JPH04269108A - ドリル - Google Patents

ドリル

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JPH04269108A
JPH04269108A JP3325975A JP32597591A JPH04269108A JP H04269108 A JPH04269108 A JP H04269108A JP 3325975 A JP3325975 A JP 3325975A JP 32597591 A JP32597591 A JP 32597591A JP H04269108 A JPH04269108 A JP H04269108A
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JP
Japan
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insert
corner
cutting edge
drill
generally
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JP3325975A
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Inventor
Fred T Shallenberger
フレッド・ティー・シャレーバーガー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Metal Cutting Tools Corp
METAL CUTTING TOOLS Inc
Original Assignee
Metal Cutting Tools Corp
METAL CUTTING TOOLS Inc
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Filing date
Publication date
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B27/00—Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
    • B23B27/14—Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material
    • B23B27/141—Specially shaped plate-like cutting inserts, i.e. length greater or equal to width, width greater than or equal to thickness
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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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】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は概述すると、金属加工物
に孔を形成するドリルに関し、更に詳細にのべると、刃
先が摩耗した後容易に外し、交換できる刃インサートを
有するドリルに関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】一対
の割出し可能の刃インサートを備えたドリルが米国特許
第３，９６３，３６５号に開示されている。そのドリル
においては、一方のインサートは、孔の周壁からその切
断円弧が孔の半径の半分に等しい孔の中心に向かって内
方に金属を除去する外側インサートである。他方のイン
サートが孔の中心から、概ね等しい幅の切断円弧の周壁
に向かって外方に金属を除去する内側インサートである
。
【０００３】上述の米国特許に開示のタイプのドリルは
高業的に顕著な成巧を収めたが、そのようなドリルの軸
線方向の送速度は孔の全周を切削するにはドリルを完全
回転を要するという事実のために比較的遅い。
【０００４】米国特許第４，３７３，８３９号は米国特
許第３，９６３，３６５号のドリルの約２倍の速度で軸
線方向に送り可能のドリルを開示している。これは、米
国特許第４，３７３，８３９号刃がドリルの半回転毎の
間に孔の全周を切削するように位置されているためであ
る。孔の中心において２個の刃の間で小径の芯が残され
るが、この芯はドリルの進入深さが増すにつれて捩り落
される。
【０００５】米国特許第４，３７３，８３９号の特許に
開示のドリルのある実施例では、所定の刃先が摩耗する
と、交互に使用しうる多数の刃先を有する割出し可能の
刃インサートを使用している。本出願人の知るところで
は、割出し可能の刃インサートを備えたこのタイプのド
リルは市販されたことがない。前記各特許に開示のタイ
プのインサートはそれらの側部に沿って相互に近接して
位置されることによりインサート間のドリル本体の部分
は高速穿孔作業中にインサートを介して本体に加えられ
る激しい切削力に耐える程十分強力に作ることができな
い。
【０００６】本発明の主要な目的は、ネギシ他の特許の
開示のものと全体的に同じタイプであるが、刃インサー
トを交換しうるという利点を有し、しかもドリルが激し
い切削力に耐えるようにしうる独特の形状をした刃イン
サートを有している新規で改良されたドリルを提供する
ことである。
【０００７】本発明のさらに詳しい目的は、ドリル本体
の強力な部分をインサートの側部の間に残しながら、イ
ンサートの角を相互に近接して位置させることのできる
独特の湾曲した刃先と鋭く傾斜した側部とを備えた三角
形のインサートを有するドリルを提供することにより前
述の目的を達成することである。
【０００８】本発明はまた、それぞれ凸形に曲げた角位
置を形成した交互に使用可能の刃先を有する新規な三角
形インサートを提供することである。
【０００９】かかる目的を達成するために、本発明は、
所定の軸線を有する細長く、全体的に円筒形の本体を含
み、前記本体が外周を備えた先端部分と、前記軸線の全
体的に直径方向に反対の側で前記本体の先端部分に形成
された第１と第２のポケットと、前記第１と第２のポケ
ット内に着座し、前記本体に取外し可能に固定された第
１と第２の刃インサートとを有するドリルにおいて、前
記インサートの各々が全体的に三角形で、三辺が概ね均
等長さを有し、各インサートが前記の辺によって囲まれ
た概ね平坦で平行の面を有し、各インサートの各辺と隣
接する辺との接合部には角が設けられ、前記ポケットの
各々が全体的にＶ字形であり、各インサートの二辺を保
持し、各インサートの第３の辺が前記外周の外方に位置
した第１の角から前記軸心の手前に位置した第２の辺ま
で先端に隣接した前記本体の横方向に延びた刃先を有し
、各刃先が前記第１の角から前記第２の角に向かって進
むときは真直ぐであるが、前記第２の角に近づくにつれ
てインサートの第１の面の平面から第２の面の平面に向
かって凸形に湾曲していることを特徴とするドリルであ
る。
【００１０】
【実施例】本発明の目的に対して図に示すように、本発
明は鉄，鋼あるいはその他の金属の加工物に円筒形の孔
１１（図２と図８）を形成するドリル１０において実施
される。ドリルは高炭素鋼から作られ、先端１４と反対
側の胴端１５とを有する細長く全体的に円筒形の本体か
らなる。本体の胴端はドリルをそれ自体の軸線Ａ（図３
）の周りで回転させるために動力回転のホルダ（図示せ
ず）に緊締するようにされており、その回転は図１のａ
および図３から見て反時計方向である。ドリルは回転的
に固定し、加工物をドリルの軸線の周りに回転させうる
ことが認められる。
【００１１】２個の全体的に直径方向の離隔されたフル
ート１６と１７とが本体部に形成され、この特定例にお
いては先端１４から胴端１５に向かって本体の周りでら
せん状に延び金属チップが孔１１から逃げるようにする
。各フルートは半径方向の断面が全体的にＶ字形であっ
て、一対の壁１８，１９によって画成されている。各フ
ルートの壁１８は全体的に回転方向に向き、一方壁１９
は全体的に回転方向とは反対側に向いている。
【００１２】全体的に直線方向に離隔したポケット２０
と２１（図１のｂと図３）とがそれぞれフルート１６，
１７の先端部分に隣接して本体部１３に形成されており
、各ポケットは各フルートの壁１８近くに形成されてい
る。交換可能の刃インサート３０と３１とはそれぞれポ
ケット２０，２１に着座し、ドリル１０がその軸線Ａの
周りで反時計方向に回転すると加工物１２に孔１１を切
削するように作用する。
【００１３】本発明によれば、刃インサート３０，３１
の各々は全体的に三角形で、特殊な形状の角が形成され
ている。追って明らかとなるように、三角形のインサー
トを用いることによりドリル１０の半回転毎の間に孔１
１の全周を切削でき、一方ドリル本体１３の先端部分を
インサートに加えられる激しい切削力に耐えるに十分強
力にすることができる。
【００１４】詳しくは、インサート３０，３１の各々は
炭化タングステンあるいはその他の適当な切削材のブロ
ックから作られ、かつ数社のインサートメーカから市販
されているタイプの従来の三角形のインサートを修正す
ることにより形成することができる。単なる例であるが
、修正前の各インサートはＴＮＭＧ−４３２タイプのイ
ンサートでよい。
【００１５】インサートを図４から図７までに詳細に示
すが、インサート３１はインサート３０と同一であるこ
とが理解される。図示のように、インサート３０は全体
的に等辺三角形であって、概ね均等な長さの三個の辺即
ち縁面３３，３４，３５を含み、３個の角３６，３７，
３８において相互に接続されている。３個の縁面は２個
の反対方向に向き、全体的に平坦な面４０，４１の間を
延びている。修正前の元のインサートにおいては、３個
の縁面全ては各縁面の全長にわたって前記面に対して垂
直方向に延び、従って、元のインサート自体は当該技術
分野において、「負の」インサートと称せられるタイプ
のものである。各インサートの各面４０，４１には従来
のチップブレーキング溝４２（図４と図６）が形成され
、これは三角形で前面の周囲の丁度内方に位置している
。
【００１６】各インサート３０，３１が図３に示すよう
に各ポケット２０，２１に適正に着座すると、インサー
トの面４０は回転方向に向き、刃先を形成する。刃先４
５は面４０と縁面３４との接合部に形成され、刃先は角
３６から角３７に向かって進むにつれて、符号４６で示
すようにその長さの殆んどにわたって真直である。角３
７に近づくにつれて、刃先４５は凸形に曲がり始め、面
４０の平面から面４１の平面に向かって、刃先が角の周
りを進行するにつれて凸形に湾曲する。刃先４５の湾曲
部分４７は、軸線Ａを通って延び、刃先の真直部分４６
と平行の線上に正確に、あるいは極僅かに手前で終る。 湾曲した刃先部分４７の内側の湾曲終り部分４８から、
インサートの内縁面３５は図５において４９で示すよう
に外方にくぼみ切削の間に空隙を提供する。前記終り点
４８の先では何ら切削は行われない。
【００１７】各刃先４５に湾曲部分４７を形成するには
面４０の一部とインサート３０，３１の角３７に隣接し
た縁面３５とを適当に研磨することにより行われる。そ
の結果、面４０の角部３７と縁面３５とは図４において
５０で示すように凸形に湾曲する。
【００１８】インサート３０および３１のポケット２０
および２１はそれぞれ平坦なプラットフォーム５５（図
１のｂ）を含み、該プラットフォームに対してインサー
トの面４１が着座する。２個の側壁５６，５７は各プラ
ットフォームから突出し、ポケットに全体的にＶ字形を
形成するように相互に対して角度がつけてある。各イン
サートがそれぞれのポケットに位置すると、縁面３３と
３５とはそれぞれ側壁５６，５７に対して着座し、この
ためインサートの角３８ドリル本体３０の胴端１５に向
かっている。
【００１９】孔５９（図４）が各インサート３０，３１
を貫通して形成されインサートの面４０，４１に対して
垂直に、該面の間を延びる。インサートをポケット２０
，２１に固定するために、ねじあるいはロックピン６０
（図２と図３）が各孔５９を貫通して延び、プラットフ
ォーム５５のタップ孔６１（図１のｂ）へねじ込まれる
。ねじが締められると、インサートの面４１をプラット
フォーム５５に対して緊締し、かつ同時に、インサート
の角３８をポケット２０，２１の角へ引き寄せ、インサ
ートの縁面３３，３５をポケットの側壁５６，５７に対
してぴったりと着座させる。
【００２０】各ポケット２０，２１のプラットフォーム
５５は軸線Ａに対して傾斜しており、各インサート３０
，３１の刃先４５を負の軸線方向のレーキ角をおいて配
置させる。即ちインサートの先導刃面４０が刃先４５よ
り前方に位置していることを意味する。その結果、各イ
ンサートの縁面３４はクリアランス面を画成し、穿孔中
孔１１の底部に対してこすれないような先端とされてい
る。この特定の例において、負の軸線方向レーキ角は約
１０度である。
【００２１】また、各インサート３０，３１はその刃先
４５が負の半径方向レーキに位置するように位置されて
いる。即ち、各刃先は、該刃先と平行の最も近接した半
径方向の線の前方に位置し、従って刃先の後ろのインサ
ートの角３６が孔１１の垂直壁から離れ、該壁に対して
こすれるのを阻止する。ここでは各刃先は前述の半径方
向の線の前方約３．５５ミリ（０．１４０インチ）のと
ころに位置している。各インサート３０，３１の刃先４
５も約８度のリード各Ｃ（図２）で傾斜している。リー
ド角のある結果、刃先４５は孔１１の周壁に向かって外
方へ進行するにつれて本体３０の胴端１５に向かって傾
斜している。このため孔の中央部分は周囲部分の切削の
前に若干切削され、ドリル１０を加工物１２へ侵入しや
すくする。前述の配置によりドリル１０が回転すると各
インサート３０，３１の刃先４５を図８から明らかなよ
うに孔１１の半径の概ね全体にわたって切削する。各刃
先はドリルの半回転毎の間孔の周囲の半分を網羅し、こ
のように２個の刃先が協働して半回転毎に孔の全周を切
削する。このためドリルの軸線方向送りを速くさせる。
【００２２】刃先４５の湾曲部分４７のために、孔の中
心に極めて近いところで切削が行われる。インサート３
０，３１間の干渉を避けるために、２個のインサートの
角３７を相互に離隔する必要があり、そのためインサー
トの間で孔１１の底に全体的に円筒形の芯７０が残され
る。
【００２３】三角形インサート３０，３１の意義は図８
から最も明らかである。インサートは、角３７が相互に
極めて近接（即ち０．５から１ミリの間の間隔）して離
隔され、このように芯７０の直径は極めて小さい。従っ
て、芯は角に隣接した縁面３５により容易につまみ落す
か、あるいは本体が軸線方向に進行するにつれてドリル
本体１３の先端１４で簡単に破断することができる。イ
ンサートが三角形であるため、２個のインサートの縁面
３５は、該縁面がドリルの先端１４から胴端に向かって
進むにつれて約４４度の広い角度Ｘで相互から急速に分
出する。縁面３５の広い開度のため、ドリル本体１３に
対して縁面の間で著しい空間ができる。従って、縁面３
５の間の本体部分は角３７に近接した点まで比較的厚く
、かつ頑丈にすることができ、本体に対して強度を付与
する。三角形インサートの縁面３５の間の本体の厚さが
比較大きいにもかかわらず、縁面が本体の先端１４に向
かって輻合しているという事実のため、角３７を相互に
対して近接して位置させることができ、極めて小さい径
の簡単に破断しうる芯７０がインサートの間に残るよう
にする。
【００２４】各インサート３０，３１には、面４１の接
合部に沿って縁面３３を形成した交互に使用可能の刃先
４５′を形成することが好ましい。刃先４５′はその位
置以外は刃先４５と同一であって、刃先４５の真直部分
４６と湾曲部分４７とに類似の真直部分と湾曲部分とを
含む。刃先４５′の真直部分は角３６において始まり、
角３８に位置した湾曲部分まで延びている。刃先４５′
の湾曲部分はインサートの面４１に凸形に湾曲した部分
５０′（図７）を形成することにより画成される。
【００２５】各インサート３０，３１の刃先４５が摩耗
した後、インサートをポケット２０，２１から外すこと
ができる。インサートを反転し、かつ割り出すことによ
り、刃先４５′を実際の切削位置に持ってくればよい。 従って、各インサートは２個の交互に使用可能の刃先を
含み、従って、インサートは双方の刃先が摩耗するまで
捨てる必要はない。
【００２６】
【発明の効果】前述の説明から、本発明はドリルの半回
転毎に孔１１の全周を事実上直径一杯に切削するマルチ
刃先の割出し可能インサート３０，３１を備えた新規か
つ改良ドリル１０を当該技術分野にもたらすことが明ら
かである。その結果、ドリルは軸線方向に高速で送るこ
とができる。インサートは三角形であるため、インサー
トの隣接した角３７を相互に対して極めて隣接して位置
させることができ、しかもドリル本体１３の厚い部分を
角３７の近傍でインサートの間に位置させドリル本体に
強度を付与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ａは本発明の独自の特徴を組み入れた新規かつ
改良されたドリルの斜視図。ｂは図１のａに示すドリル
の先端部分の拡大部分斜視図であるがインサートの１個
を外したドリルを示す図。
【図２】図１に示すドリルの拡大部分側面図で加工物に
孔を形成しているドリルを示す図。
【図３】ドリルの拡大端面図。
【図４】三角形のインサートの中の１個の斜視図。
【図５】インサートの上面図。
【図６】インサートの正面図。
【図７】図６の右方から視たインサートの縁部の図。
【図８】孔を穿孔しているインサートを示す拡大概略図
。
【符号の説明】
１０　　　　　　　　　　　　　　ドリル１３　　　　
　　　　　　　　　　ドリル本体１４　　　　　　　　
　　　　　　先端１５　　　　　　　　　　　　　　胴
端１６，１７　　　　　　　　フルート １８，１９　　　　　　　　フルートの壁２０，２１　
　　　　　　　ポケット ３０，３１　　　　　　　　刃インサート３３，３４，
３５　　縁面 ３６，３７，３８　　面 ４５，４５′　　　　　　刃先 ４７　　　　　　　　　　　　　　湾曲面５５　　　　
　　　　　　　　　　プラットフォーム５６，５７　　
　　　　　　側壁

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　所定の軸線を有する細長く、全体的に
    円筒形の本体を含み、前記本体が外周を備えた先端部分
    と、前記軸線の全体的に直径方向に反対の側で前記本体
    の先端部分に形成された第１と第２のポケットと、前記
    第１と第２のポケット内に着座し、前記本体に取外し可
    能に固定された第１と第２の刃インサートとを有するド
    リルにおいて、前記インサートの各々が全体的に三角形
    で、三辺が概ね均等長さを有し、各インサートが前記の
    辺によって囲まれた概ね平坦で平行の面を有し、各イン
    サートの各辺と隣接する辺との接合部には角が設けられ
    、前記ポケットの各々が全体的にＶ字形であり、各イン
    サートの二辺を保持し、各インサートの第３の辺が前記
    外周の外方に位置した第１の角から前記軸心の手前に位
    置した第２の辺まで先端に隣接した前記本体の横方向に
    延びた刃先を有し、各刃先が前記第１の角から前記第２
    の角に向かって進むときは真直ぐであるが、前記第２の
    角に近づくにつれてインサートの第１の面の平面から第
    ２の面の平面に向かって凸形に湾曲していることを特徴
    とするドリル。
  2. 【請求項２】　　各インサートの刃先の湾曲部分が前記
    第２の面の平面の手前で終ることを特徴とする請求項１
    に記載のドリル。
  3. 【請求項３】　　各インサートの刃先の湾曲部分が前記
    軸線を通して延び、刃先の真直部分に対して平行に延び
    る直線上、あるいはその丁度手前で終ることを特徴とす
    る請求項２に記載のドリル。
  4. 【請求項４】　　各刃先が前記第３の辺と前記第１の面
    との接合点に形成され、概ね同一の形状の刃先が前記辺
    の中の別の辺と前記第２の面との接合部において形成さ
    れていることを特徴とする請求項１に記載のドリル。
  5. 【請求項５】　　前記本体の全体的に直径方向で反対の
    側において前記本体に形成され、前記先端部分から前記
    胴端部分まで延びる第１と第２のフルートを含み、前記
    フルートの各々の半径方向断面が全体的にＶ字形であっ
    て、各フルートが一対の壁によって画成され、前記第１
    のポケットが前記第１のフルートの一方の壁に隣接して
    形成され、前記第２のポケットが前記第２のフルートの
    対応する壁に隣接して形成され、前記ポケットの各々が
    前記本体の回転方向に向いたプラットホームと前記プラ
    ットフォームから延びる一対の辺とによって画成され、
    各ポケットのＶ字形の頂点は本体の胴端部分に向いてお
    り、各インサートの一方の面が各ポケットのプラットフ
    ォームに対して着座し、各インサートの反対側の面が前
    記本体の回転方向に向き、切削面を画成し、各インサー
    トの切削面が全体的に平坦であるが、前記第２の角に隣
    接して前記プラットフォームに向かって凸形に湾曲し前
    記刃先を凸形に湾曲させることを特徴とする請求項１に
    記載のドリル。
  6. 【請求項６】　　各インサートが第３の角を含み、前記
    第１の角から第３の角まで延び、前記一方の面と前記イ
    ンサートの辺の中の一辺との接合部分に沿って画成され
    た交互に使用可能の刃先があり、前記の交互に使用可能
    の刃先は前記第１の角から延びる真直部分と前記第３の
    角に隣接した凸形に湾曲した部分とを有することを特徴
    とする請求項５に記載のドリル。
  7. 【請求項７】　　所定の軸線を有し、前記軸線の周りで
    所定方向に回転可能の細長く全体的に円筒形の本体を含
    み、前記本体は外周を備えた先端部分と反対側の胴端部
    分と、全体的に直径方向に反対の側において前記本体に
    形成され、前記先端部から前記胴端部分に向かって延び
    、半径方向断面が全体的にＶ字形であって、一対の壁に
    よって画成された第１と第２のフルートと、前記軸線の
    全体的に直径方向の反対の側において前記本体の先端部
    分において形成された第１と第２のポケットであって、
    第１のポケットが前記第１のフルートの一方の壁に隣接
    して形成され、前記第２のポケットが前記第２のフルー
    トの対応する壁に隣接して形成され、前記ポケットの各
    々が全体的にＶ字形であり、各々前記本体の回転方向に
    向いたプラットフォームによって、かつ前記プラットフ
    ォームから延びた一対の辺によって画成され、各ポケッ
    トのＶ字形の頂点が前記本体の胴端部分に向いている第
    １と第２のポケットと、前記第１と第２のポケット内で
    それぞれ着座し、取外し可能に前記本体に固定された第
    １と第２の刃インサートとを有し、前記インサートの各
    々が全体的に三角形であって、一方の面が各ポケットの
    プラットフォームに対して着座し、反対側の面が前記本
    体の回転方向に面し、刃先を画成し、前記インサートの
    各々の３個の縁面が概ね均等の長さで、前記面の間を延
    びており、各インサートの縁面と各々の隣接縁面との接
    合部には角があり、各インサートの縁面の中の２個は各
    ポケットの辺に対して着座し、各インサートの第３の縁
    面は前記本体の先端に隣接して前記本体を横方向に延び
    、刃先が各インサートの第３の縁面と切削面との接合部
    に沿って画成され、各刃先は前記外周の外方に位置した
    インサートの第１の角から前記軸線の手前に位置した第
    ２の角に向かって本体を横方向に延び、各刃先は前記第
    １の角から第２の角に向かって延びる直線部分と、前記
    直線部分から延び、第２の角の周りで各プラットフォー
    ムに向かって凸形に湾曲した湾曲部分とを有しているこ
    とを特徴とするドリル。
  8. 【請求項８】　　各インサートの切削面が全体的に平坦
    であるが、前記第２の角に隣接して前記プラットフォー
    ムに向かって凸形に湾曲し前記刃先の湾曲部分を形成す
    ることを特徴とする請求項６に記載のドリル。
  9. 【請求項９】　　各インサートが第３の角を含み、前記
    第１の角から第３の角まで延び、前記一方の面と前記縁
    面の１個との接合部に沿って画成された交互に使用可能
    の刃先があり、前記の交互に使用可能の刃先は前記第１
    の角から延びた真直部分と前記第３の角に隣接して凸形
    に湾曲した部分とを有することを特徴とする請求項６に
    記載のドリル。
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