特表 2023-531796 金属切削用刃先交換式ドリル工具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-07-25

(54)【発明の名称】金属切削用刃先交換式ドリル工具

(51)【国際特許分類】

   B23B 51/05 20060101AFI20230718BHJP

   B23B 51/00 20060101ALI20230718BHJP

【ＦＩ】

B23B51/05 T

B23B51/00 G

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022581451

(86)(22)【出願日】2021-04-22

(85)【翻訳文提出日】2023-02-27

(86)【国際出願番号】 EP2021060483

(87)【国際公開番号】W WO2022002457

(87)【国際公開日】2022-01-06

(31)【優先権主張番号】20183366.2

(32)【優先日】2020-07-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】520333435

【氏名又は名称】エービー サンドビック コロマント

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】カールバーリ， ホーカン

【テーマコード（参考）】

3C037

【Ｆターム（参考）】

3C037AA01

3C037BB17

3C037BB18

3C037DD01

3C037DD07

3C037FF08

(57)【要約】

穿孔シャフト（１０２）およびマウントシャンク（１０３）を有する細長いドリル本体（１０１）と、インサート座（１０６）内の穿孔シャフト（１０２）の遠位端（１０５）に装着された中心ドリルインサート（１０４）であって、インサート座（１０６）がインサート座（１０６）の底部に対してインサートを保持するように構成される、中心ドリルインサート（１０４）と、中心ドリルインサート（１０４）からチップを誘導して形成するように構成された、穿孔シャフト（１０２）のドリルフルート（１０７）であって、ドリルフルート（１０７）が、ドリルフルート（１０７）の遠位端（１０９）にチップ形成面（１０８）を含む、ドリルフルート（１０７）と、を含む金属切削用刃先交換式ドリル工具（１００）であって、チップ形成面（１０８）が、中心ドリルインサート（１０４）のためのインサート座（１０６）の底部に対して垂直であり、チップ形成面（１０８）が、中心ドリルインサート（１０４）の周縁角部（１１０）から、チップ形成面（１０８）と仮想内接球（３０２）との交点によって形成される曲線（３０２）上の点（３０１）までの距離Ｘを隔てて配置され、仮想内接球の中心（３０３）が、穿孔シャフト（１０２）の遠位端（１０５）の中心と一致し、仮想内接球の半径が、インサート（１０４）の周縁角部（１１０）によって規定され、ドリル工具Ｄｃの直径で割った距離Ｘは、穿孔直径に対するチップ直径の比を示すチップパラメータＡに等しく、チップパラメータＡは、０．３≦Ａ≦０．５であることを特徴とする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

穿孔シャフト（１０２）およびマウントシャンク（１０３）を有する細長いドリル本体（１０１）と、
インサート座（１０６）内の前記穿孔シャフト（１０２）の遠位端（１０５）に装着された中心ドリルインサート（１０４）であって、前記インサート座（１０６）が前記インサート座（１０６）の底部に対して前記インサートを保持するように構成される、中心ドリルインサート（１０４）と、
前記中心ドリルインサート（１０４）からチップを誘導して形成するように構成された、前記穿孔シャフト（１０２）のドリルフルート（１０７）であって、前記ドリルフルート（１０７）が、前記ドリルフルート（１０７）の遠位端（１０９）にチップ形成面（１０８）を含む、ドリルフルート（１０７）と、
を含む金属切削用刃先交換式ドリル工具（１００）であって、
前記チップ形成面（１０８）が、前記中心ドリルインサート（１０４）のための前記インサート座（１０６）の前記底部に対して垂直であり、
前記チップ形成面（１０８）が、前記中心ドリルインサート（１０４）の周縁角部（１１０）から、前記チップ形成面（１０８）と仮想内接球（３０２）との交点によって形成される曲線（３０２）上の点（３０１）までの距離Ｘを隔てて配置され、前記仮想内接球の中心（３０３）が、前記穿孔シャフト（１０２）の前記遠位端（１０５）の中心と一致し、前記仮想内接球の半径が、前記インサート（１０４）の前記周縁角部（１１０）によって規定され、
ドリル工具Ｄｃの直径で割った距離Ｘは、穿孔直径に対するチップ直径の比を示すチップパラメータＡに等しく、
前記チップパラメータＡは、０．３≦Ａ≦０．５である、ことを特徴とする、金属切削用刃先交換式ドリル工具（１００）。

【請求項2】

前記チップパラメータＡが０．３７≦Ａであることを特徴とする、請求項１に記載の金属切削用刃先交換式ドリル工具（１００）。

【請求項3】

前記チップパラメータＡがＡ≦０．４２であることを特徴とする、請求項１または２に記載の金属切削用刃先交換式ドリル工具（１００）。

【請求項4】

曲線（３０２）上の前記点（３０１）が前記曲線（３０２）の中間点上にあることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の金属切削用刃先交換式ドリル工具（１００）。

【請求項5】

前記チップ形成面（１０８）が、金属切削用ドリル工具（１００）の長手方向軸に対して半径方向に距離ｗ≧Ｄｃ／４だけ延在し、Ｄｃが前記金属切削用ドリル工具（１００）の直径であることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の金属切削用刃先交換式ドリル工具（１００）。

【請求項6】

前記チップ形成面（１０８）が、前記チップ形成面（１０８）の全長にわたって前記インサート座（１０６）の前記底部に対して垂直であることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の金属切削用刃先交換式ドリル工具（１００）。

【請求項7】

前記インサート（１０４）の頂部から前記チップ形成面（１０８）までの半径方向距離ｄ１がｄ１＝Ｄｃ・Ｐであり、Ｐが０．０４≦Ｐ≦０．０８であり、かつ、Ｄｃが前記ドリル工具の前記直径であることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の金属切削用刃先交換式ドリル工具（１００）。

【請求項8】

前記インサート（１０４）の頂部から前記チップ形成面（１０８）までの半径方向距離ｄ１がｄ１＝Ｄｃ・Ｐであり、Ｐが０．０４≦Ｐ≦０．０６であり、かつ、Ｄｃが前記ドリル工具（１００）の前記直径であることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の金属切削用刃先交換式ドリル工具（１００）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、金属切削用刃先交換式ドリル工具に関し、より詳細には、中心ドリルインサートを備えた金属切削用刃先交換式ドリル工具に関する。

【背景技術】

【0002】

現代のサブトラクティブ製造では、穿孔は重要な作業であり、特に金属の穿孔は要求の厳しい作業であることが判明している。

【0003】

金属穿孔では、交換可能な金属切削インサートを備えたドリル工具が、特にＣＮＣ作業においてしばしば使用される。前述のタイプのドリル工具は、マウントシャンクおよび穿孔シャフトを有する細長いドリル本体を含む。穿孔シャフトの遠位端には、穿孔の中心領域から材料を切断するための中心インサートと、孔の周辺領域の材料を切断するための周辺インサートと、が配置される。良好な穿孔作業を達成するために、チップの排出およびチップの制御は、表面仕上げおよび穿孔速度にとって最も重要である。しかし、チップの排出および制御は、プロセスの安全性および信頼性にとっても非常に重要である。特に、中心インサートのためのチップ制御およびチップ排出は、要求が厳しいことが分かる。中心インサートによって切断されるチップは、縁部の周縁端部がインサートの縁部の中心端部よりも長いチップを切断するという事実に起因して、螺旋円錐の形状である。チップ形成の別の重要なパラメータは、好ましくは十分に長いが長すぎないチップの長さである。チップが長くなりすぎると、チップがドリル工具を絡ませ、プロセスの安全性を低下させ、穿孔された穴の表面損傷を引き起こす可能性があり、短すぎるチップはまた、ドリル工具からのチップ排出の問題を引き起こす可能性があり、当然ながら、プロセスの安全性および信頼性に悪影響を及ぼす。

【0004】

チップの排出および制御を改善するためのドリルフルートを有するドリル工具を提供することは、当技術分野において周知である。これにより、連続的なチップを形成し、切断ゾーンから離れるように向けることができる。しかしながら、長すぎるチップの問題は、ドリルフルートでは対処されない。

【0005】

したがって、良好なチップ排出を達成し、形成されるチップが長すぎることを防止するために、金属切削用ドリル工具の幾何学的形状をさらに改善する必要性が依然として残っている。

【0006】

したがって、本発明の目的は、改善されたチップ制御を可能にする金属切削用ドリル工具を提供することである。

【発明の概要】

【0007】

本発明によれば、上記の目的は、請求項１に定義された特徴を有する金属切削用刃先交換式ドリル工具によって達成される。

【0008】

本発明による金属切削用刃先交換式ドリル工具は、穿孔シャフトおよびマウントシャンクを有する細長いドリル本体と、インサートをインサート座の底部に対して保持するように構成されたインサート座内の穿孔シャフトの遠位端に装着された中心ドリルインサートと、を含む。金属切削用刃先交換式ドリル工具は、中心ドリルインサートからチップを誘導して形成するように構成された穿孔シャフトのドリルフルートをさらに含み、ドリルフルートはドリルフルートの遠位端にチップ形成面を含む。金属切削用刃先交換式ドリル工具は、チップ形成面が、中心ドリルインサートのためのインサート座部の底部に対して垂直であり、チップ形成面が、中心ドリルインサートの周縁角部から、チップ形成面と仮想内接球との交点によって形成される曲線上の点までの距離Ｘを隔てて配置され、仮想内接球の中心が穿孔シャフトの遠位端の中心と一致し、仮想内接球の半径がインサートの周縁角部によって規定され、ドリル工具Ｄｃの直径で割った距離Ｘが穿孔直径に対するチップ直径の比を示すチップパラメータＡに等しいことを特徴とする。チップパラメータＡは、０．３≦Ａ≦０．５である。

【0009】

一実施形態によれば、チップパラメータＡは、０．３７≦Ａである。このようにして、最小値よりも大きい直径を有するチップが形成される。

【0010】

一実施形態によれば、チップパラメータＡは、Ａ≦０．４２である。これにより、最大値よりも小さい直径のチップを形成することができる。

【0011】

一実施形態によれば、曲線上の前記点は、前記曲線の中間点上にある。

【0012】

一実施形態によれば、前記チップ形成面が、金属切削用ドリル工具の長手方向軸に対して半径方向に距離ｗ≧Ｄｃ／４だけ延在し）、Ｄｃは金属切削用ドリル工具の直径であることを特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の金属切削用刃先交換式ドリル工具。このようにして、十分なサイズのチップ形成面が形成される。

【0013】

一実施形態によれば、前記チップ形成面は、その全長にわたってインサート座の底部に対して垂直である。

【0014】

一実施形態によれば、インサートの頂部からチップ形成面までの半径方向距離ｄ１は、ｄ１＝Ｄｃ・Ｐであり、ここで、Ｐは０．０４≦Ｐ≦０．０８であり、Ｄｃはドリル工具の前記直径である。このようにして、効率的なチップ排出が達成される。

【0015】

一実施形態によれば、インサートの頂部からチップ形成面までの半径方向距離ｄ１は、ｄ１＝Ｄｃ・Ｐであり、ここで、Ｐは０．０４≦Ｐ≦０．０６であり、Ｄｃはドリル工具の前記直径である。このようにして、さらに効率的なチップ排出が達成される。

【0016】

本発明のさらなる利点は、以下の説明から明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の一実施形態による金属切削用刃先交換式ドリル工具の斜視図である。

【図2】図１に開示した金属切削用刃先交換式ドリル工具の上面図である。

【図3】仮想内接球を有する、図１および図２に開示した金属切削用刃先交換式ドリル工具の穿孔シャフトの遠位端の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

穿孔シャフト１０２およびマウントシャンク１０３を有する細長いドリル本体１０１を含む、金属切削用刃先交換式ドリル工具１００を示す図１を参照する。金属切削用刃先交換式ドリル工具は、インサートをインサート座１０６の底部に対して保持するように構成されたインサート座１０６内の穿孔シャフト１０２の遠位端１０５に装着された中心ドリルインサート１０４と、中心ドリルインサート１０４からチップを誘導して形成するように構成された穿孔シャフト１０２のドリルフルート１０７と、をさらに含む。ドリルフルート１０７は、ドリルフルート１０７の遠位端１０９にチップ形成面１０８を含む。金属切削用刃先交換式ドリル工具は、チップ形成面１０８が、中心ドリルインサート１０４のためのインサート座１０６の底部に対して垂直であり、チップ形成面１０８が、図３に見られるように、中心ドリルインサート１０４の周縁角部１１０から曲線３０２上の点３０１までの距離Ｘを隔てて配置されていることを特徴とする。曲線は、チップ形成面１０８と仮想内接球３０９との交点によって形成される。仮想内接球の中心３０３は、穿孔シャフト１０２の遠位端１０５の中心と一致し、仮想内接球の半径は、インサート１０４の周縁角部１１０によって規定され、ドリル工具Ｄｃの直径で割った距離Ｘは、穿孔直径に対するチップ直径の比を示すチップパラメータＡに等しい。チップパラメータＡは、０．３≦Ａ≦０．５である。

【0019】

本発明者らは、このようなチップパラメータＡを上記の間隔に有することによって、良好なチップ形成プロセスが達成され、直径Ｘ＝Ａ・Ｄｃを有するチップが形成されることを認識した。形成されるチップの直径は、穿孔作業において形成される螺旋状チップの直径であり、これは、穿孔シャフトを設計するための重要なパラメータである。チップの直径は、穿孔シャフト内の材料の量を最適化するために使用されてもよく、これは、より強い穿孔シャフトが得られ得ることを意味する。このようにして、穿孔シャフトは、チップ制御およびチップ排出を維持しながら強度を高めるように設計することができる。

【0020】

一実施形態では、チップパラメータＡは０．３７≦Ａである。このようにして、最小値よりも大きい直径を有するチップが得られる。

【0021】

一実施形態では、チップパラメータＡは、Ａ≦０．４２である。このようにして、最大よりも小さい直径を有するチップが得られる。

【0022】

ここで再び図３を参照すると、穿孔シャフト１０２の遠位端１０５の中心に配置された仮想内接球３０９が示されている。仮想内接球３０９の中心３０３は、穿孔シャフト１０２の遠位端１０５の中心と一致する。仮想内接球の半径は、インサート１０４の周縁角部１１０によって規定される。周縁角部は、ドリル工具１００の長手方向軸に対して半径方向の周縁角部および軸方向の周縁角部である。言い換えれば、周縁角部１１０は、ドリル工具１００に対するインサート１０４の半径方向に最も外側かつ軸方向に最も外側の角部であり、したがって、穿孔時に形成される孔の壁に最も近いインサートの有効な角部である。曲線３０２は、チップ形成面１０８と仮想内接球３０９との交点によって形成される。

【0023】

図３において、曲線３０２上の前記点３０１は、前記曲線３０２の中間点上にある。しかし、曲線３０２と周縁角部１１０との間の幾何学的関係により、点３０１は、図示するように距離Ｘの長さに大きな影響を与えることなく、曲線３０２上のどこにでも配置することができる。距離Ｘは、周縁角部１１０から点３０１までの最短距離である。

【0024】

図２に示すように、前記チップ形成面１０８は、金属切削用ドリル工具１００の長手方向軸に対して半径方向に距離ｗ≧Ｄｃ／４だけ延在し、ここでＤｃは金属切削用ドリル工具１００の直径である。

【0025】

図２は、前記チップ形成面１０８がインサート座１０６の底部に対してその全長にわたって垂直であることを示している。

【0026】

図２はまた、インサート１０４の頂部２０１からチップ形成面１０８までの半径方向距離ｄ１を示す。この半径方向距離ｄ１は、ｄ１＝Ｄｃ・Ｐであり、ここで、Ｐは、０．０４≦Ｐ≦０．０８であり、Ｄｃは、ドリル工具１００の前記直径である。この距離ｄ１は、チップ排出にとって重要であり、Ｐは好ましくは０．０４≦Ｐ≦０．０６である。

【図1】

【図2】

【図3】

【国際調査報告】