JP4231497B2 - Replaceable tip drill - Google Patents
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Description
この発明は、金属などの穴あけ加工に用いるスローアウェイチップを使用した刃先交換式ドリルに関する。 The present invention relates to a blade-tip replaceable drill using a throw-away tip used for drilling metal or the like.
ドリル本体の先端部にスローアウェイチップを少なくとも2個装着し、そのスローアウェイチップで切れ刃を形成した刃先交換式ドリルは、次の2タイプが知られている。
図16に示すように、多角形板状スローアウェイチップ15の2個を、そのチップの上面又は下面がすくい面になる平置き配置にしてドリル本体1の先端に装着する平置きタイプの刃先交換式ドリル20が最も一般的であるが、図17に示すように、2個のスローアウェイチップ25を、ドリル本体1の先端にそのチップの側面がすくい面になる縦置き配置にして装着する縦置きタイプのドリル30もある。なお、図17の刃先交換式ドリル30は、下記特許文献1に開示されている。
The following two types of blade-tip-replaceable drills are known in which at least two throwaway tips are attached to the tip of the drill body, and a cutting edge is formed with the throwaway tip.
As shown in FIG. 16, a flat placement type blade tip replacement in which two polygonal plate-
スローアウェイチップを平置きにした図16の刃先交換式ドリル20は、すくい面の面積を広く確保して切屑処理性を高めることができる。また、このドリルは中心刃と外周刃を別々のチップで形成しており、外周刃の軸方向すくい角を中心刃による規制を受けずに設定することができるので、切れ味向上、それによる切削動力の軽減なども図り易い利点がある。しかしながら、この平置きタイプの刃先交換式ドリルは、切削時の荷重がチップに対して厚み方向に作用するので、チップの強度を高めるのが難しい。また、平置き配置では、ドリル本体に設けるチップ座が2箇所とも軸方向に長くなり、そのために、ドリル本体の剛性低下も縦置きタイプに比べると大きくなる。
The cutting edge
一方、スローアウェイチップを縦置きにした図17の刃先交換式ドリル30は、チップ強度は向上するが、確保できるすくい面の面積が狭いため、切屑処理性が悪くなる。また、切れ刃の使用コーナ数が少なく、経済性にも問題がある。また、一つの切れ刃を1個のスローアウェイチップで形成するので、加工径が大きくなるとチップ価格が高くなる。
この発明は、刃先交換式ドリルにおけるチップ強度と本体強度の確保、切屑処理性の向上を両立させることを課題としている。また、必要に応じて、チップの使用コーナ数の増加、切れ味向上による切削抵抗低減、それによる切削動力軽減なども併せて実現できるようにすることを課題としている。 This invention makes it the subject to make compatible the ensuring of the chip | tip intensity | strength and main body intensity | strength in a blade-tip-exchange-type drill, and the improvement of chip disposal property. In addition, it is an object to increase the number of used corners of a chip, reduce cutting resistance by improving sharpness, and reduce cutting power, if necessary.
上記の課題を解決するため、この発明においては、複数個用いるスローアウェイチップのドリル本体に対する装着を、チップの側面がすくい面になる縦置き配置と、チップの上面又は下面がすくい面になる平置き配置を混在させて行った。
また、それぞれのスローアウェイチップは、上面と側面が交差した位置に第1稜線を、下面と側面が交差した位置に第2稜線をそれぞれ有する同一仕様のスローアウェイチップを使用し前記第1稜線と第2稜線で切れ刃を形成した。
In order to solve the above-described problems, in the present invention, a plurality of throw-away tips are mounted on a drill body in a vertical arrangement in which the side surface of the tip is a rake surface and a flat surface in which the upper surface or the lower surface of the tip is a rake surface. The placement was mixed.
In addition, each throwaway tip uses a throwaway tip of the same specification having a first ridge line at a position where the upper surface and the side surface intersect, and a second ridge line at a position where the lower surface and the side surface intersect with each other. A cutting edge was formed at the second ridgeline .
この刃先交換式ドリルの好ましい態様を以下に列挙する。
(1)スローアウェイチップをドリルの回転中心側と外径側に配置し、ドリルの回転中心側に配置するスローアウェイチップを縦置き配置、ドリルの外径側に配置するスローアウェイチップを平置き配置にして縦置き配置のスローアウェイチップと平置き配置のスローアウェイチップで被削域を分担切削する。
(2)スローアウェイチップとして、各コーナ間の稜線を切れ刃となす多角形スローアウェイチップを使用する。
(3)縦置き配置のスローアウェイチップでドリルの正面視において山形をなす切れ刃を、平置き配置のスローアウェイチップでドリルの側面視において山形をなす切れ刃をそれぞれ形成する。
The preferable aspect of this blade-tip-exchange-type drill is enumerated below.
(1) The throw-away tip is placed on the rotation center side and the outer diameter side of the drill, the throw-away tip placed on the rotation center side of the drill is placed vertically, and the throw-away tip placed on the outer diameter side of the drill is placed flat The work area is divided and cut with the throw-away tip arranged vertically and the throw-away tip arranged flat.
(2) As a throw-away tip, a polygonal throw-away tip having a ridge line between each corner as a cutting edge is used.
(3) A cutting blade having a chevron shape in a front view of the drill is formed with a throw-away tip arranged vertically, and a cutting blade having a chevron shape in a side view of the drill is formed with a throw-away tip placed in a flat position.
この発明のドリルは、チップの縦置き配置と、平置き配置を混在させるので、上記(1)の構成にして縦置き配置の利点を生かした中心刃(回転中心に近い切れ刃部分)と、平置き配置の利点を生かした外周刃(中心刃よりも径方向外側の切れ刃部分)をそれぞれ形成することができる。 Since the drill according to the present invention mixes the vertical placement of chips and the flat placement, a center blade (cutting blade portion near the rotation center) utilizing the advantages of the vertical placement in the configuration of (1) above, Peripheral blades (cutting blade portions radially outside of the center blade) that take advantage of the flat placement can be formed respectively.
ドリルの切削速度は、回転中心に近づくほど遅くなり、回転中心では零になる。従って、中心刃は、切れ味や切屑処理性よりもチップ強度を重視するのがよく、チップを縦置き配置にすることでその要求に応えることができる。また、切削量が多くなる外周刃は、切削抵抗を低減できるもの、換言すれば、切屑処理性と切れ味を重視したものがよく、スローアウェイチップを平置き配置にすることですくい面の面積を広く確保し、さらに、外周刃を中心刃から独立させることで外周刃のすくい角設定の制限を緩和してその要求に応えることができる。 The cutting speed of the drill decreases as it approaches the center of rotation, and becomes zero at the center of rotation. Therefore, it is preferable that the center blade emphasizes the chip strength rather than the sharpness and chip disposal, and the demand can be met by arranging the chips vertically. In addition, the outer peripheral blade with a large amount of cutting can reduce cutting resistance, in other words, one that emphasizes chip disposal and sharpness, and the throwaway tip is placed flat to reduce the area of the rake face. It is possible to meet the demand by ensuring a wide range and further relaxing the setting of the rake angle of the outer peripheral blade by making the outer peripheral blade independent of the central blade.
また、縦置き配置と平置き配置を混在させることで、縦置き配置のスローアウェイチップを装着するチップ座の軸方向設置範囲が短くなるので、ドリル本体の先端側の強度低下も抑えることができる。 In addition, by mixing the vertical placement and the flat placement, the axial installation range of the tip seat for mounting the throw-away tip in the vertical placement is shortened, so it is possible to suppress a decrease in strength on the tip side of the drill body. .
また、上面側に第1稜線を、下面側に第2稜線をそれぞれ有する同一仕様のスローアウェイチップを縦置き配置と平置き配置にして第1稜線と第2稜線で切れ刃を形成するので、
チップの使用コーナ数をより多くして経済効果を高めることができる。
In addition , since the throwaway tip of the same specification having the first ridge line on the upper surface side and the second ridge line on the lower surface side is arranged vertically and horizontally, the cutting edge is formed by the first ridge line and the second ridge line ,
The economic effect can be enhanced by increasing the number of corners of the chip used.
このほか、多角形スローアウェイチップを使用するものは、コーナチェンジを行って各コーナ間の稜線を切れ刃として使用することができ、経済効果が高まる。 In addition, those using a polygonal throw-away tip can perform a corner change and use the ridge line between the corners as a cutting edge, which increases the economic effect.
また、縦置き配置のスローアウェイチップと平置き配置のスローアウェイチップでそれぞれ山形をなす切れ刃を形成するものは、分断され易い切屑が生成されて切屑処理性がよりよくなる。また、山形の切れ刃は、穿孔時に山の頂点を境とした右側と左側に相反する向きのドリル径方向分力が作用してその力が互いに打ち消しあうので、ドリルの回転バランスもよくなる。 In addition, when the throw-away tip arranged vertically and the throw-away tip arranged flat are each formed with a chevron-shaped cutting edge, chips that are easily divided are generated, and chip disposal is improved. In addition, the angle cutting edge of the chevron is counteracted by the drill radial component forces in opposite directions on the right and left sides of the peak of the mountain during drilling, and the forces cancel each other, so that the rotation balance of the drill is improved.
以下、この発明の刃先交換式ドリル(以下単にドリルと言う)の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。例示のドリル10は、図1〜図8に示すように、ドリル本体1の外周に2条のねじれ溝(切屑溝)2,2を設け、各ねじれ溝2,2の最先端部に設けたチップ座3,4に、スローアウェイチップ5を各1個装着して構成されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a cutting edge replaceable drill (hereinafter simply referred to as a drill) according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. As shown in FIGS. 1 to 8, the
スローアウェイチップ5,5は、図9、図10に示すように、上面5aと側面5bが交差した位置に第1稜線5dを、下面5cと側面5bが交差した位置に第2稜線5eをそれぞれ有する同一仕様のチップである。側面5bは上面5aに対して鋭角に交わり、そのため、第1稜線5dによって形成される切れ刃は切れ味の良い鋭利な刃となる。また、側面5bは下面5cに対してはほぼ90度の角度で交わり、そのため、第2稜線5eによって形成される切れ刃は第1稜線5dによって形成される切れ刃よりも強化された刃となる。
As shown in FIGS. 9 and 10, the
平行な上下面5a,5bをもつこのスローアウェイチップ5,5は、一方のチップが縦置き配置にしてドリル本体1の回転中心側に装着され、他方のチップが平置き配置にしてドリル本体1の外周側に装着される。
The throw-
ドリルの回転中心側のチップ座3に縦置き配置にして装着したスローアウェイチップ5は、側面5bがすくい面、下面5cがドリル先端の逃げ面となり、第2稜線5eが切れ刃として働く。また、ドリルの外周側のチップ座4に平置き配置にして装着したスローアウェイチップ5は、上面5aがすくい面、側面5bが逃げ面となり、第1稜線5dが切れ刃として働く。
In the throw-
例示のドリルは、第2稜線5eによって形成される切れ刃が中心刃6a、第1稜線5dよって形成される切れ刃が外周刃6bとなる。その中心刃6aと外周刃6bの軌跡が部分的にオーバーラップするように2個のスローアウェイチップ5,5を配置しており、この2個のスローアウェイチップ5,5によって被削域が分担切削される。縦置き配置にしてチップ座3に装着するスローアウェイチップ5は、バックメタル量を十分に確保して高強度を発揮させることができる。また、平置き配置にしてチップ座4に装着するスローアウェイチップ5は、軸方向すくい角θ(図7参照)を、縦置き配置のスローアウェイチップに規制されずに任意に設定することができ、その軸方向すくい角θを正の角度にして良好な切れ味を確保することができる。
In the illustrated drill, the cutting edge formed by the
例示のドリルに採用したスローアウェイチップ5は、3角形を基本形状とするチップを第1稜線5dと第2稜線5eが共に山形となる形状に仕上げたものであって、中心刃6aとなす第2稜線5eと外周刃6bとなす第1稜線5dが図9、図10に示すようにそれぞれ3つ存在する。従って、合計で6コーナの使用が可能となっており、経済性に優れる。図11に示すように、縦置き配置のスローアウェイチップ5をほぼ90度回転させてチップ座4に移すと平置き配置のスローアウェイチップ5となり、また、平置き配置のスローアウェイチップ5をほぼ90度回転させてチップ座3に移すと縦置き配置のスローアウェイチップ5となる。そのローテーションを繰り返すことによって6コーナを無駄なく使用することができる。
The throw-away
スローアウェイチップ5の上面5aの第1稜線5dに沿った位置と、側面5bの第2稜線5eに沿った位置には、切屑処理性を向上させるために、溝、突起、畝などで形成されるチップブレーカを設けてよく、例示のドリルに採用したスローアウェイチップ5は、上面5aと側面5bにそれぞれブレーカ溝5f,5gを設けている(図7、図8参照)。
In order to improve chip disposal, a position along the
なお、スローアウェイチップ5は、図示の形状に限定されない。三角形以外の多角形、例えば、長方形や正方形などを基本形状とするものであってもよい。また、例示のスローアウェイチップ5は、下面5cのコーナ部を傾斜させて上面側に逃がしており、そのために、第2稜線5eが中心刃6aとして機能する領域は図9のa点−b点の範囲になり、強度の低いコーナ部は切削に関与せず、そのコーナ部が保護される構造になっているが、下面5cのコーナ部を逃がすことも必須ではない。
Note that the throw-
このほか、ドリル本体1に対するスローアウェイチップ5の固定方法も特に制限されない。図1〜図8に示したドリルは、スローアウェイチップ5に設けたクランプ穴5hにクランプねじ7を通し、ドリル本体1にねじ込むそのクランプねじ7でスローアウェイチップ5を締め付ける方法でスローアウェイチップ5をドリル本体1に固定する構造にしたが、スローアウェイチップの固定は他の方法で行うこともできる。
In addition, the method for fixing the throw-away
図12〜図13にチップ固定方法の他の例を示す。ここでは、ドリル本体1の先端部に割り溝8,9を設けてチップ座3,4の部分をそれぞれ縦に2つに割り、その縦割り部を所謂ダブルねじ11で締め付けてチップ座3,4に装着されたスローアウェイチップ5をドリル本体1で挟持するようにしている(図13、図14参照)。この構造は、使用するスローアウェイチップの形状によってはそのチップのチップ座3,4からの飛び出し防止策(ドリル本体をチップに凹凸嵌合させるなどの簡単な策でよい)が必要になるが、クランプ穴の無いチップを使用できる利点がある。
12 to 13 show other examples of the chip fixing method. Here, split
1 ドリル本体
2 ねじれ溝
3,4 チップ座
5 スローアウェイチップ
5a 上面
5b 側面
5c 下面
5d 第1稜線
5e 第2稜線
5f,5g ブレーカ溝
5h クランプ穴
6a 中心刃
6b 外周刃
7 クランプねじ
8,9 割り溝
10 ドリル
11 ダブルねじ
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