特許 5979054 ドリル用インサートおよび刃先交換式ドリル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5979054

(24)【登録日】2016年8月5日

(45)【発行日】2016年8月24日

(54)【発明の名称】ドリル用インサートおよび刃先交換式ドリル

(51)【国際特許分類】

   B23B 51/00 20060101AFI20160817BHJP

【ＦＩ】

   B23B51/00 T

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-61393(P2013-61393)

(22)【出願日】2013年3月25日

(65)【公開番号】特開2014-184523(P2014-184523A)

(43)【公開日】2014年10月2日

【審査請求日】2015年9月29日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006264

【氏名又は名称】三菱マテリアル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100108578

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 詔男

(74)【代理人】

【識別番号】100129403

【弁理士】

【氏名又は名称】増井 裕士

(74)【代理人】

【識別番号】100142424

【弁理士】

【氏名又は名称】細川 文広

(72)【発明者】

【氏名】松永 光平

(72)【発明者】

【氏名】川出 保彦

(72)【発明者】

【氏名】田中 省吾

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 隆広

【審査官】 長清 吉範

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−９９７７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２３９４１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３１４２５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２５２８０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００７／１１４１４６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００８−８０４８３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｂ ５１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸線回りに回転されるドリル本体の先端部の上記軸線側と外周側とに着脱可能に取り付けられるドリル用インサートであって、多角形平板状のインサート本体のドリル回転方向に向けられる多角形面の辺稜部に、上記ドリル本体の先端側に向けられて上記軸線回りの回転軌跡が該軸線方向に見て互いに重なり合う切刃が形成されるとともに、この切刃にはランドが設けられており、上記ランドのランド角は、上記ドリル本体に取り付けられたときに該ドリル本体の外周側に位置する上記切刃の一端部から他端部側に向かうに従い負角側に漸次大きくなるとともに、上記ランドのランド幅は、上記切刃の一端部から他端部側に向かうに従い漸次大きくなることを特徴とするドリル用インサート。

【請求項2】

上記ランド角は−１０°〜１５°の範囲内とされるとともに、上記ランド幅は０．２５ｍｍ以下の範囲内とされていることを特徴とする請求項１に記載のドリル用インサート。

【請求項3】

上記多角形面には上記ランドに連なってブレーカ溝が形成されており、このブレーカ溝による上記切刃のすくい角が上記切刃の一端部から他端部側に向かうに従い負角側に漸次大きくなるとともに、上記ブレーカ溝の上記切刃からのブレーカ深さは該切刃の一端部から他端部側に向かうに従い漸次小さくなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のドリル用インサート。

【請求項4】

上記すくい角は０°〜２０°の範囲内とされるとともに、上記ブレーカ深さは０ｍｍ〜１ｍｍの範囲内とされていることを特徴とする請求項３に記載のドリル用インサート。

【請求項5】

軸線回りに回転されるドリル本体の先端部の上記軸線側と外周側とに、請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の同形同大のドリル用インサートが、上記多角形面をドリル回転方向に向けるとともに、上記切刃を上記ドリル本体の先端側に向けて上記軸線回りの回転軌跡が該軸線方向に見て互いに重なり合うように着脱可能に取り付けられており、上記ドリル本体の外周側に取り付けられる上記ドリル用インサートは、上記切刃の一端部を上記ドリル本体の外周側に位置させるとともに、上記ドリル本体の上記軸線側に取り付けられる上記ドリル用インサートは、上記多角形面に対向する方向から見て上記切刃の一端部を外周側に位置させるとともに該切刃の他端部側を上記軸線と交差させ、上記切刃の一端部側を同切刃の他端部側および外周側に取り付けられたドリル用インサートの上記切刃よりも上記軸線方向先端側に位置させて取り付けられていることを特徴とする刃先交換式ドリル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ステンレス鋼や軟鋼等の被削材に穴明け加工を行う刃先交換式のドリルに着脱可能に取り付けられるドリル用インサート、および該ドリル用インサートが取り付けられた刃先交換式ドリルに関するものである。

【背景技術】

【0002】

このようなドリル用インサートとして、例えば特許文献１には略正方形平板状のインサート本体を備えて、その１つの正方形面の辺稜部に切刃が形成され、インサート本体の底面から測った切刃の高さが切刃の長さ方向に変化するようにしたものが提案されている。また、この特許文献１には、２つのこのようなドリル用インサートを、軸線回りに回転されるドリル本体の先端部の周方向に間隔をあけて上記軸線側と外周側とに、互いの切刃の軸線回りの回転軌跡が重なり合うように着脱可能に取り付けた刃先交換式ドリルも記載されている。

【0003】

ここで、この特許文献１に記載された刃先交換式ドリルでは、外周側のドリル用インサートは上記切刃の一端部を外周側に位置させており、また軸線側のドリル用インサートは上記正方形面に対向する方向から見て、上記切刃の一端部を外周側に位置させるとともに該切刃の他端部側を上記軸線と交差させ、この切刃の一端部側を同切刃の他端部側および外周側に取り付けられたドリル用インサートの切刃よりも軸線方向先端に位置させて取り付けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特表２０１０−５０３５４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

このようにドリル用インサートが取り付けられた刃先交換式ドリルでは、軸線側のドリル用インサートの切刃の一端部側が最初に被削材に食い付くことになるが、この食い付きの際の切削抵抗が大きいとドリル本体の撓み量も大きくなる。このような切削抵抗を低減するために、例えば切刃にブレーカ溝を形成してこのブレーカ溝による切刃のすくい角を大きくすると、切刃の切れ味は鋭くなって抵抗は低減するものの切刃強度が損なわれるので、外周側のドリル用インサートの切刃が被削材に食い付いた際にドリルの撓みが解消されて軸線側のドリル用インサートが当初の位置に瞬時に戻ったときにその切刃が衝撃的な負荷を受け、特に上記正方形面に対向する方向から見て軸線と交差したドリル本体の回転による周速が低速となる切刃の他端部側に欠損が生じるおそれがある。

【0006】

本発明は、このような背景の下になされたもので、上述のような刃先交換式ドリルの特に軸線側に取り付けられるドリル用インサートとして被削材への食い付きの際の切削抵抗の低減を図るとともに外周側のドリル用インサートが食い付いた際の切刃の欠損を防ぐことができ、さらには外周側に取り付けられたときにも優れた切れ味を得ることが可能なドリル用インサートを提供し、またこのようなドリル用切削インサートが取り付けられた刃先交換式ドリルを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明のドリル用インサートは、軸線回りに回転されるドリル本体の先端部の上記軸線側と外周側とに着脱可能に取り付けられるドリル用インサートであって、多角形平板状のインサート本体のドリル回転方向に向けられる多角形面の辺稜部に、上記ドリル本体の先端側に向けられて上記軸線回りの回転軌跡が該軸線方向に見て互いに重なり合う切刃が形成されるとともに、この切刃にはランドが設けられており、上記ランドのランド角は、上記ドリル本体に取り付けられたときに該ドリル本体の外周側に位置する上記切刃の一端部から他端部側に向かうに従い負角側に漸次大きくなるとともに、上記ランドのランド幅は、上記切刃の一端部から他端部側に向かうに従い漸次大きくなることを特徴とする。

【0008】

また、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の上記軸線側と外周側とに、同形同大のこのようなドリル用インサートが、上記多角形面をドリル回転方向に向けるとともに、上記切刃を上記ドリル本体の先端側に向けて上記軸線回りの回転軌跡が該軸線方向に見て互いに重なり合うように着脱可能に取り付けられており、上記ドリル本体の外周側に取り付けられる上記ドリル用インサートは、上記切刃の一端部を上記ドリル本体の外周側に位置させるとともに、上記ドリル本体の上記軸線側に取り付けられる上記ドリル用インサートは、上記多角形面に対向する方向から見て上記切刃の一端部を外周側に位置させるとともに該切刃の他端部側を上記軸線と交差させ、上記切刃の一端部側を同切刃の他端部側および外周側に取り付けられたドリル用インサートの上記切刃よりも上記軸線方向先端側に位置させて取り付けられていることを特徴とする。

【0009】

上記構成のドリル用インサートでは、ドリル本体に取り付けられたときに該ドリル本体の外周側に位置する切刃の一端部から他端部側に向かうに従い、切刃に設けられたランドのランド角は負角側に漸次大きく、またランド幅も漸次大きくなるようにされており、この切刃の他端部側では切れ味は鈍る反面、切刃周辺のインサート本体の肉厚を大きくして切刃強度を確保することができるとともに、逆に切刃の一端部側では鋭い切れ味を得ることができる。

【0010】

従って、このようなドリル用インサートを上述のように取り付けた上記刃先交換式ドリルでは、最も軸線方向先端側に位置する軸線側のドリル用インサートの切刃の一端部側が被削材に食い付く際の切削抵抗を低減することができてドリル本体の撓み量を抑制することができる。また、こうして撓み量が抑制されることと、切刃の他端部側で切刃強度が確保されることにより、外周側のドリル用インサートが食い付いた際にドリル本体の撓みが解消されても、軸線と交差するこの他端部側で欠損が生じるのを防ぐことができる。

【0011】

さらに、ドリル本体先端部の外周側に取り付けられるドリル用インサートの切刃においても、切れ味の鋭い一端部側が外周側に位置することになるので、例えばステンレス鋼や軟鋼などの被削材に穴明け加工を行う場合に切屑生成量が多くなる外周側で良好な切削性能を得ることができる。また、上記構成の刃先交換式ドリルでは、これら外周側と軸線側に取り付けられるドリル用インサートが同形同大であるので、共通した金型でインサート本体を製造可能となって製造コストの削減を図ることができるとともに、インサート管理も容易となるという効果も得ることができる。

【0012】

なお、上記ランド角は−１０°〜１５°の範囲内で切刃の一端部から他端部側に向かうに従い負角側に漸次大きくなるのが望ましく、また上記ランド幅は０．２５ｍｍ以下の範囲内で切刃の一端部から他端部側に向かうに従い漸次大きくなるのが望ましい。ランド角が上記範囲よりも負角側に大きくなったり、ランド幅が上記範囲よりも大きくなったりすると、他端部側での切削抵抗が大きくなりすぎるおそれがある一方、ランド角が上記範囲よりも正角側に大きくなったり、ランド幅が０ｍｍすなわちランドが設けられていなかったりすると、一端部側で切刃強度が損なわれて容易に欠損が生じるおそれがある。

【0013】

また、上記多角形面に上記ランドに連なるブレーカ溝を形成して、このブレーカ溝による上記切刃のすくい角が上記切刃の一端部から他端部側に向かうに従い負角側に漸次大きくなるとともに、上記ブレーカ溝の上記切刃からのブレーカ深さは該切刃の一端部から他端部側に向かうに従い漸次小さくなるようにすることによっても、切刃の一端部側での切削抵抗を低減することができるとともに他端部側では切刃強度を確保することが可能となる。

【0014】

特に、上述したステンレス鋼や軟鋼のような被削材は切屑が延びやすい延性材であるのに対し、より多くの切屑が生成されるドリル本体外周側に位置する切刃の一端部側ですくい角とブレーカ深さを大きくすることにより、このような延びやすい切屑に対しても良好な分断性を確保することができる。ただし、この場合でも、上記すくい角は０°〜２０°の範囲内とされるとともに、上記ブレーカ深さは０ｍｍ〜１ｍｍの範囲内とされるのが望ましい。

【発明の効果】

【0015】

以上説明したように、本発明によれば、ドリル本体先端部の軸線側のドリル用インサートとしては、外周側の切刃の一端部側が食い付く際の切削抵抗を低減してドリル本体の撓み量を抑制することができるとともに、軸線と交差する他端部側では切刃強度を確保して撓みが解消されたときの欠損を防止することができる。また、外周側のドリル用インサートとしても、外周側の一端部によって切削性能の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明のドリル用インサートの一実施形態を示す斜視図である。

【図2】図１に示す実施形態の平面図である。

【図3】図１に示す実施形態の側面図である。

【図4】図２におけるＸＸ断面図である。

【図5】図２におけるＹＹ断面図である。

【図6】図２におけるＺＺ断面図である。

【図7】図４における下側の切刃周辺の拡大断面図である。

【図8】図５における下側の切刃周辺の拡大断面図である。

【図9】図６における下側の切刃周辺の拡大断面図である。

【図10】図１に示す実施形態のドリル用インサートを取り付けた本発明の刃先交換式ドリルの一実施形態を示すドリル本体先端部の正面図である。

【図11】図１０に示す実施形態を外周側のドリル用インサートの多角形面に対向する方向から見た側面図である。

【図12】図１０に示す実施形態を軸線側のドリル用インサートの多角形面に対向する方向から見た側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

図１ないし図９は、本発明のドリル用インサートの一実施形態を示すものであり、図１０ないし図１２は、このドリル用インサートを取り付けた本発明の刃先交換式ドリルの一実施形態を示すものである。本実施形態のドリル用インサートにおいて、インサート本体１は、超硬合金等の硬質材料によって多角形平板状に形成されて、具体的に本実施形態では概略正方形平板状に形成され、その一方の正方形面の４つの辺稜部には、この一方の正方形面をすくい面２とする切刃３がそれぞれ形成されている。

【0018】

また、インサート本体１の他方の正方形面は着座面４とされ、すくい面２の中央から着座面４の中央にかけては、インサート本体１をその厚さ方向（図３ないし図６における左右方向）に貫通する取付穴５が形成されている。インサート本体１は、この取付穴５の中心線回りに９０°ずつ回転対称な形状とされ、着座面４はこの中心線に垂直な平坦面とされている。

【0019】

さらに、インサート本体１の４つの側面には上記切刃３に連なる逃げ面６が形成されていて、この逃げ面６は上記厚さ方向に切刃３から着座面４側に向かうに従いインサート本体１の内側に漸次後退するようにされて一定の逃げ角が付されており、本実施形態のドリル用インサートはポジティブタイプのインサートとされている。なお、インサート本体１の側面は逃げ面６から着座面４に向けて複数の段差をなして後退するように傾斜して形成されている。

【0020】

すくい面２の中央における上記取付穴５の周辺には、上記中心線に垂直な平面状のボス面７が形成されており、このボス面７がすくい面２上において最も突出した位置とされている。また、切刃３にはランド８が設けられており、本実施形態ではこのランド８はすくい面２がなす正方形面の全周に亙って形成されている。さらに、このランド８と上記ボス面７との間には、ブレーカ溝９が形成されている。ブレーカ溝９も、本実施形態ではすくい面２の全周に形成されている。

【0021】

ここで、切刃３は、後述するドリル本体１１の先端部に取り付けられたときに、該ドリル本体１１の外周側から内周側（軸線Ｏ側）に延びるようにされ、このドリル本体１１の外周側に位置する部分が切刃３の一端部３Ａとされるとともに内周側に位置する部分が切刃３の他端部３Ｂとされる。本実施形態のドリル用インサートは、軸線Ｏ方向先端側から見てドリル本体１１が反時計回り方向に回転して穴明け加工を行う刃先交換式ドリルに用いられる、いわゆる右勝手のインサートであり、上記中心線に沿ってすくい面２に対向する方向から見た平面視に図２に示すように切刃３の右側部分がドリル本体１１の外周側に位置する一端部３Ａとされ、左側部分が他端部３Ｂとされる。

【0022】

また、本実施形態では、同じく上記平面視において図２に示すように、これら切刃３の一端部３Ａと他端部３Ｂとは、その間の中央部３Ｃにおいて僅かに鈍角に折れ曲がるように形成されており、一端部３Ａと他端部３Ｂはそれぞれ略一直線状に延びるとともに、中央部３Ｃは、一端部３Ａおよび他端部３Ｂよりも短くされている。なお、隣接する切刃３同士が交差する４つの角部には、同平面視においてこれら隣接する切刃３の一端部３Ａと他端部３Ｂとに接する略１／４円弧状のコーナ刃３Ｄが形成されている。また、ランド８と逃げ面６とが交差してなす切刃３の稜線は、本実施形態では上記中心線に垂直な１つの平面Ｐ上に位置している。

【0023】

そして、このような切刃３に設けられた上記ランド８のランド角αは、該切刃３の上記一端部３Ａから他端部３Ｂ側に向かうに従い負角側に漸次大きくなるとともに、このランド８のランド幅ａは、同じく切刃３の一端部３Ａから他端部３Ｂ側に向かうに従い漸次大きくなるようにされている。ここで、切刃３の一端部３Ａとこれに接するコーナ刃３Ｄとの接点から中央部３Ｃを経て他端部３Ｂに向け、ランド角αは−１０°〜１５°の範囲内で負角側に大きくなるようにされて、本実施形態では一端部３Ａで正角、他端部３Ｂでは負角とされ、またランド幅ａは０．２５ｍｍ以下の範囲内で漸次大きくなるようにされている。

【0024】

さらに、本実施形態では、このランド８に連なる上記ブレーカ溝９による切刃３のすくい角βも、上記一端部３Ａから他端部３Ｂ側に向かうに従い負角側に漸次大きくなるとともに、このブレーカ溝９の切刃３からのブレーカ深さｂは、切刃３の一端部３Ａから他端部３Ｂ側に向かうに従い漸次小さくなるようにされている。ここで、本実施形態では、切刃３の一端部３Ａとこれに接するコーナ刃３Ｄとの接点から中央部３Ｃを経て他端部３Ｂに向け、上記切刃３のすくい角βは０°〜２０°の範囲内で漸次負角側に大きくなり、また上記ブレーカ深さｂは１ｍｍ以下の範囲内で漸次小さくなるようにされている。

【0025】

なお、図７ないし図９に示すように、上記ランド角αは切刃３の稜線が位置する上記平面Ｐに対してランド８がなす角度であり、ブレーカ溝９による切刃３のすくい角βも、ランド８に連なるブレーカ溝９の底面が平面Ｐに対してなす角度であり、切刃３からすくい面２の内側に向かうに従いランド８およびブレーカ溝９の底面が着座面４側に後退している場合を正角、逆に着座面４に対して隆起する側に突出している場合を負角とする。本実施形態では、切刃３のいずれの位置においてもランド角αはすくい角βよりも負角側に大きくされている。また、ランド幅ａは、この平面Ｐに沿った方向の幅であり、切刃３からのブレーカ溝９のブレーカ深さｂは、この平面Ｐに垂直な方向すなわち上記厚さ方向のブレーカ溝９の溝底までの深さである。

【0026】

さらに、本実施形態では、ブレーカ溝９の上記底面から立ち上がる壁面は、この底面に凹曲面をなして連なって上記ボス面７に達するようにされており、上記平面視におけるランド８から上記ボス面７までのブレーカ溝９の溝幅も、図２に示すように切刃３の一端部３Ａから他端部３Ｂ側に向かうに従い漸次小さくなるようにされている。ただし、上記コーナ刃３Ｄの内側では、隣接する一方の切刃３の一端部３Ａに連なるブレーカ溝９が他方の切刃３の他端部３Ｂに連なるブレーカ溝９を切り欠くように形成されていて、他端部３Ｂに連なるブレーカ溝９の溝幅は極小さくされている。

【0027】

このようなドリル用インサートが着脱可能に取り付けられる本実施形態の刃先交換式ドリルは、そのドリル本体１１が鋼材等の金属材料により形成されて、該ドリル本体１１の先端部は図１０ないし図１２に示すように軸線Ｏを中心とした外形円柱状をなしている。このような刃先交換式ドリルは、上記ドリル本体１１先端部の外周側と軸線Ｏ側とに上記実施形態のドリル用インサートが１つずつ取り付けられ、軸線Ｏ回りに図１０に符号Ｔで示すドリル回転方向に回転されつつ該軸線Ｏ方向先端側（図１１および図１２において左側）に送り出されて、例えばステンレス鋼や軟鋼等の金属材料よりなる被削材に穴明け加工を行う。

【0028】

ドリル本体１１の先端部外周には一対の切屑排出溝１２Ａ、１２Ｂが周方向に間隔をあけて互いに反対側に、後端側に向かうに従い軸線Ｏ回りにドリル回転方向Ｔの後方側に僅かに捩れるように形成されている。このうち、一方の切屑排出溝（図１０において右下側の切屑排出溝）１２Ａのドリル回転方向Ｔを向く壁面の先端外周部には、ドリル本体１１の先端面と外周面に開口する外周側インサート取付座１３Ａが、また他方の切屑排出溝（図１０において左上側の切屑排出溝）１２Ｂのドリル回転方向Ｔを向く壁面の先端内周部には、ドリル本体１１の先端面に開口する軸線側インサート取付座１３Ｂがそれぞれ形成されている。

【0029】

これら外周側および軸線側インサート取付座１３Ａ、１３Ｂのドリル回転方向Ｔを向く底面にはネジ穴１３Ｃが形成されており、上記実施形態のドリル用インサートは、すくい面２とされる上記正方形面をドリル回転方向Ｔに向けるとともに、４つの切刃３のうちの１つを、その上記一端部３Ａがドリル本体１１の外周側に位置するようにドリル本体１１の先端面から突出させて、着座面４を該外周側および軸線側インサート取付座１３Ａ、１３Ｂの上記底面に着座させ、すくい面２側から挿入されたクランプネジ１４が上記ネジ穴１３Ｃにねじ込まれることにより、これら外周側および軸線側インサート取付座１３Ａ、１３Ｂに着脱可能に取り付けられる。本実施形態では、これらのドリル用インサートは、そのインサート本体１が互いに同形同大のものとされている。

【0030】

こうしてドリル本体１１先端部の外周側と軸線Ｏ側に取り付けられたドリル用インサートのうち、軸線側インサート取付座１３Ｂに取り付けられる軸線側ドリル用インサートの先端側に突出した切刃３は、その一端部３Ａが軸線Ｏに垂直な平面上に略位置するようにされ、従ってこの一端部３Ａに鈍角に交差する方向に延びる他端部３Ｂは、一端部３Ａから離間する方向に向かうに従い僅かにドリル本体１１後端側に向かうように傾斜することとなる。また、この軸線側ドリル用インサートの上記突出した切刃３の他端部３Ｂは、そのすくい面２とされる正方形面に対向する方向から見て図１２に示すように、ドリル本体１１の軸線Ｏと交差させられている。

【0031】

さらに、これらのドリル用インサートのドリル本体１１先端側に突出した切刃３は、軸線Ｏ回りの回転軌跡が該軸線Ｏ方向に見て互いに重なり合うようにされている。本実施形態では、外周側インサート取付座１３Ａに取り付けられた外周側ドリル用インサートの先端側に突出した上記切刃３の他端部３Ｂと、上記軸線側ドリル用インサートの先端側に突出した上記切刃３の一端部３Ａとが重なり合わされている。

【0032】

ただし、軸線側ドリル用インサートのドリル本体１１先端側に突出した切刃３は、その一端部３Ａが位置する軸線Ｏに垂直な平面が、外周側ドリル用インサートのドリル本体１１先端側に突出した切刃３よりも僅かに先端側に位置するようにされている。これによって、この軸線側ドリル用インサートにおける切刃３の一端部３Ａ側は、同じ切刃３の他端部３Ｂ側が上述のように一端部３Ａから離間するに従いドリル本体１１後端側に傾斜していることから、先端側に突出した切刃３のうちで最も先端側に位置することになる。

【0033】

従って、上記構成のドリル用インサートを取り付けたこのような刃先交換式ドリルによって上述のように被削材に穴明け加工を行うと、まずこうして最もドリル本体１１の先端側に突出した軸線側ドリル用インサートの切刃３の一端部３Ａが最初に被削材に食い付くことになる。この時点で、ドリル本体１１先端部は、軸線Ｏに対する径方向の一方向（図１０において右方向）だけに切削抵抗の主分力を受けて同方向に撓みを生じ、この切削抵抗が大きいと軸線側ドリル用インサートの食い付き時のドリル本体１１先端部の撓み量も大きくなる。

【0034】

次いで、ドリル本体１１が軸線Ｏ方向先端側に送り出されて外周側ドリル用インサートの先端側に突出した切刃３が被削材に食い付くと、ドリル本体１１の先端部は上記一方向とは反対の方向（図１０において右方向）にも切削抵抗を受けて主分力が略相殺され、瞬時に撓みが解消される。このとき、上述のように軸線側ドリル用インサートの食い付き時のドリル本体１１先端部の撓み量が大きいと、この軸線側ドリル用インサートも瞬時に大きく振り戻されることになり、既に被削材に食い付いていた軸線側ドリル用インサートの突出した切刃３のうち、特にドリル本体１１の回転による周速が低速となる軸線Ｏに交差する位置にある他端部３Ｂ側に衝撃的な負荷が作用することになる。

【0035】

これに対して、上記構成のドリル用インサートでは、ドリル本体１１先端部に取り付けられたときに外周側に位置する切刃３の一端部３Ａ側でランド８のランド角αは正角側に大きく、またランド幅ａも小さくされて鋭い切れ味が与えられているので、軸線側ドリル用インサートにおいてこの一端部３Ａ側が食い付いた際の切削抵抗を低減することができ、食い付き時の撓み量を小さく抑えることが可能となる。その一方で、切刃３の他端部３Ｂ側に向かうに従い、このランド８のランド角αは負角側に大きく、またランド幅ａも大きくなるようにされているので、他端部３Ｂ側では切刃３周辺のインサート本体１の肉厚を大きくして高い切刃強度を確保することができる。

【0036】

従って、このようなドリル用インサートおよび該ドリル用インサートを軸線側ドリル用インサートとして取り付けた上記構成の刃先交換式ドリルによれば、上述のようにドリル本体１１先端部の撓み量が抑制されて、外周側ドリル用インサートが食い付いたときの振り戻り量も小さくできることと、他端部３Ｂ側に高い切刃強度を確保することができることとにより、軸線側ドリル用インサートの戻りによってその切刃３の他端部３Ｂ側に上記負荷によって欠損が生じたりするのを防ぐことができる。

【0037】

また、上記構成の刃先交換式ドリルでは、ドリル本体１１先端部の外周側にも軸線側ドリル用インサートと同形同大の外周側ドリル用インサートが、その切刃３の一端部３Ａを外周側に位置させて取り付けられている。特にこの外周側ドリル用インサートの切刃３のドリル本体１１外周側の部分は軸線Ｏ回りの回転軌跡が最も長くて多くの切屑を生成する部分であるのに対し、そのような部分に、ランド角αが正角側に大きいとともにランド幅αが小さくて切れ味の鋭い切刃３の一端部３Ａ側を配置することにより、上述したステンレス鋼や軟鋼などの被削材に対して良好な切削性能を得ることができる。

【0038】

さらに、本実施形態では、ランド角αは−１０°〜１５°の範囲内で切刃３の一端部３Ａから他端部３Ｂ側に向かうに従い負角側に漸次大きくなるとともに、ランド幅ａは０．２５ｍｍ以下の範囲内で切刃３の一端部３Ａから他端部３Ｂ側に向かうに従い漸次大きくなるようにされており、これによって上述した効果を一層確実に奏功することが可能となる。すなわち、ランド角αが上記範囲より負角側に大きかったり、ランド幅ａが上記範囲より大きかったりすると他端部３Ｂ側における切削抵抗が大きくなりすぎるおそれがある一方、逆にランド角αが上記範囲よりも正角側に大きかったり、ランド幅ａが０ｍｍで、すなわちランド８が設けられていなかったりすると、一端部３Ａ側での切刃強度が損なわれて欠損が生じるおそれがある。

【0039】

一方、本実施形態のドリル用インサートでは、ランド８に連なってすくい面２にブレーカ溝９が形成されており、このブレーカ溝９による切刃３の上記すくい角βも、ランド角αと同じく切刃３の一端部３Ａから他端部３Ｂ側に向かうに従い負角側に漸次大きくなるとともに、ブレーカ溝９の切刃３からのブレーカ深さｂは切刃３の一端部３Ａから他端部３Ｂ側に向かうに従い漸次小さくなるようにされており、これによっても他端部３Ｂ側では切刃強度を確保して欠損等を防ぎつつ、一端部３Ａ側では鋭い切れ味を切刃３に与えることができる。

【0040】

また、特にステンレス鋼や軟鋼のような被削材は延性材であって切屑が延びやすいのに対し、ドリル本体１１外周側に位置する切刃３の一端部３Ａ側でブレーカ溝９によるすくい角βが正角側に大きく、ブレーカ溝９の深さｂは深くなるので、深さｂの深いブレーカ溝９に切屑を収容して、ランド８に連なるすくい角βが正角側に大きなブレーカ溝９の上記底面からボス面７へと立ち上がる上記壁面に衝突させることにより、本実施形態によれば、このような延び気味に生成される切屑の確実な分断を促すことが可能となる。

【0041】

なお、このブレーカ溝９による切刃３の上記すくい角βは０°〜２０°の範囲内とされるのが望ましく、また切刃３からのブレーカ深さｂは０ｍｍ〜１ｍｍ以下の範囲内とされるのが望ましい。すくい角βが上記範囲よりも小さくて負角となったり、ブレーカ深さｂが上記範囲を下回って、すなわちブレーカ溝９の溝底が切刃３より上記厚さ方向に高い位置にあると、切刃３の他端側での切削抵抗が増大するおそれがあり、逆にすくい角βが上記範囲よりも正角側に大きかったり、ブレーカ深さｂが上記範囲より深すぎたりすると、切刃３の一端部３Ａ側で切刃強度が損なわれるおそれがある。

【0042】

さらに、上記構成の刃先交換式ドリルにおいては、上述のようにドリル本体１１先端部の外周側に取り付けられる外周側ドリル用インサートと軸線Ｏ側に取り付けられる軸線側ドリル用インサートが同形同大であるので、そのインサート本体１を粉末冶金法によって製造する場合に、共通した金型でインサート本体１に製造される超硬合金等の原料粉末の圧粉体を成形することが可能となって製造コストの削減を図ることができるとともに、インサート管理も容易となる。

【0043】

さらに、このような刃先交換式ドリルのドリル本体１１先端部外周側と軸線側に取り付けられるドリル用インサートとしては、１つのインサート本体に、外周側ドリル用インサートとして用いる場合の切刃と軸線側ドリル用インサートとして用いる場合の切刃とが形成されて、外周側ドリル用インサートとして用いるときと軸線側ドリル用インサートとして用いるときとで、インサート本体を互いに外周側インサート取付座と軸線側インサート取付座に取り付け直すようにされたものも知られているが、そのようなドリル用インサートでは、１つの刃先交換式ドリルに取り付けられるインサート本体の材種は１種に限られざるを得ない。

【0044】

これに対して、本実施形態のドリル用インサートでは、インサート本体１がその中心線回りに所定角度（９０°）ずつ回転対称に形成されていて、本実施形態の刃先交換式ドリルでは、１つのドリル用インサートを、それぞれ外周側ドリル用インサート専用と軸線側ドリル用インサート専用として、すくい面２に形成された複数（４つ）の切刃３を使用することができる。このため、インサート本体１は同形同大であっても、外周側ドリル用インサートとして適した材種と軸線側ドリル用インサートとして適した材種との異なる材種によってインサート本体１を製造して取り付けることができ、材種選択の自由性が広がって、製造コストの削減やインサート管理の容易さは維持しつつ、より効果的な穴明け加工を行うことも可能となる。

【符号の説明】

【0045】

１ インサート本体
２ すくい面
３ 切刃
３Ａ 切刃３の一端部
３Ｂ 切刃３の他端部
３Ｃ 切刃３の中央部
６ 逃げ面
８ ランド
９ ブレーカ溝
１１ ドリル本体
Ｏ ドリル本体１１の軸線
Ｔ ドリル回転方向
α ランド角
β ブレーカ溝９による切刃３のすくい角
ａ ランド幅
ｂ ブレーカ溝９の切刃３からの深さ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】