JPH0627285Y2

JPH0627285Y2 - 鑞付け式の超硬ドリル

Info

Publication number: JPH0627285Y2
Application number: JP1987095573U
Authority: JP
Inventors: 篤遠藤; 昭宏藤本; 森　　茂樹
Original assignee: 東芝タンガロイ株式会社
Priority date: 1987-06-22
Filing date: 1987-06-22
Publication date: 1994-07-27
Anticipated expiration: 2002-06-22
Also published as: JPS641811U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、鋳鉄、アルミ、鋼材などの穴あけを高能率で
行なう超硬ツイストドリルに関し、特に刃先外径に対す
る加工深さの比率が３を越えるような深穴加工に好適す
るものである。

（従来の技術）従来、この種の超硬ドリルとしては、例えば、特公昭61
-58244号公報、特公昭61-58245号公報等にみられるもの
が開示されている。

特公昭61-58244号公報にみられるものは、ねじれ溝の横
断面積がシャンク側に向うにしたがい徐々に減少するも
のであり、また特公昭61-58244号公報にみられるもの
は、ねじれ溝が前述したものと同様減少するが、これに
伴って溝深さを増大させたものである。したがって、こ
れらの公報にみられるものは、工具本体のねじ剛性を高
めるものであるが、深穴加工では、逆に切屑排出スペー
スが減少し切屑づまりの原因となる。

（考案が解決しようとする問題点）しかしながら、これらの公報にみられるドリルでは、鋼
の穴加工した場合刃先直径に対する穴深さの比率が３を
越えると切屑スペースの関係から切屑が詰まってトルク
が増大する。したがって、前述した比率が５となる深穴
加工では使用不可であった。

また、ねじれ角や溝形状を徐々に変えることも従来から
採用されているが、切屑づまりの根本的な解決になって
おらず、また製造するうえでは、複雑な加工プログラム
を必要とするなど比較的手間がかゝるものであった。

本考案は、油穴付きのツイストドリルを改善することに
より、前述した比率が５程度の深穴加工ができるように
切屑排出溝の構成を改善して上記問題点を解決しようと
するものである。

（問題点を改善するための手段）本考案は、上述の点に鑑みなされたもので、棒状をなす
鋼製の工具本体の一端には、超硬合金製の刃体が取付け
られるとともに、工具本体の軸方向には、捩れを伴う１
対の切屑排出溝が形成され、またその先端には、前記切
屑排出溝の存在に対して、切屑上の先端逃げ面を構成す
るランド部分および１対の先端切刃稜が形成されてお
り、このランド部分には、それぞれ油穴が開口している
改善されたツイストドリルを提供するものである。

そして、ドリルの心厚は、刃先外径Ｄの25〜35％、横断
面における溝巾比は、0.4〜0.8：１の範囲内で設定され
ているものである。

また、前記切屑排出溝は、外周側の開口縁の少なくとも
一方が軸方向における途中部位で広げられることによ
り、前記溝巾比を大きくしているものである。この場
合、この広がりは、先端切刃稜および外周側のマージン
が交差する切刃コーナー部分を基準にして、この切刃コ
ーナー部分からシャンク側に向って刃先外径Ｄに対する
軸方向長さＬの比率L/Dにより設定されているものであ
る。そして、広がりの始まる軸方向位置がL/D＝0.5〜2.
5の範囲内にあるものである。

（作用）本考案の鑞付け式の超硬ドリルは、先端部分では、溝巾
比が0.4〜0.8：１で切屑排出溝の溝巾がせまいため、切
屑の分断が強制的に行なわれ、また切屑のカール半径も
小さなものが排出される。

また、切屑の分断後は、切屑排出溝の溝巾の広がりによ
って切屑の弾性ひずみが解放されるように作用する。

したがって、切屑排出による抵抗の累積が少なくなり、
深穴加工においても切屑詰まりを生じさせることなく高
能率に加工できるものである。

（実施例）以下、本考案鑞付け式の超硬ドリルにおける一実施例に
ついて説明する。

第１図および第２図において、(1)は、鑞付け式の超硬
ドリルであり、鋼製からなる工具本体(2)の一端には、
超硬合金製の刃体(3)がろう付けされ、また他端には、
シャンク(4)が形成される。

この工具本体(2)は、外周部分には、軸方向に捩れを伴
った切屑排出溝(5)(5)が形成されており、その軸中心部
分には、シャンク(4)側から切屑油の供給穴(6)が穿設さ
れ、前記刃体(3)がろう付けされる手前付近では、ラン
ド部分(7)(7)に向って分岐し、油穴(8)(8)を開口させて
いる。

しかして、前記刃体(3)は、例えば第２図で示されるよ
うに２つの切刃片(3a)(3a)からなり、工具本体(2)の回
転中心付近には、非削間隙(9)を形成するようにしたも
のである。なお、この場合の先端切刃稜(10)(10)につい
ては、例えば特公昭58-22283号公報にみられる対称刃形
のものあるいは、これを改良した特公昭61-270010号公
報にみられる非対称刃形の両方に適用できる。さらに、
特公昭58-18163号公報にみられるように非削間隙がなく
対称刃形になっているもの等各種の刃形が適用できるも
のである。

このようにして構成された超硬ドリル(1)は、刃先外径
Ｄでいえばφ10〜40mm程度の範囲に適用されるもので、
心厚については、刃先外径Ｄの25〜35％の範囲内にあ
り、また、横断面における溝巾比A/Bについては、0.4〜
0.8：１の範囲内にあるものである。さらに、切屑排出
溝(5)(5)の捩れ角については、通常15°〜35°に設定さ
れる。この場合、心厚については、工具剛性の点から超
硬ドリルにおける通常の適用範囲を配慮したものであ
る。

また、溝巾比A/Bを通常のものより小さく0.4〜0.8：１
にしたのは、第６図および第７図でみられるように、切
屑が切屑排出溝(5)(5)内で広がるときの状況および分断
するときの状況から切屑の分断を強制し、切屑のカール
半径が小さくなるような切屑排出を配慮して設定したも
のである。そして、超硬ドリルで深穴加工する場合、前
述した溝巾比A/Bの範囲で、穴あけ当初では、切屑のカ
ール半径が小さいことから、切屑分断が促進され、切屑
排出が良好である。

しかしながら、深穴になってくると、例えば、刃先外径
に対する穴深さの比が３をこえるようになった時点で
は、前述した溝巾比では、切屑スペースの関係から切屑
づまりが発生するようになり、不具合となる。

このようなことから、本考案では、工具本体(2)の途中
部位から溝巾比を大きくするようにして、切屑づまりの
問題点を解消したものである。これは、第４図および第
５図では、A/BからＡ′／Ｂ′の一定変化として示され
ているものである。

溝巾比の広げ方は、横断面方向では、切屑排出溝(5)(5)
の外周側の開口縁の少なくとも一方を広げるもので、第
４図および第５図では、前記刃体(3)におけるマージン
(11)側の開口縁を広げた例が示されている。

第４図は、工具本体(2)の切屑排出溝(5)(5)の両方につ
いて、ハッチング部分(7a)(7a)を除去することにより、
回転中心Ｏを基準とした溝の開き角Ａから開き角Ａ′に
角度θ（＝Ａ′−Ａ）分だけ溝巾を広げた場合の説明図
である。そして、この角度θは、通常３°〜15°の範囲
内で設定される。

また、第５図は、想像線で示されたボールエンドミル(2
0)のＹ軸およびＺ軸をシフトして心厚を変えないように
ハッチング部分(7a)(7a)を除去することにより、両方の
切屑排出溝(5)(5)の溝巾を角度θ（＝Ａ′−Ａ）分だけ
広げた場合の説明図である。さらに、溝巾比の広がる軸
方向の位置は、切刃コーナー部分(12)を起点にして刃先
外径Ｄに対する軸方向長さの比率L/Dによって設定され
る。この場合、切刃コーナー部分(12)は、先端切刃稜(1
0)およびマージン(11)が交差するところであり、また、
溝巾比の広がる軸方向位置は、具体的にはL/D＝0.5〜2.
5の範囲内で設定される。第１図では、L/D＝2.0の場合
が示されている。この結果、本考案の超硬ドリルは、切
屑が分断するまでは、溝巾を狭くして切屑のカール半径
を小さくするとともに切屑の分断を促し、分断後は、溝
巾を広げて切屑に生じた弾性ひずみを解放して、切屑排
出を円滑にする。

したがって、本考案の超硬ドリル(1)は、切屑の排出抵
抗の累計が少なくなって、深穴においても切屑づまりを
生じさせることなく高能率に加工できるものである。

なお、溝巾比が広がる位置についてL/D＝0.5〜2.5を設
定したのは、加工深さの程度によるものである。すなわ
ち、L/D＝0.5は、第７図で示されているように、切屑の
分断が始まる位置であり、特に切屑排出スペースの関係
から刃先外径に対する加工深さの比率が５以上となるも
のを対象としたものである。またL/D＝2.5は、前述した
刃先外径に対する加工深さの比率が３程度のものを対象
としたものである。なお、溝巾の広がる量については、
切削条件などによって異なるが、一般的には、溝巾比の
変化量（Ａ′／Ｂ′−A/B）では、0.05〜0.3程度であ
る。したがって、溝巾比A/Bが0.4〜0.8：１の範囲内に
あっても広げられた溝巾比Ａ′／Ｂ′は、前述した範囲
にある場合とこれをこえる場合が存在する。

また、本実施例では、超硬合金製の刃体(3)について
は、切刃片(3a)として板状のものを適用したものを主と
して説明したが、これに限らず、例えば実公昭32-13982
号公報にみられるようにランド部分(7)(7)を含めた先端
部分が超硬合金で形成されるようにしてもよい。

さらに、切屑排出スペースを増加させる意味からは、前
述した溝巾比の広がる軸方向位置から溝深さを一定に増
加させることも有効である。しかし、この手段は、工具
本体(2)の取付け剛性を低下させることから一般的に
は、大径側の超硬ドリル(1)に適用される。

（考案の効果）本考案は、以上説明したように、切屑排出溝(5)(5)にお
ける溝巾を途中から広げるようにしたものであるから以
下のような効果を有する。

第１に、刃先外径に対する加工深さの比率が５をこえる
深穴加工に適用できることである。これは、第８図にみ
られるように刃先外径Ｄ＝φ20mmの本考案品Ａおよび比
較品ＢによるＳ50Ｃ（H_B200〜230）の加工深さ80mm、10
0mmにおける切削試験結果からである。

すなわち、本考案品Ａは、加工深さ80mmおよび100mmの
両方において良好であったが、比較品Ｂは、加工深さ70
mm付近から切屑づまりの傾向を示してトルクが上昇し、
100mm深さの加工は不可であったことからである。

なお、本考案品Ａは、切刃コーナー部分(12)から40mm未
満までの横断面における溝巾比A/Bが0.65：１で、40mm
以上で溝巾比Ａ′／Ｂ′が0.70：１となるようにしたも
のである。これに対し、比較品は、溝巾比A/Bを0.65：
１の一定としたものである。この場合、刃体(3)の切刃
形状は、本考案品Ａ、比較品とも第１図および第２図に
示されるような渦巻き形状の刃形とした。

そして、切削条件については、切削速度Ｖ＝60m/min、
送りｆ＝0.3mm/rev（喰付き〜10mmまではｆ＝0.1mm/re
v）とし、エマルジョン６倍液を油穴(8)(8)から噴射す
るようにした。このときの切削液は、13気圧で10／mi
nの供給量とした。

また、切屑排出溝(5)(5)の横断面積を徐々に広げるよう
にした比較品についても同様な試験をしたが、比較品Ｂ
と同様85mm付近から切屑づまりの傾向を示し、90mmの加
工ではトルクが上昇した。これは、分断された切屑に対
し、本考案では、弾性ひずみの解放が大きく与えられる
ためと考えられる。

さらに、第９図でみられるような切削試験結果からも認
められたものである。この場合、本考案品Ａは、前述し
た工具仕様のものであり、比較品Ｃは、刃先外径等は同
じで溝巾比を0.69のまゝ心厚を徐々に小さく変化させた
ものである。

そして、切削条件は、特に切屑づまりの生じやすい条件
として、切削速度Ｖ＝70m/min、ｆ＝0.24mm/rev（喰付
き〜10mmまで0.1mm/rev）を設定し、90mmの加工深さで
両者を比較した。

この結果、本考案品Ａは、90mmの加工深さでも切屑づま
りを生じたが、比較品Ｃは、84mmの加工深さ付近で切屑
づまりが生じはじめた。なお、切削トルクにおける比較
品では、第９図でみられるように、比較品Ｃの方が幾分
トルクが高く、また抜け際では、わずかであるがトルク
の上昇がみられた。

第２に、切屑排出溝(5)(5)の広がりについては、従来の
徐々に変化するものに比べ簡易な手段で構成できること
である。これは、第４図でみられるように工具本体(2)
を一定角度でインデックスして切削する方法あるいは、
第５図でみられるようにボールエンドミルのＹＺ軸をシ
フトして切削する方法などで容易に得られるからであ
る。

第３に、切屑排出溝(5)(5)に広がりを与えても、工具剛
性はそれほど低下せず、充分な切削に関与できることで
ある。これは前述した切削試験からも明らかであるが、
前述した本考案品Ａおよび比較品Ｂにおける片持ち梁に
よる剛性試験結果からも確認したものである。すなわ
ち、荷重として、切刃コーナー部分(12)付近に10kgfを
与え、最も弱い方向でたわみ量を測定したところ、本考
案品Ａでは110μｍ／10kgf、比較品では100μｍ／10kgf
を示し、それほどの優位差がなかったことからである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案鑞付け式の超硬ドリルにおける一実施
例を示す正面図、第２図は、その拡大底面図、第３図
は、第１図中のIII−III線に沿って得られる拡大断面
図、第４図は、同じく第１図中のIV−IV線に沿って得ら
れる拡大断面図、第５図は、変形例を示す拡大断面図、
第６図は、切屑排出溝内で切屑が広がる状況を示す説明
図、第７図は、切屑が分断する状況を示す説明図、第８
図は、本考案品Ａおよび比較品Ｂにおける切削試験結果
を示す説明図、第９図は、本考案品および比較品Ｃにお
ける切削試験結果を示す説明図である。 (1)…超硬ドリル、(2)…工具本体 (3)…刃体、(5)…切屑排出溝 (7)…ランド部分、(8)…油穴 (10)…先端切刃稜、(11)…マージン (12)…切刃コーナー部分

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献実開昭59−193613（ＪＰ，Ｕ) 実開昭61−148513（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】棒状をなす鋼製の工具本体(2)の一端に
は、超硬合金製の刃体(3)が取付けられるとともに、工
具本体(2)の軸方向には、捩れを伴う１対の切屑排出溝
(5)(5)が形成され、またその先端には、前記切屑排出溝
(5)(5)の存在に対して、切削上の先端逃げ面を構成する
ランド部分(7)(7)および１対の先端切刃稜(10)(10)が形
成されており、このランド部分(7)(7)には、それぞれ油
穴(8)(8)が開口している鑞付け式の超硬ドリルにおい
て、前記ドリルの心厚は、刃先外径Ｄの25〜35％、先端部分
の横断面における溝巾比は、0.4〜0.8：１の範囲内で設
定されており、前記切屑排出溝(5)(5)は、外周側の開口縁の少なくとも
一方が軸方向における途中部位から等しく広げられるこ
とにより、前記溝巾比を大きくしており、この広がり
は、先端切刃稜(10)および外周側のマージン(11)が交差
する切刃コーナー部分(12)を起点にして、この切刃コー
ナー部分(12)からシャンク(4)側に向って刃先外径Ｄに
対する軸方向長さＬの比率L/Dにより設定され、広がり
の始まる軸方向位置がL/D＝0.5〜2.5の範囲内にあるこ
とを特徴とする鑞付け式の超硬ドリル。