WO2007114146A1

WO2007114146A1 - スローアウェイドリルおよびスローアウェイドリル用インサート並びにそれを用いた切削方法

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Publication number: WO2007114146A1
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Inventors: Takashi Okumura
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Current assignee: Kyocera Corp
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Filing date: 2007-03-28
Publication date: 2007-10-11
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Abstract

　ドリル本体の先端部の中心軸側に形成され、座面を有した内刃インサートポケットと、前記先端部の外周側に形成され、座面を有した外刃インサートポケットとを有したスローアウェイドリルホルダと、前記内刃インサートポケットの座面に固定される内刃インサートと、前記外刃インサートポケットの座面に固定される外刃インサートと、を備えてなり、前記ドリル本体の先端視において、前記内刃インサートの内切刃が、前記ドリル本体の中心軸側に配され前記外刃インサートの少なくとも一部の外切刃に対して平行である第一内切刃と、前記ドリル本体の外周側に配され前記第一内切刃に対して外周側に向かうにつれて内刃インサートポケットの座面側に傾斜している第二内切刃と、を含むスローアウェイドリルおよびこのスローアウェイドリルに装着されるインサート並びにそれを用いた切削方法である。

Description

明細書

スローアウエイドリルおよびスローアウエイドリル用インサート並びにそれを用いた切削方法

技術分野

[0001] 本発明は、スローアウエイドリルおよびスローアウエイドリル用インサート並びにそれを用いた切削方法に関し、より詳細には、内刃用インサートと外刃用インサートとを備えたスローアウエイドリルおよび内刃用切刃および外刃用切刃のいずれにも使用可能なスローアウエイドリル用インサート並びにそれを用いた切削方法に関する。

背景技術

[0002] 穿孔力卩ェに使用するドリルとしては、その全体が一体に形成されたソリッド型ドリルの他に、ドリル本体 (ホルダ）と別体のインサート上に切削用の刃を形成し、それをホルダの先端に、ネジ等によって着脱自在に装着できるようにした!/、わゆるスローァゥイドリルがある。

[0003] スローアウエイドリルとしては、ドリル本体の先端部に装着するインサートを穴の中心寄りの約半分の切削を担当する内刃用インサート（以下、内刃インサートと言う。）と、穴の外周寄りの約半分の切削を担当する外刃用インサート (以下、外刃インサートと言う。）の 2種類で構成したものが一般的に知られている。この種のスローァウェイドリルでは、互いに向かい合うように配置させることで半径方向の切削力の合力がほぼ 0 になるように、外刃インサートと内刃インサートとが、ノランスよく配置される。

[0004] この種のスローアウエイドリルでは、ドリル本体を半径方向中心向きにたわませる切削力が発生すると、ドリル本来のドリル径よりも小さめの穴があけられる傾向がある。このような場合、加工が終了して切削力が作用しなくなるとドリル本体のたわみが回復するので、ドリルを穴から引き上げる際に外刃インサートが加工壁面を傷つけてしまう恐れがある。そのため、外刃インサートと内刃インサートの切削力の合力をほぼ 0とする力、前記合力を半径方向外側に向力うようにコントロールして、ドリル本体を半径方向外向きにたわませることが重要である。

[0005] 例えば特許文献 1には、ドリル本体の先端視にお、て、内刃インサートの着座面（以下、座面と言う。 )に対して外刃インサートの座面が傾きをもつよう内刃インサートと外刃インサートとが配置されたスローアウエイドリルが開示されている。このような配置をなすスローアウエイドリルは、半径方向中心向きに発生する切削力をほぼ 0にコントローノレすることがでさる。

[0006] 図 10は、特許文献 1に記載されて、るような従来のスローアウエイドリルを先端から見たときの内刃インサートおよび外刃インサートの配置を示す図である。同図に示すように、このスローアウエイドリル 100は、ドリル本体 101の先端部の中心軸 102側に形成された内刃インサートポケット 103と、前記先端部の外周側に形成された外刃ィンサートポケット 104とを有している。また、内刃インサートポケット 103の座面 103aに固定される内刃インサート 105と、外刃インサートポケット 104の座面 104aに固定される外刃インサート 106とを備えている。そして、座面 103aに対して座面 104aが傾きをもつよう配置されることで、半径方向中心向きに発生する切削力をほぼ 0にコントロールしている。

[0007] しかしながら、このような構成のスローアウエイドリル 100では、オフセット加工時など特定の加工形態において、内刃インサート 105と外刃インサート 106との切削力を均衡させることが困難であるのが現状である。

[0008] ところで、スローアウエイドリルを用いた穿孔カ卩ェとして、スローアウエイドリルを旋盤に取り付けて、ワーク中心と工具中心をオフセットさせることでドリル本来のドリル径ょり大きな穴をカ卩ェする、いわゆるオフセット力卩ェが一般的に行われている。

[0009] し力しながら、前記したスローアウエイドリル 100でオフセット加工を実施しょうとすると、内刃インサート 105の内切刃 105aの芯高さが下がることで、加工底面の中心部の削り残し (コア）が大きくなりすぎるという問題があった。すなわち、前記した構成のスローアウエイドリル 100では、図 10に示すように、オフセット中心 110を通り内切刃 1 05aに平行な線 Lと、内切刃 105aとの間の間隔、すなわちオフセットの芯下がり量 D が大きくなる。そのため、内切刃 105aの芯高さが下がる。その結果、これにより加工底面の中心部の削り残し (コア）が大きくなりすぎると!/、う問題が生じる。

[0010] したがって、内刃インサートの切刃に作用する切削力と外刃インサートの切刃に作用する切削力を均衡させながらも、オフセット加工時にコアが大きくなりすぎるのを抑制することができるスローアウエイドリルは従来まで得られていな力つた。

[0011] 一方、前記した通り、穿孔加工を行うドリルとして、ドリル本体の先端部に相互の回転軌跡が交叉するように外径側の外刃インサートと内径側の内刃インサートが着脱自在に装着されるスローァゥヱイドリルが用いられてきた。

[0012] スローアウエイドリルに使用されるインサートの切刃は穴加工で使用するにつれて消耗するので、一つのインサートに複数の切刃を設けて、消耗するたびに別の切刃と入れ替えて一つのインサートを複数回使用するという試みが従来力行われてきた。これにより、切刃一つあたりのコストを下げることができる。例えば特許文献 2では、一つのインサートに外刃用切刃と内刃用切刃を二つずつ設け、外刃用切刃として二箇所使用した後に内刃用切刃としてもさらに二箇所使用可能とすることで、合計で四箇所使用可能な構成としている。

[0013] ここで、切刃に求められる性能としては、外刃用切刃には切削抵抗の低さ、内刃用切刃には押し込み作用に耐えうる切刃強度、すなわち耐欠損性が挙げられる。例えば特許文献 3には、内刃インサートのドリル本体の中心側のコーナー R切刃、ならびに該コーナー R切刃と接続する外刃用切刃領域および内刃用切刃領域の広範囲領域を 0° または負のすくい角となるように構成することが開示されている。そして、このような構成により、コーナー部における切刃強度を向上させて、切刃強度を改善することが開示されている。

[0014] しかし、特許文献 3のスローアウエイドリル用インサートでは、内刃用切刃として十分な切刃強度を示したとしても、外刃用切刃として使用する場合には、外刃用切刃側のコーナー R切刃のすくい角が小さいため、外刃用切刃の切削抵抗が大きくなつて、ドリル本体がたわむ。そのため、所望の加工径が得られない、あるいは穴が曲がるなどの問題があった。そのため、内刃インサートおよび外刃インサートの両方において十分な性能を示すスローアウエイドリル用インサートは従来まで開示されていな力つた。すなわち、内切刃と外切刃の両方で共用するインサートでスローアウエイドリルを構成する場合には、内切刃の切刃強度と外切刃の切削抵抗の低減の両立が要求される

[0015] 特許文献 1 :特開昭 53— 64888号公報特許文献 2：特開平 9 - 150304号公報

特許文献 3：特開 2002— 307221号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0016] 本発明の課題は、内刃インサートと外刃インサートとの切削力を均衡させることができるスローアウエイドリルおよびスローアウエイドリル用インサート並びにそれを用いた切削方法を提供することである。

課題を解決するための手段

[0017] 本発明のスローアウエイドリルは、ドリル本体の先端部の中心軸側に形成されるとともに、座面を有した内刃インサートポケットと、前記先端部の外周側に形成されるとともに、座面を有した外刃インサートポケットとを有したスローアウエイドリルホルダと、前記内刃インサートポケットの座面に固定されるとともに、内切刃を有した内刃インサートと、前記外刃インサートポケットの座面に固定されるとともに、外切刃を有した外刃ィンサートと、を備えてなり、前記ドリル本体の先端視において、前記内刃インサートの内切刃力前記ドリル本体の中心軸側に配され前記外刃インサートの少なくとも一部の外切刃に対して平行である第一内切刃と、前記ドリル本体の外周側に配され前記第一内切刃に対して、外周側に向かうにつれて内刃インサートポケットの座面側に傾斜している第二内切刃と、を含む。

[0018] 前記第一内切刃に対する前記第二内切刃の傾斜角度は、 5〜15° であるのが好ましい。

前記第一内切刃の長さが、ドリル径の長さに対して 5〜20%であるのが好ましい。切削力をさらに半径方向外向きに発生させるようにコントロールする上で、前記ドリル本体の先端視において、前記外刃インサートの外切刃が、前記ドリル本体の外周側に配され前記第一内切刃に対して平行である第一外切刃と、前記ドリル本体の中心軸側に配され前記第一外切刃に対して前記外刃インサートポケットの座面側に傾斜している第二外切刃と、を含むのが好ましい。

前記第一外切刃に対する前記第二外切刃の傾斜角度は、 5〜15° であるのが好ましい。 [0019] 本発明のスローアウエイドリル用インサートは、下面と上面と側面とを備えた本体を有し、前記本体の下面に形成された座面と、前記本体の上面と側面との交差部に形成された切刃と、を備えるとともに、前記切刃は、互いに連続して前記上面の角部を形成する内切刃と外切刃とを有し、前記内切刃が、前記角部側に位置する直線状の第一内切刃と、該第一内切刃に対して前記角部と反対側に位置するとともに、前記第一内切刃に対して前記角部から遠ざかるにつれて前記座面側に傾斜して!/、る第二内切刃と、を有してなり、前記外切刃が、前記角部側に位置するとともに前記第一内切刃と平行な第一外切刃を有してなる。

[0020] 前記外切刃が、前記第一外切刃に対して前記角部と反対側に位置するとともに、前記第一外切刃に対して前記角部から遠ざかるにつれて前記座面側に傾斜して、る第二外切刃を有してなるのが好ましい。

[0021] 本発明の他のスローアウエイドリルは、ドリル本体の先端部の中心軸側に形成された内刃インサートポケットと、前記先端部の外周側に形成された外刃インサートポケットとを有したスローアウエイドリルホルダと、前記内刃インサートポケットに前記内切刃の少なくとも一部を前記ドリル本体の先端より突出させて装着される前記スローアウエイドリル用インサートと、前記外刃インサートポケットに前記外切刃の少なくとも一部を前記ドリル本体の先端より突出させて装着される前記スローアウエイドリル用インサートと、を備え、前記ドリル本体の先端視において、前記第一内切刃と前記第一外切刃とが平行となるよう配されてなるのが好ま、。

[0022] また、本発明の他のスローアウエイドリル用インサートは、上面と側面とを備えた本体を有し、前記本体の上面に形成されたすくい面と、前記本体の上面と側面との交差部に形成された切刃と、を備えてなり、前記切刃は、前記すくい面の角部に形成されたコーナー R切刃と、該コーナー R切刃の一端側に位置する内切刃と、前記コーナー R切刃の他端側に位置する外切刃と、を有してなるとともに、前記内切刃が、前記コーナー R切刃側に位置し、連接するすく!/、面のすく!/、角が正である第一内切刃を有し、前記コーナー R切刃に連接するすくい面のすくい角が、前記第一内切刃側力前記外切刃側に向かって増大する。

[0023] 前記第一内切刃に連接するすくい面のすくい角が 1〜5° であるのが好ましい。前記内切刃がさらに、前記第一内切刃に対して前記コーナー R切刃とは反対側に位置する第二内切刃を有し、前記第一内切刃に連接するすく、面のすくい角は前記第二内切刃に連接するすく!/、面のすく、角よりも小さ!/、のが好まし、。

前記第二内切刃に連接するすく、面のすく!/、角が 5〜15° であるのが好ま U、。前記内切刃がさらに、第一内切刃と第二内切刃との間に位置するとともに、連接するすくい面のすくい角が前記第一内切刃側力前記第二内切刃側に向力つて増大する第三内切刃を有するのが好ましい。

前記第三内切刃の長さは、前記内切刃の長さの 5〜15%であるのが好ましい。前記第一内切刃と前記コーナー R切刃との境界に連接するすく、面のすく V、角を α、前記外切刃と前記コーナー R切刃との境界に連接するすくい面のすくい角を j8としたとき、式： j8— α力も算出される値が 5° 以上であるのが好ましい。

[0024] 本発明のさらに他のスローアウエイドリルは、ドリル本体の先端部の中心軸側に形成された内刃インサートポケットと、前記先端部の外周側に形成された外刃インサートポケットと、を有したスローアウエイドリルホルダと、前記内刃インサートポケットに前記内切刃の少なくとも一部を前記ドリル本体の先端より突出させて装着される前記スローアウエイドリル用インサートと、前記外刃インサートポケットに前記外切刃の少なくとも一部を前記ドリル本体の先端より突出させて装着される前記スローアウエイドリル用インサートと、を備えてなる。

前記外刃インサートポケットの座面のアキシャルレーキが正の値を示すのが好ましい。

[0025] 本発明の被削材の切削方法は、前記スローアウエイドリルまたは被削材の少なくとも一方を回転させ、前記被削材に前記内切刃および外切刃を近接する工程と、前記内切刃および外切刃を前記被削材の表面に接触させ、前記被削材を切削する工程と、前記被削材から前記内切刃および外切刃を離間させる工程と、を備える。

発明の効果

[0026] 本発明のスローアウエイドリルによれば、ドリル本体の先端視において内刃インサートの内切刃が、ドリル本体の中心軸側に配され外刃インサートの少なくとも一部の外切刃に対して平行である第一内切刃と、ドリル本体の外周側に配され第一内切刃に対して外周側に向かうにつれて内刃インサートポケットの座面側に傾斜している第二内切刃とを含む。これにより、半径方向に作用する切削力の合力をほぼ 0に、または前記合力を半径方向外向きに発生させることが可能となり、内刃インサートと外刃ィンサートの切削力の不釣合いによってドリル本体が半径方向中心向きにたわむことを抑帘 Uすることができる。

[0027] し力も、旋盤によるオフセット力卩ェを行った場合でも内切刃の芯高さが変わらないので、コアが大きくなりすぎることを抑制することができる。さらに、内刃インサートのみならず、外刃インサートが、ドリル本体の外周側に配され第一内切刃に対して平行である第一外切刃と、ドリル本体の中心軸側に配され第一外切刃に対して外刃インサートポケットの座面側に傾斜している第二外切刃とを含むと、切削力をさらに半径方向外向きに発生させるようにコントロールすることができる。本発明のスローアウエイドリルは、内刃インサートと外刃インサートの座面間に特別な傾斜角を設けることなぐ座面同士が平行である場合でも上記効果を奏することが可能である。

[0028] 本発明の他のスローアウエイドリル用インサートによれば、内切刃が、コーナー R切刃側に位置し連接するすくい面のすく!、角が正である第一内切刃を有し、コーナー R切刃に連接するすく、面のすく、角が、第一内切刃側から外切刃側に向かって増大するので、内刃インサートとした場合に優れた切刃強度を示すだけでなぐ外刃ィンサートとした場合にも切削抵抗を十分に低減させることができるとともに、該切削ィンサートを内刃インサートおよび外刃インサートとして装着すると、内刃インサートと外刃インサートとの切削力を均衡させることができる。

[0029] また、スローアウエイドリルのドリル本体における外刃インサートポケットの座面力ァキシャルレーキが正の値をとるように傾斜していることにより、内刃用切刃のドリル中心軸付近の切削を担当する部位の強度を向上させたままで、外刃用切刃の実質的なすく、角を増大させ、外刃用切刃による切削抵抗を低減させることができる。

[0030] 本発明の被削材の切削方法によれば、内刃インサートと外刃インサートとの切削力を均衡させて被削材を切削することができ、深孔加工などのより厳しい切削条件にお Vヽても良好な仕上げ面を得ることができる。

図面の簡単な説明 [0031] [図 1]本発明の第 1の実施形態に力かるスローアウエイドリルを示す正面図である。

[図 2]本発明の第 1の実施形態に力かるスローアウエイドリルを先端力も見たときの内刃インサートおよび外刃インサートの配置を示す図である。

[図 3] (a)は、図 2に示すスローアウエイドリルの内切刃インサート付近を示す部分拡大図であり、（b)は、図 3に示すスローアウエイドリルの外切刃インサート付近を示す部分拡大図である。

[図 4] (a)は、本発明の第 1の実施形態に力かるスローアウエイドリル用インサートを示す斜視図であり、（b)は、その平面図である。

[図 5]本発明の第 2の実施形態に力かるスローアウエイドリル用インサートを示す拡大平面図である。

[図 6] (a)は、図 5の A— A線の破断面を示す図であり、（b)は、図 5の B— B線の破断面を示す図であり、（c)は、図 5の C— C線の破断面を示す図である。

[図 7]本発明の第 2の実施形態に力かるスローアウエイドリルを先端力も見たときの内刃インサートおよび外刃インサートの配置を示す図である。

[図 8]本発明の第 2の実施形態に力かる外刃インサートポケット付近を示す部分拡大側面図である。

[図 9]本発明の第 2の実施形態に力かる外刃インサートポケットの座面のアキシャルレーキを示す部分拡大概略説明図である。

[図 10]従来のスローアウエイドリルを先端力も見たときの内刃インサートおよび外刃ィンサートの配置を示す図である。

発明を実施するための最良の形態

[0032] くスローアウエイドリルおよびスローアウエイドリル用インサート >

以下、本発明に力かるスローアウエイドリルおよびスローアウエイドリル用インサートの各実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

(第 1の実施形態）

図 1は、本実施形態に力かるスローアウエイドリルを示す正面図である。図 2は、本実施形態に力かるスローアウエイドリルを先端力も見たときの内刃インサートおよび外刃インサートの配置を示す図である。図 3 (a)は、図 2に示すスローアウエイドリルの内切刃インサート付近を示す部分拡大図であり、図 3 (b)は、図 2に示すスローァウェイドリルの外切刃インサート付近を示す部分拡大図である。図 4 (a)は、本実施形態に力かるスローアウエイドリル用インサートを示す斜視図であり、図 4 (b)は、その平面図である。

[0033] 図 1〜図 3に示すように、本実施形態に力かるスローアウエイドリル 1は、棒状をなすドリル本体 2の先端部の中心軸 3側に形成されるとともに、座面 4aを有した内刃インサートポケット 4と、前記先端部の外周側に形成されるとともに、座面 5aを有した外刃インサートポケット 5とを有したスローアウエイドリルホルダ 8とを備えている。座面 4a, 5 aとは、インサートの取り付け部である内刃インサートポケット 4,外刃インサートポケット 5において、下記で説明する切削インサート 10の座面 11aと接している部位を意味する。

[0034] 一方、図 4 (a) , (b)に示すように、本実施形態に力かるスローアウエイドリル用インサート 10 (以下、切削インサート 10と言う。）は、下面 11と上面 12と側面 18とを備えた本体 13を有し、下面 11に形成された座面 11aと、上面 12と側面 18との交差部に形成された切刃 14と、を備える。切刃 14は、互いに連続して上面 12の角部 15を形成する内切刃 16と外切刃 17とを有して、る。

[0035] なお、角部 15には、切刃強度の向上のためコーナー R切刃が形成されていてもよい。すなわち、内切刃 16と外切刃 17は、角部 15に位置するコーナー R切刃と接続して形成されてもよい。

[0036] 内切刃 16は内刃用切刃であり、切削インサート 10を内刃インサートとして用いるための切刃である。内切刃 16は、角部 15側に位置する直線状の第一内切刃 16aと、該第一内切刃 16aに対して角部 15と反対側に位置するとともに、第一内切刃 16aに対して角部 16から遠ざかるにつれて座面 11a側に傾斜している第二内切刃 16bと、を有してなる。

[0037] 外切刃 17は外刃用切刃であり、切削インサート 10を外刃インサートとして用いるための切刃である。外切刃 17は、角部 15側に位置するとともに第一内切刃 16aと平行な第一外切刃 17aを有してなる。また、外切刃 17は、第一外切刃 17aに対して角部 1 5と反対側に位置するとともに、第一外切刃 17aに対して角部 15から遠ざかるにつれて座面 1 la側に傾斜して、る第二外切刃 17bを有してなるのが好ま、。

[0038] なお、第一内切刃 16aと第一外切刃 17aとが平行であるとは、両者が実質的に平行であればよぐ切削インサート 10のサイズにもよる力 0〜2° 程度の誤差を含むものであってもよい。このような場合においても、同様の効果を奏すことができる。

[0039] 上記のような切削インサート 10は板状体形状をとつており、切削インサート 10の上面 12は多角形状をとつている。多角形状としては、例えば四角形、五角形等が挙げられる。上面 12の中央部には、貫通穴 50が形成されている。この貫通穴 50は、切削インサート 10をドリル本体 2に固定するためのネジ穴である。切削インサート 10は、該貫通穴 50の中心軸に対して 180度回転対称な形状である。これにより使用している一方の切刃が摩耗した際には、インサート 10を 180度回転させ、使用していない他方の切刃を用いることができるので経済的である。

[0040] そして、スローアウエイドリル 1は、前記した切削インサート 10を 2つ装着したものである。すなわち図 2に示すように、 2つの切削インサート 10のうち、一方を内刃インサート 10a、他方を外刃インサート 10bとし、 2つの切削インサート 10がー本のドリル本体 2のインサート取り付け部である内刃インサートポケット 4の座面 4a,外刃インサートポケット 5の座面 5aにそれぞれ固定される。そして、内刃インサート 10aと外刃インサート 10bは、切削インサート 10の上面 12を切削方向に向けて装着される。

[0041] より具体的には、内刃インサート 10aは、内刃インサートポケット 4に内切刃 16の少なくとも一部をドリル本体 2の先端より突出させて装着される（図 1参照)。これと同様に、外刃インサート 10bは、外刃インサートポケット 5に外切刃 17の少なくとも一部をドリル本体 2の先端より突出させて装着される。また、ドリル本体 2の先端視において、第一内切刃 16aと第一外切刃 16bとが平行となるよう配されるのが好ましい。なお、ここでいう「先端視において」とは、ドリル本体 2を先端側から見た場合のことである。具体的には、ドリル本体 2の先端側力もドリル本体 2の中心軸に沿って見た場合のことである。

[0042] ここで、内刃インサート 10aの内切刃 16は、第一切刃稜辺部と第二切刃稜辺部とを含む。すなわちドリル本体 2の先端視において、内刃インサート 10aの内切刃 16が、ドリル本体 2の中心軸 3側に配され外刃インサート 10bの少なくとも一部の外切刃 17 に対して平行である第一内切刃 16a (第一切刃稜辺部）と、ドリル本体 2の外周側に配され第一内切刃 16aに対して外周側に向力につれて内刃インサートポケット 4の座面 4a側に傾斜している第二内切刃 16b (第二切刃稜辺部）と、を含む。これにより、内刃インサート 10aにドリル本体 2を半径方向外向きにたわませる力を作用させることができる。その結果、内刃インサート 10aおよび外刃インサート 10bの半径方向に作用する切削力の合力をほぼ 0とする力、前記合力を半径方向外向きに発生させることが可能となる。そのため、内刃インサート 10aと外刃インサート 10bの切削力の不釣合いによってドリル本体 2が半径方向中心向きにたわむことを抑制することができる

[0043] したがって、内切刃 16が、上記のような構成をなす第一内切刃 16aと、第二内切刃 16bとを含んでなる場合には、内刃インサートと外刃インサートとの切削力を均衡させることができるとともに、オフセット加工時のコアの拡大を抑制することができる。

[0044] 外刃インサート 10bの切刃稜辺（すなわち外切刃 17)がー辺の切刃にて構成されている場合には、第一内切刃 16aは、外刃インサート 10bの切刃全部分と平行になる。一方、後述するように、外刃インサート 10bの切刃が複数である場合には、外刃インサート 10bの切刃のいずれかと平行であればよい。このとき、特に、第一内切刃 16a は、ドリル本体 2の外周側に位置する外刃インサート 10bの切刃と平行であることが好ましい。

[0045] 第二内切刃 16bは、前記した通り、ドリル本体 2の外周側に配され第一内切刃 16a に対して座面 4a側に傾斜している部分である。具体的には、第二内切刃 16bはドリル本体 2の外周側方向に近づくにつれ、所定の傾斜角を有して座面 4a側に近づくように傾いている。このとき、第一内切刃 16aに対する第二内切刃 16bの傾斜角度は 5 〜15° であるのが好ましい。

[0046] 第一内切刃 16aの長さ力ドリル径の長さに対して 5〜20%であるのが好ましい。

第一内切刃 16aの長さ力このような所定の範囲内に構成されていると、前記した効果を確実に奏することができる。なお、ここでいうドリル径とは、オフセット値がゼロのときの加工径のことである。具体的には、ドリル本体の中心軸力も第一外切刃 17aの外周側端部までの距離の 2倍に相当する。 [0047] 第一内切刃 16aと第二内切刃 16bとの間にその他の切刃があってもよぐ例えば第一内切刃 16aと第二内切刃 16bとが曲線や直線等で接続されて、てもよ!/、。

[0048] 外刃インサート 10bの外切刃 17は、ドリル先端視において、一辺の切刃、または複数の切刃のいずれからなる場合であってもよい。なお、切削力をさらに半径方向外向きに発生させるようにコントロールすることができる上で、外切刃 17は複数の切刃からなるのが好ましい。

[0049] 外刃インサート 10bの外切刃 17が複数の切刃稜辺部力も構成される場合には、該外刃インサート 10bは、第三切刃稜辺部と第四切刃稜辺部とを含むのが好ましい。すなわちドリル本体 2の先端視において、外刃インサート 10bの外切刃 17が、ドリル本体 2の外周側に配され第一内切刃 16aに対して平行である第一外切刃 17a (第三切刃稜辺部）と、ドリル本体 2の中心軸 3側に配され第一外切刃 17aに対して外刃ィンサートポケット 5の座面 5a側に傾斜している第二外切刃 17b (第四切刃稜辺部）と、を含むのが好ましい。このように、外刃インサート 10bについても傾斜状の切刃部である第二外切刃 17bを設けることにより、内刃インサート 10aの場合と同様に、切削力を半径方向外側に向かわせる方向にコントロールすることができる。

[0050] 具体的には、第二外切刃 17bは第一外切刃 17a側からドリル本体 2の中心軸 3方向に近づくにつれ、所定の傾斜角を有して座面 5a側に近づくように傾いている。このとき、第一外切刃 17aに対する第二外切刃 17bの傾斜角度は 5〜 15° であるのが好ましい。また、前記した第一内切刃 16a,第二内切刃 16bと同様に、第一外切刃 17a と第二外切刃 17bの間にその他の切刃があってもよぐ例えば第一外切刃 17aと第二外切刃 17bとが曲線や直線等で接続されて、てもよ!/、。

[0051] 前記したスローアウエイドリル 1は、旋盤でオフセット力卩ェを行う場合でも好適に使用される。旋盤でオフセット力卩ェを行う場合には、ドリル本体 2のシャンクに形成された平カット面が基準となり，「平カット面」と「ドリル中心軸の垂直断面」との交線がオフセット方向となる。このオフセット方向は内切刃 16の第一内切刃 16aと平行にされるので、オフセットによってドリルの中心軸 3が移動しても内切刃 16の芯高さが変わることはなぐよってコアの残り量が大きくなりすぎることはない。したがって、オフセット加工時にお、ても、仕上げ面精度の高、力卩ェが可能である。 [0052] (第 2の実施形態）

次に、第 2の実施形態に力かるスローアウエイドリルおよびスローアウエイドリル用ィンサートについて図面を参照して詳細に説明する。図 5は、本実施形態に力かるスロ一アウエイドリル用インサートを示す平面図である。図 6 (a)は、図 5の A— A線の破断面を示す図であり、図 6 (b)は、図 5の B— B線の破断面を示す図であり、図 6 (c)は、図 5の C— C線の破断面を示す図である。図 7は、本実施形態に力かるスローァウェイドリルを先端から見たときの内刃インサートおよび外刃インサートの配置を示す図である。図 8は、本実施形態に力かる外刃インサートポケット付近を示す部分拡大側面図である。図 9は、本実施形態に力かる外刃インサートポケットの座面のアキシャルレーキを示す部分拡大概略説明図である。なお、図 5〜図 9において、前述した図 1〜図 4と同一の構成部分には同一の符号を付して説明は省略する。

[0053] 本実施形態に力かるスローアウエイドリル用インサートは、前記した実施形態にかかる切削インサート 10と同様に、スローアウエイドリルに使用されるものであり、ドリル本体の先端視で、ドリル本体の先端側において、前記ドリル本体の中心軸側に内刃ィンサートとして、さらに前記ドリル本体の外周側に外刃インサートとして、それぞれ座面に固定されるものである。

[0054] 具体的には、図 5,図 6に示すように、本実施形態に力かるスローアウエイドリル用ィンサート 20 (以下、切削インサート 20と言う。 )は、板状体形状をとつており、該ィンサート 20の上面 21は、多角形状をとつている。そして、上面 21と側面 22とを備えた本体 23を有し、上面 21に形成されたすくい面（ブレーカ溝） 24と、上面 21と側面 22との交差部に形成された切刃 25と、を備えてなる。

[0055] 上面 21の各角部、すなわちすくい面 24の角部にはコーナー R切刃 25aが形成されている。コーナー R切刃 25aとは、上面 21の各角部に形成された曲線切刃をいう。コーナー R切刃 25aは、下記で説明する強い切刃強度が求められる内切刃 26および低い切削抵抗が求められる外切刃 27の両方に接続しているため、両方の性能が要求される。

[0056] 切刃 25は、前記したコーナー R切刃 25aと、コーナー R切刃 25aの一端側に位置する内切刃 26と、コーナー R切刃 25aの他端側に位置する外切刃 27と、を有している。内切刃 26は内刃用切刃であり、切削インサート 20を内刃インサートとして用いるための切刃である。外切刃 27は外刃用切刃であり、切削インサート 20を外刃インサートとして用いるための切刃である。

[0057] 内切刃 26は、以下に示すように複数の切刃領域から構成される。この内切刃 26は、切削インサート 20が内刃インサートとしてドリル本体に装着された場合に、該ドリル本体の中心軸側に位置する第一内刃用切刃（第一内切刃） 26aを有する。第一内切刃 26aは、コーナー R切刃 25a側に位置しており、ドリル本体の先端視において、内切刃 26が有する複数の切刃のうちドリル本体の中心軸に最も近接して、る切刃である。

[0058] ここで、第一内切刃 26aは、連接するすくい面 24のすくい角が正であり、コーナー R 切刃 25aに連接するすくい面 24のすくい角力第一内切刃 26a側力も外切刃 27側に向力つて増大するよう構成されている。これにより、切削インサート 20は、内刃インサートとした場合に優れた切刃強度を示すだけでなぐ外刃インサートとした場合にも切削抵抗を十分に低減させることができ、かつ切削インサート 20を内刃インサートおよび外刃インサートとして装着すると、内刃インサートと外刃インサートとの切削力を均衡させることができる。

[0059] 第一内切刃 26aに連接するすくい面 24のすくい角は 1〜5° 、好ましくは 2〜4° であるのがよい。前記すくい角が 1° 以上であると、外切刃として使用する場合にドリル本体の外周側の外切刃の切削抵抗を低く抑えることができ、ドリル本体がたわむことを低減できる。そのため、所望の加工径が得られな力つたり、穴が曲がったりすることを低減できる。また、前記すくい角が 5° 以下であると、内切刃として使用する場合に十分な切刃強度を得ることができる。

[0060] 第一内切刃 26aは、すくい角が上記範囲内であれば、すくい角が一定のものでもよぐまた、ドリル中心力も遠ざかるにつれ、すくい角が増大しているものでもよい。第一内切刃 26aのすくい角は、例えば図 5の A— A線の破断面を示す図 6 (a)をもとにして測定すればよい。

[0061] 内切刃 26は、切削インサート 20が内刃インサートとしてドリル本体に装着された場合の該ドリル本体の外周側に第一内切刃 26aよりもすくい角の大きい第二内刃用切刃（第二内切刃） 26bを有するのが好ましい。すなわち、内切刃 26がさらに、第一内切刃 26aに対してコーナー R切刃 25aとは反対側に位置する第二内切刃 26bを有し、第一内切刃 26aに連接するすくい面 24のすくい角は、第二内切刃 26bに連接するすくい面 24のすくい角よりも小さいのが好ましい。これにより、内切刃 26内においても、外周側および中心軸側に位置する各切刃の切削性能を該位置に好適なものとすることができる。したがって、前記した効果がより高まる。第二内切刃 26bは、ドリル本体の先端視において、内切刃 26が有する複数の切刃のうちドリル本体の外周に最も近接してヽる切刃である。

[0062] 第二内切刃 26bに連接するすくい面 24のすくい角は、例えば鋼力もなる被削材、またはアルミニウムや低炭素鋼力なる被削材等、被削材の材質に応じて所定のすくい角を設定すればよい。特に、鋼力もなる被削材を切削する場合には、第二内切刃 26bに連接するすくい面 24のすくい角は 5〜15° 、好ましくは 8〜12° に設定するのがよい。前記すくい角が 5° 以上であると、切削抵抗が低ぐホルダがたわむことを低減することができる。また、前記すくい角が 15° 以下であると、切刃の強度不足により、突発的な欠損が発生することを低減できる。

[0063] 第二内切刃 26bは、すくい角が上記の範囲内であれば、すくい角が一定のものでもよぐまた、外切刃 27側に近づくにつれ、すくい角が増大しているものでもよい。第二内切刃 26bのすくい角は、例えば図 5の C— C線の破断面を示す図 6 (c)をもとにして測定すればよい。

[0064] 内切刃 26はさらに、第一内切刃 26aと第二内切刃 26bとの間に位置した第三内刃用切刃（第三内切刃） 26cを有するのが好ましい。この第三内切刃 26cは、連接するすくい面 24のすくい角が第一内切刃 26aから第二内切刃 26bに向力つて増大するのが好ましい。これにより、一定以上の切削力が要求される第二内切刃 26bにおいて、優れた切削性能を達成することが可能なすくい角を満足することができる。

[0065] 第三内切刃 26cの長さは、内切刃 26の合計切刃長さ（すなわち第一内切刃 26aの切刃長さ、第二内切刃 26bの切刃長さ、および第三内切刃 26cの切刃長さを合計した長さ）に対して 5〜15%であるのが好ましい。第三内切刃 26cの長さが 5%以上であると、第三内切刃 26cにおけるすくい角が急激に変化することで切りくずが詰まることを低減できる。また、前記すくい角が 15%以下であると、切削抵抗が大きくなることを低減できる。

[0066] また、第一内切刃 26aと第三内切刃 26cとの境界 aと、第二内切刃 26bと第三内切刃 26cとの境界 bとは、滑らかな曲線によって接続されているのが好ましい。

[0067] 外切刃 27は、図 5に示すように、コーナー R切刃 25aを介して内切刃 26と隣接している。具体的には、コーナー R切刃 25aは、一端側で外切刃 27と、他端側で内切刃 26と接続している。外切刃 27に連接するすくい面 24のすくい角は、第一内切刃 26a のすくい角よりも大きいのであればよい。該外切れ刃 27のすくい角は、特に限定されないが、 5〜25° の間で被削材の種類に応じて設定されるのが好ましい。例えば鋼力もなる被削材を切削する場合には、外切刃 27のすくい角は 10〜20° が好ましい。外切刃 27のすくい角は、例えば図 5の B— B線の破断面を示す図 6 (b)をもとにして測定すればよい。

[0068] ここで、前記した通り、切削インサート 20において、第一内切刃 26aと外切刃 27との間に位置するコーナー R切刃 25aのすくい角は、第一内切刃 26aから外切刃 27に向かって、減少することなく増大している。特に、第一内切刃 26aにおいて 1〜5° と小さ、すく、角とし、第一内切刃 26aから外切刃 27へすく、角を減少させることなく増大させることが好ましい。これにより、コーナー R切刃 25aの第一内切刃 26a側において十分な切刃強度が得られ、さらにコーナー R切刃 25aの外切刃 27側において、前記切刃強度と二律背反の関係である外切刃 27の切削抵抗の低減についても十分に達成することができる。

[0069] 第一内切刃 26aと外切刃 27との間に位置するコーナー R切刃 25aにおいて、第一内切刃 26aと該コーナー R切刃 25aとの境界 cに連接するすくい面 24のすくい角を α 、外切刃 27と該コーナー R切刃 25aとの境界 dに連接するすくい面 24のすくい角を βとする。このとき、式： 13— α力も算出される値が 5° 以上であるのが好ましい。前記値が 5° 以上であると、内刃インサートとした場合における内切刃の切刃強度と、外刃インサートとした場合における外切刃の切削抵抗の低減との両立を十分に達成させることがでさる。

[0070] 本実施形態に力かるスローアウエイドリルは、前記した実施形態に力かるスローァゥエイドリル 1と同様に、前記した切削インサート 20を 2つ装着したものである。すなわち図 7に示すように、本実施形態に力かるスローアウエイドリル 31は、棒状をなすドリル本体 32の先端部の中心軸 33側に形成されるとともに、座面 34aを有した内刃インサートポケット 34と、前記先端部の外周側に形成されるとともに、座面 35aを有した外刃インサートポケット 35とを有したスローアウエイドリルホルダ 38を備えて!/、る。座面 34a は、内刃インサートを固定するための着座面（中心側着座面）であり、座面 35aは、外刃インサートを固定するための着座面 (外周側着座面)である。

[0071] そして、 2つの切削インサート 20のうち、一方を内刃インサート 20a、他方を外刃ィンサート 20bとし、 2つの切削インサート 20がー本のドリル本体 32の内刃インサートポケット 34の座面 34a,外刃インサートポケット 35の座面 35aにそれぞれ固定される。そして、内刃インサートと外刃インサートは、切削インサート 20の上面 21を切削方向に向けて装着される。より具体的には、内刃インサート 20aは、内刃インサートポケット 34に内切刃 26の少なくとも一部をドリル本体 32の先端より突出させて装着される。そして、外刃インサート 20bは、外刃インサートポケット 25に外切刃 27の少なくとも一部をドリル本体 32の先端より突出させて装着される。

[0072] ここで、外周側着座面、すなわち外刃インサートポケット 35の座面 35aのアキシャルレーキは、正の値を示すのが好ましい。具体的には、図 8,図 9に示すように、ドリル本体 32の中心軸 33から時計まわりの方向に、外刃インサート 20bを固定するための座面 35aが傾斜していることをいう。より具体的には、中心軸 33と、座面 35aを延長した延長線 36とのなすアキシャルレーキ 37が正の値を示すように、座面 35aが中心軸 33から時計まわりの方向に傾斜して、ることを、う。

[0073] アキシャルレーキ 37が正の値を示すように座面 35aを傾斜させると、切削インサート 20を該座面 35aに装着した場合に形成される外切刃 27の実質的なすくい角を大きくすることができる。これにより、第一内切刃 26aのすくい角を小さくすることによってコーナー R切刃 25aのすくい角が小さくなつたとしても、座面 35aに装着すれば外切刃 27の実質的なすくい角を大きくすることができる。そのため、第一内切刃 26aの耐欠損性を低下させることなぐ外切刃 27の切削抵抗をさらに低減させることができる。したがって、深穴加工などビビリによる振動が発生しやすい加工でも好適に使用できる。このように、座面 35aのアキシャルレーキ 37を調整することによって、内切刃 26の強度を向上させる効果と外切刃 27の切削抵抗を低減させる効果とを両立させることができる。特に、アキシャルレーキ 37は 3〜8° が好ましい。

なお、その他の構成は、前記した実施形態にかかるスローアウエイドリル 1および切肖 IJインサート 10と同様であるので、説明を省略する。

[0074] <被削材の切削方法 >

次に、本発明にかかる被削材の切削方法の一実施形態について説明する。本実施形態に力かる被削材の切削方法は、前記した第 1の実施形態にかかるスローァゥエイドリル 1を用いて被削材を切削する方法であり、下記の工程を備えるものである。

[0075] すなわち、スローアウエイドリル 1または被削材の少なくとも一方を回転させ、前記被削材に内切刃 16および外切刃 17を近接する工程と、内切刃 16および外切刃 17を前記被削材の表面に接触させ、前記被削材を切削する工程と、前記被削材から内切刃 16および外切刃 17を離間させる工程と、を備える。

[0076] ここで、前記した通り、スローアウエイドリル 1は、ドリル本体 2の先端視において、内刃インサート 10aの内切刃 16が、ドリル本体 2の中心軸 3側に配され外刃インサート 1 Obの少なくとも一部の外切刃 17に対して平行である第一内切刃 16aと、ドリル本体 2 の外周側に配され第一内切刃 16aに対して外周側に向かうにつれて内刃インサートポケット 4の座面 4a側に傾斜している第二内切刃 16bと、を含む。よって、内刃インサート 10aと外刃インサート 10bとの切削力を均衡させることができ、ドリル本体 2が半径方向中心向きにたわむことを抑制することができる。したがって、より厳しい切削条件においても良好な仕上げ面を得ることができるとともに、オフセット加工を行った場合であっても、コアの拡大を抑制することができる。

[0077] なお、前記した第 1の実施形態に力かるスローアウエイドリル 1に代えて、前記した第 2の実施形態に力かるスローアウエイドリル 31を用いても、内刃インサート 20aと外刃インサート 20bとの切削力を均衡させることができ、ドリル本体 32が半径方向中心向きにたわむことを抑制することができるので、より厳しい切削条件においても良好な仕上げ面を得ることができる。

[0078] 特に、スローアウエイドリル 31を用いると、内刃インサート 20aは切刃強度に優れ、外刃インサート 20bは切削抵抗を十分に低減させることができるので、深穴加工などビビリによる振動が発生しやすい力卩ェに好適である。

以上、本発明にかかるいくつかの実施形態について示した力本発明は上述した実施形態に限定されるものではなぐ本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更や改良したものにも適用できることは言うまでもない。例えば、本発明は、第 1の実施形態、第 2の実施形態に力かるそれぞれのスローアウエイドリルおよびスローアウエイドリル用インサートに限定されるものではなぐ第 1の実施形態と第 2の実施形態とを組み合わせた実施形態に力かるスローアウエイドリルおよびスローアウエイドリル用インサートであってもよい。

Claims

請求の範囲

[1] ドリル本体の先端部の中心軸側に形成されるとともに、座面を有した内刃インサートポケットと、前記先端部の外周側に形成されるとともに、座面を有した外刃インサートポケットとを有したスローアウエイドリルホルダと、

前記内刃インサートポケットの座面に固定されるとともに、内切刃を有した内刃インサートと、

前記外刃インサートポケットの座面に固定されるとともに、外切刃を有した外刃インサートと、を備えてなり、

前記ドリル本体の先端視において、前記内刃インサートの内切刃が、

前記ドリル本体の中心軸側に配され前記外刃インサートの少なくとも一部の外切刃に対して平行である第一内切刃と、

前記ドリル本体の外周側に配され前記第一内切刃に対して外周側に向かうにつれて内刃インサートポケットの座面側に傾斜している第二内切刃と、を含むスローァウェイドリル。

[2] 前記第一内切刃に対する前記第二内切刃の傾斜角度は、 5〜15° である請求項

1記載のスローアウエイドリル。

[3] 前記第一内切刃の長さが、ドリル径の長さに対して 5〜20%である請求項 1または

2記載のスローアウエイドリル。

[4] 前記ドリル本体の先端視において、前記外刃インサートの外切刃が、

前記ドリル本体の外周側に配され前記第一内切刃に対して平行である第一外切刃と前記ドリル本体の中心軸側に配され前記第一外切刃に対して前記外刃インサートポケットの座面側に傾斜している第二外切刃と、

を含む請求項 1〜3のいずれかに記載のスローアウエイドリル。

[5] 前記第一外切刃に対する前記第二外切刃の傾斜角度は、 5〜15° である請求項

4記載のスローアウエイドリル。

[6] 下面と上面と側面とを備えた本体を有し、

前記本体の下面に形成された座面と、前記本体の上面と側面との交差部に形成された切刃と、を備えるとともに、

前記切刃は、互いに連続して前記上面の角部を形成する内切刃と外切刃とを有し前記内切刃が、前記角部側に位置する直線状の第一内切刃と、該第一内切刃に対して前記角部と反対側に位置するとともに、前記第一内切刃に対して前記角部から遠ざかるにつれて前記座面側に傾斜して、る第二内切刃と、を有してなり、前記外切刃が、前記角部側に位置するとともに前記第一内切刃と平行な第一外切刃を有してなるスローアウエイドリル用インサート。

[7] 前記外切刃が、前記第一外切刃に対して前記角部と反対側に位置するとともに、前記第一外切刃に対して前記角部から遠ざかるにつれて前記座面側に傾斜して、る第二外切刃を有してなる請求項 6記載のスローアウエイドリル用インサート。

[8] ドリル本体の先端部の中心軸側に形成された内刃インサートポケットと、前記先端部の外周側に形成された外刃インサートポケットとを有したスローアウエイドリルホルダと、

前記内刃インサートポケットに前記内切刃の少なくとも一部を前記ドリル本体の先端より突出させて装着される請求項 6または 7記載のスローアウエイドリル用インサートと、

前記外刃インサートポケットに前記外切刃の少なくとも一部を前記ドリル本体の先端より突出させて装着される請求項 6または 7記載のスローアウエイドリル用インサートと、を備え、

前記ドリル本体の先端視において、前記第一内切刃と前記第一外切刃とが平行となるよう配されてなるスローアウエイドリル。

[9] 上面と側面とを備えた本体を有したスローアウエイドリル用インサートであって、前記本体の上面に形成されたすくい面と、前記本体の上面と側面との交差部に形成された切刃と、を備えてなり、

前記切刃は、前記すくい面の角部に形成されたコーナー R切刃と、該コーナー R切刃の一端側に位置する内切刃と、前記コーナー R切刃の他端側に位置する外切刃と、を有してなるとともに、前記内切刃が、前記コーナー R切刃側に位置し、連接するすくい面のすくい角が正である第一内切刃を有し、

前記コーナー R切刃に連接するすくい面のすく、角が、前記第一内切刃側から前記外切刃側に向力つて増大するスローアウエイドリル用インサート。

[10] 前記第一内切刃に連接するすくい面のすくい角が 1〜5° である請求項 9記載のスローアウエイドリル用インサート。

[11] 前記内切刃がさらに、前記第一内切刃に対して前記コーナー R切刃とは反対側に位置する第二内切刃を有し、前記第一内切刃に連接するすく、面のすくい角は前記第二内切刃に連接するすく!/、面のすく、角よりも小さ!/、請求項 9または 10記載のスロ一アウエイドリル用インサート。

[12] 前記第二内切刃に連接するすくい面のすくい角が 5〜15° である請求項 11記載のスローアウエイドリル用インサート。

[13] 前記内切刃がさらに、第一内切刃と第二内切刃との間に位置するとともに、連接するすくい面のすくい角が前記第一内切刃側力前記第二内切刃側に向力つて増大する第三内切刃を有する請求項 9〜12のいずれかに記載のスローアウエイドリル用インサート。

[14] 前記第三内切刃の長さは、前記内切刃の長さの 5〜15%である請求項 13記載のスローアウエイドリル用インサート。

[15] 前記第一内切刃と前記コーナー R切刃との境界に連接するすくい面のすくい角を α、前記外切刃と前記コーナー R切刃との境界に連接するすくい面のすくい角を j8としたとき、式： j8— α力算出される値が 5° 以上である請求項 9〜 14のいずれかに記載のスローアウエイドリル用インサート。

[16] ドリル本体の先端部の中心軸側に形成された内刃インサートポケットと、前記先端部の外周側に形成された外刃インサートポケットと、を有したスローアウエイドリルホルダと、

前記内刃インサートポケットに前記内切刃の少なくとも一部を前記ドリル本体の先端より突出させて装着される請求項 9〜15のいずれかに記載のスローアウエイドリル用インサートと、前記外刃インサートポケットに前記外切刃の少なくとも一部を前記ドリル本体の先端より突出させて装着される請求項 9〜15のいずれかに記載のスローアウエイドリル用インサートと、

を、備えてなるスローアウエイドリル。

[17] 前記外刃インサートポケットの座面のアキシャルレーキが正の値を示す請求項 16 記載のスローアウエイドリル。

[18] 請求項 1〜5, 8, 16, 17のいずれかに記載のスローアウエイドリルまたは被削材の少なくとも一方を回転させ、前記被削材に前記内切刃および外切刃を近接する工程と、

前記内切刃および外切刃を前記被削材の表面に接触させ、前記被削材を切削する工程と、

前記被削材から前記内切刃および外切刃を離間させる工程と、

を備える被削材の切削方法。