JP2006082111A - Extrusion press forming method of shaft body with spiral hole, shaft material with spiral hole, and small diameter drill with spiral hole - Google Patents
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Abstract
【課題】 特に小径の螺旋穴付きドリルを製造するために螺旋穴付き軸状体を押し出しプレス成形するのに際して、複雑なモールドや高いプレス圧を要することなく、高いリード長精度の螺旋穴が形成された軸状体を確実に成形する。
【解決手段】 プレス原料を筒状のモールド1の内周部1Aから押し出しプレスすることにより、内部に螺旋穴Bが形成された軸状体Aを成形する螺旋穴付き軸状体の押し出しプレス成形方法であって、モールド1内には、このモールド1の内周部1Aの中心線Oから偏心した位置に、螺線穴Bを形成する線状体11を設けるとともに、モールド1の内周面1Bには中心線O方向に延びる溝1Cを形成し、このモールド1を中心線O回りに回転させつつプレス原料を押し出して軸状体Aを成形する。
【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To form a spiral hole with high lead length accuracy without requiring a complicated mold or high press pressure when extruding and pressing a shaft body with a spiral hole in order to manufacture a drill with a spiral hole having a small diameter. The formed shaft-like body is securely molded.
SOLUTION: Extrusion press molding of a shaft-shaped body with a spiral hole for forming a shaft-shaped body A in which a spiral hole B is formed by extruding a press raw material from an inner peripheral portion 1A of a cylindrical mold 1 In the mold 1, a linear body 11 that forms a screw hole B is provided in a position eccentric from the center line O of the inner peripheral portion 1 </ b> A of the mold 1, and the inner peripheral surface of the mold 1. A groove 1 </ b> C extending in the direction of the center line O is formed in 1 </ b> B, and the shaft-shaped body A is formed by extruding the press raw material while rotating the mold 1 around the center line O.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、特に小径の螺旋穴付きドリルを製造するのに好適な螺旋穴付き軸状体の押し出しプレス成形方法、この押し出しプレス成形方法により成形された螺旋穴付き軸状体から製造される螺旋穴付き軸状素材、およびこの螺旋穴付き軸状素材を成形するなどして同じく上記押し出しプレス成形方法により成形された螺旋穴付き軸状体から製造される螺旋穴付き小径ドリルに関するものである。 The present invention relates to an extrusion press molding method for a shaft body with a spiral hole, which is particularly suitable for manufacturing a small-diameter spiral hole drill, and a spiral manufactured from a shaft body with a spiral hole formed by this extrusion press molding method. The present invention relates to a shaft-shaped material with a hole, and a small-diameter drill with a spiral hole manufactured from a shaft-shaped body with a spiral hole that is also molded by the above-described extrusion press molding method by molding the shaft-shaped material with a spiral hole.
ドリルによる穴明け加工においては、加工部位の冷却や潤滑、加工穴からの切屑の排出のため、切刃部の先端に向けてクーラント等の切削油剤を供給することが望ましく、しかも、加工部位に直接的かつ効率的に切削油剤を供給するとともに、供給された切削油剤によって加工穴の穴底側から切屑を確実に排出するには、切削油剤をドリルの外部から加工穴の開口部を通して供給するのではなく、上記切刃部自体に切削油剤の供給穴を形成することによりその内部を通して切刃部先端の切刃近傍から加工部位に供給するのがより望ましい。ところが、上記切刃部の外周にその中心軸線回りに捩れる切屑排出溝が形成されたいわゆるツイストドリル等では、特に切刃の外径が小径となるほど切刃部の剛性や強度を確保するために、上記中心軸線に直交するいずれの断面でもこの供給穴が周方向において切屑排出溝の間に位置するように、上記供給穴も切屑排出溝と等しい捩れ角で中心軸線回りに捩れる螺旋穴に形成しなければならない。 In drilling with a drill, it is desirable to supply coolant such as coolant toward the tip of the cutting edge in order to cool and lubricate the machined part and discharge chips from the machined hole. In order to supply cutting fluid directly and efficiently, and to reliably discharge chips from the bottom of the hole with the supplied cutting fluid, the cutting fluid is supplied from the outside of the drill through the opening of the machining hole. Instead, it is more preferable to form a supply hole for the cutting fluid in the cutting edge part itself and supply it to the machining site from the vicinity of the cutting edge at the tip of the cutting edge part through the inside. However, in a so-called twist drill or the like in which a chip discharge groove that is twisted around its central axis is formed on the outer periphery of the cutting edge portion, in order to ensure the rigidity and strength of the cutting edge portion as the outer diameter of the cutting edge becomes smaller. In addition, the feed hole is also twisted around the central axis at the same twist angle as the chip discharge groove so that the supply hole is located between the chip discharge grooves in the circumferential direction in any cross section orthogonal to the center axis. Must be formed.
そこで、このように切刃部に切削油剤を供給する螺旋穴が形成されたドリルを製造するために、特許文献1〜4には、超硬合金等のドリルの原料に可塑剤等を添加したプレス原料をモールドの開口部から押し出しプレスすることにより、かかるドリルに製造される軸状体を成形するのに際して、このモールド内にピンや糸状物を設けて予め該軸状体内に上記供給穴となる穴を形成するとともに、この穴ごと軸状体を捩ることによってその内部に螺旋穴を形成する方法が記載されている。従って、こうして成形された螺旋穴付き軸状体から焼結等によってドリルの素材となる螺旋穴付き軸状素材を製造した後、ドリルの切刃部となる部分の外周に周方向において螺旋穴の間に位置するように螺旋状の切屑排出溝を形成することにより、上述のようにこの切屑排出溝と等しい捩れ角で切刃部の中心軸線回りに捩れる螺旋穴が内部に形成されたドリルを製造することができる。
ところで、例えば切刃外径が0.5〜3.0mmと極小さな小径ドリルにおいては、これを工作機械の回転軸に取り付けるためのシャンクの径がこの切刃外径と同径またはこの切刃外径よりも大きくなってしまうため、上記螺旋穴付き軸状素材にはこのシャンク径に研削代を考慮した切刃外径よりも大きな外径を与えておいて、切刃部ではこの外径から切刃外径まで素材を削り込んだ上で切屑排出溝を形成しなければならない。従って、そのような螺旋穴付き軸状素材に製造される上記螺旋穴付き軸状体においても、その外径すなわち上記モールドの開口部の内径は、螺旋穴の捩れの径すなわち押し出しプレス成形されて捩られる軸状体の捩れの中心線からの上記ピンや糸状物の偏心量に対し、上記切刃外径とシャンク径との差や研削代、あるいは軸状体から素材への焼結の際の収縮代等を考慮して、ある程度大きく設定されることとなる。 By the way, for example, in a very small drill with a cutting blade outer diameter of 0.5 to 3.0 mm, the diameter of the shank for attaching it to the rotating shaft of the machine tool is the same as this cutting blade outer diameter or this cutting blade. Since the shaft-shaped material with a spiral hole is given an outer diameter larger than the outer diameter of the cutting blade in consideration of the grinding allowance, the outer diameter of the cutting blade portion is larger than the outer diameter. The chip discharge groove must be formed after cutting the material from the outer diameter to the cutting edge outer diameter. Therefore, even in the above-described shaft-shaped body with a spiral hole manufactured in such a shaft-shaped material with a spiral hole, the outer diameter, that is, the inner diameter of the opening of the mold is the twisted diameter of the spiral hole, that is, extrusion press molding. The amount of eccentricity of the pin or thread from the twisted center line of the twisted shaft, the difference between the outer diameter of the cutting edge and the shank diameter, the grinding allowance, or the sintering from the shaft to the material In consideration of the contraction allowance, etc., it is set large to some extent.
その一方で、切屑の分断性を良くして、ドリルの回転によりこの切屑を上記切削油剤とともに切屑排出溝に案内し、確実に切刃部の後端側すなわち加工穴の開口部側から円滑に排出するには、この切屑排出溝にある程度大きな捩れ角が与えられるのが望ましく、こうして切屑排出溝の捩れ角が大きくされる場合には、これに伴って上記螺旋穴にも、この切屑排出溝の捩れ角と等しい大きな捩れ角を与えなければならない。これは、上記小径ドリルにおいても同様である。従って、その場合には、このドリルに製造される上記軸状素材や軸状体においても、その螺旋穴の捩れ角は上記切屑排出溝の捩れ角と同等の大きな角度とされる。 On the other hand, the cutting performance of the chip is improved, and the chip is guided to the chip discharge groove together with the above-mentioned cutting fluid by rotation of the drill, so that the chip can be smoothly and smoothly fed from the rear end side of the cutting edge, that is, from the opening side of the machining hole. In order to discharge, it is desirable that a certain large twist angle is given to the chip discharge groove, and when the twist angle of the chip discharge groove is increased in this way, the chip discharge groove is also inserted into the spiral hole accordingly. A large torsion angle equal to the torsion angle must be given. The same applies to the small-diameter drill. Therefore, in that case, also in the shaft-shaped material and shaft-shaped body manufactured in this drill, the twist angle of the spiral hole is set to a large angle equivalent to the twist angle of the chip discharge groove.
しかしながら、特に上記小径ドリルに製造される軸状体においては、上述のようにその外径が当該軸状体における螺旋穴の捩れの径に対して大きく設定されることとなるため、こうして螺旋穴の捩れ角を大きな角度とするには、この軸状体を押し出しプレス成形する際に軸状体の外周を螺旋穴の捩れ角よりもさらに大きな角度で捩るようにしなければならない。すなわち、この軸状体の外周と内周側の螺旋穴とでは、その上記捩れの中心線からの径が異なっているにも拘わらず、この中心線回りに1周捩れる間に捩れに沿って該中心線方向に進む距離つまりリード長は互いに等しくなるため、軸状体の外周における捩れ角は螺旋穴の捩れ角よりもさらに大きな角度となるのである。 However, in particular, in the shaft-shaped body manufactured for the small-diameter drill, the outer diameter is set larger than the twist diameter of the spiral hole in the shaft-shaped body as described above. In order to increase the torsion angle of the shaft member, the outer periphery of the shaft member must be twisted at a larger angle than the twist angle of the spiral hole when the shaft member is extruded and press-molded. That is, the outer periphery of the shaft-like body and the spiral hole on the inner peripheral side follow the twist while twisting around the center line even though the diameter from the center line of the twist is different. Thus, the distance traveled in the direction of the center line, that is, the lead length is equal to each other, so that the twist angle on the outer periphery of the shaft-like body is larger than the twist angle of the spiral hole.
しかるに、上記特許文献1〜4のうち、まず特許文献3では、モールドの内周に螺旋状の溝を形成しておいて、軸状体が押し出されるのと同時にこの溝に沿って軸状体に捩りが与えられるようにしているが、このような押し出しプレス成形方法において軸状体の捩れ角を大きくするには、上記モールド内周の螺旋溝の捩れ角をこれと等しい大きな角度としなければならず、そのような強捩れの螺旋溝を有するモールドは製造すること自体が困難であるとともに、軸状体に成形されるプレス原料の押し出しにも大きなプレス圧力を要し、装置に多大な負荷を強いることになる。また、押し出される軸状体も、捩りの際の抵抗が大きいために確実に螺旋溝の捩れに追従させて所望の捩れ角が与えられるように捩ることが難しく、形成される螺旋穴の上記リード長の精度が損なわれて、ドリルに製造した際に上述のような円滑な切屑排出性を確保し得る切屑排出溝を形成することができなくなるおそれもある。
However, in Patent Documents 1 to 4, first, in
一方、上記特許文献1においては、軸状体はまず捩られることなく真っ直ぐ押し出されてその内部にはストレート穴が形成され、この軸状体に捩りローラーによって捩り回転を与えることで上記ストレート穴が螺旋穴に変換されるようになされており、また特許文献2では、軸状体はピンを内部に備えた回転ノズルによって回転状態で押し出されて、その内部にはストレート穴が形成され、この回転状態の軸状体の端部が受け面に接触して非回転状態となることにより軸状体が捩られて、やはりこのストレート穴が螺旋穴に変換されるようになされている。ところが、これらのようにストレート穴を捩れ穴に変換するのに軸状体を上述のような大きな捩れ角で強捩れさせると、プレス成形された軸状体に割れや潰れが生じ易く、また特許文献1では軸状体と捩りローラーとの間に、特許文献2では非回転状態となるべき軸状体の端部と受け面との間に滑りが発生してやはり螺旋穴のリード長精度が損なわれる結果となる。 On the other hand, in Patent Document 1, the shaft-like body is first pushed straight without being twisted, and a straight hole is formed in the shaft-like body. The shaft-like body is twisted by a torsion roller so that the straight hole is formed. In addition, in Patent Document 2, the shaft-like body is pushed out in a rotating state by a rotating nozzle having a pin inside, and a straight hole is formed in the inside. When the end of the shaft-shaped body in the state comes into contact with the receiving surface and enters a non-rotating state, the shaft-shaped body is twisted, and this straight hole is also converted into a spiral hole. However, if the shaft-like body is strongly twisted with a large twist angle as described above to convert a straight hole into a twisted hole as described above, the press-formed shaft-like body is likely to be cracked or crushed. In Document 1, slip occurs between the shaft and the torsion roller, and in Patent Document 2 between the end of the shaft and the receiving surface that should be in a non-rotating state. Results in damage.
さらに、上記特許文献4には、押出しノズルの内部に上記糸状物を支持する支持体を配置するとともにノズルの口金を滑らかな円筒形に形成し、これら支持体とノズル口金との少なくとも一方を回転可能とすることが記載されている。しかしながら、このうち支持体を回転させる場合には、モールド内の開口部近傍に位置することとなる支持体を回転駆動させるための駆動装置が複雑化することが避けられないにも関わらず、支持体の回転に追従した糸状物の捩れによって螺旋穴が形成されるため、十分なリード長精度を得ることができなくなるおそれがある。また、ノズル口金を回転させる場合には、この特許文献4にも記載されているように高い押出し圧力によってプレス原料と滑らかなノズル口金との間に表面摩擦を生じさせ、その摩擦力を介して押し出しプレスされた軸状体を口金の回転により捩るようにしているため、上述のような強捩れで軸状体を捩るにはより大きな押出しプレス圧が必要となって装置への負荷が増し、逆にプレス圧を抑えると十分な摩擦力が得られずに軸状体と口金との間に滑りが生じて、やはり正確なリード長精度を螺旋穴に与えることが不可能となる。 Further, in Patent Document 4, a support for supporting the filamentous material is disposed inside the extrusion nozzle, and the nozzle base is formed in a smooth cylindrical shape, and at least one of the support and the nozzle base is rotated. It is described that it is possible. However, among these, when rotating the support body, it is inevitable that the drive device for rotationally driving the support body located near the opening in the mold is inevitable. Since the spiral hole is formed by twisting of the filamentous material following the rotation of the body, there is a possibility that sufficient lead length accuracy cannot be obtained. Further, when rotating the nozzle base, as described in Patent Document 4, surface friction is generated between the press raw material and the smooth nozzle base by a high extrusion pressure, and the friction force is applied to the surface. Since the extruded shaft-like body is twisted by the rotation of the die, twisting the shaft-like body with a strong twist as described above requires a larger extrusion press pressure, increasing the load on the device. On the other hand, if the pressing pressure is suppressed, a sufficient frictional force cannot be obtained and a slip occurs between the shaft-like body and the die, and it is impossible to give an accurate lead length accuracy to the spiral hole.
本発明は、このような背景の下になされたもので、特に上述のような小径の螺旋穴付きドリルを製造するために螺旋穴付き軸状体を押し出しプレス成形するのに際して、複雑なモールドや高いプレス圧を要することなく、高いリード長精度の螺旋穴が形成された軸状体を確実に成形することが可能な螺旋穴付き軸状体の押し出しプレス成形方法を提供し、さらにこの押し出しプレス成形方法に基づいて製造される、上記小径の螺旋穴付きドリルの素材として好適な螺旋穴付き軸状素材、および切刃部外周に切屑排出溝が形成された螺旋穴付き小径ドリルを提供することを目的としている。 The present invention has been made under such a background. In particular, in order to produce a small-diameter spiral hole drill as described above, a shaft having a spiral hole is extruded and press-molded. Provided is an extrusion press forming method of a shaft-shaped body with a spiral hole, which can reliably form a shaft-shaped body with a spiral hole with high lead length accuracy without requiring a high press pressure, and further this extrusion press Providing a shaft-shaped material with a spiral hole suitable as a material for the small-diameter spiral hole drill manufactured based on a molding method, and a small-diameter drill with a spiral hole in which a chip discharge groove is formed on the outer periphery of the cutting edge It is an object.
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明の螺旋穴付き軸状体の押し出しプレス成形方法は、プレス原料を筒状のモールドの内周部から押し出しプレスすることにより、内部に螺旋穴が形成された軸状体を成形する螺旋穴付き軸状体の押し出しプレス成形方法であって、上記モールド内には、このモールドの上記内周部の中心線から偏心した位置に、上記螺線穴を形成する線状体を設けるとともに、該モールドの内周面には上記中心線方向に延びる溝を形成し、このモールドを上記中心線回りに回転させつつ上記プレス原料を押し出して上記軸状体を成形することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve such an object, the method for extruding and pressing a shaft-shaped body with a spiral hole according to the present invention includes pressing and pressing a raw material from an inner peripheral portion of a cylindrical mold. An extrusion press molding method of a shaft-shaped body with a spiral hole for molding a shaft-shaped body having a spiral hole formed therein, wherein the mold has a position eccentric from the center line of the inner peripheral portion of the mold In addition, a linear body for forming the spiral hole is provided, a groove extending in the center line direction is formed on the inner peripheral surface of the mold, and the press raw material is rotated while rotating the mold around the center line. The shaft-shaped body is formed by extrusion.
また、本発明の螺旋穴付き軸状素材は、このような押し出しプレス成形方法により成形された螺旋穴付き軸状体から製造される螺旋穴付き軸状素材であって、外径が4.0mm〜5.0mmの概略円柱状をなす素材本体内に、この素材本体の中心軸線を中心とした直径3.0mmの仮想円筒面よりも内周側で該中心軸線回りに捩れる螺旋穴が形成されるとともに、上記素材本体の外周には、上記中心軸線回りに上記螺旋穴と同じ方向に40°〜80°の捩れ角で捩れる螺旋状のリード指標が形成されていることを特徴とし、さらに本発明の螺旋穴付き小径ドリルは、やはり上述のような押し出しプレス成形方法により成形された螺旋穴付き軸状体から製造される螺旋穴付き小径ドリルであって、外径が0.5mm〜3.0mmの切刃が形成された概略円柱状の切刃部を備え、この切刃部の外周には上記切刃に連なって該切刃部の中心軸線回りに15°〜40°の捩れ角で捩れる切屑排出溝が形成されるとともに、周方向においてこの切屑排出溝の間の上記切刃部内には該切屑排出溝と同じ方向に捩れる螺旋穴が形成されていることを特徴とする。 Further, the shaft-shaped material with spiral holes of the present invention is a shaft-shaped material with spiral holes manufactured from a shaft-shaped body with spiral holes formed by such an extrusion press molding method, and has an outer diameter of 4.0 mm. A spiral hole that twists around the central axis is formed on the inner peripheral side of the virtual cylindrical surface with a diameter of 3.0 mm centered on the central axis of the material main body in the material main body having a roughly cylindrical shape of about 5.0 mm. In addition, a spiral lead index that is twisted at a twist angle of 40 ° to 80 ° around the central axis in the same direction as the spiral hole is formed on the outer periphery of the material body. Furthermore, the small-diameter drill with a spiral hole of the present invention is a small-diameter drill with a spiral hole manufactured from a shaft-shaped body with a spiral hole formed by the extrusion press molding method as described above, and has an outer diameter of 0.5 mm to A 3.0mm cutting edge is formed A substantially cylindrical cutting edge portion is provided, and a chip discharge groove that is twisted at a twist angle of 15 ° to 40 ° around the central axis of the cutting edge portion is formed on the outer periphery of the cutting edge portion. In addition, a spiral hole that is twisted in the same direction as the chip discharge groove is formed in the cutting blade portion between the chip discharge grooves in the circumferential direction.
上記構成の押し出しプレス成形方法において、プレス原料は、モールド内周面に形成されたその中心線方向に延びる上記溝に沿ってこのモールド内を押し出され、しかもモールド自体が上記中心線回りに回転させられるので、成形された軸状体には、このモールドの回転速度とその内周面に形成された溝の上記中心線に対する捩れ角とに基づいたリード長の捩れが与えられる。従って、軸状体に与えられるべき捩れが捩れ角の大きな強捩れであっても、モールドの中心線に対する溝の捩れ角は大きくすることなく、不足する捩れ量をモールドの回転により補って付与することができるため、モールドの製造が容易になるのは勿論、押し出しに大きなプレス圧を要することがなくなって、装置への負荷を軽減することが可能となる。また、このモールド内を通って押し出される軸状体は、上記溝に係合して案内されながら保形されつつ捩られるため、モールドの内周面との間に滑りを生じたり割れや潰れが発生したりすることはなく、しかも溝の捩れ角を小さくできることとも相俟ってこの溝に確実に追従させて軸状体に捩れを与えることができるので、強捩れであってもリード長精度の高い螺旋穴を有する軸状体を成形することが可能となる。 In the extrusion press molding method having the above-described configuration, the press raw material is extruded inside the mold along the groove formed in the inner peripheral surface of the mold and extending in the center line direction, and the mold itself is rotated around the center line. Therefore, the molded shaft-like body is given a torsion of the lead length based on the rotational speed of the mold and the torsion angle with respect to the center line of the groove formed on the inner peripheral surface thereof. Therefore, even if the torsion to be applied to the shaft-like body is a strong torsion with a large torsion angle, the insufficient torsion amount is compensated by rotation of the mold without increasing the torsion angle of the groove with respect to the center line of the mold. Therefore, the mold can be easily manufactured, and a large pressing pressure is not required for extrusion, and the load on the apparatus can be reduced. Further, the shaft-like body pushed out through the mold is twisted while being retained while being guided by engaging with the groove, so that slip or cracking or crushing occurs between the inner peripheral surface of the mold. In combination with the fact that the twist angle of the groove can be reduced, the shaft body can be twisted by reliably following the groove, so that even if it is a strong twist, the lead length accuracy It is possible to form a shaft-like body having a high spiral hole.
従って、こうして押し出しプレス成形された軸状体から焼結等により製造される本発明の上記螺旋穴付き軸状素材にあっては、上述のように外径が4.0mm〜5.0mmの概略円柱状をなす素材本体内に、この素材本体の中心軸線を中心とした直径3.0mmの仮想円筒面よりも内周側で該中心軸線回りに捩れる螺旋穴が形成されていて、この螺旋穴の捩れ角が15°から40°程度までの比較的大きな角度とされたものであっても、素材本体の外周をその中心軸線回りに上記螺旋穴と同じ方向に該螺旋穴と等しいリード長となるように40°から80°程度の大きな捩れ角で捩った状態として、確実かつ高いリード長精度でこのような螺旋穴を形成することが可能となる。なお、この素材本体外周の捩れ角は、例えば上記モールドの開口部の外側に指標付与手段を固定的に設けておいて、回転しながら押し出される軸状体の外周にそのリード長に合わせて焼結後でも残る螺旋溝等の螺旋状のリード指標をこの指標付与手段によって付与することにより、知ることができる。 Therefore, in the shaft-shaped material with a spiral hole of the present invention manufactured by sintering or the like from the shaft-shaped body thus extrusion-molded, the outer diameter is approximately 4.0 mm to 5.0 mm as described above. A spiral hole that is twisted around the central axis is formed on the inner peripheral side of a virtual cylindrical surface having a diameter of 3.0 mm centered on the central axis of the material main body in the cylindrical material main body. Even if the twist angle of the hole is a relatively large angle of about 15 ° to 40 °, the lead length equal to the spiral hole in the same direction as the spiral hole around the central axis of the outer periphery of the material body Thus, it is possible to form such a spiral hole reliably and with high lead length accuracy in a state of being twisted with a large twist angle of about 40 ° to 80 °. The torsion angle of the outer periphery of the material main body is set such that, for example, an index providing means is fixedly provided outside the opening of the mold, and the outer periphery of the shaft-like body pushed out while rotating is fired in accordance with the lead length. It is possible to know by applying a spiral lead index such as a spiral groove remaining after ligation by the index providing means.
また、この軸状素材を所定の寸法、形状に成形したりして得られる、やはり上記軸状体から製造された本発明の螺旋穴付き小径ドリルでおいては、その切刃の外径が0.5mm〜3.0mmと小径であって、切刃部の外周に螺旋状の切屑排出溝が形成されるとともに、切刃部内には周方向において切屑排出溝間に該切屑排出溝と同じ方向に捩れる螺旋穴が形成されていても、あるいはまた切刃部の後端側に切刃外径よりも大径のシャンク部が形成されていても、螺旋穴と干渉させることなく上記切屑排出溝の捩れ角を15°〜40°°と上述のように比較的大きな角度とすることができる。従って、このような螺旋穴付き小径ドリルによれば、切刃外径が上述のように小径であっても切刃部の剛性や強度を損なうことなく、また切刃部内の螺旋穴を通して切刃近傍から加工穴底の加工部位に切削油剤を供給して確実な冷却、潤滑を図りつつも、円滑かつ良好な切屑排出性を確保することができて、例えば従来はステップ加工によらざるを得なかったプリント基板等の小径穴開け加工なども1度の切込みで行うことが可能となり、加工効率の著しい向上を図ることができる。 Further, in the small-diameter drill with a spiral hole of the present invention, which is also obtained from the shaft-like body obtained by molding the shaft-like material into a predetermined size and shape, the outer diameter of the cutting blade is It has a small diameter of 0.5 mm to 3.0 mm, and a helical chip discharge groove is formed on the outer periphery of the cutting blade part, and the same as the chip discharge groove between the chip discharge grooves in the circumferential direction in the cutting blade part. Even if a spiral hole that twists in the direction is formed, or even if a shank part having a diameter larger than the outer diameter of the cutting edge is formed on the rear end side of the cutting edge part, the above-mentioned chips can be obtained without interfering with the spiral hole. The twist angle of the discharge groove can be set to a relatively large angle of 15 ° to 40 ° as described above. Therefore, according to such a small-diameter drill with a spiral hole, even if the outer diameter of the cutting edge is small as described above, the cutting edge can be passed through the spiral hole in the cutting edge without impairing the rigidity and strength of the cutting edge. While cutting fluid is supplied from the vicinity to the machining site at the bottom of the machining hole to ensure reliable cooling and lubrication, smooth and good chip discharge can be ensured. It is possible to perform small-diameter drilling of a printed board or the like that has not been performed with a single cut, and the processing efficiency can be significantly improved.
なお、本発明の螺旋穴付き軸状体の押し出しプレス成形方法において、上記モールド内周面に形成される上記溝は、モールド内周部の上記中心線方向に向けて延びていればよいが、この中心線に対する捩れ角が大きすぎると、モールド製造が困難となるなど上述の効果が十分に奏功されないおそれがあり、また軸状体に与えられる捩れの大きさによってはモールドを回転させる必要もなくなってしまう。このため、モールドの中心線に対するこの溝の捩れ角は40°以下とされるのが望ましい。なお、この溝は、上記中心線回りに捩れた螺旋溝とされていてもよいが、本発明ではモールド自体が回転して軸状体に捩れが付与されるため、この捩れの大きさによっては上記溝が中心線と平行なストレート溝とされていてもよい。 In addition, in the extrusion press molding method of the shaft-shaped body with a spiral hole of the present invention, the groove formed on the inner peripheral surface of the mold may extend toward the center line direction of the inner peripheral portion of the mold, If the twist angle with respect to the center line is too large, the above-mentioned effects may not be sufficiently achieved, such as difficulty in mold manufacture, and it is not necessary to rotate the mold depending on the amount of twist applied to the shaft. End up. For this reason, it is desirable that the twist angle of this groove with respect to the center line of the mold be 40 ° or less. The groove may be a spiral groove that is twisted around the center line. However, in the present invention, the mold itself rotates to impart a twist to the shaft-like body, and depending on the magnitude of the twist. The groove may be a straight groove parallel to the center line.
また、上記軸状体に与えられる捩れのリード長は、モールド内周部から押し出される軸状体のプレス速度(押し出し速度)と、このモールドの内周面に形成された上記溝の捩れ角および回転するモールドの上記中心線回りの回転速度によって決定される。そして、このうち溝の捩れ角は押し出しプレス成形時には一定であるので、モールドから押し出される軸状体のプレス速度に基づいて該モールドの中心線回りの回転速度を制御することにより、押し出しプレスされる軸状体の螺旋穴のリード長を安定的かつ高精度に維持することができ、従ってかかる軸状体から製造される上記軸状素材や小径ドリルにおいても、より高いリード長精度の螺旋穴を確実に形成することが可能となる。 Further, the torsion lead length given to the shaft-like body is determined by the pressing speed (extrusion speed) of the shaft-like body pushed out from the inner periphery of the mold, the twist angle of the groove formed on the inner peripheral surface of the mold, and It is determined by the rotational speed around the center line of the rotating mold. Of these, the twist angle of the groove is constant at the time of extrusion press molding, and therefore the extrusion pressing is performed by controlling the rotational speed around the center line of the mold based on the pressing speed of the shaft-like body extruded from the mold. The lead length of the spiral hole of the shaft-like body can be maintained stably and with high accuracy. Therefore, even in the above-mentioned shaft-shaped material and small-diameter drill manufactured from such a shaft-like body, a spiral hole with higher lead length accuracy can be provided. It becomes possible to form reliably.
図1は、本発明の螺旋穴付き軸状体の押し出しプレス成形方法の一実施形態に係わる押し出しプレス成形装置を示すものである。この成形装置においてモールド1は概略円筒状をなしていて、その内周部1Aはモールド1がなす円筒の中心線Oを中心とした略一定断面の円形とされており、ただしその内周面1Bには上記中心線O方向に延びる溝1Cが内周部1Aの全長に亙って形成されている。ここで、この溝1Cは、本実施形態に係わる成形装置では図示のように上記中心線O回りに一定の捩れ角αで捩れる螺旋溝とされていて、しかも互いに等しい上記捩れ角αをなす複数の溝1Cが周方向に等間隔をあけて上記内周面1Bに形成されている。なお、この捩れ角αは40°以下とされている。また、モールド1の後端側(図1において左側)外周部には、上記中心線Oを中心とした円板状のフランジ部1Dが形成されている。
FIG. 1 shows an extrusion press molding apparatus according to an embodiment of the extrusion press molding method for a shaft-shaped body with a spiral hole according to the present invention. In this molding apparatus, the mold 1 has a substantially cylindrical shape, and its inner peripheral portion 1A has a circular shape with a substantially constant cross section centered on the center line O of the cylinder formed by the mold 1, provided that its inner
このようなモールド1は、その上記内周部1Aにプレス原料を供給する押し出しシリンダ2の先端部に取り付けられる。この押し出しシリンダ2は、モールド1の上記内周部1Aの内径よりも大径の孔部3Aが上記中心線Oと同軸となるように形成されたシリンダ本体3と、このシリンダ本体3の先端に取り付けられて、大径の上記孔部3Aから上記内周部1Aの内径まで漸次縮径する凹円錐状の縮径部4Aを有する孔部4Bが形成されたノズル4と、このノズル4のさらに先端側に取り付けられるキャップ5とから構成されている。なお、シリンダ本体3の上記孔部3A内には、図示されない回転駆動手段により中心線O回りに回転駆動されるスクリュー6が挿入されていて、このスクリュー6の回転によりプレス原料が孔部3Aからノズル4の孔部4Bを介してモールド1の上記内周部1A内に供給される。
Such a mold 1 is attached to a front end portion of an extrusion cylinder 2 that supplies a press raw material to the inner peripheral portion 1A. The extrusion cylinder 2 includes a cylinder
ここで、上記キャップ5は、その内外周がともに先端側に向けて1段縮径する多段円筒状をなしていて、このうち先端側内周部の内径は上記フランジ部1Dより先端側のモールド1の外周部が嵌挿可能な大きさに、また後端側内周部の内径はフランジ部1Dの外周部が嵌装可能な大きさにそれぞれ設定されている。そして、このモールド1を、その内周部1Aが上記孔部4Bと連通するようにノズル4の先端に密着させた上で、上述のようにキャップ5の先後端側内周部にモールド1の先端側外周部とフランジ部1Dの外周部とを嵌挿させつつ、先端側からこのキャップ5をモールド1に被せてノズル4に取り付けることにより、モールド1は上記中心線O方向の移動が拘束されて該中心線O回りに回転自在に押し出しシリンダ2の先端部に保持される。
Here, the
また、こうして押し出しシリンダ2の先端部に保持されたモールド1のキャップ5から先端側に突出する外周部には、外周に歯面7Aを有する上記中心線Oを中心とした円環状のギア7が嵌合させられて着脱可能に取り付けられる。一方、押し出しシリンダ2の側方には、モータ等の回転駆動手段8が、その回転軸8Aを上記中心線Oと平行にして先端側に突き出すように設けられており、この回転軸8Aにはやはり外周に歯面9Aを有するギア9が取り付けられていて、これらのギア7,9は、上記歯面7A,9Aに噛合する歯面10Aが内周に形成されたベルト10によって連結されている。従って、上記回転駆動手段8によってギア9を回転させることにより、ベルト10を介してギア7とモールド1とが一体に中心線O回りに回転させられる。なお、モールド1の内周面1Bに形成された溝1Cが螺旋溝である本実施形態に係わる成形装置では、この回転駆動手段8によるモールド1の回転の方向は、次述するように軸状体Aが押し出される上記中心線O方向先端側に向けて上記溝1Cが捩れる方向と一致させられている。
An
一方、押し出しシリンダ2における上記ノズル4の孔部4B内からモールド1の内周部1Aにかけては、押し出しプレス成形される軸状体Aの内部に螺旋穴Bを形成するための線状体11が設けられている。この線状体11は、例えばナイロン糸やCu細線等の捩れに追従しうる柔軟な材質によって形成されたものであって、その一端が孔部4B内に渡された図示されない支持部材の上記中心線Oから偏心した位置に接合される一方、他端は自由端とされてモールド1の内周部1Aの先端側開口部付近にまで延びている。また、本実施形態に係わる成形装置では、一対のこのような線状体11が軸線Oに関して互いに対称に設けられている。
On the other hand, from the inside of the
さらに、モールド1先端側の押し出しシリンダ2側方には、モールド1の内周部1Aの先端側開口部からプレスされて押し出される軸状体Aのプレス速度(押し出し速度)を測定する測定手段12が備えられている。この測定手段12は、例えばレーザードップラーセンサ等の非接触式のものであって、速度計13、演算手段14、およびドライバ15等を介して上記モータ等の回転駆動手段8に接続されており、測定手段12により測定された軸状体Aの上記プレス速度に基づき、この回転駆動手段8によるモールド1の中心線O回りの回転速度が制御されるようになされている。
Further, on the side of the extrusion cylinder 2 on the tip side of the mold 1, a measuring means 12 that measures the pressing speed (extrusion speed) of the shaft-like body A that is pressed and extruded from the opening on the tip side of the inner peripheral portion 1 </ b> A of the mold 1. Is provided. This measuring means 12 is a non-contact type such as a laser Doppler sensor, for example, and is connected to a rotational driving means 8 such as the motor via a
さらにまた、モールド1の開口部先端よりも外側には、回転されながら押し出される軸状体Aの外周にそのリード長に合わせて焼結後でも残る螺旋状のリード指標Cを付与する指標付与手段16が固定的に設けられている。この指標付与手段16は、例えば軸状体Aの外周に浅い溝を上記リード指標Cとして形成するケガキ針であって、固定されたケガキ針の先端が軸状体Aの外周に浅く食い込んだ状態で軸状体Aが回転しながら押し出されることにより、図1に示すように軸状体Aの外周にその捩れのリード長と等しいリード長の螺旋溝が上記リード指標Cとして付与される。従って、このリード指標Cは、モールド1内周面の上記溝1Cがなす捩れ角αよりは大きな捩れ角βをなすように形成されることとなる。
Furthermore, on the outer side of the tip of the opening of the mold 1, an index applying means for applying a spiral lead index C that remains after sintering to the outer periphery of the shaft A that is pushed out while being rotated in accordance with the lead length. 16 is fixedly provided. The
このような成形装置を用いた本実施形態の螺旋穴B付き軸状体Aの押し出しプレス成形方法では、例えば超硬合金等の硬質工具材料の原料粉末に適当な可塑剤を添加して混合したプレス原料を、上記スクリュー6によって上述のように孔部3Aから孔部4Bを介してモールド1の内周部1Aに供給し、プレス圧を加えながらこの内周部1Aの先端側開口部から押し出して軸状体Aを成形する。従って、押し出された軸状体Aは上記中心線Oを中心とした概略円柱状に成形される。また、このとき、モールド1の内周部1A内において上記線状体11が延びる部分には、プレス原料が充填されずに軸状体Aが押し出されてゆくため、その痕が軸状体Aの押し出し方向すなわち上記中心線O方向に延びる穴として該軸状体Aに残される。
In the extrusion press molding method of the shaft A with the spiral hole B of this embodiment using such a molding apparatus, for example, an appropriate plasticizer is added to and mixed with the raw material powder of a hard tool material such as cemented carbide. The press raw material is supplied from the
そして、このモールド1による押し出しプレス成形時に軸状体Aには、モールド1の内周面1Bに形成された溝1Cに案内されるようにして、本実施形態では該溝1Cがなす螺旋に沿って中心線O回りに捩れが与えられるとともに、上記回転駆動手段8によりモールド1自体がその中心線O回りに回転させることによってもこの回転方向に捩れが与えられる。なお、こうして押し出し成形された軸状体Aの外周には、上記溝1Cに入り込んだプレス原料による突条が、モールド1の内周面1Bに形成された溝1Cと同数、この溝1Cの捩れ角αと等しい角度で螺旋状に捩れるように形成されることとなるが、図示は省略する。
Then, the shaft-like body A is guided by the groove 1C formed on the inner
また、こうして軸状体Aがモールド1内で中心線O回りに捩られることにより、押し出しシリンダ2側の孔部4Bからモールド1の内周部1Aに延びた柔軟な上記線状体11も、軸状体Aの捩れに追従することにより螺旋状に捩れた状態で安定し、これにより軸状体A内に形成される上記穴は、上記リード指標Cと同様に該軸状体Aに与えられた捩れのリード長と等しいリード長すなわち上記リード指標Cと等しいリード長で該リード指標Cと同じ方向に捩れる螺旋穴Bとなる。なお、一対の線状体11が中心線Oに関して対称に設けられた本実施形態に係わる成形装置においては、これらの線状体11はモールド1の内周部1Aにおいて二重螺旋状をなし、従って軸状体Aに形成される螺旋穴B同士も互いに等しい捩れ角やリード長で中心線Oに関して対称とされた二重の螺旋穴Bとなる。
The flexible
図2は、このように成形された軸状体Aを焼結することによって該軸状体Aから製造される本発明の螺旋穴付き軸状素材の一実施形態を示すものである。すなわち、この実施形態の軸状素材は、上記押し出しプレス成形方法によってモールド1から押し出された軸状体Aを所定の長さに切断して焼結したものであって、その素材本体21は、プレス原料が超硬合金の場合には切断された軸状体Aに対して径方向に約24%程度、長さ方向に約22%程度、焼結により収縮した概略円柱状をなしている。そして、この素材本体21の内部には、軸状体Aに形成された螺旋穴Bにより、該素材本体21がなす円柱の中心軸線X回りに捩れる螺旋穴22が形成されるとともに、素材本体21の外周には、軸状体A外周に残された上記リード指標Cにより、上記螺旋穴22と同じ方向に等しいリード長で捩れる螺旋溝23が、本実施形態の螺旋穴付き軸状素材におけるリード指標として形成されることとなる。
FIG. 2 shows an embodiment of a shaft-shaped material with a spiral hole of the present invention produced from the shaft-shaped body A by sintering the shaft-shaped body A thus formed. That is, the shaft-shaped material of this embodiment is obtained by cutting and sintering the shaft-shaped body A extruded from the mold 1 by the above-described extrusion press molding method into a predetermined length, When the press raw material is a cemented carbide, it has a substantially cylindrical shape contracted by sintering, about 24% in the radial direction and about 22% in the length direction with respect to the cut shaft A. A
また、図3および図4は、この実施形態の軸状素材をさらに成形することにより、やはり上記軸状体Aから製造される本発明の螺旋穴付き小径ドリルの一実施形態を示すものである。すなわち、この小径ドリルは、そのドリル本体31の後端側に、上記軸状素材21の外周を螺旋溝23ごと一段研削することにより、該軸状素材21と共通する上記中心軸線Xを中心とする概略円柱状のシャンク32が形成されるとともに、このシャンク32の先端側(図3において左側)には、さらに研削を施すことにより先端側に向けて漸次縮径するテーパ部33を介して、シャンク32よりも小径とされた概略円柱状の切刃部34が上記中心軸線Xに沿って延びるように一体に形成された、いわゆるルーマードリルとされている。
3 and 4 show an embodiment of a small-diameter drill with a spiral hole according to the present invention which is also produced from the shaft-like body A by further forming the shaft-like material of this embodiment. . That is, this small-diameter drill is centered on the central axis X common to the shaft-shaped
さらに、この切刃部34の外周には、切刃部34先端の先端逃げ面35に開口して後端側に向かうに従い当該小径ドリルによる穴開け加工時のドリル本体31の回転方向T後方側に捩れる切屑排出溝36が形成されており、この切屑排出溝36の回転方向T側を向く壁面と上記先端逃げ面35との交差稜線部に切刃37が形成されていて、切屑排出溝36はこの切刃37の後端側に連なるようにされる。そして、このドリル本体31の内部には、軸状素材に形成された上記螺旋穴22がそのまま残されることにより、上記シャンク32の後端から中心軸線X回りに捩れつつ先端側に向かう螺旋穴38が形成されて、この螺旋穴38は、切刃部34では周方向において切屑排出溝36の間の部分を該切屑排出溝36と同じ方向に捩れるように延びて、上記先端逃げ面35において切刃37の近傍に開口させられている。
Further, on the outer periphery of the
ここで、小径とされる本実施形態のドリルにおいて、上記切刃37の外径Dは0.5mm〜3.0mmの範囲とされ、この外径Dが切刃部34における最大外径となることから、上記螺旋穴38は少なくともこの外径Dよりも内側の範囲、すなわち中心軸線Xを中心とした最大直径が上記外径Dの最大値である3.0mmと等しい仮想円筒面Pよりも内周側の範囲内で該中心軸線X回りに螺旋状に延びるように形成される。なお、切刃部34の外周には、上記最大外径となる切刃37の位置から後端側に向かうに従いその外径が漸次小さくなるバックテーパが与えられていてもよく、また切刃37の位置よりも後端側で外径が一段小さくなるアンダーカットが形成されていてもよい。一方、シャンク32の外径は、このシャンク32を把持する工作機械の主軸が把持可能な最小把持径によって決定され、一般に3.0mmとされる。従って、切刃37の外径Dが上記範囲において最大の3.0mmの場合は、切刃部34もシャンク32と略同径のまま先端側に延びて切刃37に連なることとなる。
Here, in the drill of this embodiment having a small diameter, the outer diameter D of the
そして、さらに、切刃部34において螺旋穴38が周方向に切屑排出溝36の間の部分を延びるように同方向に捩られているため、これら螺旋穴38と切屑排出溝36とは中心軸線Xに対して互いに略等しい捩れ角をなすこととなり、この切屑排出溝36の捩れ角γは15°〜40°とされている。ただし、この切屑排出溝36の捩れ角γは切刃部34の外周における捩れ角であるのに対し、螺旋穴38は切刃部34の内部に形成されていることから、これら切屑排出溝36と螺旋穴38との捩れは、リード長は等しくても、捩れ角は厳密には切屑排出溝36の捩れ角γが螺旋穴38の捩れ角よりも僅かに大きくなる。
Further, since the
従って、研削によりこのような小径ドリルに成形される上記実施形態の螺旋穴付き軸状素材においても、その素材本体21内に延びる螺旋穴22は、該素材本体21の中心軸線Xからの直径が上記外径Dの最大値と等しい仮想円筒面Pよりも内周側の範囲、すなわち最大直径3.0mmの仮想円筒面Pの内側で螺旋状に捩れるように形成される。その一方で、この素材本体21の外径Eは上記シャンク32の外径および研削代を考慮して4.0mm〜5.0mmとされ、さらに螺旋穴22と等しいリード長で素材本体21の外周に形成される上記螺線溝23は、その中心軸線Xに対する捩れ角δが40°〜80°の範囲とされる。なお、本実施形態では、上述のように軸状体Aに形成される螺旋穴Bが上記中心線Oに関して対称な二重螺旋であるため、この軸状体Aから製造される軸状素材における螺旋穴22および小径ドリルにおける螺旋穴38も中心軸線Xに関して対称な二重螺旋となる。従って、この小径ドリルは、その切刃部34においてそれぞれ一対の切刃37および螺旋状の切屑排出溝36が中心軸線Xに関して対称に形成された、いわゆる2枚刃のツイストドリルとなる。
Therefore, also in the shaft-shaped material with a spiral hole of the above-described embodiment formed into such a small-diameter drill by grinding, the
しかるに、まずこのように構成された螺旋穴付き小径ドリルにおいては、切刃部34先端の切刃37の外径Dが0.5mm〜3.0mmと小径であるのに対し、切刃部32の後端側にはこれよりも大径または同径のシャンク32が一体に形成されていて、このシャンク32から切刃部34にかけてドリル本体31内に螺旋穴38を形成して切削油剤を直接的に切刃37による加工部位に供給しようとした場合でも、この螺旋穴38を周方向において間にして切刃部34の外周に螺旋状に形成される切屑排出溝36の捩れ角γが15°から40°までと、この種の小径ドリルとしては比較的大きな角度とされているので、切刃37によって生成された切屑の分断性を良くして、円滑かつ確実に切刃部34の後端側に導いて加工穴から排出することができる。従って、例えばこのような小径ドリルによるプリント基板の穴明け加工などにおいて、従来はドリル本体を進退させつつ段階的に送り込んでゆくステップ加工を行わなければならなかったところを、1度の送りで穴明けを行うことが可能となり、加工効率を大幅に向上させることができる。
However, in the small-diameter drill with a spiral hole configured as described above, the outer diameter D of the
また、切屑排出溝36の捩れ角γが上述のような大きな角度とされているので、この切屑排出溝36の回転方向T側を向く壁面と切刃部34の先端逃げ面35との交差稜線部に形成される切刃37のすくい角も大きく設定することが可能となり、これにより切刃37の切れ味を向上させて抵抗の低減を図ることもできる。勿論、螺旋穴38が切刃部34のなかでも肉厚の大きい周方向における切屑排出溝36の間の部分に形成されているので、該切刃部34の剛性や強度を損なうことなく十分な大きさの螺旋穴38を形成することができ、そしてこの螺旋穴38を通して切削油剤を切刃37近傍の先端逃げ面35から加工部位に直接的に供給することができるため、この加工部位や切刃37の確実な冷却、潤滑を図るとともに、一層円滑かつ良好な切屑排出性を得ることができる。
Further, since the twist angle γ of the
なお、切刃37の外径Dが上記範囲より小さいと、切刃部34の絶対的な剛性や強度を確保することができなくなってドリル本体31の折損等を生じるおそれがある一方、逆に外径Dが上記範囲より大きいと、上述のようなプリント基板等の穴明け加工には適さない。また、切屑排出溝36の捩れ角γが上記範囲よりも小さいと、切屑分断性が悪いために切屑排出溝36を通る切屑の円滑な排出が阻害されたり切屑詰まりを生じたりするおそれがある一方、逆に捩れ角γが上記範囲より大きくても、切屑排出溝36の全長が長くなってしまうためにやはり切屑排出性が損なわれてしまうおそれがある。
If the outer diameter D of the
一方、上記構成の螺旋穴付き軸状素材においては、4.0mm〜5.0mmの外径Eの概略円柱状をなす素材本体21内の中心軸線Xを中心とした最大直径3.0mmの仮想円筒面Pよりも内周側、すなわち上記小径ドリルの切刃部34内となる部分に、上記切屑排出溝36の捩れ角γと略等しい捩れ角で捩れる螺旋穴38となる螺旋穴22が形成されていて、素材本体21の外周にはこの螺旋穴22と等しいリード長となるように中心軸線Xに対する捩れ角δが40°〜80°とされた螺旋溝23が形成されており、従ってかかる軸状素材に研削等を施すことにより、上述のような螺旋穴付き小径ドリルを確実に成形することが可能となる。すなわち、螺旋溝23の捩れ角δが上記範囲外であると螺旋穴22の捩れ角も変化するため、小径ドリルにおいて螺旋穴38を間にする切屑排出溝36の捩れ角γを上述の範囲とすることができなくなるおそれがある。また、素材本体21の外径Eが上記範囲より大きいと、研削によって小径ドリルに成形する際の研削代などが大きくなりすぎて原料から製品への歩留まりが悪化する一方、外径Eが小さすぎると、上述のような一般的な工作機械の主軸に把持可能なシャンク32の外径を確保することができなくなるおそれがある。
On the other hand, in the shaft-shaped material with a spiral hole having the above-described configuration, a virtual diameter of 3.0 mm at maximum with the central axis X in the
そして、このような螺旋穴付き軸状素材や螺旋穴付き小径ドリルに製造される螺旋穴付き軸状体Aを成形する上記構成の押し出しプレス成形方法においては、この軸状体Aを成形するモールド1の内周面1Bに、該モールド1の内周部1Aの中心線O方向に延びる溝1Cが形成されていて、軸状体Aはこの溝1Cに沿って案内されるように押し出されるとともに、モールド1自体も回転駆動手段8によって上記中心線O回りに回転させられるので、軸状素材や小径ドリルの螺旋穴22,38となる螺旋穴Bを形成するために軸状体Aに与えられる捩れが、上記溝1Cの中心線Oに対する捩れにモールド1の回転による捩れが加わったものとなる。すなわち、溝1Cの捩れだけでは軸状体Aに与えられる捩れに不足があっても、この不足量をモールド1の回転による捩れによって補うことができ、言い換えれば溝1Cの捩れ角αを小さくしてもモールド1の回転速度を調整することによって所望の捩れを軸状体Aに付与することが可能となる。
And in the extrusion press molding method of the said structure which shape | molds the shaft-shaped body A with a spiral hole manufactured to such a shaft-shaped raw material with a spiral hole and a small diameter drill with a spiral hole, the mold which shape | molds this shaft-shaped body A A groove 1C extending in the direction of the center line O of the inner peripheral portion 1A of the mold 1 is formed on the inner
従って、上記構成の押し出しプレス成形方法によれば、上述のような螺旋穴付き軸状素材や螺旋穴付き小径ドリルを製造したりするために軸状体Aに強捩れを与える場合でも、モールド1の内周面1Bに形成される溝1Cは、例えば本実施形態の成形方法における捩れ角αが40°以下であるように比較的小さく抑えることができる。すなわち、溝1C自体の捩れが緩やかになるとともにその溝長さも短くできるのでモールド1の製作が容易となり、またこうして溝1Cの捩れが緩やかとなることで、この溝1Cに沿って軸状体Aを捩るためにプレス原料をモールド1の内周部1Aに供給して押し出すために要するプレス圧を低減することができ、このプレス圧によるモールド1や押し出しシリンダ2への負荷や、かかるプレス圧を生じさせるのにスクリュー6を回転駆動させるための負荷など、成形装置への負荷を軽減することが可能となる。
Therefore, according to the extrusion press molding method having the above-described configuration, even when the shaft-like body A is subjected to strong torsion in order to produce the above-described shaft-shaped material with spiral holes or the small-diameter drill with spiral holes, the mold 1 The groove 1C formed in the inner
しかも、モールド1の内周部1Aにおいて軸状体Aは、モールド1自体が回転しているにも拘わらずプレス原料が上記溝1C内に入り込んでプレス成形されることにより、周方向にはこの溝1Cと係合するようにして中心線O回りに捩られつつ、中心線O方向にはこの溝1Cに案内されるようにして押し出されることとなる。従って、軸状体Aに与えられる捩れが強捩れであっても、軸状体Aは溝1Cによって保形されながら押し出されるため割れや潰れを生じたり、また回転するモールド1の内周面1Bとの間に滑りを生じたりすることがなく、所定の形状、寸法の軸状体Aを確実に成形することができるとともに、その内部に高いリード長精度の螺旋穴Bを形成することが可能となる。このため、上記押し出しプレス成形方法によれば、成形された軸状体Aから上述のような螺旋穴付き軸状素材や螺旋穴付き小径ドリルを製造する場合でも、その素材本体21やドリル本体31内に所定のリード長の螺旋穴22,38を正確に形成することができ、特に小径ドリルにおいて切刃部34外周の切屑排出溝36を上述のような大きな捩れ角γに確実に形成可能とすることができる。
In addition, the shaft A in the inner peripheral portion 1A of the mold 1 is pressed in the circumferential direction by pressing the raw material into the groove 1C despite the mold 1 itself rotating. While being twisted around the center line O so as to engage with the groove 1C, it is pushed out in the direction of the center line O so as to be guided by the groove 1C. Therefore, even if the twist applied to the shaft-like body A is a strong twist, the shaft-like body A is pushed out while being retained by the groove 1C, so that it is cracked or crushed, and the inner
ここで、次表1は、上述した実施形態に基づいて、螺旋穴付き小径ドリルの切刃37の外径Dを種々に変化させたときに、切屑排出溝36の捩れ角(ただし、切刃部34の外周における捩れ角)γが30°前後となるようにした場合の、螺旋穴付き軸状体Aの捩れのリード長および外周のリード指標Cの捩れ角βと、螺旋穴付き軸状素材の素材本体21の外周のリード指標としての螺旋溝23の捩れ角δと、螺旋穴付き小径ドリルの切刃37の外径D、切屑排出溝36のリード長、および捩れ角γとの関係の例を示すものである。ただし、いずれの例においても、軸状体Aの外径は5.9mm、軸状素材における素材本体21の外径Eは4.5mm、小径ドリルにおけるドリル本体31のシャンク32の外径は3.0mmで共通である。また、モールド1の溝1Cの捩れ角αも40°で共通とし、すなわち共通のモールド1を用いて、その回転速度を調整することによりリード長および捩れ角βの異なる軸状体Aを押し出しプレス成形した。
Here, the following table 1 shows the twist angle of the chip discharge groove 36 (however, the cutting edge when the outer diameter D of the
この表1に示されるように、軸状体Aには、その外周のリード指標Cがモールド1の溝1Cの捩れ角αよりも大きな捩れ角βとなるように、小径ドリルの切刃37の外径Dが小径となるほど短いリード長で強い捩れが与えられる。従って、特にこのような軸状体Aを焼結した軸状素材から成形された螺旋穴付き小径ドリルにおいては、上述した通り、大径(3.0mm)のシャンク32の先端側にこれより小径または同径となる外径Dの切刃37を有する切刃部34が一体に形成されたものであっても、その内部に形成される螺旋穴38の捩れ角を大きくすることができて、これに伴い切刃部34外周の切屑排出溝36にも30°前後と比較的大きな捩れ角γを確保することができ、優れた切屑排出性によって効率的な穴明け加工が可能となるのである。
As shown in Table 1, the shaft-like body A has a
また、本実施形態の螺旋穴付き軸状体Aの押し出しプレス成形方法において、上記モールド1は、その外周に取り付けられたギア7がベルト10によって回転駆動手段8のギア9に連結されることによってその内周部1Aの中心線O回りに回転可能とされており、この回転駆動手段8は、モールド1の内周部1A先端から押し出しプレスされる軸状体Aのプレス速度を測定手段12によって測定して、その測定結果に基づき制御されるようになされている。すなわち、軸状体Aのプレス速度が速くなったときには回転駆動手段8によるモールド1の回転速度も速くして不足する捩り回転量を補うことができ、逆にプレス速度が遅くなったときには回転速度も遅くして軸状体Aが捩られすぎてしまうのを防ぐことが可能となる。
Moreover, in the extrusion press molding method of the shaft-shaped body A with a spiral hole according to the present embodiment, the mold 1 is configured such that the
従って、例えばスクリュー6の回転速度の変化やプレス原料の性状の変動等により、モールド1に供給されるプレス原料の供給速度に変動が生じて上記プレス速度も変動したとしても、これに速やかに対応して回転駆動手段8によるモールド1の回転速度を調整することができ、常に所望のリード長の螺旋穴Bを有する軸状体Aを確実に成形することが可能となり、このような軸状材Aから製造される軸状素材や小径ドリルにおいても、より高いリード長精度の螺旋穴22,38を確実に形成することが可能となる。しかも、本実施形態においては上記測定手段12がレーザードップラーセンサ等の非接触式のものであるので、接触式の測定手段を用いた場合のようにプレス速度の測定の際に軸状体Aを変形させたりするおそれもない。 Therefore, for example, even if the supply speed of the press raw material supplied to the mold 1 changes due to, for example, a change in the rotational speed of the screw 6 or a change in the properties of the press raw material, the press speed also changes quickly. Thus, the rotational speed of the mold 1 by the rotation driving means 8 can be adjusted, and the shaft-like body A having the spiral hole B having a desired lead length can always be reliably formed. Even in a shaft-shaped material or a small-diameter drill manufactured from A, it is possible to reliably form the spiral holes 22 and 38 with higher lead length accuracy. Moreover, in the present embodiment, since the measuring means 12 is a non-contact type such as a laser Doppler sensor, the shaft-like body A is used for measuring the pressing speed as in the case of using the contact-type measuring means. There is no risk of deformation.
なお、本実施形態においては、モールド1の内周面1Bに形成される溝1Cが、このモールド1の内周部1Aの中心線O回りに捩れ角αで捩れる螺旋状とされているとともに、モールド1の回転方向は、軸状体Aが押し出されるモールド1先端側に向かってこの螺旋状の溝1Cが捩れる方向とされているが、本発明の押し出しプレス成形方法では上述したようにモールド1の溝1Cによる軸状体Aの捩れの不足分をモールド1の回転によって補うことができるので、上記捩れ角αが0°すなわち溝1Cがモールド1の中心線Oに平行に延びるように形成されていて、溝1C自体では軸状体Aに捩れが与えられない場合であっても、モールド1の回転のみによって軸状体Aに必要な捩れを付与することも可能であり、この場合にはモールド1の製作を一層容易にすることができる。さらに、場合によっては、軸状体Aが押し出されるモールド1先端側に向けて溝1Cが捩れる方向とは反対向きに、この溝1Cによって軸状体Aに与えられる捩れよりも大きな捩れが付与されるようにモールド1を回転させるようにすることも可能ではあるが、このような場合にはモールド1をより高速で回転させなければならなくなるので、本実施形態のように螺旋状に形成された溝1Cの捩れる方向とモールド1の回転方向とを一致させるのが望ましい。
In the present embodiment, the groove 1C formed on the inner
1 モールド
1A モールド1の内周部
1B モールド1の内周面
1C 溝
2 押し出しシリンダ
6 スクリュー
7,9 ギア
8 回転駆動手段
10 ベルト
11 線状体
12 測定手段
14 演算手段
21 素材本体
22 螺旋穴
23 螺旋溝(螺旋穴付き軸状素材におけるリード指標)
31 ドリル本体
32 シャンク
34 切刃部
36 切屑排出溝
37 切刃
38 螺旋穴
A 螺旋穴付き軸状体
B 螺旋穴
C 螺旋穴付き軸状体におけるリード指標
D 螺旋穴付き小径ドリルの切刃37の外径
E 螺旋穴付き軸状素材の素材本体21の外径
O モールド1の内周部1Aおよび螺旋穴付き軸状体Aの中心線
X 螺旋穴付き軸状素材の素材本体21および螺旋穴付き小径ドリルのドリル本体31の中心軸線
α モールド1における溝1Cの中心線Oに対する捩れ角
β 螺旋穴付き軸状体Aにおけるリード指標Cの中心線Oに対する捩れ角
γ 螺旋穴付き小径ドリルにおける切屑排出溝36の中心軸線Xに対する捩れ角
δ 螺旋穴付き軸状素材における螺旋溝(リード指標)23の中心軸線Xに対する捩れ角
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mold 1A Inner
31
Claims (5)
A small-diameter drill with a spiral hole manufactured from a shaft-shaped body with a spiral hole formed by the extrusion press molding method of the shaft-shaped body with a spiral hole according to any one of claims 1 to 3, wherein the outer diameter is A substantially cylindrical cutting blade portion formed with a cutting blade of 0.5 to 3.0 mm is provided, and the outer periphery of the cutting blade portion is connected to the cutting blade and is around 15 to 40 around the central axis of the cutting blade portion. A chip discharge groove that is twisted at a twist angle of ° is formed, and a spiral hole that is twisted in the same direction as the chip discharge groove is formed in the cutting blade portion between the chip discharge grooves in the circumferential direction. A small diameter drill with a spiral hole.
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| JP2004269680A JP4715142B2 (en) | 2004-09-16 | 2004-09-16 | Extrusion press forming method of shaft body with spiral hole, shaft material with spiral hole, and small diameter drill with spiral hole |
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| JP (1) | JP4715142B2 (en) |
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|---|---|---|---|---|
| CN107520476A (en) * | 2017-10-23 | 2017-12-29 | 佛山瑞普达光电科技有限公司 | The long-bar metal block automatic drilling mechanism that a kind of drill bit can move left and right |
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-
2004
- 2004-09-16 JP JP2004269680A patent/JP4715142B2/en not_active Expired - Lifetime
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