JPH10109210A - スペードドリル用スローアウェイチップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 比較的低硬度の金属に穿孔する場合に細長く
延びて排出されがちの最外周側のニックより外周側の切
刃部位で切削される切屑を適度にねじらせることによ
り、適当長さで分断し、その切屑処理性を高める。 【解決手段】 各すくい面４，５の外周寄り部位に、切
刃２，３に沿うチップブレーカ６，７から連続して凹部
１４を設け、最外周側のニック９，１０より外周側の切
刃２，３で切削される切屑が衝突可能の切屑当り面１６
ａを形成する。切屑当り面１６ａの外縁１６ｓをすくい
面４側から見て先端切刃２に対して傾斜状に連なって形
成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、大径或いは深穴の
穿孔（穴あけ）加工などに好適なスペードドリル用スロ
ーアウェイチップ（以下、スローアウェイチップ又は単
にチップともいう）に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１７は、この種のスローアウェイチッ
プ１の一例を示したものである。このものは超硬合金な
どからなり、所定の厚さの略五角形板状をなし、左右の
両先端切刃２，３に沿って略平行で所定の幅のチップブ
レーカ６，７が形成されており、これによって穿孔時に
発生する切屑を十分にカールさせて切断し、排出するよ
うに構成されており、深穴加工に適するものである。そ
して、同図のチップは切削抵抗を低減するため、左右の
先端切刃（以下、単に切刃ともいう）２，３に適数（一
般に１〜４箇所）のニック（切欠）８，９，１０が左右
非対称で設けられている。しかして、このチップ１で鋳
鉄等の被削性のよい被加工物や比較的高硬度の被加工物
に穿孔する場合には、切屑は適当長さで分断されるとと
もに、送り速度をニック８，９，１０の深さより小さく
設定することで、排出される切屑は各ニックで所定の幅
に分割され、したがって比較的短く細い切屑となって排
出される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
チップで、被加工物がＳＫＤ、ＳＣＭ、ＳＮＣＭなどの
合金鋼のようにＨＢ２５０程度以下のものや、Ｓ４５Ｃ
やＳ５０ＣなどのＨＢ３００程度以下のものなど、比較
的低硬度の金属材料に穿孔加工する場合には、その被加
工物の材質に起因して切屑処理性に問題があった。すな
わち、このような加工において前記のチップ１を用いる
と、先端切刃２，３の中心軸線Ｊ寄り部位では周速度も
小さいため、切削排出される切屑は適当にカールされる
など比較的その処理性のよい形状で排出されるが、切刃
２，３の外周側では周速度が高く、したがって図１８に
示したように、この切刃２の外周側で切削される切屑Ｋ
は長く延び易い。

【０００４】すなわち、切屑は先端切刃２に垂直方向に
すくい面４上に延びようとするが、前記したように切刃
２の外周縁に近い部位から排出される切屑、とりわけ最
外周側のニック９よりも外周側の先端切刃２で切削され
ることによって発生する切屑Ｋは、そのニック９で幅狭
に分割されるが、適当長さで分断されることなく細長く
直線状に延びて排出され易い。このように細長く直線状
に延びて排出される切屑Ｋは、工具に（チップホルダ）
に絡み付いて振り回されるなどして危険であり、機械の
停止の原因となるなど作業効率を低下させ、場合によっ
てはチップの破損を招いたりすることがある。しかも、
このような切屑は、穿孔した孔の内面に傷をつけるた
め、寸法精度の低下を招いたりするなどの問題も生じさ
せる。このように、従来の前記チップでは、比較的低硬
度の被加工物に穿孔する場合にはその切屑処理性に問題
があった。

【０００５】本発明は、このような問題点に鑑みて案出
されたものであって、その目的とするところは、比較的
低硬度の被加工物（金属）に穿孔する場合に細長く延び
て排出されがちの最外周側のニックより外周側の切刃部
位で切削される切屑を適度にねじらせることにより、適
当長さで分断し、その切屑処理性を高めることのできる
スペードドリル用スローアウェイチップを提供すること
をその目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、左右の先端切刃に沿ってチップブレーカ
が凹設され、その左右の先端切刃に適数のニックが設け
られたスペードドリル用スローアウェイチップにおい
て、その各すくい面の外周寄り部位に対し、前記チップ
ブレーカから連続して凹部を設け、最外周側のニックよ
り外周側の先端切刃で切削される切屑が衝突可能の切屑
当り面を形成するとともに、その切屑当り面の外縁が、
すくい面側から見て円弧状若しくは前記先端切刃に対し
て傾斜状に連なっていることを特徴とする。ここに、切
り屑当り面の外縁とは、すくい面と前記凹部（凹面）と
の交差部（稜線）をいう。

【０００７】上記手段において、切屑当り面は、各すく
い面のうち、先端切刃に設けられた最外周側のニックの
略中央からその先端切刃に略垂直にすくい面上に延ばし
た垂直線上を含む外周切刃側に、若しくは、該垂直線よ
り外周切刃側に設けてもよいが、その切屑当り面が、先
端切刃のうち最外周側のニックの略中央から先端切刃に
略垂直にすくい面上に延ばした垂直線と、先端切刃の外
周縁から先端切刃に略垂直にすくい面上に延ばした垂直
線とに挟まれる範囲に略対応して存在するように設ける
のが好ましい。なお、最外周側のニックとは、左右いず
れの先端切刃についても、ニックが複数のときは先端切
刃の外周縁に近い部位に存在するものをいうが、ニック
が１か所のときはそのニック自体の意味である。

【０００８】上記スペードドリル用スローアウェイチッ
プによって穿孔する場合、先端切刃によって切削された
切屑は先端切刃に垂直方向に延び、それに沿って設けら
れたチップブレーカ（ブレーカ溝）によってすくわれて
排出されるが、そのうちの最外周側のニックで分割され
た最外周側の切屑は、その切刃に垂直方向に延びた後で
上記の切屑当り面に衝突し、押し付けられる。この切屑
当り面の外縁は、すくい面側から見て前記先端切刃に平
行でなく、円弧状若しくは前記先端切刃に対して傾斜状
に連なっていることから、帯状に延びて排出されようと
する切屑のうち、この切り屑当り面に衝突したものはそ
の平行でない外縁に案内され、幅方向において捩じり作
用を受けて排出される。かくして、排出される切屑は捩
られ、その過程で加工硬化により適度の長さで分断され
ながら排出される。この結果、排出される切屑はホルダ
に絡み付きにくく、穿孔を効率的にするとともに、チッ
プの破損防止にも有効である。

【０００９】上記手段において、切屑当り面は、少なく
とも、先端切刃のうち最外周側のニックの略中央から先
端切刃に略垂直にすくい面上に延ばした垂直線と、先端
切刃の外周縁から先端切刃に略垂直にすくい面上に延ば
した垂直線とに挟まれる範囲に存在させるのがとくに好
ましい。というのは、本発明ではすくい面側から見て前
記先端切刃に平行でなく、円弧状若しくは前記先端切刃
に対して傾斜状に連なっている外縁を有する切屑当り面
に対し、最外周側のニックより外周側の切刃によって切
削された切屑を衝突させて捩じり作用を与えるものであ
り、この切屑は、この両垂直線の間（距離）を最大幅と
して、すなわち先端切刃のうち最外周側のニックより外
周側に存在する切刃の長さを最大幅として、先端切刃に
略垂直にすくい面側に延びると考えられる。したがっ
て、このように切屑当り面が存在していれば、切屑はそ
の幅方向の全体について略確実に捩り作用を受けること
ができるため、効率的に捩られるからである。

【００１０】もっとも、本発明の前記切り屑当り面は、
前記もしたように両垂直線に挟まれる範囲に略対応して
存在するように設けてもよいし、捩り作用の低下はある
もの、切屑を捩りながら排出できるかぎり、それより小
さい範囲に存在するように設けてもよい。なお、本発明
では、前記切屑当り面の外縁がすくい面側から見て円弧
状若しくは前記先端切刃に対して傾斜状に連なっている
ことで切屑に幅方向に捩り作用を与えるものであり、し
たがって、先端切刃から前記切屑当り面の外縁までの垂
直距離は、外周切刃に近付くほど長大化していてもよい
し短小化していてもよいが、前記切屑当り面の外縁は、
外周切刃に近付くほど先端切刃からの垂直距離が長くな
るように連なっているのが好ましい。このようにしてお
く場合には、切屑の幅方向の捩り作用を中心軸線側から
外周側に加えることができ、したがって切屑を中心軸線
側に巻込むことなく排出できることから切屑処理性が向
上するためである。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明に係るスペードドリル用ス
ローアウェイチップを具体化した実施の形態について、
図１〜８を参照して詳細に説明する。図中１は、超硬合
金などからなる本例のスローアウェイチップであって、
所定の厚さの略五角形板状をなし、その左右の先端切刃
２，３の各すくい面４，５には各切刃２，３に略平行に
チップブレーカ６，７が所定の幅で断面円弧状に凹設さ
れている（図６参照）。本例では左右の各先端切刃２，
３のうち、一方（図２左）に１か所、他方（図２右）に
２か所、左右各切刃２，３を略等分するようにニック
８，９，１０が設けられている。

【００１２】そして、各すくい面４，５の外周切刃（マ
ージン）１２，１３寄り部位に対し、各チップブレーカ
６，７から連続し、外周切刃１２，１３に沿って後端
（図２上）側が幅狭のＵ字形ないしＶ字形の断面円弧状
の凹部（凹溝）１４，１５が設けられている（図７参
照）。この各凹部１４，１５は、先端切刃２，３側を各
チップブレーカ６，７と略同じ深さとし、後端に向かう
に従い浅くなるように形成されている（図８参照）。そ
して、各凹部１４，１５ともすくい面４，５との境界線
（稜線）の凹部側（壁面側）が切屑当り面をなすように
形成されている。

【００１３】しかして、ニックが２か所設けられた切刃
２のすくい面４に設けられた凹部１４は、最外周側のニ
ック９の略中央から先端切刃２に略垂直に各すくい面４
上に延ばした垂直線Ｓ１より若干中心軸線Ｊ側の点Ｐ１
から連続して外周切刃１２側に設けられ、その凹部１４
の内側に沿う部位が切屑当り面１６をなすように形成さ
れている。ただし、この切屑当り面１６のうち、外周切
刃１２と反対側の部位１６ａ及びその外縁１６ｓが点Ｐ
１から先端切刃２に対して約６０度程度の傾斜角度αで
チップ１の後端側に延びており、したがってこの切屑当
り面１６ａの外縁１６ｓは、外周切刃１２に近付くほど
先端切刃２からの垂直距離ｄが長くなるように連なって
いる（図２及び図４参照）。そして凹部１４のなす切屑
当り面１６のうち、主としてこの部位１６ａが最外周側
のニック９より外周側の先端切刃２で切削される切屑の
切屑当り面（図中の陰影線部）をなすように形成されて
いる。また、この切屑当り面１６ａおよびその外縁１６
ｓは、点Ｐ１から連なり、先端切刃２の外周縁１７から
先端切刃２に略垂直にすくい面４上に延ばした垂直線Ｓ
２を越えて連なっている。

【００１４】一方、ニックが１か所設けられた切刃３の
すくい面５に設けられた凹部１５は、ニック１０の略中
央から先端切刃３に略垂直にすくい面５上に延ばした垂
直線Ｓ３より若干外周切刃１３側の点Ｐ２から連続して
外周切刃１３側に設けられ、その凹部１５の内側に沿う
部位が切屑当り面１８をなすように形成されている。た
だし、この切屑当り面１８のうち、外周切刃１３と反対
側の部位１８ａ及びその外縁１８ｓが点Ｐ２から先端切
刃３に対して約６０度程度の傾斜角度αでチップ１の後
端側に延びており、主としてこの部位１８ａが最外周側
のニック１０より外周側の先端切刃３で切削される切屑
の切屑当り面をなすように形成されている。なお、この
切屑当り面１８ａ及びその外縁１８ｓは、点Ｐ２から連
なり、先端切刃３の外周縁１９から先端切刃３に略垂直
にすくい面５上に延ばした垂直線Ｓ４を越えて連なって
いる。

【００１５】なお、本例の切刃角度βは、１３２度であ
る。また、各すくい面４，５には、図９に示したような
ホルダＨへの固定用の止めネジ挿通用の貫通孔２０，２
０が穿設されている。そしてチップ１の各正面視におけ
る後端側中央の切欠２１は、ホルダＨへの取付け時にお
ける位置決め部である。

【００１６】さて、次にこの様な本形態例のものをホル
ダに装着して比較的低硬度の金属、例えばＳ４５ＣやＳ
５０ＣなどのＨＢ３００程度以下のものに穿孔加工する
場合について説明する（図９参照）。すなわち、ニック
８，９，１０で幅狭に分割されながら排出される切屑は
基本的には先端切刃２，３と直角方向に排出される。こ
の際、最外周側のニック９，１０より内側の切刃２，３
で切削される切屑は、その部位の切刃の周速度も低いこ
となどから切刃２，３に平行に設けられたチップブレー
カ６，７にすくわれ、ホルダの先端部に衝突するなどに
より、さほど延びることなく適当長さで分断されて略問
題なく排出される。すなわち、図９に示したように例え
ばニックが２か所設けられた切刃２のすくい面４側で
は、最外周側のニック９より内側の切刃２で切削される
切屑Ｋ１、Ｋ２は、その部位の切刃の周速度も低いこと
などから切刃２に平行に設けられたチップブレーカ６に
すくわれ、ホルダＨの先端部に衝突するなどにより、適
当長さで分断されて略問題なく排出され、ニックが１か
所設けられた切刃３においても同様に排出される。

【００１７】一方、最外周側のニック９，１０より外側
の切刃２，３で切削される切屑は、その切刃２，３に略
垂直に延びてチップブレーカ６，７から各凹部１４，１
５に入り込む。そして、図９に示したようにニックが２
か所設けられた切刃２のすくい面４側では、外周切刃１
２と反対側の切屑当り面１６ａに押付けられる。この切
屑当り面１６ａ及びその外縁１６ｓは先端切刃２に対し
て傾斜状に連なっていることから、帯状の切屑Ｋはその
傾斜状の部位１６ａに点Ｐ１に近い側から衝突する。す
ると図１０に示したように切屑Ｋはその幅方向の軸線寄
り部位が切屑当り面１６ａ及びその外縁１６ｓに押し付
けられ図中矢印で示したように外向きとなるように捩じ
り作用を受ける。こうして、連続して捩り作用を受けて
排出される切屑Ｋは図１１に示したように、切刃２から
凹部１４を案内されるようにして捩られて排出され、あ
る長さで次々と分断され、図１２に示したような切屑Ｋ
となる。

【００１８】また、ニックが１か所設けられた切刃３の
すくい面５側では、図１３に示したように、切屑Ｋは、
凹部１５のなす傾斜状の切屑当り面１８ａ及びその外縁
１８ｓだけでなく、一部が切刃３と平行なチップブレー
カ７ａにも押付けられるが、それでも図１４に示したよ
うに切屑Ｋはその幅方向の軸線寄り部位が外向きとなる
ように矢印方向に捩じり作用を受けて連続して排出され
る。かくして、前記と同様にある長さで次々と分断され
て排出される。

【００１９】このように、最外周側のニック９，１０よ
り外側の切刃で切削される切屑Ｋは、排出される過程
で、連続して一方に捩じり作用を受けながら排出される
ので、ある捩じり角度となると分断され、これが連続す
る結果、適度の長さで分断された切屑となる。かくし
て、その切屑処理性が向上し、ホルダＨへの絡み付きや
チップの破損、さらには穿孔する孔の内面の精度の低下
が防止される。

【００２０】なお、前例ではニックが１か所設けられた
切刃３のすくい面５側においては、切屑当り面１８ａの
外縁１８ｓをニック１０の略中央から先端切刃３に略垂
直にすくい面５上に延ばした垂直線Ｓ３よりも外周寄り
の点Ｐ２から外周側に連なるように設けたが、これは前
述したように、ニックが２か所設けられた切刃のすくい
面側と同様に、同垂直線Ｓ３より中心軸線寄り部位から
外周側に連なるように設ける方が好ましい。切屑に捩り
を効率的に与えることができるためである。

【００２１】また、前例では、最外周側のニック９，１
０より外周側の先端切刃で切削される切屑が衝突可能の
切屑当り面１６ａ，１８ａの外縁１６ｓ，１８ｓを、傾
斜角度αで各外周切刃１２，１３に近付くほど各先端切
刃２，３からの垂直距離ｄが長くなるように傾斜直線状
に連ならせたが、図１５に示したように、チップブレー
カ６の外周切刃１２部位の幅が局部的に円弧状に広がる
ように凹部２４を設けることで、最外周側のニック９よ
り外周側の先端切刃で切削される切屑が衝突可能の切屑
当り面２６ａとしてもよい。この場合には、切屑当り面
２６ａの外縁２６ｓは円弧状にて外周切刃１２に近付く
ほど先端切刃２からの垂直距離が長くなるように連なっ
ている、また、前記もしたが図１６に示したように、凹
部３４は、最外周側のニック９より外周側の先端切刃２
で切削される切屑が衝突可能の切屑当り面３６ａの外縁
３６ｓを先端切刃２に対して前例と逆向きの傾斜角度α
として連ならせてもよい。この様にすれば、切屑は前記
と逆向きに捩られる。なお、図１５、１６中の符号のう
ち、図２と共通の部位には共通の符号が付されている。

【００２２】さらに、前例では凹部がチップの後端部か
ら突き抜けていないものを例示したが、これは突き抜け
ていてもよい。また、ニックの数はドリルの刃径（切刃
の外径）等に応じて適当に設定されるが、その数にかか
わらず本発明は具体化できる。なお、最外周側のニック
より外周側の先端切刃で切削される切屑が衝突可能の切
屑当り面の外縁を連ならせる方向は、先端切刃に対して
傾斜角或いは接線角度で３０〜７５度程度の範囲とする
のが適切である。

【００２３】

【実施例】図１〜８に示した実施形態のもので、ドリル
の刃径が２０ｍｍ、先端切刃が下がり量が０．４ｍｍ
で、これに沿うチップブレーカの幅が３．５ｍｍ、その
断面の円弧半径が３ｍｍのものにおいて、最外周側のニ
ックより外周側の先端切刃で切削される切屑が衝突可能
の切屑当り面をなす凹部を各先端切刃側において幅３．
５ｍｍ（横断面の半径約２ｍｍ一定）とし、後端部に向
かう長さを７ｍｍ程度として幅狭となるように凹部を形
成した実施例をつくり、このものでＳＣＭ４１５（ＨＢ
２００程度）のブロックに次の〜の切削条件で穿孔
加工して、排出された切屑の状態等を観察した。なお、
ニックが２か所設けられた切刃のすくい面４側の垂直線
Ｓ１と点Ｐ１との垂直距離は約１ｍｍ、ニックが１か所
設けられた切刃のすくい面５側の垂直線Ｓ３と点Ｐ２と
の垂直距離は約２ｍｍとした。

【００２４】主軸回転数：３２０ｒｐｍ（切削速度
（Ｖ）：２０ｍ／ｍｉｎ）、送り速度（ｆ）：０．３ｍ
ｍ／ｒｅｖ（９６ｍｍ／ｍｉｎ）。 主軸回転数：６４０ｒｐｍ（切削速度（Ｖ）：４０ｍ
／ｍｉｎ）、送り速度（ｆ）：０．２５ｍｍ／ｒｅｖ
（１６０ｍｍ／ｍｉｎ）。 主軸回転数：９６０ｒｐｍ（切削速度（Ｖ）：６０ｍ
／ｍｉｎ）、送り速度（ｆ）：０．２５ｍｍ／ｒｅｖ
（２４０ｍｍ／ｍｉｎ）。

【００２５】この結果、〜のいずれの切削条件で
も、切屑全体の１／３〜１／２適度のものに図１２に示
したような捩じれのあるものが確認された。そして、こ
の加工においては、直接目視で観察することは危険で不
可能なため、加工後のチップや仕上げ面を観察したとこ
ろその破損もなく、また、穿孔された穴の内面の傷もほ
とんどない。一方、凹部を設けない比較例では、このよ
うに捩れた切屑はほとんど観察されなかった。また、穿
孔された穴の内面に傷が観察された。これらのことは、
とりもなおさず本発明の効果を実証するものである。

【００２６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係るスペードドリル用スローアウェイチップによれ
ば、比較的低硬度の金属に穿孔する際に細長く真っ直ぐ
に延びて排出されがちの最外周側のニックより外側の切
刃部位で切削される切屑をねじらせることができるた
め、適度の長さで分断可能となり、その切屑処理性を著
しく高めることができる。この結果、切屑のホルダへの
絡み付きが防止され、機械の停止やチップの破損が防止
され、加工効率の向上やチップの寿命の延長が期待され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るスペードドリル用スローアウェイ
チップを具体化した実施形態例の斜視図。

【図２】図１のチップをニックが２か所の切刃のすくい
面側から見た図。

【図３】図１のチップをニックが１か所の切刃のすくい
面側から見た図。

【図４】図２の要部拡大図。

【図５】図３の要部拡大図。

【図６】図４のＡ−Ａ線断面図。

【図７】図４のＢ−Ｂ線断面図。

【図８】図４のＣ−Ｃ線断面図。

【図９】図１のチップで切削、排出される各切屑の状態
を説明する図であってニックが２か所の切刃のすくい面
側から見たホルダへの装着状態の図。

【図１０】図９のＤ−Ｄ線断面図。

【図１１】図９で最外周側のニックの外側の切刃で切削
される切屑が捩られて排出される状態を示す図。

【図１２】ねじられて分断、排出された切屑の外観図。

【図１３】ニックが１か所の切刃のものでその外周側で
切削される切屑の捩り作用を説明するすくい面側から見
た図。

【図１４】図１３のＥ−Ｅ線断面図。

【図１５】別の形態例のすくい面側から見た図。

【図１６】別の形態例のすくい面側から見た図。

【図１７】従来のスペードドリル用スローアウェイチッ
プの斜視図。

【図１８】図１７のチップで穿孔する際に先端切刃の外
周部位で切削される切屑が延びて排出される状態を説明
する図。

【符号の説明】

１ スペードドリル用スローアウェイチップ ２，３ 先端切刃 ４，５ すくい面 ６，７ チップブレーカ ８，９，１０ ニック ９，１０ 最外周側のニック １４，１５，２４，３４ 凹部 １６ａ，１８ａ，２６ａ，３６ａ 切屑当り面 １６ｓ，１８ｓ，２６ｓ，３６ｓ 切屑当り面の外縁 １７，１９ 先端切刃の外周縁 Ｋ，Ｋ１，Ｋ２ 切屑 Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４ 垂直線

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 左右の先端切刃に沿ってチップブレーカ
   が凹設され、その左右の先端切刃に適数のニックが設け
   られたスペードドリル用スローアウェイチップにおい
   て、その各すくい面の外周寄り部位に対し、前記チップ
   ブレーカから連続して凹部を設け、最外周側のニックよ
   り外周側の先端切刃で切削される切屑が衝突可能の切屑
   当り面を形成するとともに、その切屑当り面の外縁が、
   すくい面側から見て円弧状若しくは前記先端切刃に対し
   て傾斜状に連なっていることを特徴とするスペードドリ
   ル用スローアウェイチップ。
2. 【請求項２】 前記切屑当り面は、先端切刃のうち最外
   周側のニックの略中央から先端切刃に略垂直にすくい面
   上に延ばした垂直線と、先端切刃の外周縁から先端切刃
   に略垂直にすくい面上に延ばした垂直線とに挟まれる範
   囲に略対応して存在している請求項１記載のスペードド
   リル用スローアウェイチップ。
3. 【請求項３】 前記切屑当り面は、少なくとも、先端切
   刃のうち最外周側のニックの略中央から先端切刃に略垂
   直にすくい面上に延ばした垂直線と、先端切刃の外周縁
   から先端切刃に略垂直にすくい面上に延ばした垂直線と
   に挟まれる範囲に存在している請求項１記載のスペード
   ドリル用スローアウェイチップ。
4. 【請求項４】 前記切屑当り面の外縁は、外周切刃に近
   付くほど先端切刃からの垂直距離が長くなるように連な
   っている請求項１、２又は３記載のスペードドリル用ス
   ローアウェイチップ。