JP3634909B2 - ドリルインサート - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、穴加工用の転削工具に装着されるドリルインサートに関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】
穴加工を行うドリル工具として、工具本体の先端部に相互の回転軌跡が交叉するように外刃インサートと内刃インサートが着脱自在に装着されたものが用いられてきた。
【０００３】
図４は、そのようなドリル工具に用いられる従来のドリルインサート１０と該ドリルインサート１０をドリル工具本体Ｔに装着した際の配置を示す。
【０００４】
このドリルインサート１０は多角形板状体であり、上面１１の稜辺部に切刃が形成されたものを示し、同図に示すように一本のドリル工具本体Ｔに２個が、それぞれ外刃インサート１２、内刃インサート１３として、同一回転方向に上面１１、１１を向けて装着される。また、外刃インサート１２、内刃インサート１３に形成された切刃のうち底切刃１５となった切刃の回転軌跡が相交わり、且つ、工具本体Ｔの中心軸Ｔ１から側面Ｔ２までをカバーする。
【０００５】
図４（ｂ）には、上記ドリルインサート１０を装着したドリル工具により切削加工を行った場合に上記外刃インサート１２と内刃インサート１３のそれぞれに発生するラジアル方向の荷重力の合成力を示し、図に示すように上記従来のドリルインサート１０では内刃インサート１３にかかるラジアル方向荷重が中心軸Ｔ１から内刃インサート１３の底切刃１５に沿って発生するのに対し、外刃インサート１２は外壁を切削するコーナーＲ部１４が受ける切削抵抗により、コーナーＲ部１４と工具本体Ｔの中心軸Ｔ１を結ぶ半径を基準として逆回転方向（＋の方向）に発生する。
【０００６】
この結果、上記ラジアル方向の荷重力の合成力は内刃インサート１３の側に向き、すなわち加工中に穴径が小さくなる方向にたわみ、ワークからドリル工具を抜く際、外刃インサート１２が穴壁と接触し、仕上げ面を傷付けると同時に、早送りで抜けば外刃インサート１２のコーナーＲ部１４が壁に強くあたり、他方、切削送りで抜けば接触回数が増え外刃インサート１２のコーナーＲ部１４の損傷が大きくなる恐れがあった。
【０００７】
【発明の目的】
上記従来技術の課題に鑑み、本発明は、ワークからドリル工具を抜く際に外刃インサートと穴壁とが接触したりせず、良好な仕上げ面に加工することができるドリル工具を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため本発明は、多角形をした板状体の、上面稜辺部に切刃が形成されてなるドリルインサートにおいて、インサートの中心軸に対して互いに点対称関係にある一対の切刃を主切刃として形成するとともに、該主切刃に連続し且つ互いに点対称関係にある一対の切刃のそれぞれに、上記主切刃に連続するコーナーＲ部及びこのコーナーＲ部に対し相反向きのコーナーＲ部を有する突出部を形成した。
【０００９】
【作用】
本発明のドリルインサートは、上述のように上面稜辺部に形成された切刃のうち主切刃に連続し且つ点対称関係にある一対の切刃のそれぞれに一対のコーナーＲ部を有する突出部を形成したもので、これらコーナーＲ部を外刃インサートの穴底側に配設することによって、外刃インサートのラジアル荷重の方向が回転方向側（−の方向）に向き、これにより上記合成力方向は中心軸から外刃インサート側に向かう。
【００１０】
したがって、工具本体は外刃インサート側に撓むこととなり、その結果、外刃インサートと穴壁とが接触することなくドリル工具をワークから抜くことができる。
【００１１】
また、本発明のドリルインサートの別の作用として、穴底側に対向する外刃インサートの突出部を構成するコーナーＲ部のうち、主切刃とは連続していない方のコーナーＲ部が穴底側からの切屑を分断するので、外刃インサート側の切屑が小さく分断されて排出される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図を用いて説明する。
図１は、本実施形態によるドリルインサート１を示し、このドリルインサート１は多角形をなし、上面２の稜辺部に切刃が形成され、これら切刃のうちインサートの中心軸に対して点対称関係にある２辺が主切刃３としてへの字状に形成され、また残る二辺の対称位置には、相反向きの一対のコーナーＲ部４，５が形成され外方に若干突き出た突出部６が形成されている。
【００１３】
上記突出部６の幅ｗは突出部６が形成された辺の長さｌの約１／２程度あり、一対のコーナーＲ部のうち上記主切刃３に連続するコーナーＲ部４は曲率半径がＲ＝０．３５〜０．４５、他方反対側のコーナーＲ部５の曲率半径はＲ＝０．２〜０．３程度であり、主切刃に連続するコーナーＲ部をより大きくしてある。
【００１４】
ここでコーナーＲ部４，５とは、曲線部分に連続する直線がなす角が直角に近く、６０°〜１０５°の範囲のものを言う。
【００１５】
図２および図３は、上記ドリルインサート１をドリル工具本体に装着した時の配置例を示し、図２は工具本体の側面Ｔ２側から見た配置図、そして図３は工具本体の底面側から見た配置図である。これらの図に示すように、ドリルインサート１は外刃インサート７と内刃インサート８として２個が一本のドリル工具本体に装着され、両者は同一回転方向に上面２を向けて装着される。すなわち、図３のように外刃インサート７の上面２と内刃インサート８の上面２は１８０°反対方向に向いた状態となっている。そして、底切刃９の回転軌跡が交わり且つ工具本体Ｔの中心軸Ｔ１から側面Ｔ２までをカバーするように設置される。
【００１６】
また、上記外刃インサート７としては、主切刃３を側面Ｔ２側で且つ上記突出部６のうち一方が底端外側にくるように装着し、他方内刃インサート８としては、主切刃３を下側に向けて装着する。
【００１７】
図３中、直線矢印は、上記上刃および内刃インサート８として設置された前記ドリルインサート１につき、切削加工中に外刃インサート７にかかるラジアル荷重力と内刃インサート８にかかるラジアル荷重力の和としての合成力の方向（合成力方向Ｎ）を示し、同図に示すように該合成力は中心軸Ｔ１から外刃インサート７の上面２を基準として回転反対方向側（＋の方向）に発生する。
【００１８】
前述のように構成されるドリルインサート１は、主切刃３、３を除く２つの切刃のそれぞれに相反向きの一対のコーナーＲ部を形成してあるので、これらコーナーＲ部４，５を有する突出部６を外刃インサート７の穴底側に配設することにより、外刃インサート７のラジアル荷重の方向が回転方向側（−の方向）に向き、これにより上記合成力方向Ｎは中心軸Ｔ１から外刃インサート７側に向かう。
【００１９】
したがって、工具本体Ｔは外刃インサート７側に撓むこととなり、その結果、外刃インサート７と穴壁とが接触することなくドリル工具をワークから抜くことができる。
【００２０】
また、本発明のドリルインサート１の別の作用として、穴底側に対向する外刃インサート７の突出部６を構成するコーナーＲ部４，５のうち、主切刃３とは連続していない方のコーナーＲ部５が穴底側からの切屑を分断するので、外刃インサート７側の切屑が小さく分断されて排出される。
【００２１】
なお、突出部６が形成された辺の長さｌに対する上記突出部６の幅ｗの比Ｕは、２／５〜３／５の範囲であることが望ましい。これに対して該比Ｕがこの範囲外である場合は、外刃インサート７のラジアル荷重の方向が前記＋の方向になってしまい、結果として合成力方向Ｎも内刃インサート８側になってしまう恐れがある。
【００２２】
【実験例】
以下、本発明の実験例を説明する。
図１のドリルインサート１であって、突出部６が形成された辺の長さｌに対する上記突出部６の幅ｗの比Ｕを、それぞれ１／３，２／５，１／２，３／５，２／３としたドリルインサート１を作製し、それぞれを前記ドリル工具本体Ｔに装着して以下の条件で切削加工を行った。
【００２３】
（加工条件）
被削材 Ｓ４５Ｃ
周速 １２０ｍ／ｍｉｎ．
送り ０．０８ｍｍ／ｒｅｖ．
外部給油
そして、公知の方法で前記合成力を測定して合成力方向Ｎを確認し、また外刃インサート７により切削された切屑の状態を肉眼で観察した。
【００２４】
それらの結果は次のとおりであった。
【００２５】
比Ｕ 合成力方向 切屑状況
１／３ １１０° やや短め
２／５ ７５° 短め
１／２ ４０° 短め
３／５ ７０° 短め
２／３ １２０° やや短め
以上の結果から、前記ドリルインサート１において、突出部６の幅ｗはその一辺の長さｌに対して２／５〜３／５の範囲であることが好ましいことが判った。
【００２６】
【発明の効果】
叙上のように本発明は、概略平行四辺形の板状体の上面稜辺部に切刃が形成されてなるドリルインサートにおいて、上記切刃のうち対向する一対の切刃のそれぞれに主切刃に連続するコーナーＲ部及びこのコーナーＲ部に対し相反向きのコーナーＲ部を有する突出部を形成したことにより、これらドリルインサートを工具本体に装着して穴加工を行った場合、内刃インサート、外刃インサートのラジアル荷重の合成力の方向が、工具本体の中心軸から外刃インサート側になり、これによりワークからドリル工具を抜く際に外刃インサートと穴壁とが接触したりせず、良好な仕上げ面に加工ることができるという優れた効果を奏するものである。
【００２７】
さらに本発明は、穴底側に対向する外刃インサートの突出部を構成するコーナーＲ部のうち、主切刃とは連続していない方のコーナーＲ部が穴底側からの切屑を分断するので、外刃インサート側の切屑が小さく分断されて排出される、という効果を併せ持つ。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のドリルインサートの平面図である。
【図２】図１のドリルインサートをドリル工具本体に装着した状態を、側面側から見た場合の配置図である。
【図３】図１のドリルインサートをドリル工具本体に装着した状態を、底面側から見た場合の配置図である。
【図４】従来のドリルインサートの形状と配置を示す図であり、（ａ）はドリル工具本体に装着した状態を側面側から見た配置図、（ｂ）は底面側から見た場合の配置図である。
【符号の説明】
１ ドリルインサート
２ 上面
３ 主切刃
４、５ コーナーＲ部
６ 突出部
７ 外刃インサート
８ 内刃インサート
９ 底切刃
Ｔ 工具本体
Ｔ１ 中心軸
Ｔ２ 側面
Ｎ 合成力方向
ｌ 長さ
ｗ 幅

Claims (2)

  1. 多角形をした板状体の、上面稜辺部に切刃が形成されてなるドリルインサートにおいて、インサートの中心軸に対して点対称関係にある一対の切刃が主切刃として形成されるとともに、該主切刃に連続し且つ互いに点対称関係にある一対の切刃のそれぞれに、上記主切刃に連続するコーナーＲ部及びこのコーナーＲ部に対し相反向きのコーナーＲ部を有する突出部が形成されてなるドリルインサート。
  2. 上記突出部が形成された辺の長さに対する突出部の幅の比が２／５〜３／５であることを特徴とする請求項１のドリルインサート。
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