JP4510988B2 - Throwaway drill and cutting edge insert - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、穴あけ加工用のスローアウェイ式ドリルおよびこのドリルに装着される切刃チップに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のスローアウェイ式ドリル16の一例として、特開平9−150304号公報に開示されたものを図9に示す。本図には、外周刃チップ14と中心刃チップ15とが図示され、外周刃チップ14は回転軌跡を中心刃チップ15に重ねて表示されている。切刃チップ1は多角形を呈した板状体であって、切刃となる上面辺稜の一部を側方に突出させた複雑な形状を有している。外周刃チップ14は、外方に突出して形成された段差8をもつ辺稜を外周刃(底刃)とし、段差8部のコーナ25がドリル本体の最先端に位置するように載置されている。また、中心刃チップ15は、段差8の備わらない側の辺稜が中心刃(底刃)として装着される構成となっている。
【0003】
上記の如き構成のドリルの作用が、次のように説明されている。すなわち、外周刃の外周寄りに突起部を設けて段差部にコーナを形成したことにより、該ドリルの横断面上でみた切削抵抗の合力の方向は、外周刃チップを外方に向かわしめる側に存在するようになる。したがって、ドリルには前記方向に撓みが発生することとなり、穴は径大に加工される傾向にある。よって、穴明け後には穴壁と接触することなくドリルを被削材から抜くことができるようになる。また、外周刃が不連続となるので、この部分で切屑が分断され、切屑排出性が良好となる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一般に、切刃チップをチップ座に載置するときは、切刃チップの側面については2側面を支持するように設計する。なぜなら、3側面を同時にチップ座の壁面と当接させることは、相当の高精度を必要とし、汎用の工業製品として現実的でないからである。そこで上記に引例のドリルについてみると、切刃チップの外郭形状が複雑で、一辺の直線部分の長さが短く、これに付随した側面の長さも短い。それ故、どの2つの側面がチップ座壁面によって支持されたとしても、クランプ時には取付精度が不安定となり、また切削時には締め付け強度に不安が残ることとなる。切刃チップの形状が複雑なので、前述のように、3つの側面を支持することは難しい。
【0005】
さらに、上記に引例のドリルは、切削開始時において外周刃チップの外周コーナが被削材に食い付くまでの間は、突起部に設けた段差コーナのみが先行して切削に関与することになるので、切削抵抗のバランスがとれず格別に径大となる穴明けが行われることになり、穴寸法がバラつくこととなる。また、外周刃での切屑は段差でもって分断されるが、中心刃に関しては切屑分断の配慮がされていない。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の如き課題に鑑みなされたもので、ドリル本体の先端部に着脱自在に装着されてドリル切刃を構成するようにした切刃チップにおいて、前記切刃チップは、略平行四辺形平板状をなしてその外側面に逃げ角の付与されたポジティブ形の切刃チップであって、詳しくは鋭角のコーナの近傍で一辺が内側に僅かに「へ」の字に折れ曲がってなる多角形状を有し、該「へ」の字の長稜の中間部に、すくい面が不連続となる段差が形成されていることを特徴とする。
【0007】
ポジティブ形の切刃チップは、側面の逃げ角の存在によって、すくい面より見た外郭形状が、切刃チップの底面からの高さ変化に対応する凹凸を伴った形状となって現れる。この発明の切刃チップは、段差部において不連続な切刃となって出現する。したがって、この段差部によって切屑は分断される。しかも、一見凹凸に見えていても側面は一つの長い平面のままであるから、チップ座の壁面との当接長さは十分に確保される。
【0008】
また、この発明は、切刃チップが略平行四辺形を呈し、詳しくは鋭角のコーナの近傍で一辺が内側に僅かに「へ」の字に折れ曲がってなる多角形状を有し、該「へ」の字の長稜の中間部に、すくい面が不連続となる段差が形成されていることを特徴とする。さらに、前記切刃チップの「へ」の字の長稜の中間部に設けられる段差は、略平行四辺形平板を呈する切刃チップの鈍角のコーナの側が鋭角のコーナの側よりも低位となる段差でもって形成されることを特徴とする。そして、この切刃チップの装着されるスローアウェイ式ドリルは、同形同大なる切刃チップの鋭角のコーナが外周刃チップの外周コーナとして配設されるとともに、該コーナに隣接する短辺が外周刃となるように配設され、また中心刃チップには長辺が中心刃として配設される構成となっていることを特徴とする。
【0009】
以上ような構成は、同一の切刃チップを外周刃チップとしても中心刃チップとしても共用できるようにするので、経済的である。外周刃と中心刃の各々に配設された段差は、お互いに向き合う格好となるので、切削抵抗のバランスが図られる。段差部は外周刃および中心刃のそれぞれの中間部に配設されているので、切屑は4分されることになる。略平行四辺形を呈する切刃チップの短辺を外周刃として利用するのは、切刃チップ中央に穿設された取付穴との距離を遠くして、切削速度が高く切屑処理の困難性の高い外周側で、すくい面における切屑ブレーカの設計が自由に行えるようにするためである。
【0010】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の実施の一形態について、図を参照しながら説明する。図1および図2は本発明になる切刃チップ1を示すもので、チップ本体は略平行四辺形平板を呈し、その中央部にはねじ止めクランプ用の取付穴2が穿設されている。略平行四辺形を縁取る4辺は、詳しくは鋭角のコーナ3の近傍で内側に僅かに折れ曲がった「へ」の字状であり、正しくは「へ」の字の長稜4と短稜5によって輪郭される多角形となっている。
【0011】
また、切刃チップ1は、外側面6に逃げ角の付与されたポジティブ形のチップであって、「へ」の字の長稜4の中間部に、すくい面7が不連続となる段差8が形成されている。この段差8は、鈍角のコーナ9の側から長稜4に沿い、底面10に向かって次第に低位となる傾斜面11と、鋭角のコーナ3の側にある等位面12との境界として形成されたものである。この結果、傾斜面11と外側面6との交差稜線は、逃げ角の相当分だけ内側に食い込んで、切刃チップ1のすくい面視における外郭形状は、図1(a)に示すように段差8で断続した形状となって現れる。なお、すくい面7にはブレーカ溝13が配設されて、全周ブレーカを形成している。
【0012】
図3は前記切刃チップ1が外周刃チップ14として装着され、図4は同形同大なる切刃チップ1が中心刃チップ15として装着されたスローアウェイ式ドリル16を示し、図5は中心刃チップ15の回転軌跡を含む切刃チップ1の図である。外周刃チップ14は、鋭角のコーナ3、すなわち「へ」の字の短稜5によって挟まれたコーナが外周コーナ17となるように配設されるとともに、この外周コーナ17に隣接する略平行四辺形の短辺18が外周刃(底刃)として配設される。同時に、「へ」の字の頂点19がドリル16の先端点となるように配設される。一方、中心刃チップ15は、略平行四辺形の長辺20が中心側(底刃)として配設され、同時に、「へ」の字の頂点19がスローアウェイ式ドリル16の先端点となるように、好ましくは外周刃の頂点19と中心刃の頂点19とが略同位置に配設される。そして、中心刃チップ15の一端は軸線Oを越えて配設される。また、外周刃チップ14と中心刃チップ15とは回転軌跡において重複部分を有して配設され、もって一つの底刃(ドリル切刃)として形成されるようにする。このような構成により、外周刃と中心刃とは段差8がお互いに向き合った形となって、食い付き時においても切削抵抗のバランスが確保される。なお、これらの切刃チップ1は、取付穴2を介して締付ねじ21によってドリル本体に締め付け固定される。
【0013】
ところで、中心刃は軸線Oで切削速度が0であり、中心刃チップ15の外周側での切削速度との速度差が大きいので、切屑はブレーカ溝の有無にあまり影響されずに自然と円錐状に変形する。一方、外周刃は、軸線Oからの半径位置の関係から相対的に切削速度が高いのに加え、中心刃と比較して、外周刃チップ14の外周側と中心側とで切削速度の速度差が小さいので、切屑は帯状に延びようとする。したがって、スローアウェイ式ドリルにおいては、外周刃における切屑処理は解決すべき重要課題の一つである。短辺18を外周刃(底刃)として利用するのは、短辺18の側の方が取付穴2との距離が大きく、ブレーカ溝13を自由に設計できるスペースが確保されるからである。
【0014】
切刃チップ1が装着されるチップ座22は、略平行四辺形に座掘りされる。チップ座22の2つの壁面が切刃チップ1の外側面6との当接面23となって、「へ」の字の長稜4に付随する2つぼ外側面を支持する。このとき、長稜4は段差8によって凹凸しているように見えても、その外側面6は一つの平面でもって形成されたものであるから当接面23も一平面でよく、製造が容易で経済的であり、しかも当接面23の長さが減少することがないのでチップ装着の際のクランプ精度が一定しクランプ強度が確保される。
【0015】
図6は切屑24の流出状態を模式的に表した図であり、外周刃チップ14と中心刃チップ15とが重複する境界点、および各々に設けられた2つの段差8によって、4つに分断された切屑24となって生成する。細分化された切屑は、切削液によって加工中の穴の口元から外に排出される。
【0016】
図7は、この発明の請求項1に関わる切刃チップ1の第2実施形態を示すもので、鈍角のコーナ9の側が底面10に平行かつ低位にあって、高位にある鋭角のコーナ3の側との境界に段差8が形成されている点で前記第1実施形態と異なるものである。その他の形状、作用・効果は変わらないので、詳細な説明は省略する。
【0017】
図8は、この発明の請求項1に関わる切刃チップ1の第3実施形態を示すもので、チップ本体は略三角形平板を呈するポジティブ形である。詳しくは一辺が僅かに「く」の字に折れ曲がった多角形を呈し、「く」の字の頂点19がスローアウェイ式ドリル16の先端点となるように配設される。6つの辺稜の各中間部に段差8が設けられる。段差8は、コーナ25の側から底面10に向かって次第に低位となる傾斜面11によって形成されたもので、食い付き点となる頂点19の側が高位となっている。すくい面視における外郭形状は、図8(a)に示すように段差8で断続した形状となって現れる。このような構成は、段差8において切屑分断作用が働くとともに、当接面23の長さが段差8でもって減ぜられることがない。
【0018】
【発明の効果】
請求項1によれば、多角形平板状をなすポジティブ形切刃チップの切刃となる辺稜の中間部すくい面上に段差を設けたことにより、断続する切刃形状となる。これにより、当該部分で切屑は分断され、切屑排出が良好となる。しかも、段差に設けられた辺稜に付随する外側面は連続する一つの平面でもって形成されているので、この外側面がチップ座との被支持面となる位置に装着されても当接長さが十分確保され、切刃チップ装着時の組込精度や切削中のクランプ強度が安定する。
【0019】
請求項2および請求項3は、より優れた切刃チップと、このチップを利用したスローアウェイ式ドリルを提供するものであって、同形同大の切刃チップでもって外周刃チップと中心刃チップとが構成され、双方に設けられた段差によって切屑が分断されるので、切屑処理が改善される。また、外周刃と中心刃とで向き合って形成された段差部により切削抵抗のバランスが図られ、ドリルの食い付き時の振動や精度が安定するという効果がある。さらに、本発明スローアウェイ式ドリルは、特に外周刃チップに求められる適正なブレーカ溝の設計を可能とするスペースが確保される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明切刃チップの第1の実施形態を示し、(a)は正面図、(b)は側面図、(c)は底面図である。
【図2】図1に示す切刃チップの斜視図である。
【図3】図1に示す切刃チップが装着されたスローアウェイ式ドリルの外周刃の正面図である。
【図4】図1に示す切刃チップが装着されたスローアウェイ式ドリルの中心刃の正面図である。
【図5】図3および図4に示す切刃チップの回転軌跡の図である。
【図6】図5に示す切刃チップより流出する切屑状態そ説明図である。
【図7】本発明切刃チップの第2の実施形態を示す斜視図である。
【図8】本発明切刃チップの第3の実施形態を示し、(a)は正面図、(b)は底面図である。
【図9】従来のドリル用切刃チップの一例を示す正面図である。
【符号の説明】
1 切刃チップ
3 鋭角のコーナ
4 長稜
5 短稜
6 外側面
8 段差
14 外周刃チップ
15 中心刃チップ
16 スローアウェイ式ドリル
18 短辺
19 頂点
20 長辺
22 チップ座
23 当接面
O 軸線[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a throw-away drill for drilling and a cutting edge tip attached to the drill.
[0002]
[Prior art]
FIG. 9 shows an example of a
[0003]
The operation of the drill having the above-described configuration is described as follows. That is, by providing a projection near the outer periphery of the outer peripheral blade and forming a corner at the stepped portion, the direction of the resultant force of the cutting force seen on the cross section of the drill is on the side where the outer peripheral blade tip is directed outward. It comes to exist. Therefore, the drill is bent in the above direction, and the hole tends to be processed to have a large diameter. Therefore, after drilling, the drill can be removed from the work material without contacting the hole wall. Moreover, since an outer peripheral blade becomes discontinuous, chips are divided at this portion, and chip dischargeability is improved.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in general, when the cutting edge tip is placed on the tip seat, the side face of the cutting edge tip is designed to support two side faces. This is because contacting the three side surfaces with the wall surface of the chip seat at the same time requires considerably high accuracy and is not practical as a general-purpose industrial product. Therefore, in the case of the above-mentioned drill, the outline shape of the cutting edge tip is complicated, the length of the straight portion on one side is short, and the length of the side surface associated therewith is also short. Therefore, no matter which two side surfaces are supported by the chip seat wall surface, the mounting accuracy becomes unstable during clamping, and the fastening strength remains uneasy during cutting. Since the shape of the cutting edge tip is complicated, it is difficult to support the three side surfaces as described above.
[0005]
Furthermore, in the above-mentioned drill, only the step corner provided on the protrusion is involved in cutting in advance until the outer periphery corner of the outer peripheral blade tip bites into the work material at the start of cutting. As a result, the cutting resistance is not balanced, and a hole having a particularly large diameter is formed, resulting in a variation in hole dimensions. Moreover, although the chip | tip with an outer periphery blade is divided | segmented with a level | step difference, the consideration of chip | tip division | segmentation is not made about the center blade.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
This invention has been made in view of such problems described above, in cutting chips to be detachably attached to the distal end of the drill body to constitute a drill cutting edge, the cutting edge tip has a substantially parallelogram a positive-type cutting inserts granted the relief on the outer surface angle forms a shape flat, details polygonal to one side in the vicinity of sharp corners is bent to shape slightly inward "into" shaped, the intermediate portion of the long edge of the shape of the "to", wherein the step of cutting face is discontinuous is formed.
[0007]
In the positive-type cutting edge tip, the outer shape seen from the rake face appears as a shape with unevenness corresponding to the height change from the bottom surface of the cutting edge tip due to the presence of the side clearance angle. The cutting edge tip of the present invention appears as a discontinuous cutting edge in the step portion. Therefore, chips are divided by this stepped portion. In addition, even if the surface appears to be uneven, the side surface remains one long plane, so that the contact length with the wall surface of the chip seat is sufficiently secured.
[0008]
Further, according to the present invention, the cutting edge tip has a substantially parallelogram shape, and specifically has a polygonal shape in which one side is slightly bent inwardly in the vicinity of an acute corner, and the `` he '' A step where the rake face is discontinuous is formed in the middle part of the long ridge of the character. Further, the step provided in the middle part of the long edge of the “h” shape of the cutting edge tip is such that the obtuse corner side of the cutting edge tip exhibiting a substantially parallelogram flat plate is lower than the acute corner side. It is characterized by being formed with steps. The throw-away drill to which the cutting edge tip is attached has an acute corner of the same shape and the same size as the outer corner of the outer cutting edge tip, and a short side adjacent to the corner. It is arranged to be an outer peripheral blade, and the long edge is arranged as a central blade in the central blade tip.
[0009]
The above configuration is economical because the same cutting edge tip can be used as both the outer peripheral edge tip and the central edge tip. Since the steps provided on each of the outer peripheral blade and the central blade face each other, the cutting resistance is balanced. Since the step portion is disposed at each intermediate portion of the outer peripheral blade and the central blade, the chips are divided into four. The short edge of the cutting edge tip that exhibits a substantially parallelogram is used as the outer peripheral blade because the distance from the mounting hole drilled in the center of the cutting edge tip is increased, the cutting speed is high, and chip disposal is difficult. This is to allow the chip breaker design on the rake face to be freely performed on the high outer peripheral side.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2 show a
[0011]
The
[0012]
FIG. 3 shows a throw-
[0013]
By the way, since the center blade has an axis O and the cutting speed is 0, and the speed difference with the cutting speed on the outer peripheral side of the
[0014]
The
[0015]
FIG. 6 is a diagram schematically showing the outflow state of the
[0016]
FIG. 7 shows a second embodiment of the
[0017]
FIG. 8 shows a third embodiment of the
[0018]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the step shape is provided on the intermediate rake face of the side ridge serving as the cutting edge of the positive type cutting edge tip having a polygonal flat plate shape, thereby providing an intermittent cutting edge shape. Thereby, the chip is divided at the part, and the chip discharge becomes good. In addition, since the outer surface associated with the side edge provided at the step is formed by a single continuous plane, even if the outer surface is mounted at a position to be a supported surface with the chip seat, the contact length is long. Is sufficiently secured, and the assembly accuracy when the cutting edge tip is mounted and the clamp strength during cutting are stabilized.
[0019]
[Brief description of the drawings]
1A and 1B show a first embodiment of a cutting edge tip of the present invention, in which FIG. 1A is a front view, FIG. 1B is a side view, and FIG.
2 is a perspective view of the cutting edge tip shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a front view of an outer peripheral blade of the throw-away drill equipped with the cutting edge tip shown in FIG. 1;
FIG. 4 is a front view of the center blade of the throw-away drill equipped with the cutting edge tip shown in FIG. 1;
FIG. 5 is a diagram of the rotation trajectory of the cutting edge tip shown in FIGS. 3 and 4;
6 is an explanatory diagram of a state of chips flowing out from the cutting edge tip shown in FIG. 5. FIG.
FIG. 7 is a perspective view showing a second embodiment of the cutting edge tip of the present invention.
FIGS. 8A and 8B show a third embodiment of the cutting edge tip of the present invention, where FIG. 8A is a front view and FIG. 8B is a bottom view.
FIG. 9 is a front view showing an example of a conventional cutting blade tip for a drill.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
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