JP2006007414A

JP2006007414A - ドリルヘッド

Info

Publication number: JP2006007414A
Application number: JP2005180323A
Authority: JP
Inventors: Ingemar Hessman; ヘスマンインゲマール
Original assignee: Sandvik Intellectual Property AB
Current assignee: Sandvik Intellectual Property AB
Priority date: 2004-06-21
Filing date: 2005-06-21
Publication date: 2006-01-12
Also published as: US20060045640A1; SE0401597L; SE527809C2; CN1712162A; SE0401597D0; EP1609551A1

Abstract

【課題】本発明は、一つ以上のサポートパッドを備えたドリルヘッドに関する。本発明によれば、少なくとも一つのサポートパッドは、セラミック材料で作られている。このようなサポートパッドは、特に、インコネル（登録商標）７１８、インコネル（登録商標）９３９、ワスパロイ、ユディメット（登録商標）７２０などの耐熱材料の穴あけに役立つものである。
【解決手段】一つ以上のサポートパッド２，３を備えるドリルヘッド１において、少なくとも一つのサポートパッド２，３をセラミック材料で作る。セラミック材料は、本質的にセラミック酸化物、又は硬質炭化物が含まれるセラミック酸化物、及び／又は窒化物、及び／又は硼化物、及び／又は結合材、及び通常のプレス及び／又は焼結助剤である。
【選択図】図１

Description

本発明は、特に、耐熱鋼材料に深穴を明けるドリルヘッド用サポートパッドに関する。本発明によれば、複数のパッドは、セラミック材料で作られている。

一般に、穴明け加工は、深穴加工と浅穴加工の２つの加工形式に分けられている。浅穴加工は、通常、ドリル径の３倍〜５倍の深さまでの穴明け加工を意味する。深穴加工は、通常、ドリル径のかなり大きい倍率の深さまでの穴明け加工を意味する。

浅穴加工に関する需要は多くはない。したがって、一体型工具鋼としての一体型超硬合金又は超硬合金インサートを備える工具鋼のどちらかである簡易なねじれドリルが使われている。

しかしながら、深穴加工は、良好な切り屑の拘束、潤滑、冷却及び少なくとも切り屑を搬送しない分野において、大きな需要がある。これは、ドリルロッドに連結された特別に設計されたドリルヘッドを持ち、上記要求を満たす特別に開発された穴明けシステムによって達成されている。ドリルヘッドは、一体型超硬合金とすることができるが、通常は、一緒になって所望の切れ刃を形成するように配置された超硬合金の複数のインサートを備えた工具鋼又は鋳鋼である。このような深穴ドリルは、従来から知られている。

深穴ドリルヘッドのデザインは、切削力がバランスしないデザインとなっている。したがって、生じている半径方向切削力を吸収するために、ドリルヘッドは、通常、サポートするためにヘッドに機械的にクランプされ、加工中にヘッドをガイドするサポートパッドを備えている。インサート及びサポートパッドは、通常、用途に応じて、異なる含量のＷＣ，Ｃｏ及び立方晶の炭化物であるＴｉＣ，ＴａＣ，ＮｂＣを含む超硬合金で作られている。さらに、サポートパッドは、しばしば、一つ以上の耐摩耗層で被覆されている。一般に、サポートパッドは、ＴｉＮの黄色の層又はＷＣ／Ｃ＋ＴｉＡｌＮで被覆されている。

しかしながら、インコネル（登録商標）７１８、インコネル（登録商標）９３９、ワスパロイ、ユディメット（登録商標）７２０などの超耐熱合金を加工するとき、被覆超硬合金のサポートパッドは、摩耗を早める微小クラックの網目模様で覆われ、サポートパッドの頻繁な交換が行われる傾向にある。

ヨーロッパ特許ＥＰ０７１３７４７号公報において、リーマに関する被覆されたセラミック案内部材の使用が開示されている。被膜は、窒化硼素又はダイヤモンドである。酸化アルミニウム及び炭化チタンを含む案内条片を持つ同様のリーマが、ヨーロッパ特許ＥＰ０４１０３４２号公報に開示されている。リーマは、予め形成された穴の仕上げ加工に使用され、深穴加工に使用されるドリルが受ける切削力と同様の切削力を受けるものではない。
したがって、特に、耐熱材料に穴明けするときに、強くて耐久性のあるサポートパッドを備えることを目的とする。

上記目的を達成するための請求項１記載のドリルヘッドは、一つ以上のサポートパッドを備えるドリルヘッドにおいて、少なくとも一つのサポートパッドがセラミック材料で作られたことを特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１に記載のドリルヘッドにおいて、前記セラミック材料は、本質的にセラミック酸化物、又は硬質炭化物が含まれるセラミック酸化物、及び／又は窒化物、及び／又は硼化物、及び／又は結合材、及び通常のプレス及び／又は焼結助剤であることを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項２に記載のドリルヘッドにおいて、前記セラミック材料は、酸化物系材料であることを特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項３に記載のドリルヘッドにおいて、前記セラミック材料は、本質的にＡｌ₂０₃及び／又はＺｒＯ₂からなることを特徴とする。
請求項５記載の発明は、請求項１に記載のドリルヘッドにおいて、前記セラミック材料は、通常のプレス及び／又は焼結助剤を含む窒化物系材料であることを特徴とする。
請求項６記載の発明は、請求項５に記載のドリルヘッドにおいて、前記窒化物系材料は、本質的にＳｉ₃Ｎ₄からなることを特徴とする。
請求項７記載の発明は、請求項５に記載のドリルヘッドにおいて、前記セラミック材料は、α−及び／又はβ−サイアロン及び粒界相からなることを特徴とする。
請求項８記載の発明は、請求項１〜７の何れか１項に記載のドリルヘッドにおいて、前記セラミック材料は、好ましくはＳｉＣのウィスカー及び／又はプレートレッツをさらに含むことを特徴とする。
請求項９記載の発明は、請求項１〜８の何れか１項に記載のドリルヘッドにおいて、前記サポートパッドは、耐摩耗被膜を備えることを特徴とする。
請求項１０記載のドリルヘッドの使用方法の発明は、請求項１〜９の何れか１項に記載のドリルヘッドを用い、インコネル（登録商標）７１８、インコネル（登録商標）９３９、ワスパロイ、ユディメット（登録商標）７２０などの耐熱材料に穴明けすることを特徴とする。

図１に示すように、切削インサート４，５，６は、ドリルヘッドにクランプ又はロウ付けされている。外周インサート６は、加工される被削材の穴の径を形成する。中心インサート４は、芯が残らないように、ドリルの中心軸と重なっている。回転中、中間インサート５の切れ刃の軌跡は、中心軸から外周までの連続した切削線を得るために、外周インサート６と中間インサート５の両方の切れ刃に重なっている。

一般的に、ドリルヘッド１には、切り屑の大部分を外へ排出する内部中心孔７が備えられている。

本発明によれば、ドリルヘッドは、セラミック材料の少なくとも一つのサポートパッドを備えており、サポートパッドは、底面と、少なくとも一つの側面と、頂面とを有する基体を含んでいる。好ましい実施形態において、サポートパッドは１８０゜で割り出し可能である。

第１の実施形態において、セラミック材料は、本質的にセラミック酸化物、又は硬質炭化物が含まれるセラミック酸化物、及び／又は窒化物、及び／又は硼化物、及び／又は結合材、及び通常のプレス及び／又は焼結助剤である。好ましい実施形態において、セラミック材料は、好ましくは本質的にＡｌ₂０₃及び／又はＺｒＯ₂からなる酸化物系の材料である。

第２の実施形態において、セラミック材料は、通常のプレス及び／又は焼結助剤を含む窒化物系の材料である。より好ましい実施形態において、窒化物系材料は、本質的に窒化珪素及び粒界相からなる。他の実施形態において、セラミック材料は、α−及び／又はβ−サイアロン及び粒界相からなる。

第３の実施形態において、セラミック材料は、好ましくはＳｉＣのウィスカー及び／又はプレートレッツをさらに含む。

本発明によるサポートパッドは、従来例に示されるような耐摩耗被膜を備えることもできる。

また、本発明は、インコネル（登録商標）７１８、インコネル（登録商標）９３９、ワスパロイ、ユディメット（登録商標）７２０などの耐熱材料に穴明けすべく、セラミック材料の少なくとも一つのサポートパッドを備えるドリルヘッドの使用方法に関する。

サポートパッドを備えたドリルヘッドの一例を示す斜視図である。

符号の説明

１エジェクタタイプのドリルヘッド
２，３サポートパッド
４中心切削インサート
５中間切削インサート
６外周切削インサート
７内部冷却孔（内部中心孔）

Claims

一つ以上のサポートパッドを備えるドリルヘッドにおいて、
少なくとも一つのサポートパッドがセラミック材料で作られたことを特徴とするドリルヘッド。
前記セラミック材料は、本質的にセラミック酸化物、又は硬質炭化物が含まれるセラミック酸化物、及び／又は窒化物、及び／又は硼化物、及び／又は結合材、及び通常のプレス及び／又は焼結助剤であることを特徴とする請求項１に記載のドリルヘッド。
前記セラミック材料は、酸化物系材料であることを特徴とする請求項２に記載のドリルヘッド。
前記セラミック材料は、本質的にＡｌ₂０₃及び／又はＺｒＯ₂からなることを特徴とする請求項３に記載のドリルヘッド。
前記セラミック材料は、通常のプレス及び／又は焼結助剤を含む窒化物系材料であることを特徴とする請求項１に記載のドリルヘッド。
前記窒化物系材料は、本質的にＳｉ₃Ｎ₄からなることを特徴とする請求項５に記載のドリルヘッド。
前記セラミック材料は、α−及び／又はβ−サイアロン及び粒界相からなることを特徴とする請求項５に記載のドリルヘッド。
前記セラミック材料は、好ましくはＳｉＣのウィスカー及び／又はプレートレッツをさらに含むことを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載のドリルヘッド。
前記サポートパッドは、耐摩耗被膜を備えることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載のドリルヘッド。
請求項１〜９の何れか１項に記載のドリルヘッドを用い、インコネル（登録商標）７１８、インコネル（登録商標）９３９、ワスパロイ、ユディメット（登録商標）７２０などの耐熱材料に穴明けすることを特徴とするドリルヘッドの使用方法。