JPH10501183A - 丸くされたインサート支持表面を有するドリル工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 エジェクタドリリングのためのドリル工具は接線状に配置された複数の、好ましくは３つの焼結炭化物合金の切削用インサート（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ）を備える。これはインサートのポケットの製造を極めてかなり簡単化する。さらに、部分円形状に形成された基本形状の切削用インサートはそれらが圧縮されるときに非常に好ましいものである。好ましくは、チップがジャミングするのを防止するために、中央穴の端部にくり開けられたチップスペース（１３）がある。好ましくは、ドリルは単一のワンピース構造に形成される。

Description

【発明の詳細な説明】 丸くされたインサート支持表面を有するドリル工具 技術分野 本発明は金属材料をチップ状に細くする加工を行うための請求項１によるドリ ル工具に関する。 背景技術 ドリルのために焼結炭化物合金の切削用インサートを使用することは知られて おり、切削用インサートは機械的な係止構造によって取りつけられ、切削用イン サートはチップ状に細くする目的のためにチップ表面に１つ又は複数のリセスを 備えている。そのようなドリルは例えば米国特許第Ａ−４２１５１５７号から知 られている。しかし、最適な、望ましいチップの形成は達成されることができな いことが分かっている。よって、望まれた、短い、コンマ状に形成されたチップ を得ることは難しく、同時に、ドリルを望ましい方法で運転するときに効果の消 費を低減することは難しい。 さらに、ＥＰ−Ａ−４９１６７０号においては、２つ又はそれ以上の切削用イ ンサートが取りつけられたドリルボディを備えたドリルが開示されている。切削 用インサートは実質的に平行台形として形成され且つ軸線方向に取りつけられる 、すなわち、切削用インサートの当接支持面は軸線方向に延び、切削用インサー トはロウ付けによって適切に係止される。軸線方向への切削用インサートへのア クセスの可能性がチップの溝又は通路においてかなり減少するので、これは切削 用インサートのロウ付けをより難しくする。さらに、インサートの座又はポケッ トがフライス盤で加工されるべきときに は、フライス工具でチップの溝に下向きにアクセスするのが難しい。この構造の さらなる欠点は、切削用インサートの軸線方向の延長が嵩張るものであり、そし てチップの溝又は通路は長くなり、これがチップがジャミングするリスクを増加 させる。さらに、長いチップの溝は、比較的深いフライス削りを行わなければな らなず、その結果大きなオーバーハングができるという結果になる。 ＥＰ−Ａ−２４０７５９号においては、ドリルヘッドの上側又は端部側に切削 用インサートの接線方向の配置をもったドリル工具が開示されている。明らかに 、これは短いチップの溝を可能にし、その結果チップのジャミングのリスクが減 少し、他方、切削用インサート及び／又は接線方向のインサートの座は不必要に 複雑になる。よってこの従来技術の図３に示される切削用インサートは、一方に おいて切れ目として機能する夾角９０度のため、他方において複雑なジオメトリ のために、壊れやすくなり、切削用インサートが圧縮されるときに突き固めの問 題を生じさせる。さらに、特に切削用インサートはねじ止めによって固定される ものであってロウ付けで固定されるものではないので、切削用インサートの座は 切削用インサートに対して満足のいく当接支持を得るために比較的に複雑で非常 に精度を要求されるフライス加工を必要とする。 発明の開示 よって、本発明の主な目的は容易に製造されることのできるドリル工具を提供 することである。 本発明の第２の目的は特に圧縮されるときに突き固めの問題を回避することに よって、ドリルヘッド、特にエジェクタドリルヘッドにおける切削用インサート のポケットの製造及び切削用インサートの製造をできるだけ簡単化することであ る。 本発明の他の目的は異なった切削用インサートの数を最小にし、特に１つのデ ザインにすることである。 これらの及びさらなる目的は、驚くべき方法で、請求項１の特徴部分に記載さ れた特徴を備えるドリル工具を提供することによって達成される。 以下、説明のため且つ限定すべきではない例として、添付の図面を参照した本 発明の実施例について説明する。図面においては下記の図がある。 図面の簡単な説明 図１は本発明によるドリル工具の取りつけ状態の斜め上から見た斜視図である 。 図２は本発明による切削用インサートの斜め上から見た斜視図である。 図３は図１のドリル工具の非取りつけ状態の側面図である。 図４はドリル工具の真上から見た平面図である。 図５は図４と同じ図であって、図５から図８に規定される異なった図及び断面 を示す図である。 図６はドリル工具の上方部分の図５の線VI−VIに沿った断面図である。 図７はドリル工具の上方部分の図５の矢印VIIに沿って見た図である。 図８はドリル工具の上方部分の図５の矢印VIIIに沿って見た図である。 図９はドリル工具の上方部分の図５の線IX−IXに沿った断面図である。 発明を実施するための最良の形態 図１において、エジェクタタイプのドリル工具は参照数字１によって総括的に 示されている。好便には、それはいわゆるＢＴＡドリリングのために一般的に使 用される。ドリル工具１はドリルクラウン又はヘッド２と、中間部分３と、シャ フト４とを備える。シャフト４は外ねじ５を備え、これは公知のようにしてそれ を固定用アウタチューブ（図示せず）に螺着することによって固定されるように 意図されたものである。このアウタチューブと同心のインナチューブ（図示せず ）は、公知のようにして冷却媒体用穴６を越えてドリル工具の内部の実質的に円 筒状のキャビティに挿入され、それによって、形成されたチップが前記インナチ ューブを通って切削媒体に従って排出される。 図３及び図４に見られるように、ドリル工具１の頂部側は３つのインサートの 座又はポケット７、８、９を備え、これらのポケットは各々ドリル切削用インサ ート１０を収容するように意図されている。好便には、３つの切削用インサート は同じものであって、唯一の違いは中央の切削用インサートが周辺及び中間の切 削用インサートと比べて逆にされているということである。エジェクタドリルに おいては切削用インサートの数は１個から５個の間で選ばれることができる。し かし、単一の切削用インサートの不都合は、ドリルがアンバランスになるので、 サポートパッドが耐えなければならない切削力が大きくなることである。３個の 切削用インサートを設けると、複雑さ、寿命、及び効果の間で良い折り合いを示 すことが分かっている。エジェクタドリルは通常ワンウェイドリルとして製造さ れ、図２に示す焼結炭化物合金の切削用インサートは従って切削用ポケットにハ ンダ付け又はロウ付けされる。それはワンウェイタイプであるので、製品の品質 及び廃棄のリスクが妨げられることなしに、ドリルはできるだけ長く磨耗される べきである。周辺の切削用 インサート１０Ａは切削される穴の直径を決定し、それは通常は２０ｍｍと６５ ｍｍの間である。この周辺の切削用インサート１０Ａの切削エッジは半径方向内 方に上向きに傾斜している。コアが残ることは望ましくないので、これに隣接す る切削用ポケット８内の中央の切削用インサート１０Ｃはドリルの中心軸線と重 複する。周辺の切削用インサート１０Ａとは反対に、その切削エッジは軸線方向 下向きに半径方向内方に傾斜している。何故なら、さもないと、後方側となる切 削用インサートは、非常に早く壊れるであろうほどの大きな応力を受けるからで ある。中央の切削エッジの傾斜と調和して、ヘッドチップは円錐状のキャビティ ２５を備えている。中心軸線の反対側に、中間の切削用インサート１０Ｂがイン サートポケット９内にある。周辺の切削用インサート１０Ａと同様に、その切削 エッジは半径方向内方に軸線方向上向きに傾斜している。回転に際して、中心軸 線から周辺部まで連続的な切削線を得るために、中間の切削用インサート１０Ｂ の切削エッジの回転路は、周辺の切削用インサート１０Ａ及び中央の切削用イン サート１０Ｃの２つの切削エッジと幾らか重複する。 ２つのチップ通路、又はダクト又は溝は、ドリルの頂部側において終端する。 １つの共通な、大きなチップ通路１１は周辺の切削用インサート１０Ａ及び中央 の切削用インサート１０Ｃのためのものであり、１つのいくらか小さなチップ通 路１２は中間の切削用インサート１０Ｂのためのものである。本発明の実施例に よれば、これらのチップ通路の反対側の下方端部は、くり開けられた内部チップ スペース１３で終端し、このチップスペースは切頭円錐形状をしていて、円錐の 底部がドリルの頂部側に向かう方向に上向きに引っ繰り返されている。このチッ プスペース１３によって、周辺の切削用インサート１０Ａ及び中間の切削用イン サート１０Ｂはブリッジ形 状の装置１４上にあることになり、このブリッジ形状の装置１４はチップスペー ス１３上を横断し且つドリルの頂部側の実質的に直径方向に対向する２つの部分 を結合する。全体のドリル１は好ましくは単一のワンピース部材として作られて いるので、チップスペース１３はドリルの後端側の穴１５を介して導入された回 転工具によって回転切削される。このチップスペース１３は幾つかの利点を生じ 、それはチップのジャミングの最小のリスクを達成するようにチップスペースを 増加させ、且つより軽量の構造を可能にする。チップ通路１１、１２は上部から 、つまりドリルの頂部側からフライス加工されることができる。チップ通路の利 用できるチップスペースを最適化するために、フライス工具はドリルの周辺部に 隣接して、ドリルの中心軸線に対して角度をつけて配置され、よって外向きに角 度のついた斜面が得られ、この斜面は小さなランド部分１６を介してドリルの外 包絡面の極く近くへ接続され、あるいは直接にその外包絡面とのブレークライン １７を形成する。 本発明によるドリル工具は好ましくはワンピースとして作られる。外方の回転 対称の表面は回転切削により作られ、その他の外面の部分はフライス加工によっ て作られる。図３及び図４に最もよく見られるように、インサートのポケット又 は座７、８、９は最も簡単にできる方法、すなわち一つの切削用インサートのポ ケットあたり、同一のエンドミルで単一の短い、まっすぐなエンドミリング作業 によって作られる。それによって、当然、インサートのポケットの後部支持表面 は、エンドミルの切削直径に相当して丸くされた、部分円として形成された形状 となる。インナキャビティ１５は穿孔され、上述したように、チップスペース１ ３が回転切削される。留意すべきは、その前にチップスペース１３が占める部分 は穿孔されたインナキャビティ１５の連続的な部分である。 上記したように、図２は本発明による切削用インサート１０を示す図である。 なかんずく、それは逃げ面１８と丸くされたエッジサイド１９とを備える。チッ プ表面は延長されたチップブレーカ２０とその下の実質的に平面のチップ表面部 分２１とを有する。切削用インサートの丸くされたエッジサイド１９の後部に、 それはディスタンスノブ２２を備え、それは切削用インサートをインサートのポ ケットに配置するときに不均一性によって生じる切削用インサートがプレスされ るときに生じる干渉を回避する。さらに、ディスタンスノブ２２はハンダ総の変 化する厚さによって生じる位置決めの欠点のリスクを最小にし、２つの対向する 部分円形状の表面間の接触が最小になるようにする。 切削用インサートの丸くされた後部はクラックの生じるリスクをかなり低減し 、何故なら、それは応力の集中を招くシャープコーナーなしに適度な応力の分散 を与えるからである。さらに、切削用インサートの長さが切削用インサートの幅 と比べて大きいので、切削力を支持するために大きな切削用インサート領域が得 られる。さらに、切削用インサートの形状は圧縮されても非常に好ましいもので あり、もう突き固めの問題は起こらない。 半径方向の切削力を吸収するために、本発明によるドリルはサポートパッド２ ３を備え、これはサポートパッドポケット２４内でハンダ付けあるいはロウ付け される。さらに、これらのサポートパッドポケットはインサートのポケット７、 ８、９と同等にしてエンドミルで単一の短い、まっすぐなエンドミリング作業に よって適切に作られる。サポートトパッドは適切にマッチした形状、すなわち、 丸くされた端部を有する丸くされた端端部を有する。さらに、サポートパッドの 外側は、ドリルの実質的に円筒状の包絡面と実質的に一致するために、円筒面セ グメントの形状の丸い形態を適切に与えら れる。 切削用インサート及びサポートパッドのそれぞれの取りつけにおいて、丸くさ れた後部支持表面は取りつけの初期段階においてはガイドとして機能し、すなわ ち、それは自動取りつけにおいては必要となるある横方向の位置ずれを許容する 。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９６年６月２４日 【補正内容】 請求の範囲 １．主にエジェクタドリリングのために意図されたドリル工具であって、実質 的に円筒状のチューブ状の形態のドリルボディ（１）を備え、その一端部はイン ナキャビティへの開口部（１５）を有し、その他端部はこの目的のために設けら れたインサートの座又はポケット（７、８、９）にハンダ付けされた１つ又は複 数の焼結炭化物合金の切削用インサート（１０）を備えたドリル工具において、 インサートの座又はポケット（７、８、９）及び切削用インサート（１０）はド リルボディの頂部側に接線状に配置され、インサートの座又はポケット（７、８ 、９）の後部支持側及び切削用インサートの後部支持側（１９、２５）は丸くさ れた部分円形状を有することを特徴とするドリル工具。 ２．３つの切削用インサート、すなわち、周辺の切削用インサート（１０Ａ） 、中間の切削用インサート（１０Ｂ）、及び中央の切削用インサート（１０Ｃ） を備えることを特徴とする請求項１に記載のドリル工具。 ３．２つのチップ通路（１１、１２）がその頂部側で終端し、その１つのチッ プ通路（１１）は周辺の切削用インサート（１０Ａ）及び中央の切削用インサー ト（１０Ｃ）から生じたチップを搬出し、他のチップ通路（１２）は中間の切削 用インサート（１０Ｂ）から生じたチップを搬出するように形成されていること を特徴とする請求項２に記載のドリル工具。 ４．２つのチップ通路（１１、１２）はくり開けられたチップスペース（１３ ）に通じ、該チップスペースは実質的に切頭円錐形状を有し、その底部が上に頂 部側へ向かう方向に引っ繰り返されていることを特徴とする請求項３に記載のド リル工具。 ５．ドリルボディは単一のワークピースで形成されていることを特徴とする前 記請求項のいづれか１つに記載のドリル工具。 ６．ドリルボディは一つ又は幾つかのサポートパッド（２３）を備え、このサ ポートパッドはドリルボディの外包絡面で対応するリセス（２４）にハンダ付け され、サポートパッド及び対応するリセスはそれぞれ２つの実質的に平行な長辺 と実質的に部分円形状に形成された端部側とを有することを特徴とする前記請求 項のいづれか１つに記載のドリル工具。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．主にエジェクタドリリングのために意図されたドリル工具であって、実質 的に円筒状のチューブ状の形態のドリルボディ（１）を備え、その一端部はイン ナキャビティへの開口部（１５）を有し、その他端部はこの目的のために設けら れたインサートの座又はポケット（７、８、９）にハンダ付けされた１つ又は複 数の焼結炭化物合金の切削用インサート（１０）を備えたドリル工具において、 インサートの座又はポケット（７、８、９）及び切削用インサート（１０）はド リルボディの頂部側に接線状に配置され、インサートの座又はポケット（７、８ 、９）の後部支持側及び切削用インサートの後部支持側（１９、２５）は丸くさ れていることを特徴とするドリル工具。 ２．３つの切削用インサート、すなわち、周辺の切削用インサート（１０Ａ） 、中間の切削用インサート（１０Ｂ）、及び中央の切削用インサート（１０Ｃ） を備えることを特徴とする請求項１に記載のドリル工具。 ３．２つのチップ通路（１１、１２）がその頂部側で終端し、その１つのチッ プ通路（１１）は周辺の切削用インサート（１０Ａ）及び中央の切削用インサー ト（１０Ｃ）から生じたチップを搬出し、他のチップ通路（１２）は中間の切削 用インサート（１０Ｂ）から生じたチップを搬出するように形成されていること を特徴とする請求項２に記載のドリル工具。 ４．２つのチップ通路（１１、１２）はくり開けられたチップスペース（１３ ）に通じ、該チップスペースは実質的に切頭円錐形状を有し、その底部が上に頂 部側へ向かう方向に引っ繰り返されていることを特徴とする請求項３に記載のド リル工具。 ５．ドリルボディは単一のワークピースで形成されていることを特徴とする前 記請求項のいづれか１つに記載のドリル工具。 ６．ドリルボディは一つ又は幾つかのサポートパッド（２３）を備え、このサ ポートパッドはドリルボディの外包絡面で対応するリセス（２４）にハンダ付け され、サポートパッド及び対応するリセスはそれぞれ２つの実質的に平行な長辺 と実質的に部分円形状に形成された端部側とを有することを特徴とする前記請求 項のいづれか１つに記載のドリル工具。