JPS5816966B2 - 深孔用ドリル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は深孔用ドリルに関し、詳しくは穿孔加工中の騒
音レベルを低減した深孔用ドリルに関する。

騒音を発生する原因は種々あり、工作機械、被削物、ド
リルのそれぞれの振動特性に左右されることが知られて
いるが、本発明は特にドリル本体に基因する高周波数の
騒音を低減しようとするものである。

深孔用ドリルあるいはロングドリルと呼ばれるこの種の
ドリルは外径に比べて全長が長く、そのため穿孔加工時
にねじり振動、曲げ振動を生起しやすく、この振動に基
因して大きな騒音を発生する。

就中、高周波数の騒音は作業者に不快感をもたらし、環
境衛生上好ましくなく、又昨今の騒音規制上からもその
低減が切望されていた。

その対策として従来は専らドリル諸元（心厚、心厚のひ
らき、溝幅比など）を変化させることで対処してきたが
、いずれも適確な騒音対策とはなり得なかった。

そこで、本発明者等はその原因について検討した結果、
次のことを見い出した。

上記ドリル諸元の変更は、一般に知られているように固
有振動数を変化させることはできる。

然し乍ら、その固有振動数は高次の領域においてレベル
が高いという傾向には変りがなかった。

ちなみに、この従来の深孔用ドリルの固有振動数の測定
結果の一例を第５図ａに示す。

従って、ドリルの高次の固有振動数のレベルが高いこと
が主原因であると推定し、固有振動数の殊に高次領域に
おけるレベルを低下させる手段を検討し、一般に知られ
ている応力分布状態を変えることとドリル形状を変える
こととで固有振動数を変化させることを試みた。

そこで、本発明者等はまず、従来のドリル断面における
応力分布状態を有限要素法を用いて解析したところ、第
１図に示す如く、斜線部Ｃで示すヒール部１のほぼ中央
、並びにドリル主溝２内に応力集中部が存在することを
確認した。

そして、ドリル形状を変化させることと応力分布状態を
変えることとを同時に行なう手段とじてドリルのヒール
部１の応力集中部を削除した。

これは応力集中していない部分を削除するより応力集中
部を削除した方が応力分布を変化させやすいためである
。

即ち、従来ドリルの心厚をかえても効果がなかったので
、ドリル主溝内の応力集中部を削除することば心厚を変
化させることと同一であるので効果が弱いであろうし、
かつ又、本来必要なドリルとしての剛性が弱められると
考え、ヒール形状を変化させ、かつ応力分布状態をも変
化させた。

そして、このようにしたドリルの固有振動数を測定した
ところ、第５図すに示すように高次の固有振動数のレベ
ルが低下し、かつこのドリルでの穿孔加工時の騒音も著
しく低減することを知見した。

本発明は上記知見に基いてなされたもので、その特徴と
するところは、刃部全長に亘って均一な断面形状を有す
る深孔用ドリルにおけるヒール部のほぼ中央に、ドリル
主溝に沿ってドリル主溝の切り上げ部からドリル先端近
傍に至る長さに亘って凹溝を設けた点にある。

以下本発明を図示の実施例に基いて詳細に説明する。

第２図において３は深孔用ドリル本体で、柄部４につづ
いて刃部５が設けられ、該刃部５には一対の主溝２が設
けられている。

６はヒール部１に設けられた凹溝である。

次に本発明に係るドリルと従来のドリルとにつき穿孔テ
ストした切削試験条件および結果を説明する。

ドリル諸元 外径Ｄ ： １４．７ψ 全 長 ： ９６３ｍｍ 刃長Ｌ ： ７６３ｍ１１Ｌ 切削条件 被削材： Ｆｅ１２ 切削速度 ： ３３５，４４５ｒｐｍ 送 リ ： ０．１８ｍ１ｒ ｅ ｖ （ノンテ
ップ）孔深さ＝６０ｏ間 本発明のドリルのヒール部に設けられた凹溝溝 長
： ６００龍 溝深さ：２，５龍 溝 幅 ：２．５龍 前記切削条件で穿孔加工を実施し、その時のドリルの振
動特性並びに発生騒音を、振動計および１騒音計で実測
した。

第３図ａ、ｂは従来の深孔用ドリルでの穿孔加工時にお
ける周波数分析結果を示し、第４図ａ。

ｂは前記従来のドリルと同一諸元でそのヒール部に前記
凹溝を設けた本発明に係る深孔用ドリルでの穿孔加工時
における周波数分析結果を示している。

尚、騒音レベルＮは振動測定時に同時に騒音計で測定し
た実施値で図中右肩に示している。

これらの図から明らかなように、従来の深孔用ドリルで
は穿孔加工時に２０ ′ＯＯ〜５０００Ｈｚの高周波数
のピーク値を有する振動モードを呈し騒音レベルとして
もＮ＝９７〜１ｌ−ＯｄＢにも達しており、これを人間
の耳で感知した場合、周波数が高次であるため実際の騒
音レベルよりさラニ大きな高い音として感じる。

これに対し、本発明に係る深孔用ドリルの場合は高周波
数のピーク値は非常に小さな振動モードを呈し、騒音レ
ベルとしてもＮ＝９３〜９７ｂＢで、従来に比し４〜１
４ｄＢ低下し、人間の耳で感知した場合、従来と比較す
ればほとんど感じない程度の音であった。

すなわち、ヒール部に凹溝を設けることによりドリル本
体の固有振動数を変化させ、高次の振動モードをでにく
くすることで騒音レベル全体を小さくした。

前述せる凹溝はヒール部のほぼ中央にドリル主溝に沿っ
て該主溝の切り上げ部からドリル先端近傍に至る長さに
亘って設ければよいがドリルの剛性即ち、機械的強度を
低下せしめることなく振動や騒音を低減させる為には、
その凹溝形状として幅がヒール部の幅Ｈの１１５〜１／
３Ｈ，深さがドリル直径りの０．１〜０．２ Ｄ 、長
さが刃長りの０．８〜０．９Ｌに保つのが好ましい。

また、溝の形状としても応力集中のおこりにくいＵ状と
するのが好ましい。

即ち、前記限定寸法以上にすると、ドリルとしての剛性
が不足し、逆に限定寸法以下にすると振動、騒音の減衰
作用が低下してしまう。

以上詳述したように、ヒール部に凹溝を設はルだけで騒
音レベルが低減し、ドリルの切削性能には何らの影響を
およぼすことなく騒音防止が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は深孔用ドリル断面における応力分布状悪因、第
２図は本発明に係る深孔用ドリルの正面図、第３図は従
来の深孔用ドリルでの穿孔加工時の周波数分析結果を示
す図、第４図は本発明に係る深孔用ドリルでの穿孔加工
時の周波数分析結果を示す図、第５図ａは従来の深孔用
ドリルの固有振動数測定結果、第５図すは本発明に係る
深孔用ドリルの固有振動測定結果を示すものである。 １：ヒール部、２ニトリル主溝、３：深孔用ドリル本体
、４：柄音＼ ５：刃部、６：凹溝。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 刃部全長に亘って均一な断面形状を有する深孔用ド
   リルにおけるヒール部のほぼ中央に、ドリル主溝に沿っ
   てドリル主溝の切り上げ部からドリル先端近傍に至る長
   さに亘って凹溝を設げたことを特徴とする深孔用ドリル
   。 ２ 刃部全長に亘って均一な断面形状を有する深孔用ド
   リルにおけるヒール部のほぼ中央に、ドリル主溝に沿っ
   て幅がヒール部の幅Ｈの１１５〜１／３Ｈで深さがドリ
   ル直径りの０．１〜０．２Ｄの凹溝を、ドリル主溝の切
   り上げ部から刃長りのＯ１８〜０．９Ｌの長さに亘って
   設けたことを特徴とする深孔用トリル。