JPH078447B2

JPH078447B2 - 薄板加工用ドリル

Info

Publication number: JPH078447B2
Application number: JP63196397A
Authority: JP
Inventors: 浩一郎脇平; 通隆勝田; 正保日野; 敏男笹山
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1987-08-06
Filing date: 1988-08-04
Publication date: 1995-02-01
Anticipated expiration: 2010-02-01
Also published as: JPH01140908A

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は、一般にドリルに関し、特に薄板穴あけに適し
たドリルに関する。

従来技術薄板穴あけに適したドリルとして、例えば特開昭58−14
9115号公報に、ドリル先端中央部にドリル先端側に突出
する喰い付き部を有するドリルが開示されている。この
ドリルを第6,7図に示している。図に従ってこれを簡単
に説明する。

第６図はドリルの先端を示す端面図、第７図はドリルの
側面図である。ドリル先端には、一対の先端刃と、該各
先端刃を接続するチゼル刃３とを備えている。そして、
各先端刃は、径方向内側に位置する先端内刃１と径方向
外側に位置する先端外刃２とに区分けされている。そし
て、一対の先端内刃1,1が上記喰い付き部を構成してい
る。つまり、各先端内刃１が、各先端外刃２に対してチ
ゼル刃３に向かうに従ってドリル先端方向に突出する形
態を有しているのである。そして、各先端内刃１および
各先端外刃２の周方向背後には、夫々、第１逃げ面（二
番面）5a,6aと第２逃げ面（三番面）5b,6bとが形成され
ている。各第２逃げ面5b,6bは各第１逃げ面5a,6aに対し
て鋭角的に形成されており、ここにチップスペースが確
保されている。なお、図中、４はシンニング、７はドリ
ル先端部外周に形成されたマージンである。一対の先端
内刃1,1が互いになす先端角は約105゜であり、また、各
先端外刃２がドリル軸直角平面に対してなす肩角は０に
設定されている。上記構成によれば、一対の先端内刃1,
1がドリル先端側に突出しているため、被加工材に対す
る喰い付き性がよく、特にハンドドリルの場合に使い勝
手が良いという利点がある。

ところが、上記構成によれば、先端逃げ面が、第１逃げ
面5a,6aと第２逃げ面5b,6bとで構成されている結果、先
端刃に対するバックメタルの肉厚特に第１逃げ面5a,6a
の部分の先端刃に対するバックメタルの肉厚が非常に薄
くなるため切刃強度が弱く、チッピングを起こし易いと
いう問題がある。

本発明の技術的課題従って、本発明の解決すべき技術的課題は、上記した喰
い付き部を有するタイプのドリルにおいて、切刃強度を
向上させることである。

本発明の要旨（構成・作用・効果）上記技術的課題を解決するために、本発明にかかるドリ
ルにおいては、各先端内刃および各先端外刃の円周方向
背後に、夫々、連続して伸びる１つの逃げ面を形成して
いる。つまり、上記従来例の如く、逃げ面を２つに区分
けして構成するのではなく、１つの逃げ面で構成して、
先端刃に対するバックメタルの肉厚を十分確保すること
により、先端刃の強度を向上せしめ、以てチッピングの
発生を低減ならしめているのである。

上記した従来例は、特に薄板穴あけを目的とするもので
はないため、ドリル先端の逃げ面を敢えて第１逃げ面と
第２逃げ面とに区分けすることによりドリル先端部にお
けるチップスペースを確保することにより、穴壁面の拘
束が原因で発生する折断形チップ（小片チップ）が穴底
部と逃げ面との間に詰まる（咬み込む）ことを防止して
いるのであるが、本発明者等は、薄板穴あけを目的とす
る限りにおいては、折断形チップの発生がほとんどない
ので、上記第２逃げ面を敢えて形成しなくても、切り屑
の排出性に問題がないことに着目して本発明を完成する
に至った。

また、本発明によれば、一対の先端内刃のなす直径寸法
はドリル径の40％〜50％に設定される。この直径寸法は
ドリル径の40％以下になると、加工中に、一対の先端内
刃にかかるスラスト荷重が過大となるため、先端内刃の
チッピングや摩耗が著しく、ドリル自体が短寿命とな
る。一方、この直径寸法がドリル径の50％以上になる
と、被加工材より受ける抵抗が大きくなり、従って被加
工材に対する喰い付き性が悪くなる。

また、本発明によれば、一対の先端内刃のなす先端角は
100゜〜115゜に設定されている。通常のドリルの先端角
は118゜〜130゜であるから、これに比較すれば、本発明
にかかるドリルの先端角は小さくなっている。このた
め、被加工材に対する喰い付き性が非常に良好である。
但し、先端角を100゜以下にすれば、先端内刃の切刃強
度が極端に小さくなるので好ましくない。また、先端角
を115゜以上にすれば喰い付き性が悪くなるので好まし
くない。

さらに、本発明によれば、先端外刃がドリル軸直角平面
に対してなす肩角が４゜〜10゜に設定されている。前記
したように、従来例によればこの肩角は０であるが、こ
の場合には、あけられた穴に大きなバリが発生するとい
う不具合があるが、肩角を４゜〜10゜に設定することに
よりこのバリの発生を殆ど抑制することができる。

さらに、本発明によれば、チゼル刃の幅寸法をドリル径
の３％〜20％に設定している。チゼル刃の幅寸法をこの
範囲に設定することにより、チゼル刃の被加工材に対す
る喰い付性が良くなり、かつ先端内刃の強度が大である
とともに耐摩耗性も良く、ドリル寿命は長くなる。

さらに、本発明によれば、ドリル先端部外周にはマージ
ンが形成されずかつドリル先端部外周が全域に亘って同
径である。上記した従来例においては、第６図によく示
されるように、マージン幅は通常のドリルと同様に極め
て小さく構成されている。これは、マージン幅をあまり
大きくすれば、被加工材に空けられる穴の内周面との摩
察が大きく、加工が重くなるためである。しかしなが
ら、被加工材が薄板の場合には、このマージン幅が小さ
いとマージンの案内機能が十分に発揮されず、その結
果、加工された穴の精度、具体的には心円度が仕上面粗
さが悪いという不具合があるのである。従って、本発明
においては、マージンをなくすることにより、ドリル自
体をその先端部外周全域により案内することによりその
案内機能を向上せしめ、加工穴の精度を向上させること
ができる。この場合、被加工材が薄板であるので、加工
が重くなるということは然程問題とならない。

実施例以下に、第１〜５図に従って本発明の一実施例を具体的
に説明する。

第１〜３図に示すように、ドリル先端には、一対の先端
刃と、該各先端刃を接続するチゼル刃３とが備えられて
いる。そして、各先端刃は、径方向内側に位置する先端
切刃１と径方向外側に位置する先端外刃２とに区分けさ
れている。一対の先端内刃1,1は先端外刃2,2よりドリル
先端側に突出する喰い付き部を形成している。すなわ
ち、各先端内刃１は、各先端外刃２に対して、チゼル刃
３に向かうに従ってドリル先端方向に突出する形態を有
している。

各先端内刃１および各先端外刃２の円周方向背面には、
夫々、連続して伸びる１つの逃げ面5a,6aが形成されて
いる。

一対の先端内刃1,1のなす直径寸法ｄはドリル径Ｄの40
％〜50％に設定されている。

一対の先端内刃1,1のなす先端角ｂは100゜〜115゜に設
定されている。

各先端外刃２がドリル軸直角平面に対してなす肩角ａは
４゜〜10゜に設定されている。

また、この実施例においては、マージンは形成されてお
らず、ドリル先端部外周の全域に亘って同径としてい
る。つまり、この実施例においては、ドリル溝以外のド
リル外周は、加工中、加工される穴の内周面と摺接する
ように構成されている。なお、第２図における破線は前
記従来例のマージン並びにドリル外形を示している。

上記構成においては、先端内刃の高さ寸法ｈがドリル径
Ｄの10％〜30％となる。

なお、図中４はシンニングであり、このシンニングを施
すことにより、チゼル刃３の幅寸法をドリル径Ｄの３％
〜20％に設定している。この寸法範囲は、チゼル刃の被
加工材に対する喰い付き性とスラスト荷重並びに切刃強
度および耐摩耗性の兼合いから決定される。

（実験例１）本発明者等は第４図に示されるように、以下の切削条件
により、先端角ｂの異なるドリルを使用して実際に穴あ
け作業を行なって比較した。

切削条件使用機械…卓上ボール盤回転数 …610rpm 送り …手送り切削長 …1.6mm 被加工材…SS41（板厚1.6mm）切削油 …なしドリル径…φ6.5mm 肩角 …５゜先端内刃の径…φ2.9mm 第４図に示されるように、先端角ｂが90゜〜99゜の場合
には１本当たりの穴あけ平均数は490本、先端角ｂが116
゜〜120゜の場合には、その平均数は819本であった。一
方、先端角が100゜〜110゜の場合には、その平均数は13
71本、先端角が111゜〜115゜の場合には、その平均数は
1371本、先端角が111°〜115°の場合には、その平均数
は1419本であった。尚、従来例にかかるドリルによれ
ば、その平均数は700本前である。このことにより本発
明にかかるドリルは従来例にかかるドリルに比べて約２
倍の寿命があることが明らかである。

（実験例２）本発明者等は、第５図に示されるように、本発明にかか
るドリルにおいて、肩角ａを順次変化させて実験を行な
った。すでに明らかなように、肩角４゜〜10゜に設定し
た場合が最もバリ長が小さいことが明らかである。

切削条件ドリル径 …φ3.5mm 使用機械 …ハンドボール被加工材 …SS41（板厚1.0mm）回転数 …1650rpm 先端角 …110゜先端内刃の径…φ1.6mm （実験例３）本発明者等はさらに、第４図の条件（但し、先端角は11
0゜）で、マージンのないドリルと従来ドリルとを比較
したところ、本発明ドリルによる加工穴の真円度は30μ
ｍ、従来ドリルによる真円度は109μｍであり、発明者
ドリルのほうがはるかに高度の真円度を達成できること
が実証された。また、それらの仕上面粗さに関しても、
本発明によれば20μmRmaxであり、従来ドリルによれば3
5μmRmaxであって、両者に顕著な差があることが実証さ
れた。

（実験例４）本発明者等はさらに第８図に示されるように、以下の切
削条件より、先端内刃のなす直径寸法ｄの異なるドリル
を使用して実際に穴あけ作業を行って比較した。

切削条件使用機械 …卓上ボール盤回転数 …610rpm 切削長 …1.6mm 切削油 …なしドリル径 …φ6.5mm 肩角 …５゜第８図に示されるように、先端内刃のなす直径寸法ｄが
ドリル径Ｄの40％〜50％の場合には、１本あたりの穴あ
け本数は1100以上であり、39％以下及び51％以上の場合
と比較するとドリル寿命が著しく長いことが実証され
た。

（実験例５）本発明者等は、さらに第８図の場合と同一の条件で、チ
ゼル刃の幅寸法（長さ）の異なるドリルを使用して実際
に穴あけ作業を行って比較した。

第９図に示されるように、チゼル刃の幅寸法がドリル径
Ｄの３％〜20％の場合には、１本あたりの穴あけ本数は
1,000以上であり、この範囲にドリル寿命のピークが現
れることが実証された。

【図面の簡単な説明】

第１〜５図は本発明の実施例を示し、第１図はドリルの
端面図、第２図はドリル先端部の軸直角断面図、第３図
はドリルの側面図、第４図は先端部（ｂ）とドリルの寿
命の関係を示すグラフ、第５図は肩角ａとバリ長との関
係を示すグラフ、第6,7図は夫々従来例にかかるドリル
の端面図および側面図である。第８、９図も本発明の実
施例を示し、第８図は先端内刃のなす直径寸法と穴あけ
数との関係を示すグラフ、第９図はチゼル刃の長さと穴
あけ数との関係を示すグラフである。１……先端内刃、２……先端外刃、３……チゼル刃、４
……シンニング、5a,6a……逃げ面、７……マージン、
ａ……肩角、ｂ……先端角、ｈ……刃先高さ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献実公昭54−1648（ＪＰ，Ｙ２) 機械工学全書103「穴加工と穴加工用工具の設計」株式会社ラジオ技術社（昭42− ６−15)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ドリル先端に一対の先端刃と、該各先端刃
を接続するチゼル刃（３）を有し、各先端刃が、径方向
内側に位置する先端内刃（１）と径方向外側に位置する
先端外刃（２）とに区分けされ、かつ各先端内刃（１）
が、各先端外刃（２）に対してチゼル刃（３）に向かう
に従ってドリル先端方向に突出する形態を有するドリル
において、各先端内刃（１）及び各先端外刃（２）の円周方向背後
に、夫々、連続して伸びる１つの逃げ面が形成され、一対の先端内刃（1,1）のなす直径寸法（ｄ）がドリル
径（Ｄ）の40％〜50％に設定され、一対の先端内刃（1,1）のなす先端角（ｂ）が100°〜11
5°に設定され、各先端外刃（２）がドリル軸直角平面に対してなす肩角
（ａ）が４°〜10°に設定され、チゼル刃（３）幅寸法がドリル径（Ｄ）の３％〜20％に
設定され、ドリル先端外周部にはマージンが形成されずかつドリル
先端外周部が全域に亘って同径であることを特徴とする
薄板加工用ドリル。