特表 2023-546364 ドリル先端

(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】2023-11-02

(54)【発明の名称】ドリル先端

(51)【国際特許分類】

   B23B 51/00 20060101AFI20231026BHJP

   B23B 51/06 20060101ALI20231026BHJP

【ＦＩ】

B23B51/00 S

B23B51/06 C

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023521367

(86)(22)【出願日】2021-06-29

(85)【翻訳文提出日】2023-06-02

(86)【国際出願番号】 EP2021067803

(87)【国際公開番号】W WO2022073662

(87)【国際公開日】2022-04-14

(31)【優先権主張番号】20200716.7

(32)【優先日】2020-10-08

(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】506297474

【氏名又は名称】ヴァルター アーゲー

(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】チャン， リーチン

【テーマコード（参考）】

3C037

【Ｆターム（参考）】

3C037BB11

3C037DD07

(57)【要約】

本発明は、アルミニウム合金などの軽量合金を機械加工するためのドリル先端に関し、ドリル先端は本体を備え、本体は、頂点領域（１３）を有する前端部と、頂点領域（１３）の中心から後方に延在する回転中心軸（８）と、少なくとも１つの切削構造体（１０）とを有する。各切削構造体（１０）は、第１のすくい面（１７）と、第１の逃げ面（１８）と、第１のすくい面（１７）と第１の逃げ面（１８）との間の交差部にある刃先（１１）と、周辺切削コーナ（１４）とを備える。刃先（１１）は、頂点領域（１３）から切削コーナ（１４）まで半径方向外側に延在する。第１の逃げ面（１８）は、前端視で幅（ｂ）を有し、幅（ｂ）は、刃先（１１）に対して垂直に、かつ刃先（１１）から刃先（１１）に回転して後行する第１の逃げ面の縁部（１９）まで延在する距離である。本体は、回転中心軸（８）から切削コーナ（１４）までの半径方向外側の距離であり、少なくとも１ｍｍである公称切削半径（２２）をさらに有する。刃先（１１）は、頂点領域（１３）から半径方向外側端部（２３）まで半径方向外側に延在する中央部分（３２）を有する。刃先中央部分（３２）の半径方向外側端部（２３）は、公称切削半径（２２）の少なくとも１０％の回転中心軸（８）までの半径方向距離を有する。刃先中央部分（３２）に沿った第１の逃げ面の幅（ｂ）は、少なくとも０．０５ｍｍ、公称切削半径（２２）の最大５％である。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

アルミニウム合金などの軽量合金を機械加工するためのドリル先端であって、前記ドリル先端が本体を備え、前記本体が、
頂点領域（１３）を有する前端部と、
前記頂点領域（１３）の中心から後方に延在する回転中心軸（８）と、
少なくとも１つの切削構造体（１０）と
を有し、
各切削構造体は、
第１のすくい面（１７）と、
第１の逃げ面（１８）と、
前記第１のすくい面（１７）と前記第１の逃げ面（１８）との交差部にある刃先（１１）と、
周辺切削コーナ（１４）と
を備え、
前記刃先（１１）は、前記頂点領域（１３）から前記切削コーナ（１４）まで半径方向外側に延在し、
前記第１の逃げ面（１８）が、前端視で幅（ｂ）を有し、前記幅（ｂ）は、前記刃先（１１）に垂直に、かつ前記刃先（１１）から前記刃先（１１）に回転して後行する第１の逃げ面の縁部（１９）まで延在する距離であり、
前記本体が、前記回転中心軸（８）から前記切削コーナ（１４）までの半径方向外側の距離であり、少なくとも１ｍｍである公称切削半径（２２）をさらに有する、ドリル先端において、
前記刃先（１１）が、前記頂点領域（１３）から半径方向外側端部（２３）まで半径方向外側に延在する中央部分（３２）を有し、
前記刃先中央部分（３２）の前記半径方向外側端部（２３）が、前記公称切削半径（２２）の少なくとも１０％の前記回転中心軸（８）までの半径方向距離を有し、
前記刃先中央部分（３２）に沿った前記第１の逃げ面の幅（ｂ）が、少なくとも０．０５ｍｍ、かつ前記公称切削半径（２２）の最大５％である、
ことを特徴とする、ドリル先端。

【請求項2】

前記公称切削半径（２２）が２ｍｍより大きい場合、前記刃先中央部分（３２）に沿った前記第１の逃げ面の幅（ｂ）が前記公称切削半径（２２）の最大３％である、請求項１に記載のドリル先端。

【請求項3】

前記公称切削半径（２２）が５ｍｍより大きい場合、前記刃先中央部分（３２）に沿った前記第１の逃げ面の幅（ｂ）が前記公称切削半径（２２）の少なくとも１％である、請求項１または２に記載のドリル先端。

【請求項4】

前記第１の逃げ面の幅（ｂ）が、前記刃先（１１）の外側部分に沿って前記公称切削半径（２２）の１０～３０％であり、前記刃先（１１）が、前記切削コーナ（１４）から前記刃先中央部分（３２）の最大で前記外側端部（２３）まで半径方向内側に延在する、請求項１から３のいずれか一項に記載のドリル先端。

【請求項5】

前記刃先中央部分（３２）の前記半径方向外側端部（２３）が、前記公称切削半径（２２）の少なくとも３５％の前記回転中心軸（８）までの半径方向距離を有する、請求項１から４のいずれか一項に記載のドリル先端。

【請求項6】

前記刃先（１１）が、
前記切削コーナ（１４）から半径方向内側に延在する主刃先（１５）と、
前記頂点領域（１３）から半径方向外側に前記主刃先の内側端部まで延在する第２の刃先（１６）と
を備え、
前端視で、前記主刃先（１５）が、前記第２の刃先に対してある角度で延在し、
前記刃先中央部分（３２）が、前記第２の刃先（１６）を形成する、
請求項１から５のいずれか一項に記載のドリル先端。

【請求項7】

前記主刃先（１５）が、前端視で、前記回転中心軸（８）および前記第２の刃先（１６）の前記半径方向外側端部（２３）を通る線と前記回転中心軸（８）および前記切削コーナ（１４）を通る線との間の角度（α）が２０～４０°であるように、前記第２の刃先（１６）に対してある角度を付けて延在する、請求項６に記載のドリル先端。

【請求項8】

前記刃先（１１）が最大４μｍの縁部半径を有する、請求項１から７のいずれか一項に記載のドリル先端。

【請求項9】

各切削構造体（１０）が、前方を向く前端面（２０）をさらに備え、前記前端面（２０）が、
前記頂点領域（１３）から前記本体の周囲まで半径方向外側に延在し、
前記第１の逃げ面の縁部（１９）に接続し、前記第１の逃げ面の縁部に回転して後行し、
前記前端面（２０）が、凹部表面によって区切られた凹部（２５）を備え、
前記凹部表面が、少なくとも前記刃先中央部分（３２）に沿って前記第１の逃げ面の縁部（１９）と隣接する、
請求項１から８のいずれか一項に記載のドリル先端。

【請求項10】

各切削構造体（１０）が、少なくとも部分的に前記凹部表面内に位置する冷却剤開口部（３０）を有する冷却剤チャネルをさらに備える、請求項９に記載のドリル先端。

【請求項11】

前記冷却剤開口部（３０）の周囲の半径方向内側および軸方向上側の４分の１の少なくとも大部分が、前記凹部表面に隣接する、請求項１０に記載のドリル先端。

【請求項12】

前記凹部表面が、凹状表面であり、
軸方向後方に延在する湾曲底面（２７）と、
前記底面（２７）から前記頂点領域（１３）まで延在する半径方向内側湾曲部表面（２８）と、
前記底面（２７）から前記冷却剤開口部（３０）まで延在する半径方向外側湾曲部表面（２９）とを備える、
請求項１０または１１に記載のドリル先端。

【請求項13】

前記本体が、前記回転中心軸（８）の周りに１８０°の回転対称性で配置された２つの切削構造体（１０）を備え、前記本体が、前記頂点領域（１３）を横切って前記２つの切削構造体（１０）の前記刃先（１１）を接続するチゼル縁部（７）を備える、請求項１から１２のいずれか一項に記載のドリル先端。

【請求項14】

第１の薄肉面（２６）が、前記２つの切削構造体（１０）のうちの第１の切削構造体の前記刃先中央部分（３２）の前記すくい面（１７）下で前記チゼル縁部（７）から軸方向後方に延在し、
第２の薄肉面（２６）が、前記２つの切削構造体（１０）のうちの第２の切削構造体の前記刃先中央部分（３２）の前記すくい面（１７）下で前記チゼル縁部（７）から軸方向後方に延在し、
前記第１の切削構造体（１０）の前記凹部表面の前記半径方向内側湾曲部表面（２８）は、共通の縁部を介して前記第２の薄肉面（２６）と隣接し、
前記第２の切削構造体（１０）の前記凹部表面の前記半径方向内側湾曲部表面（２８）は、共通の縁部を介して前記第１の薄肉面（２６）と隣接する、
請求項１２および１３に記載のドリル先端。

【請求項15】

請求項１から１４のいずれか一項に記載のドリル先端（１）を備える、中実ドリル工具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アルミニウム合金などの軽量合金を機械加工するためのドリル先端に関する。

【背景技術】

【0002】

アルミニウム合金などの軽量合金を機械加工するためのドリルが知られている。既知のドリルは、ドリルのほぼ円錐形の前端部であるドリル先端と、ドリルを機械スピンドルに取り付けるためのドリルの後端部のシャンクと、それらの間の直線またはテーパ部分とを備える。ドリル先端は、典型的には、すくい面と逃げ面との交差部によって形成され、回転中心軸に隣接する中心位置から半径方向外側に延在する２つの刃先を含む。チゼル縁部は、回転中心軸を横切って２つの刃先を接続する。刃先から離れて切りくずを導くために、切りくず溝が直線またはテーパ状セグメントに設けられる。

【0003】

アルミニウム合金などの軽量合金の加工対象物を穿孔する場合、そのような既知のドリルでは、それらのセンタリング特性が低下する傾向があり、厳しい公差に従って機械加工する能力が低下するという問題がある。

【発明の概要】

【0004】

本発明の目的は、先行技術の欠点を軽減し、改善されたセンタリング特性を有するドリル先端を提供することである。

【0005】

この目的は、請求項１の特徴を有する本発明によって達成される。

【0006】

アルミニウム合金などの軽量合金を機械加工するための本発明のドリル先端は、本体を備え、本体が、頂点領域を有する前端部と、頂点領域の中心から後方に延在する回転中心軸と、少なくとも１つの切削構造体とを有する。各切削構造体は、第１のすくい面と、第１の逃げ面と、第１のすくい面と第１の逃げ面との間の交差部にある刃先と、周辺切削コーナとを備える。刃先は、頂点領域から切削コーナまで半径方向外側に延在する。第１の逃げ面は、前端視で幅を有し、幅は、刃先に垂直に、かつ刃先から刃先に回転して後行する第１の逃げ面の縁部まで延在する距離である。本体は、回転中心軸から切削コーナまでの半径方向外側の距離であり、少なくとも１ｍｍである公称切削半径をさらに有する。刃先は、頂点領域から半径方向外側端部まで半径方向外側に延在する中央部分を有する。刃先中央部分の半径方向外側端部は、公称切削半径の少なくとも１０％の回転中心軸までの半径方向距離を有する。刃先中央部分に沿った第１の逃げ面の幅は、少なくとも０．０５ｍｍ、公称切削半径の最大５％である。

【0007】

動作中、ドリル先端は回転中心軸の周りで回転し、回転方向の切削速度は、刃先の中心の０から外周端部の高速まで変化する。これにより、刃先の周縁部分に沿って機械加工された材料から切りくずが切削される一方、機械加工された材料は主として中央部分で塑性変形する。したがって、ドリルの中心にクリーンな切りくずは形成されない。

【0008】

先行技術のドリルでは、アルミニウム合金などの軽量合金を機械加工する場合、機械加工された加工対象物からの材料は、適切な切りくずが形成されていない中央でドリルに付着する傾向がある。このような材料の蓄積は、特にドリルの中心に近い刃先の後ろの逃げ面で発生する。これは、ドリルのセンタリング特性を低下させる大きな原因であることがわかっている。

【0009】

中心に近い非常に狭い逃げ面を有する本発明のドリル先端のおかげで、材料が逃げ面に付着するリスクが低減される。それにもかかわらず材料が付着すると、そのような狭い表面から破損する傾向がある。したがって、逃げ面に材料が堆積しにくくなり、それによってドリル先端のセンタリング特性が改善され、厳しい公差に従って加工対象物を機械加工することができる。

【0010】

本発明に係るドリル先端は、加工対象物材料のＩＳＯ分類の規格に従って、加工対象物材料群ＩＳＯ－Ｎに属する加工対象物の穿孔等の機械加工に適する。この群は、非鉄金属、例えばアルミニウム系合金などの軽量合金を含む。

【0011】

ドリル先端は、例えば、超硬合金、セラミック、立方晶窒化ホウ素、多結晶ダイヤモンド、および／またはサーメットの１つまたは複数から作製される。任意選択的に、ドリル先端は、例えば窒化チタン、炭窒化チタン、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）および／または酸化アルミニウムを含む表面コーティングでコーティングされる。

【0012】

ドリル先端は、加工対象物の機械加工中に切削方向に回転中心軸の周りを回転するように構成される。この回転方向に見て、ドリル先端の特徴は、互いに対して先行または後行する。

【0013】

ドリル本体の各切削構造体の刃先は、第１のすくい面と第１の逃げ面との交差部に形成されている。任意選択的に、刃先は、回転中心軸から、またはそれに近い位置から延在する。

【0014】

好ましくは、刃先は、６μｍ以下、より好ましくは４μｍ以下の縁部半径を有する。このような鋭い縁部半径は、対象とする軽量合金材料の加工対象物を切削するのに有利である。任意選択的に、刃先半径は、刃先の断面において一定である、すなわち円形セグメントによって形成されるか、または非対称縁部を形成するように変化する。任意選択に、刃先半径は一定であるか、刃先に沿って変化する。縁部半径は、例えば、光学３Ｄ測定装置を使用して測定することができる。

【0015】

刃先は、本体の周囲に位置する切削コーナに外端部を有する。ドリル先端の公称切削半径は、回転中心軸から切削コーナまでの半径として理解されるべきである。ドリル先端は、少なくとも１ｍｍの公称切削半径を有する。より小さい公称切削半径を有するドリル先端は、本質的に、機械加工された材料がそこに付着しにくいように、第１の逃げ面の幅がより小さい。

【0016】

好ましくは、ドリル先端の公称切削半径は最大２０ｍｍである。一般に、最新技術のプロセスおよび機械を用いてアルミニウム合金などの軽量合金を機械加工するには、より大きなドリル先端はあまり適していない。

【0017】

ドリル先端の本体の頂点領域は、ドリル先端の最前部先端の回転中心軸の周りの小さな領域として理解されるべきである。例えば、刃先が回転中心軸に近い中央端部を有する実施形態では、刃先の中央端部の中央に小さな領域、または、チゼル縁部を有する実施形態では、チゼル縁部の全長を直径とする円によって制限される領域である。

【0018】

各切削構造体において、第１のすくい面は、加工対象物から除去された材料が最初に摺動する刃先に最も近い表面部分である。一実施形態によれば、各切削部分は切りくずを含み、第１のすくい面は、刃先に最も近い切りくず面の一部である。したがって、さらなるすくい面は、第１のすくい面の軸方向後方に追従することができる。

【0019】

各切削構造体では、第１の逃げ面は、刃先の直後に回転して後行する前方を向く面である。前端視、言い換えれば、前端部に向かう回転中心軸の方向に見られるように、第１の逃げ面は、刃先から回転して後行する第１の逃げ面の縁部までの幅を有する。任意選択的に、第１の逃げ面は湾曲するかまたは平面であり、第１の逃げ面は、回転中心軸を法線として平面に対して角度があってもよい。例えば、湾曲した第１の逃げ面の曲率に追従する真の幅は、前端視で幅からずれていてもよい。

【0020】

刃先中央部分に沿った第１の逃げ面の幅は、少なくとも０．０５ｍｍ、公称切削半径の最大５％である。幅が小さいほど、ドリル先端は弱くなり、動作中に切削力を受けると破損する可能性がある。より大きな幅では、アルミニウムなどの軽量合金の対象とする加工対象物からの材料は、ますます逃げ面に付着し始める。

【0021】

任意選択的に、刃先中央部分に沿った第１の逃げ面の幅は、一定であるか、または規定の限界内で変化する。例えば、幅は、主要部分にわたって一定であり、回転中心軸に最も近いほど狭く、外側部分に沿って連続的に広がり、刃先の外側部分のより広い第１の逃げ面と整列する。

【0022】

好ましくは、公称切削半径が２ｍｍより大きい場合、刃先中央部分に沿った第１の逃げ面幅は公称切削半径の最大３％である。それにより、そのようなより大きな公称切削半径を有するドリル先端は、公称切削半径のより小さい部分である刃先中央部分における幅を有する第１の逃げ面を有する。公称切削半径が大きいため、付着に関して有利であるより小さい部分も、動作中に十分に強くなる。

【0023】

好ましくは、公称切削半径が５ｍｍより大きい場合、刃先中央部分に沿った第１の逃げ面幅は公称切削半径の少なくとも１％である。それにより、このようなより大きな半径を有するドリル先端は、有利にはより強く、同時に、刃先中央部分の第１の逃げ面の幅は、動作中に対象とする材料の加工対象物からの材料の付着を十分に防止するのに十分に小さい。

【0024】

好ましくは、第１の逃げ面幅は、刃先の外側部分に沿った公称切削半径の１０～３０％であり、刃先は、切削コーナから刃先中央部分の最大で外側端部まで半径方向内側に延在する。ドリル先端の刃先での切削速度は半径方向外側の部分でより速いため、その領域で機械加工された材料から適切な切りくずが切削され、材料の第１の逃げ面への付着が懸念されない。したがって、有利には、刃先の半径方向外側部分における第１の逃げ面の幅は、代わりに切削性能および強度に関して最適化される。公称切削半径の少なくとも１０％の幅は、特定の動作に期待することが可能な強度の増加を達成する。公称切削半径の最大３０％の幅は、滑らかな動作を保証する。

【0025】

刃先中央部分は、頂点領域から、または言い換えれば、回転中心軸またはその近くの半径方向内側端部から半径方向外側に延在する。刃先中央部分の半径方向外側端部は、公称切削半径の少なくとも１０％の回転中心軸までの半径方向距離を有する位置に位置する。これは、動作中に切削速度が最も低く、第１の逃げ面に機械加工された材料が付着する傾向が最も大きい領域である。好ましくは、刃先中央部分の半径方向外側端部は、公称切削半径の少なくとも３５％の回転中心軸までの半径方向距離を有する。

【0026】

一実施形態によれば、刃先は、切削コーナから半径方向内側に延在する主刃先と、頂点領域から主刃先の内側端部まで径方向外側に延在する第２の刃先とを備える。前端視で、主刃先は、第２の刃先に対してある角度で延在しており、刃先中央部分は第２の刃先を形成する。例えば、より有益な切削形状を提供するために、主刃先は、切削コーナから回転中心軸の横の位置に向かって内側に延長部を有するように設計され、第２の刃先は、主刃先を頂点領域と接続するように設計されている。例えば、第２の刃先は、主にドリル先端本体のウェブ上に延在する。このような実施形態は、主刃先およびその第１の逃げ面を切りくず除去機械加工のために最適化することができる一方で、刃先の中央部分、すなわち第２の刃先には、付着を最小限に抑えるために本発明の刃先中央部分の特性が与えられるという点で有利である。

【0027】

互いに対して角度がある、そのような主刃先と第２の刃先の形態の刃先中央部分とを有する実施形態によれば、主刃先は、第２の刃先に最も近い主移行縁部を備える。これにより、有利には、刃先の鋭いコーナを回避することができる。

【0028】

好ましくは、各切削構造体は、前方を向く前端面をさらに備える。前端面は、頂点領域から本体の周囲まで半径方向外側に延在し、第１の逃げ面の縁部に接続し、第１の逃げ面の縁部に回転して後行する。任意選択的に、前端面は、第１の逃げ面の後方に順に回転して追従する第２以上の逃げ面を備える。一実施形態によれば、第１の逃げ面の縁部の少なくとも半径方向外側部分は、前端視で直線状である。

【0029】

一実施形態によれば、前端面は、凹部表面によって区切られた凹部を備え、凹部表面は、少なくとも刃先中央部分に沿って第１の逃げ面の縁部と隣接する。したがって、刃先中央部分に沿って、凹部表面は、第１の逃げ面の縁部から、そこから軸方向後方に延在する。凹部は、第１の逃げ面の縁部に回転して後行する。前端面に凹部を設けることは、刃先中央部分で第１の逃げ面の所望の狭い幅を得るための効率的な方法である。凹部は、例えば研削によって設けることができる。

【0030】

一実施形態によれば、各切削構造体は、冷却剤開口部を有する冷却剤チャネルをさらに備え、少なくとも部分的に凹部表面に位置する。これにより、冷却剤チャネルを通って供給される冷却剤および／または潤滑剤は、有利には、凹部の上を流れることによって刃先中央部分に到達することができる。冷却剤および／または潤滑剤を刃先中央部分に供給することに加えて、流体の流れは、加工対象物から第１の逃げ面に付着する材料を少なくすることに寄与する。好ましくは、冷却剤開口部の周囲の半径方向内側および軸方向前方の４分の１の少なくとも大部分は、凹部表面に隣接するか、言い換えれば、凹部表面を遮断する。

【0031】

好ましくは、凹部は凹状表面である。凹状表面は、例えば砥石車を使用して製造するのに効率的である。一実施形態によれば、凹部表面は、軸方向後方に延在する湾曲底面と、底面から頂点領域まで延在する半径方向内側湾曲部表面と、底面から冷却剤開口部まで延在する半径方向外側湾曲部表面とを備える。好ましくは、前端視で、底面の長手方向の延長は、刃先中央部分と平行である。好ましくは、側面視で、底面は、少なくとも冷却剤チャネル開口部の中心の軸方向位置まで、中心回転軸の方向に長手方向に延在する。

【0032】

任意選択的に、本体は、回転中心軸の周りに回転対称に配置された２つ、３つまたはそれ以上の切削構造体を備える。しかし、ただ１つの切削構造体を有する実施形態も考えられる。

【0033】

好ましい実施形態によれば、本体は、２つの切削構造体を備え、回転中心軸の周りに１８０°の回転対称性で配置される。任意選択的に、本体は、頂点領域を横切って２つの切削構造体の刃先を接続するチゼル縁部を備える。一実施形態によれば、各刃先は、小移行縁部を介してチゼル縁部に接続される。これにより、有利には、刃先の鋭いコーナを回避することができる。

【0034】

好ましくは、本発明のドリル先端は、ドリルヘッドに組み込まれ、ドリルヘッドは、任意選択的に、中実の円形工具またはドリル工具本体に接続可能な交換可能ヘッドの一体部である。次いで、ドリル先端は、例えば交換可能ヘッドまたはドリルなどの中実工具などのより大きな実体の前端部セグメントを構成する。

【0035】

一実施形態によれば、本発明のドリル先端を備えるドリルの形態の中実工具は、ドリルを機械スピンドルに取り付けるための後端部のシャンクと、ドリル先端とシャンクとの間の直線またはテーパ状セグメントとをさらに備える。切りくず溝は、動作中に刃先から離れて切りくずを導くことができるように、ドリル先端に接続する直線またはテーパ状セグメントに設けられる。任意選択的に、切りくず溝は螺旋状または直線状である。

【0036】

以下、添付の図面を参照して、例示的な実施形態をより詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0037】

【図1】本発明によるドリル先端の一実施形態の斜視正面図であり、ドリル先端は、中実ドリル工具の前方部分に含まれている。

【図2】図１の中実ドリル工具全体の側面図である。

【図3】ドリル先端を有するドリル工具の正面端面図である。

【図4】ドリル先端が第１の角度位置にある中実ドリル工具の前方部分の斜視側面図である。

【図5】ドリル先端が２つの異なる角度位置にある中実ドリル工具の前方部分の側面図である。

【図6】ドリル先端が２つの異なる角度位置にある中実ドリル工具の前方部分の側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0038】

すべての図は概略図であり、必ずしも縮尺通りではなく、一般に、それぞれの実施形態を明瞭にするために必要な部分のみを示すが、他の部分は省略または単に示唆されてもよい。別途指示がない限り、同様の参照符号は、異なる図の同様の部分を指す。

【0039】

図１および２は、本発明によるドリル先端１の実施形態を備えるツイストドリルの形態の中実ドリル工具を示す。実施形態によるドリル先端１は、ツイストドリルの略円錐形状の前方セグメント２を構成する。ツイストドリルは、ツイストドリルを機械スピンドルに取り付けるための後方セグメント４内にシャンク６をさらに備える。直線セグメント３は、前方セグメント２と後方セグメント４との間に延在する。螺旋状の切りくず溝５は直線セグメント３内に配置され、切りくず溝５はドリル先端１内に軸方向に続く。ツイストドリルは、例えばアルミニウム合金を穿孔するなど、加工対象物の機械加工中に切削方向９に回転中心軸８の周りを回転するように構成される。ドリル先端１およびツイストドリルの特徴は、切削方向９に見て、互いに対して先行または後行する。

【0040】

図３～図６を参照して、ツイストドリルに備えられたドリル先端１の実施形態を説明する。

【0041】

ドリル先端１は、チゼル縁部７の形態の最前部先端を有する本体を備える。回転中心軸８は、チゼル縁部７の中心から本体内で後方に延在する。

【0042】

本体は、回転中心軸８に対して１８０°の回転対称性で配置された２つの切削構造体１０をさらに備える。各切削構造体１０は刃先１１を備え、各刃先１１は、小移行縁部１２を介してチゼル縁部のそれぞれの端部に接続される。回転中心軸８の周りの中央領域は、チゼル縁部７および小移行縁部１２を備え、頂点領域１３を形成する。

【0043】

各刃先１１は、頂点領域１３の小移行縁部１２の半径方向外側端部から周辺切削コーナ１４まで延在する。回転中心軸８から切削コーナ１４までの半径は、ドリル先端１および例示的なツイストドリルの公称切削半径２２を形成する。実施形態のドリル先端は、５ｍｍの公称切削半径を有する。側面視で、各刃先１１および小移行縁部１２は実質的に直線であり、１４０°の点角度βを形成する。他の実施形態は、異なる刃先形状、例えば実質的に軸方向平面に延在する刃先を有していてもよい。

【0044】

各刃先１１は、最大４μｍの縁部半径で鋭利である。

【0045】

各刃先１１は、切削コーナ１４から半径方向内側に延在する主刃先１５と、第２の刃先１６の形態の中央刃先部分（３２）とを備える。第２の刃先１６は、頂点領域において小移行縁部１２から半径方向外側に延在し、主刃先１５の半径方向内側端部に半径方向外側端部２３を有する。主刃先１５は、第２の刃先１６の半径方向外側端部２３に最も近い主移行縁部２４を備える。回転中心軸８から第２の刃先１６の半径方向外側端部２３までの半径方向距離は、２．０７ｍｍ、すなわち公称切削半径２２の少なくとも３５％、すなわち１．７５ｍｍである。

【0046】

図３の前端視で、主刃先１５は、第２の刃先１６に対してある角度で延在する。回転中心軸８および第２の刃先１６の半径方向外側端部を通る線と、回転中心軸８および切削コーナ１４を通る公称切削半径２２に沿った線との間の角度αは、２０～４０°であり、図示の実施形態では、角度αは２４°である。

【0047】

図３の前端視で、第２の刃先１６は実質的に直線であり、主刃先１５は大部分にわたって凹状であり、主移行縁部２４は直線である。小移行縁部１２は凹状である。他の実施形態は、異なる刃先形状を有していてもよい。

【0048】

各刃先１１は、第１のすくい面１７と第１の逃げ面１８との交差部に形成されている。切りくず溝５の一方は、各刃先１１から後方に延在する。第１のすくい面１７は、切りくず溝面のうち刃先１１に最も近い部分である。

【0049】

図４および図６に最もよく見られるように、各第２の刃先１６は、薄肉面２６の形態の第１のすくい面１７を有する。チゼル縁部７および小移行縁部１２において回転中心軸８に近接して、薄肉面２６は凹部分を備える。第２の刃先１６の主要な半径方向外側の長さよりも軸方向下方において、薄肉面２６は平面部分を備える。

【0050】

各切削構造体１０では、第１の逃げ面１８は、刃先１１の直後に回転して後行する前方を向く面である。

【0051】

各切削構造体１０は、前方を向く前端面２０をさらに備える。前端面２０は、頂点領域１３から本体の周囲まで半径方向外側に延在し、第１の逃げ面１８に接続し、第１の逃げ面に回転方して後行する。第１の逃げ面１８は、前端面２０への移行部に後行する縁部１９を有する。前端面２０は、第２の逃げ面２１を備え、第１の逃げ面１８の後方に回転して追従する。第２の逃げ面２１の回転して後行する縁部は、切りくず溝５の軸方向前方および回転方向前側面３１に接続する。軸方向前方かつ回転方向前側面３１および第１のすくい面１７は、同じ切りくず溝５の部分表面であるが、切削構造体１０のそれぞれ異なるものに関連付けられている。前端面２０は、本体の周囲の一部に追従する。

【0052】

図３の前端視で、第１の逃げ面１８は幅（ｂ）を有し、刃先１１に対して垂直に測定される。幅（ｂ）は、刃先１１から第１の逃げ面の縁部１９までの距離である。

【0053】

第２の刃先１６に沿った第１の逃げ面の幅（ｂ）は、０．０６ｍｍ、すなわち公称切削半径２２の０．０５ｍｍおよび１％より大きく、公称切削半径の３％、すなわち０．１５ｍｍ未満である。

【0054】

刃先１１の外側部分に沿った第１の逃げ面の幅（ｂ）は、０．５３ｍｍ、すなわち公称切削半径２２の１０％超３０％未満、すなわち１．５ｍｍである。具体的には、この大きい方の幅（ｂ）は、主刃先１５の大部分に沿って切削コーナ１４から半径方向内側に存在する。

【0055】

第１の逃げ面１８の幅（ｂ）は、実質的に第２の刃先１６に沿って一定であり、主刃先１５の移行部分２４に沿って連続的に広がり、その凹曲率のために主刃先１５の外側部分に沿ってわずかに変化する。

【0056】

前方を向く各前端面２０は、凹部表面によって区切られた凹部２５を備え、小移行縁部１２に沿って、第２の刃先１６に沿って、および主移行縁部２４を含む主刃先１５の半径方向中央部分に沿って、第１の逃げ面１８に隣接する。半径方向外側では、凹部表面は、第２の逃げ面２１および切りくず溝５の軸方向前方の回転方向前側面３１に隣接する。

【0057】

凹部２５により、本発明の狭い幅（ｂ）を有する第１の逃げ面１８の部分は、隆起部上に位置する。隆起部は、すくい面１７として機能する薄肉面２６の形態の回転方向前側面フランクと、凹部表面の形態の回転方して後行するフランクとを有する。

【0058】

凹部表面は、軸方向後方に延在する湾曲底面２７と、底面２７から頂点領域１３まで延在する半径方向内側湾曲部表面２８と、半径方向外側湾曲部表面２９とを備える凹状表面である。図４および図６参照。

【0059】

図３の前端視で、半径方向内側湾曲部表面２８は、両方の切削構造体１０の第２の刃先１６に沿って、頂点領域１３を横切って延在する。具体的には、第１の切削構造体の半径方向内側湾曲部表面２８は、第２の切削構造体の薄肉面２６に隣接し、第２の切削構造体の半径方向内側湾曲部表面２８は、第１の切削構造体の薄肉面２６に隣接する。半径方向内側湾曲部表面２８と薄肉面２６との凹曲率の差により、それらの交差部に共通の縁部が形成される。

【0060】

各切削構造体１０は、冷却剤開口部３０を有する冷却剤チャネルをさらに備える。冷却剤開口部３０は、部分的に凹部表面に位置し、部分的に切りくず溝５の回転方向前側面３１に位置する。したがって、冷却剤開口部３０は、凹部２５の半径方向外側湾曲部表面２９に位置し、冷却剤開口部３０の周囲のほぼ半径方向内側および軸方向前方半分は、凹部表面に位置する。

【0061】

図４～図６から最もよくわかるように、本発明の凹部２５により、冷却剤開口部３０を通って出る冷却剤は、第２の刃先１６に向かって案内される。第２の刃先１６に沿った第１の逃げ面１８の本発明の狭い幅と組み合わせて、逃げ面１８に材料が付着するリスクは大幅に低減される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【国際調査報告】