JP2005193377A - 金属穴空け工具 - Google Patents

Abstract

【課題】 穴の最も外側を効果的に切削する。
【解決手段】 末端が、第１の切れ刃構成要素の最外側末端から差込み工具の中心に向かうつなぎ部分を介して一緒になっており、つなぎ部分が、差込み工具の中心及び共通の点を介して延びる中線である第１の線に対して傾けられていて、第２の切れ刃構成要素の最内側の末端が、第１の切れ刃構成要素の最外側の末端よりも中線に近くにあり、長手方向軸線に平行で且つ第１の切れ刃構成要素の最外側の末端を介して延びる第２の線が、第２の切れ刃構成要素と交差している。
【選択図】 図１

Description

本発明は１個又は２個の割出可能な切削用穴空け工具、特に穴空け、穴ぐり、シンキング、穴の形成又は拡大及び同様な回転切削作業における使用に特に設計された差込み工具（ｉｎｓｅｒｔ）に関する。以下、かかる工具を一般に穴空け工具（ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｔｏｏｌ）と呼ぶ。

深さ対直径比の大きな穴空けにおいては、切り屑の流れ及び工具の寿命は、特に切り屑の排出に大きく影響されることがよく知られている。効果的な穴空けを確保するため及び切削域からの切り屑の容易な除去のためには、ドリルの切れ刃により作られる切り屑の幅対厚さの比は、これをある最適範囲内に保たねばならず、このために切り屑を比較的幅狭のストリップに分割することが提案されている。

かかるこれまでの提案の中で、特許文献１が開示されている。これには、それぞれ切り屑の分割用ノッチの形成された切れ刃を有する正方形の差込み工具が明らかにされる。各ノッチは、差込み工具がドリルの軸線に関して僅かに傾けられた位置に取り付けられたときに、割出された切れ刃の半径方向最外側のノッチの最内側のエッジがドリル軸線と実質的に平行に伸びるような半径方向最内側及び最外側のエッジを持つ。この開示は、この方法で切り屑が確実に分割されることを主張する。しかし、かかる切り屑の分割が達成されとしても加工物がノッチと連続的に接触していることが見られ、これが非常にエネルギーを消費する。更に、この切れ刃の構造では、開示の要件に合致する位置を取ることができるノッチはただ１個しかないので、切れ刃の全長にわたる切り屑の分割を与えることはできない。

特許文献２は、上述のものに類似の切り屑分割用の解答を提案する。これでは、差込み工具の切れ刃には切削方向で僅かに突き出している切り屑分割用の段が形成される。これらの段もまた機械加工中の加工物と連続接触するので、このドリルにより提供される切り屑の分割は非常にエネルギーを消費する。更に、これが深い穴を空けるように設計されることを考えて、このドリルには案内パッドが設けられ、これが全体構造をより複雑化しかつ費用を増加させる。

深さ対直径比の大きな穴を空ける場合は、割出可能な差込み工具形のドリルにこのような案内パッドを設けることは実際的でなく、かつかかるドリルは穴により案内されないのでドリルに作用する切削力、特にこのような切削力の半径方向分力を確実に実質的に平衡させ、これにより、工具の曲がりを導き従って穴の寸法を不正確にするサイズ負荷を最小にすることが重要である。
英国特許出願公開第２０３０４８７号 特開昭５９−１９６１０７

上述の欠点を大きく減らしかつ切れ刃に沿ったより効果的な切り屑の分割を確保する改良された金属穴空け工具、及びこれに使用する割出可能な差込み工具を提供することが本発明の目的である。

以下の説明及び請求項において、用語「差込み工具の中心」は差込み工具に内接した円の中心を意味し、用語「中線」は差込み工具の中心から２個の最外側の切れ刃末端を結ぶ線の中心に引かれた線を意味する。

本発明により、長手方向軸線を有しかつ作業端部に少なくも１個のポケットが設けられた細長い本体を有する金属穴空け用工具であって、ドリルが前記長手方向軸線の周りで回転させられたときに穴空け作用を行うためにこのポケット又は各ポケット内に少なくも１個の割出可能な切削用差込み工具が取り付けられ、前記差込み工具はすくい面、逃げ面、底面、各がすくい面と逃げ面との間に定められかつ２個の隣接した切削コーナーの間に含まれた複数の切れ刃を備え、少なくも１個の前記切れ刃は少なくも１組の切れ刃構成要素を備え、各組は２対の切れ刃構成要素よりなり、各対は第１及び第２の切れ刃構成要素よりなり、両方の対の第１の切れ刃構成要素は共通点において一緒になり、前記切れ刃構成要素は前記共通点に関して最内側の第２の切れ刃構成要素の末端が前記共通点に関して最外側の第１の切れ刃構成要素の末端よりも差込み工具の中心に近いように方向付けをされ、前記末端（複数）が第１の切れ刃構成要素の前記最外側の末端から差込み工具の中心に向けられたつなぎ部分を介して一緒になる穴空け工具にして、
差込み工具の中線を構成しているか又はこの線と平行な第１の線に関して前記つなぎ部分が傾けられ、前記第２の切れ刃構成要素の前記最外側の末端が前記第１の切れ刃構成要素の最内側の末端よりも第１の線により近く、これにより穴空け作業中に前記長手方向軸線と平行でかつ第１の切れ刃構成要素の前記最外側の末端を通過している第２の線が前記第２の切れ刃構成要素と交差し、かつ前記末端が重なり合う
ことを特徴とする金属穴空け工具が提供される。

本発明により、かかる穴空け工具に使用する割出可能な穴空け用差込み工具であって、すくい面、逃げ面、底面、各がすくい面と逃げ面との間に定められかつ２個の隣接した切削コーナーの間に含まれた複数の切れ刃を備え、少なくも１個の前記切れ刃は少なくも１組の切れ刃構成要素を備え、各組は２対の切れ刃構成要素よりなり、各対は第１及び第２の切れ刃構成要素よりなり、両方の対の第１の切れ刃構成要素は共通点において一緒になり、前記切れ刃構成要素は前記共通点に関して最内側の第２の切れ刃構成要素の末端が前記共通点に関して最外側の第１の切れ刃構成要素の末端よりも差込み工具の中心に近いように方向付けをされ、前記末端（複数）が第１の切れ刃構成要素の前記最外側末端から差込み工具の中心に向かうつなぎ部分を介して一緒になる差込み工具にして、
差込み工具の中線を構成しているか又はこの線と平行な第１の線に関して前記つなぎ部分が傾けられ、前記第２の切れ刃構成要素の前記最外側の末端が前記第１の切れ刃構成要素の最内側の末端よりも第１の線により近く、穴空け作業中の前記末端の重なり合いを確保していることを特徴とする差込み工具が提供される。

つなぎ部分によりそれぞれ互いに一緒に組み合わせられかつ本発明に従って総てが相互配置された複数の切れ刃構成要素の設置により、ドリルの差込み工具の総ての適切な位置に対する効果的な切り屑の分割を達成することができる。

本発明の好ましい実施例により、差込み工具の切れ刃には１組の切れ刃構成要素の対が形成され、かつ差込み工具の前記第１及び第２の切れ刃構成要素の少なくも一方は差込み工具の中線に関して傾けられる。好ましくは、前記第１及び第２の切れ刃構成要素の双方が差込み工具の中線に関して傾けられ、前記第１の切れ刃構成要素は差込み工具の中線と第１の角度を形成し、第２の切れ刃構成要素は中線と第２の角度を形成する。もし切れ刃が長ければ、２組又はそれ以上の切れ刃構成要素を形成することができる。

希望するならば、第１及び第２の切れ刃構成要素を同方向に傾けることができる。しかし、本発明の好ましい実施例においては、前記角度の一方が鋭角でありかつ前記角度の他方が９０゜より小さくないように、前記第１及び第２の切れ刃構成要素は差込み工具の前記中線に関して異なった方向で傾けられる。ただし、前記第１及び第２の角度は差込み工具の中心の側において測定される。

切れ刃は、切削コーナーの各側に、第２の切れ刃構成要素と一緒になる面取りが設けられるならば有利である。

本発明の好ましい実施例により、差込み工具には前記差込み工具の隣接した切削コーナーの間に置かれた中間切削コーナーが設けられ、切れ刃構成要素の両方の対の第１の切れ刃構成要素が中間切削コーナーの側部を形成する。

好ましくは、切れ刃構成要素の対は前記中線に関して対称的である。しかし、これら部分の非対称的な配置もまた可能である。

好ましくは、同形式の２個又はそれ以上の差込み工具がドリルに使用される。これは、少なくも１個の前記差込み工具がその中線を前記長手方向軸線に関して傾けた状態にある場合に有利である。

本発明による差込み工具の切れ刃の切れ刃構成要素への分割、及びこれらの中線となす角度、長さ及びドリルの長手方向軸線に関する方向のようなこれら切れ刃構成要素の幾何学的パラメーターの最適化により、穴空け作業中に切れ刃構成要素に作用する切削力、特に切削力の半径方向分力を確実に中和し、ドリルにおける改良された力の平衡を得ることができる。切れ刃構成要素を工具の中線に関して異なった方向に特別に傾けることにより、差込み工具はそれ自体で切削力の半径方向分力の改良された平衡を提供できる。

上述のように、これらの利点は、割出可能な差込み工具ドリル、特に深さ対直径比が例えば３から６のように大きな穴を空けるために使用されるものに対して極めて重要である。表面仕上げ及び精度に及ぼす切削力の半径方向分力の負の影響のため、穴のより狭い許容差又はより高度の形状精度を得るためには後続する機械加工作業を要することが普通であり、これが全体の機械加工工程をより複雑にし、時間と費用をより大きくさせる。本発明により特定された形状を有する割出可能な差込み工具の切れ刃の設置は、長さ対直径比の大きな穴の効果的な穴空け作業を許し、特に大きな送り速度が要求されるとき、力／動力の最適化と組み合わせられて高い機械加工速度が確保される。

差込み工具のすくい面は、可変寸法の溝の形式の切り屑形成用手段の設けられることが好ましい。ドリルの前記長手方向軸線に関して周囲方向にある第２の切れ刃構成要素に沿って形成された溝の深さと幅が、切れ刃のその他の部分に沿って形成された溝の深さと幅よりも大きいならば有利である。切れ刃の前記その他の部分に沿って形成された溝は２個の溝より構成される。

本発明の好ましい実施例により、差込み工具の２個の隣接した切削コーナーの間に含まれる逃げ面は、底面に傾斜している隙間部分と支持部分とを備える。

図１、２及び３は本発明による穴空け工具を示し、これは深さ対直径比の大きな、例えば３から６の比率を有する直径Ｄの穴を加工物Ｗに空けるために使用される。見られるように、長手方向軸線Ｚを有するドリルは、機械の主軸（図示せず）に取り付けられたアダプターにより保持されるシャンク２の設けられた本体１を備える。ドリル本体の作業端３に近い部分に溝４及び４’が形成される。ドリル本体には冷却用媒体のための貫通通路５及び５’が設けられる。

本体の作業端３には凹んだポケット６及び６’が設けられ、この中にそれぞれ割出可能な切削用差込み工具７及び７’が交換可能に取り付けられる。図１及び２に見られるように、各ポケット６，６’は、ねじ１４により適正位置に固定される差込み工具を支持するために適切な底面８及び側面１０と１２を持つ。この形式のドリルにおいては、切れ刃の最外側の末端と軸線Ｚとの間の距離が加工物Ｗに空けられる穴の直径Ｄを定めるように、半径方向で最内側の差込み工具７’（図３）はドリル本体の中央領域の近くに設置され、半径方向で最外側の差込み工具７はドリル軸線Ｚから間隔を空けられるように差込み工具が配置されることが普通である。かかる配置により一方の差込み工具が穴の中央位置を切削し、他方の差込み工具が周囲部分を切削するようにできる。

好ましい実施例においては、両方の差込み工具は同じ構造であり、従って、図４、５ａ及び５ｂを参照し１個の差込み工具７だけが更に説明されるであろう。これら図面においては、六角形の配列、即ち３個の主要切削コーナー１８、２０、２２及び３個の中間コーナー２４、２６、２８を有する三角形の形式のものであることが見られる。

差込み工具７には、すくい面３２、逃げ面３４、３６、３８（これらのうちの２個は見えない）及び底面４０が設けられる。差込み工具７は、差込み工具のすくい面１２が好ましくは軸線Ｚと平行な軸線に対して軸まわり角度（図示せず）を定めるように取り付けられる。差込み工具のすくい面３２には、更により詳細に説明されるであろう適切な切り屑形成用手段が形成される。

逃げ面３４は逃げ面３６及び３８と同様な設計であり、逃げ面部分３４ａ、３４ｂ，３４ｃよりなる。部分３４ａは各主切削コーナーと組み合わせられ、部分３４ｃは各中間切削コーナーと組み合わせられ、そして部分３４ｂは隣接する主切削コーナーと中間切削コーナーとの間に含まれる。逃げ面部分３４ａ、３４ｂ及び３４ｃは、底面４０に関して異なった角度α１及びα２（図８、９及び１０に図示）で傾斜している２個の連続した逃げ面成分３４’と３４”とを備える。更に、逃げ面部分３４ａには、底面に関して角度α３（図８に図示）で傾斜している別の逃げ面要素３４’’’が設けられる。傾斜角α１、α２及びα３のため、差込み工具と空けられた穴の内側壁との間に適切な隙間が与えられる。

すくい面と逃げ面との交差線が切れ刃５０、６０及び７０を定め、その各は隣接した主切削コーナーのそれぞれの対の間に含まれる。各切れ刃は同様な２対の切れ刃構成要素よりなる。図６を参照し、ただ１個の切れ刃のただ１対の切れ刃構成要素の構成が説明されただけであるが、その他の切れ刃構成要素が好ましくは同じ形状を有することを理解すべきである。

図６に示された切れ刃５０は、２個の隣接した主切削コーナー１８と２０との間に含まれかつ２対の切れ刃構成要素５０ａ−５０ｂ及び５０ａ’−５０ｂ’より構成され、また切れ刃構成要素５０ａ及び５０ａ’は中間切削コーナー２４により構成された共通点において一緒になる。

切れ刃構成要素５０ａは中間切削コーナー２４に関して最も遠い末端Ａを持つ、切れ刃構成要素５０ｂは中間コーナー２４に関して最内側の末端Ｂを持つ。切れ刃構成要素５０ａ及び５０ｂは、切れ刃構成要素５０ｂの点Ｂが切れ刃構成要素５０ａの点Ａよりも差込み工具の中心Ｃに近く、かつ２個の点がつなぎの部分Ｓを経て滑らかに一緒になるように配置される。点Ｂが点Ａよりも中線に近くかつ線Ｚ’が軸線Ｚと平行であってかつ第１の切れ刃構成要素の点Ａを通過するように、部分Ｓは中線Ｍに関して傾けられる。線Ｚ’は第２の切れ刃構成要素５０ｂと交差し、末端Ａ及びＢに隣接した２個の切れ刃構成要素の末端の穴空け作業中における重なり合いを確実化する。このため、つなぎ部分Ｓと中線Ｍとの間の角度５２は、つなぎ部分Ｓが線Ｚ’と平行になることを防止しかつ加工物Ｗが最内側の点Ｂに隣接した切れ刃構成要素５０ｂの末端と接触することを防止し、これにより穴空け作業中における効果的な切り屑の分割ができるような値のものを選択すべきである。また、切れ刃構成要素５０ａの点Ａに隣接する切れ刃を弱体化させることのないように角度５２を十分に小さくすることも重要である。事実上、この角度は１５゜から３５゜の範囲内である。線Ｍ上の投影Ｌにより定義されるつなぎ部分の長さは効果的な切り屑の分割を確保するように選定される。事実上、この値は軸線Ｚに沿って、ｍｍ／ｒｅｖで測定した最大送りより小さくないように、例えば最大送りの０．５；２とすべきである。投影Ｌの好ましい長さは０．２から０．６ｍｍである。

切れ刃構成要素５０ａ及び５０ｂの方向は、これら切れ刃構成要素（切れ刃構成要素５０ｂの場合にはその延長）と線Ｍとで形成される角度５４及び５６により定められる。好ましい実施例においては、切れ刃構成要素５０ａ及び５０ｂは、差込み工具の中心Ｃの側において測定された角度で角度５４が鋭角でありかつ角度５６が９０゜より小さくはないように逆方向に線Ｍに関して傾けられる。説明された好ましい実施例においては、角度５４は中間切削コーナー２４により定められた侵入角度（ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ ａｎｇｌｅ）の半分である。事実上、穴空けされる材料にほとんど依存する侵入角度の要求値は１２０゜ないし１６０゜の範囲内である。従って、角度５４は６０゜から８０゜の範囲である。角度５６の値は、一方では力の平衡を与え、他方では隣接の切削コーナー５を弱体化させないようにする傾斜切れ刃構成要素５０ｂに対する諸要求間の妥協により指定される。実際上は、角度５６は９０゜から１２０゜の範囲内にある。この好ましい実施例による切れ刃構成要素５０ａ及び５０ｂの特別の配置により、切れ刃構成要素が、穴空け作用中に発生した種々の切削力、特に切削力の半径方向分力を確実に受けることが明らかであろう。

切れ刃構成要素５０ａ及び５０ｂの軸線Ｚに直角な線Ｈ上への投影４６、４８が、穴空け作業中に切れ刃構成要素により作られる対応した切り屑幅を事実上定める。これら投影の相対長さは、一方では確実に分割された切り屑幅を最適とし、他方では確実に工具に作用する不平衡力を最小にするように選定すべきである。好ましい実施例においては、切れ刃構成要素５０ｂの投影４８は切れ刃構成要素５０ａの投影４６よりも大きい。事実上、投影４６と４８との間の比率は約１：１．５である。好ましい実施例においては、切れ刃構成要素は両者とも真っすぐである。しかし、これら切れ刃構成要素の一方又は双方が湾曲し及び／又は波状となし得ることを述べねばならない。

切れ刃５０は、主切削コーナー２０の両側において面取りされることが好ましい。空けられた穴の面に向いた面取りＷＷは第２の切れ刃構成要素５０ｂと共に穴空け工程に参加し、同時に穴の内側壁に面した面取りは払拭器として作用する。かかる面取りの設置は、一方では切れ刃構成要素５０ｂの端部に隣接する角度５８を有利に増加させ、従って主切削コーナー２０を強くし、他方では切れ刃構成要素の上述の形状と組み合った穴の側壁に関する差込み工具の安定性を改良し効果的な穴空けを可能とし、かつ空けられた穴の精度と表面の仕上がりの改良をもたらす。好ましい実施例においては、角度５８の値は３８゜から７０゜の範囲内にある。

図７において、差込み工具７が軸線Ｚの周りを回転すると、切れ刃構成要素５０ａの点Ａは、コーナー２０により描かれる半径Ｒの円の道Ｃと同心の半径Ｒ’の円の道Ｃ’を描く。この場合、切れ刃の点Ａは内側切削の条件下で作業し、従って差込み工具の逃げ面構成要素３４ｃの関連部分３４’と加工物Ｗとの間に適切な間隙Ｆ’が与えられるであろうということが分かる。この間隙Ｆ’を得るために、差込み工具の底面４０に関して角度δ１及びδ２（ただし、δ１＞δ２）で傾斜している線８０’及び８０”により定められ差込み工具の厚さの方向に沿って形成された段８０により、中間切削コーナー２４と組み合わせらた逃げ面３４ｃが設けられる。

図８−１０を参照し、差込み工具のすくい面３２に設けられた切り屑形成用手段の一般的構造が説明されるであろう。この手段は差込み工具の切れ刃に沿って伸びている溝９０として形成される。切り屑形成用の溝９０は、差込み工具の縁に隣接して設置された最初のランド面９１、９１’、９１”を備え、これに下向き傾斜部分９２、９２’、９２”が続く。前記下向き傾斜部分は上向きの切り屑曲げ部分９３、９３’、９３”と一緒になる。切り屑形成用の溝の深さは切れ刃の長さに沿って変化し、軸線Ｚに関して最外側の主切削コーナー（図６参照）の付近においては溝は大きな深さ９４を有し、中間切削コーナーの付近では溝は中間の深さ９４”を有し、更に中間切削コーナーと軸線Ｚに関して最内側の主切削コーナーとの間においては最も浅い深さ９４’を持つ。差込み工具の各断面におけるランド面の傾斜が、ランド面と線Ｒ、Ｒ’、Ｒ”との間の局部的なすくい角を切削用差込み工具の全周に沿って実質的に不変のままに確実に留めるようであるならば有利である。すくい角は正又は負とすることができる。

好ましくは、切り屑形成用手段には図１１、１２、１３及び１４に示された付加的な特別な特徴が与えられる。図において、切り屑形成用の溝９０は、差込み工具が置かれるドリルの軸線からの切れ刃構成要素の距離に依存して異なった切れ刃構成要素の付近において異なった形状を有するとして示される。即ち、切り屑形成用の溝９０の形状は次のようになる。切れ刃の中央部、即ち中間切削コーナー２４の付近、及び中間切削コーナー２４と半径方向最内側の主切削コーナー１８との間の側方部分においては、切り屑形成用の溝は異なった深さｈ１とｈ２を有しかつ切れ刃から距離ＬとＬ１で伸びている２個の溝９５と９６とから構成され、一方、切れ刃の周囲の主切削コーナー２０の付近においては、切り屑形成用の溝は、深さがｈ３＜ｈ１；ｈ２で幅がＬ３＜Ｌ２の１個の大きな溝９７で構成される。切り屑形成用の溝の上述の形状のため、切れ刃に沿って変化する切削速度による切り屑形成に対する影響が考えられ、効果的な切り屑の管理及び低速度と中庸速度の送りにおける切り屑の容易な排出が確保され、これにより穴空け作業の仕事量の増大が与えられる。

図１５に、ドリルがその軸線Ｚの周りで回転するときの切削用差込み工具の相対配置が示される。この図においては、図３による各切削用差込み工具の位置が実線で示され、ドリルが１８０゜回転した後の各差込み工具の位置の断片が破線で示される。見られるように、差込み工具の切れ刃５０及び５０’のそれぞれの投影１００及び１００’に相当する輪郭線Ｐが穴の面に作られる。これらの投影はドリル軸線と半径方向最外側の差込み工具７の切れ刃の端部との間に含まれる半径方向領域を横切る連続した切削を提供する。輪郭線Ｐは環状部分Ｑを含み、この部分は案内手段として作用してドリルの同心度及び安定性を改善する。希望するならば、１個又は両方の差込み工具を僅かに傾けることにより、及び半径方向の間隔Ｇの適正な選択と軸線Ｚに関する差込み工具の中線Ｍの角度の適正な選択により、輪郭線Ｐの環状部分Ｑを慎重に減らし又は無くすことができる。

図１６に示されるように、差込み工具７及び７’は、これらを、各中線Ｍ、Ｍ１が軸線Ｚと角度ωを形成しつつ異なった方向に僅かに傾けられるようにして工具内に配置することができる。角度ωは、８゜を越さないことが好ましい。上述の切れ刃構成要素５０ａ及び５０ｂの特別な方向付けにより、並びにこの方向を特徴付けるパラメーターの適切な選択により、差込み工具に作用する切削力の半径方向分力の適正な補償を得ることができ、従って、穴空け中のドリルの安定性が改善され、これと同時に効果的な切り屑の分割が得られる。各切れ刃の切れ刃構成要素は異なった方向に傾斜するので、切れ刃構成要素５０ａ及び５０ａ’上に作用している切削力Ｆａ、Ｆａ’の半径方向分力ＦＲａ、ＦＲａ’、及び切れ刃構成要素５０ｂ及び５０ｂ’上に作用している切削力Ｆｂ、Ｆｂ’の半径方向分力ＦＲｂ、ＦＲｂ’は異なった値を有し、かつ回転軸Ｚに関して異なった方向を有することが分かる。このため、差込み工具の形状と位置決めの最適化により、２個以上の割出可能な差込み工具を有するドリルにおいて、半径方向の改良された力の平衡状態を達成することができ、特に加工物に出入りするときの改良された安定性及び穴空け作用中の振動の減少が確保される。

本発明の好ましい実施例においては、ドリルに２個の差込み工具が装備されたが、２個以上の差込み工具の使用又はただ１個の差込み工具の使用もまた可能であることを理解すべきである。即ち、加工物Ｗの直径Ｄ１を広げる作用におけるただ１個の差込み工具の使用が図１７に示される。２個の切れ刃構成要素５０ａと５０ｂとは異なった方向に傾斜し、従って切れ刃構成要素５０ａ上に作用している切削力Ｆａの半径方向分力ＦＲａは回転軸Ｚの方に向けられ、切れ刃構成要素５０ｂ上に作用している切削力Ｆｂの半径方向分力ＦＲｂは回転軸Ｚから離れる方向に向けられる。このため、切れ刃構成要素の相互の方向並びに軸線Ｚに関する差込み工具の切れ刃の相互配置の適切な選択により、ドリルの切削力、特にその半径方向分力の最適な総合的な平衡が与えられる。

本発明による穴空け工具では、適切な送り速度０．１５ｍｍ／ｒｅｖで低炭素鋼で行われた直径２２−３４ｍｍの穴空けで、最初の穴空け作業後に１μｍ Ｒａ（算術平均あらさ）の表面仕上げ度を得た。主切削コーナーに設けられた払拭器のため、穴明けと内部旋削との組合せ及び穴精度ＩＴ５で表面仕上げ０．５μｍ Ｒａを得ることが可能であった。通常のドリルで機械加工して同様な結果を得るには付加的な工具が必要である。

ドリルに使用される差込み工具の更に異なった実施例が可能であることに注意すべきである。差込み工具は、ドリルの設計と直径とに応じて寸法又は形状を変えることができる。各差込み工具は、六角形ではなく正方形、菱形、平行四辺形又は八角形とすることができる。差込み工具の切れ刃は非対称配置された切れ刃構成要素を有することができる（図６ｂ）。或いは、図６ｃに示されたように切れ刃構成要素５０ａと５０ｂとを同方向に向けることもでき、又は一方の切れ刃構成要素だけを中線に関して傾け、他方をこの線と直角にすることができる（図６ａ）。

ドリルの切れ刃が、例えば図１８に示されたように十分に長い場合は、これを２組以上の切れ刃構成要素の組２００、２００’、２００”より構成することができ、この場合、各組は図６に示されるような切れ刃、即ち２対の切れ刃構成要素５０ａ−５０ｂ、及び５０ａ’−５０ｂ’よりなる切れ刃を与え、各組の双方の対の切れ刃構成要素５０ａと５０ａ’は共通点２０１において交わり、切れ刃構成要素５０ａと５０ｂとは点２０１に関する末端を持つ。切れ刃構成要素５０ａの末端と切れ刃構成要素５０ｂの最内側の末端とは、差込み工具の中線Ｍと平行な線Ｍ’に関して傾けられたつなぎ部分Ｓを介して一緒になり、切れ刃構成要素５０ｂの最外側の末端は切れ刃構成要素５０ａの末端よりも線Ｍ’に近く、ドリルの長手方向軸線と平行でかつ切れ刃構成要素５０ａの末端を通過する線は、穴空け作業中、切れ刃構成要素５０ｂと交差し、かつ末端は重なり合う。

本発明の好ましい態様を整理して記載すれば、下記のとおりである。

１．長手方向軸線を有しかつ作業端部に少なくも１個のポケットが設けられた細長い本体を有する金属穴空け工具であって、ドリルが前記長手方向軸線の周りで回転させられたときに穴空け作用を行うためにこのポケット又は各ポケット内に少なくも１個の割出可能な切削用差込み工具が取り付けられ、前記差込み工具はすくい面、逃げ面、底面、各がすくい面と逃げ面との間に定められかつ２個の隣接した切削コーナーの間に含まれた複数の切れ刃を備え、少なくも１個の前記切れ刃は少なくも１組の切れ刃構成要素を備え、各組は２対の切れ刃構成要素よりなり、各対は第１及び第２の切れ刃構成要素よりなり、両方の対の第１の切れ刃構成要素は共通点において一緒になり、前記切れ刃構成要素は前記共通点に関して最内側の第２の切れ刃構成要素の末端が前記共通点に関して最外側の第１の切れ刃構成要素の末端よりも差込み工具の中心に近いように方向付けをされ、前記末端が第１の切れ刃構成要素の前記最外側末端から差込み工具の中心に向かうつなぎ部分を介して一緒になる
穴空け工具において、
差込み工具の中線を構成しているか又はこの線と平行な第１の線に関して前記つなぎ部分が傾けられ、前記第２の切れ刃構成要素の前記最外側の末端が前記第１の切れ刃構成要素の最内側の末端よりも第１の線により近く、これにより穴空け作業中に前記長手方向軸線と平行でかつ第１の切れ刃構成要素の前記最外側の末端を通過している第２の線が前記第２の切れ刃構成要素と交差し、かつ前記末端が重なり合う
ことを特徴とする金属穴空け工具。

２．前記第１及び第２の切れ刃構成要素の少なくも一方が差込み工具の前記第１の線に関して傾けられることを特徴とする上記１による穴空け工具。

３．前記第１及び第２の切れ刃構成要素の双方が差込み工具の前記第１の線に関して傾けられ、前記第１の切れ刃構成要素が差込み工具の第１の線と第１の角度を形成し、そして前記第２の切れ刃構成要素が前記第１の線と第２の角度を形成し、ただし前記第１及び第２の角度は差込み工具の中心の側において測定されることを特徴とする上記１による穴空け工具。

４．前記第１及び第２の切れ刃構成要素が差込み工具の前記第１の線に関して同方向に傾けられることを特徴とする上記３による穴空け工具。

５．前記第１及び第２の角度の一方が鋭角でありかつ前記角度の他方が９０゜より小さくないように、前記第１及び第２の切れ刃構成要素が差込み工具の前記第１の線に関して異なった方向に傾けられることを特徴とする上記３による穴空け工具。

６．前記対の切れ刃構成要素が差込み工具の前記第１の線に関して対称的に配置されることを特徴とする上記１ないし５のいずれかによる穴空け工具。

７．前記対の切れ刃構成要素が差込み工具の前記第１の線に関して非対称的に配置されることを特徴とする上記１ないし５のいずれかによる穴空け工具。

８．隣接した２個の切削コーナーの間に含まれる前記逃げ面が隙間部分と支持部分とを備え、両者が異なった角度で底面に対して傾斜していることを特徴とする上記１ないし７のいずれかによる穴空け工具。

９．差込み工具のすくい面に可変寸法の溝の手段の形式の切り屑形成用手段が設けられることを特徴とする上記１ないし８のいずれかによる穴空け工具。

１０．ドリルの前記長手方向軸線に関して周囲方向にある切れ刃構成要素に沿って形成された溝の深さと幅とが、切れ刃の残りの部分に沿って形成された溝の深さと幅とよりも大きいことを特徴とする上記９による穴空け工具。

１１．切れ刃の前記残りの部分に沿って形成された前記溝の少なくも一部分が２個の溝よりなることを特徴とする上記１０による穴空け工具。

１２．各切削コーナーには両側に面取りが設けられ、前記第２の切れ刃構成要素が前記面取りと一緒になることを特徴とする上記１ないし１１のいずれかによる穴空け工具。

１３．前記少なくも１個の切れ刃に、前記差込み工具の前記隣接した切削コーナーの間に置かれた中間切削コーナーが設けられ、更に両方の対の切れ刃構成要素の第１の切れ刃構成要素が前記中間切削コーナーの側部を形成することを特徴とする上記１ないし１２のいずれかによる穴空け工具。

１４．穴空け工具の本体は、前記穴空け作用を行うために少なくも１個の付加的な切削用差込み工具を中に取り付けるために、本体の作業端に少なくも１個の付加的なポケットが設けられることを特徴とする上記１ないし１３のいずれかによる穴空け工具。

１５．前記切削用差込み工具及び前記少なくも１個の付加的な切削用差込み工具が実質的に同じ形式のものであることを特徴とする上記１４による穴空け工具。

１６．前記少なく１個の差込み工具は、その中線が前記長手方向軸線に関して傾けられるようにして前記ポケット内に取り付けられることを特徴とする上記１４又は１５による穴空け工具。

１７．すくい面、逃げ面、底面、各がすくい面と逃げ面との間に定められかつ２個の隣接した切削コーナーの間に含まれた複数の切れ刃を備え、少なくも１個の前記切れ刃は少なくも１組の切れ刃構成要素を備え、各組は２対の切れ刃構成要素よりなり、各対は第１及び第２の切れ刃構成要素よりなり、両方の対の第１の切れ刃構成要素は共通点において一緒になり、前記切れ刃構成要素は前記共通点に関して最内側の第２の切れ刃構成要素の末端が前記共通点に関して最外側の第１の切れ刃構成要素の末端よりも差込み工具の中心に近いように方向付けをされ、前記末端（複数）が第１の切れ刃構成要素の前記最外側末端から差込み工具の中心に向かうつなぎ部分を介して一緒になる上記１による工具に使用する割出可能な穴空け用差込み工具にして、
差込み工具の中線を構成しているか又はこの線と平行な第１の線に関して前記つなぎ部分が傾けられ、前記第２の切れ刃構成要素の前記最外側の末端が前記第１の切れ刃構成要素の最内側の末端よりも第１の線により近く、穴空け作業中の前記末端の重なり合いを確保している
ことを特徴とする差込み工具。

１８．前記第１及び第２の切れ刃構成要素の少なくも一方が差込み工具の前記第１の線に関して傾けられることを特徴とする上記１７による差込み工具。

１９．前記第１及び第２の切れ刃構成要素の双方が差込み工具の前記第１の線に関して傾けられ、前記第１の切れ刃構成要素が差込み工具の第１の線と第１の角度を形成し、そして前記第２の切れ刃構成要素が前記第１の線と第２の角度を形成し、ただし前記第１及び第２の角度は差込み工具の中心の側において測定されることを特徴とする上記１８による差込み工具。

２０．前記第１及び第２の切れ刃構成要素が差込み工具の前記第１の線に関して同方向に傾けられることを特徴とする上記１９による差込み工具。

２１．前記第１及び第２の角度の一方が鋭角であり前記角度の他方が９０゜より小さくないように、前記第１及び第２の切れ刃構成要素が差込み工具の前記第１の線に関して異なった方向に傾けられることを特徴とする上記１９による差込み工具。

２２．前記少なくも一方の切れ刃の前記対の切れ刃構成要素が差込み工具の前記第１の線に関して対称的に配置されることを特徴とする上記１７ないし２１のいずれかによる差込み工具。

２３．前記少なくも一方の切れ刃の前記対の切れ刃構成要素が差込み工具の前記第１の線に関して非対称的に配置されることを特徴とする上記１７ないし２１のいずれかによる穴空け工具。

２４．隣接した２個の切削コーナーの間に含まれる前記逃げ面が、底面に対して傾斜している隙間部分と支持部分とを備えることを特徴とする上記１７ないし２３のいずれかによる穴空け工具。

２５．前記支持部分が前記隙間部分の傾斜角度とは異なった角度で前記底面に対して傾けられることを特徴とする上記２４により差込み工具。

２６．差込み工具のすくい面に、切れ刃に沿って伸びかつ可変寸法を有する溝の形式の切り屑形成用手段が設けられらことを特徴とする上記１７ないし２５のいずれかによる差込み工具。

２７．差込み工具がドリルに取り付けられたときにドリルの長手方向軸線に関して周囲方向にある切れ刃構成要素に沿って形成された溝の深さと幅とが、切れ刃の残りの部分に沿って形成された溝の深さと長さとより大きいことを特徴とする上記２６による差込み工具。

２８．切れ刃の前記残りの部分に沿って形成された前記溝の少なくも一部分が２個の溝よりなることを特徴とする上記２７による差込み工具。

２９．各切削コーナーには両側に面取りが設けられ、前記第２の切れ刃構成要素が前記面取りと一緒になることを特徴とする上記１７ないし２８のいずれかによる差込み工具。

３０．前記差込み工具には前記隣接した切削コーナーの間に置かれた中間切削コーナーが設けられ、両方の対の切れ刃構成要素の第１の切れ刃構成要素が前記中間切削コーナーの側部を形成することを特徴とす上記１７ないし２９のいずれかによる差込み工具。

３１．前記少なくも一方の切れ刃に１組の切れ刃構成要素の対が形成され、前記第１の線が前記中線により構成されることを特徴とする上記１７ないし３０のいずれかによる差込み工具。

本発明による穴空け工具の斜視図である。 図１に示された囲み部分の詳細の拡大図である。 穴空け作業中の加工物内部において示されるドリルの配置を示す正面図である。 工具の部分を形成する割出可能な差込み工具の一般的な斜視図である。 図５ａ及び５ｂはそれぞれ図４に示された差込み工具の側面図及び平面図である。 図６ａ−６ｃは代置可能な形状の切れ刃を図式的に示す。 １８０゜回されたときの穴空け作業中の差込み工具の図式的な拡大端面図である。 図５に示された線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩに沿って得られた差込み工具の拡大断面図である。 図５に示された線ＩＸ−ＩＸ沿って得られた差込み工具の拡大断面図である。 図５に示された線Ｘ−Ｘに沿って得られた差込み工具の拡大断面図である。 好ましい切り屑形成用手段を示す差込み工具の平面図である。 図１１に示された差込み工具の線 ＸＩＩ−ＸＩＩに沿って得られた断面図である。 図１１に示された差込み工具の線 ＸＩＩＩ−ＸＩＩＩに沿って得られた断面図である。 図１１に示された差込み工具の線 ＸＩＶ−ＸＩＶに沿って得られた断面図である。 空けられた穴に関する穴空け中の１対の穴空け用差込み工具の相対位置を示す。 差込み工具上に作用している切削力の半径方向分力の分布を図式的に示す。 ただ１個の差込み工具だけが穴の直径を広げるために使用されるときの本発明の別の実施例である。 ３対の切れ刃構成要素よりなる切れ刃を有する本発明による差込み工具の更なる実施例である。

符号の説明

１ 本体
２ シャンク
３ 作業端
４ 溝
５ 貫通通路
６ ポケット
７ 工具
８ 底面
１０ 側面
１１ 側面
１４ ねじ
１７ 差込工具
１８ 主要切削コーナー
２０ 主要切削コーナー
２２ 主要切削コーナー
２４ 中間コーナー
２６ 中間コーナー
２８ 中間コーナー
３２ すくい面
３４ 逃げ面
３６ 逃げ面
４０ 底面
６０ 切れ刃

Claims (1)

1. 長手方向軸線を有し、作業端部における少なくも１個のポケット及び該少なくとも１つのポケット内に設置された割出可能な切削用差込み工具が設けられた、細長い本体を有する金属穴空け工具であって、
   該差込み工具が、すくい面と、逃げ面と、底面と、各々がすくい面と逃げ面との間に定められかつ２個の隣接した切削コーナーの間に形成された複数の切れ刃とを備え、
   該切れ刃の各々が、２対の切れ刃構成要素を備えており、該対の各々が、第１及び第２の切れ刃構成要素よりなり、
   該第１の切れ刃構成要素が、共通点において一緒になり、
   前記共通点に関して最内側の第２の切れ刃構成要素の末端が、該共通点に関して最外側の第１の切れ刃構成要素の末端よりも差込み工具の中心に近いように、該切れ刃構成要素が方向付けをされており、
   該末端が、該第１の切れ刃構成要素の該最外側末端から差込み工具の中心に向かうつなぎ部分を介して一緒になっており、
   該つなぎ部分が、該差込み工具の中心及び該共通の点を介して延びる中線である第１の線に対して傾けられていて、該第２の切れ刃構成要素の該最内側の末端が、該第１の切れ刃構成要素の最外側の末端よりも該中線に近くにあり、該長手方向軸線に平行で且つ該第１の切れ刃構成要素の該最外側の末端を介して延びる第２の線が、該第２の切れ刃構成要素と交差しており、
   該第１の切れ刃構成要素が、該中線と第１の角度を形成しており、該第２の切れ刃構成要素が、該中線と第２の角度を形成しており、該第１の角度及び該第２の角度が、該差込み込工具の中心側で測定され、
   該第１及び第２の切れ刃構成要素が、該差込み工具の該中線に対して異なった方向に傾斜していて、該第１の角度及び該第２の角度の一方が、鋭角であり、他方が９０°よりも小さくない
   ことを特徴とする金属穴空け工具。

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