JP2003520691A - 切屑制御用幾何学的構造を備えた切削工具及びドリルのためのインサート - Google Patents
切屑制御用幾何学的構造を備えた切削工具及びドリルのためのインサートInfo
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Abstract
Description
るものである。より具体的には、本発明は、材料を金属加工物から除去しつつ、
切屑の発生を改良し得るように切屑制御の幾何学的形態を有する切削インサート
に関するものである。切削インサートの切屑制御の幾何学的形態は、加工物から
材料が除去されるときの切屑の発生状態を制御し、これにより、切屑の詰まり及
び切削インサートの損傷を防止する。
穿孔及び穴拡げ加工のような切削工程中、加工物から除去された材料から切屑の
発生及び破断を制御することが望ましい任意の適用例に有用である。本発明の切
屑制御の幾何学的形態は、スペードドリル切削刃に具体化されたとき、特に有利
である。
スペードドリルは、全体として、ホルダ内に固着されたスペードドリルインサー
トを有しているが、単一体として製造することもできる。スペードドリルインサ
ート及びホルダを含むスペードドリルは、直径25.4乃至152.4mm(1
乃至6インチ)の穴を穿孔するために最も広く使用される。スペードドリルは、
金属加工物及び木及びプラスチックのようなその他の材料の加工物に穿孔するた
めに使用することができる。スペードドリル及び特定のその他の切削工具は、切
削刃に隣接して切屑制御の幾何学的形態を含む。この切屑制御の幾何学的形態は
、切屑を発生させる切削工程中の切削性能を向上させる。切屑は、図1に図示し
た過程により、金属を切削する間に発生される。切削工具10の切削刃13は、
図1に全体として矢印に示した方向に向けて加工物12内に移動する。厚さ18
を残して、加工物12から切屑11が発生する。切削中の切削工具10と、加工
物12との間の相対的な動作は、切削工具10の前方の領域14内で加工物の材
料を圧縮し、切屑11を発生させ始める加工物に一次変形すなわちせん断変形を
生じさせる。次に、切屑11は、切削工具10のすくい面16上を通り、切屑1
1がせん断し且つ工具10に対して摺動することに起因して二次的変形を受ける
。その後、切屑11は加工物12から分離し、切屑の発生を完結させる。
具先端半径、アプローチ角を含む切削工程のパラメータが主として切屑の発生状
態を制御する。著しく変形し又は長いカール曲げの形態とすることができる、長
い連続的な金属ストリップから小さい破片に亙る多岐に亙る切屑が発生する。切
屑の発生に影響する材料の性質は、降伏強度、圧縮荷重下のせん断強度、硬さ、
延性及びその他の性質を含む。例えば、極めて延性の材料を切削することは、切
屑を広範囲に塑性変化させることを含み、その結果、長く連続的な切屑も生じる
。より長い切屑は、工具面とより長時間接触した状態を保ち、切削刃により摩擦
熱の蓄積及び熱応力を生じさせる。また、長い連続的な切屑は、ホブの穴開け又
は穿孔のような切削工程中、加工物の切削箇所から排出することはより困難であ
る。
態、送り量、切削速度及び切削深さを含む。これらのパラメータは、切屑の形成
に影響を与え得るように機械工が制御することができる。切屑は、それ自体破断
する、切削工具に対して破断する又は加工物に対して破断するという、3つの基
本的方法の1つにて加工物から分離することができる。機械工は、短く且つ自然
に破断する切屑を発生せ得るように上記の切削パラメータを釣合わせようとする
。この型式の切屑は、切削工程中、容易に排出され、加工物又は切削工具の何れ
をも損傷させることはない。
い。例えば、ステンレス鋼は、切屑の詰まり及び電力の消費量を増す可能性があ
る、連続的で長いカール曲げした切屑を発生させ易い。従って、これらの材料を
切削するとき、切屑の形成に影響するパラメータを機械工具が制御することが特
に重要である。
、クランプ止めスロット24を有するホルダ21と、クランプ止めスロット24
内に固着することのできる板形状穿孔インサート22とを備えている。スペード
ドリルインサート22は、少なくとも1つのねじ付きピン23によりクランプ止
めスロット24の張出し部27、28に対して固着されている。ねじ付きピン2
3の頭部は、スペードドリルインサート22の斜角を付した穴25に係合し且つ
ホルダ21の張出し部27又は28のねじ付き穴30内に固着されている。スペ
ードドリルインサート22は、中心決めスロット29すなわちタブを設けること
ができ、該タブは、ホルダ21の相応する要素とかみ合って、スペードドリルイ
ンサート22がホルダ21の回転軸26に沿って確実に中心決めされるようにす
る。
が図示されている。スペードドリルインサート22は、全体として、板形状であ
り、また、一対の切削刃31を有している。切削刃31は、スペードドリルイン
サート22の中心軸26から半径方向外方に伸び且つ中心軸26の周りで180
°分離されている。上述したように、2部分スペードドリルは、直径25.4乃
至152.4mm(1乃至6インチ)の範囲の比較的大きい穴を穿孔するために
最も広く使用されている。軸と切削刃を共に単一体として組み合わせる1部分ス
ペードドリルは、典型的に、より小さい直径の穴を穿孔するために使用される。
ペードドリルを使用することは、幾つかの有利な点がある。スペードドリルは同
等のツイストドリルよりも断面が厚い。この厚い断面が提供する追加的な強度は
、切削点からスペードドリルの軸までの1つの線に沿って集中し、スペードドリ
ルに対し、加工物がせん孔する間に経験する端部推進力に対するより大きい抵抗
力を与える。この追加的な強度は、また、スペードドリルに対し、加工物の回転
切削中に経験する大きいトルクに耐え且つ切削端部の振動、欠損及びドリルの破
損を最小限にするより大きい能力をも与えることになる。更に、標準的なツイス
トドリルは、前方テーパー部分内に磨耗する可能性が大きく、このことは、また
、くい込みを生じさせ易い。より大きい後方テーパーを付けたスペードドリルの
短い切削刃は、また、くい込む傾向を減少させる。
、交換することができる一方、停止点、破断調節を再調整し又は穿孔設定位置の
長さを加減することを必要とせずに、ホルダは工作機に止まっている。また、ス
ペードドリルは、従来のツイストドリルよりも自動及びコンピュータ数値制御工
作機械にて一層容易に予め設定することもできる。
に、切屑の破断及び切屑の形成の制御は、切削工程の効率上、重要なファクタで
ある。図3(a)及び図3(b)に図示するように、従来のスペードドリルは、
加工物から一次的に材料を除去するためその相応するすくい面32を有する一次
切削刃31を備えている。従来のスペードドリルは、すくい面32の何らの切屑
制御の幾何学的形態を備えていない。この従来の設計は、典型的に、切削刃と同
程度に幅の広い切屑を発生させ、このため、切屑の長さの制御を困難にする。大
きい切屑は、形成される穴内に蓄積し、切削工具を加工物内で詰まらせ、電力消
費量を増し、その結果、穿孔許容公差が不良となり且つ切削工具が過度に磨耗す
ることとなる。
なされてきた。図3(c)は、スペードドリルブレードの切り刃36内にスリッ
ト型の刻み目溝35を含むように変形されたスペードドリル33の端面図である
。これらのスリット型の刻み目溝は、切り刃と同じ広さの切屑の形成を防止する
。その代わりに、切削作動パラメータが適切に設定されると、形成される切屑の
幅は、スリット型の刻み目溝35間の距離と同じである。なぜなら、切屑は、刻
み目溝35間のいくつかの切り刃36によって形成されるからである。図3(c
)のスペードドリル33によって形成される切屑は、図3(a)及び3(b)の
スペードドリルによって形成される切屑の幅より狭いけれども、切屑はまた、長
さが長くなって不利であるかもしれない。このことは、一般的には、切屑が加工
片内の穴の壁と接触するとき又は切屑が切削工具と接触したときに、薄い切屑が
より変形し易く且つ破砕し難いために、生じる。スペードドリル33によって形
成された長い切屑はまた、ドリルにまとわり付いて切屑形成の制御を更に低下さ
せることもある。
速に付加されることになるかもしれない。余分の切屑の付着は、特に深い穴をド
リル加工するときに、ドリルの早期の摩耗及び破壊を生じさせるかもしれない。
切屑の制御の欠落、大きな切屑の対応する形成及び蓄積によって、一般的なスペ
ードドリルによりドリル加工は、ツイストドリルのような他のドリル加工工具に
よる同様な大きさの穴をドリル加工する場合よりも、より大きなトルク及びスラ
スト方向の力を必要とする。加工片の穴開けの際に形成される長い切屑は、穴の
中にとどまり且つ切削工具にまとわりつき且つ切削工具と加工片との間に詰まり
、それによって、高い径方向の力、許容公差の問題及び大きい電力の消費を生じ
る傾向がある。
切屑が詰まる傾向を減らした、改良された切削性能を有する切削工具の必要性が
存在する。改良された切屑形成制御及び切屑機械のための幾何学的形状を有し、
種々の材料を切削するために使用された場合に、広範囲の切削パラメータで有利
な大きさ及び形状の切屑を生じる、切削工具の必要性もまた存在する。
ンサートとを提供することによって、上記の必要性に応えている。この切削工具
用のインサートは、保持部分と、少なくとも一つの切り刃を画成している前方部
分と、を含んでいる。切り刃は、前方部分の中心軸線から前方部分の端縁まで径
方向外方へ延びている。切削工具の保持部分は、工具ホルダーに固定されてもよ
く、これは、次いで、回転又はその他の動作のための機械工具上に取り付けても
良い。付加的な実施形態における本発明の切削工具は、前方部分と、回転又は他
の動作のための機械工具上に直接取り付けられても良い軸を含んでいても良い。
切削工具の切り刃に隣接して形成された切屑溝と、切削工具のインサートと、を
含んでいる。切屑溝は、下方に傾斜している、すくい面と、上方に傾斜している
切屑破砕面と、を含んでいる。切屑溝は、隣接する切り刃にほぼ平行に延びるか
もしれず且つほぼ一定の幅又は中心軸線から外側端縁まで切屑溝の長さに沿って
変化する幅を有していても良い。本発明の切屑制御用の幾何学的形状は、切屑溝
内に細長い突出部を含んでいる。これらの突出部は、切屑をその長さに沿って破
壊するばかりでなく、形成される切屑を切片に分割する。ここで使用されている
“細長い”という用語は、突出部は、幅寸法よりも大きな長さ寸法を有する、と
いう事実を指している。
リルは、典型的には、ほぼプレート状をした本体を含んでおり、該本体はその前
方部分に切り刃を有している。スペードドリルはまた、典型的には、二つの切り
刃を備えており、該二つの切り刃は、ドリルの前方部分のV字形をした切削先端
部上にて円周方向に沿って互いに180度離れて設けられている。スペードドリ
ルの保持部分が、切削工具をマシンツールの工具ホルダに、または、直接マシン
ツールに、固定的に取り付けるようになされている。本発明のスペードドリルは
、ドリルの切り刃に隣接し且つこれにほぼ平行な切り屑溝を有する。切り屑溝は
、二つまたはそれ以上の切り屑分割突起を備えている。切り屑分割突起および切
り屑溝は、材料の長さ方向および幅方向に沿って材料除去作業が行われる際に形
成される切り屑を分割し、それによって、広くおよび/または長い切り屑が形成
されるのを抑制するという、複合的な機能を提供する。
。なぜならば、本発明における切削工具および切削工具挿入体の先端部の形態が
、形成されつつある切り屑を破壊し且つ分割して小さな破片にしてしまうからで
ある。切り屑分割突起は、切り屑溝と相俟って作用し、ドリル作業時のような材
料除去作業時における、切り屑を破壊する効率を向上させ、且つ、切り屑の制御
もよりよく行うことができる。切り屑破壊効率や切り屑制御の向上は、幅広い切
削条件のもとで、しかも様々な被加工材料に対して有効に達成される。
び技術的効果ないし利点が理解されよう。そしてまた、本発明が実施されたとき
の具体的な内容および効果ないし利点も併せて理解されよう。
的形状を含んでいる金属及びその他の材料を切削するための切削工具及び切削工
具のためのインサートを提供する。本発明の一つの実施形態においては、本発明
は、切削工具の切削部分の切屑溝内に切屑分割突出部を含んでいる切屑制御用幾
何学的形状を有しているスペードドリルである。
移動するように駆動される少なくとも一つの切り刃を有する工具である。従って
、切削工具は、例えば、回転するように駆動される回転切削工具を含んでいる。
更に、ここで使用されている、切屑は、切削作業によって加工片から削り取られ
る加工片の材料の一部分である。更に、ここに使用されている、切屑破砕機構は
、切削工具の面内の切り欠き又は溝を指しており、これは、通常は、工具の切り
刃にほぼ平行である。切屑機構は、切削作業中に形成される連続した切屑を破壊
するように設計されている。適切な切屑の制御は、切屑が短い切片で加工品から
除去されるとき、切屑がそれ自体で破砕するとき、切削過程が切削工具内又は加
工片内に高い熱を発生させないときに達成される。切屑を適切に制御によって、
切屑が形成された後に切屑を破砕するか又は変形させるのに必要とされる力の消
費を最少にし且つ切屑の形成及び/又は変形によって生じる加工品及び/又は切
削工具への損傷を最少にする。
る独特の切屑分割突出部は、広範囲の切削パラメータに亘って及び種々の加工片
材料に対して、改良された切屑制御を提供する。材料がドリルで開けられた穴の
内側の壁から除去される場合、この材料は、切屑溝内へと通過し且つ切削工具の
切屑溝内に形成された複数の切屑分割突出部の上を通過する。切屑分割突出部は
、両方とも、その幅に沿って形成される切屑に圧力を加え、切屑溝の切屑破砕面
と共に作用して、切屑を破砕して短い部片にし且つ長い切屑の形成を避ける。本
発明の切削工具によって形成される短く且つ狭い切片は、本発明に従って形成さ
れるスペードドリルによって達成される改良された切屑の制御を証明するもので
ある。
する。図4は、本発明に従って形成されたスペードドリル用のインサート40を
示している。このインサートは、あらゆる種類の金属加工片材料をドリル加工す
るように設計されている。インサート40は、12.5ないし13.5重量%の
Co、0.17ないし1.3重量%の結合されたTi、Nb、Ta及び残余量を
含むWCとしての焼結炭化物の基本的な組成物を有するH81基材内のステルラ
ム(Stellram)(テネシー州ラバーグン(Lavergne))グレー
ド CFZによって製造されたものであった。このインサートは、化学蒸着(C
VD)技術の方法によるTiN/TiCN/TiN複層コーティングによってコ
ーティングされる。基材及びコーティングを含んでいるこのStellramグ
レードは、スペードドリルに対する靱性及び耐摩耗性を提供する。その他の切削
インサートは、例えば、物理蒸着(PVD)技術によってコーティングされた基
材としてStellramのその他の粉末金属のグレードを含む切削工具の特別
な用途に依存するその他のあらゆる入手可能な材料によって形成されても良い。
ここでは本発明の実施形態が一つだけ説明されているけれども、当業者は、本説
明を考慮に入れた後に、過度の努力無しで、本発明を他の材料切削用途に適用す
ることが出来るであろう。従って、限られた数の実施形態のみがここには提供さ
れているという事実は、本発明の範囲を限定すると考えられるべきではない。
んでいる。インサート40は、図2に図示された一般的なスペードドリル22に
似た方法で一般的な切削工具ホルダーに結合されても良い。この一般的なインサ
ート40は、一般的な切削工具ホルダー21のリム(枝状の突出部)27及び2
8にインサート40を結合するための一対の斜めの穴47を含んでいる。インサ
ート40はまた、ねじが切られたピンが切削工具のリム27及び28の各々内の
穴30内に締結されるとき、一般的な切削工具ホルダー21の対応する部材と係
合ことができる中心合わせ穴41をも含んでいる。この形状は、切削工具ホルダ
ー21の回転軸線26とのインサート40の正しい中心合わせを可能にし、従っ
て、穴のドリル加工により大きな正確性を提供する。切削工具ホルダー上のドリ
ル加工インサートを固定し且つ中心合わせするこの方法は、米国特許第号第5,
474,407号により詳細に説明されており、この全体の開示がここに参考と
して組み入れられている。インサート40を工具ホルダー上に固定し且つ芯合わ
せする上記の方法は、図示の目的のためであり且つ本発明をどのような方法でも
限定することを意図していない。当業者は、あらゆる数の代替的な方法で工具ホ
ルダー上にインサート40を固定することができることを容易に認識するであろ
う。このような代替的な方法は、工具ホルダー内の穴に受け入れられるインサー
ト上にタブを芯合わせすることを提供することである。
先端を備えた前方部分41を有している。図4には、インサート40の中心軸線
におけるチゼル端縁42からインサート40の端縁まで径方向に延びている単一
の切り刃49が示されている。第二の切り刃が、同様に設計されているインサー
ト40(図4に示されていない)の対向面に設けられている。対向面上の切り刃
49と第二の切り刃とは、インサート40の中心軸線を中心として180°だけ
隔置されている。第一の逃げ面は、インサート40の背面とドリル加工されるべ
き加工片との間にクリアランスを提供する。外径ランド領域42は、加工片内に
ドリル加工されるべき穴の直径に等しいインサート40の中心軸線からの直径で
湾曲させてある。切り刃49と同様に、インサート40の径方向端縁には、ドリ
ル加工ブレードインサート40と加工片内にドリル加工された穴の内壁との間に
切断クリアランスを提供するために、径方向の逃げ面が提供されている。第一の
逃げ面48と径方向の逃げ面43とは、隅半径46によって結合されている。
を参照してより詳細に説明する。図7に最も良く示されているように、切屑溝4
4は、インサート40の前側部分41の表面に形成される。切屑溝44は、略凹
状であり、切断端縁49から下方に傾斜する、すくい面75と、インサート40
の表面80へと上方に傾斜する切屑破砕表面76と、を有する。当業者は、これ
が、本発明で使用される切屑溝の唯一の可能な形態ではないことを理解するであ
ろう。切屑溝44は、例えば、平坦なすくい面を持っていてもよく、又は、この
すくい面が様々な半径で湾曲してもよい。切屑溝44は、切削工具へと構成され
る切屑破砕形態の一部分として、特定の材料除去用途に合致させるように、サイ
ズ及びスタイルを様々に変えることができる。切屑溝の一般的な設計は、半加工
品の材料、切断速度、切断耐性、掘削されるべき孔の深さ、及び、掘削されるべ
き孔の直径に基づいて、変更されてもよい。図7で詳細に示されたように、切屑
溝44を画定させるパラメータは、例えば、オプションのランド領域70の長さ
、すくい角71、切屑溝72の幅、溝73の深さ、切断端縁の上方に持ち上げら
れる切屑破砕表面74の背壁の高さである。これらのパラメータの全ては、同じ
切削工具において変更されてもよく、また、1つの切削工具から他の切削工具間
で変更されることができる。例えば、切屑溝73のその中心部における深さは、
切削工具の径方向端縁における切屑溝の深さより大きくても小さくてもよい。か
くして、添付図面で示された切屑溝44の特定の設計は、単に一例としてのみ与
えられたものであり、本発明の範囲に限定を加えるものと考えるべきではない。
間隔を等しく隔てられた3つの切屑分割突起部45を含む。これらの突起部のこ
の特定の形態及び配置は、半加工品からの切屑破砕を援助する間隔で形成され、
切屑の幅に沿って応力を生成するように選択された。これら突起部の数、間隔及
び形状は、変更されてもよく、添付図面に示された突起部に限定されるものでは
ない。例えば、切屑分割突起部の数は、ドリル用インサートの直径及び厚さ、半
加工品の構成材料、及び、他の理由に応じて、少なくとも2乃至10以上の範囲
に及ぶことができる。切屑分割突起部は、例えば細長い突起部45の形状等、任
意サイズ及び/又は形状に設けられてもよく、また、必ずしも必要ではないが、
好ましくは等間隔に配置されるのがよい。一般には、切屑分割突起部は、スペー
ドドリルインサートの切屑溝に構成される。そのような設計は、より良好な切屑
制御、より滑らかな穴開け過程、切屑の詰まりがより少なくなる傾向、及び、か
くして幅広い加工材料に亘ってより長いツール寿命を提供する。
割突起の形状及び寸法は丸味をおびた頂部81を合体させるように設計される。
突起45の下方に向けてテーパーを付けた斜面82は先端溝44の表面に延びる
。頂部81は、ランド領域70に隣接する、チップ溝44の下方に傾斜するすく
い面75からチップ溝44の上方に傾斜するチップ破断面76に至るまで、チッ
プ溝44をほぼ横切って延びる。突起45は、頂部に丸味を付けて設計されるの
ではなく、例えばチップ溝44の底部に延びる真っ直ぐな側面をもつ尖った頂部
で設計されることを要する。上述の説明を考慮し、過度の努力をすることなしに
、本発明の切り屑分割突起のための、他の適当な形状を探し出すことは当業者に
とって可能であろう。
計の従来形状の切削インサートを使用し、加工品を通してドリル加工することに
より製造される金属切り屑の写真である。図10及び図12は、図4乃至図8に
示す本発明にしたがって構成されたスペードドリルインサートを使用して形成さ
れた金属切り屑の写真である。切屑破砕形成試験は、切削工具の回転速度が85
0rpmに一定に保持されたドリル加工送り率の範囲で実施された。試験には、
2つの異なる材料の加工片、4140炭素鋼及び1018炭素鋼を使用した。各
々は工業で広く使用されている代表的な材料である。図9乃至図11に示すよう
に、試験は、1分間当たりの送り率が11.43cm(4.5インチ、1回転当
たり0.13mm)、13.97cm(5.5インチ、1回転当たり0.16m
m)、16.52cm(6.5インチ、1回転当たり0.19mm)及び19.
05cm(7.5インチ、1回転当たり0.22mm)であった。結果として生
じた切り屑は、各々の設定された切削パラメータ及び選択された加工片材料のた
めの各々のスペードドリルインサートによって提供された切り屑制御の証拠とし
て集積され、比較された。
属切り屑の写真である。4140鋼は、スルー硬化(through-hardened)された
クロム−モリブデン−炭素鋼で、焼き戻し脆化せず、高負荷用として推奨されて
いる。4140炭素鋼は、典型的には、歯車、軸、工具部品などの応用例に採用
される。図9は、図2、図3(a)、図3(b)に示すような従来のスペードド
リルで4140炭素鋼からなる加工片をドリル加工することにより生成された切
り屑の写真である。図9を、図4乃至図8に示す本発明のスペードドリル切削イ
ンサートの実施例で4140炭素鋼からなる同様の加工片をドリル加工すること
により生成された切り屑を描いた図10と比較することが出来る。図9と図10
との比較から、本発明により切り屑制御の大幅な改良が達成されることが明らか
であろう。本発明を使用して形成された切り屑は、従来のスペードドリル切削イ
ンサートにより形成された切り屑よりも十分により小さな切片で、より少なくカ
ールし、十分に少ない変形を示すように分断される。動作試験の全ての供給率に
おいて、本発明のスペードドリル切削刃によって形成された形状の切り屑は、従
来のスペードドリル切削インサートにより形成された切り屑よりも、穿孔された
孔からより容易に排出され、切り屑のからみ或いは切り屑負荷のための動力消費
の増加を引き起こすことがない。図9に示すような切り屑を形成するために要求
される増加動力消費は、切り屑を、動力試験の全ての供給率において、不規則な
形状に変形するのに要求されるエネルギーである。
制御をもたらすということが、ドリル性能試験から明らかである。従来のスペー
ドドリルインサートは、送り速度の全範囲に亘り4140炭素鋼を通してドリル
加工する場合、大きな変動性を有して切屑を生成していた。切屑の形態は長い螺
旋形から多様に折り曲げられて変形した形状まで変化していた。このことは、試
験された従来のインサートでは用途は制限された範囲に限定されることを示す。
捻られかつ折り曲げられた形状は、切削作業の結果生じた切屑の排出、切屑の詰
まりの排除、及びドリル作動中の動力消費の増大を排除することが困難であるこ
とを示す。本発明の切削インサートを使用して生成された切屑はより一定した形
状でありかつ性能試験での全ての送り速度において小さい切片に破砕される。本
発明の切削インサートの切り屑制御がドリル性能試験で試験された送り速度の範
囲において改善されていることが、写真から理解される。それ故、本発明のイン
サートは従来のインサートよりも、用途の広い切削工具を提供する。
018炭素鋼で作られたワークピースにドリル加工された孔から除去された切屑
の写真である。1018炭素鋼は比較的高いマンガンを含む(0.6%ないし0
.9%)炭素鋼に対する呼称であり、この鋼は全ての用途において増大した硬化
性を有する。1018炭素鋼は、典型的に機械的構成要素、炭化された構成要素
、チェーン及びスプロケット、並びに同様な用途に使用される。図11は、図2
、3(a)及び3(b)に示された従来のスペードドリルを使用して、1018
炭素鋼で作られたワークピースをドリル加工することにより形成された切屑の形
状を示す。図11は図12と比較される。図12は、図4ないし8に全体的に示
された本発明により構成された切削インサートを使用して、1018炭素鋼で作
られた同様なワークピースをドリル加工することにより形成された切屑の形状を
示す。これらの図により、本発明の切削インサートを使用して形成された切屑の
形状はより小さい長さに破砕され、従来ほど曲がりくねらず、従来のスペードド
リルインサートを使用して形成された切屑の形状よりも顕著に変形が小さいこと
が、更に明確に理解される。更に、図11及び12は、送り速度の範囲に亘り、
本発明の切削インサートは広範囲な切削パラメータに亘り改善されたチップ制御
を提供することを示していることは、明確に理解される。
り、本発明の多くの修正や変形がなされ得ることは当業者には理解されるであろ
う。本発明のそのような修正や変形は前述の記載及び特許請求の範囲に含まれる
。
ダーとを備える、従来の二部品からなるスペードドリルの斜視図である。
ある。 図3(b)は、図1に示す従来のスペードドリル用切断インサートの端面図で
ある。 図3(c)は、インサートの切り刃にスリット型の切り込み溝が設けられた、
従来のスペードドリル用切断インサートの端面図である。
斜視図である。
破線はインサートの反対側の表面の特徴を示す。
、破線は、この図で隠れているインサートの特徴を示す。
様の一部断面図であり、切屑を分断するための突起の位置と形状を示す。
断インサートの態様の一部断面図であり、切屑を分断するための突起の位置と形
状を示す。
い、850RPM、毎分4.5、5.5、6.5、7.5インチの送り率で、2
00HRB AISI4140鋼を穿孔する際に形成された金属の切屑の写真で
ある。
、850RPM、毎分4.5、5.5、6.5、7.5インチの送り率で、20
0HRB AISI4140鋼を穿孔する際に形成された金属の切屑の写真であ
る。
850RPM、毎分4.5、5.5、6.5、7.5インチの送り率で、101
8鋼を穿孔する際に形成された金属の切屑の写真である。
、毎分4.5、5.5、6.5、7.5インチの送り率で、1018鋼を穿孔す
る際に形成された金属の切屑の写真である。
Claims (33)
- 【請求項1】 ホルダに選択的に固定可能な切削工具インサートであって、 前方部分、ホルダに固定可能な保持部分、中心軸を含む本体からなるホルダに
固定可能なインサートと、 前記前方部分によって画定されていて、前記中心軸から前記本体の第1端縁ま
で延びる第1切り刃と、 前記第1切り刃に隣接して前記本体の表面によって画定された第1の凹状の切
屑溝であって、該第1の切屑溝が下方傾斜すくい面および上方傾斜切屑破壊面を
有し、該第1切屑溝が複数の離間された細長い突起を有している第1の凹状の切
屑溝と、 からなる切削工具インサート。 - 【請求項2】 請求項1記載の切削工具インサートであって、 前記インサートがほぼプレート形状になっている、切削工具インサート。
- 【請求項3】 請求項2記載の切削工具インサートであって、 前記インサートの前記前方部分の周囲がほぼV字形状になっている、切削工具
インサート。 - 【請求項4】 請求項3記載の切削工具インサートであって、 前記前方部分によって画定された第2の切り刃から更になり、該第2の切り刃
は、前記中心軸から前記本体の第2の端縁まで延び、該第2の切り刃は、前記第
1の切り刃から前記中心軸のまわりに180度に位置決めされている、切削工具
インサート。 - 【請求項5】 請求項3記載の切削工具インサートであって、 前記第2の切り刃に隣接して前記本体の表面によって画定された第2の凹状の
切屑溝であって、該第2の切屑溝が下方傾斜すくい面および上方傾斜切屑破壊面
を有し、該第2の切屑溝が複数の離間した細長い突起部を有している第2の凹状
の切屑溝から更になる、切削工具インサート。 - 【請求項6】 請求項4記載の切削工具インサートであって、 前記第1の切り刃および前記第2の切り刃は、前記インサートのV字形状前方
部分の脚部を画定する、切削工具インサート。 - 【請求項7】 請求項1記載の切削工具インサートであって、 前記第1切り刃は、前記第1切屑溝から前記前方部分によって画定された台地
領域によって分離されている、切削工具インサート。 - 【請求項8】 請求項1記載の切削工具インサートであって、 前記突起部の少なくとも一つがほぼ楕円形状である、切削工具インサート。
- 【請求項9】 請求項1記載の切削工具インサートであって、 前記各突起部が前記第1の切屑溝の縦軸にほぼ垂直である、切削工具インサー
ト。 - 【請求項10】 請求項1記載の切削工具インサートであって、 前記各突起部が前記第1の切屑溝をほぼ横断して延びている、切削工具インサ
ート。 - 【請求項11】 請求項1記載の切削工具インサートであって、 前記各突起部が丸い頂面を含む、切削工具インサート。
- 【請求項12】 請求項1記載の切削工具インサートであって、 前記突起部の2ないし10が前記第1の切屑溝内に含まれている、切削工具イ
ンサート。 - 【請求項13】 請求項1記載の切削工具インサートであって、 前記本体の前記保持部分を介して画定された少なくとも部分的に開先を付けら
れた穴を更に含む、切削工具インサート。 - 【請求項14】 請求項1記載の切削工具インサートであって、 前記本体は焼結炭化物からなる、切削工具インサート。
- 【請求項15】 請求項12記載の切削工具インサートであって、 前記本体の前記保持部分によって画定された位置決め穴を更に含む、切削工具
インサート。 - 【請求項16】 請求項1記載の切削工具インサートであって、 前記切削工具がドリルである、切削工具インサート。
- 【請求項17】 請求項16記載の切削工具インサートであって、 前記ドリルがスペードドリルである、切削工具インサート。
- 【請求項18】 切削工具インサートであって、 柄部分と、 前方部分と、 中心軸と、 前記前方部分によって画定されていて、前記中心軸から前記本体の第1の端縁
まで延びる第1の切り刃と、 前記第1の切り刃に隣接して前記本体の表面によって画定された凹状の切屑溝
であって、該切屑溝が下方傾斜すくい面および上方傾斜切屑破壊面を有し、該切
屑溝が複数の離間した細長い突起部を有している第1凹状の切屑溝と、 からなる切削工具インサート。 - 【請求項19】 請求項18記載の切削工具インサートであって、 前記前方部分がほぼプレート形状になっている、切削工具インサート。
- 【請求項20】 請求項19記載の切削工具インサートであって、 前記前方部分の周囲がほぼV字形状になっている、切削工具インサート。
- 【請求項21】 請求項18記載の切削工具インサートであって、 前記前方部分によって画定された第2切り刃を更に含み、該第2切り刃は、前
記中心軸から前記本体の第2端縁まで延び、該第2切り刃は、前記第1切り刃か
ら前記中心軸のまわりに180度に位置決めされている、切削工具インサート。 - 【請求項22】 請求項19記載の切削工具インサートであって、 前記第1の切り刃および前記第2の切り刃は、前記前方部分のV字形状周囲の
脚部を画定する、切削工具インサート。 - 【請求項23】 請求項22記載の切削工具インサートであって、 前記第2の切り刃に隣接して前記本体の表面によって画定された第2の凹状の
切屑溝であって、該第2の切屑溝が下方傾斜すくい面および上方傾斜切屑破壊面
を有し、該第2の切屑溝が複数の離間した細長い突起を有している第2の凹状り
切屑溝を更に含む、切削工具インサート。 - 【請求項24】 請求項18記載の切削工具インサートであって、 前記第2の切り刃は、前記切屑溝から前記前方部分によって画定された台地領
域によって分離されている、切削工具インサート。 - 【請求項25】 請求項18記載の切削工具インサートであって、 前記突起部の少なくとも一つがほぼ楕円形状である、切削工具インサート。
- 【請求項26】 請求項18記載の切削工具インサートであって、 前記各突起が、前記第1の切屑溝の縦軸にほぼ垂直である、切削工具インサー
ト。 - 【請求項27】 請求項18記載の切削工具インサートであって、 前記各突起が、前記第1の切り刃にほぼ垂直である、切削工具インサート。
- 【請求項28】 請求項18記載の切削工具インサートであって、 前記突起が前記第1の切屑溝をほぼ横断して延びている、切削工具インサート
。 - 【請求項29】 請求項18記載の切削工具インサートであって、 前記各突起が丸い頂面を含む、切削工具インサート。
- 【請求項30】 請求項18記載の切削工具インサートであって、前記突起
の2ないし10が前記第1の切屑溝内に含まれている、切削工具インサート。 - 【請求項31】 請求項18記載の切削工具インサートであって、 前記前方部分は接合カーバイド材料からなる、切削工具インサート。
- 【請求項32】 請求項18記載の切削工具インサートであって、 前記切削工具はドリルである、切削工具インサート。
- 【請求項33】 請求項18記載の切削工具インサートであって、 前記切削工具はスペードドリルである、切削工具インサート。
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