(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め油穴を開けたシャンクの端部にチップをろう付けするチップろう付け工程と、
このチップを付けたシャンクを放電加工機にセットし、チップに前記油穴の直径の範囲内に、電極で前記油穴より小径のスタート孔を穿設するスタート孔加工工程と、
シャンクをワイヤ放電加工機にセットし、スタート孔並びに油穴に前記スタート孔より小さい直径のワイヤを通すとともに、前記スタート孔に通した前記ワイヤを、該ワイヤを通した油穴を基準に前記チップに対して相対的に、油穴の半径方向外方へ向かわせ油穴に沿うようにチップのみを切り取ることにより、チップに前記油穴に対して同心、且つ、同径の油穴を形成する油穴加工工程と、からなることを特徴とするチップの油穴の形成方法。
【請求項２】
請求項１記載のチップの油穴の形成方法において、
前記スタート孔加工工程は、前記放電加工機の基台に、前記油穴を基準で位置決めし、前記油穴毎に自身の油穴基準で前記基台を放電加工機の電極の下に移動させ、電極で、該電極の外径と略同じ直径のスタート孔を穿設することを特徴とするチップの油穴の形成方法。
【請求項３】
予め油穴を開けたシャンクの端部にろう付けされたチップに前記油穴に対応させて開けられたスタート孔に通すワイヤを備え、該ワイヤでシャンクの前記油穴に対して同心、且つ、同径に油穴を形成するワイヤ放電加工機であって、
前記ワイヤ放電加工機は、移動するテーブルに載せられている基台と、該基台に取付けられ前記端部に対向した前記シャンクの端を、前記油穴の芯出しを行って把持し、テーブルにシャンクを垂直にセットするチャックと、前記スタート孔に通した前記ワイヤを油穴の半径方向外方へ向かわせシャンクの前記油穴に近接させ、前記油穴に沿って前記ワイヤを移動させることでチップのみを切り取り、前記チップに前記油穴に対して同心、且つ、同径の油穴を形成するように前記ワイヤ及びテーブルの動きを制御する制御装置と、を備えていることを特徴とするワイヤ放電加工機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はチップの油穴の形成方法及びそれに用いるワイヤ放電加工機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７（ａ）〜（ｄ）は従来の油穴の形成方法の一例を示す図である。
（ａ）：シャンク１０１に油穴１０２，１０３を開け、このシャンク１０１の端部１０４にチップ半完成品１０５をろう１０６でろう付けする。
（ｂ）：そして、シャンク１０１の油穴１０２に放電加工機の電極１０７を通す。
（ｃ）：通した電極１０７をチップ半完成品１０５に押し付け、穿孔することで油穴１０８を形成する。油穴１０８の直径と油穴１０２の直径はほぼ同じである。
（ｄ）：同様に、チップ半完成品１０５に油穴１０９を開ける。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図７のようにチップをろう付けした後に、チップに油穴を形成すると、油穴１０２，１０３に電極１０７が接触してきずが発生する場合があり、高精度に位置決めする必要がある。そのため、生産効率が低下する。
また、油穴１０２，１０３の直径に合った電極１０７を使用するため、油穴１０２，１０３の直径が変わると、径の異なった多種類の電極１０７を造る必要があり、生産効率が低下する。
さらに、電極が長いと、チップ１０５の油穴１０８，１０９が曲り、出口の位置がずれることがある。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、生産効率の向上を図ることができるとともに、加工精度の向上を図ることができるチップの油穴の形成方法及びそれに用いるワイヤ放電加工機を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、予め油穴を開けたシャンクの端部にチップをろう付けするチップろう付け工程と、このチップを付けたシャンクを放電加工機にセットし、チップに油穴の直径の範囲内に、電極で油穴より小径のスタート孔を穿設するスタート孔加工工程と、シャンクをワイヤ放電加工機にセットし、スタート孔並びに油穴にスタート孔より小さい直径のワイヤを通すとともに、スタート孔に通した前記ワイヤを、該ワイヤを通した油穴を基準に前記チップに対して相対的に、油穴の半径方向外方へ向かわせ油穴に沿うようにチップのみを切り取ることにより、チップにシャンクの油穴に対して同心、且つ、同径の油穴を形成する油穴加工工程と、からなることを特徴とする。
チップろう付け工程と、スタート孔加工工程と、油穴加工工程とでチップの油穴を形成する。
【０００６】
スタート孔加工工程では、チップに電極で油穴より小径のスタート孔を穿設するので、孔の位置は油穴の直径の範囲内であればどこに開けてもよく、手間がかからない。
油穴加工工程では、ワイヤでチップにシャンクの油穴に対して同径の油穴を形成するので、シャンクの油穴にきずは発生しない。
また、チップの油穴はシャンクの中心軸線と平行になり、チップの油穴の出口の位置がずれることはない。
請求項２は、請求項１記載のチップの油穴の形成方法において、スタート孔加工工程は、放電加工機の基台に、油穴を基準で位置決めし、油穴毎に自身の油穴基準で基台を放電加工機の電極の下に移動させ、電極で、電極の外径と略同じ直径のスタート孔を穿設することを特徴とする。
その結果、スタート孔を油穴の直径の範囲内に設けるので、高精度の位置決めを必要とせず、スタート孔の加工は容易である。
請求項３は、予め油穴を開けたシャンクの端部にろう付けされたチップに油穴に対応させて開けられたスタート孔に通すワイヤを備え、ワイヤでシャンクの油穴に対して同心、且つ、同径に油穴を形成するワイヤ放電加工機であって、ワイヤ放電加工機は、移動するテーブルに載せられている基台と、基台に取付けられ端部に対向したシャンクの端を、油穴の芯出しを行って把持し、テーブルにシャンクを垂直にセットするチャックと、スタート孔に通したワイヤを油穴の半径方向外方へ向かわせシャンクの油穴に近接させ、油穴に沿ってワイヤを移動させることでチップのみを切り取り、チップに油穴に対して同心、且つ、同径の油穴を形成するようにワイヤ及びテーブルの動きを制御する制御装置と、を備えていることを特徴とする。
その結果、シャンクに予め開けてある油穴にきずがつくことはないという利点がある。さらに、チップの油穴はシャンクの中心軸線と平行になり、チップの油穴の出口の位置がずれることはなく、チップの油穴の加工精度の向上を図ることができる。さらにまた、チップの油穴を形成する電極を必要とせず、チップの油穴に合せて直径の異なる電極を造る必要はないという利点がある。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係るチップろう付け工程の説明図である。
まず、シャンク１１を造る。具体的には、超硬合金の丸棒を所定の外径に旋削して本体１２を削り出し、この本体１２に油穴１３，１４を開ける。
油穴１３は、中心軸線１５に対して平行に開けたものであり、油穴１３の直径はＤｈに設定した。油穴１４は、油穴１３と同じものである。
【０００８】
その次に、チップ半完成品１６を造る。具体的には、チップ半完成品１６は、第２層１７と、この第２層１７を第１層１８及び第３層１９でサンドイッチした３層積層体であり、第２層１７が工具の回転中心を通る縦長の細い帯であり、この細い帯に切刃を形成するとともに、第２層１７の両側を第１層１８及び第３層１９で補強する構造である。
【０００９】
第２層１７は、ＣＢＮ若しくはダイヤモンドの高硬度焼結体である。
第１層１８及び第３層１９は、超硬合金などの工具材料である。
３層積層体の製造方法の一例を説明すると、まず、４〜１６μｍのダイヤモンド粒若しくはＣＢＮ粒を、ＨＩＰ（熱間静水圧プレス）にて等圧的に加圧しながら焼結することで、第２層１７を製造し、この第２層１７の左右にＷＣ粉末を重ねＨＩＰで加圧しながら焼結することで、３層積層体を得る。そして、３層積層体をワイヤ放電加工機で切断し、多数のチップ半完成品１６を切出す。
このように造ったチップ半完成品１６をシャンク１１の端部２１にろう２２でろう付けする。
【００１０】
図２は本発明に係るスタート孔加工工程の第１説明図である。
チップ半完成品１６をろう付けした後、シャンク１１を放電加工機であるところの形彫放電加工機２５にセットし、チップ半完成品１６にスタート孔を穿設する。
【００１１】
具体的には、形彫放電加工機２５は、ワークを載せるためのテーブル３１と、このテーブル３１に載せ、ワークの位置決めを行うガイド部材３２と、加工槽３３（加工液３４）と、上方に設けたヘッド３５と、このヘッド３５に取付けた電極３６と、図に示していなＮＣ（数値制御）制御装置と、を備えたものである。３７は、ガイド部材３２内に図示していない押し部材で取付けた基台である。
【００１２】
電極３６の外径をＤｂに設定し、外径Ｄｂはシャンク１１の油穴１３，１４の直径Ｄｈより小さい径である。また、電極３６は、中空、若しくは中実である。基台３７は、本体４１の側面に基準面４２を形成し、上部にガイドピン４３，４３を設けたものである。
【００１３】
この基台３７のガイドピン４３，４３にシャンク１１の油穴１３，１４を嵌め、その基台３７をガイド部材３２内に基準面４２を基準に取付け、予め作成したＮＣプログラムをＮＣ制御装置に入力（ＦＤ、若しくはオンライン等）する。そして、テーブル３１を所定位置に送ることで、電極３６の下にチップ半完成品１６を送る。
【００１４】
図３（ａ）〜（ｃ）は本発明に係るスタート孔加工工程の第２説明図であり、上段に平面図を併記したので、合計６個の図を表わしたものである。
（ａ）：ＮＣプログラムによって電極３６の下にチップ半完成品１６を送り、油穴１３の直径Ｄｈの範囲内に電極３６を収め、その後、ヘッド３５とともに電極３６を矢印▲１▼の如く下降させる。
【００１５】
（ｂ）：電極３６を所定の条件で送り、シャンク１１の油穴１３より小径で、且つ貫通したスタート孔４５を穿設する。このスタート孔４５の直径はＤｓであり、直径Ｄｓは、電極３６の外径Ｄｂとほぼ等しい。
ここでは、スタート孔４５を油穴１３の中心に開けたが、必ずしもスタート孔４５を油穴１３の中心に開ける必要はなく、油穴１３の直径Ｄｈの範囲内にスタート孔４５を設ければよい。
【００１６】
（ｃ）：続けて、隣にスタート孔４６を穿設する。具体的には、スタート孔４５を開けた後、ヘッドとともに、電極３６を矢印▲２▼の如く上昇させ、テーブルを所定の量だけ矢印▲３▼の如く送り、電極３６の下方に油穴１４を臨ませ、再び電極３６を矢印▲４▼の如く下降させてスタート孔４６を開ける。なお、スタート孔４６の直径はＤｓであり、スタート孔４６の位置は、油穴１４の直径Ｄｈの範囲内に設定する。
【００１７】
このようにスタート孔加工工程では、スタート孔４５，４６を油穴１３，１４の直径Ｄｈの範囲内に設けるので、高精度の位置決めを必要とせず、スタート孔４５，４６の加工は容易である。
また、電極３６は油穴１３，１４に接触せず、油穴１３，１４にきずが発生する心配はない。
【００１８】
さらに、チップ半完成品１６の加工側４７にヘッド３５並びに電極３６と干渉するものはなく、電極３６の長さを短くすることができる。その結果、電極３６を細くすることができ、１種類の径でほぼ全てのスタート孔加工に対応することができ、生産コストを低減することができる。
このようにスタート孔加工後、シャンク１１を取り外し、次工程に搬送する。
【００１９】
図４は本発明に係る油穴加工工程の第１説明図である。
シャンク１１をワイヤ放電加工機５０にセットし、チップ半完成品１６に油穴を形成する。具体的には、ワイヤ放電加工機５０はワークを載せるためのテーブル５１と、このテーブル５１に載せ、ワークの位置決めを行う基台５２と、加工槽５３（加工液５４）と、ワイヤ５５と、図に示していなＮＣ（数値制御）制御装置と、を備えたものである。５６は、基台５２に図示していない取付け具で取付けたチャックである。
【００２０】
ワイヤ５５のワイヤ直径はＤｗであり、ワイヤ直径Ｄｗはスタート孔４５，４６の直径Ｄｓより僅かに小さい。
チャック５６は、位置決め穴５７，５７を有するものである。
【００２１】
図４のチャック５６でシャンク１１の端を把持し、テーブル５１にシャンク１１を垂直にセットする。その際、チャック５６の位置決め穴５７，５７にガイドピン５８を通し、このガイドピン５８に油穴１３，１４を嵌め、油穴１３，１４の芯出しを行い、その後、ガイドピン５８を取り外す。そして、予め作成したＮＣプログラムをＮＣ制御装置に入力し、テーブル５１でチップ半完成品１６を所定の位置に送り、スタート孔４５並びに油穴１３にワイヤ５５を通す。
【００２２】
図５（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る油穴加工工程の第２説明図であり、上段に平面図を併記したので、合計６個の図を表わしたものである。
（ａ）：スタート孔４５並びに油穴１３にワイヤ５５を通した後、ＮＣプログラムによって油穴１３を基準に自動でワイヤ放電加工機５０のテーブル５１を稼働する。まず、テーブル５１はＸ軸方向（矢印▲５▼方向）に移動を開始する。
【００２３】
（ｂ）：テーブル５１は、２軸（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向）に矢印▲６▼の如く、のの字のように動き、ワイヤ５５でチップ半完成品１６を油穴１３に倣うように切り、チップ半完成品１６に油穴６１を形成する。なお、ここでは、形成途中の油穴６１を示し、矢印▲７▼の如くさらに動くことで、油穴６１の残りの部分を切り、油穴６１の形成は完成する。
【００２４】
（ｃ）：油穴６１を仕上げた後、同様に油穴６２を形成し、チップ半完成品１６の油穴６１，６２の加工は完了する。油穴６１，６２の直径はＤｔであり、直径Ｄｔは、シャンク１１の油穴１３，１４の直径Ｄｈに対し、僅かに小さいが、その差は無視できる微小な寸法であり、ここでは、油穴１３，１４に対して同径と呼称する。
【００２５】
このように油穴加工工程では、シャンク１１の油穴１３，１４並びにチップ半完成品１６のスタート孔４５，４６（図４参照）にワイヤ５５を通し、ワイヤ５５でチップ半完成品１６に油穴６１，６２を形成するので、油穴６１，６２を形成する際に、シャンク１１の油穴１３，１４にきずが発生することはない。従って、生産効率の向上を図ることができる。
【００２６】
また、シャンク１１の油穴１３，１４並びにチップ半完成品１６のスタート孔４５，４６にワイヤ５５を通し、ワイヤ５５でチップ半完成品１６に油穴１３，１４対して同径の油穴６１，６２を形成するので、中心軸線に平行に油穴６１，６２を切断することができ、油穴６１，６２の出口の位置がずれることはなく、油穴６１，６２の位置の加工精度の向上を図ることができる。
【００２７】
さらに、チップ半完成品１６のスタート孔４５にワイヤ５５を通し、ワイヤ５５でチップ半完成品１６に油穴１３，１４対して同径の油穴６１，６２を形成するので、油穴の直径に合せて直径の異なる電極を造る必要はなく、生産効率の向上を図ることができる。
【００２８】
なお、従来技術のなかには、チップ半完成品に油穴を形成した後に、シャンクにろう付けして油穴を完成させる製造方法も知られている。この場合には、ろうがシャンクの油穴に突出するため除去工程が発生する。
本発明のチップの油穴の形成方法では、ろうを取り除く必要がなく、手間を省くことができ、生産効率の向上を図ることができる。
次に、チップに油穴を形成したドリルについて説明する。
【００２９】
図６は本発明に係るチップの油穴の形成方法を用いたドリルの斜視図であり、ドリルの一例を示す。
チップ半完成品１６に油穴６１，６２（図に示していない）を形成した後、チップ半完成品１６に切刃６４，６４を形成してチップ６５とし、シャンク１１に切屑排出溝６６，６６（図に示していない）を形成し、ドリル６３を得る。
本発明のチップの油穴の形成方法でチップ６５に油穴６１，６２を形成すると、油穴６１，６２の出口の位置がずれることはなく、出口から噴出する切削油を切刃６４，６４並びに切削部に向けて供給することができる。
【００３０】
尚、本発明の実施の形態に示した図１のチップ半完成品１６の構造、図６のチップ６５の形状は一例であり、これらに限定しない。
図２の放電加工機として形彫放電加工機２５を用いたが、放電加工機は形彫放電加工機２５のみに限定するものではなく、放電加工機の構成やシャンク１１のセット方法は任意である。
図４のワイヤ放電加工機５０の構成やシャンク１１のセット方法は任意である。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１では、シャンクにチップをろう付けするチップろう付け工程と、シャンクを放電加工機にセットし、チップに油穴の直径の範囲内に、電極でシャンクの油穴より小径のスタート孔を穿設するスタート孔加工工程とで、スタート孔を油穴の直径の範囲内に設けるので、高精度の位置決めを必要とせず、スタート孔の加工は容易である。
チップろう付け工程と、スタート孔加工工程と、ワイヤ放電加工機にセットし、スタート孔並びに油穴にスタート孔より小さい直径のワイヤを通すとともに、スタート孔に通したワイヤを、ワイヤを通した油穴を基準にチップに対して相対的に、油穴の半径方向外方へ向かわせ油穴に沿うようにチップのみを切り取ることにより、チップにシャンクの油穴に対して同心、且つ、同径の油穴を形成する油穴加工工程と、でチップの油穴を形成するので、シャンクに予め開けてある油穴にきずがつくことはなく、生産効率の向上を図ることができる。
また、チップの油穴はシャンクの中心軸線と平行になり、チップの油穴の出口の位置がずれることはなく、チップの油穴の加工精度の向上を図ることができる。
さらに、チップの油穴を形成する電極を必要とせず、チップの油穴に合せて直径の異なる電極を造る必要はない。従って、生産効率の向上を図ることができる。
請求項２では、スタート孔加工工程は、放電加工機の基台に、油穴を基準で位置決めし、油穴毎に自身の油穴基準で基台を放電加工機の電極の下に移動させ、電極で、電極の外径と略同じ直径のスタート孔を穿設するので、スタート孔を油穴の直径の範囲内に設けることができ、高精度の位置決めを必要とせず、スタート孔の加工は容易である。
請求項３では、予め油穴を開けたシャンクの端部にろう付けされたチップに油穴に対応させて開けられたスタート孔に通すワイヤを備え、ワイヤでシャンクの油穴に対して同心、且つ、同径に油穴を形成するワイヤ放電加工機であって、ワイヤ放電加工機は、移動するテーブルに載せられている基台と、基台に取付けられ端部に対向したシャンクの端を、油穴の芯出しを行って把持し、テーブルにシャンクを垂直にセットするチャックと、スタート孔に通したワイヤを油穴の半径方向外方へ向かわせシャンクの油穴に近接させ、油穴に沿ってワイヤを移動させることでチップのみを切り取り、チップに油穴に対して同心、且つ、同径の油穴を形成するようにワイヤ及びテーブルの動きを制御する制御装置と、を備えているので、シャンクに予め開けてある油穴にきずがつくことはないという利点がある。さらに、チップの油穴はシャンクの中心軸線と平行になり、チップの油穴の出口の位置がずれることはなく、チップの油穴の加工精度の向上を図ることができる。さらにまた、チップの油穴を形成する電極を必要とせず、チップの油穴に合せて直径の異なる電極を造る必要はないという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るチップろう付け工程の説明図
【図２】本発明に係るスタート孔加工工程の第１説明図
【図３】本発明に係るスタート孔加工工程の第２説明図
【図４】本発明に係る油穴加工工程の第１説明図
【図５】本発明に係る油穴加工工程の第２説明図
【図６】本発明に係るチップの油穴の形成方法を用いたドリルの斜視図
【図７】従来の油穴の形成方法の一例を示す図
【符号の説明】
１１…シャンク、１３，１４…シャンクの油穴、１６…チップ半完成品、２１…シャンクの端部、２５…放電加工機（形彫放電加工機）、３６…電極、４５，４６…スタート孔、５０…ワイヤ放電加工機、５５…ワイヤ、６１，６２…チップの油穴、Ｄｈ…シャンクの油穴の直径、Ｄｔ…チップの油穴の直径。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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