JPH09512755A - ドリルとそのための切削インサート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は相対的に小さい値の直径範囲において改良性能を発揮して金属を穿削するドリルとそのためのインサートに関する。ドリルはドリルシャンクとしてその前端が半径方向外位と内位のインサート（１６、１７）を具備している。各インサートは伸長した長斜方形として、その短側面が中間で折れることにより鈍内角（δ）をなすＶ字形を構成する。インサートは半径方向外位インサート（１６）の縦軸線がドリル軸線（ＣＬ）から角度（α）で傾斜していて、当該角度が半径方向内位インサート（１７）の傾斜角度（β）とは相違している。

Description

【発明の詳細な説明】 ドリルとそのための切削インサート 本発明は、好ましくは金属工作物を対象とした、穴明け用ドリルとこのドリル で使用される切削インサートに関する。このドリルはこれに軸方向に形成された 少なくとも２つのチップフルート、ロック手段を受容する少なくとも２つの切削 インサート設置場（サイト）、及び互いに同じ形状の切削インサートとして１方 のチップフルートを通ってチップが流れる間にボア（工作穴）の直径が実労切刃 によって決められるように１方のインサートの当該実働切刃が側方へ突出してい る斯ゝる切削インサートを有している。他方の切削インサートの実働切刃はチッ プが他方のチップフルートを通って流れるようにするためにドリルシャンク周辺 の半径方向内側に配置されている。 ドイツ特許2730418は各切刃の二等分線がドリルの中心軸に対して平行に延在 しているように割れている前部における２つの切削インサート設置場に受容され る同一形状の２個の六角インサートを具備したドリルを開示している。 別のタイプのドリルはEP-A-181844に開示されている。このドリルのインサー トは概して四角形を有し、ドリルの各端面が鈍角で交差されている２つの切刃に よって境界付けられており、ドリルの半径方向外位のインサートは工作孔（穴） のサイズがそれによって規定されるように傾斜しているのに対し、半径方向内位 インサートの縦軸はドリル中心軸に対し平行に延在している。 上記タイプのドリルでは、小径の穴を完成することは困難である。更に、この 種のドリルをスタック穿削のために用いること、即ち 複数の板を同時に穴明け（穿削）加工することは困難である。この種のスタック 穿削加工の際には、通常ブレークアウト・スラッグが形成される。このスラッグ はドリルと共に回動し、そして大きな送り力において切刃破断及び／或いはドリ ル破断の危険が存在する。 本発明の目的は上記問題を解決することにある。 本発明はその好適例を示す次の図面と関連させて以下に更に詳しく説明される 。 図１は本発明のドリルシャンクの切削前部の側面図である。 図２は図１に示すドリルの頂面図である。 図３は図１に示すドリルの拡大側面図である。 図４は図１−３に示すドリルの斜視図である。 図５は図３における線Ｖ−Ｖに沿った断面図である。 図６は図３−４にドリルと併せて示される切削インサートの拡大側面図である 。 図１−４は円筒形のドリルシャンク１０の１部分を示しており、これはその最 前部にドリルの中心線ＣＬの両側に概して配位している２つの切削インサート設 置場１１、１２を具備している。チップ（切屑）流のためのフルート、即ち流路 は当該インサート設置場まで延在していおり、これらは１３、１４で表示されて いる。これらのフルートは真直ぐか、或いは螺旋状であり得る。ドリルシャンク １０は更に、冷媒をドリルの切削前端部に送るためのチャンネル１５を含んでい る。インサート設置場１１、１２の両方は中央に穴を具備しており、この場所に おいて中心孔付き切削インサート１６、１７を係留のためにロックネジ１８を当 該穴に受容させる。設置場はドリルシャンク１０の周辺の半径方向内側に配位し ている中央場１１とドリルシャンクの周辺で終端になっている周辺場１２から成 る。インサート設置場１１、１２は相異なるアキシャル逃げ角を出 現させるようにドリルシャンク１０に形成される。 半径方向外位インサート１６は穿削された穴（工作穴）の直径を規定するよう に特定の角度に傾斜される。 該内、外位インサート１６、１７の間にはドリルの十分大きな強度が達成され る幅のコア部分Ｍがある。ドリル寸法は直径Ｄによって規定される。各インサー ト設置場はタンジェンシャル（接戦方向）支持面１９、アキシャル（軸方向）支 持面２０、及びラジアル（半径方向）支持面２１を含んで成る。 各インサートは伸長多角形或いは概して互いに平行な上面２３と下面２２を含 む長斜方形を有している。両面２２、２３は基本長方形の短側面に対応する２つ の対立端面によって接合されている。下面２２は上面２３より小さく、それ故に 切削インサートが正の逃げ角を実現する。該短側面と上面２３の交差線は２つの 主切刃２４、２５を形成していて、両切刃の各々がその中間で折れることによっ て鈍内角δをなすＶ字形を構成し、切刃の１方のみが各ドリル（穿削）操作で工 作物を切る。これらの切刃の各々はノーズ部２６、２７及び２８、２９を形成し ている部分で丸められており、ノーズ部の間には最大幅Ｗ₁が規定されている。 インサートの長側面間の最小距離はＷ₂によって規定されている。 図３から明らかなように、両インサート１６、１７は長斜方形であって、ドリ ルの縦軸線（ＣＬ）から特定の角度に配位している。中央配位インサート１７は 所望の直径が得られるように半径方向力を１層好ましい方向に指向させるために 、周辺インサート１６の前に特定の距離だけ軸方向に突出している。ドリルの縦 軸線ＣＬに対して、外位インサート１６は角度αで傾斜し、内位インサート１７ は角度βで傾斜している。角度αはソリッド穿削用ドリルの場合、角度βより小 さくする。角度βは４−８°の範囲の値にするのが好 ましいが、角度αは１−３°の範囲の値を有するようにすべきである。多数の板 に孔を明けるためのスタック穿削用ドリルでは、このタイプの穿削用途でインサ ート間のオーバラップ度合を相対的に大きくすることを要求するブレークアウト ・スラグが通常形成されるが故に、角度αは角度βより幾分大きくすべきである 。 図６には、インサート１６、１７の長斜方形が詳しく示されている。真直な側 面３０はノーズ部２６、２８の間で縦方向に延在している。対角線上の対立した ノーズ部２７、２９の曲率半径は対角線上の対立した他対のノーズ部２７、２８ の曲率半径より幾分大きい。EP-A181 844におけるインサートと同様に、このイ ンサートは部分的に重複した２つの三角形Ｔ１，Ｔ２として、該三角形の各側面 が中間で折れることによって各切刃がその折線で鈍角をなしている斯ゝる三角形 Ｔ１，Ｔ２から構成されているものとして見ることが出来る。しかしながら、イ ンサートはノーズ部２６、２７が三角形の突出面におけるノーズ部の輪郭とは完 全には一致しないような外形を有している。隣り合う２つのノーズ部の間にある 側面は該突出三角形のエッジ２４と一致するが、丸めノーズ部２８、２９を形成 する端部は関連する三角形Ｔ２の突出面から横の１方向へ移動（変位）している のに対し、他対の丸めノーズ部２６、２７は関連する三角形Ｔ１のノーズ部から 同様に横のそれとは逆の方向へ移動している。 各三角形の第３コーナは切削インサートの比較的中央において互いに相手から 距離ｄだけ離間配置されている。この距離ｄはインサートの全長Ｌの0.5から0.9 倍、好ましくは0.7から0.9倍までの範囲の値になるような全長Ｌより短いもので ある。 図６から明らかなように、左側にある下位ノーズ部２８は三角形Ｔ２の最下位 左コーナの横内側へ特定距離だけ離間配位しているの に対して、右側にある下位ノーズ部２９は同じ三角形Ｔ２の最下位右コーナの横 外側へ特定距離だけ離間配位している。このインサート外形は、三角形Ｔ１，Ｔ ２の対立する夫々の鈍角コーナを通るように引かれた２等分線Ｓ１が中央に配位 している夫々のコーナとして両コーナ間の距離がｄと規定されている斯ゝる両コ ーナを通るように引かれた２等分線Ｓ２と角度γをなしているという事実により 達成される。角度γのサイズは好ましくは２−６°の範囲にあるように選定され るべきである。 それに加えて、ドリルは半径内位インサート１７が半径外位インサート１６と の１８００関係から角度θとして、ドリルがドリルシャフト１０に作用する半径 方向切削力に対して釣り合される大きさの値である斯ゝる角度θだけ偏位してい るような半径方位を有するように設計するのが好ましい。通常、角度θは５−７ °の範囲の値である。 ドリルに長斜方形を有するインサートを具備せしめることによって、コア部Ｍ の厚さを減らすことなくドリル直径を低減することが可能になった。それはこの インサート形状によりインサートをドリルの縦軸線から特定の傾斜度で以て出現 させることが出来るからである。EP-A-181 844において規定されており且つ記述 されているようなドリルでは、17.5-26mmの直径範囲が使用出来るが、本出願に おいて規定されているようなドリルは12.7-26mmの範囲の直径を有しているドリ ルの上首尾な使用を可能にする。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９６年９月４日 【補正内容】 請求の範囲 １．軸方向に形成されている少なくとも２つのチップフルート（１３、１４） を有するドリルシャンク（１０）及び互いに同一の形状である主として伸長した 多角形をなす切削インサート（１６、１７）を受容する少なくとも２つの切削イ ンサート設置場（１１、１２）を含んで成るドリルであって、該切削インサート の１方（１６）の実労切刃（２４）は穴の直径（Ｄ）を当該切刃によって１方の フルート（１３）にチップが流れる間に決めるように横に突出しており、そして 他方の切削インサート（１７）の実労切刃は他方のフルート（１４）にチップを 流すためにドリルシャンク（１０）の周辺の半径方向内側に配置され、両実労切 刃は両切削インサートの短側面に設けられていて、当該側面は中間で折れること によりその折れ線において鈍内角（γ）をなしており、そして前記の半径方向外 位にあるインサート（１６）はドリルの縦軸線（ＣＬ）に対して角度（α）で傾 斜している、斯ゝる構成のドリルにおいて、 各インサートは長斜方形の基本形を有し、そして該半径方向外位インサート（１ ６）の縦軸線が前記の半径方向内位にあるインサート（１７）の縦軸線と該ドリ ル縦軸線（ＣＬ）との間の傾斜角度（β）より小さい角度（α）で該ドリル縦軸 線（ＣＬ）から傾斜しているように配置されており、夫々折れた側面を有してい る部分的に重複した対立する２つの三角形（Ｔ１，Ｔ２）として、該側面におけ る丸められたノーズ部（２８、２９）を有する両端が関連する三角形（Ｔ２）の 突出面から横の１方向へ移動しているのに対し、他対の丸めノーズ部（２６、２ ７）が同様に関連する三角形（Ｔ１）から横の反対方向へ移動している斯ゝる両 三角形から構成されていることを特徴とするドリル。 ２．該角度（β）が４−８°の範囲の値になることを特徴とする、請求項Ｉに 規定されたドリル。 ３．該半径方向内位インサート（１７）が該半径方向外位インサート（１６） の前に特定の距離だけ軸方向に突出していることを特徴とする、請求項１或いは ２に規定されたドリル。 ４．長、短側面を備えた伸長多角形の基本形を有する請求項１に記載の種類の ドリルで用いる切削インサートとして、概して平行な上、下面（２２、２３）と 両者に接合する側面とを含んで成り、当該下面（２２）は該切削インサートが正 の切削外形を達成するように該上面より小さくなっており、該側面と該上面（２ ３）の間の交線の局部には切刃（２４、２５）が形成されており、当該切刃（２ ４、２５）は該切削インサートの該短側面に限定されていて、当該短側面はその 中間で折れることによって各切刃がその折れ線で鈍内角（γ）をなしており、該 切削インサートの該長側面（３０）の両者間の最短距離（Ｗ₂）が夫々の切刃（ ２４、２５）の両端間の距離（Ｗ₁）より短い、斯ゝる構成の切削インサートに おいて、 該インサートは長斜方形として、該短側面の両端が該インサートの最大幅（Ｗ₁ ）を規定するノーズ部（２６、２７）、（２８、２９）を形成している局部にお いて丸められている斯ゝる長斜方形を有しており、該インサートは折れた側面を 有している部分的に重複した２つの三角形（Ｔ１，Ｔ２）として、丸めノーズ部 （２８、２９）を形成する端部が関連する三角形（Ｔ２）の突出面から横の１方 向へ移動しているのに対し、他方の対の丸めノーズ部（２６、２８）が同様に関 連する三角形（Ｔ１）から横の反対方向へ移動している斯ゝる両三角形で構成さ れていることを特徴とする切削インサート。 ５．対角線上で対立する２つのノーズ部（２６、２９）の各々の 曲率半径が他方の対角線上で対立する２つのノーズ部（２７、２８）の曲率半径 より幾分大きいことを特徴とする、請求項４に係る切削インサート。 ６．該インサートの突出面が部分的に重複する２つの三角形（Ｔ１，Ｔ２）で 構成されていて、各三角形が側面としてその中間で折れることにより各エッジが その折れ線で鈍内角（γ）をなしている斯ゝる側面によって境界付けられている ことを特徴とする、請求項４或いは５に係る切削インサート。 ７．各三角形（Ｔ１，Ｔ２）の１コーナは切削インサートの比較的中央におい て互いに相手からインサートの長さ（Ｌ）の0.5から0.9倍までの範囲の値になる 距離（ｄ）だけ離間配置されていることを特徴とする、請求項４−６のいずれか １項に係る切削インサート。 ８．距離（ｄ）がインサートの長さ（Ｌ）の0.7から0.9倍までの範囲の値であ ることを特徴とする、請求項７に係る切削インサート。 ９．該インサートは三角形（Ｔ１，Ｔ２）の対立する夫々の鈍角コーナを通じ て引かれた２等分線（Ｓ１）が該突出三角形の中央に配位した夫々のコーナとし て両コーナ間に距離（ｄ）が規定されている斯ゝる両中央配位コーナを通じて引 かれた２等分線（Ｓ２）と２−６°の角度（γ）をなすような外形を有している ことを特徴とする、請求項４−８のいずれか１項に係る切削インサート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．軸方向に形成されている少なくとも２つのチップフルート（１３、１４） を有するドリルシャンク（１０）及び互いに同一の形状である主として伸長した 多角形をなす切削インサート（１６、１７）を受容する少なくとも２つの切削イ ンサート設置場（１１、１２）を含んで成るドリルであって、該切削インサート の１方（１６）の実労切刃（２４）は穴の直径（Ｄ）を当該切刃によって１方の フルート（１３）にチップが流れる間に決めるように横に突出しており、そして 他方の切削インサート（１７）の実労切刃は他方のフルート（１４）にチップを 流すためにドリルシャンク（１０）の周辺の半径方向内側に配置され、両実労切 刃は両切削インサートの短側面に設けられていて、当該側面は中間で折れること によりその折れ線において鈍内角（γ）をなしており、そして前記の半径方向外 位にあるインサート（１６）はドリルの縦軸線（ＣＬ）に対して角度（α）で傾 斜している、斯ゝる構成のドリルにおいて、 各インサートは長斜方形の基本形を有し、そして該半径方向外位インサート（１ ６）の縦軸線が前記の半径方向内位にあるインサート（１７）の縦軸線と該ドリ ル縦軸線（ＣＬ）との間の傾斜角度（β）より小さい角度（α）で該ドリル縦軸 線（ＣＬ）から傾斜しているように配置されていることを特徴とするドリル。 ２．該角度（β）が４−８°の範囲の値になることを特徴とする、請求項１に 規定されたドリル。 ３．該半径方向内位インサート（１７）が該半径方向外位インサート（１６） の前に特定の距離だけ軸方向に突出していることを特徴とする、請求項１或いは ２に規定されたドリル。 ４．長、短側面を備えた伸長多角形の基本形を有する請求項１に 記載の種類のドリルで用いる切削インサートとして、概して平行な上、下面（２ ２、２３）と両者に接合する側面とを含んで成り、当該下面（２２）は該切削イ ンサートが正の切削外形を達成するように該上面より小さくなっており、該側面 と該上面（２３）の間の交線の局部には切刃（２４、２５）が形成されており、 当該切刃（２４、２５）は該切削インサートの該短側面に限定されていて、当該 短側面はその中間で折れることによって各切刃がその折れ線で鈍内角（γ）をな しており、該切削インサートの該長側面（３０）の両者間の最短距離（Ｗ₂）が 夫々の切刃（２４、２５）の両端間の距離（Ｗ₁）より短い、斯ゝる構成の切削 インサートにおいて、 該インサートが長斜方形として、該短側面の両端が該インサートの最大幅（Ｗ₁ ）を規定するノーズ部（２６、２７）、（２８、２９）を形成している局部にお いて丸められている斯ゝる長斜方形を有していることを特徴とする切削インサー ト。 ５．対角線上で対立する２つのノーズ部（２６、２９）の各々の曲率半径が他 方の対角線上で対立する２つのノーズ部（２７、２８）の曲率半径より幾分大き いことを特徴とする、請求項４に係る切削インサート。 ６．該インサートの突出面が部分的に重複する２つの三角形（Ｔ１，Ｔ２）で 構成されていて、各三角形が側面としてその中間で折れることにより各エッジが その折れ線で鈍内角（γ）をなしている斯ゝる側面によって境界付けられている ことを特徴とする、請求項４或いは５に係る切削インサート。 ７．該インサートは折れた側面を有している部分的に重複した２つの三角形（ Ｔ１，Ｔ２）として、丸めノーズ部（２８、２９）を形成する端部が関連する三 角形（Ｔ２）の突出面から横の１方向へ 移動しているのに対し、他方の対の丸めノーズ部（２６、２８）が同様に関連す る三角形（Ｔ１）から横の反対方向へ移動している斯ゝる両三角形を構成してい ることを特徴とする、請求項６に係る切削インサート。 ８．各三角形（Ｔ１，Ｔ２）の１コーナは切削インサートの比較的中央におい て互いに相手からインサートの長さ（Ｌ）の0.5から0.9倍までの範囲の値になる 距離（ｄ）だけ離間配置されていることを特徴とする、請求項４−７のいずれか １項に係る切削インサート。 ９．距離（ｄ）がインサートの長さ（Ｌ）の0.7から0.9倍までの範囲の値であ ることを特徴とする、請求項８に係る切削インサート。 １０．該インサートは三角形（Ｔ１，Ｔ２）の対立する夫々の鈍角コーナを通じ て引かれた２等分線（Ｓ１）が該突出三角形の中央に配位した夫々のコーナとし て両コーナ間に距離（ｄ）が規定されている斯ゝる両中央配位コーナを通じて引 かれた２等分線（Ｓ２）と２−６°の角度（γ）をなすような外形を有している ことを特徴とする、請求項４−９のいずれか１項に係る切削インサート。 １１．積み重ねたスタック工作物を穿削するためのドリルとして、軸方向に形 成された少なくとも２つのチップフルート（１３、１４）と、互いに同じ形状の 概して伸長多角形の切削インサート（１６、１７）を受容する少なくとも２つの 切削インサート設置場（１１、１２）とを有しているドリルシャンク（１０）を 含んで成り、該切削インサートの１方（１６）の実労切刃（２４）は穴の直径（ Ｄ）を１チップフルート（１３）にチップの流れる間に当該切刃によって決める ように側方へ突出しており、他方の切削インサート（１７）の実労切刃はチップ を他方のチップフルート（１４）に流す ためにドリルシャンク（１０）の周辺の半径方向内側に配置されており、実労切 刃は該切削インサートの短側面に配設され、当該側面はその中間で折れることに よりその折れ線において各切刃が鈍内角（γ）をなしており、該半径方向外位イ ンサート（１６）がドリルの縦軸線（ＣＬ）に対して角度（α）で以て傾斜して いる斯ゝるドリルにおいて、 各インサート（１６、１７）が長斜方形の基本形を有し、そして該半径方向外位 インサート（１６）の縦軸線は該半径方向内位インサート（１７）の縦軸線と該 ドリル軸線（ＣＬ）との間の傾斜角（β）よりも大きい角度（α）で以て該ドリ ル軸線（ＣＬ）から傾斜していることを特徴とするドリル。