(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドリル先端部に、底刃の中心部分を構成する中心刃１Ｂと底刃の外周部分を構成する外周刃１Ａとして兼用され、スローアウェイ式ドリルの外周側及び中心側に中央取り付け穴を介してねじ２２により着脱自在に装着され、前記外周刃１Ａ及び中心刃１Ｂがスローアウェイ式ドリル用チップ上面の中央部に配されたボス面７より低位にあるように形成されたスローアウェイ式ドリル用チップ１において、前記スローアウェイ式ドリル用チップ１は、略平行四辺形の平板状のポジティブタイプのスローアウェイ式ドリル用チップ１であり、２つの対向する回転対称的な端部のうち長手方向の対向端部には、前記外周刃１Ａとなる短辺の辺稜部切れ刃１ａ及びコーナ部切れ刃１ｂが形成され、他方の対向端部には、前記中心刃１Ｂとなる長辺の辺稜部切れ刃１ｃ及びコーナ部切れ刃１ｄが形成され、その上面には、凹曲面のブレーカ５が全周に亘って形成されており、前記外周刃１Ａ及び前記中心刃１Ｂのブレーカ幅Ｗａ、Ｗｂが、Ｗａ＞Ｗｂの関係にあり、前記外周刃１Ａ及び前記中心刃１Ｂの前記ボス面７からの切れ刃下がり量Ｈａ、Ｈｂが、Ｈａ＞Ｈｂの関係にあることを特徴とするスローアウェイ式ドリル用チップ。
【請求項２】
前記スローアウェイ式ドリル用チップ１の上面には、凹曲面のブレーカ５が全周に亘って形成されており、該ブレーカ５の内縁の一部には数珠状に連続するディンプル１０が形成されるか、または該ブレーカ５内の凹曲面上において、辺稜部切れ刃１ａ、１ｃに対して垂直方向に延在する凹溝９または突条物８が複数個並設されることを特徴とする請求項１記載のスローアウェイ式ドリル用チップ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スローアウェイ式ドリルに着脱自在に装着されるスローアウェイ式ドリル用チップ（以下「ドリル用チップ」という。）に関し、特に、切りくず処理が良好となるように切れ刃位置を改善したものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のドリル用チップとしては、例えば特開平６ー９１４１６号公報に開示されたものがある。このドリル用チップは、切れ刃にほぼ平行にブレーカが設定された、いわゆる全周ブレーカ形状のものであり、スローアウェイ式ドリルの内周側切れ刃及び外周側切れ刃として兼用できるものである。ドリル用チップのすくい面となる菱形面の各辺稜には、該菱形面の鋭角をなす頂部にそれぞれ隣接して、一対の辺稜部切れ刃を形成するとともに、上記鋭角をなす頂部には、この頂部の二等分線に対して対称に、かつ該頂部の頂角より大なる交差角をなして、上記辺稜部切れ刃よりも短い一対のコーナ部切れ刃をそれぞれＶ字状に形成している。ブレーカは、内周側切れ刃及び外周側切れ刃ともに同一幅に形成されているものである。
【０００３】
また、従来技術としては、図５に例示したものが知られている。図５の概略構成を図面により説明する。このドリル用チップ１の切れ刃下がり量Ｈａ、Ｈｂは、同一となるように形成され、また、ブレーカ幅Ｗａ、Ｗｂについても、中心刃１Ｂ及び外周刃１Ａで同一となるように形成されている。すなわち、Ｈａ＝Ｈｂ、Ｗａ＝Ｗｂの関係にある。ブレーカ５の形状は、本発明の凹曲面のブレーカ形状と異なり、階段状に形成されているものである。低送り切削の際には、このような構成のドリル用チップ１であっても、切りくず処理に問題は生じないものの、極めて能率の低い加工になってしまう。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術の問題点を以下に記述する。スローアウェイ式ドリルを用いた場合に生ずる問題点として、切りくず処理のトラブルと中心刃の欠損がある。切りくず処理のトラブルについては、ドリル先端部の底刃における切削速度の相違によるものがある。ドリル先端部をドリル軸心方向から先端視した場合、切削速度はドリル径と比例関係にあるため、ドリルの外周で最も大きくなり、ドリル中心でゼロとなる。そのため、ドリル中心側では、切りくずは自然にカールしやすく、切りくず処理によるトラブルは少ないが、ドリル外周側では、切りくずは伸びやすく、ドリル本体に絡み付くなどのトラブルを生ずることがある。そこで、スローアウェイ式ドリルの外周側に位置する切れ刃にはブレーカが備えられており、切りくずをカールさせることにより、絡み付きを回避している。しかし、高速・高送り切削になると、切りくずがブレーカを乗り越えて伸び勝手となり、再び、ドリル本体に巻き付くなどのトラブルを招くことがある。また、ドリル中心側においても、破断した切りくずがブレーカ内で詰まり、スラスト力を増大させ中心刃の欠損を生ずることがある。
【０００５】
そこで、本発明の課題とするところは、ドリル用チップをスローアウェイ式ドリルの中心刃として用いた際には切りくず詰まりを起こすことなく、円滑に切りくずを排出することができ、外周刃として用いた際には、切りくずがドリル本体に巻き付くことのないよう短く破断することのできる中心刃と外周刃を兼用することができるとともに、中心刃の切りくず詰りおよびスラスト力による欠損を防止することができるドリル用チップを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の如き課題に鑑みなされたもので、ドリル先端部に、底刃の中心部分を構成する中心刃１Ｂと底刃の外周部分を構成する外周刃１Ａとして兼用され、スローアウェイ式ドリルの外周側及び中心側に中央取り付け穴を介してねじ２２により着脱自在に装着され、前記外周刃１Ａ及び中心刃１Ｂがスローアウェイ式ドリル用チップ上面の中央部に配されたボス面７より低位にあるように形成されたスローアウェイ式ドリル用チップ１において、前記スローアウェイ式ドリル用チップ１は、略平行四辺形の平板状のポジティブタイプのスローアウェイ式ドリル用チップ１であり、２つの対向する回転対称的な端部のうち長手方向の対向端部には、前記外周刃１Ａとなる短辺の辺稜部切れ刃１ａ及びコーナ部切れ刃１ｂが形成され、他方の対向端部には、前記中心刃１Ｂとなる長辺の辺稜部切れ刃１ｃ及びコーナ部切れ刃１ｄが形成され、その上面には、凹曲面のブレーカ５が全周に亘って形成されており、前記外周刃１Ａ及び前記中心刃１Ｂのブレーカ幅Ｗａ、Ｗｂが、Ｗａ＞Ｗｂの関係にあり、前記外周刃１Ａ及び前記中心刃１Ｂの前記ボス面７からの切れ刃下がり量Ｈａ、Ｈｂが、Ｈａ＞Ｈｂの関係にあることを特徴とする。
【０００８】
さらに、前記スローアウェイ式ドリル用チップの上面には、凹曲面のブレーカが全周に亘って形成されており、該ブレーカの内縁の一部には数珠状に連続するディンプルが形成されるか、または該ブレーカ内の凹曲面上において、辺稜部切れ刃に対して垂直方向に延在する凹溝または突条物が複数個並設されることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図を参照しながら説明する。
【００１０】
図１乃至図３は、第１の実施形態を示したものである。図１は、本発明によるドリル用チップ１がドリル本体２０に組み込まれた状態を示したものである。棒状をなすスローアウェイ式ドリルの先端には、外周刃１Ａ及び中心刃１Ｂとして兼用されるドリル用チップ１が、中央取り付け穴２１を介してねじ２２により固定されている。
【００１１】
本発明のドリル用チップ１は、図２及び図３において、略平行四辺形の平板状をなすポジタイプのドリル用チップ１であって、そのすくい面及び逃げ面の交差稜線部に直線状の辺稜部切れ刃１ａ、１ｃ及びコーナ部切れ刃１ｂ、１ｄが形成されたものである。２つの対向する回転対称的な端部のうち長手方向の対向端部には、短辺の辺稜部切れ刃１ａ及びコーナ部切れ刃１ｂが形成され、他方の対向端部には、長辺の辺稜部切れ刃１ｃ及びコーナ部切れ刃１ｄが形成されている。辺稜部切れ刃１ａ及びコーナ部切れ刃１ｂ並びに辺稜部切れ刃１ｃ及びコーナ部切れ刃１ｄは、鈍角で交差するＶ字状の切れ刃稜を形成する。隣り合うコーナ部切れ刃１ｂ及び１ｄの交差部にはコーナＲ刃２が形成される。
【００１２】
コーナ部切れ刃１ｂ、１ｄの各切れ刃長Ｃ、Ｄは異なる長さに、また、辺稜部切れ刃１ａ及びコーナ部切れ刃１ｂ、辺稜部切れ刃１ｃ及びコーナ部切れ刃１ｄの交差するＶ字の角度γ、δは異なる角度に形成されている。切れ刃長Ｃ、Ｄの大小関係はＣ＜Ｄ、Ｖ字の角度γ、δの大小関係はγ＜δで与えられる。中心刃１Ｂには、ドリル本体軸方向のスラスト力が強く作用するため、切れ刃欠損に対する配慮から、線荷重または面荷重を低減できるように、切れ刃長Ｄが長く形成されている。
【００１３】
ドリル用チップ１の上面には、切れ刃３に隣接する切れ刃ランド４及び切れ刃３から離間した位置に凹曲面形状のブレーカ５が形成されている。ブレーカ５の役割は、切りくずをカールすること、切りくずの流出を滑らかにすることなどの切りくず処理が主な役割である。しかし、本発明によるブレーカ形状は、切りくず処理についてだけでなく切れ刃強度との均衡をも考慮して、ブレーカの幾何学的形状が決定されている。
【００１４】
ブレーカ５は切れ刃３の全周に亘って形成されており、長辺側のブレーカ幅Ｗｂが短辺側のブレーカ幅Ｗａより狭幅になっている。すなわち、ブレーカ幅Ｗａ、Ｗｂは、Ｗａ＞Ｗｂの関係にある。更に、長辺側では、ブレーカの終端に続いて、ドリル用チップ中心に向かい漸次高くなる緩やかな傾斜面６が連続して形成されている。また、長辺側のブレーカ深さＤｂは短辺側のブレーカ深さＤａより浅く滑らかに彫り込まれている。長辺側及び短辺側のブレーカ形状の相違は、一方が、スラスト力が強く作用する中心刃１Ｂの切れ刃強度を維持するための配慮からであり、他方は、切りくずが伸びやすい外周刃１Ｂにおける切りくずを破断するための配慮からである。
【００１５】
外周刃１Ａでは、切りくずが伸び勝手となるため、切りくずをカールさせるための適切な形状のブレーカが必要であり、ブレーカ幅Ｗａ及びブレーカ深さＤａが十分に確保されている。さらに、切れ刃３とボス面７との高低差（以下「切れ刃下がり量」という。）を大きく設定することにより、切りくずに対する曲げの効果を更に向上させることができ、より小さな曲率半径にカールさせて短尺に分断させることができる。逆に、中心刃１Ｂでは、切削速度差が大きいため、切りくずは自然にカールし、切りくず処理で問題になることは少なく、切りくず詰まりによる切削抵抗の増大を回避することが課題となる。特に、高送りになると、この傾向は顕著になる。しかし、中心刃１Ｂは、切れ刃強度に対する配慮からとドリル用チップ形状の制約から、ブレーカ幅Ｗｂを広くすることが困難である。そこで、中心刃１Ｂの切れ刃下がり量Ｈｂを外周刃１Ａの切れ刃下がり量Ｈａより小さくすることにより、オーバーブレーキングを回避し、円滑な切りくずの排出を促進させることができる。すなわち、切れ刃下がり量Ｈａ、Ｈｂは、Ｈａ＞Ｈｂの関係で与えられる。通常、中心刃１Ｂは切れ刃欠損に対する配慮から切れ刃下がり量Ｈｂが大きく形成されているが、本発明のドリル用チップ１は、切れ刃強度と切りくず排出との均衡が維持されるように改良されたものである。
【００１６】
ドリル用チップ１のすくい面上には接触摩擦を低減するための複数の凹溝９及び複数の突条物８が設けられている。凹溝９及び突条物８は、いずれもすくい面における切りくずとの接触面積を低減し、切削抵抗の増大及び切削熱の上昇を抑制する効果がある。
【００１７】
凹溝９は、中心刃１Ａで削られた切りくずを誘導する長辺側のブレーカ５内に形成されており、切れ刃ランド４後方に始まり、切れ刃３から遠ざかる方向に延在し、ブレーカ内縁で終了する。前述した効果を高めるためには、凹溝９を切りくず流出方向に配設するのが好ましく、本実施形態においては長辺の辺稜部切れ刃１ｃにほぼ垂直に、複数個並設している。このような構成を採ることは、ブレーカ深さＤｂが浅く、切りくずがブレーカ底部に接触し易い長辺側において有効であり、切りくずの詰まりや滞留を招くことなく、切りくずの排出を効果的に促進させることができる。特に、切りくずの付着を生じ易いステンレス鋼などの加工に効果的である。尚、必ずしも凹溝９である必要はなく、切りくずとの接触面積を小さくできるものであれば、突条物８の如き凸部を形成してもよい。
【００１８】
突条物８は、外周刃１Ｂで削られた切りくずを誘導する短辺側のブレーカ５内に形成されており、切れ刃ランド４後方に始まり、切れ刃３から遠ざかる方向に延在し、ブレーカ内縁で終了する。凹溝９と同様に、突条物８も短辺の辺稜部切れ刃１ａにほぼ垂直に、複数個並設されている。短辺側では、ブレーカ深さＤａが深いため、切りくずがブレーカ底部に接触することは少ない。突条物８は、切りくずがブレーカ立ち上がり壁面に衝突し、オーバーカール気味となることを回避するためのものである。突条物８を設けることにより、切りくずは突条部８の頂点を中心とした狭い範囲の接触に制限され、切りくず処理機能を低下させることなく、切削抵抗の低い円滑な加工を行うことができる。
【００１９】
図４は本発明の第２の実施形態である。同一箇所には同符号を付してある。このドリル用チップ１は、第１の実施形態と同様にして、切れ刃下がり量Ｈａ、Ｈｂを中心刃１Ｂと外周刃１Ａとで異なるよう構成したものである。すなわち、切れ刃下がり量Ｈａ、Ｈｂは、Ｈａ＞Ｈｂの関係にある。また、長辺側のブレーカ幅Ｗｂが短辺側のブレーカ幅Ｗａがより狭幅になるよう形成されており、ブレーカ幅Ｗａ、Ｗｂは、Ｗａ＞Ｗｂの関係にある。更に、長辺側のブレーカ５が短辺側のブレーカ５より浅く彫り込まれており、ブレーカ深さＤａ、Ｄｂは、Ｄａ＞Ｄｂの関係にある。尚、第１の実施形態で示される凹溝９及び突条物８並びに長辺側のブレーカ５に続いて漸次高くなる緩やかな傾斜面６は形成されていない。それに代わって、ブレーカ５内縁の一部には数珠状に連続するディンプル１０が形成されている。このディンプル１０によっても、切りくずとの接触面積を小さくすることができ、切りくず排出性が改善される。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、特に、高速・高送りの条件下における切りくず処理トラブルを回避することができる。ドリル用チップの一方の切れ刃をスローアウェイ式ドリルの中心刃として使用した際には、円滑に切りくずを排出でき、切りくず詰まりを回避することができるとともに、該ドリル用チップ形状の制約からブレーカ幅を広くすることが困難な中心刃１Ａの切れ刃強度を維持でき、切れ刃欠損を防止することができ、他方の切れ刃を外周刃として使用した際には、切りくずをカールすることができ、切りくずがドリル本体に巻き付くことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）  スローアウェイ式ドリル先端部の正面図
（ｂ）  図１（ａ）の背面図
【図２】本発明の第１の実施形態を示すドリル用チップの斜視図
【図３】（ａ）  図２に示すドリル用チップの平面図
（ｂ）  図３（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面拡大図
（ｃ）  図３（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面拡大図
【図４】（ａ）  本発明の第２の実施形態を示すドリル用チップの平面図
（ｂ）  図４（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面拡大図
（ｃ）  図４（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面拡大図
【図５】（ａ）  従来技術を示すドリル用チップの平面図
（ｂ）  図５（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面拡大図
（ｃ）  図５（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面拡大図
【符号の説明】
１    ドリル用チップ
８    突条物
９    凹溝
１０    ディンプル
１Ａ    外周刃
１Ｂ  中心刃
Ｗａ，Ｗｂ  ブレーカ幅
Ｈａ，Ｈｂ  切れ刃下がり量
Ｄａ，Ｄｂ  ブレーカ深さ
【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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