▶ マパル ファブリック フュール プラツィジョンズベルクゼウグ ドクトル．クレス カーゲーの特許一覧
(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】2023-11-16
(54)【発明の名称】工具
(51)【国際特許分類】
B23B 51/00 20060101AFI20231109BHJP
B23B 51/06 20060101ALI20231109BHJP
【ＦＩ】
B23B51/00 K
B23B51/06 E
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023527303
(86)(22)【出願日】2021-11-02
(85)【翻訳文提出日】2023-05-11
(86)【国際出願番号】 EP2021080410
(87)【国際公開番号】W WO2022101060
(87)【国際公開日】2022-05-19
(31)【優先権主張番号】102020214134.7
(32)【優先日】2020-11-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】597099025
【氏名又は名称】マパル ファブリック フュール プラツィジョンズベルクゼウグ ドクトル．クレス カーゲー
(74)【代理人】
【識別番号】110002572
【氏名又は名称】弁理士法人平木国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】クレンツァー，ウルリッヒ
【テーマコード（参考）】
3C037
【Ｆターム（参考）】
3C037DD03
3C037DD06
(57)【要約】
本発明は、ボア（３）の機械加工用の工具（１）に関する。工具（１）は、中心軸（Ｍ）と工具端面（９）とを有する工具本体（７）を備える。少なくとも２つの２次切れ刃（１１）が工具本体（７）に形成され、少なくとも２つの２次切れ刃（１１）の各２次切れ刃（１１）は、工具端面（９）上の２次切れ刃（１１）に割り当てられている切削コーナー（１３）から始まり、工具（１）の軸端（１５）に向かって、特定のねじれピッチで螺旋状に中心軸（Ｍ）の方向に延び、割り当てられている切削コーナー（１３）から、中心軸（Ｍ）の方向に測定された、特定のねじれピッチの少なくとも０．１８倍から最大０．２８倍の距離（Ａｂ）を隔てて２次切れ刃（１１）のそれぞれに支持カラー（１７）が接続され、支持カラー（１７）は、割り当てられている切削コーナー（１３）に対して少なくとも１７０°まで円周方向に延びている。
【選択図】図１
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ボア（３）の機械加工用の工具（１）であって、中心軸（Ｍ）と工具端面（９）とを有する工具本体（７）を備え、
少なくとも２つの２次切れ刃（１１）が前記工具本体（７）に形成され、前記少なくとも２つの２次切れ刃（１１）の各２次切れ刃（１１）は、前記工具端面（９）上の前記２次切れ刃（１１）に割り当てられている切削コーナー（１３）から始まり、前記工具（１）の軸端（１５）に向かって、特定のねじれピッチで螺旋状に前記中心軸（Ｍ）の方向に延び、
前記割り当てられている切削コーナー（１３）から、前記中心軸（Ｍ）の方向に測定された、前記特定のねじれピッチの少なくとも０．１８倍から最大０．２８倍の距離（Ａｂ）を隔てて前記２次切れ刃（１１）のそれぞれに支持カラー（１７）が接続され、前記支持カラー（１７）は、前記割り当てられている切削コーナー（１３）に対して少なくとも１７０°まで円周方向に延びている、工具（１）。
【請求項2】
前記支持カラー（１７）は、前記割り当てられている切削コーナー（１３）から、前記中心軸（Ｍ）の方向に測定された、前記特定のねじれピッチの少なくとも０．２２倍から最大０．２５倍の距離（Ａｂ）を隔てて前記割り当てられている２次切れ刃（１１）に接続されている、請求項１に記載の工具（１）。
【請求項3】
前記支持カラー（１７）は、前記割り当てられている切削コーナー（１３）から円周方向に測定して、少なくとも６５°から最大１２０°の角度で始まる、および／または少なくとも１７０°から最大２４０°の角度で終わる、請求項１または２に記載の工具（１）。
【請求項4】
前記２次切れ刃（１１）のそれぞれは、前記割り当てられている切削コーナー（１３）から前記割り当てられている支持カラー（１７）まで延びるガイド面取り部（２３）に割り当てられている、請求項１から３のいずれか一項に記載の工具（１）。
【請求項5】
前記支持カラー（１７）は、前記中心軸（Ｍ）の方向に測定された長さ（Ｌ）が、前記切削コーナー（１３）により画定される前記工具（１）の軌道円の直径（Ｄ）の少なくとも０．２倍から好ましくは最大１倍である、請求項４に記載の工具（１）。
【請求項6】
前記少なくとも２つの２次切れ刃（１１）の各２次切れ刃（１１）は、前記工具端面（９）から前記中心軸（Ｍ）の方向に前記軸端（１５）に向かって螺旋状に延びている切り屑溝（２５）に割り当てられている、請求項１から５のいずれか一項に記載の工具（１）。
【請求項7】
前記支持カラー（１７）は、少なくとも実質的に前記軸端（１５）に面する前記切り屑溝（２５）の端部（２７）まで前記中心軸（Ｍ）の方向に延びている、請求項６に記載の工具（１）。
【請求項8】
少なくとも１つの潤滑溝（２９）が前記支持カラー（１７）に形成され、前記少なくとも１つの潤滑溝（２９）は、潤滑溝のねじれピッチを有さず、円周方向に、または
前記特定のねじれピッチと異なる、特に前記特定のねじれピッチとは反対の潤滑溝のねじれピッチで、または
前記特定のねじれピッチと同一の潤滑溝のねじれピッチで
延びている、請求項１から７のいずれか一項に記載の工具（１）。
【請求項9】
前記ガイド面取り部（２３）は、前記切削コーナー（１３）により画定される前記軌道円の前記直径（Ｄ）の最大５％、好ましくは最大３％の幅を備える、請求項５に記載の工具（１）。
【請求項10】
前記支持カラー（１７）は、少なくとも１つの潤滑溝（２９）によって複数の支持カラー領域（３１）に円周方向に分割され、前記支持カラー（１７）の前記支持カラー領域（３１）の幅の合計は、前記支持カラー（１７）に割り当てられている前記ガイド面取り部（２３）の幅の少なくとも２倍、好ましくは３倍である、請求項４、５または９に記載の工具（１）。
【請求項11】
前記工具（１）は、正確に２つの２次切れ刃（１１）または正確に３つの２次切れ刃（１１）を有する、請求項１から１０のいずれか一項に記載の工具（１）。
【請求項12】
前記工具（１）は、穴開け工具として、特にツイストドリルとして構成されている、請求項１から１１のいずれか一項に記載の工具（１）。
【請求項13】
主切れ刃（２１）が前記工具端面（９）上の前記少なくとも２つの２次切れ刃（１１）の各２次切れ刃（１１）に割り当てられ、前記主切れ刃（２１）は、前記各切削コーナー（１３）のそれぞれで前記割り当てられている２次切れ刃（１１）と合流する、請求項１から１２のいずれか一項に記載の工具（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ボアの機械加工用の工具に関する。
【背景技術】
【0002】
このような工具は、中心軸と工具端面とを有する工具本体を有し、少なくとも２つの２次切れ刃が工具本体に形成され、少なくとも２つの２次切れ刃の各２次切れ刃は、工具端面上の２次切れ刃に割り当てられている切削コーナーから始まり、工具の軸端に向かって、特定のねじれピッチで螺旋形状に、すなわち螺旋状に、中心軸方向に延びている。このような工具は、例えば、穴開け工具として、特にツイストドリルとして構成され得るが、リーマとして、または別の適切な方法においても構成され得る。ボア作製工程の目的は、理想的な円筒形状からのずれが可能な限り少ない、円形で逃げ（偏心）のないボアを作製することである。これは、工具がボアの仮想中心からずれる状況が存在する場合、特に中心軸に対して非対称な力を受けるので、特に困難であることが判明している。とりわけ、工具が横穴のような空洞に穴を開けなければならない場合、または工具が穴軸に対して傾斜した面でワークから出る場合に困難である。特にこれらの状況下では、工具を仮想ボア軸から偏らせる、一方的に作用する大きな力が生じ得る。
【発明の概要】
【0003】
原則として、このような工具は２次切れ刃の領域にガイド面取り部を備えることが可能であり、これは、このようなずれに対する安定化効果を有する。しかしながら、ガイド面取り部でさえも、ずれを防止できるのは限られた程度のみである。例えば、ツイストドリルは、横切れ刃を横方向に制限する２つのガイド面取り部を典型的に備える。これらは、工具の主切れ刃に対して平行に作用する横方向の力を良好に吸収することができる。しかしながら、主切れ刃に垂直に作用する主な力は、ガイド面取り部により吸収することができない。特に、穴開け深さがドリル径の５倍より大きい場合、２次切れ刃の数より多い数のガイド面取り部、例えば４つ、または６つものガイド面取り部を備えるツイストドリルもある。このようなドリルを用いれば穴精度の向上を実現することができ、特に、このような追加のガイド面取り部によって、穴の真円度および真直度を向上させることができる。しかしながら、工具が傾斜面でボアから出る場合、これらの追加のガイド面取り部であっても状況を改善する役割を果たすことはできない。これは、傾斜した外表面で切削が中断されるため、支持に必要なボア壁が不足しているからである。むしろ、ガイド面取り部はすでに通っているボアにドリルを誘導し続けるので、追加のガイド面取り部は、後続の切れ刃が前切れ刃のずれを少なくとも部分的に相殺することまで阻止する。その結果、さらに回転するごとに偏心が増加する。ドリルはその後、穴の中で詰まり始める。ガイド面取り部およびボア壁には非常に大きな摩擦があり、これによりガイド面取り部のトルクおよび摩耗がより大きくなる。負荷のかかったガイド面取り部および切削コーナーは、最終的に工具の破損につながり得る。
【0004】
そのため、本発明の目的は、少なくとも上述の不利な点の一部が少なくとも部分的に回避される、好ましくは解消される、ボアの機械加工用の工具を創出することである。
【0005】
本目的は、提示する技術的教示、特に、独立請求項の教示ならびに従属請求項および本明細書に開示される実施形態を提供することにより解決される。
【0006】
本目的は、特に、ボアの機械加工用の工具を以下のようにさらに構成することによって解決される。この工具では、割り当てられている切削コーナーから、中心軸の方向に測定された、特定のねじれピッチの少なくとも０．１８倍から最大０．２８倍の距離を隔てて２次切れ刃のそれぞれに支持カラーが接続され、支持カラーは、割り当てられている切削コーナーに対して少なくとも１７０°まで、好ましくは少なくとも１８０°まで円周方向に延びている。特に、これによりガイドが有利に形成され、これは工具端面から軸方向に後退しているため、ガイド特性が向上し、安定している。加えて、工具は、割り当てられている切削コーナーに対して少なくとも１７０°までの範囲で支持カラーによって支持されるので、特に、主切削力および場合によってはこれと垂直に工具に作用する受動力により本質的に画定される合力もまた、支持カラーで支持することができる。支持カラーの軸方向に凹んだ配置は特に有利である。なぜなら、工具が斜めに出るときでも少なくとも部分的に中断された切削の外側に支持があり、すなわち、特にボアの完全に円筒形で中断されていない部分において有効であるため、中断された切削の段階でも工具の切れ刃を支持するからである。しかし同時に、このタイプのガイドは、切れ刃が機械加工されている材料との係合から外れたときに、特に別の切れ刃が係合する前に、工具先端が回転軸にスプリングバックすることも可能とする。
【0007】
好適な実施形態において、ボアとは、ここでは、ワークの中実の材料に作られている、または作られる、すなわち完全なボアであることが理解される。しかしながら、ボアの作製とはボアの完成を意味することもまた理解される。したがって、工具は、一方ではワークの中実の材料から新しいボアを作成するために、また他方では、別の工具または別の方法で予め作成され得るボアを仕上げ加工するために、たとえば寸法に合わせてリーマ加工するために構成することができる。
【0008】
工具端面とは、特に、加工されるワークに面することが意図された工具本体の前面を意味することが理解される。軸端とは、特に、加工されるワークの反対側を向くことが意図された工具の端部を意味することが理解され、この端部は中心軸に沿った工具端面の反対にある。好適な実施形態において、軸端は工作機械またはアダプター等に接続されるように構成される。特に、軸端は、工具のクランプ端または軸であってもよい。「軸端の方向の伸長」は、特に、このように指定された要素が軸端の方向に延びていることを意味する。要素は必ずしも軸端に到達する必要はなく、むしろ軸端から距離を隔てて終了させることができる。
【0009】
少なくとも２つの２次切れ刃は、工具本体の円周上、特に工具本体の周面に形成されていることが好ましい。
【0010】
切削コーナーは、工具端面上に形成された、それぞれの２次切れ刃とその２次切れ刃に割り当てられている主切れ刃との交点として形成されることが好ましい。
【0011】
特に、支持カラーは、割り当てられている２次切れ刃と円周方向に接続され、中心軸の方向に測定された切削コーナーからの前記距離を隔てて配置されている。支持カラーは割り当てられている２次切れ刃と円周方向に直接接続されていることが好ましい。
【0012】
支持カラーは、特に支持面であり、特に、一方は中心軸の方向に、他方は円周方向に、特定の伸長を有する。特に、支持カラーは、工具のための拡幅されたガイド領域を提供する。
【0013】
支持カラーは、中心軸の方向において、支持カラーの位置における２次切れ刃の半径方向位置に相当する半径方向の位置を有することが好ましい。これにより、加工されたワークの壁の支持カラーの領域内で工具を支持することができる。特に、支持カラーは、２次切れ刃の半径方向位置に対して後退した表面領域ではない。ボア内の摩擦を低減させるために、工具は、中心軸の方向に２次切れ刃に沿った切削コーナーにより画定される軌道円から軸の端部に向かう特定のテーパーを有し、これは典型的には、中心軸に沿って、１００ｍｍの長さに対して約０．２ｍｍから０．４ｍｍである。支持カラーの領域における半径は、この特定のテーパーにより画定される値、すなわち、軌道円の半径よりもわずかに小さいだけであることが好ましい。
【0014】
好適な実施形態において、支持カラーは円筒形であること、すなわち、それ自体がテーパーを有していないことが可能である。別の好適な実施形態によれば、支持カラーは、軸の端部に向かうわずかなテーパー（テーパーの形状）を有し、これは、好ましくは最大で上述のテーパーに相当し、または特に好ましい実施形態では、上述のテーパーよりも小さく、特に１００ｍｍ長さあたり０.２ｍｍより小さく、または最大でも０.２ｍｍに等しい。
【0015】
支持カラーがこのような構成を有する場合、上述した従来の値に相当するよりも大きなテーパーを工具が（支持カラーの外側に）有することができるような効率的な支持を工具に有利に提供する。このように、支持カラーの外側のボア内における工具の摩擦は、従来の工具と比較して有利に低減される。
【0016】
特に、工具は、円筒研削により作成された工具ブランクを、形状研削によって工具に成形することで製造されることが好ましく、それによって特に切れ刃形状が形状研削により工具ブランクに形成される。特に工具のガイド面取り部の後ろの円周方向にある溝および凹部もまた、形状研削により作成されることが好ましく、それによって形状研削中に材料が工具ブランクから除去される。支持カラーは、形状研削中にそのままである、すなわち変化しない面または形状であることが好ましく、すなわち、特に円筒研削により作られ、すでに工具ブランク上に存在する面部分または形状である。
【0017】
軸線方向は、ここでは、および以下では、中心軸に沿った方向を示す。半径方向は、軸線方向に対して、つまり中心軸に対して垂直である。円周方向は、中心軸、つまり軸線方向を同心円状に含む。
【0018】
好適な実施形態によれば、支持カラーは、割り当てられている切削コーナーから、特定のねじれピッチの少なくとも０．１８倍から最大０．２８倍、好ましくは少なくとも０．２２倍から最大０．２５倍の距離で始まる。したがって、より工具端面寄りの領域には支持カラーがない。
【0019】
特に、特定のねじれピッチは１回転あたりの長さの単位で与えられるので、それに単純な係数を適用すると長さが得られる。
【0020】
代替的な定義によれば、中心軸の方向における切削コーナーから支持カラーの距離は、好ましくは少なくとも軌道円の直径（以下、軌道円直径と略す）から最大で軌道円直径の１．８倍、好ましくは少なくとも軌道円直径から最大で軌道円直径の１．５倍、好ましくは少なくとも軌道円直径の１．２倍から最大で軌道円直径の１．４倍である。
【0021】
好適な実施形態によれば、支持カラーは、中心軸の方向に、すなわち軸方向に、中心軸の第１位置から中心軸の第２位置に延びている。中心軸の第１位置は切削コーナーから第１距離に配置され、これは、特定のねじれピッチの０．１８倍、好ましくは０．２２倍、好ましくは特定のねじれピッチの０．２２倍に相当し、第２位置は切削コーナーから第２距離に配置され、これは、特定のねじれピッチの少なくとも０．２５倍、好ましくは少なくとも０．２８倍、好ましくは少なくとも０．３倍、好ましくは少なくとも０．３５倍に相当する。代替的に、切削コーナーからの第１位置の第１距離は、少なくとも軌道円直径に相当し、好ましくは軌道円直径の１．２倍であり、それによって切削コーナーからの第２位置の第２距離は、好ましくは少なくとも軌道円直径の１．４倍、好ましくは少なくとも軌道円直径の１．５倍、好ましくは少なくとも軌道円直径の１．８倍、好ましくは少なくとも軌道円直径の１．９倍に相当する。支持カラーはまた、特に以下でより詳細に説明されるように、少なくとも実質的に、軸端に面する工具の切り屑溝の端部まで、中心軸の方向に延びることができ、そして第２位置は、軸端に面する切り屑溝の端部に配置されている。
【0022】
第１位置および第２位置の距離に関連してここで述べた値、ならびに切削コーナーからの支持カラーの距離に関連して先に述べた値、および軌道円直径に関連する値は、好適な実施形態において、特に２次切れ刃の螺旋角度が３０°である工具に適用される。
【0023】
本発明のさらなる発展によれば、支持カラーは、中心軸の方向に測定された、割り当てられている切削コーナーから、特定のねじれピッチの少なくとも０．２２倍から最大０．２５倍までの距離を隔てて割り当てられている２次切れ刃と接続されている。この距離の範囲において、すでに上記で説明された利点が特別な方法で発生する。
【0024】
特に、支持カラーは、工具端面の平面視において加工されたワークに対する工具の意図される回転方向に対して測定して、割り当てられている切削コーナーから少なくとも６５°、好ましくは少なくとも８０°から、最大１２０°、好ましくは最大１００°の開始角度で始まる。この開始角度から始まり、支持カラーはそこから、少なくとも１７０°、好ましくは少なくとも１８０°、好ましくは少なくとも１８５°から、（支持カラーが周回（場合によっては複数回）しない場合）、好ましくは最大２４０°、好ましくは最大１９０°の終了角度まで延び、これも同様に上述の方法で測定される。特にこのようにして、好ましくは一方は主切削力、他方は半径方向の受動力からベクトル的に構成されている、特に工具の主切れ刃に作用する合力が、その力の作用点とは正反対の側で、しかし工具端面から軸方向距離を隔てて支持されることが確保される。
【0025】
本発明のさらなる実施形態によれば、支持カラーは、割り当てられている切削コーナーから円周方向に測定して、少なくとも６５°、好ましくは少なくとも８０°から、最大１２０°、好ましくは最大１００°の開始角度で始まる。代替的にまたは追加的に、支持カラーは、割り当てられている切削コーナーから円周方向に測定して、少なくとも１７０°、好ましくは少なくとも１８０°から、（支持カラーが周回（場合によっては複数回）しない場合）、好ましくは最大２４０°、好ましくは最大１９０°の終了角度で終わる。これらの角度の範囲において、すでに述べた利点が特別な方法で実現される。この場合、角度は、切削コーナーから、同様に工具端面に向かって中心軸の方向に見て、加工されたワークに対する工具の意図された回転方向に対して測定される。
【0026】
本発明のさらなる実施形態によれば、ガイド面取り部は、２次切れ刃のそれぞれに割り当てられ、これは割り当てられている切削コーナーから割り当てられている支持カラーまで延びている。このようにして、工具は、特に好都合な方法で、ガイド面取り部の利点を支持カラーの利点と組み合わせている。しかしながら、好適な実施形態において、支持カラーは基本的に工具の支持を担っているので、ガイド面取り部は非常に狭くすることができ、特に従来の工具よりも狭くすることができる。これにより、有利には、ボア内の工具の摩擦が低減し、したがってその摩耗および加熱も低減する。それと共に、これにより、特に深いボアを作製しているときの工具破損の危険性も減少する。
【0027】
特に、ガイド面取り部は、支持カラーが始まる中心軸の方向で終わることが好ましい。
【0028】
好適な実施形態によれば、工具は、２次切れ刃と同数のガイド面取り部を有する。特に、各２次切れ刃はガイド面取り部に一意的に割り当てられ、逆もまた同様である。特に、工具は、有利には追加のガイド面取り部を有しないため、優れた支持を提供しながらも、加工されたボア内の摩擦が小さい。
【0029】
本発明のさらなる実施形態によれば、支持カラー、特に工具の各支持カラーは、中心軸の方向に測定された長さが、軌道円の直径の少なくとも０．２倍から、好ましくは最大で１倍である。特にこの支持カラーの長さの範囲では、非常に優れた支持が得られ、同時に工具の摩擦が小さい。
【0030】
好ましくは、支持カラーは、特に中心軸に沿って測定された長さが、軌道円直径の少なくとも２０％、好ましくは少なくとも５０％から、支持カラーが軸端に面する切り屑溝の端部まで延びていない場合、好ましくは最大１００％、好ましくは最大６０％、好ましくは５０％である。
【0031】
本発明のさらなる実施形態によれば、少なくとも２つの２次切れ刃の各２次切れ刃は、工具端面から中心軸の方向に軸端に向かって螺旋状に延びる切り屑溝に割り当てられている。このようにして、ボア内で除去された切り屑を効率よく運び出すことができる。
【0032】
本発明のさらなる実施形態によれば、支持カラーは、少なくとも実質的に、軸端に面する切り屑溝の端部まで中心軸の方向に延びている。本実施形態では、支持カラーは特に長い長さを有し、好ましくは、上記で定義した切削コーナーからの軸方向距離で始まり、そこから、この距離から割り当てられている２次切れ刃に沿って、したがって同時に割り当てられている切り屑溝に沿って、実質的に軸端に面するその端部まで、同様に螺旋状に延びている。支持カラーは、軸端に面する割り当てられている切り屑溝の端部まで延びていることが好ましい。このようにして、特に切れ刃からの軸方向距離が大きい場合に、ボア内における工具の特に広範囲にわたる安定した誘導が実現される。特により短い支持カラーと比較すると、支持は向上するが、同時にボア内の摩擦は大きくなる。
【0033】
本発明のさらなる実施形態によれば、支持カラーには少なくとも１つの潤滑溝が形成されている。潤滑溝は、特に冷却剤および／または潤滑剤を誘導する働きをし、したがって特に加工工程中に工具を冷却および潤滑する働きをする。好ましくは、工具は、内部の冷却剤／潤滑剤供給、特に少なくとも１つの冷却剤／潤滑剤供給チャネルを有し、これは、軸端から工具端面まで工具本体を通過し、好ましくは、冷却剤／潤滑剤が工具本体から出てくる工具端面の出口ボアに開口している。冷却剤／潤滑剤はそこから、特に加工されたボアのボア底で偏向され、工具本体の外周に沿って軸端に向かって戻るように流れる。特に、冷却剤／潤滑剤は支持カラーに形成された潤滑溝に入る。潤滑溝はまた、同時に一種の油圧ポケットとして有利に作用することができ、この油圧ポケットでは、工具の走行およびボア内の工具位置を安定させる油圧が、特に一方ではワークに対する工具の回転運動によって、他方では潤滑剤の流れによって、動的に構築される。
【0034】
好適な実施形態によれば、潤滑溝は、好ましくは、潤滑溝のねじれピッチを有することなく円周方向に延びている。この場合、潤滑溝は、中心軸の周りに同心円状に、特に環状に延びている。
【0035】
別の好適な実施形態によれば、少なくとも１つの潤滑溝が、特定のねじれピッチとは異なる潤滑溝のねじれピッチで支持カラー内に延びている。特に、このようにして、工具を安定させるための効率的な油圧ポケットを提供することができる。これは、特に好適な実施形態において、少なくとも１つの潤滑溝が、特定のねじれピッチとは反対の潤滑溝のねじれピッチで延びる場合に特に当てはまる。ワークに対する工具の回転運動により、続いて潤滑剤の圧力が潤滑溝で高まり、ボア内で特に効率よく工具を安定させ、誘導する。
【0036】
さらに別の実施形態によれば、好ましくは、少なくとも１つの潤滑溝が、特定のねじれピッチを同一の潤滑溝のねじれピッチで支持カラー内に延びていることが提供される。このようにして、潤滑剤を潤滑溝内で特に効率的に誘導することができ、軸端の方向に移送することができるので、効率的な放熱が確保される。
【0037】
本発明のさらなる発展によれば、ガイド面取り部は、特に中心軸に対して直角に測定された幅が、軌道円直径の最大５％、好ましくは最大３％である。このように、ガイド面取り部は、有利には、特にいわゆる可視の面取り部として非常に狭く、ボア内での工具の摩擦にわずかに影響するのみである。
【0038】
本発明のさらなる実施形態によれば、支持カラーは、支持カラー内に延びている少なくとも１つの潤滑溝によって、円周方向に複数の支持カラー領域に分割されている。この場合、特に中心軸に対して直角に測定された支持カラーの支持カラー領域の幅の合計は、好ましくは同様に中心軸に対して直角に測定された、支持カラーに割り当てられているガイド面取り部の幅の少なくとも２倍、好ましくは３倍である。このようにして、支持カラーは、少なくとも１つの潤滑溝による中断にもかかわらず、工具に優れた支持を提供することができる。
【0039】
本発明のさらなる実施形態によれば、工具は正確に２つの２次切れ刃を有する。代替的に、工具が正確に３つの２次切れ刃を有することが好ましい。特に、工具は２枚刃カッターとして、または３枚刃カッターとして構成することができる。
【0040】
本発明のさらなる実施形態によれば、工具は、穴開け工具として、特にツイストドリルとして設計することができる。この場合、すでに述べた利点が非常に特別な方法で実現される。特に、これらの利点は、工具が、特に軌道円直径の５倍を超える穴開け深さのための深穴用ドリルとして構成されている場合に実現される。
【0041】
最後に、本発明のさらなる実施形態によれば、工具端面上の少なくとも２つの２次切れ刃の各２次切れ刃には、主切れ刃が割り当てられ、主切れ刃は、それぞれの切削コーナーで割り当てられている２次切れ刃と合流することが提供される。特に、主切れ刃は、それぞれの切削コーナーで２次切れ刃と交差する。特に、工具は、好ましくは正確に２つの主切れ刃または正確に３つの主切れ刃を有し、各主切れ刃は正確に１つの２次切れ刃に割り当てられている。
【図面の簡単な説明】
【0042】
本発明は、図面を参照して以下により詳細に説明されている。
【図1】ボアの機械加工のために使用する工具の第１実施形態の概略図を示す。
【図2】工具の動作の原理を示す。
【図4】工具の第２実施形態の図を示す。
【図5】工具の第３実施形態の図を示す。
【図6】工具の第４実施形態の図を示す。
【図7】工具の第５実施形態の図を示す。
【発明を実施するための形態】
【0043】
図１は、ワーク５にボア３を機械加工するための工具１の第１実施形態を表したものを示す。工具１は、中心軸Ｍと工具端面９とを有する工具本体７を備える。ここに示す第１実施形態例では、正確に２つの２次切れ刃１１が、工具本体７、特にその外周上に形成されている。２次切れ刃１１およびこれらにさらに割り当てられている全ての要素は、ここに示す工具１において同じように形成されているので、以下では、簡潔にするために、２次切れ刃１１の１つおよびこれに割り当てられている要素のみをより詳細に取り上げる。
【0044】
２次切れ刃１１は、工具端面９上のそれぞれの２次切れ刃１１に割り当てられている切削コーナー１３から、中心軸Ｍの方向に、特に図４に示す工具１の軸端１５に向かって、特定のねじれピッチで螺旋状に延びている。特定のねじれピッチは、特に「螺旋状の２次切れ刃１１の１回転あたりの中心軸方向の長さ」の単位で示される。割り当てられている切削コーナー１３から中心軸Ｍの方向に測定された距離Ａｂを隔てて、２次切れ刃１１のそれぞれに円周方向に接続されているのは支持カラー１７であり、これは、割り当てられている切削コーナー１３から測定して、少なくとも１７０°、好ましくは１８０°までの角度で円周方向に延びている。
【0045】
距離Ａｂは、特定のねじれピッチの少なくとも０．１８倍から最大０．２８倍である。特に、支持カラー１７は、切削コーナー１３からこの距離Ａｂで始まる。
【0046】
代替的に、切削コーナー１３から支持カラー１７の距離は、好ましくは、切削コーナー１３により画定される工具１の軌道円直径Ｄの少なくとも１倍から最大で軌道円直径Ｄの１．８倍、好ましくは少なくとも軌道円直径Ｄの１倍から最大で軌道円直径Ｄの１．５倍、好ましくは少なくとも軌道円直径Ｄの１．２倍から最大で軌道円直径Ｄの１．４倍である。これは特に、２次切れ刃１１が３０°の螺旋角度を有する工具１に適用される。
【0047】
距離Ａｂは、特定のねじれピッチの少なくとも０．２２倍から最大０．２５倍であることが好ましい。
【0048】
切削コーナー１３から軸方向に後退している支持カラー１７は、ボア３内で工具１を特に安定して誘導するガイドを有利に形成する。これは、特に軌道円直径Ｄの５倍を超えるボア深さを有する、とりわけ深いボアに適用される。これは特に、図１に模式的に示すように、工具１が傾斜面１９でワーク５から出てくるボア３の機械加工に適用される。図１からわかるように、工具１は、切削コーナー１３および同時に２次切れ刃１１の領域（ここでは下方の切削コーナー１３および割り当てられている２次切れ刃１１で示されている）でその誘導を失うので、片側に負荷がかかり、したがってその回転軸からずれる。これは、今度は、その軸方向のバックオフセットにより、ボア出口の領域でそれ以上の材料がない側でもまだ材料の支持が可能なボア３の領域で支持される支持カラー１７により、効果的に打ち消される。したがって、ボア３内での工具１の偏心、特に詰まりが回避される。ボア３は優れた真円度および真直度が得られ、工具１の工具破損の危険は大幅に減少する。
【0049】
各２次切れ刃１１は工具端面９上の主切れ刃２１に割り当てられており、これはそれぞれの切削コーナー１３で割り当てられた２次切れ刃１１と合流する。
【0050】
特に、ワーク５の機械加工に関連する力がここに示されており、特に、観察者の見る方向において画像平面に対して垂直であり、主切れ刃２１の１つに作用する主切削力Ｆｃ、半径方向に作用する受動力Ｆｐ、および支持カラー１７に作用する支持力ＦＳｔである。工具１の機能およびこれらの力の意義は、図２に関してより詳細に説明する。
【0051】
各２次切れ刃１１は、割り当てられている切削コーナー１３から割り当てられている支持カラー１７まで延びるガイド面取り部２３に割り当てられている。特に、ガイド面取り部２３は、支持カラー１７が始まる中心軸Ｍの方向で終わる。
【0052】
工具１は、２次切れ刃１１と同数のガイド面取り部２３とを有することが好ましい。
【0053】
各２次切れ刃１１は、工具端面９から中心軸Ｍの方向に軸端１５へ向かって螺旋状に延びている切り屑溝２５に割り当てられている。
【0054】
ガイド面取り部２３はそれぞれ、好ましくは、軌道円直径Ｄの最大５％、好ましくは最大３％の幅を備える。
【0055】
好適な実施形態において、ここに示すように、工具１は、穴開け工具として、特にツイストドリルとして構成されている。しかしながら、例えば、工具１をリーマとして、または別の適切な方法で構成することも可能である。
【0056】
【0057】
同一および機能的に同一の要素には、全ての図で同じ参照符号が付されているので、いずれの場合でも前の説明が参照される。
【0058】
ａ）では工具端面９の上面図が示され、それによってここで再度、まだワーク５の材料と係合している主切れ刃２１に作用する力が模式的に示されている。主切削力Ｆｃは主切れ刃２１に垂直に作用し、受動力Ｆｐは中心軸Ｍに対して半径方向に作用し、これらからベクトル加算により合力Ｆｒｅｓが生じ、示されている矢印は正確な比率ではない。すでに傾斜面１９から出ている他方の主切れ刃２１には、もはや力は作用していない。したがって、合力Ｆｒｅｓは工具１を回転軸から押し出そうとする。
【0059】
ｂ）では、支持カラー１７の軸方向高さにおける工具１の断面図が示されている。支持カラー１７が、合力Ｆｒｅｓとは正反対のボア３内の工具１の支持を提供することは明らかであり、これはここでは結果として生じる支持力ＦＳｔ－ｒｅｓによって表されている。また、主切削力Ｆｃとは正反対に作用する支持力ＦＳｔも示されている。支持カラー１７の軸方向に凹んだ領域では、ボア３の全ての面にワーク５の材料がまだ存在しており、これに対して工具１は支持カラー１７でそれ自体を効果的に支持することができる。これにより、工具が回転軸から押し出されることを防止し、したがってボア３の偏心を防止する。その結果、支持カラー１７は、ボア３内の工具１の支持を、切削コーナー１３の領域から軸端１５の方向に軸方向に後方に変位させるという利点を有し、これは、工具１の支持および誘導に対して全体的にプラスの効果を有するが、特に有利な効果は、深いボアの場合、および特にここに示すように、斜めのボア出口の場合に得られる。
【0060】
図３は、図１に係る工具１の第１実施形態をさらに表したものを示す。ここで、ａ）では、側方から見た図が、特定の点が強調された状態で改めて再現されている。Ａ'は、図３ｂ）に示す点Ａから中心軸に対して１８０°オフセットされた点であり、点Ａは切削コーナー１３に割り当てられ、これは、図３ａ）で観察者が見ることのできる支持カラー１７に割り当てられている。Ｂは、支持カラー１７が円周方向に始まる点である。Ｃは、支持カラー１７が円周方向に終わる点である。ａ）において、点Ａに類似する点Ａ'は、ａ）に係る図で点Ａが観察者から見えないために示されているだけである。
【0061】
また、支持カラー１７が中心軸Ｍの方向に備える長さＬも示されている。
【0062】
長さＬは、好ましくは軌道円直径Ｄの少なくとも０．２倍、好ましくは０．５倍から、好ましくは特に軌道円直径Ｄの単一の値までである。
【0063】
ｂ）では、再び工具端面９の上面図が示され、ここでも上記で定義される点Ａ、ＢおよびＣが描かれている。
【0064】
支持カラー１７は、割り当てられている切削コーナー１３から、すなわち点Ａから測定して、好ましくは少なくとも６５°、好ましくは少なくとも８０°で始まり、少なくとも１７０°、好ましくは最大２４０°で終わる角度範囲にわたって円周方向に延びている。つまり、点Ａから測定された点Ｂは少なくとも６５°であり、好ましくは少なくとも８０°であり、これにより点Ａから測定された点Ｃは少なくとも１７０°であり、好ましくは最大２４０°であり、これにより全ての角度の表示は３６０°の完全な円を指す。
【0065】
特に、支持カラー１７は、割り当てられている切削コーナー１３から円周方向に測定して、好ましくは少なくとも６５°、好ましくは少なくとも８０°から最大１２０°の角度で始まる。したがって、特に点Ａから測定した点Ｂは、少なくとも６５°から最大１２０°の角度αにある。
【0066】
代替的にまたは追加的に、支持カラー１７は、割り当てられている切削コーナー１３から円周方向に測定して、少なくとも１７０°から最大２４０°の角度で終わる。そのため、点Ｃは、点Ａから測定された、特に少なくとも１７０°から最大２４０°の角度βにある。
【0067】
図４は、工具１の第２実施形態を表したものを示す。ここで、割り当てられている切削コーナー１３から測定された距離Ａｂから始まる、すなわち距離Ａｂを起点としている支持カラー１７は、少なくとも実質的に軸端１５に面する切り屑溝２５の端部２７まで、好ましくは端部２７まで、中心軸Ｍの方向に延びている。
【0068】
図５は、工具１の第３実施形態を表したものを示し、ここでは、少なくとも１つの潤滑溝２９、特に正確に１つの潤滑溝２９が支持カラー１７に形成されている。ここで、潤滑溝２９は、割り当てられている２次切れ刃１１に沿って、２次切れ刃１１の特定のねじれピッチと同一の潤滑溝のねじれピッチで延びている。
【0069】
図６は、工具１の第４実施形態を表したものを示し、ここでは、複数の潤滑溝２９が支持カラー１７に形成されている。これらの潤滑溝２９は、２次切れ刃１１の特定のねじれピッチとは異なる、ここでは特にこの特定のねじれピッチとは反対の潤滑溝のねじれピッチで延びている。このようにして、油圧ポケットを潤滑溝２９の形で有利に設けることができ、その中で加圧され、あるいは流れている冷却剤／潤滑剤は、ボア３内で工具１を安定させるのに役立つ。
【0070】
支持カラー１７は、少なくとも１つの潤滑溝２９によって、複数の支持カラー領域３１に、図５のより単純な場合では２つの支持カラー領域３１に、円周方向に分割され得ることも、図５および６の図から明らかである。支持カラー１７の支持カラー領域３１の幅の合計は、したがって支持カラー１７に割り当てられているガイド面取り部２３の幅の好ましくは少なくとも２倍、好ましくは３倍である。
【0071】
ここに示されていない方法で、潤滑溝２９が潤滑溝のねじれピッチなしで円周方向に延びることも可能である。
【0072】
最後に、図７は、工具１の第５実施形態を表したものを示し、これは、正確に３つの２次切れ刃１１と、それに対応してこれらの２次切れ刃１１のそれぞれに割り当てられている同じく正確に３つの主切れ刃２１とを有する。この工具１もまた、穴開け工具として、特にツイストドリルとして、ここでは特に３枚刃カッターとして構成されている。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【国際調査報告】