図1には、被加工物の切削加工用の工具1の前側部分が側面図で示されている。これは、ここでは、一つのインサートチップ9を受け入れる一つのスロット7が前側端部5の領域に構成された一つのシャンク3を有するツイストドリルとして構成された工具となっている。インサートチップ9の本体11は、後ほど詳しく説明する、工具1の前側15に向かって先細りする円錐状に構成された領域を有する、コアとも呼ばれる中央部分13を有している。シャンク3の外周面17には、一つの切り屑溝19が作り込まれているが、これは、ここ図1においては、図を見る者の側に位置し、回転軸乃至は中心軸21を基準とする一つの仮想螺旋に沿って延びている。これを、中心軸21と平行に構成することも考えられる。
工具1のシャンク3は、図1には切り取られた状態で示されている。工具1の前側15とは反対側のシャンク3の端部は、随意に構成されて、様々な取付け方式に合わせてレイアウトされたものであるとよい。
図1に示される工具は、図2に前面図で再掲されている。同じ部品には同じ符号が付されているために、それらについてはこれまでの説明を参照されたい。
さて、工具は一つのシャンク3を有しているが、その前側端部5には一つのスロット7が作り込まれており、インサートチップ9はこれにはめ込まれている。この平面図において認めることができるように、インサートチップ9は一つの中央部分13を有しており、そこから少なくとも一つの駆動刃23が出ている。ここに示される工具1では、インサートチップ9が中心軸21に対して点対称に構成されている。このためインサートチップ9は、中央部分13のそれぞれ反対側に出ている、二つの同一の駆動刃23及び23'を有している。中央部分13は、図1から明らかであるように、工具1の中心軸21と合致する中心軸を有している。中央部分13は、少なくとも一つの、ここでは反対側に位置する二つの、実質的に中心軸21の向きに延びるセンタリング面25及び25'を有しているが、これらは凸状に湾曲しており、また図1から明らかであるように、工具1の前側15に向かって先細りする一つの仮想円錐部側面の部分面ともなっている。図2には、破線27、27'によりこれが示唆されている。
インサートチップ9は、幾何形状が明確に定義された少なくとも一つのチップを有しており、これを利用して被加工物が削り落とされるようになっている。そのためには、被加工物と工具1間の相対運動が必要である。通例は工具1が、静止している被加工物に対して回転されることになる。
インサートチップ9の前面29には、中心軸21とある一定の角度を成して交わる一つのチゼルエッジ31を認めることができるが、その長さは刃先シンニング部33、33'により限定されている。以下では、中心線21の領域で仮想鉛直線37と交わる仮想水平線35の上側に位置するインサートチップ9の領域について、詳しく立ち入ることとする。チゼルエッジ31から、水平線35に対してある一定の鋭角を成して延びる、ここでは一つの屈曲部を構成しながらインサートチップ9の主切刃41に移行している中央切刃39が出ていることがわかる。ここに説明されるインサートチップ9の前面領域29の構成方式は、基本的に公然周知であるために、ここではそれ以上詳しくは立ち入らないこととする。明確にしておくために更に付言するが、インサートチップ9の下側領域、即ち水平線35の下側に位置する領域は、点対称に構成されている。
中央切刃及び主切刃39、41により削り取られる切り屑は、切り屑溝19から成る切り屑室の中に入り込み、その排出を可能としている。被加工物の加工時に、工具1は図2に示される前面図では矢印43により示唆される反時計回り方向に回転される。
図2から明らかであるように、工具1のシャンク3も点対称に構成されており、それに応じて一つの第二の切り屑溝19'を有しているが、これも同様に、被加工物の加工時に生じる切り屑を受け入れるために利用されるようになっている。前面領域29には、中央切刃39及び主切刃41に連続して、これらの切刃からある一定の鋭角を成して下降する、図2においては、この図の平面から奥の方に入り込む、一つの逃げ面45が備えられている。
駆動刃23、23'は、矢印43により示唆される回転方向を向いている、図2の図の平面からある一定の鋭角を成して下降している、それぞれの前側の面に、すくい面47、47'を一つずつ有しており、主切刃41、41'により削り落とされた切り屑は、これに沿って排出される。中央切刃39により削り落とされた切り屑は、刃先シンニング部33の表面に沿って排出される。
それぞれの駆動刃23、23'は、すくい面47、47'とは反対側に、工具1の中心軸21の他にも仮想水平線35が位置する一つの平面と実質的に平行に延びている駆動面49、49'を有している。ここに示される工具1の実施例においては、これらの駆動面49、49'が傾斜しており、仮想面、即ち水平線35を挟んでそれぞれ反対側に配置されて、前側15、即ちインサートチップ9の前面29に向かって収斂している。このような構成方式及び中央部分13の円錐状のセンタリング面25、25'により、被加工物の加工後のボアから工具1を引き出す際には、インサートチップ9が工具1のシャンク5内に確実に保持されるようにしている。
図2に示される図から明らかであるように、少なくとも一つの切り屑溝19、即ちここでは両方の切り屑溝19及び19'は、一つの境界壁51、51'を有している。図2には、シャンク3内に固定された位置にあるインサートチップ9が示されている。インサートチップ9は、その交換のために、工具1のシャンク3に対して回転されることにより、シャンク3に対し矢印43の向きへ相対回転を行うようになっている。この相対回転は、インサートチップ9のすくい面47、47'が境界壁51、51'に当接して、それ以上の回転が阻止されるまで、可能となっている。この当接により定義される終位置にある時に、インサートチップ9は、中心軸21の向きに引き出すことにより、シャンク3から取り外すことができる。この時にインサートチップ9は、図2に示される前面図においては、図を見る者に向かって移動されることになる。
インサートチップ9の交換は、これと工具1のシャンク3間の相対回転だけを必要とするために、極めて簡単に実現することが明らかである。図2の矢印43に従って反時計回り方向に回転すると、インサートチップ9が緩み、軸方向にこれを引き抜くことが可能となる。インサートチップをはめ込む時には、これをシャンク3のスロット7に挿入して、すくい面47、47'を境界壁51、51'に当接させる。インサートチップ9は、はめ込んだ後には、図2の矢印43とは逆の時計回り方向に、工具1のシャンク3に対して回転させて、図2に示される取付け位置に移動させることができる。
被加工物の加工時には、駆動刃23、23'が駆動面49、49'に向かって押圧されるために、インサートチップ9を工具1のシャンク3に固定するための取付け手段は一切不要である。加工後のボアから工具1を引き出す時ですら、駆動面49、49'が上述のように構成され、更に中央部分13が円錐状に構成されることにより、インサートチップ9は工具1のシャンク5内に固定されることになる。
図3には、図1及び2に基づき解説した工具のシャンク3が、ここではインサートチップ9無しで示されている。同じ部品には同じ符号が付されているために、それらについてはこれまでの説明を参照されたい。シャンク3は、その前側5に、交換を可能としてインサートチップ9を受け入れるために利用される一つのスロット7を有している。図3の左の図には、工具1の切り取られた前側の部分を確認することができる。インサートチップ9が欠落しているために、スロット7の内部、特に中央線21の下側の、破線で示唆される、支持面として利用される内面領域43、並びに、中心線21の上側の内面領域53'を確認することができる。ここでは正に、これらの内面領域53、53'が凹状に構成されると同時に、インサートチップ9のセンタリング面25、25'の形状に適合化されることで、内面領域53、53'がセンタリング面25、25'と同じ曲率半径を有しており、かつ中心軸21に向かって同様に一定の角度を成すように配置されていることが歴然である。この角度は、図3においては右に向かって広がっているために、内面領域53、53'はシャンク3の前側5に向かって先細りしている、即ちこれらは、センタリング面25、25'と同様に、工具1の前側15に向かって先細りする一つの仮想円錐部側面の部分面を形成している。
図3の左の図には、シャンク3が図1と同様の側面図で示されている。スロット7の底5が平坦に構成され、中心軸21に対して実質的に垂直に延びていることがわかる。これに、少なくとも一つの切り屑溝19、ここで説明した工具1の実施例の場合は二つの切り屑溝19 及び19'が交わっている。
インサートチップ9は、この底55に当接するようになっている。それにより、被加工物の加工時には、発生する軸方向の力、即ち中心軸21の向きに作用する力が、シャンク3により吸収されるようにしている。
工具1は、被加工物の加工時にインサートチップ9の活動状態にあるチップに液体を導くために利用される、一つの切削油/潤滑剤装置に接続されることが好ましい。ここに示される実施例においては、シャンク3が中心軸21と同心で延びる一つの切削油/潤滑剤通路57を有している。他にもそのような通路を複数備えることも考えられる。この通路は、底55の領域に開口することによって、そこに存在する切削油/潤滑剤が活動状態にあるチップに到達できるようにしている。
図3の右の図には、シャンク3が図2と同様の前面図で示されている。もっともここではインサートチップ9が省略されているために、スロット7の底55の他にも、切削油/潤滑剤通路57の開口部を見極めることができる。
図4には、インサートチップ9が工具1のシャンク3無しで、左上の図には図1と同様の側面図で、右上の図には図2と同様の前面図で示されている。ここでは、欠落しているシャンクの外周面が一つの円59により示唆されている。この前面図の下の図には、インサートチップ9の更にもう一つの側面図が示されているが、そこではインサートチップ9が左上の図に対して90°回転されている。同じ部品には同じ符号が付されているために、それらについてはこれまでの説明を参照されたい。
図4の左上の図から明らかであるように、インサートチップの前面とは反対側に位置する底面は平坦に構成されて、中心軸21に対して実質的に垂直に延びている。この底面は、工具1の使用時にインサートチップ9をシャンク3に設けられたスロット7の底55に支持するための当接面61として利用される。
ここに説明される工具1のインサートチップ9は、その本体11が、円錐状に構成された、少なくとも一つのセンタリング面25、25'を有する一つの中央部分13を有していることを特色とする。即ちこの中央部分13の外面は少なくとも部分的に、この少なくとも一つのセンタリング面25、25'から成っているのであるが、この少なくとも一つのセンタリング面25、25'は、インサートチップの前面29まで達していることが好ましい。従って本体乃至は中央部分自体によって、インサートチップ9は、工具のシャンク3の内部で心出しされると同時に、そこに固定されることにもなる。正に図4から明らかであるように、インサートチップ9は、当接面61として利用されるその底面領域に、公知である工具に備えられるような、インサートチップ9を工具1のシャンク3内に固定するために利用される何らかの突起を、何一つとして有していない。従ってインサートチップ9は、中心軸21の向きに測って非常に短く構成されることになり、このため工具1のシャンク3に設けられる、インサートチップ9を受け入れるスロット7の深さを、相応にかなり浅くすることができる。その結果、工具1全体の非常に安定した構造がもたらされることになる他にも、インサートチップ9も、またシャンク3も、比較的簡単に、またそれ故に低コストで、製造できるようになる。
それ以外にも、インサートチップ9のシンプルな構造とあわせ、これに軸方向に延びる何らかの突起を備えることが回避されることにより、切削油/潤滑剤の供給を簡単に実現できることが明らかである。これについては上述のように、図3において解説したシャンク3のスロット7の底55に、一つの切削油/潤滑剤通路57が開口しているとよい。
他にも図4のこの側面図には、刃先シンニング部33及び主切刃41が示されており、主切刃41には副切刃63が連続している。副切刃63により削り落とされる切り屑は、切り屑室65の中に入るが、これはシャンク3に設けられた3切り屑溝19へと続いている。副切刃63には一つの支持面67が隣接しており、これを介してインサートチップ9、ひいては工具1は、作製される、又は穴あけ加工されるボアの壁面に支持されるようになっている。
図4の右上の図には、インサートチップ9が既述のように前面図で示されている。前面29、チゼルエッジ31、刃先シンニング部33、33'、中央切刃39、及び主切刃41をはっきりと見極めることができる。
ここでは、シャンク3の材料により覆い隠されてはいないために、センタリング面25及び25'を非常に明確に確認することができる。これは、中央部分13から出ている駆動刃23及び23'の駆動面49及び49'についても言える。
図4の右下の側面図からは、図4の左上の図に対して90°回転されたインサートチップ9を見極めることができる。同じ部品には同じ符号が付されているために、それらについてはこれまでの説明を参照されたい。ここでは、主切刃41に連続しているすくい面47、中央部分13のセンタリング面25'、並びに駆動刃23'の駆動面49'をはっきりと確認することができる。この図においても、インサートチップ9の平坦に構成された当接面61を確認することができる。この当接面61に複数の凹所を作り込むことにより、スロット7の底55と当接面61との間に自由空間を設け、これを通り切削油/潤滑剤がインサートチップ9の活動状態にあるチップに到達できるようにすることも十分に可能である。他にも、図3から明らかであるスロット7の底55に、切削油/潤滑剤通路57の開口部まで取り廻される複数の溝を備えることによって、そのような自由空間をもたらすようにすることも考えられる。他にも溝は、底55にも、また当接面61にも備えられるとよい。
ここでは、次の点が歴然である。工具1は、インサートチップ9が、その前面29とは反対側の端部に、当接面61として利用される、シャンク3に設けられたスロット7の底55に支持される一つの底面を有していることを特色とする。インサートチップ9の当接面61及び/又はスロット7の底5に作り込まれるとよい、切削油/潤滑剤通路57の開口部まで取り廻される複数の凹所、特に溝により、切削油/潤滑剤の確実な供給を保証することができる。またその際には、インンサートチップ9の当接面61がスロット7の底5に確実に当接することにより、被加工物の加工時にインサートチップ9に作用する力をシャンク3に伝達することも十分に可能となる。
切削油が、切削油/潤滑剤通路57の開口部から成る一つの中央供給口から出て、インサートチップ9の底面に沿って流れることにより、インサートチップ9の非常に良好な冷却が保証される。
図4のインサートチップ9の二つの側面図を比較すると明らかであるように、インサートチップ9は、シャンク3の直径と等しい幅を有しているが、その厚みは幅よりも小さくなっている。
他にも、シャンク3内のインサートチップ9の確実な保持を保証するために、中央部分13が円錐状に構成されて、インサートチップ9の前面29に向かって先細りしていることが明らかであるが、そこでは中央部分13のセンタリング面25及び25'を利用して、仮に被加工物の加工時にインサートチップ9に激しい横力が作用したとしても、インサートチップ9が、工具1のシャンク3内で心出しされた状態に保持されるようにしている。これらのセンタリング面25、25'が、インサートチップ9の本体11に直接、具体的には中央部分13の領域に、備えられることから、大きな力を吸収することが可能となるが、なぜならば本体11には、そのような力を受け止めるために、その底面から出る、本体11自体よりも決まって弱くなると言える延長部や突出部を備える必要が皆無であるからである。
図5には、工具1の変形実施例が示されている。同じ部品及び機能が等しい部品には同じ符号が付されているため、それらについては図1から4に関する説明を参照されたい。
図5の右の図には、工具1が前面図で再掲されている。そこでは工具1が、図2に示される工具1に対して約45°時計回り方向に回転されている。シャンク3には、一つの中央部分13と、少なくとも一つの、ここでは二つの駆動刃23、23'を有する一つのインサートチップ9がはめ込まれている。
図1から4に基づき説明した工具1に対する相違点は、インサートチップ9とシャンク3間の接触領域に、少なくとも一つの切削油/潤滑剤通路69、69'が構成されている点にある。これは、図5の右の図に示されるように、スロット7の内面に一つの溝71、71'を作り込むことによって行われ、それにより、シャンク3とインサートチップ9との間に、自由空間、ひいては切削油/潤滑剤通路69が生じるようにしている。他にもそのような切削油/潤滑剤通路69を実現するために、インサートチップ9に、又は両方の部品に、即ちシャンク3にもまたインサートチップ9にも、一つの凹所を備えることも考えられる。
図5に示された実施例において、好ましい点は下記のとおりである。
切削油/潤滑剤通路57の開口部から出る各凹所を通り、切削油はシャンク3に設けられたスロット7の底55とインサートチップ9の当接面61との間に沿って流れることができる。切削油は、それに加えて更に、インサートチップ9の本体11の中央部分13に沿って延びる切削油/潤滑剤通路69を通り、又それによりインサートチップ9の実質的に全高にわたり、流れるようになっている。それにより、インサートチップ9の底面、及びそれに更に追加してその本体11の側面及び外面は、最適に冷却されることになる。即ちインサートチップ9は、当接面61として利用されるその底面の領域だけでなく、その側面も、その前面29のところまで冷却されることになる。切削油は、インサートチップ9の前面29の直前のところで、この切削油/潤滑剤通路から出てくるために、他にも各チップの非常に良好な潤滑がもたらされることになる。
それ以外にも、インサートチップ9の本体11に、インサートチップ9の本体11を貫通する、例えばここでは破線で示唆されている複数のボアにより実現されるようになっている、少なくとも一つの、ここでは二つの切削油/潤滑剤通路73、73'を備えることも考えられる。
インサートチップ9とシャンク3間の接触領域に形成される少なくとも一つの切削油/潤滑剤通路69、69'、並びに、インサートチップ9の本体11を貫通する少なくとも一つの切削油/潤滑剤通路73/73'は、インサートチップ9とスロット7の底55との間の自由空間と連通し、ひいては、図3に基づき解説したように、シャンク3を貫通している一つの切削油/潤滑剤通路57と連通している。
図5の左の図には、工具1の最前部が縦断面図で示されている。同じ部品には同じ符号が付されているために、それらについてはこれまでの図に関する説明を参照されたい。
この断面図から明らかであるように、インサートチップ9は、当接面61の領域に、少なくとも一つの、ここでは二つの溝75、75'を有しており、それにより自由空間が得られるようにしている。これらの溝は、シャンク3の内部の切削油/潤滑剤通路57と連通する以外にも、シャンク3とインサートチップ9間の接触領域に備えられたそれぞれの溝71、71'とも連通しているために、シャンク3内部の切削油/潤滑剤通路57を通り供給される切削油/潤滑剤は、この自由空間を通り、ここでは溝75、75'を通り、溝71、71'に達して、ここでは破線77により示唆されるに過ぎないが、工具1の前側から出られるようになっている。それにより、インサートチップ9の活動状態にあるチップを冷却すると同時に、これに潤滑剤を供給できるようにしている。他にもこの切削油/潤滑剤により、各チップにより削り落とされた切り屑が、切り屑溝19、19'を通り確実に排出されて、被加工物の加工後の表面に支障を来たさないようにしている。
図5に示される工具1の実施例においても、図2に基づき詳しく解説したように、インサートチップ9はシャンク3の前側5にはめ込まれ、回転運動により固定乃至は緩められるようになっている。ここでも、横力がインサートチップ9の本体11からシャンク3のスロット7に伝達されて確実に吸収されるように、インサートチップ9をシャンク3内に確実に係留できるようにするための、例えばボルト又はその類の補助的な取付け手段は一切不要である。