JP5563484B2 - 穴あけ工具 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前段による穴あけ工具に関する。このような穴あけ工具は、原理的には欧州特許第０７９６１６１（Ｂ）号明細書から知られる。この穴あけ工具は、基体と、その基体の中に差し込むことができる切削インサートとから構成される。基体には、切り屑排除用の複数の溝が設けられる。これらの溝は、直線とすることもできるし、捩られたものとすることも可能である。切削インサート取り付けのために、１つ以上の溝の端部にインサート座が設けられる。このインサート座は切削インサートの受け入れ部として機能する。

上記の穴あけ工具の場合、切削インサートは反転型インサートとして設計される。既知の反転型インサートは、基礎面と、基礎面と反対側のすくい面とを有する。反転型インサートは、その基礎面が、インサート座の対応する保持面上に載せられる。反転型インサートはほぼ長方形の基礎形状を有しており、その結果、すくい面もほぼ長方形である。このようにして、すくい面の長辺側の端部がそれぞれ副切刃を形成し、短辺側の端部がそれぞれ主切刃を形成する。反転型インサートがインサート座内に装着されると、１つの主切刃および１つの副切刃は、インサート座の側壁に当接するので切刃として使用されないが、切刃として使用される残りの副切刃および同じく残りの主切刃は、インサート座から、従って工具から突き出ており、これによって、穴あけ工具が回転すると穴あけ加工することができる。一方において使用主切刃および使用副切刃と、他方において非使用主切刃および非使用副切刃とは、それぞれ、相互に属する切刃対を形成する。使用主切刃および使用副切刃が摩耗してくると、インサート座の反転型インサートをインサート座の平面内で単純に１８０°回転して、先に使用されていた主切刃および副切刃を、そのそれぞれの非使用位置に回転し、一方、先に非使用状態にあった切刃を、使用切刃として、上記のようにインサート座から突き出させる。従って、既知の穴あけ工具において提供される反転型インサートは、常に、それぞれ副切刃および主切刃によって形成される２つの使用可能な切刃対を有する。

本発明の目的は、上記の先行技術を進展させて、主切刃および副切刃からなる使用可能な切刃対を、３対以上備えた穴あけ工具を提供することにある。この目的は請求項１の特徴の組合せによって達成される。請求項１を引用する従属請求項は、本発明の部分的に有利な発展形態と、それ自体で進歩性のある部分的な発展形態を含む。

本発明の本質的な構成要素はスローアウェイチップの使用であるが、このスローアウェイチップは、１つの主面のみをすくい面として形成するのではなく、互いに反対側を向く両方の主面をすくい面とするという点で、上記の反転型インサートと異なっている。従って、先行技術に比べて、切削操作に関して機能しない基礎面がなくなる。本発明によるスローアウェイチップのすくい面の形態は、欧州特許第０７９６１６１号明細書から知られるすくい面の形態にほぼ合っているので、スローアウェイチップがインサート座内に装着された時、使用されるすくい面の非使用切刃の少なくとも一部分と、隣接するインサート座の側壁との間に、スロットが間隔をもって残される。切り屑または切り屑の残渣がこのスロット内に挟み込まれるのを防止するため、その間隙を塞ぐガイドリップが、インサート座の側壁の上面側から、非使用副切刃の方向に突き出ている。切り屑または切り屑の残渣がスロット内に挟み込まれると、穴あけ工具が回転する際に穴の壁面が損傷される可能性があり、また、穴あけ工具が噛み込みによって結果的に停止する可能性がある。従って、このガイドリップは、切り屑の方向転換要素としての機能を有しており、このようにして、切除された材料を溝の中に導く。この溝は捩られた形態または直線状に形成され、この溝によって、切除された切り屑材料が排除される。

従って、本発明によって、互いに反対側を向く２つのすくい面を有するスローアウェイチップの使用が可能になる。このスローアウェイチップにおいては、上記の形に生成されるすくい面は、冒頭に述べた反転型インサートのすくい面と同様の形態に構成される。このため、本発明によって、それぞれ主切刃および副切刃を有する２つの切刃対だけでなく、４つの切刃対を機械加工において利用できるようになる。すくい面の個数を２倍にすることは、有効な切刃対を２倍にすることによる。切刃対が２倍になることによって切削インサート製造用の材料の消費は１／２になるので、コスト的に著しく有利である。切刃対当たりの材料および製造コストは大幅に低減される。さらに、先行技術の場合と同じ個数の切刃対を保管するには、半分の個数のみの切削インサートを維持すればよい。最後に、２倍の使用可能なすくい面を有するスローアウェイチップを使用すると、製造における切刃対当たりのエネルギー消費が低くなり、材料消費も各切削インサートについて大幅に低下するので、環境面においても適合している。

１つの有利な実施形態においては、インサート座の側壁に一体的に形成されるガイドリップが使用すくい面の非使用副切刃をカバーし、従って、切除された材料による使用すくい面の損傷を防止する。この場合、ガイドリップは、すくい面に隣接する第２逃げ面として効果的に作用し、従って溝の方向への急速かつ確実な切り屑排除を促進する。

別の実施形態においては、保持面、側壁、または、保持面および側壁に１つ以上の窪み部分(Freimachungen)が設けられる。この窪み部分は、スローアウェイチップの非使用すくい面側の突出部を受け入れる役割を果たす。この突出部はチップ生成部またはチップブレーカとして機能することができる。このようにして、スローアウェイチップおよびその非使用すくい面を、インサート座の保持面上に特に平面的に載せることが実現され、かつ、特に側壁との緊密な接触が簡単に実現される。また、側壁における位置に関して、非使用副切刃および側壁の間のスロットが最小化されるという付加的な利点もある。従って、側壁における窪み部分によって、側壁に対するスローアウェイチップの特に密接な接触が簡単に実現される。

本発明の１つの好ましい実施形態においては、窪み部分の個数および位置が、スローアウェイチップの対応する突出部の個数および位置に厳密に対応する。さらに別の好ましい実施形態においては、使用すくい面の非使用副切刃をカバーするガイドリップを、上記の窪み部分を有する穴あけ工具に追加できる。

さらに別の実施形態においては、スローアウェイチップを形成する切削インサート本体の側壁であって、副切刃によって縁部に画定される側壁が、次のように構成される、すなわちその側壁の一部分がそれぞれの副切刃の方向にテーパ化するように構成される。工具が回転する際、このテーパ化部分が工具に対する遊隙を作り出す。このようにして、スローアウェイチップが工具においてその中心位置を維持できるようになる。これは、工具の主切刃が、穴の円の中心線と同一線上にあることを意味する。切削インサートのこの形態のさらに別の発展形態においては、テーパ化された領域が、スローアウェイチップの本体の側壁上にほぼ三角形の面を画定する。

スローアウェイチップがインサート座内に装着された穴あけ工具の溝の端部を示す。 図１における矢印ＩＩによるインサート座の端面図を示す。 スローアウェイチップの第１実施形態を示す。 スローアウェイチップの別の実施形態であって、主切刃の領域に隆起した縁部の端部を有するスローアウェイチップを示す。 スローアウェイチップの１つの実施形態であって、主切刃の外側領域の長さが短縮され、主切刃の内側領域の長さが延長された２部分の主切刃を有するスローアウェイチップを示す。 スローアウェイチップの最後の実施形態を示す。

穴あけ工具１は、この例示的実施形態においては２つの溝２を有する。各スローアウェイチップ３は、２つの溝２の端部（図１参照）におけるインサート座４の中に保持される。

固定用の穴５がスローアウェイチップ３の中心を貫通している。最終的に固定された状態においては、スローアウェイチップ３を穴あけ工具１に効果的に固定するために、ネジなどが固定用の穴５を貫通している。

スローアウェイチップ３の本体は、反対側に位置する２つの長辺側の側壁６と、同様に反対側に位置する２つの短辺側の側壁７とを有する。側壁６、７は、それぞれ、すくい面８として形成される２つの平面によって画定される。副切刃９および主切刃１０の刃の部分は、それぞれ、側壁６、７およびすくい面８の間に形成される。図１の例示的実施形態においては、右側の副切刃９が使用される副切刃であり、溝２と反対側の主切刃１０が使用される主切刃である。非使用主切刃１０はインサート座４の側壁１１に当接しており、同じことが、図１の左側に位置する非使用副切刃９についても当てはまる。この場合、副切刃９は、ガイドリップ１２によってカバーされている。

この場合、ガイドリップ１２は、スローアウェイチップ３を取り囲むインサート座４の側壁１１と非使用切刃９との間の間隙（図には見えない）に重なり合っている。ガイドリップ１２は、切除された材料に対するガイド面またはすくい面を形成する。それは、切除された材料を、排除するために溝２の中に導く。

インサート座４の側壁１１に形成される隅の穴２２は図１においても見ることができるが、この隅の穴１１は、スローアウェイチップ３の隆起した縁部の領域を受け入れるための図２に示す窪み部分１３に合体している。窪み部分１３に受け入れられるスローアウェイチップ３の隆起した縁部の領域は、図１には見ることができないすくい面８上に配置される。従って、窪み部分１３は、図１においてはスローアウェイチップ３によって覆われており、インサート座４の保持面１９の中に形成されている。スローアウェイチップ３は、図３の例示的実施形態に示すように、リブ状のチップブレーカ１４を有することができる。同様にチップブレーカ機能を発揮する隆起縁部領域１５を形成するために、スローアウェイチップ３のすくい面８を凹部状に凹ませることが等しく可能である。

スローアウェイチップ３は、その長辺側の側壁６上に、それぞれ副切刃９に向かってテーパ化する領域１６を有する。この領域１６は、長辺側側壁６上にそれぞれ三角形の面を画定する。それぞれの長辺側側壁６は、その上面側において２つの副切刃９によって画定されるので、それぞれの長辺側側壁６上に、それぞれ互いに対して１８０°回転した２つの三角形の面が画定される。この２つの三角形の面は１本の共通の三角形の線を有し、この１本の共通の線が、対角線２０の態様で長辺側側壁６を軸方向に対称に２つの部分に分割する。スローアウェイチップ３は、対角線２０に沿って、横方向２１における最大の拡がりを有する。スローアウェイチップ３の横方向２１における拡がりは、領域１６のテーパ化のために、そのすくい面８に向かって連続的に減少している。従って、テーパ化領域１６は、穴あけ工具１が回転する時、スローアウェイチップ３に対する遊隙を形成する。

図１、図３および図４の例示的実施形態においては、主切刃１０は、互いに対して鈍角をなす同じ長さの２つの部分を有する。これとは異なって、図５および図６に示す例示的実施形態は、互いに対して鈍角をなす、異なる長さの部分を有する主切刃を備えている。この場合、主切刃１０は、ａで示す短い外側の領域と、ｂで示す長い内側の領域とに分割される。

スローアウェイチップ３の種々の割り出しの可能性について図６を参照して説明する。種々の例示的実施形態に示されるスローアウェイチップ３の場合には、すなわち図６に示すスローアウェイチップ３の場合にも、最初に、観察者の方に向いて上方を指しているすくい面８が、工作物の機械加工に用いられる。この状態で、使用主切刃１０および使用副切刃９による機械加工が、これらの切刃が摩耗するまで行われる。続いて、スローアウェイチップ３を穴あけ工具１から取り外して、図の平面に相当するインサート平面、従って特に図６の面にも合致するインサート平面内において１８０°回転する。これによって、先の非使用副切刃９および非使用主切刃１０によって構成される第２切刃対が、使用切刃対として配備される。この第２切刃対も摩耗してしまうと、スローアウェイチップ３を、図６に示すその中心縦軸１７の回りに回転方向１８に１８０°再度旋回させる。これによって、図には見えない下向きの第２すくい面８が配備される。図において下向きになっている第２すくい面８も、それぞれ副切刃９および主切刃１０によって構成される２つの切刃対を有する。

最終的に固定された状態においては、隆起した縁部の領域１５は、インサート座４における窪み部分１３の中に納まる。このようにして、スローアウェイチップ３は、インサート座４の保持面１９の上に特に効果的に載せられる。目標とするところは、非使用すくい面８を、特に大きな面積において保持面１９上に載せることである。

例示的実施形態は限定的に理解されるべきではない。図面には見ることができない本発明の他の実施形態を考えることができる。

１ 穴あけ工具
２ 溝
３ スローアウェイチップ
４ インサート座
５ 穴
６ 長辺側側壁
７ 側壁
８ すくい面
９ 副切刃
１０ 主切刃
１１ 側壁
１２ ガイドリップ
１３ 窪み部分
１４ チップブレーカ
１５ 隆起縁部領域
１９ 保持面

Claims (4)

1. 切り屑排除用の少なくとも１つの溝（２）と、その溝（２）の端部にスローアウェイチップ（３）の受け入れ部として形成されるインサート座（４）とを含む穴あけ工具（１）であって、前記スローアウェイチップ（３）は、すくい面側の２つの狭い側における少なくとも１つの主切刃（１０）と、２つの長辺側における少なくとも１つの副切刃（９）とを有する穴あけ工具（１）において、
   前記スローアウェイチップ（３）が互いに反対側を向く２つのすくい面を有すると共に、その非使用すくい面側が前記インサート座（４）の保持面（１９）上に載せられ、かつ、その使用すくい面側の一対の副切刃（９）のうち、穴あけ工具（１）の中心側の副切刃（９）である非使用副切刃（９）の一部分が、それに隣接する前記インサート座（４）の側壁（１１）から、スロットによって生成される間隔をあけて前記インサート座（４）内に装着されること、および、前記スロットに重なり合うガイドリップ（１２）が、前記側壁（１１）の上面側から前記非使用副切刃（９）の方向に突き出すことを特徴とすると共に、
   前記ガイドリップ（１２）は、前記非使用副切刃（９）をカバーし、且つ前記ガイドリップ（１２）の上面は、溝（２）の面の先端側の一部を構成すると共に、切除された材料を溝（２）に案内するガイド面として機能する
   穴あけ工具（１）。
2. 前記インサート座（４）の保持面（１９）および側壁（１１）の少なくとも一方に、前記スローアウェイチップ（３）の非使用すくい面側の突出部を受け入れるための少なくとも１つの窪み部分（１３）を有することを特徴とする請求項１に記載の穴あけ工具（１）。
3. 前記スローアウェイチップ（３）本体の側壁（６）の領域（１６）であって、遊隙を形成するために前記隣接する副切刃（９）の方向にテーパ化する領域（１６）を有することを特徴とする請求項１に記載の穴あけ工具（１）。
4. 前記テーパ化する領域（１６）が、前記スローアウェイチップ（３）本体の側壁（６）に三角形の面を画定することを特徴とする請求項３に記載の穴あけ工具（１）。

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