JPH07110443B2 - ガンドリルによる深穴加工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ガンドリルによる深穴加工法に関し、特にガ
イドブッシュを使用せずに低切削油圧の供給手段を備え
た汎用機で、簡易に深穴加工できるようにしたものであ
る。

（従来の技術） 従来、ガンドリルによる深穴加工は、高圧切削油ユニッ
トを備えた専用機により行なわれるのが普通である。し
かしながら、この場合には、必然的に独自の高価な付帯
設備を要することから使用範囲が制限されている。した
がって、低切削油圧の汎用機でも適用できる深穴加工法
の開発が要求されている。

一方、簡易な深穴加工の方法として、下穴を加工した
後、ガイドブッシュを使用せずにガンドリルによって深
穴加工する方法が例えば特公昭61-16563号公報に提案さ
れている。

しかしながら、この公報にみられるものは、下穴がガン
ドリル径と同径又は小さくなっているため、現実の加工
ではガンドリルの喰付き性が非常に悪く、芯振れなどか
ら切削上不安定で実用に供し得ない不都合を有してい
た。

（発明が解決しようとする問題点） このようなことから、ガンドリルによる深穴加工では、
前述した低切削油圧の汎用機でも使用可能であること、
ガンドリルの被加工物に対する喰付き性が改善されるこ
と、また鋼材に対する良好な切屑処理性、加工能率の向
上が得られることなどが問題点となっている。

本発明は、ガイド穴およびガンドリルの構成を改善する
ことにより、上記問題点を解決しようとしたものであ
る。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上述の点に鑑みなされたもので、被加工物の
所定箇所にガイド穴を加工した後、低切削油圧の供給手
段が備えられている汎用機を使用して、このガイド穴が
基準となって切削油の供給下でガンドリルにより深穴加
工するにあたり、ガイド穴および適用されるガンドリル
の構成を合理的に改善するようにしたものである。

すなわち、前記ガイド穴は、その直径D₁がガンドリルの
刃先直径D₂よりも0.005〜0.030mm大きく、しかもその深
さL₁がガンドリルの刃先直径D₂に対し、 L₁＝（１〜３）D₂の範囲に設定することにより、このガ
イド穴がスターティングブッシュ代りとなるようにした
ものである。

また、前記ガンドリルは、そのすくい面上には、ランド
を付してチップブレーカが外周切刃稜に沿って形成さ
れ、これに伴い正面切刃稜側では、直線稜および凹曲稜
が連設されることにより、切屑処理性を改善するととも
に高送り加工を可能にして加工能率を向上させたもので
ある。

（作用） 本発明におけるガンドリルによる深穴加工法では、ガイ
ド穴がガンドリルの刃先直径に対し所定量大きめになっ
ていることから、このガイド穴部分では、切削を行なわ
ずスターティングブッシュの代わりとなる作用をなすも
のである。これは、前述した従来方式の下穴を形成した
ものでは、ガンドリルの刃先直径と同径または小径にな
っているため、この部分でもわずかであるが切削が行な
われ、そのためガンドリルの喰付き性が悪く、芯振れを
起こしたのに対し大きく改善されている。

また、前記ガンドリルは、特定されたチップブレーカを
備えたものが適用されているため、鋼材の深穴加工であ
っても切屑処理性が良好となり、また高送りが可能とな
るものである。これは、正面切刃稜側で、直線稜および
凹曲稜が形成され、切屑のカール、折断を良好にするか
らである。

（実施例） 以下、本発明ガンドリルによる深穴加工法における一実
施例について図を参照しながら説明する。

第１図において、（１）はガンドリルであり、このガン
ドリルは、そのシャンクがオイルホールホルダー（３）
を介して汎用機の例えば回転軸（４）に取付けられ、刃
先部分（５）で被加工物（６）を深穴加工する。この場
合、汎用機は各種の工作機械例えば、マシニングセン
タ,NC旋盤，タレット旋盤等が適用され、低切削油圧の
切削油供給手段が備えられる。そして、この切削油供給
手段は、ガンドリル専用機におけるような高圧切削油ユ
ニットを必要とせず、切削油も水溶性でよい。なお、切
削油圧は、一般的には、２〜5kg/cm²の範囲であり、通
常10kg/cm²前後を目安とし、前述した高圧切削油ユニッ
トへの設備改良を必要としない。

また、本発明の深穴加工法では、第２図の（ａ）〜
（ｄ）にみられる加工手順が採られる。

まず、第２図の（ａ）でみられるように、被加工物
（６）には、ツイストドリル，スペードドリルなどがガ
イド穴（７）が加工される。そして、このガイド穴
（７）は、ガンドリル（１）に対しスターティングブッ
シュの役割をなすものである。したがって、このガイド
穴（７）は、その直径D₁がガンドリル（１）の刃先直径
D₂よりも0.005〜0.030mm大きく、しかもその深さL₁前記
刃先直径D₂に対し、L₁＝（１〜３）D₂の範囲となるもの
である。この場合刃先直径D₂よりも0.005〜0.030mmとし
たのは、スターティングブッシュの一般的な管理範囲を
適用したものである。さらに、L₁＝（１〜３）D₂とした
のは、ガンドリル（１）の芯振れ防止のために必要な支
持力の関係からで、1D₂未満では、支持力が弱く、3Dを
越えるものでは、支持力が高められるが、加工後のガイ
ド穴（７）の残存から好ましくないためである。

ガイド穴（７）の加工後は、ガイド穴（７）内の切屑除
去等の清掃が行なわれ、第２図（ｂ）〜（ｃ）でみられ
るようにガンドリル（１）が汎用機に装着され、ガンド
リル（１）がガイド穴（７）内に挿入される。すなわ
ち、ガンドリル（１）は、第２図（ｂ）でみられるよう
に被加工物（６）の端面から30〜50mm手前から切削油を
供給し、次いで200mm/min程度の送りでガイド穴（７）
内に挿入され、第２図（ｃ）でみられるようにガイド穴
（７）の最深部の数mm手前で停止させられる。

その後、ガンドリル（１）には、回転および送りが与え
られることにより第２図（ｄ）にみられるように深穴加
工が行なわれ、切削完了後は矢印のように早戻しが行な
われ、前述した第２図（ｂ）の位置で停止し、ガンドリ
ル（１）の回転、切削油の供給が止められた後原位置に
復帰する。この結果、第２図（ｅ）にみられるように深
穴が加工される。

しかして、前述した深穴加工において使用されたガンド
リル（１）は、第３図乃至第５図に示されるように、刃
先部分（５）のすくい面（８）上には、ランド（９）を
介してチップブレーカ（10）が外周切刃稜（11）に沿っ
て形成されるようにしたものが適用される。また、この
チップブレーカ（10）の形成に伴い、正面切刃稜（12）
側では、直線稜および凹曲稜が連設される。

第４図に示されたものは、チップブレーカ（10）が半円
弧状に凹設されたもので、その半径Ｒがガンドリル
（１）の刃先直径D₂に対し、Ｒ＝（0.04〜0.30）Ｄの範
囲内で設定されるものである。この場合、チップブレー
カ（10）の深さＨは、研削砥石によって形成されるた
め、通常Ｒ以下となる。なお、チップブレーカ（10）お
よびランド（９）は、切削条件、被削材などによって異
なるが、一般的には、第１表で示されるような数値で設
定される。

また、第６図は、ガンドリル（１）の刃先直径D₂に対す
る送りの関係を示したもので、左縦軸は、右上りでハッ
チングによって送り巾が示され、また右縦軸は、右下り
で示されており、前述したチップブレーカ（10）および
ランド（９）を備えた本発明の加工法では切屑処理が有
効であるとともに送りを高くすることができた。すなわ
ち、本発明の加工法では、例えばガンドリルの刃先直径
D₂がφ10mmであったときには、実線のハッチングで示さ
れているように0.05〜0.09mm/revであり、その切屑形状
は、カール状をなし、適当長さで折断しており有効性が
認められる。

これに対し、比較による加工法は、点線で示されている
が、ガイドブッシュおよび高圧切削油ユニットを備えた
専用機を使用したもので、被加工物（６）には、ガイド
穴（７）がなく、またガンドリル（１）については、チ
ップブレーカ（10）およびランド（９）を有しないもの
である。そして、１回転当りの送りについては、点線の
ハッチングで示されているように0.02〜0.35mm/rev程度
で切屑形状も１部に切屑詰まりを起した伸びがらみのも
のであった。なお、ガイド穴（７）を穿設した被加工物
に対して、10mm/revの切削油圧の条件下で、チップブレ
ーカ（10）およびランド（９）を有しない通常のガンド
リルで穴あけ加工を試みたが、ほとんど切削できなかっ
た。これは、高圧切削ユニットが必要なことを意味す
る。

さらに、第５図に示されるチップブレーカ（10）は、角
度形のものであり、その巾Ｗは、前述したものと同様Ｗ
＝（0.08〜0.030）D₂に設定され、傾斜角θは、通常10
°〜35°に設定される。そして、一般的な形状・寸法
は、第２表で示される数値が目安となる。

以下、本発明加工法における切削例１〜３について説明
する。

（切削例１） 使用工具；φ6,φ７×320（全長），φ８×270（全
長） チップブレーカ（10），ランド（９）の形状・寸法につ
いては、第４図および第１表に準じて設定した。

被削材;SCM440 焼鈍 使用機械；タレット旋盤（クーラントポンプ装置付） 切削油；ユシロ化学 EC-200水溶性，希釈倍率７倍 切削条件；回転数Ｎ＝2290r.p.m, 切削速度Ｖ＝43.2〜57.6m/min, 送りｆ＝0.041〜0.06mm/rev 切削油の油圧O/P＝５〜11kg/cm² ガイド穴；ハイスドリルにて加工、D₂よりも＋0.01,L
₁＝２D₂ 以上の条件で切削した結果、ガンドリル（１）における
１研削当りの切削長さは、φ６では、10m,φ7,φ８では
20m前後が得られた。また、穴精度も良好であった。

（切削例２） 使用工具；φ10×350（全長） チップブレーカ（10），ランド（９）の形状・寸法につ
いては、第５図および第２表に準じて設定した。

被削材;S55C 調質H_B250〜260 使用機械；ドリルセンタ FMC-6V 切削油；アデカアーガス CT-3040水溶性，希釈倍率1
0倍 切削条件；回転数Ｎ＝2240r.p.m, 切削速度Ｖ＝70m/min, 送りｆ＝0.09〜0.107mm/rev 切削油の油圧O/P＝10kg/cm² ガイド穴；超硬ソリッドドリル（PVDコーティング）
にて加工， L₁＝2D₂＝20mm, D₁＝φ10^+0.020 _+0.010 以上の条件で240mm深さの穴を数穴切削したが非常に良
好で、加工穴はφ10±10μｍ以内で穴曲りはなかった。

（切削例３） 使用工具；φ16×325（全長） チップブレーカ（10），ランド（９）の形状・寸法につ
いては、第４図および第１表に準じて設定した。

被削材；ローラガイドピン SNC415 使用機械;NC旋盤 大隈鉄工所製 LC20M 切削油；協同油脂製エマルカット 水溶性，希釈倍率
15〜20倍 切削条件；回転数Ｎ＝1000r.p.m,, 切削速度Ｖ＝50m/min, 送りｆ＝0.06mm/rev, 切削油の油圧O/P＝２〜3kg/cm² ガイド穴；ハイスドリルにて加工 L₁＝40mm, D₁＝φ16^+0.030 _+0.010 以上の条件で切削したが、切屑の排出性は非常に良好で
あった。また、加工穴の精度は、φ16±10μｍ以内で穴
曲りもなかった。

（発明の効果） 本発明は、以上説明したように、ガイド穴を設け、この
ガイド穴を基準にして特定形状のガンドリルで穴あけ加
工したものであるから、以下のような効果を有する。

第１に、汎用機による適用が可能になったことから適用
範囲が広くなったことである。これは、従来のガンドリ
ルでは、低切削油圧の汎用機では、切削詰まりなどから
切削不可であったのに対し、本発明は、ガンドリル専用
機を使用せずに適用できるためである。

第２に、切屑処理性が良好で高送りが可能となり加工能
率が向上することである。これは、ガンドリルについ
て、特定形状のチップブレーカおよびランドを形成する
ようにしたことから得られたものである。

第３に、加工精度もガンドリル専用機とほヾ同等のもの
が得られることである。これは、ガイド穴が、スターテ
ィングブッシュの代わりとなるためで得られるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明ガンドリルによる深穴加工法を実施す
るための設備例を概念的に示す説明図、第２図（ａ）〜
（ｅ）は、本発明加工法の加工順序を概念的に示す説明
図、第３図は、本発明加工法に適用されるガンドリルを
示す一部拡大正面図、第４図は、その一部側面図、第５
図は、第４図の変形例を示す一部側面図、第６図は、本
発明加工法および比較の加工法における切削送りとガン
ドリルの刃先直径との関係を概念的に示す説明図であ
る。 （１）……ガンドリル、（５）……刃先部分 （６）……被加工物、（７）……ガイド穴 （８）……すくい面、（９）……ランド （10）……チップブレーカ、（11）……外周切刃稜 （12）……正面切刃稜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被加工物（６）の所定箇所にガイド穴
   （７）を加工した後、低切削油圧の供給手段が備えられ
   ている汎用機を使用して、このガイド穴（７）が基準と
   なって切削油の供給下でガンドリル（１）により深穴加
   工するようにしたガンドリルによる深穴加工法におい
   て、 前記ガイド穴（７）は、その直径D₁がガンドリルの刃先
   直径D₂よりも0.005〜0.030mm大きく、しかもその深さＬ
   がガンドリルの刃先直径D₂に対し、L₁＝（１〜３）D₂の
   範囲になるように設定され、 深穴加工に適用される前記ガンドリル（１）は、そのす
   くい面（８）上には、ランド（９）を介してチップブレ
   ーカ（10）が外周切刃稜（11）に沿って形成され、これ
   に伴い正面切刃稜（12）側では、直線稜および凹曲稜が
   連設されていることを特徴とするガンドリルによる深穴
   加工法。