸d1,所以,足够量的空气流入该头部和加工孔的内周面之间,很好地形成将切屑吸引到切屑引入孔内的空气的气流。附图说明
[0025] 图1是表示本发明的一个实施例的两个刀刃的切屑吸引钻头的图示,(a)是概略的主视图,(b)是前端部的放大图,(c)是从(b)的右方向、即从前端侧看到的端面图,(d)是从(c)的下方看到的图示,与(b)相比,是从围绕轴心O的相位相差90°的方向观察时看到的图示。
[0026] 图2是沿着切削刃用槽将图1的切屑吸引钻头的前端部剖开的剖视图。
[0027] 图3是设置在图1的切屑吸引钻头上的切屑引入孔的放大图。
[0028] 图4是说明利用图1的切屑吸引钻头进行钻孔加工的情况下的空气的气流的剖视图。
[0029] 图5是说明利用包含本发明的制品的四种试验品进行钻孔加工并研究切屑吸引性能的结果的图示。
[0030] 图6是说明本发明的另外的实施例的图示,是对应于图1的(d)的前端部的放大图。
[0031] 图7是说明本发明的进一步的另外的实施例的主视图。
[0032] 符号说明
[0033] 10、50、60:切屑吸引钻头 12、62:刃部 14:头部 16:钻柄 18:切屑吸引通路20:加工孔 22:切削刃用槽 24:切削刃26:后隙面 30:切屑引入孔 32、64:空气导入槽 52:连通槽 O:轴心 D:钻头直径

具体实施方式

[0034] 本发明适合应用于两个刀刃的钻头,但是,也能够适用于一个刀刃的钻头或三个刀刃以上的钻头。钻头的材质,可以使用超硬合金或高速工具等各种工具材料。
[0035] 本发明的切屑吸引钻头,基本上适合于用于不使用切削油剂的干式加工,但是,在适当地获得切屑的吸引作用的范围内,即使使用雾状的切削油剂等,也没有关系。另外,例如,适合应用于对铸件或铸件等切屑细并且不容易纠缠的被切削材料的钻孔加工。
[0036] 本发明适合应用于具有比刃部的直径小的头部的钻头,但是,也可以很好地应用于以和钻头的直径D大致相同的尺寸一直达到钻柄的钻头,或设置随着接近钻柄侧、其直径尺寸连续地变小的倒锥的钻头。在这种情况下,优选地将设置切削刃用槽的刃部,设定在前端侧的比较短的范围内(例如轴向方向的长度L3=1.0D~2.0D左右),空气导入槽以超过该刃部并向钻柄侧伸出的方式设置即可。
[0037] 切削刃用槽也可以与轴心O平行地设置,但是,优选地,使之成为向着与从钻柄侧观察时看到的工具旋转方向相同的方向扭转的螺旋槽,以便由切削刃生成的切屑向着在切削刃用槽上开口的切屑引入孔很好地流动。由于这种切削刃用槽可以短,所以,也可以是相对于轴心O倾斜的直线状的倾斜槽,这种倾斜槽是螺旋槽的一种形式。另外,由于切削刃用槽比较短,并且,通过切屑吸引通路的吸引,将切屑吸入,所以,即使切削刃用槽在向着与从钻柄侧观察时看到的工具的旋转方向相反的方向上扭转、或者倾斜,也可以吸引到切屑吸入孔内。
[0038] 切屑吸引通路,例如,优选地为与轴心O同心地设置的直线状的圆形孔,但是,也可以采用围绕轴心O扭转的螺旋孔或截面为三角形或四角形等的角状孔等,可以是能够使切屑流动的各种形式。在圆形孔的切屑吸引通路的情况下,其直径尺寸d2如果过小的话会阻碍切屑的流动,过大的话会损害工具的刚性,所以,例如,在0.3D~0.7D的范围内是适当的,优选地为0.5D~0.7D左右。这种切屑吸引通路,例如,以达到钻柄侧的端面的方式设置,以便排出切屑,但是,也可以在钻柄的中间部或在钻柄与头部的交界等处,设置在外周面上开口的排出孔等,将切屑排出。
[0039] 空气导入槽,也可以与轴心O平行,但是,为了使空气伴随着工具的旋转流入,优选地,将该空气导入槽制成向着与从钻柄侧观察时的工具旋转方向相反的方向扭转的螺旋槽。在配备有小直径的头部并且只在刃部设置空气导入槽等情况下,在其长度尺寸短时,也可以是相对于轴心O倾斜的直线状的倾斜槽,这种倾斜槽也是螺旋槽的一种形式。另外,由于空气也借助由切屑吸引通路的吸引产生的负压流入空气导入槽内,所以,也可以采用从钻柄侧观察时,向与工具旋转方向相同的方向扭转或者倾斜的空气导入槽。
[0040] 与切削刃用槽相对应,空气导入槽的设置数目与该切削刃用槽的数目相同。这种空气导入槽,例如,是以一定的深度尺寸沿着外周面弯曲的圆弧槽等,可以通过切削加工或者利用砂轮进行的磨削加工等形成。空气导入槽,以不与切削刃用槽交叉或者接触的方式设置,优选地,以除了在工具的前端部流动之外,空气相互不流通的方式,完全分离设置,但是,它们的一部分连接,只有微量的空气流通的话,也没有妨碍。例如,空气导入槽的前端部也可以在切削刃的后隙面与切削刃用槽的交界部分开口。
[0041] 当切屑引入孔的轴向方向的长度L1小于0.3D时,切屑容易发生堵塞,产生熔敷的可能性变高,另一方面,当轴向方向的长度L1大于1.0D时,容易变成只有空气吸入,降低切屑的吸引性能,所以,该长度L1在0.3D~1.0D的范围内是适当的。另外,当切屑引入孔的宽度尺寸L2小于0.15D时,容易发生切屑堵塞,熔敷的可能性变高。另外,该宽度尺寸L2的上限,由切屑吸引通路的大小及切削刃用槽的截面形状等决定。
[0042] 上述切屑引入孔,例如,通过在切屑吸引通路的前端、部分交叉地设置切削刃用槽来形成,但是,并不一定必须将通过交叉形成的孔原封不动地作为切屑引入孔使用,可以根据需要通过磨削加工等将孔扩大并作为切屑引入孔使用。在切削刃用槽与切屑吸引通路完全不交叉的情况下,可以采用在切削刃用槽的底部进行钻孔加工等,使之与切屑吸引通路连通等各种形式。
[0043] 由于刃部只要形成上述切屑引入孔即可,所以,其长度尺寸L3在1.0D~2.0D的范围内是适当的。长度尺寸L3大于2.0D也没有妨碍,但是,例如,在作为空气导入槽形成螺旋槽的螺旋槽的情况下,为了使该空气导入槽不与切削刃用槽干扰(接触),优选地,刃部的长度尺寸L3,即,切削刃用槽的长度尺寸尽可能短。
[0044] 在前述第八个发明中,切削刃用槽设置在未达到刃部与头部的交界的阶梯的范围内,但是,例如在只用空气导入槽难以导入足够的空气、难以形成适当的空气气流的情况下,切削刃用槽也可以以达到刃部与头部的交界的阶梯的方式形成,使得规定量的空气从头部流入到切削刃用槽内。
[0045] 实施例
[0046] 下面,参照附图详细说明本发明的实施例。
[0047] 图1是表示作为本发明的一个实施例的切屑吸引钻头10的图示,(a)是从与轴心O成直角的方向观察时看到的概略的主视图,(b)时前端的刃部12的放大图,(c)是从(b)的右方、即从前端侧观察时看到的端面图,(d)是从(c)的下方观察时看到的图示,是与(b)相比,从围绕轴心O的相位相差90°的方向观察时看到的图示。该切屑吸引钻头10由超硬合金构成,同时,在轴心O上连续地成一整体地配备有:与钻头直径D具有相同直径尺寸的刃部12,比刃部12的直径小、一定直径尺寸d1的头部14,以及与刃部12具有相同直径尺寸的钻柄16。在本实施例中,钻头直径D=10mm,头部14的直径尺寸d1=8mm,在轴心O上,从钻柄16侧的端面起一直到前端部附近,作为切屑吸引通路18,形成一定的直径尺寸d2=6mm(0.6D)的直线状的有底的圆形孔。头部14的直径尺寸d1以如下方式决定,即,为了与加工孔20(参照图4)的内周面之间的环形的间隙21与切屑吸引通路18的截面面积大致相同,令加工孔20的内径=钻头直径D,满足下面的公式(1)。
[0048] D2π-d12π=d22π…(1)
[0049] 在上述刃部12的外周面上,相对于轴心O对称地设置一对切削刃用槽22,在该切削刃用槽22的、在工具前端侧开口的端缘上,分别设置钻孔用的切削刃24。本实施例的切屑吸引钻头10,通过从钻柄16侧观察时右旋地旋转驱动而进行钻孔加工,上述切削刃用槽22被制成以规定的螺旋角(例如20°左右)右旋扭转的螺旋槽,严格地讲,被制成直线状的倾斜槽,伴随着工具的旋转,借助该切削刃用槽22的倾斜,指向头部14侧的方向的分力作用到由切削刃24生成的切屑上。另外,在切削刃24上,以规定的刃口斜角ρ、呈圆弧状退避的方式,形成后隙面26。刃口斜角ρ在本实施例中大约为10°。
[0050] 上述切削刃用槽22,如2图所示,在前端例如残留1.0~1.3mm左右的钻心厚度的状态下,以从其前端相对于轴心O以规定的锥度角θ倾斜的方式,通过利用砂轮等的磨削加工来形成,通过其槽底的一部分与前述切屑吸引通路18交叉(干涉),形成切屑引入孔30。图3是表示该切屑引入孔30的主视图,即相当于图1(b)的形状的放大图,切屑引入孔
30的与轴心O平行的方向的轴向方向长度L1在0.3D~1.0D的范围内,作为与轴向方向成直角的宽度方向上的最大尺寸的宽度尺寸L2在0.15D以上。该切屑引入孔30的形状及大小,由上述锥度角θ及切削刃用槽22的截面形状决定,在本实施例中,锥度角θ≈20°,轴向方向的长度L1≈5.0mm(0.5D),宽度尺寸L2≈2.5mm(0.25D)。图2是沿着切削刃用槽22的倾斜(扭转)剖开的剖视图。
[0051] 为了使切削刃用槽22不达到头部14,严格地讲,不达到头部14与刃部12的交界处的阶梯,以其轴向方向的长度L3在1.0D~2.0D的范围内的方式设定刃部12,在本实施例中,令L3≈12mm(1.2D)。
[0052] 另外,在刃部12的外周面上,以不与切削刃用槽22交叉的方式,相对于轴心O对称地设置一对空气导入槽32。空气导入槽32,是在从钻柄16侧观察时与工具旋转方向相反的方向上、即左旋地、以规定的螺旋角(例如30°左右)扭转的螺旋槽,以包含头部14和刃部12的交界的阶梯并达到后隙面26的方式设置,伴随着钻孔加工时的工具的旋转,使外部空气沿着空气导入槽32向工具的前端侧流动。该空气导入槽32,通过利用砂轮等进行的磨削加工,以规定宽度尺寸(例如2~3mm左右),例如以槽底直径大致等于或者小于头部14的直径尺寸、至少不达到切屑吸引通路18的方式形成。在本实施例中,空气导入槽32,在其整个长度上不与切削刃用槽22接触,与之完全分离地设置。
[0053] 并且,这种切屑吸引钻头10,如图4所示,在前述切屑吸引通路18的后端部、即在钻柄16侧的开口部上,连接有吸引装置40,一面利用该吸引装置40以规定的吸引力吸引空气,一面利用图中未示出的加工机械(加工中心等)从钻柄16侧观察时围绕轴心O右旋地旋转驱动,使之向工具前端侧前进,利用切削刃24对铸件等被切削材料42进行钻孔加工。在这种情况下,钻孔加工生成的切屑,被从形成于切削刃用槽22的切屑引入孔30吸引到切屑吸引通路18内,向钻柄16侧排出。
[0054] 这里,在本实施例中,由于在刃部12的外周面上以达到切削刃24的后隙面26的方式设置空气导入槽32,所以,空气被很好地导入到由切削刃24生成切屑的工具前端部,伴随着由切屑吸引通路18产生的对空气的吸引,从空气导入槽32被导入到工具前端部的空气,和切屑一起被很好地吸引到切屑引入孔30内。特别是,通过在刃部12的外周面上设置空气导入槽32,在工具的内部只设置一个切屑吸引通路18,所以,能够充分地确保该切屑吸引通路18的截面积,能够随着该切屑吸引通路18的扩大而使切屑吸入孔30变大,因此,在抑制切屑堵塞的同时,可以获得优异的切屑吸引性能。
[0055] 另外,与在工具内部设置空气导入通路的情况相比,由于空气导入部位更接近生成切屑的切削刃24,所以,可以更有效地将该切屑导入到切屑引入孔30内,进一步提高切屑吸引性能。
[0056] 另外,当伴随着钻孔加工的进行,设置切削刃用槽22的刃部12进入加工孔20内时,由于空气从该切削刃用槽的流入受到限制,所以,以空气导入槽32为中心,空气被导入到工具前端,在从该工具前端侧被吸入到切屑引入孔30内时,切屑被更好地吸引到切屑吸引通路18内。即,空气导入槽32,以包含刃部12与头部14的交界的阶梯的方式形成,与以不达到该交界处的阶梯的方式设置的切削刃用槽22相比,以向钻柄16侧伸出的方式设置,同时,由于所述空气导入槽32及切削刃用槽22不相互交叉、完全分离地形成,所以,在设置切削刃用槽22的刃部12完全进入加工孔20内之后,空气主要从空气导入槽32被导入到工具前端部,获得优异的切屑吸引性能。图4的粗线箭头,表示这时的空气的气流。
[0057] 另外,在本实施例中,由于空气导入槽32是向与工具旋转方向相反的方向扭转的螺旋槽,所以,伴随着钻孔加工时的工具的旋转,可以更好地经由空气导入槽32向工具前端侧导入空气,与切屑吸引通路18产生的空气的吸引相结合,很好地形成从空气导入槽32经由工具前端部向切屑引入孔30的空气的气流,借助该空气的气流,更好地将切屑吸引到切屑吸引通路18内。
[0058] 另外,在本实施例中,由于设置切削刃用槽22的刃部12的轴向方向的长度L3在1.0D~2.0D的范围内,比较短,所以,降低加工孔20与刃部12的滑动接触产生的加工阻力,并且,在加工比该刃部12深的孔时,在该刃部12完全进入加工孔20内之后,空气经由头部14与加工孔20的内周面之间的间隙21及空气导入槽32被导入到工具前端部,获得优异的切屑吸引性能。
[0059] 另外,在本实施例中,由于切屑引入孔30的轴向方向的长度L1在0.3D~1.0D的范围内,与轴向方向垂直的宽度尺寸L2在0.15D以上,所以,由切削刃24产生的切屑被很好地吸引到切屑引入孔30内。特别是,在铸件等生成比较小并且不容易纠缠的一起的切屑的情况下,可以很好地吸引并除去该切屑。
[0060] 另外,在本实施例中,由于在切削刃24的后隙面26上,以规定的刃口斜角ρ形成圆弧状的退刀槽,所以,可以使被导入到空气导入槽32内的空气通过切削刃24的后隙面26与加工孔20的底面之间的间隙很好地向切削刃用槽22内流入,很好地形成将切屑吸引到切屑引入孔30内的空气的气流。
[0061] 另外,在本实施例中,由于相对于轴心O对称地设置一对切削刃24,设置与工具的轴心O同心的单一的切屑吸引通路18,所以,能够确保大的流动截面面积,一面抑制切屑的堵塞,一面能够很好地将由一对切削刃24生成的切屑向钻柄16侧排出。
[0062] 另外,在切屑吸引通路18的前端,部分交叉地设置一对切削刃用槽22,并且,形成一对切屑引入孔30,所以,在利用磨削加工形成切削刃用槽22时,可以同时设置切屑引入孔30,同时,通过变更该切削刃用槽22的锥度角θ,可以简单地调整切屑引入孔30的形状及大小。
[0063] 另外,在本实施例中,在具有与刃部12连续并且直径尺寸比刃部12小的头部14的情况下,如果包括该刃部12和头部14的交界的阶梯并设置空气导入槽32的话,由于能够很好地通过加工孔20的内周面与头部14之间的间隙21将空气导入到空气导入槽32内,所以,空气导入槽32的加工长度变短,同时,头部14的加工可以通过外圆磨削加工等比较简单并且迅速地进行,从而可以降低制造成本。
[0064] 另外,由于上述头部14的直径尺寸d1以如下方式决定,即,在与加工孔20的内周面之间形成截面面积与切屑吸引通路18的截面面积大致相同的环形空间,所以,在该头部14与加工孔20的内周面之间,流入足够量的空气,很好地形成将切屑吸引到切屑引入孔30内用的空气的气流。
[0065] 其次,如图5(b)所示,准备切屑引入孔30的大小不同及空气导入槽32的有无不同的四种试验品No1~No4,在(a)所示的试验条件下,进行钻孔加工,说明研究切屑吸引性能的结果。试验品No1~No4的基本形状与前述实施例的切屑吸引钻头10相同,备有直径尺寸d2=6mm的切屑吸引通路18,利用切削刃用槽22的锥度角θ,改变切屑引入孔30的形状。具有空气导入槽32的试验品No3、No4是本发明的制品,其中的试验品No3与前述实施例相同。
[0066] 并且,将利用试验品No3进行的钻孔加工时经由切屑吸引通路18吸引的切屑的重量作为100%,比较切屑的吸引量,获得图5(b)所示的结果。在切屑引入孔30比较小并且不配备有空气导入槽32的试验品No1中,不能很好地吸引切屑,在切屑引入孔30上发生堵塞并且熔敷,不能进行钻孔加工。试验品No2,设置与试验品No3相同形状的切屑引入孔30,但是,由于不配备空气导入槽32,所以,不能很好地形成空气的气流,与试验品N03相比,切屑吸引量为85%左右。试验品No4,切屑引入孔30大,从而为切削刃用槽22超过刃部12并一直达到头部14的情况,由于在刃部12完全进入加工孔20内之后,空气经由该切削刃用槽22被吸引到切屑引入孔30内,所以,切屑的吸引性能受到与之相应的损失,与试验品No3相比,切屑吸引量为90%左右。
[0067] 其次,说明本发明的其它的实施例。另外,在下面的实施例中,对于和前述实施例实质上相同的部分,赋予相同的标号,省略其详细说明。
[0068] 图6的切屑吸引钻头50与前述实施例相比,是以将前述空气导入槽32与切削刃用槽22连接起来的方式在切削刃24的后隙面26上设置连通槽52的情况。在这种情况下,使得被导入到空气导入槽32内的空气通过该连通槽52很好地流入到切削刃用槽22内,与由前述刃口斜角ρ产生的后隙面26的退刀槽相结合,很好地形成将切屑吸引到切屑引入孔30内用的空气的气流。另外,通过这样设置连通槽52,可以缩小刃口斜角ρ,提高设计自由度
[0069] 图7的切屑吸引钻头60设置倒锥,该倒锥从钻头的前端起,随着向钻柄16侧接近,直径尺寸连续地变小,切削刃用槽22和前述实施例相同,设置该切削刃用槽22的轴向方向长度L3的范围,是刃部62。另一方面,以与一对切削刃用槽22相对应并达到后隙面26的方式设置的一对空气导入槽64,和前述空气导入槽32一样,以不与切削刃用槽22交叉的方式左旋地设置,其长度尺寸足够长,呈螺旋状设置于钻头的外周面,在钻孔加工时,即使刃部62完全进入加工孔20内,也可以从空气导入槽64将外部空气导入到工具前端部。
[0070] 在本实施例中,包括刃部62在内,在其外周面上设置空气导入槽64,由于外部空气经由该空气导入槽64被很好地导入到工具前端部,所以,在工具内部可以只设置一个切屑吸引通路18,能够充分确保该切屑吸引通路18的截面面积,伴随着该切屑吸引通路18的扩大,切屑引入孔30也能够变大,所以,能够抑制切屑堵塞的发生,同时,获得优异的切屑吸引性能等,具有和前述实施例同样的效果。
[0071] 上面,根据附图对本发明的实施例详细地进行了说明,但是,它们只不过是一种实施方式,基于本领域工作人员的知识,能够以进行各种变更、改进的形式实施本发明。
[0072] 工业上的利用可能性
[0073] 本发明的切屑吸引钻头,由于在刃部的外周面上设置空气导入槽,能够经由该空气导入槽将外部空气很好地导入到工具前端部,所以,在工具的内部,可以只设置切屑吸引通路,能够充分确保该切屑吸引通路的截面面积,伴随着该切屑吸引通路的扩大,可以加大切屑引入孔,所以,能够抑制切屑堵塞的发生,同时获得优异的切屑吸引性能,适合于不排出切屑的环境优异的钻孔加工。
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