CN112974921A - 钻孔工具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种通过改变构造来提高切屑的排出性的钻孔工具。钻孔工具具备在前端部具有切削刃62的切削刀片60和安装有该切削刀片60的主体10，而且，钻孔工具还在主体10的内侧具备中空状的排出流路12，该排出流路12具有将切屑S朝向与前端部相反的基端部的方向引导的曲面14。

Description

钻孔工具

技术领域

本发明涉及一种钻孔工具。

背景技术

以往，作为用于进行钻孔加工的工具，使用在主体的侧面将用于使切屑排出孔外的槽设为螺旋状的刀头更换式钻头等(例如参照专利文件1)。

此外，作为用于进行深孔的切削加工的工具，使用从外部供给切削油并将切屑从内部排出的所谓的BTA(Boring&Trepanning Association)方式的工具。在该方式中，例如，通常使用形成如下结构的专用工具或设备：将钻头头部(drill head)拧入钻管(drilltube)，从钻管与被加工的孔之间供给来的切削油到达刀头，并与切屑一起从钻管中排出。在这样的工具或设备中，切削油的流量被设计为较大，使得切屑从管内排出，其无需排屑槽而采用圆筒的管形状，容易得到较高的刚性。此外，其与枪管钻床(Gun drill machine)相比，能够提高加工性能。

现有技术文献

专利文献1：国际公开公报WO01/98008号公报

发明内容

但是，如上述的BTA方式般的工具或设备由于采用专用的复杂结构，需要较高成本。另一方面，在通用的钻孔工具或设备中，由于没有形成一边供给大量切削油一边进行切削的结构，因此难以如BTA方式般一边利用切削油充分地排出切屑一边进行切削。而且，尚未发现在使用通用的钻孔工具或设备的同时，如BTA的方式般一边利用切削油充分排出切屑一边进行切削的想法或技术。

因此，本发明的目的在于，提供一种通过改变构造来提高切屑的排出性的钻孔工具。

本发明的一个实施方式为一种钻孔工具，其特征在于，上述钻孔工具具备：切削刀片，上述切削刀片在前端部具有切削刃；以及主体，上述主体安装有该切削刀片，上述钻孔工具在主体的内侧具备中空状的排出流路，上述排出流路具有将切屑朝向与前端部相反的基端部的方向引导的曲面。

根据如上所述的实施方式的钻孔工具，在该工具旋转时，通过排出流路的曲面而作用将切屑朝向基端部的方向引导的力，因此能够谋求切屑的排出性的提高。因此，即使不采用如BTA方式般的专用的复杂结构而使用通用的钻孔工具或设备，也能够如BTA方式般一边充分排出切屑一边进行钻孔加工。而且，根据如上所述的在主体的内侧具备中空状的排出流路的钻孔工具，能够一边使供给的切削油与切屑通过该排出流路排出一边进行钻孔加工。

如上所述的钻孔工具中的排出流路也可形成于该钻孔工具的旋转轴与外周面之间。

如上所述的钻孔工具中的曲面也可为具备在该钻孔工具旋转时对切屑产生向基端部的方向的推动力的倾斜的面。

如上所述的钻孔工具中的曲面也可围绕该钻孔工具的旋转轴而形成为螺旋状。

如上所述的钻孔工具中的曲面也可在与旋转轴垂直的横截面中形成为凹状。

如上所述的钻孔工具也可设有多个切削刀片，与切削刀片数量相同的排出流路对应于各个切削刀片并设为从前端部向基端部延伸、且在其途中汇合的形状。

在如上所述的钻孔工具中，多条排出流路也可设为以该钻孔工具的旋转轴为中心而轴对称。

如上所述的钻孔工具也可进一步具备支承构件，上述支承构件为安装于主体的基端部并支承该主体的构件，并设有与主体的排出流路连通的中空流路。

如上所述的钻孔工具也可进一步具备供给切削油的切削油供给路。

在如上所述的钻孔工具中，切削油供给路也可包含形成于主体的周面的切削油供给槽。

附图说明

图1为显示作为钻孔工具的构成部件之一的主体的一个例子的立体图。

图2为显示作为钻孔工具的构成部件之一的内筒构件的一个例子的立体图。

图3为显示作为钻孔工具的构成部件的内筒构件和外筒构件的立体图。

图4为显示作为钻孔工具的构成部件之一的衬套(bush)的一个例子的立体图。

图5为显示作为钻孔工具的构成部件的主体和主体罩的立体图。

图6为显示将内筒构件、外筒构件、衬套组合后的状态的立体图。

图7为显示钻孔工具的前端部附近的结构的立体图。

图8为显示钻孔工具的前端部附近的结构的侧视图。

图9为进一步放大显示钻孔工具的前端部附近的结构的立体图。

图10为显示钻孔工具的前端部附近的结构的纵剖视图。

图11为从其他角度观察钻孔工具的前端部附近的结构的立体图。

图12为图8的XII-XII线处的钻孔工具的剖视图。

图13为图8的XIII-XIII线处的钻孔工具的剖视图。

图14为图8的XIV-XIV线处的钻孔工具的剖视图。

图15为将内筒构件、外筒构件、衬套组合后的状态的纵剖视图。

具体实施方式

下面，参照附图，对本发明所涉及的切削工具的优选实施方式作详细说明。

本实施方式的钻孔工具1为具备主体10、内筒构件20、外筒构件30、衬套40、主体罩50这五个部件，并以旋转轴1C为中心进行旋转而对被切削材料进行钻孔加工的工具。在钻孔工具1的前端部1A安装有具有切削刃62的切削刀片60(参照图1等)。在基端部1B与前端部1A之间，形成有包含圆柱面以及圆锥面这两者的外周面1D。

在下文中，将五个部件(主体10、内筒构件20、外筒构件30、衬套40、主体罩50)示于附图，同时对钻孔工具1的构造进行说明。

主体(第一部件)10为由金属材料形成的棒状构件，它形成为沿着钻孔工具1的旋转轴1C而从基端10B向前端10A延伸的形状(参照图1、图5等)。旋转轴1C是作为钻孔工具1的旋转中心的假想直线，它贯穿主体10的中心。在本实施方式的主体10设有排出流路12、安装座16、喷射口17、引导槽18。

排出流路12为用于排出通过该钻孔工具1对被切削材料进行钻孔加工时产生的切屑(在图5中以符号S表示)的流路。在本实施方式中，具有曲面14的中空状的排出流路12形成于主体10的内侧，该曲面14将在钻孔工具1的前端部1A处产生的切屑S朝向基端部1B的方向引导。排出流路12的条数、具体的形状没有特别限定，但在本实施方式中，共计两条排出流路12以与在该钻孔工具1的前端部1A中配置为轴对称的两个切削刀片60中的每一个逐一对应的方式形成为围绕旋转轴1C轴对称且为螺旋状(参照图5等)。

这些排出流路12以在旋转钻孔加工时使切屑S向基端部1B的方向移动的形态形成于该钻孔工具1的旋转轴1C与外周面1D之间(参照图5等)。例如在本实施方式中，形成如下排出流路12：该排出流路12为随着钻孔工具1在旋转方向(从前端部1A侧观察时为逆时针的方向，图1中符号R所示的方向)上旋转而将切屑S送入基端部1B侧的右螺纹状的螺旋形，且为以旋转轴1C为中心而轴对称的形状(参照图7、图8等)。这一对排出流路12形成为从主体10的前端10A向基端10B延伸、且在延伸途中在旋转轴1C附近进行汇合的形状(参照图5、图10等)。

对于作为排出流路12的表面的曲面14的形状也没有特别限定，但在本实施方式中，曲面14形成为在与旋转轴1C垂直的横截面中形成凹状(参照图1等)。对于在这种情况下的曲面14的形状，其曲率可以一样，也可随在径向(或轴向)上的位置的不同而改变，也可适度地设有扭转。总之，只要为在旋转时从曲面14的表面对切屑S有效地作用将其朝向基端部1B侧引导的分力的形状即可。

由如上所述的曲面(排出面)14形成的排出流路12通过在使用钻孔工具1的钻孔加工时，产生从曲面14向切屑S作用的力(朝向垂直于面的方向的阻力)N的朝向基端部1B侧的分力N_B，并作用朝向基端部1B的方向引导的力，来提高该切屑S的排出性能。从这个观点出发，排出流路12的曲面14优选形成为：对于任意处的切屑S均能有效地作用朝向基端部1B的方向引导的力。

此外，需要事先附注的是，在图5等中，为了易于从视觉上掌握曲面14的凹形状，在该曲面14的表面示意了多条平行的曲线，但在实际的钻孔工具1中的排出流路12的表面，并没有形成如图示般的细槽或图案。

安装座16为用于安装切削刀片60的底座。在本实施方式的主体10中，在其前端10A处围绕旋转轴1C形成为轴对称的位置设有两个安装座16(参照图5等)，两个切削刀片60各自安装于该两个安装座16。在该安装座16中，切削刀片60通过装配螺钉64而被安装于指定位置。

喷射口17为喷射由衬套40的基端40B侧供给来的切削油(也兼具作为冷却剂的功能)的口。在本实施方式中，将喷射切削油的多个放射状的喷射口17沿周向等间隔地配置于主体10的外周的锥形的圆锥面(在图5等中以符号10D表示)(参照图9、图13等)。在主体10与内筒构件20之间，形成有筒状的切削油供给路(在附图中以符号70表示)，通过该切削油供给路70而从喷射口17喷射出的切削油穿过小径部10E周围的空间而流向引导槽18。

引导槽18为用于将从喷射口17喷射出的切削油供给至该钻孔工具1的前端部1A的槽。在本实施方式中，将螺旋状的引导槽18设于主体10的外周面(参照图7、图11、图12等)。当在主体10的外侧安装主体罩50时(参照图5等)，在该主体罩50与主体10之间形成包含引导槽18的切削油供给路70。通过该切削油供给路70而被供给至钻孔工具1的前端部1A的切削油在被切削材料的孔底掉转，而通过形成于主体10的排出流路12排出。

内筒构件(第二部件)20为安装于主体10的基端10B的筒状构件(参照图1、图2等)。在内筒构件20的前端20A形成有锥形的扩径部22(参照图2等)。应予说明，符号20B表示内筒构件20的基端。

外筒构件(第三部件)30与内筒构件20相比，直径更大且长度更短(轴向长度短)，其为安装于内筒构件20的外侧的筒状构件(参见图3等)。在该外筒构件30与内筒构件20之间，形成有作为切削油供给路70的一部分的、截面为环状的供给路(参照图15)。应予说明，符号30A表示外筒构件30的前端，符号30B表示外筒构件30的基端。

衬套(第四部件)40安装于主体10的基端10B侧，并且作为支承该主体10的支承构件而发挥作用。衬套40的形状、结构没有特别限定，但在本实施方式中，采用了具有中空流路42的中空形状的构件(参照图4等)。中空流路42形成为经由内筒构件20而与主体10的排出流路12连通(参照图15等)。应予说明，符号40A表示衬套40的前端，符号40B表示衬套40的基端。

主体罩(第五部件)50为安装于主体10的外侧的构件。本实施方式的主体罩50覆盖主体10的外周中包含圆锥面10D的部分，并在其与主体10的外周面之间形成切削油供给路70(参照图9等)。

如上所述的五个部件(主体10、内筒构件20、外筒构件30、衬套40、主体罩50)的组装步骤将在下文中示出(参见图6等)。

在外筒构件30的内侧插入内筒构件20，将外筒构件30的基端30B嵌入衬套40的前端40A(参照图6)。接着，将内筒构件20的前端20A嵌入主体10的基端10B(参照图7、图8、图14)。然后，通过在主体10的外周安装主体罩50(参照图9、图10)，从而完成组装。

对组装后的钻孔工具1中的切削油供给路70的概略进行说明(参照图11、图15等)。

从衬套40的基端40B供给来的切削油通过由内筒构件20与衬套40之间的空隙形成的切削油供给路70，接着通过主体10与内筒构件20之间的筒状的切削油供给路70，从喷射口17喷出，然后穿过小径部10E的周围的空间而流向引导槽18，再通过包含该引导槽18的切削油供给路70，从而供给至钻孔工具1的前端部1A。

在如本实施方式般的钻孔工具1中，通过与以往相比构造不同的新的排出流路12，对向基端部1B侧流动的切削油施加螺旋方向的力，因此，对于该切削油的流动(旋流(spiral flow))产生推动力，从而提高旋转时的切削油、切屑S的排出性(参照图5)。对于这样的钻孔工具1，即使是在与一边供给大量切削油一边进行切削的BTA方式这样的结构不同的设备(即，由于切削油的量不大，相应地排出性较差的设备。一般来说，在切削时，如果油的流量不大，则无法高效地排出切屑，因此专用机大多被设计为使油的流量增大)中，也能够一边充分地排出切屑S一边进行钻孔加工。这意味着能够应用于与BTA方式这样的结构不同的通用设备，应用范围扩大，即使不是高成本的设备也能够进行排出性高的加工等。

此外，在如本实施方式般的钻孔工具1中，由于采用了在内部形成有排出流路12的中空构造的主体10，因此容易获得刚性。即，虽然中空构造的构件比实心构造的构件重量轻，但能够实现与同等尺寸的实心构造的构件同等程度的刚性。换言之，即使从使钻孔工具1轻量化的观点来看，中空构造的主体10也可以说是优选的构造。

此外，关于用于深孔加工的所谓的长钻头(long drill)，如果想要制作轴向的长度较长的主体，则切屑排出槽的长度变长，要削掉的主体的部分的量增加，存在相对于主体的长度而言刚性不足的问题。这一点，通过采用了如上所述的中空构造的主体10的本实施方式的钻孔工具1，能够解决这样的相对于主体的长度而言刚性不足的问题。

应予说明，上述的实施方式为本发明的优选实施方式的一个例子，但不限定于此，在不脱离本发明的主旨的范围内，可实施各种变形。例如，在本实施方式中，对切削刀片60和排出流路12均各设有两个的钻孔工具1进行了说明，但这仅为优选的一例。除此之外，也可以设置多个(3个以上)切削刀片60，并使与此数量相同的排出流路12与各个切削刀片60相对应并设为从前端部1A向基端部1B延伸、且在其途中进行汇合的形状。

此外，在上述的实施方式中，例示了形成为使用于排出切屑S等的流路的内径随着朝向基端部1B而变小(φA>φB>φC)的钻孔工具1(参照图12～图14)，但这也仅是优选的一例。

产业上的可利用性

本发明适合应用于钻孔工具。

符号说明

1…钻孔工具，1A…前端部，1B…基端部，1C…旋转轴，1D…外周面，10…主体，10A…前端，10B…基端，10D…外周的圆锥面，10E…小径部，12…排出流路，14…排出面(曲面)，16…安装座，17…喷射孔，18…供给槽(引导槽)，20...内筒构件，20A…前端，20B…基端，22…扩径部，30…外筒构件，30A…前端，30B…基端，40…衬套(支承构件)，40A…前端，40B…基端，42…中空流路，50…主体罩，60…切削刀片，62…切削刃，64…装配螺丝，70…切削油供给路，N…从曲面作用于切屑的力，N_B…朝向基端部侧的分力，S…切屑。

Claims (10)

1.一种钻孔工具，其特征在于，

所述钻孔工具具备：

切削刀片，所述切削刀片在前端部具有切削刃；以及

主体，所述主体安装有该切削刀片，

所述钻孔工具在所述主体的内侧具备中空状的排出流路，所述排出流路具有将切屑朝向与所述前端部相反的基端部的方向引导的曲面。

2.如权利要求1所述的钻孔工具，其中，

所述排出流路形成于该钻孔工具的旋转轴与外周面之间。

3.如权利要求1或2所述的钻孔工具，其中，

所述曲面为具备倾斜的面，所述倾斜在该钻孔工具旋转时对所述切屑产生朝向所述基端部的方向的推动力。

4.如权利要求3所述的钻孔工具，其中，

所述曲面围绕该钻孔工具的旋转轴而形成为螺旋状。

5.如权利要求4所述的钻孔工具，其中，

所述曲面在与所述旋转轴垂直的横截面中形成为凹状。

6.如权利要求1至5中任一项所述的钻孔工具，其中，

所述钻孔工具设有多个所述切削刀片，与所述切削刀片数量相同的所述排出流路对应于各个切削刀片并设为从所述前端部向所述基端部延伸、且在其途中汇合的形状。

7.如权利要求6所述的钻孔工具，其中，

多条所述排出流路设为以该钻孔工具的旋转轴为中心而轴对称。

8.如权利要求1至7中任一项所述的钻孔工具，其中，

所述钻孔工具还具备支承构件，所述支承构件为安装于所述主体的基端部并支承该主体的构件，并设有与所述主体的所述排出流路连通的中空流路。

9.如权利要求1至8中任一项所述的钻孔工具，其中，

所述钻孔工具还具备供给所述切削油的切削油供给路。

10.如权利要求9所述的钻孔工具，其中，

所述切削油供给路包含形成于所述主体的周面的切削油供给槽。

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