京セラ株式会社 (〒01 京都府京都市伏見区竹田鳥羽殿町6番地 Kyoto, 〒6128501, JP)
| 先端部において、第一インサートポケットと、該第一インサートポケットより外周側に形成される第二インサートポケットと、を有する略柱状のドリルホルダと、 前記第一インサートポケットに装着されるとともに、上面と側面との交差部に第一切刃を有する第一インサートと、 前記第二インサートポケットに装着されるとともに、上面と側面との交差部に第二切刃を有する第二インサートと、 を備えるドリルであって、 前記第一インサートポケットは、前記ドリルホルダの回転中心軸線を通過するように配置されており、 前記第二切刃は、前記ドリルホルダの先端側からみて凹状をなし、且つ少なくとも一部が曲線状となるように形成されている、ドリル。 |
| 前記第二切刃は、前記第一切刃の回転軌跡と交差する交差部を有し、 前記交差部は、前記第二切刃の外周側端部よりも下面側に位置している請求項1に記載のドリル。 |
| 前記第二切刃は、前記ドリルホルダの先端視で、少なくとも2つの円弧状部分を有しているとともに、前記ドリルホルダの回転中心軸線側に位置する円弧状部分の曲率半径R1が、前記ドリルホルダの外周側に位置する円弧状部分の曲率半径R2よりも小さい請求項1または2に記載のドリル。 |
| 前記第二切刃は、前記2つの円弧状部分の間に直線状部分を有する、請求項3に記載のドリル。 |
| 前記第二切刃の最も下面側に位置する谷部が、前記第二切刃の中央部よりも前記ドリルホルダの回転中心軸線側に位置している請求項1乃至4のいずれかに記載のドリル。 |
| 前記第二インサートの上面は、前記第二切刃に沿って形成された第二ブレーカ溝を有し、該第二ブレーカ溝の幅は、前記第二切刃の谷部に対応する位置において最も広くなっている請求項5に記載のドリル。 |
| 前記第二インサートの上面は、前記第二切刃に沿って形成された第二ブレーカ溝を有し、該第二ブレーカ溝の深さは、前記第二切刃の谷部に対応する位置において最も深くなっている請求項5または6に記載のドリル。 |
| 前記第一切刃は、前記ドリルホルダの先端側からみて凹状をなし且つ少なくとも一部が曲線状である請求項1乃至7のいずれかに記載のドリル。 |
| 前記第一切刃および前記第二切刃は、それぞれ、前記下面から最も離間した頂部と最も前記下面側に位置する谷部とを有し、 前記第一切刃の前記頂部と前記谷部との厚み方向における差は、前記第二切刃の前記頂部と前記谷部との厚み方向における差よりも小さい請求項8に記載のドリル。 |
| ドリルホルダに装着されて使用される切削インサートであって、 上面と側面との交差部に切刃を有し、 前記切刃は、前記ドリルホルダ装着時に前記ドリルホルダの外周側に位置するとともに、側面視で凹状をなし且つ少なくとも一部が曲線状である第二切刃を含む切削インサート。 |
| 前記第二切刃は、側面視で、少なくとも2つの円弧状部分を有しているとともに、前記ドリルホルダの回転中心軸線側に位置する円弧状部分の曲率半径R1が、前記ドリルホルダの外周側に位置する円弧状部分の曲率半径R2よりも小さい請求項10に記載の切削インサート。 |
| 前記上面は、前記第二切刃に沿って形成された第二ブレーカ溝を有し、該第二ブレーカ溝の幅は、前記第二切刃の谷部に対応する位置において最も広くなっている請求項10または11に記載の切削インサート。 |
| 前記上面は、前記第二切刃に沿って形成された第二ブレーカ溝を有し、該第二ブレーカ溝の深さは、前記第二切刃の谷部に対応する位置において最も深くなっている請求項10乃至12のいずれかに記載の切削インサート。 |
| 前記上面は、前記第二ブレーカ溝の内方に前記第二切刃よりも高位に位置する凸部を有していることを特徴とする請求項10乃至13のいずれかに記載の切削インサート。 |
| 被削材および請求項1乃至9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て前記被削材に前記インサートの切刃を各々近接させる工程と、 前記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、 前記切刃を前記被削材から離間させる工程と、 を包含する、被削加工物材の製造方法。 |
本発明は、ドリルおよびドリルに使用さ 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 具として、スローアウェイ式ドリルが用い れる。このドリルは、略円柱状をなすドリ ホルダの先端部に、穴底面内周側を切削す 切刃(内刃)を備えた内刃インサートと、穴 面外周側を切削する切刃(外刃)を備えた外刃 インサートとが、着脱自在に装着されている 。内刃インサートはドリルホルダの回転中心 軸線側に、外刃インサートはドリルホルダの 外周側に配置される。例えば、特許文献1に 、内刃および外刃が直線状のドリル用イン ートが開示されている。
しかし、このようなドリル用インサート 、延性に富む被削材などの切削加工におい 、生成された切りくずがカールされずにブ ーカ溝を乗り越えてしまい、ドリルホルダ 絡み付く傾向にあるといった問題があった
本発明の目的は、優れた切りくず排出性 有するドリルおよびドリルに用いる切削イ サートを提供することである。
本発明の一実施形態に係るドリルは、先 部において、第一インサートポケットと、 第一インサートポケットより外周側に形成 れる第二インサートポケットと、を有する 柱状のドリルホルダと、前記第一インサー ポケットに装着されるとともに、上面と側 との交差部に第一切刃を有する第一インサ トと、前記第二インサートポケットに装着 れるとともに、上面と側面との交差部に第 切刃を有する第二インサートと、を備える リルであって、前記第一インサートポケッ は、前記ドリルホルダの回転中心軸線を通 するように配置されており、前記第二切刃 、前記ドリルホルダの先端側からみて凹状 なし、且つ少なくとも一部が曲線状となる うに形成されている。
本発明の一実施形態に係る切削インサー は、ドリルホルダに装着されて使用される 削インサートであって、上面と側面との交 部に切刃を有し、前記切刃は、前記ドリル ルダ装着時に前記ドリルホルダの外周側に 置するとともに、側面視で凹状をなし且つ なくとも一部が曲線状である第二切刃を含 。
本発明の一実施形態に係る被削加工物の 造方法は、前記被削材および前記ドリルの ち少なくともいずれか一方を回転させて前 被削材に前記インサートの切刃を各々近接 せる工程と、前記切刃を前記被削材の表面 接触させて前記被削材を切削する工程と、 記切刃を前記被削材から離間させる工程と を包含する。
上記ドリルおよび切削インサートによれ 、第二切刃で生成される切りくずの断面形 を凹状にしやすくしつつ生成方向(長さ方向 )にカールさせ、切りくずが被削材の加工壁 に接触した際に、安定して切りくずを折り げやすくすることができる。その結果、切 くずの長さ方向において切りくずが分断さ やすく、切りくずがホルダに絡み付くこと 抑制して、切りくずの排出性を向上させる とができる。
上記製造方法によれば、切りくずがホル へ絡み付くことを抑制して優れた切りくず 出性を発揮するドリルを用いるため、仕上 面精度の高い加工物を得ることができる。
(第一の実施形態)
図1乃至図3を用いて、本発明の第一の実施
態に係るドリル10について、詳細に説明する
。
ドリル10は、ドリルホルダ11と、ドリルホル
ダ11の先端部に装着された2つの切削インサー
ト1とを備える。
<ドリルホルダ>
ドリルホルダ11は、略柱状、例えば、略円
状をなしている。ドリルホルダ11の後端部は
、工作機械または接続部材に固定される。他
方、ドリルホルダ11の先端部には、先端側か
みて回転中心軸線を通るように配置される
一インサートポケット12Aと、第一インサー
ポケット12Aより外周側に配置される第二イ
サートポケット12Bとを有する。第一インサ
トポケット12Aが内刃インサートポケットに
当し、第二インサートポケット12Bが外刃イ
サートポケットに相当する。インサートポ
ットの数は2以上であればよく、特に制限さ
れない。例えば、第二インサートポケット12B
の外周側にさらに、複数のインサートポケッ
トが配置されていてもよい。インサートポケ
ットは、ドリルが回転した場合に、ドリル先
端面の中心軸から外周面に至るまでの線分を
、各ポケットに装着されたインサートのいず
れかの切刃が通過するように形成される。本
実施形態においては、図1~3に示すように、先
端側からみて2つのインサートポケットが形
されており、それぞれのインサートポケッ
に装着される切削インサートの切刃の回転
跡が交差するように形成されている。
第一インサートポケット12Aは、ドリルホ ダ11の先端側が開放されている。第二イン ートポケット12Bは、ドリルホルダ11の先端側 および外周側が開放されている。そして、第 一インサートポケット12Aと第二インサートポ ケット12Bは、図3に示すようにドリルホルダ11 の先端視において、装着される各切削インサ ートの切刃が、軸線Lに対してほぼ180°の回転 した位置に配置されている。
ドリルホルダ11には、フルート13が、第一イ
ンサートポケット12Aおよび第二インサートポ
ケット12Bに各々連通して設けられている(13A
13B)。このフルート13は、各切刃から生成さ
る切りくずを、ドリル10から外方に排出する
ための通路となる。本実施形態において、フ
ルート13A、13Bは、凹状の溝としてドリルホル
ダ11の外周面に螺旋状に形成されている。
<切削インサート>
切削インサート1Aおよび1Bは、ねじ部材によ
って、対応するインサートポケット12Aおよび
12Bにそれぞれ装着される。
第一インサート1Aは、被削材に穴加工を う際に、穴底面内周側の切削を行う第一切 (内刃)を有する。第二インサート1Bは、穴底 外周側の切削を行う第二切刃(外刃)を有す 。
第一インサート1Aは、第一切刃の少なく も一部がドリルホルダ11の先端部から突出す るよう第一インサートポケット12Aに装着され る。第二インサート1Bは、第二切刃の少なく も一部がドリルホルダ11の先端部から突出 るよう第二インサートポケット12Bに装着さ る。本実施形態においては、先端側におけ 第一切刃の回転軌跡と第二切刃の回転軌跡 、互いに交差する。そして、第一切刃の回 軌跡と第二切刃の回転軌跡とがドリルホル 11の中心軸から外周面に至るまでをカバーす るように、第一インサート1Aおよび第二イン ート1Bは各々配置される。第一切刃の回転 跡と第二切刃の回転軌跡とが交差しない場 、それぞれの回転軌跡に交差するような回 軌跡を有する切刃を有する切削インサート 配置してもよい。
第一インサート1A、第二インサート1Bはま た、それぞれの上面を同一回転方向に向けて 装着されている。図3においては第一インサ ト1Aの上面と第二インサート1Bの上面とは、 線Lに対して180度反対方向を向いた状態で装 着されている。そして、ドリルホルダ11を、 ドリルホルダ11の軸線Lを中心に回転させて 第一インサート1Aおよび第二インサート1Bを 用いて被削材に穴加工を行う。
本実施形態においては、例えば、第一イ サート1Aおよび第二インサート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に装着されているが、インサートの配 角度については特に制限されない。
本実施形態においては、第一インサート ケット12Aおよび第二インサートポケット12B 各々に、同一の形状を有するインサートが 異なった配置で(取り付け方向を変えて)装 されている。すなわち、第一インサート1Aお よび第二インサート1Bとして、第一切刃と第 切刃とを有する同一形状のインサートを用 ている。このインサートは、第一インサー 1Aとして使用される場合は、図1および図2に 示すように、側面視において第一切刃(内刃) ドリルホルダ11の先端から突出するよう配 される。一方、第二インサート1Bとして使用 される場合は、側面視において第二切刃(外 )をドリルホルダ11の先端から突出するよう 置される。このように本実施形態のインサ トは、1種のインサートが第一インサート1A しても第二インサート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。
以下、本実施形態のドリルに装着された 発明に係る一実施形態のインサート1につい て、図4乃至図7を用いてさらに詳細に説明す 。
本実施形態に係るインサート1は、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 クス等の焼結体、または該焼結体に膜を被 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、上面2と側面4との交差部の少なくとも一 に形成された切刃5と、を有している。
上面2の少なくとも一部は、すくい面とし て機能し、側面4の少なくとも一部は、逃げ として機能する。そして、下面3は、ドリル ルダ11に形成されたインサートポケット12に 当接する着座面として機能する。
切刃5は、第一切刃51と、第二切刃52と、 有している。第一切刃51は、インサート1を 刃インサート1Aとして使用する場合に、イン サート1がドリルホルダ11の回転中心軸を通る ように配置される切刃である。第二切刃52は インサート1を外刃インサート1Bとして使用 る場合に、ドリルホルダ11の外周側に位置 る切刃である。
本実施形態においては、ドリルホルダ11 装着する際にねじ部材が挿通される貫通穴6 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、第一 刃51と第二切刃52が各々2つずつ形成されてい る。
本実施形態の第一切刃51は、略直線状を す。そして、第一切刃51は、下面2に対して 平行となるよう配置されている。すなわち 第一切刃51は、全長に渡って下面3からの距 が一定である直線状の切刃である。このよ な構成により、切刃強度が向上する。
本実施形態における第二切刃52は、図4(b) 示す通り、側面視で凹状をなしかつ少なく も一部が曲線状となるよう形成される。こ により、第二切刃52によって生成された切 くずの断面形状を安定して略凹状とするこ ができる。
なお、切りくずの断面形状とは、生成さ た切りくずの長手方向に対して垂直な断面 おける切りくずの形状である。
このように断面形状が略凹状である切り ずは、上面2(すくい面)でカールすることに って反転して、断面形状が略凸状の状態で 削材の加工壁面と接触する。その際に、切 くずは、安定して折り曲げられる。切りく の折り曲げについては後述する。
また、上述した通り、第一インサート1A 第一切刃51は、回転軌跡が、第二インサート 1Bの第二切刃52の回転軌跡と互いに交差する 差部を有する。
図2に、第一インサート1Aをドリルホルダ1 1の軸線Lに対して180度回転させた際の第一イ サート1Aの位置を点線で示している。この 線は、第一インサート1Aの切刃の回転軌跡の 一部である。この点線と第二インサート1Bの 二切刃52とが交差する部分が第二切刃52の交 差部52cとなる。
この交差部52cを図4(b)にも示す。本実施形 態においては、交差部52cは、第二切刃52のド ルホルダの軸線側端部52bよりも外周側に位 している。
交差部52cは、さらに第二切刃においてド ルホルダ11の外周側に位置する外周側端部52 aよりも下面3側に位置している。具体的には 図4(b)に示すように、下面3から外周側端部52 aまでの下面3に対して略垂直な方向における さをHaとし、下面3から交差部52cまでの下面3 に対して略垂直な方向における長さをHcとし 場合に、Ha>Hcを満たす。
このような構成により、第二切刃52で生 された切りくずの幅方向における両端部の ち外周側端部が、先に安定して被削材の加 壁面に接触する。そのため、切りくずの内 側端部に安定して引張応力を発生させるこ ができる。これにより、図7に示すように、 りくずの折り曲げ部Tにおいて、内周側端部 が破れやすくなる。その結果、切りくず排出 性の向上が更に図れる。
また、Ha>Hcを満たすことで、第二切刃52 は、外周側から被削材に接触するため、切削 加工開始時の食い付きが良くなり、加工面精 度の向上も図れる。
さらに、第二切刃52は、側面視で少なく も2つの円弧状部分を有した形状をなす。第 切刃52は、ドリルホルダ11の軸線側に位置す る円弧状部分8と、ドリルホルダ11の外周側に 位置する円弧状部分9と、を有している。ド ルホルダ11の軸線側に位置する円弧状部分8 、曲率半径R1を有し、外周側に位置する円弧 状部分9は、曲率半径R2を有している。すなわ ち、第二切刃52は、側面視で、互いに曲率半 の異なる(R1≠R2)2つの円弧状部分8,9を有して おり、R1およびR2は、R1<R2を満たす。
このような構成により、第二切刃52で生 された切りくずの断面形状において、凹状 分のうちドリルホルダ11の軸線側に相当する 内周側がより大きな傾きを有した形状となる 。そのため、前記切りくずの折り曲げ部Tに いて、より一層、内周側端部に大きな引張 力が発生して切れ目が生じやすくなる。そ 結果、切りくずがドリルホルダ11へ絡み付く ことを抑制する効果が高まる。
なお、円弧状部分8および9の曲率半径の 定は、図4(b)に示すように、側面視において CCDカメラや画像測定器を用いて測定するこ ができる。
また、第二切刃52は、下面3に対する高さ 最も低い谷部52lと、下面3に対する高さが最 も高い頂部52hと、を有している。そして、本 実施形態においては、谷部52lが、第二切刃52 中央部よりもドリルホルダ11の軸線側に位 している。
谷部52lは、下面3に略垂直な方向における 下面3と第二切刃52との距離が最小となる切刃 部分である。また、頂部52hは、下面に略垂直 な方向における下面3と第二切刃52との距離が 最大となる切刃部分である。谷部52lおよび頂 部52hは、いずれも、点であっても幅を有する 直線部分であってもよい。
また、第二切刃52の中央部とは、インサ トを装着した状態での先端視において、第 切刃の両端部52aと52bとの距離の中点をいう 図4(b)では、52mが、第二切刃52の中央部とな 。
谷部52lが、第二切刃52の中央部52mよりも リルホルダ11の軸線側に位置することにより 、頂部52hと谷部52lとの差であるδ52を一定に た場合、R1がより小さくなり得る。これによ り、切りくずの内周側端部が破れやすくなる 。そのため、切りくずの長さ方向における分 断が生じやすくなる。その結果、更なる切り くず排出性の向上が図れる。谷部52lは、例え ば、第二切刃52の幅を30:70~45:55の比で分割す 位置に配置されることが好ましい。
さらに、上面2は、第二切刃52に沿って第二 レーカ溝7を有している。第二ブレーカ溝7 、凹状をなす。そして、第二ブレーカ溝7の は、第二切刃52の谷部52lに対応する位置に いて最も広くなっている。すなわち、図4(a) 示すように、谷部52lに対応する第二ブレー 溝7の幅W 52l が最も大きい。例えば、W 52l は、第二切刃52の両端側に位置する外周側端 52a、交差部52cに対応する第二ブレーカ溝7の 幅W 52a 、W 52c よりも大きい。つまり、W 52l >W 52a 、W 52c を満たす。なお、ここでいう第二ブレーカ溝 7の幅Wとは、切りくずのカール作用に寄与す 溝部分の幅のことである。例えば、図5(a)乃 至(c)に示すように、ランドを有する場合は、 第二切刃52に対して垂直なインサート断面に いて、ランドのインサート内方側端部から 第二一ブレーカ溝7よりも内方に位置する上 面(平坦面)までの距離が第二ブレーカ溝の幅 なる。具体的には、前記距離のうち、下面 平行な寸法として測定できる。また、ラン を有さず第二切刃52に連続して第二ブレー 溝7が形成される場合は、前記インサート断 において、切刃から、第二ブレーカ溝7より も内方に位置する上面までの距離が第二ブレ ーカ溝7の幅となる。この場合も、上述と同 にして、第二ブレーカ溝7の幅を測定するこ ができる。
第二ブレーカ溝7の幅が、第二切刃52の谷 52lに対応する位置において最も広くするこ により、切りくずの幅方向における両端側 分が、略中央部分よりも先に第二ブレーカ 7に接触することができる。これにより、第 二切刃52で生成された断面形状が略凹状をな 切りくずを、安定して第二ブレーカ溝7の両 端側部分で2点支持しながらカールさせるこ ができる。そのため、略中央部分で局所的 切削抵抗が増大することを抑制することが きる。その結果、切りくずの排出方向を安 させることができるとともに、切りくずの 方向の略中央部分が第二ブレーカ溝7に溶着 ることを抑制することができる。
第二ブレーカ溝7の幅W 52l としては、1~5mm程度、好ましくは1~3.5mmである 。また、第二ブレーカ溝7の幅W 52a としては、0.5~2mm程度、好ましくは0.5~1.5mmで る。また、W 52c としては、1~3mm程度、好ましくは1~2mmである W 52l とW 52a とW 52c がこのような値を有するとともに、上述した 関係式を満たすことが好適である。
さらに、第二ブレーカ溝7の深さは、第二切 刃52の谷部52lに対応する位置において、最も くなっている。すなわち、図5(a)乃至(c)に示 すように、谷部52lに対応する第二ブレーカ溝 7の深さD 52l が、他の切刃部分に対応する第二ブレーカ溝 7の深さよりも大きい。例えば、D 52l は、第二切刃52の両端側に位置する外周側端 52a、交差部52cに対応する第二ブレーカ溝7の 深さD 52a 、D 52c よりも大きい。つまり、D 52l >D 52a 、D 52c を満たす。第二ブレーカ溝7の深さDとは、上 の幅Wと同様に、切りくずのカール作用に寄 与する溝部分の深さのことであり、例えば、 図5(a)乃至(c)に示すように、第二ブレーカ溝7 深さは、下面3に対して略垂直な方向におけ る第二切刃52からの第二ブレーカ溝7の深さD して測定できる。すなわち、第二切刃52に垂 直な断面において、下面3に対して垂直な方 における第二切刃52と第二ブレーカ溝7の底 との距離を、第二ブレーカ溝7の深さとする
このような構成により、第二切刃521で生 された断面形状が凹状の切りくずの略中央 分が第二ブレーカ溝7の表面に強く衝突して 第二ブレーカ溝7に溶着することを抑制する とができる。
第二ブレーカ溝7の深さD 52l としては、0.2~0.5mm程度、好ましくは0.3~0.4mmで ある。また、第二ブレーカ溝7の深さD 52a としては、0.05~0.3mm程度、好ましくは0.1~0.2mm ある。また、D 52c としては、0.05~0.3mm程度、好ましくは0.1~0.2mm ある。D 52l とD 52a とD 52c がこのような値を有するとともに、上述した 関係式を満たすことが好適である。
なお、本実施形態に係る第二ブレーカ溝7 は、幅Wおよび深さDのいずれも上記関係を満 す形態を例示したが、これに限らない。第 ブレーカ溝7の幅Wまたは深さDのいずれか一 のみが上記関係を満たすものであってもよ 。
例えば、本実施形態においては、第二切 52の谷部52lは、側面視で、第二切刃52の曲線 状部分のある1点であるが、第二切刃の谷部 これに限らない。第二切刃の谷部は、一定 幅を有した領域であっても良い。つまり、 二切刃の谷部が、側面視で、第二切刃のう 直線状で且つ下面3に略平行な部分に位置す 形態であっても良い。
このような形態の場合、第二ブレーカ溝 幅や深さが最も大きい部分は、この一定の を有する第二切刃の谷部の少なくとも一部 対応していれば良く、第二切刃の谷部の全 に沿う部分すべてにおいて、溝の幅または さが最も大きくなるよう形成される必要は い。
なお、谷部52lが一定の幅を有する直線状 分である場合は、δ52をより小さくすること ができる。すなわち、第二切刃52のすくい角 一定とした場合、インサート1の上面を大き く掘り下げる必要がない。そのため、谷部52l が直線状部分ではない場合に比べて第二ブレ ーカ溝7の幅がより狭い状態でも、優れた切 くず排出性を発揮させることができる。
一方、谷部52lが曲線状部分のある一点で る場合は、凹状である切りくずの断面が、 りU字形に近くなる。そのため、切りくずが 第二ブレーカ溝7に沿ってより安定して排出 れる。谷部521が曲線状部分の場合としては R1、R2よりも大きい曲率半径を有する円弧形 に谷部521がある場合が好ましい。
また、本実施形態においては、上面2は、第 二ブレーカ溝7の内方に凸部14を有している。 凸部14は、第二切刃52よりも高位にある。す わち、図5(b)に示すように、凸部14の下面3か 凸部14の頂部までの下面3に対して略垂直な 向における長さをH 14 とすると、H 14 >Haを満たす。このような構成により、切り くずを安定してカールさせることができる。
なお、凸部14の頂部とは、凸部14のうち、 下面3に対して略垂直な方向における最も高 点または面をいう。
さらに、凸部14は、第一切刃51に接続する 上面2よりも高位にある。すなわち、凸部14は 、上面2のうち第一切刃51に対応する部分に対 して、上方に突出するよう形成されている。
なお、本実施形態においては、図5(d)に示 すように、上面2のうち第一切刃51に対応する 部分は、第一切刃51に沿って内方に向かうに れて低位に位置する傾斜面15と、該傾斜面15 の内方に位置する平坦面16と、を有している 該平坦面16は、第二切刃52に対応する第二ブ レーカ溝7と凸部14と隣接している。凸部14は この隣接する平坦面16よりも高位にある。
なお、本実施形態においては、図6に示す ように、第一切刃51に接続する上面のうち第 切刃52の頂部52hに隣接する領域に、他の領 より高位に位置する補強部17が形成されてい る。該補強部17は、インサート1が内刃インサ ート1Aとしてホルダ11に装着された時に、ド ルホルダ11の回転中心軸線L側に位置する。 なわち、補強部17は、内刃の回転中心軸線L に位置する。内刃のドリルホルダ11の回転中 心軸線側は、ドリルの加工形態上、切削速度 はほぼゼロであり、被削材に押し付けられる 部分である。したがって、内刃の回転中心軸 線L側は、切削加工時に非常に大きな負荷が かり欠損しやすい部分である。一方、内刃 回転中心軸線L側は、加工精度に大きな影響 及ぼす内刃の芯高さを規定する上で、重要 部分である。本実施形態においては、補強 17を有しているため、内刃の回転中心軸線L の欠損を抑制できるため、高い加工精度を 揮することができる。
<切削方法>
次に、本実施形態のインサート1を用いて切
削加工を行った際の切りくず排出機構につい
て、詳細に説明する。
最初に、第二切刃52が被削材の表面に接 して、切削加工が開始され、第二切刃52によ って、断面形状が略凹状をなす切りくずが生 成される。該切りくずは、第二切刃52に連続 て設けられた上面(すくい面)を擦過する。 りくずは、すくい面と接触しながら、カー される。本実施形態においては、第二切刃52 に沿って形成された第二ブレーカ溝7によっ 、切りくずは、安定してカールされやすい
次に、第二ブレーカ溝7に沿ってカールさ れた切りくずは、カールされた状態で排出方 向に進行する。そして、ある切りくず長さま で到達すると、反転され、すくい面を正面視 して断面形状が略凸状となる。この反転した 切りくずは、進行方向前方に位置する被削材 の加工壁面に接触して、折り曲げられる。こ のとき、切りくずの被削材の加工壁面と最初 に接触する部分は、ドリルの加工形態上、回 転速度が速く、被削材の加工壁面に最も近い 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 ずの外周側となり、外周側から折り曲げが生 じる。そのため、断面形状が一直線である切 りくずが折り曲げられる場合と異なり、切り くずの折り曲げ部には、起点から遠ざかるに つれてより大きな引張応力が発生することと なり、内周側により大きな引張応力が作用す る。その結果、切りくずの内周側端部が伸び やすく、場合によっては、切りくずの折り曲 げ部Tにおける内周側端部に切れ目が生じ、 れ得る。
その後、図7(b)に示すように、折り曲げら れた切りくず部分Iは、切りくずの折り曲げ Tを境にして排出方向前方に位置する切りく 部分Iと、排出方向の後方に位置する切りく ず部分IIとが、互いに背中合わせに接触する すなわち、断面形状が略凹状の切りくず部 IとIIとが、凹となる面が互いに反対の方向 向いた状態で接触する。このとき、本実施 態においては、切りくず部分IおよびIIは、 ずれも曲線状部分を有するため、切りくず 分IとIIとが接触する確立が高く、切りくず 分IおよびIIの接触が安定して生じるように る。そして、新たに生成された切りくずも 上述した通り、外周側が先に被削材の加工 面に接触するため、切削加工が進むにつれ 、切りくず部分I、IIの外周側が互いに近づ 方向に力が作用する。これによって、切り ずの折り曲げ部Tの内周側端部に、更なる引 張応力が発生する。つまり、切りくず部分I IIの押し合いによって、切りくずの内周側端 部に更なる引張応力が発生する。その結果、 切りくずの内周側端部がより伸びやすく、切 れ目が生じやすい、または破れやすくなる。
その後、切削加工が続くにつれて、この うな切りくずの折り曲がりが繰り返される すなわち、(1)切りくずがある長さを有する でカールされ、カールされた切りくずが被 材の加工壁面に接触して折れ曲げられる、( 2)折り曲げられた切りくずが、折り曲げ部Tの 前後に位置する切りくず部分I、IIの押し合い で更に生じた引張応力によって、より一層引 っ張られる、といった(1)(2)の工程が(1)→(2)→ (1)→(2)・・・と繰り返される。このような工 程で得られた切りくずは、図7(b)に示すよう 、切りくずの長さ方向において、略等間隔 折り曲げられた切りくずとなる。具体的に 、切りくずのミクロな形状が、蛇腹状とな 。
また、本実施形態においては、図7(a)に示 すように、折り曲げ部Tの内周側端部に切れ が生じて破れるため、切りくずのマクロな 状は、ほぼ真っ直ぐに伸びた形状をなす。
このようにマクロな形状がほぼ真っ直ぐ 伸びた形状である切りくずは、切りくず排 方向が安定し、インサートポケットに連通 て設けられたフルート内をスムーズに通過 ることができる。すなわち、このような切 くずは、本実施形態のようにねじれた形状 なすフルートに沿ってスムーズに移動する とができる。その結果、切りくずがドリル ルダ11に絡み付くことを抑制できる。また ねじれ形状をなすフルートの内壁面との接 や、被削材の表面から出た際の遠心力等を っかけにして、このようなマクロな形状が ぼ真っ直ぐに伸びた切りくずは、切りくず 長さ方向において分断されやすくなる。そ 結果、切りくず排出性の向上が更に図れる このような切りくず排出性の向上は、特に 性に富む被削材、例えば、ステンレス鋼等 被削材の切削加工においても、好適に得ら る。
なお、被削材の種類によっては、前記起 から内周側に向かうにつれて発生する引張 力が大きく、折り曲げ部Tの内周側端部は、 伸びて折り曲げられるだけでなく、破れる。 このように内周側端部が破れた切りくずは、 その形状をフルートに沿ったものにしやすい 。その結果、切りくずとフルートの内壁面と の抵抗がより小さくなり、切りくず排出性が 更に高まる。なお、切りくずの内周側端部と は、切りくずが生成された際にドリルホルダ 11の回転中心軸線L側に位置する端部のことで ある。
また、このような内周側端部が破れた切り
ずは、フルートの内壁面との接触またはド
ル1の外方へ放り出された際の遠心力等によ
り、切りくずの長さ方向において、容易に分
断される。そのため、切りくずがフルート内
で詰まったり、ドリルホルダ11に絡み付いた
することを抑制することができる。その結
、切りくず排出性がより一層高まる。
(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
ンサート1’について、図8(a)乃至(c)を用い
、詳細に説明する。なお、第一の実施形態
インサート1と同様の構成については、同一
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、第一インサートおよび第二イン ートのいずれとしても使用できるように、 刃となる第一切刃51と、外刃となる第二切刃 52との両方を有している。
本実施形態の第一切刃51は、側面視で凹 をなし且つ少なくとも一部が曲線状である このような構成により、第一切刃51で生成さ れた断面形状が凹状である切りくずの径を、 小さくすることができる。すなわち、第一切 刃51は、外刃として機能する第二切刃52と異 り、切削加工時に穴底面に押し付けられる うに切削を行う内刃として機能する。その め、第一切刃51によって生成される切りくず の形状は、蛇腹状をなす第二切刃52で生成さ る切りくず形状と異なり、螺旋状をなす。 のような特徴的な切りくず形状であっても スムーズにカールさせ、切りくず排出方向 安定する。その結果、切りくず排出性が更 向上し、仕上げ面精度および加工面精度が まる。
また、第一切刃51は、第二切刃52と同様、 下面3に対する高さが最も低い谷部51lと、下 3に対する高さが最も高い頂部51hと、を有し いる。ここでいう谷部51lおよび頂部51hは、 二切刃52の谷部52lおよび頂部52hと、同様に 定できる。
本実施形態においては、第一切刃51の谷 51lと頂部51hとの厚み方向における差δ52が、 二切刃52の谷部52lと頂部51hとの厚み方向に ける差δ52よりも小さい。
このような構成により、第一切刃51およ 第二切刃52で生成された切りくずをそれぞれ 安定してカールさせ折り曲げることができる 。そのため、第一切刃51で生成された切りく 形状は安定して螺旋状となり、第二切刃52 生成された切りくず形状は安定して蛇腹状 なる。すなわち、第一切刃51および第二切刃 52が、各々、切りくずの生成過程が異なる内 、外刃に好適な形状をなすため、優れた切 くず排出性を発揮させることができる。
このように第一切刃51および第二切刃52と もに、側面視で凹状をなし且つ少なくとも一 部が曲線状をなすインサート1’は、延性に む被削材の切削加工においても、優れた切 くず排出性を発揮することができる。
なお、本実施形態においては、第一切刃5 1および第二切刃52のいずれもが、上述の通り 、曲線状部分を有する形態を例示したが、こ れに限らず、第一切刃51のみが、側面視にお て、曲線状部分を有する形態であっても構 ない。
また、第一および第二の実施形態において
、第一切刃51および第二切刃52がいずれも曲
線状部分のみからなる場合を例示したが、こ
れに限られない。各切刃は、中央部分に直線
状部分を有したものであっても構わない。ま
た、各切刃は、両端側の少なくとも一方に直
線状部分を有したものであっても構わない。
すなわち、本発明に係るインサートの実施形
態においては、第一切刃は、生成される切り
くずの断面形状が略凹状となるよう、略凹状
をなすとともに少なくとも一部に曲線状部分
を有していればよい。
(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
ンサート1”について、図9乃至図11を用いて
、詳細に説明する。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
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、内刃となる第一切刃51と、外刃と なる第二切刃52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、上 面2は、第一、第二の実施形態のインサート1 異なり、凸部14を有していない。すなわち 図10(a)乃至(c)および図11(b)に示すように、第 ブレーカ溝7の内方に位置する上面2部分は 第一切刃51に接続する上面2部分と段差を介 ずに接続されている。つまり、第二切刃52に 対応する上面2部分と第一切刃51に対応する上 面2部分との境界がなく、上面2の内方部分が1 つの面で構成されている。このような形態に おいては、インサート1”を内刃インサート して使用した場合に、第一切刃51によって生 成された切りくずが、同一面で構成された上 面2部分をスムーズに流れることができる。 のため、切りくず排出性の向上が図れる。
また、このように上記同一面を有するこ で、サイズの小さいインサートであっても 第二ブレーカ溝7の内方に上面部分を確保し つつ、第二ブレーカ溝7の幅を広く確保する とができる。したがって、第二切刃52で生成 された切りくずが、長さ方向において、長距 離に渡って第二ブレーカ溝7と接触すること できる。そのため、切りくず排出性の向上 更に図れる。
また、第二ブレーカ溝7の内方に上面部分 を設けることで、貫通穴6の開口部周縁部付 の強度を大きくすることができる。すなわ 、第二ブレーカ溝7の上り傾斜面が貫通穴6の 外周縁部に接続することで、貫通穴6の開口 周縁と第二ブレーカ溝7との交差部分の断面 鋭角となり、貫通穴6の開口部周縁の強度が 低下してしまうことを抑制できる。その結果 、貫通穴6の開口部周縁が欠損してしまうこ を抑制することができる。
なお、本実施形態においては、前記同一 は、図10(a)乃至(c)に示すように、下面3と略 行である。
また、本実施形態において、図9(b)に示す ように、第二切刃52の頂部52hは、第二ブレー 溝7の内方に位置する上面2部分よりも高位 ある。
また、図11(d)に示すように、ホルダ11の回転 中心軸線Lに略垂直な断面において、第二ブ ーカ溝7は、凹状である。そして、この図11(d )に示す断面図において、第二ブレーカ溝7の 部52h側に位置する領域は、中央部71と、該 央部71に対して頂部51h側に位置する端部72を している。端部72の傾斜角度θ 72 は、中央部71の傾斜角度θ 71 より大きい(θ 72 >θ 71 )。
ここで、中央部71の傾斜角度および端部72の 傾斜角度は、下面3に対する上記断面図にお る各部の傾斜角度θ 71 、θ 72 である。各部が曲面で構成されている場合は 、頂部52h側の端部における接線の傾斜角度と する。
なお、ここでいう上記断面図は、インサ ト1がホルダ11に装着された際に、第二ブレ カ溝7を通り且つ下面3に対して垂直な断面 である。本実施形態においては、図11(a)のF3- F3断面図となる。
本実施形態においては、第二ブレーカ溝7 がこのような端部72を有することにより、第 切刃52で生成された切りくずの外周側が該 部72によって、カール作用を大きく受ける。 したがって、第二切刃52で生成された切りく の断面形状をより一層安定して凹状にする とができる。
また、この傾斜角度がより大きい端部72 、インサート1が外刃インサート1Bとしてホ ダ11に装着された時に、ホルダ11の外周側に 置する。そのため、第二切刃52で生成され 切りくずは、切りくずの内周側を軸とする 旋状に形成されやすくなる。すなわち、切 くずの外周側が、より内周側に向かって排 されるため、切りくずの形状が安定した螺 状をなす。これにより、第二切刃52で生成さ れた切りくずがねじれ形状をなすフルートに 詰まることを抑制する効果が高まる。
また、本実施形態においては、上面視で端
72の幅がほぼ一定である。このような構成
より、高位に位置する補強部17と隣接する端
部72の傾斜角度を、第二切刃52から内方に向
うにつれて大きく変化することを抑制でき
。したがって、端部72において局所的に大き
な負荷がかかることを抑制することができる
。その結果、切りくずが詰まることを抑制す
ることができ、切りくず排出性の向上が更に
高まる。
<被削加工物の製造方法>
最後に、本発明に係る被削加工物の製造方
の一実施例について説明する。
本実施形態に係る被削材の切削方法は、 下の(i)~(iii)の工程を有している。
(i)被削材および上述した本実施形態のドリ
1のうち、少なくともいずれか一方を回転さ
せて被削材に内刃インサート1Aおよび外刃イ
サート1Bの切刃5を各々近接させる工程
(ii)切刃5を被削材の表面に接触させて被削
を切削する工程
(iii)切刃5を被削材から離間させる工程
本実施形態の(i)の具体的な工程は、被削材
静置した状態で、ドリル1を回転させて被削
材に内刃インサート1Aおよび外刃インサート1
Bの切刃5を近接させる工程である。具体的に
、内刃インサート1Aにおいては、第一切刃51
を被削材に近接させる。外刃インサート1Bに
いては、第二切刃52を被削材に近接させる
このような本実施形態の切削方法は、上 した優れた切りくず排出性を有したドリル1 0を用いて加工されるため、切削加工中に、 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。
以上、本発明にかかるいくつかの実施形 について示したが、本発明は上述した実施 態に限定されるものではなく、本発明の要 を逸脱しない範囲で変更や改良したものに 適用できることは言うまでもない。
