JP4005890B2 - スローアウェイドリルおよびそれに用いるドリルインサート - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は穴加工に用いられるスローアウェイドリルおよびそれに用いるドリルインサートに関する。
【0002】
【従来の技術】
穴加工を行なうドリル工具として、工具本体の先端部に相互の回転軌跡が交叉するように外径側の外刃インサートと内径側の内刃インサートが着脱自在に装着されたものが用いられている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
図4は、そのようなスローアウェイドリルに用いられるドリルインサート17の平面図および側面図を示す。また、図5は、前記ドリルインサート17をドリル工具本体18に装着した際の配置例を示す。
【0004】
このドリルインサート17はその上面稜辺部に外刃インサート19として用いられる外切刃21と、内刃インサートとして用いられる内切刃22をそれぞれ異なった稜辺部に備えている。
【0005】
この従来のドリルインサートでは、外刃インサートの使用切刃と外刃インサートの着座面とが平行であり、内刃インサートの使用切刃と内刃インサートの着座面とが平行になるように配置されていた。
【0006】
【特許文献1】
特開平9−150304号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、スローアウェイドリルでは、外刃インサートと内刃インサートにおける使用切刃の使用境界近傍部の摩耗(境界摩耗)が進行し易い。前記従来技術でも、この点についての対策が施されていなかったので、境界摩耗の点では改善がなかった。
【0008】
しかしながら、工具の長寿命化のためには、前記境界摩耗を改善することが望まれる。そこで、本発明は、スローアウェイドリルにおける前記境界摩耗を抑制することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため本発明のスローアウェイドリルは、略円柱状をなす工具本体の先端部の外側と内側のそれぞれに、互いに平行なインサート着座面を設け、これらインサート着座面のそれぞれに外刃インサートと内刃インサートを固定し、使用境界摩耗を低減するために前記外刃インサートにおける使用切刃に外側から内側に向かって前記インサート着座面側に傾斜させた傾斜領域を設けるとともに、前記内刃インサートの使用切刃に内側から外側に向かって前記インサート着座面側に傾斜させた傾斜領域を設けることを特徴とする。
【0010】
かかる構成によれば、外刃インサートと内刃インサートにおける使用切刃の使用境界近傍部の一定幅に対する実際の切刃長が長くなるので、切削抵抗が低減され、この部分の損傷も起こり難い。しかも、外刃インサートと内刃インサートにすいて、工具本体に設けた2つのインサート着座面が互いに平行なので、これらドリルインサートの下側の肉厚を減ずる必要がない。
【0011】
同時に、内刃インサートと外刃インサートの使用切刃を前述のように傾斜させたことによって、加工中の切削応力により工具本体を外刃インサートの側に撓ませることができる。加工径を大きくできるので、スローアウェイドリルを加工穴から抜くときに切刃と穴壁とが接触しないようにすることができる。この結果、加工面に損傷を与えることを抑制できる。
【0012】
次に、請求項2のドリルインサートは、外刃インサートの使用切刃における傾斜領域の前記インサート着座面に対する傾斜角度を4°〜12°とすることを特徴とする。
【0013】
かかる構成によれば、切りくず排出性を高めることが出来る。前記傾斜角度が4゜に満たない場合、排出される切りくずが外側に排出されやすくなる恐れがある。また、境界摩耗を緩和する効果が発揮され難くなる。他方、前記傾斜角度が12°を越えるような場合、切りくず排出溝内の壁面へ向かって切りくずが排出されるようになるため、切りくずが詰まり易くなり、結果として切りくず排出性が悪化する。また切りくず排出溝の壁面も切りくずが繰り返しあたることにより摩耗が進行するため、結果として工具本体の耐久性が低下する。
【0014】
次に、請求項3のドリルインサートは、前記請求項1記載のスローアウェイドリルにおいて内刃インサートおよび外刃インサートとして兼用可能なドリルインサートであって、多角形板状をなすインサート本体の側面と上面との交叉稜の異なる部位のそれぞれに、外切刃と内切刃を設けるとともに、前記外切刃と内切刃のそれぞれに一方端から他方端に向けて前記インサート本体の着座面側に傾斜させた傾斜領域を設けたことを特徴とする。
【0015】
かかる構成によれば、前記スローアウェイドリルの外刃インサートと内刃インサートとを同一のものとすることができ、2種類のインサートを用いる煩わしさがない。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図により説明する。
【0017】
図1は、本実施形態によるドリルインサート1の平面図を示し、このドリルインサート1は多角形板状をなし、上面2と側面とで形成される交叉稜の異なる部位のそれぞれ内切刃4と外切刃5とが形成され、これら切刃のうちインサートの中心軸に対して点対称関係にある2辺が穴底面内周側を切削する内切刃4としてヘの字状に形成され、またクランク状に連続する残りの切刃が穴底面外周側を切削する外切刃5である。本実施形態において、この外切刃のそれぞれ一方端、すなわち多角形の隅角部の位置には一対のコーナーR部6、7が形成され、外方に若干突き出た突出部8が形成されている。
【0018】
なお、ここでコーナーR部6、7とは、曲線部分に連続する直線がなす角が直角に近く、その範囲が60°〜105°にあるものである。
【0019】
次に、図2は、上記ドリルインサート1の外切刃側の側面図であり、外切刃5には、前記突出部8が形成された一方端から他方端に向けて前記インサート本体の着座面3側に傾斜する傾斜領域10が形成されている。また、外切刃5の着座面側に低くなった前記他方端側のコーナーR31に向かって、内切刃4もインサート本体の着座面3側に傾斜し、内切刃4全体が傾斜領域となっている。
【0020】
図3は、このドリルインサート1を用いた本実施形態のスローアウェイドリルの先端面図である。
【0021】
このスローアウェイドリルは略円柱状をなす工具本体14の先端部のそれぞれ互いに平行なインサート着座面32を設け、これらインサート着座面32のそれぞれに加工する穴の外側を切削する外刃インサート1bと内側を切削する内刃インサート1aを不図示のボルト等の手段によって固定するよう構成されている。
【0022】
本実施形態において、これら外刃インサート1bと内刃インサート1aとして図1および2に示す前記ドリルインサート1を用いている。それぞれの使用切刃は、内刃インサート1aが前記内切刃4の一つ、外刃インサート1bが前記外切刃5のひとつである。
【0023】
図3に示すように、外刃インサート1bの外切刃5は外側から内側に向けて前記インサート着座面32側に傾斜する傾斜領域10を有する。また、内切刃4は全体が内側から外側に向けてインサート着座面32側に傾斜する。
【0024】
図3において、符号Bは、前記外切刃5における、前記内切刃4が切削する領域との境界点(使用境界)を示す。また、符号Cは前記内切刃4における、前記外切刃5が切削する領域との境界点(使用境界)を示す。これら境界点B,Cの近傍領域は、境界摩耗が発生し易い部分である。
【0025】
前述のスローアウェイインサートの構成によれば、外刃インサート1bと内刃インサート1aにおける使用切刃の使用境界B,Cの近傍部の一定幅に対する実際の切刃長が長くなるので、切削抵抗が低減され、この部分の損傷も起こり難い。しかも、外刃インサート1bと内刃インサート1aについて、工具本体14に設けた2つのインサート着座面32、32が互いに平行なので、これらドリルインサート1の下側の肉厚を減ずる必要がない。
【0026】
同時に、内刃インサート1aと外刃インサート1bの使用切刃を前述のように傾斜させたことによって、加工中の切削応力により工具本体14を外刃インサート1bの側に撓ませることができる。加工径を大きくできるので、スローアウェイドリルを加工穴から抜くときに切刃と穴壁とが接触しないようにすることができる。この結果、加工面に損傷を与えることを抑制できる。
【0027】
なお、外刃インサート1bの使用切刃における傾斜領域のインサート着座面32に対する傾斜角度を4°〜12°とすることが、切りくず排出性を高める点で好ましい。前記傾斜角度が4゜に満たない場合、排出される切りくずが外側に排出されやすくなる恐れがある。また、境界摩耗を緩和する効果が発揮され難くなる。他方、前記傾斜角度が12°を越えるような場合、切りくず排出溝15内の壁面16へ向かって切りくずが排出されるようになるため、切りくずが詰まり易くなり、結果として切りくず排出性が悪化する。また切りくず排出溝15の壁面16も切りくずが繰り返しあたることにより摩耗が進行するため、結果として工具本体14の耐久性が低下する
さらに、前記使用切刃における傾斜領域が工具本体14の先端視で前述のように傾くので、加工中に工具本体14を外周側に撓ませることができる。
【0028】
すなわち、前記内切刃4の切削応力が図3中、右上側に向き、前記外切刃5の前記傾斜領域の切削応力が図3中、右下側に向き、これらの合成力は図3中、概ね右側、すなわち、外切刃5を使用切刃とする外刃インサート1bの側に向く。この結果、加工中に工具本体14が外刃インサート1bの側に撓み、加工径を大きくできるので、スローアウェイドリルを加工穴から抜くときに切刃と穴壁とが接触しないようにすることができる。加工面に損傷を与えない。
【0029】
さらに、前述のように、外刃インサート1bの使用切刃である前記外切刃5は、外側から内側に向かって前記インサート着座面32側に傾斜することから、外切刃5により発生する切屑は、図3中、左側、すなわち内周側に向き、フルート溝に沿って好適に排出される。したがって、外切刃5の切屑が加工穴壁と接触して、加工面に損傷を与えることがない。
【0030】
また、図1乃至3の実施形態によれば、前記外刃インサート1bと内刃インサート1aを同一のものとすることができ、2種類のインサートを用いる煩わしさがない。
【0031】
仮に、前記実施形態のような切刃配置にしようとし、傾斜領域のないドリルインサートを図3中、点線で示すように配置した場合、図3中、符号h1,h2で示すホルダーの肉厚が減少するので好ましくない。
【0032】
以上、本発明の実施形態を例示したが本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の目的を逸脱しない限り任意の形態とすることができることは云うまでもない。
【0033】
【発明の効果】
以上のように請求項1のスローアウェイドリルによれば、略円柱状をなす工具本体の先端部の外側と内側のそれぞれに、互いに平行なインサート着座面を設け、これらインサート着座面のそれぞれに外刃インサートと内刃インサートを固定し、使用境界摩耗を低減するために前記外刃インサートにおける使用切刃に外側から内側に向かって前記インサート着座面側に傾斜させた傾斜領域を設けるとともに、前記内刃インサートの使用切刃に内側から外側に向かって前記インサート着座面側に傾斜させた傾斜領域を設けることから、外刃インサートと内刃インサートにおける使用切刃の使用境界近傍部の一定幅に対する実際の切刃長が長くなるので、切削抵抗が低減され、この部分の損傷も起こり難い。しかも、外刃インサートと内刃インサートについて工具本体に設けた2つのインサート着座面が互いに平行なので、これらドリルインサートの下側の肉厚を減ずる必要がない。
【0034】
同時に、内刃インサートと外刃インサートの使用切刃を前述のように傾斜させたことによって、加工中の切削応力により工具本体を外刃インサートの側に撓ませることができる。加工径を大きくできるので、スローアウェイドリルを加工穴から抜くときに切刃と穴壁とが接触しないようにすることができる。この結果、加工面に損傷を与えることを抑制できる。
【0035】
また、請求項2のスローアウェイドリルは、外刃インサートの使用切刃における傾斜領域の前記インサート着座面に対する傾斜角度を4°〜12°としたことから、切りくず排出性を高めることが出来る。
【0036】
また、請求項3のドリルインサートは、多角形板状をなすインサート本体の側面と上面とで形成する交叉稜の異なる部位のそれぞれに、外切刃と内切刃を設けるとともに、前記外切刃と内切刃のそれぞれに一方端から他方端に向かって前記インサート本体の着座面側に傾斜させた傾斜領域を設から、前記ドリル用スローアウェイドリルの外刃インサートと内刃インサートとを同一のものとすることができ、2種類のインサートを用いる煩わしさがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るドリルインサートの上面図である。
【図2】図1のドリルインサートの側面図である。
【図3】図1のドリルインサートを搭載した本発明に係るスローアウェイドリルの先端面図である。
【図4】(a)は従来のドリルインサートの上面図、(b)は側面図である。
【図5】従来のスローアウェイドリルの側面配置図である。
【符号の説明】
1・・ドリルインサート
1a・・内刃インサート
1b・・外刃インサート
2・・上面
3・・着座面
4・・内切刃
5・・外切刃
6,7・・コーナーR部
8・・突出部
10・・傾斜領域
14・・工具本体
15・・切りくず排出溝
16・・切りくず排出溝の壁面
32・・インサート着座面
B,C・・使用境界点
Claims (3)
- 略円柱状をなす工具本体の先端部の外側と内側のそれぞれに、互いに平行なインサート着座面を設け、これらインサート着座面のそれぞれに外刃インサートと内刃インサートを固定し、使用境界摩耗を低減するために前記外刃インサートの使用切刃に外側から内側に向かって前記インサート着座面側に傾斜する傾斜領域を設けるとともに、前記内刃インサートの使用切刃に内側から外側に向かって前記インサート着座面側に傾斜させた傾斜領域を設けることを特徴とするスローアウェイドリル。
- 前記外刃インサートの使用切刃における傾斜領域の前記インサート着座面に対する傾斜角度が4°〜12°であることを特徴とする請求項1記載のスローアウェイドリル。
- 前記請求項1記載のスローアウェイドリルにおいて内刃インサートおよび外刃インサートとして兼用可能なドリルインサートであって、多角形板状をなすインサート本体の側面と上面とで形成する交叉稜の異なる部位のそれぞれに、外切刃と内切刃を設けるとともに、前記外切刃と内切刃のそれぞれに一方端から他方端に向かって前記インサート本体の着座面側に傾斜させた傾斜領域を設けたことを特徴とする請求項1記載のスローアウェイドリルに用いるドリルインサート。
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