JPWO2007114146A1 - スローアウェイドリルおよびスローアウェイドリル用インサート並びにそれを用いた切削方法 - Google Patents

Abstract

ドリル本体の先端部の中心軸側に形成され、座面を有した内刃インサートポケットと、前記先端部の外周側に形成され、座面を有した外刃インサートポケットとを有したスローアウェイドリルホルダと、前記内刃インサートポケットの座面に固定される内刃インサートと、前記外刃インサートポケットの座面に固定される外刃インサートと、を備えてなり、前記ドリル本体の先端視において、前記内刃インサートの内切刃が、前記ドリル本体の中心軸側に配され前記外刃インサートの少なくとも一部の外切刃に対して平行である第一内切刃と、前記ドリル本体の外周側に配され前記第一内切刃に対して外周側に向かうにつれて内刃インサートポケットの座面側に傾斜している第二内切刃と、を含むスローアウェイドリルおよびこのスローアウェイドリルに装着されるインサート並びにそれを用いた切削方法である。

Description

本発明は、スローアウェイドリルおよびスローアウェイドリル用インサート並びにそれを用いた切削方法に関し、より詳細には、内刃用インサートと外刃用インサートとを備えたスローアウェイドリルおよび内刃用切刃および外刃用切刃のいずれにも使用可能なスローアウェイドリル用インサート並びにそれを用いた切削方法に関する。

穿孔加工に使用するドリルとしては、その全体が一体に形成されたソリッド型ドリルの他に、ドリル本体（ホルダ）と別体のインサート上に切削用の刃を形成し、それをホルダの先端に、ネジ等によって着脱自在に装着できるようにしたいわゆるスローアウェイドリルがある。

スローアウェイドリルとしては、ドリル本体の先端部に装着するインサートを穴の中心寄りの約半分の切削を担当する内刃用インサート（以下、内刃インサートと言う。）と、穴の外周寄りの約半分の切削を担当する外刃用インサート（以下、外刃インサートと言う。）の２種類で構成したものが一般的に知られている。この種のスローアウェイドリルでは、互いに向かい合うように配置させることで半径方向の切削力の合力がほぼ０になるように、外刃インサートと内刃インサートとが、バランスよく配置される。

この種のスローアウェイドリルでは、ドリル本体を半径方向中心向きにたわませる切削力が発生すると、ドリル本来のドリル径よりも小さめの穴があけられる傾向がある。このような場合、加工が終了して切削力が作用しなくなるとドリル本体のたわみが回復するので、ドリルを穴から引き上げる際に外刃インサートが加工壁面を傷つけてしまう恐れがある。そのため、外刃インサートと内刃インサートの切削力の合力をほぼ０とするか、前記合力を半径方向外側に向かうようにコントロールして、ドリル本体を半径方向外向きにたわませることが重要である。

例えば特許文献１には、ドリル本体の先端視において、内刃インサートの着座面（以下、座面と言う。）に対して外刃インサートの座面が傾きをもつよう内刃インサートと外刃インサートとが配置されたスローアウェイドリルが開示されている。このような配置をなすスローアウェイドリルは、半径方向中心向きに発生する切削力をほぼ０にコントロールすることができる。

図１０は、特許文献１に記載されているような従来のスローアウェイドリルを先端から見たときの内刃インサートおよび外刃インサートの配置を示す図である。同図に示すように、このスローアウェイドリル１００は、ドリル本体１０１の先端部の中心軸１０２側に形成された内刃インサートポケット１０３と、前記先端部の外周側に形成された外刃インサートポケット１０４とを有している。また、内刃インサートポケット１０３の座面１０３ａに固定される内刃インサート１０５と、外刃インサートポケット１０４の座面１０４ａに固定される外刃インサート１０６とを備えている。そして、座面１０３ａに対して座面１０４ａが傾きをもつよう配置されることで、半径方向中心向きに発生する切削力をほぼ０にコントロールしている。

しかしながら、このような構成のスローアウェイドリル１００では、オフセット加工時など特定の加工形態において、内刃インサート１０５と外刃インサート１０６との切削力を均衡させることが困難であるのが現状である。

ところで、スローアウェイドリルを用いた穿孔加工として、スローアウェイドリルを旋盤に取り付けて、ワーク中心と工具中心をオフセットさせることでドリル本来のドリル径より大きな穴を加工する、いわゆるオフセット加工が一般的に行われている。

しかしながら、前記したスローアウェイドリル１００でオフセット加工を実施しようとすると、内刃インサート１０５の内切刃１０５ａの芯高さが下がることで、加工底面の中心部の削り残し（コア）が大きくなりすぎるという問題があった。すなわち、前記した構成のスローアウェイドリル１００では、図１０に示すように、オフセット中心１１０を通り内切刃１０５ａに平行な線Ｌと、内切刃１０５ａとの間の間隔、すなわちオフセットの芯下がり量Ｄが大きくなる。そのため、内切刃１０５ａの芯高さが下がる。その結果、これにより加工底面の中心部の削り残し（コア）が大きくなりすぎるという問題が生じる。

したがって、内刃インサートの切刃に作用する切削力と外刃インサートの切刃に作用する切削力を均衡させながらも、オフセット加工時にコアが大きくなりすぎるのを抑制することができるスローアウェイドリルは従来まで得られていなかった。

一方、前記した通り、穿孔加工を行うドリルとして、ドリル本体の先端部に相互の回転軌跡が交叉するように外径側の外刃インサートと内径側の内刃インサートが着脱自在に装着されるスローアウェイドリルが用いられてきた。

スローアウェイドリルに使用されるインサートの切刃は穴加工で使用するにつれて消耗するので、一つのインサートに複数の切刃を設けて、消耗するたびに別の切刃と入れ替えて一つのインサートを複数回使用するという試みが従来から行われてきた。これにより、切刃一つあたりのコストを下げることができる。例えば特許文献２では、一つのインサートに外刃用切刃と内刃用切刃を二つずつ設け、外刃用切刃として二箇所使用した後に内刃用切刃としてもさらに二箇所使用可能とすることで、合計で四箇所使用可能な構成としている。

ここで、切刃に求められる性能としては、外刃用切刃には切削抵抗の低さ、内刃用切刃には押し込み作用に耐えうる切刃強度、すなわち耐欠損性が挙げられる。例えば特許文献３には、内刃インサートのドリル本体の中心側のコーナーＲ切刃、ならびに該コーナーＲ切刃と接続する外刃用切刃領域および内刃用切刃領域の広範囲領域を０°または負のすくい角となるように構成することが開示されている。そして、このような構成により、コーナー部における切刃強度を向上させて、切刃強度を改善することが開示されている。

しかし、特許文献３のスローアウェイドリル用インサートでは、内刃用切刃として十分な切刃強度を示したとしても、外刃用切刃として使用する場合には、外刃用切刃側のコーナーＲ切刃のすくい角が小さいため、外刃用切刃の切削抵抗が大きくなって、ドリル本体がたわむ。そのため、所望の加工径が得られない、あるいは穴が曲がるなどの問題があった。そのため、内刃インサートおよび外刃インサートの両方において十分な性能を示すスローアウェイドリル用インサートは従来まで開示されていなかった。すなわち、内切刃と外切刃の両方で共用するインサートでスローアウェイドリルを構成する場合には、内切刃の切刃強度と外切刃の切削抵抗の低減の両立が要求される。

特開昭５３−６４８８８号公報 特開平９−１５０３０４号公報 特開２００２−３０７２２１号公報

本発明の課題は、内刃インサートと外刃インサートとの切削力を均衡させることができるスローアウェイドリルおよびスローアウェイドリル用インサート並びにそれを用いた切削方法を提供することである。

本発明のスローアウェイドリルは、ドリル本体の先端部の中心軸側に形成されるとともに、座面を有した内刃インサートポケットと、前記先端部の外周側に形成されるとともに、座面を有した外刃インサートポケットとを有したスローアウェイドリルホルダと、前記内刃インサートポケットの座面に固定されるとともに、内切刃を有した内刃インサートと、前記外刃インサートポケットの座面に固定されるとともに、外切刃を有した外刃インサートと、を備えてなり、前記ドリル本体の先端視において、前記内刃インサートの内切刃が、前記ドリル本体の中心軸側に配され前記外刃インサートの少なくとも一部の外切刃に対して平行である第一内切刃と、前記ドリル本体の外周側に配され前記第一内切刃に対して、外周側に向かうにつれて内刃インサートポケットの座面側に傾斜している第二内切刃と、を含む。

前記第一内切刃に対する前記第二内切刃の傾斜角度は、５〜１５°であるのが好ましい。
前記第一内切刃の長さが、ドリル径の長さに対して５〜２０％であるのが好ましい。
切削力をさらに半径方向外向きに発生させるようにコントロールする上で、前記ドリル本体の先端視において、前記外刃インサートの外切刃が、前記ドリル本体の外周側に配され前記第一内切刃に対して平行である第一外切刃と、前記ドリル本体の中心軸側に配され前記第一外切刃に対して前記外刃インサートポケットの座面側に傾斜している第二外切刃と、を含むのが好ましい。
前記第一外切刃に対する前記第二外切刃の傾斜角度は、５〜１５°であるのが好ましい。

本発明のスローアウェイドリル用インサートは、下面と上面と側面とを備えた本体を有し、前記本体の下面に形成された座面と、前記本体の上面と側面との交差部に形成された切刃と、を備えるとともに、前記切刃は、互いに連続して前記上面の角部を形成する内切刃と外切刃とを有し、前記内切刃が、前記角部側に位置する直線状の第一内切刃と、該第一内切刃に対して前記角部と反対側に位置するとともに、前記第一内切刃に対して前記角部から遠ざかるにつれて前記座面側に傾斜している第二内切刃と、を有してなり、前記外切刃が、前記角部側に位置するとともに前記第一内切刃と平行な第一外切刃を有してなる。

前記外切刃が、前記第一外切刃に対して前記角部と反対側に位置するとともに、前記第一外切刃に対して前記角部から遠ざかるにつれて前記座面側に傾斜している第二外切刃を有してなるのが好ましい。

本発明の他のスローアウェイドリルは、ドリル本体の先端部の中心軸側に形成された内刃インサートポケットと、前記先端部の外周側に形成された外刃インサートポケットとを有したスローアウェイドリルホルダと、前記内刃インサートポケットに前記内切刃の少なくとも一部を前記ドリル本体の先端より突出させて装着される前記スローアウェイドリル用インサートと、前記外刃インサートポケットに前記外切刃の少なくとも一部を前記ドリル本体の先端より突出させて装着される前記スローアウェイドリル用インサートと、を備え、前記ドリル本体の先端視において、前記第一内切刃と前記第一外切刃とが平行となるよう配されてなるのが好ましい。

また、本発明の他のスローアウェイドリル用インサートは、上面と側面とを備えた本体を有し、前記本体の上面に形成されたすくい面と、前記本体の上面と側面との交差部に形成された切刃と、を備えてなり、前記切刃は、前記すくい面の角部に形成されたコーナーＲ切刃と、該コーナーＲ切刃の一端側に位置する内切刃と、前記コーナーＲ切刃の他端側に位置する外切刃と、を有してなるとともに、前記内切刃が、前記コーナーＲ切刃側に位置し、連接するすくい面のすくい角が正である第一内切刃を有し、前記コーナーＲ切刃に連接するすくい面のすくい角が、前記第一内切刃側から前記外切刃側に向かって増大する。

前記第一内切刃に連接するすくい面のすくい角が１〜５°であるのが好ましい。
前記内切刃がさらに、前記第一内切刃に対して前記コーナーＲ切刃とは反対側に位置する第二内切刃を有し、前記第一内切刃に連接するすくい面のすくい角は前記第二内切刃に連接するすくい面のすくい角よりも小さいのが好ましい。
前記第二内切刃に連接するすくい面のすくい角が５〜１５°であるのが好ましい。
前記内切刃がさらに、第一内切刃と第二内切刃との間に位置するとともに、連接するすくい面のすくい角が前記第一内切刃側から前記第二内切刃側に向かって増大する第三内切刃を有するのが好ましい。
前記第三内切刃の長さは、前記内切刃の長さの５〜１５％であるのが好ましい。
前記第一内切刃と前記コーナーＲ切刃との境界に連接するすくい面のすくい角をα、前記外切刃と前記コーナーＲ切刃との境界に連接するすくい面のすくい角をβとしたとき、式：β−αから算出される値が５°以上であるのが好ましい。

本発明のさらに他のスローアウェイドリルは、ドリル本体の先端部の中心軸側に形成された内刃インサートポケットと、前記先端部の外周側に形成された外刃インサートポケットと、を有したスローアウェイドリルホルダと、前記内刃インサートポケットに前記内切刃の少なくとも一部を前記ドリル本体の先端より突出させて装着される前記スローアウェイドリル用インサートと、前記外刃インサートポケットに前記外切刃の少なくとも一部を前記ドリル本体の先端より突出させて装着される前記スローアウェイドリル用インサートと、を備えてなる。
前記外刃インサートポケットの座面のアキシャルレーキが正の値を示すのが好ましい。

本発明の被削材の切削方法は、前記スローアウェイドリルまたは被削材の少なくとも一方を回転させ、前記被削材に前記内切刃および外切刃を近接する工程と、前記内切刃および外切刃を前記被削材の表面に接触させ、前記被削材を切削する工程と、前記被削材から前記内切刃および外切刃を離間させる工程と、を備える。

本発明のスローアウェイドリルによれば、ドリル本体の先端視において内刃インサートの内切刃が、ドリル本体の中心軸側に配され外刃インサートの少なくとも一部の外切刃に対して平行である第一内切刃と、ドリル本体の外周側に配され第一内切刃に対して外周側に向かうにつれて内刃インサートポケットの座面側に傾斜している第二内切刃とを含む。これにより、半径方向に作用する切削力の合力をほぼ０に、または前記合力を半径方向外向きに発生させることが可能となり、内刃インサートと外刃インサートの切削力の不釣合いによってドリル本体が半径方向中心向きにたわむことを抑制することができる。

しかも、旋盤によるオフセット加工を行った場合でも内切刃の芯高さが変わらないので、コアが大きくなりすぎることを抑制することができる。さらに、内刃インサートのみならず、外刃インサートが、ドリル本体の外周側に配され第一内切刃に対して平行である第一外切刃と、ドリル本体の中心軸側に配され第一外切刃に対して外刃インサートポケットの座面側に傾斜している第二外切刃とを含むと、切削力をさらに半径方向外向きに発生させるようにコントロールすることができる。本発明のスローアウェイドリルは、内刃インサートと外刃インサートの座面間に特別な傾斜角を設けることなく、座面同士が平行である場合でも上記効果を奏することが可能である。

本発明の他のスローアウェイドリル用インサートによれば、内切刃が、コーナーＲ切刃側に位置し連接するすくい面のすくい角が正である第一内切刃を有し、コーナーＲ切刃に連接するすくい面のすくい角が、第一内切刃側から外切刃側に向かって増大するので、内刃インサートとした場合に優れた切刃強度を示すだけでなく、外刃インサートとした場合にも切削抵抗を十分に低減させることができるとともに、該切削インサートを内刃インサートおよび外刃インサートとして装着すると、内刃インサートと外刃インサートとの切削力を均衡させることができる。

また、スローアウェイドリルのドリル本体における外刃インサートポケットの座面が、アキシャルレーキが正の値をとるように傾斜していることにより、内刃用切刃のドリル中心軸付近の切削を担当する部位の強度を向上させたままで、外刃用切刃の実質的なすくい角を増大させ、外刃用切刃による切削抵抗を低減させることができる。

本発明の被削材の切削方法によれば、内刃インサートと外刃インサートとの切削力を均衡させて被削材を切削することができ、深孔加工などのより厳しい切削条件においても良好な仕上げ面を得ることができる。

本発明の第１の実施形態にかかるスローアウェイドリルを示す正面図である。 本発明の第１の実施形態にかかるスローアウェイドリルを先端から見たときの内刃インサートおよび外刃インサートの配置を示す図である。 （ａ）は、図２に示すスローアウェイドリルの内切刃インサート付近を示す部分拡大図であり、（ｂ）は、図３に示すスローアウェイドリルの外切刃インサート付近を示す部分拡大図である。 （ａ）は、本発明の第１の実施形態にかかるスローアウェイドリル用インサートを示す斜視図であり、（ｂ）は、その平面図である。 本発明の第２の実施形態にかかるスローアウェイドリル用インサートを示す拡大平面図である。 （ａ）は、図５のＡ−Ａ線の破断面を示す図であり、（ｂ）は、図５のＢ−Ｂ線の破断面を示す図であり、（ｃ）は、図５のＣ−Ｃ線の破断面を示す図である。 本発明の第２の実施形態にかかるスローアウェイドリルを先端から見たときの内刃インサートおよび外刃インサートの配置を示す図である。 本発明の第２の実施形態にかかる外刃インサートポケット付近を示す部分拡大側面図である。 本発明の第２の実施形態にかかる外刃インサートポケットの座面のアキシャルレーキを示す部分拡大概略説明図である。 従来のスローアウェイドリルを先端から見たときの内刃インサートおよび外刃インサートの配置を示す図である。

＜スローアウェイドリルおよびスローアウェイドリル用インサート＞
以下、本発明にかかるスローアウェイドリルおよびスローアウェイドリル用インサートの各実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態にかかるスローアウェイドリルを示す正面図である。図２は、本実施形態にかかるスローアウェイドリルを先端から見たときの内刃インサートおよび外刃インサートの配置を示す図である。図３（ａ）は、図２に示すスローアウェイドリルの内切刃インサート付近を示す部分拡大図であり、図３（ｂ）は、図２に示すスローアウェイドリルの外切刃インサート付近を示す部分拡大図である。図４（ａ）は、本実施形態にかかるスローアウェイドリル用インサートを示す斜視図であり、図４（ｂ）は、その平面図である。

図１〜図３に示すように、本実施形態にかかるスローアウェイドリル１は、棒状をなすドリル本体２の先端部の中心軸３側に形成されるとともに、座面４ａを有した内刃インサートポケット４と、前記先端部の外周側に形成されるとともに、座面５ａを有した外刃インサートポケット５とを有したスローアウェイドリルホルダ８とを備えている。座面４ａ，５ａとは、インサートの取り付け部である内刃インサートポケット４，外刃インサートポケット５において、下記で説明する切削インサート１０の座面１１ａと接している部位を意味する。

一方、図４（ａ），（ｂ）に示すように、本実施形態にかかるスローアウェイドリル用インサート１０（以下、切削インサート１０と言う。）は、下面１１と上面１２と側面１８とを備えた本体１３を有し、下面１１に形成された座面１１ａと、上面１２と側面１８との交差部に形成された切刃１４と、を備える。切刃１４は、互いに連続して上面１２の角部１５を形成する内切刃１６と外切刃１７とを有している。

なお、角部１５には、切刃強度の向上のためコーナーＲ切刃が形成されていてもよい。すなわち、内切刃１６と外切刃１７は、角部１５に位置するコーナーＲ切刃と接続して形成されてもよい。

内切刃１６は内刃用切刃であり、切削インサート１０を内刃インサートとして用いるための切刃である。内切刃１６は、角部１５側に位置する直線状の第一内切刃１６ａと、該第一内切刃１６ａに対して角部１５と反対側に位置するとともに、第一内切刃１６ａに対して角部１６から遠ざかるにつれて座面１１ａ側に傾斜している第二内切刃１６ｂと、を有してなる。

外切刃１７は外刃用切刃であり、切削インサート１０を外刃インサートとして用いるための切刃である。外切刃１７は、角部１５側に位置するとともに第一内切刃１６ａと平行な第一外切刃１７ａを有してなる。また、外切刃１７は、第一外切刃１７ａに対して角部１５と反対側に位置するとともに、第一外切刃１７ａに対して角部１５から遠ざかるにつれて座面１１ａ側に傾斜している第二外切刃１７ｂを有してなるのが好ましい。

なお、第一内切刃１６ａと第一外切刃１７ａとが平行であるとは、両者が実質的に平行であればよく、切削インサート１０のサイズにもよるが、０〜２°程度の誤差を含むものであってもよい。このような場合においても、同様の効果を奏すことができる。

上記のような切削インサート１０は板状体形状をとっており、切削インサート１０の上面１２は多角形状をとっている。多角形状としては、例えば四角形、五角形等が挙げられる。上面１２の中央部には、貫通穴５０が形成されている。この貫通穴５０は、切削インサート１０をドリル本体２に固定するためのネジ穴である。切削インサート１０は、該貫通穴５０の中心軸に対して１８０度回転対称な形状である。これにより使用している一方の切刃が摩耗した際には、インサート１０を１８０度回転させ、使用していない他方の切刃を用いることができるので経済的である。

そして、スローアウェイドリル１は、前記した切削インサート１０を２つ装着したものである。すなわち図２に示すように、２つの切削インサート１０のうち、一方を内刃インサート１０ａ、他方を外刃インサート１０ｂとし、２つの切削インサート１０が一本のドリル本体２のインサート取り付け部である内刃インサートポケット４の座面４ａ，外刃インサートポケット５の座面５ａにそれぞれ固定される。そして、内刃インサート１０ａと外刃インサート１０ｂは、切削インサート１０の上面１２を切削方向に向けて装着される。

より具体的には、内刃インサート１０ａは、内刃インサートポケット４に内切刃１６の少なくとも一部をドリル本体２の先端より突出させて装着される（図１参照）。これと同様に、外刃インサート１０ｂは、外刃インサートポケット５に外切刃１７の少なくとも一部をドリル本体２の先端より突出させて装着される。また、ドリル本体２の先端視において、第一内切刃１６ａと第一外切刃１６ｂとが平行となるよう配されるのが好ましい。なお、ここでいう「先端視において」とは、ドリル本体２を先端側から見た場合のことである。具体的には、ドリル本体２の先端側からドリル本体２の中心軸に沿って見た場合のことである。

ここで、内刃インサート１０ａの内切刃１６は、第一切刃稜辺部と第二切刃稜辺部とを含む。すなわちドリル本体２の先端視において、内刃インサート１０ａの内切刃１６が、ドリル本体２の中心軸３側に配され外刃インサート１０ｂの少なくとも一部の外切刃１７に対して平行である第一内切刃１６ａ（第一切刃稜辺部）と、ドリル本体２の外周側に配され第一内切刃１６ａに対して外周側に向かうにつれて内刃インサートポケット４の座面４ａ側に傾斜している第二内切刃１６ｂ（第二切刃稜辺部）と、を含む。これにより、内刃インサート１０ａにドリル本体２を半径方向外向きにたわませる力を作用させることができる。その結果、内刃インサート１０ａおよび外刃インサート１０ｂの半径方向に作用する切削力の合力をほぼ０とするか、前記合力を半径方向外向きに発生させることが可能となる。そのため、内刃インサート１０ａと外刃インサート１０ｂの切削力の不釣合いによってドリル本体２が半径方向中心向きにたわむことを抑制することができる。

したがって、内切刃１６が、上記のような構成をなす第一内切刃１６ａと、第二内切刃１６ｂとを含んでなる場合には、内刃インサートと外刃インサートとの切削力を均衡させることができるとともに、オフセット加工時のコアの拡大を抑制することができる。

外刃インサート１０ｂの切刃稜辺（すなわち外切刃１７）が一辺の切刃にて構成されている場合には、第一内切刃１６ａは、外刃インサート１０ｂの切刃全部分と平行になる。一方、後述するように、外刃インサート１０ｂの切刃が複数である場合には、外刃インサート１０ｂの切刃のいずれかと平行であればよい。このとき、特に、第一内切刃１６ａは、ドリル本体２の外周側に位置する外刃インサート１０ｂの切刃と平行であることが好ましい。

第二内切刃１６ｂは、前記した通り、ドリル本体２の外周側に配され第一内切刃１６ａに対して座面４ａ側に傾斜している部分である。具体的には、第二内切刃１６ｂはドリル本体２の外周側方向に近づくにつれ、所定の傾斜角を有して座面４ａ側に近づくように傾いている。このとき、第一内切刃１６ａに対する第二内切刃１６ｂの傾斜角度は５〜１５°であるのが好ましい。

第一内切刃１６ａの長さが、ドリル径の長さに対して５〜２０％であるのが好ましい。第一内切刃１６ａの長さが、このような所定の範囲内に構成されていると、前記した効果を確実に奏することができる。なお、ここでいうドリル径とは、オフセット値がゼロのときの加工径のことである。具体的には、ドリル本体の中心軸から第一外切刃１７ａの外周側端部までの距離の２倍に相当する。

第一内切刃１６ａと第二内切刃１６ｂとの間にその他の切刃があってもよく、例えば第一内切刃１６ａと第二内切刃１６ｂとが曲線や直線等で接続されていてもよい。

外刃インサート１０ｂの外切刃１７は、ドリル先端視において、一辺の切刃、または複数の切刃のいずれからなる場合であってもよい。なお、切削力をさらに半径方向外向きに発生させるようにコントロールすることができる上で、外切刃１７は複数の切刃からなるのが好ましい。

外刃インサート１０ｂの外切刃１７が複数の切刃稜辺部から構成される場合には、該外刃インサート１０ｂは、第三切刃稜辺部と第四切刃稜辺部とを含むのが好ましい。すなわちドリル本体２の先端視において、外刃インサート１０ｂの外切刃１７が、ドリル本体２の外周側に配され第一内切刃１６ａに対して平行である第一外切刃１７ａ（第三切刃稜辺部）と、ドリル本体２の中心軸３側に配され第一外切刃１７ａに対して外刃インサートポケット５の座面５ａ側に傾斜している第二外切刃１７ｂ（第四切刃稜辺部）と、を含むのが好ましい。このように、外刃インサート１０ｂについても傾斜状の切刃部である第二外切刃１７ｂを設けることにより、内刃インサート１０ａの場合と同様に、切削力を半径方向外側に向かわせる方向にコントロールすることができる。

具体的には、第二外切刃１７ｂは第一外切刃１７ａ側からドリル本体２の中心軸３方向に近づくにつれ、所定の傾斜角を有して座面５ａ側に近づくように傾いている。このとき、第一外切刃１７ａに対する第二外切刃１７ｂの傾斜角度は５〜１５°であるのが好ましい。また、前記した第一内切刃１６ａ，第二内切刃１６ｂと同様に、第一外切刃１７ａと第二外切刃１７ｂの間にその他の切刃があってもよく、例えば第一外切刃１７ａと第二外切刃１７ｂとが曲線や直線等で接続されていてもよい。

前記したスローアウェイドリル１は、旋盤でオフセット加工を行う場合でも好適に使用される。旋盤でオフセット加工を行う場合には、ドリル本体２のシャンクに形成された平カット面が基準となり，「平カット面」と「ドリル中心軸の垂直断面」との交線がオフセット方向となる。このオフセット方向は内切刃１６の第一内切刃１６ａと平行にされるので、オフセットによってドリルの中心軸３が移動しても内切刃１６の芯高さが変わることはなく、よってコアの残り量が大きくなりすぎることはない。したがって、オフセット加工時においても、仕上げ面精度の高い加工が可能である。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態にかかるスローアウェイドリルおよびスローアウェイドリル用インサートについて図面を参照して詳細に説明する。図５は、本実施形態にかかるスローアウェイドリル用インサートを示す平面図である。図６（ａ）は、図５のＡ−Ａ線の破断面を示す図であり、図６（ｂ）は、図５のＢ−Ｂ線の破断面を示す図であり、図６（ｃ）は、図５のＣ−Ｃ線の破断面を示す図である。図７は、本実施形態にかかるスローアウェイドリルを先端から見たときの内刃インサートおよび外刃インサートの配置を示す図である。図８は、本実施形態にかかる外刃インサートポケット付近を示す部分拡大側面図である。図９は、本実施形態にかかる外刃インサートポケットの座面のアキシャルレーキを示す部分拡大概略説明図である。なお、図５〜図９において、前述した図１〜図４と同一の構成部分には同一の符号を付して説明は省略する。

本実施形態にかかるスローアウェイドリル用インサートは、前記した実施形態にかかる切削インサート１０と同様に、スローアウェイドリルに使用されるものであり、ドリル本体の先端視で、ドリル本体の先端側において、前記ドリル本体の中心軸側に内刃インサートとして、さらに前記ドリル本体の外周側に外刃インサートとして、それぞれ座面に固定されるものである。

具体的には、図５，図６に示すように、本実施形態にかかるスローアウェイドリル用インサート２０（以下、切削インサート２０と言う。）は、板状体形状をとっており、該インサート２０の上面２１は、多角形状をとっている。そして、上面２１と側面２２とを備えた本体２３を有し、上面２１に形成されたすくい面（ブレーカ溝）２４と、上面２１と側面２２との交差部に形成された切刃２５と、を備えてなる。

上面２１の各角部、すなわちすくい面２４の角部にはコーナーＲ切刃２５ａが形成されている。コーナーＲ切刃２５ａとは、上面２１の各角部に形成された曲線切刃をいう。コーナーＲ切刃２５ａは、下記で説明する強い切刃強度が求められる内切刃２６および低い切削抵抗が求められる外切刃２７の両方に接続しているため、両方の性能が要求される。

切刃２５は、前記したコーナーＲ切刃２５ａと、コーナーＲ切刃２５ａの一端側に位置する内切刃２６と、コーナーＲ切刃２５ａの他端側に位置する外切刃２７と、を有している。内切刃２６は内刃用切刃であり、切削インサート２０を内刃インサートとして用いるための切刃である。外切刃２７は外刃用切刃であり、切削インサート２０を外刃インサートとして用いるための切刃である。

内切刃２６は、以下に示すように複数の切刃領域から構成される。この内切刃２６は、切削インサート２０が内刃インサートとしてドリル本体に装着された場合に、該ドリル本体の中心軸側に位置する第一内刃用切刃（第一内切刃）２６ａを有する。第一内切刃２６ａは、コーナーＲ切刃２５ａ側に位置しており、ドリル本体の先端視において、内切刃２６が有する複数の切刃のうちドリル本体の中心軸に最も近接している切刃である。

ここで、第一内切刃２６ａは、連接するすくい面２４のすくい角が正であり、コーナーＲ切刃２５ａに連接するすくい面２４のすくい角が、第一内切刃２６ａ側から外切刃２７側に向かって増大するよう構成されている。これにより、切削インサート２０は、内刃インサートとした場合に優れた切刃強度を示すだけでなく、外刃インサートとした場合にも切削抵抗を十分に低減させることができ、かつ切削インサート２０を内刃インサートおよび外刃インサートとして装着すると、内刃インサートと外刃インサートとの切削力を均衡させることができる。

第一内切刃２６ａに連接するすくい面２４のすくい角は１〜５°、好ましくは２〜４°であるのがよい。前記すくい角が１°以上であると、外切刃として使用する場合にドリル本体の外周側の外切刃の切削抵抗を低く抑えることができ、ドリル本体がたわむことを低減できる。そのため、所望の加工径が得られなかったり、穴が曲がったりすることを低減できる。また、前記すくい角が５°以下であると、内切刃として使用する場合に十分な切刃強度を得ることができる。

第一内切刃２６ａは、すくい角が上記範囲内であれば、すくい角が一定のものでもよく、また、ドリル中心から遠ざかるにつれ、すくい角が増大しているものでもよい。第一内切刃２６ａのすくい角は、例えば図５のＡ−Ａ線の破断面を示す図６（ａ）をもとにして測定すればよい。

内切刃２６は、切削インサート２０が内刃インサートとしてドリル本体に装着された場合の該ドリル本体の外周側に第一内切刃２６ａよりもすくい角の大きい第二内刃用切刃（第二内切刃）２６ｂを有するのが好ましい。すなわち、内切刃２６がさらに、第一内切刃２６ａに対してコーナーＲ切刃２５ａとは反対側に位置する第二内切刃２６ｂを有し、第一内切刃２６ａに連接するすくい面２４のすくい角は、第二内切刃２６ｂに連接するすくい面２４のすくい角よりも小さいのが好ましい。これにより、内切刃２６内においても、外周側および中心軸側に位置する各切刃の切削性能を該位置に好適なものとすることができる。したがって、前記した効果がより高まる。第二内切刃２６ｂは、ドリル本体の先端視において、内切刃２６が有する複数の切刃のうちドリル本体の外周に最も近接している切刃である。

第二内切刃２６ｂに連接するすくい面２４のすくい角は、例えば鋼からなる被削材、またはアルミニウムや低炭素鋼からなる被削材等、被削材の材質に応じて所定のすくい角を設定すればよい。特に、鋼からなる被削材を切削する場合には、第二内切刃２６ｂに連接するすくい面２４のすくい角は５〜１５°、好ましくは８〜１２°に設定するのがよい。前記すくい角が５°以上であると、切削抵抗が低く、ホルダがたわむことを低減することができる。また、前記すくい角が１５°以下であると、切刃の強度不足により、突発的な欠損が発生することを低減できる。

第二内切刃２６ｂは、すくい角が上記の範囲内であれば、すくい角が一定のものでもよく、また、外切刃２７側に近づくにつれ、すくい角が増大しているものでもよい。第二内切刃２６ｂのすくい角は、例えば図５のＣ−Ｃ線の破断面を示す図６（ｃ）をもとにして測定すればよい。

内切刃２６はさらに、第一内切刃２６ａと第二内切刃２６ｂとの間に位置した第三内刃用切刃（第三内切刃）２６ｃを有するのが好ましい。この第三内切刃２６ｃは、連接するすくい面２４のすくい角が第一内切刃２６ａから第二内切刃２６ｂに向かって増大するのが好ましい。これにより、一定以上の切削力が要求される第二内切刃２６ｂにおいて、優れた切削性能を達成することが可能なすくい角を満足することができる。

第三内切刃２６ｃの長さは、内切刃２６の合計切刃長さ（すなわち第一内切刃２６ａの切刃長さ、第二内切刃２６ｂの切刃長さ、および第三内切刃２６ｃの切刃長さを合計した長さ）に対して５〜１５％であるのが好ましい。第三内切刃２６ｃの長さが５％以上であると、第三内切刃２６ｃにおけるすくい角が急激に変化することで切りくずが詰まることを低減できる。また、前記すくい角が１５％以下であると、切削抵抗が大きくなることを低減できる。

また、第一内切刃２６ａと第三内切刃２６ｃとの境界ａと、第二内切刃２６ｂと第三内切刃２６ｃとの境界ｂとは、滑らかな曲線によって接続されているのが好ましい。

外切刃２７は、図５に示すように、コーナーＲ切刃２５ａを介して内切刃２６と隣接している。具体的には、コーナーＲ切刃２５ａは、一端側で外切刃２７と、他端側で内切刃２６と接続している。外切刃２７に連接するすくい面２４のすくい角は、第一内切刃２６ａのすくい角よりも大きいのであればよい。該外切れ刃２７のすくい角は、特に限定されないが、５〜２５°の間で被削材の種類に応じて設定されるのが好ましい。例えば鋼からなる被削材を切削する場合には、外切刃２７のすくい角は１０〜２０°が好ましい。外切刃２７のすくい角は、例えば図５のＢ−Ｂ線の破断面を示す図６（ｂ）をもとにして測定すればよい。

ここで、前記した通り、切削インサート２０において、第一内切刃２６ａと外切刃２７との間に位置するコーナーＲ切刃２５ａのすくい角は、第一内切刃２６ａから外切刃２７に向かって、減少することなく増大している。特に、第一内切刃２６ａにおいて１〜５°と小さいすくい角とし、第一内切刃２６ａから外切刃２７へすくい角を減少させることなく増大させることが好ましい。これにより、コーナーＲ切刃２５ａの第一内切刃２６ａ側において十分な切刃強度が得られ、さらにコーナーＲ切刃２５ａの外切刃２７側において、前記切刃強度と二律背反の関係である外切刃２７の切削抵抗の低減についても十分に達成することができる。

第一内切刃２６ａと外切刃２７との間に位置するコーナーＲ切刃２５ａにおいて、第一内切刃２６ａと該コーナーＲ切刃２５ａとの境界ｃに連接するすくい面２４のすくい角をα、外切刃２７と該コーナーＲ切刃２５ａとの境界ｄに連接するすくい面２４のすくい角をβとする。このとき、式：β−αから算出される値が５°以上であるのが好ましい。前記値が５°以上であると、内刃インサートとした場合における内切刃の切刃強度と、外刃インサートとした場合における外切刃の切削抵抗の低減との両立を十分に達成させることができる。

本実施形態にかかるスローアウェイドリルは、前記した実施形態にかかるスローアウェイドリル１と同様に、前記した切削インサート２０を２つ装着したものである。すなわち図７に示すように、本実施形態にかかるスローアウェイドリル３１は、棒状をなすドリル本体３２の先端部の中心軸３３側に形成されるとともに、座面３４ａを有した内刃インサートポケット３４と、前記先端部の外周側に形成されるとともに、座面３５ａを有した外刃インサートポケット３５とを有したスローアウェイドリルホルダ３８を備えている。座面３４ａは、内刃インサートを固定するための着座面（中心側着座面）であり、座面３５ａは、外刃インサートを固定するための着座面（外周側着座面）である。

そして、２つの切削インサート２０のうち、一方を内刃インサート２０ａ、他方を外刃インサート２０ｂとし、２つの切削インサート２０が一本のドリル本体３２の内刃インサートポケット３４の座面３４ａ，外刃インサートポケット３５の座面３５ａにそれぞれ固定される。そして、内刃インサートと外刃インサートは、切削インサート２０の上面２１を切削方向に向けて装着される。より具体的には、内刃インサート２０ａは、内刃インサートポケット３４に内切刃２６の少なくとも一部をドリル本体３２の先端より突出させて装着される。そして、外刃インサート２０ｂは、外刃インサートポケット２５に外切刃２７の少なくとも一部をドリル本体３２の先端より突出させて装着される。

ここで、外周側着座面、すなわち外刃インサートポケット３５の座面３５ａのアキシャルレーキは、正の値を示すのが好ましい。具体的には、図８，図９に示すように、ドリル本体３２の中心軸３３から時計まわりの方向に、外刃インサート２０ｂを固定するための座面３５ａが傾斜していることをいう。より具体的には、中心軸３３と、座面３５ａを延長した延長線３６とのなすアキシャルレーキ３７が正の値を示すように、座面３５ａが中心軸３３から時計まわりの方向に傾斜していることをいう。

アキシャルレーキ３７が正の値を示すように座面３５ａを傾斜させると、切削インサート２０を該座面３５ａに装着した場合に形成される外切刃２７の実質的なすくい角を大きくすることができる。これにより、第一内切刃２６ａのすくい角を小さくすることによってコーナーＲ切刃２５ａのすくい角が小さくなったとしても、座面３５ａに装着すれば外切刃２７の実質的なすくい角を大きくすることができる。そのため、第一内切刃２６ａの耐欠損性を低下させることなく、外切刃２７の切削抵抗をさらに低減させることができる。したがって、深穴加工などビビリによる振動が発生しやすい加工でも好適に使用できる。このように、座面３５ａのアキシャルレーキ３７を調整することによって、内切刃２６の強度を向上させる効果と外切刃２７の切削抵抗を低減させる効果とを両立させることができる。特に、アキシャルレーキ３７は３〜８°が好ましい。
なお、その他の構成は、前記した実施形態にかかるスローアウェイドリル１および切削インサート１０と同様であるので、説明を省略する。

＜被削材の切削方法＞
次に、本発明にかかる被削材の切削方法の一実施形態について説明する。本実施形態にかかる被削材の切削方法は、前記した第１の実施形態にかかるスローアウェイドリル１を用いて被削材を切削する方法であり、下記の工程を備えるものである。

すなわち、スローアウェイドリル１または被削材の少なくとも一方を回転させ、前記被削材に内切刃１６および外切刃１７を近接する工程と、内切刃１６および外切刃１７を前記被削材の表面に接触させ、前記被削材を切削する工程と、前記被削材から内切刃１６および外切刃１７を離間させる工程と、を備える。

ここで、前記した通り、スローアウェイドリル１は、ドリル本体２の先端視において、内刃インサート１０ａの内切刃１６が、ドリル本体２の中心軸３側に配され外刃インサート１０ｂの少なくとも一部の外切刃１７に対して平行である第一内切刃１６ａと、ドリル本体２の外周側に配され第一内切刃１６ａに対して外周側に向かうにつれて内刃インサートポケット４の座面４ａ側に傾斜している第二内切刃１６ｂと、を含む。よって、内刃インサート１０ａと外刃インサート１０ｂとの切削力を均衡させることができ、ドリル本体２が半径方向中心向きにたわむことを抑制することができる。したがって、より厳しい切削条件においても良好な仕上げ面を得ることができるとともに、オフセット加工を行った場合であっても、コアの拡大を抑制することができる。

なお、前記した第１の実施形態にかかるスローアウェイドリル１に代えて、前記した第２の実施形態にかかるスローアウェイドリル３１を用いても、内刃インサート２０ａと外刃インサート２０ｂとの切削力を均衡させることができ、ドリル本体３２が半径方向中心向きにたわむことを抑制することができるので、より厳しい切削条件においても良好な仕上げ面を得ることができる。

特に、スローアウェイドリル３１を用いると、内刃インサート２０ａは切刃強度に優れ、外刃インサート２０ｂは切削抵抗を十分に低減させることができるので、深穴加工などビビリによる振動が発生しやすい加工に好適である。

以上、本発明にかかるいくつかの実施形態について示したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更や改良したものにも適用できることは言うまでもない。例えば、本発明は、第１の実施形態、第２の実施形態にかかるそれぞれのスローアウェイドリルおよびスローアウェイドリル用インサートに限定されるものではなく、第１の実施形態と第２の実施形態とを組み合わせた実施形態にかかるスローアウェイドリルおよびスローアウェイドリル用インサートであってもよい。

Claims (18)

1. ドリル本体の先端部の中心軸側に形成されるとともに、座面を有した内刃インサートポケットと、前記先端部の外周側に形成されるとともに、座面を有した外刃インサートポケットとを有したスローアウェイドリルホルダと、
   前記内刃インサートポケットの座面に固定されるとともに、内切刃を有した内刃インサートと、
   前記外刃インサートポケットの座面に固定されるとともに、外切刃を有した外刃インサートと、を備えてなり、
   前記ドリル本体の先端視において、前記内刃インサートの内切刃が、
   前記ドリル本体の中心軸側に配され前記外刃インサートの少なくとも一部の外切刃に対して平行である第一内切刃と、
   前記ドリル本体の外周側に配され前記第一内切刃に対して外周側に向かうにつれて内刃インサートポケットの座面側に傾斜している第二内切刃と、を含むスローアウェイドリル。
2. 前記第一内切刃に対する前記第二内切刃の傾斜角度は、５〜１５°である請求項１記載のスローアウェイドリル。
3. 前記第一内切刃の長さが、ドリル径の長さに対して５〜２０％である請求項１または２記載のスローアウェイドリル。
4. 前記ドリル本体の先端視において、前記外刃インサートの外切刃が、
   前記ドリル本体の外周側に配され前記第一内切刃に対して平行である第一外切刃と、
   前記ドリル本体の中心軸側に配され前記第一外切刃に対して前記外刃インサートポケットの座面側に傾斜している第二外切刃と、
   を含む請求項１〜３のいずれかに記載のスローアウェイドリル。
5. 前記第一外切刃に対する前記第二外切刃の傾斜角度は、５〜１５°である請求項４記載のスローアウェイドリル。
6. 下面と上面と側面とを備えた本体を有し、
   前記本体の下面に形成された座面と、前記本体の上面と側面との交差部に形成された切刃と、を備えるとともに、
   前記切刃は、互いに連続して前記上面の角部を形成する内切刃と外切刃とを有し、
   前記内切刃が、前記角部側に位置する直線状の第一内切刃と、該第一内切刃に対して前記角部と反対側に位置するとともに、前記第一内切刃に対して前記角部から遠ざかるにつれて前記座面側に傾斜している第二内切刃と、を有してなり、
   前記外切刃が、前記角部側に位置するとともに前記第一内切刃と平行な第一外切刃を有してなるスローアウェイドリル用インサート。
7. 前記外切刃が、前記第一外切刃に対して前記角部と反対側に位置するとともに、前記第一外切刃に対して前記角部から遠ざかるにつれて前記座面側に傾斜している第二外切刃を有してなる請求項６記載のスローアウェイドリル用インサート。
8. ドリル本体の先端部の中心軸側に形成された内刃インサートポケットと、前記先端部の外周側に形成された外刃インサートポケットとを有したスローアウェイドリルホルダと、
   前記内刃インサートポケットに前記内切刃の少なくとも一部を前記ドリル本体の先端より突出させて装着される請求項６または７記載のスローアウェイドリル用インサートと、
   前記外刃インサートポケットに前記外切刃の少なくとも一部を前記ドリル本体の先端より突出させて装着される請求項６または７記載のスローアウェイドリル用インサートと、を備え、
   前記ドリル本体の先端視において、前記第一内切刃と前記第一外切刃とが平行となるよう配されてなるスローアウェイドリル。
9. 上面と側面とを備えた本体を有したスローアウェイドリル用インサートであって、
   前記本体の上面に形成されたすくい面と、前記本体の上面と側面との交差部に形成された切刃と、を備えてなり、
   前記切刃は、前記すくい面の角部に形成されたコーナーＲ切刃と、該コーナーＲ切刃の一端側に位置する内切刃と、前記コーナーＲ切刃の他端側に位置する外切刃と、を有してなるとともに、
   前記内切刃が、前記コーナーＲ切刃側に位置し、連接するすくい面のすくい角が正である第一内切刃を有し、
   前記コーナーＲ切刃に連接するすくい面のすくい角が、前記第一内切刃側から前記外切刃側に向かって増大するスローアウェイドリル用インサート。
10. 前記第一内切刃に連接するすくい面のすくい角が１〜５°である請求項９記載のスローアウェイドリル用インサート。
11. 前記内切刃がさらに、前記第一内切刃に対して前記コーナーＲ切刃とは反対側に位置する第二内切刃を有し、前記第一内切刃に連接するすくい面のすくい角は前記第二内切刃に連接するすくい面のすくい角よりも小さい請求項９または１０記載のスローアウェイドリル用インサート。
12. 前記第二内切刃に連接するすくい面のすくい角が５〜１５°である請求項１１記載のスローアウェイドリル用インサート。
13. 前記内切刃がさらに、第一内切刃と第二内切刃との間に位置するとともに、連接するすくい面のすくい角が前記第一内切刃側から前記第二内切刃側に向かって増大する第三内切刃を有する請求項９〜１２のいずれかに記載のスローアウェイドリル用インサート。
14. 前記第三内切刃の長さは、前記内切刃の長さの５〜１５％である請求項１３記載のスローアウェイドリル用インサート。
15. 前記第一内切刃と前記コーナーＲ切刃との境界に連接するすくい面のすくい角をα、前記外切刃と前記コーナーＲ切刃との境界に連接するすくい面のすくい角をβとしたとき、式：β−αから算出される値が５°以上である請求項９〜１４のいずれかに記載のスローアウェイドリル用インサート。
16. ドリル本体の先端部の中心軸側に形成された内刃インサートポケットと、前記先端部の外周側に形成された外刃インサートポケットと、を有したスローアウェイドリルホルダと、
    前記内刃インサートポケットに前記内切刃の少なくとも一部を前記ドリル本体の先端より突出させて装着される請求項９〜１５のいずれかに記載のスローアウェイドリル用インサートと、
    前記外刃インサートポケットに前記外切刃の少なくとも一部を前記ドリル本体の先端より突出させて装着される請求項９〜１５のいずれかに記載のスローアウェイドリル用インサートと、
    を、備えてなるスローアウェイドリル。
17. 前記外刃インサートポケットの座面のアキシャルレーキが正の値を示す請求項１６記載のスローアウェイドリル。
18. 請求項１〜５，８，１６，１７のいずれかに記載のスローアウェイドリルまたは被削材の少なくとも一方を回転させ、前記被削材に前記内切刃および外切刃を近接する工程と、
    前記内切刃および外切刃を前記被削材の表面に接触させ、前記被削材を切削する工程と、
    前記被削材から前記内切刃および外切刃を離間させる工程と、
    を備える被削材の切削方法。

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