JP2002200512A - 穴表面を切削加工するための工具 - Google Patents

穴表面を切削加工するための工具

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JP2002200512A JP2001352336A JP2001352336A JP2002200512A JP 2002200512 A JP2002200512 A JP 2002200512A JP 2001352336 A JP2001352336 A JP 2001352336A JP 2001352336 A JP2001352336 A JP 2001352336A JP 2002200512 A JP2002200512 A JP 2002200512A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 工作物の穴表面を加工するとき工具の切刃が
折れにくく、加工時の工具のびびりが確実に防止される
工具を提供する。 【解決手段】 穴表面を切削加工するための工具（１）
であって、互いに対で割当てられる少なくとも４つの切
刃を有するものにおいて、対の切刃（Ｓ２、Ｓ２’）が
工具（１）の軸方向から見えるように互いにずらして配
置されていることを特徴とする工具が提案される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、請求項１の前文に
記載された穴表面を切削加工するための工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】ここで検討される種類の工具、つまりド
リルとリーマは、公知である。特に焼入鋼からなる工作
物の穴表面を加工するとき工具の切刃が折れ、および／
または加工時にびびり(chattering)が発生し、穴表面が
希望する寸法と求める表面品質とはならないことが判明
した。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の課題
は、こうした欠点のない冒頭に指摘した種類の工具を提
供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、請求項１に指摘した特徴を有する工具が提案され
る。この工具は、互いに対で割当てられる少なくとも４
つの切刃のうち１対の切刃が工具の軸方向から見えるよ
うに互いにずらして配置されていることを特徴としてい
る。
【０００５】特別有利な実施例の工具は、互いに対で割
当てられる少なくとも４つの切刃のうち第１対の切刃が
互いに対称に配置され、第２対の切刃が互いに非対称に
配置されていることを特徴としている。これは、第２対
では切刃が厳密に直径上で向き合わせて配置されている
のではなく、または工具の軸方向から見えるように互い
にずらして配置されていることを意味する。１対の切刃
が軸方向でずらされると、または厳密に直径上で向き合
わせて配置されてはいないと、切刃の折れと工具のびび
りは焼入鋼からなる工作物を加工する場合でも防止され
ることが判明した。
【０００６】工具の好ましい実施例では、少なくとも１
つの他の対の切刃が設けられている。６つの切刃を有す
る工具では、上で説明したように、第１対の切刃が互い
に対称に配置されており、第２対および／または第３対
の切刃は互いに非対称に配置されている。切刃の折れと
工具のびびりはこうしてやはり確実に防止される。工具
のその他の有利は実施形態は、従属請求項に見られる特
徴の組合せから明らかとなる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明が詳
しく説明される。図１は、４つの切刃を有する工具正面
の概略平面図を示す。図２は、図１に示す工具前部の側
面図を示す。図３は、第２実施例の工具正面の概略平面
図を示す。図４ａは、第１実施例の刃物片の側面図を示
す。図４ｂは、第２実施例の刃物片の側面図を示す。
【０００８】図１の平面図が示す工具１はその本体３が
円周線５で示唆されている。本体が備えている４つの切
刃は互いに対で配置されている。第１切刃対の切刃Ｓ
１、Ｓ１’は上下で工具１に設けられている。これらの
切刃は想定直径線Ｄ１上にあり、この直径線は第２想定
直径線Ｄ２に直角である。第２想定直径線上に第２切刃
対の切刃Ｓ２、Ｓ２’が配置されている。
【０００９】工作物の穴表面を加工するとき切刃Ｓ１、
Ｓ１’、Ｓ２、Ｓ２’と穴表面との間の相対運動は、工
具１が工作物に対して回転させられ、または工作物が固
定工具に対して回転することによって生成される。工具
と工作物が回転することも当然に考えられる。重要なの
は切刃と穴表面との間の相対運動である。ここでは、工
具１が固定工作物に対して回転し、しかも矢印７の方向
に、つまり時計回りに回転すると前提される。本体３の
外面から突出する切刃Ｓ１、Ｓ１’、Ｓ２、Ｓ２’が穴
表面から切屑を除去し、切屑は穴から通常どおり排出さ
れる。切屑詰りを防止するために、回転方向に見て各切
刃の前に工具１の本体３に凹部（図示せず）、切屑空間
が設けられている。このような工具の機能様式は公知で
あり、それゆえにここで詳しくは言及しない。
【００１０】切刃Ｓ１、Ｓ１’、Ｓ２、Ｓ２’は工具１
の本体３の一部とすることができる。つまり切刃は中実
体から仕上げることが可能である。しかしここに示した
実施例では、切刃がそれぞれ刃物片９の一部であり、こ
の刃物片は好適な仕方で工具１の本体３に固着されてい
る。一般に刃物片９は本体３に実質的に工具１の長手方
向で延設された溝に嵌挿され、そこにしっかりろう付け
され、または好適な締付装置、特に締付爪(shoe)によっ
て保持される。刃物片を直接にねじで本体３に固着する
ことも可能である。切刃が直接に本体３の一部であるの
か、それとも図１に示唆し後続の図にも示唆した刃物片
９に実現されているのかは、検討を続けるうえで重要で
はない。
【００１１】図２は、図１に示した工具１を側面図で示
す。同じ部材には同じ符号が付けてあり、それらに関し
ては図１の説明を参照するように指示する。この側面図
は第１切刃対の上側切刃Ｓ１と直径上で向き合う切刃Ｓ
１’とを示す。図２に示唆したように、切刃Ｓ１に割当
てられた刃物片９は締付爪として構成される締付装置に
よって保持され、この締付装置は締付ねじ１３によって
工具１の本体３に固着されている。図１と同様にここで
も見易くする理由からその他の締付爪の図示は省かれ
た。
【００１２】図２の側面図が示す刃物片９は平面図で示
す第２切刃対の切刃Ｓ２’を備えている。正面１５から
張り出す刃物片９の最前部と切刃Ｓ２もここにはっきり
認めることができる。両方の切刃Ｓ２、Ｓ２’は、ここ
に見られるように厳密に直径上で向き合っている。しか
し切刃Ｓ２の刃物片９が線１７にまで接近している一
方、切刃Ｓ２’の刃物片９はこの線１７から後退してい
る。つまり切刃Ｓ２’の刃物片９は本体９の正面１５か
ら、切刃Ｓ２の刃物片９ほどには張り出していない。
【００１３】図２の図示からわかるように、切刃Ｓ１、
Ｓ１’の刃物片９は両方とも厳密に線１７まで達してお
り、つまり正面１５から同じだけ張り出しており、図１
に基づいて図示説明したように厳密に直径線Ｄ１上にあ
る。つまり第１切刃対の両方の切刃Ｓ１、Ｓ１’は互い
に対称である。それに対して第２切刃対の切刃Ｓ２、Ｓ
２’は確かに厳密に直径線Ｄ２上にあるが、工具１の本
体３の正面１５から異なる程度に張り出しており、つま
り工具１の軸方向から見えるように互いにずらされてい
る。従って、第２切刃対の切刃Ｓ２、Ｓ２’は互いに非
対称に配置されている。図３は第２実施例の工具１を平
面図で概略示す。同じ部材には、図１、図２に基づいて
使用したものと同じ参照符号が付けてある。それらに関
してはこれらの図を参照するように指示する。
【００１４】図３に示す工具は３つの切刃対Ｓ１とＳ
１’、Ｓ２とＳ２’、Ｓ３とＳ３’が設けられている点
で上記のものと相違している。第１切刃対の切刃Ｓ１、
Ｓ１’は第１直径線Ｄ１上にあり、第２切刃対の切刃Ｓ
２、Ｓ２’は直径線Ｄ２上にある。第３切刃対Ｓ３、Ｓ
３’では、確かに切刃Ｓ３’が直径線Ｄ３上にあるが、
切刃Ｓ３は直径線Ｄ３に対して角度αだけずらして配置
されており、詳細には工具１の矢印７で示した回転方向
に見て直径線Ｄ３に追走させて配置されているのがわか
る。しかし切刃Ｓ３は先行させて、つまり直径線Ｄ３を
基準にいわば鏡像的に配置することも可能である。
【００１５】つまり図３に示す実施例の工具１ではま
ず、切刃対Ｓ１とＳ１’、Ｓ２とＳ２’が対称に配置さ
れており、つまり厳密に直径線Ｄ１、Ｄ２上にあり、本
体３の正面１５から工具１の軸方向から見えるように同
じ程度に張り出している。第３切刃対Ｓ３、Ｓ３’だけ
は非対称に配置されており、つまり切刃Ｓ３は正確に切
刃Ｓ３’が配置されている直径線Ｄ３上にはない。
【００１６】しかし、図２に基づいて説明したように軸
方向でずらすにせよ、または図３に示したのとは異な
り、ここでも切刃の１つを直径線Ｄ２上に配置しないこ
とによるにせよ、第２切刃対Ｓ２、Ｓ２’はやはり非対
称に構成しておくことも可能である。ちなみに、図２と
図３に基づいて説明した非対称を組合せ、しかも例えば
図３の実施例において第２切刃対が図２に基づいて説明
したように軸方向でずらされ、第３切刃対が直径線Ｄ３
に対してずらされているようにすることが可能である。
最後に、軸方向でのずれによっても、関連する直径線に
対するずれによっても、切刃対の非対称をもたらすこと
が考えられる。
【００１７】図２の図示では、切刃Ｓ２’に割当てられ
た刃物片９が工具１の本体３内で軸方向で右に変位され
たものと前提された。しかし、刃物片の前面、つまり刃
物片の正面１５から張り出す側を除去することも可能で
ある。この可能性が図４ａに示してあり、この図が示す
刃物片９に例えば切刃Ｓ２’が割当てられている。切刃
Ｓ２’は図２にも示した想定線１７に対して切刃の一部
が研磨されることによって後退しており、こうして切刃
Ｓ２’は値ａだけ短縮される。
【００１８】切刃Ｓ２’を有する刃物片９の変更実施例
が図４ｂに示してある。破線１９、２１で示唆したよう
に刃物片９の左上角は除去することができ、これにより
やはり切刃Ｓ２’が軸方向で値ａだけ短縮される。つま
り切刃対の２つの切刃の軸方向非対称はさまざまな仕方
で実現することができる。
【００１９】切刃が工具１の本体３の一部である場合、
本体３の相応する切刃の領域、例えば切刃Ｓ２’の領域
から、図４ａに示すのと同様に材料を除去することがで
きる。しかし、図４ｂに基づいて説明したように、切刃
の一部を除去することも可能である。
【００２０】切刃が刃物片９によって実現される場合、
相応する切刃の軸方向のずれは、図２に基づいて説明し
たように刃物片が本体内に軸方向でずらして配置される
ことによって実現することができ、こうしてこの刃物片
は本体３の正面１５から他の切刃ほどには張り出さな
い。刃物片が本体３内にろう付けされている場合にも、
また刃物片９が締付爪１１によって本体３にしっかり締
付けられる場合にも、刃物片のこのずれは可能である。
【００２１】最後に、図４ａと図４ｂに基づいて可能で
あるように、刃物片９によって切刃を実現する場合に
も、刃物片９を軸方向で材料を除去することによって刃
物片の活性(active)切刃を変位させることが可能であ
る。その際、図４ａに基づいて説明したように刃物片全
体を研磨することができ、または図４ｂに基づいて示し
たように刃物片の切刃領域にある小部分のみを研磨する
ことができる。
【００２２】つまり、図２に基づいて説明したように切
刃対の切刃の非対称が追求される場合、関連する刃物片
を距離ａだけ変位することが可能である。しかし、切刃
が領域ａだけ短縮される研磨過程によっても非対称は実
現可能である（図４ａ、図４ｂ参照）。軸方向非対称、
つまり値ａは、０．５／１０ｍｍ〜８／１０ｍｍの範囲
内とすることができる。好ましくは１／１０ｍｍ〜５／
１０ｍｍの軸方向のずれａが選択される。しかし約２／
１０ｍｍの軸方向のずれａが特別実証された。
【００２３】図３に基づいて説明したように切刃対の切
刃を関連する直径線に対して変位させることによる非対
称の場合、工具１の中心点２３から測定した鋭角αが選
択され、この角度は０．５°〜１０°、好ましくは２°
〜７°の範囲内で選択される。約５°の角度αのずれが
特に実証された。切刃対の切刃の軸方向のずれによって
与えられた非対称は、既存の工具に追加的に生成するこ
ともできる。こうして、既存の工具においても切刃の折
れと工具のびびりを防止することが可能である。
【００２４】
【発明の効果】以上すべてのことから判明するように、
公知の工具に見られ、特に焼入鋼からなる工作物を切削
する場合に見られる諸欠点は、切刃を対で配置した工具
の場合簡単に、つまり少なくとも１つの切刃対の非対称
を生成することによって、防止することができる。その
際、図３で工具に基づいて説明したように、複数の切刃
対を非対称に配置しておくこともできる。最後に、角度
のずれによってだけでなく、同じ切刃対において軸方向
のずれによっても非対称を実現することが考えられる。
最後になお指摘しておくなら、ここに述べた非対称は６
つを超える数の切刃を有する工具においても実現するこ
とができる。
【００２５】図に基づいて説明した工具は、なお案内片
を備えておくことができ、これらの案内片は工具１の本
体３に嵌挿され、軸方向に延設され、好ましくは、ここ
で説明した切刃よりも長い。その際、各切刃に、または
若干の切刃のみに、１つの案内片を割当てることが可能
である。さらに、互いに対称に配置された案内片、およ
び／またはここで述べた意味で互いに非対称に位置決め
された案内片を設けることも考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】４つの切刃を有する工具正面の略平面図。
【図２】図１に示す工具前部の側面図。
【図３】第２実施例の工具正面の略平面図。
【図４】（ａ）は第１実施例の刃物片の側面図、（ｂ）
は第２実施例の刃物片の側面図。
【符号の説明】
１ 工具、Ｓ１、Ｓ１’、Ｓ２、Ｓ２’、Ｓ３、Ｓ３’
切刃、ａ ずれ、 α 角度、９ 刃物片、 １１、
１３ 締付装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フリードリッヒ、ヘバール ドイツ連邦共和国 73466 ラウフハイム、 フリーダーシュトラーセ 14 Ｆターム(参考） 3C037 BB17

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 穴表面を切削加工するための工具（１）
    であって、互いに対で割当てられる少なくとも４つの切
    刃を有するものにおいて、対の切刃が工具（１）の軸方
    向から見えるように互いにずらして配置されていること
    を特徴とする工具。
  2. 【請求項２】 第１対の切刃（Ｓ１、Ｓ１’）が直径上
    で向き合わせて配置されていることを特徴とする、請求
    項１記載の工具。
  3. 【請求項３】 第１対の切刃（Ｓ１、Ｓ１’）が工具
    （１）の軸方向から見えるように同じ位置に配置されて
    いることを特徴とする、請求項２記載の工具。
  4. 【請求項４】 第２対の切刃（Ｓ２、Ｓ２’）が厳密に
    直径上で向き合わせて配置されてはいないことを特徴と
    する、請求項１〜３のいずれか１項記載の工具。
  5. 【請求項５】 第２対の切刃（Ｓ２、Ｓ２’）が工具
    （１）の軸方向から見えるように互いにずらして配置さ
    れていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１
    項記載の工具。
  6. 【請求項６】 少なくとも１つの他の第３対の切刃（Ｓ
    ３、Ｓ３’）が設けられていることを特徴とする、請求
    項１〜５のいずれか１項記載の工具。
  7. 【請求項７】 第３切刃対の切刃（Ｓ３、Ｓ３’）がや
    はり厳密に直径上で向き合わせて配置されてはいないこ
    とを特徴とする、請求項６記載の工具。
  8. 【請求項８】 第３切刃対の切刃（Ｓ３、Ｓ３’）が工
    具（１）の軸方向から見えるように互いにずらして配置
    されていることを特徴とする、請求項６または７記載の
    工具。
  9. 【請求項９】 第２対の切刃（Ｓ２、Ｓ２’）が想定直
    径線（Ｄ２；Ｄ３）に対して０．５°〜１０°、好まし
    くは２°〜７°、特に約５°の角度（α）だけずらされ
    ていることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項
    記載の工具。
  10. 【請求項１０】 第３対の切刃（Ｓ３、Ｓ３’）が想定
    直径線（Ｄ２；Ｄ３）に対して０．５°〜１０°、好ま
    しくは２°〜７°、特に約５°の角度（α）だけずらさ
    れていることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１
    項記載の工具。
  11. 【請求項１１】 第２対の切刃（Ｓ２、Ｓ２’）が工具
    （１）の軸方向から見えるように０．５／１０ｍｍ〜８
    ／１０ｍｍ、好ましくは１／１０ｍｍ〜５／１０ｍｍ、
    特に約２／１０ｍｍだけずらされていることを特徴とす
    る、請求項１〜１０のいずれか１項記載の工具。
  12. 【請求項１２】 第３対の切刃（Ｓ３、Ｓ３’）が工具
    （１）の軸方向から見えるように０．５／１０ｍｍ〜８
    ／１０ｍｍ、好ましくは１／１０ｍｍ〜５／１０ｍｍ、
    特に約２／１０ｍｍだけずらされていることを特徴とす
    る、請求項１〜１１のいずれか１項記載の工具。
  13. 【請求項１３】 切刃（Ｓ１、Ｓ１’；Ｓ２、Ｓ２’；
    Ｓ３、Ｓ３’）が、工具（１）の本体（３）に嵌挿可能
    な刃物片（９）によって実現可能であることを特徴とす
    る、請求項１〜１２のいずれか１項記載の工具。
  14. 【請求項１４】 刃物片（９）が本体（３）内にろう付
    けされ、場合によっては互いにずらしてろう付けされて
    いることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか１項
    記載の工具。
  15. 【請求項１５】 刃物片（９）が本体（３）内で好適な
    締付装置（１１、１３）によって固定可能であることを
    特徴とする、請求項１〜１４のいずれか１項記載の工
    具。
  16. 【請求項１６】 １対の２つの切刃の、工具（１）の軸
    方向から見たずれが、切刃の研磨によって実現可能であ
    ることを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか１項記
    載の工具。
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