JP4456852B2

JP4456852B2 - スローアウェイ式ドリル

Info

Publication number: JP4456852B2
Application number: JP2003403386A
Authority: JP
Inventors: 直宏中村
Original assignee: Sumitomo Electric Hardmetal Corp
Current assignee: Sumitomo Electric Hardmetal Corp
Priority date: 2003-12-02
Filing date: 2003-12-02
Publication date: 2010-04-28
Anticipated expiration: 2023-12-02
Also published as: JP2005161462A

Description

この発明は、経済効果と加工の安定性等を高めた金属加工用のスローアウェイ式ドリルに関する。

周知のスローアウェイ式切削工具の中に、例えば、下記特許文献１〜３に示されるようなものがある。

特許文献１のスローアウェイ式ドリルは、回転中心対称の２枚の切れ刃を有するヘッドを本体部の先端に締結ねじで締めつけて着脱自在に装着している。ヘッドと本体部は互いに突き合わせ面に対応して設けた放射状セレーションを利用して嵌合させており、両者の固定が安定してなされる。

また、特許文献２のスローアウェイ式ドリルは、略三角形の平板状スローアウェイチップを、三角形の面をすくい面にしてドリルの回転方向に向け、一側面がドリル先端の逃げ面となる向きにして本体部に装着している。

さらに、特許文献３は、切削頭部と、保持部と、これらに設けた協働する表面（相互突き合わせ面）と、その表面を強制的に一緒にするねじとを備えたドリルをを開示している。この特許文献３のドリルは、前述の協働する表面の一方に実質的に直交する少なくとも２つの溝部を設け、また他方の表面には互いに横断して格子模様を描く溝部を設け、その溝を利用して協働する表面を互いに嵌合させるようにしており、切削頭部と保持部を周方向に相対回転した４つの位置で連結することが可能になっている。
再公表特許ＷＯ０２／００５９９０号公報特許第３１６６６０１号公報特表２００１−５０６１９０号公報

特許文献１のドリルは、１個のヘッドに２枚の切れ刃を形成しているので、径が大きくなるとヘッドの体積が増し、材料の使用量が多くなってヘッドが高価になる。

また、ドリルによる加工では、回転中心部で切削速度が０になり、加工形態が切削と言うよりは被削材を押し潰すものになるが、特許文献１のドリルはその回転中心部にも刃があるため切削抵抗が大きくなる。

特許文献３のドリルも、特許文献１のドリルと同様の問題を有している。

また、特許文献２のドリルは、切れ刃が被削材に食いついたときの切削抵抗によってスローアウェイチップが外周側に押され、その力を確実に受ける機構がないためチップが動き易く、その動きに起因した刃先の欠損が起こる可能性が高い。

この発明は、これらの問題をなくすることを課題としている。

上記の課題を解決するため、この発明においては、２個のスローアウェイチップを本体部の先端に突き合わせて着脱自在に装着し、各スローアウェイチップで回転対称形状の切れ刃を構成したスローアウェイ式ドリルにおいて、各スローアウェイチップと前記本体部の相互突き合わせ面が多方向のＶ溝から成る凸凹面で構成され、さらに、前記本体部の先端の全域が前記突合せ面として形成されてドリルのヘッド部の全域が前記２個のスローアウェイチップで構成され、本体部とスローアウェイチップの前記凸凹面が互いに嵌合し、その嵌合部に締結ねじによる締め付け力が作用してスローアウェイチップと本体部が互いに固定されるものにした。

このドリルは、スローアウェイチップと本体部の相互突き合わせ面が、多方向のＶ溝をそれぞれの方向のＶ溝が複数存在して群をなし、かつ、それぞれの溝群が部分的に交差するように組合わせて成る凸凹面で構成されているとより好ましいものになる。

また、スローアウェイチップと本体部の相互突き合わせ面がドリル先端の逃げ面とほぼ平行に設けられているもの、
２個のスローアウェイチップによって構成される回転対称形状の切れ刃間に、０．２ｍｍ〜１．０ｍｍの隙間がドリルの回転中心に位置して設けられているもの、
切れ刃の全域に、５°〜４０°の正のすくい角が付与されているもの、
切れ刃に沿ってすくい面にチップブレーカが設けられているものなども好ましい。

この発明のドリルは、ヘッド部を２個のスローアウェイチップで構成したので、回転中心対称形状の切れ刃を単一のヘッドに形成するものに比べてスローアウェイチップを小型化することができ、消耗品であるスローアウェイチップを安価に提供することが可能になる。

また、２個のスローアウェイチップは同じものでよく、それを回転対称位置に配置するので、切削がバランスカットになり、深穴加工、高精度穴加工も可能になる。

さらに、本体部の先端にスローアウェイチップを装着するので、溝加工用工具や成形型と干渉する部位がなく、突き合わせ面のＶ溝を容易に加工することができる。

なお、相互突き合わせ面に設ける凸凹面が２方向以上のＶ溝で構成されたものは、Ｖ溝群が協働してスローアウェイチップの溝長手方向への動きが阻止される。また、それぞれの方向のＶ溝が複数存在して群をなしているため協働力がより大きくなり、スローアウェイチップの固定が安定する。

また、本体部とチップの相互突き合わせ面がドリル先端の逃げ面とほぼ平行に設けられたものは、スローアウェイチップの形状が板状になってそのチップの加工性が良くなり、また、チップの体積が削減されて原料費削減の効果が最大限に引き出される。

さらに、２個のスローアウェイチップによって構成される回転対称形状の切れ刃間に隙間が設けられたものは、回転中心部の切削抵抗が低減され、中心部の刃の欠損が起こり難い。切れ刃間のこの隙間は、０．２ｍｍ以下では効果が薄く、また、この隙間が１．０ｍｍ以上では中心に切り残し部が生じて逆効果になり兼ねない。

このほか、切れ刃の全域に５°〜４０°の正のすくい角が付与されているものは、切削抵抗の低減効果が高い。通常のドリルのシンニング部は、再研削を考慮するためすくい角は０°になっており切れ味が悪くて切削抵抗も高い。これに対し、この発明のドリルはスローアウェイチップを２個に分けているためシンニング部の切れ刃にも簡単に正のすくい角を付与することができ、切削抵抗の低減が図り易い。

切れ刃に沿ってすくい面にチップブレーカが設けられているものは、折れにくい切り屑も効果的に分断でき、切り屑詰まり、被削材への切り屑の絡みつきなどのトラブルが減少する。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図１は第１実施形態を示している。このスローアウェイ式ドリル１は、本体部２と、この本体部２の先端（ドリル正面側の端面）に装着する２個のスローアウェイチップ３と、各スローアウェイチップ３を個々に本体部２に固定する締結ねじ４とで構成されている。

本体部２は、２条のねじれ溝２ａと、シャンク２ｂとを有している。また、長手途中から２方向に分岐して先端外周に抜けるオイルホール２ｃを軸心部に有している。この本体部２の前面（先端の端面）２ｄは軸心と直角向きの面に構成され、その面に、ドリル中心側に行くに従って深さが次第に浅くなる複数のＶ溝５が図２に示すように放射状配置にして設けられている。

ドリルのヘッド部を構成するスローアウェイチップ３は、図３に示すように、切れ刃３ａとドリル先端の逃げ面３ｂを有している。このスローアウェイチップ３の背面（本体部との突き合わせ面）３ｃには、本体部側のＶ溝５に対応させたＶ溝６が設けられている。

このスローアウェイチップ３を、Ｖ溝５間に生じた凸部をＶ溝６に、Ｖ溝６間に生じた凸部をＶ溝５に各々嵌合させて本体部２の先端に装着し、締結ねじ４で締めつけて本体部２に固定する。

２個のスローアウェイチップ３を本体部２の先端に装着すると、回転中心対称位置に切れ刃３ａが生じて２枚刃のドリルになる。このドリルの各切れ刃３ａ間には、回転中心部の切削抵抗を低下させる０．２ｍｍ〜１．０ｍの大きさの隙間ｇが設けられている。

この第１実施形態のスローアウェイ式ドリル１は、独立した２個のスローアウェイチップでヘッド部を構成しているので、スローアウェイチップの小型化と低コスト化が図れる。

また、本体部２とチップ３の相互突き合わせ面に溝加工用工具や成形型と干渉する部位がなく、相互突き合わせ面のＶ溝５、６を容易に加工することができる。

さらに、２枚の切れ刃３ａ、３ａ間に隙間ｇが設けられているので回転中心部の切削抵抗が小さく、回転中心部の切れ刃の欠損が起こり難い。

図４はより好ましい構造をもつ第２実施形態を示している。この図４のスローアウェイ式ドリル１は、互いに突き合わせる本体部２の前面２ｄとスローアウェイチップ３の背面３ｃがドリル先端の逃げ面３ｂとほぼ平行に形成されている。

また、本体部２の前面２ｄには、異方向のＶ溝群、即ち、図５に示すＡ方向のＶ溝群５ＡとＢ方向のＶ溝群５Ｂが部分的に交差して設けられている。各Ｖ溝群５Ａ、５Ｂは深さの一定したＶ溝で構成されており、それらのＶ溝群の交差部に枡目模様の凹凸７が生じている。

スローアウェイチップ３の背面３ｃにも、本体部側のＶ溝群に対応させたＡ方向のＶ溝群６ＡとＢ方向のＶ溝群６Ｂが部分的に交差して設けられている（図６（ｃ）参照）。８は、Ａ方向のＶ溝群６ＡとＢ方向のＶ溝群６Ｂの交差部に生じた枡目模様の凹凸である。

この図４のスローアウェイ式ドリル１は、スローアウェイチップ３を本体部２に締結ねじ４で固定すると、そのチップ３のＡ方向への動きがＢ方向のＶ溝群５Ｂ、６Ｂの嵌合部によって、また、Ｂ方向への動きがＡ方向のＶ溝群５Ａ、６Ａの嵌合部によって各々阻止される。従って、締結ねじ４が１本でもスローアウェイチップ３が安定して固定され、チップの動きによる切れ刃の欠損が起こらない。

また、互いに突き合わせる前面２ｄと背面３ｃを逃げ面３ｂとほぼ平行に形成しているので、スローアウェイチップ３が板状になり、そのチップの体積が小さくなって原料費が減少する。

さらに、図６（ｄ）に示すように、切れ刃３ａの全域に５°〜４０°の正のすくい角θを付与しているので、切れ味が良く、これによる切削抵抗の低減効果も得られる。

その他の構成、それによる効果は、第１実施形態と同じであるので説明を省く。

なお、第１実施形態、第２実施形態とも、図７に示すように、切れ刃３ａに沿ってすくい面にチップブレーカ９を設けることができ、このチップブレーカ９を備えさせると、粘りがあって折れにくい切り屑も確実に分断されて長く延びだした切り屑による加工トラブルが防止される。

（ａ）この発明のドリルの実施形態を示す側面図、（ｂ）同上のドリルの要部の拡大側面図、（ｃ）同じく拡大正面図図１のドリルの本体部の正面図（ａ）図１のドリルに採用したスローアウェイチップの正面図、（ｂ）同上のチップの右側面図、（ｃ）同上のチップの平面図、（ｄ）同上のチップの背面図（ａ）この発明のドリルの他の実施形態を示す側面図、（ｂ）同上のドリルの要部の拡大側面図、（ｃ）同じく拡大正面図、（ｄ）図４（ｃ）のＸ方向から見た側面図図４のドリルの本体部の正面図（ａ）図４のドリルに採用したスローアウェイチップの正面図、（ｂ）同上のチップの右側面図、（ｃ）同上のチップの背面図、（ｄ）同上のチップの刃先の断面図（ａ）スローアウェイチップの他の形態を示す正面図、（ｂ）図７（ａ）のスローアウェイチップのすくい面を横から見た図

符号の説明

１スローアウェイ式ドリル
２本体部
２ａねじれ溝
２ｂシャンク
２ｃオイルホール
２ｄ前面
３スローアウェイチップ
３ａ切れ刃
３ｂ逃げ面
３ｃ背面
４締結ねじ
５、６Ｖ溝
５Ａ、６ＡＡ方向のＶ溝群
５Ｂ、６ＢＢ方向のＶ溝群
７、８枡目模様の凹凸
９チップブレーカ
ｇ切れ刃間の隙間

Claims

２個のスローアウェイチップを本体部の先端に突き合わせて着脱自在に装着し、各スローアウェイチップで回転対称形状の切れ刃を構成したスローアウェイ式ドリルにおいて、各スローアウェイチップと前記本体部の相互突き合わせ面が多方向のＶ溝から成る凸凹面で構成され、さらに、前記本体部の先端の全域が前記突合せ面として形成されてドリルのヘッド部の全域が前記２個のスローアウェイチップで構成され、本体部とスローアウェイチップの前記凸凹面が互いに嵌合し、その嵌合部に締結ねじによる締め付け力が作用してスローアウェイチップと本体部が互いに固定されるように構成されたことを特徴とするスローアウェイ式ドリル。
２個のスローアウェイチップを本体部の先端に突き合わせて着脱自在に装着し、各スローアウェイチップで回転対称形状の切れ刃を構成したスローアウェイ式ドリルにおいて、各スローアウェイチップと前記本体部の相互突き合わせ面が、多方向のＶ溝をそれぞれの方向のＶ溝が複数存在して群をなし、かつ、それぞれの溝群が部分的に交差するように組合わせて成る凸凹面で構成され、さらに、前記本体部の先端の全域が前記突合せ面として形成されてドリルのヘッド部の全域が前記２個のスローアウェイチップで構成され、本体部とスローアウェイチップの前記凸凹面が互いに嵌合し、その嵌合部に締結ねじによる締め付け力が作用してスローアウェイチップと本体部が互いに固定されるように構成されたことを特徴とするスローアウェイ式ドリル。