JPH0732969B2 - 切削インサートを有するねじりドリル及びその製作方法 - Google Patents
切削インサートを有するねじりドリル及びその製作方法Info
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- JPH0732969B2 JPH0732969B2 JP63151071A JP15107188A JPH0732969B2 JP H0732969 B2 JPH0732969 B2 JP H0732969B2 JP 63151071 A JP63151071 A JP 63151071A JP 15107188 A JP15107188 A JP 15107188A JP H0732969 B2 JPH0732969 B2 JP H0732969B2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- B23B51/00—Tools for drilling machines
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はドリル内のシート中に接着する切削インサート
及び該切削インサートを有するねじりドリル及びその製
作方法に関する。
及び該切削インサートを有するねじりドリル及びその製
作方法に関する。
（従来の技術） ねじりドリルの寿命は、非常に硬質もしくは研磨材料に
より成る切削インサートを備えている場合には延長する
ことが可能である。ドリルの切削端内にスロットを設け
て、その内部にろう付けにより切削インサートを配置し
接着する方法が知られている。かかる切削インサートの
切り刃もしくは切削面は、ダイヤモンド微粒子研摩材に
より作ることができる。
より成る切削インサートを備えている場合には延長する
ことが可能である。ドリルの切削端内にスロットを設け
て、その内部にろう付けにより切削インサートを配置し
接着する方法が知られている。かかる切削インサートの
切り刃もしくは切削面は、ダイヤモンド微粒子研摩材に
より作ることができる。
（発明が解決しようとする課題） この種の切削インサートは非常に硬質なため、切削イン
サートを所定位置にろう付けした後に、ねじりドリルの
溝を作り直すことはすこぶる困難であることが普通であ
る。切削インサートをねじりドリルに固定した後に、所
望の切り刃と溝との形を得るために必要とされる切削量
を最小限にすることが望ましい。
サートを所定位置にろう付けした後に、ねじりドリルの
溝を作り直すことはすこぶる困難であることが普通であ
る。切削インサートをねじりドリルに固定した後に、所
望の切り刃と溝との形を得るために必要とされる切削量
を最小限にすることが望ましい。
（課題を解決するための手段） 本発明によれば、切削インサートを有するねじりドリル
を作る方法で、次の諸段階より成るものが提供される。
すなわち、プリズム形で接合したカーバイド裏打ち層に
接着した微粒子研摩材層から成る切削切刃で、その第一
の面に微粒子研摩材層により成形した切刃と、またその
第２の面にほぼ全体を接合したカーバイト裏打ち層によ
り形成した座面を有し、上記第１と第２の面が互いに所
定の第１の角度を形成するようにし、そのフランク内に
シートを有するねじりドリルを備え、上記シートが切削
インサートの座面を受取るようにした支持面を形成し、
同支持面がドリルの目に対して所定の第２の角度で傾斜
するようにし、更に切削インサートをシート内に装着す
ることによって、切削インサートの切刃がドリルの大き
な切刃を形成し、切削インサートの第１の面がドリルの
面と符合するようにする。
を作る方法で、次の諸段階より成るものが提供される。
すなわち、プリズム形で接合したカーバイド裏打ち層に
接着した微粒子研摩材層から成る切削切刃で、その第一
の面に微粒子研摩材層により成形した切刃と、またその
第２の面にほぼ全体を接合したカーバイト裏打ち層によ
り形成した座面を有し、上記第１と第２の面が互いに所
定の第１の角度を形成するようにし、そのフランク内に
シートを有するねじりドリルを備え、上記シートが切削
インサートの座面を受取るようにした支持面を形成し、
同支持面がドリルの目に対して所定の第２の角度で傾斜
するようにし、更に切削インサートをシート内に装着す
ることによって、切削インサートの切刃がドリルの大き
な切刃を形成し、切削インサートの第１の面がドリルの
面と符合するようにする。
切削インサートは、大きな複合微粒子研摩材本体から長
尺のストリップを切削し、同ストリップを複数の切削イ
ンサートに切断することにより得るようにすることが望
ましい。
尺のストリップを切削し、同ストリップを複数の切削イ
ンサートに切断することにより得るようにすることが望
ましい。
複合微粒子研摩材本体は、接合カーバイド裏打ち層に接
着した微粒子研摩材層を備え、本体が少なくとも一つの
平坦面を有し、ストリップが上記平坦面に対する垂直な
仮想面に対して、所定角度で傾斜した平行面に沿って切
断されるようにする。
着した微粒子研摩材層を備え、本体が少なくとも一つの
平坦面を有し、ストリップが上記平坦面に対する垂直な
仮想面に対して、所定角度で傾斜した平行面に沿って切
断されるようにする。
一特殊例では、ストリップから切削された切削インサー
トは矩形の座面を有している（図７）。
トは矩形の座面を有している（図７）。
別の例では、ストリップから切断された切削インサート
は三角形の座面を有している（図11）。
は三角形の座面を有している（図11）。
本明細書では、ねじりドリルに対して比較的狭い意味を
有する一連の用語を使用している。これらの用語は添付
図面の第１図ないし第４図に関して以下に定義する。
有する一連の用語を使用している。これらの用語は添付
図面の第１図ないし第４図に関して以下に定義する。
第１図 軸（1.1）：ドリルの長手方向中心線。
シャンク（1.2）：ドリルが保持され駆動される部分。
本体（1.3）：シャンクからチゼルエッジ2.8へ伸びるド
リル部分。
リル部分。
溝（1.4）：フランク2.5との交叉点において大きな切刃
2.7を与えるドリル本体の溝で切粉を除去し、切削液が
大きな切刃に達することを可能にする。
2.7を与えるドリル本体の溝で切粉を除去し、切削液が
大きな切刃に達することを可能にする。
第２図 ランド（2.1）：ドリルの円筒形もしくは円錐形前面。
ランドの前エッジ（小さな切刃）（2.2）：ランド2.1と
溝1.4との交差により形成されるエッジ。
溝1.4との交差により形成されるエッジ。
本体クリアランス（2.3）：径方向隙間を与えるために
小径となった溝付きランドの部分。
小径となった溝付きランドの部分。
先端（切削部分）（2.4）：切粉生成要素より成るドリ
ルの作業部分。それ故、大きな切刃（リップ）2.7、チ
ゼルエッジ2.8、面2.6及びフランク2.5は先端すなわち
切削部分の要素である。
ルの作業部分。それ故、大きな切刃（リップ）2.7、チ
ゼルエッジ2.8、面2.6及びフランク2.5は先端すなわち
切削部分の要素である。
フランク（大きなフランク）（2.5）：大きな切刃2.7、
溝つきランド2.1、溝1.4及びチゼルエッジ2.8により仕
切られたドリル先端上の面。
溝つきランド2.1、溝1.4及びチゼルエッジ2.8により仕
切られたドリル先端上の面。
面（2.6）：大きな切刃2.7に隣接し、その上部に工作物
から切削されたときに切粉が衝突する溝の面部分。
から切削されたときに切粉が衝突する溝の面部分。
大きな切刃（リップ）（2.7）：フランク2.5と面2.6と
の交差により形成されるエッジ。
の交差により形成されるエッジ。
チゼルエッジ（2.8）：フランク2.5の交叉により形成さ
れるエッジ。
れるエッジ。
外側隅（2.9）：大きな切刃2.7とランド2.1の前エッジ
との交叉により形成される隅。
との交叉により形成される隅。
ドリル径（2.10）：先端2.4に直かに接して測定したド
リルの外隅2.9におけるランド2.1の幅の測定値。
リルの外隅2.9におけるランド2.1の幅の測定値。
第３図 ねじれ角（3.1）：螺旋前エッジ2.2に対する接線と、問
題の軸1.1と先端2.4とを含む仮想面と、の間の鋭角。こ
の角度はエッジ上の先端の半径に対して垂直な平面内に
ある。
題の軸1.1と先端2.4とを含む仮想面と、の間の鋭角。こ
の角度はエッジ上の先端の半径に対して垂直な平面内に
ある。
先端角3.2:ドリル軸1.1と、ドリル軸を通り大きな切刃
2.7に対して平行な面内の大きな切刃2.7の突起と、によ
り形成される角度の２倍。
2.7に対して平行な面内の大きな切刃2.7の突起と、によ
り形成される角度の２倍。
第４図 横すくい角（4.1）：選択点4.3における半径に対して垂
直な面で測定した角度で、面2.6と、切刃2.7及びドリル
軸の上の選択点4.3を通る平面と、の間の角度（選択点
4.3が外側隅であるばあいにはこの角度は螺旋角と等し
い。）。
直な面で測定した角度で、面2.6と、切刃2.7及びドリル
軸の上の選択点4.3を通る平面と、の間の角度（選択点
4.3が外側隅であるばあいにはこの角度は螺旋角と等し
い。）。
垂直すくい角（4.2）：面2.6と、切刃2.7及びドリル軸
の上の選択点4.3を通る平面と、の間の角度。切刃に垂
直な平面で測定したもの。
の上の選択点4.3を通る平面と、の間の角度。切刃に垂
直な平面で測定したもの。
（実施例及び発明の効果） 第５図はシンダイト（SYNDITE）PCDの如き複合ダイヤモ
ンド微粒子研摩材で、ディスク形をしPCD層10と一体の
タングステンカーバイド支持層12を備えたものを示す。
層10は、ほぼ0.5〜0.7mm厚であるが、層12は数ミリ厚で
ある。微粒子研摩材は平行な面内に位置する平坦面を有
する。ディスクの上面に対する垂直な仮想面に対して、
38度の角度で傾斜した平行面に沿って、ディスクから長
尺のストリップ14が切断される。その結果として得られ
るストリップ14は、平坦な長尺の上面を有するPCD層16
と、PCD層16より相当厚い一体形のタングステンカーバ
イド裏打ち層18と、を有する。
ンド微粒子研摩材で、ディスク形をしPCD層10と一体の
タングステンカーバイド支持層12を備えたものを示す。
層10は、ほぼ0.5〜0.7mm厚であるが、層12は数ミリ厚で
ある。微粒子研摩材は平行な面内に位置する平坦面を有
する。ディスクの上面に対する垂直な仮想面に対して、
38度の角度で傾斜した平行面に沿って、ディスクから長
尺のストリップ14が切断される。その結果として得られ
るストリップ14は、平坦な長尺の上面を有するPCD層16
と、PCD層16より相当厚い一体形のタングステンカーバ
イド裏打ち層18と、を有する。
ストリップ14は、第６図の点線に沿って切削され、一連
のプリズム状の切削インサートを作り出すが、その一つ
を第７図に示してある。上記切削インサートは、PCD材
料の切削面20を形成する第１の面と、主としてタングス
テンカーバイドの矩形座面22を形成する第２の面と、を
備えている。上記第１と第２の面は、この場合、互いに
142度（すなわち180度対38度）に傾斜している。切削面
20の一つのエッジ21は、最終的に完成ドリルの大きな切
刃28を形成することになろう。
のプリズム状の切削インサートを作り出すが、その一つ
を第７図に示してある。上記切削インサートは、PCD材
料の切削面20を形成する第１の面と、主としてタングス
テンカーバイドの矩形座面22を形成する第２の面と、を
備えている。上記第１と第２の面は、この場合、互いに
142度（すなわち180度対38度）に傾斜している。切削面
20の一つのエッジ21は、最終的に完成ドリルの大きな切
刃28を形成することになろう。
さて第８図について述べると、標準的なねじりドリル24
は、一対の面26とドリル軸に対して対称な一対の大きな
切刃（リップ）28と、を有する。各々の大きな切刃28に
隣接して平行に均一な幅の径方向に伸びるスロット30が
切削され、全体として矩形の支持面32を形成する。スロ
ット30の一方側は、ドリルの大きな切刃28と符合してい
る。支持面32は、大きな切刃28と面26とにより形成され
た仮想面（図示せず）の垂線に対して10度の角度で傾斜
している。
は、一対の面26とドリル軸に対して対称な一対の大きな
切刃（リップ）28と、を有する。各々の大きな切刃28に
隣接して平行に均一な幅の径方向に伸びるスロット30が
切削され、全体として矩形の支持面32を形成する。スロ
ット30の一方側は、ドリルの大きな切刃28と符合してい
る。支持面32は、大きな切刃28と面26とにより形成され
た仮想面（図示せず）の垂線に対して10度の角度で傾斜
している。
ストリップ14を切削する角度は、切削インサートがねじ
りドリル先端内に設けられたシート内にろう付けされる
場合に、フランクの各々の上の２つの切削インサートが
ドリル軸で会合し、ドリルのチゼルエッジを形成するよ
うに決定される角度であり、好ましくは図５及び図９に
示されるように38度でである。
りドリル先端内に設けられたシート内にろう付けされる
場合に、フランクの各々の上の２つの切削インサートが
ドリル軸で会合し、ドリルのチゼルエッジを形成するよ
うに決定される角度であり、好ましくは図５及び図９に
示されるように38度でである。
スロット30と、第７図に示した切削インサートとは、補
完的な形をとることによって、切削インサートがスロッ
ト内にはめ込まれ且つ所定位置にろう付けされたとき、
その切削面20がドリル面26と同一高さになり、エッジ21
が完成ドリルの大きな切刃28を形成するようになってい
る。図解例のばあい、ドリルのらせん角は28度で、それ
と関連する横すくい角と垂直すくい角（切刃に沿って点
ごとに変化する）とは同様な大きさになっている。支持
面32をドリルの面26に対して傾斜させ、上記の如くその
座面22に対して傾斜した切削面20を有する切削インサー
トを設けることによって、完成したドリルの切削面20は
面26と整合し接面し、表面の形状が維持される。
完的な形をとることによって、切削インサートがスロッ
ト内にはめ込まれ且つ所定位置にろう付けされたとき、
その切削面20がドリル面26と同一高さになり、エッジ21
が完成ドリルの大きな切刃28を形成するようになってい
る。図解例のばあい、ドリルのらせん角は28度で、それ
と関連する横すくい角と垂直すくい角（切刃に沿って点
ごとに変化する）とは同様な大きさになっている。支持
面32をドリルの面26に対して傾斜させ、上記の如くその
座面22に対して傾斜した切削面20を有する切削インサー
トを設けることによって、完成したドリルの切削面20は
面26と整合し接面し、表面の形状が維持される。
第９〜12図の実施例は上記のものと似ているが、第11図
に示す切削インサートが三角形に切削される点が大きく
異なっている。ねじりドリル124の大きな切刃128に隣接
したスロット130（第12図）は、補完的な三角形座面122
を形成するが、同面122は、更に大きな切刃128と面126
により形成されている仮想面（図示せず）に対する垂直
な面に対して10度の角度で傾斜している。
に示す切削インサートが三角形に切削される点が大きく
異なっている。ねじりドリル124の大きな切刃128に隣接
したスロット130（第12図）は、補完的な三角形座面122
を形成するが、同面122は、更に大きな切刃128と面126
により形成されている仮想面（図示せず）に対する垂直
な面に対して10度の角度で傾斜している。
上記両例とも、使用中切削インサートに加えられた力
は、切削面20及び120に対する圧縮力と座面22及び122に
対するせん断力とである。切削インサートの多結晶ダイ
ヤモンド（PCD）層が圧縮応力に対して非常に抵抗力を
有し、一方、座面22及び122と支持面32及び132間のろう
付け界面が引張応力よりもせん断応力に対してより抗力
を有するので、前記圧縮力が切削面20及び120に加えら
れ、せん断力が座面22及び122に加えられることは有利
である。第９図〜第12図に示した実施例は、座面122と
支持面132間の接着領域が比較的大きいという追加的な
利点をも有している。
は、切削面20及び120に対する圧縮力と座面22及び122に
対するせん断力とである。切削インサートの多結晶ダイ
ヤモンド（PCD）層が圧縮応力に対して非常に抵抗力を
有し、一方、座面22及び122と支持面32及び132間のろう
付け界面が引張応力よりもせん断応力に対してより抗力
を有するので、前記圧縮力が切削面20及び120に加えら
れ、せん断力が座面22及び122に加えられることは有利
である。第９図〜第12図に示した実施例は、座面122と
支持面132間の接着領域が比較的大きいという追加的な
利点をも有している。
上記実施例の異なる利点は、切削インサートを形成する
ために使用される材料は、非常に少量であり、切削イン
サートを所定位置にろう付けした後の最終的な研削もし
くは放電加工がごくわずか要求されるという点である。
ために使用される材料は、非常に少量であり、切削イン
サートを所定位置にろう付けした後の最終的な研削もし
くは放電加工がごくわずか要求されるという点である。
第１図ないし第４図は従来のねじりドリルの側面図、第
５図ないし第８図は多結晶ダイヤモンド切削インサート
がねじりドリルの先端のシート内に設けられた本発明の
第１の実施例の斜視図、第９図ないし第12図は本発明の
第２の実施例の斜視図である。 14……ストリップ、20……切削面 22、122……矩形座面、21、121……エッジ 24、124……ドリル、28、128……切刃 30、130……スロット、32、132……支持面
５図ないし第８図は多結晶ダイヤモンド切削インサート
がねじりドリルの先端のシート内に設けられた本発明の
第１の実施例の斜視図、第９図ないし第12図は本発明の
第２の実施例の斜視図である。 14……ストリップ、20……切削面 22、122……矩形座面、21、121……エッジ 24、124……ドリル、28、128……切刃 30、130……スロット、32、132……支持面
Claims (11)
- 【請求項１】プリズム形で接合カーバイド裏打ち層（1
8）に接着されたダイヤモンド微粒子研摩材層（16）を
備える切削インサートで、その第一面上に上記研摩材層
（18）を有し、その第２面上に主として接合カーバイド
裏打ち層（18）により形成される座面（22）を有し、そ
の第１と第２の面が互いに所定の第１の角度を形成する
ようになった切削インサートを設け、フランク内に該切
削インサートの座面（22）を受取るようになったドリル
面（26）に対して所定第２の角度で傾斜する支持面（3
2）を形成するシートを有するねじりドリル（24）を設
け、前記切削インサートを上記シート内に接着して、切
削インサートの切刃（21）がドリルの大きな切刃（28）
を形成し、切削インサートの第１の面がドリルの面（2
6）と符合するようにする段階より成ることを特徴とす
る切削インサートを有するねじりドリルの製作方法。 - 【請求項２】前記切削インサートが、大きな複合ダイヤ
モンド微粒子研摩材本体（10）から長尺のストリップ
（14）を切断し、同ストリップを複数の切削インサート
に切断することによって得られることを特徴とする請求
項１記載の方法。 - 【請求項３】前記複合ダイヤモンド微粒子研摩材本体
（10）が、接合されたカーバイド裏打ち層（18）に接着
されたダイヤモンド微粒子研摩材（16）から成り、上記
研摩材本体（10）が少なくとも一つの平坦な面を有し、
ストリップ（14）が該平坦面に対する垂直な仮想面に対
して、所定の角度で傾斜した平行面に沿って切断される
ことを特徴とする請求項２記載の方法。 - 【請求項４】前記ストリップ（14）から切断された切削
インサートが、矩形の座面（22）を有することを特徴と
する請求項３記載の方法。 - 【請求項５】前記ストリップ（14）から切断された切削
インサートが、三角形の座面（122）を有することを特
徴とする請求項３記載の方法。 - 【請求項６】ねじりドリル（24）のフランク内のシート
が、ドリルの大きな切刃（28）に隣接し、それと平行な
均一幅のスロット（30）の形に切られ、同スロット（3
0）が切削インサートの全体として矩形の支持面（32）
を形成し、スロットの一方側がドリルの大きな切刃（2
8）と符合することによって、完成ねじりドリル（24）
の大きな切刃（28）が切削インサートの切刃（21）によ
り形成されることを特徴とする請求項４記載の方法。 - 【請求項７】ねじりドリル（124）のフランク内のシー
トが、ドリル軸から径方向外側に向かってその幅が大き
くなるスロット（130）の形に切られ、同スロット（13
0）が切削インサートの全体として三角形の支持面（13
2）を形成し、スロットの一方側がドリルの大きな切刃
（128）と符合することによって、完成ねじりドリル（1
24）の大きな切刃（128）が切削インサートの切刃（12
1）により形成されることを特徴とする請求項５記載の
方法。 - 【請求項８】ねじりドリル（24、124）の各フランク内
にスロット（30、130）が切られ、同スロット（30、13
0）がドリル（24、124）のチゼル辺縁部領域で出合うこ
とによって、完成ねじりドリルのチゼル辺縁部が各切削
インサートの隣接部分により形成されることを特徴とす
る請求項６もしくは７に記載の方法。 - 【請求項９】単一もしくは複数の切削インサートがその
シート内に挿入された後、研削もしくは放電加工により
最終的に形成されることを特徴とする請求項１ないし８
の何れか一に記載の方法。 - 【請求項１０】プリズム形で接合カーバイド裏打ち層
（18）に接着されたダイヤモンド微粒子研摩材層（16）
を備え、その第１の面上に上記研磨材層（16）により形
成された切刃（21、121）と、その第２の面上に主とし
て接合カーバイド裏打ち層（18）により形成された座面
（22、122）とを有し、上記第１と第２の面とが互いに
所定の第１の角度を形成し、ねじりドリル（24、124）
のフランク内に形成されたシート内に接着されるように
なっており、上記シートが切削インサートの座面（22、
122）を受取るようになった支持面（32、132）を形成
し、同支持面（32、132）がドリルの面（26、126）に対
して所定の第２の角度で傾斜することによって、切刃
（21、121）がドリルの大きな切刃（28、128）を形成
し、第１の面がドリルの面（26、126）と符合すること
を特徴とするねじりドリル用切削インサート。 - 【請求項１１】ドリル（24、124）のフランク内に形成
されたシート内に接着された切削インサートで、プリズ
ム形をし、接合カーバイド裏打ち層（18）に接着された
ダイヤモンド微粒子研摩材層（16）を備え、その第１の
面上に上記研磨材層（16）により形成された切刃（21、
121）を、その第２の面上に主として接合カーバイド裏
打ち層（18）により形成された座面（22、122）を有
し、上記第１と第２の面が互いに所定の第１の角度を形
成するようになった前記切削インサートを備え、ドリル
（24、124）のフランク内のシートが切削インサートの
座面（22、122）を受取るようになった支持面（32、13
2）を形成し、同支持面（32、132）がドリルの面（26、
126）に対して所定の第２の角度で傾斜し、切削インサ
ートが上記シート内に接着されることによって切削イン
サートの切刃（21、121）がドリルの大きな切刃（28、1
28）を形成し、切削インサートの第１の面がドリルの面
（26、126）と符合することを特徴とするねじりドリ
ル。
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