JP2011000707A - ドリル用の切削インサート - Google Patents

Abstract

【課題】穿孔した穴の壁の改良された面仕上げを達成し、かつ、この面仕上げを損なうことなく同時に穿孔することを可能にする、ドリル用の切削インサートを提供する。
【解決手段】回転金属切削用のドリルインサートは、多角形の基本形であり且つポジ型の切削形態を有し、インサートの刃面の端部は湾曲したノーズ部（２６、２７、２８、２９）の形状である。本発明に従い、切削機械加工用の各刃面は、角度がついて折れ曲がった刃面を備え、そこにおいて各切削コーナのノーズ部がノーズ半径面を有し、ノーズ半径面はいくつかの半径区域からなり、上側平面（２３）との交差部に種々の異なる大きさの半径（Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃）を有する刃部として備わる。これは穿孔した穴の穴壁の面仕上げを同時に改良することなく、送りを増加することを可能にする。
【選択図】図３

Description

本発明は金属穿孔用の切削インサートに関する。このインサートはドリルボディに固定するものであり、ドリルボディはいくつかの同一形状のインサートを装着することができる。通常はこのドリルボディは切屑フルートを備え、ドリル中央近くに配置する第１の内側インサートを配置し、周辺近くに第２の外側インサートを配置する。この種のドリルは、第１の中心線周囲を回転できるようにした状態で、直径によって規定される環状の基本形を備える。

この種のドリルは、ヨーロッパ特許Ａ−１８１８４４号に記載される。その中でこのインサートは基本的に長方形状であり、長方形の短いほうの端面は鈍角をなして交わる二つの切れ刃によって規定され、半径方向外側のインサートは穿孔された穴の直径を規定する必要があり、一方、軸方向内側のインサートの長さ方向の軸は同様に重なる状態でドリル中心軸と平行に延在する。

上記形式のドリルを提供する場合、所望の小さな直径を達成することと、同時に金属加工物を穿孔する際に所望の面仕上げを達成すること、はほとんど困難であった。すなわち、本発明の第１の目的は、新しい形式のドリル用の切削インサートを提供することであり、このドリルは金属を穿孔するときに改良された面仕上げを達成することが可能である。さらに本発明の目的は、最適の形状を備えた新しい形式のドリル用のインサートを提供することであり、この形状は穿孔した穴の壁の面仕上げを同時に損なうことなく穿孔することを可能にする。これらの目的及びその他の目的は、前述の特許請求の範囲に述べた構成を特徴とする本発明のインサートによって達成される。

本発明のインサートを装着させるドリルシャンクの切削部分の側面図である。 本発明のインサートを装着させるドリルの前方部分の斜視図である。 図２と同様のインサートを備えるドリルの側面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。 本発明に従うドリルインサートのノーズ部の拡大図である。 本発明の代わりの実施態様にしたがうドリルインサートのノーズ部の拡大断面図である。 本発明の代わりの実施態様にしたがうドリルインサートのドリルシャンク部を示す。 図５にしたがうドリルインサートの拡大平面図である。

本発明の好ましい実施態様を示す図面に関連させ次にさらに詳細に記載する。
図１〜３に示すドリルは、環状のドリルシャフト１０と、このドリル中心線ＣＬの両側の側部に位置して半径方向に離間する二つのインサート座１１、１２を備える前面と、を含んでなる。
ドリルシャンク１０は、中心線ＣＬの両側側部のインサート座１１、１２に隣接して切屑流れ用の真っ直ぐかまたは螺旋の形状の通路１３、１４を有する。また、ドリルシャンク１０は、ドリルの前方切削端部に冷却剤を輸送するためのチャネル１５を有する。

インサート座１１、１２は、二つのインサート１６，１７を受容するために備わり、このインサートは中央が開口されていて、ドリルシャンク１０にねじ締結可能である中央ねじ１８によって固定される。一つのインサート１７は中央インサートであって、もう一つは周辺インサートであって、穿孔された穴の大きさを規定するので、中心線ＣＬに対して斜めに配置される。外側インサートと内側インサートの間にくびれ部Ｍが存在し、十分な強度が達成される幅を有する。ドリルの寸法は、直径Ｄによって規定される。各インサート座は、接触支持面１９と、軸支持面２０と、半径方向支持面２１とを含んでなる。

各インサートは多角基本形状を成し、二つの対向する面平行な平面２２、２３を備える菱形の基本形状の場合は、この平面が、矩形の短い側面と長く延びる側面に相当する刃面に接する。インサートの下側面２２は上側面２３より小さくので、このインサートはポジ型の逃げ角を有する。上側面と短い端面との間の交差線が主切れ刃２４、２５であり、それによって、各主切れ刃は、それらの中間で鈍角に角度がついて折れ曲がっていて、上記鈍角刃δで示される。上記各切れ刃は、切れ刃の端部で滑らかに湾曲して、インサートが最も大きな幅Ｗ₁となる間にノーズ部２６、２７を備える。代わりに、インサートはいわゆる三画形状にすることができ、すなわち角度がついて折れ曲がった刃面を備える基本的に三角形のインサートである。

図３に図示されるように、外側インサート１６と内側インサート１７との双方が、傾斜した菱形のために、中心軸に対して傾斜している。中央インサートが外側インサートの前方の軸方向の１部分に配置されて、目的とする直径が保持されるように半径方向に向かう力の制御が改良される。外側インサート１６は角度αで傾斜し、且つ内側インサートは、α＜βであるような角度βで傾斜する。かわりに、インサートは、スウェーデン特許４５５，６７６に記載される実施態様にしたがって、真っ直ぐな長方形状の基本形を有し、これはインサートが折れ曲がった側部を有する二つの正三角形からなるように考えられことを意味し、それによって、二つのコーナと上記三角形の一つの側部とがインサートの切れ刃となり、各三角形の第３のコーナはインサート長手方向の側部の真っ直ぐな部分に相当する距離で互いに重なり合い、この距離はインサートの全長Ｌの０．４〜０．８ｍｍ倍になる。この場合、インサートは、上側面と下側面とが二つの短い刃面と二つ延びた刃面とにつながるような伸ばされた多角形の基本形状が得られ、切れ刃は短い刃面と上側平面との交差線の部分に沿って備わる。この場合、短いほうの刃面は、各切れ刃が折れ曲がり点での内角が鈍角δとなるように、切れ刃の中間点で折れ曲がる。

本発明に従い、刃面の端部は、インサートの残りの部分から延在するコーナ部分に備わる湾曲したノーズ部２６、２７の形状である。このコーナの丸みを帯びた各ノーズ面は，複数の円形状の区分によって規定され、円形状の区分は上側インサート面で交差して、図５の拡大図に示されるように、種々の半径Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃を有する刃部が備わる。隣り合う区分は常に種々の半径の部分を呈する。半径Ｒ₂は常にＲ₁より大きくて、半径Ｒ₂は２次切れ刃３０に沿って面仕上げを改良する「ワイパー効果」に寄与する。このことは、工作物に対して前方軸方向の穿孔切削加工と、反対方向のドリルの軸方向移動との双方に適用される。半径Ｒ₃はＲ₁、Ｒ₂の双方より幾分大きい。図３に示すような傾斜した菱形インサートに対して本発明の着想を適用する場合は、対角線状に対向するノーズ部２６、２９の丸みを帯びた刃は上側面２３に沿って放射状に備わり且つ半径方向の外側部分に配置され、そして、対角線状に対向するノーズ部２６、２９の丸みを帯びた刃の大きさＲ₁、Ｒ₂、Ｒ₃は、別の一対の対角線状に対向するノーズ部２７、２８に備わり対応する丸みを帯びた刃より幾分大きくする必要がある。

本発明の代わりの実施態様にしたがうインサートを装着したインサートとドリル工具を図６及び図７に示す。それらから明らかなように、このインサートは、正方形状の場合は、切削コーナから離れる方向に丸みを帯びたノーズ面が真っ直ぐな刃面３１まで延在し、この刃面はインサートの内側に向かって傾斜し、且つ鈍角γで刃面３２を備えるインサートの中間点で会合し、対向するコーナから真っ直ぐに延在して、インサートの四つの各刃面に沿って顕著にくびれた部分が備わる。インサートの最も大きな幅をＷ₁で示し、最も小さな幅をＷ₂で示す。各コーナ部分での丸みを帯びたノーズ面の外見は、他の態様の全てにおいて、図５に示す外見と同一である。この場合は、三つの異なる半径Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃を備えた刃部を有する複数のすなわち三つの円形状の区分を含む。

図６に、本発明に従う代わりの実施態様の拡大図を示す。丸みを帯びたノーズ面は四つの異なる円形状の区分を含み、四つの異なる半径Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃、Ｒ₄を有する刃部を備える。
丸みを帯びた一次刃２６は、２次切れ刃３０の半径Ｒ₂と比較して、主切れ刃２４の最も近くに幾分小さな半径Ｒ₁、を有することが必要である。さらに、丸みを帯びたノーズ刃２６と２次切れ刃３０との間に備わる半径Ｒ₁と比較して小さな半径Ｒ₄を有する丸みを帯びた刃を備える必要がある。

最適切屑制御を達成するために、種々の丸みを帯びた刃を次の範囲に存在させる必要がある。すなわち、
Ｒ₁:０．２〜１．６ｍｍ
Ｒ₂:１．６〜１０．０ｍｍ
Ｒ₃:０．１〜１．０ｍｍ
Ｒ₄:０〜１．０ｍｍ
半径Ｒ₁とＲ₂に関しては、寸法の選択が使用するドリル直径に影響を及ぼす。１３〜１８ｍｍの範囲の直径を穿孔するために、半径Ｒ₁は０．２〜０．４ｍｍ、半径Ｒ₂は１．６〜４．０ｍｍにする必要がある。１８〜２５ｍｍの範囲の直径を穿孔するために、半径Ｒ₁は０．４〜１．６ｍｍ、半径Ｒ₂は２．５〜１０ｍｍにする必要がある。

２次切れ刃３０の長さは、０．１〜０．５ｍｍの範囲の値にすべきである。

Claims (7)

1. 下側平面（２２）と、上側平面（２３）と、前記上側平面と下側平面との両面に隣り合う刃面と、を有する多角形状のドリルインサートであって、
   前記下側平面（２２）を前記上側平面（２３）より小さくて、前記インサートをポジ型の切削形状にし、且つ前記刃面の端部が湾曲したノーズ部（２６，２７，２８，２９）として備わるドリルインサートにおいて、
   １）切削機械加工用の各刃面が、角度がついて折れ曲がった形状を有し且つ鈍角で交差する部分面を含んでなり、且つ
   ２）各切削コーナにおける前記ノーズ部が、複数の異なる大きさの半径（Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃）を有するたので、前記上側平面と交差する複数の円形状区分によって限定される丸みを帯びたノーズ面を有する、
   ことを特徴とする多角形状のドリルインサート。
2. 前記インサートが真っ直ぐな長方形状の基本形であり、基本形の短いほうの面が、鈍角（δ）で配置する二つの切れ刃によって限定されることを特徴とする請求項１記載のドリルインサート。
3. 前記インサートが傾斜した菱形状の基本形であり、半径方向外側位置にある対角線状に向き合うノーズ位置（２６、２９）の半径が、対角線状に向き合う別の対のノーズ位置（２７、２８）の半径より大きいことを特徴とする請求項１記載のドリルインサート。
4. 前記インサートが正方形状の基本形であり、刃面（３０、３１）が鈍角（γ）で会合する二つの内側に向かって延在する真っ直ぐな刃によって規定され、対向する二つのくびれ部分の間の距離（Ｗ₂）が各切れ刃の双方の端部間の距離（Ｗ₁）より小さくなるように、顕著なくびれ部分が備わることを特徴とする請求項１に記載のドリルインサート。
5. 切削コーナで丸みを帯びたノーズ刃（２６）が主切れ刃（２４）の近くに設けられる半径（Ｒ₁）を有し、半径（Ｒ₁）は２次切れ刃（３０）の半径（Ｒ₂）より小さいことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のドリルインサート。
6. 丸みを帯びたノーズ刃（２６）と２次切れ刃（３０）との間の半径（Ｒ₁）より小さな半径（Ｒ₄）を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のドリルインサート。
7. 前記インサートが、角度がついて折れ曲がった刃面を備える３角形状の基本形であることを特徴とする請求項１記載のドリルインサート。

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