JPS5940965Y2

JPS5940965Y2 - スロ−アウエイ式穴明け工具

Info

Publication number: JPS5940965Y2
Application number: JP18258379U
Authority: JP
Inventors: 秀夫根岸; 薫後藤; 末治高谷
Original assignee: 三菱マテリアル株式会社
Priority date: 1979-12-29
Filing date: 1979-12-29
Publication date: 1984-11-24
Also published as: JPS56104813U

Description

【考案の詳細な説明】この考案は、２枚以上の切刃チップを有するスローアウ
ェイ式穴明は工具に関するものである。

この種のスローアウェイ式穴明は工具の代表例としてド
リルを挙げることができるが、従来のスローアウェイ式
ドリルにあっては、第１図および第２図に示すように、
工具本体１の先端部に２つの切刃チップ２ａ、２ｂがね
じなどのクランプ部材３，３によってそれぞれ着脱自在
に取り付けられて構成されている。

この場合、前記切刃チップ２ａｔ２ｂのうち少な
くとも１つの切刃チップ２ａは、その切刃稜４ａが工具
本体１０回転中心５（被削材が回転する場合には被削材
に対する工具本体１の相対的な回転中心）を通るように
配置されている。

ところで、このように構成されたスローアウェイ式ドリ
ルにあっては、その構成上から大きく分けて２つの欠点
がある。

欠点のひとつは、回転中心５に切刃稜４ａがあることに
よって直接的に生ずる問題であり、その問題には、（り
回転中心５に位置する切刃チップ２ａの逃げ角不足など
によるスラスト荷重が大きいこと、（匂回転中心５に位
置する切刃チップ２ａの溶着剥離による切刃の損傷を生
じ易いこと、更には（３）切刃稜４ａを回転中心に位置
させるために、工具本体１および切刃チップ２ａを共に
精度よく力任することが必要であること、およびそれに
よりそれらの製造が困難であることなどがある。

また、もう一つの欠点は、切刃チップ２ａｔ２ｂ
の切削抵抗のバランスが取れず不安定な切削になるとい
う問題である。

すなわち、従来のスローアウェイ式ドリルは、切刃稜４
ａ、４ｂの一部カ必ず回転中心５を通るようになってい
るため、１枚刃の場合は勿論アンバランス切削であるが
、２枚以上の場合でも回転中心５を通る切刃以外はみな
回転中心５よりずらさなければならないため、切削抵抗
のバランスが取れず不安定な切削となってしまうのであ
る。

この結果、このような不安定な切削と工具本体１の曲げ
剛性とに依存して、（１）びびり振動を起こし易い、（
２）大きな切削負荷をかげもれない、（３）加工穴精度
が出しに（い、（４）加工深さの限界が低い（従来のス
ローアウェイ式ドリルで可能な加工穴深さは、加工径の
２倍程度が限界とされている。

）などの問題が付随して生じる。この点について、２枚
刃以上の場合に関して更に言及すると、従来のものにあ
っては、回転中心５を通る切刃稜４ａ以外の切刃稜４ｂ
の内端縁が回転中心５から大きく離れて配置され、また
回転軌跡上でそれぞれの切刃稜４ａ、４ｂの一部のみが
オーバーラツプするように切刃稜４ａ、４ｂが半径方向
に配置されている。

このため、２枚以上有していても、実質的には一枚刃と
同じ状態になり、各切刃チップ２ａ、２ｂにはそれぞれ
回転当りの送りそのものが加わることになる（切刃数２
、回転当りＱ送りｆとすると、ｌ対当りに受ける送りは
１とならずｆの値そのものになるということである。

）。従って、回転当りの送りをあまり上げることかでき
ないばかりか、実質的に一枚刃であり、切刃チップ２
ａ、２ｂの各切削抵抗が同一方向に片寄ってしまう
ので、不安定な切削になる。

このような種々の問題があるため、従来のスローアウェ
イ式ドリルで切削バランスを取るためには、複雑な解析
を行い、切刃チップ２ａ、２ｂの形状や円周上の割出し
位置および半径方向の位置などを決定しなければならず
、更に実際上はすくい角等の問題があり、切削抵抗の完
全なバランスを取ることは不可能に近い。

ところで、前述した２つの欠点のうちアンバランス切削
という後者の欠点についてのみ考えれば、２つ以上の切
刃稜４ａｔ４ｂの各端部を回転中心５上の一点
に集め、均等な配置とすることにより、それを解決でき
ようが、そうした場合、前者の欠点、つまり切刃チップ
２ａ、２ｂの取り付は時や。

切削力旺時の切刃チップ２ａ、２ｂの振動や衝撃による
切刃稜４ａの欠損は防止できない。

この考案は、以上の問題を考慮してなされたものであっ
て、各切刃チップの内端縁を回転中心から離し、かつそ
の場合各回刃稜の回転軌跡を同一にすることにより、上
述した２つの問題を同時に解決し得るスローアウェイ式
穴明は工具を提供することを目的とするものである。

すなわち、この考案は、上述した２つの問題のうち前者
の問題（回転中心に切刃稜を設けることによる問題）を
解決するために、切刃チップの内端縁を回転中心から離
し、つまり工具本体の先端中心部から切刃稜を無くすこ
とにより、しかも一方、切刃稜の無い中心部の領域をあ
る大きさ以下に設定することにより、中心部に切刃稜が
無くとも切削加工時に円柱状のコアが残らないようにし
、また、後者の問題（アンバランス切削による問題）を
解決するために、各切刃チップの各切刃稜の回転軌跡を
同一にすることにより、各切刃チップにかかる切削抵抗
に基づく各回転モーメントラ均一にするようにしたこと
を特徴とするものである。

以下、この考案の一実施例を第３図から第５図に基づい
て説明する。

図中１０は工具本体であって、この工具本体１０の先端
部には平行四辺形をなす平板状の切刃チップ１１ａ、１
１ｂが取付ねじ１２ａ＞１２ｂにより着脱自在に取り付
けられている。

この場合、前記切刃チップ１１ａ、１１ｂはその内端縁
１３ａ。

１３ｂが工具本体１００回転中心１４から互いに等しい
距離だけ離して取り付けられている。

ここで、回転中心１４から各内端縁１３ａ、１３ｂま
での距離は、切削加工中に被削材に成長して円柱状のコ
アがねじ切られる大きさく回転中心１４から内端縁１３
ａ、１３ｂまでの距離４を７としたとき、０．２≦ｄ
≦２．５）に設定されている。

また、前記切刃チップ１１ａ、１１ｂは、全く同一の形
状になされていて、この切刃チップ１１ａ。

１１ｂの各切刃稜１５ａ、１ｓｂが切削加工時に同
一回転軌跡を描（ように回転中心１４に対し点対称に取
り付けられている。

ところで、前記切刃チップｌｌａ、１１ｂの隅部には、
その内端縁１３ａ、１３ｂを含みかつ工具本体１０の軸
線方向に沿うすくい面１６ａ、１６ａ。

１６ｂ、１６ｂを有する切欠部１７ａ、１７ａ。

１７ｂ、１７ｂが形成されている。

ここで前記すくい面１６ａ、１６ｂについて述べれば、
すくい面１６ａ、１６ｂは回転中心１４の近傍でかつ回
転方向に対し凸となる傾斜面に形成されている。

また、前記すくい面１６ａ、１６ａ、１６ｂ、１６ｂ
は点対称に設けられて（・るが、これは、切刃チップの
取り付けを容易にするため、および一つの切刃チップに
ついて２ケ所の切刃を用いるようにし、その切刃チップ
自体の切肖ＩＪ可能時間を長くするためである。

なお、図中１８は切削油などを供給するための孔である
。

次に、このように構成されたスローアウェイ式ドリルの
作用について説明する。

まず、切刃チップ１１ａｌｌｂの各内端縁１３ａ、１３
ｂが回転中心１４かも１だけ互いに等しく離れているか
ら、切削加工の開始時に、被剛材の切削面に前記各内端
縁１３ａ、１３ｂがほぼ同時に喰付くため両足で踏んば
る状態となり、この結果ドリルが振れようとする力（芯
板）を互いに規制し合う。

また、穴明は加工が行われる際には、ドリルの「みそす
り運動」および「びびり振動」が起こり難くなり、しか
も切削中に円柱状のコアが成長していく過程でドリルの
主分力方向と背分力方向との切削抵抗によってコアがね
じ切られてしまうため、被削材の低部中央に、円柱状の
コアが残ることなく非常に小さい高さの円錐状の突起が
残るだけである。

また、それに加えて、各切刃稜１５ａ、１５ｂが切削中
に同一回転軌跡を描くことから、各切刃稜１５ａ、１
ｓｂの切削抵抗による各回転モーメントが均一になり
、この結果バランスの取れた安定した切削加工が行なえ
る。

更に、上述したことに加えて、回転方向に凸となるすく
い面１６ａ＞１６ｂを形成しているから穴明は加工を行
う際に、（１）切刃稜１５ａ、１５ｂと内端縁１３ａ、１３
ｂとからなる切刃の長さが長くなり、このため単位長さ
当りの負荷が減少する。

（２）切刃稜１５ａ、１５ｂと内端縁１３ａ、１３ｂと
が交差する部分の欠損および異常摩耗を生じることがな
い。

（３）切屑を剪断させるようなすべりを起こすため前記
交差部分に溶着が生じにくい。

（４）構成刃先が生成しにくくなり、切刃のチッピング
が起きにくい。

（５）切屑の処理および排出が良好となる。

などの作用効果が付加的に得られる。

次に、上記実施例では、平行四辺形の鋭角の各隅部にす
くい面１６ａｔ１６ｂを形成したが、これに限られるこ
となく、第６図に示すように平行四辺形の鈍角の各隅部
に上述したす（い面１９ａ。

１９ｂを形成したものであってもよい。

この場合には、切削開始時に切刃稜２０ａ、２０ｂの最
外周部から内端縁（すくい面１９ａ、１９ｂ）に向って
切削が行われるほかは、上述した実施例と同様に切削加
工が行われる。

また、上記実施例では、切刃チップ１１ａ、１１ｂが平
行四辺形をなす平板状に形成されているが、この考案は
、これに限られることなく、例えば第１図に示すような
三角形状、および第８図に示すような台形状の各切刃チ
ップ２１ａ、２１ｂ、２２ａ。

２２ｂであってもよく、更には図示しないが正方形状、
長方形状などの正多角形状の切刃チップであってもよい
ことは勿論である。

これらの場合、半径方向で中心間と外周側との各切刃チ
ップの切刃稜を、軸方向上同一の平面上に位置するよう
に配置することもできる。

なお、第９図は台形状の切刃チップ２２ａ、２２
ｂの斜視図であって、符号２３ａ、２３ｂは取り付は時
に切刃チップ２２ａ。

２２ｂの内端縁に位置するすくい面である。

このような切刃チップを有するドリルにあっては、その
穴明は加工の条件に適した切刃チップを用いることがで
きる。

更に、上述した各実施例にあっては、同一形状の切刃チ
ップが用いられているが、この考案は、これに限られる
ことなく、例えば第４図に示す平行四辺形の切刃チップ
ｌｌａと第８図に示す台形の切刃チップ２２ａとを、要
するに互いに異なる形状の各チップを一つの工具本体に
取り付けたものであってもよい。

この場合、注意すべきことは、平行四辺形チップの切刃
稜が描く回転軌跡と、台形チップの切刃稜が描（回転軌
跡とが同一でなげればならないということである。

このようなドリルにあっては、上述した作用効果のほか
に、穴明は加工としての利用範囲が一段と広くなる。

また、上述した各切刃チップの各切刃稜の位置および長
さは、上述した実施例に限られることなく、例えば、第
１０図に示すように各切刃チップ２４ａ、２４ｂの各
切刃稜２５ａｔ２５ｂが回転中心１４を通る一
直線上に並ぶ位置にあってもよ（、また図示しないが各
切刃稜が回転中心に対しその回転方向に若干後退する位
置にあってもよく、更には、第１１図に示すように、切
刃稜２６ａ。

２６ｂの長さが回転中心１４かもその切刃稜２６ａ。

２６ｂの最外周部までの距離よりも長くてもよい。

この場合には、切刃稜２６ａ、２６ｂは回転中心１４に
対しその回転方向よりも必ず後退した位置になげればな
らない。

これらいずれにあっても、上述した実施例と同様の作用
効果を有する。

更に、上述したすくい面は、凸となる傾斜面に形成され
ているが、これに限られることなく、例えば、第１２図
に示すような円柱状凸曲面２７ａ。

２７ｂであってもよく、この場合には、傾斜面と異なり
角部がないので、応力集中などが発生せず円滑な切削が
行える。

また、第１３図に示すように、ラジアル方向のすくい角
を零にすることもできるし、あるいは、図示はしないが
軸方向のすくい角を正にすることもできる。

また更に、この考案は、２枚刃のスローアウェイ式ドリ
ルに限られることなく、３枚刃以上の切刃チップを有す
るものであってもよいことは言うまでもない。

この場合、ドリルの底面視において、各切刃稜のなす角
が互いに等しくなるように均等に配置してもよく、また
、それぞれ異なるように配置したものでもよい。

換言すれば、切刃稜は必ずしも回転中心に対し点対称で
ある必要はない。

ただし、この場合、各切刃稜の回転軌跡は必ず同一回転
軌跡を描かなげればならない。

更に、この考案はねじれチップを用いる場合にも適用で
きることは勿論である。

以上説明したように、この考案に係るスローアウェイ式
穴明は工具によれば、（１）被剛材に対する工具本体の相対的な回転中心
から切刃チップの内端縁を離した構成であるから、スラ
スト荷重を減少することができ、また切刃チップの溶着
剥離による切刃の損傷を防ぐことができ、更に切刃稜の
一部を回転中心に位置させる必要がないので、穴明は工
具を容易にかつ安価に製造することができ、（２）各切刃稜が同一回転軌跡を描くように構成したか
ら、（４）各切刃チップにかかる切削抵抗に基づく各回
転モーメントが均一となりバランスの取れた安定した切
削を行うことができ、この結果びびり振動が生じにくく
、切刃に高い負荷がかげられ高送りができ、高精度で深
穴加工ができ、また（Ｂ）刃数に反比例してｌ刃当りの
送りが軽減でき、この結果高送り加工ができ、しかも従
来のものに比べて工具の寿命を長くすることができ、さ
らに又（３）各切刃チップに、その内端縁を含みかつ工
具本体の軸方向に沿うすくい面の少なくとも一部を回転
方向に対して凸となるように形成する場合には、前記（
１）？（２）の効果に加えて切刃の長さが長くなっ
て単位長さ当りの負荷を減少することができ、切刃の欠
損や異常摩耗を生じることなく高送りが可能となり、ま
た切屑を剪断させるようなすべりを起こし溶着を生じに
くくすることができ、更に構成刃先が生成されにくくな
り、切刃のチッピングが起きにくくなり、しかも切屑の
処理、排出を極めて良好にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来のスローアウェイ式ドリルを
示し、第１図はその正面図、第２図はその底面図、第３
図から第１３図はこの考案に係るスローアウェイ式ドリ
ルを示し、第３図はその正面図、第４図はその底面図、
第５図はその切刃チップの概略斜視図、第６図は他の平
行四辺形の切刃チップが取り付けられたドリルの正面図
、第７図は三角形の切刃チップが取り付けられたドリル
の正面図、第８図は台形の切刃チップが取り付けられた
ドリルの正面図、第９図は台形切刃チップの斜視図、第
１０図および第１１図は切刃チップの取り付は態様が異
なる各底面図、第１２図および第１３図は切刃チップの
内端縁に設けられたすくい面が異なる場合のドリルの各
底面図である。１０・−−−−−工具本体、ｌｌａ、ｌｌｂ、２１ａ
。２１ｂ、２２ａ、２２ｂ、２４ａ、２４ｂ−−−−−
−切刃チップ、１２ａｔ１２ｂ・・・・・・取付ねじ、
１３ａ。１３ｂ・・・・・・内端縁、１４・・・・・・回転中心
、１５ａ。１５ｂ、２０ａｔ２０ｂｔ２５ａ、２５ｂ、２６ａ
。２６ｂ−−−−−−切刃稜、１６ａｔ１６ｂ、１９
ａ、１ｓｂｔ２３ａ、２３ｂ、２７ａｔ
２７ｂ ”・・すくい面。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

（１）工具本体の先端部に２以上の切刃チップをク
ランプ部材によって交換可能に取り付け、その工具本体
の軸線方向に切り下して穴明は加工を行うスローアウェ
イ式穴明は工具において、前記各切刃チップの切刃稜内
端縁は、被削材に対する工具本体の相対的な回転中心か
らｄ／２（０，１酎≦ｄ／２≦１．２５ｍ）だけ離し
て設けられ、かつ前記各切刃チップは、その切刃稜線が
同一回転軌跡を描くように配設されたことを特徴とする
スローアウェイ式穴明は工具。
（２）前記各切刃チップには、その内端縁を含み工具本
体の軸方向に沿うすくい面の少なくとも一部が工具本体
の相対的な回転方向に対して凸となる面が形成されてい
ることを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記載
のスローアウェイ式穴明は工具。