JPH031134Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本考案は、切刃にダイヤモンドやCBN（立方晶
型窒化硼素）などの硬質焼結体を使用した穴あけ
工具に関する。

(ロ) 従来技術とその問題点 近年、超高圧下焼結技術の発達に伴い、ダイヤ
モンドがCBNなどの多結晶焼結体が開発され、
各種切削工具の切刃として広く使用されるように
なつてきた。例えば、一般的な旋削、フライス工
具だけでなく、最近はリーマ、ガンドリルなど穴
あけ工具にもこの多結晶焼結体の切刃が使用され
つゝある。

本考案は、被削材に対して相対的に回転し穿孔
する穴あけ工具のうち、比較的小さな径の穴加工
を行なう工具に、硬質焼結体の切刃を採用すべく
工夫されたものである。

即ち、直径が20mm程度以下の穴加工には、通
常、高速度鋼や超硬合金製の第７図に示す如きツ
イストドリル１が用いられているが、一般的硬質
焼結体は、第２図に例示した様に、硬質層２の厚
みが１mm程度の円板状であるので、これでツイス
トドリルの刃先先端部を形成しようとすれば技術
的な困難が伴う。特に硬質焼結体が難研削性であ
るだけに、先端チゼル部の加工が難かしい。

一方、中心部を切り残しながら切削を進め、最
後に中心の切り残し部を除去して貫通穴を得る工
具として、第３図に示すホールソー３が知られて
いるが、その使用は比較的大径の穴加工に限られ
ている。

ここで、第４図に示すように、円筒状シヤンク
４の先端に硬質焼結体５の小片を接合し、穴あけ
工具をホールソーと類似の構成とすれば、切刃の
加工は容易になる。しかし、この場合、特に加工
穴径が小さくなつてくると接合面積が非常に小さ
くなるため、硬質焼結体をシヤンクに強固に固着
することができず、切削中の切刃の脱落が多くな
る。即ち、実用に耐える工具が得られない。かと
云つて、シヤンクの肉厚並びに硬質焼結体の半径
方向肉厚を厚くし、接合面積を大きくすると、切
削抵抗が増大したり、焼結体が高価になつたりし
て好ましくない。

(ハ) 問題点を解決するための手段 そこで、本考案は、硬質焼結体を環状に形成す
ることにより、切刃の加工の問題と、接合強度の
問題を解決したものである。

即ち、本考案に使用する硬質焼結体の基本形状
は第５図に示す通りであり、環状に形成された硬
質焼結体１０の後面には、焼成時に台金１１が接
合されている。この台金１１を第６図に示す円筒
状シヤンク４に臘付けする等して固着した後、研
削により焼結体１０の前面に半径方向の切刃１２
を形成するか、又は切刃１２を先に形成しておい
たものをシヤンク４に接合する。その後円筒部の
外周又は内周あるいは内外周ともに少なくとも１
条の真直もしくは捩れた溝を加工すると第１図に
示す本考案の穴あけ工具が完成する。

出来上がつた工具は、硬質焼結体とシヤンクと
の間に僅かではあるが心ずれの生じることがある
ので、硬質焼結体の外周研磨による修正作業が必
要になる場合がある。

さて、本考案で開示した穴あけ工具は、切れ味
を良くするために切刃は正のすくい角を付すのが
望ましい。即ち第８図及び第９図に示す半径方向
のすくい角α、軸方向のすくい角β、を正のすく
い角としている。切れ味を良くするには大きな正
のすくい角とすれば良いが、こうすると切刃の強
度が低下するために切削中に切刃が大きく欠損す
る恐れがあり好ましくない。

相反する両者を両立させるために、種々実験を
行つた結果まず半径方向のすくい角αについては
5゜≦α≦20゜の範囲が最適で切れ味の良いかつ耐
欠損性に優れた工具を提供できる。即ちαが5゜よ
り小さいと、切削時の切削抵抗が増大し、例えば
高硬度に焼入れされた鋼やセラミツク等の穴あけ
時にはその切削抵抗のためにビビリが発生した
り、又最悪の場合は工具の折損にもつながる。一
方αが20゜を越えると急激に刃先強度が低下し短
時間の内に切刃に欠けが発生し好ましくない。

次に軸方向のすくい角βについては3゜≦β≦
10゜の範囲が最適である。即ちβが3゜より小さい
場合は、スラスト方向に働く抵抗が大きく良好な
穴あけが困難で、特に加工穴の精度が低下する。
又10゜を越えると送り速度が高くなつた時に切刃
が欠損する。

さて切刃傾き角γについては15′≦γ≦5゜の範
囲が良い。その根拠は、γが15゜以下になると穴
あけ工具を機械に取り付けた時に生じる取り付け
誤差によつて切刃の外周よりも内側が被削物に先
に当たる切削になる事があり、この事態が発生す
ると切味の低下を招き好ましい穴加工の状態では
なく加工穴精度が著しく低下する。一方穴の抜け
ぎわに発生するカエリや欠けを極力小さくするた
めにはγを大きくすると効果があるが、γが5゜を
越えてもγが5゜に比べて効果が大きくなく、逆に
刃先強度の低下を招き好ましくない。

次に正面刃の逃げ角も切刃の強度面と切れ味の
関係から3゜≦θ≦10゜の範囲が良く、この範囲よ
りθが小さいと切れ味の低下が生じ、又逆に大き
い刃先強度が低下する。

又切刃稜と円筒状硬質焼結体の円周の円弧状と
がなす角度δも70゜≦δ≦90゜の範囲にすることで
切れ味の良いかつ強度に優れた刃型となる。

一方円筒状工具の外周又は内周に設けられて溝
は切粉を逃がすための溝であり、これがないと切
粉が詰り良好な切削ができない。

なお、前記硬質焼結体としては、ダイヤモンド
を70容量％以上含むダイヤモンド焼結体、高圧相
型窒化硼素を55容量％以上含む高圧相型窒化硼素
焼結体の如く、耐摩耗性の特に優れる焼結体を使
用するのが望ましい。

また、硬質焼結体１０の半径方向肉厚（巾）
は、切削抵抗並びに工具コストの低減のため３mm
以下とするのがよい。

さらに、工具１３の直径も、20mm以下とするの
がよい。直径がそれ以上大きくなると、硬質焼結
体が非常に高価になつて経済効果が薄れるからで
ある。

そのほか、硬質焼結体１０の成形時に、その形
を第６図に示す様な形にしておくと、刃立作業時
の研削代が少なくて済む。

(ニ) 効果 以上の通り、本考案の穴あけ工具は、硬質焼結
体を環状に形成したので、切刃の加工が容易であ
り、かつシヤンクに対する接合面積の増大化によ
り接合強度も充分に確保でき、従つて、小径穴加
工用穴あけ工具への硬質焼結体の採用が可能にな
る。また、硬質焼結体の特性を生かせるだけでな
く、中心部を切り残す方式であるので切削抵抗も
小さくなり、小径の穴加工を効率良く行なえる。
又、切刃のすくい角を適切な正の角度にし、かつ
切刃に傾き角を付けて中凹の形状にしているため
FRP（強化繊維プラスチツク）の穴あけにおいて
は、工具の抜け際のセンイのムシレのない良好な
穴を加工することができ、又寿命も長い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の穴あけ工具の一例を示す正面
図である。第２図は硬質焼結体の一例を示す図、
第３図はホールソーの斜視図、第４図は、ホール
ソーに対する硬質焼結体の使用の一例を示す斜視
図、第５図は、本考案に採用する硬質焼結体の基
本形状を示す斜視図、第６図は切刃を形成した硬
質焼結体とシヤンクの接合前の斜視図、第７図は
公知のツイストドリルを示す図、第８図は本考案
の実施例の正面図、第９図は刃先部の側面図であ
る。 ４……シヤンク、１０……硬質焼結体、１１…
…台金、１２……切刃、１３……穴あけ工具、１
４……溝。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 環状に形成した硬質焼結体の先端に切刃を形
   成し、これを前記硬質焼結体後面に接合された
   台金を介して円筒状シヤンク先端に固着しかつ
   該切刃の半径方向にすくい角αが5゜≦α≦20゜
   であり、軸方向のすくい角βが3゜≦β≦10゜で
   あり、かつ切刃正面に中凹になるように切刃傾
   き角γが15゜≦γ≦5゜であることを特徴とする
   穴あけ工具。 (2) 上記穴あけ工具の外周もしくは内周あるいは
   内外周ともに少なくとも１条の真直又は捻れた
   溝が形成されてなることを特徴とする実用新案
   登録請求の範囲第(1)項記載の穴あけ工具。 (3) 上記穴あけ工具において正面刃の逃げ角θが
   3゜≦θ≦10゜である事を特徴とする実用新案登
   録請求の範囲第(1)項乃至第(2)項のいずれかに記
   載の穴あけ工具。 (4) 上記穴あけ工具において、切刃稜と環状硬質
   焼結体の内周の円弧が交わつて成す角度δが正
   面より見て70゜≦δ≦90゜に形成されている事を
   特徴とする実用新案登録請求の範囲第(1)項乃至
   第(3)項記載の穴あけ工具。 (5) 前記硬質焼結体がダイヤモンドを主成分とす
   るダイヤモンド焼結体であることを特徴とする
   実用新案登録請求の範囲第(1)項乃至第(4)項記載
   のいずれかの穴あけ工具。 (6) 前記硬質焼結体が高圧相型窒化硼素を主成分
   とする高圧相型窒化硼素焼結体であることを特
   徴とする実用新案登録請求の範囲第第(1)項乃至
   第(5)項のいずれかに記載の穴あけ工具。 (7) 前記硬質焼結体の半径方向肉厚（巾）を３mm
   以下としたことを特徴とする実用新案登録請求
   の範囲第(1)項乃至第(2)項のいずれかに記載の穴
   あけ工具。 (8) 前記硬質焼結体及び本体の径を20mm以下とし
   たことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第
   (1)項乃至第(7)項のいずれかに記載の穴あけ工
   具。