枪钻钻头 【技术领域】
本发明是有关一种使用于深孔加工的枪钻钻头。
背景技术
作为深孔加工方式，虽公知地有枪钻钻头方式、顶出具(ejector)方式(双管方式)、单管方式等种种方式，但直径小的深孔加工则以枪钻钻头方式最为适当。即，枪钻钻头方式，一般是使用于横截面2/3-3/4圆形的中空的工具柄的前端上，设置同样横截面外形的切削头的枪钻钻头，通过中空的工具柄的内部，一面将所供应的冷却剂自切削头前端面的冷却剂吐出口供应到切削部位上，一面进行切削的同时，可将伴随着此切削而产生的切屑与冷却剂一起沿着中空的工具柄外周缘的长度方向，通过截面V字形状的切屑排出沟而朝外部排出，即使直径小，也可通过取较大的切屑排出沟的流路截面积，使冷却剂的输送压可依据工具的长度来决定，所以即使切削孔变深时，因为不必要增高输送压，所以适合小直径的深孔加工。
接着，作为上述的枪钻钻头，在切削头的前端面上具备有，切屑排出沟于前端面上开放的主排出口、相对于主排出口，在径方向的大致对向位置上，于前端面上开口的副排出口、从此副排出口通过切削头内部，到切屑排出沟的旁通流路孔、以及在径方向的大致对向位置上，于前端面开口的二个冷却剂吐出口。并有由多个切刃面对所述主排出口与副排出口分配形成的结构(专利文献1：日本特开2005-118940号公报)。在此种枪钻钻头上，从切削头前端面的二个冷却剂吐出口，将冷却剂分配供应到切削部位上，此冷却剂与切屑同时自该前端面的主排出口及副排出口，效率良好地排出至切屑排出沟，基于此良好的切屑排出性，进而可得到高切屑效率的优点。
接着，如图13的(A)和(B)及图14是表示如上述于切削头前端面上，各设置一对冷却剂吐出口及排出口的枪钻钻头的一例。在此枪钻钻头上，于工具柄51的前端部上，切削头52将与连结轴部52b榫接嵌合呈同轴状的连结状态，从此工具柄51的基部侧到切削头52的前端形成直线且截面大致呈V字形状的切屑排出沟53的同时，从工具柄51的内部到切削头52的连结轴部52b内连通的冷却剂供应路54，在切削头本体部52a内分歧成二股，来作为在切削头前端面于径方向上，对向配置开口，作为二个冷却剂吐出口55a、55b。并且，在切削头前端面上，具有切屑排出沟53的前端开放部的主排出口56a、以及在其径方向的大致对向位置上，具有开口的副排出口56b。而从此副排出口56b通过切削头内部到切屑排出沟，则形成旁通流路孔57。面对主排出口56a，内侧及外侧的切刃58a、58c是固装着的同时，面对副排出口56b，中间的切刃58b也是固装着。符号59是在切削头52的前端侧周面上固装的引导垫。
【发明内容】
然而，公知的枪钻钻头，如图14所示，因为切削加工中的切削头52借着外侧的切刃58c与引导垫59、59，可与切削孔H的内周滑接，该切削头52的周面与切削孔H地内周间，产生一间隙t，因此含有切屑的冷却剂的其中一部分，会从切削头前端面流入该间隙t，而常常在后方侧的工具柄51的外周部上，引起切屑堵塞，进而在切削孔H的内周，造成损伤或降低加工精度外，又因旋转负载增大进而影响到工具破损等问题存在。并且，这些问题，虽如图所示在切削头52前端面上，是具备有各一对的冷却剂吐出口55a、55b及排出口56a、56b的枪钻钻头时，情况尤其显着，但在其它一般的枪钻钻头上，也经常会发生。
本发明是鉴于上述的情况，作为枪钻钻头，提供可将被吐出到切削部位上的冷却剂与切屑一起集中到切屑排出沟后排出，用以可防止由于切屑堵塞而引起切削孔内周的损伤或加工精度的降低的同时，由于旋转负载的减轻，进而可提高切削效率及图谋获得长寿命化的目的。
为了达成上述目的，本发明提供一种枪钻钻头其特征在于：于工具柄1与装设在其前端部切削头2的内部，具备有连通两者1、2的冷却剂供应路10、20的同时，亦具备有从该工具柄1的基部侧，涵盖到切削头2前端的外周面上，沿着长度方向具备一条直线状的切屑排出沟3。切削头2，是在其前端面2c上具有：连通冷却剂供应路20的冷却剂供应孔21a、21b、以及与切屑排出沟3连通的排出口(主排出口22a、副排出口22b)，同时亦在其外周面上，跨接切屑排出沟3涵盖全周形成连续的环状凸出部4a。
根据本发明的枪钻钻头平行配置多条环状凸出部4a，而形成曲状填封(labyrinth seal)部4的结构。
根据本发明的枪钻钻头，切削头2是具备有，切屑排出沟3在前端面开放的主排出口22a、相对于主排出口22a，在径方向的大致对向位置上，于前端面开口的副排出口22b；从此副排出口22b通过切削头内部到切屑排出沟3的旁通流路孔23、以及在径方向的大致对向位置上，于前端面开口的二个冷却剂吐出口21a、21b。多个切刃5a～5c则是被分配形成面对主排出口22a及副排出口22b的同时环状凸出部4a则是比旁通流路孔23的切屑排出沟3的合流部更朝向切削头基端侧上配置的结构。
根据本发明的枪钻钻头，于工具柄1的前端部上，切削头2的基端部(连结轴部2b)可装卸自如地被同轴连结着的结构。
根据本发明的枪钻钻头，工具柄1，是至少切屑排出沟3的形成部分是呈截面C状的柄本体11的内侧上，插嵌有将内部作为冷却剂供应路10的管材料12，通过该管材料12的前端部在外周上设置的公螺纹12a，螺接于柄本体11侧上的结构。
根据本发明所述的枪钻钻头，在切削加工中，从切削头2的前端面的冷却剂吐出口21a、21b吐出的含有切屑的冷却剂的其中一部分，但是并不会流入排出口22a、22b，而会流入切削头2的周面与切削孔H的内周间的间隙t。但是此间隙t是在该切削头2的环状凸出部4a的位置上堵塞住，而可阻止朝向后方的浸入，所以在该环状凸出部4a的位置上，几乎全部的冷却剂都集中在切屑排出沟3，顺着其流动，切屑可通过切屑排出沟3，而强有力地向后方排出，所以不会发生切屑堵塞的现象，进而可防止由于此切屑堵塞而引起切削孔内周的损伤或加工精度的降低的同时，由于旋转负载的减轻而提高切削效率，而枪钻钻头本身也可获得长寿命。
根据本发明的枪钻钻头，平行配置多条切削头2的环状凸出部4a，而设置了曲折填封部4，所以通过该环状凸出部4a，阻止冷却剂浸入的效果大，更可确实地防止切屑堵塞。
根据本发明，因为切削头2是建构成具有各一对的冷却剂吐出口21a、21b及排出口22a、22b，所以相对于可获得高切削效率，但其具有本来容易发生切屑堵塞的问题，但是因为透过切削头2的环状凸出部4a可防止该切屑堵塞，所以基于此种构成，而可尽享受到高切削效率的优点。
根据本发明，因为切削头2对工具柄而言，是可装卸自如的独立构件，所以因为消耗或损伤的而须更换新品的切削头或是对应切削条件的各种不同种类的更换是可能的，且更具有可容易且价廉地以切削头为单位，进行环状凸出部4a的形成加工的优点。
根据本发明，工具柄1的冷却剂供应路10是在管材料12内构成，而把此管材料12的前端侧螺接于柄本体11侧，所以具有该工具柄1的加工制作的可容易且价廉地进行的优点存在。
【附图说明】
图1表示本发明的一实施方式所述的枪钻钻头，其中，(A)为全体的侧视图，(B)为前视图。
图2表示切削加工中的同一枪钻钻头的切削头侧的纵截面的侧视图。
图3是图2中V-V线由箭头方向观察的剖面图。
图4是图2的W-W线由箭头方向观察的剖面图。
图5是用于同一枪钻钻头的切削头的侧视图。
图6是图5的X-X线由箭头方向观察的剖面图。
图7是图6的Y-Y线由箭头方向观察的剖面图。
图8是用于同一枪钻钻头的工具柄的前端侧的纵截面的侧视图。
图9是图8的Z-Z线由箭头方向观察的剖面图。
图10是表示对同一枪钻钻头的工具柄的柄本体，切削头的连结轴部的连结顺序，其中，(A)是柄本体及连结轴部的嵌合前的纵截面的侧视图，(B)是表示同嵌合后的旋转操作的纵截面的侧视图，(C)是表示于旋转操作后的由侧锁方式的固定操作的纵截面的侧视图。
图11是表示用于同一工具柄的管止住构件，其中，(A)是前视图，(B)是纵截面的侧视图，(C)是(B)的C-C线由箭头方向观察的剖面图。
图12是表示在同一工具柄的管止住构件的管材料的连结操作的纵截面的侧视图。
图13是表示习知枪钻钻头的一构成例，其中，(A)是全体的侧视图，(B)是前视图。
图14是表示依据习知的枪钻钻头的切削状态的纵截面的侧视图。
【符号说明】
1 工具柄
10 冷却剂供应路
11 柄本体
11a 连结用凹陷部
12 管材料
12a 公螺纹
13 管止住构件
13a 母螺纹
2 切削头
2a 头本体
2b 连结轴部(基端部)
20 冷却剂供应路
21a 冷却剂吐出口
21b 冷却剂吐出口
22a 主排出口
22b 副排出口
23 旁通流路孔
24 跨接部
3 切削排出沟
4 曲折填封部
4a 环状凸出部
5a 内侧切刃
5b 中间切刃
5c 外侧切刃
【具体实施方式】
以下，将参照附图具体地说明本发明所述的枪钻钻头一实施方式。以下各图分别表示，图1中的(A)及(B)为该实施方式的枪钻钻头全体的侧视及前视，图2是基于该枪钻钻头的切削加工状态，图3及图4是图2中主要部分的横截面，图5-图7是同一枪钻钻头的切削头，图8及图9是同一工具柄，图10是图一切削头与工具柄的连结操作，图11是同一工具柄的管止住构件，图12是同一工具柄的柄本体与管构件的连结操作。
此枪钻钻头，如图1中的(A)所示，是由将内部作为冷却剂供应路10的长条状的工具柄1、在其前端上同轴连结着的切削头2、在该工具柄1的基端部上插嵌固装的大直径的筒状驱动部6。在切削头2内具有与工具柄1的冷却剂供应路10连通的冷却剂供应路20的同时，从工具柄1的基部侧涵盖到切削头2前端的外周面上，则沿着长度方向具备一条直线状的切屑排出沟3。此切屑排出沟3，如图1的(B)所示，是从工具柄1及切削头2的中心的开启角度θ大致呈100～130°范围的扇形截面。
切削头2，详细如图1的(B)及图5～图7所示，是由前部侧的切削头本体部2a，与从其后端同轴状突出的细径的连结轴部2b所构成。在内部具有与工具柄1内的冷却剂供应路10连通的冷却剂通路20的同时，该冷却剂通路20，如图6、图7所示，在头本体2a侧分歧成二股，此些分歧通路20a、20b是作为切削头前端面的冷却剂吐出口21a、21b，于径方向的两侧位置上开口。另外，在此切削头2中的切屑排出沟3，是从头本体2a的后部涵盖连结轴部2b，于轴心位置上存在有截面圆形的冷却剂供应路20，因此底部呈突状圆弧面(图6)。
在头本体部2a上，形成有由切屑排出沟3在切削头前端面2c上开放的主排出口22a、在其径方向的大致对向位置，于头前端面2c上开口的副排出口22b、以及如图2所示，从此副排出口22b通过切削头内部到切屑排出沟3的旁通流路孔23，和在径方向的大致对向位置，于前端面开口的二个冷却剂吐出口21a、21b。并且，在该切削头本体部2a的前端侧上，由刀片(throw awaychip)所形成的内侧及外侧的切刃5a、5c是面对主排出口22a以螺接固装着的同时，中间的切刃5b面对副排出口22b固装着，另外，在夹着周面的副排出口22b，两侧位置上则有螺接固装着的引导垫7。
接着，在切削头本体部2a的后部侧上，有切屑排出沟3作为外周部的延长，而形成圆弧状地跨越的跨接部24，在通过此跨接部24的外周面上，平行配置有多条(图中表示4条)的环状凸出部4a，形成曲折填封部4。并且，在此曲折填封部4的各环状凸出部4a上的外径，是设定大致与通过外侧切刃5c的切削径相等的同时，环状凸出部4a间的各环状凹陷部4b的外周面与曲折填封部4相比，与切削头前端侧的外周面较具同样表面水平。
切削头2的后部侧的连结轴部2b，如图7所示，是透过周设在轴方向中央部上的凹陷部26，后端侧是建构成与基部25侧(前端侧)相同外径的榫接(inlaw)凸出部27，在此榫接凸出部27的外圆周面的周方向上相差90度的二处，设置有擂钵状的卡止凹陷部27a、27a。然后，在此连结轴部2b的周面部上，具有涵盖轴方向全长所建构的切屑排出沟3的底部侧的沟部3a(图5)。
另一方面，工具柄1，如图12所示，是由除了筒状的基端侧外，径截面呈C字形的柄本体11、密接插嵌于该柄本体11的内侧，而内部建构成冷却剂供应路10的管材料12、以及内嵌于柄本体11的前端侧上的管止住环13所构成。切屑排出沟3的底部通过管材料12的其中一部分周面的露出，而呈突状圆弧面。然后，柄本体11的外径，是设定与在切削头2的切削头本体2a的曲折填封部4相比，与前方侧的外径较为相等。另外，管止环13，它的外形与外侧尺寸(外径、轴向宽度)是设定与在切削头2的连结轴部2b中的榫接凸出部27相等。
如图8及图9所示，在工具柄1的柄本体11的前端侧内周上，设置有使切削头2的连结轴部2b及管止住环13内嵌的连结用凹陷部11a。此连结用凹陷部11a，是有从前端侧开始对应于在切削头2的连结轴部2b中基部25，以及与宽口部15、同凹入阶部26相对应的凸出阶部16、宽口部15具有相同内径的切削头2的榫接凸出部27，还有与管止住环13相对应的深宽部17所构成。在深宽部17上，于前后各二处以90度的相位差穿设有透通半径方向的螺丝孔17a。
工具柄1与切削头2的连结，是对柄本体11的连结用凹陷部11a，将切削头2的连结轴部2b从侧面嵌入，以侧锁方式固定即可。亦即，如图10的(A)所示，在连结用凹陷部11a的深宽部17的内径Φ1，虽然几乎与连结轴部2b的榫接凸出部27的外径Φ2几乎相等，但面对其切屑排出沟3的开口宽度d，则是比通过该榫接凸出部27中心的最小宽度w更宽。此种关系是在连结用凹陷部11a的宽口部15，及凸出阶部16与连结轴部2b的基部25，及凹入阶部26间亦相同，所以对连结用凹陷部11a而言，将连结轴部2b，如图所示与本来大致差异90度的旋转姿势从侧面嵌入，接着，再如同图10的(B)所示，将嵌入后的连结轴部2b使沟部3a与切屑排出沟3一致的方式相对旋转，之后再如同图10的(C)所示，从外面将侧锁螺丝18螺插于柄本体11的螺丝孔17a，而将其前端部嵌入压接于连结轴部2b的卡止凹陷部27a上，用以将两者1、2不能相对变位地固装着。此外，关于此种连结方式，在本申请人提出的发明申请的日本特开2005-118940号公报(专利文献1)及日本特开2006-234030号公报中皆有详细的揭示。
关于管止住环13，是与在切削头2的连结轴部2b中，榫接凸出部27的外形及外侧尺寸相同，如图11所示，在外周面的二处上，具有擂钵状的卡止凹陷部13a、13a，所以只要对柄本体11的连结用凹陷部11a而言，在比榫接凸出部27更内后侧的位置上，与该榫接凸出部27同样以侧锁方式固定即可。然后，该管止住环13，可通过设置于内周的轴方向宽度一半处的母螺纹13b，如图12所示，将插嵌于柄本体11内侧的管材料12的前端侧的公螺纹12a螺固的同时，在内周的其他剩余半部上，内嵌有由短筒状的弹性材料所形成的密封环19。此密封环19，可将该管止住环13与切削头2的连结轴部2b后侧的接面，以及该管止住环13的母螺纹部13b与管材料12的公螺纹部12a的螺合部液体密封着，用以达成防止通过冷却剂供应路10内的高压冷却剂泄漏至外部的机能。
根据该构成的枪钻钻头进行切削加工时，将通过工具柄1及切削头2内的冷却剂供应路10、20而供应的冷却剂，从切削头前端面2c的冷却剂吐出口21a、21b，一面供应到切削部位上，一面进行被切削材料M的切削，同时随着此切削而产生的切屑，则是与冷却剂一起流入主副排出口22a、22b，通过周面的切屑排出沟3而向外部排出，但如图2及图3所示，在切削头前端侧，则是从主排出口22a偏离的位置上，因为该切削头2的外周面与切削孔H的内周面存在有间隙t，因此切屑的其中一部分是与冷却剂一起流入此间隙t内。然而，在该切削头2的曲折填封部4则透过环状凸出部4a而使该间隙t几乎堵塞着，所以原本流入该间隙T的含有切屑的冷却剂，也流入至切屑排出沟3。因此供应到切削部位的冷却剂的几乎全部，都集中到切屑排出沟3，顺着其流动所有的切屑皆通过切屑排出沟3，而强有力地朝后方排出，藉此在工具柄1的周围不会发生切屑堵塞，而可防止由于此切屑堵塞而引起切削孔H内周的损伤或加工精度的降低，又透过旋转负载的减轻，进而提高切削效率同时可增长枪钻钻头本身的寿命。
此外，在上述实施方式中，虽然是例示在切削头2的前端面2c上各具有一对的冷却剂吐出口21a、21b及排出口22a、22b，但本发明亦可适用于冷却剂吐出口与排出口的某一方，或者是双方各具一个的枪钻钻头上。但是，如实施方式一般的具备各一对的冷却剂吐出口与排出口的构成，相对于获得高切削效率，本来就容易因为切屑发生堵塞，所以特别适用本发明，所具效果也大。
另外，本发明的枪钻钻头，亦包含在切削头2的外周面上，跨接于切屑排出沟3上，涵盖全圆周设置连续一条的环状凸出部4a的构成。然而，如实施方式一般的平行配置多条的环状凸出部4a而形成曲折填封部4的情况下，由于该环状凸出部4a的阻止冷却剂浸入效果变大，具有更确实地防止切屑堵塞的优点存在。
更进一步，本发明亦包含应用在将切削头2硬焊于工具柄1的前端部的构成上，但如实施方式一般的将切削头2作成对工具柄1而言，可装卸自如的独立构件时，由于消耗或损伤而可更换新品的切削头，或对应切削条件的各种不同种切削头的更换也可能，再加上把环状凸出部4a的成形加工以切削头为单位，可容易且价廉地进行等。只要是切削头2可装卸更换的情况，与此工具柄1的连结方式可采取使用实施方式以外的各种方式。
另外，工具柄1虽可建构成单一构件也可行，但如实施方式将工具柄1的冷却剂供应路10以管材料12构成，而把该管材料12的前端侧螺接于柄本体11侧的构造时，具有容易且价廉地进行该工具柄1的加工制作的优点。此外，在实施方式中，虽然是透过管止住构件13把管材料12的前端部螺固着，但亦可于柄本体11设置母螺纹以取代该管止住构件13，而把管材料12的前端部以锁紧螺丝直接固装于柄本体11的方式亦可。其他，在本发明中作为切削头2的切刃如实施方式一般的使用抛弃式刀片，取代为切削头本体2a上将切刃一体成形亦可。关于其切刃数，亦可使有多种设定，关于其他细部构成亦可以实施方式以外，进行各种设计变更。