JP7289829B2 - ドリルインサート - Google Patents

Description

本発明は、穿孔中の切り屑破断を容易にし、小さい切り屑破片を作成するように構成される、インサートのすくい面(ｒａｋｅ ｆａｃｅ)に設けられる切り屑粉砕部(ｃｈｉｐ ｄｉｓｒｕｐｔｏｒ)を有するドリル工具のための金属切削ドリルインサートに関係する。

回転可能ドリル工具は、一般的な切削およびフライス工具に加えて、工作物処理のための特定の用途を見出す。従来、割り出し可能なインサートドリル工具は、少なくとも２つの別個のインサートを含み、中央インサートは工具の軸中心に搭載され、周縁インサートは切削領域の半径方向に最も外側の部分を示す。したがって、工具の回転中、周縁インサートに対して軸方向に前方にある中央インサートは、工作物内にリング状溝を作成する。工具の継続した回転および軸方向前進によって、中央インサートに重なり合うように位置決めされた周縁切削インサートは、工作物に切り込んで、中央および周縁インサートの半径方向に重なり合う掃引エリアを介して初期溝を半径方向に拡張する。したがって、ドリル孔は、協働的切削動作によって形成される。通常、インサートによって作成される工作物切り屑は、工具前方切削領域から軸方向に延在する切り屑フルートによって後方に誘導される。例の２重インサートドリル工具はＥＰ１９０２７９９に記載される。

しかしながら、１つまたは複数の切削インサートを有する既存のドリル工具に伴う問題は、工作物切り屑形成が、ドリル孔からの不十分な切り屑排出の結果として、穿孔効率を減少させる傾向である。最も一般的であるのは、切削機（通常、ＣＮＣまたはマルチオペレーションユニット）に蓄積し、途切れずかつ連続した切削を妨害するタングルボールまたは螺旋柱状体を切り屑が形成することである。

さらに、ドリルインサートの需要が高い用途は、高い作業温度を生成し、インサートに応力を加え、それは、次に、特に切れ刃の領域においてインサート摩耗および疲労を加速させる。これは、インサート耐用年数を著しく短縮させる。したがって、要求されるものは、上記問題に対処するインサートおよびインサートを搭載するドリル工具である。

短い切り屑破片長を作成し、強く巻き付いたボールまたは長い螺旋状ストリップとして形成される切り屑の作成を特に回避するように構成されるドリル工具のためのインサートを提供することが本発明の目的である。したがって、高い効率の穿孔およびボアホール作成を可能にする、金属を切削するためのドリルインサートを提供することが全体的な目的である。

切り屑がインサート切削領域で形成されるときに、工作物切り屑破砕および破断を容易にするように構成されるドリル工具のためのインサートを提供することが特定の目的である。したがって、ドリル工具の継続的な軸方向前進を普通なら妨害することになるボアの閉塞または詰まりを防止するために、形成されたままの状態の(ａｓ－ｆｏｒｍｅｄ)ボアホールから切り屑破片の後方軸方向輸送を容易にすることが目的である。切削中に遭遇する摩耗および疲労に関してインサートを弱化させることなく切り屑破断を容易にするインサートを提供することがさらなる特定の目的である。穿孔安定性に有害でなく、また特に、ドリル工具の所望のスムーズな回転運動を不安定化しないインサートを提供することがなおさらなる目的である。

目的は、第１に、破砕および破断をより受け易い切り屑の作成を容易にし、第２に、形成されたままの状態の切り屑が、工作物から作成された後、即座にまたは短時間で破断することを促進するように構成される切削インサートを提供することによって達成される。これは、切り屑サイズを最小にし、形成されたままの状態のボアホールからの切り屑の排出を相応して容易にするために有利である。目的は、切れ刃のすぐ後ろでインサートのすくい面に位置決めされた隆起したまたは窪んだ切り屑粉砕部（代替的に、本明細書で切り屑破断部(ｂｒｅａｋｅｒ)と呼ぶ）を有するインサートによって特に達成される。切り屑粉砕部は、作成されたままの状態の切り屑の経路内に位置決めされた障害物を設けて、切り屑に対する機械的応力を誘発し、切り屑が破断することを促進するように相応して構成される。目的は、インサートの切れ刃の領域に位置する、切り屑粉砕部の先行部分にチャンファを設けることによってさらに達成される。チャンファは、隣接するすくい面と逃げ面の交差部を示すと考えることができ、また、チャンファ付きでなく、異なる形状プロファイルを有すると考えることができる切れ刃の残りの部分（切り屑粉砕部の一方のまたは両方の側の）に対して画定される。すなわちまた好ましくは、（すくい面と逃げ面の交差部によって画定される）切れ刃の残りの部分は、チャンファ付き（代替的に、ベベル付き）である切り屑粉砕部の領域内の切れ刃の部分に対して尖っている、角度付きである、または鋭角であると考えることができる。チャンファは、実質的に平面でかつすくい面および逃げ面の横に整列することができる交差表面（すくい面と逃げ面との間の移行領域である）を備える。任意選択で、交差表面は、湾曲することができ、第１の外側面と第２の外側面との間でインサートを横切って幅方向に画定された、切れ刃の長さに垂直な平面内で１つまたは複数の曲率半径を備える。

チャンファ（交差表面を有する）は、特に、切り屑粉砕部の領域においてインサートの切削抵抗を増加させるために有利である。したがって、工具の切削部分は、切れ刃の残りの部分における切り屑粉砕部の一方または両方の側の位置に比べて切り屑粉砕部の領域において大きい切削抵抗を備える。したがって、切り屑は、形成されると、切り屑粉砕部の領域においてより大きな程度まで加熱され、相応してより脆くなり、したがって、破砕および破断をより受け易い。隆起したまたは窪んだ切り屑粉砕部（先行切れ刃（ｌｅａｄｉｎｇ ｃｕｔｔｉｎｇ ｅｄｇｅ）のすぐ後ろですくい面に－工具の回転方向に－設けられ、増大する切り屑の経路内に位置決めされた）は、少なくとも切り屑の脆い部分の割れおよび破断を容易にする障害物を提供する。

本発明の第１の態様によれば、ドリル工具のための金属切削ドリルインサートにおいて、隣接するすくい面と逃げ面（ｃｌｅａｒａｎｃｅ ｆａｃｅ）の交差部において形成される少なくとも１つの切れ刃であって、工具において半径方向に整列する長さを有する、少なくとも１つの切れ刃と、すくい面における隆起突出部または凹所として形成され、切れ刃から延在する切り屑粉砕部とを備える、インサートであって、すくい面と逃げ面の交差部にありかつ切り屑粉砕部に位置決めされたチャンファであって、切り屑粉砕部の一方のまたは両方の側で切れ刃のプロファイルに対して画定される、チャンファを特徴とする、インサートが提供される。

切れ刃に沿って少なくとも部分的に延在するだけであるチャンファを有する本インサートは、高抵抗の切れ刃領域の存在によって、普通なら減少する場合がある切削工具の安定性を低下させることなく、切り屑破断を容易にするためにさらに有利である。したがって、本インサートは、安定した切削動作を提供し、なぜならば、チャンファが、インサートの第１の外側面と第２の外側面との間で画定される切れ刃の全長の、例えば、７０％、６０％、５０％、４０％、３０％、２０％、または１０％未満である、切れ刃の全長の一部分のみに沿って延在し、インサートが、軸方向に最も前方の切削領域の直径を規定するため、第１の外側面が半径方向に内方に位置し、第２の外側面が工具の半径方向に最も外側の部分に位置するように、ドリル工具に位置決め可能であるからである。

好ましくは、ドリルインサートは、第２のインサートと協働して働くように構成され、インサートは、異なる半径方向位置で工具に搭載可能であり、それにより、工具の回転中、インサートは、環状交差ゾーンを画定するために半径方向に重なり合い；切り屑粉砕部は、交差ゾーン内で切れ刃に対して位置決めされる。特に、粉砕部（したがって、チャンファ）を交差ゾーンの領域に位置決めすることによって、切り屑破断を誘発し容易にするチャンファおよび切り屑粉砕部の有効性が最大化されることを本発明者等は特定した。すなわち、周縁および中央インサートの半径方向重なりの領域において、形成されたままの状態の切り屑のこの部分は、最も弱いことが観測された。したがって、チャンファおよび切り屑粉砕部の（切れ刃の長さ方向の）長さは、切り屑破断を容易にしながら、チャンファの存在によって、使用中の工具の任意の不安定性の増加を最小に維持するために最小化することができる。さらに、（切り屑破断を達成するのに十分な）チャンファの長さを最小に維持することによって、インサートの寿命および耐用年数が最大化される。

示すように、インサートの切削部分（切れ刃によって示される）は、切り屑粉砕部の一方のまたは両方の側における切れ刃の残りの部分に対して、切り屑粉砕部において異なる形状プロファイルを備える。すなわち、切れ刃の残りの部分は、すくい面と逃げ面の比較的「尖った」交差部として形成することができ、一方、切り屑粉砕部の切削領域はチャンファ付きである。したがって、切り屑粉砕部におけるインサートの切削部分は、チャンファによって作成される形状プロファイルによって、切れ刃の残りの部分から識別される。任意選択で、切れ刃の残りの部分は、チャンファ、ベベルを有することができる、または、１つまたは２つの半径にしたがって丸みを帯びることができる。しかしながら、任意のこのような構成によって、チャンファ（ほぼ平面の表面あるいは湾曲したまたは丸い表面によって形成される）は、切れ刃の残りの部分と異なる形状プロファイルを常に有するであろう。

好ましくは、切り屑粉砕部におけるチャンファは、ほぼ平面である交差表面を画定する。好ましくは、その交差表面は、隣接するすくい面および逃げ面の横に整列し、切り屑粉砕部の一方のまたは両方の側における切れ刃は、ｉ）アライメントおよび／またはｉｉ）幅を有する交差表面がなく、すくい面と、切り屑粉砕部における交差表面の逃げ面に対応する逃げ面との間に延在する。

好ましくは、すくい面に沿う長さ方向における切り屑粉砕部の長さは、インサートの外側面の間の切り屑粉砕部の一方のまたは両方の側における切れ刃の残りの長さ部分より小さい。そのような配置構成は、チャンファの存在によって、ドリル工具の任意の不安定性の増加を最小化する。好ましくは、切り屑粉砕部の長さは、切れ刃の全長の５～６０％、１０～５０％、２０～４０％、３０～４０％、または３０～３５％であり、全長は、チャンファ、および、インサートの外側面の間の切り屑粉砕部の一方または両方の側の切れ刃を含む。

好ましくは、インサートはすくい面において単一切り屑粉砕部を備える。切り屑粉砕部は、傾斜または下降表面として形成されたそれぞれの第１および第２の移行領域によって、すくい面の長さ方向（インサートを横切る幅方向に対応する）に画定される。すくい面におけるそのような移行領域表面は、工具の長手方向軸に垂直に整列した平面に対して傾斜または下降し、それらの配向は、粉砕部が、すくい面において隆起突出部（リブ、ステップ、ハンプ、またはバンプとして形成される）であるか、凹所（溝、チャネル、またはキャビティとして形成される）であるかに依存する。任意選択で、切り屑粉砕部は、すくい面を横切る（インサートの長さ方向に対応する）全幅に延在する。そのような配置構成は、切り屑粉砕部の強度を最大化し、切削中の応力集中を最小化するために有利である。単一切り屑粉砕部の存在は、十分な切り屑破断を達成しながら、粉砕部およびチャンファの存在によって、ドリル工具の任意の切削不安定性を最小化するために有利である。任意選択で、切り屑粉砕部は、すくい面を横切って部分的に（切れ刃の長さに垂直な方向に）延在することができる。

好ましくは、切り屑粉砕部におけるチャンファは交差表面を備え、切れ刃の長さに垂直な平面内で、交差表面は、逃げ面に対して、２０°～７０°、２５°～６５°、３０°～６０°、３５°～５５°、または４０°～５０°の範囲で整列する。そのような配置構成は、切り屑粉砕部の領域において十分な切削抵抗を提供して、形成されたままの状態の切り屑の脆性を相応して増加させるために有利である。

好ましくは、インサートは、ドリル工具の中央インサートと協働して働く周縁インサートであり、周縁および中央インサートは、ドリル工具の半径方向に互いに対してかつ長手方向軸に対して位置的に画定される。好ましくは、中央および周縁インサートは、ドリル工具に取り付けるための搭載ねじを受け取る貫通ボアを備える。好ましくは、中央および周縁インサートは、割り出し可能であり、それぞれの各インサートの対向する長さ方向端に設けられた第１および第２の切れ刃（対応するすくい面および逃げ面によって画定される）を備えることができる。さらなる実施形態によれば、周縁インサートは、一方の側に１つ、２つ、３つ、４つ、またはそれより多い数の切れ刃、および／または、対向する側に１つ、２つ、３つ、４つ、またはそれより多い数の切れ刃を備えることができる。

任意選択で、インサート（周縁および中央インサートを含む）は、全体的にほぼ矩形の立方形状を備え、切れ刃は、インサートの１つ、２つ、３つ、４つ、またはそれより多い数の刃でインサートを横切って幅方向に延在し、インサートは割り出し可能であることができる。任意選択で、インサートの切削領域は、インサートを横切って幅方向に、インサート幅が、端逃げ面の間の方向にインサートの中間長さ領域に対応するインサートの中心領域に比べて切削領域において大きくなるように拡大することができる。

好ましくは、切り屑粉砕部は、インサートにおいて切れ刃の長さ方向にインサートの第２の外側面に対してインサートの第１の外側面の近くに位置決めされる。そのような構成は、切り屑破断の有効性を最大化するために、交差ゾーンの領域（中央および周縁インサートの半径方向に重なり合う領域）に切り屑粉砕部を位置決めする。そのような配置構成は、周縁インサートを設けるために有利であり、周縁インサートは、汎用性があり、粉砕部が中央および周縁インサートの回転経路によって画定される交差ゾーンに位置決めされた状態で、異なる直径のドリル工具に搭載するのに適する。

好ましくは、切り屑粉砕部は、第１の外側面の近くでインサートの第１の半分内で排他的に、切れ刃の長さ方向に位置決めされる。任意選択で、切り屑粉砕部は、切れ刃の第１の半径方向に内側の半分から第２の半径方向に外側の半分まで延在することができる。好ましくは、切り屑粉砕部の大部分は、中央インサートとの交差（半径方向重なり）領域に対応する、工具の軸中心の最も近くに搭載されることを意図されるインサートの第１の半分内に位置決めされる。

任意選択で、切れ刃の長さ方向に、切れ刃の一部分は、インサートの第２の外側面に最も近い切れ刃の第２の端が、インサートの第１の外側面に最も近い切れ刃の第１の端に対して隆起するように湾曲するまたは角度が付く。好ましくは、第２の外側面に最も近い切れ刃の部分は、インサートが逃げ面から真横に観察されると、切れ刃の第２の端に向かって上方に湾曲するように窪む。そのような配置構成は、強く巻き付いた切り屑の作成を促進し容易にするために有利であり、強く巻き付いた切り屑は、ボア内で減少した体積を相応して占め、したがって、穿孔中により容易に吐出される。それにより、インサートおよび穿孔工具の耐用年数は延長される。切れ刃は、好ましくは、ドリル工具に搭載されると、インサートの半径方向外側領域において湾曲し窪み、それにより、切れ刃の半径方向外側端は、切れ刃の中心領域および半径方向内側領域に対して前方に（ドリル工具の回転方向に）突出する。１つの好ましい実施形態によれば、切れ刃の半径方向外側端は、切れ刃の中間長さ領域および切れ刃の半径方向に最も内側の端に対して、隆起または前方位置において突出する。したがって、インサートは、半径方向外側領域において「楔形（ｗｅｄｇｅ－ｓｈａｐｅ）」プロファイルを有するために半径方向外側端において「より肉厚（ｔｈｉｃｋｅｒ）」であると考えることができる。切れ刃のこの隆起外側領域は、大きな程度にかつインサートの半径方向内側領域の前で、工作物に切り込んで、穿孔中に切り屑の持ち上げおよび巻き付きを可能にする。

本発明の第２の態様によれば、金属切削ドリル工具が提供され、金属切削ドリル工具は、軸方向に前方のボーリングシャフトおよび軸方向に後方のマウントシャンクを有する細長いドリル本体と、シャフトの軸方向前方端に搭載可能な、本明細書で特許請求されるドリルインサートとを備える。切削インサートは、切れ刃が半径方向にまたはほぼ放射状である方向に整列するように、すなわち、切れ刃がドリル本体の中心エリアから周辺に向かう方向に整列するように搭載され得る。例えば、切れ刃の伸長部は、ドリル本体の長手方向軸またはドリル本体の長手方向軸に近いポイントに交差し得る。

好ましくは、インサートは、ドリル工具の半径方向に周縁の領域に搭載されて、周縁インサートを形成する。好ましくは、工具は、周縁インサートに対して中央インサートを形成するために、ドリル工具の半径方向中心領域においてまたはそれに向かって搭載された第２の切削インサートを備える。好ましくは、工具は、シャフトの軸方向に前方の端に搭載された単一周縁インサートおよび単一中央インサートを備える。

好ましくは、周縁および中央インサートは、ドリル工具の回転中に、インサートが、環状交差ゾーンを画定するために半径方向に重なり合うようにドリル工具に搭載され、切り屑粉砕部は、交差ゾーン内で切れ刃に対して位置決めされる。

好ましくは、半径方向に、切り屑粉砕部の大部分は、交差ゾーン内に位置決めされる。任意選択で、切り屑粉砕部は、切れ刃の長さ方向（インサートを横切る幅方向に対応する）に切り屑粉砕部の小部分または大部分を含む交差ゾーンの外に延在することができる。したがって、本インサートは、ドリル工具の軸中心に対して、形成されたままの状態の切り屑の所望の半径方向位置での切り屑破断を提供し容易にするように適合することができる。

好ましくは、シャフトは、軸方向前方端からマウントシャンクに向かって軸方向に後方に延在する切り屑フルートを備える。好ましくは、中央および周縁インサートは、それぞれの切り屑フルートのそれぞれの軸方向前方端に位置決めされ、それにより、インサートのそれぞれの切れ刃は、切り屑フルートに直接推進される切り屑破片を作成して、ボアホールからの後方排出を容易にするように構成される。

本発明の特定の実装態様は、ここで、単に例として、また、添付図面を参照して述べられる。

本発明の特定の実装態様による中央および周縁インサートを含む一対の切削インサートを搭載する細長いドリル工具の斜視図である。 図１のドリル工具のさらなる斜視図である。 図２のドリル工具の切削端領域の軸方向端面図である。 図３のドリル工具の周縁切削インサートの斜視図である。 図４の周縁切削インサートのさらなる斜視図である。 図５の周縁切削インサートの平面図である。 切削領域から観察される図６の周縁切削インサートの端面図である。 図６の周縁切削インサートのＡ－Ａを通る断面図である。 さらなる特定の実装態様による、図３のドリル工具の周縁切削インサートの斜視図である。 さらなる実施形態による図９の周縁切削インサートの端面図である。 切り屑巻き付きを促進するように構成される切り刃プロファイルを有するさらなる実施形態による、周縁切削インサートの斜視図である。 切れ刃領域から観察される図１１の周縁切削インサートの端面図である。

図１および図２を参照すると、金属を切削するために特に適合される割り出し可能なインサートドリル工具は、穿孔機内にドリル本体１０を搭載するために軸方向に後方のシャンクを有するドリル本体１０、および、切削端１３を有する軸方向に前方のシャフト１１を備える。シャフト１１は、切削端１３からシャフト１１の後方端に向かってドリル本体１０の中心長手方向軸１４の周りに軸方向にかつ螺旋状に延在する一対の半径方向に対向する切り屑フルート１７を備える。図３を参照すると、一対のボア２０は、フラッシング流体の送出を可能にするためにドリル本体１０を通して軸方向に延在する。一対の耐摩耗性切削インサートは、中央インサート１６および周縁インサート１５を特に含むシャフト切削端１３に搭載される。各インサート１５、１６は、ドリルシャフト１１に取り付けるための搭載ねじ（図示せず）を受け取るボア３０（図４～６内で周縁インサート１６のために示される）を備える。中央インサート１６は先行切れ刃２１を備え、周縁インサート１５は対応する先行切れ刃２６を備える。

図１～３を参照すると、ドリル本体１０は、軸１４の周りに方向Ｒに回転可能であるように構成され、それにより、切れ刃２１、２６は、ドリル本体１０の軸方向前進によって、工作物材料（図示せず）に切り込んで、周縁インサート１５によって決定される切削工具の直径に対応する直径を有するボアホールを作成するように構成される。特に図３を参照すると、切削工具の軸方向端面図は、軸１４において交差する２つの垂直仮想平面Ｐ１およびＰ２によって分割することができる。周縁切削インサート１５は平面Ｐ１の一方の側に完全に位置決めされ、一方、中央インサート１６の大部分は平面Ｐ１の対向する側内に位置決めされる。インサート１６、１５の切れ刃２１、２６は平面Ｐ２にまたはその近くに位置する。特定の実装態様によれば、中央インサート１６は、平面Ｐ２に対して横に整列し、それにより、中央インサート１６の半径方向外側側面は、ドリル工具の回転方向Ｒにおいて半径方向内側側面の後方に位置決めされる。

図４および図５を参照すると、周縁インサート１５は、ほぼ矩形の前支持面２３（および対応する後方支持面３４）を有するほぼ矩形の立方形状プロファイルを備える。第１の外側面２７ａは、（ドリル本体１０に搭載されると）インサート１５の半径方向内側領域を示し、面２７ａは軸１４の最も近くに位置決めされる。インサート１５は、半径方向に外に向くために、シャフト１１の半径方向外周に位置する半径方向に外側の第２の外側面２７ｂによってさらに画定される。切れ刃２６は、外側面２７ａと２７ｂとの間でインサート１５を横切って幅方向に延在し、切れ刃２６は、図２～３に示すように、ドリル本体１０においてほぼ半径方向に整列する。切れ刃２６は、すくい面２５と逃げ面２４の交差部において画定される。すくい面２５は、支持表面２３の窪んだ伸長部を示し、図８を参照してさらに示すように、図６のインサート１５を通る断面平面Ａ－Ａ内に少なくとも部分的に湾曲した凹形状プロファイルを備える。逃げ面２４は、軸１４に垂直な平面から下降し、それにより、インサート１５がドリル本体１０に搭載されると、切れ刃２６は、インサート１５の軸方向先行部分を示して、ドリル本体１０が方向Ｒに回転すると、工作物材料に切り込む。特定の実装態様によれば、逃げ面２４は、インサート１５を横切って幅方向（細長いドリル本体１０の半径方向に対応する）に２つの領域に分割されると考えることができる。特に、逃げ面２４は、半径方向内側領域２４ａおよび半径方向外側領域２４ｂを備え、半径方向内側領域２４ａおよび半径方向外側領域２４ｂは、幅方向（半径方向内側端２６ａと半径方向外側端２６ｂとの間の切れ刃２６の長さ方向に対応する）にインサート１５のほぼ半径方向内側半分および半径方向外側半分を示す寸法に作られる。逃げ面の第１の領域２４ａは、切れ刃２６が、１５８°～１６２°のおおよその範囲内の角度でその長さに沿って角度が付くように、第２の領域２４ｂの横に整列する。図８を参照しかつインサート１５を通る断面Ａ－Ａにおいて、逃げ面２４とすくい面２５の軸方向前方領域との間の角度βは、７０°～８０°の範囲内にある。したがって、逃げ面２４は、支持表面２３に対して鋭角で延在する。そのような配置構成は、先行切れ刃２６が、インサート１５の軸方向に前方の先行領域においてアンダーカットによって少なくとも部分的に画定されることを可能にする。

特定の実装態様によれば、インサート１５は、隆起突出部の形態ですくい面２５に設けられた切り屑粉砕部（代替的に、切り屑破断部）を備える。参照２９で全体的に示すチャンファは、粉砕部２８の先行領域に（インサート１５の長さ方向に）設けられ、チャンファ２９は、すくい面２５と逃げ面２４の交差部に位置決めされる。すなわち、チャンファ２９は、主切れ刃２６に位置的に対応する第１の刃２９ａおよび（第１の刃２９ａに平行に整列する）第２の刃２９ｂを備え、第２の刃２９ｂは、隆起し、図７ならびに仮想平面Ｈ１およびＨ２を参照して示すように、第１の刃２９ａ（および主切れ刃２６）に対して高さの差を有する。したがって、チャンファ２９は、逃げ面２４およびすくい面２５の少なくとも軸方向先行部分の横に整列する、刃２９ａと２９ｂとの間に画定された交差表面１８を備える。図８を参照すると、逃げ面２４とチャンファ２９の交差表面１８との間の角度αは、２５°～６５°、より好ましくは４０°～５０°の範囲内にある。チャンファ２９および特に交差表面１８は、粉砕部主面３２に移行し、粉砕部主面３２は図２の平面Ｐ２にほぼ整列する。図６の平面Ａ－Ａ内の粉砕部主面３２の形状プロファイルは、粉砕部２８の一方または両方の側におけるすくい面２５の全体的形状プロファイルに対応する。図８を参照すると、逃げ面２４と粉砕部主面３２の軸方向前方または先行部分との間の角度βは７０°～８５°の範囲内にある。

特定の実装態様によれば、粉砕部２８は、切れ刃２６（粉砕部先行刃２９ａ）と支持表面２３との接合部に位置決めされたすくい面２５の後方端３１との間に（すくい面２５を横切って幅方向に）完全に延在する。さらなる実装態様によれば、粉砕部２８は、切れ刃２６に向かう方向にすくい面２５の前方領域にのみ設けることができる。有利には、図１～８の実施形態は、切削中に高温および高応力に耐える構造的に強固な構成を提供して、インサート１５における応力集中の可能性を最小化する。粉砕部２８は、傾斜チャンファ２９（切れ刃２６にほぼ位置決めされる）に加えて、すくい面２５と粉砕部主面３２との間でＨ１とＨ２との間の高さ方向への移行部を提供する対応する対のベベル付き側面３３ａ、３３ｂを同様に備える。仮想平面Ｈ１に対する側面３３ａ、３３ｂの角度は、交差表面１８と逃げ面２４との間の角度αにほぼ等しい。そのような配置構成は、すくい面２５から切り屑粉砕部２８にわたりかつそれを横切るスムーズな移行を提供して、応力集中を最小化し、また、切り屑破断をさらに容易にする。

図６および図７から留意されるように、すくい面２５における隆起リッジまたはシェルとして形成される切り屑粉砕部２８は、軸１４に対してドリル本体１０の半径方向にインサート１５の半径方向内側半分内に位置決めされる。すなわち、粉砕部２８は、半径方向外側ゾーンＺ２に対して半径方向内側ゾーンＺ１内に排他的に位置決めされ、Ｚ１およびＺ２は、インサート１５を横切る幅方向に対応する、ドリル本体１０の半径方向にほぼ等しい。特に、粉砕部２８の長さＢは、切れ刃の半径方向内側端２６ａと半径方向外側端２６ｂとの間の切れ刃２６（粉砕部切れ刃２９ａを含む）総軸方向長さＬの２０％～４５％、好ましくは２８％～３８％の範囲内にある。

再び図１～３を参照すると、中央インサート１６は、周縁インサート１５の軸方向に前方に搭載され、それにより、工作物（図示せず）は、最初に、中央インサートによって入れられて、軸１４の周りに初期環状溝を作成する。継続した回転および軸方向前進によって、インサート１５の先行切れ刃２６（およびチャンファ２９）は、工作物に係合して、中央インサート１６の切れ刃２１の有効伸長部を形成する。特に、回転方向Ｒに、中央および周縁インサート１６、１５は、それぞれの切れ刃２１、２６、および２９ａが、周縁インサート１５の内側ゾーンＺ１に対応する交差ゾーン内で重なり合うように半径方向に位置決めされる。工作物の切削が、２つのインサート１６、１５の半径方向に重なり合う切れ刃によって協働的に起こるのは、このゾーンＺ１中においてである。特定の実装態様によれば、切り屑粉砕部２８およびチャンファ２９は、軸１４の周りのインサート１６、１５の重なり合う回転経路に関して、中央および周縁インサート１６、１５の交差ゾーンＺ１内に排他的に位置決めされる。交差ゾーンＺ１内の切削から生じる切り屑の部分は、割れをより受け易いことが分かっており、その部分は、チャンファ２９が位置決めされるこの領域にあり、切削抵抗を増加させ、切り屑の脆性を相応して増大させ、したがって、切り屑破断を容易にする。認識されるように、両方のゾーンＺ１およびＺ２は、軸１４の周りに延在するほぼ環状のリング状掃引エリアであり、ゾーンＺ２の半径方向位置はボアホールの直径を効果的に規定する。

重要なことには、粉砕部２８の半径方向内側と半径方向外側の両方の切れ刃２６は、チャンファ付きでなく、逃げ面２４とすくい面２５との間の比較的尖った交差部として形成される。すなわち、チャンファ２９は、切れ刃２６の全長Ｌに対してインサート１５の幅方向の小部分にわたって延在し、切れ刃２６の全長Ｌは、チャンファ刃２９ａおよび切り屑粉砕部２８の一方または両方の側における切れ刃２６を含む。そのような配置構成は、切り屑破断を容易にしながら、回転中にドリル本体１０の安定性を最大化するために有利である。特に、チャンファ２９は、ドリル本体１０が方向Ｒに回転するときにインサート１２の切削抵抗を増加させるように構成される。したがって、形成する切り屑は、抵抗の増加によって加熱され、そのことは、次に、切り屑の脆性を増加させ、切り屑に割れをより受け易くさせる。切れ刃２６（粉砕部切れ刃２９ａ）から延在する粉砕部２８の隆起プロファイルは、切り屑がすくい面２５において形成するときに、切り屑に障害物を相応して提供する。脆性の増大と粉砕部２８の隆起プロファイルの組み合わせは、工具本体が方向Ｒに回転するときに切り屑を連続して破砕させ破断させるように働く。したがって、本発明は、形成されたままの状態の切り屑の長さを最小に維持し、また、穿孔効率を普通なら減少させることになる長い螺旋状切り屑または強く巻き付いた切り屑ボールの作成を特に回避するように構成される。したがって、本インサート構成は、切り屑フルート１７を介した、形成されたままの状態のボア内の切り屑の後方排出を容易にする。

本発明のさらなる実施形態は、粉砕部２８がすくい面２５において凹所または溝として形成される図９および図１０を参照して述べられる。すなわち、粉砕部２８の主表面３２は、切れ刃２６のすぐ後ろですくい面２５の高さＨ２に対して低い高さＨ１に位置決めされる。同様に、粉砕部側面３３ａ、３３ｂは、溝状粉砕部２８を画定するためにすくい面２５を横切って幅方向に延在し、外側面３３ａ、３３ｂは、工具軸１４に垂直な平面に対して、チャンファ２９と一貫性がある対応する傾斜で整列する。図９～１０のさらなる実施形態によるチャンファ２９の形状プロファイルおよび配向は、傾斜交差表面１８が、逃げ面２４に対して角度αで配向する図４～８の第１の実施形態に対応する。切り屑破断の同じ機構は、第２の実施形態に適用され、第２の実施形態において、チャンファは、切削に対して抵抗の増加を提供して、形成されたままの状態の切り屑の物理的および機械的特性を変更し、切り屑は、粉砕部主面３２およびすくい面２５によって提供されるＨ１とＨ２との間の高さの差によって破砕され破断される。やはり、第２の実施形態の粉砕部２８の寸法およびサイズは、第１の実施形態にほぼ等しく、ドリル本体１０の半径方向に長さＢ、および、切れ刃２６とすくい面後方端３１との間のすくい面２５の全幅を完全に横切って延在する幅（インサート１５の長さ方向の）を有する。

図１１および図１２は、切り屑巻き付きを促進し容易にするように適合された切れ刃２６を有する本発明のさらなる実施形態を示す。図２～１０の周縁インサートの実施形態の特徴および機能の大部分は、図１１～１２のさらなる実施形態と共通である。さらなる実施形態によれば、インサート１５がドリル本体１０に搭載された状態で、切れ刃２６の半径方向外側部分２６ｃは湾曲して、特に、窪んで、回転方向Ｒに対してインサート１５の中心領域および半径方向内側領域における切れ刃２６の長さの残りの部分（および大部分）の前方に突出する。逃げ面２４から真横に観察されると、半径方向外側部分２６ｃの切れ刃２６は、ゾーンＺ２内のインサート１５の高さ（および厚さ）を増加させるために、上方に偏向するように隆起すると考えることができる。特に、切れ刃２６の半径方向外側端２６ｂは、切れ刃２６の中間長さ領域および半径方向内側ゾーンＺ１内の領域を超えて高さｈに隆起する。特定の実装態様によれば、切れ刃２６は、（逃げ面２４から真横に観察されると）インサート１５の高さまたは厚さ方向に湾曲して、ゾーンＺ２内で大きい半径の湾曲移行部分２６ｃを提供し、部分２６ｃは、切れ刃２６のほぼ中間長さの位置と半径方向外側端２６ｂ（外側端２６ｂは、インサート１５の最も外側の端３５の内部で半径方向に位置決めされる）との間に延在する。特定の実施形態によれば、ｈは、チャンファ２９が、チャンファの第２の刃２９ｂに対応する切れ刃２６の主長さを超えてその分だけ延在する高さより高い。さらに、ｈは、図１２（および図７）に示すように、（インサート１５が切削端領域、特に、逃げ面２４から観察されると）支持面２３が、切れ刃２６の長さの大部分に対してその分だけ隆起する高さより低い。

実施形態による切り刃領域２６ｃは、平面Ｐ２（図３参照）内で湾曲する、すなわち、窪む。しかしながら、さらなる実施形態によれば、移行部は角度が付くことができる。（回転方向Ｒに切れ刃２６の残りの部分の前方に突出するために）湾曲するまたは角度が付く切れ刃２６の半径方向外側部分２６ｃは、強く巻き付いた切り屑の作成を容易にし、強く巻き付いた切り屑は、細長い切り屑ストリップまたは緩い螺旋状切り屑に比べて、形成されたままの状態のボア内で少ない体積を相応して占める。認識されるように、これは、ボアからの切り屑吐出を容易にし、相応して、切削効率を増加させ、インサートおよび切削工具の耐用年数を延長するために有利である。

Claims (17)

1. ドリル工具（１０）のための金属切削ドリルインサート（１５）において、
   隣接するすくい面（２５）と逃げ面（２４）の交差部において形成される少なくとも１つの切れ刃（２６）であって、前記工具の半径方向に沿った長さを有する、少なくとも１つの切れ刃（２６）と、
   前記すくい面（２５）における隆起突出部または凹所として形成され、前記切れ刃（２６）から延在する切り屑粉砕部（２８）とを備える、インサートであって、
   前記すくい面（２５）と前記逃げ面（２４）の前記交差部にありかつ前記切り屑粉砕部（２８）に位置決めされたチャンファ（２９）であって、前記切り屑粉砕部（２８）の一方のまたは両方の側における前記切れ刃（２６）のプロファイルに対応するように画定される、チャンファ（２９）を特徴とし、
   前記すくい面（２５）の前記切れ刃（２６）の長さ方向における前記切り屑粉砕部（２８）の長さ（Ｂ）は、前記インサート（１５）の外側面（２７ａ，２７ｂ）の間の前記切り屑粉砕部（２８）の一方のまたは両方の側における前記切れ刃（２６）の残りの長さ部分より小さい、インサート。
2. 第２のインサート（１６）と協働して働くように構成され、前記インサート（１５）および前記第２のインサート（１６）は、異なる半径方向位置で前記工具（１０）に搭載可能であり、それにより、前記工具（１０）の回転中に、前記インサート（１５）および前記第２のインサート（１６）は、環状交差ゾーン（Ｚ１）を画定するために半径方向に重なり合い、
   前記切り屑粉砕部（２８）は、前記交差ゾーン（Ｚ１）内で前記切れ刃（２６）に対して位置決めされる、請求項１に記載のインサート。
3. 前記切り屑粉砕部（２８）の前記長さ（Ｂ）は、前記切れ刃（２６）の全長（Ｌ）の５～４５％であり、前記全長（Ｌ）は、前記チャンファ（２９）および前記切り屑粉砕部（２８）の一方のまたは両方の側における前記切れ刃（２６）を含む、請求項１または２に記載のインサート。
4. 前記すくい面（２５）において単一の切り屑粉砕部（２８）を備える、請求項１から３のいずれか一項に記載のインサート。
5. 前記切り屑粉砕部（２８）における前記チャンファ（２９）は交差表面（１８）を備え、前記切れ刃（２６）の長さ方向に垂直な平面内で、前記交差表面（１８）は、前記逃げ面（２４）に対して、２０°～７０°、２５°～６５°、３０°～６０°、３５°～５５°、または４０°～５０°の範囲内で方向付けされている、請求項１から４のいずれか一項に記載のインサート。
6. 前記切り屑粉砕部（２８）は、前記すくい面（２５）を横切る前記切れ刃（２６）の長さ方向に垂直な幅方向において部分的にまたは完全に延在する、請求項１から５のいずれか一項に記載のインサート。
7. 前記インサート（１５）は、前記ドリル工具（１０）の中央インサート（１６）と協働する周縁インサート（１５）であり、前記周縁および中央インサート（１５，１６）は、前記ドリル工具（１０）の半径方向について反対に配置されるように画定される、請求項１から６のいずれか一項に記載のインサート。
8. 全体的にほぼ矩形の立方形状を備え、前記切れ刃（２６）は、前記インサート（１５）の１つの端部または２つの対向する端部において前記インサート（１５）を横切る幅方向に延在する、請求項１から７のいずれか一項に記載のインサート。
9. 前記切り屑粉砕部（２８）は、前記インサート（１５）において前記切れ刃（２６）の長さ方向に前記インサート（１５）の第２の外側面（２７ｂ）に対して第１の外側面（２７ａ）の近くに位置決めされる、請求項１から８のいずれか一項に記載のインサート。
10. 前記切り屑粉砕部（２８）は、前記切れ刃（２６）の長さ方向について、前記インサートの前記第１の外側面（２７ａ）に近い第１の半分内にのみ配置されている、請求項９に記載のインサート。
11. 前記切れ刃（２６）の長さ方向に、前記切れ刃（２６）の一部分（２６ｃ）は、前記インサート（１５）の第２の外側面（２７ｂ）に最も近い前記切れ刃（２６）の第２の端（２６ｂ）が、前記インサート（１５）の第１の外側面（２７ａ）に最も近い前記切れ刃（２６）の第１の端（２６ａ）に対して隆起するように湾曲するまたは角度が付く、請求項１から１０のいずれか一項に記載のインサート。
12. 前記第２の外側面（２７ｂ）に最も近い前記切れ刃（２６）の部分（２６ｃ）は、前記インサート（１５）を前記逃げ面（２４）側から見たときに、前記切れ刃（２６）の前記第２の端（２６ｂ）に向かって上方に湾曲するように窪む、請求項１１に記載のインサート。
13. 金属切削ドリル工具（１０）であって、
    軸方向に前方のボーリングシャフト（１１）および軸方向に後方のマウントシャンク（１２）を有する細長いドリル本体と、
    前記シャフト（１１）の軸方向前方端（１３）に搭載可能な、請求項１から１２のいずれか一項に記載のドリルインサート（１５）と
    を備える、工具。
14. 前記インサート（１５）は、ドリル工具（１０）の半径方向に周縁の領域に搭載されて、周縁インサート（１５）を形成する、請求項１３に記載の工具。
15. 前記周縁インサート（１５）に対して中央インサート（１６）を形成するために、ドリル工具（１０）の半径方向中心領域においてまたは前記半径方向中心領域に向かって搭載される第２の切削インサート（１６）をさらに備える、請求項１４に記載の工具。
16. 前記シャフト（１１）の前記軸方向前方端（１３）に搭載された、単一周縁インサート（１５）および単一中央インサート（１６）を備える、請求項１５に記載の工具。
17. 前記周縁および中央インサート（１５，１６）は、ドリル工具（１０）の回転中に、前記周縁および中央インサート（１５，１６）が、環状交差ゾーン（Ｚ１）を画定するために半径方向に重なり合うようにドリル工具（１０）に搭載され、
    前記切り屑粉砕部（２８）は、前記交差ゾーン（Ｚ１）内で前記切れ刃（２６）に対して位置決めされる、請求項１５または１６に記載の工具。
    

Images