JP2005138258A

JP2005138258A - ドリル

Info

Publication number: JP2005138258A
Application number: JP2003379761A
Authority: JP
Inventors: Masaharu Takiguchi; 正治滝口
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2003-11-10
Filing date: 2003-11-10
Publication date: 2005-06-02

Abstract

【課題】刃先部の外周に形成された凹部に対して、面取り刃を有するスローアウェイチップが取り付けられたカートリッジを装着したドリルにおいて、そのドリル本体の剛性を高く保つ。
【解決手段】刃先部１２の後端側部分の外周に形成された凹部３０に対して、切刃２１，２１による切削で形成される加工穴の開口部周縁を面取りするための面取り刃６１を有するスローアウェイチップ６０が取り付けられたカートリッジ４０が装着されているドリルにおいて、カートリッジ４０を、凹部３０に装着したときに、スローアウェイチップ６０における径方向内周側を向く壁面６６を凹部３０における径方向外周側を向く壁面３２に密着させるように構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、被削材に対して加工穴を形成するための穴明け加工に用いられるドリルに関し、とくに、穴明け加工と同時に、この穴明け加工によって形成される加工穴の開口部周縁を面取りする面取り加工を施すことが可能なドリルに関するものである。

従来より、被削材に対して加工穴を形成する穴明け加工と、この穴明け加工によって形成される加工穴の開口部周縁を面取りする面取り加工とを同時に施すことが可能なドリルが知られており（例えば、特許文献１参照）、その一例を図５に示す。

図５に示すドリルは、軸線Ｏ回りに回転されるドリル本体１の先端側部分である刃先部２の外周に後端側に向けて延びる一対の切屑排出溝３，３が形成されているとともに、刃先部２の先端に一対の切刃４，４が設けられており、さらに、刃先部２の後端側部分の外周に形成された径方向内周側へ凹む凹部５に、面取り刃６Ａを有するスローアウェイチップ６が取り付けられたカートリッジ７が、その径方向内周側を向く壁面７Ａを凹部５における径方向外周側を向く壁面５Ａに密着させるようにして、ネジ止めで装着されているものである。

そして、ドリル本体１が、軸線Ｏ回りに回転されつつ軸線Ｏ方向の先端側へ向かって送られることにより、一対の切刃４，４による切削作用で被削材Ｗに加工穴Ｗ１を形成し、かつ、面取り刃６Ａによる切削作用で加工穴Ｗ１の開口部周縁Ｗ２を面取りすることになる。
実開平５−５３８１８号公報

ところで、上述した図５に示すドリルにおいて、面取り刃６Ａを有するスローアウェイチップ６は、カートリッジ７に形成されたチップ取付座８に取り付けられているのであるが、この状態では、スローアウェイチップ６におけるドリル回転方向Ｔ後方側を向く着座面がチップ取付座８におけるドリル回転方向Ｔ前方側を向く底面に密着させられ、かつ、スローアウェイチップ６における軸線Ｏ方向の後端側及び径方向内周側を向く壁面６Ｂがチップ取付座８における軸線Ｏ方向の先端側及び径方向外周側を向く壁面８Ａに密着させられているのに加えて、スローアウェイチップ６における径方向内周側を向く壁面６Ｃがチップ取付座８における径方向外周側を向く壁面８Ｂに密着させられていることによって、スローアウェイチップ６が拘束されて固定されている。

このように、チップ取付座８には、スローアウェイチップ６における径方向内周側を向く壁面６Ｃを密着させるための上記径方向外周側を向く壁面８Ｂが必要となっているため、これに対応して、チップ取付座８が形成されたカートリッジ７は、スローアウェイチップ６における径方向内周側を向く壁面６Ｃと凹部５における径方向外周側を向く壁面５Ａとの間に存在させられる板状部分を備えている。

すると、カートリッジ７が上記板状部分を備えている分だけ、このカートリッジ７が装着される凹部５における径方向外周側を向く壁面５Ａを、ドリル本体１の軸線Ｏに近い位置に配置しなければならず、径方向での凹部５の深さを大きく設定せざるを得ない。そのため、ドリル本体１の剛性を確保しづらくなってしまい、このドリルを用いた穴明け加工時に、ドリル本体１がその軸線Ｏに交差する方向から受ける切削抵抗によって撓みやすくなり、加工穴Ｗ１の曲がりが生じて穴位置精度が損なわれるおそれがあった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、刃先部の外周に形成された凹部に対して、面取り刃を有するスローアウェイチップが取り付けられたカートリッジを装着したドリルにおいて、そのドリル本体の剛性を高く保つことができるドリルを提供することを目的としている。

上記の課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明によるドリルは、軸線回りに回転されるドリル本体の先端側部分である刃先部の先端に切刃が設けられ、この刃先部の後端側部分の外周に形成された凹部に対して、前記切刃による切削で形成される加工穴の開口部周縁を面取りするための面取り刃を有するスローアウェイチップが取り付けられたカートリッジが装着されているドリルであって、前記カートリッジは、前記凹部に装着されたときに、前記スローアウェイチップにおける径方向内周側を向く壁面を前記凹部における径方向外周側を向く壁面に密着させるように構成されていることを特徴とするものである。

本発明によれば、スローアウェイチップが取り付けられたカートリッジがドリル本体の凹部に装着された状態において、このスローアウェイチップにおける径方向内周側を向く壁面が、凹部における径方向外周側を向く壁面に対して密着させられるため、従来のような板状部分がカートリッジに存在しない分だけ、凹部における径方向外周側を向く壁面をドリル本体の軸線から離れるように配置することができ、ドリル本体が凹部によって切り欠かれる量を小さく設定することができる。
したがって、ドリル本体の剛性を高い状態に維持することができ、穴明け加工時には、ドリル本体がその軸線に交差する方向から受ける切削抵抗によっても撓みにくくなり、形成される加工穴の曲がりを抑制して穴位置精度を良好に維持し、安定した穴明け加工及び面取り加工を継続していくことができる。

以下、本発明の実施形態によるドリルを添付した図１〜図４を参照しながら説明する。
本実施形態によるドリルのドリル本体１０は、その後端側部分であるシャンク部１１と先端側部分である刃先部１２とから構成されていて、軸線Ｏ回りに回転される略多段円柱状をなしている。また、刃先部１２は、その先端側部分１２Ａに対して後端側部分１２Ｂが一段拡径させられている。
刃先部１２（先端側部分１２Ａ及び後端側部分１２Ｂ）の外周には、その先端面１３に開口する一対の切屑排出溝１４，１４が、軸線Ｏを挟んで互いに反対側に位置し、軸線Ｏ方向の後端側へ向かうにしたがいドリル回転方向Ｔ後方側にねじれつつ後端側へ延びるように形成されている。

また、刃先部１２の先端には、その先端面１３に開口して後端側へ凹むような凹溝状のチップ取付座１５が、軸線Ｏに対する直径方向に延びるように形成されており、このチップ取付座１５に対して、先端に一対の切刃２１，２１が形成された略偏五角形平板状をなすスローアウェイチップ２０が、クランプネジ１７によって固定されて装着されている。
これにより、刃先部１２の先端には、軸線Ｏを挟んで互いに反対側に位置するとともに所定の先端角を有する一対の切刃２１，２１が設けられることとなる。

なお、刃先部１２の先端部には、一対の切屑排出溝１４，１４間に画成された刃先部１２の外周面が切り欠かれることによって、ドリル本体１０の後端から軸線Ｏに沿って延びて途中で分岐したクーラント穴が開口するクーラント吐出部１６，１６が形成されており、穴明け加工の際には、これらのクーラント吐出部１６，１６を通して切削部位にクーラントが供給される。

そして、本実施形態では、刃先部１２の後端側部分１２Ｂにおいて、その周方向で隣接している一対の切屑排出溝１４，１４間に画成される一対の外周面のうちの一方に、後述するカートリッジ４０を装着するための凹部３０が、径方向内周側（ドリル本体１０の径方向内周側）へ向かって凹むとともに切屑排出溝１４におけるドリル回転方向Ｔ前方側を向く内壁面１４Ａに開口するように形成されている。なお、凹部３０は、刃先部１２の後端側部分１２Ｂだけではなく、刃先部１２の先端側部分１２Ａにも一部が差しかかるように形成されている。

この凹部３０は、ドリル回転方向Ｔ前方側を向いて略径方向（ドリル本体１０の略径方向）に沿って延在する底面３１と、底面３１から屹立するとともに切屑排出溝の内壁面１４Ａに交差し、径方向外周側（ドリル本体１０の径方向外周側）を向いて軸線Ｏ方向に沿って延在する壁面３２と、同じく底面３１から屹立するとともに切屑排出溝１４の内壁面１４Ａに交差し、軸線Ｏ方向の先端側を向いて軸線Ｏに略直交する方向に沿って延在する後端側壁面３３とを備えている。

凹部３０に対して装着されるカートリッジ４０は、凹部３０に対する嵌合が可能な形状に形成されたものである。
カートリッジ４０は、凹部３０に装着された状態で、ドリル回転方向Ｔ後方側を向いて略径方向に沿って延在する着座面４１と、ドリル回転方向Ｔ前方側を向いて略径方向に沿って延在する上面４２と、着座面４１及び上面４２に交差するとともに径方向内周側を向いて軸線Ｏ方向に沿って延在する壁面４３と、同じく着座面４１及び上面４２に交差するとともに径方向外周側を向いて軸線Ｏ方向に沿って延在する壁面４４と、さらに同じく着座面４１及び上面４２に交差するとともに軸線Ｏ方向の後端側を向いて軸線Ｏに略直交する方向に延在する後端側壁面４５とを備えている。

また、カートリッジ４０の後端側部分には、上面４１から着座面４２まで貫通するようにして取付孔４６が形成されているとともに、この取付孔４６に、カートリッジ４０を凹部３０に固定して装着するために用いられるクランプボルト４７が挿通させられている一方で、カートリッジ４０の先端側部分には、上面４１がドリル回転方向Ｔ後方側へ向かって一段凹まされるようにして、チップ取付座５０が形成されている。

チップ取付座５０は、ドリル回転方向Ｔ前方側を向いて略径方向に沿って延在し、カートリッジ４０における径方向内周側・外周側を向く壁面４３，４４の両方に交差する底面５１と、底面５１から屹立するとともに軸線Ｏ方向の先端側及び径方向外周側を向いて軸線Ｏ方向の後端側へ向かうにしたがい径方向外周側へ向かうように斜めに延在し、カートリッジ４０における径方向内周側・外周側を向く壁面４３，４４と上面４２とに交差する拘束面５２とを備えている。

このチップ取付座５０には、面取り刃６１を有するスローアウェイチップ６０が、その面取り刃６１を軸線Ｏ方向の後端側へ向かうにしたがい径方向外周側へ向かうように軸線Ｏに対して傾斜させ、かつ、面取り刃６１を刃先部１２の外周面から突出させた状態で、クランプネジ６２によって着脱可能に装着されている。
スローアウェイチップ６０は、略菱形平板状をなしており、その上面６３をドリル回転方向Ｔ前方側へ向け、ドリル回転方向Ｔ後方側を向く着座面６４をチップ取付座５０の底面５１に密着させ、かつ、上面６３及び着座面６４に交差する側面である４つの壁面のうち、軸線Ｏ方向の後端側及び径方向内周側を向いて軸線Ｏ方向の後端側へ向かうにしたがい径方向外周側へ向かうように斜めに延在している壁面６５をチップ取付座５０の拘束面５２に密着させている。

ここで、本実施形態においては、チップ取付座５０の底面５１がカートリッジ４０における径方向内周側を向く壁面４３に交差させられて、このチップ取付座５０の径方向内周側が開放させられているため、チップ取付座５０に取り付けられたスローアウェイチップ４０は、上記４つの壁面のうち、径方向内周側を向いて軸線Ｏ方向に沿って延在する壁面６６を、カートリッジ４０における径方向内周側を向く壁面４３よりも径方向内周側へわずかに突出させている。

そして、このようなカートリッジ４０は、着座面４１を凹部３０における底面３１に密着させ、径方向内周側を向く壁面４３を凹部３０における径方向外周側を向く壁面３２に密着させ、軸線Ｏ方向の後端側を向く後端側壁面４５を凹部３０における軸線Ｏ方向の先端側を向く後端側壁面３３に密着させた状態で、凹部３０に装着されている。
カートリッジ４０の凹部３０への固定は、カートリッジ４０を貫通するように形成された取付孔４６に対してクランプボルト４７を挿通させて、このクランプボルト４７の雄ねじ部を凹部３０の底面３１に形成された雌ねじ部（図示略）にねじ込み、カートリッジ４０をクランプボルト４７の頭部４７Ａで押圧することによって行われる。

このとき、カートリッジ４０のチップ取付座５０に取り付けられたスローアウェイチップ６０は、その径方向内周側を向く壁面６６をカートリッジ４０における径方向内周側を向く壁面４３よりも径方向内周側へわずかに突出させているため、このスローアウェイチップ６０における径方向内周側を向く壁面６６は、カートリッジ４０における径方向内周側を向く壁面４３と同様に、凹部３０における径方向外周側を向く壁面３２に対して密着させられている。

つまり、チップ取付座５０は２つの面（底面５１、拘束面５２）によって構成されているのにも関わらず、このチップ取付座５０に装着されるスローアウェイチップ６０は、着座面６４をチップ取付座５０の底面５１に密着させ、軸線Ｏ方向の後端側及び径方向内周側を向く壁面６５をチップ取付座５０の拘束面５２に密着させるのに加えて、径方向内周側を向く壁面６６を凹部３０における径方向外周側を向く壁面３２に密着させることによって、３つの面（底面５１、拘束面５２、壁面３２）によって拘束されるのである。

このような構成とされた本実施形態のドリルは、そのドリル本体１０が、軸線Ｏ回りに回転されつつ軸線Ｏ方向の先端側へ向かって送られていくことにより、刃先部１２の先端に設けられた一対の切刃２１，２１による切削作用で被削材に加工穴を形成し、かつ、これと同時に、面取り刃６１による切削作用で加工穴の開口部周縁を面取りするようになっている。

以上説明したような本実施形態によるドリルでは、面取り刃６１を有するスローアウェイチップ６０がドリル本体１０の凹部３０に装着された状態において、このスローアウェイチップ６０における径方向内周側を向く壁面６６を、チップ取付座５０の壁面に密着させるのではなく、凹部３０における径方向外周側を向く壁面３２に密着させるようになっている。

そのため、従来のような板状部分をカートリッジ４０に設ける必要がなくなり、この板状部分が存在しない分だけカートリッジ４０をコンパクトにすることができる、つまり、凹部３０における径方向外周側を向く壁面３２をドリル本体１０の軸線Ｏから離間させて配置して、凹部３０によってドリル本体１０が切り欠かれる量を小さく設定することができるのである。
したがって、本実施形態によれば、ドリル本体１０の剛性を高い状態に維持することができ、穴明け加工時には、ドリル本体１０が軸線Ｏに交差する方向から受ける切削抵抗によっても撓みにくくなり、形成される加工穴の曲がりを抑制して穴位置精度を良好に維持し、安定した穴明け加工及び面取り加工を継続していくことが可能となる。

本発明の実施形態によるドリルの側面図である。本発明の実施形態によるドリルに装着されるカートリッジの正面図である。図２に示すカートリッジのＡ方向矢視図である。図２に示すカートリッジが凹部に装着された状態を説明するための断面図である。従来のドリルの側面図である。

符号の説明

１０ドリル本体
１２刃先部
２１切刃
３０凹部
３２径方向外周側を向く壁面
４０カートリッジ
４３径方向内周側を向く壁面
５０チップ取付座
６０スローアウェイチップ
６１面取り刃
６６径方向内周側を向く壁面

Claims

軸線回りに回転されるドリル本体の先端側部分である刃先部の先端に切刃が設けられ、この刃先部の後端側部分の外周に形成された凹部に対して、前記切刃による切削で形成される加工穴の開口部周縁を面取りするための面取り刃を有するスローアウェイチップが取り付けられたカートリッジが装着されているドリルであって、
前記カートリッジは、前記凹部に装着されたときに、前記スローアウェイチップにおける径方向内周側を向く壁面を前記凹部における径方向外周側を向く壁面に密着させるように構成されていることを特徴とするドリル。