以下、本発明の実施形態について、図面� ��参照して具体的に説明する。図1は本発明の 第一実施形態に係る深穴切削用スローアウェ イチップT1、図2は該スローアウェイチップT1� ��用いた非切削コア折り取り方式のドリルヘ� ��ドD1、図3は同ドリルヘッドD1の先端側、図4� ��同ドリルヘッドD1における切削中心部の挙� �、図5は第一実施形態のスローアウェイチッ� ��T1を用いた全切削方式のドリルヘッドD2の先 端側、図6は本発明の第二実施形態に係る深� �切削用スローアウェイチップT2、図7は同ス� �ーアウェイチップT2を用いた非切削コア折り 取り方式のドリルヘッドD1における切削中心� ��の挙動、をそれぞれ示す。

 第一実施形態の深穴切削用スローアウェ� ��チップT1は、図1(A)~(C)に示すように、中心角 120°で3区分したときの区分形状が等しくなる 3回対称性を持っており、大まかには略正三� �形の厚板状をなすが、その正三角形の各辺� �2箇所で少しずつ曲折して厳密には九角形に� ��っている。そして、この九角形の輪郭をな� ��全周縁を同一平面内に位置した刃先1として 、該刃先1に臨む主面つまり図1(A)の正面がす� ��い面10、周側面が逃げ面13を構成し、正面中 央に厚み方向に透通するボルト挿通孔15を有� ��ると共に、すくい面10には全周縁の刃先1に� ��って段状のチップブレーカー16が形成され� �いる。

 なお、図1(A)のスローアウェイチップT1は� ��面上方側を穿孔方向とした場合のドリルヘ� ��ドへの取付姿勢で示しており、チップ頂端t を通る横線eは穿孔方向に垂直な面を表して� �る。ここで、前記3回対称性の区分形態は、� ��心Qと前記の略正三角形における各頂点cを� �ぶ3本の仮想線で示す分画線pによる区分を基 準とし、図示上方側を穿孔方向に臨む第1区� �P1、図示右方側をヘッド軸心側に臨む第2区� �P2、図示左方側をヘッド周辺側に臨む第3区� �P3としている。そして、ドリルヘッドへの取 付状態において、第1区分P1の刃先1が深穴切� �を担うが、この第1区分P1の刃先1が損傷した� ��摩耗限界に達した際には、取付姿勢を120度� ��転することにより、未使用の第2区分又は第 3区分の刃先1を第1区分の位置に移動させ、も って刃先1を更新して都合3回にわたって使用� ��る。

 第1~第3区分P1~P3の各刃先1は、深穴切削を� ��う第1区分P1においてヘッド軸心側に配置し� ��内向き下り勾配の内切刃角αを持つ刃長の� �い内切刃11と、同じくヘッド周辺側に配置し て外向き下り勾配の外切刃角を持つ刃長の長 い外切刃12とで山形をなしている。更に、外� ��刃12は、前記山形の山頂(チップ頂端t)側に� �置して小さい外切刃角β1の山頂側外切刃部12 aと、大きい外切刃角β2の山裾側外切刃部12b� �の連続した2つの切刃部で構成され、山裾側� ��切刃部12bの刃長が山頂側外切刃部12aの刃長� ��りも短く設定されている。そして、第1区分 P1~第3区分P3の内切刃11、山頂側外切刃部12a、� ��裾側外切刃部12bは、それぞれ中心Q回りに回 転対称の等価な辺をなし、中心Q回りの120°回 転で完全に重なり合うと共に、これら等価な 辺の延長線交叉角が全て60°になっている。

 また、図1(B),(C)に示すように、チップ周� �面の各内切刃11に沿う部分には、幅0.1~2mm程� �で、チップ厚み方向に対する傾角が1~6°程度 のマージン14が形成されている。そして、各� ��裾側外切刃部12bに沿う逃げ面13の逃げ角(チ� ��プ厚み方向に対する傾角)θは5~15°に設定さ� ��ているが、他のチップ周側面の逃げ角は10~3 0°程度の範囲にある。なお、チップ頂端tの� �角は130°以上で、内切刃角αが山頂側外切刃� ��12aの外切刃角β1よりも大きいこと(α>β1)� �望ましい。これらの角度設定の好適な例を� �げれば、逃げ面13の逃げ角θ=11°、チップ頂� �tの頂角=138°、内切刃角α=30°、外切刃角β1=12 °、外切刃角β2=18°といったものである。

 しかして、この第一実施形態のスローア� ��ェイチップT1においては、第1区分P1の内切� �11と第3区分P3の山裾側外切刃部12b、第2区分P2 の内切刃11と第1区分の山裾側外切刃部12b、第 3区分P3の内切刃11と第2区分P2の山裾側外切刃� ��12bは、それぞれ平行に配置すると共に、図1 (A)に示すドリルヘッドへの取付姿勢において 第3区分P3の内切刃11と第2区分P2の山裾側外切� ��部12bとが穿孔方向に沿うように設定されて� ��る。

 図2(A)(B)に示すドリルヘッドD1は、基端側� ��開放した中空部20を有する略円筒状のヘッ� �本体2の略鈍角円錐形をなすヘッド先端面2a� �、中空部20と連通する大小2つの略扇形の切� �排出口21,22が相互に径方向に対向配置して形 成されており、大きい切屑排出口21のヘッド� ��心Oを通る半径線Rに沿う開口側縁の中央側� �体3A及び周辺側刃体3Bと、小さい切屑排出口2 2の径方向反対側の半径線R’に沿う開口側縁� ��中間部刃体3Cとに、それぞれ前記の第一実� �形態のスローアウェイチップT1が用いられ、 中央側刃体3AのスローアウェイチップT1が非� �削コア折り取り方式の配置になっている。

 そして、各スローアウェイチップT1は、� �の中央のボルト挿通孔15を通した固定ボルト 4により、略角軸状のチップ取付板5の一側面� ��長手方向一方側に一部突出状態にねじ止め� ��れており、該チップ取付板5をヘッド本体2� �に設けた凹陥部23に嵌合し、ヘッド本体2の� �周面2bから挿入した取付ボルト6を当該チッ� �取付板5のねじ孔5aに螺合して引き付けるこ� �により、ヘッド本体2に固定されている。ま� ��、ヘッド本体2の先端側のヘッド外周面2bに� ��、中間部刃体3Cの取付側と中央側刃体3Aの背 方側とに超硬材製のガイドパッド7,7がねじ止 めされると共に、これらガイドパッド7,7とは 径方向に対向する位置にも補助ガイドパッド 8,8がねじ止めされている。しかして、該ヘッ ド本体2の先端側よりも外径を小さくした基� �側のヘッド外周面2cには雄ねじ24が形成され� ��おり、該基端側を図示省略した中空状ボー� ��ングバーの雌ねじを有する先端部に螺入す� ��ことにより、当該ドリルヘッドD1をボーリ� �グバーの先端に連結するようになっている� �

  3個のスローアウェイチップT1は、いず� �も穿孔方向に臨む第1区分P1の刃長の長い外� �刃12がヘッド軸心O側に高く傾斜して、且つ� �ッド外周側に臨む第3区分の内切刃11が穿孔� �向に沿う取付状態になっている。そして、� �3(A)に詳細に示すように、周辺側刃体3B及び� �間部刃体3Cが刃先1をヘッド軸心Oを通る半径� ��R,R’に一致させた配置であるのに対し、中� ��側刃体3Aは、非切削コア折り取り方式のた� �に、刃先1が該半径線Rと平行して且つ該半径 線Rよりも距離fだけ切削回転方向前方になる� ��上がり位置において、第1区分P1の内切刃11� �内端11aがヘッド軸心Oから距離sだけ離れるよ うに配置している。また、この配置状態で、 該中央側刃体3AのスローアウェイチップT1に� �けるヘッド中央側に臨む第2区分P2の山裾側� �切刃部12b(図3(B)参照)は、ヘッド軸心Oと平行� ��なっている。

 このような深穴切削用ドリルヘッドD1に� �る深穴加工では、既述のボーリングバーに� �結した当該ドリルヘッドD1又は被削材Wを回� �させながら、切削孔の内周と中空状ボーリ� �グバー及びドリルヘッドD1の外周との間隙を 通して供給されるクーラントを切削部位へ連 続的に送り込み、該切削部位で発生する切屑 を該クーラントに巻き込んで、当該ドリルヘ ッドD1の切屑排出口21,22から中空部20ならびに ボーリングバーの中空内部を通して外部へ排 出する。

 この深穴切削加工にあっては、中央側刃� ��3Aに用いたスローアウェイチップT1の穿孔方 向に臨む第1区分P1の内切刃11の内端11aがヘッ� ��軸心Oから離間していることにより、図4(A)(B )に示すように、該軸心O付近に離心距離sを半 径とする円形の非切削ゾーンZが形成され、� �の非切削ゾーンZで被削材Wの非切削コアCを� �じる。しかるに、該スローアウェイチップT1 が芯上がりの位置にあって、且つその第2区� �P2の山裾側外切刃部12bの逃げ面13が5~15°の逃� ��角θを有することにより、該逃げ面13におけ る穿孔方向の端縁13aのヘッド軸心Oに対する� �短距離dが内切刃11の内端11aの離心距離sより� ��短くなり、図示の斜線部分Uだけ非切削ゾー ンZ内に入り込む形になる。

 従って、非切削ゾーンZで生成する非切削 コアCは、図4(B)で示すように、生成直後に該� ��げ面13によって側方から押接されて強制的� �側方へ押しやられ、且つドリルヘッドD1の回 転に伴って押しやられる方向が連続的に変わ って捩られると共に、該逃げ面13が非切削ゾ� ��ンZ内に入り込む分だけ側方から押し切られ 、非切削ゾーンZよりも小さい半径dの円形Nに 縊られることから、長く成長することなく小 刻みに分断される。このため、深穴切削加工 中、良好な切屑排出性が確保され、軸心位置 のチゼルエッジの解消と相俟って高い切削能 率が得られる。しかして、このドリルヘッド D1の場合は、ヘッド軸心側に臨む第2区分P2の� ��裾側外切刃部12bに沿う逃げ面13がヘッド軸� �Oに対して平行になっているから、非切削コ� ��Cに対する該逃げ面13の押接がより確実にな� ��、該非切削コアCの小刻みな分断が効率よく なされる。

 また、このドリルヘッドD1の中央側刃体3A に用いるスローアウェイチップT1は、適当な� ��上がり位置で、且つ第1区分P1における内切� ��11の内端11aもヘッド軸線Oから適当に離間し� ��おればよく、ヘッド本体2での配置精度に厳 密さを要さず、それだけ取付板5の製作及び� �工とスローアウェイチップT1の取付操作が容 易になる。

 なお、山裾側外切刃部12bの逃げ面13の逃� �角が5°未満では、穿孔方向に臨む第1区分P1� �おける該山裾側外切刃部12bの切削機能に支� �を生じる。逆に該逃げ角が15°を越えると、� ��逃げ面13の端縁13aの非切削ゾーンZ内への入� ��込みが不足し、非切削コアCの分断性が悪化 することになる。

 図5(A)(B)に示すドリルヘッドD2は、全切削� ��式の仕様であり、前記の非切削コア折り取� ��方式のドリルヘッドD1と同じヘッド本体2に� ��し、その中央側及び周辺側と中間部の全部� ��刃体3A~3Cとして同じスローアウェイチップT1 を取り付けているが、中央側刃体3Aも周辺側� ��び中間部刃体3B,3Cと同じく刃先1がヘッド軸� ��Oを通る半径線Rと一致するように配置する� �共に、その穿孔方向に臨む第1区分P1の内切� �11の内端11aがヘッド軸心Oを少し越える位置� �配置している。従って、このドリルヘッドD2 によれば、通常の全切削方式による深穴切削 加工を支障なく行える。

 上述したドリルヘッドD1,D2においては、� �辺側刃体3Bに用いたスローアウェイチップT1� ��、その周辺側に臨む第3区分P3の内切刃11が� �孔方向に沿って配置して切削孔内周に線接� �で摺接するが、この内切刃11がマージン14に� ��って大きな刃先角で高強度になっているこ� ��に加え、該マージン14部分も切削孔内周に� �接するから、該内切刃11の摩耗が軽減される と共に損傷を生じにくく、もって線速度が大 きくなる周辺側刃体3Bとしても優れた耐久性� ��発揮する。更に、中央側及び周辺側と中間� ��の全部の刃体3A~3Cに同じスローアウェイチ� �プT1を用い、これらを同じ取付姿勢にしてい ることから、部品の共通化と組立操作の一律 化によって製作コストを大きく低減できると 共に、いずれのスローアウェイチップT1も穿� ��方向に臨む第1区分P1の刃長の長い外切刃12� �ヘッド軸心O側に高く傾斜しているから、切� ��反力の背分力がヘッド軸心側へ向いて芯振� ��を生じにくく、それだけ切削孔の穿孔精度� ��向上するという利点もある。

 図6(A),(B)に示す第二実施形態の深穴切削� �スローアウェイチップT2は、やはり大まかに は正三角形、厳密には九角形の厚板状で3回� �称性を持つものであるが、第一実施形態の� �ローアウェイチップT1と一部を除いて略同様 の構成であるため、該第一実施形態との共通 部分には同一符号を付してその説明を省略す る。

 この第二実施形態のスローアウェイチッ� ��T2では、第一実施形態の場合よりも各外切� �12の山頂側外切刃部12aと山裾側外切刃部12bの 外切刃角β1,β2の差を大きくする(両外切刃部1 2a,12b間の曲折を大きくする)ことにより、第1� ��分P1の内切刃11と第3区分P3の山裾側外切刃部 12b、第2区分P2の内切刃11と第1区分の山裾側外 切刃部12b、第3区分P3の内切刃11と第2区分P2の� ��裾側外切刃部12bが、それぞれ非平行になっ� ��いる。そして、図6(A)に示すドリルヘッドへ の取付姿勢において、第3区分P3の内切刃11が� ��孔方向に沿う一方、第2区分P2の山裾側外切� ��部12bは、その刃先縁の穿孔方向前方側への� ��長線L2が該内切刃11の同延長線L1と交わるよ� ��に、穿孔方向に対して傾斜配置している。� ��の延長線Ll,L2の交叉角γは、5~30°程度である 。

 このスローアウェイチップT2を既述の非� �削コア折り取り方式のドリルヘッドD1に用い る場合、中央側刃体3Aでは、図7(A)(B)で示すよ うに、やはり刃先1が半径線Rと平行して且つ� ��半径線Rよりも距離fだけ切削回転方向前方� �なる芯上がり位置として、穿孔方向に臨む� �1区分P1の内切刃11の内端11aをヘッド軸心Oか� �距離sだけ離して非切削ゾーンZを形成する。 しかるに、このスローアウェイチップT2では� ��ヘッド周辺側に臨む第3区分の内切刃11が穿� ��方向に沿う取付姿勢とすれば、ヘッド軸心� ��に臨む第2区分P2の山裾側外切刃部12bが図7(B) の如くヘッド軸心Oに対して傾斜し、この山� �側外切刃部12bに沿う逃げ面13も図7(A)の如く� �ッド軸心Oに対して傾斜することになる。

 従って、非切削ゾーンZで生成する非切削 コアCは、第一実施形態のスローアウェイチ� �プT1の場合と同様に、生成直後に逃げ面13に� ��って側方から押接されて強制的に側方へ押� ��やられ、その押しやられる方向が連続的に� ��わって捩られると共に、該逃げ面13が非切� �ゾーンZ内に入り込む分だけ側方から押し切� ��れ、非切削ゾーンZよりも小さい半径dの円� �Nに縊られることになるが、更に加えて、逃� ��面13の傾斜によって非切削ゾーンZへの入り� ��みが次第に拡大し、もって非切削コアCは長 くなるほどヘッド軸心Oから側方へ変位する� �合が増すために長く成長できず、より確実� �小刻みに効率よく分断される。

 なお、第2区分P2の山裾側外切刃部12bのヘ� ��ド軸心Oに対する傾斜角、つまり前記図6(A)� �おける延長線Ll,L2の交叉角γは、30°を越える と、非切削コアCの折り取りが困難になり、� �削抵抗が著しく増大することになる。

 ところで、図2~図4で例示したドリルヘッ� ��D1では、第一実施形態のスローアウェイチ� �プT1の3個全部を、ヘッド周辺側に臨む第3区� ��P3の内切刃11が穿孔方向に沿う取付姿勢にし ているため、その中央側刃体3Aではヘッド中� ��側に臨む第2区分P2の山裾側外切刃部12bがヘ� ��ド軸心Oと平行になっている。しかるに、切 削孔の内周面に接触しない中央側刃体3Aや中� ��部刃体3Cではヘッド周辺側に臨む第3区分P3� �内切刃11を穿孔方向に沿わせる必要がないた め、第一実施形態のスローアウェイチップT1� ��用いた場合でも、中央側刃体3Aについては� �2~図4の取付姿勢から反時計回り方向に僅か� �回転させた取付姿勢に変えることにより、� �述した第二実施形態のスローアウェイチッ� �T2を用いた場合と同様に、ヘッド中心側に臨 む第2区分P2の山裾側外切刃部12bをヘッド軸心 Oに対して傾斜させ、その逃げ面13の傾斜によ って非切削コアCの分断性を向上させること� �できる。

 本発明の深穴切削用ドリルヘッドにおい� ��、中央側刃体3Aに用いるスローアウェイチ� �プT1,T2の離心距離、つまり穿孔方向に臨む第 1区分P1における内切刃11の内端11aのヘッド軸� ��Oからの離心距離sは0.05~0.5mmの範囲が好まし� ��、小さ過ぎては当該スローアウェイチップ� ��位置決めが困難になり、逆に大き過ぎては� ��切削コアCが太くなって折り取りに大きな力 を要して切削効率の低下に繋がる。更に、中 央側刃体3Aの芯上がり量、つまりヘッド軸心O を中心とする半径線Rに対する切刃1の距離fは 、非切削コアCの小刻みな折り取りをより確� �にする上で、0.2~1.5mmの範囲が好適である。

 なお、例示した深穴切削用ドリルヘッドD 1,D2は中央側及び周辺側と中間部の3つの刃体3 A~3Cを有するが、本発明は4個以上の刃体を備� ��るドリルヘッドにも同様に適用できる。そ� ��他、本発明のドリルヘッドでは、切屑排出� ��21,22の形状、取付板5の形状、ガイドパッド� ��取付位置と数等、細部構成については例示� ��外に種々設計変更可能である。