JP7516771B2 - 刃先交換式ドリル - Google Patents

Description

本発明は、軸線回りに回転されるドリル本体の先端部にインサート取付座が形成され、このインサート取付座に切削インサートが着脱可能に取り付けられた刃先交換式ドリル、このような刃先交換式ドリルのインサート取付座に着脱可能に取り付けられる切削インサート、およびこのような刃先交換式ドリルのドリル本体に関するものである。

このような刃先交換式ドリルとして、例えば特許文献１には、ドリル本体のインサート取付座には、軸線に対して垂直に延びる分割面と、この分割面に隣接するトルク伝達面が形成されるとともに、切削インサートには、軸線に対して垂直に延びる分割面と、この分割面から先端逃げ面に向けて延びて先端逃げ面に隣接するトルク受け面が形成され、この切削インサートが締結ネジによってインサート取付座に着脱可能に取り付けられたものが記載されている。

欧州特許第２４０８５８１号明細書

ところが、この特許文献１に記載された刃先交換式ドリルでは、切削インサートのトルク受け面が先端逃げ面と隣接して交差しており、このトルク受け面とドリル本体のトルク伝達面との当接部位が刃先交換式ドリルの先端部に露出することになる。このため、特にクーラントを供給しながら穴明け加工を行う湿式切削の場合には、切削によって生成された細かい切粉がクーラントとともにスラッジとなってドリル本体の先端側からトルク受け面とトルク伝達面との当接部位に入り込み易く、このスラッジによってトルク受け面やトルク伝達面が摩耗してドリル寿命の短縮を招くおそれがある。

本発明は、このような背景の下になされたもので、このようなスラッジがドリル本体の先端側から切削インサートとインサート取付座との当接部位に入り込むのを防いで、ドリル寿命が短縮されるのを防止することが可能な刃先交換式ドリル、このような刃先交換式ドリルのインサート取付座に着脱可能に取り付けられる切削インサート、およびこのような刃先交換式ドリルのドリル本体を提供することを目的としている。

上記課題を解決して、このような目的を達成するため、本発明の刃先交換式ドリルは、軸線回りに回転されるドリル本体の先端部にインサート取付座が形成され、このインサート取付座に切削インサートが着脱可能に取り付けられた刃先交換式ドリルであって、上記ドリル本体の先端部外周には、該ドリル本体の先端面に開口して後端側に延びる本体切屑排出溝が形成されるとともに、上記切削インサートには、該切削インサートの先端逃げ面に開口して上記本体切屑排出溝に連通するインサート切屑排出溝が形成されており、このインサート切屑排出溝のドリル回転方向を向く壁面と上記先端逃げ面との交差稜線部に切刃が形成され、上記インサート取付座には、上記ドリル本体の先端側を向く底面と、この底面に対して上記ドリル本体の先端側に延びてドリル回転方向を向く壁面と、上記底面に開口するネジ孔とが形成されるとともに、上記切削インサートには、上記ドリル本体の後端側を向いて上記底面に着座させられる着座面と、ドリル回転方向とは反対側を向いてドリル回転方向から上記壁面に当接させられる当接面と、この当接面の先端側において上記当接面よりもドリル回転方向とは反対側に突出する凸部と、上記先端逃げ面から上記着座面に貫通する取付孔とが形成され、該切削インサートは上記取付孔に挿通されたクランプネジが上記ネジ孔にねじ込まれることにより上記インサート取付座に取り付けられることを特徴とする。

すなわち、本発明の刃先交換式ドリルは、軸線回りに回転されるドリル本体の先端部にインサート取付座が形成され、このインサート取付座に切削インサートが着脱可能に取り付けられた刃先交換式ドリルであって、上記ドリル本体の先端部外周には、該ドリル本体の先端面に開口して後端側に延びる本体切屑排出溝が形成されるとともに、上記切削インサートには、該切削インサートの先端逃げ面に開口して上記本体切屑排出溝に連通するインサート切屑排出溝が形成されており、このインサート切屑排出溝のドリル回転方向を向く壁面と上記先端逃げ面との交差稜線部に切刃が形成され、上記インサート取付座には、上記ドリル本体の先端側を向く底面と、この底面に対して上記ドリル本体の先端側に延びてドリル回転方向を向く壁面と、上記底面に開口するネジ孔とが形成されるとともに、上記切削インサートには、上記ドリル本体の後端側を向いて上記底面に着座させられる着座面と、ドリル回転方向とは反対側を向いてドリル回転方向から上記壁面に当接させられる当接面と、この当接面の先端部からドリル回転方向とは反対側に突出する凸部と、上記先端逃げ面から上記着座面に貫通する取付孔とが形成され、該切削インサートは上記取付孔に挿通されたクランプネジが上記ネジ孔にねじ込まれることにより上記インサート取付座に取り付けられ、こうして上記切削インサートが上記インサート取付座に取り付けられた状態で、上記当接面と上記壁面との当接部位の先端部は上記凸部によって覆われることを特徴とする。

また、本発明の切削インサートは、上述のような刃先交換式ドリルの上記ドリル本体における上記ドリル本体の上記インサート取付座に着脱可能に取り付けられる切削インサートであって、インサート本体の先端逃げ面に開口して上記本体切屑排出溝に連通するインサート切屑排出溝が形成されており、このインサート切屑排出溝のドリル回転方向を向く壁面と上記先端逃げ面との交差稜線部に切刃が形成され、上記ドリル本体の後端側を向いて上記インサート取付座の上記底面に着座させられる着座面と、ドリル回転方向とは反対側を向いてドリル回転方向から上記インサート取付座の上記壁面に当接させられる当接面と、この当接面の先端側において上記当接面よりもドリル回転方向とは反対側に突出する凸部と、上記先端逃げ面から上記着座面に貫通する取付孔とが形成されることを特徴とする。

さらに、本発明のドリル本体は、上述のような刃先交換式ドリルにおけるドリル本体であって、先端部にインサート取付座が形成されるとともに、先端部外周には先端面に開口して後端側に延びる本体切屑排出溝が形成され、上記インサート取付座には、先端側を向く底面と、この底面に対して先端側に延びてドリル回転方向を向く壁面と、上記底面に開口して上記クランプネジがねじ込まれるネジ孔とが形成されていることを特徴とする。

このような構成の刃先交換式ドリル、切削インサート、およびドリル本体においては、切削インサートのドリル回転方向とは反対側を向いてドリル回転方向からインサート取付座の上記壁面（トルク伝達面）に当接させられる当接面（トルク受け面）の先端側において上記当接面よりもドリル回転方向とは反対側に突出する凸部が形成されており、切削インサートの上記当接面は先端逃げ面に隣接することがなく不連続とされる。そして、切削インサートがインサート取付座に取り付けられた状態では、上記凸部は、当接面と壁面との当接部位の先端側に配設されることになり、この当接部位が上記凸部によって覆われるので、これらの切削インサートの当接面とインサート取付座の壁面との当接部位が刃先交換式ドリルの先端部に露出することがない。

このため、クーラントを供給しながら穴明け加工を行う湿式切削の場合でも、切削によって生成された細かい切粉がクーラントとともにスラッジとなってドリル本体の先端側から切削インサートの当接面とインサート取付座の壁面との当接部位に入り込むのを防ぐことができ、このようなスラッジによって当接面や壁面に摩耗が生じるのを防ぐことができる。従って、上述のような構成の刃先交換式ドリル、切削インサート、およびドリル本体によれば、このような摩耗によってドリル寿命が短縮されるのを防ぐことができ、長期に亙って安定した穴明け加工を行うことが可能となる。

ところで、このような刃先交換式ドリルでは、こうして長期に亙って穴明け加工を行ううちに切刃に摩耗が生じて切れ味が鈍ると、切削インサートの先端逃げ面を再研磨して再研磨した先端逃げ面とインサート切屑排出溝のドリル回転方向を向く壁面との交差稜線部に新たな切刃を研ぎ付けることがある。そこで、このような場合に、上記凸部には、ドリル回転方向とは反対側を向いて上記先端逃げ面と隣接する側面を形成することにより、この側面の軸線方向の幅を確認することによって再研磨の可否を目視によって確認することができる。

また、特許文献１に記載された刃先交換式ドリルでは、切削インサートの分割面に軸部が形成されるとともに、インサート取付座の分割面には孔部が形成されていて、この孔部に軸部が挿入される。ところが、この孔部は内周面が連続した円形孔であり、この孔部がドリル本体を貫通していない止まり孔であって孔部の内径と切削インサートの軸部の外径との差が小さいと、軸部を挿入した際に孔部内の空気が圧縮されて、その圧力により切削インサートを押し出す力が作用してしまう。

そこで、上記構成の刃先交換式ドリルにおいては、上記切削インサートの着座面と上記インサート取付座の底面とのうち、一方には上記軸線を中心とする軸部を形成するとともに、他方には上記軸部を嵌め入れ可能な孔部を上記軸線を中心として形成し、ただし上記孔部は、上記本体切屑排出溝または上記インサート切屑排出溝に開口していることが望ましい。

これにより、孔部が底面を有する止まり孔である場合に、孔部の内径と軸部の外径との差を小さくしても、孔部内の空気は本体切屑排出溝またはインサート切屑排出溝への開口部から排出されるので、切削インサートを押し出す力が作用することがない。そして、このように孔部の内径と軸部の外径との差を小さくすることにより、切削インサートの切刃の振れ精度を確保することができる。

さらに、上記壁面と上記当接面とを、上記ドリル本体の外周側が内周側よりも上記軸線方向の幅が幅広となるように形成することにより、穴明け加工時に最も大きな切削負荷が作用するドリル本体の外周側における壁面への当接面の当接面積を大きく確保することができる。このため、インサート取付座のドリル本体最外周に作用する応力を低減することができる。

また、上記インサート取付座には、上記底面と上記壁面とが交差する隅角部に、上記底面と上記壁面に対して凹む凹部を上記本体切屑排出溝から上記ドリル本体の外周面にかけて形成することにより、切削インサートの着座面と当接面との交差稜線部がインサート取付座の底面と壁面とが交差する隅角部と干渉して切削インサートの取付安定性が損なわれるのを防ぐことができる。

そして、このような凹部を形成した場合において、上記凹部の断面積を、上記本体切屑排出溝側の開口部よりも上記ドリル本体の外周面側の開口部が大きくなるようにすることにより、上述のように穴明け加工時に最も大きな切削負荷が作用するドリル本体の外周面側においては、凹部への応力集中を緩和することができる。一方、本体切屑排出溝側の開口部の断面積は小さいので、壁面が形成されるドリル本体の凸壁部の剛性が損なわれることがない。

さらに、上記壁面と上記本体切屑排出溝の内周面との交差稜線部に面取りを施すことにより、この交差稜線部が鋭いエッジのままの場合と比べて傷が付くのを防ぐことが可能となる。

以上説明したように、本発明によれば、クーラントを供給しながら穴明け加工を行う湿式切削においても、切粉がクーラントとともにスラッジとなってドリル本体の先端側から切削インサートの当接面とインサート取付座の壁面との当接部位に入り込むのを防ぐことができるので、これら当接面や壁面に摩耗が生じるのを防止して、長期に亙って安定した穴明け加工を行うことが可能となる。

本発明における刃先交換式ドリルの第１の実施形態を示す第１の斜視図である。 図１に示す実施形態を別の方向から見た第２の斜視図である。 図１に示す実施形態の正面図である。 図１に示す実施形態の図３における矢線Ａ方向視の側面図である。 図１に示す実施形態の図３における矢線Ｂ方向視の側面図である。 図１に示す実施形態の図３における矢線Ｃ方向視の側面図である。 図１に示す実施形態の分解図である。 本発明におけるドリル本体の第１の実施形態を示す正面図である。 図８に示す実施形態の矢線Ａ方向視の側面図である。 本発明における切削インサートの第１の実施形態を示す第１の斜視図である。 図１０に示す実施形態を別の方向から見た第２の斜視図である。 図１０に示す実施形態の正面図である。 図１０に示す実施形態の図１２における矢線Ａ方向視の側面図である。 図１０に示す実施形態の図１２における矢線Ｂ方向視の側面図である。 本発明における刃先交換式ドリルの第２の実施形態を示す第１の斜視図である。 図１５に示す実施形態を別の方向から見た第２の斜視図である。 図１５に示す実施形態の正面図である。 図１５に示す実施形態の図１６における矢線Ａ方向視の側面図である。 図１５に示す実施形態の図１６における矢線Ｂ方向視の側面図である。 図１５に示す実施形態の図１６における矢線Ｃ方向視の側面図である。 図１５に示す実施形態の分解図である。 本発明におけるドリル本体の第２の実施形態を示す正面図である。 図２２に示す実施形態の矢線Ａ方向視の側面図である。 図２２に示す実施形態の矢線Ｂ方向視の側面図である。 本発明における切削インサートの第２の実施形態を示す第１の斜視図である。 図２５に示す実施形態を別の方向から見た第２の斜視図である。 図２５に示す実施形態の正面図である。 図２５に示す実施形態の図２７における矢線Ａ方向視の側面図である。 図２５に示す実施形態の図２７における矢線Ｂ方向視の側面図である。 図２５に示す実施形態の図２７における矢線Ｃ方向視の側面図である。 図１５に示す実施形態の切削インサートとドリル本体との軸線に沿った分解断面図である。

図１～図６は、本発明における刃先交換式ドリルの第１の実施形態を示すものであり、図７は、この第１の実施形態の刃先交換式ドリルの分解図を示すものである。また、図８および図９は、この第１の実施形態の刃先交換式ドリルの本発明におけるドリル本体の第１の実施形態を示すものであり、図１０～図１４は、このドリル本体に着脱可能に取り付けられる第１の実施形態の刃先交換式ドリルの本発明における切削インサートの第１の実施形態を示すものである。

ドリル本体１は、鋼材等の金属材料によって軸線Ｏを中心とした多段の円柱状に形成されている。このドリル本体１の後端部（図１、図２、図４～図７、図９において右側部分）は大径のシャンク部２とされるとともに、先端部（図１、図２、図４～図７、図９において左側部分）は切削インサートのインサート本体１１が着脱可能に取り付けられる切刃部３とされている。切刃部３は、シャンク部２よりも小径で、シャンク部２と切刃部３との間には、先端側に向けてシャンク部２よりも一段拡径した後に縮径して切刃部３と同径となる鍔部４が形成されている。

このような刃先交換式ドリルは、ドリル本体１のシャンク部２が工作機械の主軸に把持され、軸線Ｏ回りにドリル回転方向Ｔに回転されつつ該軸線Ｏ方向先端側に送り出されることにより、切削インサートの切刃によって被削材に穴明け加工を行う。なお、シャンク部２の外周面には、シャンク部２の先端と後端の間に間隔をあけて軸線Ｏに平行に延びる平坦面２ａが形成されるとともに、鍔部４のシャンク部２に対して拡径した部分にも、この平坦面２ａと平行な平坦面４ａが形成されている。

ドリル本体１の外周部には、切刃部３の先端から鍔部４の後端の手前にかけて、複数の本体切屑排出溝５が周方向に間隔をあけて形成されている。本実施形態では、２条の本体切屑排出溝５が周方向に等間隔に形成されており、これらの本体切屑排出溝５はドリル本体１の後端側に向かうに従い軸線Ｏ回りにドリル回転方向Ｔとは反対側に緩やかに捩れる螺旋状とされている。

切刃部３の先端部には、インサート取付座６が形成されている。このインサート取付座６は、切刃部３の先端部を、２つの本体切屑排出溝５のドリル回転方向Ｔを向く壁面からドリル回転方向Ｔとは反対側を向く壁面に亙って、軸線Ｏに対する径方向に該軸線Ｏ方向に偏平した断面長方形状に切り欠くようにして形成されている。

インサート取付座６は、軸線Ｏに垂直な方向に延びてドリル本体１の先端側を向く底面６ａと、この底面６ａの両側部から、底面６ａに対して垂直で軸線Ｏに平行に延び、互いにも平行な２つの対向するドリル回転方向Ｔを向く壁面６ｂを備えている。この壁面６ｂは、本実施形態では軸線Ｏに対する径方向に長手方向を有する長方形状である。

本実施形態では、上記底面６ａの中央部に開口するようにして、軸線Ｏを中心とする一定内径の断面円形の孔部６ｃがドリル本体１の後端側に延びるように形成されている。ただし、この孔部６ｃの内径は、軸線Ｏに直交する断面において本体切屑排出溝５のドリル本体１外周側を向く底面に内接する円の直径よりも大きくされている。従って、この孔部６ｃは本体切屑排出溝５の上記底面に開口していて、インサート取付座６の底面６ａは孔部６ｃによって２つの部分に分割される。また、この孔部６ｃは、ドリル本体１の先端側を向く底面を有する止まり孔である。

さらに、こうして孔部６ｃによって２つに分割された底面６ａには、孔部６ｃと間隔をあけて軸線Ｏから等しい距離に中心を有するネジ孔６ｄがそれぞれ形成されている。さらにまた、ドリル本体１には、シャンク部２の後端面から軸線Ｏに沿って先端側に向けてクーラント孔１ａが形成されており、このクーラント孔１ａはインサート取付座６の手前で２つに分岐して、本体切屑排出溝５のドリル回転方向Ｔとは反対側を向く壁面に開口している。

また、インサート取付座６の上記壁面６ｂのドリル回転方向Ｔとは反対側には、この壁面６ｂと、切刃部３の外周面と、本体切屑排出溝５のドリル回転方向Ｔとは反対側を向く壁面とにより囲まれた凸壁部７が残されており、この凸壁部７の先端面７ａは軸線Ｏに垂直な平面とされている。さらに、底面６ａと壁面６ｂとが交差する隅角部には、本実施形態では一定の内径の断面円形で底面６ａと壁面６ｂに対して凹む凹部６ｅが逃げ部として形成されている。この凹部６ｅはインサート取付座６の底面６ａおよび壁面６ｂと切削インサートとの干渉を避けるためのものである。さらにまた、インサート取付座６と２条の本体切屑排出溝５とは、軸線Ｏに関して１８０°回転対称形状である。

このようなインサート取付座６に着脱可能に取り付けられる切削インサートは、ドリル本体１よりも硬度の高い超硬合金等の硬質材料によって形成されたインサート本体１１を備えている。このインサート本体１１は、インサート取付座６に取り付けられた状態において、やはりドリル本体１の軸線Ｏに関して１８０°回転対称形状となるように形成されている。

このインサート本体１１には、こうしてインサート取付座６に取り付けられた状態においてドリル本体１の先端側を向く先端逃げ面１２と、この先端逃げ面１２に開口して２つの本体切屑排出溝５にそれぞれ連通するインサート切屑排出溝１３が形成されており、このインサート切屑排出溝１３のドリル回転方向Ｔを向く壁面と先端逃げ面１２との交差稜線部に切刃１４が形成されている。先端逃げ面１２は、ドリル回転方向Ｔとは反対側とドリル本体１の外周側に向かうに従いドリル本体１の後端側に向かうように傾斜しており、これによって切刃１４には逃げ角と先端角が与えられる。

また、同じくインサート取付座６に取り付けられた状態において、インサート本体１１の後端面は軸線Ｏに垂直な平面とされて、ドリル本体１の後端側を向いてインサート取付座６の上記底面６ａに着座させられる着座面１５とされている。さらに、この着座面１５の中央部には、軸線Ｏを中心として先端部が大径、後端部が僅かに小径とされた多段円柱状の軸部１５ａが後端側に突出するように形成されていて、この軸部１５ａの先端部の外径はインサート取付座６の上記孔部６ｃに嵌め入れ可能な大きさとされている。

さらにまた、２つのインサート切屑排出溝１３のドリル回転方向Ｔとは反対側を向く壁面からインサート本体１１の外周面にかけては、ドリル回転方向Ｔとは反対側を向いてドリル回転方向Ｔからインサート取付座６の上記壁面６ｂに当接させられる当接面１６がそれぞれ形成されている。これらの当接面１６は、着座面１５に対して垂直に交差するとともに、軸線Ｏに平行で互いにも平行に延びるように形成されており、本実施形態では軸線Ｏに対する径方向に長手方向を有する長方形状とされている。

また、インサート本体１１には、先端逃げ面１２から着座面１５に貫通する２つの取付孔１１ａが軸部１５ａと間隔をあけて形成されている。これらの取付孔１１ａは、インサート取付座６の壁面６ｂに当接面１６を当接させた状態で、インサート取付座６の２つのネジ孔６ｄとそれぞれ同軸となるように配置されており、その内径は、先端逃げ面１２側の開口部から着座面１５側に向かうに従い漸次小さくなり、着座面１５側では一定とされている。

そして、この切削インサートのインサート本体１１には、上記当接面１６の先端側において当接面１６よりもドリル回転方向Ｔとは反対側に突出する凸部１７が形成されている。従って、この凸部１７は、インサート本体１１の軸部１５ａをインサート取付座６の孔部６ｃに嵌め入れて着座面１５を底面６ａに密着させ、当接面１６を壁面６ｂに当接させた状態で、これら当接面１６と壁面６ｂの当接部位Ｐの先端側に配設されて、この当接部位Ｐの先端部を覆うように配設される。

すなわち、この凸部１７のドリル本体１後端側を向く後端面１７ａは、上述のようにインサート本体１１の着座面１５をインサート取付座６の底面６ａに密着させた状態で、軸線Ｏに垂直な平面とされた凸壁部７の先端面７ａに摺接可能な軸線Ｏに垂直な平面とされており、こうして凸部１７の後端面１７ａを凸壁部７の先端面７ａに摺接させることによって当接面１６と壁面６ｂの当接部位Ｐの先端部が凸部１７によって覆われる。

また、この凸部１７のドリル回転方向Ｔとは反対側を向く側面１７ｂは、当接面１６と平行に延びて先端逃げ面１２に隣接していて、すなわち軸線Ｏと平行かつ後端面１７ａとは垂直に延びており、インサート本体１１の先端逃げ面１２とは交差稜線Ｑにおいて角度をもって交差している。なお、凸部１７は、ドリル本体１の上記凸壁部７の先端面７ａの全てを覆ってはおらず、上記側面１７ｂのドリル回転方向Ｔとは反対側には、この先端面７ａが露出している。

このような切削インサートのインサート本体１１は、上述のように軸部１５ａをインサート取付座６の孔部６ｃに嵌め入れて着座面１５を底面６ａに密着させ、当接面１６を壁面６ｂに当接させた上で、図７に示すようにドリル本体１の先端側から上記取付孔１１ａに挿通したクランプネジ１８をネジ孔６ｄにねじ込むことにより、インサート取付座６に着脱可能に取り付けられる。

このように構成された刃先交換式ドリルおよび切削インサートにおいては、ドリル本体１の形成されたクーラント孔１ａから切削油剤等のクーラントを噴出しつつ、切削インサートにおけるインサート本体１１の切刃１４によって被削材を切削して被削材に穴明け加工を行う。このとき、このインサート本体１１においてインサート取付座６の壁面６ｂに当接させられる当接面１６の先端側において当接面１６よりもドリル回転方向Ｔとは反対側に突出する凸部１７が形成されており、この凸部１７は当接面１６と壁面６ｂとの当接部位Ｐの先端側に配設されて該当接部位Ｐの先端部を覆うので、当接部位Ｐが刃先交換式ドリルの先端部に露出することがない。

このため、上述のように切削油剤を噴出する湿式切削において、切削によって生成された細かい切粉が切削油剤とともにスラッジとなっても、これがドリル本体１の先端側から切削インサートの当接面１６とインサート取付座６の壁面６ｂとの当接部位Ｐに入り込むのを防ぐことができる。従って、このようなスラッジによって当接面１６や壁面６ｂが摩耗するのを防ぐことができ、このような摩耗によって刃先交換式ドリルの寿命が短縮されるのを抑えて、長期に亙って安定した穴明け加工を行うことが可能となる。

また、本実施形態では、この凸部１７に、ドリル回転方向Ｔとは反対側を向いて先端逃げ面１２と隣接する側面１７ｂが交差稜線Ｑにおいて先端逃げ面１２に角度をもって交差するように形成されている。従って、切刃１４に摩耗が生じて切れ味が鈍ったときに、先端逃げ面１２を再研磨してインサート切屑排出溝１３のドリル回転方向Ｔを向く壁面との交差稜線部に新たな切刃１４を研ぎ着ける場合に、交差稜線Ｑと着座面１５との間の側面１７ｂの軸線Ｏ方向の幅を確認することによって再研磨の可否を目視によって確認することができる。このため、凸部１７が薄くなりすぎてドリル本体１の凸壁部７に摩耗が生じるような事態を避けることができる。

さらに、本実施形態では、切削インサートのインサート本体１１における着座面１５に上記軸線Ｏを中心とする軸部１５ａが形成されるとともに、インサート取付座６の底面６ａにはこの軸部１５ａを嵌め入れ可能な孔部６ｃが軸線Ｏを中心として形成されている。このため、切削インサートを精度良くドリル本体１の軸線Ｏを中心に取り付けることができて、切刃１４の振れ精度を確保することができる。

そして、この孔部６ｃは、ドリル本体１の本体切屑排出溝５に開口しているので、軸部１５ａを孔部６ｃに嵌め入れる際に孔部６ｃ内の空気を排出することができ、孔部６ｃ内の空気が圧縮されるのを避けることができる。このため、圧縮された空気の圧力によってインサート本体１１をドリル本体１の先端側に押し出す力が作用することもないので、本実施形態によれば、切削インサートを強固に安定してインサート取付座６に取り付けることができる。

なお、本実施形態では、上述のようにインサート本体１１の着座面１５に軸線Ｏを中心とする軸部１５ａを形成するとともに、インサート取付座６の底面６ａにはこの軸部１５ａを嵌め入れ可能な孔部６ｃを軸線Ｏを中心として形成しているが、これとは逆にインサート本体１１の着座面１５に軸線Ｏを中心とする孔部を形成するとともに、インサート取付座６の底面６ａにはこの孔部に嵌め入れ可能な軸部を軸線Ｏを中心として形成して、この孔部をインサート切屑排出溝１３に開口するようにしてもよい。

また、本実施形態では、ドリル本体１に、シャンク部２の後端面から軸線Ｏに沿って先端側に向けてクーラント孔１ａが形成して、このクーラント孔１ａをインサート取付座６の手前で２つに分岐させて、本体切屑排出溝５のドリル回転方向Ｔとは反対側を向く壁面に開口させているが、これに代えて、シャンク部２の後端面から２つのクーラント孔を２条の本体切屑排出溝５の間を通してドリル本体１の先端側に向けて形成して、これらのクーラント孔をインサート取付座６の手前で本体切屑排出溝５のドリル回転方向Ｔとは反対側を向く壁面に開口させてもよい。

さらに、本実施形態では、インサート本体１１に、先端逃げ面１２から着座面１５に貫通する２つの取付孔１１ａを、インサート取付座６の壁面６ｂに当接面１６を当接させた状態で、インサート取付座６の２つのネジ孔６ｄとそれぞれ同軸となるように配置しているが、これに代えて、インサート取付座６の２つのネジ孔６ｄに対して僅かに当接面１６とは反対側に偏心して配置されるようにしてもよい。

次に、図１５～図２０は、本発明における刃先交換式ドリルの第２の実施形態を示すものであり、図２１および図３１は、この第２の実施形態における刃先交換式ドリルの分解図を示すものである。また、図２２～図２４は、この第２の実施形態の刃先交換式ドリルの本発明におけるドリル本体の第２の実施形態を示すものであり、図２５～図３０は、このドリル本体に着脱可能に取り付けられる第２の実施形態の刃先交換式ドリルの本発明における切削インサートの第２の実施形態を示すものである。なお、これら第２の実施形態の刃先交換式ドリル、ドリル本体および切削インサートにおいて、図１～図１４に示した第１の実施形態と共通する部分には同一の符号を配してある。

第１の実施形態では、インサート取付座６のドリル回転方向Ｔを向く壁面６ｂと、この壁面６ｂに当接させられる切削インサートのインサート本体１１の当接面１６とが長方形状であって、壁面６ｂと当接面１６の軸線Ｏ方向の幅が軸線Ｏに対する径方向に一定であったのに対し、この第２の実施形態においては、これら壁面６ｂと当接面１６とは、ドリル本体１の外周側が内周側よりも軸線Ｏ方向の幅が幅広とされている。

ここで、第２の実施形態では、図２１、図２４、図２９、図３０に示すように、壁面６ｂと当接面１６とは、軸線Ｏ方向の幅がドリル本体１の内周側から外周側に向かうに従い漸次幅広となるように形成されていて、これら壁面６ｂと当接面１６とは略台形状に形成されている。

また、第１の実施形態では、インサート取付座６の底面６ａと壁面６ｂとが交差する隅角部に形成される逃げ部としての凹部６ｅが一定の内径の断面円形であり、従って一定の断面積であったのに対し、この第２の実施形態では、凹部６ｅの断面積は、本体切屑排出溝５側の開口部よりもドリル本体１の外周面側の開口部の方が大きくなるように形成されている。

ここで、この第２の実施形態では、凹部６ｅは、本体切屑排出溝５側の開口部からドリル本体１の外周面側の開口部に向けて順に、断面が円形の部分と、この円形の部分よりも断面積が２段に大きくなる断面が凹曲線状の部分とによって形成されていて、凹部６ｅのうち本体切屑排出溝５側に開口する断面が円形の部分の長さが最も長くされている。さらに、この第２の実施形態では、インサート取付座６の壁面６ｂと本体切屑排出溝５の内周面との交差稜線部が面取りされて、壁面６ｂと本体切屑排出溝５の内周面とに交差する面取り部６ｆが形成されている。

このように構成された第２の実施形態の刃先交換式ドリル、切削インサートおよびドリル本体１では、第１の実施形態と同様の効果を得ることができるのは勿論、まずインサート取付座６の壁面６ｂと切削インサートの当接面１６とが、ドリル本体１の外周側が内周側よりも軸線Ｏ方向の幅が幅広とされているので、穴明け加工時に最も大きな切削負荷が作用するドリル本体１の外周側における壁面６ｂへの当接面１６の当接面積を大きく確保することができる。

このため、インサート取付座６のドリル本体１最外周に作用する応力を低減することができ、穴明け加工時の切削負荷に対しても安定して切削インサートを保持することが可能となって、高精度の穴明け加工を行うことができる。特に、本実施形態では、この壁面６ｂと当接面１６との軸線Ｏ方向の幅が、ドリル本体１の内周側から外周側に向けて漸次幅広となるように形成されているので、壁面６ｂへの当接面１６の当接面積をより大きく確保することが可能となる。

また、この第２の実施形態では、インサート取付座６の底面６ａと壁面６ｂとが交差する隅角部に逃げ部として底面６ａと壁面６ｂに対して凹むように形成される凹部６ｅの断面積が、本体切屑排出溝５側の開口部よりもドリル本体１の外周面側の開口部が大きくなるように形成されている。このため、上述のように穴明け加工時に最も大きな切削負荷が作用するドリル本体１の外周面側においては、凹部６ｅへの応力集中を緩和することができる。

その一方で、本体切屑排出溝５側の開口部は断面積が小さいので、壁面６ｂが形成されるドリル本体１の凸壁部７の剛性が損なわれることがなく、安定した切削インサートの保持が妨げられることがない。特に、本実施形態では、この凹部６ｅの断面積が段階的に大きくなるように形成されていて、本体切屑排出溝５側の断面が円形の部分の段の長さが最も長くされているので、一層確実に凸壁部７の剛性を維持することができる。なお、この凹部６ｅの断面形状は、いずれの段が円形であってもよく、非円形の凹曲線であってもよい。

さらに、この第２の実施形態のように、インサート取付座６の壁面６ｂと本体切屑排出溝５の内周面との交差稜線部に面取りを施して壁面６ｂと本体切屑排出溝５の内周面とに交差する面取り部６ｆを形成することにより、この交差稜線部が鋭いエッジのままの場合と比べて傷や欠け生じるのを防ぐことが可能となる。なお、この面取り部６ｆは、インサート本体１１と接触することはなく、大部分が軸線Ｏ方向に傾いた凹曲面状に形成される。

ここで、この第２の実施形態における軸部１５ａと孔部６ｃについて図３１を用いて詳述すると、本実施形態では、ドリル本体１のインサート取付座６の底面６ａに開口する孔部６ｃは、先端側の部分が一定内径の軸線Ｏを中心とした断面円形で軸線Ｏ方向の長さが長い大径部６ｃ１とされるとともに、後端側の部分が大径部６ｃ１よりも僅かに小さな一定内径の軸線Ｏを中心とした断面円形で軸線Ｏ方向の長さが大径部よりも短い小径部６ｃ２とされている。ただし、これら大径部６ｃ１と小径部６ｃ２が本体切屑排出溝５のドリル本体１外周側を向く底面に開口する部分は、この底面によって切り欠かれている。

一方、切削インサートのインサート本体１１の着座面１５から突出する軸部１５ａは、第１の実施形態と同様に先端部が大径部１５ａ１とされるとともに、後端部は大径部１５ａ１よりも僅かに小径の小径部１５ａ２とされた軸線Ｏを中心とする多段円柱状に形成されており、大径部１５ａ１の軸線Ｏ方向の長さは小径部１５ａ２よりも長くされている。ただし、この軸部１５ａにおいても、インサート切屑排出溝１３が形成される部分は、このインサート切屑排出溝１３の外周側を向く底面に沿って切り欠かれている。

そして、本実施形態では、軸部１５ａの大径部１５ａ１の外径が孔部６ｃの大径部６ｃ１に嵌め入れ可能な大きさとされており、これによって切削インサートのインサート本体１１がドリル本体１の軸線Ｏを中心として高精度に同軸に取り付け可能とされて、切刃１４に高い振れ精度が確保される。なお、このような高い振れ精度を確保するには、ＪＩＳ Ｂ ０４０１－１：１９９８（ＩＳＯ ２８６－１：１９８８）における嵌め合いクラスにおいて、軸部１５ａはｈ６～ｈ７の範囲内、孔部６ｃはＨ６～Ｈ７の範囲内であることが望ましい。

また、軸部１５ａ全体の軸線Ｏ方向の長さは孔部６ｃの軸線Ｏ方向の長さ（深さ）よりも僅かに小さくされるとともに、軸部１５ａの大径部１５ａ１の軸線Ｏ方向の長さも孔部６ｃの大径部６ｃ１の軸線Ｏ方向の長さ（深さ）よりも僅かに小さくされ、軸部１５ａを孔部６ｃに嵌め入れたときに、ドリル本体１のインサート取付座６の底面６ａと切削インサートのインサート本体１１の着座面１５との間に隙間があかないようにされている。なお、これらの構成は、孔部６ｃが一定内径であることを除いて、第１の実施形態においても共通している。

本発明によれば、クーラントを供給しながら穴明け加工を行う湿式切削においても、切粉がクーラントとともにスラッジとなってドリル本体の先端側から切削インサートの当接面とインサート取付座の壁面との当接部位に入り込むのを防ぐことができるので、これら当接面や壁面に摩耗が生じるのを防止して、長期に亙って安定した穴明け加工を行うことが可能となる。

１ ドリル本体
１ａ クーラント孔
５ 本体切屑排出溝
６ インサート取付座
６ａ インサート取付座６の底面
６ｂ インサート取付座６の壁面
６ｃ 孔部
６ｃ１ 孔部６ｃの大径部
６ｃ２ 孔部６ｃの小径部
６ｄ ネジ孔
６ｅ 凹部
６ｆ 面取り部
７ 凸壁部
７ａ 凸壁部７の先端面
１１ インサート本体
１１ａ 取付孔
１２ 先端逃げ面
１３ インサート切屑排出溝
１４ 切刃
１５ 着座面
１５ａ 軸部
１５ａ１ 軸部１５ａの大径部
１５ａ２ 軸部１５ａの小径部
１６ 当接面
１７ 凸部
１７ａ 凸部１７の後端面
１７ｂ 凸部１７のドリル回転方向Ｔとは反対側を向く側面
１８ クランプネジ
Ｏ ドリル本体１の軸線
Ｔ ドリル回転方向
Ｐ 壁面６ｂと当接面１６との当接部位
Ｑ 先端逃げ面１２と凸部１７の側面１７ｂとの交差稜線

Claims (6)

1. 軸線回りに回転されるドリル本体の先端部にインサート取付座が形成され、このインサート取付座に切削インサートが着脱可能に取り付けられた刃先交換式ドリルであって、
   上記ドリル本体の先端部外周には、該ドリル本体の先端面に開口して後端側に延びる本体切屑排出溝が形成されるとともに、
   上記切削インサートには、該切削インサートの先端逃げ面に開口して上記本体切屑排出溝に連通するインサート切屑排出溝が形成されており、
   このインサート切屑排出溝のドリル回転方向を向く壁面と上記先端逃げ面との交差稜線部に切刃が形成され、
   上記インサート取付座には、上記ドリル本体の先端側を向く底面と、この底面に対して上記ドリル本体の先端側に延びてドリル回転方向を向く壁面と、上記底面に開口するネジ孔とが形成されるとともに、
   上記切削インサートには、上記ドリル本体の後端側を向いて上記底面に着座させられる着座面と、ドリル回転方向とは反対側を向いてドリル回転方向から上記壁面に当接させられる当接面と、この当接面の先端側において上記当接面よりもドリル回転方向とは反対側に突出する凸部と、上記先端逃げ面から上記着座面に貫通する取付孔とが形成され、
   該切削インサートは上記取付孔に挿通されたクランプネジが上記ネジ孔にねじ込まれることにより上記インサート取付座に取り付けられ、
   上記インサート取付座の上記壁面のドリル回転方向と反対側には、上記壁面と、上記ドリル本体の外周面と、上記本体切屑排出溝のドリル回転方向と反対側を向く壁面とにより囲まれた凸壁部が設けられており、
   上記刃先交換式ドリルの先端側から見て、上記凸壁部の先端面は、上記切削インサートの上記凸部により部分的に覆われ、上記凸部のドリル回転方向と反対側に部分的に露出している
   ことを特徴とする刃先交換式ドリル。
2. 上記凸部には、ドリル回転方向とは反対側を向いて上記先端逃げ面と隣接する側面が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の刃先交換式ドリル。
3. 上記切削インサートの着座面と上記インサート取付座の底面とのうち、一方には上記軸線を中心とする軸部が形成されるとともに、他方には上記軸部を嵌め入れ可能な孔部が上記軸線を中心として形成されており、
   上記孔部は、上記本体切屑排出溝または上記インサート切屑排出溝に開口していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の刃先交換式ドリル。
4. 上記壁面と上記当接面とは、上記ドリル本体の外周側が内周側よりも上記軸線方向の幅が幅広とされていることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の刃先交換式ドリル。
5. 上記インサート取付座には、上記底面と上記壁面とが交差する隅角部に、上記底面と上記壁面に対して凹む凹部が上記本体切屑排出溝から上記ドリル本体の外周面にかけて形成されており、
   上記凹部の断面積は、上記本体切屑排出溝側の開口部よりも上記ドリル本体の外周面側の開口部が大きくされていることを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の刃先交換式ドリル。
6. 上記壁面と上記本体切屑排出溝の内周面との交差稜線部が面取りされていることを特徴とする請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載の刃先交換式ドリル。

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