ドリルホルダ及び刃先交換式ドリル
【課題】ホルダ基端側へのクーラントの流出を抑制して、ホルダ本体の先端部にクーラントを十分に留まらせることができ、切れ刃の耐摩耗性を高めることで安定して切削加工が行えること。
【解決手段】軸状のホルダ本体２と、ホルダ本体２の先端部に、径方向の内方と外方とに少なくとも２つ形成され、切れ刃３ａを有する切削インサート３が着脱可能に装着されるインサート取付座４と、ホルダ本体２の外周面に周方向に間隔をあけて複数形成され、ホルダ本体２の先端面５に開口するとともにインサート取付座４を含み、ホルダ本体２の基端側に向けて延びる切屑排出溝６と、ホルダ本体２の外周面のうち、周方向に隣り合う切屑排出溝６同士の間に形成されたランド部１２と、ホルダ本体２の先端部にクーラントを供給するクーラント供給孔７と、を備えたドリルホルダであって、ホルダ本体２の先端面５には、凹部１３が形成されている。
【解決手段】軸状のホルダ本体２と、ホルダ本体２の先端部に、径方向の内方と外方とに少なくとも２つ形成され、切れ刃３ａを有する切削インサート３が着脱可能に装着されるインサート取付座４と、ホルダ本体２の外周面に周方向に間隔をあけて複数形成され、ホルダ本体２の先端面５に開口するとともにインサート取付座４を含み、ホルダ本体２の基端側に向けて延びる切屑排出溝６と、ホルダ本体２の外周面のうち、周方向に隣り合う切屑排出溝６同士の間に形成されたランド部１２と、ホルダ本体２の先端部にクーラントを供給するクーラント供給孔７と、を備えたドリルホルダであって、ホルダ本体２の先端面５には、凹部１３が形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドリルホルダ及びこれを用いた刃先交換式ドリルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のドリルホルダとして、例えば下記特許文献１に示されるように、軸状をなし、軸線回りに回転されるホルダ本体と、前記ホルダ本体の先端部に、前記軸線を挟むように径方向の内方と外方とに少なくとも２つ形成され、切れ刃を有する切削インサートが着脱可能に装着されるインサート取付座と、前記ホルダ本体の外周面に周方向に間隔をあけて複数形成され、このホルダ本体の先端面に開口するとともに前記インサート取付座を含み、該ホルダ本体の基端側に向けて延びる切屑排出溝と、を備えたものが知られている。尚、ホルダ本体の外周面のうち、周方向に隣り合う切屑排出溝同士の間に位置する部位は、ランド部と呼ばれている。
【０００３】
一般に、このようなドリルホルダには、ホルダ本体の内部を貫通するように形成され、該ホルダ本体の先端部にクーラントを供給するクーラント供給孔が形成されている。そして、クーラント供給孔から切削インサートの切れ刃近傍にクーラントが供給されることにより、切れ刃が冷却されて耐摩耗性が高められることで、切れ味が維持されるとともに、切削により生じた切屑が切屑排出溝を通ってホルダ本体の基端側に向けて搬送されるようになっている。
また、刃先交換式ドリル以外のソリッドタイプのドリルとしては、例えば下記特許文献２〜４に記載されたものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公昭５３−１５２３４号公報
【特許文献２】特開昭５１−３３３７２号公報
【特許文献３】実開昭５９−１８３７１３号公報
【特許文献４】実開昭６３−４７８１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来のドリルホルダ及び刃先交換式ドリルにおいては、下記の課題があった。
すなわち、この種の刃先交換式ドリルでは、鋼材等からなるホルダ本体の外周面（ランド部）は加工（切削以外のバニシングも含む）に寄与することはなく、よって通常ランド部は、インサート取付座に装着された切削インサートの径方向外方の端縁よりも径方向内方に一段後退させられている。つまり、ドリリングにより被削材に穿設された加工穴の内周面と、ランド部との間には、隙間が形成されている（特許文献１の第２図を参照）。また、切削インサートにおいてホルダ先端側に位置する切れ刃は、ホルダ本体の先端面から突出されており、該先端面と加工穴の底面との間にも、隙間が形成されている。また通常、ホルダ本体の先端面には逃げ角が設定されているので、該先端面と加工穴の底面との隙間は大きくなる。これら隙間があることにより、ホルダ本体の先端部に供給されたクーラントが、切れ刃を冷却したり該切れ刃の耐摩耗性に寄与したり切屑を搬送することなく、隙間を通って該ホルダ本体の基端側に向けて流出してしまい、十分なクーラント効果を得ることができなかった。また、十分なクーラント効果を得るために、クーラント供給量を多く確保しなければならなかった。
【０００６】
一方、ランド部と加工穴内周面との隙間をなくす目的で、該ランド部を切削インサートの径方向外方の端縁に面一となるように形成した場合には、ホルダ基端側へのクーラントの流出は抑制されるものの、ホルダ本体と加工穴とが擦れ合い、大きな切削抵抗が生じるとともに、穴面の加工品位を損なうことになる。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、切削抵抗を増大させるようなことなく、ホルダ基端側へのクーラントの流出を抑制して、ホルダ本体の先端部にクーラントを十分に留まらせることができ、切れ刃の耐摩耗性を高めることで安定して切削加工が行えるドリルホルダ及び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】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。
すなわち、本発明は、軸状をなし、軸線回りに回転されるホルダ本体と、前記ホルダ本体の先端部に、前記軸線を挟むように径方向の内方と外方とに少なくとも２つ形成され、切れ刃を有する切削インサートが着脱可能に装着されるインサート取付座と、前記ホルダ本体の外周面に周方向に間隔をあけて複数形成され、このホルダ本体の先端面に開口するとともに前記インサート取付座を含み、該ホルダ本体の基端側に向けて延びる切屑排出溝と、前記ホルダ本体の外周面のうち、周方向に隣り合う切屑排出溝同士の間に形成されたランド部と、前記ホルダ本体の内部を貫通するように形成され、該ホルダ本体の先端部にクーラントを供給するクーラント供給孔と、を備えたドリルホルダであって、前記ホルダ本体の先端面には、凹部が形成されていることを特徴とする。
また、本発明の刃先交換式ドリルは、前述のドリルホルダと、前記切削インサートと、を備えたことを特徴としている。
【０００９】
本発明のドリルホルダ及びこれを用いた刃先交換式ドリルによれば、ホルダ本体の先端面（以下、ホルダ先端面と言うことがある）に凹部が形成されているので、下記の効果を奏する。
すなわち、クーラント供給孔からホルダ本体の先端部に供給されたクーラントは、その一部が、ホルダ先端面からランド部と加工穴の内周面との間の隙間を通って該ホルダ本体の基端側へ向けて流出しようとするが、この際、ホルダ先端面に形成された凹部内において、クーラントの滞留が生じることになる。つまり、凹部に流入したクーラントが該凹部内に留まることにより、先端面にクーラントが常に供給される状態となる。
【００１０】
このように、ホルダ基端側へのクーラントの流出が抑制されるので、クーラントがホルダ本体の先端部に留まりやすくなり、従ってクーラント供給量を増大させることなく、ホルダ本体の先端部へのクーラント供給量が十分に確保されて、切れ刃の耐摩耗性を高めることができる。
【００１１】
また、ホルダ本体の先端面は、インサート取付座に装着される切削インサートのホルダ先端側に位置する切れ刃よりも一段後退されており、また該先端面には逃げ角が設定されているため、ホルダ先端面と加工穴の底面との間にも、隙間が形成されている。本発明によれば、前述した凹部の滞留作用によって、この隙間からクーラントが切削インサートに向けて供給されやすくなるとともに、切れ刃を冷却したり潤滑することなくランド部上や切屑排出溝へ流出するようなことが抑制される。
【００１２】
よって、本発明によれば、切削インサートの工具寿命の延長が可能となり、安定した切削加工を行うことができる。
また、この構成によれば、例えばホルダ基端側へのクーラントの流出を抑制する目的で、ランド部を加工穴の内周面に当接させる必要はないので、切削抵抗が増大することもない。
【００１３】
また、本発明のドリルホルダにおいて、前記凹部は、前記ホルダ本体の先端面と前記ランド部との交差稜線に間隔をあけて形成されていることとしてもよい。
【００１４】
この場合、凹部が、ホルダ本体の先端面において、該先端面とランド部との交差稜線に間隔をあけて形成されているので、該凹部に一時的に貯留されたクーラントが、ランド部上により乗り上げにくくなっている。具体的に、例えば本発明とは異なり、凹部が前記交差稜線上に開口して形成された場合、凹部に一時的に貯留されたクーラントが、ホルダ先端面から前記凹部内を通ってランド部上に案内されやすくなるとともに、該ランド部上に乗り上げやすくなるおそれがある。一方、本発明によれば、凹部が前記交差稜線上になく、つまりランド部に開口していないので、ホルダ先端面からランド部上へのクーラントの乗り上げを確実に抑制できる。
【００１５】
さらに、凹部が前記交差稜線に間隔をあけて形成されていることにより、該凹部の滞留作用によって流速が低下したクーラントは、径方向外方に向かいにくくなる代わりに、工具回転方向の後方に位置するインサート取付座の切削インサートに供給されやすくなる。従って、前述した効果が顕著に得られる。
【００１６】
また、本発明のドリルホルダにおいて、前記凹部は、複数形成されていることとしてもよい。
【００１７】
この場合、凹部による前述の滞留作用がホルダ本体の先端面の複数個所で得られ、圧力損失が十分に高められて、該先端面からのクーラントの流出が効果的に抑制される。
【００１８】
また、本発明のドリルホルダにおいて、前記ホルダ本体の先端面には、周方向に互いに間隔をあけるように複数の扇状部が形成され、前記凹部は、前記扇状部に対応して形成されていることとしてもよい。
【００１９】
この場合、ホルダ先端面において周方向に間隔をあけるように隣り合う扇状部同士の間には、切屑排出溝が配置されており、該切屑排出溝にはインサート取付座が形成されている。つまり、扇状部の工具回転方向の後方には、インサート取付座が配置され、該インサート取付座には切削インサートが装着される。本発明によれば、凹部が、扇状部に対応して形成されているので、該凹部に一時的に貯留されたクーラントが、その工具回転方向の後方に位置する切削インサートに供給されやすくなる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のドリルホルダ及び刃先交換式ドリルによれば、切削抵抗を増大させるようなことなく、ホルダ基端側へのクーラントの流出を抑制して、ホルダ本体の先端部にクーラントを十分に留まらせることができ、切れ刃の耐摩耗性を高めることで安定した切削加工が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係る刃先交換式ドリルを示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る刃先交換式ドリルを示す正面図である。
【図３】図２のホルダ本体の先端部におけるＡ−Ａ断面を示す図である。
【図４】図２のホルダ本体の先端部におけるＢ−Ｂ断面を示す図である。
【図５】図１におけるホルダ本体の先端部を拡大して示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る刃先交換式ドリルの先端部を略側方から見た斜視図である。
【図７】図５におけるホルダ先端面の扇状部を拡大して示す図である。
【図８】図５におけるホルダ先端面の扇状部を拡大して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の一実施形態に係るドリルホルダ１及びこれを用いた刃先交換式ドリル１０について、図１〜図８を参照して説明する。
本実施形態のドリルホルダ１及び刃先交換式ドリル１０は、ドリリングにより、鋼材等からなる被削材に加工穴を穿設するものである。
【００２３】
図１及び図２に示されるように、ドリルホルダ１は、軸状をなし、軸線Ｏ回りに回転されるホルダ本体２と、ホルダ本体２の先端部に、軸線Ｏを挟むように径方向の内方と外方とに少なくとも２つ形成され、切れ刃を有する切削インサート３が着脱可能に装着されるインサート取付座４と、ホルダ本体２の外周面に周方向に間隔をあけて複数形成され、このホルダ本体２の先端面５に開口するとともにインサート取付座４を含み、該ホルダ本体２の基端側に向けて延びる切屑排出溝６と、ホルダ本体２の外周面のうち、周方向に隣り合う切屑排出溝６同士の間に形成されたランド部１２と、ホルダ本体２の内部を貫通するように形成され、該ホルダ本体２の先端部にクーラントを供給するクーラント供給孔７とを備えている。また、刃先交換式ドリル１０は、このドリルホルダ１と、切削インサート３とを有する。
尚、以下の説明では、軸線Ｏ方向に垂直な方向を径方向と言い、軸線Ｏを中心に周回する方向を周方向と言うことがある。
【００２４】
ホルダ本体２は、鋼材等により形成されており、軸線Ｏ方向の基端側（図１における右上側）部分がシャンク部８とされ、該シャンク部８の先端側（図１における左下側）には、シャンク部８より大径のフランジ部９を介して、シャンク部８より小径の刃部１１が形成されている。フランジ部９は、その基端側部分が最も大径とされており、該フランジ部９の先端側部分は、軸線Ｏ方向に沿って先端側に向かうに従い漸次径方向内方に向かって傾斜して形成されているとともに、刃部１１の基端部に滑らかに連なっている。
【００２５】
この刃先交換式ドリル１０は、ホルダ本体２のシャンク部８が不図示の工作機械の主軸に把持されて、軸線Ｏ回りに工具回転方向Ｔに回転させられることにより、切削インサート３の切れ刃で被削材に切れ込み、被削材を穴明け加工する。図２に示されるように、本実施形態における工具回転方向Ｔは、刃先交換式ドリル１０を軸線Ｏ方向の先端側から見て、軸線Ｏを中心とした周方向のうち反時計回りの方向となっている。
【００２６】
図１において、ホルダ本体２の外周面には、刃部１１の先端からフランジ部９に亘って、ホルダ先端から基端側に向かうに従い漸次工具回転方向Ｔの後方に向かって捩れるように、切屑排出溝６が螺旋状に延びて形成されている。本実施形態では、切屑排出溝６は、軸線Ｏを挟むように一対形成されている。切屑排出溝６の軸線Ｏ方向に垂直な断面は、工具回転方向Ｔの前方を向く壁面が直線状とされ、該壁面以外の部分が凹曲線状となっている（図５を参照）。
【００２７】
また、図１及び図５において、ホルダ本体２の外周面のうち、周方向に隣り合う切屑排出溝６同士の間に位置する部位は、ランド部１２となっている。ランド部１２は、ホルダ本体２の先端面５の外周端縁に交差稜線１４を介して連なっており、この交差稜線１４から基端側へ向かうに従い漸次工具回転方向Ｔの後方に向かって捩れるように、螺旋状に延びて形成されている。本実施形態では、ランド部１２は、一対の切屑排出溝６に対応して、軸線Ｏを挟むように一対形成されている。
【００２８】
インサート取付座４は、多角形穴状又は円形穴状をなし、切屑排出溝６の先端部における工具回転方向Ｔの前方を向く壁面に形成されている。本実施形態では、インサート取付座４は、軸線Ｏを挟むように各切屑排出溝６に１つずつ、計２つ（一対）形成されている。
【００２９】
これらインサート取付座４のうち、径方向の外方に位置する一のインサート取付座４Ａは、ホルダ本体２の先端面５及びランド部１２に開口して形成されている。また、径方向の内方に位置する他のインサート取付座４Ｂは、軸線Ｏ近傍に配置されて、ホルダ本体２の先端面５に開口している。
このように、ホルダ本体２の先端部には、軸線Ｏに関して回転非対称に配置された複数のインサート取付座４が形成されている。
【００３０】
切削インサート３は、超硬合金等からなり、多角形板状又は円形板状をなしている。本実施形態では、切削インサート３が正方形板状をなしており、これに対応して、前記インサート取付座４は正方形穴状に切り欠かれるように形成されている。切削インサート３は、厚さ方向を向く一対の正方形面のうち、一方を向く面がすくい面とされ、他方を向く面が着座面とされている。また、切削インサート３において厚さ方向に垂直な側方向を向く側面は、逃げ面となっている。そして、切削インサート３のすくい面と逃げ面との交差稜線が、前記切れ刃とされている。
【００３１】
切削インサート３には、厚さ方向に貫通する取付孔が形成されている。また、インサート取付座４において工具回転方向Ｔの前方を向く壁面には、ネジ孔が形成されている。そして、切削インサート３の取付孔にクランプネジが挿通されるとともに、該クランプネジがインサート取付座４のネジ孔にねじ込まれることにより、切削インサート３はインサート取付座４に着脱可能に装着される。
【００３２】
切削インサート３がインサート取付座４に装着された状態において、該切削インサート３のすくい面は工具回転方向Ｔの前方を向き、着座面はインサート取付座４において工具回転方向Ｔの前方を向く壁面に着座される。本実施形態では、一のインサート取付座４Ａに装着される切削インサート３と、他のインサート取付座４Ｂに装着される切削インサート３とが互いに同一の構成を有する共通品とされている。
【００３３】
図５〜図８において、一のインサート取付座４Ａに装着された切削インサート３は、すくい面の外周端縁に形成された複数の切れ刃のうち、一の切れ刃３ａを先端面５から先端側へ向けて突出させ、他の切れ刃３ｂをランド部１２から径方向外方に向けて突出させている。また、他のインサート取付座４Ｂに装着された切削インサート３は、一の切れ刃３ａを先端面５から先端側へ向けて突出させている。
【００３４】
図１〜図５において、クーラント供給孔７は、ホルダ本体２の周方向に隣り合う切屑排出溝６同士の間（すなわちランド部１２の径方向内方）に対応するように配置されている。本実施形態では、クーラント供給孔７は、一対のランド部１２に対応して、軸線Ｏを挟むように一対形成されている。クーラント供給孔７は、ホルダ先端から基端側に向かうに従い漸次工具回転方向Ｔの後方に向かって捩れるように、延びて形成されている。
【００３５】
特に図示しないが、これらクーラント供給孔７は、シャンク部８の基端面に開口されている。また、図２において、これらクーラント供給孔７のうち、一のクーラント供給孔７Ａは、ホルダ本体２の先端面５に開口している。具体的に、一のクーラント供給孔７Ａは、ホルダ本体２の先端面５における一のインサート取付座４Ａの工具回転方向Ｔの前方に位置するように開口されている。また、これらクーラント供給孔７のうち、他のクーラント供給孔７Ｂは、ホルダ本体２の先端部に向けて、切屑排出溝６に開口している。具体的に、他のクーラント供給孔７Ｂは、他のインサート取付座４Ｂが配置された切屑排出溝６の先端部に開口されている。
【００３６】
また、図２、図７及び図８に示されるように、ホルダ本体２の先端面５には、周方向に互いに間隔をあけるように複数の扇状部１６が形成されている。詳しくは、ホルダ本体２の先端面５は、仮想の円形面が周方向に間隔をあけて複数の切屑排出溝６に扇状に切り欠かれるように形成されており、これら切り欠かれた扇状の部位以外の、残された扇状をなす部位が、前記扇状部１６となっている。
【００３７】
本実施形態では、一対の切屑排出溝６に対応して、扇状部１６が軸線Ｏを挟むように一対形成されており、これら扇状部１６は、互いの中心角部分同士を繋ぐように連なり一体となっている。尚、これら扇状部１６同士は、大きさ、形状が互いに異なっている。
【００３８】
具体的に、一対の扇状部１６のうち、一のインサート取付座４Ａの工具回転方向Ｔの前方に位置する扇状部１６（図８を参照）は、他のインサート取付座４Ｂの工具回転方向Ｔの前方に位置する扇状部１６（図７を参照）より大きい。また、一対の扇状部１６のうち、一のインサート取付座４Ａの工具回転方向Ｔの前方に位置する扇状部１６には、一のクーラント供給孔７Ａが開口している。
【００３９】
図３及び図４に示されるように、ホルダ本体２の軸線Ｏ方向に沿う断面において、扇状部１６は、径方向中央（内方）から外方へ向かうに従い漸次ホルダ本体２の基端側（図３及び図４における下側）に向かって傾斜して形成されている。また、図６において、扇状部１６は、工具回転方向Ｔの後方へ向かうに従い漸次ホルダ本体２の基端側（図６における下側）に向かって傾斜して形成されている。これにより、ホルダ先端面５には、逃げ角が与えられている。
【００４０】
そして、図２、図５、図７及び図８等に示されるように、ホルダ本体２の先端面５には、凹部１３が形成されている。凹部１３は、ホルダ本体２の先端面５とランド部１２との交差稜線１４に間隔をあけて形成されている。また、凹部１３は、ホルダ先端面５に複数形成されている。本実施形態では、これら凹部１３が三角形穴状をなしており、互いに間隔をあけて配置されている。
【００４１】
また、凹部１３は、ホルダ先端面５の扇状部１６に対応して形成されている。本実施形態では、凹部１３が、それぞれの扇状部１６に１つずつ、計２つ（一対）形成されている。凹部１３は、対応する扇状部１６におけるインサート取付座４の工具回転方向Ｔの後方に配置されている。
【００４２】
図２に示されるように、ホルダ本体２の先端面５を正面に見て、本実施形態における凹部１３は、３つの角部がＲ形状とされた正三角形状をなしており、その３つの辺のうち一辺が、該凹部１３の工具回転方向Ｔの前方に位置する切削インサート３の切れ刃３ａに対して、略平行に延びている。また、一対の凹部１３のうち、一のインサート取付座４Ａの工具回転方向Ｔの前方に位置する扇状部１６に形成された凹部１３は、一のクーラント供給孔７Ａの工具回転方向Ｔの後方に配置されている。
【００４３】
また、図３及び図４において、凹部１３の底面（ホルダ先端側を向く奥面）は、径方向中央（内方）から外方へ向かうに従い漸次ホルダ本体２の基端側に向かって傾斜して形成されている。また、凹部１３の底面と、該底面の周囲に形成された周壁との間には、断面凹曲線状をなす凹曲面部１３ａが形成されており、該凹曲面部１３ａを介して、前記底面と前記周壁とは滑らかに連なっている。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態のドリルホルダ１及び刃先交換式ドリル１０によれば、ホルダ本体２の先端面５に凹部１３が形成されているので、下記の効果を奏する。
すなわち、クーラント供給孔７からホルダ本体２の先端部に供給されたクーラントは、その一部が、ホルダ先端面５からランド部１２と加工穴の内周面との間の隙間を通って該ホルダ本体２の基端側へ向けて流出しようとするが、この際、ホルダ先端面５に形成された凹部１３内において、クーラントの滞留が生じることになる。つまり、凹部１３に流入したクーラントが該凹部１３内で留まることにより、ホルダ先端側に常にクーラントが供給される状態となる。
【００４５】
このように、ホルダ基端側へのクーラントの流出が抑制されるので、クーラントがホルダ本体２の先端部に留まりやすくなり、従ってクーラント供給量を増大させることなく、ホルダ本体２の先端部へのクーラント供給量が十分に確保されて、切れ刃３ａ、３ｂの耐摩耗性を高めることができる。
【００４６】
また、図６に示されるように、ホルダ本体２の先端面５は、インサート取付座４に装着される切削インサート３のホルダ先端側に位置する切れ刃３ａよりも一段後退されており、また該先端面５には逃げ角が設定されているため、ホルダ先端面５と加工穴の底面（ホルダ基端側を向く奥面）との間にも、隙間が形成されている。本実施形態によれば、前述した凹部１３の滞留作用によって、この隙間からクーラントが切削インサート３に向けて供給されやすくなるとともに、切れ刃３ａ、３ｂを冷却したり潤滑することなくランド部１２上や切屑排出溝６へ流出するようなことが抑制される。
【００４７】
よって、本実施形態によれば、切削インサート３の工具寿命の延長が可能となり、安定した切削加工を行うことができる。
また、この構成によれば、例えばホルダ基端側へのクーラントの流出を抑制する目的で、ランド部１２を加工穴の内周面に当接させる必要はないので、切削抵抗が増大することもない。
【００４８】
また、凹部１３が、ホルダ本体２の先端面５において、該先端面５とランド部１２との交差稜線１４に間隔をあけて形成されているので、該凹部１３に一時的に貯留されたクーラントが、ランド部１２上により乗り上げにくくなっている。具体的に、例えば本実施形態とは異なり、凹部が交差稜線１４上に開口して形成された場合、前記凹部に一時的に貯留されたクーラントが、ホルダ先端面５から前記凹部内を通ってランド部１２上に案内されやすくなるとともに、該ランド部１２上に乗り上げやすくなるおそれがある。一方、本実施形態によれば、凹部１３が交差稜線１４上になく、つまりランド部１２に開口していないので、ホルダ先端面５からランド部１２上へのクーラントの乗り上げを効果的に抑制できる。
【００４９】
さらに、凹部１３が交差稜線１４に間隔をあけて形成されていることにより、該凹部１３に滞留されたクーラントは、径方向外方に向かいにくくなる代わりに、工具回転方向Ｔの後方に位置するインサート取付座４の切削インサート３に供給されやすくなる。従って、前述した効果が顕著に得られる。
【００５０】
また、凹部１３は複数形成されているので、凹部１３による前述の滞留作用がホルダ本体２の先端面５の複数個所で得られ、ホルダ先端側のクーラント量が十分に高められて、該先端面５からのクーラントの流出が効果的に抑制される。
【００５１】
また、ホルダ本体２の先端面５には、周方向に互いに間隔をあけるように複数の扇状部１６が形成されており、周方向に隣り合う扇状部１６同士の間には、切屑排出溝６が配置されているとともに、該切屑排出溝６の先端部にはインサート取付座４が形成されている。つまり、扇状部１６の工具回転方向Ｔの後方には、インサート取付座４が配置され、該インサート取付座４には切削インサート３が装着されている。本実施形態によれば、凹部１３が、扇状部１６に対応して形成されているので、該凹部１３に一時的に貯留されたクーラントが、その工具回転方向Ｔの後方に位置する切削インサート３に供給されやすくなる。
【００５２】
また本実施形態において、ホルダ本体２の先端部には、軸線Ｏを挟むように径方向内方と径方向外方とに少なくとも２つのインサート取付座４が形成されている。つまり、これらインサート取付座４のうち、径方向外方に位置する一のインサート取付座４Ａに装着された切削インサート３の切削速度は、径方向内方に位置する他のインサート取付座４Ｂに装着された切削インサート３の切削速度よりも速くなる。
【００５３】
そして、本実施形態によれば、一のインサート取付座４Ａの工具回転方向Ｔの前方に位置する扇状部１６には、凹部１３が、一のクーラント供給孔７Ａの工具回転方向Ｔの後方に配置されているので、一のクーラント供給孔７Ａから流出したクーラントがこの凹部１３に捕捉されやすくなるとともに、当該凹部１３による前述の滞留作用によって、一のインサート取付座４Ａに装着された切削インサート３に対するクーラントの供給量が十分に確保される。すなわち、切削速度が速くクーラント供給量を多く必要とする径方向外方の切削インサート３に対して、クーラントを十分に供給することができるので、より効果的にクーラントによる潤滑及び冷却作用が得られる。
尚、本実施形態では、凹部１３は、一のインサート取付座４Ａの工具回転方向Ｔの前方に位置する扇状部１６のみならず、他のインサート取付座４Ｂの工具回転方向Ｔの前方に位置する扇状部１６にも形成されていることから、これらインサート取付座４Ａ、４Ｂに装着される各切削インサート３に対して、クーラントを十分に供給できる。
【００５４】
また、凹部１３は、３つの角部がＲ形状とされた正三角形状をなしており（つまり凹部１３の内面のうち、隣り合う周壁同士が滑らかに連なっており）、また凹部１３の内面における底面と周壁とは、凹曲面部１３ａを介して滑らかに連なっている。すなわち、凹部１３の内面には、例えば異なる平面同士が交差して形成される谷部のような部位が形成されてはおらず、従って、該凹部１３における局所的な応力集中が防止されて、ホルダ本体２の機械的強度が確保されている。
【００５５】
尚、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００５６】
例えば、前述した実施形態では、切屑排出溝６、ランド部１２、クーラント供給孔７及び扇状部１６が、それぞれ一対ずつ形成されているとしたが、これら切屑排出溝６、ランド部１２、クーラント供給孔７及び扇状部１６の数は、前述の実施形態に限定されない。
また、インサート取付座４が、各切屑排出溝６の先端部に１つずつ形成されているとしたが、インサート取付座４の数についても前述の実施形態に限定されるものではなく、各切屑排出溝６に複数（例えば２つずつ）形成されていてもよい。
【００５７】
また、ホルダ本体２の先端面５を正面に見て、凹部１３が三角形状をなしているとしたが、凹部１３の形状は、前述の実施形態に限定されるものではない。すなわち、例えば凹部１３は、前記三角形状以外の多角形状、円形状、溝状などに形成されていてもよい。尚、凹部１３の内面は、平面同士が交差するように形成された谷部を有していない、例えば凹曲面のみ、又は、凹曲面及び平面からなることが好ましい。
【００５８】
また、ホルダ本体２の先端面５には、凹部１３が複数形成されているとしたが、これに限らず、該先端面５には、凹部１３が１つだけ形成されていてもよい。ただしこの場合、前述の滞留作用を十分に得るため、凹部１３がホルダ先端面５において所定以上の開口面積及び容積を有するように形成されることが好ましい。
また、複数の凹部１３が接近配置されることにより、互いの端部同士を連通させるように一体に形成されていても構わない。
【００５９】
また、前述の実施形態では、複数のインサート取付座４Ａ、４Ｂに対して、共通品である切削インサート３がそれぞれ装着されるとしたが、これに限定されず、各インサート取付座４Ａ、４Ｂに対応して、互いに異なる形状の切削インサート３が装着されることとしても構わない。
【符号の説明】
【００６０】
１ ドリルホルダ
２ ホルダ本体
３ 切削インサート
３ａ、３ｂ 切れ刃
４ インサート取付座
５ ホルダ本体の先端面
６ 切屑排出溝
７ クーラント供給孔
１０ 刃先交換式ドリル
１２ ランド部
１３ 凹部
１４ ホルダ本体の先端面とランド部との交差稜線
１６ 扇状部
Ｏ 軸線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドリルホルダ及びこれを用いた刃先交換式ドリルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のドリルホルダとして、例えば下記特許文献１に示されるように、軸状をなし、軸線回りに回転されるホルダ本体と、前記ホルダ本体の先端部に、前記軸線を挟むように径方向の内方と外方とに少なくとも２つ形成され、切れ刃を有する切削インサートが着脱可能に装着されるインサート取付座と、前記ホルダ本体の外周面に周方向に間隔をあけて複数形成され、このホルダ本体の先端面に開口するとともに前記インサート取付座を含み、該ホルダ本体の基端側に向けて延びる切屑排出溝と、を備えたものが知られている。尚、ホルダ本体の外周面のうち、周方向に隣り合う切屑排出溝同士の間に位置する部位は、ランド部と呼ばれている。
【０００３】
一般に、このようなドリルホルダには、ホルダ本体の内部を貫通するように形成され、該ホルダ本体の先端部にクーラントを供給するクーラント供給孔が形成されている。そして、クーラント供給孔から切削インサートの切れ刃近傍にクーラントが供給されることにより、切れ刃が冷却されて耐摩耗性が高められることで、切れ味が維持されるとともに、切削により生じた切屑が切屑排出溝を通ってホルダ本体の基端側に向けて搬送されるようになっている。
また、刃先交換式ドリル以外のソリッドタイプのドリルとしては、例えば下記特許文献２〜４に記載されたものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公昭５３−１５２３４号公報
【特許文献２】特開昭５１−３３３７２号公報
【特許文献３】実開昭５９−１８３７１３号公報
【特許文献４】実開昭６３−４７８１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来のドリルホルダ及び刃先交換式ドリルにおいては、下記の課題があった。
すなわち、この種の刃先交換式ドリルでは、鋼材等からなるホルダ本体の外周面（ランド部）は加工（切削以外のバニシングも含む）に寄与することはなく、よって通常ランド部は、インサート取付座に装着された切削インサートの径方向外方の端縁よりも径方向内方に一段後退させられている。つまり、ドリリングにより被削材に穿設された加工穴の内周面と、ランド部との間には、隙間が形成されている（特許文献１の第２図を参照）。また、切削インサートにおいてホルダ先端側に位置する切れ刃は、ホルダ本体の先端面から突出されており、該先端面と加工穴の底面との間にも、隙間が形成されている。また通常、ホルダ本体の先端面には逃げ角が設定されているので、該先端面と加工穴の底面との隙間は大きくなる。これら隙間があることにより、ホルダ本体の先端部に供給されたクーラントが、切れ刃を冷却したり該切れ刃の耐摩耗性に寄与したり切屑を搬送することなく、隙間を通って該ホルダ本体の基端側に向けて流出してしまい、十分なクーラント効果を得ることができなかった。また、十分なクーラント効果を得るために、クーラント供給量を多く確保しなければならなかった。
【０００６】
一方、ランド部と加工穴内周面との隙間をなくす目的で、該ランド部を切削インサートの径方向外方の端縁に面一となるように形成した場合には、ホルダ基端側へのクーラントの流出は抑制されるものの、ホルダ本体と加工穴とが擦れ合い、大きな切削抵抗が生じるとともに、穴面の加工品位を損なうことになる。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、切削抵抗を増大させるようなことなく、ホルダ基端側へのクーラントの流出を抑制して、ホルダ本体の先端部にクーラントを十分に留まらせることができ、切れ刃の耐摩耗性を高めることで安定して切削加工が行えるドリルホルダ及び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】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。
すなわち、本発明は、軸状をなし、軸線回りに回転されるホルダ本体と、前記ホルダ本体の先端部に、前記軸線を挟むように径方向の内方と外方とに少なくとも２つ形成され、切れ刃を有する切削インサートが着脱可能に装着されるインサート取付座と、前記ホルダ本体の外周面に周方向に間隔をあけて複数形成され、このホルダ本体の先端面に開口するとともに前記インサート取付座を含み、該ホルダ本体の基端側に向けて延びる切屑排出溝と、前記ホルダ本体の外周面のうち、周方向に隣り合う切屑排出溝同士の間に形成されたランド部と、前記ホルダ本体の内部を貫通するように形成され、該ホルダ本体の先端部にクーラントを供給するクーラント供給孔と、を備えたドリルホルダであって、前記ホルダ本体の先端面には、凹部が形成されていることを特徴とする。
また、本発明の刃先交換式ドリルは、前述のドリルホルダと、前記切削インサートと、を備えたことを特徴としている。
【０００９】
本発明のドリルホルダ及びこれを用いた刃先交換式ドリルによれば、ホルダ本体の先端面（以下、ホルダ先端面と言うことがある）に凹部が形成されているので、下記の効果を奏する。
すなわち、クーラント供給孔からホルダ本体の先端部に供給されたクーラントは、その一部が、ホルダ先端面からランド部と加工穴の内周面との間の隙間を通って該ホルダ本体の基端側へ向けて流出しようとするが、この際、ホルダ先端面に形成された凹部内において、クーラントの滞留が生じることになる。つまり、凹部に流入したクーラントが該凹部内に留まることにより、先端面にクーラントが常に供給される状態となる。
【００１０】
このように、ホルダ基端側へのクーラントの流出が抑制されるので、クーラントがホルダ本体の先端部に留まりやすくなり、従ってクーラント供給量を増大させることなく、ホルダ本体の先端部へのクーラント供給量が十分に確保されて、切れ刃の耐摩耗性を高めることができる。
【００１１】
また、ホルダ本体の先端面は、インサート取付座に装着される切削インサートのホルダ先端側に位置する切れ刃よりも一段後退されており、また該先端面には逃げ角が設定されているため、ホルダ先端面と加工穴の底面との間にも、隙間が形成されている。本発明によれば、前述した凹部の滞留作用によって、この隙間からクーラントが切削インサートに向けて供給されやすくなるとともに、切れ刃を冷却したり潤滑することなくランド部上や切屑排出溝へ流出するようなことが抑制される。
【００１２】
よって、本発明によれば、切削インサートの工具寿命の延長が可能となり、安定した切削加工を行うことができる。
また、この構成によれば、例えばホルダ基端側へのクーラントの流出を抑制する目的で、ランド部を加工穴の内周面に当接させる必要はないので、切削抵抗が増大することもない。
【００１３】
また、本発明のドリルホルダにおいて、前記凹部は、前記ホルダ本体の先端面と前記ランド部との交差稜線に間隔をあけて形成されていることとしてもよい。
【００１４】
この場合、凹部が、ホルダ本体の先端面において、該先端面とランド部との交差稜線に間隔をあけて形成されているので、該凹部に一時的に貯留されたクーラントが、ランド部上により乗り上げにくくなっている。具体的に、例えば本発明とは異なり、凹部が前記交差稜線上に開口して形成された場合、凹部に一時的に貯留されたクーラントが、ホルダ先端面から前記凹部内を通ってランド部上に案内されやすくなるとともに、該ランド部上に乗り上げやすくなるおそれがある。一方、本発明によれば、凹部が前記交差稜線上になく、つまりランド部に開口していないので、ホルダ先端面からランド部上へのクーラントの乗り上げを確実に抑制できる。
【００１５】
さらに、凹部が前記交差稜線に間隔をあけて形成されていることにより、該凹部の滞留作用によって流速が低下したクーラントは、径方向外方に向かいにくくなる代わりに、工具回転方向の後方に位置するインサート取付座の切削インサートに供給されやすくなる。従って、前述した効果が顕著に得られる。
【００１６】
また、本発明のドリルホルダにおいて、前記凹部は、複数形成されていることとしてもよい。
【００１７】
この場合、凹部による前述の滞留作用がホルダ本体の先端面の複数個所で得られ、圧力損失が十分に高められて、該先端面からのクーラントの流出が効果的に抑制される。
【００１８】
また、本発明のドリルホルダにおいて、前記ホルダ本体の先端面には、周方向に互いに間隔をあけるように複数の扇状部が形成され、前記凹部は、前記扇状部に対応して形成されていることとしてもよい。
【００１９】
この場合、ホルダ先端面において周方向に間隔をあけるように隣り合う扇状部同士の間には、切屑排出溝が配置されており、該切屑排出溝にはインサート取付座が形成されている。つまり、扇状部の工具回転方向の後方には、インサート取付座が配置され、該インサート取付座には切削インサートが装着される。本発明によれば、凹部が、扇状部に対応して形成されているので、該凹部に一時的に貯留されたクーラントが、その工具回転方向の後方に位置する切削インサートに供給されやすくなる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のドリルホルダ及び刃先交換式ドリルによれば、切削抵抗を増大させるようなことなく、ホルダ基端側へのクーラントの流出を抑制して、ホルダ本体の先端部にクーラントを十分に留まらせることができ、切れ刃の耐摩耗性を高めることで安定した切削加工が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係る刃先交換式ドリルを示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る刃先交換式ドリルを示す正面図である。
【図３】図２のホルダ本体の先端部におけるＡ−Ａ断面を示す図である。
【図４】図２のホルダ本体の先端部におけるＢ−Ｂ断面を示す図である。
【図５】図１におけるホルダ本体の先端部を拡大して示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る刃先交換式ドリルの先端部を略側方から見た斜視図である。
【図７】図５におけるホルダ先端面の扇状部を拡大して示す図である。
【図８】図５におけるホルダ先端面の扇状部を拡大して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の一実施形態に係るドリルホルダ１及びこれを用いた刃先交換式ドリル１０について、図１〜図８を参照して説明する。
本実施形態のドリルホルダ１及び刃先交換式ドリル１０は、ドリリングにより、鋼材等からなる被削材に加工穴を穿設するものである。
【００２３】
図１及び図２に示されるように、ドリルホルダ１は、軸状をなし、軸線Ｏ回りに回転されるホルダ本体２と、ホルダ本体２の先端部に、軸線Ｏを挟むように径方向の内方と外方とに少なくとも２つ形成され、切れ刃を有する切削インサート３が着脱可能に装着されるインサート取付座４と、ホルダ本体２の外周面に周方向に間隔をあけて複数形成され、このホルダ本体２の先端面５に開口するとともにインサート取付座４を含み、該ホルダ本体２の基端側に向けて延びる切屑排出溝６と、ホルダ本体２の外周面のうち、周方向に隣り合う切屑排出溝６同士の間に形成されたランド部１２と、ホルダ本体２の内部を貫通するように形成され、該ホルダ本体２の先端部にクーラントを供給するクーラント供給孔７とを備えている。また、刃先交換式ドリル１０は、このドリルホルダ１と、切削インサート３とを有する。
尚、以下の説明では、軸線Ｏ方向に垂直な方向を径方向と言い、軸線Ｏを中心に周回する方向を周方向と言うことがある。
【００２４】
ホルダ本体２は、鋼材等により形成されており、軸線Ｏ方向の基端側（図１における右上側）部分がシャンク部８とされ、該シャンク部８の先端側（図１における左下側）には、シャンク部８より大径のフランジ部９を介して、シャンク部８より小径の刃部１１が形成されている。フランジ部９は、その基端側部分が最も大径とされており、該フランジ部９の先端側部分は、軸線Ｏ方向に沿って先端側に向かうに従い漸次径方向内方に向かって傾斜して形成されているとともに、刃部１１の基端部に滑らかに連なっている。
【００２５】
この刃先交換式ドリル１０は、ホルダ本体２のシャンク部８が不図示の工作機械の主軸に把持されて、軸線Ｏ回りに工具回転方向Ｔに回転させられることにより、切削インサート３の切れ刃で被削材に切れ込み、被削材を穴明け加工する。図２に示されるように、本実施形態における工具回転方向Ｔは、刃先交換式ドリル１０を軸線Ｏ方向の先端側から見て、軸線Ｏを中心とした周方向のうち反時計回りの方向となっている。
【００２６】
図１において、ホルダ本体２の外周面には、刃部１１の先端からフランジ部９に亘って、ホルダ先端から基端側に向かうに従い漸次工具回転方向Ｔの後方に向かって捩れるように、切屑排出溝６が螺旋状に延びて形成されている。本実施形態では、切屑排出溝６は、軸線Ｏを挟むように一対形成されている。切屑排出溝６の軸線Ｏ方向に垂直な断面は、工具回転方向Ｔの前方を向く壁面が直線状とされ、該壁面以外の部分が凹曲線状となっている（図５を参照）。
【００２７】
また、図１及び図５において、ホルダ本体２の外周面のうち、周方向に隣り合う切屑排出溝６同士の間に位置する部位は、ランド部１２となっている。ランド部１２は、ホルダ本体２の先端面５の外周端縁に交差稜線１４を介して連なっており、この交差稜線１４から基端側へ向かうに従い漸次工具回転方向Ｔの後方に向かって捩れるように、螺旋状に延びて形成されている。本実施形態では、ランド部１２は、一対の切屑排出溝６に対応して、軸線Ｏを挟むように一対形成されている。
【００２８】
インサート取付座４は、多角形穴状又は円形穴状をなし、切屑排出溝６の先端部における工具回転方向Ｔの前方を向く壁面に形成されている。本実施形態では、インサート取付座４は、軸線Ｏを挟むように各切屑排出溝６に１つずつ、計２つ（一対）形成されている。
【００２９】
これらインサート取付座４のうち、径方向の外方に位置する一のインサート取付座４Ａは、ホルダ本体２の先端面５及びランド部１２に開口して形成されている。また、径方向の内方に位置する他のインサート取付座４Ｂは、軸線Ｏ近傍に配置されて、ホルダ本体２の先端面５に開口している。
このように、ホルダ本体２の先端部には、軸線Ｏに関して回転非対称に配置された複数のインサート取付座４が形成されている。
【００３０】
切削インサート３は、超硬合金等からなり、多角形板状又は円形板状をなしている。本実施形態では、切削インサート３が正方形板状をなしており、これに対応して、前記インサート取付座４は正方形穴状に切り欠かれるように形成されている。切削インサート３は、厚さ方向を向く一対の正方形面のうち、一方を向く面がすくい面とされ、他方を向く面が着座面とされている。また、切削インサート３において厚さ方向に垂直な側方向を向く側面は、逃げ面となっている。そして、切削インサート３のすくい面と逃げ面との交差稜線が、前記切れ刃とされている。
【００３１】
切削インサート３には、厚さ方向に貫通する取付孔が形成されている。また、インサート取付座４において工具回転方向Ｔの前方を向く壁面には、ネジ孔が形成されている。そして、切削インサート３の取付孔にクランプネジが挿通されるとともに、該クランプネジがインサート取付座４のネジ孔にねじ込まれることにより、切削インサート３はインサート取付座４に着脱可能に装着される。
【００３２】
切削インサート３がインサート取付座４に装着された状態において、該切削インサート３のすくい面は工具回転方向Ｔの前方を向き、着座面はインサート取付座４において工具回転方向Ｔの前方を向く壁面に着座される。本実施形態では、一のインサート取付座４Ａに装着される切削インサート３と、他のインサート取付座４Ｂに装着される切削インサート３とが互いに同一の構成を有する共通品とされている。
【００３３】
図５〜図８において、一のインサート取付座４Ａに装着された切削インサート３は、すくい面の外周端縁に形成された複数の切れ刃のうち、一の切れ刃３ａを先端面５から先端側へ向けて突出させ、他の切れ刃３ｂをランド部１２から径方向外方に向けて突出させている。また、他のインサート取付座４Ｂに装着された切削インサート３は、一の切れ刃３ａを先端面５から先端側へ向けて突出させている。
【００３４】
図１〜図５において、クーラント供給孔７は、ホルダ本体２の周方向に隣り合う切屑排出溝６同士の間（すなわちランド部１２の径方向内方）に対応するように配置されている。本実施形態では、クーラント供給孔７は、一対のランド部１２に対応して、軸線Ｏを挟むように一対形成されている。クーラント供給孔７は、ホルダ先端から基端側に向かうに従い漸次工具回転方向Ｔの後方に向かって捩れるように、延びて形成されている。
【００３５】
特に図示しないが、これらクーラント供給孔７は、シャンク部８の基端面に開口されている。また、図２において、これらクーラント供給孔７のうち、一のクーラント供給孔７Ａは、ホルダ本体２の先端面５に開口している。具体的に、一のクーラント供給孔７Ａは、ホルダ本体２の先端面５における一のインサート取付座４Ａの工具回転方向Ｔの前方に位置するように開口されている。また、これらクーラント供給孔７のうち、他のクーラント供給孔７Ｂは、ホルダ本体２の先端部に向けて、切屑排出溝６に開口している。具体的に、他のクーラント供給孔７Ｂは、他のインサート取付座４Ｂが配置された切屑排出溝６の先端部に開口されている。
【００３６】
また、図２、図７及び図８に示されるように、ホルダ本体２の先端面５には、周方向に互いに間隔をあけるように複数の扇状部１６が形成されている。詳しくは、ホルダ本体２の先端面５は、仮想の円形面が周方向に間隔をあけて複数の切屑排出溝６に扇状に切り欠かれるように形成されており、これら切り欠かれた扇状の部位以外の、残された扇状をなす部位が、前記扇状部１６となっている。
【００３７】
本実施形態では、一対の切屑排出溝６に対応して、扇状部１６が軸線Ｏを挟むように一対形成されており、これら扇状部１６は、互いの中心角部分同士を繋ぐように連なり一体となっている。尚、これら扇状部１６同士は、大きさ、形状が互いに異なっている。
【００３８】
具体的に、一対の扇状部１６のうち、一のインサート取付座４Ａの工具回転方向Ｔの前方に位置する扇状部１６（図８を参照）は、他のインサート取付座４Ｂの工具回転方向Ｔの前方に位置する扇状部１６（図７を参照）より大きい。また、一対の扇状部１６のうち、一のインサート取付座４Ａの工具回転方向Ｔの前方に位置する扇状部１６には、一のクーラント供給孔７Ａが開口している。
【００３９】
図３及び図４に示されるように、ホルダ本体２の軸線Ｏ方向に沿う断面において、扇状部１６は、径方向中央（内方）から外方へ向かうに従い漸次ホルダ本体２の基端側（図３及び図４における下側）に向かって傾斜して形成されている。また、図６において、扇状部１６は、工具回転方向Ｔの後方へ向かうに従い漸次ホルダ本体２の基端側（図６における下側）に向かって傾斜して形成されている。これにより、ホルダ先端面５には、逃げ角が与えられている。
【００４０】
そして、図２、図５、図７及び図８等に示されるように、ホルダ本体２の先端面５には、凹部１３が形成されている。凹部１３は、ホルダ本体２の先端面５とランド部１２との交差稜線１４に間隔をあけて形成されている。また、凹部１３は、ホルダ先端面５に複数形成されている。本実施形態では、これら凹部１３が三角形穴状をなしており、互いに間隔をあけて配置されている。
【００４１】
また、凹部１３は、ホルダ先端面５の扇状部１６に対応して形成されている。本実施形態では、凹部１３が、それぞれの扇状部１６に１つずつ、計２つ（一対）形成されている。凹部１３は、対応する扇状部１６におけるインサート取付座４の工具回転方向Ｔの後方に配置されている。
【００４２】
図２に示されるように、ホルダ本体２の先端面５を正面に見て、本実施形態における凹部１３は、３つの角部がＲ形状とされた正三角形状をなしており、その３つの辺のうち一辺が、該凹部１３の工具回転方向Ｔの前方に位置する切削インサート３の切れ刃３ａに対して、略平行に延びている。また、一対の凹部１３のうち、一のインサート取付座４Ａの工具回転方向Ｔの前方に位置する扇状部１６に形成された凹部１３は、一のクーラント供給孔７Ａの工具回転方向Ｔの後方に配置されている。
【００４３】
また、図３及び図４において、凹部１３の底面（ホルダ先端側を向く奥面）は、径方向中央（内方）から外方へ向かうに従い漸次ホルダ本体２の基端側に向かって傾斜して形成されている。また、凹部１３の底面と、該底面の周囲に形成された周壁との間には、断面凹曲線状をなす凹曲面部１３ａが形成されており、該凹曲面部１３ａを介して、前記底面と前記周壁とは滑らかに連なっている。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態のドリルホルダ１及び刃先交換式ドリル１０によれば、ホルダ本体２の先端面５に凹部１３が形成されているので、下記の効果を奏する。
すなわち、クーラント供給孔７からホルダ本体２の先端部に供給されたクーラントは、その一部が、ホルダ先端面５からランド部１２と加工穴の内周面との間の隙間を通って該ホルダ本体２の基端側へ向けて流出しようとするが、この際、ホルダ先端面５に形成された凹部１３内において、クーラントの滞留が生じることになる。つまり、凹部１３に流入したクーラントが該凹部１３内で留まることにより、ホルダ先端側に常にクーラントが供給される状態となる。
【００４５】
このように、ホルダ基端側へのクーラントの流出が抑制されるので、クーラントがホルダ本体２の先端部に留まりやすくなり、従ってクーラント供給量を増大させることなく、ホルダ本体２の先端部へのクーラント供給量が十分に確保されて、切れ刃３ａ、３ｂの耐摩耗性を高めることができる。
【００４６】
また、図６に示されるように、ホルダ本体２の先端面５は、インサート取付座４に装着される切削インサート３のホルダ先端側に位置する切れ刃３ａよりも一段後退されており、また該先端面５には逃げ角が設定されているため、ホルダ先端面５と加工穴の底面（ホルダ基端側を向く奥面）との間にも、隙間が形成されている。本実施形態によれば、前述した凹部１３の滞留作用によって、この隙間からクーラントが切削インサート３に向けて供給されやすくなるとともに、切れ刃３ａ、３ｂを冷却したり潤滑することなくランド部１２上や切屑排出溝６へ流出するようなことが抑制される。
【００４７】
よって、本実施形態によれば、切削インサート３の工具寿命の延長が可能となり、安定した切削加工を行うことができる。
また、この構成によれば、例えばホルダ基端側へのクーラントの流出を抑制する目的で、ランド部１２を加工穴の内周面に当接させる必要はないので、切削抵抗が増大することもない。
【００４８】
また、凹部１３が、ホルダ本体２の先端面５において、該先端面５とランド部１２との交差稜線１４に間隔をあけて形成されているので、該凹部１３に一時的に貯留されたクーラントが、ランド部１２上により乗り上げにくくなっている。具体的に、例えば本実施形態とは異なり、凹部が交差稜線１４上に開口して形成された場合、前記凹部に一時的に貯留されたクーラントが、ホルダ先端面５から前記凹部内を通ってランド部１２上に案内されやすくなるとともに、該ランド部１２上に乗り上げやすくなるおそれがある。一方、本実施形態によれば、凹部１３が交差稜線１４上になく、つまりランド部１２に開口していないので、ホルダ先端面５からランド部１２上へのクーラントの乗り上げを効果的に抑制できる。
【００４９】
さらに、凹部１３が交差稜線１４に間隔をあけて形成されていることにより、該凹部１３に滞留されたクーラントは、径方向外方に向かいにくくなる代わりに、工具回転方向Ｔの後方に位置するインサート取付座４の切削インサート３に供給されやすくなる。従って、前述した効果が顕著に得られる。
【００５０】
また、凹部１３は複数形成されているので、凹部１３による前述の滞留作用がホルダ本体２の先端面５の複数個所で得られ、ホルダ先端側のクーラント量が十分に高められて、該先端面５からのクーラントの流出が効果的に抑制される。
【００５１】
また、ホルダ本体２の先端面５には、周方向に互いに間隔をあけるように複数の扇状部１６が形成されており、周方向に隣り合う扇状部１６同士の間には、切屑排出溝６が配置されているとともに、該切屑排出溝６の先端部にはインサート取付座４が形成されている。つまり、扇状部１６の工具回転方向Ｔの後方には、インサート取付座４が配置され、該インサート取付座４には切削インサート３が装着されている。本実施形態によれば、凹部１３が、扇状部１６に対応して形成されているので、該凹部１３に一時的に貯留されたクーラントが、その工具回転方向Ｔの後方に位置する切削インサート３に供給されやすくなる。
【００５２】
また本実施形態において、ホルダ本体２の先端部には、軸線Ｏを挟むように径方向内方と径方向外方とに少なくとも２つのインサート取付座４が形成されている。つまり、これらインサート取付座４のうち、径方向外方に位置する一のインサート取付座４Ａに装着された切削インサート３の切削速度は、径方向内方に位置する他のインサート取付座４Ｂに装着された切削インサート３の切削速度よりも速くなる。
【００５３】
そして、本実施形態によれば、一のインサート取付座４Ａの工具回転方向Ｔの前方に位置する扇状部１６には、凹部１３が、一のクーラント供給孔７Ａの工具回転方向Ｔの後方に配置されているので、一のクーラント供給孔７Ａから流出したクーラントがこの凹部１３に捕捉されやすくなるとともに、当該凹部１３による前述の滞留作用によって、一のインサート取付座４Ａに装着された切削インサート３に対するクーラントの供給量が十分に確保される。すなわち、切削速度が速くクーラント供給量を多く必要とする径方向外方の切削インサート３に対して、クーラントを十分に供給することができるので、より効果的にクーラントによる潤滑及び冷却作用が得られる。
尚、本実施形態では、凹部１３は、一のインサート取付座４Ａの工具回転方向Ｔの前方に位置する扇状部１６のみならず、他のインサート取付座４Ｂの工具回転方向Ｔの前方に位置する扇状部１６にも形成されていることから、これらインサート取付座４Ａ、４Ｂに装着される各切削インサート３に対して、クーラントを十分に供給できる。
【００５４】
また、凹部１３は、３つの角部がＲ形状とされた正三角形状をなしており（つまり凹部１３の内面のうち、隣り合う周壁同士が滑らかに連なっており）、また凹部１３の内面における底面と周壁とは、凹曲面部１３ａを介して滑らかに連なっている。すなわち、凹部１３の内面には、例えば異なる平面同士が交差して形成される谷部のような部位が形成されてはおらず、従って、該凹部１３における局所的な応力集中が防止されて、ホルダ本体２の機械的強度が確保されている。
【００５５】
尚、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００５６】
例えば、前述した実施形態では、切屑排出溝６、ランド部１２、クーラント供給孔７及び扇状部１６が、それぞれ一対ずつ形成されているとしたが、これら切屑排出溝６、ランド部１２、クーラント供給孔７及び扇状部１６の数は、前述の実施形態に限定されない。
また、インサート取付座４が、各切屑排出溝６の先端部に１つずつ形成されているとしたが、インサート取付座４の数についても前述の実施形態に限定されるものではなく、各切屑排出溝６に複数（例えば２つずつ）形成されていてもよい。
【００５７】
また、ホルダ本体２の先端面５を正面に見て、凹部１３が三角形状をなしているとしたが、凹部１３の形状は、前述の実施形態に限定されるものではない。すなわち、例えば凹部１３は、前記三角形状以外の多角形状、円形状、溝状などに形成されていてもよい。尚、凹部１３の内面は、平面同士が交差するように形成された谷部を有していない、例えば凹曲面のみ、又は、凹曲面及び平面からなることが好ましい。
【００５８】
また、ホルダ本体２の先端面５には、凹部１３が複数形成されているとしたが、これに限らず、該先端面５には、凹部１３が１つだけ形成されていてもよい。ただしこの場合、前述の滞留作用を十分に得るため、凹部１３がホルダ先端面５において所定以上の開口面積及び容積を有するように形成されることが好ましい。
また、複数の凹部１３が接近配置されることにより、互いの端部同士を連通させるように一体に形成されていても構わない。
【００５９】
また、前述の実施形態では、複数のインサート取付座４Ａ、４Ｂに対して、共通品である切削インサート３がそれぞれ装着されるとしたが、これに限定されず、各インサート取付座４Ａ、４Ｂに対応して、互いに異なる形状の切削インサート３が装着されることとしても構わない。
【符号の説明】
【００６０】
１ ドリルホルダ
２ ホルダ本体
３ 切削インサート
３ａ、３ｂ 切れ刃
４ インサート取付座
５ ホルダ本体の先端面
６ 切屑排出溝
７ クーラント供給孔
１０ 刃先交換式ドリル
１２ ランド部
１３ 凹部
１４ ホルダ本体の先端面とランド部との交差稜線
１６ 扇状部
Ｏ 軸線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸状をなし、軸線回りに回転されるホルダ本体と、
前記ホルダ本体の先端部に、前記軸線を挟むように径方向の内方と外方とに少なくとも２つ形成され、切れ刃を有する切削インサートが着脱可能に装着されるインサート取付座と、
前記ホルダ本体の外周面に周方向に間隔をあけて複数形成され、このホルダ本体の先端面に開口するとともに前記インサート取付座を含み、該ホルダ本体の基端側に向けて延びる切屑排出溝と、
前記ホルダ本体の外周面のうち、周方向に隣り合う切屑排出溝同士の間に形成されたランド部と、
前記ホルダ本体の内部を貫通するように形成され、該ホルダ本体の先端部にクーラントを供給するクーラント供給孔と、を備えたドリルホルダであって、
前記ホルダ本体の先端面には、凹部が形成されていることを特徴とするドリルホルダ。
【請求項２】
請求項１に記載のドリルホルダであって、
前記凹部は、前記ホルダ本体の先端面と前記ランド部との交差稜線に間隔をあけて形成されていることを特徴とするドリルホルダ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のドリルホルダであって、
前記凹部は、複数形成されていることを特徴とするドリルホルダ。
【請求項４】
請求項３に記載のドリルホルダであって、
前記ホルダ本体の先端面には、周方向に互いに間隔をあけるように複数の扇状部が形成され、
前記凹部は、前記扇状部に対応して形成されていることを特徴とするドリルホルダ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のドリルホルダと、前記切削インサートと、を備えたことを特徴とする刃先交換式ドリル。
【請求項１】
軸状をなし、軸線回りに回転されるホルダ本体と、
前記ホルダ本体の先端部に、前記軸線を挟むように径方向の内方と外方とに少なくとも２つ形成され、切れ刃を有する切削インサートが着脱可能に装着されるインサート取付座と、
前記ホルダ本体の外周面に周方向に間隔をあけて複数形成され、このホルダ本体の先端面に開口するとともに前記インサート取付座を含み、該ホルダ本体の基端側に向けて延びる切屑排出溝と、
前記ホルダ本体の外周面のうち、周方向に隣り合う切屑排出溝同士の間に形成されたランド部と、
前記ホルダ本体の内部を貫通するように形成され、該ホルダ本体の先端部にクーラントを供給するクーラント供給孔と、を備えたドリルホルダであって、
前記ホルダ本体の先端面には、凹部が形成されていることを特徴とするドリルホルダ。
【請求項２】
請求項１に記載のドリルホルダであって、
前記凹部は、前記ホルダ本体の先端面と前記ランド部との交差稜線に間隔をあけて形成されていることを特徴とするドリルホルダ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のドリルホルダであって、
前記凹部は、複数形成されていることを特徴とするドリルホルダ。
【請求項４】
請求項３に記載のドリルホルダであって、
前記ホルダ本体の先端面には、周方向に互いに間隔をあけるように複数の扇状部が形成され、
前記凹部は、前記扇状部に対応して形成されていることを特徴とするドリルホルダ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のドリルホルダと、前記切削インサートと、を備えたことを特徴とする刃先交換式ドリル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２０６２１６（Ｐ２０１２−２０６２１６Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７４２１５（Ｐ２０１１−７４２１５）
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]