JP4654031B2 - 工作機械用ソリッドドリル - Google Patents

Description

本発明は、ドリル本体と、切屑搬送溝の領域に設けられるドリル本体のプレート取付け部に互いに半径方向に間隔をもって配置される少なくとも２つのカッティングプレートであって、端面側の主刃が軸線方向においてドリル本体から突出し、作用領域が互いに半径方向にオーバーラップしている前記少なくとも２つのカッティングプレートとを備え、半径方向において外側のカッティングプレートはその外側のプレート隅角部および該プレート隅角部に接続している副刃がドリル本体から突出し、副刃がプレート隅角部を起点としたその長手方向延在に関し所定の取付け角でドリル本体の方向に傾斜している、工作機械用穿孔工具に関するものである。

実質的に正方形の２つの置換型カッティングプレートを備えたこの種の穿孔工具は特許文献１から知られている。正方形の両カッティングプレートは互いに半径方向に間隔をもって配置されている。両カッティングプレートはその端面側の主刃が正のすくい角でドリル本体から軸線方向へ突出している。軸線方向において内側のプレートはプレカットプレートであり、その間隔はプレート隅角部領域における曲率半径にほぼ相当している。最も外側のカッティングプレートの副刃の傾斜は該副刃がガイドエッジを形成するように３．２゜以下に選定されており、すなわち穿孔工程の際に、半径方向外側へ指向するドリフト力の作用でガイドエッジがその長さの少なくとも一部にわたって、前もって生じた穴の壁に対し摺接するようになっている。この種のソリッドドリルを使用して延性材料から成る工作物を穿孔すると、径領域において穴から直立性のまくれが形成されることが明らかになった。多くの場合このまくれは追加的に除去せねばならない。この種のソリッドドリルを用いてスポットドリリングする場合もまくれが発生する。種々の実験から明らかになったところによると、プレート隅角部を丸くしたカッティングプレートを使用してもまくれの形成は避けられない。

国際公開第０１／８５３７５号パンフレット

本発明の課題は、公知のソリッドドリルとそのカッティングプレートとを、延性材料から成る工作物でもまくれのない穿孔が可能であるように改善することである。

この課題を解決するため、請求項１と９に記載の構成要件の組み合わせが提案される。本発明の有利な他の構成は従属項から明らかである。

本発明による解決手段の技術思想は、穴の直径領域に形成されるまくれをピーリング工程（まくれ除去工程）またはラビング工程の種類に応じて細断できるように主刃を構成するというものである。これを達成するため、本発明によれば、外側のカッティングプレートの端面側の主刃が、その長手方向延在に関し、半径方向において内側にある作業部と、該作業部に接続して外側のプレート隅角部まで達しているピーリング部（まくれ除去部）とに分割され、作業部とピーリング部とが互いに９５゜ないし１２０゜の角度を成していることが提案される。穿孔工程の間作業部が先行し、ピーリング部は直径領域において急傾斜のピーリング角度でその後を追う（後行する）。これにより工作物は直径領域の付近で取付け角の勾配に応じて細度の異なる細かいエッジチップに細断され、その結果まくれの形成が阻止される。

本発明の有利な構成によれば、主刃の作業部はドリル本体の端面であってドリル軸線に対し垂直な仮想の前記端面に対し２゜ないし１０゜の正の取付け角を成すようにピーリング部に対し設置され、他方主刃のピーリング部はドリル本体の端面に対し７７゜ないし８７゜の正の取付け角を成すように外側のプレート隅角部に対し設置されている。主刃の作業部とピーリング部との移行部位は凸状に丸くなっていてよい。これに対して外側のプレート隅角部は比較的鋭いエッジで構成されている必要がある。主刃のピーリング部と隣接している副刃とは外側のプレート隅角部の領域において互いに１６０゜ないし１７５゜の角度を成している。この場合、副刃は前記特許文献１に記載のように３．２゜以下の取付け角でドリル本体の方向へ傾斜しているのが合目的である。

本発明の他の有利な構成によれば、端面側の主刃の有利には直線状の作業部に対し半径方向内側に接続するように、内側のプレート隅角部まで達する中央部が設けられ、該中央部は作業部と１６０゜ないし１７５゜の矢状の角度を成し、且つドリル本体の端面に対し３゜ないし１８゜の負の取付け角で設置されている。外側のカッティングプレートの端面側の主刃の中央部の作用領域は内側のカッティングプレートの端面側の主刃によりオーバーラップされているのが合目的である。これは、カッティングプレートが４つの同種の主刃を備えた置換型カッティングプレートとして有利に構成され、置換工程の際に第１の主刃の中央部が隣接している主刃のピーリング部の機能を果たすので重要である。したがって、外側のカッティングプレートの中央部は穿孔時に摩擦を受けないことが重要である。

次に、本発明の実施形態を添付の図面を用いて詳細に説明する。
図面に図示した工具は工作機械用ソリッドドリルとして構成されている。ソリッドドリルは実質的に筒状のドリル本体１０を有し、ドリル本体１０は２つの切屑搬送溝１２，１４を備えている。切屑搬送溝の端面側端部には、実質的に正方形の置換型カッティングプレート２０，２２を収容するためのプレート取付け部１６，１８がそれぞれ設けられている。置換型カッティングプレート２０，２２はそれぞれドリル本体１０のねじ穴２４に係合する皿頭ねじ２６を用いてドリル本体１０に固定されている。

図２ａないし図２ｃからわかるように、内側の置換型カッティングプレート２０はその端面側の主刃３０の内側のプレート隅角部２８がドリル軸線３２とオーバーラップしているのに対し、外側の置換型カッティングプレート２２は外側のプレート隅角部３６の領域にある主刃３４と外側の副刃３８とがドリル本体１０の周囲から突出している。さらに置換型カッティングプレートはその主刃および副刃がドリル本体１０に対し次のように傾斜して配置されており、すなわちドリル軸線に対し垂直な面に対し主刃が正の取付け角α_ｉ＝４゜またはα_ａ＝２゜を成すように傾斜して配置されている。なお添え字ｉは内側のプレートを表わし、添え字ａは外側のプレートを表わしている。副刃３８は隣接している主刃３４に対し垂直に方向づけられているので、図示した実施形態の場合、副刃３８はプレート隅角部３６を起点としたその長手方向延在に関し角度α_ａに相当する取付け角でドリル本体の方向に傾斜している。さらに図２ａからわかるように、外側の置換型カッティングプレート２２はドリル軸線３２を中心とした回転方向（矢印４０）において内側の置換型カッティングプレート２０の主刃３０と角度を成しており、この角度は１８０゜よりも角度βだけ小さい。図示した実施形態の場合、角度βはほぼ５゜である。最後に図２ｂからわかるように、内側の置換型カッティングプレート２０の主刃３０は外側の置換型カッティングプレート２２の主刃３４に対しプレカット間隔ｄを有している。図示した実施形態の場合、このプレカット間隔ｄは０．２３ｍｍである。角度α_ｉ、α_ａ、βとプレカット間隔ｄとは次のように選定されており、すなわち半径方向の所定のドリフト力によりドリルがその外側の副刃３８の領域において、生じた穴の壁４２に対し摺接するように選定されている。

図２ｂと関連して特に図３からわかるように、置換型カッティングプレート２２の主刃３４は、その長手方向の延在に関し、直線状の作業部５０と、第１のプレート隅角部３６まで達するように作業部５０に接続している直線状のピーリング部５２とに分割されている。作業部５０とピーリング部５２とはその丸い移行部位５４の領域において、図示の実施形態の場合互いに１０５゜の角度を成している。主刃３４のピーリング部５２と隣接している副刃３８とは互いに１６５゜の角度を成している。各主刃３４の直線状の作業部５０には、第２のプレート隅角部５６まで達している中央部５８が接続している。中央部５８は作業部５０と１６５゜の矢状の角度６０を成している。第１の（最初の）主刃３４の中央部５８は、次の主刃３４に置換した場合、ピーリング部５２の機能を持つ。

外側のカッティングプレート２２の場合、主刃３４を作業部５０とピーリング部５２とに分割することにより、本発明において重要な機能が備わる。すなわち、従来のようにピーリング部５２なしで副刃３８のほうへ丸くなっているプレート隅角部を備えた主刃３４を使用すると、特に可延性の工作物を中ぐりする場合に望ましくないまくれが形成される。このまくれは付加的な作業工程でたとえばやすりで切除しなければならない。本発明にしたがって、作業部５０に対し外側のほうへ接続するように急傾斜の直線状のピーリング部５２を設けることにより、工作物は径領域においてピーリングされ、細かい切屑を形成しながら切除される。したがってまくれの形成が阻止される。外側のカッティングプレート２２の、矢状の角度で凹んでいる中央部５８には、穿孔工程時に先行する内側のカッティングプレート２０の主刃３０がオーバーラップし、よって中央部５８は無効になる。これは、カッティングプレート２２を次の主刃３４に置換したときにピーリング部５２になる中央部５８が穿孔工程時に磨耗にさらされないようにするために必要である。

基本的には、同じカッティングプレートを内側プレートとしても使用してよい。この場合には作業部５０とピーリング部５８との間の矢状の角度の領域で切屑が分割され、穿孔工程にとって有利である。

以上を総括すると以下のようになる。本発明は工作機械用ソリッドドリルに関する。本発明によるソリッドドリルはドリル本体１０と、切屑搬送溝１２，１４の領域に設けられるドリル本体１０のプレート取付け部１６，１８に互いに半径方向に間隔をもって配置される少なくとも２つのカッティングプレート２０，２２とを備えている。カッティングプレート２０，２２は端面側の主刃３０，３４が軸線方向においてドリル本体１０から突出し、作用領域が互いに半径方向にオーバーラップしている。半径方向において外側のカッティングプレート２２はその外側のプレート隅角部３６および該プレート隅角部に接続していて主刃３４に対し垂直な副刃３８がドリル本体１０の周囲から半径方向へから突出している。まくれのない穿孔を可能にするため、外側のカッティングプレート２２の端面側の主刃３４は、その長手方向延在に関し、半径方向において内側にある作業部５０と、該作業部５０に接続して外側のプレート隅角部３６まで達しているピーリング部５２とに分割され、作業部５０とピーリング部５２とは互いに９５゜ないし１１０゜の角度を成している。したがって組み立て状態では、ピーリング部５２はドリル本体の端面に対し７２゜ないし８７゜の正の取付け角を成すように外側のプレート隅角部３６に対し設置されている。

ほぼ正方形の置換型カッティングプレートを備えた工作機械用ソリッドドリルの概略図である。 図１のソリッドドリルの平面図および２つの部分側面図である。 置換型カッティングプレートの拡大平面図である。 図３の線Ａ−ＡおよびＢ−Ｂによる２つの断面図である。

Claims (13)

1. ドリル本体（１０）と、切屑搬送溝（１２，１４）の領域に設けられるドリル本体（１０）のプレート取付け部（１６，１８）に互いに半径方向に間隔をもって配置される少なくとも２つのカッティングプレート（２０，２２）であって、端面側の主刃（３０，３４）が軸線方向においてドリル本体（１０）から突出し、作用領域が互いに半径方向にオーバーラップしている前記少なくとも２つのカッティングプレート（２０，２２）とを備え、半径方向において外側のカッティングプレート（２２）はその外側のプレート隅角部（３６）および該プレート隅角部に接続している副刃（３８）がドリル本体（１０）から突出し、副刃（３８）がプレート隅角部（３６）を起点としたその長手方向延在に関し所定の取付け角（α_ａ）でドリル本体の方向に傾斜している、工作機械用穿孔工具において、
   外側のカッティングプレート（２２）の端面側の主刃（３４）が、その長手方向延在に関し、半径方向において内側にある作業部（５０）と、該作業部（５０）に接続して外側のプレート隅角部（３６）まで達しているピーリング部（５２）とに分割され、作業部（５０）とピーリング部（５２）とが互いに９５゜ないし１１０゜の角度を成していることを特徴とする工作機械用穿孔工具。
2. 主刃（３４）の作業部（５０）がドリル本体の端面に対し２゜ないし１０゜の正の取付け角を成すようにピーリング部（５２）に対し設置されていることを特徴とする、請求項１に記載の工作機械用穿孔工具。
3. 主刃（３４）のピーリング部（５２）がドリル本体（１０）の端面に対し７２゜ないし８７゜の正の取付け角を成すように外側のプレート隅角部に対し設置されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の工作機械用穿孔工具。
4. 主刃（３４）の作業部（５０）とピーリング部（５２）との移行部位（５４）が凸状に丸くなっていることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか一つに記載の工作機械用穿孔工具。
5. 主刃（３４）のピーリング部（５２）と隣接している副刃（３８）とが外側のプレート隅角部（３６）の領域において互いに１６０゜ないし１７５゜の角度を成していることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか一つに記載の工作機械用穿孔工具。
6. 端面側の主刃（３４）の直線状の作業部（５０）に対し半径方向内側に接続するように、内側のプレート隅角部（５６）まで達する中央部（５８）が設けられ、該中央部（５８）が作業部（５０）と１６０゜ないし１７５゜の矢状の角度を成し、且つドリル本体（１０）の端面に対し３゜ないし１８゜の負の取付け角で設置されていることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか一つに記載の工作機械用穿孔工具。
7. 外側のカッティングプレート（２２）の端面側の主刃（３４）の中央部（５８）の作用領域が内側のカッティングプレート（２０）の端面側の主刃（３０）によりオーバーラップされて非作用部として設置されていることを特徴とする、請求項６に記載のソリッドドリル。
8. カッティングプレート（２０，２２）が同じ長さの４つの主刃（３０，３４）を備えた置換型カッティングプレートとして構成されていることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか一つに記載のソリッドドリル。
9. 第１のプレート隅角部（３６）と第２のプレート隅角部（５６）との間に延在している少なくとも１つの主刃（３０，３４）と、第１のプレート隅角部（３６）に接続している副刃（３８）とを備えた、工作機械に取り付け可能な穿孔工具のためのカッティングプレートにおいて、
   主刃（３０，３４）が、その長手方向延在に関し、直線状の作業部（５０）と、該作業部（５０）に接続して第１のプレート隅角部（３６）まで達している直線状のピーリング部（５２）とに分割され、作業部（５０）とピーリング部（５２）とが互いに９５゜ないし１１０゜の角度を成していることを特徴とするカッティングプレート。
10. 主刃（３０，３４）の作業部（５０）とピーリング部（５２）との移行部位が凸状に丸くなっていることを特徴とする、請求項９に記載のカッティングプレート。
11. 主刃（３０，３４）のピーリング部（５２）と隣接している副刃（３８）とが第１のプレート隅角部（３６）の領域において互いに１６０゜ないし１７５゜の角度を成していることを特徴とする、請求項９または１０に記載のカッティングプレート。
12. 主刃（３０，３４）の直線状の作業部（５０）に接続して、第２のプレート隅角部（５６）まで達する中央部（５８）が設けられ、該中央部（５８）が作業部（５０）と１６０゜ないし１７５゜の角度を成していることを特徴とする、請求項９から１１までのいずれか一つに記載のカッティングプレート。
13. カッティングプレートが４つのプレート隅角部（３６）と互いに９０゜ずれた４つの同種の主刃（３０，３４）とを備えた置換型カッティングプレート（２０，２２）として構成され、それぞれ第１のプレート隅角部（３６）に接続している主刃（３０，３４）が当該プレート隅角部（３６）を介して隣接している主刃（３０，３４）に関し副刃（３８）の機能をも成すことを特徴とする、請求項９から１２までのいずれか一つに記載のカッティングプレート。

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