JPH11508829A - 冷却潤滑剤通路を有するドリル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、冷却潤滑剤を供給するため、少なくとも１つの中心に設けられた流体通路を有するドリルに関するものである。このドリルは、ドリル軸線の周囲に螺旋状に延びる少なくとも１つの切くず溝４と、ドリルシャンクとを有している。前記形式の従来のドリルの場合、流体通路が、流出口を介して主切刃の逃げ面に開口しているが、本発明では、そのようにはなされていない。ドリルの作用区域への流体供給は、むしろ、側方の流出口を介して行われる。これら流出口は、接続通路を介して少なくとも１つの流体通路１８と接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】 冷却潤滑剤通路を有するドリル 本発明は、切削加工の冷却及び／又は潤滑のための少なくとも１つの流体通路 を有するドリルに関するものである。この形式の従来の穴あけ工具又はドリルの 場合、冷却潤滑剤の供給は、ドリル内に設けた少なくとも１つの流体通路を介し て行われる。この流体通路は、主切刃の逃げ面内の流出口を介して外方へ開口し ている。流体通路は、ドリル内を貫通して延び、ドリルシャンクの端側の供給口 を介して、冷却潤滑剤又は一般に切削加工中の冷却及び／又は潤滑に適した流体 、例えば液体、気体、これらの混合物を供給可能である。 公知ドリルの欠点は、主切刃の逃げ面から流出する流体が、本来の作用箇所、 すなわち主切刃、副切刃、さらにはすくい面やドリル背面（Bohrerruecken）に 、到達しにくい点にある。特に主切刃及び副切刃のところには、切削及び変形加 工を行うことにより高い摩擦が発生し、したがって高温が発生する。これらの作 用箇所に十分に流体を供給するには、相応に多量の流体と高い圧力とが必要にな る。さらに、多量の流体を使用すれば、廃棄のための費用も高額になる。 以上のことを前提として、本発明の課題は、公知ド リルの欠点が除去され、かつ特に潤滑剤又は冷却剤の使用量を低減する点で改善 されたドリルを提案することにある。 この課題は、請求項１に記載した特徴を有するドリル工具によって解決された 。意外なことに、本発明により、ドリルの切刃部分の側面と周面との流出口を介 して流体を供給することにより、ドリルの工具寿命が延長できることが判明した 。しかも、そのようなドリルで製作した穴は、良好な品質を有し、かつまた冷却 及び／又は潤滑に要する流体量も低減される。流体の供給は、有利には、少なく とも１つの流出口を介して行う。該流出口は、ドリル先端からドリルシャンクの 方向へ、ドリル又は切刃部分の直径の２倍に相当する長さにわたって延びる区域 に設けられている。この区域では、ドリル作用箇所に対し、さらに十分な流体供 給が保証される。有利には、流出口は、出来るだけ各作用箇所に近いところに設 けておく。被削材及び必要とされる穴あけ能力に関する所定の要求に応じて、流 出口を相応に位置決めすることにより、特に負荷の大きい作用箇所を狙って流体 を供給できる。有利には、１つ以上の流出口を切くず溝内に設けておく。切くず 溝又は切くず溝底部は、妨げなしに切削加工を行うのに決定的に重要な区域であ る。主切刃からシャンク方向へ延びる切くず溝区域は、第１に、被削材から切く ずを除去し、すくい面の背面上へ変向させる。すくい 面は、したがって極めて負荷の高い区域である。このため、有利な一実施例では 、すくい面に１つ以上の流出口が設けられている。これにより、主切刃の逃げ面 に流出口を配置する従来の配置形式の場合より、直接的に作用箇所へ流体が導か れることになる。別の有利な実施例では、流出口が、すくい面の、切くず発生に 重要な作用区域近くに設けられている。この区域は、事実上、主切刃に隣接する 区域である。使用目的に応じて、流出口を、副切刃の近くに、特に副切刃に直接 隣接するすくい面区域に設けておくも有利である。その場合には、また、ドリル のコーナに比較的近い区域にも、流出口を設けておく。流体は、したがって、そ の作用を主切刃のところでも、副切刃のコーナ近くの区域でも発揮できる。 流出口の各位置を変更することによって、種々の切削状況に適応させることが 可能である。例えば、さらに別の本発明のドリルの有利な構成の場合、切くず溝 の背面に流出口が設けられている。この区域は、特に切くずの変形に重要な区域 である。この区域の曲率半径によって、切くずカールの形状又は曲率半径が大幅 に規定される。極めて変形しにくい硬質の被削材の場合、前記区域は、特に負荷 を受ける。 本発明のドリルのさらに別の有利な実施例では、少なくとも１つの流出口が、 副逃げ面又はドリルのランドに設けられている。また、少なくとも１つの流出口 を、ランドに続くドリル背面に設けるのも有利である。流出口の前記各位置は、 言うまでもなく相互に組合わせることもできる。この結果、本発明のドリルは、 種々の加工課題及び被削材に適応可能である。従来のドリルの場合、潤滑剤を減 量すると、著しい効率低下を招き、かつ特に工具寿命が短くなるのに対し、本発 明のドリルでは、流体量が低減されても、切削工程にはるかに多量の流体を用い る従来のドリルに匹敵する工具寿命が得られる。 ドリル内での流体の給送のためには、原則として２つの可能な形式がある。第 １の形式では、ドリル内部にドリル縦軸線と同軸的に延びる中心流体通路が設け られる。有利な一実施例によれば、この流体通路が、ホッパ状の流入口と接続さ れる。流入口は、シャンク側のドリル端面に設けられ、ドリル先端へ向かって先 細になっている。この構成により、ドリル又は穴あけ機の内部の流体の流れ状況 が改善できる。流体給送の第２の可能な形式は、各切くず溝に、螺旋状にされた 流体通路を配属する形式である。この流体通路は、ドリルの少なくとも切刃部分 の区域内を、切くず溝に対応して、つまり螺旋状に、切くず溝と同じねじれ方向 で延びるようにされる。これらの螺旋状流体通路は、この種のソリッドカーバイ ドドリルの製造時に種々の製作方法で形成される。そのように製造されたドリル の場合、流体通路は、ドリルの主切刃の逃げ面に開口 している。これらの流体通路又は流出口は、しかし、後から、例えばろう材で閉 じることができる。流出口と流体通路との接続は、接続通路を介して行う。この 接続通路は、有利には穴によって形成する。したがって、前記接続は、横方向に 設けた穴により行われ、これら横穴を介して、流体を各作用箇所へ供給できる。 このようにして、従来のドリルを僅かな製作技術上の出費のみで本発明により改 造することができる。 １つの作用箇所、例えばドリル主切刃のすくい面にそれぞれ複数の流出口を設 ける場合には、それらの流出口を、ほぼドリル縦軸線内に、又は切くず溝の延び 方向に１列に配置するのが有利である。そのような場合には、また一般的に１作 用箇所に複数流出口を配置する場合にも、流出口及び接続通路の直径が、ドリル 先端からの距離を増すにつれて縮径するようにするのが有利である。このように することによって、流体流を制御することができる。流出口の直径が、小さくな るにつれて、流体通路内でのその時々の圧力降下が小さくなり、流出流体量が少 なくなる。流出口直径を、ドリル先端から遠くでは小さくし、ドリル先端の近く では大きくすることによって、ドリル先端に近い主作用箇所には、より多くの流 体量を、ドリル先端から遠い負荷のより小さい作用箇所には、相応により少ない 流体量を供給することができる。このような流体量制御は、本発明が提案してい るように、ドリル内部に設 けたられた１つ以上の流体通路を、後から設けた接続通路を介して、相応の作用 箇所に連通させた場合には、特に簡単に達せられる。接続通路の直径、又は配属 されている流出口の直径は、所望の圧力流流量に応じて変更可能である。本発明 のドリルの１つの利点は、それぞれ１つの寸法のものを、準標準化された基本形 式で製造する必要があるだけという点である。それぞれの流出口は、後から、使 用目的に応じて、自由選択可能な直径を有する穴を作ることで設けることができ る。また、そのような穴によって作製される接続通路又は接続通路の中心縦軸線 は、有利には、ドリル縦軸線と７５°〜９０°の角度をなすようにする。接続通 路は、したがって、ドリル縦軸線に対し直角、又はこの直角の配向方向から各１ ５°だけ偏した方向に延びることになる。言い換えると、接続通路は、その場合 、ドリル先端又はドリルシャンクに対し１５°の角度で傾斜せしめられる。接続 通路をそのように配向することによって、流出口の縁部区域の、さらに十分な安 定性が保証される。他方、接続通路の前記角度位置によって、流出口が詰まった り、流出口に切くずが引掛かることによる妨害発生が低減される。 以下で、本発明を図示の実施例につき詳説する。 図面： 図１は、本発明による、すくい面に流出口を有するドリル先端区域の側面図で ある。 図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った略示横断面図である。 図３は、切くず溝の背面に流出口を設けた一実施例の側面図である。 図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った略示横断面図である。 図５は、すくい面の、副切刃に直接続く区域に流出口が設けられた一実施例の 側面図である。 図６は、図５のＩＶ−ＩＶ線に沿った略示横断面図である。 図７は、ランドに流出口を設けた一実施例の側面図である。 図８は、図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った略示横断面図である。 図９は、異なる直径の流出口を有する一実施例の側面図である。 図１０は、図９のＸ−Ｘ線に沿った略示横断面図である。 図１１は、ドリルの背面に流出口を有する一実施例の側面図である。 図１２は、すくい面に２つの流出口を有し、切くず溝の背面（Ruecken）に１ つの流出口を有する一実施例の側面図である。 図１３は、中心に設けられた流体通路を有する本発明によるドリルの側面図で ある。 図１４は、螺旋状の流体通路を有するドリルの側面図である。 図示のドリルは、特に図１３及び図１４から分かるように、ツイストドリルの 通常の特徴を有している。すなわち、切刃部分１と、チャック区域又はドリルシ ャンク２と、ドリル縦軸線３を中心として螺旋状に延びる２つの切くず溝４と、 逃げ面６、６ａが配属された２つの主切刃５とを有している。さらに、各切くず 溝４には、相応の逃げ面又はランド８を有する副切刃７が隣接している。 図１に示したドリルの場合、２つの流出口９が、すくい面１０に設けられてい る。流出口９は、切くず溝の延びとほぼ平行な線上に位置している。図１の実施 例の流出口９は、他の図面に示したドリルの流出口同様、接続通路１３を介して それぞれの流体通路に接続されている（図１３）。接続通路１３は、すくい面か ら削成された穴によって形成されている。流出口９は、あくまで一般的には、ド リル先端１４からドリルシャンク２の方向へ延びる区域、それも長さ１５（図１ ４）が、切刃部分１の直径の２倍に等しい区域内に設けられている。特に、１つ の作用箇所に、例えばすくい面に配属された複数の流出口の場合、すべての流出 口が、前記区域内に設けられている。そうすることによって、冷却兼潤滑剤とし て作用する流体が、作用箇所の近くへ、要するに、主切刃に続くドリル先端区域 へ確実に供給される。 図５には、流出口９の、別の区域への配置が示されている。この場合、流出口 が、すくい面１０の、副切刃７に直接に隣接する区域に設けられている。図７に は、別の変化形が示されている。この場合は、流出口９が、直接に副逃げ面又は ランド８に設けてある。 図３及び図４による実施例に場合は、切くず溝の背面１７に複数の流出口が設 けられている。流出口９は、この場合、図５の場合もそうであるが、ほぼ切くず 溝の延びに沿って列状に、又は該延びに沿った線上に配置されている。図７及び 図８の実施例の流出口も、同様に列状に、又は線上に配置されているが、この場 合は、列の方向又は線の延びは、ランド８の延びに沿っている。 図９及び図１０の実施例の場合、すくい面に設けられた３つの流出口９ａ，９ ｂ，９ｃは、ほぼ切くず溝の延びに沿って湾曲した線上に配置されている。流出 口９ａ，９ｂ，９ｃの直径を異にすることによって、それぞれの流体流量を制御 できる。通常は、主切刃の作用箇所に、又はコーナ１６の区域に設けられた流出 口９ａの直径を最も大きくする。したがって、多くの冷却兼潤滑剤を必要とする 前記区域には、十分な流体量が供給される。ドリル先端１４から、より離れた位 置に配置された流出口９ｂ，９ｃの直径は、より小さくされ、それにより相応に 供給流体量が低減される。 このようにして、相応の作用箇所を狙って流体供給が可能なだけでなく、流体量 も調節でき、かつまた例えば、ドリル先端から遠い切くず溝区域では、切くず排 出を適正に行うために潤滑兼冷却剤を僅かしか必要としないという事実をも考慮 に入れることができる。 図１１には、ドリルの流出口９又は流体出口の別の可能な配置が示してある。 流出口９は、この実施例では、ドリル背面１１に、それもほぼ中央に、かつまた 逃げ面６に隣接する区域に設けられている。この形式のドリルにより、穴あけ時 にドリル背面と穴壁との間に生じる間隙内へ冷却兼潤滑のための流体を導入する ことができる。 図１２に示したドリルは、既述の実施例で示した流出口配置の可能な組み合わ せの一例である。第１流出口９ｆは、すくい面１０の、副切刃７と主切刃５とに 直接隣接する区域、つまりドリルのコーナ１６の区域に設けられている。第２の 流出口９ｇは、ドリル先端１４から、より間隔をおいて、すくい面１０のほぼ中 央に設けられている。最後に、第３の流出口９ｈは、切くず溝背面１７に配置さ れている。流出口９ｇ、９ｈの２つは、流出口９ｆより直径が小さい。この形式 のドリルにより、負荷の著しいコーナ区域を狙って多くの流体量を供給すること ができる。切くずを切くず溝背面へ変向させるのに重要な、コーナ区域に続くす くい面区域には、流出口９ｇを介して、より少ない量 の流体を供給可能である。また、切くずの流れ方向で前記すくい面区域に続く切 くず溝区域、つまり切くず溝背面１７を狙って、流出口９ｈの直径を介して計量 可能の流体量を供給することができる。前記流出口９ｆ，９ｇ，９ｈは、ほぼ切 くず排出方向に沿って延びる線上に位置している。 図１３及び図１４には、流体が流出口９又は接続通路１３に供給される形式が 示されている。この供給は、中心の流体通路１８又は、切くず溝に対応する数だ け設けられる螺旋状の流体通路１９を介して行うことができる。図１３のドリル の中心の流体通路１８は、ドリル全体を貫通して延び、ドリル先端１４の手前で 、該先端から間隔を置いて盲穴として終わっている。流体通路１８の、シャンク 側の端部は、ドリル先端１４の方向へ向かって先細のホッパ状流入口となってい る。流体通路１８は、既述のように、接続通路１３を介して流出口９と接続され ている。図１４のドリルの場合は、２つの流体通路１９が設けられ、これらの流 体通路が、切くず溝の延びに対応して螺旋状にドリルを貫通して延びている。流 体通路１９は、ドリルシャンクの端面２３にそれぞれ１つの開口（図示せず）を 有している。流体通路１９は、製造上の制約から、流出口９ｄ，９ｅを逃げ面６ に開口させている。しかし、これらの流出口９ｄ，９ｅは閉鎖されるので、機能 はしない。流体通路１９を介して供給される流体は、 したがって、逃げ面を介してではなく、接続通路（図示せず）と相応の流出口と を介して、例えば図１０に示されているように、切削工程時にドリルの作用箇所 へ供給される。 接続通路１３は、ドリル縦軸線３との角度２２が７５°〜９０°となるように 配向されている。図１３に例示した流体通路１３は、ドリル先端１４へ向かって 傾斜しており、そのさい接続通路１３の中心縦軸線２１は、ドリル縦軸線３と７ ５°〜９０°の角度２２をなしている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 ２９６０２９９７．１ (32)優先日 1996年２月21日 (33)優先権主張国 ドイツ（ＤＥ） (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＣＡ，ＣＮ，ＪＰ，Ｒ Ｕ，ＵＳ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．螺旋状にドリル縦軸線（３）の周囲を延びる少なくとも１つの切くず溝（４ ）を有する切刃部分（１）と、ドリルシャンク（２）と、ドリル内でドリル縦軸 線上を延び、かつ冷却潤滑剤の供給に役立つ少なくとも１つの流体通路（１８、 １９）とを備えたドリルにおいて、 切刃部分（１）の側面又は周面が、流体通路（１８、１９）と流体接続され た少なくとも１つの流出口（９）を、ドリル先端（１４）に近い区域に有してお り、かつ主切刃（４）の逃げ面（６）には、前記流出口が設けられていないこと を特徴とするドリル。 ２．前記流出口（９）が、ドリル先端（１４）からドリルシャンクの方向へ、切 刃部分（１）の直径の２倍に相応する長さにわたって延びる区域内に配置されて いる、請求項１記載のドリル。 ３．１つ以上の流出口（９）が、切くず溝（４）内に設けられている、請求項１ または２記載のドリル。 ４．１つ以上の流出口（９）が、主切刃（５）のすくい面（１０）に設けられて いる、請求項３記載のドリル。 ５．前記流出口（９）が、主切刃（５）に隣接する、切くず発生に重要なすくい 面作用区域に配置されて いる、請求項４記載のドリル。 ６．前記流出口（９）が、副切刃（７）に直接隣接するすくい面区域に配置され ている、請求項３から５までのいずれか１項記載のドリル。 ７．１つ以上の流出口（９）が、切くず溝の背面（１７）に設けられている、請 求項３記載のドリル。 ８．１つ以上の流出口（９）が、副逃げ面又はランド（８）に設けられている、 請求項３記載のドリル。 ９．１つ以上の流出口（９）が、ドリル背面（１１）に設けられている、請求項 ３記載のドリル。 10．ドリル縦軸線と同軸的に延びる中心流体通路（１８）が設けられている、請 求項１から９までのいずれか１項記載のドリル。 11．ドリルシャンク（２）の端面（２３）が、ドリル先端（１４）へ向かって先 細にされたホッパ状の、流体通路（１８）と流体接続された流入口（２０）を有 している、請求項１０記載のドリル。 12．各切くず溝（４）に、流体通路（１９）が配属され、該流体通路が、少なく とも切刃部分（１）の区域に、切くず溝の延びに相応して螺旋状に延びている、 請求項１から８までのいずれか１項記載のドリル。 13．前記流出口（９）が、接続通路（１３）を介して流体通路（１８、１９）と 接続されている、請求項１から１１までのいずれか１項記載のドリル。 14．前記接続通路（１３）が、穴によって形成されている、請求項１３記載のド リル。 15．螺旋状の流体通路（１９）が、流出口（９ｄ，９ｅ）を介して主切刃（５） の逃げ面（６）に開口するが、該流出口（９ｄ，９ｅ）が閉鎖されている、請求 項１２から１４までのいずれか１項記載のドリル。 16．複数の流出口（９）が、ほぼドリル縦軸線（３）方向又は切くず溝の延び方 向に延びる列をなして配置される、請求項１から１５までのいずれか１項記載の ドリル。 17．前記流出口（９）が、それぞれ１つの切くず溝（４）、ランド（８）、ドリ ル背面（１１）のいずれかに配属され、しかも流出口（９）及び配属接続通路（ １３）の直径が、ドリル先端（１４）からの間隔が増すにつれて減少している、 請求項１から１６までのいずれか１項記載のドリル。 18．流体通路（１８、１９）の直径が、接続通路（１３）の直径より大きくされ ている、請求項１から１７までのいずれか１項記載のドリル。 19．ドリルがソリッドカーバイドドリルである、請求項１から１８までのいずれ か１項記載のドリル。 20．接続通路（１３）又は接続通路の中心縦軸線（２１）が、ドリル縦軸線（３ ）に対し７５°〜９０°の角度（２２）をなしている、請求項１３から１９ までのいずれか１項記載のドリル。