JP2014520680A - マルチピース型ねじれ刃ドリルヘッドおよびそれを含むねじれ刃ドリル - Google Patents
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Abstract
本開示の1つの非限定的態様は、マルチピース型ねじれ刃ドリルヘッドを対象とする。マルチピース型ねじれ刃ドリルヘッドは、第1硬質材料から形成された中心ピース(11)と、第2硬質材料から形成された周囲ピース(12)とを含む。中心ピース(11)および周囲ピース(12)はそれぞれ切れ刃を含み、嵌合してマルチピース型ねじれ刃ドリルヘッドのそれぞれ中心領域および周囲領域を提供するように適合される。マルチピース型ねじれ刃ドリルヘッドを含むねじれ刃ドリルも開示される。
Description
本開示は、機械加工作業で使用される切削工具に関する。特に、本開示は、ねじれ刃ドリルヘッドおよびねじれ刃ドリルに関する。
穴あけは、工作物内に、または工作物を通じて穴を提供するために材料が工作物から除去される切削作業である。穴あけは、回転穴あけ工具すなわち「ドリル」を工作物の中にドリルの長手軸の方向に前進させることによって実施される。一般的なドリル構成は、例えば、ねじれ刃ドリルおよびスペードドリルを含む。ねじれ刃ドリルは、ドリルの長さの少なくとも一部に沿って配置され、切れ刃を含むドリルの作業端(「ドリルチップ」)で終端する1つまたは複数の螺旋溝によって特徴づけられる。対照的に、スペードドリルは幅広の切削ブレードをドリルチップに含み、長さに沿った螺旋溝はない。ねじれ刃ドリルは螺旋溝のためにスペードドリルよりも複雑な形状設計を有し、それによりねじれ刃ドリルの製造が一般により難しくなる。
ねじれ刃ドリルは、非複合ねじれ刃ドリルか複合ねじれ刃ドリルのどちらかとして製造される。非複合ねじれ刃ドリルの性能を制限する問題は、切削速度(工作物に対する切れ刃の回転速度)が、ドリル中心における0から、ドリル周囲における最大切削速度まで変化することである。これら切削速度の変化のため、非複合ねじれ刃ドリルは、ドリルチップの切れ刃に沿って均一の摩耗を受けない。ドリルチップの切れ刃上の点の摩耗速度は、切れ刃の中心に対する点の位置に依存する。ドリルチップの摩耗を促進する状態は、ドリルチップの中心よりも周囲においてかなり激しいことがある。
この問題に対処するため、ドリルの異なる領域に異なる材料または異なる材料等級を含むことによりドリルの中心と周囲領域で異なる耐摩耗特性をもたらす複合ねじれ刃ドリルが製造されてきた。そのような構成は、穴あけ作業を最適化するように適合されてきた。複合ねじれ刃ドリルはモノリシック構造を有するが、ドリルの異なる領域に異なる機械特性を有する材料を含む。しかしながら、複合ねじれ刃ドリルの製造は比較的費用がかかる。何故なら、たとえば、製造プロセスが少なくとも2種類の異なる材料または材料等級の粉末前駆体の圧縮および焼結に関連する追加の工程を必要とするからである。
従って、非複合ねじれ刃ドリルが被る非均一な切れ刃の摩耗に対処するが、複合ねじれ刃ドリルを製造する際に使用される比較的高価な技術を使用して製造する必要のない改善されたねじれ刃ドリル設計を提供することは有利であろう。
本開示の一態様は、第1の硬質材料から形成された中心ピースと、第2の硬質材料から形成された周囲ピースとを含むマルチピース型ねじれ刃ドリルヘッドを対象とする。中心ピースおよび周囲ピースはそれぞれ切れ刃を含み、および嵌合して、マルチピース型ねじれ刃ドリルヘッドの、それぞれ中心領域および周囲領域を提供するように適合される。
本開示の別の態様は、本体部分と、マルチピース型ねじれ刃ドリルヘッドとを含むねじれ刃ドリルを対象とする。本体部分は、第1端部と、第2端部と、少なくとも1つの螺旋溝を含む周囲とを含む。装着部分が本体部分の第1端部に配置され、マルチピース型ねじれ刃ドリルを切削工具に接続するように適合される。マルチピース型ねじれ刃ドリルヘッドは本体部分の第2端部に装着するように適合され、第1の硬質材料から形成された中心ピースと、第2の硬質材料から形成された周囲ピースとを含む。中心ピースおよび周囲ピースは、嵌合してマルチピース型ねじれ刃ドリルヘッドの、それぞれ中心領域および周囲領域を提供するように適合される。
本明細書に開示され記載される本発明は、「発明の概要」に開示される実施形態に限定されないことが理解される。
本明細書に開示され記載される様々な非限定的実施形態の特徴は、添付図面を参照することによってより深く理解されてもよい。
読者は、本開示に従う以下の特定の非限定的実施形態の詳細な記載を考慮することで、先行の詳細、ならびにその他について理解するであろう。読者はまた、本明細書に記載の実施形態を実施または使用することで、追加の詳細を理解し得る。
本明細書に開示される非限定的な実施形態の記載は、開示される実施形態の明確な理解に適したそれらの特徴および特性のみを説明する一方、明確にするために他の特徴および特性を排除しているために簡潔にされていてもよいことを理解されたい。当業者であれば、開示される実施形態の本記載を考慮すると、他の特徴および特性が、開示される実施形態の特定の実行または用途に望ましくてもよいことを認識するであろう。しかしながら、そのような他の特徴および特性は、開示される実施形態の本記載を考慮すると当業者によって容易に確認されかつ実施されてもよく、従って開示される実施形態の完全な理解に必要でないため、そのような特徴、特性などの記載は、本明細書に提供されない。従って、本明細書の記載は、開示される実施形態の単なる例証および例示であり、請求項によって定義される本発明の範囲を限定することを意図しないことを理解されたい。
本開示において、別段に指示される箇所以外、全ての数値パラメータは、全ての事例において、用語「約」によって前置きかつ修正されるものとして理解するべきであり、その際、数値パラメータは、パラメータの数的な値を定義するために使用される基礎測定技術の固有可変特性を有する。最低限でも、および請求項の範囲に均等論の適用を制限する試みとしてではなく、本記載に記載した各数値パラメータは、報告される有効桁の数を考慮して、および一般的な丸め技術を適用することによって、少なくとも解釈されるべきである。
また、本明細書中記載されるいずれの数的範囲も、記載される範囲内に包含される全ての部分範囲を含むことが意図される。例えば、「1〜10」の範囲は、述べられる最小値の1と、述べられる最大値の10との間(それらを含む)の、すなわち、1以上の最小値と、10以下の最大値とを有する全ての部分範囲を含むことが意図される。本明細書で述べられるあらゆる最大の数の限定は、その中に包含される全てのより低い数の限定を含むことが意図され、本明細書で述べられるあらゆる最小の数の限定は、その中に包含される全てのより高い数の限定を含むことが意図される。従って出願人らは、本明細書で明確に述べた範囲内に包含されるあらゆる部分範囲を明確に述べるために、請求項を含む本開示を修正する権利を保有する。全てのそのような範囲は、いずれかのそのような部分範囲を明確に言及するための修正が、例えば米国特許法第112条第1段および米国特許法第132条(a)の規定に従い得るように本明細書に元々開示されていることが意図される。
文法上の冠詞「one」、「a」、「an」および「the」は、本明細書で使用する際、別段の指示のない限り、「少なくとも1つ」または「1つまたは複数」を含むことが意図される。従って冠詞は、冠詞の文法上の対象物の1つまたは複数(すなわち「少なくとも1つ」)を指すように本明細書で使用される。例えば、「構成要素(a component)」は、1つまたは複数の構成要素を意味し、従って、場合により、1つより多い構成要素が考えられ、記載される実施形態の実行において利用または使用されてもよい。さらに、使用の文脈が別段に指示しない限り、単数名詞の使用は複数形を含み、複数名詞の使用は単数形を含む。
参照することにより本明細書に組み込まれると記載される特許、刊行物または他の開示資料はいずれも、別段の指示のない限り、その全体が本明細書に組み込まれるが、組み込まれる資料が既存の定義、表明、および本記載に明示的に記載される他の開示資料と矛盾しない範囲で組み込まれる。従って、必要な範囲で、本明細書に記載される明確な開示は、参照することにより本明細書に組み込まれるいかなる矛盾する資料にも優先する。参照することにより本明細書に組み込まれると記載されるが、既存の定義、表明、または本明細書に記載される他の開示資料と矛盾する資料またはその一部はいずれも、その組み込まれる資料と既存の開示資料との間に矛盾が生じない範囲でのみ組み込まれる。出願人らは、参照することにより本明細書に組み込まれる任意の主題またはその一部を明確に記載するために本開示を修正する権利を保有する。
本開示は様々な実施形態の記載を含む。本明細書に記載する様々な実施形態は例証的、例示的、および非限定的であることは理解されよう。従って本開示は実施形態の記載によって限定されない。正確に言えば、本発明は請求項によって定義され、請求項は本開示に明示的または本質的に記載されるか、明示的または本質的に支持されるあらゆる特徴または特性を述べるために修正されてもよい。さらに出願人らは、本明細書に必ずしも明示的に記載されないが従来技術に存在してもよい特徴または特性を積極的に否定するために請求項を修正する権利を保有する。従って、そのようないずれの修正も、米国特許法第112条第1段および米国特許法第132条(a)の規定に従い得る。本明細書に開示し記載した様々な実施形態は、本明細書に様々に記載したような特徴および特性を含む、からなる、またはから本質的になることができる。
本記載および請求項で使用される一部の用語の意味は以下のとおりである。
本明細書で使用する際、「マルチピース型」ねじれ刃ドリルヘッドは、嵌合されてねじれ刃ドリルヘッドを形成する2つ以上のピースを含むねじれ刃ドリルヘッドを指す。例えば、本開示によるマルチピース型ねじれ刃ドリルヘッドの特定実施形態は、嵌合されてドリルヘッドを形成する2、3またはそれ以上の別個のピースを含んでもよいことは以下の記載から明らかになる。
本明細書で使用する際、「嵌合する」または「嵌合される」は、参照される個々のピースのそれぞれの少なくとも一領域が相互に関連付けられることを意味する。また、例えば、「嵌合される」第1および第2ピースは、第1および第2ピースの中間にある1つまたは複数のピースを含んでもよい。
本明細書で使用する際、「硬質材料」は、超硬合金材料、セラミック材料、およびハードダイヤモンド含有材料からなる群から選択される材料を指す。
本明細書で使用する際、「超硬合金」は、連続バインダ相に分散される金属炭化物、金属窒化物、および金属ケイ化物粒子の1種または複数種を含む硬質金属粒子を含む複合材料を指し、連続バインダ相が硬質粒子を複合体へと凝固させる。硬質粒子は、例えばおよび限定せずに、チタニウム、バナジウム、クロミウム、ジルコニウム、ハフニウム、モリブデン、ニオビウム、タンタル、およびタングステンから選択される1種または複数種の遷移金属の炭化物、窒化物および/またはケイ化物の細粒子を含んでもよい。硬質金属粒子を相互に凝固させるすなわち「接着する」バインダ相は、例えばおよび限定せずに、コバルト、コバルト合金、ニッケル、ニッケル合金、鉄および鉄合金から選択される少なくとも1種の材料であってもよい。さらに、例えばおよび限定せずにクロミウム、モリブデン、ルテニウム、ホウ素、タングステン、タンタル、チタニウム、およびニオビウムなどの合金元素が、所望の特性を向上させるためにバインダ相に含まれてもよい。様々な超硬合金材料が、分散相の組成、連続相の組成、分散相の細粒子サイズ、各相の体積画分、および複合材料を作製するために使用する方法、の少なくとも1つを変えることによって製造されてもよい。タングステン炭化物分散硬質相とコバルトまたはコバルト合金バインダ相とに基づく超硬合金は、利用可能な現在最も商業的に重要な超硬合金材料である。
本明細書に開示される特定の非限定的実施形態は、マルチピース型ねじれ刃ドリルヘッドを対象とする。そのような非限定的一実施形態が、図1A〜1Cにマルチピース型ねじれ刃ドリルヘッド10として示される。開示するマルチピース型ねじれ刃ドリルヘッド10は、中心ピース11と周囲ピース12とを含む。マルチピース型ねじれ刃ドリルヘッド10は図1Aに前端面図で、図1Bに側面図で、および図1Cにおいて図1Aの線B−Bでドリルヘッド10の回転軸に沿って取った断面図で示される。図1A〜1Cで示されるように、中心ピース11は中心ピース11を周囲ピース12の中央領域に配置されたキャビティ(例えば図2Aの22)内に位置付けることによって周囲ピース12と関連付けられる、すなわち「嵌合する」。マルチピース型ねじれ刃ドリルヘッド10は従って中心ピース11と周囲ピース12を嵌合することによって提供される。
周囲ピース12は中心ピース11が取り外された状態で図2Aにおいて前端面図で示される。周囲ピース12は、図2Bにおいて前端面図で別個に示される中心ピース11を受け入れるためのキャビティ22を含む。図2Aに示される周囲ピース12のキャビティ22の周囲は、3つの円弧(22a、22c、22c)と3つの辺(22b、22b、22d)によって形成される。図1A〜1Cに示されるように、キャビティ22と中心ピース11は、中心ピース11がキャビティ22内に位置付けられるとき中心ピース11と周囲ピース12とが緊密に接することを可能にするように成形される。非対称の周囲を有する周囲ピース12の中のキャビティ22が、図2Aに示される。キャビティ22の非対称特性は、ドリルヘッド10の回転軸A1からキャビティ22の周囲までの距離を比較することによって確認される。例えば、図2AのDIS1a(「距離1a」)とDIS1bは不等であり、これは周囲ピース12のキャビティ22の周囲がマルチピース型ねじれ刃ドリルヘッド10の回転軸A1(比較される距離を測定するために使用される線26によって同一に扱われる)に対して非対称であることを示す。周囲ピース12はさらに、概ね方向的に整列されかつキャビティ22によって分離される切れ刃27aおよび27bと、同じく概ね方向的に整列されかつキャビティ22によって分離される切れ刃28aおよび28bとを含む。図1Aを参照すると、周囲ピース12は場合により、例えば螺旋溝13aおよび13b、切削油剤用穴14aおよび14b、および周囲ピース12をねじれ刃ドリルの本体部分に装着するように適合された周囲ピース12の一表面の周りに形成された頂部17などの1つまたは複数の特徴を含む。頂部17は、マルチピース型ねじれ刃ドリルヘッド10がねじれ刃ドリルを形成するために他の要素と組み立てられるとき、ねじれ刃ドリルの他の要素との間のより確実な装着のために提供されてもよい。
本開示によるマルチピース型ねじれ刃ドリルヘッドの周囲ピース41の追加の非限定的実施形態が、図3Aにおいて斜視図で、図3Bにおいて前端面図で、および図3Cにおいて断面図で示され、断面は図2Bの線D−Dにおいて周囲ピース41の回転軸を通して取られている。周囲ピース41は、中心ピース(図3A〜3Cに示されない)用キャビティ42と、溝48と、切削油剤用穴49と、頂部50とを含む。特定の非限定的実施形態では、図3Cに示されるように、周囲ピース41を通して位置付けられるキャビティ42は、ドリルヘッドの回転軸47に沿って存在する段付領域46を含んでもよく、また、領域43および44を含む交差キャビティが、概ね直角でキャビティ42と交差する横軸45に沿って設けられてもよい。図3Cに示されるように、交差キャビティ領域43は、交差キャビティ領域44の直径より大きい直径を有してもよく、領域44は段付き設計であってもよい。図3Cでさらに示されるように、領域43、44によって形成される交差キャビティを通して配置される要素は、キャビティ42を通って横方向に延在する。周囲ピース41はさらに、キャビティ42で分離された、方向的に整列されたエッジ50’aおよび50’bと、キャビティ42で同じく分離された、方向的に整列された切れ刃50’cおよび50’dとを含む。
図2Bを参照すると、中心ピース11の周囲32は、3つの円弧(32a、32c、32c)と3つの辺(32b、32b、32d)とから形成される。中心ピース11の周囲32はマルチピース型ねじれ刃ドリルヘッド10の回転軸A2に対して非対称である。中心ピース11の周囲の非対称特性は、回転軸A2から中心ピース11の周囲までの距離を比較することによって確認される。例えば、図2BAのDIS2a(「距離2a」)とDIS2bは不等であり、これは中心ピース11の周囲が回転軸A2(比較される距離を測定するために使用される線36によって同一に扱われる)に対して非対称であることを示す。図2Aと2Bとを考慮することによって示されるように、中心ピース11が周囲ピース12のキャビティ22に配置されるとき、キャビティ22内の中心ピース11は、図2Bに示される軸34が図2Aに示される軸24と整列するように向けられる。中心ピース11の周囲の非対称設計は、中心ピース11を周囲ピース12のキャビティ22の中で適切に方向づけることがより簡単になるので有利であり得る。また非対称設計は、マルチピース型ねじれ刃ドリルヘッド10が回転して工作物の中に進んでいくとき、中心ピース11と周囲ピース12との間に存在するドリルヘッド10の前面の前面のいかなる間隙も工作物の同じ領域上を移動せず、従って、穴あけされない材料のリップまたはフランジが穴あけされた穴の底部に残らないので有利であり得る。
本開示によるマルチピース型ねじれ刃ドリルヘッドの中心ピース51の追加の非限定的実施形態が、図4Aにおいて斜視図で、図4Bにおいて前端面図で、および図4Cにおいて断面図で示され、断面図では、中心ピース51は、図4Bの線E−Eで、その長手軸に沿って切断されている。特定の非限定的実施形態では、中心ピース51の周囲は、中心ピース51がマルチピース型ねじれ刃ドリルヘッドを形成するために中に配置される周囲ピース41のキャビティ42の周囲と同様であるか、ぴったり追従している。特定の非限定的実施形態では、中心ピース51の周囲は、小さい間隙が中心ピース51の周囲と、中心ピース51が配置される周囲ピース41のキャビティ42の周囲との間に設けられるようなものであってもよい。図4Cに最もよく示されるように、中心ピース51は、中心ピース51を横方向に通過する長手軸55を含む交差キャビティ53を含んでもよい。交差キャビティ53の位置は、図4Aに示されている。中心ピース51はさらに、方向的に整列された切れ刃56aおよび56bと、方向的に整列された切れ刃57aおよび57bとを含む。
本開示によるマルチピース型ねじれ刃ドリルヘッドの特定の実施形態の中心ピースおよび周囲ピースは、分離して取り外され、新しいピースと交換されてもよい。従って例えば、中心ピースまたは周囲ピースがそのような実施形態で摩耗または損傷した場合、ねじれ刃ドリルヘッドから個々に取り外して交換してもよい。
上記実施形態の記載に記したように、中心ピースおよび/または周囲ピースは、ねじれ穴あけ作業に適切な切れ刃を含んでもよい。例えば、中心ピースに設けられる切れ刃は、便利なねじれ刃ドリル工具チップ形状を形成してもよく、周囲ピースに設けられる切れ刃は、部分的ねじれ刃ドリル前面形状とねじれ刃ドリル側面切削形状とを形成してもよい。
特定の非限定的実施形態では、中心ピース11の周囲32は、周囲ピース12のキャビティ22と同じ形状を有する。図1Aおよび1Bに示されるように、この構成により中心ピース11の切れ刃(37a、37b)を周囲ピース12の切れ刃(27a、27b)と整列することが可能になる。これによりまた、中心ピース11の切れ刃(38a、38b)を周囲ピース12の切れ刃(28a、28b)と整列することが可能になる。整列された切れ刃は、便利なねじれ刃ドリルチップ形状を提供し得る。中心ピースおよび/または周囲ピースの周囲の非対称設計は、そのような特徴は特定の利点を提供し得るが、本発明の要件ではないことは理解されよう。
マルチピース型ねじれ刃ドリルヘッド10の特定の非限定的実施形態では、中心ピース11は第1硬質材料から形成されるかそれを含み、周囲ピース12は、ある点で第1硬質材料と異なる第2硬質材料から形成されるかそれを含む。例えば、第1硬質材料は、第2硬質材料と異なる材料か異なる等級の材料であってもよく、従って、1つまたは複数の機械的特性の相違を有し得る。第1と第2硬質材料間で異なり得る特性の非限定的な例は、硬度、靱性、摩耗抵抗性、破断抵抗性、および伸び率の1つまたは複数であり得る。特定の非限定的実施形態では、第1硬質材料は、超硬合金、セラミック、およびハードダイヤモンド含有材料からなる群から選択される材料であっても、またはそれを含んでもよく、第2硬質材料は、超硬合金、セラミック、およびハードダイヤモンド含有材料からなる群から選択される材料であっても、またはそれを含んでもよい。特定の非限定的実施形態では、第1硬質材料および第2硬質材料は、超硬合金、セラミック、およびハードダイヤモンド含有材料からなる群から選択される同じ材料の異なる等級であってもよい。
特定の実施形態では、中心ピースに含まれる第1硬質材料は比較的高い靱性を示してもよく、それによりドリルチップの中心領域に向上したショック抵抗性が提供されチッピングが防止され、また、周囲ピースに含まれる第2硬質材料は、より高い摩耗抵抗性を示してもよく、それによって、より高い速度が原因のドリルチップの切れ刃の外側領域が被るより厳しい摩擦力に対処する。回転速度がドリルチップの回転軸においてゼロであり、回転軸からの距離に従って上昇する事実を考慮すると、周囲ピースは中心ピースの硬質材料より高い摩耗抵抗性を有する硬質材料から構成されるか、それを含んでもよい。一例として、周囲ピースは、硬度91.9HRAを有しかつ(超硬合金材料の全重量に基づき)10重量パーセントのコバルトをバインダ相に含むFR10等級の超硬合金材料から形成されてもよく、および中心ピースは、硬度90.8HRAを有しかつ(超硬合金材料の全重量に基づき)15重量パーセントのコバルトをバインダ相に含むFR15等級の超硬合金材料から形成されてもよい。別の例として、周囲ピースは、硬度92.8を有しかつ(超硬合金材料の全重量に基づき)6重量パーセントのコバルトをバインダ相に含むGH1等級の超硬合金材料から形成されてもよく、および中心ピースは、FR10等級の超硬合金材料から形成されてもよい。さらなる例では、中心ピースは、GH1等級の超硬合金材料から形成されてもよく、周囲ピースは、92.8HRAを超える硬度を有するPCDなどのダイヤモンドに基づく硬質材料から形成されてもよい。本開示によるマルチピース型ねじれ刃ドリルの特定の実施形態は、異なる硬質材料から形成されるかそれらを含む中心および周囲ピースを含むが、他の可能性のある実施形態では、中心ピースおよび周囲ピースは、同じ材料から形成される。
マルチピース型ねじれ刃ドリルヘッドの中心ピースおよび周囲ピースは、嵌合して中心領域および周囲領域を提供するように適合されてもよい。特定の非限定的実施形態では、中心ピースおよび周囲ピースの嵌合は、永久的機械式結合または非永久的機械式結合の一方によって行われてもよい。
本明細書で使用する際、「永久的機械式結合」は、中心ピースおよび周囲ピースが最初別々に形成されたピースであるが、一度機械的に結合すると分離できないことを意味する。永久的機械式結合は、例えば、中心ピース11を周囲ピース12のキャビティ22の中に強制的に配置し保持する油圧式プレス嵌めを含む。油圧式プレス嵌めに加えて可能性のある永久的機械式結合の例は、例えば、はんだ付け、溶接、ろう付け、および接着剤により接着を含む。永久的機械式結合の場合、中心ピースおよび周囲ピースは一度も分離することができないことを考えると、中心ピースおよび周囲ピースの両方を含むマルチピース型ねじれ刃ドリルヘッドだけが、ねじれ刃ドリルから全体として取り外され取り替えられ得る。しかしながら、上に示したように、周囲ピースおよび中心ピースは、異なる材料または材料等級から形成されても、またはそれらを含んでもよい。永久的機械式結合では、周囲ピース12のキャビティ22の非対称形状は、ピースを嵌合するときに周囲ピース12の切れ刃(27a、27b、28a、28b)が中心ピース11の切れ刃(37a、37b、38a、38b)と適切に整列される限り、重要な特徴として存在する必要はない。
本明細書で使用する際、「非永久的機械式結合」は、中心ピースおよび周囲ピースが、機械式に結合したあとで分離でき、それによりピースの一方を、ねじれ刃ドリルヘッド全体または他方のピースを取り替えることなく取り替えることが可能になることを意味する。非永久的機械式結合の例は、締付け、クランプ、およびロックの1つまたは複数を用いて中心ピース11を周囲ピース12の比較的大きい方のキャビティ22の中に保持することを伴う。非永久的機械式結合では、上に記載したように周囲ピース12のキャビティ22および中心ピース11に非対称形状を提供することは、周囲ピース12のキャビティ22内における中心ピース11の回転、および不適切な位置付けと方向付けの防止に役立ち得る。非永久的機械式結合のさらに具体的な非限定的な例は、中心ピースを周囲ピース内にねじで締め付けること、中心ピースを周囲ピース内にナットおよびボルトで締め付けること、中心ピースを周囲ピース内に表面接触クランプすること、中心ピースを周囲ピース内にウェッジクランプすること、中心ピースを周囲ピース内にウェッジロックすること、中心ピースを周囲ピース内にカムクランプすること、および中心ピースを周囲ピース内にカムロックすることを含む。そのような技術では、締付装置を取り外すか外すことによって中心ピースを周囲ピースとの嵌合関係から切り離すことが可能になり得ることは理解されよう。非永久的機械式結合の場合、中心および周囲ピースは、それぞれ別個に取り外され取り替えられてもよく、それにより、壊れたまたは摩耗したピースだけを取り外して取替えることができるという利点がもたらされる。
図5A〜5Cは、本開示によるねじれ刃ドリル工具アセンブリ、またはより簡単には「ねじれ刃ドリル」、の1つの非限定的実施形態を示す概略図である。図5Aはねじれ刃ドリル60の概略的な前端面図である。図5Bは、マルチピース型ねじれ刃ドリルヘッド63aおよびねじれ刃ドリル工具ホルダの形態の本体部分63bを含むねじれ刃ドリル60の概略的な側面図である。図5Cは図5Aの矢印C−Cの方向におけるドリル60の回転軸を通して取られ、かつ図5Bのスケールで示されたねじれ刃ドリル60の断面図である。本体部分63bは、第1端部66aと、第2端部66bと、少なくとも1つの螺旋溝65を含む周囲とを含む。螺旋溝65は、ドリルヘッド63aが本体部分63bに装着されると周囲ピース41の少なくとも1つの螺旋溝64aと整列する。装着部分67は本体部分63bの第1端部66aに位置付けられ、ねじれ刃ドリル60を機械工具に接続するように適合される。マルチピース型ねじれ刃ドリルヘッド63aは本体部分63bの第2端部66bに装着される。マルチピース型ねじれ刃ドリルヘッド63aは、中心ピース51と周囲ピース41とを含み、それらは中心ピース51が周囲ピース41のキャビティ42に位置付けられる状態で相互に嵌合され、ドリルヘッド63aは本体部分63bに取り付けられる。中心ピース51および周囲ピース41は、それぞれ、マルチピース型ねじれ刃ドリルヘッド63aの中心領域および周囲領域を提供するように適合される。図5Bに示されるように、点Bは、ねじれ刃ドリル60のドリル軸68上にあるマルチピース型ねじれ刃ドリルヘッド63aの中心ピース51の工具チップを示す。
図5Cに示されるように、中心ピース51は非永久的構成によって周囲ピースと機械式に結合されてもよく、この非永久的構成では、ねじ付きボルト71が周囲ピース41の交差キャビティ領域44を通して、中心ピース51の交差キャビティ53を通して配置され、周囲ピース41の交差キャビティ領域43の中に延在する。内側レンチナット72が交差キャビティ領域43に配置され、ボルト71にねじ式に取り付けられ、それにより、ボルト71をキャビティ44、53、43内に保持し、中心ピース51を周囲ピース41のキャビティ42内に固定する。ピース41、51はナット72をボルト71から外し、ボルト71を整列されたキャビティ44、53、43から取り外すことによって互いに分離されてもよい。特定の非限定的実施形態では、中心ピース51および周囲ピース41は、本明細書に先に記載した非永久的技術を含む他の非永久的技術を用いてマルチピース型ねじれ刃ドリルヘッド63aを形成するために相互に嵌合されてもよい。
図5A〜5Cに示される非限定的実施形態では、マルチピース型ねじれ刃ドリルヘッド63aは、周囲ピース41のキャビティ42の段付領域46に配置されるねじ73によって、装着部分63bに着脱可能に固定される。ねじ73は、装着部分63bの第2端部66bに設けられるねじ付き穴75の中にねじ式に固定される。図5Cに示されるように、ねじ73および中心ピース51の長手軸は整列され、ねじれ刃ドリル60の回転軸に従う。従って、ねじれ刃ドリル60の部品の組立てにおいて、最初にねじ付きねじ73を用いて周囲ピース41を装着部分63bにねじ式に装着し、次にボルト71とナット72を用いて中心ピース51を周囲ピース41のキャビティ42内に配置して固定し得ることは理解されよう。マルチピース型ねじれ刃ドリルヘッド63aは、ボルト71を取り外し、ねじ73へのアクセスを得、その後ねじ73を取り外すことによって、装着部分63bから切り離されてもよい。摩耗および/または損傷に対処するため、中心ピース51または周囲ピース41は個別に取り外して取り替えることができ、この際、残ったピースを同じように交換する必要はない。
特定の非限定的実施形態では、本開示において先に記載したものなど他の非永久的構成を用いて、マルチピース型ねじれ刃ドリルヘッド63Aを装着部分63bに固定してもよく、中心ピース51を周囲ピースに固定してもよい。マルチピース型ねじれ刃ドリルヘッド63aの中心ピース51および周囲ピース41は嵌合してもよく、また、相互に接続せず、個々のボルト、ナットおよびねじによってねじれ刃ドリル工具ホルダ63bに別々に固定してもよいことは理解されよう。
図6〜8は、中心ピース91、周囲ピース81および本体部分101bを含む本開示によるマルチピース型ねじれ刃ドリル100の代替の非限定的実施形態の態様を示す。図6A〜6Cは、本開示によるねじれ刃ドリル100の周囲ピース81の態様を示す概略図である。周囲ピース81は図6Aにおいて前端面図で示され、中心ピース91が中に配置され得るキャビティ82と、螺旋溝83aおよび83bと、切削油剤用穴84aおよび84bとを含む。周囲ピースの実施形態12および41のように、キャビティ82は非対称の周囲を有し、それにより、中心ピース91をキャビティ82の中に適切に方向づけることが容易になり得、かつ中心ピース91のキャビティ82内での回転が防止される。図6Aに示されるように、周囲ピース81は切れ刃88a、88b、89a、89bを含む。図6Bは、周囲ピース81を側面で概略的に示し、点線でキャビティ82および切削油剤用穴84a、84bの位置を示す。周囲ピース81は、ねじれ刃ドリル100の装着部分101bにおける周囲ピース81の適切な方向づけを促し、また装着部分101bに対する周囲ピース81の回転を防止する頂部85を含む。図6Cは図6Aの線H−Hにおいて周囲ピース81の回転軸に沿って取った周囲ピース81の断面図である。図6Cはキャビティ82が周囲ピース81の回転軸87に沿って配置され、かつ段付領域86を含むことを示す。
図7A〜7Cはねじれ刃ドリル100の中心ピース91の態様を示す概略図である。中心ピース91は、図7Aにおいて前端面図で示され、かつ中心ピース91が周囲ピース81のキャビティ82内に配置され適切に方向づけられると周囲ピース81の対応する切れ刃と整列する切れ刃97a、97b、98a、98bを含む。図7Bは中心ピース91を側面で概略的に示し、および切れ刃97a、97b、98a、98bを含む工具チップ99の形状を示す。図7Cは図7Aの矢印G−Gの方向におけるピースの長手軸に沿って取られた中心ピース91の断面図である。中心ピース91は比較的大きい直径の頭部93と比較的小さい直径の尾部94とを含み、さらに尾部94の端部近くに配置されたノッチ95および96を含む。頭部93の非対称周囲は、周囲ピース81のキャビティ82の非対称周囲と一致し、尾部94の直径はキャビティ82の段付領域86の直径と厳密に一致する。
図8A〜8Cはマルチピース型ねじれ刃ドリル100の態様を示す概略図であり、ここでは中心ピース91は周囲ピース81と嵌合して、装着部分101bに装着されるマルチピース型ねじれ刃ドリルヘッド101aを形成する。図8Aはマルチピース型ねじれ刃ドリル100の斜視図であり、周囲ピース81の螺旋溝83aが装着部分101bの螺旋溝103と整列することを示す。図8Aはまた、中心ピース91が周囲ピース81のキャビティ82内に適切に方向付けられるときの周囲ピース81および中心ピース91の面上の切れ刃の整列を示す。図8Bはマルチピース型ねじれ刃ドリル100の概略的な前端面図であり、中心ピース91および周囲ピース81の面上の切れ刃の整列を示し、また、周囲ピース81および装着部分101bの螺旋溝部分の整列を示す。中心ピース91および周囲ピース81は嵌合して、それぞれ、マルチピース型ねじれ刃ドリルヘッド101aの中心領域および周囲領域を提供するように適合される。
図8Cは、図8Bの線N−Nにおける工具チップCを通してねじれ刃ドリル100の回転軸109に沿って取られたマルチピース型ねじれ刃ドリル100の断面図である。図8Cに示されるように、本体部分101bは第1端部102aと第2端部102bを含む。ねじれ刃ドリル100を機械工具に装着するように適合された(比較的小さい直径を有する)装着部分111が、第1端部102aに配置される。ねじれ刃ドリル100の非永久的機械式結合技術が、中心ピース91を周囲ピース81のキャビティ82内に固定するために、およびねじれ刃ドリルヘッド101aを本体部分101bの第2端部102bに装着するために、止めねじ構成を使用する。ねじれ刃ドリル100を組み立てるために、周囲ピース81は適切な向きで本体部分101bの第2端部102bに配置される。これにより周囲ピース81のキャビティ82は、本体部分101bの第2端部102bの長手キャビティ104と整列する。中心ピース91がキャビティ82に配置される。中心ピース91の頭部93が表面110に当接し、頭部93をキャビティ82内の適所に保持する。中心ピース91の尾部94がキャビティ82の段付領域86を通り、本体部分101bの長手キャビティ104の中に延在する。傾斜したねじ付き穴106、108が本体部分101bに設けられ、長手キャビティ104と交差する。ねじ付きの止めねじ105、107が、それぞれ、ねじ付き穴106、108内にねじ式に配置される。ねじ付き止めねじ105、107をねじ付き穴106、108の中にねじ式に前進させることにより、止めねじ105、107の先端が、対応するノッチ96、95の中に前進する。キャビティ104の長手軸に対して傾斜した穴106、108の構成を考慮すると、止めねじ105、107の前進により、中心ピース91のノッチ95、96に、マルチピース型ねじれ刃ドリルヘッド101aをねじれ刃ドリル本体部分101bに固定する力が適用され、また中心ピース91が周囲ピース81内に固定される。止めねじ105、107の後退により、中心ピース91の尾部94は解放され、分解が、および所望なら個々の要素のいずれかの交換が可能になる。
本明細書に記載するねじれ刃ドリルヘッドおよびねじれ刃ドリルのマルチピース構成によって提供される特定の重要な利点が上で考察される。マルチピース構成の重要な利点は、ねじれ刃ドリルヘッドの様々な領域が、別個に取り外し可能なピースとして形成され得ることである。従って、より激しく摩耗および/または損壊を促す力を受けるねじれ刃ドリルヘッドの各領域は、工作物に新しい切れ刃を呈するために選択的に交換または割出しされてもよい。切れ刃の外側領域(ドリルの回転軸から離れる領域)の切削速度はドリルの回転軸に近い方の切削速度より速いことを考慮すると、一般的にねじれ刃ドリルヘッドの外側領域は、ねじれ刃ドリルヘッドが均一の材料から作製されている場合、より激しい摩擦に曝される。例えば、従来のねじれ刃ドリルヘッドの切れ刃の外側領域が許容できない程度まで一度摩耗するか損壊すると、ドリルヘッド全体(取外し可能な場合)またはドリル全体(ドリルヘッドが固定されている場合)を交換しなければならない。本開示による独特のマルチピース構成を有するねじれ刃ドリルヘッドの実施形態では、切れ刃は複数(すなわち2つ以上)のピースによって形成される。従って、使用中に許容できない摩耗および/または損壊を被った切れ刃を有するピースだけを、割り出すか交換すればよい。
同じく本明細書で考察されるように、本開示によるねじれ刃ドリルヘッドのマルチピース設計により、個々のピースに異なる材料または材料等級を使用することが可能になる。このようにして、摩擦力により抵抗性のある材料および/または他の有利な機械的特性を有する材料を、より強い摩擦力に曝される特定のピースに使用することができる一方、より強い靱性を有する材料を、より強い衝撃力に曝される特定のピースに使用することができる。上の「発明の背景」で記したように、異なる冶金接合されたドリルの領域が、異なる複合材料から構成されるワンピース型ドリルの特定実施形態が知られている。このようにして、より速い切削速度で回転する外側領域のより速い速度で摩耗する傾向は、それら外側領域により強い摩耗抵抗性を有する複合材料を提供することによって対処することができる。しかしながら、上でさらに記したように、複合ドリルの製造は、追加の処理工程と費用とを必要とする。本マルチピース構成は、ワンピース型のモノリシック部品としてねじれ刃ドリルヘッドを製造する必要なく、向上した摩耗抵抗性を有するねじれ刃ドリルヘッドを、必要とされる領域に提供するように適合することができる。本開示によるねじれ刃ドリルヘッドを構成する2つ以上の別個の中心ピースおよび周囲ピースのそれぞれは、ねじれ刃ドリルヘッドの特定の領域に所望される機械的特性(例えば、摩耗抵抗性、靱性、および強度)を有する、例えば、単一超硬合金、工具鋼、または他の適切な材料などの単一材料から作製してもよい。
図9A〜9Dは本開示によるマルチピース型ねじれ刃ドリルヘッド130の非限定的実施形態を概略的に示し、ここでは中心ピース121と周囲ピース131とを嵌合してマルチピース型ねじれ刃ドリルヘッド130を形成するために永久的機械式結合が使用されている。図9Aは中心ピース121を示し、それはドリルチップ形状123を有する頭部122と、中心ピース121の長手回転軸126の周りを回るねじ125を含む尾部124とを含む。頭部122は、その中心軸が回転軸126と整列される直径ΦCOREによって定義される円筒表面を有する。図9Bは、その中心軸が周囲ピース131の回転軸135と整列される直径ΦCAVITYによって定義される円筒状キャビティ132を含む周囲ピース131を示す。周囲ピース131はまた、切削油剤用穴134a、134b、溝133a、133b(図9C参照)、平坦端面136、段付キャビティ部分137、および穴あけ工程の間に生じる横力から守るように機能するカラー127を含む。中心ピース121の頭部122の直径ΦCOREは、周囲ピース131のキャビティ132の直径ΦCAVITYよりわずかに大きい。従って、永久的機械式結合法、例えば油圧式プレス嵌めを使用して、中心ピース121の頭部122を周囲ピース131のキャビティ132に押し込み、ピース121、131を分離不能に嵌合し、マルチピース型ねじれ刃ドリルヘッド130を形成してもよい。組み立てられたねじれ刃ドリルヘッド130が図9Cおよび9Dに示され、図9Dは、図9Cの矢印R−Rの方向におけるねじれ刃ドリルヘッド130の回転軸140を通して取られた断面図である。図9Cに示されるように、油圧式プレス嵌めプロセスは、中心ピース121の前方切れ刃128a、128bおよび129a、129bがそれぞれ周囲ピース131の前方切れ刃138a、138bおよび139a、139bと整列するように行わなければならない。図9Dに示されるように、尾部124のねじ領域は、段付キャビティ部分137の端部から突出する。従って、突出するねじ付き尾部124が本体部分(不図示)のねじ付き穴にねじ込まれて、回転軸140を有するねじれ刃ドリルヘッド130を含むねじれ刃ドリルを形成してもよい。
図10A〜10Dは、マルチピース型ねじれ刃ドリルヘッド150の追加の非限定的実施形態を示し、ここでは、永久的機械式結合を使用して中心ピース141と周囲ピース151を互いに結合し、マルチピース型ねじれ刃ドリルヘッド150を形成する。図10Aは中心ピース141を示し、それはドリルチップ形状143を有する頭部142と、その周囲に長手回転軸146に沿って離間された2つのノッチ145a、145bを含む尾部144とを含む。中心ピース141の頭部142は、図7Aに示される中心ピース91の頭部93の非対称周囲と類似する非対称周囲を有する。図10Bに示されるように、周囲ピース151は、キャビティ152と回転軸155とを含む。キャビティ152の周囲は非対称であり、図6Aに示される周囲ピース81のキャビティ82と類似し、それにより、中心ピース141と周囲ピース151の永久的機械式結合プロセスの間、中心ピース141をキャビティ152内に適切に方向付けることが容易になる。さらに、周囲ピース151は、切削油剤用穴154a、154b、溝153a、153b(図10C参照)、段付穴157、および場合により設けてもよい頂部を備えた端面156を含む。
ドリルヘッド150の中心ピース141の頭部142の周囲は、周囲ピース151のキャビティ152の周囲よりわずかに大きい。従って、永久的機械式結合法、例えば油圧式プレス嵌めなど、を使用して、中心ピース141の頭部142を周囲ピース151のキャビティ152に押し込み、それによりピースを分離不能に嵌合し、マルチピース型ねじれ刃ドリルヘッド150を形成してもよい。組み立てられたねじれ刃ドリルヘッドが図10Cおよび10Dに示され、図10Dは、図10Cの矢印U−Uの方向におけるねじれ刃ドリルヘッド150の回転軸160を通して取られた断面図である。図10Cに示されるように、油圧式プレス嵌め作業のあと、中心ピース141の前方切れ刃148a、148bおよび149a、149bがそれぞれ周囲ピース151の前方切れ刃158a、158bおよび159a、159bと整列する。組み立てられたねじれ刃ドリルヘッド150は、2つの止めねじによって、図8Aおよび8Cに示される本体部分101bに類似する設計を有する本体部分に締結されてもよい。図8Cに示されるように、2つのねじ付き止めねじを、本体部分の傾斜したねじ付き穴の中に前進させて、ノッチ145a、145bに衝突させ、ねじれ刃ドリルヘッド150を本体部分に固定してもよい。
図11A〜11Dは、本開示によるマルチピース型ねじれ刃ドリルヘッド190の非限定的実施形態を示し、ここでは、マルチピース型ねじれ刃ドリルヘッド190の少なくとも1つのピースが、割出し可能な少なくとも2つの同一ドリル切削形状を含む。図11Aに示されるように、ねじれ刃ドリルヘッド190の中心ピース170は、回転軸175に沿った2つの同一ドリルチップ形状171および172の間で割出し可能である。ドリルチップ形状172は、交差穴174の軸173に関して、ドリルチップ形状171の鏡像である。軸173は中心ピース170の回転軸175に対して垂直である。図11Bは、キャビティ181、回転軸186に沿った段付穴182、切削油剤用穴183a、193b、後端面の頂部187、段付交差穴184、交差穴185、キャビティ181の端部の傾斜面189および螺旋溝188a、188b(図11C参照)を含む周囲ピース180を示す。段付交差穴184および交差穴185は、キャビティ181と交差する。図11Cは周囲ピース180のキャビティ181内に配置された中心ピース170を示す。図11Dは、図11Cの矢印F−Fの方向におけるねじれ刃ドリルヘッド100の回転軸195を通して取られた断面図である。図11Dにおいて、中心ピース170のドリルチップ形状171が、周囲ピース180とともに完全なドリル切削形状197を形成するように提示される一方、第2ドリルチップ形状172が周囲ピース180のキャビティ181内で傾斜面189に載っている。中心ピース170はねじ付きボルト191および内側レンチナット192によって周囲ピース180に固定される。マルチピース型ねじれ刃ドリルヘッド190は、本体部分の端部のねじ付き穴に固定されるねじ194によって本体部分(不図示)に固定することができる。図11A〜11Dの検討から、最初に周囲ピースが段付穴182に配置されるねじ194によって本体部分に固定され、次に中心ピース170がねじ付きボルト191によってキャビティ181に固定されることは理解されよう。損壊または摩耗した切れ刃が原因でドリルチップ形状171を取り替える必要があるとき、交差穴184、185の中心軸193に関して第1ドリルチップ形状171と割出し可能な第2ドリルチップ形状172を提供して、新たな完全ドリル切削形状197を形成することができる。
本開示によるマルチピース型ねじれ刃ドリルヘッドおよびドリルの実施形態は、従来のワンピース型一体ねじれ刃ドリルまたは割出し可能なねじれ刃ドリルインサートが持ち得る幅広い形状的特徴を備えて設計されてもよい。本開示によるマルチピース型ドリルヘッドの実施形態は、例えば、従来のサイズのものであってもよく、様々な穴あけ用途における従来の使用向けに適合されてもよい。
本記載は本発明の明確な理解に適した本発明の態様を説明していることは理解されよう。当業者には明らかであろう、従って本発明のより深い理解を促さないであろう特定の態様は、本記載を簡素化するために提示していない。例えば、本開示によるマルチピース型ねじれ刃ドリルヘッドおよびドリルを構成する中心ピースおよび周囲ピース、ならびに他の構成要素は、当業者に知られる従来の製造技術を用いて従来の材料から作製されてもよいことは理解されよう。従って、考えられる製造技術は、本開示を考慮すると当業者に容易に分かるであろうし、それらは本明細書に記載されない。
また、本記載によるマルチピース型ねじれ刃ドリルヘッドの限定された数の実施形態だけが必然的に本明細書に記載されるが、当業者であれば先行の記載を考慮するとすぐに、本発明の多数の修正形態および変更形態を採用できることを認識するであろう。本発明のそのような全ての修正形態および変形形態は、先行の記載および後続の請求項によって網羅されることが意図される。本開示によるマルチピース型ねじれ刃ドリルヘッドおよびねじれ刃ドリルの考えられる設計の先行の例は、単に例として提示され、本開示の範囲内の全ての設計の包括ではない。当業者であれば、本開示を読むとすぐに、本開示の範囲内の実施形態である追加の設計を容易に特定し得る。従って、本発明は本明細書に開示した特定の実施形態に限定されず、請求項によって定義される本発明の原理および範囲内にある修正形態を網羅することが意図されることが理解される。
Claims (30)
- 第1硬質材料から形成され、切れ刃を含む中心ピースと、
第2硬質材料から形成され、切れ刃を含む周囲ピースと、
を含むマルチピース型ねじれ刃ドリルヘッドであって、
前記中心ピースおよび周囲ピースが嵌合して、前記マルチピース型ねじれ刃ドリルヘッドのそれぞれ中心領域および周囲領域を提供するように適合された、
マルチピース型ねじれ刃ドリルヘッド。 - 前記第1硬質材料が、超硬合金、セラミック、およびダイヤモンド含有材料からなる群から選択され、
前記第2硬質材料が、超硬合金、セラミック、およびダイヤモンド含有材料からなる群から選択される、
請求項1に記載のマルチピース型ねじれ刃ドリルヘッド。 - 前記第1硬質材料および前記第2硬質材料が、超硬合金、セラミック、およびダイヤモンド含有材料からなる群から選択された同じ材料の異なる等級である、請求項1に記載のマルチピース型ねじれ刃ドリルヘッド。
- 前記第2硬質材料が前記第1硬質材料より大きな摩耗抵抗性を示す、請求項1に記載のマルチピース型ねじれ刃ドリルヘッド。
- 前記中心ピースの前記切れ刃が、ねじれ刃ドリル工具チップ形状を形成し、前記周囲ピースの前記切れ刃が、部分的ドリル前部形状および側面切削形状を形成する、請求項1に記載のマルチピース型ねじれ刃ドリルヘッド。
- 前記中心ピースおよび周囲ピースがそれぞれ、前記ねじれ刃ドリルヘッドから取り外され、取り替えられるように構成される、請求項1に記載のマルチピース型ねじれ刃ドリルヘッド。
- 前記周囲ピースが少なくとも1つの溝を含む、請求項1に記載のマルチピース型ねじれ刃ドリルヘッド。
- 前記中心ピースおよび前記周囲ピースが、永久的機械式結合および非永久的機械式結合の1つによって嵌合されるように適合される、請求項1に記載のマルチピース型ねじれ刃ドリルヘッド。
- 前記中心ピースおよび前記周囲ピースが、はんだ付け、溶接、油圧式プレス嵌め、接着、および射出成形の少なくとも1つを含む永久的機械式結合によって嵌合されるように適合される、請求項8に記載のマルチピース型ねじれ刃ドリルヘッド。
- 前記中心ピースおよび前記周囲ピースが、ねじによる締付け、ナットおよびボルトによる締付け、表面接触クランプ、ウェッジクランプ、ウェッジロック、カムクランプ、およびカムロックの少なくとも1つを含む非永久的機械式結合によって嵌合されるように適合される、請求項8に記載のマルチピース型ねじれ刃ドリルヘッド。
- 前記周囲ピースがキャビティを含み、前記中心ピースが前記マルチピース型ねじれ刃ドリルヘッドの中心領域および周囲領域を提供するために前記キャビティ内に配置される、請求項1に記載のマルチピース型ねじれ刃ドリルヘッド。
- 前記周囲ピースの前記キャビティの周囲が、前記マルチピース型ねじれ刃ドリルヘッドの回転軸に対して非対称である、請求項1に記載のマルチピース型ねじれ刃ドリルヘッド。
- 前記中心ピースの周囲が、前記マルチピース型ねじれ刃ドリルヘッドの回転軸に対して非対称である、請求項1に記載のマルチピース型ねじれ刃ドリルヘッド。
- 前記周囲ピースが前記中心ピースと嵌合されるとき、前記中心ピースの前記切れ刃が、前記周囲ピースの前記切れ刃と整列される、請求項1に記載のマルチピース型ねじれ刃ドリルヘッド。
- 前記マルチピース型ねじれ刃ドリルヘッドの少なくとも1つのピースが、割出し可能な少なくとも2つの同一のドリル切削形状を含む、請求項1に記載のマルチピース型ねじれ刃ドリルヘッド。
- ねじれ刃ドリルであって、
第1端部と第2端部を含み、周囲に螺旋溝を含む本体部分と、
前記マルチピース型ねじれ刃ドリルを機械工具に接続するように適合された、前記本体部分の前記第1端部の装着部分と、
前記本体部分の前記第2端部に装着するように適合されたマルチピース型ねじれ刃ドリルヘッドであって、
第1硬質材料から形成された中心ピースと、
第2硬質材料から形成された周囲ピースとを含み、
前記中心ピースおよび周囲ピースが嵌合して前記マルチピース型ねじれ刃ドリルヘッドのそれぞれ中心領域および周囲領域を提供するように適合された、マルチピース型ねじれ刃ドリルヘッドと、
を含む、ねじれ刃ドリル。 - 前記第1硬質材料が、超硬合金、セラミック、およびダイヤモンド含有材料からなる群から選択され、
前記第2硬質材料が、超硬合金、セラミック、およびダイヤモンド含有材料からなる群から選択される、
請求項16に記載のねじれ刃ドリル。 - 前記第1硬質材料および前記第2硬質材料が、超硬合金、セラミック、およびダイヤモンド含有材料からなる群から選択された同じ材料の異なる等級である、請求項16に記載のねじれ刃ドリル。
- 前記第2硬質材料が前記第1硬質材料より大きな摩耗抵抗性を示す、請求項16に記載のねじれ刃ドリル。
- 前記中心ピースが切れ刃を含み、前記周囲ピースが切れ刃を含む、請求項16に記載のねじれ刃ドリル。
- 前記中心ピースの前記切れ刃が、ねじれ刃ドリル工具チップ形状を形成し、前記周囲ピースの前記切れ刃が、部分的ドリル前部形状および側面切削形状を形成する、請求項20に記載のねじれ刃ドリル。
- 前記中心ピースおよび周囲ピースがそれぞれ、前記ねじれ刃ドリルヘッドから取り外され、取り替えられるように構成される、請求項16に記載のねじれ刃ドリル。
- 前記周囲ピースが少なくとも1つの溝を含む、請求項16に記載のねじれ刃ドリル。
- 前記中心ピースおよび前記周囲ピースが、永久的機械式結合および非永久的機械式結合の1つによって嵌合されるように適合される、請求項16に記載のねじれ刃ドリル。
- 前記中心ピースおよび前記周囲ピースが、はんだ付け、溶接、ろう付け、油圧式プレス嵌め、接着、および射出成形の少なくとも1つを含む永久的機械式結合によって嵌合されるように適合される、請求項24に記載のねじれ刃ドリル。
- 前記中心ピースおよび前記周囲ピースが、ねじによる締付け、ナットおよびボルトによる締付け、表面接触クランプ、ウェッジクランプ、ウェッジロック、カムクランプ、およびカムロックの少なくとも1つを含む非永久的機械式結合によって嵌合されるように適合される、請求項24に記載のねじれ刃ドリル。
- 前記周囲ピースがキャビティを含み、前記中心ピースが前記ねじれ刃ドリルの中心領域および周囲領域を提供するために前記キャビティ内に配置される、請求項16に記載のねじれ刃ドリル。
- 前記周囲ピースの前記キャビティの周囲が、前記ねじれ刃ドリルの回転軸に対して非対称である、請求項16に記載のねじれ刃ドリル。
- 前記周囲ピースが前記中心ピースと嵌合されるとき、前記中心ピースの前記切れ刃が、前記周囲ピースの前記切れ刃と整列される、請求項16に記載のねじれ刃ドリル。
- 前記マルチピース型ねじれ刃ドリルヘッドの少なくとも1つのピースが、割出し可能な少なくとも2つの同一のドリル切削形状を含む、請求項16に記載のねじれ刃ドリル。
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