(57)【要約】【課題】高速切削においても切刃の外周部側でのコーティング層の剥離を防いで耐摩耗性を確保するとともに、切刃の中心部側ではクラックや欠損を防止して、長期に亙って安定した穴明け加工が可能な長寿命のドリル、および刃先交換式のこのようなドリルに取り付けられるドリル用インサートを提供する。【解決手段】軸線Ｏ回りに回転されるドリル本体１の先端部に、この先端部における軸線Ｏ側の中心部から外周部に延びる切刃１４が設けられたドリルにあって、この切刃１４には、中心部側に物理蒸着コーティング層１５が被覆されるとともに外周部側には化学蒸着コーティング層１６が被覆されている。【選択図】図１
2011206897.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線回りに回転されるドリル本体の先端部に、この先端部における上記軸線側の中心部から外周部に延びる切刃が設けられたドリルであって、この切刃には、上記中心部側に物理蒸着コーティング層が被覆されるとともに上記外周部側には化学蒸着コーティング層が被覆されていることを特徴とするドリル。
【請求項２】
上記物理蒸着コーティング層が被覆された上記切刃の中心部側では、上記化学蒸着コーティング層が被覆された上記切刃の外周部側よりも、切刃の先端角が大き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。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のドリルにおける上記ドリル本体の先端部に着脱可能に取り付けられるインサート本体を備えたドリル用インサートであって、上記インサート本体に、上記物理蒸着コーティング層と上記化学蒸着コーティング層とが被覆された上記切刃が形成されていることを特徴とするドリル用インサート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸線回りに回転されるドリル本体の先端部に硬質コーティング層が被覆された切刃が設けられたドリル、および刃先交換式のこのようなドリルに着脱可能に取り付けられるドリル用インサートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このような硬質コーティング層が被覆された切刃が設けられたドリルとしては、例えば特許文献１に、繊維強化複合材の穴明け加工を行うものとして、切刃が、回転中心刃部と、その外端に順に連なる中間刃部および最外周刃部の３部によって構成されて、各刃部の先端角が回転中心側から外周側の刃部にかけて段階的に減少しているドリルにおいて、本体部がＷＣ基超硬合金で形成されるとともに、その表面に物理蒸着法でＤＬＣ被膜を設けたり、気相合成法によってダイヤモンド被膜を設けたりしたものが記載されている。
【０００３】
また、同じように切刃に硬質コーティング層を被覆したものとしては、特許文献２に、やはりＷＣを基本とした超硬合金の母材に、硬質の耐熱性の層をもつコーティングが施され、この硬質の耐熱性の層が化学蒸着層とイオンプレーティングの物理蒸着層を含んでいて、物理蒸着層は残留圧縮応力下の状態にあり、かつ化学蒸着層が母材に隣接しているようにコーティングされたものが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１７２７０８号公報
【特許文献２】特開平８−３１８４１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この特許文献２に記載されているように、物理蒸着法によって被覆された硬質コーティング層には圧縮応力が残留することになり、これによって高い硬度が得られるものの、母材との密着強度は化学蒸着法によるコーティング層より劣るため、剥離を生じ易い。ところが、ドリルによる穴明け加工においては、切刃の外周部側では中心部側よりも周速が高くて切屑の生成量も多いために摩耗が生じ易く、物理蒸着法によるコーティング層を被覆しただけのものでは、特に高速切削の場合に早期に剥離を生じて摩耗による工具寿命に達してしまう。
【０００６】
これとは逆に、化学蒸着法による硬質コーティング層には引っ張り応力が作用することになるため、母材との密着強度は高い。しかしながら、化学蒸着法ではこの引っ張り応力によって母材自体の抗折強度が低下してしまうのに対し、ドリルによる穴明け加工において切刃の中心部側では、周速が低いために被加工物を押し潰すような切削形態となって大きな負荷が作用するので、このような負荷によって母材にクラックや欠損が生じてしまい、やはり工具寿命が早期に潰えてしまうことになる。
【０００７】
本発明は、このような背景の下になされたもので、高速切削においても切刃の外周部側でのコーティング層の剥離を防いで耐摩耗性を確保するとともに、切刃の中心部側ではクラックや欠損を防止して、長期に亙って安定した穴明け加工が可能な長寿命のドリル、および刃先交換式のこのようなドリルに取り付けられるドリル用インサートを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明のドリルは、軸線回りに回転されるドリル本体の先端部に、この先端部における上記軸線側の中心部から外周部に延びる切刃が設けられたドリルであって、この切刃には、上記中心部側に物理蒸着コーティング層が被覆されるとともに上記外周部側には化学蒸着コーティング層が被覆されていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明のドリル用インサートは、このようなドリルにおける上記ドリル本体の先端部に着脱可能に取り付けられるインサート本体を備えたドリル用インサートであって、上記インサート本体に、上記物理蒸着コーティング層と上記化学蒸着コーティング層とが被覆された上記切刃が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
このように構成されたドリルおよびドリル用インサートでは、上記切刃の中心部側においては被加工物を押し潰すような切削形態であっても、物理蒸着法によって被覆された高硬度の物理蒸着コーティング層により、母材にクラックや欠損が生じるのを防ぐことができる。その一方で、切刃の外周部側では、化学蒸着法によって母材との密着強度の高い化学蒸着コーティング層が被覆されているので、たとえ高速切削であっても剥離が生じるのを抑えて耐摩耗性の向上を図ることができる。
【００１１】
さらに、上記構成のドリルおよびドリル用インサートにおいては、上述のように物理蒸着コーティング層が被覆された切刃の中心部側で、化学蒸着コーティング層が被覆された切刃の外周部側よりも、切刃の先端角を大きくすることにより、中心部側では切刃自体の強度を向上させてクラックや欠損の発生を一層確実に防止することができるとともに、外周部側では、中心部側の先端角のまま切刃を延長したのに比べて切刃長を長くすることができるので、単位長さ当たりの切刃による切屑生成量を低減して摩耗の進行をさらに抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明によれば、大きな負荷が作用する切刃の中心部側では、高硬度の物理蒸着コーティング層によってクラックや欠損を防ぐことができるとともに、切屑の生成量の多い切刃の外周部側では、母材との密着強度の高い化学蒸着コーティング層により耐摩耗性の向上を図ることができるので、高速切削においても安定した穴明け加工を長期に亙って行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明を刃先交換式のドリルに適用した場合の一実施形態を示す平面図である。
【図２】図１に示す実施形態を軸線Ｏ方向先端側から見た正面図である。
【図３】図１に示す実施形態に着脱可能に取り付けられる本発明のドリル用インサートの一実施形態を示す拡大平面図である。
【図４】図３に示す実施形態を軸線Ｏ方向先端側から見た正面図である。
【図５】図３に示す実施形態の側面図である。
【図６】本発明の実施例と比較例とにより穴明け加工試験を行った結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１および図２は、本発明を刃先交換式のドリルに適用した場合の一実施形態を示すものであり、図３ないし図５は、この実施形態の刃先交換式ドリルの先端部に着脱可能に取り付けられる本発明のドリル用インサートの一実施形態を示すものである。本実施形態のドリルは、そのドリル本体１が、鋼材等により形成されて軸線Ｏを中心とした外形略円柱状をなし、その後端側（図１において右側部分）は略円柱状のままのシャンク部２とされるとともに、このシャンク部２の先端側（図１において左側）は切刃部３とされていて、シャンク部２が図示されない工作機械の主軸に装着されて、軸線Ｏ回りにドリル回転方向Ｔに回転されつつ該軸線Ｏ方向先端側に送り出されることにより、切刃部３によって被加工物に穴明け加工を行う。
【００１５】
この切刃部３の外周面には、該切刃部３の先端面に開口して後端側に向かうに従い上記ドリル回転方向Ｔの後方側に捩れる断面略「Ｃ」字状の一対の切屑排出溝４が軸線Ｏに関して対称に形成されている。さらに、切刃部３の先端部、すなわちドリル本体１の先端部には、これら切屑排出溝４のドリル回転方向Ｔ側を向く壁面同士の間を軸線Ｏに対する直径方向に亙って該軸線Ｏを含む平面に沿って切り欠くようにして、先端側に断面「コ」字状に開口する凹溝状のインサート取付座５が形成されており、このインサート取付座５に本実施形態のドリル用インサートが取り付けられる。
【００１６】
ここで、本実施形態のドリル本体１では、上記インサート取付座５は、軸線Ｏに垂直な平面状とされて先端側を向く底面５Ａと、この底面５Ａから軸線Ｏに平行かつ互いにも平行に先端側に延びる一対の壁面５Ｂとを備えて、軸線Ｏに関し１８０°回転対称に形成され、壁面５Ｂ同士はドリル本体１の中心部側で軸線Ｏを挟んで互いに対向するとともに、これよりも外周部側では、それぞれ切屑排出溝４の上記壁面からドリル回転方向Ｔ後方側に一段後退するようにして、ドリル回転方向Ｔ側を向くようにされている。なお、これらの壁面５Ｂの上記中心部側の部分は軸線Ｏに平行な平面状とされるとともに、これよりも外周部側の部分には、軸線Ｏに直交する断面が波形をなして該軸線Ｏに平行に延びるセレーション５Ｃが形成されている。
【００１７】
また、切刃部３の先端部には、軸線Ｏに直交するとともにインサート取付座５の一対の壁面５Ｂにはそれぞれ鋭角に交差する方向に延びて、軸線Ｏに対する直径方向の一方の側の外周面からこの一方の側の壁面５Ｂに開口し、さらに同直径方向の他方の側の壁面５Ｂから同じくこの他方の側の外周面に貫通するクランプネジ孔５Ｄが形成されている。このクランプネジ孔５Ｄは、上記一方の側が図１に示すように外周面側に座ぐり部を備えた円筒孔とされるとともに、上記他方の側は雌ネジ孔とされている。
【００１８】
このようなインサート取付座５に取り付けられる本実施形態のドリル用インサートは、そのインサート本体１１が、炭化タングステン基超硬合金よりなる母材によって、図３に示すように長方形の１つの長辺部分が凸Ｖ字状をなすようにされた平面視略五角形の平板状に形成され、この凸Ｖ字状の長辺部分を先端側に向けるとともに、該凸Ｖ字の二等分線がドリル本体１の軸線Ｏと同軸となるようにしてインサート取付座５に取り付けられる。なお、このインサート本体１１も軸線Ｏに関して１８０°回転対称形状とされる。
【００１９】
ここで、このインサート本体１１の上記凸Ｖ字状の長辺部分とは反対側の後端面１１Ａは、その中央部が僅かに凹んでいる以外は軸線Ｏに垂直な平面状とされている。また、インサート本体１１の上記略五角形をなす一対の側面１１Ｂは、インサート取付座５に取り付けられた状態でドリル回転方向Ｔ側を向く部分がドリル回転方向Ｔ後方側を向く部分よりも図４に示すように一段後退するように形成されるとともに、これらの部分の間の平面視に軸線Ｏに沿って延びる部分は、該軸線Ｏに平行な平面状とされている。
【００２０】
さらに、これらの側面１１Ｂの上記ドリル回転方向Ｔ後方側を向く部分には、インサート取付座５の上記セレーション５Ｃと噛合する断面波形のセレーション１１Ｃが軸線Ｏに平行に延びるように形成されている。さらにまた、両側面１１Ｂ間には、軸線Ｏに直交するとともに側面１１Ｂに対してはドリル回転方向Ｔ後方側の部分に鋭角に交差する方向に貫通孔１１Ｄが形成されている。
【００２１】
このように構成されたドリル用インサートは、そのインサート本体１１の凸Ｖ字状の長辺部分を上述のように先端側に向けるとともに、一対の側面１１Ｂの平面状の部分を上記壁面５Ｂの平面状の部分に摺接させ、また上記セレーション１１Ｃを壁面５Ｂのセレーション５Ｃと噛合させて、インサート取付座５に先端側から軸線Ｏに沿って挿入され、インサート本体１１の後端面１１Ａがインサート取付座５の底面５Ａに当接したところで位置決めされる。
【００２２】
さらに、こうして位置決めされたところで、インサート本体１１の上記貫通孔１１Ｄは上記クランプネジ孔５Ｄと同軸に連通するように形成されており、クランプネジ孔５Ｄの上記一方の側から挿通されたクランプネジ６を、この貫通孔１１Ｄを通して上記他方の側の雌ネジにねじ込むことにより、当該ドリル用インサートはインサート取付座５にクランプされて着脱可能に取り付けられる。
【００２３】
こうしてインサート取付座５に取り付けられた状態で上述のように一段後退するように形成されたインサート本体１１の両側面１１Ｂのドリル回転方向Ｔ側を向く部分は、ドリル本体１の一対の切屑排出溝４のドリル回転方向Ｔ側を向く壁面にそれぞれ連なるようにされてすくい面１２とされ、また軸線Ｏ方向先端側に向けられて、これらすくい面１２の先端縁、すなわち上記凸Ｖ字状の長辺部分の一対の斜辺に連なるインサート本体１１の先端面は先端逃げ面１３とされる。
【００２４】
なお、各すくい面１２は、断面Ｃ字状の切屑排出溝４のドリル回転方向Ｔ側を向く壁面がなす凹曲面に合わせるように、軸線Ｏに対する径方向の略中央部がドリル回転方向Ｔ後方側に凹む凹曲面とされるとともに、切屑排出溝４の捩れに合わせるように、図５に示すように後端面１１Ａ側に向かうに従い漸次後退する傾斜面とされている。また、このすくい面１２の外周側に連なる側面には、そのドリル回転方向Ｔ側にマージン部が形成されている。
【００２５】
そして、これらすくい面１２と先端逃げ面１３との交差稜線部、すなわちインサート本体１１の先端側に向けられた上記長辺部分の凸Ｖ字を構成する上記一対の斜辺には、ドリル本体１の先端部における軸線Ｏ側の中心部から外周部に向けて軸線Ｏ方向後端側に向かうように延びる一対の切刃１４がそれぞれ形成されている。なお、これらの切刃１４にはホーニングが施されていてもよい。
【００２６】
この切刃１４は、本実施形態では軸線Ｏ方向先端側から見て図４に示すように、すくい面１２の先端中心部側と、このすくい面１２の先端中心部側からインサート本体１１の側面１１Ｂの上記ドリル回転方向Ｔ後方側を向く部分に立ち上がる壁面１１Ｅとにシンニングが施されることにより、軸線Ｏの極近傍から外周側に直線状に延びるシンニング刃１４Ａを上記中心部に備えている。
【００２７】
また、このシンニング刃１４Ａの外周側では、切刃１４は、該シンニング刃１４Ａに滑らかに連なってドリル回転方向Ｔ側に凸となる凸曲線状をなした後、すくい面１２の径方向の略中央部の上記凹曲面に連なって逆にドリル回転方向Ｔの後方側に凹となる凹曲線状切刃部１４Ｂを備えるとともに、さらにこの凹曲線状切刃部１４Ｂの外周側には再びドリル回転方向Ｔ側に凸となる凸曲線状をなす凸曲線状切刃部１４Ｃを備えて、当該切刃１４の外周端に至るように形成されている。
【００２８】
一方、上記先端逃げ面１３は、本実施形態では、軸線Ｏに対する交差角が大きい中心部側の第１の先端逃げ面１３Ａと、この第１の先端逃げ面１３Ａよりも軸線Ｏに対する交差角が小さい外周部側の第２の先端逃げ面１３Ｂとの、２段の先端逃げ面１３Ａ、１３Ｂにより構成されている。従って、これに伴い、上記切刃１４の先端角も、中心部側における先端角αが外周部側における先端角βよりも大きくされ、例えば先端角αは１４０°、先端角βは１３５°とされている。なお、これら第１、第２の先端逃げ面１３Ａ、１３Ｂの境界線は、本実施形態では上記凹曲線状切刃部１４Ａの略中央部で切刃１４に交差するようにされている。
【００２９】
そして、切刃１４には、上記中心部側に物理蒸着コーティング層１５が被覆されるとともに上記外周部側には化学蒸着コーティング層１６が被覆されている。ここで、本実施形態では、切刃１４に交差するすくい面１２と先端逃げ面１３のうち、図３ないし図５においてハッチングをかけて示すように、すくい面１２側においてはシンニングが施された先端中心部側と上記壁面１１Ｅとに物理蒸着コーティング層１５が被覆されるとともに、先端逃げ面１３においては、上記第１の先端逃げ面１３Ａに物理蒸着コーティング層１５が被覆されている。
【００３０】
また、本実施形態では、この物理蒸着コーティング層１５が被覆された部分以外の部分は、インサート本体１１表面全体が上記化学蒸着コーティング層１６によって被覆されている。従って、先端逃げ面１３においては、外周部側の第２の先端逃げ面１３Ｂに化学蒸着コーティング層１６が被覆される。ただし、切屑が擦過したり被加工物と接触したりすることのない後端面１１Ａや側面１１Ｂのうちドリル回転方向Ｔ後方側を向く部分、上記マージン部のドリル回転方向Ｔ後方に連なる部分には、コーティング層が被覆されていなくてもよい。
【００３１】
ここで、物理蒸着コーティング層１５は、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング等の物理蒸着法によりインサート本体１１の母材の表面に比較的低温で被覆されたものであって、例えばＴｉの炭化物層、窒化物層、炭窒化物層、ＴｉとＡｌの複合窒化物層などからなるＴｉ化合物層やＣｒ化合物層であり、これらの層の１層または２層以上で構成されるが、このような物理蒸着法による層のみが母材の表面に被覆される。
【００３２】
一方、化学蒸着コーティング層１６は、高温に加熱した炉の中に化合物を含むガスを供給してインサート本体１１の母材表面に化学反応を起こして被覆する化学蒸着法によるものであり、例えばＴｉの炭化物層、窒化物層、炭窒化物層、炭酸化物層、窒酸化物層、炭窒酸化物層などからなるＴｉ化合物層のうちの１層または２層以上、あるいはこのような１層または２層以上のＴｉ化合物層を下部層として、その上に酸化アルミニウム層を上部層として積層したものが母材表面に被覆される。
【００３３】
このように構成されたドリル用インサートをドリル本体１先端部のインサート取付座５に取り付けたドリルでは、ドリル本体１先端部の軸線Ｏ側である切刃１４の中心部側において、この切刃１４自体と、該切刃１４に交差するすくい面１２の中心部側および第１の先端逃げ面１３Ａと、さらにシンニングによる上記壁面１１Ｅとに物理蒸着コーティング層１５が被覆されることになり、これ以外の少なくとも切刃１４の外周部側と、すくい面１２の外周部側および第２の先端逃げ面１３Ｂと、さらに本実施形態では上記マージン部にも、化学蒸着コーティング層１６が被覆されることになる。
【００３４】
従って、このようなドリルによれば、穴明け加工時の周速が低くて被加工物を押し潰すような切削形態となるために大きな負荷が作用する切刃１４の中心部側では、物理蒸着法によって被覆された硬度の高い物理蒸着コーティング層１５により、インサート本体１１にクラックや欠損等が生じるのを防ぐことができる。その一方で、切刃１４の外周部側では、周速が高くて切屑の生成量も多いために摩耗が進行しやすいのに対し、母材との密着性の高くて剥離が生じ難い化学蒸着コーティング層１６が被覆されているので、たとえ高速切削の場合により多くの切屑が擦過しても、摩耗の進行を抑制することができる。
【００３５】
このため、上記構成のドリル用インサート、および該ドリル用インサートを取り付けた上記構成のドリルによれば、このような高速切削の場合でも、耐摩耗性を確保することができるとともに、インサート本体１１のクラックや欠損により工具寿命が潰えるのも防ぐことができ、これらにより、長期に亙って安定した穴明け加工を行うことが可能な長寿命のドリル用インサートおよび刃先交換式ドリルを提供することが可能となる。
【００３６】
また、本実施形態では、インサート本体１１の先端逃げ面１３が第１、第２の先端逃げ面１３Ａ、１３Ｂによって構成されており、これに伴い切刃１４の先端角も、物理蒸着コーティング層１５が被覆された第１の先端逃げ面１３Ａに形成される切刃１４の中心部側の先端角αが、化学蒸着コーティング層が被覆された第２の先端逃げ面１３Ｂに形成される切刃１４の外周部側の先端角βよりも大きくされている。
【００３７】
このため、切刃１４の中心部側では、一対の切刃１４が交差するように延びる軸線Ｏ上の部分における該切刃１４の交差角を大きくして強度を確保し、クラックや欠損の発生を一層確実に防止することが可能となる。その一方で、切刃１４の外周部側では、先端角βが先端角αよりも小さくなるため、中心部側の切刃１４をそのまま延長したのと比べて切刃長は長くなり、逆に単位長さ当たりの切刃１４が生成する切屑量は低減することができるので、摩耗の進行をさらに抑制することが可能となる。
【００３８】
なお、本実施形態では、図３および図４に示すように、物理蒸着コーティング層１５が被覆された第１の先端逃げ面１３Ａに形成される中心部側の切刃１４の長さが、化学蒸着コーティング層１６が被覆された第２の先端逃げ面１３Ｂに形成される外周部側の切刃１４の長さよりも長くされているが、これらの切刃１４の長さは逆に中心部側が外周部側より短くてもよく、また互いに等しくてもよい。
【００３９】
ただし、中心部側では上述のように被加工物を押し潰すような切削形態となって、先端逃げ面１３も被加工物に強く押し付けられることになるので、本実施形態のようにこの中心部側の切刃１４とこれに連なる先端逃げ面１３とに外周部側よりも大きな範囲で物理蒸着コーティング層１５が被覆されるのが望ましい。
【００４０】
一方、本実施形態では、すくい面１２側においては図３に示すように、物理蒸着コーティング層１５は、シンニングが施されたすくい面１２のシンニング刃１４Ａに連なる中心部側と上記壁面１１Ｅとに被覆され、切刃１４の凹曲線状切刃部１４Ｂと凸曲線状切刃部１４Ｃに連なるすくい面１２の外周部側で、物理蒸着コーティング層１５よりも大きな範囲に化学蒸着コーティング層１６が被覆されている。
【００４１】
しかるに、これについても、逆に物理蒸着コーティング層１５の方が化学蒸着コーティング層１６より大きな範囲に被覆されていたり、あるいは互いに等しい範囲に被覆されていたりしてもよいが、切屑の擦過による摩耗はすくい面１２側で生じるので、耐摩耗性の高い化学蒸着コーティング層１６は本実施形態のようにすくい面１２側で大きな範囲に被覆されるのが望ましい。
【００４２】
また、本実施形態ではこのようにすくい面１２側と先端逃げ面１３側とで、切刃１４に沿った方向における物理蒸着コーティング層１５が被覆される範囲と化学蒸着コーティング層１６が被覆される範囲とが異なるものとされ、すくい面１２側よりも先端逃げ面１３側の物理蒸着コーティング層１５の方が大きく、また先端逃げ面１３側よりもすくい面１２側の化学蒸着コーティング層１６の方が大きな範囲とされているが、これについても、逆に先端逃げ面１３側よりもすくい面１２側の物理蒸着コーティング層１５の範囲が大きく、すくい面１２側よりも先端逃げ面１３側の化学蒸着コーティング層１６の範囲の方が大きくてもよく、さらに切刃１４に沿って互いに等しい範囲で被覆されていてもよい。
【００４３】
なお、上記実施形態のドリル用インサートを製造するには、炭化タングステン基超硬合金よりなる母材により、まず先端逃げ面１３全体が上記第２の先端逃げ面１３Ｂとされて切刃１４も全体的に先端角βとされたインサート本体を成形して、その表面全体に化学蒸着コーティング層１６を被覆した後、研磨によって第１の先端逃げ面１３Ａを形成して中心部側の切刃１４を先端角αとするとともに、すくい面１２の中心部側にはシンニングを施し、また必要に応じて切刃１４の中心部側にホーニングを施し、さらにやはり必要に応じて化学蒸着コーティング層１６が残された部分にマスキングを施してから、物理蒸着コーティング層１５を被覆すればよい。この場合には、第１の先端逃げ面１３Ａの研磨やシンニング、ホーニングを施すのと同時に、切刃１４の中心部側の化学蒸着コーティング層１６が除去されるので、効率的である。
【００４４】
ただし、初めから上述のような形状のインサート本体１１を成形して、その表面全体に化学蒸着コーティング層１６を被覆した後、物理蒸着コーティング層１５を被覆する部分の化学蒸着コーティング層１６を研磨や薬剤によって除去し、しかる後に必要に応じてマスキングを施してから物理蒸着コーティング層１５を被覆してもよい。この場合には、先端逃げ面１３を一段にして、切刃１４の先端角も一定とされたドリル用インサートを製造することもできる。
【００４５】
ところで、切刃１４の中心部側には本実施形態のように物理蒸着コーティング層１５のみが被覆されるのが望ましいが、外周部側においては、インサート本体１１の母材側に化学蒸着コーティング層１６が被覆されていれば、例えば上述した製造方法において物理蒸着コーティング層１５を被覆する際にマスキングを施さないことにより、この化学蒸着コーティング層１６の上に物理蒸着コーティング層１５が積層されていたりしてもよい。このようにしても、物理蒸着コーティング層１５は上述のように密着強度が低いので、穴明け加工を続けるうちには摩耗してしまい、下層の化学蒸着コーティング層１６が露出することになる。
【００４６】
また、本実施形態のドリルでは、ドリル本体１の先端部に形成されたインサート取付座５に実施形態のドリル用インサートを着脱可能に取り付けて、このドリル用インサートによりドリル本体１先端部に切刃１４が設けられるようにしたが、例えばこのドリル用インサートと同様に切刃の中心部側に物理蒸着コーティング層が被覆されるとともに外周部側には化学蒸着コーティング層が被覆された切刃チップをドリル本体先端部にろう付けしたろう付けドリルや、あるいは超硬合金等からなるドリル本体の先端部に直接切刃が形成されて、その中心部側に物理蒸着コーティング層が被覆されるとともに外周部側には化学蒸着コーティング層が被覆されたソリッドドリルの構成としてもよい。
【実施例】
【００４７】
次に、本発明の実施例を挙げて、その効果について実証する。本実施例では、上述した実施の形態に基づくドリル用インサートを製造して刃先交換式ドリルに取り付け、被加工物の穴明け加工を行ってその寿命を調べた。この結果を、図６に示す。また、この実施例に対する比較例として、実施例と同様のインサート本体を有し、ただしその表面には物理蒸着コーティング層のみを全体に被覆したドリル用インサート（比較例１）と、化学蒸着コーティング層のみを全体に被覆したドリル用インサート（比較例２）とを製造し、これらについても実施例と同様の条件で穴明け加工を行ってその寿命を調べた。その結果も、図６に併せて示す。
【００４８】
なお、インサート本体の母材はＷＣ−（ＴｉＣ）−Ｃｏ系の超硬合金であり、物理蒸着コーティング層は実施例、比較例１ともに厚さ３．５μｍのＴｉＡｌＮを単層で被覆したものであり、また化学蒸着コーティング層は実施例、比較例２ともに、母材側から順に、第１層にＴｉＮ、第２層にＴｉＣＮ、第３層にＴｉＣＯ、表面の第４層にＡｌ２Ｏ３を、合計厚さが１０．０μｍとなるうように積層したものである。また、切刃の外径（直径）は１８．０ｍｍで、実施例ではそのうち軸線方向先端視において直径略１２．０ｍｍの範囲に物理蒸着コーティング層が被覆されるようにした。
【００４９】
さらに、被加工物はＦＣＤ４５０よりなる厚さ５０ｍｍの板材で、これに貫通孔を開けてゆき、最終的にドリルが寿命に至るまでの穴数から切削長を測定するとともに、寿命に至った原因を調べた。なお、穴明け加工条件は、切削速度１６０ｍ／ｍｉｎ、送り０．２５ｍｍ／ｒｅｖで、湿式切削であった。
【００５０】
この図１の結果より明らかに、比較例１、２と比べて本発明に係わる実施例のドリルでは著しく工具寿命が延長されていることが分かる。なお、物理蒸着コーティング層のみが被覆された比較例１のドリルでは切刃の最外周部での摩耗が著しくなって工具寿命に達し、また化学蒸着コーティング層のみが被覆された比較例２のドリルでは切刃の中心部にクラックが発生して寿命となった。一方、実施例のドリルについては、図６では切削長８ｍまで穴明け加工したところで穴明け加工を終了したが、その時点でも切刃にクラックや欠損は見受けられず、また摩耗も僅かであって、継続して穴明け加工可能な状態であった。
【符号の説明】
【００５１】
１  ドリル本体
５  インサート取付座
１１  インサート本体
１２  すくい面
１３  先端逃げ面
１３Ａ  第１の先端逃げ面
１３Ｂ  第２の先端逃げ面
１４  切刃
１５  物理蒸着コーティング層
１６  化学蒸着コーティング層
Ｏ  ドリル本体１の軸線
Ｔ  ドリル回転方向
α  切刃１４の中心部側の先端角
β  切刃１４の外周部側の先端角
【図１】
2011206897.tif 000003
【図２】
2011206897.tif 000004
【図３】
2011206897.tif 000005
【図４】
2011206897.tif 000006
【図５】
2011206897.tif 000007
【図６】
2011206897.tif 000008