JP5265936B2 - 割出し可能なインサートドリルとその中央インサート - Google Patents

Description

奔発明は、第１の側面において、一方では、中央軸線を中心として回転可能であり、かつ、後端部と、インサートポケットを各々が有する２つのチップ溝が中に座ぐられている包絡面がそれから後方に延びる前端部とを有するドリル本体と、他方では、２つの交換可能な切削インサート、すなわち、周縁ポケット内に取り付けられている周縁切開インサートと中央インサートとを備えるタイプの、チップ除去機械加工のためのドリルであって、前記中央インサートは割出し可能であり、かつ、中央ポケット内に取り付けられており、この中央ポケットは、ドリル本体の前端部内に開いており、かつ、底部表面と、後端部支持表面と、中央隔壁の側方支持表面と、包絡面に隣接した端縁（ｂｏｒｄｅｒ）の内側とによって画定されており、および、中央インサートは、締付けねじのための貫通穴が間を延びる上側と下側とを備えており、および、この貫通穴の中央軸線が一致する仮想上の縦方向の中央平面に関して鏡面対称である細長い基本形状を有し、および、互いに対してかつ中央平面に対して平行に延びる２つの互いに反対側に位置した縦方向の側方接触表面の一方が、中央ポケットの側方支持表面に対して押し当てられており、さらに、これに加えて、中央インサートの短い端部においてチップ除去刃先に隣接して形成されている２つの互いに反対側に位置した端部表面の一方が、中央ポケットの端部支持表面に対して押し当てられているドリルに関する。

本発明は、さらに別の側面において、当該の種類の割出し可能インサートドリルのための中央インサートにも関する。

切削またはチップ除去機械加工のためのドリルのような工具、特に回転工具の設計は、互いに相反する技術的な要求と経済的な要求の間の不断の妥協を必然的に伴う。最新式の切削工具は、ほとんどの場合に、基本本体と、１つまたは複数の硬質の切削インサートすなわち摩滅本体とによって構成されており、この摩滅本体は使用終了後に廃棄されることが可能である。このようにして、比較的高コストである基本本体の長期的使用が可能にされる（例えば、１０回から３０回のインサート交換）。簡潔に述べると、この工具に対して求められる複数の要件および要望として、精度と表面品質と繰り返し精度と速度とに関する良好な機械加工結果と、基本本体と切削インサートとの安価な製造コストと、大きな応力と高速の送りとにこの工具が耐えるためのこの工具の大きな強度と、優れたチップ抑制等とが挙げられなければならない。

この妥協の必要性が、交換可能な切削インサートを使用するタイプの、かつ、当業者によって割出し可能インサートドリルと呼称されているタイプのドリルの設計において、特に明らかになる。大きな穿孔直径または中サイズの穿孔直径を有する割出し可能インサートドリルが、例えばチップ抑制とバランスとチップ除去能力とに関する穿孔作業の複雑な性質と、ドリル本体の異なる部分における回転速度がドリル本体の周縁部の最大値からドリル本体の中央部におけるゼロまで減少することとの結果として、細心の注意を要する妥協策をただでさえ生じさせる。しかし、これらの問題は、小さな穴、すなわち、小さい直径を有する穴のための割出し可能インサートドリルが生産されなければならない時に、特に深刻である。ただでさえ空間上の理由によって、切削インサートも、この切削インサートのためのドリル本体のポケットも、無条件に小さく作られる可能性がある。すなわち、切削インサートが比較的に頑丈に作られることが可能である場合には、これは、基本本体内のインサートポケットを取り囲む材料を犠牲の上に成り立つだろうし、すなわち、この基本本体は脆弱化されるだろう。これとは反対に、切削インサートにおける材料（超硬合金）の量の減少が切削インサートを脆弱化させるということが当てはまる。小型の割出し可能インサートドリルでは、さらに、従来においては、個別の切削インサートが付属のポケットの中に固定されることが可能な唯一の方法が、ねじによってその切削インサートを固定することであり、その上、このねじの頭部が、切削インサート内の皿穴の中に埋められなければならないという特別な制限がある。特に強度上の理由から、このねじは特定の最小直径（＞１．８ｍｍ）を有する必要があり、このことは、一方では、切削インサートの幅が特定の最小寸法よりも小さいことがあってはならないということを意味する。さらに、中央インサートは、半径方向に外側の端縁の内側において保護されなければならず、この端縁は、中央インサートと穴壁との間のチップの詰まりの危険性を防止するために、穿孔作業中に中央インサートと穴壁との間の空間を塞ぐ。

実際には、上述の問題点と欠点は、上述のタイプの既知の割出し可能インサートドリルが、最初に１２．７ｍｍよりも小さい直径を有する形に作られることが不可能であったということを意味している。特許文献においては、２つの部分または４つの部分から成る割出し可能中央インサートを有する太いかまたは中間的な太さの割出し可能インサートドリルが、例えばＵＳ ６５２７４８６、ＷＯ ０３／０９９４９４、および、ＷＯ ０３／０９９４９５に開示されている。

これに関連して、細いドリル本体内の空間の欠如が中央インサートとそのポケットとに関して最も深刻な問題であるが、周縁切削インサートとそのポケットとに関してはそれほど問題ではないということが指摘されなければならない。したがって、周縁ポケットは、ドリル本体の包絡面内に開いてもよいだけでなく、むしろドリル本体の包絡面内に開かなければならない。しかし、中央ポケットは、ドリル本体の前端部表面内だけにおいて開かなければならず、かつ、中央インサートと穴壁との間で生じさせられるチップ詰まりを回避するために、包絡面に隣接した保護端縁の内側に配置されなければならない。

本発明の最も重要な目的が、小さい穿孔直径、すなわち、１２．７ｍｍよりも小さい直径を有する確実に動作する割出し可能インサートドリルの製造のために設計条件を提供することである。最初に、１２ｍｍの直径を有する形で作られることが可能にされるドリル設計が意図される。これは、
ａ）切削インサートの強度と耐用年数、
ｂ）ドリル本体の剛性と強度、
ｃ）ドリルのバランス、および、
ｄ）締付けねじの寸法
を低減させることなしに実現されなければならない。

本発明によって、上述の目的は、特許請求項第１項の特徴付け条項に定義されている特徴を有するドリルによって実現される。さらに、本発明によるこのドリルの好ましい実施形態が従属特許請求項第２項から第１１項に定義されている。

本発明は、さらに別の側面において、中央インサート自体にも関する。この中央インサートの特徴が請求項第１２項に示されている。さらに、本発明による中央インサートの好ましい実施形態が従属特許請求項第１３項から第１９項に定義されている。

理論的には、小さい穴のための割出し可能インサートドリルを提供するための基本的な問題点が、単純に中央インサートをより薄くすることと、この中央インサートをドリル本体の中央軸線に対して平行に配置することによって解決されることが可能である。このようにして、耐久性のある保護端縁が中央ポケットの外側に維持されることが可能である。しかし、２つの切削インサートだけでなく、さらには、ドリル本体内の包囲材料も、約１２ｍｍ（またはこれ以下）の空間内に収容されなければならないので、この切削インサートは、特にねじ穴を取り囲む薄い部分内において、過剰に脆弱になるだろう。別の代替策が、十分に幅が広くかつ丈夫な切削インサートを使用することと、保護端縁と、２つのポケットを隔てる隔壁とに存在する材料（通常は鋼鉄）を削減することであるだろう。しかし、この材料の削減がドリル本体の前端部の剛性と強度とに悪影響を与えるので、この代替策も実際には実現が不可能である。中央軸線に対して中央ポケットが傾斜させられている場合にさえ、この場合に保護端縁が過剰に薄くなるかまたは部分的に破断されることになるので、上述の代替策は不適切だろう。

本発明によって、切削インサートの２つの側方支持表面の延長部分内に鈍角の傾斜した中間表面を形成することによって、切削インサートに、その２つの互いに反対側に位置した端部において先細の形状が与えられる。このことは、切削インサートが、その最も損傷しやすい部分、すなわち、ねじ穴に隣接した中間部分において、所望の幅と強度とを保持することが可能であることを意味する。この先細の端部形状は、ドリル本体の中央軸線に対する切削インサートの適切な傾斜との組合せにおいて、一方では、切削インサートの幅広の中間セクションを収容するのに十分なだけ大きく、かつ、他方では、ドリル本体における材料の許容不可能な犠牲を必要としない形で配置され形成されている、中央ポケットを実現するために使用されることが可能である。言い換えると、この中央ポケットは、ドリル本体の前端部の剛性と強度とに有害な影響を与えることなしに形成されることが可能である。

最初に、一方では基本本体すなわちドリル本体１を含みかつ他方では２つの切削インサート２、３を含む割出し可能インサートドリルを示す図１と図２を参照し、切削インサート２が中央インサートであり、切削インサート３が周縁切削インサートである。このドリル本体１は、中央軸線Ｃ１を中心として回転方向Ｒに回転可能であり、および、後端部４と前端部５とを含み、この前端部５は、複数の部分表面によって構成されている端部表面によって示されている。前端部５から後方に向かって、包絡面６が、ドリル本体の前部の円筒形部分７上を延びる。上記の前部の軸状の部分７はカラー８の形で終端し、一方、このカラーは、機械（図示されていない）内に固定可能である固定部分の形態の後部部分９の形に変形する。部分７内には２つのチップ溝１０ａ、１０ｂが形成されており、および、これらの溝はこの場合に螺旋状であり、かつ、ドリル本体の前端部５からカラー８に延びる。

適切なドリル本体１は、中実であり、かつ、例えば鋼鉄から製造されるだろう（しかし、必ずしもそうである必要はない）が、切削インサート２、３は、例えば超硬合金等のような、より硬質でかつより耐摩耗性である材料で製造される。そのコストのために、実際には、鋼鉄がドリル本体１の基本材料として好ましい。

ドリル本体の前端部５の直ぐ近くでは、２つの切削インサートを受け入れるためのポケット、すなわち、中央インサート２のための中央ポケット１１と、周縁切削インサート３のための周縁ポケット１２とが形成されている。両方のポケットは前端部の表面内に開いている。しかし、周縁ポケット１２は包絡面６内でも開いており、一方、中央ポケット１１が端縁１３を介して包絡面６から隔てられているので、これらのポケットの間には依然として相違点がある。

次に、中央ポケット１１の特徴を詳細に図解する図３と図４を参照する。さらに詳細に述べると、ポケット１１は、平面表面１４の形状である底部と、縦方向の側方支持表面１５と、後端部支持表面１６と、上述の端縁１３の内側１７とによって画定されている。このポケット内の２つの内側のすなわち軸方向に後方の隅には、中央インサート２の２つの非作用の隅が基本本体に接触することなしに中に収容されることが可能な逃げ空間（ｃｌｅａｒａｎｃｅ ｓｐａｃｅ）１８、１９が形成されている。２つの支持表面１５、１６が平面であり、かつ、底部表面１４と鈍角を形成することが有利である。底部表面１４内には、内側ねじすなわち雌ねじを有する穴２０が開いている。この穴の中央軸線２０がＣ２で示されている（図２を参照されたい）。

周縁切削インサート３とそのポケット１２は、本発明に関しては付随的である。しかし、図４を参照する時に、周縁ポケット１２が（中央ポケットと同様に）平面の底部表面２１と縦方向の側方支持表面２２と横方向の後端部支持表面２３とによって画定されているということが指摘されなければならない。図４では、さらに、２つのポケット１１、１２が、互いに反対側に位置したチップ溝１０ａ、１０ｂから隔壁２４を介して隔てられており、および、この隔壁２４は、横断面がケーキ断片形である２つの材料セクション（棒）２５、２６の間を延びることが見てとれる。さらに明確に述べると、この隔壁２４は、周縁ポケット１２から後方に延びるチップ溝１０ｂから中央ポケット１１を隔てると共に、チップ溝１０ｂを中央ポケット１１から隔てる。

図２には、２つの切削インサート２、３がどのようにねじ２７によって固定可能であるかが示されており、このねじ２７は、切削インサートのいずれにも使用可能であるように同一である。各々のねじは、雄ねじ２９を有する円筒形の軸２８と、円錐形の形状を有する頭部３０とを含む。さらに明確に述べると、この頭部は円錐形表面３１を有し、この円錐形表面３１は、それぞれの切削インサートの穴の中の協働円錐表面とキーグリップ５１とに対して押し付け可能である。

この示されているドリルがこれまでに説明されてきた限り、このドリルは、すべての本質的要素において（例えばＵＳ６５２７４８９によって）公知であり、構造的側面において一般的設計に関するものである。しかし、上述したように、この既知のドリルは、１２．７ｍｍ未満の穿孔直径を有するように設計されることが不可能だった。このことの決定的な理由は、既知のドリルの中央インサートが、互いに反対側に位置したチップ除去刃先の間の全体にわたって均一な幅の形状を有していたということである。

次に、本発明による中央インサート２の特徴を拡大して示す図５から図８を参照する。この切削インサートは上側３２と下側３３とを有し、この上側と下側と間を貫通穴３４が延び、この貫通穴３４の中央軸線がＣ３で示されている。さらに、この切削インサートは、幅Ｗよりも少なくとも幾分か大きい全長Ｌ１を有することによって細長い基本形状を有する。さらに明確に述べると、この形状は、穴３４の中央軸線Ｃ３が一致する仮想的な縦方向の中央平面Ｐ（図５と図７を参照されたい）に関して鏡面対称である（鏡面対称によって、切削インサート輪郭の２つの半分部分の一方（例えば、図７における右側の半分部分）が鏡面反転させられていると想定されている場合に、この２つの半分部分が中央平面Ｐに関して対称になるということが理解されなければならない）。切削インサートの２つの互いに反対側に位置した短い端部には刃先３５が形成されており、この刃先３５は、この場合に、角度的に分割されており、かつ、変曲点３５ｃの形に集まる２つの部分端縁３５ａ、３５ｂを含む。２つの互いに反対側に位置した縦方向の側方表面３６が中央平面Ｐに対して平行に延び、および、中央ポケットの側方支持表面１５に対する接触表面として交互に機能するという目的を有する。部分端縁３５ａ、３５ｂに対して端部表面３７、３８が連結し、および、この端部表面３７（部分端縁３５ａを伴う）は端部表面３８（部分端縁３５ｂを伴う）よりも長い。部分表面３７は、前方に割出しされる作用刃先に隣接した逃げ表面として機能するだけであり、一方、部分表面３８は、逃げ表面として、または、ポケット１１の端部支持表面１６に対して突き当たるための端部接触表面として交互に機能するだろう。これに関連して、接触表面３６、３８の両方が、それぞれに、この接触表面が押し付けられる支持表面１５、１６よりも幾分か長いということが指摘されなければならない。

本発明の特徴は、個別の側方接触表面３６と、部分表面３７によって示されているような切削インサートの端部表面との間に、側方接触表面３６と共に鈍角α（図７の輪郭線４０、４１を参照されたい）を形成する中間表面３９が形成されているということである。この中間表面によって、切削インサートは、その短い端部に向かって先細の形状を与えられている。言い換えると、この切削インサートの幅は、その互いに反対側に位置した短い端部の間の全体にわたって不均等である。

部分端縁３５ａ、３５ｂを形成する端縁を経由して端部表面３７、３８が切削インサートの上側の形に変形するのと同じ形で、中間表面３９と側方接触表面３６とが端縁すなわち輪郭線４０、４１を介して上側の形に変形する。しかし、上記端縁４０、４１は両方ともチップ除去機能を持たない。しかし、実際的な製造上の理由から、端縁４０、４１は、刃先３５を共に形成する端縁３５ａ、３５ｂとして同一の仕方で形成されており、および、端縁３５ａ、３５ｂ、４０、および、４１のすべては、補強斜面の形の連続的な周縁端縁線の中に含まれている。この場合に、切削インサートの上側は、ランド上の平面表面３２であり、このランドは、刃先３５に隣接したチップブレーカとして機能する周囲溝４２を介して周縁端縁線から間隔を開けられている。表面３２は、図８に見てとれるように、上記端縁線の上方の特定の高さに位置している。続けて図８を参照すると、切削インサートのすべての側方表面が特定の逃げ角βを有し、および、この逃げ角はこの例では７°であるということも指摘されなければならない。しかし、この逃げ角は様々であってよく、および、異なる側方表面に関して異なる角度であってさえよい。図８では、穴３４が漏斗状の口４３を含み、および、この漏斗状の口４３は上側３２に向かって広がり、および、皿穴の中に埋められた状態でねじ頭部３０を受け入れるという目的を有するということがさらに見てとれる。このねじ頭部が取り付け状態において切削インサートの皿穴の中に埋められているということが非常に重要であり、したがってねじ頭部がこのようにして時期尚早の摩耗から保護されている。しかし、有害な結果が、口空間４３が切削インサートの材料上に入り込むことである。

図７では、ＴＰが、縦方向の中央平面Ｐに対して垂直方向に延びておりかつ穴の中央軸線と一致する横断平面を示す。図２に明瞭に見てとれるように、側方接触平面３６の端縁線４１が上記横断平面ＴＰを通過して延び、その後に、中間表面３９とその端縁線４０とが後に続く。さらに明確に述べると、端縁線４０は、端縁線４１に隣接した第１の変曲点４４と部分端縁３５ａに隣接した第２の変曲点４５とから延びる。刃先３５の設計（分割または非分割）には無関係に、端縁線４０とこれに付属する中間表面３９とが端縁線４１とこれに隣接した側方接触表面３６とよりも常に短い。実際には、端縁線４０の長さＬ２が端縁線４１の長さＬ３の８０％以下でなければならない。一方では、長さＬ２はＬ３の２５％以上でなければならない。図示されている好ましい具体例では、Ｌ２はＬ３の約５０％である。

この具体例では、鈍角αは１６８．５度である。この角度は様々であってよく、より明確に述べると、端縁線４０の長さ（および、これによって変曲点４４と横断平面ＴＰとの間の距離）に依存している。一般的に、角度αは端縁長さＬ２の減少に応じて減少し、および、この端縁長さＬ２の増大に応じて増大するということが当てはまる。しかし、変曲点４４が横断平面ＴＰの付近に位置している場合にさえ、角度αは１７２°以下でなければならない。他方では、変曲点４４が横断平面ＴＰから大きく離れて位置している時にさえ、この角度αは１５５°以上でなければならない。

この具体例では、部分端縁３５ａ、３５ｂの間の鈍角γが１５８°である。この角度も様々であってよいが、好ましくは１４０°から１７０°までの範囲内である。しかし、この場合に、各々の短い端部における個別の刃先の形状が様々な形で選択されてよいということが指摘されなければならない。例えば、この刃先は少なくとも部分的にアーチ形であってもよい（または、完全に直線状であってもよい）。

次に、ドリルの２つの切削インサート２、３が動作中にどのように協働するかを示す図９と図１０とを参照する。図１０から、２つの切削インサートの移動区域が互いに重なり合うことが見てとれる。凹んだ穴の直径が、もっぱら周縁切削インサート３によって決定され、すなわち、より詳細に述べると、中央軸線Ｃと、チップ除去主端縁と表面摺動２次端縁との間の移行部分内の切削インサートの有効な隅４６との間の半径方向の距離によって決定される。２つの切削インサートの切削の移動区域が、図１０における点４７によって示されている円形の線において互いに交差する。刃先の移動区域がこのように互いに重なり合うという事実が、実際的には、交差点４７から中央軸線Ｃ１に延びる中央インサート２の刃先３５の部分だけが有効な形でチップを除去するということを意味する。言い換えると、部分端縁３５ｂの半径方向に内側の部分と、部分端縁３５ａの半径方向に外側の部分と、中間表面に沿った端縁線４０とが、穿孔中は無効である。

この場合に、中央インサートと周縁切削インサートとが、例えば１２−１４ｍｍ（１２ｍｍ、１２．５ｍｍ、１３ｍｍ、１３．５ｍｍ、１４ｍｍ）のような特定の直径間隔内の１組のドリルの中に含まれている異なる直径を有するドリル本体と共に使用されるように意図されているということが指摘されなければならない。これは、ドリル直径に応じて、中央軸線からそれぞれに異なる半径方向距離にインサートポケットを形成することによって生じさせられる。そうすることによって、上述の移動区域が変更され、さらに明確に述べると、上述の移動区域が、最小のドリルにおいては交差点４７が変曲点３５ｃ（および中央軸線Ｃ１）の付近に配置され、および、その次に、そのセット内のより太いドリルの増大する直径において変曲点３５ｃからより遠くに配置されるように変更される。

本発明をさらに説明する前に、２つの切削インサートとこれらの切削インサートのためのポケットとが非常に小さいということが考慮されなければならない。したがって、（１２ｍｍドリルに関係する）この具体例における中央インサート２は、４．８ｍｍにすぎない幅Ｗと、約６．５ｍｍの全長Ｌ１とを有する。さらに、この切削インサートは、２．３５ｍｍの厚さＴを有すると同時に、２．２ｍｍ（幅Ｗの約４５％に等しい）の穴３４の直径Ｄを有する。したがって、実際の穿孔を実現するために十分なだけ強靱であるドリルを作るためには、切削インサートとドリル本体とにおける１０分の１ミリメートル毎の材料が貴重である。

ドリル本体１が鋼鉄から製造される場合には、２つのインサートポケットが、チップ除去機械加工によって、通常はフライス削りの形だけで作られる。逃げ空間１８をフライス削りすることは、材料消費的な作業である。この作業は、実際には、特定の最小の直径を有するシャンク端部ミルによって行われる。中央インサートの幅が均一であり、したがって、（ＵＳ ６５２７４８６の場合のように）側方接触表面と短い端部との間に標識付き隅（ｍａｒｋｅｄ ｃｏｒｎｅｒ）を有していた場合には、逃げ空間１８を備えるために、隔壁２４の強度が失われるほど多くの材料をドリル本体からフライス削りすることが必要だっただろう。しかし、切削インサートに先細形状を与える上述の中間表面３９を切削インサートに備えることによって、隔壁からの材料を大量に使用しない最小体積を有する逃げ空間１８が作られることが可能である。さらに、側方支持表面１５（および、したがって、中央ポケットの全体）が、中央軸線Ｃ１に対して鋭角εに傾斜させられており（図３を参照されたい）、さらに明確に述べると、側方支持表面の前端部から外方／後方の方向に傾斜させられているということが、この効果に大きく寄与する。

図示されている好ましい実施形態では、角度εは５°である。しかし、本発明の範囲内において、中央ポケットの傾斜の適度の変化が生じるだろう。しかし、いずれにしても、角度εは３°以上かつ８°以下でなければならない。適切には、角度εは４°から７°までの範囲内である。

図示されている好ましい実施形態では、切削インサートの半径方向に外側の非作用の隅のための第２の逃げ空間１９が、フライス削りの代わりに穿孔によって作られる。このようにして、逃げ空間を画定する凹形の部分表面が円筒形表面の形状に形成されることが可能であり、および、この円筒形表面の直径は非常に適度である。したがって、この具体例では、この円筒形表面が、直径が約１．２ｍｍであるドリルを使用して実現される。この穿孔作業の結果として、底部表面１４内に円錐形の皿穴４８が得られる。逃げ空間１９を（フライス削りの代わりに）穿孔することによって、周縁に位置している保護端縁１３が貫通されないことが確実なものにされる。言い換えると、この端縁はその全長に沿って所望の剛性を保持する。

図３に見てとれるように、端縁１３の前端部は楔形の材料部分４９を含み、この楔形の材料部分の内側５０が内側１７のその他の部分と鈍角を形成する。実際には、表面１７、５０の間の鈍角が、切削インサートの側方支持表面３６とその中間表面３９との間の鈍角αと同じ大きさでなければならない。上記の楔形部分４９の存在によって、中央インサートの半径方向に外側の側部と穴壁との間の形成された空間が完全に埋められていることが確実なものにされている。このようにして、切削インサートと壁穴との間のチップ詰まりが防止される。

これに関連して、切削インサートが、底部表面１４に押し当たることに加えて、支持表面１５、１６に対してだけ押し当たる形で載るが、端縁１３の内側に対しては押し当たらないということが指摘されなければならない。この場合に、互いに隣接する表面の間の最小限の遊びが存在する。さらに、中央軸線に対する中央ポケットの傾斜の結果として、端縁１３が軸方向に前方の方向において厚さの増大を得るということが指摘されなければならない。さらに、切削インサートの接触表面３６、３８を支持表面１５、１６に対して同時に押し付けることが、切削インサートに横方向の締付け力を加えるために使用されることが可能な固有の弾性をねじ２７が有することによって実現されるということが指摘されて然るべきである。

本発明の利点が明らかであるはずである。それぞれの短い端部に向かって先細である形状を中央インサートに与えることと、これと同時に、中央軸線に対して適度の鋭角に中央ポケットを傾斜させることとによって、中央ポケットが、隔壁中の十分な材料と、ドリル本体の前端部における十分な強度を確保するための保護端縁とによって画定されることが確実なものにされる。さらに、切削インサートは、その最も壊れやすい区域内において、すなわち、横断平面ＴＰ内に位置しておりかつねじ穴を取り囲む２つの部分内において、十分な強度を与えられることが可能である。したがって、切削インサートの２つの短い端部が先細にされていることは、ねじ穴の区域内の切削インサートの強度に対して影響を与えない。

本発明の実現可能な変更
本発明は、上述されておりかつ添付図面に示されている実施形態だけに限定されることはない。したがって、本発明による原理を使用して１２ｍｍ未満の穿孔直径を有する割出し可能インサートドリルを設計することが実現可能である。さらに、中央インサートと中央ポケットとの幾何学的設計が、後述の特許請求項の範囲内で様々であることが可能である。例えば、上述の中間表面は、平面でありかつ直線状の端縁線を有することが必ずしも必要ではなく、例えば凸形のような別の形状を有してもよい。本発明の範囲内において、例えば、細長い基本形状が保持される場合には、切削インサートの長さが幅よりも短縮されるように、中央インサートとそのポケットとの相対的寸法を変更することも可能である。

本発明による切削インサートが中央インサートとしてだけ機能できること、すなわち、周縁切削インサートとしては機能できないことが自明である。

図１は、本発明によるドリルの斜視図である。 図２は、ドリルの２つの切削インサートと、工具のドリル本体から分離されている切削インサートのための締付けねじとを示す、部分断面分解組立斜視図である。 図３は、切削インサートなしのドリル本体の前端部の部分側面図である。 図４は、図３の断面Ａ−Ａである。 図５は、上側から見たドリルの中央インサートを示す拡大斜視図である。 図６は、下側から見た同じ切削インサートを示す斜視図である。 図７は、中央インサートための重要な幾何学的データを示す中央インサートの上方からの平面図である。 図８は、図７による切削インサートの縦断面Ｂ−Ｂである。 図９は、ドリルの中央切削インサートと周縁切削インサートとの相互位置を示す略図である。 図９による切削インサートの間の重なり合いを示す略図である。

符号の説明

１ ドリル本体
２ 中央切削インサート
３ 周縁切削インサート
４ ドリル本体の後端部
５ ドリル本体の前端部
６ 包絡面
７ 前部の軸状の部分
８ カラー
９ 後部部分
１０ａ、１０ｂ チップ溝
１１ 中央切削インサートポケット
１２ 周縁切削インサートポケット
Ｃ１ 中央軸線
Ｒ 回転方向

Claims (19)

1. ドリル本体（１）と、２つの交換可能な切削インサートである周縁切削インサート（３）及び中央インサート（２）とを有しているチップ除去機械加工のためのドリルであって；
   前記ドリル本体（１）は、中央軸線（Ｃ１）を中心として回転可能であり、かつ、後端部（４）と、前端部（５）とを有しており、前記前端部（５）からは、インサートポケット（１１、１２）を有する２つのチップ溝（１０ａ、１０ｂ）の各々が座ぐられている包絡面（ｅｎｖｅｌｏｐｅ ｓｕｒｆａｃｅ）（６）が後方に延びていて、前記周縁インサート（３）は周縁ポケット（１２）内に取り付けられており、前記中央インサートは割出し可能であり、かつ、中央ポケット（１１）内に取り付けられており、前記中央ポケット（１１）は、前記ドリル本体（５）の前記前端部内に開いており、かつ、底部表面（１４）と後端部支持表面（１６）と、隔壁（２４）の側方支持表面（１５）と、前記包絡面（６）に隣接した端縁（１３）の内側（１７）とによって画定されており、および、前記中央インサート（２）は、締付けねじ（２７）のための貫通穴（３４）が間を延びる上側（３２）と下側（３３）とを備えており、そして前記中央インサートは、前記貫通穴（３４）の中央軸線（Ｃ３）を含む仮想上の縦方向の中央平面（Ｐ）に対して２回回転対称である細長い基本形状を有していて、および、互いに対してかつ前記中央平面（Ｐ）に対して平行に延びる前記切削インサートの２つの互いに反対側に位置した縦方向の側方接触表面（３６）の一方が、前記中央ポケット（１１）の前記側方支持表面（１５）に対して押し当てられており、さらに、これに加えて、前記中央インサートの幅Ｗの短い端部においてチップ除去刃先（３５）に隣接して形成されている２つの互いに反対側に位置した端部表面の一方が、前記中央ポケット（１１）の端部支持表面（１６）に対して押し当てられているドリルにおいて；
   前記中央ポケット（１１）の前記側方支持表面（１５）は、前記ドリル本体（１）の前記中央軸線（Ｃ１）に対して３°から８°までの範囲内の鋭角（ε）で前記側方支持表面（１５）の前端部から後方に向かって外方に傾斜していることと、前記中央インサート（２）の２つの対角線方向に互いに反対側に位置している隅の各々において、前記個別の側方支持表面（３６）と端部表面との間に中間表面（３９）が形成されており、および、前記中間表面は前記側方接触表面（３６）よりも短く、かつ、前記側方接触表面（３６）と共に鈍角（α）を形成し、および、前記中間表面の１つは、前記中央ポケットの前記側方支持表面（１５）とその前記端部支持表面（１６）との間の逃げ空間（１８）の区域内に配置されていることとを特徴とするドリル。
2. 前記中央インサート（２）の前記側方接触表面（３６）と前記中間表面（３４）との間の前記鈍角（α）は１５５°以上であることを特徴とする請求項１に記載のドリル。
3. 前記中央インサート（２）の前記側方接触表面（３６）と前記中間表面（３９）との間の前記鈍角（α）は１７２°以下であることを特徴とする請求項１に記載のドリル。
4. 前記中央インサートの前記個別の刃先（３５）は分割されており、かつ、互いに対して鈍角（γ）に延びており、かつ、２つの端部表面（３７、３８）が連結されている２つの部分端縁（３５ａ、３５ｂ）を備え、および、前記端部表面の第１の端部表面（３７）は、前記中間表面（３９）に移行し、かつ、逃げ表面としてだけ機能し、一方、前記端部表面の第２の端部表面（３８）は、前記側方接触表面（３６）に移行し、かつ、逃げ表面と端部接触表面として交互に機能することが可能であることを特徴とする請求項１に記載のドリル。
5. 前記中央インサートの前記部分端縁（３５ａ、３５ｂ）の間の前記鈍角（γ）は１４０°から１７０°までの範囲内であることを特徴とする請求項４に記載のドリル。
6. 前記中央インサートの第１の端部表面（３７）は前記第２の端部表面（３８）よりも長いことを特徴とする請求項１に記載のドリル。
7. 前記中央インサートの前記中間表面（３９）は、前記側方接触表面（３６）の対応する長さ（Ｌ３）の８０％以下である、（上側の輪郭線（４０）に沿って見た場合の）長さ（Ｌ２）を有することを特徴とする請求項１に記載のドリル。
8. 前記中央インサートの前記中間表面（３９）は、前記側方接触表面（３６）の対応する長さ（Ｌ３）の３０％以上である、（上側の輪郭線（４０）に沿って見た場合の）長さ（Ｌ２）を有することを特徴とする請求項１に記載のドリル。
9. 前記中央ポケット（１１）は、前記逃げ空間（１８）に加えて、前記端部支持表面（１６）と前記端縁（１３）の前記内側（１７）との間に配置されており、かつ、部分的に円筒形である表面によって画定されている第２の逃げ空間（１９）を含み、および、前記部分的に円筒形である表面は穿孔によって形成されており、および、前記ポケットの前記底部表面（１４）内の皿穴（４８）を結果的に生じさせることを特徴とする請求項１に記載のドリル。
10. 前記端縁（１３）の厚さは後端部から前端部に向かって増大することを特徴とする請求項１に記載のドリル。
11. 前記端縁（１３）の前記前端部は、前記内側（１７）のその他の部分と共に鈍角を形成する内側（５０）を有する楔形の材料部分（４９）を含むことを特徴とする請求項１に記載のドリル。
12. 割出し可能インサートドリルのための割出し可能な中央インサートであり、貫通穴（３４）が間を延びる上側（３２）と下側（３３）とを備え、かつ、前記穴（３４）の中央軸線（Ｃ３）を含む仮想上の縦方向の中央平面（Ｐ）に関して２回回転対称である細長い基本形状を有している請求項１〜１１の何れか一項に記載の中央インサートであって；
    ２つの互いに反対側に位置した縦方向の側方接触表面（３６）が互いに対してかつ前記中央平面（Ｐ）に対して平行に延び、および、端部表面（３７、３８）が、２つの互いに反対側に位置した幅Ｗの短い端部においてチップ除去刃先（３５）に隣接して形成されている中央インサートにおいて；
    前記切削インサートの２つの対角線方向に互いに反対側に位置した隅の各々において、中間表面（３９）が前記個別の端部表面（３７）と側方接触表面（３６）との間に形成されており、および、前記中間表面は前記側方接触表面（３６）よりも短く、かつ、前記側方接触表面（３６）と共に鈍角（α）を形成することを特徴とする中央インサート。
13. 前記側方接触表面（３６）と前記中間表面（３９）との間の前記鈍角（α）は１５５°以上であることを特徴とする請求項１２に記載の中央インサート。
14. 前記側方接触表面（３６）と前記中間表面（３９）との間の前記鈍角（α）は１７２°以下であることを特徴とする請求項１２に記載の中央インサート。
15. 前記個別の刃先（３５）は分割されており、かつ、互いに対して鈍角（γ）に延びており、かつ、２つの端部表面（３７、３８）が連結する２つの部分端縁（３５ａ、３５ｂ）を備え、および、前記端部表面の第１の端部表面（３７）は、前記中間表面（３９）に移行し、かつ、逃げ表面としてだけ機能し、一方、前記端部表面の第２の端部表面（３８）は、前記側方接触表面（３６）に移行し、かつ、逃げ表面と端部接触表面として交互に機能することが可能であることを特徴とする請求項１２に記載の中央インサート。
16. 前記部分端縁（３５ａ、３５ｂ）の間の前記鈍角（γ）は１４０°から１７０°までの範囲内であることを特徴とする請求項１５に記載の中央インサート。
17. 前記第１の端部表面（３７）は前記第２の端部表面（３８）よりも長いことを特徴とする請求項１５に記載の中央インサート。
18. 前記中間表面（３９）の（上側の輪郭線（４０）に沿って見た場合の）長さ（Ｌ２）は、前記側方接触表面（３６）の対応する長さ（Ｌ３）の８０％以下であることを特徴とする請求項１２に記載の中央インサート。
19. 前記中間表面（３９）の（上側の輪郭線（４０）に沿って見た場合の）長さ（Ｌ２）は、前記側方接触表面（３６）の対応する長さ（Ｌ３）の３０％以上であることを特徴とする請求項１２に記載の中央インサート。

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