JP2010537838A - 機械工具用のドリル工具及びドリル工具の製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、ドリルボディ（１０）と、該ドリルボディ（１０）の前面に配置されたカッティングヘッド（１２）とを有する、機械工具用のドリル工具に関する。ドリルボディ（１０）は、少なくとも２つのチップ溝（２０）を有し、該チップ溝はリブ（１８）によってそれらのフランクで画定され、その少なくとも１つは螺旋形に湾曲している。冷媒通路（２６）が、ドリルボディ（１０）のリブ（１８）内に配置され、カッティングヘッド側のドリルボディの端部に出口開口（２８）を有している。出口開口（２８）はそれぞれ、チップ溝（２０）の１つの内部に配置され、直線通路端部ピース（２６’）を介して、リブ（１８）内に配置された冷媒通路（２６）の１つと連通していることが、１つの特別な特徴である。

Description

本発明は、ドリルボディとドリルボディの端部に配置されたカッティングヘッドとを有する機械工具用のドリル工具に関する。ドリルボディは２つのチップ溝（切り屑溝）を有し、チップ溝はリブによってそれらのフランク上で画定される。少なくとも１つのチップ溝は螺旋形に湾曲している。冷媒通路（クーラント通路）がドリルボディのリブ内に配置され、その少なくとも１つは螺旋形に湾曲し、ドリルボディのカッティングヘッド端部に出口開口を有している。本発明は、さらに、端部カッティングヘッド及び端部シャンクを有するドリルボディを備えたドリル工具の製造方法に関する。基材ボディはドリルボディ輪郭に回転成形され、回転可能で対称的な第１のブランクが形成される。少なくとも２つの深穴が第１のブランクに組み込まれ、これらの深穴は互いにある距離を置いて配置され、中央軸に対して偏心してカッティングヘッドブランク端部の端面に配置された位置からブランクのシャンクの方向に延在する。また、このようにして予め製造された第２のブランクは、互いに軸方向のある距離を置いて配置された締付位置で、これら締付位置の間に位置する領域で所定の温度まで加熱され、所定の角度にわたって螺旋形に可塑的に捩じられる。

このタイプのドリル工具の場合、特許文献１から、深穴及びチップ溝が捩じられていない基材ボディに組み込まれ、このようにして予め製造されたブランクが、互いに軸方向のある距離を置いて配置されている締付位置において、これら締付位置の間に位置する領域で所定の温度まで加熱され、所定の角度にわたって螺旋形に可塑的に捩じられる一方、チップ溝と冷媒通路が同時に回転させられることが知られている。この場合、冷媒通路は、リブの端面の端部でドリルボディから現れる。後ろ向きに挿入されたカッティングインサート又はそこに配置されたドリルビットによって形成されたカッティングヘッドのカッターは、それらの切断面の領域でチップ溝に隣接しているので、冷媒通路はそれらの端面の端部で近接し、タップホール（tap hole）を介してチップ溝の方向に偏向されなければならない。この手法は付加的な製造上の努力を要する。さらに、冷媒通路の偏向は所望でない圧力損失をもたらす。

ＥＰ０８８３４５５Ｂ１

この背景に鑑み、本発明は、公知のドリル工具及び公知のドリル工具の製造方法を改良して、冷媒通路がより容易に導入されることを保障し、冷媒通路の出口位置での改良された流れプロフィールを保障することを目的とする。

これを達成するために、請求項１及び１２で特定される特徴の組み合わせを提案する。本発明の有利な変形例や発展形態は従属請求項で特定される。

本発明に従う解決法は、深穴を具備したブランクが捩じられる時、捩じられていない領域が締付位置の外側に創出されるという知識に基づく。チップ溝が捩じりプロセスに続いて螺旋形にドリルボディに組み込まれ、好ましくは切削加工され（milled in）、螺旋形の切削加工プロセスがブランクの捩じれていないカッティングヘッド端部まで継続される場合、チップ溝に開口する出口開口が形成されるように、そこに位置した直線通路端部ピースが切削加工される。

これを実現するために、本発明は、出口開口がそれぞれの場合にチップ溝の内の１つの内部に配置され、それぞれの場合に直線通路端部ピースを介して冷媒通路の内の１つと連通している。この場合、出口開口は、チップ溝の方向に長くなった長円形又は卵形の輪郭を有する。原則として、出口開口がエッジで開口しチップ溝に沿って延びる１つの溝を形成しても、又はエッジで開口しカッターの方向に延びる複数の溝をチップ溝内で出口開口に隣接させてもよい。この場合、チップ溝はカッティングヘッド端部において冷媒通路に沿って少なくとも部分的に捩じれていなくてもよい。

本発明に係るドリル工具の製造の間、本発明に係る方法では、以下のことが保障されるように留意される。つまり、複数の深穴の数に対応する多数のチップ溝が、深穴を具備した捩じられたブランクで螺旋形に切削加工され、それにより、捩じられた深穴が、チップ溝の隣接するフランクの間に残ったリブ内で延在し、深穴は捩じられていない直線領域でカッティングヘッド側で切削加工され、チップ溝に開口する出口開口が形成される。次いで、カッティングヘッドを形成する少なくとも１つのカッティングインサート又はドリルビットのためのホルダーが、出口開口のすぐ近傍に、このようにして形成された第４のブランクのカッティングヘッド端部に組み込まれる。チップ溝が切削加工された後、第４のブランクのカッティングヘッド端部は有利には短くされる。

原則として、ドリルボディの溝及び／又は冷媒通路と連絡する溝をカッティングヘッドに配置することも可能である。チップ除去は、ドリルボディのシャンク端部に向かってより急勾配になるチップ溝によって改良される。ゆえに、冷媒通路もドリルボディのシャンク端部に向かってより急勾配で延びると有利である。

製造中に、深穴が中央軸から同じ又は異なる距離を置いて互いに平行に又は傾いて関連するブランクに組み込まれてもよい。深穴はこの場合、それらの捩じられていない直線領域においてカッティングヘッド側を切削加工され、好ましくは長円形又は卵形の輪郭を有する出口開口が形成される。これにより、チップ溝の途中に細長くされた輪郭を有する出口開口が得られる。本発明の１つの有利な変形例では、深穴は、それらの捩じられていない直線領域においてカッティングヘッド側を切削加工され、それによりエッジで開口しチップ溝のプロフィールと一直線に合わされた溝が形成される。これを実現するために、チップ溝は、深穴と基本的に平行に、増大する螺旋ピッチを有し又は螺旋を有さず、深穴の捩じられていない領域で切削加工され、深穴はこの場合、エッジで開口する溝が形成されるように切削加工されると有利である。原則として、エッジで開口する付加的な溝をチップ溝の組み込みの後にチップ溝まで加工することができる。

交換可能なヘッドドリルの側面図（図１ａ）と平面図（図１ｂ）である。 ドリルボディ輪郭に回転成形されたブランクからなる捩じられたドリルボディの製造のための方法プロセスのチャートを示す図である（図２ａ〜２ｃ）。 螺旋形ドリルボディブランクのカッティングヘッド端部の拡大詳細図である。 溝の形状の冷媒通路出口を備えたカッティングヘッド側のドリルボディブランクの概略図（図４ａ）と側面図（図４ｂ）である。

以下では、図面に概略的に示された例示の実施形態を参照して本発明をより詳細に説明する。
図面に示されたドリル工具は、機械工具での使用を意図しており、ドリルボディ１０と、該ドリルボディ１０の端部に配置され、ドリルビットの形状をしたカッティングヘッド１２と、ストップカラー１４を介してドリルボディ１０に連結され、工具ホルダー（図示せず）に締め付けられるシャンク１６とを有する。ドリルボディ１０は２つのチップ溝２０を含み、チップ溝はリブ１８によってそれらのフランク上で画定され、カッティングヘッド側でドリルビット１２’内で、カッター２２により画定されるチップ表面２４まで延在する。図１ａ，１ｂに示される例示の実施形態では、チップ溝２０とそれらの境界リブ１８は、ドリルボディの全長にわたって螺旋形・渦巻き形である。さらに、ドリルボディには冷媒通路２６があり、これら冷媒通路は、同じピッチで大部分のリブ１８内を螺旋形に延び、カッティングヘッド端部に向かって直線通路部分２６’に合流する。直線通路部分２６’は、そこで螺旋形チップ溝２０から切断され、チップ溝に向いた長円形の出口開口２８を形成している。出口開口２８は、これらがチップ表面２４を介してドリルビット１２’の関連するカッター２２に向くように位置決めされている。

図４ａ，４ｂから分かるように、螺旋のないカッティングヘッド側にあるチップ溝部分２０’を残し、冷媒出口のための細長い溝３０によって出口開口２８を長くすることができる。

原則として、カッティングヘッドのエッジに開口した溝であって、組み立て状態においてドリルボディ１０の出口開口２８と連通する溝を組み込むこともできる。これは、冷却とチップ運搬の両方を改善させる。チップ運搬は、ドリルボディのシャンク端部に向かってより急勾配になる（険しくなる）チップ溝によっても改良され得る。冷媒通路も対応してドリルボディのシャンク端部に向かってより急勾配で延びる。

図１ａ，１ｂから分かるように、カッティングヘッド１２はドリルビットの形状をしており、ドリルボディは、ドリルビットに配置された結合部分のための結合ホルダーを有している。

図２ａ〜２ｃから分かるように、ドリルボディ１０は以下のプロセスステップで製造される。
先ず、円柱形の基材ボディが旋盤（レース）においてドリルボディ輪郭に回転成形され、ストップカラー１４にシャンク１６と円錐形の移行部１３が具備される。さらに旋盤において、供給通路３２を形成する中央穴がシャンク端部からストップカラー１４の領域に組み込まれる。さらに、中央軸３４に対して偏心した２つの深穴３６が、カッティングヘッド端面から組み込まれ、ドリルボディ１０のシャンク端部における中央供給通路３２に延在する（図２ａ）。最終的に、ドリルボディ１０のカッティングヘッド端面１２はドリルボディの直径まで回転成形され、端部で短くされる（カットされる）。

このようにして予め製造された第２のブランクが、図２ｂの矢印で示される位置３８，４０で締め付けられ、これらの締付位置３８，４０の間に位置する領域４１で所定の温度まで加熱され、所定の角度だけ螺旋形に可塑的に捩じられる。結局深穴３６は所定のピッチを有する螺旋形に湾曲され、冷媒通路２６が形成される。深穴３６は、カッティングヘッド領域の締付位置３８の前に残り、捩じれの全くない直線通路部分２６’が形成される（図２ｂ）。同じ状況が、締付位置４０から離れるシャンクのない領域にも当てはまる。

図２ｃに示されるように第３の方法ステップでは、次に、チップ溝２０の境界を定めるリブ１８に螺旋形の冷媒通路２６が載るように、チップ溝２０がドリルボディ１０の長さにわたって螺旋形に切削加工される。螺旋形の切削加工プロセスはドリルボディの捩じれていない領域４３にも継続され、従って直線通路部分２６’はそこで切削加工され、長円形又は卵形の出口開口２８が形成されることになる。それらの直線通路部分２６’を有する冷媒通路２６に対する出口開口２８の位置は、これら出口開口が冷媒通路２６に対する螺旋形チップ溝２０の相対的関連によりそれらのチップ溝（図２ｃ、図３）内で所定の方向に指向するように確立される。

原則として、切削加工プロセスの間螺旋ピッチを変更することで、細長い溝３０を形成するために出口開口２８をより長くすることもできる。これと対照的に、図４ａ，４ｂに示される例示の実施形態では、捩じられていないチップ溝部分２０’がこの目的のためにドリルボディ１０のカッティングヘッド端部に組み込まれ、冷媒輸送のために出口開口２８から軸と平行に延びる溝３０がそこに形成される。この手段は、出口開口２８から何の外乱もなく冷媒がカッティングヘッド端部のチップ表面２４に到達し、作られたチップをそこから外により容易に冷媒が運搬し得ることを意味する。

要するに、次のことが言える。本発明は、ドリルボディ１０と、該ドリルボディ１０の端部に配置されたカッティングヘッド１２とを有する様々な機械工具用のドリル工具に関する。ドリルボディ１０は少なくとも２つのチップ溝２０を有し、チップ溝はリブ１８によってそれらのフランク上で境界を定められ、その少なくとも１つは螺旋形に湾曲している。冷媒通路２６がドリルボディ１０のリブ１８内に配置され、ドリルボディのカッティングヘッド端部で出口開口２８を有している。１つの特別な特徴は、出口開口２８がそれぞれの場合にチップ溝２０の内の１つの内部に配置され、直線通路端部ピース２６’を介して、リブ１８内に配置された冷媒通路２６の内の１つと連通していることである。

１０ ドリルボディ
１２ カッティングヘッド
１６ シャンク
１８ リブ
２０ チップ溝
２８ 出口開口
３４ 中央軸
３６ 深穴
３８，４０ 締付位置

Claims (19)

1. 端部のカッティングヘッド（１２）と端部のシャンク（１６）を有するドリルボディ（１０）からなるドリル工具の製造方法であって、
   基材ボディがドリルボディ輪郭に回転成形され、回転可能で対称的な第１のブランクが形成され、
   少なくとも２つの深穴（３６）が第１のブランクに組み込まれ、これらの深穴（３６）は、互いにある距離を置いて配置され、中央軸（３４）に対して偏心してカッティングヘッドのブランク端部の端面に配置された位置からブランクのシャンク（１６）の方向に延在し、
   このようにして予め製造された第２のブランクが、互いに軸方向のある距離を置いて配置された締付位置（３８，４０）で、これら締付位置（３８，４０）の間に位置する領域において所定の温度まで加熱され、所定の角度だけ螺旋形に可塑的に捩じられる方法において、
   深穴（３６，２６）の数に対応する多数のチップ溝（２０）が、このようにして形成された第３のブランクにおいて螺旋形に切削加工され、それにより、捩じられた深穴が、チップ溝（２０）の隣接するフランクの間に残ったリブ（１８）内で延在し、深穴（３６，２６）は捩じられていない直線領域（２６’）でカッティングヘッド側を切削加工され、チップ溝（２０）に開口する出口開口（２８）が形成されることを特徴とする方法。
2. カッティングヘッドを形成する少なくとも１つのカッティングインサート又はドリルビット（１２’）のためのホルダーが、出口開口（２８）のすぐ近傍に、このようにして形成された第４のブランクのカッティングヘッド端部に組み込まれることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. チップ溝（２０）が切削加工された後、第４のブランクのカッティングヘッド端部は短くされることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. 深穴（３６）は、中央軸（３４）に対して平行に又は傾いて第１のブランクに組み込まれることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 深穴（３６）は、中央軸（３４）から異なる距離を置いて第１のブランクに組み込まれることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 深穴（３６，２６）は、それらの捩じられていない直線領域（２６’）においてカッティングヘッド側を切削加工され、長円形又は卵形の輪郭を有する出口開口（２８）が形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
7. 深穴（３６，２６）が切削加工され、チップ溝（２０）のプロフィールとして細長い輪郭を有する出口開口（２８）が形成されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 深穴（３６，２６）は、それらの捩じられていない直線領域（２６’）においてカッティングヘッド側を切削加工され、チップ溝（２０）のプロフィールとしてエッジで開口した溝（３０）の形状を有する出口開口が形成されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
9. チップ溝（２０）は、深穴（３６）と基本的に平行に、かつ増大する螺旋ピッチを有し又は螺旋を有さずに、深穴（３６，２６）の捩じられていない領域（２６’）で切削加工され、深穴はこの場合、エッジで開口する溝（３０）の形状を有する出口開口が形成されるように切削加工されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. エッジで開口する溝（３０）が出口開口（２８）に隣接するチップ溝（２０）まで切削加工されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
11. カッティングヘッド（１２）はドリルビットの形状をしており、エッジで開口する溝がカッティングヘッドに組み込まれ、組み立て状態において、ドリルボディ（１０）の出口開口（２８）に連通することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
12. ドリルボディ（１０）と、該ドリルボディ（１０）の端部に配置されたカッティングヘッド（１２）とを有する、機械工具用のドリル工具であって、
    ドリルボディ（１０）は少なくとも２つのチップ溝（２０）を有し、該チップ溝はリブ（１８）によってそれらのフランク上で画定され、その少なくとも１つは螺旋形に湾曲しており、
    冷媒通路（２６）が、ドリルボディ（１０）のリブ（１８）内に配置され、ドリルボディのカッティングヘッド端部に出口開口（２８）を有しているドリル工具において、
    複数の出口開口（２８）が、それぞれの場合に１つのチップ溝（２０）内部に配置され、捩じられていない通路端部ピース（２６’）を介して、リブ（１８）内に配置された１つの冷媒通路（２６）と連通していることを特徴とするドリル工具。
13. 出口開口（２８）は、チップ溝（２０）の方向に細長くされた長円形又は卵形の輪郭を有することを特徴とする請求項１２に記載のドリル工具。
14. 出口開口（２８）は、エッジで開口しチップ溝（２０）に沿って延びる１つの溝（３０）を形成することを特徴とする請求項１２に記載のドリル工具。
15. エッジで開口しカッティングヘッド（１２）の方向に延びる複数の溝（３０）が、チップ溝（２０）内部で出口開口（２８）に隣接することを特徴とする請求項１２又は１３に記載のドリル工具。
16. チップ溝（２０）は、カッティングヘッド端部に向かって冷媒通路（２６，２６’）に沿って少なくとも部分的に捩じれていないことを特徴とする請求項１４又は１５に記載のドリル工具。
17. カッティングヘッド（１２）はドリルビットの形状をしており、ドリルボディ（１０）の溝及び／又は冷媒通路（２６）に連通する溝がカッティングヘッドに配置されることを特徴とする請求項１２〜１６のいずれか一項に記載のドリル工具。
18. チップ溝（２０）は、ドリルボディ（１０）のシャンク端部に向かってより急勾配になることを特徴とする請求項１２〜１７のいずれか一項に記載のドリル工具。
19. 冷媒通路（２６）は、ドリルボディのシャンク端部に向かってより急勾配に延びることを特徴とする請求項１２〜１８のいずれか一項に記載のドリル工具。

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