JPS62157707A - 穴あけ工具 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 この発明は、締付シャンクと、前記シャンクと連続する
短い遷移部分と、遷移部分と接続しかつ３６０°未満の
角度に亘って捩れ、直径上で対向して、配置された２つ
の溝をもつほぼ円筒形の切削部分と、前記溝間に残置し
て形成された２つのほぼ直径上に対向して延びるランド
と、それぞれがランドの各凹部内に配置され、穴あけ工
具の軸線から異なる半径方向の間隔をもった位置におい
て、周方向にほぼ１８０°に亘って互いに隔たり配置さ
れた少くとも２つの、交換可能な切刃とをもち、溝が遷
移部分の前端に始まり、遷移部分の後端に向ってその深
さを減少し、遷移部分の後端において工具の周表面に合
致するように連続する穴あけ工具に関する。

従来の技術 この種類の既知の穴あけ工具において（ドイツ実用新案
第７８３０２７７号または特許権所有者のカタログｒＫ
ＯＭＥＴ　ＫＵＢすｅｎｄｅｐｌａｔｔｅｎ−Ｂｏｈｒ
ｅｒＪ　ｐ１９８２年９月号、１２ページに開示）、溝
は一定のピッチ角をもっている。溝のらせんはほぼ１８
０゜に亘って、すなわち穴あけ工具の円周のほぼ半分に
沿って延びる。この形式の錐は、その直径のほぼ３倍に
相当する深さの穴あけに用いるのに適切である。それよ
り深い穴あけに対しては、切り屑除去性の他に穴あけ工
具の剛性不足についての困難が生じるので、この錐は、
高い切削力を伴う場合には穴あけ軸線から逸れてしまう
。

穴あけ軸線からのそのような逸れは、錐の周辺部に形成
された半径方向外方の切刃に作用する切削力が、半径方
向内方に形成されて錐の軸線と隣接して配置された切刃
に作用する切削力よりも高いという事実に起因している
。

発明が解決しようとする問題点 穴あけ工具は、この工具にかかる荷重が片側において高
いことにより、上述のように逸らされる。このような逸
れがあると、穴あけされた穴は錐の呼び直径よりも大き
い直径となり、錐を引き抜くときに穴の壁に溝を形成す
ることになる。互いに切刃に作用する力を補償するため
のきわめて広範囲に亘る提案がなされているが（ドイツ
特許公開明細書（ＤＥ−Ｏ３）第２７５１２５５号、お
よびヨーロッパ特許明細書第５４９１３号）。

従来は切削力についての完全な釣合いを得ることはでき
なかった。

この発明は、前記のような従来の穴あけ工具の問題点を
解決し、錐の直径の４倍を超える穴あけ深さを得るのに
用いられる場合でも、適切な剛性をもち、従って高い程
度の加工精度をもち、それによって良好な切り屑除去を
保証することのできる穴あけ工具を提供することを目的
とする。

問題点を解決するための手段 この発明によれば、溝のピッチ角が切削部分の前端から
その後端に至るまで増加し、切削部分の後方区域におい
て少くともピッチ角が、溝がそれらの全深さをもってい
る遷移部分の前端において、切削部分の当該場所の断面
（接続断面）を貫通する２つのランドの中心線が切刃に
作用する切削力のほぼ合成力の方向に延びるように選択
された穴あけ工具を提供することによって、上記目的を
達成できる。

切刃に作用する切削力を互いに完全に釣合わせるように
切刃を配置することはできないので、穴あけ工具を所定
の方向へ穴あけ軸線から逸らせようとする合成力が常に
存在する。この発明により切削部分の２つのランドが、
遷移部分に連続する場所において、２つのランドが合成
力の方向に延びるように配置されれば、中心線に対して
横方向に延びる曲げ軸線に関して最大曲げモーメントが
起こる区域においては、切削部分はその表面に関して最
大の慣性モーメント、従って最大の剛性をもつ。そこで
、予定の最大穴あけ深さを有する穴あけ工具の場合に、
正しい位置にランドの中心線を配置するために、溝のピ
ッチ角を丁度その角度どおりに選択することは不可能で
ある。

作　　　　用 この発明によれば、溝のピッチ角は切削部分の前端から
、その後端に向って増加する。この前端においてほぼ２
５’からほぼ３０″までが好ましい小さいピッチ角が与
えられ、これによってできるだけ速かに切刃の区域から
切屑を搬出する。

切削部分の後方区域においては、ピッチ角は、ランドと
それらの中心線が所望の位置に来るように選択される。

このピッチ角は、切削部分の前方区域と後方区域間とで
段階的または連続的に増加する。このようにピッチ角を
増加することにより、錐の先端から同一のピッチ角をも
つ溝を有する穴あけ工具に比べて溝の長さも減少する。

このことは切屑が切刃から内孔の末端まで覆わなければ
ならない距離も減少されて、切屑の除去性が改良される
ことを意味する。普通の実例のように、もし溝がエンド
ミルカッタを形成して造られる場合は、この錐は、ピッ
チが増加し、かつエンドミルカッタの直径が同一のまま
であれば、大きいランド幅をもつ。この大きいランド幅
は切削部分の後端に生じ、その区域内の表面に関する慣
性モーメントを増加する。

この発明の適切な実施例は、従属クレームにおいてその
特徴が記述されている。

実施例 図面に示された実施例を参照して、この発明を以下に詳
細に述べる。

この穴あけ工具１は、この工具が回転機械に連結される
ための締付シャンク２を有する。この穴あけ工具１の実
際の作用部分は、ＤＩＮ　１４１２による切削部分３と
同一である。切削部分３は長さＬｌであり（ＤＩＮ　１
４１２において「切削長さ」と称される。）図示の実施
例においては加工直径りより６倍も大きい。従って、図
示の穴あけ工具１の最大穴あけ深さも直径の６倍となる
。

締付シャンク２と切削部分３との間に遷移部分４が設け
られ、この遷移部分４は、図示の実施例においては、締
付シャンク２および切削部分３と同一直径をもっている
。しかし、図面において鎖線で示されるように、遷移部
分４も締付シャンク２まで円錐形状に直径を増加するこ
とになるので、締付シャンク２もまた切削部分３よりも
大きい直径をもつことになる。

２個の切刃６，７が各溝内のそれぞれの凹部５内に交換
可能に配設される。切刃６，７は転倒配列切刃と称され
るものである。これら２つの切刃は円周方向にほぼ１８
０６に亘って互いに隔たる関係をもって配置され、外側
切刃６は切削部分３の周辺をわずかに超えて突出して内
孔の外側区域を加工するのに用いられ、一方墳刃７は錐
の軸線Ａに配置されて内孔の内側区域を加工する。２つ
の切刃の加工区域は、錐の直径に応じて多かれ少なかれ
ある程度は重なる。

切削部分３はさらに、らせん状に延びる２つの直径上で
対向する溝８，９をもっている。溝８は外側切刃６と組
合わされ、溝９は内側切刃７と組合わせる。さらに大き
い直径の場合は、切刃６，７と同−直径上にさらに別の
切刃を設けることもできる。

溝８，９を形成するために材料がフライス加工で削取ら
れない限り、溝８と９との間に２つのランド１０が削り
残り、これらのランドは中心軸部１１から半径方向に扇
形状に幅を広げる。

溝８，９は、切削部分３の全長Ｌ１に亘って同一の深さ
をもっている。切削部分の後端から、または遷移部分４
の前端から、溝８，９の深さは遷移部分４の後端に連続
的に減少する。シャンク部分２が始まる遷移部分４の後
端において、溝８，９は遷移部分の円周表面に連続する
。

錐の軸線と直角な線Ｎに対して、溝によって形成された
ピッチ角β、β１は、切削部分３の前端から、該部分の
後端に段階的に、または望ましくは連続的に増加する。

切削部分３の前端において、円周において測られたピッ
チ角βはほぼ２５″から３０”の範囲内にあり、一方ピ
ッチ角β１は溝８，９の後端において実質的に大きく、
後述するパラメータによって左右される。

第２図は、切削部分３の後端、または遷移部分４の前端
における切削部分をとおる断面図である。この点におい
て、２つの溝８，９はそれらの全深さを保ち、その位置
から後方へ向って遷移部分４の円周表面に連続しはじめ
る。２つの直径上に対向して配置されたランド１０は、
それぞれ、切断平面内に延び、溝８，９が対称的に配置
されることによって共通の、直径上に延びる中心線Ｍで
ある中心線Ｍをもっている。中心線Ｍの両側におけるラ
ンド１０の表面部分はそのサイズがほぼ等しい。

切削力は切刃６．７に作用し、その位置は第２図に示さ
れた断面について鎖線で示されている。切削力は２つの
切刃６，７のチップ面と直角であるばかりでなく、半径
方向にも特に外側切刃６に対しては一般に半径方向内方
へ、また内側切刃７に対しては一般に半径方向外方へ作
用する。それにより、各切刃には合成力Ｆｌ。

Ｆ２が生じ、経験によれば力Ｆ１は力Ｆ２のほぼ２倍で
あることが示されている。もしそれらの力Ｆ１、Ｆ２が
第２図の下方に示されたように力線図にプロットされれ
ば全合成力ＦＲを与えることができる。この発明によれ
ば、ランド１０の中心線Ｍは、第２図に示すように、ほ
ぼ全合力ＦＲの方向に延びるように配置される。そのよ
うにして、切削部分３が遷移部分４の前端に隣接する切
断面において、切削部分３は中心平面ｍと垂直に延びる
曲げ軸線に関して、その表面に関して最大の慣性モーメ
ントをもつ。

それゆえにこの状態では中心線Ｍは全合成力ＦＲとほぼ
同じ方向に延び、それにより上記の慣性モーメントは切
削部分３の前端から後端に一定して増加し、溝８，９の
捩れは３６ｏ°未満でなければならない。この点につい
て、切削部分３の中央および後方区域は、中心線Ｍが全
合成力ＦＲの方向によって定まる所望の位置に占めるこ
とになるように選択される。全合力ＦＲのこの方向は１
作図と計算によるが、好ましくは適切な測定装置（キス
ラー、第３図、軸線測定装置）によって確めることがで
きる。

もし溝８，９が、切削部分３の前端から増加するピッチ
角をもつエンドミーリングカッタを用いる普通の方法で
造られれば、それによってランド１０に対してランド幅
Ｓ、ＳＬと称するものを提供し、切削部分３の前端から
その後端につれて増加する。このような装置によって、
切削部分３のランド１０は第２図に示す区域においてそ
れらの最大幅をもち、それによって切削部分の表面に関
する切削部分３の慣性モーメントは、さらにその区域内
で増加し、それによって穴あけ工具１の剛性の増加にも
貢献する。

試験の結果によれば、同一種類の構造をもつ穴あけ工具
の場合、全合成力の方向は、２つの切刃６，７のチップ
面を通過する平面に対してほぼ同じ方向へのある変動範
囲内に位置することが判明した。図示の種類の穴あけ工
具の場合、もし溝８，９のらせん形態が、ほぼ２５０°
からほぼ２７０°の範囲内で、しかもほぼ２６０’が好
適な角度に亘って切削部分３の前端から遷移部分４の前
端まで延びれば、中心線Ｍはほぼ全合成力ＦＲの方向に
配置される。

上述したように、溝８，９はエンドミーリングカッタを
用いて形成することが好ましく、その場合、穴あけ工具
は回転されると同時にミーリングカッタに対して軸方向
に移動される。もし円筒形のエンドミーリングカッタが
用いられれば、２つの溝８，９は第２図に示す断面形状
をもち、その形状において２つの境界面８ａと８ｂ、９
ａと９ｂはそれぞれ互いにほぼ直角に延びる。表面８ａ
、９ａはエンドミーリングカツタの端面によってミーリ
ング加工されるが、一方表面８ｂおよび９ｂはその周表
面によって加工される。

ここにおいて、切削部分３の全長に亘って延びる扇形断
面の溝１３に対して、切削部分３の前端において切刃６
の平面とほぼ直角に延びる表面８ａに形成されることが
望ましい。溝１３は、半径方向外方へ移動する切屑が常
に溝８の内部に向って再び戻し運ばれるようにさせるた
めに設けられる。そのうえ、この溝は切削部分３の前方
区域に切屑またはチップを形成させる。さらに、溝１３
は周辺に配置された切刃６と組合わされた該溝のチップ
空所を増加する。さらに詳しく言えば、この切刃は内側
切刃７よりもかなり多量の切屑を発生する。

錐の軸線Ａに配置された切刃７と組合わされた別の溝の
対応する境界面９ａに、類似の溝を加工することもでき
る。しかし、この別の溝１４は第１図に示すように、切
削部分３の前端から切削部分３の長さのほぼ１／２まで
延びることが望ましい。そのようにして、切削部分の断
面は、溝１４を設けることによって、そのさらに大きく
負荷される後方部分が弱められない。

内側切刃７によってつくられた切屑またはチップの量は
少なく、溝９のチップ空所は全く適正である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施例の正面図、第２図は、第１
図の線■−■に沿ってとられた断面図で、第１図の４倍
尺で示す。 １・・・穴あけ工具　　　２・・・締付シャンク３・・
・切削部分　４・・・遷移部分 ６．７・・・切　　　刃　　８，９・・・溝１０・・・
ラ　ン　ド　　　１１・・・中心軸部１３・・・溝　　
　　　　１４・・・溝ベシュレンクテル　ハフツング

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、締付シャンクと、前記シャンクと連続する短い遷移
   部分と、遷移部分と接続しかつ３６０°未満の角度に亘
   って捩れる直径上で対向して配置された２つの溝をもつ
   ほぼ円筒形の切削部分と、前記溝間に残置形成された２
   つのほぼ直径上に延びるランドと、それぞれがランドの
   凹部内に配置され、かつ穴あけ工具軸線から異なる半径
   方向の間隔をもった位置において周方向にほぼ１８０°
   に亘って互いに隔たり配置された少くとも２つの交換可
   能な切刃とをもち、溝が遷移部分の前端に始まり遷移部
   分の後端に向ってその深さを減少し、遷移部分の後端に
   おいて工具の円周表面に合致するように連続する穴あけ
   工具において、溝（８、９）のピッチ角（β、β１）が
   切削部分（３）の前端からその後端まで増加し、少くと
   も切削部分（３）の後方区域におけるピッチ角 （β１）が、溝（８、９）がそれらの全深さを維持して
   いる遷移部分（４）の前端において、切削部分（３）の
   当該位置における断面（接続断面）を貫通する２つのラ
   ンド（１０）の中心線（Ｍ）が、切刃（６、７）に作用
   する切削力（Ｆ１、Ｆ２）の全合成力（ＦＲ）の方向に
   ほぼ延びるように選択されることを特徴とする穴あけ工
   具。 ２、溝（８、９）のピッチ角（β）が、切削部分（３）
   の前端においてほぼ２５°からほぼ３０°の範囲内にあ
   り、切削部分（３）の後端まで段階的にまたは好ましく
   は連続的に増加していることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の穴あけ工具。 ３、各溝（８、９）のらせん状形態が、切削部分（３）
   の前端から遷移部分（４）の前端まで、ほぼ２５０°か
   らほぼ２７０°まで、好ましくはほぼ２６０°の角度に
   亘って延びていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項または第２項に記載の穴あけ工具。 ４、各溝（８、９）が、互いにほぼ直角に延びる２つの
   境界面（８ａ、８ｂ；９ａ、９ｂ）をもち、切刃（６）
   の平面にほぼ直角な、切削部分 （３）の前端において延びる境界面（８ａ）内で周辺に
   配置された切刃（６）と組合わされた溝８が、切削部分
   （３）の全長に亘って延びる扇形状断面の溝（１３）を
   もっていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の穴あけ工具。 ５、錐の軸線（Ａ）において配置された切刃（７）と組
   合わされた別の溝（９）の対応する境界面に、切削部分
   （３）の前端からの長さのほぼ１／３からほぼ１／２ま
   での範囲に延びる類似の溝（１４）が加工されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の穴あけ工具
   。