JP5383149B2 - ドリルおよび切削方法 - Google Patents

Description

本発明は、ドリルおよびドリルに使用される切削インサートに関する。

従来から金属等の被削材に穴加工を行う穴あけ工具として、スローアウェイ式ドリルがある。このドリルは、略円柱状をなすドリルホルダの先端部に、穴底面外周側を切削する切刃（外刃）を備えた第１インサートと、穴底面内周側を切削する切刃（内刃）を備えた第２インサートとが、着脱自在に装着されている。第２インサートはドリルホルダの軸線側に、第１インサートはドリルホルダの外周側に配置される。このとき、第２インサートの切刃の回転軌跡と第１インサートの切刃の回転軌跡とは、互いに交差する。

特許文献１には、内刃と外刃を有するとともに、各々の切刃に沿って形成されたブレーカ溝を有するドリル用インサートが開示されている。該ドリル用インサートにおいて、内刃に沿うブレーカ溝の立上壁は、内刃の一方から他方に向かって漸次高くまたは低くなり、外刃に沿うブレーカ溝の立上壁は、外刃の一方から他方に向かって漸次高くまたは低くなるよう形成されている。

このような構成のインサートでは、延性に富む被削材などの切削加工において、生成された切りくずがカールされずにブレーカ溝を乗り越えてしまい、ドリルホルダに絡み付くといった問題があった。
特開２００３−６２７１２号公報

本発明の課題は、優れた切りくず排出性を有するドリルおよびドリルに用いる切削インサートを提供することである。

本発明に係るドリルの一実施形態は、先端部の外周側に形成された第１インサートポケットと、前記先端部の中心軸側に形成された第２インサートポケットと、を有するドリルホルダと、前記第１インサートポケットに装着された、穴底面外周側の切削を行う第１切削インサートと、前記第２インサートポケットに装着された、穴底面内周側の切削を行う第２切削インサートと、を備え、第１切削インサートが、コーナー部および該コーナー部に隣接する第１辺を有する上面と、前記第１辺に沿って前記コーナー部から延びて形成される第１切刃と、前記上面のうち前記第１切刃に沿う第１すくい面と、を備え、前記第１切刃は、上面視において中央が外方に突出するよう屈曲して設けられ、前記コーナー部に近接した一端と、前記コーナー部から離間した他端と、を有しており、少なくとも一部が、前記ドリルホルダの先端面に沿って前記ドリルホルダの外周面および前記先端面から突出しているとともに、前記コーナー部が前記ドリルホルダの外周端部に位置するように前記第１切刃の一端が前記第１切刃のうち最も前記ドリルホルダの外周面側に配置されてなり、前記第１すくい面は、前記第１切刃の屈曲点よりも前記第１切刃の一端側に位置するとともにすくい角が略一定である第１領域と、前記第１切刃の屈曲点よりも前記第１切刃の他端側に位置するとともにすくい角が前記他端に近づくにつれて大きくなる第２領域と、を有し、前記第１切刃の他端における前記第１すくい面のすくい角が、前記第１切刃の一端における前記第１すくい面のすくい角よりも大きいことを特徴とする。

さらに、本発明に係る被削材の切削方法の一実施形態は、被削材を切削する方法であって、前記被削材および上述したドリルのうち少なくともいずれか一方を回転させる工程と、前記被削材に前記第１切刃を近接させる工程と、前記第１切刃を前記被削材の表面に接触させて前記被削材を切削する工程と、前記第１切刃を前記被削材から離間させる工程と、を備えている。

本発明に係るドリルによれば、第１切刃で生成される切りくずの内周側における厚みを、外周側における切りくずの厚みよりも薄くして、切りくずが被削材の加工壁面に接触した際に、安定して切りくずを折り曲げることができる。その結果、切りくずの長さ方向において切りくずが分断されやすく、切りくずがホルダに絡み付くことを抑制して、切りくずの排出性を向上させることができる。

また、本発明に係る被削材の切削方法によれば、切りくずがホルダへ絡み付くことを抑制して優れた切りくず排出性を発揮するドリルを用いるため、仕上げ面精度の高い加工物を得ることができる。

＜ドリル＞
図１乃至図３を用いて、本発明に係る第一の実施形態によるドリル１０について、詳細に説明する。

図１は、ドリル１０の側面図であり、図２は、図１の要部拡大図であり、図３は、図１の先端視図である。

図１に示すように、ドリル１０は、ドリルホルダ１１と２つの切削インサート１とを有している。

本実施形態のドリルホルダ１１は、具体的には、略円柱状をなしている。また、ドリルホルダ１１の後端側は、工作機械または接続部材に固定される。そして、ドリルホルダ１１は、先端部の外周側に形成された第１インサートポケット１２Ａと、先端部の中心軸側に形成された第２インサートポケット１２Ｂと、を有している。

図２および図３に示すように、第１インサートポケット１２Ａ、第２インサートポケット１２Ｂは、いずれもドリルホルダ１１の軸線方向における先端側が開放されている。第１インサートポケット１２Ａは、径方向外周側も開放されている。そして、第１インサートポケット１２Ａと第２インサートポケット１２Ｂは、ドリルホルダ１１の軸線Ｌに対して、互いに径方向反対側に位置している。

そして、ドリルホルダ１１には、切りくずがドリル１０から外方へ排出されるまでの通路となるフルート１３が、２つ設けられている（１３Ａ、１３Ｂ）。該フルート１３Ａは第１インサートポケット１２Ａに、フルート１３Ｂは第２インサートポケット１２Ｂに、各々連通している。本実施形態において、フルート１３Ａ、１３Ｂは、ドリルホルダ１１に、凹状の溝として、螺旋状に形成されている。

第１インサートポケット１２Ａには、第１インサート１Ａが装着され、第２インサートポケット１２Ｂには第２インサート１Ｂが装着される。具体的には、各インサート１Ａ、１Ｂは、ねじ部材１４によって対応するインサートポケット（１２Ａ、１２Ｂ）に装着される。

第１インサート１Ａは、穴底面外周側の切削を行う切刃（外刃）を有したインサートである。そして、第２インサート１Ｂは、穴底面内周側の切削を行う切刃（内刃）を有したインサートである。

第１インサート１Ａは、外刃の少なくとも一部がドリルホルダ１１の先端部から突出するよう第１インサートポケット１２Ａに装着される。そして、第２インサート１Ｂは、内刃の少なくとも一部がドリルホルダ１１の先端部から突出するよう第２インサートポケット１２Ｂに装着される。このとき、先端側における外刃の回転軌跡と内刃の回転軌跡は、ホルダ１１の軸線Ｌを通る任意の断面において、互いに交差する。そして、外刃の回転軌跡と内刃の回転軌跡とがドリルホルダ１１の中心軸から外周面までをカバーするように、第１インサート１Ａおよび第２インサート１Ｂは各々配置される。図２には、第２インサート１Ｂをドリルホルダ１１の軸線Ｌを中心に１８０度回転させた際の第２インサート１Ｂの位置を点線で示している。

このようにして装着された第１インサート１Ａ、第２インサート１Ｂは、両者の上面が同一回転方向に向くよう配置されている。すなわち、第１インサート１Ａの上面と第２インサート１Ｂの上面とは、１８０度反対方向を向いた状態になっている。そして、ドリルホルダ１１を、該ドリルホルダ１１の軸線Ｌを中心に回転させて、第１インサート１Ａ，第２インサート１Ｂにて、被削材に穴加工を行う。

本実施形態においては、第１インサート１Ａおよび第２インサート１Ｂは、いずれも正のアキシャルレーキをもつようドリルホルダ１１に装着されている。

また、本実施形態においては、第１インサートポケット１２Ａおよび第２インサートポケット１２Ｂの各々に、同一の形状を有したインサートが、異なった配置で（取り付け方向を変えて）装着されている。すなわち、第１インサート１Ａおよび第２インサート１Ｂは、外刃と内刃とを有する同一の形状をなすインサートである。該インサートは、第１インサート１Ａとして使用される場合は、外刃がドリルホルダ１１の先端から突出するよう配置される。一方、前記インサートは、第２インサート１Ｂとして使用される場合は、内刃がドリルホルダ１１の先端から突出するよう配置される。このように本実施形態のインサートは、１種のインサートが第１インサート１Ａとしても第２インサート１Ｂとしても使用することができるため、インサートの保管や管理、あるいは、コストの点で優れている。
＜切削インサート＞
（第一の実施形態）
以下、本実施形態のドリルに装着された本発明に係る一実施形態のインサート１について、図４および図５を用いて詳細に説明する。

図４は、インサート１の（ａ）上面図、（ｂ）一の側面図（：短辺側側面図）、（ｃ）他の側面図（：長辺側側面図）であり、図５は、図４の（ａ）Ａ−Ａ断面図、（ｂ）Ｂ−Ｂ断面図、（ｃ）Ｃ−Ｃ断面図、（ｄ）Ｄ−Ｄ断面図、（ｅ）Ｅ−Ｅ断面図である。

本実施形態に係るインサート１は、図４に示すように、板状、具体的には、多角形板状をなす。インサート１は、例えば超硬合金、サーメット、セラミックス等の焼結体、または該焼結体に膜を被覆したものからなる。

インサート１は、上面２と、下面３と、側面４と、を有している。上面２は、コーナー部ｃと第１辺２１とを有している。

インサート１は、更に、第１切刃５と、第１すくい面７と、を有している。第１切刃５は、第１辺２１に沿って、コーナー部ｃから延びて形成されている。なお、この第１切刃５は、側面４との交差部の少なくとも一部に位置している。

また、第１切刃５は、インサート１を第１インサート１Ａとしてドリルホルダ１１に装着した時に、ドリルホルダ１１の外周側に位置する切刃である。すなわち、第１切刃５は、図２および図３に示すように、少なくとも一部がドリルホルダ１１の先端面および外周面から突出するように配置されている。このとき、前記コーナー部ｃは、ドリルホルダ１１の外周端部に位置している。このように配置されることによって、第１切刃５は、穴底面外周側を切削する切刃（外刃）として機能する。

そして、第１すくい面７は、上面２のうち第１切刃５に沿う領域である。なお、側面４のうち第１切刃５に沿う領域は、逃げ面として機能する。下面３は、ドリルホルダ１１に形成されたインサートポケットに当接する着座面として機能する。

図５（ａ）は、上述したとおり、図４のＡ―Ａ断面図であり、第１切刃５の外周側端部の断面図である。具体的には、第１切刃５の一端ｐ１を通るとともに、下面３に略垂直な断面図である。また、図５（ｅ）は、図４のＥ−Ｅ断面図であり、第１切刃５の内周側端部の断面図である。具体的には、第１切刃５の他端ｐ２を通るとともに、下面３に略垂直な断面図である。

ここで、本実施形態のインサート１は、以下の関係を満たすことを特徴とする。

図５（ａ）および（ｅ）に示すように、第１切刃５の一端ｐ１における第１すくい面７のすくい角をθ１とし、第１切刃５の他端ｐ２における第１すくい面７のすくい角をθ２としたとき、θ１＜θ２である。

これにより、第１切刃５で生成される切りくずの厚みを、外周側よりも内周側において薄くすることができる。このような形状をなす切りくずは、第１すくい面７でカールされ反転し、被削材の加工壁面と接触した際に、安定して折り曲げられる。

以下、この本実施形態のインサート１における切りくずの折り曲げについて、詳細に説明する。

まず、切りくずの折り曲げは、上述したように、被削材の加工壁面に切りくずが接触することで生じる。ドリルの加工形態上、切りくずのうち被削材の加工壁面と最初に接触する部分は、回転速度が速く最も被削材の加工壁面に近い位置である切りくずの外周側である。したがって、切りくずの折り曲げの起点は、切りくずの外周側となる。

また、本実施形態においては、第一切刃５で生成された切りくずは、上述したように、内周側の切りくずの厚みが、外周側の切りくずの厚みよりも薄い形状をなす。これにより、本実施形態の第一切刃５によって生成された切りくずは、切りくずの折り曲げ部において、内周側が伸びやすくなる。

そのため、第一切刃５で生成された切りくずは、安定した形状となる。これにより、切りくず排出方向が安定する。すなわち、形状が安定した切りくずは、螺旋状にねじれた形状をなすフルート１３に沿ってスムーズにドリル１０の外方に排出される。その結果、切りくずとフルート１３の内壁面との抵抗が小さくなり、切りくずがドリルホルダ１１に絡み付くことを抑制できる。

さらに、このように内周側が伸びた切りくずは、マクロな形状がより真っ直ぐで伸びた形状となる。そのため、ねじれ形状をなすフルートの内壁面との接触や、被削材の表面から出た際の遠心力等をきっかけにして、切りくずが、切りくずの長さ方向において分断されやすくなる。その結果、切りくず排出性の向上が更に図れる。

このような本実施形態の第一切刃５による切りくず排出性の向上は、延性に富む被削材、例えば、ステンレス鋼等の被削材の切削加工においても、好適に得られる。

なお、ここでいう切りくずの内周側とは、切りくずが生成された際にドリルホルダ１１の軸線Ｌ側に位置する部分のことである。

なお、ここでいうすくい角θとは、図５に示すように、上面視において第１切刃５に垂直であるとともに下面３に垂直なインサート１の断面において、下面３に対する第１すくい面７の傾斜角度をいう。第１すくい面７が曲面で構成されている場合は、第１切刃５側の端部における接線の下面３に対する傾斜角度をすくい角θとする。

さらに、本実施形態においては、第１すくい面７のすくい角θは、一端ｐ１から他端ｐ２に向かうにつれて漸次増大している。すなわち、図５に示すように、一端ｐ１を通る断面であるＡ−Ａ断面におけるすくい角をθ１、他端ｐ２を通る断面であるＥ−Ｅ断面におけるすくい角をθ２、後述する屈曲点ｐ３を通る断面であるＣ−Ｃ断面におけるすくい角をθ３とし、一端ｐ１と屈曲店ｐ３との間の任意の位置を通る断面であるＢ−Ｂ断面におけるすくい角をθ４、屈曲点ｐ３と他端ｐ２との間の任意の位置を通る断面であるＤ−Ｄ断面におけるすくい角をθ５とする。このとき、本実施形態においては、第１すくい面７の第１切刃５を通る各断面図におけるすくい角θ１〜θ５は、θ１＜θ４＜θ３＜θ５＜θ２となっている。

これにより、切刃強度を急激に低下させることを抑制した上で、上述した切りくず排出性の向上が図れる。そのため、切刃の欠損および切りくずの詰まりによるホルダの欠損が抑制でき、インサートの工具寿命を向上させることができる。

本実施形態においては、θ１〜θ５は、それぞれ、θ１＝１０度、θ４＝１２度、θ３＝１５度、θ５＝１８、θ２＝２０度である。

またさらに、本実施形態においては、第１切刃５が、上面視において、中央が外方に屈曲して設けられている。すなわち、第１切刃５は、屈曲点ｐ３を境に互いに異なる傾斜角度を有する２つの切刃部からなる。本実施形態においては、上面におけるこの２つの切刃部のなす角度は、鈍角である。このような切刃形状により、インサート１に最も大きな衝撃が負荷される際、すなわち、第１切刃が被削材に接触する際の衝撃を小さくすることができる。そのため、加工径のバラツキを抑制することができるとともに、インサート１の工具寿命を向上させることができる。

このような切刃形状においては、第１切刃５の屈曲点ｐ３よりも第１切刃５の他端ｐ２側における第１すくい面７のすくい角θの増加率は、第１切刃５の屈曲点ｐ３よりも第１切刃５の一端ｐ１側における第１すくい面７のすくい角θの増加率よりも大きいことが望ましい。このような構成により、切りくずの折り曲げの起点である外周側から離れた内周側の切りくず厚みがより薄くなる。そのため、屈曲形状をなすことで切りくずのせん断層が屈曲するため、直線状切刃よりも折り曲げられにくい切りくずであっても、切りくずの折り曲げが内周側まで安定して行われる。そのため、切りくずの形状が安定するとともに、切りくずの体積を低減することができる。その結果、第１切刃が被削材に接触する際の衝撃を小さくして加工径のバラツキを抑制した上で、切りくずの排出性が向上する。

また、本実施形態のインサート１は、上述したように、外刃として機能する第１切刃５に加えて、内刃として機能する第２切刃８も有している。図４および図５に示すように、第２切刃８は、上面２の第２辺２２に沿って設けられている。

この第二切刃８は、インサート１を第２インサート１Ｂとしてドリルホルダ１１に装着した時に、ドリルホルダ１１の軸線側に位置する切刃である。すなわち、第２切刃８は、図２および図３に示すように、少なくとも一部がドリルホルダ１１の先端面から突出するとともに、第１切刃５よりもドリルホルダ１１の軸線に近接するように配置されている。このように配置されることによって、第二切刃８は、穴底面内周側を切削する切刃（内刃）として機能する。

なお、本実施形態においては、ドリルホルダ１１に装着する際にねじ部材１４が挿通される貫通穴６が上面２から下面３に貫通して設けられている。そして、インサート１は、該貫通穴６の中心軸に対して、１８０度回転対称な形状をなす。したがって、本実施形態のインサート１は、第１切刃５と第２切刃８が各々２つずつ形成されている。

以上、このように本実施形態のインサート１は、優れた切りくず排出性を発揮することができる。したがって、ドリルホルダ１１に、第１インサート１Ａとして、第１インサートポケット１２Ａにインサート１を１つ装着するとともに、第２インサート１Ｂとして、第２インサートポケット１２Ｂに１つインサート１を装着してなるドリル１は、フルート１３Ａ、１３Ｂに切りくずが詰まることを抑制することができる。そのため、切りくずが被削材を傷つけたり、ドリルホルダ１１を傷つけたりすることを抑制できる。その結果、加工精度および工具寿命の向上が図れる。

（第二の実施形態）
以下、本発明に係る第二の実施形態によるインサート１’について、図６および図７を用いて、詳細に説明する。図６は、インサート１’の（ａ）上面図、（ｂ）一の側面図（：短辺側側面図）、（ｃ）他の側面図（：長辺側側面図）であり、図７は、図６の（ａ）Ａ−Ａ断面図、（ｂ）Ｂ−Ｂ断面図、（ｃ）Ｃ−Ｃ断面図、（ｄ）Ｄ−Ｄ断面図、（ｅ）Ｅ−Ｅ断面図である。なお、第一の実施形態のインサート１と同様の構成については、同一の符号を付し、説明を省略する。

本実施形態のインサート１’は、インサート１と同様、第１インサート１Ａとしても、また、第２インサート１Ｂとしても使用できるように、外刃となる第一切刃５と、内刃となる第２切刃８との両方を有している。

本実施形態においては、第１の実施形態におけるインサート１と異なり、第１すくい面７の構成が異なる。具体的には、本実施形態においては、第１すくい面７’は、第１領域７１と、第２領域７２と、を有している。第１領域７１は、一端ｐ１側に位置するとともにすくい角θが一定である。第２領域７２は、第１領域７１よりも他端ｐ２側に位置するとともに、すくい角θが他端ｐ２に近づくにつれて大きくなっている。

具体的には、図６に示すように、各断面におけるすくい角θ１〜θ５は、本実施形態においては、θ１＝θ４＝θ３＜θ５＜θ２となっている。ここでいうθ１〜θ５は、各々、上述した第１の実施形態と同様の断面におけるすくい角である。このような構成により、折り曲げられ易い切りくずの外周側を生成する切刃部分の強度を維持するとともに、折り曲げられにくい切りくずの内周側の厚みを小さくすることが出来る。

特に、第１実施形態において述べたように、本実施形態においても、上面視において屈曲した切刃形状をなす。このような切刃形状をなす場合は、屈曲した切りくずのせん断層のうち、外周側の線に沿っておりたたまれる。このような切りくずの折り曲げ機構を有する形態においては、上述したすくい角θ１〜５の関係を満たすことで、切りくずの折り曲げ線がせん断層に沿うため折り曲げられ易い外周側において、切刃強度を向上させることができる。同時に、切りくずの折り曲げ線がせん断層に沿わない内周側においては、すくい角を大きくして、生成される切りくずの厚みを小さくすることができる。その結果、切刃強度の向上と切りくず排出性の向上を兼ね備えることができる。

本実施形態においては、θ１〜θ５は、それぞれ、θ１＝θ４＝θ３＝１２度、θ５＝１８度、θ２＝２０度である。

なお、本実施形態においても、第１切刃５は、第１の実施形態と同様、上面視において、中央が外方に突出するよう屈曲した形状をなす。このような屈曲点ｐ３を有するインサート１’においては、第１領域７１は、屈曲点ｐ３よりも一端ｐ１側に位置し、第２領域７２は、屈曲点ｐ３よりも他端ｐ２側に位置している。本実施形態においては、第１領域７１は、一端ｐ１から屈曲点ｐ３までの領域であり、第２領域７２は、屈曲点ｐ３から他端ｐ２までの領域である。

このような構成により、屈曲した切刃形状をなす第１切刃５であっても、切りくずの折り曲げを外周側から内周側に渡って安定して行うことができる。そのため、切りくずの排出性の向上が図れる。

（第三の実施形態）
以下、本発明に係る第三の実施形態によるインサート１”について、図８および図９を用いて、詳細に説明する。図８は、インサート１”の（ａ）上面図、（ｂ）一の側面図（：短辺側側面図）、（ｃ）他の側面図（：長辺側側面図）であり、図９は、図８の（ａ）Ａ−Ａ断面図、（ｂ）Ｂ−Ｂ断面図、（ｃ）Ｃ−Ｃ断面図、（ｄ）Ｄ−Ｄ断面図、（ｅ）Ｅ−Ｅ断面図である。なお、第一の実施形態のインサート１と同様の構成については、同一の符号を付し、説明を省略する。

本実施形態のインサート１”は、インサート１と同様、第１インサート１Ａとしても、また、第２インサート１Ｂとしても使用できるように、外刃となる第１切刃５と、内刃となる第２切刃８との両方を有している。

本実施形態のインサート１”においては、第１切刃５に沿って、第１切刃５から上面２の内方に向かって延びる第１ランド９が設けられている。そして、図８および図９に示すように、第１切刃５の他端ｐ２における第１ランド９の下面３に対する傾斜角度φ２は、第１切刃５の一端ｐ１における第１ランド９のランド角φ１よりも大きい。

このような構成によっても、内周側の切りくずの厚みを外周側の切りくずの厚みよりも薄くすることができる。したがって、折り曲げられにくい切りくずの内周側も安定して折り曲げることができる。その結果、排出される切りくずの形状が安定するとともに、切りくずの体積を小さくすることができ、切りくずの排出性が図れる。

ここで、便宜上、以下では、第１ランド９の下面３に対する傾斜角度を、ランド角φとする。

なお、ここでいうランド角φも、上述したすくい角θと同様に、図９に示すように、上面視において第１切刃５に垂直であるとともに下面３に垂直なインサート１”の断面における、下面３に対する第１ランド９の傾斜角度をいう。第１ランド９が曲面で構成されている場合は、第１切刃５側の端部における接線の下面３に対する傾斜角度をランド角φとする。

また、ランド角φについても、一端ｐ１から他端ｐ２に向かうにつれて漸次増大する構成が望ましい。具体的には、図９に示すように、本実施形態のように、各断面におけるランド角φ１〜φ５は、φ１＜φ４＜φ３＜φ５＜φ２となっていることが望ましい。このような構成により、生成される切りくずの内周側の厚みを、外周側の厚みよりも小さくすることができる。そのため、切りくずを安定して折り曲げることができ、切りくず排出性の向上が図れる。なお。ランド角φ１〜５を上記関係とすることで、被削材との接触時に発生する切削熱を抑制することができる。そのため、被削材が加工硬化を引き起こす材種の場合には、切りくずの内周側における加工硬化を低減させることができる。その結果、切りくずの内周側をより折れ曲げられやすくすることができる。

さらに、本実施形態においては、図９（ａ）に示すように、一端ｐ１におけるランド角φ１は、０度である。このような構成により、切削加工時に大きな衝撃を受け易い第１切は５の一端ｐ１（外周側端部）の切刃強度を向上させることができる。そのため、第１切刃５の欠損を抑制した上で、上述した切りくず排出性の向上が図れる。

本実施形態においては、φ２〜φ５は、それぞれ、φ４＝３度、φ３＝５度、φ５＝８度、φ２＝１０度である。

なお、上述したすくい角θの場合と同様、一端ｐ１から他端ｐ２の間に、ランド角が一定となる領域があっても構わない。

（第四の実施形態）
以下、本発明に係る第四の実施形態によるインサート１”’について、図１０および図１１を用いて、詳細に説明する。図１０は、インサート１”’の（ａ）上面図、（ｂ）一の側面図（：短辺側側面図）、（ｃ）他の側面図（：長辺側側面図）であり、図１１は、図１０の（ａ）Ａ−Ａ断面図、（ｂ）Ｂ−Ｂ断面図、（ｃ）Ｃ−Ｃ断面図、（ｄ）Ｄ−Ｄ断面図、（ｅ）Ｅ−Ｅ断面図である。なお、第一の実施形態のインサート１と同様の構成については、同一の符号を付し、説明を省略する。

本実施形態のインサート１” ’は、インサート１と同様、第１インサート１Ａとしても、また、第２インサート１Ｂとしても使用できるように、外刃となる第１切刃５と、内刃となる第２切刃８との両方を有している。

本実施形態のインサート１” ’においては、第１切刃５に沿って、第１切刃５から上面２の内方に向かって延びる第１ランド９が設けられている。

そして、図１０および図１１に示すように、第１切刃５の他端ｐ２における第１ランド９の幅Ｗ１は、第１切刃５の一端ｐ１における第１ランド９の幅Ｗ２よりも小さい。このような構成によっても、内周側の切りくずの厚みを外周側の切りくずの厚みよりも薄くすることができる。したがって、折り曲げられにくい切りくずの内周側も安定して折り曲げることができる。その結果、排出される切りくずの形状が安定するとともに、切りくずの体積を小さくすることができ、切りくずの排出性が図れる。

なお、ここでいう第１ランド９の幅Ｗ１は、図１１に示すように、上面視において、第１切刃５に垂直な方向における第１ランド９の寸法である。

また、本実施形態においては、一端ｐ１から屈曲点ｐ３において、ランドの幅Ｗは一定であり、屈曲点ｐ３から他端ｐ２において、屈曲点ｐ３から他端ｐ２に向かうにつれて、ランドの幅Ｗは、一端ｐ１から他端ｐ２に向かうにつれて漸次減少している。すなわち、具体的には、図１１に示すように、各断面におけるランド幅Ｗ１〜Ｗ５は、Ｗ１＝Ｗ４＝Ｗ３＞Ｗ５＞Ｗ２となっている。このような構成により、屈曲点ｐ３から他端ｐ２までの折り曲げられにくい部分に相当する切りくずの内周側の厚みを、外周側の厚みよりも小さくすることができる。そのため、切刃強度を維持した上で、切りくずを安定して折り曲げることができ、切りくず排出性の向上が図れる。なお、ランド角φと同様、ランド幅が上記関係を満たすことで、被削材が加工硬化を引き起こす材種の場合には、切りくずの内周側における加工硬化を低減させることができる。その結果、切りくずの内周側をより折れ曲げられやすくすることができる。

本実施形態においては、Ｗ１〜Ｗ５は、それぞれ、Ｗ１＝Ｗ４＝Ｗ３＝０．１ｍｍ、Ｗ５＝０．０７ｍｍ、Ｗ２＝０．０６ｍｍである。

なお、上述したすくい角θ、ランド角φの場合と同様、一端ｐ１から他端ｐ２の間に、ランドの幅Ｗが一定となる領域がない形態、すなわち、一端ｐ１から他端ｐ２に向かってランドの幅Ｗが漸次減少する形態であっても構わない。

以上、本発明に係る実施形態として、すくい角θおよびランド角φおよびランドの幅Ｗのいずれかが特徴的な構成をなす形態を例示した。本発明に係る実施形態としては、これに限らず、すくい角θおよびランド角φのいずれも上記構成をなす形態といった、上記複数の実施形態の構成を組み合わせたものであってもよい。

なお、上述したように、本実施形態のように、内刃用インサートと外刃用インサートとをドリルホルダに装着してなる形態のドリルにおいては、上述したように外刃として機能する第１切刃と内刃として機能する第２切刃との回転軌跡が交差する。したがって、第１切刃の他端における第１すくい面のすくい角が、第１切刃の一端における第１すくい面のすくい角よりも大きいとは、外刃として機能する切刃部分の内周側端部において、外周側端部においてよりもすくい角が大きければよい。すなわち、第１切刃の他端とは、実質的に外刃として機能する切刃の外周端部であって、上面の一つの角部に位置していなくても良い。

また、各角度や幅の変化の仕方は、上述した形態に限らず、内周側の切りくずの厚みを外周側の切りくずの厚みよりも薄くする構成であれば良い。

さらに、上述した実施形態においては、第１切刃５は、いずれも、上面視において、屈曲した形状をなす形態を例示したが、これに限らず、上面視において、直線状をなす形態であっても構わない。

またさらに、上述した実施形態においては、第１切刃５に沿って、ブレーカ溝１５が形成されている形態を例示したが、これに限らず、第１すくい面７と同一の面が上面２の中央まで延びる形態であってもよい。

なお、ブレーカ溝が形成される際には、上面視において、第１切刃５に対して凹状をなすとともに、略円弧形状をなすことが望ましい。特に、ブレーカ溝１５の略円弧形状をなす部分は、切りくずの厚みが小さくなるよう構成されている第１切刃５の内周側に対応する位置に設けられることが望ましい。
ブレーカ溝１５がこのような形状をなすことで、切りくずの内周側の断面形状が曲線状となるよう、切りくずをカールさせることができる。これによって、生成された切りくずの断面形状を凹状にすることができる。このような断面形状が凹状の切りくずは、前述した切りくずの折り曲げ時に、内周側が破れやすくなる。内周側が破れた切りくずは、その形状をフルートの形状に沿ったものとすることがより容易となる。そのため、切りくずは、螺旋状にねじれた形状をなすフルート１３に沿って、より一層、スムーズにドリル１０の外方に排出される。その結果、切りくずとフルート１３の内壁面との抵抗が小さくなり、切りくずがドリルホルダ１１に絡み付くことを抑制する効果が高まる。

またさらに、上述した実施形態として、インサートをドリルホルダに装着してなるスローアウェイ式のドリルを例示したが、これに限らず、上述したようなすくい角、ランド角、ランド幅の構成を有したソリッドドリルであっても良い。
＜被削材の切削方法＞
最後に、本発明に係る被削材の切削方法の一実施形態について、前記したドリル１０を用いた場合を例に挙げ、図１２（ａ）〜（ｃ）を参照して詳細に説明する。

本実施形態に係る被削材の切削方法は、以下の（ｉ）〜（ｉｖ）の工程を有している。

（ｉ）図１２（ａ）に示すように、ドリル１０を、ホルダ３１の軸線Ｌを中心に矢印Ｈ方向に示す方向に回転させる工程
（ｉｉ）図１２（ａ）に示すように、ドリル１０を矢印Ｆ方向に示す方向に動かし、被削材６０に、ドリル１０の第１インサート１Ａの第１切刃５および第２インサート１Ｂの第２切刃８を各々近接させる工程
（ｉｉｉ）図１２（ｂ）に示すように、ドリル１０を、更に矢印Ｆ方向に示す方向に動かし、ドリル１０の第１切刃５および第２切刃８の少なくとも一部を被削材６０の表面に接触させて被削材６０を切削する工程（穴加工）
（ｉｖ）図１２（ｃ）に示すように、ドリル１０を、矢印Ｇ方向に示す方向に動かし、第１切刃５および第２切刃８を被削材６０から離間させる工程
ここで、ドリル１０には上述したインサート１が装着されている。したがって、本実施形態の切削方法は、切削加工中に、切りくずがドリルホルダ１１に絡み付くことを抑制できる。そのため、絡みついた切りくずが、切りくずの排出通路となるフルートを塞いでしまい、切りくずの排出を妨げることを抑制できる。これにより、切りくずが詰まってしまい被削材の加工壁面を傷つけることを抑制することができる。その結果、仕上げ面精度の高い切削加工を実現することができる。

まお、前記（ｉ）の工程では、ドリル１０および被削材６０の少なくとも一方を回転させればよい。また、前記（ｉｉ）の工程では、各切刃と被削材６０とは相対的に近づけばよく、例えば被削材６０を各切刃に近づけてもよい。これと同様に、前記（ｉｖ）の工程では、被削材６０と各切刃とは相対的に遠ざかればよく、例えば被削材６０を各切刃から遠ざけてもよい。切削加工を継続する場合には、ドリル１０および／または被削材６０を回転させた状態を保持して、被削材６０の異なる箇所にドリル１０の各切刃を接触させる工程を繰り返せばよい。使用している切刃が摩耗した際には、インサート１を貫通穴６の中心軸に対して１８０度回転させ、未使用の切刃を用いればよい。

以上、本発明にかかるいくつかの実施形態について示したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更や改良したものにも適用できることは言うまでもない。

本発明に係る第１の実施形態によるドリル１０の側面図である。 図１の要部拡大図である。 図１のドリル１０の先端視図である。 本発明に係る第１の実施形態による切削インサート１の（ａ）上面図、（ｂ）一の側面図（：短辺側側面図）、（ｃ）他の側面図（：長辺側側面図）である。 図４の（ａ）Ａ−Ａ断面図、（ｂ）Ｂ−Ｂ断面図、（ｃ）Ｃ−Ｃ断面図、（ｄ）Ｄ−Ｄ断面図、（ｅ）Ｅ−Ｅ断面図である。 本発明に係る第２の実施形態による切削インサート１’の（ａ）上面図、（ｂ）一の側面図（：短辺側側面図）、（ｃ）他の側面図（：長辺側側面図）である。 図６の（ａ）Ａ−Ａ断面図、（ｂ）Ｂ−Ｂ断面図、（ｃ）Ｃ−Ｃ断面図、（ｄ）Ｄ−Ｄ断面図、（ｅ）Ｅ−Ｅ断面図である。 本発明に係る第３の実施形態による切削インサート１”の（ａ）上面図、（ｂ）一の側面図（：短辺側側面図）、（ｃ）他の側面図（：長辺側側面図）である。 図８の（ａ）Ａ−Ａ断面図、（ｂ）Ｂ−Ｂ断面図、（ｃ）Ｃ−Ｃ断面図、（ｄ）Ｄ−Ｄ断面図、（ｅ）Ｅ−Ｅ断面図である。 本発明に係る第４の実施形態による切削インサート１”’の（ａ）上面図、（ｂ）一の側面図（：短辺側側面図）、（ｃ）他の側面図（：長辺側側面図）である。 図１０の（ａ）Ａ−Ａ断面図、（ｂ）Ｂ−Ｂ断面図、（ｃ）Ｃ−Ｃ断面図、（ｄ）Ｄ−Ｄ断面図、（ｅ）Ｅ−Ｅ断面図である。 本発明に係る被削材の切削方法の各工程を説明する図である。

符号の説明

１ 切削インサート
（１Ａ 第１インサート）
（１Ｂ 第２インサート）
２ 上面
３ 下面
４ 側面
５ 第一切刃
ｐ１ 一端（外周側端部）
ｐ２ 他端（内周側端部）
ｐ３ 屈曲点
６ 貫通穴
７ 第１すくい面
７１ 第１領域
７２ 第２領域
８ 第２切刃
９ 第１ランド
１０ ドリル
１１ ドリルホルダ
１２ インサートポケット
（１２Ａ 第１インサートポケット）
（１２Ｂ 第２インサートポケット）
１３ フルート
（１３Ａ 第１フルート）
（１３Ｂ 第２フルート）
１４ ねじ部材
１５ ブレーカ溝
Ｌ ドリルホルダ１１の軸線
θ すくい角
φ ランド角
Ｗ ランド幅

Claims (6)

1. 先端部の外周側に形成された第１インサートポケットと、前記先端部の中心軸側に形成された第２インサートポケットと、を有するドリルホルダと、
   前記第１インサートポケットに装着された、穴底面外周側の切削を行う第１切削インサートと、
   前記第２インサートポケットに装着された、穴底面内周側の切削を行う第２切削インサートと、を備えたドリルであって、
   前記第１切削インサートは、コーナー部および該コーナー部に隣接する第１辺を有する上面と、前記第１辺に沿って前記コーナー部から延びて形成される第１切刃と、前記上面のうち前記第１切刃に沿う第１すくい面と、を備え、
   前記第１切刃は、上面視において中央が外方に突出するよう屈曲して設けられ、前記コーナー部に近接した一端と、前記コーナー部から離間した他端と、を有しており、少なくとも一部が、前記ドリルホルダの先端面に沿って前記ドリルホルダの外周面および前記先端面から突出しているとともに、前記コーナー部が前記ドリルホルダの外周端部に位置するように前記第１切刃の一端が前記第１切刃のうち最も前記ドリルホルダの外周面側に配置されてなり、
   前記第１すくい面は、前記第１切刃の屈曲点よりも前記第１切刃の一端側に位置するとともにすくい角が略一定である第１領域と、前記第１切刃の屈曲点よりも前記第１切刃の他端側に位置するとともにすくい角が前記他端に近づくにつれて大きくなる第２領域と、を有し、
   前記第１切刃の他端における前記第１すくい面のすくい角が、前記第１切刃の一端における前記第１すくい面のすくい角よりも大きいことを特徴とするドリル。
2. 前記第１切削インサートが、前記第１切刃に沿って前記第１切刃から前記上面の内方に向かって延びる第１ランドを更に備え、
   前記第１切刃の他端における前記第１ランドの前記下面に対する傾斜角度が、前記第１切刃の一端における前記第１ランドの前記下面に対する傾斜角度よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のドリル。
3. 前記第１ランドの前記下面に対する傾斜角度が、前記第１切刃の一端から他端に向かって漸次増大していることを特徴とする請求項２に記載のドリル。
4. 前記第１切削インサートが、前記第１切刃に沿って前記第１切刃から前記上面の内方に向かって延びる第１ランドを更に備え、
   前記第１切刃の他端における前記第１ランドの幅が、前記第１切刃の一端における前記第１ランドの幅よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のドリル。
5. 前記第１ランドの幅が、前記第１切刃の一端から他端に向かって漸次減少していることを特徴とする請求項４に記載のドリル。
6. 被削材を切削する方法であって、
   前記被削材および請求項１乃至５のいずれかに記載のドリルのうち少なくともいずれか一方を回転させる工程と、
   前記被削材に前記第１切刃を近接させる工程と、
   前記第１切刃を前記被削材の表面に接触させて前記被削材を切削する工程と、
   前記第１切刃を前記被削材から離間させる工程と、を備えた被削材の切削方法。

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