JP2023531275A

JP2023531275A - ドリル工具用の金属切削インサート及びドリル工具

Info

Publication number: JP2023531275A
Application number: JP2022580430A
Authority: JP
Inventors: ホーカンカールバーリ，; パトリックハルストレム，
Original assignee: エービーサンドビックコロマント
Priority date: 2020-07-01
Filing date: 2021-04-21
Publication date: 2023-07-21
Also published as: US20230256523A1; CA3179106A1; CN115666829A; EP3932597A1; WO2022002456A1; EP3932597B1; KR20230031213A

Abstract

ドリル工具用の金属切削ドリルインサート（１００、４００）であって、対向する上面（１０１、４０１）及び底面（１０２、４０２）であって、切削ドリルインサートの対称軸が、上面（１０１、４０１）と底面（１０２、４０２）との間に延在し、周側面（１０３、４０３）が、該上面と該底面との間に延在し、上面（１０１、４０１）が、すくい面（１０４、４０４）を備え、側面（１０３、４０３）が、逃げ面（１０５、４０５）を備える、対向する上面（１０１、４０１）及び底面（１０２、４０２）を備える、ドリル工具用の金属切削ドリルインサート（１００、４００）。金属切削ドリルインサートは、少なくとも１つの段付き切れ刃（１０６、４０６）であって、少なくとも１つの段付き切れ刃（１０６、４０６）が、該少なくとも１つの段付き切れ刃に沿って連続的なチップを切削するように構成されており、該少なくとも１つの段付き切れ刃が、上面（１０１、４０１）のすくい面（１０４、４０４）と側面（１０３、４０３）の隣接する逃げ面（１０５、４０５）との交差部に形成されており、金属切削インサートの上面に面する上面図において、少なくとも１つの段付き切れ刃が、第１の部分刃（１０８、５０８）と第２の部分刃（１０９、５０９）との間の遷移刃（１０７、５０７）によって形成された段部を備える、少なくとも１つの段付き切れ刃（１０６、４０６）をさらに備え、金属切削インサート（１００、４００）の上面（１０１、４０１）に面する上面図において、該段部が、対称軸に対して半径方向に、第１の距離ｈ１だけ延在し、金属切削インサート（１００、４００）の周側面（１０３、５０３）に面する側面図において、該段部が、底面から上面に向かう方向に、第２の距離ｈ２だけ延在し、ここで、０．８・ｈ１≦ｈ２≦１．２・ｈ１であることを特徴とする。【選択図】図４

Description

本発明は、ドリル工具用の金属切削インサートに関し、より詳細には、段付き切れ刃を有する金属切削インサートに関する。

また、本発明は、ドリル工具に関する。

現代の除去製造において、ドリリングは重要な作業であり、特に金属のドリリングは要求の厳しい作業であることが判明している。

金属のドリリングでは、交換可能な金属切削インサートを備えるドリル工具が、特にＣＮＣ作業においてよく使用される。前述のタイプの最新のドリル工具は、ドリル穴の中央領域をドリリングするための中央インサートと、ドリル穴の周縁領域の材料を除去するための周縁インサートと、を備えることが多い。異なる切削幾何学的形状に起因して、中央インサート及び周縁インサートは、多くは異なる幾何学的形状を採用する。中央インサートの最近の幾何学的形状は、第１の部分刃から第２の部分刃への滑らかな遷移を有する段付き刃を採用している。滑らかな遷移は、一般に遷移刃又は遷移領域と呼ばれる。滑らかな遷移は、ドリリングされた材料から所定の長さの連続的なチップを切削するのに有利である。チップ制御は、現代のＣＮＣ金属のドリリングにおいて最も重要であり、特にチップ排出は、ドリル穴の表面仕上げに大きな影響を及ぼし、ドリル速度にも影響を及ぼす。

段付き刃を採用するインサートには、段付き切れ刃からインサートの解放側にわたって移動する切削チップには遷移領域において温度の上昇があるという事実に起因して問題がある。この温度の上昇は、インサートの寿命、特に遷移刃に悪影響を及ぼす可能性がある。

したがって、遷移領域において温度が低下するような金属切削インサートの改良が必要とされている。

したがって、本発明の目的は、遷移領域の温度を低下させる改良された金属切削インサートを提示することである。

本発明によれば、上記の目的は、請求項１に定義された特徴を有する金属切削インサートによって達成される。

本発明者らは、段付き刃の遷移領域における温度の上昇が、遷移領域におけるチップの圧迫によって引き起こされることを認識した。本発明者らは、インサートの上面図に見られる従来の段部に加えて、金属切削インサートの側面図における段付き刃の段部を組み込むことにより、このような温度の上昇が低減され得ることを認識した。

本発明による金属切削インサートは、対向する上面及び底面であって、切削ドリルインサートの対称軸が、上面と底面との間に延在する、対向する上面及び底面を備え、周側面が、該上面と該底面との間に延在する。上面が、すくい面を備え、側面が、逃げ面を備え、少なくとも１つの段付き切れ刃が、該少なくとも１つの段付き切れ刃に沿って連続的なチップを切削するように構成されており、該少なくとも１つの段付き切れ刃が、上面のすくい面と側面の隣接する逃げ面との交差部に形成されており、金属切削インサートの上面に面する上面図において、該少なくとも１つの段付き切れ刃が、第１の部分刃と第２の部分刃との間の遷移刃によって形成された段部を備え、金属切削インサートの上面に面する上面図において、該段部が、対称軸に対して半径方向に、第１の距離ｈ１だけ延在し、金属切削インサートの周側面に面する側面図において、該段部が、底面から上面に向かう方向に、第２の距離ｈ２だけ延在し、ここで、０．８・ｈ２≦ｈ１≦１．２・ｈ２であることを特徴とする。上面図に見られる段部は、金属切削インサートの側面図に見られる段部と一致する。

一実施形態によれば、第２の距離ｈ２は、０．９・ｈ１≦ｈ２≦１．１・ｈ１である。このようにして、遷移領域の温度上昇が軽減される。

一実施形態によれば、第２の距離ｈ２は、０．９５・ｈ１≦ｈ２≦１．０５・ｈ１である。このようにして、遷移領域の温度上昇がさらに軽減される。

一実施形態によれば、第１の距離ｈ１は、第２の距離ｈ２に実質的に等しい。このようにして、遷移領域の温度上昇が好ましい方法で低減される。

一実施形態によれば、段付き切れ刃は、第１の部分刃に連結されたコーナ刃を備え、該コーナ刃は、インサートのさらなる段付き切れ刃の第２の部分刃に連結されている。

一実施形態によれば、コーナ部刃は、段付き切れ刃の第１の部分刃からさらなる段付き切れ刃の該第２の部分刃まで連続した刃を提供する。このようにして、コーナ刃は、金属切削インサート全体の周りに連続した刃が形成されることを可能にする。

一実施形態によれば、遷移刃は、湾曲刃を有し、湾曲刃は、該上面図及び該側面図において同じ形状を有する。このようにして、最小の圧迫力がチップ上に作用し、それによって遷移領域の温度が低下する。

一実施形態によれば、インサートは、インサートの上面と底面との間に延在する貫通孔を備え、その貫通孔は、該対称軸に沿って位置合わせされており、対向する上面及び底面を通って延在する。

一実施形態によれば、複数の段付き切れ刃が、該対称軸の周りに対称に配置されている。一実施形態によれば、該遷移刃は、該金属切削ドリルインサートの周りで反時計回り方向に該段付き切れ刃に沿って移動するときに、上面図の対称軸に対して正の半径方向に段部を提供する。このようにして、第２の部分刃は、金属切削インサートがドリル工具に取り付けられたとき、半径方向において常に第１及び第２の部分刃の最も外側の刃である。

本発明はまた、穿孔シャフト及びマウントシャンクを有する細長いドリル本体を備える、金属切削ドリル工具に関する。金属切削ドリル工具は、穿孔シャフトの端部に取り付けられた、本明細書に記載の実施形態による少なくとも１つのドリルインサートをさらに備える。

本発明のさらなる利点は、以下の説明から明らかになるであろう。

次に、本発明の実施形態を添付の図面に関して詳細に説明する。

本発明の一実施形態による金属切削インサートの斜視図である。図１に示す金属切削インサートの上面図である。図１及び図２に示す金属切削インサートの側面図である。本発明の一実施形態による金属切削インサートの斜視図である。図４に示す金属切削インサートの上面図である。図４及び図５に示す金属切削インサートの側面図である。本発明の一実施形態によるドリリング工具の側面図である。図７に示すドリリング工具の端面図である。

次に、本発明による第１の実施形態を示す図１～図３を参照する。これらの図では、全体として１００で指定されたドリル工具用の金属切削ドリルインサートが開示されており、図４では、全体として４００で指定されている。金属切削ドリルインサート１００は、対向する上面１０１、４０１及び底面１０２、４０２を備え、切削ドリルインサートの対称軸が、上面１０１、４０１と底面１０２、４０２との間に延在し、周側面１０３、４０３が、該上面と該底面との間に延在する。上面１０１、４０１は、すくい面１０４、４０４を備え、側面１０３、４０３は、逃げ面１０５、４０５を備える。金属切削ドリルインサートは、少なくとも１つの段付き切れ刃１０６、４０６をさらに備え、少なくとも１つの段付き切れ刃１０６、４０６は、該少なくとも１つの段付き切れ刃に沿って連続的なチップを切削するように構成されている。少なくとも１つの段付き切れ刃は、上面１０１、４０１のすくい面１０４、４０４と側面１０３、４０３の隣接する逃げ面１０５、４０５との交差部に形成されている。金属切削インサートの上面に面する上面図において、該少なくとも１つの段付き切れ刃は、第１の部分刃１０８、５０８と第２の部分刃１０９、５０９との間の遷移刃１０７、５０７によって形成された段部を備える。

金属切削ドリルインサートは、金属切削インサート１００、４００の上面１０１、４０１に面する上面図（図２参照）において、該段部は、対称軸に対して半径方向に、第１の距離ｈ１だけ延在することを特徴とする。金属切削インサート１００、４００の周側面１０３，５０３に面する側面図（図３を参照）において、該段部は、底面から上面に向かう方向に第２の距離ｈ２だけ延在し、ここで、０．８・ｈ１≦ｈ２≦１．２・ｈ１である。上面図及び側面図の両方に段部を有することにより、チップの圧迫が回避され、したがって温度が大幅に低下する。

上面図に見られる段部は、金属切削インサートの側面図に見られる段部と一致する。

別の実施形態では、第２の距離ｈ２は、０．９・ｈ１≦ｈ２≦１．１・ｈ１である。

さらに別の実施形態では、第２の距離ｈ２は、０．９５・ｈ１≦ｈ２≦１．０５・ｈ１である。

好ましい実施形態では、第１の距離ｈ１は、第２の距離ｈ２に実質的に等しい。これは、理論的には、遷移刃にわたるチップ排出に関連する最適な温度低下のための最適な段部高さである。これにより、連続的なチップの形成及び遷移刃の摩耗の低減が実現することとなる。

次に、全体として４００で指定された金属切削ドリルインサートの第２の実施形態を示す図４～図６を参照する。金属切削ドリルインサートの第２の実施形態は、図１～図３を参照して本明細書で上述した第１の実施形態とは異なり、第２の実施形態は、第１の部分刃５０８に連結されたコーナ刃（５１０）を備える段付き切れ刃４０６を備え、該コーナ刃５１０は、インサート５００のさらなる段付き切れ刃（４０６’）の第２の部分刃（５０９’）に連結されている。

コーナ刃５１０は、インサート５００の周りに連続した段付き切れ刃が形成されることを可能にする。コーナ部刃は、段付き切れ刃の第１の部分刃からさらなる段付き切れ刃の該第２の部分刃まで連続した刃を提供する。

次に、図５及び図６を参照する。図５には、第２の実施形態による金属切削インサートが上面図で開示されており、図６には、同じインサートが側面図で開示されている。遷移刃５０７は湾曲刃を有し、湾曲刃は、図５の該上面図及び図６の該側面図において同じ形状を有する。

金属切削ドリル５００インサートは、インサートの上面４０１と底面４０２との間に延在する貫通孔５１１を備え、その貫通孔は、対称軸４１１に沿って位置合わせされており、対向する上面４０１及び底面４０２を通って延在する。

図５では、複数の段付き切れ刃４０６、４０６’が対称軸の周りに対称に配置されている。

さらに、図５は、該遷移刃５０７が、該金属切削ドリルインサートの周りで反時計回り方向に該段付き切れ刃４０６、４０６’に沿って移動するときに、上面図の対称軸に対して正の半径方向に段部を提供することを開示している。

図７には、一実施形態による金属切削ドリル工具が開示されており、全体として７００で指定されている。ドリル工具７００は、長手方向軸７０４を中心とする穿孔シャフト７０２及びマウントシャンク７０３を有する、細長いドリル本体７０１を備える。ドリル工具７００は、穿孔シャフト７０２の端部に取り付けられた、先行請求項のいずれか一項に記載の少なくとも１つのドリルインサート１００、１００’、４００、４００’をさらに備える。

穿孔シャフトはまた、効率的なチップ排出及びチップ制御のために、各インサートに関連するドリルフルート７０５、７０５’を提示する。

図８には、インサートを有する穿孔シャフトの端部に面する図が開示されており、ドリル工具７００は、図のＲで示すように、長手方向軸７０４の周りを反時計回り方向に回転するように構成されている。

Claims

ドリル工具用の金属切削ドリルインサート（１００、４００）であって、
対向する上面（１０１、４０１）及び底面（１０２、４０２）であって、前記切削ドリルインサートの対称軸が、前記上面と前記底面との間に延在し、周側面（１０３、４０３）が、前記上面と前記底面との間に延在し、前記上面（１０１、４０１）が、すくい面（１０４、４０４）を備え、前記側面（１０３、４０３）が、逃げ面（１０５、４０５）を備える、対向する上面（１０１、４０１）及び底面（１０２、４０２）と、
少なくとも１つの段付き切れ刃（１０６、４０６）であって、前記少なくとも１つの段付き切れ刃（１０６、４０６）が、前記少なくとも１つの段付き切れ刃に沿って連続的なチップを切削するように構成されており、前記少なくとも１つの段付き切れ刃が、前記上面（１０１、４０１）の前記すくい面（１０４、４０４）と前記側面（１０３、４０３）の隣接する前記逃げ面（１０５、４０５）との交差部に形成されており、金属切削インサートの前記上面に面する上面図において、前記少なくとも１つの段付き切れ刃が、第１の部分刃（１０８、５０８）と第２の部分刃（１０９、５０９）との間の遷移刃（１０７、５０７）によって形成された段部を備える、少なくとも１つの段付き切れ刃（１０６、４０６）と
を備え、
前記金属切削インサート（１００、４００）の前記上面（１０１、４０１）に面する前記上面図において、前記段部が、前記対称軸に対して半径方向に、第１の距離ｈ１だけ延在し、
前記金属切削インサート（１００、４００）の前記周側面（１０３、５０３）に面する側面図において、前記段部が、前記底面から前記上面に向かう方向に、第２の距離ｈ２だけ延在し、ここで、０．８・ｈ１≦ｈ２≦１．２・ｈ１であることを特徴とする、
ドリル工具用の金属切削ドリルインサート（１００、４００）。
前記第２の距離ｈ２が、０．９・ｈ１≦ｈ２≦１．１・ｈ１であることを特徴とする、請求項１に記載の金属切削ドリルインサート（１００、４００）。
前記第２の距離ｈ２が、０．９５・ｈ１≦ｈ２≦１．０５・ｈ１であることを特徴とする、請求項１に記載の金属切削ドリルインサート（１００、４００）。
前記第１の距離ｈ１が、前記第２の距離ｈ２に実質的に等しいことを特徴とする、請求項１に記載の金属切削ドリルインサート（１００、４００）。
前記段付き切れ刃が、前記第１の部分刃に連結されたコーナ刃（５１０）を備え、前記コーナ刃が、前記インサートのさらなる段付き切れ刃の第２の部分刃に連結されていることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の金属切削ドリルインサート（１００、４００）。
コーナ部刃が、前記段付き切れ刃の前記第１の部分刃からさらなる前記段付き切れ刃の前記第２の部分刃まで連続した刃を提供することを特徴とする、請求項４に記載の金属切削ドリルインサート（１００、４００）。
前記遷移刃が、湾曲刃を有し、前記湾曲刃が、前記上面図及び前記側面図において同じ形状を有することを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の金属切削ドリルインサート（１００、４００）。
前記インサートが、前記インサートの前記上面（１０１）と前記底面（１０２）との間に延在する貫通孔を備え、その貫通孔が、前記対称軸に沿って位置合わせされており、前記対向する上面及び底面を通って延在することを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の金属切削ドリルインサート（１００、４００）。
複数の段付き切れ刃（１０６）が、前記対称軸の周りに対称に配置されていることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の金属切削ドリルインサート（１００、４００）。
前記遷移刃が、前記金属切削ドリルインサートの周りで反時計回り方向に前記段付き切れ刃に沿って移動するときに、前記上面図の前記対称軸に対して正の半径方向に段部を提供することを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の金属切削ドリルインサート（１００、４００）。
穿孔シャフト（７０２）及びマウントシャンク（７０３）を有する細長いドリル本体（７０１）を備える、金属切削ドリル工具（７００）であって、
前記金属切削ドリル工具（７００）が、前記穿孔シャフト（７０２）の端部に取り付けられた、請求項１から１０のいずれか一項に記載の少なくとも１つのドリルインサート（１００、１００’）をさらに備えることを特徴とする、
金属切削ドリル工具（７００）。