(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械の穿孔工具であって、
ドリル本体（１４）を具備し、このドリル本体（１４）が、らせん状に湾曲したリブ（２８）によって側面（８４，８６）を画成された少なくとも２つの切屑搬送溝（２６）を備え、
更に、ドリル本体（１４）の端面側に配置された切削ヘッド（２２）を具備し、この切削ヘッド（２２）が、部分円筒状の外周面（６４）によって半径方向外側を画成された少なくとも２つのセグメント部分（６２）を備え、これらのセグメント部分（６２）が、周方向においてこれらのセグメント部分（６２）に接してほぼ軸線平行に向いた切屑室（６０′，６０″）によって互いに分離されていて、これらの切屑室（６０′，６０″）が、切屑排出方向（７４）において隣接する切屑搬送溝（２６）に通じていて、更に切削ヘッド（２２）が、セグメント部分（６２）の各々の凹部（１６）内に配置された少なくとも２つの切削チップ（１８，２０）を備え、
ドリル本体（１４）が、切削ヘッド（２２）と反対のその端部にドリル軸（１２）を備え、このドリル軸（１２）にはリブが設けられてなく、このドリル軸（１２）が中央の冷却媒体供給通路（３６）を含んでいて、
ドリル本体（１４）のリブ（２８）内には冷却媒体通路（３０，３２）が配置されていて、これらの冷却媒体通路（３０，３２）が、リブ（２８）と同じ曲率でらせん状に湾曲されている、
前記穿孔工具において、
冷却媒体通路（３０，３２）が、切削ヘッド（２２）から、穿孔工具軸線（３４）に対して一定の傾斜角度（β）でリブ（２８）の全長にわたって延びていて、それによって冷却媒体通路（３０，３２）が、リブの設けられていないドリル軸（１２）の範囲において中央の冷却媒体供給通路（３６）に開口していること、及び、
切屑室（６０′，６０″）が、互いに側面において、切屑チップ（１８，２０）を備えたほぼ軸線平行な各々の切屑案内面（６６′，６６″）と、各々の切屑ガイド面（７２′，７２″）とによって画成されていて、切屑案内面（６６′，６６″）および／または切屑ガイド面（７２′，７２″）が、隣接する切屑搬送溝（２６）の隣接する側面（８４，８６）に、切屑室（６０′，６０″）の横断面を広げながら段状に窪んで移行していること
を特徴とする穿孔工具。
【請求項２】
切屑搬送溝（２６）のらせんピッチが切屑排出方向（７４）で連続的にまたは段状に増大していることを特徴とする、請求項１に記載の穿孔工具。
【請求項３】
切削チップ（１８，２０）の少なくとも一部が、穿孔工具軸線（３４）から異なる半径方向間隔を有し、かつ互いに部分的に重なる加工範囲を有することを特徴とする、請求項１または２に記載の穿孔工具。
【請求項４】
切屑搬送溝（２６）の横断面の輪郭が部分円状または半円状であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の穿孔工具。
【請求項５】
冷却媒体通路（３０，３２）が、リブ（２８）の展開状態で、穿孔工具軸線（３４）に対して斜めに向いた直線状の深穴を形成していることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の穿孔工具。
【請求項６】
前記の深穴が、穿孔工具軸線（３４）を通る軸方向平面内にあり、両深穴を含む軸方向平面が、穿孔工具軸線（３４）の周りに１８０°でない角度（α）をなしていることを特徴とする、請求項５に記載の穿孔工具。
【請求項７】
前記の軸方向平面がなす角度（α）が１５５°〜１７５°であることを特徴とする、請求項６に記載の穿孔工具。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の穿孔工具を製作する方法において、以下のステップを含むことを特徴とする方法：
−  基礎材料体（４２I）が、穿孔工具の輪郭へと施削され、回転対称で区間毎に円筒状であり場合によっては異なる直径の複数の段状部分を有するブランク本体（４２II）を形成し、
−  互いに対向して設けられて軸方向両側が末端部（１００，１０２）によって画成された２つの切屑搬送溝（２６）が、ブランク本体（４２II）の円筒状の区間（切屑排出部分（２４））に成形または切削加工され、これらの切屑搬送溝（２６）の側面（８４，８６）が、残りの縦方向のリブ（２８）によって画成されていて、
−  ほぼ軸線平行な各々の切屑案内面（６６′，６６″）と各々の切屑ガイド面（７２′，７２″）とによって互いに側面において画成された２つの切屑室（６０′，６０″）が、ブランク本体（４２VII）の切削ヘッド側または切削リム側の端部に成形または切削加工され、切屑室（６０′，６０″）の切屑案内面（６６′，６６″）および／または切屑ガイド面（７２′，７２″）が、切削ヘッド側または切削リム側の末端部（１００）の範囲において、または切削ヘッド内において、隣接する切屑搬送溝（２６）の側面（８４，８６）と交わり、画成縁部と段状に窪んでいる接続面（８０，８２）とを形成し、
−  切屑搬送溝（２６）が、先ず、軸線平行な縦方向溝の形で、ブランク本体（４２III）にまたはその段状部分に成形または切削加工され、
−  成形または切削加工の前または後で、直線的なリブ（２８）の範囲に冷却媒体通路（３０，３２）のための深穴が穿設され、
−  これらの深穴が、切削ヘッド側または切削リム側のブランク端部の端面に偏心させて配置された個所から、ブランク本体（４２IV）の円筒中心軸線（３４）に対して斜めに、リブの設けられていないドリル軸（１２）内の中央の冷却媒体供給通路（３６）のための袋穴の方へ延び、この袋穴の底を貫通し、
−  このようにして予め製作されたブランク（４２V）が、互いに軸方向間隔をおいて配置された挟持固定個所（１０４，１０６）を有し、これらの挟持固定個所（１０４，１０６）の間にあるリブ付き領域において予め設定した温度に加熱され、それらの挟持固定個所（１０４，１０６）において同軸のねじりモーメントが加えられ、その加熱領域において予め定めた角度だけらせん状に塑性的にねじられ、
−  その際には、ねじり角度が変えられ、リブ（２８）の範囲において軸方向に連続的にまたは段階的に増大するらせんピッチを形成されること。
【請求項９】
切屑搬送溝（２６）が円板フライスおよび／または型彫りフライスを用いてブランク本体（４２III）に穿設され、その際には先ず、円板フライスの円環面および／または型彫りフライスの球形に一致する凹形の接続面（８０，８２）が切屑ヘッド側または切削リム側の末端部に生成されることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
横断面が部分円状の切屑搬送溝（２６）が切削加工され、この切屑搬送溝（２６）が、少なくとも切削チップ側の溝側面（８４）で、外側縁部の方へ直線的に延びていることを特徴とする、請求項８または９に記載の方法。
【請求項１１】
切屑排出方向（７４）で深さが浅くなるように、切屑搬送溝（２６）のための縦方向溝が円筒状のブランク本体（４２III）またはその段状部分に切削加工されることを特徴とする、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
ブランク（４２V）が、挟持固定個所の間の範囲において、連続的にまたは段階的に軸方向に変化する加熱領域でねじられることを特徴とする、請求項８〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
本発明は工作機械用穿孔工具およびこのような穿孔工具の製作方法に関する。
この種の穿孔工具は公知である。この穿孔工具は、ドリル本体を具備し、このドリル本体は、らせん状に湾曲したリブによって側面を画成された２つの切屑搬送溝を備えていて、更にこの穿孔工具は、ドリル本体の端面側に配置された切削ヘッドを具備している。この切削ヘッドは、共通の外周円筒を形成する部分円筒状の外周面によって半径方向外側を画成された２つのセグメント部分を備え、これらのセグメント部分は、周方向においてこれらのセグメント部分に接してほぼ軸線平行に向いた切屑室によって互いに分離されていて、これらの切屑室は、切屑排出方向において隣接する切屑搬送溝に通じている。更に切削ヘッドは少なくとも２個の切削チップを備え、これらの切削チップは、ドリル軸線から異なる半径方向間隔をおいて加工範囲が互いに部分的にオーバーラップして、ほぼ軸線平行な半径方向の切屑案内面の範囲内におけるセグメント部分の各々の凹部内に、特にすくい面がこの切屑案内面と面一になるように配置されていて、各々、穿孔ヘッドから突出する少なくとも１個の作用切刃を有する。この場合、最も外側の切削チップの切刃は、該当する部分円筒状の外周面から半径方向に突出し、切屑案内面は、各々、切屑排出方向において、接続個所で、隣接する切屑搬送溝のらせん状に湾曲した側面に接続している。
切刃の作用範囲において部分的に重なる切削チップを特別に配向することにより、穿孔工程で切刃に発生する横方向力はほぼ互いに相殺されるので、それによって実質的にガイドなしに工作物に穿孔可能である。切削ヘッド内で軸線平行に延びていて横断面が三角形の切屑室は、切屑排出方向において、比較的に傾斜が急で横断面が同様に三角形でありらせん状の各々の切屑搬送溝に通じている。切屑搬送溝はその縁部がリブによって画成されている。このリブは、一方では穿孔穴内でのドリルの案内のために役立ち、他方では切屑搬送溝の画成のために役立つ。切屑は、特に、ドリル本体を経て供給される冷却潤滑媒体の作用を受けて、切屑搬送溝を通って外側へ押される。比較的に広いリブの形成によって、切屑が切屑搬送溝からドリル本体の外周に分配されることが避けられる。なぜなら、もしそうしないと、切屑が穿孔壁ひいては穿孔工具に溶着し、穴や穿孔工具を破壊する危険があるからである。他の問題は、切屑室が、外周に対して半径方向内側へずれた切削チップの範囲に、横断面が三角形の比較的に広い切屑室を形成していることにある。この切屑室は切屑排出方向に漏斗状に細くなっている。これにより、切屑はその発生時に比較的に幅広く形成されることがあり、変形作業を利用して切屑搬送溝内に押し込まなければならない。それによって、破砕工程で切屑に伝達される剪断エネルギーの大部分が変形作業の形で失われる。それに加えて、変形力の一部が横方向力に変換され、この横方向の力が穿孔工具を半径方向に押しのけ、それによって穿孔出力と穿孔品質を悪化させることになる。
これから出発して、本発明の根底をなす課題は、効果的で横方向力をほとんど生じない切屑排出を保証し、従って比較的に深い穿孔のために使用可能である穿孔工具を開発することである。本発明の他の課題は、本発明による穿孔工具を製作するための方法を開発することである。
この課題を解決するために、請求項１に記載した特徴の組み合わせが提案される。本発明の有利な実施形および発展形態は従属請求項から明らかである。
本発明による解決策は、特に、切屑を圧縮し、横方向力を増大させることになる切屑の変形を、切屑室の範囲とそれに続く切屑搬送溝の範囲で避けなければならないという認識に基づいている。これを達成するために、本発明では、次の特徴が提案される：
工作機構の穿孔工具であって、
ドリル本体を具備し、このドリル本体が、らせん状に湾曲したリブによって側面を画成された少なくとも２つの切屑搬送溝を備え、
更に、ドリル本体の端面側に配置された切削ヘッドを具備し、この切削ヘッドが、部分円筒状の外周面によって半径方向外側を画成された少なくとも２つのセグメント部分を備え、これらのセグメント部分が、周方向においてこれらのセグメント部分に接してほぼ軸線平行に向いた切屑室によって互いに分離されていて、これらの切屑室が、切屑排出方向において隣接する切屑搬送溝に通じていて、更に切削ヘッドが、セグメント部分の各々の凹部内に配置された少なくとも２つの切削チップを備え、
ドリル本体が、切削ヘッドと反対のその端部にドリル軸を備え、このドリル軸にはリブが設けられてなく、このドリル軸が中央の冷却媒体供給通路を含んでいて、
ドリル本体のリブ内には冷却媒体通路が配置されていて、これらの冷却媒体通路が、リブと同じ曲率でらせん状に湾曲されている、
前記穿孔工具において、
冷却媒体通路が、切削ヘッドから、穿孔工具軸線に対して一定の傾斜角度でリブの全長にわたって延びていて、それによって冷却媒体通路が、リブの設けられていないドリル軸の範囲において中央の冷却媒体供給通路に開口していること、及び、切屑室が、互いに側面において、切削チップを備えたほぼ軸線平行な各々の切削案内面と、各々の切屑ガイド面とによって画成されていて、切屑案内面および／または切屑ガイド面が、隣接する切屑搬送溝の隣接する側面に、切屑室の横断面を広げながら段状に窪んで移行していること。
切屑案内面と切屑ガイド面の範囲の接続面により、切屑室内で発生する切屑に対して、切屑排出を良好にする送り力が、切屑搬送溝に移動する際に伝達され、その際、切屑変形または切屑圧縮が生じない。
段付きドリルとして形成された穿孔工具の場合には、ドリル本体が、軸方向において切削リムによって互いに分離された少なくとも２つの段状部分を備え、これらの段状部分は切屑排出方向で段状に増大する直径を有する。その際、切削リムは、部分円筒状の外周面によって半径方向外側を画成された２つのセグメント部分を備え、これらのセグメント部分は、周方向においてこれらのセグメント部分に接してほぼ軸線平行に向いた切屑室によって互いに分離されていて、これらの切屑室は、切屑排出方向において隣接する切屑搬送溝に通じていて、更に切削リムは少なくとも１個の切削チップを備え、この切削チップは、ほぼ軸線平行な半径方向の切屑案内面の範囲においてセグメント部分の１つにおける凹部内に、特にこの切屑案内面とすくい面が面一になるように配置されていて、切削リムを越えて軸方向に突出する少なくとも１つの作用切刃を含んでいて、この際、切屑案内面は、切屑排出方向において、接続個所で、隣接する切屑搬送溝のらせん状に湾曲した側面に接続し、この接続個所には接続面が配置されていて、この接続面は、切屑排出方向において、切屑案内面の画成エッジから、切屑室の横断面を広げて段状に窪んでいて、隣接する切屑搬送溝の一方の側面に接続している。
段状の接続面は、好ましくは、切屑案内面および／または切屑ガイド面の全幅にわたって延びていて、切屑排出方向に凹形に湾曲している。従って、接続面は切屑搬送溝の側面に滑らかに移行している。
切屑排出を改善するために、本発明の他のまたは有利な実施形によれば、穿孔工具軸線に対して半径方向または斜め方向に延びる複数の段状縁部または波形縁部が、少なくとも切屑搬送溝の切削チップ側の側面に軸方向に間隔をおいて配置され、段状縁部または波形縁部が、切屑排出方向に窪んで各々の切屑搬送溝の横断面を局部的に広げる段状面または波形面からなっている。その際、個々の段状面または波形面はその切屑排出側の端部で、穿孔工具軸線に対して半径方向または斜め方向に延びる他の段状縁部または波形縁部によって画成され、個々の段状面または波形面は、切屑排出方向において該当する溝側面のらせん傾斜に関して先ずは増大しそして小さくなる傾斜角度を有する。段状面または波形面は切屑搬送溝の切削チップ側の側面の凹部によって形成され、この凹部はその段状縁部または波形縁部のところで閉じているかまたは半径方向外側に片側の縁部が開放している。凹部はその段状縁部または波形縁部のところに、任意の輪郭、特に楕円形、円形または長方形の輪郭を有する。段状面または波形面により、切屑搬送溝内で切屑排出にとって望ましい送り力が切屑に伝達され、その際、切屑が変形したり、圧縮されることがない。
切屑が切屑搬送溝からリブの外周範囲に出ないようにするために、本発明の有利なまたは代替的な実施形に従い、切屑搬送溝の側面がその外側端縁部近くにおいて、横断面で、９０°よりも小さな角度、特に０〜３０°の角度をなしていることが提案される。そのためには切屑搬送溝の横断面の輪郭が、部分円状、特に半円状であると有利である。この場合、切屑搬送溝の横断面の輪郭は少なくとも一方の側面の範囲において外側端縁部の方へ直線的に延びている。
切屑排出を改善するために、切屑室は切削チップの範囲において接続個所まで比較的に短くなっている。従って、特に湾曲した画成エッジが切削チップ用凹部の端縁部から、エッジ長さにわたって変化する間隔を有し、この間隔が最も狭い個所で、切削チップ外接面直径の0.1〜0.4倍に相当すると合目的である。セグメント部分の部分円筒状の外周面と、リブの部分円筒状の外周面は、好ましくは、切屑室と切屑搬送溝によって中断された共通の外周円筒を形成している。
切屑が、切屑室から、互いにオーバーラップする切削縁部の範囲に残る中間室を通ってドリルの外周面に押し出されないようにするために、本発明の有利な変形解決策または代替的な変形解決策では、切削案内面区間が提案され、この切屑案内面区間は、互いにオーバーラップする加工範囲内にある切刃部分にかぶさっている。この問題は、特に、半径方向内側にずらした切削チップに付属する切削室内で発生する。従って、切屑案内面区間は、半径方向最も内側の切削チップの半径方向外側にある切刃部分にかぶさっている。しかし、基本的には、切屑案内面区間を、半径方向最も外側の切削チップの半径方向内側にある切刃部分にかぶせることができる。それによって、そこに存在する隙間を架橋することができる。
本発明の有利なまたは代替的な変形解決策では、部分円筒状の外周面に接続し、切削ヘッド尖端部または切削リム尖端部から接続個所の近くまで延びる半径方向外側にある切屑案内面画成部が設けられている。この切屑案内面画成部は外周に対して半径方向内側にずらした切削チップのすくい面の平面から切屑室の方へ突出している。それによって、切刃で生じる切屑が部分円筒状の外周面に押しのけられることが防止される。切屑案内面画成部は半径方向断面で、切刃すくい面の平面を越えて段状にまたはくさび状に突出している。これに加えて、切屑案内面画成部は軸方向断面で、切刃すくい面の平面を越えて段状にまたはくさび状に突出し、切屑排出方向に拡散して切屑室を広げている。従って、隣接する切屑搬送溝への切屑排出が容易になる。
大きな切屑用通過横断面積を有するできるだけ深い切屑搬送溝をドリル本体に収容できるようにするためには次のことが有利である。即ち、ドリル本体が、中央の冷却媒体供給通路を含んでいてリブの設けられていないドリル軸を備えていて、ドリル本体の切削ヘッドまたは切削リムに通じる冷却媒体通路がリブ内に配置されていて、その際、これらの冷却媒体通路がリブと同じ曲率でらせん状に湾曲していて、穿孔工具軸線に対して一定の傾斜角度でリブの全長にわたって延びていて、リブの設けられていないドリル軸の範囲において中央の冷却媒体供給通路に開口していることである。製作を容易にするために、冷却媒体通路はリブの展開状態で穿孔工具軸線に対して斜めに向いた直線状の深穴を形成している。穿孔工具軸線に対する深穴の傾斜角度は、ドリル本体の直径と長さに依存して、１〜８°である。深穴の軸線は、好ましくは、リブの展開状態で、穿孔工具軸線を通って延びる軸方向平面内にある。この場合、両深穴を含む軸方向平面が、穿孔工具軸線周りに１８０°でない角度をなしている。軸方向平面の間の角度は、好ましくは１５５〜１７５°である。この手段により、横断面の連続的な変化、それによって強度の増大および振動減衰作用の改善が達成される。横断面にわたる質量分布も、軸方向平面の間の角度によって影響を受ける。本発明による実施形と冷却媒体通路の配置構造により、切屑排出部分の全長にわたって深い切屑溝を設けることができる。冷却媒体穴は流れ的に望ましく配置されている。穿孔工具軸線に対して斜めに配向すると、遠心力で補助される流れが出口個所の方向に生じる。
本発明による穿孔工具を製作するために、次の方法ステップが提案される：
−  基礎材料体が、穿孔工具の輪郭へと施削され、回転対称で区間毎に円筒状であり場合によっては異なる直径の複数の段状部分を有するブランク本体を形成し、
−  互いに対向して設けられて軸方向両側が末端部によって画成された２つの切屑搬送溝が、ブランク本体の円筒状の区間（切屑排出部分）に成形または切削加工され、これらの切屑搬送溝の側面が、残りの縦方向のリブによって画成されていて、
−  ほぼ軸線平行な各々の切屑案内面と各々の切屑ガイド面とによって互いに側面において画成された２つの切屑室が、ブランク本体の切削ヘッド側または切削リム側の端部に成形または切削加工され、切屑室の切屑案内面および／または切屑ガイド面が、切削ヘッド側または切削リム側の末端部の範囲において、または切削ヘッド内において、隣接する切屑搬送溝の側面と交わり、画成縁部と段状に窪んでいる接続面とを形成し、
−  切屑搬送溝が、先ず、軸線平行な縦方向溝の形で、ブランク本体にまたはその段状部分に成形または切削加工され、
−  成形または切削加工の前または後で、直線的なリブの範囲に冷却媒体通路のための深穴が穿設され、
−  これらの深穴が、切削ヘッド側または切削リム側のブランク端部の端面に偏心させて配置された個所から、ブランク本体の円筒中心軸線に対して斜めに、リブの設けられていないドリル軸内の中央の冷却媒体供給通路のための袋穴の方へ延び、この袋穴の底を貫通し、
−  このようにして予め製作されたブランクが、互いに軸方向間隔をおいて配置された挟持固定個所を有し、これらの挟持固定個所の間にあるリブ付き領域において予め設定した温度に加熱され、それらの挟持固定個所において同軸のねじりモーメントが加えられ、その加熱領域において予め定めた角度だけらせん状に塑性的にねじられ、
−  その際には、ねじり角度が変えられ、リブの範囲において軸方向に連続的にまたは段階的に増大するらせんピッチを形成される。
その際、切屑搬送溝は円板フライスおよびまたは型彫りフライスを用いてブランク本体に穿設され、この場合、円板フライスの円環面および／または型彫りフライスの球形に一致する凹形の接続面が末端部に生じる。それによって、横断面が部分円状または他の内側輪郭を有する切屑溝を切削加工することができる。この切屑搬送溝は少なくとも切削チップ側の溝側面で、外側縁部の方へ直線的に終わっている。特にドリル軸の挟持固定個所の近くにおけるドリル本体の強度を高めるために、本発明の有利な実施形では、切屑排出方向に深さが浅くなるように、縦方向溝が円筒状本体に切削加工されることが提案される。ドリル軸線の近くに達するできるだけ深い溝を形成できるようにするためには、切屑搬送溝が、先ず、軸線平行な縦方向溝の形でブランク本体に穿設され、切削工程の前または後で、直線状のリブの範囲に深穴が穿設され、この深穴が切削ヘッド側または切削リム側のブランク端部の端面に配置された偏心した個所から、ブランク本体の円筒軸線に対して斜めに、リブの設けられていないドリル軸内の中央の袋穴の方へ延び、この袋穴の底を貫通すると有利である。このようにして予め製作されたブランクは、互いに軸方向間隔をおいて配置された挟持固定個所で、これらの挟持固定個所の間にあるリブ付き領域内で設定温度に加熱され、それらの挟持固定個所で同軸のねじりモーメントを加えられ、その際、加熱された領域で所定の角度だけらせん状にねじられる。
本発明の好ましい実施形では、ブランクが連続的にまたは段階的に軸方向に変化する加熱領域を有する挟持固定個所の間の範囲においてねじられる。それによって、ねじれ角を変更し、軸方向に可変のらせんピッチを形成することができる。
本発明の他の有利な実施形では、少なくとも切削チップ側の溝側面に互いに軸方向間隔をおいて配置され、ほぼ半径方向の端縁部によって画成された段状面または波形面が、特に型彫りフライスによって切削加工される。その際、これが、該当するブランクのらせん状のねじりの前に行われると有利である。
次に、図に基づいて本発明を詳しく説明する。
図１はスローアウェイチップとらせん状の冷却媒体通路を備えた穿孔工具の側面図、
図２ａ〜２ｄはそれぞれ互いに９０°回転させた切削ヘッドの４つの拡大側面図、
図２ｅは図２ｂのＥ−Ｅ線に沿った断面図、
図３は切削ヘッドの平面図、
図４は図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図、
図５は図１〜４の穿孔工具を製作するためのブランクの縦断面図、
図６ａ〜６ｈは穿孔工具を製作する際のプロセスを示す概略図、
図７ａ〜７ｃは切屑排出方向に波形を付けたらせん状の切屑搬送溝を有する穿孔工具の２つの側面図と１つの断面図、
図８ａ〜８ｃは段付きドリルの図７ａ〜８ｃと同様な図、
図９ａ，９ｂは段状面と波形面を有する切屑搬送溝の切削チップ側の側面を、切屑排出方向に切断して拡大して示す部分図、
図１０ａ〜１０ｈは段状面と波形面の端縁輪郭が異なるように形成された切屑搬送溝の部分図である。
穿孔工具は、実質的に、図示していない工具ホルダーに締付け固定可能であるドリル軸１２と、ドリル本体１４とからなっている。ドリル軸１２は、工具ホルダーのストッパーとして形成されたつば１０を備えている。ドリル本体１４は、半径方向内側のスローアウェイチップ１８と半径方向外側のスローアウェイチップ２０のための凹部１６を端面側に有する切削ヘッド２２と、切削ヘッド２２とつば１０の間で延びるらせん状の切屑排出部分２４を備えている。切屑排出部分２４が互いに対向する２つの切屑搬送溝２６を備えている。この切屑搬送溝は、その側面が、らせん状に湾曲した２つのリブ２８によって画成されている。更に、切屑排出部分２４には２つの冷却媒体通路３０，３２が配置されている。これらの冷却媒体通路はリブと同じ曲率でらせん状に湾曲し、ドリル軸線３４に対して一定の傾斜角度βでリブに沿ってらせん状の切屑排出部分２４全体にわたって延び、つば１０の範囲でドリル軸１２内の共通の中央の供給通路３６に開口している。中央の供給通路３６はドリル軸１２内で肉厚のつば１０の範囲内まで延びている。供給通路３６の流れ横断面は冷却媒体通路３０，３２の流れ横断面の少なくとも２倍の大きさである。特に図５から判るように、冷却媒体通路３０，３２は半径方向に互いにずらした接続個所３７のところで供給通路３６に開口している。リブ２８の伸展したブランク状態（図５）では、冷却媒体通路を形成する深穴３０，３２の中心軸線３８，４０は、穴中心軸線３４またはブランク中心軸線３４を通って延びる各々の軸方向平面内にある。この軸方向平面はドリル軸線３４の周りに角度α≠１８０°をなしている（図４参照）。
図示した実施の形態の場合、ドリル本体１４に一体に連結された切削ヘッド２２は、軸線に対して平行に向いた切屑室６０′，６０″によって周方向で互いに分離された２つのセグメント部分６２を備えている。これらのセグメント部分は半径方向外側が部分円筒状の外周面６４によって画成されている。切屑室６０′，６０″の軸線平行な半径方向の切屑案内面６６′，６６″の範囲には、スローアウェイチップ１８，２０が設けられている。これらのスローアウェイチップのすくい面６８′，６８″は、図示した実施の形態の場合、前記の切屑案内面６６′，６６″と面一であり、それらの作用切刃７０′，７０″は端面側で切削ヘッド２２から突出している。外側の切削チップ２０の切刃７０″は、該当するセグメント部分６２の外周面６４を越えて半径方向に突出し、穴直径を決定する。
更に切削ヘッド２２の切屑室６０′，６０″は、隣接するセグメント部分６２に配置されていて切削チップとは反対側の切屑ガイド面７２′，７２″を備えている。これらの切屑ガイド面は切削チップ側の切屑案内面６６′，６６″に対向している。
切屑案内面６６′，６６″は、切屑排出方向７４において、自由エッジとして形成された画成エッジ７６で終わっている。この画成エッジには、各々、段状に窪んでいる接続面８０が接続している。この接続面は、凹形に湾曲する切屑室横断面を広げ、隣接する切屑搬送溝２６の側面８４に通じている。
切屑ガイド面７２′，７２″には、各々、ドリル本体１４の端面側の尖端の近くまで達する凹部７９が、例えばエンドミルカッタによって穿設されている。この凹部は、その端面側の画成エッジ７８に、凹形に湾曲し段状に窪んでいる接続面８２を備え、切屑排出方向において、滑らかに、隣接する切屑搬送溝２６の側面８６に通じている。画成エッジ７８は、作用切刃７０′，７０″と、隣接する切削チップ１８，２０の中央との間の範囲に達するので、切屑室６０′，６０″の横断面は切削ヘッド２２の尖端から切屑搬送溝２６まで連続して増大している。
特に図２ａ，２ｃ，２ｄ，３から判るように、内側の切削チップに所属する切屑案内面６６′の範囲に、すくい面区間８８が設けられている。このすくい面区間は、互いにオーバーラップする切削チップ１８，２０の加工範囲内にある、内側の切削チップ１８の半径方向外側の切刃部分９０にかぶさっている。それによって、切刃部分９０と穴との間で穿孔時に形成されたくさび状部分を通って切屑が外周面６４の範囲に押しのけられることが防止される。更に、切屑案内面６６′の範囲には、切削ヘッド尖端から接続個所近くまで延びる切屑案内面画成部９２が設けられている。この切屑案内面画成部は切削チップ１８のすくい面６８′の平面を越えて切屑室６０′の方へ半径方向断面と軸方向断面で段状にあるいはくさび状に突出している（図２ｄ，３）。図２ａから判るように、切屑案内面画成部９２は、切屑移動方向において、切屑室６０′を広げながら、その内側エッジ９４が斜め外側に延びている。
図７〜１０に示した実施の形態の場合には、切屑搬送溝２６の切削チップ側の側面８４に、互いに軸方向に間隔をおいて配置された段付き面または波形面１０４が設けられている。これらの段付き面または波形面は、それらの端部が、ほぼ半径方向に（図７，８，１０ａ，１０ｈ）またはドリル中心軸線３４に対して斜めに（図１０ｂ，１０ｅ，１０ｆ，１０ｇ）に延びる端縁部１０６，１０８によって画成されている。段付き面または波形面１０４は、切削ヘッド側の端縁部１０６から、切屑排出方向１２０において局所的に横断面を広げて窪んでおり、該当する溝側面８４のらせん傾斜に関して切屑排出方向に先ずは増大しそして減少する傾斜角度を有する（図９ａ，９ｂ参照）。
図１０ａ〜１０ｈに示した実施の形態の場合には、段付き面または波形面１０４が、切屑搬送溝２６の切削チップ側の側面８４における凹部であってその端縁部１０６，１０８のところで閉鎖されている（図１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ）あるいは半径方向外側の方へ端縁が開放している（図１０ａ，１０ｅ〜１０ｈ）凹部によって形成されている。その際、それらの凹部は、それらの段付き端縁部または波形端縁部１０６，１０８に、例えば楕円形（図１０ａ，１０ｂ，１０ｃ）、円形（図１０ｄ）または長方形（図１０ｅ〜１０ｈ）の輪郭を有することができる。それらの凹部は互いに間隔をおいて配置してもよいし（図１０ｃ〜１０ｈ）、それらの端縁部１０６，１０８の範囲において互いに直接接続してもよいし（図１０ａ）、互いに交叉してもよい（図１０ｂ）。
図８ａ〜８ｃに示した実施の形態の場合には、穿孔工具が段付きドリルとして形成されている。ドリル本体１４は全部で３つの段付き部分１４′，１４″，１４″′を備えている。これらの段付き部分は軸方向において切削リム１１０′，１１０″によって互いに分離され、切屑排出方向に段状に増大する直径を有する。切削リム１１０′，１１０″は、半径方向外側が部分円筒状の外周面６４′，６４″によって画成されて切屑室６０″′によって互いに分離された２つのセグメント部分６２′と、各々の切削チップ２０′を備えていて、その切屑室６０″′は、周方向においてセグメント部分６２′に接し、ほぼ軸線平行に向けられていて、送り方向と切屑排出方向において隣接する切屑搬送溝２６に通じている。切削チップ２０′は、セグメント部分６２′の凹部内で、ほぼ軸線平行な半径方向の切屑案内面６６″′の範囲に配置されていて、切屑案内面６６″′に対して面一のすくい面６８″′を有する。切削チップ２０′は、切削リム１１０′１１０″から軸方向に突出する作用切刃７０″′を有する。該当する切屑案内面６６″′は、切屑排出方向において、接続個所で、隣接する切屑搬送溝２６のらせん状に湾曲した側面に接続している。その際、この接続個所には接続面８０が設けられている。この接続面は、切屑排出方向において、切屑案内面６６″′の画成エッジ７６′から、切屑室の横断面を広げながら段状にへこみ、隣接する切屑搬送溝２６の一方の側面８４に接続している。
図６の概略図から判るように、穿孔工具の製作は次の加工工程で行われる。
円筒状の基礎材料体４２Iは、施盤でドリルの輪郭を有するように施削され、つば１０に対する円錐状接続部を備える。更に施盤において、供給通路３６を形成する中央穴が一方の軸側からつば１０の範囲まで穿設される（ブランク４２II）。
そして、このようにして準備されたブランク４２IIはフライスセンタに締付け固定される。このフライスセンタでは、円板フライス９６と型彫りフライス９８（図１参照）によって、互いに対向する切屑溝２６が縦方向リブ２８を残して穿設される。その際、切屑溝は横断面が円形のプロフィルとなり、球状または円環面状の端部を有する。更にフライスセンタにおいて、締付け固定面９８がドリル軸に切削加工される（ブランク４２III）。図７，８の実施の形態の場合には、更にフライスセンタにおいて、型彫りフライスを用いて、段付き面または波形面１０４が切屑溝２６の切削チップ側の側面に穿設される。
このようにして準備されたブランク４２IIIには、同じ挟持固定部であるいは別の穿孔ステーションで、深穴３０，３２が形成される。これらの深穴は穿孔ヘッド２２の端面側の出口個所５０，５２から縦方向リブ２８を通って斜めに供給通路３６まで通過する（ブランク４２IV）。
このようにして予め製作されたブランク４２IVは、ねじれステーションにおいてその両端１０４，１０６が締付け固定され、ドリル本体１４の切屑排出部分２４に沿って摺動可能な誘導コイルによって領域毎に加熱され、締付け固定個所を介して同軸のねじれモーメントが加えられる。その際、切屑排出部分２４は穴３０，３２を含めて徐々にらせん状にねじられる。この場合、ねじり工程中、らせん角度を変更することができる。誘導コイルの背後に配置された冷却ファンにより、その前にねじられた切屑排出部分の区間をそれ以降のねじり工程の際に硬化させることが保証される（ブランク４２V）。
ねじり工程の際に発生する寸法エラーを補正するために、ブランク４２Vをもう一度施盤で施削してブランク４２VIを形成する。
最終加工ステーションでは、切屑案内面６６′，６６″、切屑ガイド面７２′，７２″および切削チップ装着部１６がフライス加工される（ブランク４２VII）。最後に、ヘッド形状がフライス加工されて完成したドリル本体１４が形成される。
要約すると次の通りである。本発明は工作機械用穿孔工具に関する。穿孔工具はドリル本体１４を備え、このドリル本体は、側面をらせん状に湾曲したリブ２８によって画成された２つの切屑搬送溝２６を有する。ドリル本体１４の端面側には切削ヘッド２２が設けられている。この切削ヘッドは、軸方向に向いた互いに対向する切屑室６０′，６０″によって互いに分離された２つのセグメント部分６２と、ドリル軸線３４から異なる半径方向距離をおき、互いに部分的にオーバーラップする加工範囲を有し、軸線平行な半径方向の切屑案内面６６′，６６″の範囲内でセグメント部分の各々の凹部１６内に配置された２個の切削チップ１８，２０とを備えている。切屑案内面６６′，６６″は接続個所のところで隣接する切屑搬送溝２６の側面８４に接続している。この場合、切屑室６６′，６６″の横断面を拡大しながら段状に窪んでいて、隣接する切屑搬送溝２６の側面に接続する接続面８０が、接続個所の少なくとも１つに設けられている。
【図１】
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【図４】
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【図５】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図２ｄ】
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【図２ｅ】
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【図３】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図８ｃ】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図１０】
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