(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具本体の前面と、その前面に突き合わせる切削ヘッドの支承面にそれぞれ、工具中心部から外周に向かって伸びる断面Ｖ字状の突起と凹所を交互に放射状配置にして複数設け、工具中心部から外周側に向かって前記突起の高さを徐々に高く、前記凹所の深さを徐々に深くし、工具本体の前面の突起と凹所をそれに対応させた切削ヘッドの支承面の凹所と突起に円錐嵌合させて切れ刃を有する前記切削ヘッドを締付具で工具本体に着脱自在に取付けたスローアウェイ式切削工具。
【請求項２】
切削ヘッドの工具中心の両側に軸心と平行な２個の座付きボルト孔を前面側から前記支承面に貫通させて設け、各ボルト孔に挿通して工具本体にねじ込むボルトで切削ヘッドを工具本体に締結した請求項１記載のスローアウェイ式切削工具。
【請求項３】
工具本体と切削ヘッドの工具中心部に切削ヘッド内で２つに分岐する油孔を設け、その油孔の分岐部が前記ボルト孔に連通し、油孔の出口がボルト孔の入口部によって形成されるようにした請求項２記載のスローアウェイ式切削工具。
【請求項４】
外周に中心対称の２条のねじれ溝を有する工具の本体に、軸心部を通って本体内でＶ字状に分岐する油孔を設け、分岐油孔はヒール近傍において工具本体の前面と外周面の交差部に開口させ、さらに、切削ヘッドの外周に、ヒール部を切欠いてねじれ溝に開放する油溝を前記分岐油孔の出口に対応させて設けた請求項１又は２に記載のスローアウェイ式切削工具。
【請求項５】
パイプ部の先端に支持部材を接合して軸直角断面が略３／４円で外周にストレート溝を有する工具本体を形成し、その工具本体の前面と、その前面に突き合わせる切削ヘッドの支承面にそれぞれ、ドリル中心部から外周に向かって伸びる断面Ｖ字状の突起と凹所を交互に放射状配置にして複数設け、ドリル中心部から外周側に向かって前記突起の高さを徐々に高く、前記凹所の深さを徐々に深くし、工具本体の前面の突起と凹所をそれに対応させた切削ヘッドの支承面の凹所と突起に円錐嵌合させて切れ刃と工具本体側のストレート溝に連なるストレート溝を有する前記切削ヘッドを締付具で工具本体に着脱自在に取付けたスローアウェイ式ガンドリル。
【請求項６】
軸心に油孔を設けた固定ボルトを切削ヘッドの軸心からずれた位置に設けられる座付きボルト孔に挿入して支持部材にねじ込み、その固定ボルトで切削ヘッドを支持部材に連結すると共に、固定ボルトと支持部材に設けた油孔を介して前記座付きボルト孔をパイプ部の内部空洞に連通させ、さらに、支持部材と切削ヘッドに、パイプ部の内部空洞に連通する専用の油孔を別途設けた請求項５に記載のスローアウェイ式ガンドリル。
【請求項７】
切削ヘッドが焼結体によって形成され、その切削ヘッドに設けた前記突起の焼結肌が除去されずに残されている請求項１乃至６のいずれかに記載のスローアウェイ式切削工具。
【請求項８】
切削ヘッドの表面に、硬質物質のコーティング膜を設けた請求項１乃至７のいずれかに記載のスローアウェイ式切削工具。
【請求項９】
切削ヘッドの切れ刃部を焼結ダイヤモンド又はｃＢＮ焼結体で形成した請求項１乃至７のいずれかに記載のスローアウェイ式切削工具。
【発明の詳細な説明】
発明の属する技術分野
この発明は、ドリルに代表されるスローアウェイ式回転切削工具やスローアウェイ式バイトなどのスローアウェイ式切削工具に関する。なお、ここで言うスローアウェイ式切削工具はヘッド交換式の工具であるが、ヘッドに形成された刃部を再研磨して再生し、その再研磨が不可能になった時点で切削ヘッドを交換する方式のものも含まれる。
従来の技術
周知のスローアウェイ式回転切削工具の中に、特表平１１−５０４２６９号公報に示される如きものがある。同公報の切削工具は、シャンクを有する工具本体の先端に切れ刃を有する切削ヘッド（切削部）をプルロッドで締結力を加えて着脱自在に連結し、その切削ヘッドの交換による機能再生を可能ならしめたものであって、工具本体の前面とこの面に付き合わせる切削ヘッドの支承面に楔効果の得られる突起と凹所を対応させて形成し、その突起と凹所を嵌合させてトルク伝達を行ない、かつ、工具に加わるスラスト力が増大したときに工具本体と切削ヘッドの締結力を高めるようにしている。
このほか、特表２００１−５０３６８３号公報のように、回転中心上で鋭角に交わる２本の仮想線上に嵌合用の突起と凹部をＸ状配置にして設けるものもある。
発明が解決しようとする課題
特表平１１−５０４２６９号公報に示される工具は、工具本体の前面と切削ヘッドの支承面に設ける突起と凹所の配向方向を一方向に統一しているため、切削時のトルク伝達が一部の突起と凹所に偏ってなされ、一部の突起と凹所に対する応力集中が起こって高負荷切削では特に、耐久性に問題が生じ易い。
また、セメンテッドカーバイドから成る切削ヘッドの寸法（支承面に設けた突起と凹所のピッチ）が焼結条件のばらつき等による収縮率の微妙な変化によってばらつき、そのために工具本体に対する切削ヘッドの密着性が悪化し、セット時の振れ精度が悪くなって加工精度と切削性能に悪影響が出る。
さらに、ドリルによる斜め穴等の加工では、切削ヘッドに横荷重が加わる。この横荷重をプルロッドで受け止めて切削ヘッドを動き止めするが、プルロッドは切削ヘッドの荷重印加点（外周）から離れた回転中心部にあるので、このプルロッドに加わるモーメントが大きくなる。これに加え、プルロッドは長さが長くて引っ張りによる伸びの絶対量が大きくなる条件を備えており、そのために、横荷重を受けたときにプルロッドが引き伸ばされて切削ヘッドの固定が不安定になり、刃先の欠損につながる。
これに対し、特表２００１−５０３６８３号の工具は、突起と凹部を、回転中心軸を基準にしたクロス配置の仮想線上に設けているので、切削トルクのアンバランスな伝達、熱収縮等に起因した寸法変化による嵌合精度の低下等が上記のものに比べて少なくなるが、突起と凹部が単純でその数も少ないため、トルク伝達の信頼性や耐久性に不満が残る。また、プルロッドによる結合を行っているため、切削ヘッドの強固な固定も望めない。
なお、ボーリングバーなど、被削材を回転させて使用する切削工具についても独国特許第３４４８０８６号のように、工具本体（シャンク）の先端に切削ヘッド（刃具チップ）を凹凸嵌合させて取付けたものがある。
これ等の工具の中には、Ｖ字嵌合する凹凸を放射状配置にして計３ヶ所に設け、切削ヘッドのクランプを６面で行うものがあるが、これは、嵌合面を高精度に仕上げ加工しなければ心出し精度やクランプの安定性がよくならない。また、切削力の受け止めが３箇所でなされるため、凹凸部の疲労や損傷等が起こり易い。
一方、軸心部に各１個の角軸と角孔を対応して設け、それを嵌合させるものもあるが、これは、角軸と角孔間にクリアランスが生じ、切削力でクリアランスの量だけ切削ヘッド（チップ）が動いて刃部等の欠損が生じ易い。
この発明は、これ等の不具合を解消することを課題としている。
課題を解決するための手段
上記の課題を解決するため、この発明においては、工具本体の前面と、その前面に突き合わせる切削ヘッドの支承面にそれぞれ、工具中心部から外周に向かって伸びる断面Ｖ字状の突起と凹所を交互に放射状配置にして複数設ける。また、各突起は工具中心部から外周に向かって高さを徐々に高くし、凹所は工具中心部から外周に向かって深さを徐々に深くする。
また、この発明では、スペース的に余裕のある工具については、切削ヘッドの固定を２本のボルトで行う。具体的には切削ヘッドの工具中心の両側に軸心と平行な２個の座付きボルト孔を前面側から前記支承面に貫通させて設け、各ボルト孔に挿通したボルトで切削ヘッドを工具本体に締結する。
さらに、油孔を設けるドリル等の工具については、工具本体と切削ヘッドの工具中心部に切削ヘッド内で２つに分岐する油孔を設け、その油孔の分岐部が前記ボルト孔に連通し、油孔の出口がボルト孔の入口部によって形成されるようにする。
外周に中心対称の２条のねじれ溝を有する工具については、工具本体に、軸心部を通って本体内でＶ字状に分岐する油孔を設け、分岐油孔はヒール近傍において工具本体の前面と外周面の交差部に開口させ、さらに、切削ヘッドの外周に、ヒール部を切欠いてねじれ溝に開放する油溝を前記分岐油孔の出口に対応させて設けた構造にするのも好ましい。
なお、先端中心に切刃をもたない工具については、切削ヘッドの中心に１本のクランプねじを通し、そのねじで切削ヘッドを工具本体に固定することもでき、スペース的な余裕が無い小径工具には、この構造が適している。
このほか、少なくとも切削ヘッドが焼結体によって形成される工具については、切削ヘッドに設けた嵌合用突起の焼結肌を除去せずにそのまま残すことができる。
この発明は、深穴加工用のガンドリルにも適用でき、その場合には、パイプ部の先端に支持部材を接合して軸直角断面が略３／４円で外周にストレート溝を有する工具本体を形成し、その工具本体の前面と、その前面に突き合わせる切削ヘッドの支承面にそれぞれ、断面Ｖ字状の嵌合用の突起と凹所を対応して設ける。その突起と凹所は、上記の工具と同様に放射状配置にして高さ、深さを径方向に変化させたものにする。
ガンドリルは、軸心に油孔を設けた固定ボルトを切削ヘッドの軸心からずれた位置に設けられる座付きボルト孔に挿入して支持部材にねじ込み、その固定ボルトで切削ヘッドを支持部材に連結すると共に、固定ボルトと支持部材に設けた油孔を介して前記座付きボルト孔をパイプ部の内部空洞に連通させ、さらに、支持部材と切削ヘッドに、パイプ部の内部空洞に連通する専用の油孔を別途設けたり、切削ヘッドに設けたストレート溝の溝面位置を、工具本体に設けたストレート溝の溝面位置よりも高くしたりすると好ましい。
さらに、ガンドリル、ガンドリル以外の工具とも、切削ヘッドの表面に、硬質物質のコーティング膜を設けたり、切削ヘッドの切れ刃部を焼結ダイヤモンド又はｃＢＮ焼結体で形成したりすることができる。
作用
工具本体の前面と切削ヘッドの支承面に対応して設ける嵌合用の突起と凹所を工具中心の周りに放射状に配置したので、切削時のトルクが各突起と凹所に長手直角向きに作用して伝達され、そのために突起と凹所に加わる応力が分散され、応力集中による嵌合部の疲労や突起の欠けなどが抑制される。
断面Ｖ字状の突起、凹所の高さ、深さを工具の外径側で大となるように変化させると工具中心側に向かってその幅が次第に狭くなり、そのために、突起と凹所の設置数を増やしてトルク伝達がなされる嵌合面の面積を大幅に広げることが可能になる。また、伝達トルクは、回転中心側よりも工具の外径側の方が大きくなるが、突起、凹所の高さ、深さを外径側で大となるように変化させると、嵌合代が外径側ほど大きくなって理想的なトルク伝達がなされる。従って、嵌合面の疲労抑制、突起の欠け防止が効果的になされ、嵌合部の耐久性が大きく向上する。
また、前述の放射状配置により、焼結時の条件変化によって各部の収縮率がばらついても突起と凹所のピッチには影響が出ず、コスト低減のために研削加工を省いて突起と凹所の焼結肌をそのまま残しても工具本体と切削ヘッドの密着性が悪くならない。さらに、突起の高さと凹所の深さを径方向に変化させたことにより、工具本体の前面と切削ヘッドの支承面が円錐嵌合し、これによるセンタリング作用も生じてセット時の振れ精度が高まる。
このほか、切削ヘッドを工具中心の両側に設けた２本のボルトで固定したものは、斜め穴加工等でボルトに加わる負担が分散され、また、ボルトが工具中心よりも外径側にあるためモーメントも小さくなり、横荷重によるボルトの伸びが抑えられて固定の安定性が高まる。
また、２個のボルト孔を油孔の出口として共有するものは、余剰スペースの少ない小径工具にも油孔を設けて内部給油を行うことが可能になる。
油孔を工具本体の内部で分岐させて分岐油孔をヒール近傍で本体の前面と外周面の交差部に開口させたものは、分岐油孔から噴出する切削油が切削ヘッドの外周に設けた油溝を通ってその油溝が開放しているねじれ溝に流れ、切削油が刃部に届き易くなる。また、分岐油孔や油溝の断面積を大きくして切削油の吐出抵抗を下げ、多くの切削油を流して切削油による切屑の押し流しの効果を高めることができる。さらに、切削ヘッドに油孔を設ける必要が無く、ヘッドの製造が容易になってコスト面でも有利になる。
ガンドリルは、切削油の供給量が不足すると刃先が短寿命になり、切屑詰まり等の問題も生じ易くなるので、油孔を兼用した固定ボルトを１本にし、専用の油孔を別途設けるのがよい。専用の油孔は、固定ボルトに設ける油孔よりも穴径を大きくすることができ、その専用の油孔の設置により刃先への切削油の供給量を増やすことができる。
また、切削ヘッドに設けるストレート溝の溝面位置を工具本体に設けるストレート溝の溝面位置よりも高くすると、継ぎ目に切屑が引っ掛かることがなくなる。
発明の実施の形態
図１乃至図８に、この発明のスローアウェイ式切削工具の実施形態（図のそれはドリル）を示す。このドリル１は、工具本体２（以下、単に本体と云う）と、切削ヘッド（ドリルヘッド）３と、切削ヘッド３を本体２の先端に固定する２本のボルト４（図３、図８参照）とから成る。
本体２は、外周に切屑排出用の２条のねじれ溝５を有する。また、図１に示すように後部にシャンク６を有し、軸心部に貫通した油孔７を有する。この本体２の前面に図４に示すように突起８と凹所９を周方向に交互に複数個設け、さらに、ボルト４をねじ込む２個のねじ孔１０を回転中心対称位置に設けている。
突起８と凹所９は、回転中心を基準にして各々δ°（図４）のピッチで放射状に配置し、また、図６に示すように、突起８は、その高さを内端から外端に向かって徐々に高くし、凹所９は、その深さを内端から外端に向かって徐々に深くしている。凹所９の谷底は回転中心Ｃと直交する面上にあり、回転中心と直交する線に対してθ°傾いた突起８の稜線は凹形円錐面上にあるが、突起８の稜線が回転中心と直交する面上にあり、凹所９の谷底が凸形円錐面上にあるようにしてもよい。
切削ヘッド３は、図３に示すように、先端に回転中心対称形状の２枚の切れ刃１１を有し、外周に本体のねじれ溝５につながる２条のねじれ溝１２を有する。また、図８に示すように、本体の油孔７と連通して途中から２方向に分岐する油孔１３を内部に有し、さらに、先端の逃げ面から後部の支承面に抜ける２個の座付きボルト孔１４を有する。
この切削ヘッド３の支承面には本体前面の突起８と凹所９に対応させた凹所１５と突起１６を図５に示すように放射状配置にして設けている。図６に示すように、凹所１５は、突起８に対応させて内端から外端に向かって深さを徐々に深くし、突起１６は、凹所９に対応させて内端から外端に向かって高さを徐々に高くしている。
また、突起８とそれが嵌まる凹所１５、突起１６とそれが嵌まる凹所９はいずれも断面がＶ字形状をなすものにして（図７参照）それ等の嵌合部に楔効果が生じるようにしている。
互いに嵌合させる突起８と凹所１５、及び突起１６と凹所９の設置角（図４のピッチ角δ）、突起８、１６、凹所９、１５のテーパ角（図７のα）、及び突起８の稜線と凹所１５の谷の傾き角（図６のθ）は、突起の設置数、嵌合深さ、突起の強度、切削時に嵌合面に働く工具軸方向分力（切削ヘッドを本体から引き離そうとする力）に影響を及ぼすので、この点を考慮して適切な値を選ぶ必要があり、δ＝１０°〜４５°、α＝４５°〜９０°、θ＝５°〜４３°ぐらいが適当である。
油孔１３の分岐孔１３ａは、図８に示すように座付きボルト孔１４の入口部に連通しており、ボルト孔１４にボルト４を通し、そのボルト４を締付けて切削ヘッド３を本体２に締結した図８の状態では、ボルト４の頭部が切削ヘッド３内に沈み込み、ボルト孔１４の入口部が油孔の出口として働く。ボルト孔１４の入口は一部がシンニング溝に開放する位置にあり、切削油がねじれ溝２に流れ込み易い形状になっている。
図９〜図１１は、油孔の開口位置を変えたドリルを示している。本体２の軸心部に設けた油孔７を長手途中において本体内でＶ字状に分岐させ、各分岐油孔７ａの出口をヒール１７の近傍で本体の前面と外周面（ランド１８）の交差部に開口させている。また、本体２の前面に結合、固定する（結合、固定の仕方は先に述べたドリルと同じ）切削ヘッド３の外周に、分岐油孔７ａの出口に連なる油溝１９を設けている。
油溝１９は、切削ヘッド３のヒールを切欠く位置にあってねじれ溝１２に開放しており、この油溝１９を通って切削油がねじれ溝１２に大きな吐出抵抗を受けずに流れ込む。従って、供給された切削油が切刃部に届き易く、切欠部の潤滑、冷却の効果が高まる。また、切削油の供給油量が多くなり、切屑がねじれ溝１２、５を通る戻り油に押し流されて切屑排出がスムーズになる。
なお、以上述べたドリルは、本体２が鋼で、切削ヘッド３が焼結の必要な超硬合金で各々形成されている。
以上の如く構成した実施形態のドリルは、本体２の前面の突起８と凹所９、切削ヘッド３の支承面の突起１６と凹所１５が放射状配置になっているため、切削ヘッド焼結時の収縮率のばらつきによる突起と凹所のピッチずれが起こらない。また、超硬合金は鋼に比べて脆いが、前述の放射状配置によりトルク伝達時の応力集中が回避されて各突起に平均的に応力が加わるので、突起の欠け等も起こり難くなる。
放射状に配置した突起８、１６と凹所９、１５の高さ、深さを工具の外径側に向かって大きくすると、それ等の突起、凹所の幅が中心側に行くに従って小さくなるので突起、凹所の設置規制が緩和され、その突起と凹所を突き合わせ面の全域に設けてトルク伝達面の面積を広げることが可能になる。また、突起と凹所の嵌合代も伝達トルクが大きくなる外径側ほど増大し、応力の分散、面圧分布の平均化が図られて嵌合面の損傷防止、突起の欠け防止の効果が高まる。これに加え、切削ヘッドと本体が円錐嵌合するため、両者の心ずれが小さくなり、結合の安定性もより高まる。
なお、本体２の少なくとも先端部を超硬合金で形成すると、本体前面の突起８、凹所９も生産性の面で有利な型押し成形が可能になる。
以上の説明は、ドリルを例に挙げて行ったが、この発明はボールエンドミルやスクエアエンドミルなど、穴あけ用以外の回転切削工具や回転工具以外の切削工具にも適用できる。
図１２乃至図１５は、スローアウェイ式バイトへの適用例である。このバイト２０は、本体（シャンク）２１の先端に先太テーパ状の太径部２１ａを設け、その大径部の前面に切削ヘッド（ポジティブ型の丸駒チップ２２）をクランプねじ２３で締付けて取付けている。
このバイトは、従来は大径部２１ａの前面中心に角軸を設け、その角軸をチップ２２の支承面に設けた角孔に嵌める構造にしていたが、この発明では、その角軸と角孔に代えて本体の大径部２１ａの前面とチップ２２の支承面に、Ｖ字断面の突起２４と凹所２５、及びそれ等に対応させた凹所２７と突起２６を各々放射状配置にして設けている。突起２４と２６は外周側に行くに従ってその高さを徐々に深くしており、従って、本体２１の先端と丸駒チップ２２の支承面が円錐嵌合してセンタリング機能が生じ、さらに、対応した突起と凹所の各々が軸心の周囲で各々円錐嵌合してチップの固定も安定する。また、定ピッチで菊花状に配置された嵌合用の突起と凹所は、チップの使用済み刃と未使用刃を入れ替える際のインデックス手段としても役立つ。
図１６乃至図１８は、ボーリングバイトに対する適用例である。このバイト３０は、本体（シャンク）３１の前面に切削ヘッド（刃部３２ａを外周に突出して設けた円形チップ３２）をクランプねじ３３で取付けている。このバイト３０も、本体３１の前面とチップ３２の支承面に、突起３４、凹所３５、それに対応させた凹所３７、突起３６をそれぞれ放射状配置にして設けている。この突起３４、３６、凹所３５、３７は前述の突起２４、２６、凹所２５、２７と変わりがなく、本体３１の前面とチップ３２の支承面の形状は、図９〜図１２で述べたバイトと同じになる。
刃部３２ａの形状は図示の溝入れ刃に限定されない。チップ３２を刃部形状の異なるものと交換すれば、ボーリングバイトの形態を穴ぐり用、バック穴ぐり用、ねじ切り用などに変化させることができる。
このボーリングバイト３０は、本体との円錐嵌合によりチップのセンタリングが良好になされ、また、切削時にクランプねじ３３を支点にしてチップを回転させようとする力が各突起と凹所の嵌合部に分散して受け止められ、チップの回り止めが安定してなされる。
このように、この発明を特徴づける凹凸嵌合部は、バイト類の刃具の取付けなどにも有効に利用できる。
図１９乃至図２６は、ガンドリルへの適用例である。
このガンドリルに関し、実開昭４９−９１８８９号公報は、切削ヘッドを工具ホルダ（本体）に着脱自在に連結するものを提案しているが、同公報のガンドリルは、プラグ、ソケットの接続部を設けてキーとキー溝でトルク伝達を行う構造にしているので接続部の機械加工が不可欠で製造に手間取り、コストも高くなる。また、切削油を、連結子の軸心に設けた穴径が制限される油穴に通して供給するので、切削油の供給量も増やし難い。
そこで、例示のガンドリル４０は、軸直角断面が略３／４円となるように成形加工したパイプ部４１とそのパイプ部の先端にＶ字嵌合させて鑞付けした支持部材４２とで外周に切屑排出用のストレート溝４３を有するシャンク部を形成し、これをドライバー部４４に一体化して安価な工具本体４５を構成し、この工具本体４５の先端に、切れ刃４６とストレート溝４７を有する切削ヘッド４８を固定ボルト４９で着脱自在に取付けた。また、工具本体４５の前面（支持部材４２の前面）と、切削ヘッド４８の支承面に、既述の突起、凹所と同様、放射状配置にして高さ、深さを径方向に変化させた突起５０と凹所５１、凹所５２と突起５３を対応して設け、これ等を互いに嵌合させて切削ヘッド４８へのトルク伝達を行うようにした。こうして工具の製造を容易化し、より一層のコスト低減を図ると共に、円錐嵌合部の特徴を生かして工具性能も向上させている。
また、固定ボルト４９は１本とし、そのボルトの軸心部に設けた油穴５４と支持部材４２に設けた油穴５５を介して切削ヘッド４８に設けた座付きボルト穴５６をパイプ部４１の内部空洞に連通させ、ドライバー部４４の後端からパイプ部４１の内部に導入した切削油をボルト穴５６の開口端から噴出させて切削部に供給するようにした。
さらに、固定ボルト４９に設ける油穴５４は穴径が制限されるので、支持部材４２と切削ヘッド４８に専用の油穴５７を別途設けて供給油量を増やすようにした。
また、ストレート溝４７の溝面位置を、図２３に示すようにそれに連なるストレート溝４３の溝面よりも高くし、流出する切屑が、溝面の継ぎ目に引っ掛かるのを防止した。
以上の如く構成したガンドリルは、切削ヘッドを工具本体に鑞付けしている一般的なガンドリルに比べて以下の利点を有する。即ち、切削ヘッドを鑞付けしたガンドリルは、同一径でも加工穴深さに応じたものを数種類準備する必要があるのに対し、図示のガンドリルは、工具本体のみを長さの異なるものと交換して加工穴深さの変化に対応することができ、工具費や工具管理の面で有利になる。
また、切削ヘッドを取り外せるので、再研磨や表面コーティングを支障無く行えるほか、鑞材による温度規制が生じないため表面コーティングの温度を上げて硬度や密着強度の高いコーティング膜を得ることも可能になる。
さらに、実開昭４９−９１８８９号公報のガンドリルよりも構造が簡単で製造し易く、コスト削減と、突起と凹所を放射状配置にして円錐嵌合させるようにしたことによる工具性能の向上が図れる。
また、専用の油穴を有するので、切削油の供給量も増え、刃先の延命効果や切屑詰まりの防止効果も優れたものになる。
このほか、切削ヘッドを本体に鑞付けして取付ける工具は、コーティング温度が鑞材の融点よりも高くなるＣＶＤ（化学蒸着）法で表面コーティングを行うと切削ヘッドの外れ等の問題が生じるが、この発明の工具は、鑞付け部が無く、ＰＶＤ（物理蒸着）法では形成できないＡｌ２Ｏ３膜やダイヤモンド膜等の硬質膜をＣＶＤ法で制限なく施すことができる。
切削ヘッドの表面に硬質物質のコーティング膜を設けた工具、切れ刃をダイヤモンド焼結体やｃＢＮ（立方晶型窒化硼素）焼結体で形成した工具は、長寿命化が図れて好ましい。コーティング膜を有する切削ヘッドや切れ刃材質が超硬合金、ダイヤモンド焼結体、ｃＢＮ焼結体の切削ヘッドを、被削材に合わせて使い分けると、寿命延長の効果をより高めることができる。ガンドリルに限らず、この発明を適用する工具の全てに対して同じことが言える。
なお、切削ヘッドに設ける切屑排出溝の終端よりも本体に設ける切屑排出溝の始端位置を低くする構成は、ねじれ溝を有する一般的なドリルに採用してもその有効性が発揮される。
発明の効果
以上述べたように、この発明では、工具本体の前面と切削ヘッドの支承面に対応して設ける嵌合面の突起と凹所を放射状配置にし、さらに、突起は外周側に向かってその高さを徐々に高くし、凹所は深さを徐々に深くして工具本体の前面と切削ヘッドの支承面を円錐嵌合させるようにしたので、突起と凹所の設置数を増やしてトルク伝達面の面積を広げることが可能になり、また、工具の外径側ほど嵌合代が大きくなり、突起と凹所に加わる応力が理想的に分散された状態でトルク伝達がなされ、応力集中による耐久性低下の問題が無くなる。また、放射状配置によって焼結時の収縮率のばらつきに起因した切削ヘッドと本体の密着性低下が無くなり、かつ、円錐嵌合による求心効果も得られるため、セット時の振れ精度が向上して加工精度も高まる。
さらに、回転中心の両側に設けた２本のボルトで切削ヘッドを工具本体に固定するものは、横荷重が加わる加工でも切削ヘッドの固定が安定し、加工の安定性が保たれて刃先欠損等が減少する。
また、切削ヘッドに設けた座付きボルト孔の入口を油孔の出口として共用するものは、スペースの少ない小径工具にも油孔を設けて内部給油による加工を行うことが可能になる。また、油孔を本体の内部で分岐させ、分岐油孔から本体の先端外周に噴出する切屑油を切削ヘッドの外周に設けた油溝から工具外周のねじれ溝に流すものは、切削油の供給の安定化、戻り油による切屑排出性の向上が図れ、また、切屑ヘッドに油孔を設ける必要がなく、製造面、コスト面で有利になる。
このほか、超硬合金等の焼結金属で少なくとも切削ヘッドを形成する工具は、突起の焼結肌を除去する必要がなく、生産性の向上、研削加工の省略によるコスト低減も図れる。
また、油孔を兼用した１本の固定ボルトで切削ヘッドを工具本体に連結し、専用の油孔を別途設けたガンドリルは、切削油の供給量を増やして刃先の寿命延長効果、切屑詰まりの防止効果を高めることができ、切削ヘッドの切屑排出溝の溝面位置を工具本体の切屑排出溝の溝面位置よりも高くしたガンドリル等は、切屑の引っ掛かりを無くして切屑詰まりの防止効果を更に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
図１はこの発明を適用したドリルの側面図、図２は同上のドリルの先端部の拡大側面図、図３は同上のドリルの正面図、図４は本体の前面を示す端面図、図５は切削ヘッドの支承面を示す端面図、図６は本体と切削ヘッドを嵌合を解いて図３のＡ方向に見た図、図７は本体と切削ヘッドを嵌合を解いて図３のＢ方向に見た図、図８は図３のＸ−Ｘ線に沿った断面図、図９は油孔を本体先端に開口させたドリルの側面図、図１０は同上のドリル正面図、図１１は同上のドリルの縦断断面図、図１２は第２実施形態の工具の側面図、図１３は同上の工具の正面図、図１４はチップの支承面の端面図、図１５は図１２の工具の縦断断面図、図１６は第３実施形態の工具の側面図、図１７は同上の工具の正面図、図１８は同上の工具の縦断断面図、図１９はガンドリルへの適用例を示す側面図、図２０は同上のガンドリルの要部を拡大した図、図２１は同上のガンドリルの正面図、図２２は図２１のＹ−Ｙ線に沿った断面図、図２３は切削ヘッドの支承面を示す図、図２４は工具本体の前面を示す図、図２５は図２０のＺ−Ｚ線に沿った断面図、図２６は切削ヘッドと工具本体のストレート溝の溝面の段差を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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