JPH03234409A - スローアウェイ式ドリルの切刃チップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、主として鋼の穿孔加工に供されるドリルの切
刃チップに関し、特にシャンク部に分離可能に機械的に
接合されるスローアウェイ式ドリルの切刃チップに関す
るものである・。

［従来の技術］ ドリルは、鋼材などの穿孔加工に用いられる切削工具の
１つである。その−例としてツイストドリルの構造が第
６図に示されている。ツイストドリルは、穿孔加工に供
される切刃部１と、切削に関与せず、主として切屑の排
出と、ボール盤などのチャック部などに装着するための
シャンク部２とから構成される。

従来より、−殻内にドリルの材質は高速度鋼（ハイス）
および超硬合金である。高速度鋼は、靭性に富むが、耐
摩耗性が低く、高速切削に不適である。一方、超硬合金
は耐摩耗性や工具としての精度特性に優れる反面、脆い
性質を有し、たとえば剛性の低い工作機械に使用される
と折損する場合があった。

これらの改良として、高速度鋼の切刃部に硬質のＴｉＮ
をコーティングする構造、あるいは切刃部を超硬合金に
し、ろう付けする構造などが考えられてきた。

さらに、耐摩耗性および靭性の向上などを意図して、異
なる材質の超硬合金同士（Ｐ２ＯとＤ３０）をろう付け
した構造（実開昭５８〜１４３１１５号）あるいは冶金
学的に一体化接合した構造（実公昭６２−４６４８９号
）、さらに、ドリルの中心部と外周部との要求される特
性の違いに着目し、その中心部と外周部との超硬合金の
材質を異ならせた二重構造に成形したもの（特開昭６２
−２１８０１０号）、あるいはこの二重構造を射出成形
で形成する方法（特開昭６３−３８５０１号、３８５０
２号）などが考案されている。また、ドリルの耐凝着性
の向上のために、ドリルの材質をサーメットで構成した
構造（特開昭６２〜２９２３０７号）などがある。

ドリルの切刃部およびシャンク部は各々異なった負荷状
態で使用される。そのため、ドリルの各部に要求される
特性は異なる。たとえば、切刃部の刃先部では耐摩耗性
や耐凝着性などが要求され、シャンク部では工具として
の強度を保持するための靭性が要求される。また、切刃
部の刃先部についても、その中心部と外周部とでは切削
速度が大きく異なるため、要求される特性も異なる。

このようなドリルに備えられるべき特性に対する複雑な
要求に答えるため、その対策として切刃部にコーティン
グを施したものは、通常使用されるようにドリルの再研
削を実施すると、少なくとも前逃げ面側のコーティング
層が除去されてしまい、コーティングの効果の大半が失
われてしまうという欠点を有していた。また、切刃部に
超硬合金をろう付けする構造のものは、ろう付は自体が
本質的に熱的強度や機械的強度に劣る方法であり、難削
材の深孔加工には適用できないという欠点を有していた
。さらに、ドリルのシャンク部の靭性を向上させる目的
で、超硬合金の粗粒化や高結合相化を行なったものは、
逆に材料の強度を低下させたり、あるいは弾性限界の歪
を低下させ、被削材のぶれや切削機械の不安定な回転な
どにより、孔あけ加工中においてシャンク部が折損して
しまうという問題があった。

上記問題点を解決するものとして、近年では、切刃部と
シャンク部を別々に製作し、互いに分離可能に機械的に
接合することにより、それぞれに必要な特性を有する材
質の適用を可能にした、いわゆるスローアウェイ式ドリ
ルが考案されている。

従来のスローアウェイ式ドリルには、たとえば第７Ａ図
ないし第１７Ｃ図および第８図に示すものがある。その
うち、第７Ａ図ないし第７Ｃ図に示すものは、２枚刃の
スローアウェイ式ドリルである。このドリルでは、シャ
ンク部１２の先端の外周部にチップｌｌａが、内周部に
チップｌｌｂがそれぞれねじ止めによって固定されてい
る。また工枚刃のスローアウェイ式ドリルの典型的な例
として、第１１図に示すものがある。このドリルは、切
刃部２１がシャンク部２２に矢印で示すように嵌込まれ
、ビス２３によってねじ孔２４に固定される。クーラン
ト供給孔２５からは切刃部１１の刃先に直接クーラント
が供給される。また切刃部１１の刃先には切屑分断処理
用のチップブレーカ２６が形成されている。

その他の１枚刃のスローアウェイ式ドリルとしては、Ｊ
ＩＳ　　Ｂ０１７１．−１６０９に規定されたスペード
ドリルがある。このスペードドリルも、板状の切刃部を
シャンク部の先端にねじ止めにより固定する点では上記
の各スローアウェイ式ドリルと共通している。

［発明が解決しようとする課題］ 上記した従来のスローアウェイ式ドリルは、切刃部とシ
ャンク部が別部材からなることにより、シャンク部が一
体でかつ同一材質からなる一体形ドリルや、切刃部に超
硬合金をろう付けしたろう付はドリルの種々の問題点を
解消することができる。

しかしながら、これらのスローアウェイ式ドリルはいず
れも切刃部とシャンク部をねじ止めによって接合してい
るため、次のような問題点を生ずる。

■　ビス孔を大きくするとチップ強度が低下する。

■　ビス孔を小さくするためには、小さいビスを用いる
ことが必要であり、ビスの許容荷重が低下して切刃部と
シャンク部の締結力が低下してしまう。

■　また、小さいビスは組立の際の操作性が悪い。その
結果従来のスローアウェイ式ドリルでは直径２０ｍｍ以
下の小径のドリルの場合、孔あけ加工中に刃先部の強度
不足やシャンク部との接合力の不足により、刃先部およ
びシャンク部の破損が生じやすくなっていた。

上記従来のスローアウェイ式ドリルの問題点を解消する
ため本発明は、ねじ止めによらないで切刃部とシャンク
部とを締結することのできるスローアウェイ式ドリルの
切刃チップを提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するため本発明のスローアウェイ式ドリ
ルの切刃チップは、切削機械の所定位置に取付けるため
のシャンク部に分離可能に機械的に接合され、被削物を
切削するものである。本発明の切刃チップの特徴は、シ
ャンク部と相互に嵌合する被挟持部を有し、この被挟持
部にはスリットが形成され、嵌合時においてこのスリッ
トの対向面が相互に移動して弾性変形することにより生
じる弾性力で、シャンク部に接合固定されることである
。

［作用］ 本発明のスローアウェイ式ドリルの切刃チップによれば
、被挟持部にスリットを有しているため、シャンク部と
の接合を、両者の嵌合状態においてスリットの対向面が
相互に移動して弾性変形することによる弾性力を用いて
行なうことができる。

その結果ビスなどの締結部品を使用することなく、切刃
チップをシャンク部に対して圧入するのみで切刃チップ
がシャンク部に接合固定される。

［実施例］ 以下本発明の一実施例を図面を参照しながら説明する。

まず本発明の第１の実施例について、第１図ないし第３
Ｂ図に基づいて説明する。同実施例のスローアウェイ式
ドリルの切刃チップを適用したドリルは、第１図を参照
して、切刃チップからなる切刃部３１を図の矢印方向に
シャンク部３２に嵌め込むことによって、ビスなどを用
いることなく切刃部３１とシャンク部３２を接合させる
いわゆるセルフグリップ方式を採用している。本実施例
において切刃部３１とシャンク部３２が接合された状態
は、第２Ａ図および第２Ｂ図に示すとおりである。この
接合状態においては、切刃部３１の被挾持部３１ａの側
部がシャンク部３２の挾持部３３ａ、３３ｂの内側端面
と当接することによって生じる摩擦力により、切刃部３
１がシャンク部３２に固定される。本実施例における切
刃部３１とシャンク部３２の嵌合による接合の様子は、
第３Ａ図および第３Ｂ図を参照して次のように説明され
る。本実施例においては、第３Ａ図に示すように、切刃
部３１の被挾持部３１ａの側部は、角度θ１をなすテー
パ部３１ｂと、θ１とは逆向きの角度θ２をなすテーパ
部３１ｃからなる。またシャンク部３２の挾持部３３ａ
、３３ｂの内側端面は、本実施例では互いに平行である
。切刃部３１を３Ａ図の矢印方向に圧入するにつれて、
テーパ部３１ｂのくさび作用により、切刃部３１に形成
したスリット３４の対向する面同士が相対的に移動して
被挟持部３１ａが押し狭められ、さらに圧入すると第３
Ｂ図に示す状態、すなわち挾持部３３ａ、３３ｂの上端
面が切刃部３１の左右の下端面と当接した状態で固定さ
れる。この状態において、被挾持部の左右両側のテーパ
部３１Ｃは互いに平行となって、挾持部３３ａ、３３ｂ
の両側端面との接触面積が最大となるように、θ２を設
定しておく。このような構成により、本実施例において
は、スリット３４を有する被挟持部３１ａの弾性変形に
伴なう弾性力により、被挾持部３１ａが挟持部３３ａ、
３３ｂに挟圧され、摩擦力によって切刃部３１がシャン
ク部３２に接合固定される。本実施例によれば、切刃部
３１とシャンク部３２の接合状態において挾持部３３ａ
、３３ｂの上端面が切刃部３１に当接するため、上記各
実施例に比べて切刃部３１のシャンク部３２に対する位
置決めが確実になされることになる。

本実施例のＢ−Ｂ断面は第４図に示すようになっている
。本実施例においては切刃部３１の被挾持部３１ａの横
断面は平行四辺形になっており、また挾持部３３ａ、３
３ｂの内側端面も共に傾斜している。被挾持部３１ａの
側部の傾斜角（図に示すθ３）よりも挾持部３３ａ、３
３ｂの内側端面の傾斜角（図に示すθ４）の方が大きく
なっている。そのため第３Ｂ図に示す状態においては、
挾持部３３ａ、３３ｂの内側端面の一方の辺の近傍にお
いて被挾持部３１ａの側部とほぼ線接触をなして、第４
図に示す方向の力Ｆが作用する。この力Ｆは被挾持部３
１ａの端面をシャンク部３２の内壁面に押しつける方向
に作用するため、切刃部３１とシャンク部３２との接合
固定がより確実なものとなる。またドリルは第４図の矢
印Ｃ方向に回転するため、ドリルによる孔あけ加工中に
切刃部３１に作用するトルクも、同様に被挾持部３１ａ
の端面をシャンク部３２の内壁面に押しつける方向に働
くようになっている。

次に本発明の他の実施例を第５Ａ図ないし第５Ｃ図に示
す。本実施例においては、切刃部３１の被挟持部３１ａ
の表裏両端面に窪み部３１ｄが形成され、そのほぼ中央
に突起３５が設けられている。この突起３５は、切刃部
３１がシャンク部３２に接合された状態において、シャ
ンク部３２の内壁に設けた凹部３６と嵌合する。これに
より、切刃部３１がシャンク部３２内において接合状態
の位置で係止され、抜けが防止される。

また、上記各実施例のいずれの接合固定の場合において
も、治具を用いてシャンク部３２から容易に切刃部３１
を取外して切刃部の取替えを行なうことができる。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明のスローアウェイ式ドリルの切
刃チップによれば、シャンク部との接合を、切刃部であ
る切刃チップの被挟持部に形成したスリットの対向面が
相互に移動して弾性変形することにより生じる弾性力で
シャンク部に固定して行なうことができるため、ビス止
めなどの締結手段を別途必要とすることはない。したが
って、ビス止めなどにより切刃部をシャンク部に固定す
る従来の方式では実現しなかった、直径１０ｍｍ以下の
小径のスローアウェイ式ドリルの製作が可能になる。ま
た切刃部とシャンク部の接合工程において、ねじ締めな
どの作業を必要とせずに、単に圧入するだけでドリルを
組立てることができるため、作業性が向上する。

また、スリットを比較的形成の容易な切刃部に設けたこ
とにより、シャンク部にスリットを形成する必要がなく
なり、ドリルの生産性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の切刃チップを適用したスロ
ーアウェイ式ドリルの切刃部３１とシャンク部３２の接
合部近傍の様子を示す分解斜視図、第２Ａ図は同実施例
の正面図、第２Ｂ図は同右側面図である。 第３Ａ図は、同実施例において切刃部３１をシャンク部
に圧入を開始する時点の状態を示す第２Ａ図のＡ−Ａ断
面矢視図、第３Ｂ図は同実施例において切刃部３１がシ
ャンク部３２と接合固定された状態を示す同断面矢視図
である。 第４図は、第３Ｂ図のＢ−Ｂ断面矢視図である。 第５Ａ図は本発明の他の実施例を示す正面図、第５Ｂ図
は第５Ａ図のＤ−Ｄ断面矢視図、第５Ｃ図は同実施例の
斜視図である。 第６図は、従来の一般的なツイストドリルを示す構造図
である。 第７Ａ図は従来の２枚刃のスローアウェイ式ドリルの一
例を示す正面図、第７Ｂ図はその右側面図、第７Ｃ図は
そのチップ部を拡大して示す斜視図である。 第８図は、従来の１枚刃のスローアウェイ式ドリルの分
解斜視図である。 図において、３１は切刃部、３１　ａは被挾持部、。 ３２はシャンク部、３３ａ、３３ｂは挾持部、３４はス
リットである。 なお、各図において同一番号を付した部分は、同一また
は相当の要素を示す。 第１図 第２Ａ図 第２Ｂ図 、１３Ａ図 第３Ｂ図 第４図 第５Ａ図 渠ＳＣ図 第５Ｂ図 第６図 第７Ａ図 ＠’７Ｂ図 第７Ｇ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 切削機械の所定位置に取付けるためのシャンク部に分離
   可能に機械的に接合され、被削物を切削するスローアウ
   ェイ式ドリルの切刃であって、前記切刃部と前記シャン
   ク部と相互に嵌合する被挟持部を有し、前記被挟持部に
   はスリットが形成され、 嵌合時においてこのスリットの対向面が相互に移動して
   弾性変形することにより生じる弾性力で、前記シャンク
   部に接合固定されること を特徴とするスローアウェイ式ドリルの切刃チップ。