JP4701562B2 - スローアウェイドリル用の切刃チップ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ブレーカ溝に切屑処理性の改善を図ったスローアウェイドリル用の切刃チップに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術として、特開平１０−２６３９０５号公報に開示されたスローアウェイドリル用の切刃チップを図１１に例示する。この切刃チップ１は、略平行四辺形平板状の外観を有し、鋭角のコーナ２の近傍において切刃３の一部が「ヘ」の字状に折れ曲がった特殊な形状をしている。チップ下面からの切刃３の高さは、全周に渡って等位である。上面には切刃３の全周に沿ってブレーカ溝６が凹設され、その断面形状は、図１２に示すように断面箇所によらず一定となっている。すなわち、ブレーカ溝６は、すくい角０゜なる幅狭のランド１８を有するとともに、立上壁８の切刃３からの高さはｈ１に形成されている。
【０００３】
切刃チップ１は、図１３に示すように、ドリル１２の切屑排出溝１５に切り欠きされたチップ座に締付ネジ１９によって着脱自在に装着される。そして切刃チップ１は、「ヘ」の字状の屈曲点が先端点となるように配置され、平行四辺形状の長辺１０が中心刃１７の底刃、短辺９が外周刃１３の底刃として配設されて、一連の底刃を構成している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、スローアウェイドリルは、少なくとも２個の切刃チップが組み込まれ、それぞれが底刃を分担することにより一連の底刃が形成されるようになっている。このとき、切削速度の低い中心刃側と切削速度の高い外周刃側とでは、切屑生成の機構が異なるため、排出された切屑形状が異なってくる。このようなスローアウェイドリルの場合、中心刃よりも外周刃側のほうが切屑処理がより難しいことから、従来から外周刃における切屑処理を重視したブレーカ溝の形状開発が行われてきた。
【０００５】
上記に引例したような従来のブレーカ溝の形状は、切刃に接して設けられる幅狭のランドとブレーカの立上壁とでもって切屑変形を促そうとするものである。したがって、切削の送りが低いと切屑がブレーカを乗り越えやすくなり、逆に送りが高い場合には切屑厚さが厚くなって変形が起きにくくなるので、ブレーカ溝が良好に機能する切削条件の適用領域が狭いという問題がある。特に、ステンレス鋼や軟鋼のように延性が高く、切屑が延びやすい被削材料では、切削条件の変化に応じて切屑流出方向が敏感に変化するので切屑処理が難しく、ブレーカ形状の改善が待たれていた。
【０００６】
外周刃と中心刃との共用を考えないそれぞれ専用の切刃チップとすれば、切削状況に応じてそれぞれのブレーカ溝を自由に設計することができる。しかしながら、２種類の異なる形状の切刃チップを使い分けることは、切刃チップの保管・管理、チップ交換の作業性、コストなどの点で問題がある。
【課題を解決するための手段】
この発明は、以上のような課題に鑑みなされたもので、略平行四辺形平板状をなし、上面には切刃に沿ってブレーカ溝の配設されたスローアウェイドリル用の切刃チップにおいて、前記ブレーカ溝の切刃からの立上壁の高さが、鋭角のコーナを挟む２つの方向に関し、該コーナから離れるにしたがって、一方は漸次高くなり、他方は漸次低くなるように形成されていることを特徴とする。さらに、前記切刃チップのすくい面は、前記ブレーカ溝または幅狭のランドにより正角に形成されることを特徴とするものである。
【０００７】
この発明の切刃チップは、ドリルの外周刃としても中心刃としても共用することのできる切刃チップにあって、すぐれた切屑処理ができるようにしたものである。ブレーカ溝の立上壁の高さの変化の方向は２種類あって、底刃についてみると、その一つは、ドリルの外周コーナから回転軸方向に向かい漸次低くなるようにするものである。そして、この発明の切刃チップは、コーナチェンジして中心刃として装着された場合にも、立上壁の高さが回転軸方向に向かい漸次低くなることが特徴となっている。このようなブレーカ溝の形状は、外周刃においても中心刃においても、ドリルの回転軸に向かう変形を切屑に加える。
【０００８】
ところで、ブレーカ溝だけで切屑を折断することができない被削材料に対しては、切屑をドリルの切屑排出溝の壁面にぶつけて変形を強制的に起こすようにする手段が考えられる。この発明は、このような手段を用いたもので、前記のようなブレーカ溝とすることにより切屑が壁面に誘導されることを狙いとしている。なお、正のすくい角は、切れ味を良くするだけでなく、切屑厚さを薄くして変形が起きやすくしたもので、壁面への切屑の誘導が確実となる。
【０００９】
ブレーカ溝の立上壁の高さの変化の方向についての二つ目は、ドリルの外周コーナから回転軸方向に向かい漸次高くなるようにするもので、この発明においてはコーナチェンジして中心刃として装着されたものについても、立上壁の高さの変化が同様の傾向となることが特徴となっている。このようなブレーカ溝の形状は、ドリルの回転軸と平行する方向に延びようとする変形を切屑に与える。切屑処理が特に重要とならない被削材料、あるいは逆にどのような形状としても切屑処理の非常に難しい被削材料に対して、切れ味を良好にするとともに、無理な切屑折断を狙わずに、切屑排出溝の方向にスムースに送り出す作用をもっている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の一形態について、図を参照しながら説明する。図１は第１の実施例を示すもので、切刃チップ１は、略平行四辺形平板状の外観を有し、詳しくは鋭角のコーナ２の近傍において、切刃３の一部が「ヘ」の字状に折れ曲がった特殊な外郭形状を有している。また、逃げ面４は全周に渡って逃げ角を有し、ポジティブ形のスローアウェイチップを形成している。チップ下面からの切刃３の高さは、全周に渡って等位にある。切刃チップ１の中央部には皿穴が穿設され、ドリル本体にネジ止め固定される際の取付穴５となっている。チップ上面には、切刃３沿いにブレーカ溝６が凹設され、ブレーカ溝６の中には、切屑との擦過力を軽減させるための微少高さの突条物７が一定間隔でもって並設されている。
【００１１】
この実施形態において、図２に示すように、切刃３を基準としたブレーカ溝６の立上壁８の高さは、平行四辺形の短辺９の側については、鋭角のコーナ２に近いところでの高さｈ１が最も高く、コーナ２より離間するにつれて漸次低くなり、中間部以遠では一定の高さｈ２に形成されている。一方、平行四辺形の長辺１０の側については、図３に示すように、鋭角のコーナ２に近いところでの高さｈ３が最も低く、コーナ２の中間部まで同一の高さで推移したあと、それ以遠では高さｈ４まで漸次高くなっている。
【００１２】
ブレーカ溝６内におけるすくい面１１は、本実施形態に示したように切刃３に接して正のすくい角に形成されるほか、切刃３とすくい面１１との間に正のすくい角を有する幅狭のランドを介在させて形成されるようにしてもよい。
【００１３】
図４は、前記の切刃チップ１がドリル１２に装着されたときに、外周刃１３によって生成される切屑１４の流出状態を表したものである。切刃チップ１は、平行四辺形状の短辺９を底刃として組み込まれている。切屑１４は、正のすくい角作用によって、ブレーカ溝６の内部に引き込まれるようにして立上壁８まで誘導される。このとき、すくい角の作用によって切屑厚みの薄い切屑１４となるため、小さな力で切屑１４を湾曲させることができる。立上壁８へと誘導された切屑１４には、立上壁８の高さがｈ１＞ｈ２の関係にあることから、回転軸方向に向かわしめる変形力が加わる。その結果、切屑１４は、切屑排出溝１５の壁面１６にぶつかって強制変形を受け、亀裂が入り、折断されるようになる。
【００１４】
図５は、図４における中心刃１７を正面に見た図である。同一形状の切刃チップ１が平行四辺形状の長辺１０を底刃としてドリル１２に装着されており、外周刃１３と組み合わされて一連の底刃を形成している。中心刃１７から流出する切屑１４にも、外周刃１３の場合と同様に、ブレーカ溝６の立上壁８の高さがｈ４＞ｈ３となる関係にあるから、回転軸方向に向かう変形が加わる。そして、切屑排出溝１５の壁面１６とぶつかり、強制的な変形を受けて亀裂が入り、折断されるようになる。
【００１５】
以上のような切屑処理方法は、連続形の切屑が生成され、壁面１６との衝突によりジャバラ状に折れ曲がりやすいステンレス鋼，軟鋼，低炭素鋼などのドリル加工に特に好適である。ただし、切屑１４が切屑排出溝１５の壁面１６に強く当たってドリル本体の磨滅が通常より早まるので、当該部分の硬度を上げるなどの補強策を予め講じることが好ましい。
【００１６】
図６〜図８は第２の実施形態を示すもので、上記と同一箇所には同符号を付してある。この切刃チップ１は、ブレーカ溝６の立上壁８の高さの関係が逆となる点で第１の実施例と異なる。すなわち、前記高さはｈ１＜ｈ２およびｈ４＜ｈ３の関係にある。なお、本例は高さ変化について直線的としている。このような切刃チップ１を装着したドリル１２は、図９および図１０に示すように、すくい角と立上壁８の高さ変化の作用によって、外周刃１３においても中心刃１７においても、すぐれた切れ味を示すとともに、切屑１４には、ドリル１２の回転軸と平行な方向に延びようとする変形力が加わるようになる。
【００１７】
前記のようなブレーカ溝６の形状は、自ら切屑が細分化して特別な切屑処理対策を必要としない鋳鉄の穴明けに好適し、切削抵抗が低く抑えられる。また、切屑排出溝１５との擦過が防げるから、切削抵抗の大きくなりやすい高硬度材料や、凝着の起きやすいアルミニウム合金などの穴明けにも好適である。ドリル本体の磨滅も少ない。
【００１８】
【発明の効果】
この発明の切刃チップは、同一の切刃チップが外周刃としても中心刃としても使用できる切刃チップにあって、外周刃においても中心刃においても、ブレーカ溝の立上壁の高さ変化を同じ方向に揃えることができる。したがって、ブレーカ溝の立上壁の高さが外周コーナより回転軸に向かい漸次低くなる形状とすれば、切屑は、切屑排出溝の壁面の方向に誘導されて衝突し、強制的な変形を受けるようになるので、切削条件が変化に影響されずに切屑折断が起きやすくなり、その結果、良好な切屑処理のできる範囲が広まる。正のすくい角は、切れ味の向上とともに、切屑変形能を助ける効果がある。
【００１９】
一方、ブレーカ溝の立上壁の高さが外周コーナより回転軸に向かい漸次高くなる形状とすれば、切屑は回転軸と平行な方向に延びようとして切屑排出溝の方向に送り出されるので、切屑を折断する必要のない被削材料あるいは折断の非常に困難な被削材料に対して、スムースに切屑排出させる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明スローアウェイチップの（ａ）は正面図、（ｂ）および（ｃ）は各主稜線に沿った側面図。
【図２】（ａ）は図１のＡ−Ａ線に沿った断面図、（ｂ）はＢ−Ｂ線に沿った断面図。
【図３】（ａ）は図１のＣ−Ｃ線に沿った断面図、（ｂ）はＤ−Ｄ線に沿った断面図。
【図４】図１の切刃チップが装着されたドリルの外周刃を正面としたときの切屑生成状態図。
【図５】図１の切刃チップが装着されたドリルの中心刃を正面としたときの切屑生成状態図。
【図６】本発明の他の実施形態であるスローアウェイチップの（ａ）は正面図、（ｂ）および（ｃ）は各主稜線に沿った側面図。
【図７】（ａ）は図６のＡ−Ａ線に沿った断面図、（ｂ）はＢ−Ｂ線に沿った断面図。
【図８】（ａ）は図６のＣ−Ｃ線に沿った断面図、（ｂ）はＤ−Ｄ線に沿った断面図。
【図９】図６の切刃チップが装着されたドリルの外周刃を正面としたときの切屑生成状態図。
【図１０】図６の切刃チップが装着されたドリルの中心刃を正面としたときの切屑生成状態図。
【図１１】従来の切刃チップの一例を示す正面図。
【図１２】（ａ）は図１１のＡ−Ａ線に沿った断面図、（ｂ）はＢ−Ｂ線に沿った断面図。
【図１３】スローアウェイドリルの先端部を示し、（ａ）は中心刃を正面としたときの図、（ｂ）は外周刃を正面としたときの図。
【符号の説明】
１ 切刃チップ
３ 切刃
６ ブレーカ溝
８ 立上壁
９ 短辺
１０ 長辺
１５ 切屑排出溝
１６ 壁面
１８ ランド

Claims (2)

1. 上面の形状が１８０°回転対称の略八角形であるスローアウェイドリル用の切刃チップであって、第１の短切刃と第２の短切刃とがコーナを挟んでつながり、
   前記第１の短切刃よりも長く、その延長線が第１の短切刃の延長線と鈍角に交わる第１の中切刃がコーナを介して第１の短切刃につながり、
   前記第１の中切刃よりも長く、その延長線が前記第２の短切刃の延長線と鈍角に交わる第１の長切刃がコーナを介して第２の短切刃につながり、
   前記上面には各切刃に沿ってブレーカ溝が形成され、
   前記第１の中切刃側から側面視したときに見えるブレーカ溝の立上壁は、その稜線が前記コーナから離れるにしたがい底面に近づく方向に漸次傾斜し、
   前記第１の長切刃側から側面視したときに見えるブレーカ溝の立上壁は、その稜線が前記コーナから離れるにしたがい底面から離れる方向に漸次傾斜することを特徴とするスローアウェイドリル用の切刃チップ。
2. 上面の形状が１８０°回転対称の略八角形であるスローアウェイドリル用の切刃チップであって、第１の短切刃と第２の短切刃とがコーナを挟んでつながり、
   前記第１の短切刃よりも長く、その延長線が第１の短切刃の延長線と鈍角に交わる第１の中切刃がコーナを介して第１の短切刃につながり、
   前記第１の中切刃よりも長く、その延長線が前記第２の短切刃の延長線と鈍角に交わる第１の長切刃がコーナを介して第２の短切刃につながり、
   前記上面には各切刃に沿ってブレーカ溝が形成され、
   前記第１の中切刃側から側面視したときに見えるブレーカ溝の立上壁は、その稜線が前記コーナから離れるにしたがい底面から離れる方向に漸次傾斜し、
   前記第１の長切刃側から側面視したときに見えるブレーカ溝の立上壁は、その稜線が前記コーナから離れるにしたがい底面に近づく方向に漸次傾斜することを特徴とするスローアウェイドリル用の切刃チップ。

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