(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの真直ぐの又はらせん状のチップ溝（１４，１５）と、実質的に正方形の中央インサート（１６，１６′）と周縁インサート（１７）とのための少なくとも２つのインサートポケットとを有するドリルシャンク（１１）を具備しているドリルであって、周縁インサート（１７）の作動縁（２６Ｂ）が、切屑を一方のチップ溝（１５）を通って移送中にドリルの孔の径が決定されるよう側方に突出し、中央インサート（１６，１６′）の作動縁（２６Ａ）がドリルシャンク（１１）の周縁の半径方向内側に、切屑を他方のチップ溝（１４）を通って移送するよう設けられ、切削インサート（１６，１７；１６′，１７′）の前記作動縁（２６Ａ，２６Ｂ）が回転軸線（ＣＬ）と周縁との間の領域（Ｚ）で相互に重なり、中央インサート（１６，１６′）の前記作動縁（２６Ａ）が回転軸線（ＣＬ）の内方に延び、前記中央インサート（１６；１６′）が、少なくとも１つのすくい角（α１，α２）を区画形成するすくい角表面（３１）を備えた４つの切削刃（２６）を有しているドリルにおいて、
実質的に正方形の中央インサート（１６，１６′）の作動縁（２６Ａ）のすくい角が、重なり領域（Ｚ）においてドリル（１０）の回転軸線（ＣＬ）におけるよりも大きくなっていることと、
前記周縁インサート（１７）の前記作動縁（２６Ｂ）が、前記中央インサート（１６，１６′）の半径方向及び軸方向外側の隅部の一部分（２８Ｂ）を被加工片と係合させないように設けられ、前記一部分（２８Ｂ）が領域（Ｚ）において前記中央インサート（１６）の前記作動縁（２６Ａ）の前記すくい角（α１）よりも小さい前記すくい角（α２）を有していることと
を特徴とするドリル。
【請求項２】
前記中央インサート（１６，１６′）と前記周縁インサート（１７）との幾何学形状が異なっていることと、前記中央インサートと前記周縁インサートとは、前記中央インサート（１６；１６′）の前記半径方向及び軸方向外側の作動隅部分（２７，２７′）の二等分線（Ｂ）が常に回転軸線（ＣＬ）と領域（Ｚ）の半径方向外側に位置するように設けられていることと、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に記載された型のドリルのための中央インサートであって、実質的に正方形の基本形状を有し側面（２４）に接続する上面（２２）及び下面（２３）とを具備し、前記下面（２３）が前記上面（２２）より小さく切削インサート（１６）が正の切削幾何学形状が得られるようにし、切削刃（２６）が側面（２４）の上縁に形成され、前記中央インサートが４つの隅部（２７）を具備していて、前記４つの隅部分（２７）それぞれが二等分線（Ｂ）により分割されており、前記中央インサートが少なくとも１つのすくい角（α１，α２）を区画形成するすくい角表面（３１）を備えた４つの切削刃（２６）を有していて、前記作動縁（２６Ａ）が第１の面取り縁（２８Ａ）と、第２の面取り縁（２９Ａ）と、中間の切削刃１２６とを備えており、前記中央インサートの前記第一の面取り縁（２８Ａ）が前記回転軸線上に又は前記回転軸の近くに備えられている中央インサートにおいて、
実質的に正方形の中央インサート（１６；１６′）の前記切削刃（２６Ａ）のすくい角（α１）が、前記第２の面取り縁（２９Ａ）において前記第１の面取り縁（２８Ａ）におけるよりも大きくなっていることと、前記ほぼ正方形の中央インサート（１６）の第２の面取り縁（２９Ａ）におけるすくい角（α１）が、前記二等分線（Ｂ）の一方の側において前記二等分線（Ｂ）の他方の側におけるよりも大きくなっており、前記他方の側にはもう一つの第１の面取り縁（２８Ａ）が位置していることと、を特徴とするドリルのための中央インサート。
【請求項４】
中央インサート（１６，１６′）の半径方向及び軸方向外側の隅部分（２７；２７′）の他方の第一の面取り縁（２８Ｂ）が、中央インサート（１６，１６′）の作動縁（２６Ａ）の前記すくい角（α１）より小さいすくい角（α２）を有していることを特徴とする請求項３に記載の中央インサート。
【請求項５】
主切削刃（２６Ａ）の一端の近くで前記第１の面取り縁（２８Ａ）が中間切削刃（１２６）に接続していて、前記中間切削刃（１２６）が前記第２の面取り縁（２９Ａ）に主切削刃（２６Ａ）の他端の近くで接続していることを特徴とする請求項４に記載の中央インサート。
【請求項６】
第１の面取り縁（２８Ａ）がインサートの真直ぐな中間の切削刃（１２６）の長手方向延長線とで第１の鋭角（β１）を形成し、第２の面取り縁（２９Ａ）が中間切削刃（１２６）の長手方向延長線とで第２の鋭角（β２）を形成していることを特徴とする請求項５に記載の中央インサート。
【請求項７】
すくい角表面（３１）が中間切削刃（１２６）と第２の面取り縁（２９）との強化面取り部（３０）の半径方向内縁に接続し、前記すくい角表面が、切屑を破砕するよう形成され溝（３２）の形状を有していることを特徴とする請求項６に記載の中央インサート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は金属の被加工片の穴あけのためのドリルと、特許請求の範囲第１項の前文に記載のドリルと関連して用いられる切削インサートとに関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記の型の公知のドリルにおいてはドリルは正方形の割出し可能なインサートを有している。このドリルは中央インサートと同一構造の周縁インサートとを有している。中央インサートはドリルの回転軸線と重なり周縁インサートは中央インサートと重なっている。中央インサートの各隅部分は作動位置で回転軸線と重なるよう配設された面取り部を具備している。中央インサートの割出し時インサートは前記前もって中央に位置する面取り部が割出し後においても作動位置となりそのため切削インサートが新しい切削インサートのように軽快に切削しなくなることがわかった。これは切削インサートが実際には切削インサートに対して２つの摩耗しない切削刃を与えるにすぎず、これは不経済であることを意味している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、切削インサートが４つの切削刃を有し、摩耗した部分が作動位置への割出しを危険に陥れることのないドリルを提供することである。
【０００４】
本発明の他の目的は４つの切削刃を持った軽快な切削インサートを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上記の課題を解決するため、少なくとも２つの真直ぐの又はらせん状のチップ溝と、実質的に正方形の中央インサートと周縁インサートとのための少なくとも２つのインサートポケットとを有するドリルシャンクを具備しているドリルであって、周縁インサートの作動縁が、切屑を一方のチップ溝を通って移送中にドリルの孔の径が決定されるよう側方に突出し、中央インサートの作動縁がドリルシャンクの周縁の半径方向内側に、切屑を他方のチップ溝を通って移送するよう設けられ、切削インサートの前記作動縁が回転軸線と周縁との間の領域で相互に重なり、中央インサートの前記作動縁が回転軸線の内方に延び、前記切削インサートが、少なくとも１つのすくい角を区画形成するすくい角表面を備えた４つの切削刃を有しているドリルにおいて、
実質的に正方形の中央インサートの作動縁のすくい角が、重なり領域においてドリルの回転軸線におけるよりも大きくなっていることを特徴とするドリルが提供される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明は添付図面を参照して以下にさらに詳細に記載される。
【０００７】
図１と２はドリルの中心線ＣＬの各側に配置された前方部分に２つのインサートポケットが設けられた円筒形のドリルシャンク１１を示す。切屑を送るためのらせん凹所又はチップ溝が１４と１５で示されている。両方のインサートポケットには切削インサートをポケットの中に公知のやり方で締めつけ固定するためロックねじ（図示しない）を受け入れる中央孔が設けられている。これらポケットはドリルシャンク１１の周縁の内径方向内側に設けられた中央ポケットとドリルシャンクの周縁で終わる周縁ポケットとからなっている。インサートポケットは、ドリルシャンク１１にこれらポケットが異なった軸方向の間隙角を描き切削インサートと共に全体の孔の直径の完全な穴あけができるようなやり方で形成される。
【０００８】
各切削インサートポケットは接線方向支持表面と軸方向支持表面と半径方向支持表面とを具備している。これらの支持表面は正の切削幾何学形状の切削インサートのために構成される。接線方向の支持表面は中心線ＣＬを通る半径方向の平面と実質的に平行である。
【０００９】
中央ポケットは中央インサート１６を受け入れるために設けられ、中央インサート１６の作動刃２６ａは関連のポケットに対し軸方向に突出し中央に位置する材料を切削するようになっている。
【００１０】
周縁ポケットは正方形の周縁インサート１７を受け入れるために設けられ、周縁インサート１７の作動刃２６Ｂはドリルシャンクに対し半径方向に突出しそれによりドリルの孔の径が決定されるようにする。周縁ポケットと周縁インサート１６とはドリルシャンク１１の中心線ＣＬに対して約２から３°の鋭角で傾斜し周縁インサートにとって必要な間隙が得られるようにする。
【００１１】
さらにまた、ドリルシャンク１１には多数の通孔３４，３５が設けられ、これら通孔は流出媒体を切削領域に送りチップ溝１４，１５を介して切削屑を取除くようにする。
【００１２】
図３から６はドリルシャンクの上記中央ポケットに用いるための割出し可能なインサート１６を示す。切削インサート１６は実質的に相互に平行な上側の平面の表面２２と下側の平面の表面２３とを含む実質的に正方形の基本形状を有している。平面の表面２２，２３は実質的に等しい長さの側部表面２４によって接続されている。下側平面２３は上側平面２２より小さく、そのため切削インサートは正の間隙角が得られる。側面２４と上側平面２２との交差線は４つの主要刃２６を形成し、そのうち１つの刃２６Ａだけが作動し各穴あけ作用において被加工片を機械加工する。
【００１３】
中央インサートの各隅部分２７の二等分線Ｂは主切削刃２６にとっての仮想延長線の交点の間の対角線によって形成される。主切削刃２６は第１の面取り縁２８、第２の面取り縁２９、及び中間の切削刃１２６を具備している。主切削刃２６の一端の近くで第１の面取り縁２８は中間の切削刃１２６に接続し中間切削刃１２６は主切削刃２６の他端の近くで第２の面取り縁２９に接続する。第１の面取り縁２８はインサートの好ましくは真直ぐの中間縁１２６の長手方向延長線とで第１の鋭角β１を形成し、また第２の面取り縁２９は縁１２６の長手方向延長線とで第２の鋭角β２を形成する。第１の鋭角β１は約２５°であり第２の鋭角β２は約２５°である。異なる主切削刃２６からの面取り縁２８と２９は二等分線Ｂ上で又はその近くで交差する。主切削刃２６につながる縁面２４と強化面取り部３０との間の内角は縁角と称され切削刃１２６と第２の面取り縁２８との部分については第２の面取り縁２９についてよりも小さくなっており、これは図５と６に最も良く表わされている。面取り縁２８と２９との縁角度が異なる理由は第１の面取り縁２８が穴あけ作用の間回転軸線をドリルの中心に重ねるように設けられているため切削速度を有しない又は切削速度が遅いからである。これにより面取り縁２８の強度は切削刃の角度が比較的大きく、すなわち鈍角で９１〜１１０°の間の範囲、好ましくは９４°の大きさにある場合にさらに良好となる。他に述べられるように、面取り縁と強化面取り部は切削刃１２６と交差する平面とで負の角度γを形成し、この角度は約１５°である。第２の面取り縁２９は切削刃１２６と同様に第１の面取り縁よりも高い切削速度で作動し面取り部によって強化する必要はなく、またそのため切削刃の角度は鋭角であるように選択され、すなわち９０°より小さく７５°より大きくする。作動切削刃２６Ａは好ましくは真直ぐな中間切削刃１２６からなっているが、切削刃１２６はこのほかに若干の凸面又は凸面状に不連続とすることができる。
【００１４】
第１のすくい角表面３１は中間切削刃１２６の強化面取り部３０の半径方向内側縁と第２の面取り縁２９とに接続し、このすくい角表面は切屑を破砕するために形成され溝３２の形状を有している。溝３２は別の突起又は凹所と相互に組合わせることができる。溝３２は印のつけられた交差線を有している。
【００１５】
すくい角表面３１は強化面取り部３０を通過する平面又は図示しない被加工片の表面に直角の線とですくい角α１を形成する。すくい角α１は５から２０°の範囲にある。溝３２はさらに上側の平面２２に接続する。
【００１６】
第２のすくい角表面３３は第１の面取り縁２８に接続し、このすくい角表面は実質的に平面の表面の形状を有している。すくい角表面３３は隅部分を強化するため約０°のすくい角α２を形成する。すくい角表面３３はさらに凹面の隆起部３６を介して上側平面２２に接続する。
【００１７】
これは結果的にはすくい角が、切削刃が強度を必要とする場合は中立の角度であり切削刃が容易に切削する必要がある場合には正の角度であることを意味する。これは隅部分２７の第２のすくい角表面３３を切削刃１２６と２９に沿って第１のすくい角表面３１に対して立上らせることによって得られる。
【００１８】
言い換えれば、実質的に正方形の中央インサート１６の作動刃２６Ａのすくい角α１，α２は二等分線の一側で他側よりも大きくなっている。しかし２つの相互に接近して位置する面取り縁２８，２９は材料と同時に切削するようには意図されておらず、面取り縁２８は穴あけの間は接続する中間切削刃１２６と隣接隅部分２７の第２の面取り縁２９とに共働することが観察される。
【００１９】
２つの平行の中間縁１２６の間の距離によって区画形成された切削刃１６の長さはＬで示され、この長さは図３の切削インサートでは約８mmである。
【００２０】
図７〜１０には同一部分には上記と同じ符号がつけられている本発明の他の切削インサート１６′が示されている。切削インサート１６′はより小さな寸法となっており、距離Ｌは約６mmでありまた細くなっている。切削インサート１６′が上記の切削インサートと異なる点はすくい角表面３３′が同一平面上で上側平面２２に接続しまた溝３２′が印のつけられた交線を欠いていることであ。さらに、第１の鋭角β１はここでは約３０°であり第２の鋭角β２は約３０°である。
【００２１】
図１，２及び１１を参照して、ドリルの作用が記載される。切削インサート１６と１７にはドリルの中心線ＣＬの各側に約１８０°で隔壁が設けられその作動主要縁２６Ａと２６Ｂはそれぞれ被加工片からの切屑を切断するために共働しドリルシャンク１１の直径より若干大きい孔４０を形成し、一方不作動の主要縁の側面２４はポケットの軸方向及び半径方向の支持面を当接支持する。図１１に切削インサートが切削作業を回転軸線ＣＬの一側でどのように分割するかが略図的に示されている。中央インサート１６又は１６′は供給方向Ｆで周縁インサート１７よりも１ミリメートル軸方向に短い中央ポケットの中に位置している。切削刃１２６は回転軸線ＣＬとで鋭角を形成する。これはドリルにいわゆるスタックドリル作用に適合する幾何学形状を与える。切削インサート１６はこのほかに回転軸線とで鈍角を形成するような角度とされる。中央インサートの第１の強化面取り縁２８Ａは回転軸線上に又は回転軸線の近くに設けられ、ここでは切削速度は穴あけ時に低くなる。周縁インサート１７はその作動縁２６Ｂが穴あけ中回転軸線から距離Ｏの領域、点又は線Ｚで中央インサートの第２の面取り縁２９と重なるように設けられる。中央インサートと周縁インサートはドリル本体に、二等分線Ｂが何時も回転軸線ＣＬと点Ｚの半径方向外側に位置し重なるように設けられる。これは図の左側へと重く切削する二等分線の他側の第１の面取り縁２８ｂが周縁インサートの縁２６Ｂで“保護される”すなわち切削刃２６Ｂがこの切削作業を管理するため回転軸線から離れた第１の面取り縁が被加工片と係合することがなくなる。穴あけ中これは、ドリルが比較的小さなエネルギー消費で作動することができまたすくい角表面３１のさらに周縁の部分には低い切削速度に適合する必要のないチップフォーマーを設けることができるという結果をもたらす。すくい角表面３１は好ましくはらせん状に形成されたチップ溝１４を介して洗い流すことのできる良好な形状の切屑を形成する。周縁インサート１７は比較的高い切削速度で機械加工しまたそのため熱の発生を減少させるための正のすくい角を有しまた切削インサートに良好な耐用寿命が得られるようにする。面取り縁２８Ａの隣りの第２の面取り縁２９Ｃは、切削刃２９Ｃが切削刃２８Ａの軸方向後側で回転軸線の反対側に設けられていることにより切削刃２８Ａの“影”の中に隠されるようになる。この回転軸線は二等分線Ｂ上で又は二等分線Ｂの近くで面取り縁２８Ａと交わる。
【００２２】
図示の形状の切削インサートから４つの切削刃が得られ、それぞれの新しい３つの切削刃２８，１２６及び２９Ａが隣接する切削刃によるその前の穴あけには影響されないものとなる。
【００２３】
切削インサート１６，１６′は硬い金属、好ましくは焼結された炭化タングステンのような焼結炭化物で作られる。
【００２４】
本発明はしたがってドリルと切削インサートに関し、切削インサートはドリルが軽快に切削しまた経済的となるように開発されたものである。切削インサートはさらに４つの切削刃が得られるよう開発されている。
【００２５】
本発明は好ましい実施態様と関連して記載されてきたが、当業者にとって、特に記載されていない付加、削除、変更及び置換が特許請求の範囲に規定されている発明の精神から逸脱することなく行われ得ることが理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のドリルの加工端部の側面図である。
【図２】加工端部表面の頂面図である。
【図３】本発明の切削インサートの平面図である。
【図４】図３のIV−IV線による断面図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ線による断面図である。
【図６】図３のVI−VI線による断面図である。
【図７】本発明の他の切削インサートの平面図である。
【図８】図７のVIII−VIII線による断面図である。
【図９】図７のIX−IX線による断面図である。
【図１０】図７のＸ−Ｘ線による断面図である。
【図１１】中央インサートと周縁インサートとの重なりを示す概略図である。
【符号の説明】
１０…ドリル
１１…ドリルシャンク
１４，１５…チップ溝
１６…中央インサート
１７…周縁インサート
２３…平面の表面
２４…側部表面
２６…主切削刃
１２６…切削刃（中間縁）
２８，２９…面取り縁
３０…強化面取り部
３１，３３…すくい角表面
３２…溝
３４，３５…通孔
４０…孔
【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】
0004394180.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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