JPH04294915A - 切削インサート及びドリル工具 - Google Patents

切削インサート及びドリル工具

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JPH04294915A
JPH04294915A JP3361084A JP36108491A JPH04294915A JP H04294915 A JPH04294915 A JP H04294915A JP 3361084 A JP3361084 A JP 3361084A JP 36108491 A JP36108491 A JP 36108491A JP H04294915 A JPH04294915 A JP H04294915A
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insert
cutting
edge
extending
recess
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JP3361084A
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Leif Nystroem
レイフ　ニストレーム
Claes Lagerholm
クラエス　ラゲロルム
Jr Anthony F Yakamavich
アンソニー　エフ．ヤカマビチ，ジュニア
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Sandvik AB
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Sandvik AB
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、少なくとも１つの切削
隅角部と、切削インサートの上方すくい面と下方逃げ面
との間の交差部に設けられた隣接する切削刃とを具備し
、すくい面にチップブレーカ凹所が設けられた、金属被
加工物をチップ形成機械加工するための切削インサート
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】すくい面に１個又は数個の焼結されたチ
ップブレーキ溝を有するインサートが設けられたドリル
シャフトを含む、従来のドリル工具は例えば米国特許第
４，２１５，９５７号に開示されている。このようなド
リル工具はしかし、必らずしもチップの所望の最適な形
成をもたらすとは限らない。非常に短いコンマ形状のチ
ップを得ることができ、それによりチップ放出の効率を
向上することができるようにすることが望まれることが
多い。しかし同時に、ドリルを駆動するのに必要なエネ
ルギの減少は達成できなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、穴あけが堅い材料又は中程度の堅い状態の材料
に行われた時さらに有利なチップ形成を可能とする、新
規なインサートとドリル工具とを提供することである。
【０００４】本発明の他の目的は作動に必要とされる動
力エネルギの減少を可能にする新しい型のインサートと
ドリル工具とを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、インサートを
金属の被加工物（ワーク）の穴のチップ形成機械加工の
ために用いることのできるような切削インサートと回転
ドリルとを含んでいる。
【０００６】この切削インサートは上方部分と下方部分
とを有する。上方部分は頂面とこの頂面から下方部分に
向う方向に離間したすくい面とを含んでいる。端縁面が
すくい面と下方部分との間に延びている。すくい面と第
１の端縁面との間の交差部が切削刃を区画形成する。こ
の第１の端縁面は切削刃のための逃げ面を区画形成する
。切削刃はインサートの中心線に対し斜めに延びている
。中心線は、インサートを頂面から見たとき第１の端縁
面と第１の端縁面に対向して位置する第２の端縁面とに
交差する。すくい面は切削刃と平行に延びかつインサー
トを頂面から見たとき切削刃から内側に向って離間して
いるチップブレーキ凹所を含んでいる。
【０００７】好ましくは、滑らかにわん曲した変移表面
が凹所の内端から頂面へと延びている。この変移表面は
断面が円弧として形成される。この円弧は頂面と切削刃
を区画形成するすくい面の一部との間に延びる高さより
も大きい半径を有している。
【０００８】これらの端縁面は、それぞれが第１の端縁
面と第２の端縁面との間に延びる第３と第４の相互に平
行な端縁面を含んでいる。第２の端縁面の少なくとも一
部が第３及び第４の端縁面に直角に延びている。切削刃
は、インサートを頂面から見たとき第３及び第４の端縁
面への垂線と鋭角を形成する。この鋭角は１０度から４
５度であり、最も好ましいのは１０度から２５度である
。
【０００９】チップブレーカ凹所は好ましくは断面が円
弧として形成される。この円弧の半径は凹所の外端と内
端との間で測ったとき凹所の幅より小さい。凹所の半径
は変移表面の半径よりも小さい。
【００１０】ドリル工具は、その円筒状外周面上に少な
くとも１つの案内パッドを有するドリル本体を具備して
いる。少なくとも第１及び第２の切削インサートがドリ
ル本体の同一の直径に沿って配置される。第１のインサ
ートは第２のインサートよりもドリル本体の回転中心軸
線により近く位置している。第２のインサートは周面に
配置され、半径方向にかつ軸方向内側に延びる切削刃を
有している。切削刃は回転軸線に直角な直線とで鋭角を
形成する。この鋭角は１０度から４５度である。インサ
ートは切削刃に平行に延びかつ切削刃から軸方向後方に
離間しているチップブレーキ凹所を含んでいる。
【００１１】好ましくは、第１のインサートはさらに、
半径方向外側にかつ軸方向後方に延びまた回転軸線に直
角な直線とで１０度から４５度の鋭角を形成する切削刃
を含んでいる。
【００１２】好ましくは、第３の切削インサートが第１
及び第２のインサートの直径方向中間に同じ直径に沿っ
て配設される。この第３のインサートは半径方向内側に
かつ軸方向後方に延びる切削刃を有している。第３のイ
ンサートの切削刃の半径方向内端縁は回転軸線に近接し
て位置している。
【００１３】第３のインサートの切削刃は好ましくは他
の２つのインサートの切削刃と半径方向に重なっている
。
【００１４】
【実施例】本発明の目的及び利点は、同一部分は同一符
号で示す添付図面と関連する好適な実施態様についての
以下の詳細な説明から明らかとなるであろう。
【００１５】図１及び２に示されるインサート１０は上
方部分８と下方部分１２とを有している。上方部分は平
らな下方部分１２に平行に配設された平らな頂面１１を
含んでいる。これら頂部及び底部部分は、２つの端縁面
１３，１４が平行でかつ相互に対向する４つの端縁面に
よって相互に連結されている。他の端縁面は、表面部分
１５が端縁面１３と１４に対し直角に配されている３つ
の表面部分１５，１６及び１７によって構成されている
。インサートの中心線Ｃは第４の端縁面１８と表面部分
１５とに交差する。インサートの第４の端縁面１８は中
心線Ｃに直角な直線に対し１０〜４５°、好ましくは１
０〜２５°の鋭角αをもって配置されている。図１及び
２に開示される実施態様においては、中心線Ｃは端縁面
１３，１４に平行である。端縁面１８はまた上方部分８
の上側すくい面１９に対し一定の逃げ角βが設けられ、
それによりすくい面１９の平坦部分１９′と端縁面１８
との交差線が切削刃２０を形成するようにしている。
【００１６】チップブレーカ凹所２１がすくい面１９に
設けられる。この凹所は切削刃２０に平行に延びしかも
切削刃２０から一定の距離をおいて位置している。凹所
２１は切削刃２０の長さの大部分に沿って延びまた端縁
面１３と１４から一定距離をおいて終っている。すくい
面１９の平坦部分１９′は頂面１１より低い高さに位置
する１つの平面上にあり頂面１１に平行となっている。 頂面１１と凹所２１の内端２６との間に延びる変移表面
２２は半径Ｒ１を有する凹面である。凹所２１は平坦部
分１９′の幅Ｂ１の約４分の１の、すくい面の平坦部分
からの深さＨ１とするのが適当であることが知られてい
る。
【００１７】図３及び４には、チップブレーカ凹所２１
Ａが切削刃２０からさらに大きな距離で位置するインサ
ート１０Ａの他の実施態様が示されている。凹所２１Ａ
の断面は、凹所２１Ａが頂面１１に平行な平面上に位置
する平らな底部中央表面部分２３と、この平らな底面部
分２３の対向側面から延出する凹面部分２４，２５とを
含むことを、示している。図１及び２に開示されたイン
サートと同様に、頂面１１と凹所２１Ａとの間の変移部
は断面が凹面の表面２２Ａによって与えられる。表面２
２Ａの半径Ｒ１は好ましくは表面部分２４，２５の各々
の半径Ｒ２の約２倍である。
【００１８】Ｒ１が、すくい面１９Ａの平坦部分１９Ａ
′と図２及び４の頂部表面との間の高さＨ２の約２倍で
あることが好ましい。半径Ｒ１は好ましくは、Ｂ１がす
くい面１９Ａの平坦部分の幅を表わしＢ２が凹所２１（
又は２１Ａ）の幅を表わすとき、Ｂ１＋Ｂの長さに等し
くすべきである。Ｂ２は好ましくは半径Ｒ２より大きく
する。
【００１９】図５ないし７には、３つのインサート１０
′，１０″，１００を含むドリル工具が示されている。 このドリル工具はドリル本体２７を含み、ドリル本体の
前方部分には２つの案内パッド２８，２９と３つの半径
方向に向けられた切削インサート１０′，１０″，１０
０とが設けられる。これらインサートはドリル本体にろ
う付けされ、共通の直径方向平面Ｐ上に配された切削刃
を有している。インサート１０′，１０″は図１，２（
又は３，４）についてすでに記載したインサート１０と
同一であるが、インサート１００は図７に示すような（
以下に記載される）形状をしている。インサート１０′
，１０″はドリル工具の軸方向中心線Ｍの対向側に配置
され、インサート１００はその間で半径方向に配置され
ている。半径方向最外周のインサート１０′はドリル本
体の円筒状周面３３と案内パッド２８，２９とを越えて
半径方向に延出し、それによりドリルによって穿孔され
る被加工物（ワーク）の孔の直径がこのインサート１０
′により画定されるようになっている。インサート１０
′，１００は共に軸方向中心線Ｍの一側に配され、それ
によりインサート１００の切削刃２００が軸方向後方に
かつ半径方向内方に傾斜されるようにする。インサート
１０′と１００の両者は中心線Ｍの同じ側に全体を位置
させることができ、又はインサート１００を図５に示す
ように中心線Ｍとわずかに重なるようにすることができ
る。
【００２０】インサート１００（図７）は図１及び２に
示すインサート１０とほぼ同じ形状に作られる。すくい
面１９０と逃げ面１８との間に形成される切削刃２００
は平行な端縁面への垂線Ｎから角αをなして延びる点で
インサート１０の切削刃２０と同じである。インサート
１００のすくい面１９０は表面１１の下方の高さＨ２に
位置する平坦面である。インサート１００はチップブレ
ーカ凹所を含まず、むしろすくい面１９０は直接凹面２
２０に接合する。すくい面の幅Ｂ３はしたがって図１及
び２に示されるインサート１０の幅Ｂ１＋Ｂ２の長さに
一致し、頂面１１とすくい面１９０との間の変移部は半
径Ｒ１によって形成される凹面２２０によって画定され
る。
【００２１】インサート１０″と案内パッド２９とは、
インサート１０″がドリル回転中心と案内パッド２９と
の間に位置するように、中心線Ｍの同じ側に配置される
。図５から明らかなように、インサート１００と１０″
はほぼ同じ軸線方向に前進した位置に配され、周縁イン
サート１０′に比べて軸方向に前進している。さらに、
工具本体の回転中、インサート１０″が他のインサート
１００，１０′の両方と半径方向に重なり、それにより
これら３つのインサートが穿孔されるべき孔の全直径を
切り取ることが理解される。
【００２２】インサートをこのように中心線Ｍの両側で
半径方向に重なるように配置しまたインサート１００と
１０″をインサート１０′に対し軸方向に前進した位置
に配置することにより、全体の主切削力又は合力の減少
が達成される。図１及び２（又は図３及び４）について
説明された形状の２つのインサート１０′，１０″をさ
らに設け、図７について説明された形状のインサート１
００と組合わせることにより、切削力が減少されるばか
りでなく、また切削刃の摩耗の量が、接触長さ、すなわ
ちチップとインサートとの間の面接触の大きさが減少さ
れるため、減少できることがわかった。インサート１０
′と１０″が同じ形状を有し、インサート１０′と１０
″の両方の切削刃２０が軸方向内側かつ半径方向外側に
傾斜していることが重要である。
【００２３】各インサートの中心線Ｃはドリル本体の中
心軸線Ｍに実質的に平行に配置されている。したがって
、前記角度αは、切削刃２０（又は２００）によりドリ
ル本体の回転中心軸線Ｍへの垂線との間に形成されると
考えることができる。試験は、チップとインサートとの
間の接触長さを６０％に減少できることを示している。 これは、最大の回転切削速度となる周縁インサート１０
′（注：切削速度はドリルの中心に近づく時減少し、中
心ではゼロとなる）にとって特に、きわめて重要である
。
【００２４】本発明は好適な実施態様について述べられ
てきたが、当業者にとって、詳細には記載されていない
付加、変更、置換及び削除が、特許請求の範囲に規定さ
れる本発明の精神と範囲から逸脱することなく、なし得
ることが理解されるベきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインサートの斜視頂面図である。
【図２】図１の２−２線に沿った断面図である。
【図３】本発明の他の実施態様によるインサートの頂面
図である。
【図４】図３の４−４線に沿った断面図である。
【図５】本発明の切削インサートを取付けたドリル本体
の側面図である。
【図６】図５に示すドリルの前側端面図である。
【図７】図５の７−７線に沿った断面図である。
【符号の説明】
８…上方部分 １０…インサート １１…頂面 １２…下方部分 １８…端縁面 １９…すくい面 ２０…切削刃 ２１…チップブレーカ凹所 ２２…変移表面 ２７…ドリル本体 ２８…案内パッド ２９…案内パッド １００…インサート １９０…すくい面

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　金属の被加工物の穴をチップ形成機械
    加工するための回転ドリルに用いる切削インサートであ
    って、上方部分と下方部分であって、上方部分が頂面と
    該頂面から前記下方部分に向う方向に離間しているすく
    い面とを含んでいる、上方部分と下方部分と、前記すく
    い面と前記下方部分との間に延びる端縁面であって、前
    記すくい面と該端縁面の第１の端縁面との間の交差部が
    切削刃を区画形成し、前記第１の端縁面が該切削刃のた
    めの逃げ面を区画形成し、前記切削刃が前記インサート
    の中心線に対し斜めに延び、前記中心線が前記インサー
    トを頂面から見たとき前記第１の端縁面と第１の端縁面
    に対向して位置する第２の端縁面とに交差する、端縁面
    とを具備し、前記すくい面が、前記切削刃に平行に延び
    かつ前記インサートを頂面から見たとき切削刃から内側
    に離間しているチップブレーカ凹所を含んでいる切削イ
    ンサート。
  2. 【請求項２】　　前記端縁面が、それぞれが前記第１及
    び第２の端縁面の間に延びる相互に平行な第３及び第４
    の端縁面を含み、前記第２の端縁面の少なくとも一部が
    該第３及び第４の端縁面に直角に延びている請求項１に
    記載の切削インサート。
  3. 【請求項３】　　前記凹所の内端から前記頂面に延びる
    滑らかなわん曲変移表面を含んでいる請求項１に記載の
    切削インサート。
  4. 【請求項４】　　前記変移表面が断面円弧として形成さ
    れ、該円弧が前記頂面と前記切削刃を区画形成する前記
    すくい面の一部との間に延びる高さより大きな半径を有
    している請求項３に記載の切削インサート。
  5. 【請求項５】　　前記半径が前記高さの約２倍の大きさ
    である請求項４に記載の切削インサート。
  6. 【請求項６】　　前記切削刃が、前記インサートを頂面
    から見たとき前記第３及び第４の端縁面への垂線とで鋭
    角を形成し、該鋭角が１０度から４５度である請求項１
    に記載の切削インサート。
  7. 【請求項７】　　前記鋭角が１０度から２５度である請
    求項６に記載の切削インサート。
  8. 【請求項８】　　前記チップブレーカ凹所が断面で見て
    円弧として形成され、該円弧の半径が前記凹所の外端と
    内端との間で測った前記凹所の幅よりも小さい請求項１
    に記載の切削インサート。
  9. 【請求項９】　　前記凹所の前記内端から前記頂面に延
    びる変移表面を含み、該変移表面が断面円弧として形成
    されかつ前記凹所の前記半径より大きな半径を有してい
    る請求項８に記載の切削インサート。
  10. 【請求項１０】　　前記変移表面の前記半径が前記凹所
    の前記半径の約２倍の大きさである請求項９に記載の切
    削インサート。
  11. 【請求項１１】　　前記第２の半径が前記切削刃から前
    記凹所の内端までの距離にほぼ等しい請求項１０に記載
    の切削インサート。
  12. 【請求項１２】　　被加工物の穴をチップ形成機械加工
    するための回転ドリルに用いる切削インサートであって
    、上方部分と下方部分であって、上方部分が頂面と、該
    頂面から前記下方部分に向う方向に離間されたすくい面
    と、前記頂面から該すくい面に延びる滑らかなわん曲変
    移表面とを含んでいる上方部分及び下方部分と、前記す
    くい面と前記下方部分との間に延びる端縁面であって、
    前記すくい面と該端縁面の第１の端縁面との間の交差部
    が切削刃を区画形成し、該第１の端縁面が前記切削刃の
    ための逃げ面を区画形成し、前記切削刃が前記インサー
    トの中心線に対し斜めに延び、該中心線が、前記インサ
    ートを頂面から見て前記第１の端縁面と前記第１の端縁
    面に対向して位置する第２の端縁面とに交差し、前記端
    縁面の第３及び第４の端縁面が相互に平行でありかつそ
    れぞれが前記第１及び第２の端縁面の間に延び、前記第
    ２の端縁面の少なくとも一部が前記第３及び第４の端縁
    面に直角に延びている端縁面とを具備し、前記すくい面
    が、前記切削刃に平行に延びかつ前記インサートを頂面
    から見て切削刃から内側に離間したチップブレーカ凹所
    を含み、該凹所が第１の半径を有する円弧の断面に形成
    され、該第１の半径が前記凹所の内端と外端との間で測
    った前記凹所の幅より小さく、前記変移表面が前記凹所
    の内端から前記頂面に延びまた前記第１の半径より大き
    くかつ前記頂面と前記切削刃を区画形成する前記すくい
    面の一部との間に延びる高さよりも大きい第２の半径を
    有する円弧の断面に形成されている、切削インサート。
  13. 【請求項１３】　　外側円筒状周面上に少なくとも１つ
    の案内パッドを有するドリル本体と、該ドリル本体の同
    一直径にほぼ沿って配された少なくとも第１及び第２の
    切削インサートとを具備し、前記第１のインサートが前
    記第２のインサートよりも前記ドリル本体の回転中心軸
    線に近く位置し、前記第２のインサートが半径方向外側
    にかつ軸方向内側に延びる切削刃を有し、該切削刃が前
    記回転軸線に直角な直線とで鋭角を形成し、前記鋭角が
    １０度から４５度であり、前記インサートが、前記切削
    刃に平行に延びかつ前記切削刃から軸方向後方に離間さ
    れたチップブレーカ凹所を含んでいるドリル工具。
  14. 【請求項１４】　　前記鋭角が１０度から２５度である
    請求項１３に記載のドリル工具。
  15. 【請求項１５】　　前記第１のインサートが、半径方向
    外側かつ軸方向後方に延びまた前記回転軸線に直角な直
    線とで１０度から４５度の鋭角を形成する切削刃を含ん
    でいる請求項１３に記載のドリル工具。
  16. 【請求項１６】　　前記第１及び第２のインサートの中
    間で直径方向に配設されかつ前記同一直径に沿って位置
    する第３の切削インサートを含み、該第３のインサート
    が半径方向内側かつ軸方向後方に延びる切削刃を有し、
    前記第３のインサートの該切削刃の半径方向内端縁が前
    記回転軸線の近くに位置している請求項１５に記載のド
    リル工具。
  17. 【請求項１７】　　前記第３のインサートの前記切削刃
    が前記回転軸線と重なる請求項１６に記載のドリル工具
    。
  18. 【請求項１８】　　前記同一直径に実質的に沿って位置
    しかつ前記第１及び第２のインサートの中間で直径方向
    に配置された第３の切削インサートを含み、前記第３の
    切削刃が前記第１及び第２のインサートの切削刃と半径
    方向に重なる切削刃を有し、前記第１及び第２のインサ
    ートが前記回転軸線の対向側に配置されている請求項１
    ４に記載のドリル工具。
  19. 【請求項１９】　　前記第２のインサートが前記第１の
    インサートの軸方向前方に配置されている請求項１８に
    記載のドリル工具。
  20. 【請求項２０】　　前記第１及び第２のインサートが同
    一形状である請求項１８に記載のドリル工具。
  21. 【請求項２１】　　前記第１のインサートが前記回転軸
    線から半径方向外側に離間している請求項１８に記載の
    ドリル工具。
  22. 【請求項２２】　　前記第２及び第３のインサートが前
    記第１のインサートの軸方向前方に実質的に同一距離で
    配置され、前記第３のインサートが、その切削刃から滑
    らかにわん曲した変移表面まで平坦なすくい面を含んで
    いる請求項１５に記載のドリル工具。
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