JP4661229B2

JP4661229B2 - ガンドリル用インサート及びインサート式ガンドリル

Info

Publication number: JP4661229B2
Application number: JP2005008853A
Authority: JP
Inventors: 正治滝口
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2005-01-17
Filing date: 2005-01-17
Publication date: 2011-03-30
Anticipated expiration: 2025-01-17
Also published as: JP2006192553A

Description

本発明は、鋼などに深穴加工を行うガンドリル、特にマシニングセンタ等の工作機械の主軸に装着され、刃部を着脱可能としたガンドリル用インサート、及び該インサートとこのインサートを取り付けるためのガンドリル用ホルダからなるインサート式ガンドリルに関する。

長さのある深穴加工をする場合であって、穴径の小さいもの（５〜６０φｍｍ程度）を形成する場合に使用される工具としてガンドリルが知られている（例えば特許文献１参照。）。
特許文献１に記載のガンドリルは、ホルダにロウ付けされた刃部が、切刃、油穴、切屑排出溝等を備えて構成されており、このようないわゆるロウ付けタイプのガンドリルにあっては、使用により刃部が摩耗した場合には、この刃部が再研磨された後に再び使用に供される。
しかしながら、再研磨にはかなりの熟練を要し、この再研磨の良し悪しによって、ガンドリルの切削性能が大きく左右されていたのが実状であった。

このため、特許文献２には、刃部とホルダそれぞれに複数の突起と凹所を形成し、これら刃部とホルダとを着脱自在としたインサート式ガンドリルが記載されている。
特開２００４−６６３９１号公報再公表特許ＷＯ０２／００５９９０号公報

ところが、特許文献２に記載のインサート式ガンドリルにあっては、刃部とホルダそれぞれに複数の突起と凹所を形成し、これら突起と凹所を係合させることにより刃部とホルダとを着脱自在としているため、これら突起と凹所の加工が複雑となり、インサート式ガンドリル全体のコスト増を招来していた。
また、特許文献２に記載のインサート式ガンドリルにあっては、切刃自体は従来のロウ付けガンドリルと同様の構成であって、回転軸線に平行なすくい面を有しているだけであり、切削抵抗の低減に関しては何らの配慮もされておらず、結果として、大きな切削抵抗に抗するために上述したような複雑な係合構造とせざるを得なかった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、切削抵抗の低減を図り、簡単な構造によりインサートとホルダを着脱可能とされたガンドリル用インサート及びインサート式ガンドリルを提供することを目的とする。

上記の課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明のガンドリル用インサートは、六角平板状のインサートの六角形を為すすくい面と逃げ面との交差稜線に凸Ｖ字状の切刃が形成され、ガンドリルのホルダ先端部に着脱自在に取り付けられるものであって、前記インサートのすくい面は、六角形の互いに反対側に位置する頂点を結ぶ１本の対角線を谷底とするＶ字状に傾斜して形成されており、前記対角線を挟む二組の前記六角形の三辺のうち少なくとも一方の組の二辺が前記凸Ｖ字状の切刃とされ、前記一方の組の三辺のうち他の一辺には、この他の一辺に直交する断面が円弧状のランド部が形成されたことを特徴とするものである。
また、本発明のインサート式ガンドリルは、このような本発明のガンドリル用インサートを、六角平板状を為すインサートが着脱自在に取り付け可能とされると共に、軸線方向に伸延する油穴が形成されたガンドリル用ホルダであって、前記軸線を挟んで前記油穴と反対側の先端部には、先端部から前記軸線に平行に延在して形成されたインサート座面と、このインサート座面から立ち上がり形成され、前記インサートの複数の逃げ面と対向して形成される対向壁面とを備えた前記インサートの取り付け領域が設けられ、この取り付け領域に取り付けられる前記インサートの取り付け位置を調整するための調整機構を備えると共に、前記ホルダの外周には周方向に間隔をおいて、前記軸線に直交する断面において外周面が円弧状を為す複数のガイドパットが、前記軸線方向に延在して設けられているガンドリル用ホルダに、前記切刃を前記ホルダの先端側に突出させると共に、前記ランド部を前記ホルダの外周に向けて着脱可能に取り付けたことを特徴とするものである。

本発明のガンドリル用インサートによれば、Ｖ字状に傾斜して形成されたすくい面を設けて正のすくい角を与えたことにより、切屑を確実に分断して切削抵抗を低減することができると共に、インサート自体の形状を六角平板状の簡易な構成とすることができる。
また、円弧状のランド部を形成したので、切刃の外周端で強度低下を招くことがない。
また、本発明のインサート式ガンドリルによれば、切屑を確実に分断して切削抵抗を低減できることにより、簡単な構成でインサートとホルダとを着脱自在とすることができると共に、切刃の確実な保持を行うことができる。
また、調整機構により、インサートの取り付け位置の調整を行うことが可能となる。
更に、インサートにはホルダの外周に向けて円弧状のランド部を設けたので、インサート外周端の強度低下を防止できると共に、インサートの取り付け位置の調整を行っても、前記ランド部が為す円弧の径（直径）を前記加工穴径よりも小さくすることにより、ランド部と被削物との接触を確実に避けることができる。

以下、本発明の実施形態を図１乃至図３に基づき説明する。
ここで、図１は本実施形態のインサート式ガンドリル１（以下、単に「ガンドリル１」と言う。）の正面図、図２はガンドリル１の要部拡大図、図３は図２におけるＸ方向矢視図、図４は図２におけるＹ方向矢視のインサート５の側面図、及び図５は図２におけるＺ方向矢視のインサート５の側面図をそれぞれ示すものである。
図１に示すガンドリル１は、ドライバ２の先端にシャンクが設けられたホルダ３と、このホルダ３の先端に取り付けボルト４により螺着された六角平板状を為すインサート５と、このインサート５の取り付け位置を調整して加工穴径を調整するための調整機構６とを備えている。
また、ホルダ３の外周には、このホルダ３の軸線Ｌに平行に所定長さのガイドパッド７が、外周方向に間隔をおいて４箇所にロウ付けにより取り付けられている。

ホルダ３は、図２及び図３に示されるように、長尺の丸棒状を為し、ホルダ３の先端からドライバ２までを貫通する油穴３ａが形成されている。
また、ホルダ３の先端の軸線Ｌを挟んで油穴３ａと反対側の先端部には、円周方向に約９０度に亘って切屑排出溝Ｇが軸線Ｌと平行に所定長さ形成されている。
また、ホルダ３の先端には、切屑排出溝Ｇに連設して、六角平板状のインサート５を載置するためのインサート座面３ｂが軸線Ｌに平行に延在して形成されていると共に、インサート座面３ｂから立ち上がる３箇所の対向壁面３ｃ，３ｄ，３ｅが形成されている。

対向壁面３ｃは、軸線Ｌにほぼ平行とされており、対向壁面３ｄは対向壁面３ｃに対して、インサート座面３ｂに対向する正面方向から見て約１２０°の角度をもって形成されている。
また、対向壁面３ｅは対向壁面３ｄに対して、インサート座面３ｂに対向する正面方向から見て約１２０°の角度をもって形成されている。
これらインサート座面３ｂと３箇所の対向壁面３ｃ，３ｄ，３ｅとにより、インサート５の取り付け領域Ａが形成される。
なお、本実施の形態では、後述するインサート５の形状に合わせて、対向壁面３ｃ，３ｄ，３ｅは、インサート座面３ｂから漸次拡開される傾斜面とされている。

インサート座面３ｂの中央には、取り付けボルト４を螺着するための雌ネジ３ｆが、ホルダ３の軸線Ｌと垂直方向に、ホルダ３の外周まで貫通して形成されている。
また、図３において、取り付け領域Ａに隣接して下穴３ｇが、対向壁面３ｃに対して約４５°の角度をもって形成されており、この下穴３ｇは、対向壁面３ｃ及びインサート座面３ｂの一部を切り欠いてホルダ３の外周からネジ穴３ｆの手前まで形成されている。
また、この下穴３ｇを山径とする雌ネジ３ｈが、ホルダ３の外周側から対向壁面３ｃの手前まで形成されている。

インサート５は、超硬合金やサーメット等によって一体に形成された平面視で六角平板状のものであり、この六角形を為す面がすくい面５ａとされていると共に、六角形の各辺に沿う６箇所の周面は逃げ面５ｂとされている。
図２及び図３に示されるように、すくい面５ａは、本実施の形態においては、前記六角形の互いに反対側に位置する頂点を結ぶ対角線を挟んでその中点回りに１８０°回転対称に形成されると共に、この対角線を谷底とするＶ字状に傾斜して形成されており、これにより、すくい面５ａには、比較的大きな正のすくい角が与えられている。

また、図２乃至図５に示されるように、本実施の形態においては、すくい面５ａ及び逃げ面５ｂにより形成される交差稜線のうち、前記六角形の対角線を挟む二組の三辺のうち二辺に切刃が形成されており、対角線にほぼ平行な第２の切刃５ｄと、この第２の切刃５ｄと鈍角をもって交差され、底面５ｆに向けて傾斜する第１の切刃５ｃとが、すくい面５ａに対向する正面方向から見て凸Ｖ字状に配置されている。
すくい面５ａ及び逃げ面５ｂにより形成される交差稜線のうち、前記六角形の対角線を挟む二組の三辺のうち残りの一辺には、円筒研削により、この残りの一辺に直交する断面が加工穴径よりも小さな円弧状とされたランド部５ｅが形成されている。

すなわち、このインサート５には、第１の切刃５ｃと第２の切刃５ｄとランド部５ｅとが、前記対角線を挟んでその中点回りに１８０°回転対称に二組形成されている。
また、６箇所の逃げ面５ｂのそれぞれは、すくい面５ａからこのすくい面５ａに対向する底面５ｆにかけて逃げ角が設けられた傾斜面形状とされ、これにより、本実施の形態のインサート５は、ポジティブインサートとされている。
なお、すくい面５ａの中心には、インサート５をホルダ３にネジ止めするための取り付け穴５ｇが穿設されている。

取り付けボルト４のネジ径は、上述した取り付け穴５ｇの穴径よりも小さくされており、後述する調整機構６により、ホルダ３に螺着されたインサート５の載置位置を、インサート座面３ｂに沿って調整できるようにされている。

調整機構６は、下穴３ｇに嵌挿された円柱状の調整部材６ａと、雌ネジ３ｈに螺合されたスクリュー６ｂとを備えている。
調整部材６ａの先端には、図３に示されるように、取り付け状態でインサート５の逃げ面５ｂの一つに押接可能とされた傾斜状の切り欠き６ｃが形成されている。

ガイドパッド７は、ホルダ３の先端から軸線Ｌに平行に所定長さを有すると共に軸線Ｌに直交する断面において外周面が円弧状を為す板状に形成されている。
本実施の形態においては、４つのガイドパッド７が、ホルダ３に形成された凹溝に嵌合された上でロウ付けされており、これら４つのガイドパッド７の円弧状を為す外周は、ホルダ３の外周よりも僅かに外方に突出されており、インサート５がホルダ３に位置決めされた状態での加工穴径と略同一径とされている。
これにより、ガイドパッド７は、切削時、加工穴の内面に摺接されてガンドリル１を支持するようにされている。

以上のような構成とされたガンドリル１が、図示しない被削物の切削に供される場合について説明する。
インサート５は、第１の切刃５ｃと第２の切刃５ｄとがホルダ３の先端から突出されると共に、ランド部５ｅがホルダ３の外周に向けられるようにしてホルダ３に取り付けられ、取り付けボルト４により螺着される。
また、インサート５は、第１の切刃５ｃと第２の切刃５ｄとが為す角度の二等分線が、軸線Ｌとほぼ平行となるようにホルダ３に取り付けられる。

下穴３ｇに嵌挿された調整部材６ａの切り欠き６ｃは、雌ネジ３ｈに螺合されたスクリュー６ｂが前進方向に回転されることにより、インサート５の逃げ面５ｂの一つに押接される。
これにより、インサート５は、調整部材６ａに押されてホルダ３の径方向外方に移動されて載置位置が調節される。
具体的には、第２の切刃５ｄの外周端を軸線Ｌ回りの回転軌跡において４つのガイドパッド７の外周に一致させて、所望の加工穴径が得られるように調節される。

また、インサート５のホルダ３への取り付け状態について更に詳しく説明すると、図２に示されるように、ランド部５ｅは、ガンドリル１の先端から後端に向かうに従い内周側に僅かに傾斜するバックテーパ角θを有するように取り付けられている。
このバックテーパ角θは、本実施の形態においては、０°３０’とされている。
また、図３において、前記対角線に向けて傾斜して形成された第１の切刃５ｃの谷底側は、ガンドリル１の中心Ｏよりも底面５ｆ側に位置されるよう、いわゆる先端芯下がりに取り付けられる。

上述したようにインサート５がホルダ３に取り付けられたガンドリル１は、マシニングセンタ等の工作機械の主軸に装着されると共に、油穴３ａに切削油剤が供給されながら軸線Ｌ回りに回転され、インサート５先端の切刃によって被削材の穴明け加工が行われる。

本実施の形態のインサート５によれば、すくい面５ａに、Ｖ字状に傾斜して形成された比較的大きなすくい角を設けているので、切屑を確実に分断して切削抵抗を低減することができると共にインサート５の形状を六角平板状とすることができる。
また、本実施の形態のインサート５によれば、円弧状のランド部５ｅを形成したので、インサート５の外周端の強度低下を防止することができる。
更に、本実施の形態のインサート５によれば、第１の切刃５ｃと第２の切刃５ｄとランド部５ｅとが、前記対角線を挟んでその中点回りに１８０°回転対称に二組形成されているので、一方の組の切刃が摩耗しても、インサート５のホルダ３への取り付け状態を１８０°回転させることにより、他方の組の切刃によって切削を行うことができる。

本実施の形態のガンドリル１におけるホルダ３によれば、インサート座面３ｂと対向壁面３ｃ乃至３ｅとを備えたインサート５の取り付け領域Ａを設けることにより、簡単な構成でインサート５を取り付けることができると共に、ホルダ３の外周に周方向に間隔をおいて設けられたガイドパッド７により、切削時に切刃を被削物の内周で確実に保持することができる。
また、本実施の形態のガンドリル１におけるホルダ３によれば、調整機構６を設けることにより、インサート５の取り付け位置を調整して、所望の加工穴径を得ることができる。

そして、このようなホルダ３に前記インサート５を取り付けた本実施の形態のガンドリル１によれば、インサート５のすくい面５ａに、Ｖ字状に傾斜して形成された比較的大きなすくい角を設けているので、切屑を確実に分断して切削抵抗を低減できる。簡単な構成でインサート５とホルダ３とを着脱自在とすることができる。
従って、ホルダ３にも平坦なインサート座面３ｂと対向壁面３ｃ乃至３ｅを形成するだけで良いので、ガンドリル１全体を簡易な構成とすることができる。
また、本実施の形態のガンドリル１によれば、ホルダ３に設けられた調整機構６により、インサート５の取り付け位置を調整して、所望の加工穴径を得ることができる。
また、本実施の形態のガンドリル１によれば、インサート５には、ホルダ３の外周に向けて円弧状のランド部５ｅを設けたので、インサート５の外周端の強度低下を防止できると共に、インサート５の取り付け位置の調整を行っても、ランド部５ｅが為す円弧の径（直径）を前記加工穴径よりも小さくすることにより、ランド部５ｅと被削物との接触を確実に避けることができる。
また、本実施の形態のガンドリル１によれば、インサート５は、バックテーパ角θをもってホルダ３に取り付けられているので、このランド部５ｅが被削物と接触することを一層確実に防止することができる。

また、本実施の形態のガンドリル１によれば、ホルダ３の外周にロウ付けされた４つの円弧状のガイドパッド７が加工穴の内面に摺接されるので、ガンドリル１を、被削物の内周で倒れを生じることなく確実に保持することができると共に、ガイドパッドをホルダ３の全周に亘って設けた場合に比べて、ガイドパッドと被削物との摺接抵抗、すなわち切削抵抗を大幅に低減することができる。
更に、本実施の形態のガンドリル１によれば、インサート５は、いわゆる芯下がりとなるようにホルダ３に取り付けられているので、被削物の中心部分が未加工のまま残されてしまうことはない。

切削抵抗の低減を図り、簡単な構造によりインサートとホルダを着脱可能とされたガンドリル用インサート及びインサート式ガンドリルを提供できる。

本発明の実施形態のインサート式ガンドリルの正面図である。本発明の実施形態のインサート式ガンドリルの要部拡大図である。図２におけるＸ方向矢視図である。図２におけるＹ方向矢視のインサートの側面図である。図２におけるＺ方向矢視のインサートの側面図である。

符号の説明

１インサート式ガンドリル３ホルダ３ｂインサート座面３ｃ，３ｄ，３ｅ対向壁面５インサート５ａすくい面５ｂ逃げ面５ｃ第１の切刃５ｄ第２の切刃５ｅランド部６調整機構７ガイドパッド

Claims

六角平板状のインサートの六角形を為すすくい面と逃げ面との交差稜線に凸Ｖ字状の切刃が形成され、ガンドリルのホルダ先端部に着脱自在に取り付けられるガンドリル用インサートであって、
前記インサートのすくい面は、六角形の互いに反対側に位置する頂点を結ぶ１本の対角線を谷底とするＶ字状に傾斜して形成されており、
前記対角線を挟む二組の前記六角形の三辺のうち少なくとも一方の組の二辺が前記凸Ｖ字状の切刃とされ、
前記一方の組の三辺のうち他の一辺には、この他の一辺に直交する断面が円弧状のランド部が形成されたことを特徴とするガンドリル用インサート。
請求項１記載のガンドリル用インサートを、
六角平板状を為すインサートが着脱自在に取り付け可能とされると共に、軸線方向に伸延する油穴が形成されたガンドリル用ホルダであって、
前記軸線を挟んで前記油穴と反対側の先端部には、先端部から前記軸線に平行に延在して形成されたインサート座面と、このインサート座面から立ち上がり形成され、前記インサートの複数の逃げ面と対向して形成される対向壁面とを備えた前記インサートの取り付け領域が設けられ、
この取り付け領域に取り付けられる前記インサートの取り付け位置を調整するための調整機構を備えると共に、
前記ホルダの外周には周方向に間隔をおいて、前記軸線に直交する断面において外周面が円弧状を為す複数のガイドパットが、前記軸線方向に延在して設けられているガンドリル用ホルダに、
前記切刃を前記ホルダの先端側に突出させると共に、前記ランド部を前記ホルダの外周に向けて着脱可能に取り付けたことを特徴とするインサート式ガンドリル。