WO2018021580A1 - 刃先交換式ドリルのドリル本体、及び刃先交換式ドリル - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a drill body of a blade tip replaceable drill and a blade tip replaceable drill.
- the present application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2016-149666 filed in Japan on July 29, 2016, the contents of which are incorporated herein by reference.
- the blade-replaceable drill has an axial shape and is rotated in the direction of drill rotation in the circumferential direction around the axis, and is attachable to and detachable from the drill body with an insert mounting seat formed at the tip in the axial direction. And a cutting insert having a cutting edge.
- a chip discharge groove extending from the axial tip to the base end is formed on the outer periphery of the drill body.
- the chip discharge groove extends in a twisted direction toward the opposite side of the drill rotation direction from the distal end in the axial direction toward the proximal end side, at least at the distal end portion of the drill body.
- the drill body is formed with a coolant hole extending through the drill body in the axial direction and through which coolant (oil-based or water-soluble cutting fluid, compressed air, etc.) flows.
- JP 2003-285212 A Japanese Patent No. 4802095 Japanese Patent No. 5675991 Japanese Patent No. 5205458
- the conventional cutting edge exchange drill has the following problems.
- the coolant hole is opened in the outer peripheral surface of a drill main body. For this reason, the coolant ejected from the coolant hole may not easily reach the cutting edge, and there is room for improvement in terms of improving the cooling efficiency of the cutting edge.
- the coolant hole extends parallel to the axis inside the drill body.
- a coolant hole opens into the chip discharge groove.
- the coolant sprayed from the coolant hole can be directly supplied to the vicinity of the cutting edge, and the cooling efficiency of the cutting edge can be increased.
- it is difficult to maintain a good chip discharge performance because it is necessary to extend a portion of the chip discharge groove other than the drill tip parallel to the axis. .
- a coolant hole extending in the drill body includes a portion parallel to the axis, and a portion that is disposed on the tip side of the portion and is inclined with respect to the axis. Also in this patent document 3, the part corresponding to the part parallel to the said axis line of a coolant hole must be extended in parallel with an axis among chip discharge grooves, and chip
- Patent Document 4 at the time of drill production, a coolant hole parallel to the axis is formed in advance in the drill body, and the space between the pair of tightening positions spaced apart in the axial direction in the drill body is plastically heated. Twist around the axis. Thereby, the coolant hole extending in the drill body forms a spiral between the tightening positions, and forms a straight line at other portions (both ends).
- a high technique is required for forming the coolant hole, and the manufacture is difficult.
- the twist angle of the chip discharge groove formed according to the position of the coolant hole is constant, the strength of the drill body tends to decrease if the twist is increased to ensure chip discharge.
- the pressure loss of the coolant flowing through the coolant hole is large, and it is difficult to increase the coolant flow rate, and it is difficult for the coolant to reach the vicinity of the cutting edge.
- An object of the present invention is to provide a drill body of a blade-tip replaceable drill and a blade-tip replaceable drill that can be easily reached to improve cooling efficiency.
- a first aspect of the present invention is a drill body of a blade-tip replaceable drill and has the following characteristics.
- the drill body has an axial shape and is rotated in the drill rotation direction in the circumferential direction around the axis.
- An insert mounting seat to which a cutting insert having a cutting edge is detachably attached is formed at the axial end portion of the drill body.
- On the outer periphery of the drill body there are a plurality of chip discharge grooves extending in a twisted direction toward the opposite side of the drill rotation direction from the tip end in the axial direction toward the base end side, spaced apart from each other in the circumferential direction. Is formed.
- a coolant hole is formed inside the drill body, and the coolant hole opens in a base end surface of the drill body or a recess formed in the base end surface, and extends in the axial direction from the base end surface or the recess. It extends between the said chip
- the chip discharge groove is disposed on the proximal end side in the axial direction with respect to the distal end side twisted portion disposed adjacent to the insert mounting seat, and is smaller than the twist angle of the distal end side twisted portion.
- the coolant hole is open to the base end surface or the concave portion, and a first coolant hole extending linearly from the base end surface or the concave portion toward the drill rotation direction toward the distal end side in the axial direction;
- the first coolant hole is connected to the distal end portion in the axial direction, and extends linearly from the distal end portion toward the distal end side of the drill body in a direction different from the extending direction of the first coolant hole.
- a blade-exchangeable drill having an axial shape, which is rotated in a drill rotating direction in a circumferential direction around the axis, and an insert mounting seat is formed at a tip portion in the axial direction.
- a cutting insert having a cutting edge that is detachably mounted on the insert mounting seat, and the drill body of the first aspect is used as the drill body.
- the chip discharge groove includes a distal-side twisted portion, a proximal-side twisted portion, and an intermediate twisted portion having different twist angles.
- the tip side twisted portion has the largest twist angle in the chip discharge groove, and is disposed adjacent to the insert mounting seat.
- the proximal-side twisted portion has a smaller twist angle than the distal-end-side twisted portion, and is disposed away from the insert mounting seat toward the proximal end side in the axial direction.
- the intermediate torsion part is located between the tip side torsion part and the base end side torsion part and connects them, and the base end (base end side torsion part) from the tip in the axial direction (boundary part with the tip side torsion part)
- the torsion angle is gradually reduced toward the boundary part.
- twist angle refers to a virtual string winding extending in parallel to the chip discharge groove when the drill body is viewed from the radial direction perpendicular to the axis of the drill body (that is, in a side view of the drill). Among acute angles and obtuse angles formed by crossing, it indicates an acute angle. In other words, the twist angle is such that the intersecting ridge line (corresponding to the virtual chord winding) formed between the wall surface facing the drill rotation direction in the chip discharge groove and the outer peripheral surface of the drill body is the axis line in the side view of the drill. It is the angle which inclines with respect.
- the chip discharge groove is twisted and extended toward the side opposite to the drill rotation direction from the tip end in the axial direction toward the base end side, so the twist angle is a positive angle (positive angle).
- the chip discharging groove In a portion adjacent to the insert mounting seat on which the cutting insert is mounted, the chip discharging groove (the tip side twisted portion) has a large twist angle, so that chip discharging performance can be improved. In a portion spaced from the insert mounting seat to the base end side in the axial direction, a positive twist angle is given to the chip discharge groove (the base end side twisted portion) to ensure a chip discharge performance above a certain level. It is possible to increase the strength (rigidity) of the drill body by reducing the twist angle.
- the coolant hole formed in the drill body extends between the chip discharge grooves adjacent in the circumferential direction (inside in the radial direction of the land portion) without passing on the axis.
- the coolant hole is connected to a linear first coolant hole extending obliquely with respect to the axis, and a tip of the first coolant hole, and has a direction different from the extending direction of the first coolant hole.
- a linear second coolant hole extending.
- the first coolant hole opens in a base end surface of the drill body or a recess formed in the base end surface, and coolant supplied from a coolant supply means provided outside the drill is received in the first coolant hole. , Flows through the spindle of the machine tool.
- the first coolant hole extends from the proximal end surface or the recessed portion of the drill main body toward the drill rotation direction toward the distal end side in the axial direction, and accordingly, according to the twist angle of the proximal end side twist portion of the chip discharge groove. And easy to tilt.
- the first coolant hole can be extended (substantially in parallel) along the proximal-side twisted portion of the chip discharge groove, the first coolant hole approaches the groove wall (inner wall) of the chip discharge groove. It is possible to extend the first coolant hole long toward the tip side of the drill body while preventing it from passing or being opened in the groove. For this reason, the malfunction that the intensity
- the connecting portion between the first coolant hole and the second coolant hole (the tip of the first coolant hole) can be disposed at a position close to the tip of the drill body, the second coolant hole is insert-attached. It is easy to open in the chip discharge groove near the seat, and coolant can be accurately supplied near the cutting edge.
- the second coolant hole is connected to the distal end portion of the first coolant hole, extends in a direction different from the direction in which the first coolant hole extends, and is distal to the distal end side twist portion in the chip discharge groove. It opens in either the front end side twisted portion or the intermediate twisted portion located on the side. That is, since the second coolant hole is opened in the chip discharge groove at either the tip side twisted portion or the intermediate twisted portion close to the insert mounting seat, the coolant can easily reach the vicinity of the cutting edge.
- the second coolant hole opens in either the tip side twisted portion or the intermediate twisted portion having a larger twist angle than the base end side twisted portion in the chip discharge groove, so that the opening area into the chip discharge groove is reduced. It can be kept small.
- the opening portion of the second coolant hole into the chip discharge groove is formed to be elongated in the axial direction. That is, according to the present invention, even if the second coolant hole is not greatly inclined with respect to the axis, it is possible to prevent the opening portion into the chip discharge groove from extending greatly vertically and to secure the strength of the drill body. In addition, the appearance (appearance) as a product is maintained well. Thereby, the design condition of the second coolant hole is relaxed, and various drill forms can be supported. Further, the connection angle between the first coolant hole and the second coolant hole can be made gentle (large obtuse angle), and the pressure loss of the coolant flowing through the connection portion can be reduced.
- the first and second coolant holes are each linear, the pressure loss of the coolant flowing through the coolant holes is significantly reduced. For this reason, it is easy to increase the coolant flow rate linearly by increasing the coolant supply pressure or the like, and the coolant can surely reach the vicinity of the cutting edge. Moreover, at the time of drill manufacture, the first and second coolant holes can be formed using a small diameter drill or the like, and the manufacture of the drill body is easy.
- the drill body can be easily manufactured, the strength of the drill body can be ensured, the chip discharge performance can be improved, and the coolant can easily reach the vicinity of the cutting edge to improve the cooling efficiency. Can be improved.
- the second coolant hole moves from the tip end portion of the first coolant hole in the axial direction toward the tip end side of the drill main body, to the side opposite to the drill rotation direction. It is preferable that it extends so that it may face.
- the drill body of the blade tip replaceable drill has the second coolant hole that opens into the chip discharge groove at one of the distal end side twisted portion and the distal end portion of the intermediate twisted portion.
- the second coolant hole opens into the chip discharge groove at either the tip side twisted portion or the tip end portion of the intermediate twisted portion. That is, the twist angle of the tip side twist portion is large, and the twist angle at the tip portion of the intermediate twist portion has a value close to the twist angle of the tip side twist portion and the twist angle is large. It can be surely opened in the chip discharge groove at a portion having a large twist angle. Therefore, it is easy to keep the opening area of the second coolant hole small, and the above-described operational effects become more remarkable.
- connection portion between the first coolant hole and the second coolant hole is disposed on the distal end side with respect to the proximal-side twisted portion along the axial direction. Is preferred.
- the connecting portion between the first coolant hole and the second coolant hole is located at a position corresponding to one of the tip side twisted portion and the intermediate twisted portion along the axial direction, that is, a position close to the tip portion of the drill body. Be placed. For this reason, it becomes easy to open the second coolant hole in the chip discharge groove near the insert mounting seat, and the coolant can easily reach the vicinity of the cutting edge more reliably.
- a plurality of sets of the first coolant hole and the second coolant hole communicating with each other are provided in a rotationally symmetrical manner around the axis.
- the set of the first coolant hole and the second coolant hole that communicate with each other while equalizing the rigidity of the drill body in the circumferential direction is, for example, two in the case of a two-blade drill, in the case of a three-blade drill Can be provided according to the number of cutting edges, and the cooling efficiency of each cutting edge can be enhanced.
- either the cutting edge or a rake face adjacent to the cutting edge is disposed on an extension line of the second coolant hole.
- the coolant ejected from the second coolant hole can be directly supplied to the vicinity of the cutting edge to be cooled, and the cooling efficiency can be remarkably increased.
- the drill body has two chip discharge grooves formed at 180 ° rotationally symmetric positions around the axis, and the cutting insert has 180 ° rotationally symmetric positions around the axis.
- Two cutting edges are formed on the axis, and the first coolant hole and the second coolant hole projected on a virtual plane including the radial outer ends of the two cutting edges and the axis are formed on the axis.
- the direction in which the first coolant hole is inclined with respect to the axis and the direction in which the second coolant hole is inclined with respect to the axis are opposite to each other. It is preferable.
- the first coolant hole is inclined with respect to the axis (inclined to the positive angle side) according to the twist angle of the chip discharge groove
- the second coolant hole is Can be inclined with respect to the axis in the opposite direction (inclined to the negative angle side).
- the opening area of the second coolant hole into the chip discharge groove is kept small, or the surface of the cutting insert attached to the insert mounting seat that is easy to cut is disposed on the extension line of the second coolant hole. It is easy to do. Therefore, while ensuring the strength of the drill body, the coolant ejected from the second coolant hole can be supplied directly to the vicinity of the cutting edge, and the cooling efficiency can be significantly increased.
- the manufacture of the drill body is easy, the strength of the drill body can be secured, the chip discharge performance can be improved, and the vicinity of the cutting blade Coolant can be easily reached, and cooling efficiency can be improved.
- FIG. 3B is a sectional view taken along line XX shown in FIG. 3A.
- FIG. 3B is a YY sectional view shown in FIG. 3A.
- FIG. 3B is a ZZ cross-sectional view shown in FIG. 3A.
- It is a side view which shows the modification of a blade-tip-exchange-type drill. It is a top view which shows the said modification.
- the blade-replaceable drill 1 As shown in FIGS. 1 to 4, the blade-replaceable drill 1 according to the present embodiment has a shaft (shaft) shape, and is rotated in the drill rotation direction T in the circumferential direction around the axis O.
- tip part of this, and the cutting insert 4 with which the insert mounting seat 3 was attached so that attachment or detachment was possible and which has the cutting blade 5 are provided.
- the drill body 2 is made of, for example, a steel material
- the cutting insert 4 is made of, for example, a cemented carbide.
- the drill body 2 is disposed at a position different from the shank portion 6 that is detachably attached to the main shaft or the like of the machine tool, and the shank portion 6 in the direction of the axis O, and an insert mounting seat 3 and a chip discharge groove 8 to be described later are formed.
- the blade portion 7 is provided.
- the insert mounting seat 3 has a groove shape extending in the radial direction at the distal end portion of the drill body 2, and opens on the distal end surface and the outer peripheral surface (both radially outer sides) of the drill body 2. ing.
- the cutting insert 4 includes a rake face 15 facing the drill rotation direction T, a flank face 16 facing the distal end side in the direction of the axis O, and a cutting edge 5 formed at a cross ridge line portion between the rake face 15 and the flank face 16; It has.
- the cutting edge 5 extends along the radial direction orthogonal to the axis O, and is inclined toward the base end side in the axis O direction as it goes radially outward.
- the blade tip replaceable drill 1 is a two-blade twist drill, and accordingly, two cutting blades 5 are formed in the cutting insert 4 at a 180 ° rotationally symmetric position about the axis O. ing.
- the cutting insert 4 is in a state in which the cutting edge 5 protrudes from the tip surface and the outer peripheral surface of the drill body 2, is mounted on the insert mounting seat 3, and is fixed by a clamp screw (not shown).
- the cutting insert 4 of this embodiment may be called a cutting head.
- the direction along the axis O of the drill body 2 (the direction in which the axis O extends) is referred to as the axis O direction.
- the direction from the shank portion 6 toward the blade portion 7 (left side in FIGS. 3A and 3B) is referred to as the tip side, and the direction from the blade portion 7 toward the shank portion 6 (right side in FIGS. 3A and 3B). Is called the proximal side.
- a direction perpendicular to the axis O is referred to as a radial direction.
- the direction approaching the axis O is referred to as the inner side in the radial direction, and the direction away from the axis O is referred to as the outer side in the radial direction.
- a direction around the axis O is referred to as a circumferential direction.
- the direction in which the drill body 2 is rotated by the spindle of the machine tool during cutting is called the drill rotation direction T, and the opposite rotation direction to the drill rotation direction T (the anti-drill) Rotation direction).
- the coolant hole 10 is formed between the chip discharge grooves 8 adjacent to each other in the circumferential direction on the outer periphery of the drill body 2. Between the land portion 14 and the axis O (that is, radially inward of the land portion 14).
- the chip discharge groove 8 opens at the distal end surface of the drill body 2 and rotates in the anti-drill rotation direction from the distal end surface toward the proximal end in the axis O direction. And it extends spirally.
- the tip of the chip discharge groove 8 is disposed adjacent to the insert mounting seat 3 formed at the tip of the drill body 2.
- the chip discharge groove 8 has a concave curved inner surface.
- a plurality of chip discharge grooves 8 are arranged at equal intervals (equal pitch) in the circumferential direction so as to be rotationally symmetric with respect to the axis O on the outer periphery of the drill body 2.
- two chip discharge grooves 8 are formed on the outer periphery of the drill main body 2 at 180 ° rotationally symmetrical positions about the axis O.
- the chip discharge groove 8 extends toward the radially outer side in the vicinity of the central portion along the axis O direction of the drill main body 2 or in the portion located on the proximal side of the central portion. 2 is cut off on the outer peripheral surface.
- a region where the chip discharge groove 8 along the direction of the axis O is formed is a blade portion 7, and a portion located on the base end side from this region is a shank portion 6.
- the chip discharge groove 8 has a distal end side twisted portion 8a, a proximal end side twisted portion 8b, and an intermediate twisted portion 8c.
- the tip side twisted portion 8 a is disposed adjacent to the insert mounting seat 3.
- the proximal end side twisted portion 8b is disposed closer to the proximal end side in the axis O direction than the distal end side twisted portion 8a, and has a twist angle smaller than the twist angle of the distal end side twisted portion 8a.
- the intermediate twisted portion 8c is disposed between the distal end side twisted portion 8a and the proximal end side twisted portion 8b, and gently connects them. From the boundary portion between the distal end side twisted portion 8a and the proximal end side twisted portion 8b, The twist angle gradually decreases toward the boundary portion of.
- twist angle in the present embodiment refers to the drill body 2 as viewed from the radial direction orthogonal to the axis O of the drill body 2 (that is, in the side view of the drill as shown in FIGS. 3A and 3B).
- a virtual chord winding (not shown) extending in parallel with the discharge groove 8 indicates an acute angle among an acute angle and an obtuse angle formed to intersect the axis O.
- the twist angle is an intersecting ridge line (corresponding to the virtual chord winding) formed between the wall surface facing the drill rotation direction T in the chip discharge groove 8 and the outer peripheral surface (land portion 14) of the drill body 2.
- the chip discharge groove 8 is twisted and extended toward the opposite side of the drill rotation direction T from the distal end in the direction of the axis O toward the proximal end side, so that the twist angle ⁇ is a positive angle (positive angle). ).
- the twist angle ⁇ of the chip discharge groove 8 varies depending on the position in the axial direction, and the range is, for example, 2 ° to 35 °. In an example of the present embodiment, the range of the twist angle ⁇ of the chip discharge groove 8 may be 5 ° to 30 °.
- the twist angle ⁇ of the tip side twisted portion 8a is, for example, 20 ° to 35 °, and more preferably 25 ° to 30 °.
- the twist angle ⁇ of the distal end side twisted portion 8a is 30 ° over the entire length of the distal end side twisted portion 8a, and the twist angle ⁇ is constant along the axis O direction. There may be.
- the present invention is not limited to this, and for example, the twist angle ⁇ of the distal end side twisted portion 8a may be gradually reduced from the distal end in the axis O direction toward the proximal end side.
- the twist angle ⁇ of the proximal-side twisted portion 8b is, for example, 2 ° to 15 °, and more preferably 3 ° to 5 °.
- the twist angle ⁇ of the base end side twisted portion 8b is 5 ° over the entire length of the base end side twisted portion 8b, and the twist angle ⁇ along the axis O direction is It is constant.
- the present invention is not limited to this, and for example, the twist angle ⁇ of the proximal end side twisted portion 8b may be gradually reduced from the distal end in the axis O direction toward the proximal end side.
- the torsion angle ⁇ of the proximal-side twisted portion 8b can be set large (easy to approach 15 °).
- the twist angle ⁇ of the intermediate twist portion 8c in the chip discharge groove 8 is changed along the axis O direction.
- the tip of the intermediate twisted portion 8c (the boundary portion with the tip-side twisted portion 8a) has the same value (for example, 30 °) as the twist angle ⁇ of the tip-side twisted portion 8a.
- the twist angle ⁇ of the intermediate twist portion 8c gradually decreases from the distal end toward the proximal end side.
- the twist angle ⁇ of the intermediate twist portion 8c is the same value as the twist angle ⁇ of the base end side twist portion 8b (for example, 5 °). It is said that.
- the twist angle ⁇ at the distal end of the intermediate twisted portion 8c is the distal-side twisted portion 8a. Is equal to the torsion angle ⁇ at the base end (the minimum value of the torsion angle ⁇ of the distal end side twisted portion 8a). In this case, the twist angle ⁇ at the proximal end of the intermediate twisted portion 8c is equal to the twist angle ⁇ at the distal end of the proximal twisted portion 8b (the maximum value of the twist angle ⁇ of the proximal twisted portion 8b). .
- the lengths of the tip side twisted portion 8a, the intermediate twisted portion 8c, and the base end side twisted portion 8b in the chip discharge groove 8 along the axis O direction are increased in this order. Yes. That is, the length (B) along the axis O direction of the intermediate twisted portion 8c is larger than the length (A) along the axis O direction of the distal end side twisted portion 8a. Further, the length (C) along the axis O direction of the proximal end side twisted portion 8b is larger than the length (B).
- the length in the axis O direction of the distal end side twisted portion 8a is 10.52 mm
- the length in the axis O direction of the intermediate twisted portion 8c is 20 mm
- the length in the axis O direction of the proximal side twisted portion 8b may be 79 mm.
- the coolant hole 10 is a flow path for coolant (oil-based or water-soluble cutting fluid, compressed air, etc.) formed inside the drill body 2.
- the coolant hole 10 is connected to coolant supply means provided outside the cutting edge replaceable drill 1 through a spindle of a machine tool or the like.
- the coolant hole 10 opens in the base end surface 9 of the drill body 2, and extends linearly so as to extend in the drill rotation direction T from the base end surface 9 toward the distal end side in the axis O direction.
- 1 coolant hole 11 is connected to the tip of the first coolant hole 11 in the direction of the axis O, and the extending direction of the first coolant hole 11 from the tip toward the tip of the drill body 2 is defined as
- the second coolant hole 12 extends linearly in different directions and opens into the chip discharge groove 8 on the distal end side with respect to the distal end position of the proximal end side twisted portion 8b.
- the cross-sectional shape of the first coolant hole 11 (the cross-sectional shape perpendicular to the extending direction of the hole) and the cross-sectional shape of the second coolant hole 12 are each circular.
- the inner diameter of the second coolant hole 12 is smaller than the inner diameter of the first coolant hole 11.
- the flow passage cross-sectional area of the second coolant hole 12 may be 40 to 100% compared to the flow passage cross-sectional area of the first coolant hole 11.
- the first coolant hole 11 and the second coolant hole 12 are both formed in the drill body 2 at positions separated from the axis O.
- a plurality of sets of the first coolant hole 11 and the second coolant hole 12 communicating with each other are provided so as to be rotationally symmetric with respect to the axis O.
- two sets of the first coolant holes 11 and the second coolant holes 12 are formed in the drill body 2 at a rotationally symmetric position about 180 ° about the axis O. ing.
- the 1st coolant hole 11 is formed in the site
- the distal end portion of the first coolant hole 11 in the axis O direction (that is, the connection portion between the first coolant hole 11 and the second coolant hole 12) is a proximal-side twisted portion along the axis O direction. It arrange
- the connection portion between the first coolant hole 11 and the second coolant hole 12 is disposed at a portion corresponding to the intermediate twist portion 8c along the axis O direction.
- the drill rotation direction T is as the second coolant hole 12 moves from the tip of the first coolant hole 11 toward the tip of the drill body 2. It extends to the other side.
- Reference numeral 5 a shown in FIG. 3A represents an outer end (outer periphery corner) of the cutting edge 5 in the radial direction.
- a virtual plane including the radial outer ends 5a of the two cutting edges 5 and the axis O is defined as a reference plane
- the first coolant hole 11 and the second coolant hole 12 projected onto the virtual plane (reference plane). are inclined with respect to the axis O and extend.
- the direction in which the first coolant hole 11 is inclined with respect to the axis O and the direction in which the second coolant hole 12 is inclined with respect to the axis O are opposite to each other. Specifically, in FIG.
- the first coolant hole 11 is inclined so as to gradually approach the axis O as it goes toward the tip side in the axis O direction
- the second coolant hole 12 is in the axis O direction. It is inclined so as to gradually move away from the axis O as it goes to the tip side.
- the second coolant hole 12 opens into the chip discharge groove 8 at any one of the distal end side twisted portion 8a and the distal end portion of the intermediate twisted portion 8c. As shown in FIG. 3B, in the example of the present embodiment, the second coolant hole 12 opens into the chip discharge groove 8 at the tip of the intermediate twisted portion 8c.
- both the cutting edge 5 and the rake face 15 are arranged on the extended line of the second coolant hole 12.
- the chip discharge groove 8 includes the distal end side twist portion 8a and the proximal end side twist portion having different twist angles ⁇ . 8b and an intermediate twisted portion 8c.
- the tip side twisted portion 8 a has the largest twist angle ⁇ in the chip discharge groove 8 and is disposed adjacent to the insert mounting seat 3.
- the proximal end side twisted portion 8b has a smaller twist angle ⁇ than the distal end side twisted portion 8a, and is spaced from the insert mounting seat 3 toward the proximal end side in the axis O direction.
- the intermediate twisted portion 8c is located between and connected to the distal end side twisted portion 8a and the proximal end side twisted portion 8b, and from the distal end in the axis O direction (boundary portion with the distal end side twisted portion 8a) to the proximal end ( The twist angle ⁇ is gradually reduced toward the boundary portion with the base end side twisted portion 8b.
- the torsion angle ⁇ of the chip discharge groove 8 (the tip side twisted part 8a) is ensured to be large, so that chip discharge performance can be improved. it can.
- a positive twist angle ⁇ is given to the chip discharge groove 8 (the base end side twisted portion 8b) to ensure a certain level of chip discharge performance.
- the strength (rigidity) of the drill body 2 can be increased by suppressing the twist angle ⁇ to a small value.
- the twist angle ⁇ of the chip discharge groove 8 (intermediate twisted portion 8c) is gradually changed so that the distal end side twisted portion 8a and the proximal end The side twist portion 8b can be connected smoothly. Thereby, the residence of the chip
- the coolant hole 10 formed in the drill body 2 extends between the chip discharge grooves 8 adjacent in the circumferential direction (inside in the radial direction of the land portion 14) without passing on the axis O.
- the coolant hole 10 is connected to a linear first coolant hole 11 extending obliquely with respect to the axis O and the tip of the first coolant hole 11, and the first coolant hole 11.
- a second linear coolant hole 12 extending in a direction different from the extending direction.
- the first coolant hole 11 opens in the base end surface 9 of the drill body 2.
- the coolant supplied from the coolant supply means provided outside the drill is supplied to the first coolant hole 11 in the machine tool. It flows in through the main shaft.
- the first coolant hole 11 extends from the proximal end surface 9 of the drill body 2 toward the distal end side in the direction of the axis O toward the drill rotation direction T, and thus the proximal end side twisted portion 8b of the chip discharge groove 8 is extended. It is easy to incline according to the twist angle ⁇ .
- the first coolant hole 11 can be extended (substantially in parallel) along the proximal-side twisted portion 8b of the chip discharge groove 8, the first coolant hole 11 is a groove wall of the chip discharge groove 8.
- the first coolant hole 11 can be extended longer toward the distal end side of the drill body 2 while preventing it from being too close to the (inner wall) or being opened in the groove. For this reason, the malfunction that the intensity
- tip part of the 1st coolant hole 11) of the 1st coolant hole 11 and the 2nd coolant hole 12 can be arrange
- the second coolant hole 12 is connected to the distal end portion of the first coolant hole 11 and extends in a direction different from the direction in which the first coolant hole 11 extends. It opens in either the tip side twisted portion 8a or the intermediate twisted portion 8c located on the tip side of the portion 8b. That is, the second coolant hole 12 is opened in the chip discharge groove 8 at either the tip side twisted portion 8a or the intermediate twisted portion 8c close to the insert mounting seat 3, so that the coolant reaches the vicinity of the cutting edge 5. It can be made easier.
- the second coolant hole 12 opens in any one of the tip-side twisted portion 8a and the intermediate twisted portion 8c having a larger twist angle ⁇ than the proximal-side twisted portion 8b in the chip discharge groove 8, so that the chip discharge groove The opening area into 8 can be kept small.
- the opening portion of the second coolant hole 12 into the chip discharge groove 8 is elongated in the direction of the axis O. That is, according to the present embodiment, even if the second coolant hole 12 is not greatly inclined with respect to the axis O, the opening portion into the chip discharge groove 8 can be prevented from extending greatly vertically, and the drill body The strength of 2 is ensured, and the appearance (appearance) as a product is also maintained well. Thereby, the design condition of the 2nd coolant hole 12 is eased, and it becomes possible to respond to various drill forms. Further, the connection angle between the first coolant hole 11 and the second coolant hole 12 can be moderated (increased to the obtuse angle side) to reduce the pressure loss of the coolant flowing through the connection portion. .
- the first and second coolant holes 11 and 12 are respectively linear, the pressure loss of the coolant flowing in the coolant hole 10 is remarkably reduced. For this reason, it is easy to increase the coolant flow rate linearly by increasing the coolant supply pressure or the like, and the coolant can surely reach the vicinity of the cutting edge 5. Moreover, at the time of drill manufacture, the 1st, 2nd coolant holes 11 and 12 can be shape
- manufacture of the drill main body 2 is easy, the intensity
- the second coolant hole 12 is directed to the opposite side of the drill rotation direction T as it goes from the distal end portion of the first coolant hole 11 in the axis O direction toward the distal end side of the drill body 2. Therefore, the following effects are obtained. That is, in this case, it is easy to arrange the cutting edge 5 of the cutting insert 4 mounted on the insert mounting seat 3 and the rake face 15 adjacent to the cutting edge 5 on the extension line of the second coolant hole 12. . Therefore, the coolant ejected from the second coolant hole 12 can be directly supplied to the vicinity of the cutting edge 5 to be cooled, and the cooling efficiency can be significantly increased.
- the second coolant hole 12 opens into the chip discharge groove 8 at any one of the distal end side twisted portion 8a and the distal end portion of the intermediate twisted portion 8c. That is, the twist angle ⁇ of the tip side twisted portion 8a is large, and the twist angle ⁇ at the tip portion of the intermediate twisted portion 8c is also close to the twist angle ⁇ of the tip side twisted portion 8a, and the twist angle ⁇ is large.
- the second coolant hole 12 can be reliably opened in the chip discharge groove 8 at a portion where the twist angle ⁇ is large. Therefore, it is easy to keep the opening area of the second coolant hole 12 small, and the above-described operational effects become more remarkable.
- the connecting portion between the first coolant hole 11 and the second coolant hole 12 is disposed on the distal end side with respect to the proximal side twisted portion 8b along the axis O direction.
- the connection portion between the first coolant hole 11 and the second coolant hole 12 corresponds to one of the tip side twisted portion 8a and the intermediate twisted portion 8c along the axis O direction, that is, the drill body. 2 is disposed at a position close to the tip of the two. For this reason, it becomes easy to open the 2nd coolant hole 12 in the chip discharge groove
- a plurality of sets (coolant holes 10) of the first coolant hole 11 and the second coolant hole 12 communicating with each other are provided so as to be rotationally symmetrical with respect to each other about the axis O.
- the set of the first coolant hole 11 and the second coolant hole 12 communicating with each other while equalizing the rigidity of the drill body 2 in the circumferential direction is used in the case of a two-blade drill as in this embodiment.
- either the cutting edge 5 or the rake face 15 adjacent to the cutting edge 5 is disposed on the extended line of the second coolant hole 12. Therefore, the coolant ejected from the second coolant hole 12 can be directly supplied to the vicinity of the cutting edge 5 to be cooled, and the cooling efficiency can be significantly increased.
- the first coolant hole 11 and the second coolant hole 12 projected on a virtual plane (reference plane) including the radial outer ends 5a of the two cutting edges 5 and the axis O are the axis lines.
- the direction in which the first coolant hole 11 is inclined with respect to the axis O and the direction in which the second coolant hole 12 is inclined with respect to the axis O are opposite to each other. Therefore, the following effects are exhibited.
- the first coolant hole 11 is inclined with respect to the axis O according to the twist angle ⁇ of the chip discharge groove 8 (inclined to the positive angle side), and the second coolant hole 12 is
- the chip discharge groove 8 can be inclined with respect to the axis O in the opposite direction to the twist angle ⁇ (inclined to the negative angle side). Therefore, the opening area of the second coolant hole 12 into the chip discharge groove 8 is kept small, or the cutting edge 5 of the cutting insert 4 mounted on the insert mounting seat 3 on the extension line of the second coolant hole 12. It is easy to arrange the easy surface 15. Therefore, while ensuring the strength of the drill body 2, the coolant sprayed from the second coolant hole 12 can be directly supplied to the vicinity of the cutting edge 5, thereby significantly increasing the cooling efficiency.
- the flow rate of the coolant flowing in the second coolant hole 12 can be increased, and the first The coolant ejected from the second coolant hole 12 can be made easier to reach near the cutting edge 5.
- FIGS. 5A and 5B show a modification of the blade-tip replaceable drill 1 described in the above embodiment. In this modification, the second coolant hole 12 opens into the chip discharge groove 8 at the tip side twisted portion 8a.
- the twist angle ⁇ of the entire chip discharge groove 8 is, for example, 5 ° to 20 °.
- the twist angle ⁇ of the tip side twisted portion 8a in the chip discharge groove 8 is 20 ° over the entire length of the tip side twisted portion 8a, and the twist angle ⁇ along the axis O direction. Is constant.
- the twist angle ⁇ of the base end side twisted portion 8b is 5 ° over the entire length of the base end side twisted portion 8b, and the twist angle ⁇ is constant along the axis O direction.
- the twist angle ⁇ of the intermediate twist portion 8c is the same value (20 °) as the twist angle ⁇ of the tip twist portion 8a at the tip of the intermediate twist portion 8c (boundary portion with the tip twist portion 8a). Gradually decreases from the base end side toward the base end side, and is the same value (5 °) as the twist angle ⁇ of the base end side twist portion 8b at the base end of the intermediate twist portion 8c (the boundary portion with the base end side twist portion 8b).
- the twist angle ⁇ changes along the axis O direction.
- the value of the twist angle ⁇ is an example, and may be appropriately changed within the same range as the previous embodiment.
- the length in the axis O direction of the distal side twisted portion 8a is 17.15 mm
- the length in the axis O direction of the intermediate twisted portion 8c is 20 mm
- the length in the axis O direction of the proximal side twisted portion 8b. Is 65 mm.
- This length ratio is also an example, and may be appropriately changed within the same range as the previous embodiment. Also in this modification, the same operational effects as those of the above-described embodiment are obtained.
- the drill main body 2 has an opening in the base end surface 9 of the drill main body 2, and the chip discharge grooves 8 adjacent to each other in the circumferential direction from the base end surface 9 toward the front end side in the axis O direction.
- a coolant hole 10 extending without passing through the axis O is formed, and specifically, a first coolant hole 11 in the coolant hole 10 opens in the base end surface 9 of the drill body 2, and the base end surface
- FIGS. 6 to 9C show modifications of the blade-tip replaceable drill 1 described in the above embodiment.
- a slit-like groove (concave portion) 17 that is recessed from the base end surface 9 is formed on the base end surface 9 of the drill body 2, and the first coolant hole 11 (coolant hole 10). Is open in the inner wall of the groove 17. That is, the first coolant hole 11 of the coolant hole 10 may be opened in a groove (concave portion) 17 formed in the base end surface 9 instead of opening in the base end surface 9 of the drill body 2.
- the groove 17 extends in the diameter direction on the base end surface 9, and both ends of the groove 17 are open to the outer peripheral surface of the drill body 2.
- the base end surface 9 of the drill body 2 is formed with a hole (concave portion) 18 formed of a cylindrical drill hole or the like formed concentrically with the base end surface 9.
- the coolant hole 11 (coolant hole 10) opens in the bottom wall of the hole 18. That is, the first coolant hole 11 of the coolant hole 10 may be opened in a hole (concave portion) 18 formed in the base end surface 9 instead of opening in the base end surface 9 of the drill body 2.
- the hole 18 extends from the base end surface 9 toward the distal end side in the axis O direction, and the bottom wall of the hole 18 is disposed in the shank portion 6.
- the bottom wall of the hole 18 may be a conical surface concentric with the axis. According to these modified examples, the same effects as those of the above-described embodiment can be obtained, and the coolant can be easily supplied to the coolant hole 10. You may form the recessed part made into shapes other than the groove
- the second coolant hole 12 is directed to the side opposite to the drill rotation direction T as it moves from the tip end portion of the first coolant hole 11 in the axis O direction toward the tip end side of the drill body 2.
- the second coolant hole 12 is connected to the distal end portion of the first coolant hole 11 in the axis O direction, and the extending direction of the first coolant hole 11 from the distal end portion toward the distal end side of the drill body 2.
- it may extend in parallel to the axis O.
- the blade-tip replaceable drill 1 is a two-blade twist drill
- the cutting insert 4 has two cutting blades 5 formed at 180 ° rotationally symmetrical positions about the axis O
- the drill body 2 The two chip discharge grooves 8 are formed at the 180 ° rotationally symmetric position around the axis O
- the two coolant holes 10 are formed at the 180 ° rotationally symmetric position.
- the present invention is limited to this. is not. That is, the set of the cutting edge 5, the chip discharge groove 8, and the first coolant hole 11 and the second coolant hole 12 may not be arranged at 180 ° rotationally symmetric positions around the axis O. (In other words, they may be arranged at unequal pitches).
- the present invention is also applicable to an N-blade cutting edge replaceable drill 1 having three or more blades.
- Each set of the coolant holes 12 may be arranged at a rotationally symmetric position of (360 / N) ° around the axis O, or may not be arranged at a rotationally symmetric position.
- the insert mounting seat 3 has a groove shape extending in the radial direction at the distal end portion of the drill body 2 and is formed on the distal end surface and the outer peripheral surface (both radially outer sides) of the drill body 2.
- the cutting insert 4 is opened and the cutting edge 5 is projected from the front end surface and the outer peripheral surface of the drill body 2 and is mounted on the insert mounting seat 3.
- These shapes are not limited to those described in the above embodiment.
- two chip discharge grooves 8 are formed on the outer periphery of the drill body 2, and a cutting insert for an inner blade having a rectangular plate shape is formed at the tip of each chip discharge groove 8, and the same as the cutting insert for the inner blade.
- the present invention can also be applied to a blade-tip-replaceable drill and a drill body to which a shaped outer blade cutting insert is detachably mounted.
- the manufacture of the drill body is easy, the strength of the drill body can be secured, the chip discharge performance can be improved, and the vicinity of the cutting blade Since the coolant can be easily reached and the cooling efficiency can be improved, it can be used in the industry.
Landscapes
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Abstract
この刃先交換式ドリルのドリル本体では、切屑排出溝(8)は、先端側ねじれ部(8a)と、先端側ねじれ部(8a)のねじれ角(θ)よりも小さなねじれ角を有する基端側ねじれ部(8b)と、先端側ねじれ部(8a)と基端側ねじれ部(8b)との間に配置された中間ねじれ部(8c)とを備える。クーラント孔(10)は第1のクーラント孔(11)と第2のクーラント孔(12)とを備える。第1のクーラント孔(11)は、ドリル本体(2)の基端面(9)又は基端面(9)に形成された凹部に開口し、かつ、軸線(O)方向の先端側へ向かうに従いドリル回転方向へ向かうように直線状に延びる。第2のクーラント孔(12)は、第1のクーラント孔(11)の先端部に接続され、前記先端部からドリル本体(2)の先端側へ向けて、第1のクーラント孔(11)の延在方向とは異なる向きに直線状に延び、基端側ねじれ部(8b)の先端位置よりも先端側において切屑排出溝(8)内に開口する。
Description
本発明は、刃先交換式ドリルのドリル本体、及び刃先交換式ドリルに関する。
本願は、2016年7月29日に、日本に出願された特願2016-149666号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本願は、2016年7月29日に、日本に出願された特願2016-149666号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
従来、例えば、下記特許文献1~4に示される刃先交換式ドリルが知られている。刃先交換式ドリルは、軸状をなし、軸線回りの周方向のうちドリル回転方向に回転させられ、軸線方向の先端部にインサート取付座が形成されたドリル本体と、インサート取付座に着脱可能に装着され、切れ刃を有する切削インサートとを備えている。
ドリル本体の外周には、軸線方向の先端から基端側へ延びる切屑排出溝が形成されている。切屑排出溝は、少なくともドリル本体の先端部においては、軸線方向の先端から基端側へ向かうに従いドリル回転方向とは反対側へ向けてねじれて延びている。ドリル本体には、前記ドリル本体を軸線方向に貫通して延び、内部にクーラント(油性又は水溶性の切削液剤、圧縮エア等)が流通するクーラント孔が形成されている。
しかし、前記従来の刃先交換式ドリルでは、下記の課題を有していた。
特許文献1では、クーラント孔がドリル本体の外周面に開口している。このため、クーラント孔から噴出したクーラントが切れ刃に到達しにくくなることがあり、切れ刃の冷却効率を向上させる点に改善の余地があった。
特許文献1では、クーラント孔がドリル本体の外周面に開口している。このため、クーラント孔から噴出したクーラントが切れ刃に到達しにくくなることがあり、切れ刃の冷却効率を向上させる点に改善の余地があった。
特許文献2では、ドリル本体の内部をクーラント孔が軸線に平行に延びている。切屑排出溝がねじれて形成されたドリル先端部付近において、クーラント孔が切屑排出溝内に開口する。この場合、クーラント孔から噴出するクーラントを切れ刃付近に直接的に供給でき、切れ刃の冷却効率を高めることができる。しかし、軸線に平行なクーラント孔をドリル先端部付近まで延ばす場合、切屑排出溝のうちドリル先端部以外の部位を軸線に平行に延ばさざるを得ず、切屑排出性を良好に維持することが難しい。
特許文献3では、ドリル本体内を延びるクーラント孔が、軸線に平行な部分と、前記部分よりも先端側に配置され、軸線に対して傾斜する部分と、を備えている。この特許文献3においても、切屑排出溝のうち、クーラント孔の前記軸線に平行な部分に対応する部位を、軸線に平行に延ばさざるを得ず、切屑排出性を確保できない。
特許文献4では、ドリル製造時に、あらかじめドリル本体内に軸線に平行なクーラント孔を形成しておき、ドリル本体において軸線方向に離間した一対の締付位置同士の間を、加熱しつつ可塑的に軸線回りにねじっている。これにより、ドリル本体内を延びるクーラント孔が、締付位置同士の間では螺旋状をなし、それ以外の部位(両端部)では直線状をなす。しかしこの場合、クーラント孔の成形に高い技術を要し、製造が難しい。また、クーラント孔の位置に応じて成形される切屑排出溝のねじれ角が一定となることから、切屑排出性を確保するためにねじれを強くすると、ドリル本体の強度が低下しやすい。また、クーラント孔を流れるクーラントの圧力損失が大きく、クーラント流量を増やすことが困難であり、クーラントを切れ刃付近まで到達させにくい。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、ドリル本体の製造が容易であり、ドリル本体の強度を確保でき、切屑排出性を高められ、かつ、切れ刃付近にクーラントを到達しやすくして冷却効率を向上できる、刃先交換式ドリルのドリル本体、及び刃先交換式ドリルを提供することを目的としている。
本発明の第1の態様は、刃先交換式ドリルのドリル本体であって、以下の特徴を有する。前記ドリル本体は軸状をなし、軸線回りの周方向のうちドリル回転方向に回転させられる。前記ドリル本体の軸線方向の先端部には、切れ刃を有する切削インサートが着脱可能に装着されるインサート取付座が形成されている。前記ドリル本体の外周には、前記軸線方向の先端から基端側へ向かうに従い、前記ドリル回転方向とは反対側へ向けてねじれて延びる切屑排出溝が、前記周方向に互いに間隔をあけて複数形成されている。前記ドリル本体の内部にはクーラント孔が形成され、このクーラント孔は、前記ドリル本体の基端面又は前記基端面に形成された凹部に開口し、かつ、前記基端面又は前記凹部から前記軸線方向の先端側へ向けて、前記周方向に隣り合う前記切屑排出溝同士の間を、前記軸線上を通ることなく延びている。前記切屑排出溝は、前記インサート取付座に隣接配置された先端側ねじれ部と、前記先端側ねじれ部よりも前記軸線方向の基端側に配置され、前記先端側ねじれ部のねじれ角よりも小さなねじれ角を有する基端側ねじれ部と、前記先端側ねじれ部と前記基端側ねじれ部との間に配置されてこれらを接続し、前記先端側ねじれ部との境界部分から前記基端側ねじれ部との境界部分へ向かうに従い徐々にねじれ角が小さくなる中間ねじれ部とを備えている。前記クーラント孔は、前記基端面又は前記凹部に開口し、前記基端面又は前記凹部から前記軸線方向の先端側へ向かうに従い前記ドリル回転方向へ向かうように直線状に延びる第1のクーラント孔と、前記第1のクーラント孔の前記軸線方向の先端部に接続し、前記先端部からドリル本体の先端側へ向けて、前記第1のクーラント孔の延在方向とは異なる向きに直線状に延びるとともに、前記基端側ねじれ部の先端位置よりも先端側において前記切屑排出溝内に開口する第2のクーラント孔とを備えている。
本発明の第2の態様は、刃先交換式ドリルであって、軸状をなし、軸線回りの周方向のうちドリル回転方向に回転させられ、前記軸線方向の先端部にインサート取付座が形成されたドリル本体と、前記インサート取付座に着脱可能に装着され、切れ刃を有する切削インサートとを備え、前記ドリル本体として、前記第1態様のドリル本体を用いたことを特徴とする。
本発明の第2の態様は、刃先交換式ドリルであって、軸状をなし、軸線回りの周方向のうちドリル回転方向に回転させられ、前記軸線方向の先端部にインサート取付座が形成されたドリル本体と、前記インサート取付座に着脱可能に装着され、切れ刃を有する切削インサートとを備え、前記ドリル本体として、前記第1態様のドリル本体を用いたことを特徴とする。
本発明の各態様の刃先交換式ドリルのドリル本体、及び刃先交換式ドリルによれば、切屑排出溝が、互いにねじれ角が異なる先端側ねじれ部、基端側ねじれ部及び中間ねじれ部を備えている。先端側ねじれ部は、切屑排出溝の中でねじれ角が最も大きく、インサート取付座に隣接配置される。基端側ねじれ部は、先端側ねじれ部よりも小さいねじれ角を有し、インサート取付座から軸線方向の基端側へ離間して配置される。中間ねじれ部は、先端側ねじれ部と基端側ねじれ部との間に位置してこれらを接続し、軸線方向の先端(先端側ねじれ部との境界部分)から基端(基端側ねじれ部との境界部分)へ向かうに従い、ねじれ角が徐々に小さくされる。
本発明でいう「ねじれ角」とは、ドリル本体の軸線に直交する径方向から前記ドリル本体を見て(つまりドリル側面視において)、切屑排出溝と平行に延びる仮想の弦巻線が、軸線に交差して形成される鋭角及び鈍角のうち、鋭角の角度を指している。言い換えると、ねじれ角は、切屑排出溝においてドリル回転方向を向く壁面と、ドリル本体の外周面との間に形成される交差稜線(前記仮想の弦巻線に相当)が、ドリル側面視において軸線に対して傾斜する角度である。本発明において切屑排出溝は、軸線方向の先端から基端側へ向かうに従いドリル回転方向とは反対側へ向けてねじれて延びているので、ねじれ角は、正角(ポジティブ角)である。
切削インサートが装着されるインサート取付座に隣接する部分では、切屑排出溝(の先端側ねじれ部)のねじれ角が大きく確保されるため、切屑排出性を高めることができる。
インサート取付座から軸線方向の基端側に離間した部分では、切屑排出溝(の基端側ねじれ部)に正角のねじれ角を付与して一定以上の切屑排出性を確保しつつも、このねじれ角を小さく抑えてドリル本体の強度(剛性)を高めることができる。
先端側ねじれ部及び基端側ねじれ部の間に位置する部分では、切屑排出溝(の中間ねじれ部)のねじれ角を徐々に変化させて、先端側ねじれ部と基端側ねじれ部とをなだらかに接続できる。これにより、切屑排出溝内を流れる切屑の滞留を効果的に抑制でき、かつドリル本体の剛性も確保される。
インサート取付座から軸線方向の基端側に離間した部分では、切屑排出溝(の基端側ねじれ部)に正角のねじれ角を付与して一定以上の切屑排出性を確保しつつも、このねじれ角を小さく抑えてドリル本体の強度(剛性)を高めることができる。
先端側ねじれ部及び基端側ねじれ部の間に位置する部分では、切屑排出溝(の中間ねじれ部)のねじれ角を徐々に変化させて、先端側ねじれ部と基端側ねじれ部とをなだらかに接続できる。これにより、切屑排出溝内を流れる切屑の滞留を効果的に抑制でき、かつドリル本体の剛性も確保される。
ドリル本体の内部に形成されたクーラント孔は、周方向に隣り合う切屑排出溝同士の間(ランド部の径方向内側)を、軸線上を通ることなく延びている。クーラント孔は、軸線に対して傾斜して延びる直線状の第1のクーラント孔と、前記第1のクーラント孔の先端部に接続し、この第1のクーラント孔の延在方向とは異なる向きに延びる直線状の第2のクーラント孔とを備えている。
第1のクーラント孔は、ドリル本体の基端面又は基端面に形成された凹部に開口しており、前記第1のクーラント孔には、ドリル外部に設けられたクーラント供給手段から供給されるクーラントが、工作機械の主軸等を通して流入する。第1のクーラント孔は、ドリル本体の基端面又は凹部から軸線方向の先端側へ向かうに従いドリル回転方向へ向かうように延びており、よって、切屑排出溝の基端側ねじれ部のねじれ角に応じて傾斜させることが容易である。
つまり、第1のクーラント孔を、切屑排出溝の基端側ねじれ部に沿うように(略平行に)延ばすことができるので、第1のクーラント孔が切屑排出溝の溝壁(内壁)に近づき過ぎたり溝内に開口されたりすることを防止しつつ、第1のクーラント孔をドリル本体の先端側へ向けて長く延ばすことができる。このため、第1のクーラント孔の周囲でドリル本体の強度が低下したり、クーラントが切れ刃から大きく離間した位置で切屑排出溝内に噴出させられるような不具合が防止される。また、第1のクーラント孔と第2のクーラント孔との接続部分(第1のクーラント孔の先端部)を、ドリル本体の先端部に近い位置に配置できるため、第2のクーラント孔をインサート取付座の近くで切屑排出溝内に開口させることが容易であり、切れ刃付近にクーラントを正確に供給できる。
第2のクーラント孔は、第1のクーラント孔の先端部に接続され、前記第1のクーラント孔が延びる向きとは異なる方向に延びて、切屑排出溝のうち、基端側ねじれ部よりも先端側に位置する先端側ねじれ部及び中間ねじれ部のいずれかに開口している。
つまり、第2のクーラント孔は、インサート取付座に近い先端側ねじれ部及び中間ねじれ部のいずれかにおいて切屑排出溝内に開口されるので、切れ刃付近にクーラントを到達しやすくすることができる。また第2のクーラント孔は、切屑排出溝のうち、基端側ねじれ部よりもねじれ角が大きい先端側ねじれ部及び中間ねじれ部のいずれかに開口するので、切屑排出溝内への開口面積を小さく抑えることができる。
つまり、第2のクーラント孔は、インサート取付座に近い先端側ねじれ部及び中間ねじれ部のいずれかにおいて切屑排出溝内に開口されるので、切れ刃付近にクーラントを到達しやすくすることができる。また第2のクーラント孔は、切屑排出溝のうち、基端側ねじれ部よりもねじれ角が大きい先端側ねじれ部及び中間ねじれ部のいずれかに開口するので、切屑排出溝内への開口面積を小さく抑えることができる。
具体的には、第2のクーラント孔の切屑排出溝内への開口部分が、軸線方向に細長く延びて形成される不具合を防止できる。すなわち本発明によれば、たとえ第2のクーラント孔を軸線に対して大きく傾斜させなくても、切屑排出溝内への開口部分が縦長に大きく延びることを抑制できて、ドリル本体の強度が確保され、製品としての見栄え(外観)も良好に維持される。またこれにより、第2のクーラント孔の設計条件が緩和されて、種々のドリル形態に対応することが可能となる。さらに、第1のクーラント孔と第2のクーラント孔との接続部分における接続角度を緩やかにして(大きな鈍角にして)、前記接続部分を流れるクーラントの圧力損失を低減することができる。
また、第1、第2のクーラント孔がそれぞれ直線状をなしているので、クーラント孔内を流れるクーラントの圧力損失が顕著に低減される。このため、クーラント供給圧を高める等によりリニアにクーラント流量を増やすことが容易であり、クーラントを切れ刃付近まで確実に到達させることができる。
またドリル製造時においては、第1、第2のクーラント孔を小径ドリル等を用いて成形でき、ドリル本体の製造が容易である。
またドリル製造時においては、第1、第2のクーラント孔を小径ドリル等を用いて成形でき、ドリル本体の製造が容易である。
以上のように、本発明によれば、ドリル本体の製造が容易であり、ドリル本体の強度を確保でき、切屑排出性を高められ、かつ、切れ刃付近にクーラントを到達しやすくして冷却効率を向上できる。
前記刃先交換式ドリルのドリル本体において、前記第2のクーラント孔は、前記第1のクーラント孔の前記軸線方向の先端部からドリル本体の先端側へ向かうに従い、前記ドリル回転方向とは反対側へ向かうように延びていることが好ましい。
この場合、第2のクーラント孔の延長線上に、インサート取付座に装着された切削インサートの切れ刃や前記切れ刃に隣接するすくい面を配置することが容易である。従って、第2のクーラント孔から噴出するクーラントを、切れ刃付近に直接的に供給して冷却することができ、冷却効率を顕著に高めることができる。
前記刃先交換式ドリルのドリル本体は、前記第2のクーラント孔が、前記先端側ねじれ部、及び、前記中間ねじれ部における先端部のいずれかにおいて、前記切屑排出溝内に開口することが好ましい。
この場合、第2のクーラント孔が、先端側ねじれ部、及び、中間ねじれ部の先端部のいずれかにおいて、切屑排出溝内に開口している。すなわち、先端側ねじれ部のねじれ角は大きく、中間ねじれ部の先端部におけるねじれ角も、先端側ねじれ部のねじれ角に近い値を有していてねじれ角が大きいので、第2のクーラント孔を確実にねじれ角の大きい部分で切屑排出溝内に開口させることができる。従って、第2のクーラント孔の開口面積を小さく抑えることが容易であり、上述した作用効果がより顕著なものとなる。
前記刃先交換式ドリルのドリル本体において、前記第1のクーラント孔と前記第2のクーラント孔との接続部分が、前記軸線方向に沿う前記基端側ねじれ部よりも先端側に配置されていることが好ましい。
この場合、第1のクーラント孔と第2のクーラント孔との接続部分が、軸線方向に沿う先端側ねじれ部及び中間ねじれ部のいずれかに対応する位置、つまりドリル本体の先端部に近い位置に配置される。このため、第2のクーラント孔をインサート取付座の近くで切屑排出溝内に開口させることが容易となり、切れ刃付近にクーラントをより確実に到達させやすい。
前記刃先交換式ドリルのドリル本体において、互いに連通する前記第1のクーラント孔及び前記第2のクーラント孔の組が、前記軸線回りに互いに回転対称とされて複数設けられることが好ましい。
この場合、ドリル本体の剛性を周方向に均等化しつつ、互いに連通する第1のクーラント孔及び第2のクーラント孔の組を、例えば2枚刃ドリルの場合は2つ、3枚刃ドリルの場合は3つと、切れ刃の数に応じて設けることができ、各切れ刃の冷却効率をすべて高めることができる。
前記刃先交換式ドリルにおいて、前記第2のクーラント孔の延長線上に、前記切れ刃及び前記切れ刃に隣接するすくい面のいずれかが配置されることが好ましい。
この場合、第2のクーラント孔から噴出するクーラントを、切れ刃付近に直接的に供給して冷却することができ、冷却効率を顕著に高めることができる。
前記刃先交換式ドリルにおいて、前記ドリル本体には、前記軸線を中心として180°回転対称位置に前記切屑排出溝が2つ形成され、前記切削インサートには、前記軸線を中心として180°回転対称位置に前記切れ刃が2つ形成され、2つの前記切れ刃の径方向の外端及び前記軸線を含む仮想平面上に投影した前記第1のクーラント孔及び前記第2のクーラント孔が、前記軸線に対してそれぞれ傾斜して延びており、前記第1のクーラント孔が前記軸線に対して傾斜する向きと、前記第2のクーラント孔が前記軸線に対して傾斜する向きとが、互いに逆向きであることが好ましい。
この場合、第1のクーラント孔については、切屑排出溝のねじれ角に応じて軸線に対して傾斜させ(正角側に傾斜させ)、第2のクーラント孔については、切屑排出溝のねじれ角とは逆向きに軸線に対して傾斜させる(負角側に傾斜させる)ことができる。このため、第2のクーラント孔の切屑排出溝内への開口面積を小さく抑えたり、第2のクーラント孔の延長線上に、インサート取付座に装着された切削インサートの切れ刃やすくい面を配置したりすることが容易である。従って、ドリル本体の強度を確保しつつも、第2のクーラント孔から噴出するクーラントを切れ刃付近に直接的に供給して、冷却効率を顕著に高めることができる。
本発明の刃先交換式ドリルのドリル本体、及び刃先交換式ドリルによれば、ドリル本体の製造が容易であり、ドリル本体の強度を確保でき、切屑排出性を高められ、かつ、切れ刃付近にクーラントを到達しやすくして、冷却効率を向上できる。
以下、本発明の一実施形態に係る刃先交換式ドリル1、及びそのドリル本体2について、図面を参照して説明する。
〔刃先交換式ドリルの概略構成〕
図1~図4に示されるように、本実施形態の刃先交換式ドリル1は、軸(シャフト)状をなし、軸線O回りの周方向のうちドリル回転方向Tに回転させられ、軸線O方向の先端部にインサート取付座3が形成されたドリル本体2と、インサート取付座3に着脱可能に装着され、切れ刃5を有する切削インサート4とを備えている。ドリル本体2は、例えば鋼材等からなり、切削インサート4は、例えば超硬合金等からなる。
図1~図4に示されるように、本実施形態の刃先交換式ドリル1は、軸(シャフト)状をなし、軸線O回りの周方向のうちドリル回転方向Tに回転させられ、軸線O方向の先端部にインサート取付座3が形成されたドリル本体2と、インサート取付座3に着脱可能に装着され、切れ刃5を有する切削インサート4とを備えている。ドリル本体2は、例えば鋼材等からなり、切削インサート4は、例えば超硬合金等からなる。
ドリル本体2は、工作機械の主軸等に着脱可能に装着されるシャンク部6と、軸線O方向のシャンク部6とは異なる位置に配置され、インサート取付座3及び後述する切屑排出溝8が形成された刃部7とを備えている。
本実施形態の例では、インサート取付座3が、ドリル本体2の先端部において径方向に延びる溝状をなしており、ドリル本体2の先端面及び外周面(径方向の両外側)に開口している。
本実施形態の例では、インサート取付座3が、ドリル本体2の先端部において径方向に延びる溝状をなしており、ドリル本体2の先端面及び外周面(径方向の両外側)に開口している。
切削インサート4は、ドリル回転方向Tを向くすくい面15と、軸線O方向の先端側を向く逃げ面16と、すくい面15と逃げ面16との交差稜線部に形成された切れ刃5と、を備えている。切れ刃5は、軸線Oに直交する径方向に沿うように延びるとともに、径方向外側へ向かうに従い軸線O方向の基端側へ向けて傾斜している。
本実施形態では、刃先交換式ドリル1が2枚刃のツイストドリルであり、これに応じて切削インサート4には、軸線Oを中心として180°回転対称位置に、切れ刃5が2つ形成されている。
本実施形態では、刃先交換式ドリル1が2枚刃のツイストドリルであり、これに応じて切削インサート4には、軸線Oを中心として180°回転対称位置に、切れ刃5が2つ形成されている。
切削インサート4は、ドリル本体2の先端面及び外周面から切れ刃5を突出させた状態とされて、インサート取付座3に装着され、クランプネジ(図示略)で固定される。本実施形態の切削インサート4は、切削ヘッドと呼ばれる場合がある。
〔本実施形態で用いる向き(方向)の定義〕
本実施形態では、ドリル本体2の軸線Oに沿う方向(軸線Oが延在する方向)を、軸線O方向という。軸線O方向のうち、シャンク部6から刃部7へ向かう方向(図3Aおよび図3Bにおける左側)を先端側といい、刃部7からシャンク部6へ向かう方向(図3Aおよび図3Bにおける右側)を基端側という。
軸線Oに直交する方向を径方向という。径方向のうち、軸線Oに接近する向きを径方向の内側といい、軸線Oから離間する向きを径方向の外側という。
軸線O回りに周回する方向を周方向という。周方向のうち、切削加工時に工作機械の主軸等によりドリル本体2が回転させられる向きをドリル回転方向Tといい、これとは反対の回転方向を、ドリル回転方向Tとは反対側(反ドリル回転方向)という。
本実施形態では、ドリル本体2の軸線Oに沿う方向(軸線Oが延在する方向)を、軸線O方向という。軸線O方向のうち、シャンク部6から刃部7へ向かう方向(図3Aおよび図3Bにおける左側)を先端側といい、刃部7からシャンク部6へ向かう方向(図3Aおよび図3Bにおける右側)を基端側という。
軸線Oに直交する方向を径方向という。径方向のうち、軸線Oに接近する向きを径方向の内側といい、軸線Oから離間する向きを径方向の外側という。
軸線O回りに周回する方向を周方向という。周方向のうち、切削加工時に工作機械の主軸等によりドリル本体2が回転させられる向きをドリル回転方向Tといい、これとは反対の回転方向を、ドリル回転方向Tとは反対側(反ドリル回転方向)という。
〔ドリル本体〕
ドリル本体2の外周には、軸線O方向の先端から基端側へ向かうに従いドリル回転方向Tとは反対側へ向けてねじれて延びる切屑排出溝8が、周方向に互いに間隔をあけて複数形成されている。
ドリル本体2の内部には、前記ドリル本体2の基端面9に開口し、基端面9から軸線O方向の先端側へ向けて、周方向に隣り合う切屑排出溝8同士の間を通り、かつ、軸線O上を通ることなく延びるクーラント孔10が形成されている。具体的には、図4A~図4Cに示されるドリル横断面視(軸線Oに垂直な断面視)において、クーラント孔10は、ドリル本体2の外周のうち周方向に隣り合う切屑排出溝8同士の間に形成されたランド部14と、軸線Oとの間(つまりランド部14の径方向内側)に位置している。
ドリル本体2の外周には、軸線O方向の先端から基端側へ向かうに従いドリル回転方向Tとは反対側へ向けてねじれて延びる切屑排出溝8が、周方向に互いに間隔をあけて複数形成されている。
ドリル本体2の内部には、前記ドリル本体2の基端面9に開口し、基端面9から軸線O方向の先端側へ向けて、周方向に隣り合う切屑排出溝8同士の間を通り、かつ、軸線O上を通ることなく延びるクーラント孔10が形成されている。具体的には、図4A~図4Cに示されるドリル横断面視(軸線Oに垂直な断面視)において、クーラント孔10は、ドリル本体2の外周のうち周方向に隣り合う切屑排出溝8同士の間に形成されたランド部14と、軸線Oとの間(つまりランド部14の径方向内側)に位置している。
〔切屑排出溝〕
図1~図3に示されるように、切屑排出溝8は、ドリル本体2の先端面に開口しており、前記先端面から軸線O方向の基端側へ向かうに従い、反ドリル回転方向へ回転し、螺旋状に延びている。切屑排出溝8の先端部は、ドリル本体2の先端部に形成されたインサート取付座3に隣接配置されている。図44A~図4Cに示されるように、切屑排出溝8は、溝の内周が凹曲面状をなしている。
図1~図3に示されるように、切屑排出溝8は、ドリル本体2の先端面に開口しており、前記先端面から軸線O方向の基端側へ向かうに従い、反ドリル回転方向へ回転し、螺旋状に延びている。切屑排出溝8の先端部は、ドリル本体2の先端部に形成されたインサート取付座3に隣接配置されている。図44A~図4Cに示されるように、切屑排出溝8は、溝の内周が凹曲面状をなしている。
本実施形態では、ドリル本体2の外周において複数の切屑排出溝8が、軸線Oに関して回転対称位置となるように、周方向に等間隔をあけて(等ピッチで)配置されている。具体的に、ドリル本体2の外周には、軸線Oを中心として180°回転対称位置に、切屑排出溝8が2つ形成されている。
図1~図3Bにおいて、切屑排出溝8は、ドリル本体2の軸線O方向に沿う中央部付近、又は中央部よりも基端側に位置する部分において、径方向外側へ向けて延びつつドリル本体2の外周面に切れ上がっている。ドリル本体2において、軸線O方向に沿う切屑排出溝8が形成された領域が刃部7とされ、この領域よりも基端側に位置する部位がシャンク部6とされている。
図3Aおよび図3Bに示すように、切屑排出溝8は、先端側ねじれ部8aと、基端側ねじれ部8bと、中間ねじれ部8cとを有している。先端側ねじれ部8aは、インサート取付座3に隣接配置されている。基端側ねじれ部8bは、先端側ねじれ部8aよりも軸線O方向の基端側に配置され、先端側ねじれ部8aのねじれ角よりも小さなねじれ角を有する。中間ねじれ部8cは、先端側ねじれ部8aと基端側ねじれ部8bとの間に配置されて、これらをなだらかに接続し、先端側ねじれ部8aとの境界部分から基端側ねじれ部8bとの境界部分へ向かうに従い、徐々にねじれ角が小さくなる。
本実施形態でいう「ねじれ角」とは、ドリル本体2の軸線Oに直交する径方向から前記ドリル本体2を見て(つまり図3Aおよび図3Bに示されるようなドリル側面視において)、切屑排出溝8と平行に延びる仮想の弦巻線(不図示)が、軸線Oに交差して形成される鋭角及び鈍角のうち、鋭角の角度を指している。言い換えると、ねじれ角は、切屑排出溝8においてドリル回転方向Tを向く壁面と、ドリル本体2の外周面(ランド部14)との間に形成される交差稜線(前記仮想の弦巻線に相当)が、ドリル側面視において軸線Oに対して傾斜する角度であり、具体的には図3Aに符号θで示される角度である。本実施形態において切屑排出溝8は、軸線O方向の先端から基端側へ向かうに従いドリル回転方向Tとは反対側へ向けてねじれて延びているので、ねじれ角θは、正角(ポジティブ角)である。
切屑排出溝8のねじれ角θは軸線方向の部位によって変化し、その範囲は、例えば2°~35°である。本実施形態の一例では、切屑排出溝8のねじれ角θの範囲が5°~30°であってもよい。
切屑排出溝8のうち、先端側ねじれ部8aのねじれ角θは、例えば20°~35°であり、より好ましくは、25°~30°である。本実施形態のさらに具体的な例では、先端側ねじれ部8aのねじれ角θは、前記先端側ねじれ部8aの全長にわたって30°とされていて、軸線O方向に沿ってねじれ角θが一定であってもよい。ただしこれに限定されるものではなく、例えば先端側ねじれ部8aのねじれ角θは、軸線O方向の先端から基端側へ向かうに従い徐々に小さくされていてもよい。
切屑排出溝8のうち、先端側ねじれ部8aのねじれ角θは、例えば20°~35°であり、より好ましくは、25°~30°である。本実施形態のさらに具体的な例では、先端側ねじれ部8aのねじれ角θは、前記先端側ねじれ部8aの全長にわたって30°とされていて、軸線O方向に沿ってねじれ角θが一定であってもよい。ただしこれに限定されるものではなく、例えば先端側ねじれ部8aのねじれ角θは、軸線O方向の先端から基端側へ向かうに従い徐々に小さくされていてもよい。
また、切屑排出溝8のうち、基端側ねじれ部8bのねじれ角θは、例えば2°~15°であり、より好ましくは、3°~5°である。本実施形態のより具体的な例では、基端側ねじれ部8bのねじれ角θは、前記基端側ねじれ部8bの全長にわたって5°とされていて、軸線O方向に沿ってねじれ角θが一定である。ただしこれに限定されるものではなく、例えば基端側ねじれ部8bのねじれ角θは、軸線O方向の先端から基端側へ向かうに従い徐々に小さくされていてもよい。例えばドリル本体2の軸線O方向の全長が短い場合など、ドリル本体2の剛性を確保しやすいときは、基端側ねじれ部8bのねじれ角θを大きく設定できる(前記15°に近づけやすくなる)。
本実施形態では、切屑排出溝8のうち、中間ねじれ部8cのねじれ角θは、軸線O方向に沿ってねじれ角θが変化している。具体的には、前記中間ねじれ部8cの先端(先端側ねじれ部8aとの境界部分)では、先端側ねじれ部8aのねじれ角θと同じ値(例えば、30°)とされている。前記先端から基端側へ向かうに従い、中間ねじれ部8cのねじれ角θは徐々に小さくなる。前記中間ねじれ部8cの基端(基端側ねじれ部8bとの境界部分)では、中間ねじれ部8cのねじれ角θは基端側ねじれ部8bのねじれ角θと同じ値(例えば、5°)とされている。先端側ねじれ部8aのねじれ角θが、軸線O方向の先端から基端側へ向かうに従い徐々に小さくなっている場合には、中間ねじれ部8cの先端におけるねじれ角θは、先端側ねじれ部8aの基端におけるねじれ角θ(先端側ねじれ部8aのねじれ角θの最小値)と等しくなる。また、この場合には、中間ねじれ部8cの基端におけるねじれ角θは、基端側ねじれ部8bの先端におけるねじれ角θ(基端側ねじれ部8bのねじれ角θの最大値)と等しくなる。
図3Bに示されるように、切屑排出溝8のうち、先端側ねじれ部8a、中間ねじれ部8c、及び基端側ねじれ部8bの、軸線O方向に沿う各長さは、この順に大きくされている。すなわち、先端側ねじれ部8aの軸線O方向に沿う長さ(A)に比べて、中間ねじれ部8cの軸線O方向に沿う長さ(B)が大きい。また、長さ(B)に比べて、基端側ねじれ部8bの軸線O方向に沿う長さ(C)が大きい。長さの比率は限定されないが、例えば、A:B:C=1:1~20:1~5であってもよい。本実施形態では、例えば、先端側ねじれ部8aの軸線O方向の長さが10.52mm、中間ねじれ部8cの軸線O方向の長さが20.5mm、基端側ねじれ部8bの軸線O方向の長さが79mmであってもよい。
〔クーラント孔〕
クーラント孔10は、ドリル本体2の内部に形成されたクーラント(油性又は水溶性の切削液剤、圧縮エア等)の流路である。クーラント孔10には、刃先交換式ドリル1の外部に設けられたクーラント供給手段が、工作機械の主軸等を通して接続される。
クーラント孔10は、ドリル本体2の内部に形成されたクーラント(油性又は水溶性の切削液剤、圧縮エア等)の流路である。クーラント孔10には、刃先交換式ドリル1の外部に設けられたクーラント供給手段が、工作機械の主軸等を通して接続される。
図1~図4において、クーラント孔10は、ドリル本体2の基端面9に開口し、前記基端面9から軸線O方向の先端側へ向かうに従いドリル回転方向Tへ向かうように直線状に延びる第1のクーラント孔11と、第1のクーラント孔11の軸線O方向の先端部に接続し、前記先端部からドリル本体2の先端側へ向けて、第1のクーラント孔11の延在方向とは異なる向きに直線状に延びるとともに、基端側ねじれ部8bの先端位置よりも先端側において切屑排出溝8内に開口する第2のクーラント孔12と、を備えている。
本実施形態では、第1のクーラント孔11の断面形状(孔の延在方向に垂直な断面の形状)、及び、第2のクーラント孔12の断面形状が、それぞれ円形状をなしている。また、第1のクーラント孔11の内径に比べて、第2のクーラント孔12の内径が小さくされている。例えば、第1のクーラント孔11の流路断面積に比べて、第2のクーラント孔12の流路断面積は40~100%であってもよい。
図2に示されるように、第1のクーラント孔11及び第2のクーラント孔12は、いずれもドリル本体2内において、軸線Oから離間した位置に形成されている。互いに連通する第1のクーラント孔11及び第2のクーラント孔12の組は、軸線O回りに互いに回転対称とされて複数設けられている。この実施形態では、ドリル本体2の内部に、軸線Oを中心として180°回転対称位置に、第1のクーラント孔11及び第2のクーラント孔12の組(つまりクーラント孔10)が2つ形成されている。
図3Bに示されるように、第1のクーラント孔11は、ドリル本体2のうちシャンク部6、及び刃部7における軸線O方向に沿う少なくとも基端側ねじれ部8bに対応する部位に形成されている。本実施形態では、第1のクーラント孔11の軸線O方向の先端部(つまり第1のクーラント孔11と第2のクーラント孔12との接続部分)が、軸線O方向に沿う基端側ねじれ部8bよりも先端側に配置されている。図示の例では、第1のクーラント孔11と第2のクーラント孔12との接続部分が、軸線O方向に沿う中間ねじれ部8cに対応する部位に配置されている。
図1及び図2に示されるように、本実施形態では、第2のクーラント孔12が、第1のクーラント孔11の先端部からドリル本体2の先端側へ向かうに従い、ドリル回転方向Tとは反対側へ向かうように延びている。
図3Aに示される符号5aは、切れ刃5の径方向の外端(外周コーナ)を表している。2つの切れ刃5の径方向の外端5a及び軸線Oを含む仮想平面を基準面と定義すると、この仮想平面(基準面)上に投影した第1のクーラント孔11及び第2のクーラント孔12は、軸線Oに対してそれぞれ傾斜して延びる。第1のクーラント孔11が軸線Oに対して傾斜する向きと、第2のクーラント孔12が軸線Oに対して傾斜する向きとは、互いに逆向きである。
具体的に、図3Aにおいて、第1のクーラント孔11は、軸線O方向の先端側へ向かうに従い徐々に軸線Oに接近するように傾斜しており、第2のクーラント孔12は、軸線O方向の先端側へ向かうに従い徐々に軸線Oから離間するように傾斜している。
具体的に、図3Aにおいて、第1のクーラント孔11は、軸線O方向の先端側へ向かうに従い徐々に軸線Oに接近するように傾斜しており、第2のクーラント孔12は、軸線O方向の先端側へ向かうに従い徐々に軸線Oから離間するように傾斜している。
第2のクーラント孔12は、先端側ねじれ部8a、及び、中間ねじれ部8cにおける先端部のいずれかにおいて、切屑排出溝8内に開口する。図3Bに示されるように、本実施形態の例では、第2のクーラント孔12が、中間ねじれ部8cの先端部において、切屑排出溝8内に開口している。
第2のクーラント孔12の延長線上に、切れ刃5及び前記切れ刃5に隣接するすくい面15のいずれかが配置される。つまり、第2のクーラント孔12は、切れ刃5及びすくい面15のいずれかに向けて真っ直ぐに開口している。本実施形態の例では、第2のクーラント孔12の延長線上に、切れ刃5及びすくい面15の両方が配置されている。
〔本実施形態による作用効果〕
以上説明した本実施形態の刃先交換式ドリル1のドリル本体2、及び刃先交換式ドリル1によれば、切屑排出溝8が、互いにねじれ角θが異なる先端側ねじれ部8a、基端側ねじれ部8b及び中間ねじれ部8cを備えている。先端側ねじれ部8aは、切屑排出溝8の中でねじれ角θが最も大きく、インサート取付座3に隣接配置される。基端側ねじれ部8bは、先端側ねじれ部8aよりも小さいねじれ角θを有し、インサート取付座3から軸線O方向の基端側へ離間して配置される。中間ねじれ部8cは、先端側ねじれ部8aと基端側ねじれ部8bとの間に位置してこれらを接続し、軸線O方向の先端(先端側ねじれ部8aとの境界部分)から基端(基端側ねじれ部8bとの境界部分)へ向かうに従い、ねじれ角θが徐々に小さくされる。
以上説明した本実施形態の刃先交換式ドリル1のドリル本体2、及び刃先交換式ドリル1によれば、切屑排出溝8が、互いにねじれ角θが異なる先端側ねじれ部8a、基端側ねじれ部8b及び中間ねじれ部8cを備えている。先端側ねじれ部8aは、切屑排出溝8の中でねじれ角θが最も大きく、インサート取付座3に隣接配置される。基端側ねじれ部8bは、先端側ねじれ部8aよりも小さいねじれ角θを有し、インサート取付座3から軸線O方向の基端側へ離間して配置される。中間ねじれ部8cは、先端側ねじれ部8aと基端側ねじれ部8bとの間に位置してこれらを接続し、軸線O方向の先端(先端側ねじれ部8aとの境界部分)から基端(基端側ねじれ部8bとの境界部分)へ向かうに従い、ねじれ角θが徐々に小さくされる。
このため、切削インサート4が装着されるインサート取付座3に隣接する部分では、切屑排出溝8(の先端側ねじれ部8a)のねじれ角θが大きく確保されるので、切屑排出性を高めることができる。
インサート取付座3から軸線O方向の基端側に離間した部分では、切屑排出溝8(の基端側ねじれ部8b)に正角のねじれ角θを付与して一定以上の切屑排出性を確保しつつも、このねじれ角θを小さく抑えてドリル本体2の強度(剛性)を高めることができる。
先端側ねじれ部8a及び基端側ねじれ部8bの間に位置する部分では、切屑排出溝8(の中間ねじれ部8c)のねじれ角θを徐々に変化させて、先端側ねじれ部8aと基端側ねじれ部8bとをなだらかに接続できる。これにより、切屑排出溝8内を流れる切屑の滞留を効果的に抑制でき、かつドリル本体2の剛性も確保される。
インサート取付座3から軸線O方向の基端側に離間した部分では、切屑排出溝8(の基端側ねじれ部8b)に正角のねじれ角θを付与して一定以上の切屑排出性を確保しつつも、このねじれ角θを小さく抑えてドリル本体2の強度(剛性)を高めることができる。
先端側ねじれ部8a及び基端側ねじれ部8bの間に位置する部分では、切屑排出溝8(の中間ねじれ部8c)のねじれ角θを徐々に変化させて、先端側ねじれ部8aと基端側ねじれ部8bとをなだらかに接続できる。これにより、切屑排出溝8内を流れる切屑の滞留を効果的に抑制でき、かつドリル本体2の剛性も確保される。
ドリル本体2の内部に形成されたクーラント孔10は、周方向に隣り合う切屑排出溝8同士の間(ランド部14の径方向内側)を、軸線O上を通ることなく延びている。具体的に、クーラント孔10は、軸線Oに対して傾斜して延びる直線状の第1のクーラント孔11と、前記第1のクーラント孔11の先端部に接続し、この第1のクーラント孔11の延在方向とは異なる向きに延びる直線状の第2のクーラント孔12と、を備えている。
第1のクーラント孔11は、ドリル本体2の基端面9に開口しており、前記第1のクーラント孔11には、ドリル外部に設けられたクーラント供給手段から供給されるクーラントが、工作機械の主軸等を通して流入する。第1のクーラント孔11は、ドリル本体2の基端面9から軸線O方向の先端側へ向かうに従いドリル回転方向Tへ向かうように延びており、よって切屑排出溝8の基端側ねじれ部8bのねじれ角θに応じて傾斜させることが容易である。
つまり、第1のクーラント孔11を、切屑排出溝8の基端側ねじれ部8bに沿うように(略平行に)延ばすことができるので、第1のクーラント孔11が切屑排出溝8の溝壁(内壁)に近づき過ぎたり、溝内に開口されたりすることを防止しつつ、第1のクーラント孔11をドリル本体2の先端側へ向けて長く延ばすことができる。このため、第1のクーラント孔11の周囲でドリル本体2の強度が低下したり、クーラントが切れ刃5から大きく離間した位置で切屑排出溝8内に噴出させられるような不具合が防止される。また、第1のクーラント孔11と第2のクーラント孔12との接続部分(第1のクーラント孔11の先端部)を、ドリル本体2の先端部に近い位置に配置できるため、第2のクーラント孔12をインサート取付座3の近くで切屑排出溝8内に開口させることが容易であり、切れ刃5付近にクーラントを正確に供給できる。
第2のクーラント孔12は、第1のクーラント孔11の先端部に接続し、前記第1のクーラント孔11が延びる向きとは異なる方向に延びて、切屑排出溝8のうち、基端側ねじれ部8bよりも先端側に位置する先端側ねじれ部8a及び中間ねじれ部8cのいずれかに開口している。
つまり、第2のクーラント孔12は、インサート取付座3に近い先端側ねじれ部8a及び中間ねじれ部8cのいずれかにおいて切屑排出溝8内に開口されるので、切れ刃5付近にクーラントを到達しやすくすることができる。また第2のクーラント孔12は、切屑排出溝8のうち、基端側ねじれ部8bよりもねじれ角θが大きい先端側ねじれ部8a及び中間ねじれ部8cのいずれかに開口するので、切屑排出溝8内への開口面積を小さく抑えることができる。
つまり、第2のクーラント孔12は、インサート取付座3に近い先端側ねじれ部8a及び中間ねじれ部8cのいずれかにおいて切屑排出溝8内に開口されるので、切れ刃5付近にクーラントを到達しやすくすることができる。また第2のクーラント孔12は、切屑排出溝8のうち、基端側ねじれ部8bよりもねじれ角θが大きい先端側ねじれ部8a及び中間ねじれ部8cのいずれかに開口するので、切屑排出溝8内への開口面積を小さく抑えることができる。
具体的には、第2のクーラント孔12の切屑排出溝8内への開口部分が、軸線O方向に細長く延びて形成される不具合を防止できる。すなわち本実施形態によれば、たとえ第2のクーラント孔12を軸線Oに対して大きく傾斜させなくても、切屑排出溝8内への開口部分が縦長に大きく延びることを抑制できて、ドリル本体2の強度が確保され、製品としての見栄え(外観)も良好に維持される。またこれにより、第2のクーラント孔12の設計条件が緩和されて、種々のドリル形態に対応することが可能となる。さらに、第1のクーラント孔11と第2のクーラント孔12との接続部分における接続角度を緩やかにして(鈍角側に大きくして)、前記接続部分を流れるクーラントの圧力損失を低減することができる。
また、第1、第2のクーラント孔11、12がそれぞれ直線状をなしているので、クーラント孔10内を流れるクーラントの圧力損失が顕著に低減される。このため、クーラント供給圧を高める等によりリニアにクーラント流量を増やすことが容易であり、クーラントを切れ刃5付近まで確実に到達させることができる。
また、ドリル製造時においては、第1、第2のクーラント孔11、12を小径ドリル等を用いて成形でき、ドリル本体2の製造が容易である。
また、ドリル製造時においては、第1、第2のクーラント孔11、12を小径ドリル等を用いて成形でき、ドリル本体2の製造が容易である。
以上より、本実施形態によれば、ドリル本体2の製造が容易であり、ドリル本体2の強度を確保でき、切屑排出性を高められ、かつ、切れ刃5付近にクーラントを到達しやすくして冷却効率を向上できる。
また、本実施形態では、第2のクーラント孔12が、第1のクーラント孔11の軸線O方向の先端部からドリル本体2の先端側へ向かうに従い、ドリル回転方向Tとは反対側へ向かうように延びているので、下記の作用効果を奏する。
すなわち、この場合、第2のクーラント孔12の延長線上に、インサート取付座3に装着された切削インサート4の切れ刃5や前記切れ刃5に隣接するすくい面15を配置することが容易である。従って、第2のクーラント孔12から噴出するクーラントを、切れ刃5付近に直接的に供給して冷却することができ、冷却効率を顕著に高めることができる。
すなわち、この場合、第2のクーラント孔12の延長線上に、インサート取付座3に装着された切削インサート4の切れ刃5や前記切れ刃5に隣接するすくい面15を配置することが容易である。従って、第2のクーラント孔12から噴出するクーラントを、切れ刃5付近に直接的に供給して冷却することができ、冷却効率を顕著に高めることができる。
また、本実施形態では、第2のクーラント孔12が、先端側ねじれ部8a、及び、中間ねじれ部8cの先端部のいずれかにおいて、切屑排出溝8内に開口している。すなわち、先端側ねじれ部8aのねじれ角θは大きく、中間ねじれ部8cの先端部におけるねじれ角θも、先端側ねじれ部8aのねじれ角θに近い値を有していてねじれ角θが大きいので、第2のクーラント孔12を確実にねじれ角θの大きい部分で切屑排出溝8内に開口させることができる。従って、第2のクーラント孔12の開口面積を小さく抑えることが容易であり、上述した作用効果がより顕著なものとなる。
また、本実施形態では、第1のクーラント孔11と第2のクーラント孔12との接続部分が、軸線O方向に沿う基端側ねじれ部8bよりも先端側に配置されているので、下記の作用効果を奏する。
すなわち、この場合、第1のクーラント孔11と第2のクーラント孔12との接続部分が、軸線O方向に沿う先端側ねじれ部8a及び中間ねじれ部8cのいずれかに対応する位置、つまりドリル本体2の先端部に近い位置に配置される。このため、第2のクーラント孔12をインサート取付座3の近くで切屑排出溝8内に開口させることが容易となり、切れ刃5付近にクーラントをより確実に到達させやすい。
すなわち、この場合、第1のクーラント孔11と第2のクーラント孔12との接続部分が、軸線O方向に沿う先端側ねじれ部8a及び中間ねじれ部8cのいずれかに対応する位置、つまりドリル本体2の先端部に近い位置に配置される。このため、第2のクーラント孔12をインサート取付座3の近くで切屑排出溝8内に開口させることが容易となり、切れ刃5付近にクーラントをより確実に到達させやすい。
また、本実施形態では、互いに連通する第1のクーラント孔11及び第2のクーラント孔12の組(クーラント孔10)が、軸線O回りに互いに回転対称とされて複数設けられているので、下記の作用効果を奏する。
すなわち、この場合、ドリル本体2の剛性を周方向に均等化しつつ、互いに連通する第1のクーラント孔11及び第2のクーラント孔12の組を、本実施形態のように2枚刃ドリルの場合は2つ、或いは、例えば3枚刃ドリルの場合は3つと、切れ刃5の数に応じて設けることができ、各切れ刃5の冷却効率をすべて高めることができる。
すなわち、この場合、ドリル本体2の剛性を周方向に均等化しつつ、互いに連通する第1のクーラント孔11及び第2のクーラント孔12の組を、本実施形態のように2枚刃ドリルの場合は2つ、或いは、例えば3枚刃ドリルの場合は3つと、切れ刃5の数に応じて設けることができ、各切れ刃5の冷却効率をすべて高めることができる。
また、本実施形態では、第2のクーラント孔12の延長線上に、切れ刃5及び前記切れ刃5に隣接するすくい面15のいずれかが配置されている。従って、第2のクーラント孔12から噴出するクーラントを、切れ刃5付近に直接的に供給して冷却することができ、冷却効率を顕著に高めることができる。
また、本実施形態では、2つの切れ刃5の径方向の外端5a及び軸線Oを含む仮想平面(基準面)上に投影した第1のクーラント孔11及び第2のクーラント孔12が、軸線Oに対してそれぞれ傾斜して延びており、第1のクーラント孔11が軸線Oに対して傾斜する向きと、第2のクーラント孔12が軸線Oに対して傾斜する向きとが、互いに逆向きであるので、下記の作用効果を奏する。
すなわち、この場合、第1のクーラント孔11については、切屑排出溝8のねじれ角θに応じて軸線Oに対して傾斜させ(正角側に傾斜させ)、第2のクーラント孔12については、切屑排出溝8のねじれ角θとは逆向きに軸線Oに対して傾斜させる(負角側に傾斜させる)ことができる。このため、第2のクーラント孔12の切屑排出溝8内への開口面積を小さく抑えたり、第2のクーラント孔12の延長線上に、インサート取付座3に装着された切削インサート4の切れ刃5やすくい面15を配置したりすることが容易である。従って、ドリル本体2の強度を確保しつつも、第2のクーラント孔12から噴出するクーラントを切れ刃5付近に直接的に供給して、冷却効率を顕著に高めることができる。
すなわち、この場合、第1のクーラント孔11については、切屑排出溝8のねじれ角θに応じて軸線Oに対して傾斜させ(正角側に傾斜させ)、第2のクーラント孔12については、切屑排出溝8のねじれ角θとは逆向きに軸線Oに対して傾斜させる(負角側に傾斜させる)ことができる。このため、第2のクーラント孔12の切屑排出溝8内への開口面積を小さく抑えたり、第2のクーラント孔12の延長線上に、インサート取付座3に装着された切削インサート4の切れ刃5やすくい面15を配置したりすることが容易である。従って、ドリル本体2の強度を確保しつつも、第2のクーラント孔12から噴出するクーラントを切れ刃5付近に直接的に供給して、冷却効率を顕著に高めることができる。
また、本実施形態では、第1のクーラント孔11の内径よりも、第2のクーラント孔12の内径が小さいので、第2のクーラント孔12内を流れるクーラントの流速を高めることができ、前記第2のクーラント孔12から噴出するクーラントを、切れ刃5付近により到達させやすくすることができる。
〔本発明に含まれるその他の構成〕
本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、前述の実施形態では、図3Bに示されるように第2のクーラント孔12が、中間ねじれ部8cの先端部において切屑排出溝8内に開口しているとしたが、これに限定されるものではない。
例えば、図5Aおよび図5Bは、前述の実施形態で説明した刃先交換式ドリル1の変形例を示す。この変形例では、第2のクーラント孔12が、先端側ねじれ部8aにおいて切屑排出溝8内に開口している。
例えば、図5Aおよび図5Bは、前述の実施形態で説明した刃先交換式ドリル1の変形例を示す。この変形例では、第2のクーラント孔12が、先端側ねじれ部8aにおいて切屑排出溝8内に開口している。
図5Aおよび図5Bの変形例では、切屑排出溝8全体としてのねじれ角θが、例えば、5°~20°である。より具体的な例では、切屑排出溝8のうち、先端側ねじれ部8aのねじれ角θは、前記先端側ねじれ部8aの全長にわたって20°とされていて、軸線O方向に沿ってねじれ角θが一定である。基端側ねじれ部8bのねじれ角θは、前記基端側ねじれ部8bの全長にわたって5°とされていて、軸線O方向に沿ってねじれ角θが一定である。中間ねじれ部8cのねじれ角θは、前記中間ねじれ部8cの先端(先端側ねじれ部8aとの境界部分)では先端側ねじれ部8aのねじれ角θと同じ値(20°)とされ、前記先端から基端側へ向かうに従い徐々に小さくなり、前記中間ねじれ部8cの基端(基端側ねじれ部8bとの境界部分)では基端側ねじれ部8bのねじれ角θと同じ値(5°)とされていて、軸線O方向に沿ってねじれ角θが変化している。上記のねじれ角θの値は一例であって、先の実施形態と同様の範囲内で適宜変更されてよい。
この変形例では、例えば、先端側ねじれ部8aの軸線O方向の長さが17.15mm、中間ねじれ部8cの軸線O方向の長さが20mm、基端側ねじれ部8bの軸線O方向の長さが65mmである。この長さ比も一例であって、先の実施形態と同様の範囲内で適宜変更されてよい。
この変形例においても、前述の実施形態と同様の作用効果を奏する。
この変形例では、例えば、先端側ねじれ部8aの軸線O方向の長さが17.15mm、中間ねじれ部8cの軸線O方向の長さが20mm、基端側ねじれ部8bの軸線O方向の長さが65mmである。この長さ比も一例であって、先の実施形態と同様の範囲内で適宜変更されてよい。
この変形例においても、前述の実施形態と同様の作用効果を奏する。
前述の実施形態では、ドリル本体2の内部に、前記ドリル本体2の基端面9に開口し、基端面9から軸線O方向の先端側へ向けて、周方向に隣り合う切屑排出溝8同士の間を軸線O上を通ることなく延びるクーラント孔10が形成されており、具体的には、クーラント孔10における第1のクーラント孔11が、ドリル本体2の基端面9に開口し、前記基端面9から軸線O方向の先端側へ向かうに従いドリル回転方向Tへ向かうように直線状に延びているとしたが、本発明はこれに限定されるものではない。
図6~図9Cは、前述の実施形態で説明した刃先交換式ドリル1の変形例を示す。
図6及び図7Cに示される変形例では、ドリル本体2の基端面9に、基端面9から窪むスリット状の溝(凹部)17が形成され、第1のクーラント孔11(クーラント孔10)が、溝17の内壁に開口している。つまり、クーラント孔10の第1のクーラント孔11は、ドリル本体2の基端面9に開口する代わりに、前記基端面9に形成された溝(凹部)17に開口していてもよい。図示の例では、溝17が基端面9において直径方向に延びており、前記溝17の両端はドリル本体2の外周面に開口している。
図8及び図9に示される変形例では、ドリル本体2の基端面9に、前記基端面9と同心に形成された円筒形のドリル穴等からなる穴(凹部)18が形成され、第1のクーラント孔11(クーラント孔10)が、穴18の底壁に開口している。つまり、クーラント孔10の第1のクーラント孔11は、ドリル本体2の基端面9に開口する代わりに、前記基端面9に形成された穴(凹部)18内に開口していてもよい。図示の例では、穴18が基端面9から軸線O方向の先端側へ向けて延びており、前記穴18の底壁はシャンク部6内に配置されている。前記穴18の底壁は軸線と同心の円錐面であっても良い。
これらの変形例によれば、前述の実施形態と同様の作用効果を奏するうえ、クーラント孔10へのクーラントの供給が容易になる利点を有する。上述した溝17及び穴18以外の形状とされた凹部を、基端面9に形成してもよい。
図6及び図7Cに示される変形例では、ドリル本体2の基端面9に、基端面9から窪むスリット状の溝(凹部)17が形成され、第1のクーラント孔11(クーラント孔10)が、溝17の内壁に開口している。つまり、クーラント孔10の第1のクーラント孔11は、ドリル本体2の基端面9に開口する代わりに、前記基端面9に形成された溝(凹部)17に開口していてもよい。図示の例では、溝17が基端面9において直径方向に延びており、前記溝17の両端はドリル本体2の外周面に開口している。
図8及び図9に示される変形例では、ドリル本体2の基端面9に、前記基端面9と同心に形成された円筒形のドリル穴等からなる穴(凹部)18が形成され、第1のクーラント孔11(クーラント孔10)が、穴18の底壁に開口している。つまり、クーラント孔10の第1のクーラント孔11は、ドリル本体2の基端面9に開口する代わりに、前記基端面9に形成された穴(凹部)18内に開口していてもよい。図示の例では、穴18が基端面9から軸線O方向の先端側へ向けて延びており、前記穴18の底壁はシャンク部6内に配置されている。前記穴18の底壁は軸線と同心の円錐面であっても良い。
これらの変形例によれば、前述の実施形態と同様の作用効果を奏するうえ、クーラント孔10へのクーラントの供給が容易になる利点を有する。上述した溝17及び穴18以外の形状とされた凹部を、基端面9に形成してもよい。
前述の実施形態では、第2のクーラント孔12が、第1のクーラント孔11の軸線O方向の先端部からドリル本体2の先端側へ向かうに従い、ドリル回転方向Tとは反対側へ向かうように延びているとしたが、これに限定されるものではない。すなわち、第2のクーラント孔12は、第1のクーラント孔11の軸線O方向の先端部に接続し、前記先端部からドリル本体2の先端側へ向けて第1のクーラント孔11の延在方向とは異なる向きに延びて、基端側ねじれ部8bの先端位置よりも先端側において切屑排出溝8内に開口していればよく、例えば、軸線Oに平行に延びていてもよい。
前述の実施形態では、刃先交換式ドリル1が2枚刃のツイストドリルであり、切削インサート4には、軸線Oを中心として180°回転対称位置に切れ刃5が2つ形成され、ドリル本体2には、軸線Oを中心として180°回転対称位置に切屑排出溝8が2つ形成され、クーラント孔10が180°回転対称位置に2つ形成されていが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、切れ刃5、切屑排出溝8、並びに、第1のクーラント孔11及び第2のクーラント孔12の組はそれぞれ、軸線Oを中心とした180°回転対称位置に配置されていなくてもよい(つまり不等ピッチで配置されていてもよい)。
また、本発明は3枚刃以上のN枚刃の刃先交換式ドリル1にも適用可能であり、この場合、切れ刃5、切屑排出溝8、並びに、第1のクーラント孔11及び第2のクーラント孔12の組はそれぞれ、軸線Oを中心とした(360/N)°の回転対称位置に配置されていてもよいし、回転対称位置に配置されていなくてもよい。
また、本発明は3枚刃以上のN枚刃の刃先交換式ドリル1にも適用可能であり、この場合、切れ刃5、切屑排出溝8、並びに、第1のクーラント孔11及び第2のクーラント孔12の組はそれぞれ、軸線Oを中心とした(360/N)°の回転対称位置に配置されていてもよいし、回転対称位置に配置されていなくてもよい。
また、前述の実施形態では、インサート取付座3が、ドリル本体2の先端部において径方向に延びる溝状をなしているとともに、ドリル本体2の先端面及び外周面(径方向の両外側)に開口し、切削インサート4は、ドリル本体2の先端面及び外周面から切れ刃5を突出させた状態とされて、インサート取付座3に装着されるとしたが、インサート取付座3及び切削インサート4の各形状は、前述の実施形態で説明したものに限定されない。
例えば、ドリル本体2の外周に切屑排出溝8が2つ形成され、各切屑排出溝8の先端部に、四角形板状をなす内刃用の切削インサートと、前記内刃用の切削インサートと同一形状とされた外刃用の切削インサートとがそれぞれ着脱可能に装着される刃先交換式ドリル及びドリル本体においても、本発明を適用することができる。
例えば、ドリル本体2の外周に切屑排出溝8が2つ形成され、各切屑排出溝8の先端部に、四角形板状をなす内刃用の切削インサートと、前記内刃用の切削インサートと同一形状とされた外刃用の切削インサートとがそれぞれ着脱可能に装着される刃先交換式ドリル及びドリル本体においても、本発明を適用することができる。
その他、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において、前述の実施形態、変形例及びなお書き等で説明した各構成(構成要素)を組み合わせてもよく、また、構成の付加、省略、置換、その他の変更が可能である。また本発明は、前述した実施形態によって限定されることはなく、請求の範囲によってのみ限定される。
本発明の刃先交換式ドリルのドリル本体、及び刃先交換式ドリルによれば、ドリル本体の製造が容易であり、ドリル本体の強度を確保でき、切屑排出性を高められ、かつ、切れ刃付近にクーラントを到達しやすくして冷却効率を向上できるから、産業上の利用が可能である。
1 刃先交換式ドリル
2 ドリル本体
3 インサート取付座
4 切削インサート
5 切れ刃
5a 切れ刃の径方向の外端(外周コーナ)
8 切屑排出溝
8a 先端側ねじれ部
8b 基端側ねじれ部
8c 中間ねじれ部
9 基端面
10 クーラント孔
11 第1のクーラント孔
12 第2のクーラント孔
15 すくい面
17 溝(凹部)
18 穴(凹部)
O 軸線
T ドリル回転方向
θ ねじれ角
2 ドリル本体
3 インサート取付座
4 切削インサート
5 切れ刃
5a 切れ刃の径方向の外端(外周コーナ)
8 切屑排出溝
8a 先端側ねじれ部
8b 基端側ねじれ部
8c 中間ねじれ部
9 基端面
10 クーラント孔
11 第1のクーラント孔
12 第2のクーラント孔
15 すくい面
17 溝(凹部)
18 穴(凹部)
O 軸線
T ドリル回転方向
θ ねじれ角
Claims (8)
- 刃先交換式ドリルのドリル本体であって、
前記ドリル本体は、軸状をなし、軸線回りの周方向のうちドリル回転方向に回転させられ、前記軸線方向の先端部に、切れ刃を有する切削インサートが着脱可能に装着されるインサート取付座が形成されており、、
前記ドリル本体の外周には、前記軸線方向の先端から基端側へ向かうに従い前記ドリル回転方向とは反対側へ向けてねじれて延びる切屑排出溝が、前記周方向に互いに間隔をあけて複数形成され、
前記ドリル本体の内部には、このドリル本体の基端面又は前記基端面に形成された凹部に開口し、前記基端面又は前記凹部から前記軸線方向の先端側へ向けて、前記周方向に隣り合う前記切屑排出溝同士の間を通り、かつ、前記軸線上を通ることなく延びるクーラント孔が形成され、
前記切屑排出溝は、
前記インサート取付座に隣接配置された先端側ねじれ部と、
前記先端側ねじれ部よりも前記軸線方向の基端側に配置され、前記先端側ねじれ部のねじれ角よりも小さなねじれ角を有する基端側ねじれ部と、
前記先端側ねじれ部と前記基端側ねじれ部との間に配置されて、前記先端側ねじれ部と前記基端側ねじれ部とを接続し、前記先端側ねじれ部との境界部分から前記基端側ねじれ部との境界部分へ向かうに従い徐々にねじれ角が小さくなる中間ねじれ部とを備え、
前記クーラント孔は、
前記基端面又は前記凹部に開口し、前記基端面又は前記凹部から前記軸線方向の先端側へ向かうに従い、前記ドリル回転方向へ向かうように直線状に延びる第1のクーラント孔と、
前記第1のクーラント孔の前記軸線方向の先端部に接続し、前記先端部からドリル本体の先端側へ向けて、前記第1のクーラント孔の延在方向とは異なる向きに直線状に延びるとともに、前記基端側ねじれ部の先端位置よりも先端側において前記切屑排出溝内に開口する第2のクーラント孔と、を備えたことを特徴とする刃先交換式ドリルのドリル本体。 - 請求項1に記載の刃先交換式ドリルのドリル本体であって、
前記第2のクーラント孔は、前記第1のクーラント孔の前記軸線方向の先端部からドリル本体の先端側へ向かうに従い、前記ドリル回転方向とは反対側へ向かうように延びていることを特徴とする刃先交換式ドリルのドリル本体。 - 請求項1又は2に記載の刃先交換式ドリルのドリル本体であって、
前記第2のクーラント孔は、前記先端側ねじれ部、及び、前記中間ねじれ部における先端部のいずれかにおいて、前記切屑排出溝内に開口することを特徴とする刃先交換式ドリルのドリル本体。 - 請求項1~3のいずれか一項に記載の刃先交換式ドリルのドリル本体であって、
前記第1のクーラント孔と前記第2のクーラント孔との接続部分が、前記軸線方向に沿う前記基端側ねじれ部よりも先端側に配置されていることを特徴とする刃先交換式ドリルのドリル本体。 - 請求項1~4のいずれか一項に記載の刃先交換式ドリルのドリル本体であって、
互いに連通する前記第1のクーラント孔及び前記第2のクーラント孔の組が、前記軸線回りに互いに回転対称とされて複数設けられることを特徴とする刃先交換式ドリルのドリル本体。 - 刃先交換式ドリルであって、
軸状をなし、軸線回りの周方向のうちドリル回転方向に回転させられ、前記軸線方向の先端部にインサート取付座が形成されたドリル本体と、
前記インサート取付座に着脱可能に装着され、切れ刃を有する切削インサートとを備え、
前記ドリル本体として、請求項1~5のいずれか一項に記載の刃先交換式ドリルのドリル本体を用いたことを特徴とする刃先交換式ドリル。 - 請求項6に記載の刃先交換式ドリルであって、
前記第2のクーラント孔の延長線上に、前記切れ刃及び前記切れ刃に隣接するすくい面のいずれかが配置されることを特徴とする刃先交換式ドリル。 - 請求項6又は7に記載の刃先交換式ドリルであって、
前記ドリル本体には、前記軸線を中心として180°回転対称位置に前記切屑排出溝が2つ形成され、
前記切削インサートには、前記軸線を中心として180°回転対称位置に前記切れ刃が2つ形成され、
2つの前記切れ刃の径方向の外端及び前記軸線を含む仮想平面上に投影した前記第1のクーラント孔及び前記第2のクーラント孔が、前記軸線に対してそれぞれ傾斜して延びており、
前記第1のクーラント孔が前記軸線に対して傾斜する向きと、前記第2のクーラント孔が前記軸線に対して傾斜する向きとが、互いに逆向きであることを特徴とする刃先交換式ドリル。
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