JPH10501184A - チップ除去用内部空洞を有するドリル工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 主として噴射ドリルのために意図されたドリル本体は１つの単一部材で形成され、溶接時に現われる非円形をなくしまたチップが容易に押込まれる溶接接合部の空隙をなくするようになっている。さらに、ドリルには旋削されたチップ空間（13）が設けられチップの詰まりをなくすことができるようにする。インサートは好ましくは接線方向に置かれその取付けを簡単にする。原則的にはインサートは半円形に形成され、これがその押込みとインサートポケットの形成とを簡単にする。

Description

【発明の詳細な説明】 チップ除去用内部空洞を有するドリル工具 本発明は請求項１に記載の金属材料のチップ−破砕加工のためのドリル（穴あ け）工具に関し、この工具は主としていわゆる噴射ドリルのために意図されるも のである。しかし、本発明はまたいわゆるBTA−ドリルにも用いることができる 。 ドリル用の浸炭された炭化物の切削インサートを用いることは公知であり、こ のインサートは機械的な締結装置により締結され、前記インサートはチップ破砕 目的のためチップ表面に１つ又は複数の凹所が設けられている。このようなドリ ルは例えば米国特許第 4,215,157号から公知である。しかしチップの最適な望ま しい形成が得られないことが知られている。したがって、所望の短いコンマ形状 のチップを得ることができないと同時にまたドリルを所望の方法で回転している 時の効力消失を減少させることが不可能であった。さらに、時にはチップ溝が生 み出されたチップにとって狭すぎるように作られており、そのためチップが停滞 し詰まることになっていた。 さらに、ヨーロッパ特許公開第491670号には２つ又はそれ以上の切削インサー トが取付けられたドリル本体を具備するドリル工具が記載されている。このイン サートは実質的に平行６面体に形成され軸方向に取付けられ、すなわち切削イン サートの張出し面が軸方向に延びており、インサートはろう付けにより適当に固 定されている。しかし、一定時間の摩耗の後はまたこのドリル本体は時には２つ のチップ溝と中心孔とが交わる区域でチップの詰まりを生じる。さらにまた、ド リル本体は溶接により接合された２つの部分、すなわ ちこのようなドリルヘッド又はドリルクラウン（冠部）と円筒形の部分的にねじ の切られた部分とからなっている。ドリルクラウンが鋳造されたという事実と関 連してこの溶接接合部は一定の頻度で最終製品の真円度が不完全となる結果を生 じる。これはまた、ある顧客が完全な真円度と中心軸線周りの回転対称とを得る ために仕上げ研摩を要求することを伴い、これがドリルの生産コストを不必要に 増大させることになる。この溶接接合のさらなる欠点は、実際には溶接接合部は 完全には通り抜けないで内側に一定の隙間を残すので、チップが時折溶接接合部 に付着するよう旋盤削りされるということである。１つの単一のチップが押し込 まれ後に続くチップを蓄積させチップの詰まりを生じ最悪の場合には工具が破壊 することが非常に多い。 したがって、本発明の主なる目的は実質的にチップの詰まりの危険をなくする ドリル本体、特に噴射ドリル作用のためのドリル本体を提供することである。 本発明の他の目的はチップが詰まることのある内面に不均一が生じないように することである。 本発明のまた他の目的は実質的に完全な真円度のドリル本体を提供することで ある。 これらのまたその他の目的は請求項１に記載の特徴部分に規定された特徴構成 のドリル本体を形成することにより達成される。 例示であり限定されない目的で本発明の好適な実施態様が添付の図面を参照し て以下にさらに記載される。これらは以下に示される。 図１は本発明の取付けられたドリル工具の斜め上方から見た斜面図を示す。 図２は本発明のドリル切削インサートの斜め上方から見た斜面図 を示す。 図３は取付けられていない図１と同じドリル工具の側面図を示す。 図４は上方から真直ぐに見たドリル工具を示す。 図５は図４と同様であるが、図６から８の断面図の異なった切断面を示す。 図６は図５の切断面VI−VIによる工具の上方部分を示す。 図７は図５の切断面VIIによる工具の上方部分を示す。 図８は図５の切断面VIIIによる工具の上方部分を示す。 図９は図５の切断面IX−IXによる工具の上方部分を示す。 図１において噴射型のドリル工具は全体が参照番号１で示されている。有利に は、これは広くいわゆるBTAドリルに用いることができる。この工具は、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とを具備している。シャフ ト４は外側ねじ５が設けられ、ねじ５はそれ自体公知の方法で締結用外側チュー ブ（図示しない）に螺合することにより固定されるようになっている。前記外側 チューブと同心の内側チューブ（図示しない）がそれ自体公知の方法でドリルの 内側の実質的に円筒形の空洞の中に冷却媒体孔６を通して挿入され、それにより 形成されたチップが前記内側チューブを通る切削媒体に追従するようにしている 。 前記公知の技術（例えばヨーロッパ特許公開第 491,670号）によれば、ドリル ヘッド２それ自体が鋳造され一方シャフト４は旋盤で削られその後にこれら２つ の部分が溶接により接合される。溶接は常に熱膨張と続く冷却の間の不均一な収 縮とにより歪みを生じる。これらの不具合は被加工片の薄い部分に対して目だっ ている。さらにヘッドは精密鋳造にもかかわらず、幾分か非円形となる。これら の不具合は、本発明によりドリル本体全体を旋盤削りにより一部材 に生産し、それにより全ての溶接をなくしそのため溶接接合間隙が内面に残る危 険がなくなるという利点がもたらされることにより完全に解消されるものとなる 。 図３と４に見られるように、ドリルヘッドの頂端側にはそれぞれがドリル切削 インサート10を受け入れるようになっている３つの切削インサート座部又はポケ ット７，８及び９が設けられる。有利には、これら３つの切削インサートは同じ であり、ただ相違する点は中央の切削インサートが周縁及び中間の切削インサー トに比べて逆になっていることである。噴射ドリルにおける切削インサートの数 は１と５の間に選択される。しかし、１つの単一切削インサートに関する利点は 、ドリルが不均衡となるため支持パッドが耐えなければならない切削力が大きく なるということである。３という数は複雑さと寿命と重要さとの間に良好な妥協 が得られるということがわかっている。噴射ドリルは通常一方向ドリルとして生 産されまた図２の浸炭された炭化物インサートはそのため切削ポケットの中に半 田づけ又はろうづけされる。噴射ドリルが一方向ドリルであるため、このドリル は生産品質と廃棄の危険性とが妨げとならずにできるだけ長く摩耗するまで使用 しなければならない。周縁インサート10Ａは通常20mmと65mmの間である孔あけさ れた孔の直径を決定する。半径方向内側に向ってこのインサートの切削刃は上方 に傾斜している。切削ポケット８の中の隣接する中央切削インサート10Ｃは、残 りの芯部が必要でないため、ドリルの中心軸線に重なっている。周縁インサート に比べて、軸方向下側に向ってその切削刃は半径方向内側に傾斜しているが、そ の理由はさもなければ後尾の切削インサートがすぐに破壊するような大きな応力 を受けることになるからである。中央切削刃の傾斜に伴い、ヘッド先端には円錐 形の凹所25が設けられる。中心軸線の反対側では、中間切削インサート10Ｂがイ ンサートポケット９の中にある。周縁インサート10Ａと同様に、軸方向上方に向 ってその切削刃は半径方向内側に傾斜している。回転時、中間インサートの切削 刃の回転経路は周縁切削インサートと中央切削インサートの切削刃の両方に若干 重なり、中心軸線から周縁へと連続した切削ラインが得られるようにする。本発 明によれば、インサートは添付図面に示されるように、接線方向に配置されるか 又はヨーロッパ特許公開第 491,670号に開示されているように軸方向に配置され る。しかし、これらインサートは好ましくは添付図面のように配設される。 ２つのチップ溝、導管又は縦溝はドリルの頂端側で終わり、すなわち周縁イン サートと中央インサートのための１つの普通の大きなチップ溝11と中間切削イン サートのための若干小さいチップ溝12とがある。本発明の好適な実施態様によれ ば、これらチップ溝の対向する下端は円錐台形状の外側に向けた内側チップ空間 13で終わり、その底面はドリルの頂端側に向う方向に上方に向けられている。こ のチップ空間13により、中央切削インサートと中間切削インサートは、空間13の 上を横断して延びドリルの頂端側の２つの実質的に直径方向に対向する部分に接 触するブリッジ形状の装置14の上にある。ドリル全体が好ましくは１つの単一部 材に作られているため、この空間13はドリルの後端側の開口又は実質的に円筒形 の空洞15を通って導入される回転工具によって旋削される。この空間13はチップ の詰まる危険を最小にする増大されたチップ空間が得られまた軽い構造となると いうようないくつかの利点をもたらす。鋳造することは不可能となる。しかし、 ドリル本体の全体が１つの単一の旋削される部材に鋳造されているという事実の ため、内側に増大する空洞が形成される。チップ溝11と12がドリルの頂端側の上 方からフライス削りされる。チップフルート（チップ溝）の得られるチップ空間 を最も効果的にするため、フライス工具がドリルの周縁に近接してドリルの中心 軸線に対し角度をなしそれにより外側に向って角度をなす傾斜面が得られ、これ らの斜面は小さなランド（溝の間の高い部分）部分16を介してドリルの外側周面 の直ぐ近くに隣接し又は前記外周面と共に破壊ライン17を直接形成する。 上記の記載により、結合された効果は旋削されたチップ空間13と共に一体のド リル工具として明らかであり、すなわち最大の全く邪魔されないチップの流れが 得られるよう共働するドリル工具がもたらされる。例えばチップ空間13が溶接さ れたドリルに形成されたならば、この溶接接合部は溶接接合部の空隙が早期に又 は後でチップの押込みをひき起こすようになる前記空間の円錐形の外周面上に位 置するようになる。一方、中ぐり穴15がチップ空間13なしに均一に連続したなら ば、得られるチップの流れる空間は小さくなりまたそのためチップの詰まる危険 が増すことになる。 ドリルの回転対称の外面は旋盤削りにより適当に作られこれに対し他の外面部 分はフライス削りによって形成される。図３と４に最も良く見られるように、挿 入ポケット又は座部７，８及び９は最も簡単な方法で、すなわち挿入座部につき １回の単一の短い真直ぐの端部フライス削り作用により１つの同じエンドミルで 形成される。それにより、インサートポケットの後部張出し面はもちろん、エン ドミルの切削直径に対応する丸い半円に形成された形状となる。内部空間15は中 ぐりされ、その後上記したように、チップ空間13が旋盤削りされる。またそれよ り前にチップ空間13により占められる部分も中ぐり15の連続部分からなることが 指摘される。 上記のように、図２は本発明による切削インサート10を再現する。特にこれは 浮彫面18と丸い側縁19とを具備している。チップ表面は延長されたチップ破砕器 20とその下側の実質的に平面のチップ表 面部分21とを具備している。後側の、切削インサートの丸い側縁に、インサート が押された時に現われるでこぼこに基づくインサートをインサートポケットの中 に位置させた時の何らかの障害物から少し離れて位置する距離ノブ22が設けられ る。さらにまたこの距離ノブ22は、２つの対向する半円形状の表面が最小となる という事実により、半田層の変動する厚さにより生じる位置の不一致の危険を最 小にする。 切削インサートの丸くされた後側は、応力の集中をもたらす鋭利な隅部がなく 好ましい応力の状態が得られるため、亀裂の形成の危険を著しく減少する。さら に、インサートの長さがインサートの幅に比べて大きいので、切削力を取出すた めのより大きな支持部が得られる。さらにまた、インサートは押込みそのものに おいて好ましくまた何らの圧縮結合上の問題を生じない。 半径方向の切削力を吸収するため、本発明のドリルには支持パッドポケット24 に半田づけ又はろうづけされた支持パッド23が取付けられる。またこれら支持パ ッドポケットはエンドミルによる１回の１つの真直ぐのフライス削り作用によっ て、インサートポケット７，８及び９と同じ方法で適当にフライス削りされる。 支持パッドは合致する形状、すなわち丸い端部を備えた細長い本体を適宜有する ことができる。さらに、支持パッドの外側は円筒形表面部分の形状を有する丸い 形状が適宜与えられ、ドリルの実質的に円筒形の周面と実質的に一致するように している。インサートと支持パッドとのそれぞれの取付けにおいて、丸い後側の 張出し面は取付けの最初の段階で案内として作用し、すなわちこれが自動化され た取付けにとって必要な横方向への一定の位置変えを可能にする。

【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．主として噴射ドリルのために意図され実質的に円筒形の管形状部分からな るドリル本体であって、前記管形状部分の一方の端部が内側の実質的に円筒形の 空洞（15）で終わり他方の端部に１つ又は複数の浸炭された炭化物の切削インサ ート（10）が設けられ、前記切削インサートがこの目的のために設けられたイン サート座部又はポケットに半田づけ又はろうづけされ、ドリル本体が１つの単一 部材からなっている、ドリル本体において、ドリル本体が１つの単一部材からな り、ドリルヘッド（２）が実質的に円錐台形状のチップ空間（13）を含み、前記 チップ空間の底面が、ドリルヘッドの作動端部の方に向けられまた１つ又は複数 のチップ溝（11，12）に連結され、前記チップ空間（13）の他端部が実質的に円 筒形の空洞（15）に連結していることを特徴とするドリル本体。 ２．インサート座部又はポケット（７，８，９）とインサート（10）とがドリ ルヘッドの作動端部に接線方向に置かれ、インサート座部の後側張出し面と切削 インサートの対応する後側張出し面とが丸くされていることを特徴とする、請求 項１に記載のドリル本体。 ３．ドリル本体が３つの切削インサート、すなわち周縁インサート（10Ａ）と 中間インサート（10Ｂ）と中央インサート（10Ｃ）とを具備していることを特徴 とする請求項１又は２に記載のドリル本体。 ４．２つのチップ溝（11，12）がその頂端側で終わり、一方のチップ溝（11） が周縁インサート（10Ａ）と中央インサート（10Ｃ）とから生じたチップを取出 しまた他方のチップ溝（12）が中間インサート（10Ｂ）から生じたチップを取出 すことを特徴とする請求項３に記載のドリル本体。 ５．ドリル本体が１つ又は数個のパッド（23）を具備し、これらパッドがドリ ル本体の外周面の対応凹所（24）に半田づけ又はろうづけされていることを特徴 とする前記各請求項のうちの１項に記載のドリル本体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．主として噴射ドリルのために意図され実質的に円筒形の管形状部分からな るドリル本体であって、前記管形状部分の一方の端部が内側の実質的に円筒形の 空洞（15）で終わり他方の端部に１つ又は複数の浸炭された炭化物の切削インサ ート（10）が設けられ、前記切削インサートがこの目的のために設けられたイン サート座部又はポケットに半田づけ又はろうづけされている、ドリル本体におい て、ドリル本体が１つの単一部材からなり、ドリルヘッド（２）が実質的に円錐 台形状のチップ空間（13）を含み、前記チップ空間の底面が、ドリルヘッドの作 動端部の方に向けられまた１つ又は複数のチップ溝（11，12）に連結され、前記 チップ空間（13）の他端部が実質的に円筒形の空洞（15）に連結していることを 特徴とするドリル本体。 ２．インサート座部又はポケット（７，８，９）とインサート（10）とがドリ ルヘッドの作動端部に接線方向に置かれ、インサート座部の後側張出し面と切削 インサートの対応する後側張出し面とが丸くされていることを特徴とする、請求 項１に記載のドリル本体。 ３．ドリル本体が３つの切削インサート、すなわち周縁インサート（10Ａ）と 中間インサート（10Ｂ）と中央インサート（10Ｃ）とを具備していることを特徴 とする請求項１又は２に記載のドリル本体。 ４．２つのチップ溝（11，12）がその頂端側で終わり、一方のチップ溝（11） が周縁インサート（10Ａ）と中央インサート（10Ｃ）とから生じたチップを取出 しまた他方のチップ溝（12）が中間インサート（10Ｂ）から生じたチップを取出 すことを特徴とする請求項３に記載のドリル本体。 ５．ドリル本体が１つ又は数個のパッド（23）を具備し、これらパッドがドリ ル本体の外周面の対応凹所（24）に半田づけ又はろうづけされていることを特徴 とする前記各請求項のうちの１項に記載のドリル本体。