JP2003535705A - 制振穿孔工具 - Google Patents
制振穿孔工具Info
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Abstract
Description
画定する少なくとも1つの切削インサートを有するドリル本体を含むタイプのド
リルであって、ドリルの長手方向に延びる1つまたは複数のリセスが形成されて
いるドリルに関する。このリセスは削り屑の放出のための溝として働くように外
側インサートと内側インサートにそれぞれつながっている。
と機械騒音とに関して問題が生じる。従来から使用されているドリルは、適切な
騒音減衰および振動減衰が可能であるように形成されている組込み/付加的な制
動装置を備えてはいない。本質的なことは、耳にとって不快である音域内の振動
騒音の大部分を取り除くことができることである。可能ならば、機械騒音と、通
常は一般的に74−76dBの音量である不可避的な削り屑のがたつきだけしか
残らないようにすべきである。しかし、機械騒音を減衰させない場合には、13
0dBにまで達するレベルが測定されることが希ではない。適切な機械騒音は、
耳により穏やかに感じる。
穿孔工具を形成することが公知であり、この部分制振材料は、長手方向に形成さ
れたドリル切り屑溝のリセスに適用されている。しかし、上記特許第89020
81−2号に適用される硬質金属縁部は、騒音の適切な静粛化をもたらすことが
判っていない。
もたらすと共にタップ立てと後続の穿孔とに有用であるドリル用の装置を作るこ
とによって、上述の問題に対する解決策を提供することである。本発明にしたが
って、このドリルは、各々の切削インサートにつながる削り屑放出用のリセスを
備えており、このリセスには、互いに異なる剛性を有する少なくとも2つの組み
込まれた減衰要素は、これらが上記削り屑溝の軸線方向部分を完全にまたは部分
的に埋めるように、切削インサートの後方に一定の軸線方向距離を置いて取り付
けられる。こうすることによって、ドリルに特に騒音/振動減衰がもたらされ、
さらには、改善された剛性がもたらされる。この結果として、この新たな工具は
、被加工物の適正な金属加工を原因とする騒音レベルの大幅な削減を可能にする
。これと同時に、こうした工具は、切削力の変動のために生じる振動による影響
をより一層受けにくくなる。
り詳細に説明する。
の実施形態は、ドリル本体11と、このドリルの周囲に位置している外側切削イ
ンサート12と、このドリルの中心により近い位置にある内側切削インサート1
3とを含む。切削インサートは、硬質超硬合金で作られていることが好ましい。
これら2つの切削プレートは、ドリル軸線Aから互いに異なる半径方向距離にお
いてその作用区域が互いに重なり合うように配置されている。これと同時に、前
記切削プレートは、その工具の円周方向に約180°ずらされている。切削プレ
ート12、13は、既知の仕方で、例えばねじ継手によって、ドリル本体11内
の対応する切削ポケット内に固定されている。ドリル本体11は実質的に円筒形
の基本形状を有し、鋼で作られている。
体は、軸線方向に延びておりかつ半径方向外方に開いているリセス14、15を
備えており、これらのリセスの横断面は凹状に湾曲しており、且つ切削プレート
12、13のそれぞれに対して別々に結合している。前記リセス14、15は削
り屑溝として機能することが意図されており、円筒形の包絡面を有する棒16、
17がこれらの間に位置している。図1に図示する実施形態では、上記削り屑溝
14、15は螺旋状である。代わりに、削り屑溝14、15は、直線の形状また
はその組合せを有してもよい。減衰要素が、切削プレート12、13の後方に軸
線方向に距離をおいて、削り屑溝の一方または各々に中に配置されている。減衰
要素18は、実質的に互いに異なる剛性を有する少なくとも2つの部品18a、
18bによって構成されている。この図に示されている事例では、減衰要素18
aは、削り屑溝に適合させられた形状が与えられており、その結果として、減衰
要素18aの頂部表面が、隣接するドリル本体11の外側表面と面一でありかつ
この外側表面の形状と同一の形状であるように配置されることになる。減衰要素
18は削り屑溝の形状に完全にまたは部分的に一致する形状を有するが、その外
側包絡面は自由な形状であってよい。減衰要素18aは、例えば、半径方向に貫
通するねじ継手によってドリル軸に固定されていてもよい。減衰要素18は、所
望の減衰効果を与えるために、切削プレートの後方に一定の距離を置いた軸線方
向位置に位置しているべきであり、その結果として、乱されることのない削り屑
放出が、予め決められた穴深さにおいて実現される。ドリル本体11は、その軸
方向に後方の部分においては、一般的な形で、後部部分20の形に変形する円錐
形部分19の形状の後部断面肥厚部分を有するように形成されている。場合によ
っては、減衰要素18は、これらの減衰要素が前記円錐形部分19の少なくとも
一部分を通っても延びるような軸線方向の長さを有することが可能であり、これ
は、既存の実施形態によって、より大きな穴深さを可能にするためである。部分
20の軸線方向後方に位置している円筒形部分21は、機械スピンドルまたはホ
ルダ部品内に固定されるようになっている。要素18aの形状がリセス15の形
状に完全に結合することは不要である。実質的なことは、棒16、17の包絡面
への移行部分まで、削り屑溝の側面と減衰要素の半径方向に向いた側面と間に適
切な面接触が確保されるということである。
は、ドリル本体11の外径よりも実質的に大きい外径を有する円筒形カラー22
の形状であり、且つ2つの減衰要素23a、23bは、このカラーの長さに沿っ
て、リセス14、15を完全にまたは部分的に満たすような形状が与えられてい
る。部品23bは、カラー22の内側において、このカラーのほぼ全長に沿って
棒16、17の包絡面に対して全面的にまたは部分的に面接触させられている。
中央部分23a、22aはそれぞれに例えば鋼で製造されていてもよく、この中
央部分は、はんだ付け、接着、溶接、または、別の方法でカラーの内壁に固定さ
れている。
たは、超硬合金から製造されることが可能である。減衰材料18b、23bを取
り囲む部分18a、23aは、エラストマー、ポリマー、天然ゴム、または、に
かわ(glue)/コーキングコンパウンドの材料であることが可能である。さ
らには、これらの材料の組合せが適している。
ドリル本体10の周囲に一体状に保持されている2つのカラー半分部分22a、
22bから構成されている。代わりに、カラーは3つ以上のカラー要素から成る
ことが可能である。図2から分かるように、これらの半裁カラー部の各々は円形
のリセス24を備えており、このリセス24内では、底の平面部分25がフラン
ジ部分を形成し、このフランジ部分を貫通する穴26が、この穴の中を通って延
びさらにはその反対側の半裁カラー部22bに相補的に形成されているフランジ
部分を通っても延びるボルトまたはねじ(図示されていない)を受け入れるよう
に形成されている。この実施形態は、スロット27が2つの半裁カラー部22a
、22bの間に残るような実施形態である。図3に示されている実施形態では、
減衰要素23bは、2つの凹んだ形の削り屑リセス14、15を完全に埋めると
共に棒16、17の包絡面を完全に取り囲むような連続した広がりを有する。穿
孔チップまで冷却流体を運ぶためのドリル本体10内の長手方向のチャネルが2
8、29で示されている。
は、典型的には金属またはセラミック特性である減衰材料23aが、典型的には
ゴム特性を有するかまたは別のエラストマー材料から成る減衰材料23bによっ
て完全に包囲され取り囲まれている実施形態である。この材料は、それぞれの削
り屑リセス14、15を完全に埋め尽くすことが意図されている。
3aがゴムまたはエラストマーの材料23bの中に埋め込まれている。さらに、
この場合には、これに応じて構成された減衰ユニットがそれぞれの削り屑リセス
14、15を完全に埋めなければならないということが意図されている。
おり、この場合に、シートの形態である典型的には金属またはセラミックの減衰
材料23aが、典型的にはゴムまたはエラストマー特性を有する減衰材料23b
のシートの間に埋め込まれている。
ックである減衰材料23aが、横断面がくさび形である実施形態を与えられてお
り、この減衰材料23aは、その両側において、典型的なゴムまたはエラストマ
ー特性を有する材料23bによって取り囲まれている。この場合には、2つの減
衰材料がその全体においてそれぞれの削り屑溝14、15を埋めることは不要で
ある。
5の中に嵌め込まれており、このU字形セグメントはリセス15を部分的に埋め
るだけであり、同様に挿入されているU字形セグメントの形状であるより弾性が
大きい減衰材料23bが、材料23aとリセス15の底面との間に嵌め込まれて
いる。
ックの減衰材料23aは、組み立てられた減衰ユニットの形状が三角形になって
いるように、ゴムまたはエラストマー特性を有する材料23bによって完全に包
囲されている。このような実施形態では、適切な騒音静粛化の実現のために2つ
の減衰材料がそれぞれの削り屑溝を完全に埋めることは不要である。
きい減衰材料18b、23bとから成る。この実施形態を図10により詳細に示
してある。図10から分かるように、減衰材料18b、23bが2つの棒16、
17の包絡面だけに沿って延ばされていることで十分である。この場合には、さ
らに、スロット27が、以前に図3で示した位置とは異なる別の位置を有しても
よい。この場合に、カラー22の適切な材料として、要素18a、23aに関し
て上述したものと同じタイプの材料が選択されてもよい。
スロット27を有する2つの半裁カラー部22a、22bによって構成されてい
るが、この場合には、カラーの内径がドリル本体11の外径よりも大きく、その
ためにリング形の間隙30がカラーとドリル本体との間に形成されているので、
カラーとドリル本体11との間には直接的な面接触がない。この実施形態では、
金属材料、セラミック材料、または、ポリマー材料から成る材料部分23aは、
カラーの内側表面に固定されており、リセス14、15を完全に埋めるように形
成されている。代わりに、この実施形態は、前記部分23aがリセス14、15
を部分的に埋めるだけであるような実施形態であることが可能である。この図示
されている実施形態では、要素23aの内側包絡面は、リセス14の形状に適合
化された凸形の形状にされており、一方、その外側包絡面は、カラー半分部分2
2の内径に適合しているはるかにより大きな曲げ半径を有する凸形の形状にされ
ている。これと同時に、より柔軟でより弾性が大きい減衰材料23bが、横断面
がU字形であるシムとして形成されており、このシムは要素23aとリセスの底
部14との間に嵌め込まれている。図11に示されているように、これに対応す
るより硬質でより柔軟な減衰材料のインサートが、ドリル本体内の直径方向に反
対側のリセス15の中に取り付けられている。
を示す。
Claims (13)
- 【請求項1】 金属材料に穿孔する穿孔工具であって、ドリル本体(11)
と、前記ドリル本体の前端部に位置して前記ドリルの周縁を画定する少なくとも
1つの切削インサート(12)と、を含み、前記ドリル本体は、軸線方向に延び
る幾つかの削り屑溝(14、15)と、前記削り屑溝の間に位置している棒(1
6、17)とを有する穿孔工具であって、 前記ドリル本体(11)は、前記ドリル本体の前記切削インサートの後方に軸
線方向に一定距離で位置している第1の減衰要素(18)と、前記第1の減衰要
素の半径方向内側の間隙内に位置している第2の減衰要素とを備えており、前記
減衰要素は、互いに異なる剛性で作られている2つの材料部分(18a、18b
、23a、23b)で構成されていることを特徴とする穿孔工具。 - 【請求項2】 前記第1の減衰要素(18)は前記削り屑溝(14、15)
内に部分的に受け入れられていることを特徴とする請求項1に記載の穿孔工具。 - 【請求項3】 前記削り屑溝の横断面は凹状に湾曲しており、前記減衰要素
(18)は非対称の円筒形の棒から成り、前記棒の内側包絡面は前記削り屑溝の
曲げ半径に対応する円筒形状であり、一方、前記減衰要素(18)の前記外側包
絡面は、前記棒(16、17)の前記外側包絡面によって画定されている曲げ半
径に実質的に一致するより大きな半径を有することを特徴とする請求項1または
2に記載の穿孔工具。 - 【請求項4】 前記減衰要素(18)は、半径方向に形成されているカラー
部分(19、20)に対して直接結合するように配置されており、前記カラー部
分は前記前部ドリル部分を後部円筒形表面(21)から隔てており、前記後部円
筒形表面は、付属の機械内での回転駆動のために付属の機械のスピンドル内に固
定されなければならないことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の
穿孔工具。 - 【請求項5】 前記減衰要素(18)は、前記ドリルの直径よりも実質的に
大きい直径を有するカラー(22)として形成されている、前記減衰要素の内側
に固定されている部分的に円筒形であるインサートの形状が与えられており、前
記カラーの中央部分は、前記棒の一方に一致する穴直径を有するように形成され
ており、かつ、これと同時に、前記減衰要素の部分(23b)を介して、前記カ
ラー(22)の全長に沿って前記棒(16、17)の包絡面全体と摩擦係合して
いることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の穿孔工具。 - 【請求項6】 前記カラー(22)は、互いの間に軸線方向のスロット(2
7)を有する少なくとも2つのカラー部品によって構成されていることを特徴と
する請求項5に記載の穿孔工具。 - 【請求項7】 前記減衰要素は、部分的に円筒形の、三角形の、または、別
の横断面の形状を有する、金属、ポリマー、セラミック材料、複合材料、または
、超硬合金から成る部分(18a、23a)を含むことと、前記減衰要素が、前
記第1の部分(18a、23a)の形状に完全にまたは部分的に適合化されたゴ
ム、ポリマー、または、エラストマー特性の材料部分(18b、23b)によっ
て少なくとも部分的に取り囲まれていることとを特徴とする請求項1〜6のいず
れか1項に記載の穿孔工具。 - 【請求項8】 比較的柔軟な前記減衰要素(23b)は、前記減衰要素(2
3b)が前記ドリル本体内の2つの凹状の削り屑リセス(14、15)を完全に
埋めおよび、さらには、前記削り屑リセス(14、15)の間の前記棒(16、
17)包絡面を完全に取り囲むような連続的な広がりを有することを特徴とする
請求項1〜7のいずれか1項に記載の穿孔工具。 - 【請求項9】 前記減衰要素は、前記削り屑リセス(14、15)を完全に
埋めるゴム、ポリマー、または、エラストマー材料の部分を含むことと、比較的
硬質な前記減衰材料の円筒形部分(23a)は、前記第1の比較的柔軟な減衰材
料(23b)内に完全に含まれている円筒形の横断面を有する境界の形状を有す
ることとを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の穿孔工具。 - 【請求項10】 互いに離間する種々の大きさの複数の円筒形部分(23a
)が、前記比較的柔軟な減衰材料(23b)内に埋め込まれていることを特徴と
する請求項9に記載の穿孔工具。 - 【請求項11】 前記減衰要素はサンドイッチ実施形態であり、少なくとも
1つの金属材料、セラミック材料、または、ポリマー材料が、ゴム特性、ポリマ
ー特性、または、エラストマー特性の前記比較的柔軟な材料から作られているシ
ート形状のセグメントの間にシートとして交互に埋め込まれていることを特徴と
する請求項1〜7のいずれか1項に記載の穿孔工具。 - 【請求項12】 より硬質の前記減衰材料(23a)は、U字形横断面のセ
グメントとして、前記ドリルの前記リセス(14、15)の一方に嵌め込まれ、
且つ前記リセスを部分的に埋めること、前記より弾性が大きい減衰材料(23b
)は、同様にU字形横断面のセグメントとして嵌め込まれており、上記材料(2
3a)と前記リセス(15)の壁表面との間の中間層を形成すること、を特徴と
する請求項1に記載の穿孔工具。 - 【請求項13】 減衰ユニットが、前記ドリル本体上に配置され、且つ前記
ドリル本体を部分的に軸線方向に取り囲む2つ以上の半裁カラー部(22a、2
2b)によって構成されているカラーを含み、前記半裁カラー部の内径が前記ド
リル本体(11)の外径よりも大きくなることによりング状の間隙(30)がカ
ラーの間に形成されていることと、金属材料、セラミック材料、または、ポリマ
ー材料から成る前記材料部分(23a)が、前記半裁カラー部の内側に固定され
て、且つ前記リセス(14、15)を完全にまたは部分的に埋めるように形成さ
れて、比較的柔軟で弾性が大きい材料である減衰材料(23a)が、前記材料(
23a)と前記リセス(14、15)の凹状に湾曲した表面との間に、U字形の
横断面のシム(23b)として取り付けられていることを特徴とする請求項1に
記載の穿孔工具。
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