WO2009084698A1

WO2009084698A1 - ドリル

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Publication number: WO2009084698A1
Application number: PCT/JP2008/073873
Authority: WO
Inventors: Takashi Okumura
Original assignee: Kyocera Corporation
Priority date: 2007-12-27
Filing date: 2008-12-27
Publication date: 2009-07-09
Also published as: EP2239074A4; CN101939126A; EP2239074A1; JPWO2009084698A1; US20100296884A1; US8651778B2; JP4965667B2

Abstract

　本発明のホルダは、先端側に、ドリル用インサートが各々装着される第１インサートポケットおよび第２インサートポケットが、形成されている。　前記第１インサートポケットは、前記第２インサートポケットよりも中心軸側に位置している。そして、前記第１インサートポケットのアキシャルレーキが、前記第２インサートポケットのアキシャルレーキよりも大きい。

Description

ドリル

　本発明は、切屑の排出性に優れるドリルに関する。

　穴あけ加工を行うドリルとして、例えばホルダの先端に相互に回転軌跡が一部重なり合うよう内周側インサートと外周側インサートとを着脱自在に装着したものがある。その中でも、内周側インサートと外周側インサートとを同形状とするものが多用されている。すなわち、１種類のドリル用インサート（以下、「インサート」と言うことがある。）を、ホルダの先端の内周側および外周側に各々着脱自在に装着したドリルが多用されている。

　このようなドリルに使用されるインサートは、内周側切刃と外周側切刃とを備えている。内周側切刃は、内周側インサートとして使用する際に、主として内周側穴底面を切削加工するための切刃である。外周側切刃は、外周側インサートとして使用する際に、主として外周側穴底面を切削加工するための切刃である。

　特開平１０－１８０５２１号公報に記載されているインサートは、上面と側面との交差部に形成され互いに隣接する内周側切刃と外周側切刃とを有している。内周側切刃に沿って凹状に内周側ブレーカ溝が形成されており、該内周側ブレーカ溝に沿って頂部が形成されている。外周側切刃に沿って凹状に外周側ブレーカ溝が形成されており、該外周側ブレーカ溝に沿って頂部が形成されている。

　このようなインサートは、一方が内周側インサート、他方が外周側インサートとして、略円柱状をなすホルダの先端部に形成された内周側インサートポケット、外周側インサートポケットにそれぞれ装着される。
そして、ホルダを、該ホルダの中心軸を中心に回転させ、両切刃にて被削材に穴あけ加工を行う。

　穴あけ加工中に生成する切屑は、略同一形状に形成された内周側ブレーカ溝，外周側ブレーカ溝によって処理される。ところが、内周側切刃の回転速度は、外周側切刃の回転速度と異なる。そのため、通常、内周側切刃によって生成される切屑の形状と、外周側切刃によって生成される切屑の形状とは、互いに大きく異なる。

　すなわち、内周側切刃によって生成される切屑は、螺旋状で立体的に複雑な形状をなす。外周側切刃によって生成される切屑は、ゼンマイ状にカールされた形状をなす。特に、ステンレス鋼や低炭素鋼のような延性に富む被削材を加工する際には、回転速度の速い外周側切刃によって生成される切屑は、カールされ難いので、切断されずに伸びやすく、加工中にホルダに絡みつきやすい。前記内周側ブレーカ溝および外周側ブレーカ溝では、このような切屑をスムーズに排出できないという問題があった。

　本発明の課題は、切屑の排出性に優れるドリルを提供することである。

　本発明の形態に係るホルダは、先端側に、ドリル用インサートが各々装着される第１インサートポケットおよび第２インサートポケットが形成されたものある。前記第１インサートポケットは、前記第２インサートポケットよりも中心軸側に位置している。そして、前記第１インサートポケットのアキシャルレーキが、前記第２インサートポケットのアキシャルレーキよりも大きい。

　本発明の形態に係るドリルは、第１切刃を有する第１ドリル用インサートおよび第２切刃を有する第２ドリル用インサートを、略棒状をなすホルダの先端部にそれぞれ装着したものである。前記ホルダは、先端側に、前記第１切刃が前記ホルダの先端面から突出するよう前記第１ドリル用インサートが装着される第１インサートポケットと、前記第１インサートポケットよりも外周側に位置するとともに前記第２切刃が前記ホルダの先端面から突出するよう前記第２ドリル用インサートが装着される第２インサートポケットと、を有している。そして、前記第１インサートポケットのアキシャルレーキが、前記第２インサートポケットのアキシャルレーキよりも大きい。

　本発明の形態に係る被削材の切削方法は、以下の（i）～（iv）の工程を有している。
（i）前記ドリルおよび被削材のいずれか一方を回転させる工程。
（ii）前記ドリルの前記第１切刃および前記第２切刃を前記被削材に近接させる工程。
（iii）前記ドリルの前記第１切刃および前記第２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。
（iv）前記被削材から前記第１切刃および前記第２切刃を離間させる工程。

　前記ドリルおよびホルダ、並びに切削方法によれば、第１切刃（内周側切刃）および第２切刃（外周側切刃）のいずれの切刃によって生成された切屑もスムーズに排出させることができる。

本発明の一実施形態に係るドリルを示す平面図である。（ａ）は、図１に示すドリルにおけるインサートを示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のI－I線の断面を示す拡大図であり、（ｃ）は、（ａ）のII－II線の断面を示す拡大図である。図１に示すドリルを矢印Ａ側から見た拡大概略図である。図１に示すドリルによる切削状態を示す概略説明図である。図１に示すドリルを矢印Ｂ側から見た部分拡大図である。（ａ）は、本発明の一実施形態に係る第１ドリル用インサートを第１インサートポケットに装着した状態を示す概略説明図であり、（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る第２ドリル用インサートを第２インサートポケットに装着した状態を示す概略説明図である。図１に示すドリルにおけるホルダの第２インサートポケットを拘束座面に対して略垂直な方向から見た部分拡大図である。本発明の一実施形態に係るホルダにおける、ホルダの中心軸に対する壁面の傾斜角度を示す概略説明図である。（ａ）～（ｃ）は、本発明の一実施形態にかかる被削材の切削方法を示す概略説明図である。（ａ），（ｂ）は、本発明の他の実施形態に係る壁面を示す概略説明図である。

　以下、本発明に係るドリルの一実施形態について、図１～図８を参照して詳細に説明する。なお、図４中、破線で示すインサートは、実線で示すインサートが１８０度回転した状態を示している。図６（ａ），（ｂ）中、二点鎖線で示すインサートは、インサートポケットに装着する前のインサート単体の状態を示している。すなわち、具体的には、図６（ａ），（ｂ）に二点鎖線で示すインサートは、インサートの下面がホルダの中心軸と平行である状態を示している。

　図１に示すように、本実施形態に係るドリル３０は、２つのインサート１を、ホルダ３１の先端部にそれぞれ装着したものである。インサート１は、図２（ａ）に示すように、上面視で略多角形の板状をなす。

　インサート１は、例えば超硬合金、サーメット、セラミックス等の焼結体に膜を被覆したものからなる。前記膜は、インサート１の耐摩耗性を改善するためのものである。前記膜の組成としては、例えば炭化チタン、窒化チタン、炭窒化チタン等のチタン系化合物や、アルミナ等が挙げられる。前記膜は少なくとも１層であればよく、複数層で構成されていてもよい。なお、インサート１は、このような膜を被覆したものに限定されるものではなく、膜を被覆しない前記焼結体からなるものを用いてもよい。

　インサート１は、図２および図３に示すように、上面２と、該上面２に対応する下面４と、上面２と下面４との間に位置し、上面２と下面４とに接続された複数の側面３と、を有している。上面２の中央部には、図２（ａ）に示すように、下面４にまで貫通する貫通穴５０が形成されている。この貫通穴５０は、インサート１をホルダ３１の先端部に形成された後述するインサートポケットに固定するためのものである。インサート１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１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。

　上面２は、コーナ部５と、該コーナ部５の両側に配置された第１辺１０と第２辺２０とを有している。第１辺１０，第２辺２０は、いずれも上面２の稜辺部に位置しており、コーナ部５と連続している。そして、第１辺１０に沿って第１切刃１１（内周側切刃）が、第２辺２０に沿って第２切刃２１（外周側切刃）が、それぞれ形成されている。

　第１切刃１１は、上面２と、逃げ面をなす側面３との交差部に形成されている。該第１切刃１１は、内周側インサートとして使用する際に、主として内周側穴底面を切削加工するために用いられる。この第１切刃１１から順に、図２（ｂ）に示すように、ランド面１２，第１すくい面１３，第１傾斜面１４，頂部６ａが、それぞれ上面２に形成されている。第１すくい面１３および第１傾斜面１４は、第１切刃１１によって生成された切屑をカールさせる第１ブレーカ溝１６を構成する。

　ランド面１２は、第１切刃１１に沿って形成されており、切刃強度を向上させて切刃のチッピングを抑制するものである。ランド面１２は所定幅を有しており、その幅としては、被削材や切削条件にもよるが、通常、０．０５～０．１５ｍｍ程度である。

　第１ブレーカ溝１６は、切屑を処理するためのものであり、ランド面１２を介して第１切刃１１に沿って凹状に形成されている。第１ブレーカ溝１６は、第１切刃１１からランド面１２を介して順に、第１すくい面１３および第１傾斜面１４を有している。

　第１すくい面１３は、ランド面１２を介して第１切刃１１に沿って形成されている。該第１すくい面１３は、生成した切屑が擦過する面であり、第１切刃１１に対してすくい角α１で下向きに傾斜している。第１傾斜面１４は、この第１すくい面１３から上面２の中央（貫通穴５０側）に向かうにつれて高位となるよう立ち上がり角β１で傾斜している。すなわち、第１切刃１１から上面２の中央に向かうにつれて一旦低くなった後に隆起するよう第１すくい面１３，第１傾斜面１４が形成されている。このように形成された第１すくい面１３、第１傾斜面１４によって、上面２に、第１切刃１１に対応する凹状の第１ブレーカ溝１６が構成されている。

　すくい角α１，立ち上がり角β１は、それぞれ被削材に応じて任意の角度に調整すればよく、特に限定されないが、通常、すくい角α１は５～２５度程度、立ち上がり角β１は２０～４５度程度である。

　すくい角α１は、第１切刃１１に略垂直な断面において、第１すくい面１３の仮想延長線Ｌ１と、第１切刃１１を通り下面４に平行な線Ｌ２とがなす角度として求めることができる。なお、第１すくい面が曲面で構成されている場合には、図２（ｂ）に示すような断面図において、該すくい面とランド面１２との交点、または、該すくい面と第１切刃１１との交点における仮想直線を作図し、該仮想直線と下面４に平行な線Ｌ２とのなす角度をすくい角として求めることができる。

　立ち上がり角β１は、第１傾斜面１４の仮想延長線Ｌ３と、下面４に平行な線Ｌ２とがなす角度として求めることができる。なお、第１傾斜面が曲面で構成されている場合には、前記した第１すくい面が曲面で構成されている場合と同様にして立ち上がり角を求めることができる。

　第１すくい面１３の第１切刃側端部ｐ１と、第１傾斜面１４の頂部側端部ｐ２との間の距離ｄ１は、１．２～２ｍｍ程度であるのが好ましい。距離ｄ１は、いわゆる、ブレーカの幅であり、切屑のカール作用に寄与する。距離ｄ１は、図２（ｂ）に示すように、第１切刃１１に略垂直な断面において、下面４に平行な寸法として測定することができる。なお、端部ｐ１は、第１すくい面１３とランド面１２との境界部に位置している。端部ｐ２は、第１傾斜面１４と頂部６ａとの境界部に位置している。ランド面１２を有さず第１切刃１１に連続して第１すくい面１３が形成される場合には、端部ｐ１は、第１すくい面１３と第１切刃１１との境界部に位置することになる。

　第１切刃１１から第１すくい面１３，第１傾斜面１４の最下点までの距離ｄ２は、０．０３～０．１５ｍｍ程度であるのが好ましい。距離ｄ１は、いわゆる、ブレーカの深さであり、切屑のカール作用に寄与する。距離ｄ２は、図２（ｂ）に示すように、第１切刃１１に略垂直な断面において、下面４に対して垂直な方向における最大寸法として測定することができる。

　頂部６ａは、上面２に、第１ブレーカ溝１６を構成する第１傾斜面１４の内方に設けられている。具体的には、頂部６ａは、第１ブレーカ溝１６の内方と連続してもうけられている。本実施形態においては、上面２の中央側に位置し、第１傾斜面１４の中央側と接続している。該頂部６ａは、第１傾斜面１４に沿って形成されており、厚み方向において第１切刃１１よりも高位に位置している。頂部６ａは、厚み方向において第１切刃１１よりも０～０．３ｍｍの高位に位置しているのが好ましい。なお、ここでいう厚み方向において高位とは、下面４を平坦な面に静置した際の前記平坦な面に略垂直な方向における位置関係を意味する。以下、「厚み方向において高位」なる記載は、これと同様に規定される。

　一方、第２切刃２１は、上面２と側面３との交差部に形成されている。該第２切刃２１は、外周側インサートとして使用する際に、主として外周側穴底面を切削加工するために用いられる。この第２切刃２１から順に、図２（ｃ）に示すように、外周側ランド面２２，第２すくい面２３，第２傾斜面２４，頂部６ｂが、それぞれ上面２に形成されている。第２すくい面２３および第２傾斜面２４は、第２切刃２１によって生成された切屑をカールさせる第２ブレーカ溝２６を構成する。

　ランド面２２は、第２切刃２１に沿って形成されており、その幅としては、通常、０．０５～０．１５ｍｍ程度である。

　第２ブレーカ溝２６は、ランド面２２を介して第２切刃２１に沿って凹状に形成されており、第２切刃２１からランド面２２を介して順に、第２すくい面２３および第２傾斜面２４を有している。

　第２すくい面２３は、ランド面２２を介して第２切刃２１に沿って形成されている。該第２すくい面２３は、第２切刃２１に対してすくい角α２で下向きに傾斜している。第２傾斜面２４は、この第２すくい面２３から上面２の中央に向かうにつれて高位となるよう立ち上がり角β２で傾斜している。すなわち、第２切刃１１から上面２の中央に向かうにつれて一旦低くなった後に隆起するよう第２すくい面２３，第２傾斜面２４が形成されている。このように形成された第２すくい面２３、第２傾斜面２４によって、上面２に、第２切刃２１に対応する凹状の第２ブレーカ溝２６が構成されている。

　すくい角α２としては、５～２５度であり、立ち上がり角β２としては、２０～４５度であるのが好ましい。すくい角α２は、すくい角α１と同様に、第２すくい面２３の仮想延長線Ｌ４と、下面４に平行な線Ｌ２とがなす角度として求めることができる。立ち上がり角β２は、立ち上がり角β１と同様に、第２傾斜面２４の仮想延長線Ｌ５と、下面４に平行な線Ｌ２とがなす角度として求めることができる。

　また、第２すくい面２３の第２切刃側端部ｐ３と、第２傾斜面２４の頂部側端部ｐ４との間の距離ｄ３は、１～２ｍｍであるのが好ましい。第２切刃２１から第２すくい面２３，第２傾斜面２４の最下点までの距離ｄ４は、０．０３～０．１５ｍｍであるのが好ましい。前記距離ｄ３，ｄ４は、前記した距離ｄ１，ｄ２を測定する場合と同様にして測定することができる。なお、前記距離ｄ３、ｄ４は、前記距離ｄ１、ｄ２と同様に、いわゆる、第２切刃２１に対応するブレーカの幅、深さのことである。

　頂部６ｂは、上面２に、第２ブレーカ溝２６を構成する第２傾斜面２４の内方に設けられている。具体的には、頂部６ｂは、第２ブレーカ溝２６の内方と連続してもうけられている。本実施形態においては、上面２の中央側に位置し、第２傾斜面２４の中央側と接続している。該頂部６ｂは、第２傾斜面２４に沿って形成されており、厚み方向において第２切刃２１よりも高位に位置している。頂部６ｂは、厚み方向において第２切刃２１よりも０．１５～０．４ｍｍの高位に位置しているのが好ましい。このような第２すくい面２３，第２傾斜面２４，頂部６ｂを有することによって、第２切刃２１にて生成される切屑を好適にカールさせて切断することができる。

　そして、頂部６ｂは、下面４に対して前記した頂部６ａと略同一高さに位置するよう形成されている。すなわち、頂部６ａと頂部６ｂとは、略同一の平坦面に形成されている。したがって、本実施形態では、頂部６ａ，６ｂの境界部に段差は形成されない。

　上記した２つのインサート１のうち、一方を第１ドリル用インサート１ａ（内周側インサート）、他方を第２ドリル用インサート１ｂ（外周側インサート）としてホルダ３１の先端部にそれぞれ装着する。具体的に説明すると、図１に示すように、ホルダ３１は略円柱状をなす。

　ホルダ３１の先端部には、第１インサート１ａ，第２インサート１ｂを装着するための第１インサートポケット３４（内周側インサートポケット），第２インサートポケット３５（外周側インサートポケット）が、それぞれ設けられている。第１インサートポケット３４，第２インサートポケット３５は、いずれもホルダ３１の中心軸方向先端側が開放されている。第２インサートポケット３５は、更に径方向外側も開放されている。

　第１インサートポケット３４は、第１インサート１ａを着脱自在に装着するためのものであり、ホルダ３１の先端部の径方向内側（中心軸側）に形成されている。図３および図７に示すように、第１インサートポケット３４は、第１インサート１ａの下面４と当接する拘束座面３４ａと、第１インサート１ａの一側面３と当接する拘束側面３４ｂと、を有している。拘束側面３４ｂは、第１インサート１ａを装着した際に、第１インサート１ａの複数の側面３のうち中心軸３６に近接する一側面３と当接する部位である。
第２インサートポケット３５は、第２インサート１ｂを着脱自在に装着するためのものであり、ホルダ３１の先端部で且つ第１インサートポケット３４よりも径方向外側（外周側）に形成されている。図３および図５に示すように、第２インサートポケット３５も、第２インサート１ｂの下面４と当接する拘束座面３５ａと、第２インサート１ｂの一側面３と当接する拘束側面３５ｂと、を有している。拘束側面３５ｂは、第１インサートを装着した際に、第２インサート１ｂの複数の側面３のうち中心軸３６に近接する一側面３と当接する部位である。

　そして、穴底面内周側を切削する第１インサート１ａが第１インサートポケット３４に、穴底面外周側を切削する第２インサート１ｂが第２インサートポケット３５に、それぞれ取付け方向を変えて装着されている。

　装着は、まず、第１インサート１ａ，第２インサート１ｂを、第１インサートポケット３４，第２インサートポケット３５にそれぞれ配置する。このとき、図３，図４に示すように、第１インサート１ａは第１切刃１１を、第２インサート１ｂは第２切刃２１を、それぞれホルダ３１の中心軸方向先端（ホルダ３１の先端面３８）から突出させるようにする。更に、中心軸方向先端側における第１切刃１１と第２切刃２１との回転軌跡が互いに一部重なり合って、ホルダ３１の中心軸３６から側面３７までをカバーするようにする。

　なお、第１切刃１１，第２切刃２１は、いずれもその全てをホルダ３１の先端から突出させなくてもよい。すなわち、被削材や切削条件に応じて、各切刃の少なくとも一部をホルダ３１の先端からそれぞれ突出させればよい。

　そして、図１に示すように、第１インサート１ａ，第２インサート１ｂの貫通穴５０にそれぞれ締付けネジ５１を挿通し、該締付けネジ５１の先端側を第１インサートポケット３４，第２インサートポケット３５に形成されたネジ穴５２（図７参照）に螺合する。これにより、第１インサート１ａ，第２インサート１ｂが、第１インサートポケット３４，第２インサートポケット３５にそれぞれ装着される。

　各インサートポケットに装着された第１インサート１ａ，第２インサート１ｂは、図３に示すように、両者の上面２が同一回転方向（矢印ａに示す方向）に向くよう配置されている。すなわち、第１インサート１ａの上面２と、第２インサート１ｂの上面２とは１８０度反対方向を向いた状態になる。そして、ホルダ３１を、該ホルダ３１の中心軸３６を中心に回転させて、第１切刃１１，第２切刃２１にて被削材に穴加工を行う。

　ここで、回転速度の速い第２切刃２１によって生成される切屑をカールさせて切断するには、頂部６ｂをインサート単体においてより高位に形成すればよい。

　ところが、頂部６ｂと同様に頂部６ａも高位にすると、立体的で複雑な形状をなす第１切刃１１によって生成された切屑の排出スペースが狭くなる。第１切刃１１によって生成された切屑の排出スペースを確保するために、頂部６ａをインサート単体において頂部６ｂよりも低位にすると、頂部６ａと頂部６ｂとの境界部に段差が形成されてしまい、当該段差部分に切屑が詰まる。

　本実施形態に係るドリル３０は、図５に示すように、第１インサートポケット３４のアキシャルレーキθ１（軸方向すくい角）が、第２インサートポケット３５のアキシャルレーキθ２よりも大きい。加えて、本実施形態に係るドリル３０では、上述したように。第１切刃１１に沿う頂部６ａと第２切刃２１に沿う頂部６ｂとが同一面に形成されている。これにより、第１インサート１ａ，第２インサート１ｂを、第１インサートポケット３４，第２インサートポケット３５に、それぞれ装着すると、図６（ａ），（ｂ）に示すように、頂部６ａと頂部６ｂとの境界部に段差がない状態で、頂部６ａが頂部６ｂよりも大きく傾斜する。したがって、従来のインサートでは前記段差の問題等により設計上高さが制限される頂部６ｂを、インサート単体で下面４に対してより高位にしても、頂部６ａをホルダ３１に装着した状態で第１切刃１１に対してより低位に位置させることができる。

　すなわち、第１傾斜面１４と第２傾斜面２４とに連続して設けられた頂部６（６ａ、６ｂ）を備えるとともに、アキシャルレーキθ１をアキシャルレーキθ２よりも大きくすると、第２切刃２１によって生成される切屑を好適にカールさせて切断することができるとともに、第１切刃１１によって生成された切屑の排出スペースをより広く確保することができる。それゆえ、ドリル３０は、第１切刃１１および第２切刃２１のいずれの切刃によって生成された切屑もスムーズに排出させることができ、優れた切屑排出性を示すことができる。
　このように、本実施形態に係るドリル３０は、図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、下面４に垂直な方向において、頂部６ａと第１切刃１１との距離Ｈ１が、頂部６ｂと第２切刃２１との距離Ｈ２と略等しい。そして、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、ホルダ３１の中心軸３６に垂直な方向において、頂部６ａと第１切刃１１との距離ｈ１は、頂部６ｂと第２切刃２１との距離ｈ２よりも小さい。
換言すれば、インサート単体において（インサートを平坦な面に静置した際）、頂部６ａと第１切刃１１との距離が、頂部６ｂと第２切刃２１との距離と略等しい。一方、ホルダ３１に装着した状態において、頂部６ａと第１切刃１１との距離は、頂部６ｂと第２切刃２１との距離よりも小さい。
　このような構成をなすことで、第１切刃１１および第２切刃２１によって生成された形状の異なる切屑を、各々スムーズに排出することができる。
　上述した距離Ｈ１と距離Ｈ２が略等しいとは、実質的に等しければよく、例えば±０．０１ｍｍの差を含むものであってもよい。
　なお、ここでいう下面４に垂直な方向における頂部６ａと第１切刃１１との距離Ｈ１とは、具体的には、下面４に対する頂部６ａの高さと下面４に対する第１切刃１１の高さの差をいう。また、図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、ここでいう下面４に対する頂部６ａの高さとは、頂部６ａの外方側端部、すなわち、頂部６ａのうち第１ブレーカ溝１６側端部における、下面４に対する頂部６ａの高さをいう。またさらに、下面４に対する第１切刃１１の高さとは、同様に、第１切刃１１の外方側端部における、下面４に対する第１切刃１１の高さをいう。さらに、頂部６ｂと第２切刃２１との距離Ｈ２は、前記距離Ｈ１と同様にして求めることができる。
　また、ここでいうホルダ３１の中心軸３６に垂直な方向における頂部６ａと第１切刃１１との距離ｈ１とは、具体的には、ホルダ３１の中心軸３６に対する頂部６ａの高さとホルダ３１の中心軸３６に対する第１切刃１１の高さとの差をいう。また、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、ここでいうホルダ３１の中心軸３６に対する頂部６ａの高さとは、頂部６ａの外方側端部、すなわち、頂部６ａのうち第１ブレーカ溝１６側端部における、ホルダ３１の中心軸３６に対する頂部６ａの高さをいう。またさらに、ホルダ３１の中心軸３６に対する第１切刃１１の高さとは、同様に、第１切刃１１の外方側端部における、ホルダ３１の中心軸３６に対する第１切刃１１の高さをいう。さらに、頂部６ｂと第２切刃２１との距離Ｈ２は、前記距離Ｈ１と同様にして求めることができる。

　特に、本実施形態に係るドリル３０のアキシャルレーキθ１，θ２は、いずれも正である。これにより、ホルダ３１に装着した状態で、第１切刃１１および第２切刃２１の実質的なすくい角を大きくすることができ、切削性能を向上させることができる。更に、アキシャルレーキθ１が正であると、ホルダ３１に装着した状態で、頂部６ａがホルダ３１の基端に向かって（矢印ｂに示す方向）、ホルダ３１の回転方向（矢印ａに示す方向）に対して後退するように傾斜する。この頂部６ａの傾斜の程度は、頂部６ｂよりも大きい。したがって、第１切刃１１によって生成された切屑の排出スペースをより広く確保することができる。

　アキシャルレーキθ１としては、５～１０度であり、アキシャルレーキθ２としては、２～７度であるのが好ましく、これらの数値範囲内で、アキシャルレーキθ１がアキシャルレーキθ２よりも大きいのが好ましい。

　なお、ここでいうアキシャルレーキとは、側面視において、インサートポケットの拘束座面の仮想延長線と、ホルダの中心軸とのなす角度を意味する。したがって、アキシャルレーキθ１をアキシャルレーキθ２よりも大きくするには、図５に示すように、第１インサートポケット３４の拘束座面３４ａの仮想延長線Ｌ６と、中心軸３６とのなすアキシャルレーキθ１を、第２インサートポケット３５の拘束座面３５ａの仮想延長線Ｌ７と、中心軸３６とのなすアキシャルレーキθ２よりも大きくすればよい。拘束座面３４ａ，３５ａとは、インサート装着部である各インサートポケット３４，３５において、インサート１の下面４に当接する部位のことを意味する。

　一方、本実施形態では、図２（ｂ），（ｃ）に示すように、インサート単体において、ランド面１２，２２を、第１切刃１１，第２切刃２１に向かって下面４側に傾斜させている。すなわち、ランド面１２、２２は、第１切刃１１、第２切刃２１に向って低位となるよう傾斜している。そして、傾斜角度として、ホルダ３１に装着した状態で、ランド面１２，２２が、ホルダ３１の中心軸３６に平行となる角度を採用している。これにより、図６（ａ），（ｂ）に示すように、ホルダ３１に装着した状態で、ランド面１２，２２が、ホルダ３１の中心軸３６に平行になるので、切刃強度を向上させて切刃のチッピングを抑制することができる。

　また、ホルダ３１に装着した状態で、第１切刃１１に沿う側面３の逃げ角が、第２切刃２１に沿う側面３の逃げ角と等しい。これにより、第１切刃１１の切刃強度を向上させ、欠損を抑制することができる。

　ホルダ３１の基端側には、図１に示すように、ホルダ３１を工作機械に固定するためのシャンク部３２が形成されている。ホルダ３１は、第１溝３３ａ（切屑排出溝）と第２溝３３ｂ（切屑排出溝）とを有している。第１溝３３ａは、図７に示すように、第１インサートポケット３４に隣接し、ホルダ３１の先端側から基端側（シャンク部３２側）に向かって螺旋状に延びて設けられている。そして、第２溝３３ｂは、図１，図５に示すように、第２インサートポケット３５に隣接し、ホルダ３１の先端側から基端側に向かって螺旋状に延びて設けられている。これにより、第１切刃１１，第２切刃２１によって生成された切屑を、第１溝３３ａ，第２溝３３ｂ内に案内し、ホルダ３１の先端側から基端側へスムーズに運んで排出することができる。

　ホルダ３１は、図３に示すように、壁面４０，４１を有している。壁面４０は、第１インサートポケット３４の拘束側面３４ｂと略同じ方向に延びるよう形成されている。壁面４１は、第２インサートポケット３５の拘束側面３５ｂと略同じ方向に延びるよう形成されている。拘束側面３４ｂ，３５ｂとは、各インサートポケット３４，３５において、拘束座面３４ａ，３５ａとホルダ３１の中心軸側で交差し、インサート１の側面３に当接する部位のことを意味する。

　また、壁面４０，４１周辺は、いずれもホルダ３１の中心軸方向先端側と、径方向外側とが開放されている。そして、壁面４０は、ホルダ３１の先端面３８と、第２インサートポケット側外周面３９ａとに接続されている。壁面４１は、先端面３８と、第１インサートポケット側外周面３９ｂとに接続されている。つまり、壁面４０，４１は、所定方向に開放された第１インサートポケット３４，第２インサートポケット３５に覆いかぶさらないよう形成されている。

　このような壁面４０，４１を有すると、第１切刃１１，第２切刃２１によって生成された切屑を、確実に第１溝３３ａ，第２溝３３ｂ内に案内することができる。ここで、壁面４０，４１のうち、壁面４０は、図７に示すように、該壁面４０から第１インサートポケット側外周面３９ｂまでの距離が、ホルダ３１の先端側が基端側よりも長くなるよう形成されている。

　すなわち、拘束座面３４ａに対して略垂直な方向から見たときの、ホルダ３１の先端側における壁面４０と外周面３９ｂとの間の距離をＤ１、ホルダ３１の基端側における壁面４０と外周面３９ｂとの間の距離をＤ２としたとき、前記Ｄ１およびＤ２が、Ｄ１＞Ｄ２の関係を有している。

　更に、壁面４０は、拘束座面３４ａに対して略垂直な方向から見たとき、ホルダ３１の先端側から基端側に向かうにつれて外周面３９ｂに近づくよう傾斜している。壁面４０は、ホルダ３１の先端側に位置する第１面４０ａと、該第１面４０ａよりもホルダ３１の基端側に位置する第２面４０ｂと、を有している。第１面４０ａおよび第２面４０ｂは、いずれも、ホルダ３１の先端側から基端側に向かうにつれて外周面３９ｂに近づくよう傾斜している。

　そして、図８に示すように、第１面４０ａの中心軸３６に対する傾斜角度をγ１、第２面４０ｂの中心軸３６に対する傾斜角度をγ２としたとき、前記γ１およびγ２が、γ１＜γ２の関係を有している。

　このような特定の形状に壁面４０を形成すると、ホルダ３１の剛性を確保することができる。すなわち、ホルダ３１は、アキシャルレーキθ１をアキシャルレーキθ２よりも大きくし、第１溝３３ａ，第２溝３３ｂを形成する分、減肉されて剛性が低下する。剛性の低下は、アキシャルレーキθ１を有する第１インサートポケット３４近傍において大きい。前記特定の形状に壁面４０を形成すると、第１インサートポケット３４近傍の肉厚を確保することができ、それゆえ、上述の優れた切屑排出性を備えた上で、ホルダ３１の剛性を確保することができる。

　また、図７に示すように、拘束座面３４ａに対して略垂直な方向から見たとき、第１面４０ａと第２面４０ｂとの交差部Ｐ１は、拘束座面３４ａのホルダ３１の基端側に位置する端部Ｐ２よりも、ホルダ３１の先端側に位置している。これにより、第１インサートポケット３４近傍の肉厚を確保しつつ、第１切刃１１によって形成された切屑が、交差部Ｐ１に接触し難くなる。それゆえ、ホルダ３１の剛性を確保した上で、該交差部Ｐ１に切屑が接触して切屑がホルダ３１内に詰まることを抑制することができる。

　図５に示すように、ホルダ３１は、基端側から先端側に貫通し、先端側の外周面に開口するクーラント穴４１を有している。該クーラント穴４１は、第１インサートポケット３４の近傍に位置する第１開口部４１ａと、第２インサートポケット３５の近傍に位置する第２開口部４１ｂと、を有している。そして、第１開口部４１ａは、第２開口部４１ｂよりもホルダ３１の基端側に位置している。このような配置で第１開口部４１ａ，第２開口部４１ｂを開口させると、ホルダ３１の剛性が低下するのを抑制することができる。その結果、ホルダ３１の剛性を維持した上で、上述の優れた切屑排出性を発揮することができる。

　次に、本発明の被削材の切削方法に係る一実施形態について、前記したドリル３０を用いた場合を例に挙げ、図９を参照して詳細に説明する。本実施形態に係る被削材の切削方法は、以下の（i）～（iv）の工程を有する。

（i）図９（ａ）に示すように、ドリル３０を、ホルダ３１の中心軸３６を中心に矢印ａに示す方向に回転させる工程。
（ii）図９（ａ）に示すように、ドリル３０を、矢印ｃに示す方向に動かし、ドリル３０の第１切刃１１，第２切刃２１を被削材１００に近接させる工程。
（iii）図９（ｂ）に示すように、ドリル３０を、更に矢印ｃに示す方向に動かし、ドリル３０の第１切刃１１の少なくとも一部と、第２切刃２１の少なくとも一部とを被削材１００の表面に接触させ、被削材１００を切削（穴あけ加工）する工程。
（iv）図９（ｃ）に示すように、ドリル３０を、矢印ｄに示す方向に動かし、被削材１００から第１切刃１１，第２切刃２１を離間させる工程。

　ここで、ドリル３０には前記したインサート１が２つ装着されている。したがって、前記（iii）の工程では、第１切刃１１，第２切刃２１のいずれの切刃によって生成された切屑もスムーズに排出させながら切削することができる。その結果、優れた加工精度を示すことができ、より厳しい切削条件や難易度の高い被削材１００に対しても良好な仕上げ面を得ることができる。特に、ステンレス鋼や低炭素鋼のような延性に富む被削材１００を切削するのに好適である。

　なお、前記（i）の工程では、ドリル３０および被削材１００のいずれか一方を回転させればよい。また、前記（ii）の工程では、各切刃１１，２１と被削材１００とは相対的に近づけばよく、例えば被削材１００を各切刃１１，２１に近づけてもよい。これと同様に、前記（iv）の工程では、被削材１００と各切刃１１，２１とは相対的に遠ざかればよく、例えば被削材１００を各切刃１１，２１から遠ざけてもよい。切削加工を継続する場合には、ドリル３０および被削材１００のいずれか一方を回転させた状態を保持して、被削材１００の異なる箇所にドリル３０の各切刃１１，２１を接触させる工程を繰り返せばよい。使用している切刃が摩耗した際には、インサート１を貫通穴５０の中心軸に対して１８０度回転させ、未使用の切刃を用いればよい。

　以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明は以上の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の範囲内において、種々の改善や変更が可能である。例えば前記した一実施形態では、第１インサートポケットおよび第２インサートポケットのアキシャルレーキが、いずれも正である場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば第１インサートポケットおよび第２インサートポケットのアキシャルレーキが、いずれも負であってもよい。また、第１インサートポケットのアキシャルレーキが正であり、第２インサートポケットのアキシャルレーキが負であってもよい。

　すくい面は、ランド面を介して切刃に沿って形成されているが、ランド面を介さず切刃に連続して形成されていてもよい。また、ランド面は、いずれか一方のインサートにのみ形成されていてもよい。

　前記した一実施形態では、すくい面，傾斜面の形状は、断面が湾曲した形状に構成されているが、例えばすくい面と、傾斜面との間に平坦な底面を有するような形状であってもよい。また、例えば２段階のすくい角を有してなるすくい面のように、すくい面が複数面で構成されたものも採用可能である。

　前記した一実施形態では、すくい面が下向きに傾斜するよう形成されているが、すくい面がランド面と略平行となるよう形成されていてもよい。すなわち、本発明における「すくい面」は、すくい角が０°であるような構成をも含むものである。

　第２切刃の一端側に上面視でインサートから外方に突出する突出部を形成してもよい。これにより、第２切刃の被削材への食い付きを向上させて切刃の欠損を抑制することができる。前記突出部の両端には、Ｒ端部が形成されているのが好ましい。前記Ｒ端部とは、曲線部分の両側に各々連続する２つの直線のなす角が直角に近く、６０～１６０度の範囲のものを意味する。

　また、前記した一実施形態に係る壁面４０を、例えば図１０（ａ），（ｂ）に示すような形状に形成することもできる。図１０（ａ）に示す壁面６５は、壁面４０のように特定の傾斜角度を有する第１面４０ａ，第２面４０ｂを有していない以外は、壁面４０と同様である。すなわち、壁面６５も、第１インサートポケット６１の拘束座面６２に対して略垂直な方向から見たとき、ホルダ６０の先端側から基端側に向かうにつれて第１インサートポケット側外周面６３に近づくよう傾斜している。

　図１０（ｂ）に示す壁面７５は、第１面７５ａと第２面７５ｂとが曲面７６で接続されている以外は、壁面４０と同様である。すなわち、壁面７５も、第１インサートポケット７１の拘束座面７２に対して略垂直な方向から見たとき、ホルダ７０の先端側から基端側に向かうにつれて第１インサートポケット側外周面７３に近づくよう傾斜している。その他の構成は、前記した一実施形態に係るドリル３０と同様である。

Claims

　先端側に、ドリル用インサートが各々装着される第１インサートポケットおよび第２インサートポケットが形成されたホルダであって、
　前記第１インサートポケットは、前記第２インサートポケットよりも中心軸側に位置しており、
　前記第１インサートポケットのアキシャルレーキが、前記第２インサートポケットのアキシャルレーキよりも大きいことを特徴とするホルダ。
　前記第１インサートポケットのアキシャルレーキおよび前記第２インサートポケットのアキシャルレーキが、いずれも正である請求項１に記載のホルダ。
　前記第１インサートポケットは、
該第１インサートポケットに装着されるドリル用インサートの下面に当接する拘束座面と、
該拘束座面とホルダの中心軸側で交差し、前記ドリル用インサートの側面に当接する拘束側面と、を有し、
　前記ホルダは、前記拘束側面と略同じ方向に延びるとともに、前記ホルダの先端面と第２インサートポケット側外周面とに接続された壁面を、更に有し、
　前記拘束座面に対して略垂直な方向から見たときの、
前記ホルダの先端側における前記壁面と前記ホルダの第１インサートポケット側外周面との間の距離をＤ１、
前記ホルダの基端側における前記壁面と前記ホルダの第１インサートポケット側外周面との間の距離をＤ２としたとき、
前記Ｄ１およびＤ２が、Ｄ１＞Ｄ２の関係を有する請求項１または２に記載のホルダ。
　前記壁面は、
前記拘束座面に対して略垂直な方向から見たとき、前記ホルダの先端側から基端側に向かうにつれて、前記ホルダの第１インサートポケット側外周面に近づくよう傾斜しているとともに、
前記ホルダの先端側に位置する第１面と、
該第１面よりも前記ホルダの基端側に位置する第２面と、を有し、
　前記第１面のホルダの中心軸に対する傾斜角度をγ１、
前記第２面のホルダの中心軸に対する傾斜角度をγ２としたとき、
前記γ１およびγ２が、γ１＜γ２の関係を有する請求項１～３のいずれかに記載のホルダ。
　前記拘束座面に対して略垂直な方向から見たとき、
前記第１面と前記第２面との交差部は、
前記拘束座面の前記ホルダの基端側に位置する端部よりも、前記ホルダの先端側に位置する請求項４に記載のホルダ。
　前記ホルダは、基端側から先端側に貫通し、先端側の外周面に開口するクーラント穴を有し、
　該クーラント穴は、
前記第１インサートポケットの近傍に位置する第１開口部と、
前記第２インサートポケットの近傍に位置する第２開口部と、を有し、
　前記第１開口部は、前記第２開口部よりもホルダの基端側に位置する請求項１～５のいずれかに記載のホルダ。
請求項１～６のいずれかに記載のホルダの前記第１インサートポケットに、第１切刃を有する第１ドリル用インサートが、前記第１切刃が前記ホルダの先端面から突出するよう装着されるとともに、
前記ホルダの前記第２ドリル用インサートポケットに、第２切刃を有する第２ドリル用インサートが、前記第２切刃が前記ホルダの先端面から突出するよう装着されてなるドリル。
前記第１ドリル用インサートおよび前記第２ドリル用インサートは、各々、上面と、該上面に対応する下面と、前記上面に、前記第１切刃に沿って形成された第１ブレーカ溝と、前記第２切刃に沿って形成された第２ブレーカ溝と、前記第１ブレーカ溝の内方および前記第２ブレーカ溝の内方と連続して形成された頂部と、を有しており、
前記下面に垂直な方向において、前記頂部と前記第１切刃との距離が、前記頂部と前記第２切刃との距離と略等しく、
前記ホルダの中心軸に垂直な方向において、前記頂部と前記第１切刃との距離は、前記頂部と前記第２切刃との距離よりも小さい請求項７に記載のドリル。
　前記第１ドリル用インサートおよび前記第２ドリル用インサートの少なくとも一方は、前記第１切刃または前記第２切刃に沿って形成されたランド面を有しており、
　前記ランド面が前記ホルダの中心軸に平行である請求項７または８に記載のドリル。
　前記第１ドリル用インサートおよび前記第２ドリル用インサートは、前記第１切刃の沿う側面と、前記第２切刃に沿う側面と、を有し、
前記第１ドリル用インサートの前記第１切刃に沿う前記側面の逃げ角が、前記第２ドリル用インサートの前記第２切刃に沿う前記側面の逃げ角と等しい請求項７～９のいずれかに記載のドリル。
第１切刃を有する第１ドリル用インサートおよび第２切刃を有する第２ドリル用インサートを、略棒状をなすホルダの先端部にそれぞれ装着したドリルであって、
前記ホルダは、
先端側に、前記第１切刃が前記ホルダの先端面から突出するよう前記第１ドリル用インサートが装着される第１インサートポケットと、前記第１インサートポケットよりも外周側に位置するとともに前記第２切刃が前記ホルダの先端面から突出するよう前記第２ドリル用インサートが装着される第２インサートポケットと、を有し、
前記第１インサートポケットのアキシャルレーキが、前記第２インサートポケットのアキシャルレーキよりも大きいことを特徴とするドリル。
　請求項１～１１のいずれかに記載のドリルおよび被削材のいずれか一方を回転させる工程と、
　前記ドリルの前記第１切刃および前記第２切刃を前記被削材に近接させる工程と、
　前記ドリルの前記第１切刃および前記第２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第１切刃および前記第２切刃を離間させる工程と、を有したことを特徴とする被削材の切削方法。