JPH0790409B2 - さら穴等工作回転カッタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はボア等の開口端にさら穴や座ぐり、或いはボア
と共軸回転リング状面即ち、ボアに関して回転対称のリ
ング面を工作するカッタに関し、具体的にはボアを工作
したり或いはボアに適合するドリルビットやその他概し
て円柱形の先行案内機素と調節可能に組合せ得る回転カ
ッタ構成要素のアタッチメント、並びにこのアタッチメ
ントに組込む切削インサートに関する。

〔従来技術〕

ツイスト（ねじれ刃）ドリル等の工具に装着して使用す
るこの種カッタアタッチメントは単一作業でボアを穿設
し、そしてさら穴を工作する手段として公知である。例
えば、この種のものは英国特許第1378869号、第1378868
号、第1304382号、第988263号、第570099号及び第57009
8号に開示されている。

しかし、この先行するカッタアタッチメントは、必らず
しも有益ではなく、現在の切削技術による高速度の材料
除去の条件下で使用するときには、特に不利である。こ
の種アタッチメントは中心孔（ボア）を有する管状本体
を有し、その中で関係するドリルビットが軸方向調節を
可能にするために滑動可能であり、しかも本体にはさら
穴用切刃がボアの側面から外出するように配設されてい
る。この切刃は再研磨が必要になる前にその寿命が来て
しまう、斯ゝる限界寿命を有している。それはカッタ本
体と同じ材料で成形されていることによる。この面での
ある種の改良は、本体に半田付けでタングステンカーバ
イド製のチップを配設することにより得られるが、この
種のカッタアタッチメントがどのような形式であって
も、再研磨と再取付が共に高価になり且つ時間を要する
ので、サービスコストが高くつく。

USP 4353670において、この問題に対するアプローチと
して、特殊形式のドリルビットやその他カッタアタッチ
メントの担持部材を設ける方策が採られている。この場
合、概して円筒形の担持部材に平坦な凹所が形成され、
アタッチメントがこの平坦凹所に取付けられるようにな
っている。アタッチメントとしての切削インサートはそ
の主体部が平坦凹所に部分的に挿置されている。なお、
ツイストドリルの場合にはこの凹所の延長部を形成する
ドリルフルートにインサートが部分的に挿置される。い
づれにしても、特別に採用した担持部材に対してのみア
タッチメントが使用出来るに過ぎないので、これは有益
ではない。

更に、従来のアタッチメント本体は、その軸孔に開通し
た縦断スロットを有し、軸孔に挿置した先行案内機素を
縦断スロットの両対向面を締付けネジを用いて引き付け
ることにより本体が機素を締め付けるようにした、斯ゝ
るクランプ機構を具備しているが、スロット対向面の引
き付けで本体自体が不均衡に歪み、結果として本体の回
転軸線に対し機素を共軸状に正確に固定することが出来
難いという問題がある。

更には、この種アタッチメントに装置する切削インサー
トはカッタの切削送りを高めるとインサート寿命が短縮
される、特に半径外側の切刃部分が損傷しがちであると
いう問題がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は上記問題点を解消したアタッチメントを
具備した回転カッタと切削インサートを提供することに
ある。

〔発明の構成〕

本発明のカッタを添付図面を参照して特定すると以下の
通りである。即ち、先ず従来技術と共通の基本的構成で
表現すれば、工作物にそのボアに関して共中心のさら穴
や座ぐり或いはその他のリング状の回転面を工作する回
転カッタであって：軸孔（56）を有する本体（52）；本
体（52）とその背後に一体成形されて軸孔（56）が内部
に延在しているシャンク（54）；軸孔（56）に受容され
ていて、本体（52）の軸前方に、即ち縦前方に突出した
長尺の機素であって、当該機素が工作物ボアに受容され
たときにカッタを工作物と共軸状に位置付けるようにし
た斯ゝる先行案内機素（Ｔ）；当該機素（Ｔ）の軸方向
位置を調節し且つ該機素（Ｔ）が調節位置から軸後方へ
退動するのを阻止するための調節手段；該機素（Ｔ）と
本体（52）を一体に固定するためのクランプ機構；及び
前端に切刃（16）を有する、前記回転面工作のために本
体（52）の前端部に装着された少くとも１個の切削イン
サート（10）を含んで構成され、該クランプ機構は：本
体（52）の前端から軸後方に延在するように本体（52）
に形成されて、本体軸孔（56）と本体（52）の外周面の
両方に対し半径方向に開口した、斯ゝる本体（52）を縦
断するスロット（22）；及び当該縦断スロット（22）の
両対向面を引き付けて本体軸孔（56）の断面を縮少さ
せ、それによって該機素（Ｔ）を本体（52）で締付ける
ようにするための締付け手段（６）を含んで成る、斯ゝ
る構成の回転カッタである。

上記回転カッタに装着されるのに有利な切削インサート
は、本体部の横方向幅を越える横延長部分（18）を有
し、それにより該本体部から段差状になるインサート段
差部分（18）を構成しており、インサートを前記回転面
工作のために回転アタッチメントに装着したときに当該
段差部分（18）は半径方向の最内位置にあって、ボア軸
方向に見たときにボア断面と半径方向上で１部重複する
ようになっている斯ゝる構成の切削インサートである。
上記基本構成は実開昭52-135589号に開示の「爪状の
刃」を着脱可能なインサートにした場合を包含してい
る。

ところで、本発明に上記基本カッタ構成は実開昭58-519
15号（実願昭56-146461号）に開示の先行技術に係るカ
ッタのものと実質的に共通している。しかし、本発明の
カッタは上記文献のカッタを含む従来のカッタに較べ特
異な構成を有している。要するに、本発明のカッタは、
上記基本構成において、以下の（１），（２）に特徴が
ある。

（１）縦断スロット（22）から実質的に半周に至るまで
の外周部分に亘って該本体外周面から半径内方へ延在し
て、本体軸孔（56）に対し半径方向に開口している、斯
ゝる本体（52）を横断するスロット（68）を本体（52）
に形成し、それによって当該横断スロット（68）に対し
縦断スロット（22）を軸方向に開口させている。

（２）本体（52）は前記縦断スロット（22）である第１
縦断スロットに対し直径線上の反対位置において、該本
体外周面に対し半径方向に開口した第２の縦断スロット
（24）を更に有していて、当該第２縦断スロット（24）
が横断スロット（68）に対し軸方向に開口するように該
本体前端から軸後方へ延在し且つ本体軸孔（56）から半
径外方へ離間した特定個所（ａ）まで該本体外周面から
半径内方へ延在している。

上記本発明に係るカッタ等のさら穴等工作回転カッタに
適用して有利な切削インサートは、本発明によれば以下
の構成のものである。

先ず、従来技術と共通のインサート基本構成で表現する
と、工作物のボアの周りにさら穴、座ぐり或いはその他
のリング状の回転面を工作するために回転アタッチメン
トに装着して使用する切削インサートであって、概して
板状の本体部及びボア内方を前方と見立てたときのイン
サート前端の切刃（16）と当該切刃（16）から延在する
前面、即ち逃げ面（35）とを有する切刃領域部を有して
おり、当該切刃領域部は該係るインサートは従来のもの
に較べ特異な構成を有している。

要するに本発明に係るインサートは上記基本構成におい
て、以下の構成に特徴がある。

即ち、前面（35）は切刃（16）において主逃げ角（α）
を有し、且つ切刃（16）に隣接した第１面部（37）と切
刃（16）から離れた位置で当該第１面部（37）に隣接し
ている第２面部（36）とを含み、該第１、第２面部（3
7,36）は前面（35）の半径方向内端から半径外方向に延
在していて、第２面部（36）が第１面部（37）から角を
なして主逃げ角（α）より大きい副逃げ角（β）を有す
るようにした。

好ましくは、前面（35）の第２面部（36）が半径外方に
進むに従って先細りしている。換言すれば第１面部（3
7）が半径外方に進むに従って拡大している。

〔作用効果〕

（１）本発明のカッタによれば、前記特徴構成（１）に
より、本体軸孔（56）の前記断面縮小が横断スロット
（68）から軸前方の本体部分によってのみ実質的に実行
され、従って本体後部の軸孔（56）の部分は、実質的に
歪むことなく該機素（Ｔ）の根本をその中にクランプ前
と同様の状態で保留することが出来る。

（２）そして、前記特徴構成（２）により、前記断面縮
小時に第２縦断スロット（24）が本体外周の接線方向に
拡張され、結果として本体前部のクランプによる歪みが
最小限度に抑えられ、且つ生じる歪みは全周に亘ってバ
ランスのとれたものとなる。

以上の（１），（２）の使用により、本発明のカッタは
該機素（Ｔ）を本体（52）の回転軸線に対し該機素
（Ｔ）を共軸状に本体（52）に固定確保することが出来
る。従って本発明によれば、インサートによる切削ブレ
が最小限度に抑えられる改良カッタを実現することが出
来る。

また、本発明に係る上記構成の切削インサートによれ
ば、半径内端側の逃げの量が後端側に較べ相対的に大き
くなるので、工作物ボアの軸内方へのカッタの切削送り
を従来のものに較べ大きくしても、切刃が弱められてイ
ンサート寿命を短縮させるという事態が回避される。半
径外側の逃げ量が半径内側のものより小さいことは切削
送りに関して障害とならず、逆に半径内側に較べ多量の
チップ（切粉）の当る半径外側の切刃部分に対し切刃強
度を高める効果がある。実公昭55-20409号、実開昭52-1
35589号、実開昭58-51915号等に開示のさら穴等工作回
転カッタに装着する切削インサートは平坦な前面、即ち
逃げ面を有しているが、これら従来のインサートに較
べ、本発明のインサートによれば、上記理由から同一寿
命においてさら穴等工作のスピードを向上させることが
出来る。

〔実施例〕

第１図は先行案内機素である従来のツイスト（ねじれ
刃）ドリルＴに取付けた本発明に係わるカッタアタッチ
メントを示している。このアタッチメントは中心孔、即
ち軸孔４を有する管状本体２を含んで成り、このボアに
ドリルビットＴが自由嵌合している。本体２はドリルビ
ットの先端から必要な距離だけビットに沿って滑動可能
であるが、締付けネジ６によってビットに取付けられ
る。本体前面に形成された直径方向に見て対立する凹所
８には、１対の板状切削インサート10がインサート本体
部の中央孔14（第５図）を通じて挿入されたネジ12によ
って取付けられている。なお、アタッチメントはインサ
ートを装着して、カッタとなる。

各板状インサート10のドリル軸に対し傾斜した前端切刃
16を有する切刃領域部はインサート本体部からドリルビ
ット自体の切削半径の描く円形の切削領域へ突入した横
方向（即ち、半径内方向）の延長部分18を提供してい
る。この横延長部分18は第３図に示すようにドリルビッ
トの側切刃の背後にあるリリーフ（逃げ部）Ｒに或いは
ドリルビットＴのフルート（溝）に部分的に収容されて
いる。インサート10の本体部はドリルビットＴの切削半
径領域の境界線上或いはその外側に配位して、ドリルフ
ルートやリリーフに沿った如何なる位置に延長部分18が
配位した状態にあってもアタッチメントに取付固定させ
得るようにしている。

アタッチメント本体、即ちカッタ本体の二つの凹所には
１対のインサート10が夫々その頂面が表になるように着
座し、それ故にドリルビットとアタッチメント本体の直
径平面（直径が配位する平面）上にインサートの切刃16
が配位する（第３図）。担持本体（アタッチメント本
体）の全長に亘って延長した１対のスロット22,24は当
該直径平面によって境界を規定されており、第１スロッ
ト22は本体の半径方向厚の全長に亘って延長し、他方の
第２スロット24は外周面から半径方向厚の特定の部分長
だけ延長している。締付け手段のクランプネジ６は第１
スロット22に架橋され、これを締付けたとき、スロット
の対向面を引き込んで本体でその軸孔に挿入されたドリ
ルビットを締め付ける、即ちクランプする。

切削インサートは、第５図〜第７図に詳細に示すよう
に、インサート側端縁26と後端縁28に対し45°の傾斜角
の切刃16を有しており、本体各凹所８の軸方向に延在す
る、即ち半径方向に配向しているシート面30と半径方向
に延在するシート面32の夫々に対して支承されている。
従って、このインサートは対応する角度で以ってさら穴
を工作する状態にセットされたことになる。インサート
の内側端縁26は第３図に示すように軸孔４よりやゝ大き
な半径で描く円に接するが、インサート本体部からの横
方向の延長部分18は切刃領域部において工作物ボアの半
径で描く円の領域に突出している。

インサートの前面は逃げ面であり、これは上位領域の第
１面部37を、切刃16に直角なインサートのクランプ孔14
の半径方向平面（第７図の平面）上で測定すると切刃16
において15°の逃げ角（α）を有している。この逃げ角
（α）はこゝでは主逃げ角と称す。

インサート前面の第２面部36、即ち下位領域は、切削半
径が小さくとも充分な逃げをインサートに与えるために
45°（当該平面上で測定して）の副逃げ角（β）を有し
ている。上記の充分な逃げを与えるために、副逃げ角
（β）を主逃げ角（α）より大きくする。前面の逃げを
前面の半径方向端で最大にして、その幅をその内端から
漸次テーパ状に即ち、先細りにするのが有利である。

上記と同じ形式のインサートとカッタアタッチメントは
第８図に示すプレイン−パイロットさら穴工作工具にも
採用することが出来る。このアタッチメントは前述の図
面に示すアタッチメントに概して類似したものである
が、単一の切削インサート10しかアタッチメント本体2a
は有していない。このアタッチメントは、円柱ノーズ42
と環状リリーフ（逃げ部）44を有する非切削パイロット
（案内）スピンドル40に取付けられており、この逃げ部
44は、これの前面においてスピンドル半径より中心方向
に延長するインサートの横延長部分18を収容している。

リーマ通し作業と関連してさら穴やこれに類する穴の工
作が要求されるならば、上述のカッタアタッチメントを
第９図に示すようにリーマ46に取付ければよい。この場
合、前述のものと同様に、各インサート（１又は複数）
の横延長部分18がリーマのフルートや切刃逃げ部に延入
し、インサートの最小切削半径がリーマの切削半径内に
入るようにしてある。

第10図は先行案内機素であるドリルビットＴの軸に直角
な切刃16aとその横延長部分18aを有する切削インサート
の変形例を示しており、このインサートはドリルビット
Ｔにドリル加工と座ぐり加工を併せて行うために取付け
られる。この場合、カッタアタッチメント本体（カッタ
本体）2bの前端はインサートの直角外形に概して合致す
るインサート座を提供している。しかし、その他の点で
は、本体2bは前述のアタッチメント本体と類似であり得
る。

第11図と第12図には、上述の事例に対応した部分を同じ
番号で示す他の実施例が示されている。図において、カ
ッタは本体52がその後部に一体成形物のシャンク54を有
しているさら穴等工作アタッチメントを含んで成る。本
体52とシャンク54には軸孔56が貫通している。ドリルビ
ットＴは軸孔56の中に配位して本体の前方へ突出してい
る。

本体軸孔56に背後から開口している内ネジ孔58がシャン
ク54に形成されていて、これが外ネジ60と係合してい
る。この外ネジ60はこれから前方に延長した一体成形の
小径ステム62を有している。このステム62はドリルビッ
トＴの後端に対する位置決め当接面を提供している。外
ネジ60を回動させることによりネジの位置を前後させ、
それによってドリルビットＴの位置、従って本体からの
ビットの突出程度が決められる。ビットはそのセット位
置に本体52にネジ込まれたグルッブネジ66によってロッ
クされる。これは締付け手段としてのクランプネジ６の
他に追加的に設けたものである。切削インサート10は第
１実施例に示すものと同じ形式であり、これらは類似の
態様で取付けられる。カッタ本体52も二個の縦断スロッ
ト22,24を有しているが、本例では本体52とシャンク54
の間の接合領域にまで延長している。第１縦断スロット
22の両対向面によって分離された本体前部がボア中のビ
ットＴを充分に把持するだけクランプネジ６によって狭
められるようにするために、インサート後方の半径方向
の切断面上に横断スロット68が第１、第２縦断スロット
22,24を分断するように形成されている。環状凹所70に
よりこの横断スロット68の端縁にはチアンファ（面取り
部）が形成されている。横断スロット68は本体の前半部
がスロット24と軸孔56の間の材料厚によってのみ本体の
残余部に接続されるように所定の個所ａから半径内方の
部分が切り残されている。

カッタアタッチメントと切削インサートのその他の形態
が本発明の範囲内で種々採り得ることは明白である。

インサートは、高速度鋼、タングステンカーバイド、セ
ラミック、多結晶ダイヤモンド、多結晶立方晶系窒化ホ
ウ素等の種々の材料で製作され得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わるドリルとさら穴切削アタッチメ
ントの組合せを示す側面図、第２図〜第４図は夫々第１
図のアタッチメントの本体を詳細に示す側面図、正面図
及び断面図（但し、第３図はインサートも示す）、第５
図〜第７図は夫々第１図のアタッチメントに係わるイン
サートを示す平面図、側面図及び第５図のVII-VII線に
おける切断面図、第８図〜第10図は夫々本発明に係わる
主体機素とこれに取付けるカッタアタッチメントの別の
形態の組合せを示す側面図、及び第11図と第12図は夫々
本発明に係わるドリルとアタッチメントのもう１つの組
合せを示す部分断面側面図と第11図のXII-XII線におけ
る切断面図である。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】工作物にそのボアに関して共中心のさら穴
   や座ぐり或いはその他のリング状の回転面を工作する回
   転カッタであって：軸孔（56）を有する本体（52）；本
   体（52）とその背後に一体成形されて軸孔（56）が内部
   に延在しているシャンク（54）；軸孔（56）に受容され
   ていて、本体（52）の軸前方に、即ち縦前方に突出した
   長尺の機素であって、当該機素が工作物ボアに受容され
   たときにカッタを工作物と共軸状に位置付けるようにし
   た斯ゝる先行案内機素（Ｔ）；当該機素（Ｔ）の軸方向
   位置を調節し且つ該機素（Ｔ）が調節位置から軸後方へ
   退動するのを阻止するための調節手段；該機素（Ｔ）と
   本体（52）を一体に固定するためのクランプ機構；及び
   前端に切刃（16）を有する、前記回転面工作のために本
   体（52）の前端部に装着された少くとも１個の切削イン
   サート（10）を含んで構成され、該クランプ機構は：本
   体（52）の前端から軸後方に延在するように本体（52）
   に形成されて、本体軸孔（56）と本体（52）の外周面の
   両方に対し半径方向に開口した、斯ゝる本体（52）を縦
   断するスロット（22）；及び当該縦断スロット（22）の
   両対向面を引き付けて本体軸孔（56）の断面を縮少さ
   せ、それによって該機素（Ｔ）を本体（52）で締付ける
   ようにするための締付け手段（６）を含んで成る、斯ゝ
   る構成の回転カッタにおいて、 （１）縦断スロット（22）から実質的に半周に至るまで
   の外周部分に亘って該本体外周面から半径内方へ延在し
   て、本体軸孔（56）に対し半径方向に開口している、斯
   ゝる本体（52）を横断するスロット（68）を本体（52）
   に形成し、それによって当該横断スロット（68）に対し
   縦断スロット（22）を軸方向に開口させ； （２）本体（52）は前記縦断スロット（22）である第１
   縦断スロットに対し直径線上の反対位置において、該本
   体外周面に対し半径方向に開口した第２の縦断スロット
   （24）を更に有していて、当該第２縦断スロット（24）
   が横断スロット（68）に対し軸方向に開口するように該
   本体前端から軸後方へ延在し且つ本体軸孔（56）から半
   径外方へ離間した特定個所（ａ）まで該本体外周面から
   半径内方へ延在していることを特徴とする、さら穴等工
   作回転カッタ。
2. 【請求項２】横断スロット（68）の両対向端縁を面取り
   加工するように本体（52）の全周に亘って環状凹所（7
   0）を形成したことを特徴とする、特許請求の範囲第１
   項に記載の回転カッタ。
3. 【請求項３】第１、第２縦断スロット（22,24）の各々
   が横断スロット（68）によって前部と後部に分断されて
   いることを特徴とする、特許請求の範囲第１項或いは第
   ２項に記載の回転カッタ。
4. 【請求項４】該調節手段は：本体軸孔（56）に挿入され
   ている該機素（Ｔ）に対しその後端においてシャンク
   （54）の側から当接させるために本体軸孔（56）内で軸
   方向前方に突出しているステム（62）；シャンク（54）
   にその後端から延在して本体軸孔（56）に対し軸方向に
   開通するように形成された内ネジ孔（58）；及びステム
   （62）とその背後に一体成形されたステム（62）より大
   径の外ネジ（60）を含んで成り、当該外ネジ（60）を内
   ネジ孔（58）にねじ込むようにしたことを特徴とする、
   特許請求の範囲第１項−第３項のいづれか１項に記載の
   回転カッタ。
5. 【請求項５】該案内機素（Ｔ）がその前端から後端まで
   延在する溝を有し；本体（52）にはインサート（10）を
   その内側面において受承するための半径外方向に配向し
   た着座面（30）を有する凹所（８）が形成されており；
   インサート（10）は本体部と、これから段差をなすイン
   サート段差部分（18）を形成するように半径内方へ延在
   し且つ切刃（16）を前端に形成している切刃領域部とを
   有し、当該インサート段差部分（18）が該機素（Ｔ）の
   前記溝に着座面（30）から半径内方へ突出していること
   を特徴とする、特許請求の範囲第１項−第４項のいづれ
   か１項に記載の回転カッタ。
6. 【請求項６】工作物のボアの周りにさら穴、座ぐり或い
   はその他のリング状の回転面を工作するために回転アタ
   ッチメントに装着して使用する切削インサートであっ
   て、概して板状の本体部及びボア軸内方を前方と見立て
   たときのインサート前端の切刃（16）と当該切刃（16）
   から延在する前面、即ち逃げ面（35）とを有する切刃領
   域部を有しており、当該切刃領域部は該本体部の横方向
   幅を越える横延長部分を有し、それにより該本体部から
   段差状になるインサート段差部分（18）が構成されてお
   り、インサートを前記回転面工作のために回転アタッチ
   メントに装着したときに当該段差部分（18）は半径方向
   の最内位置にあって、ボア軸方向に見たときにボア断面
   と半径方向に１部重複するようになっている斯ゝる構成
   の切削インサートにおいて、 前面（35）は切刃（16）において主逃げ角（α）を有
   し、且つ切刃（16）に隣接した第１面部（37）と切刃
   （16）から離れた位置で当該第１面部（37）に隣接して
   いる第２面部（36）とを含み、該第１、第２面部（37,3
   6）は前面（35）の半径方向内端から半径外方向に延在
   していて、第２面部（36）が第１面部（37）に対し角度
   をなして主逃げ角（α）より大きい副逃げ角（β）を有
   するようにしたことを特徴とする切削インサート。
7. 【請求項７】前面（35）の第２面部（36）が半径外方に
   進むに従って先細りしていることを特徴とする、特許請
   求の範囲第６項に記載の切削インサート。