JPS5837085B2 - 渦巻き刃ドリル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高送り加工に適する渦巻き刃ドリルに関する
ものである。

従来のドリルはチゼル部の矛盾を未解決の俵にしている
ために、切れ味と切屑の排出に重点を置いたドリルは剛
性が不足し、剛性の高いドリルは切れ味がわるく重切削
に不向きであった。

また、近年被削材中には難削材、高硬度材も多く含まれ
るようになってきており、ドリルにも超硬合金の採用が
必要となってきたが、中心部では切削速度が零に近いう
えに、チゼル部分のすくい角は極端な負角となるために
刃物としての効果が期待できず、送り量に相当する圧縮
荷重をうけることになる。

本発明は、このような点に鑑み、削りこみ速度が速く、
高速重切削に耐えるドリルを提供することを目的とする
ものである。

本発明は、ドリルの底面視において、一対の切刃はその
始端部が回転中心付近にあって互いにほぼ点対称に配置
され、各切刃は回転方向に対して凸なる曲線をなし、か
つ外周部の切刃曲線より中心部の切刃曲線の方が大きな
曲率をなすように構成し、各切刃には中心付近の始端部
に軸心と平行なすくい面を形戒するとともにそこから外
周の終端まで連続したすくい面を形成したものである。

以下、本発明を実施例の図面によって説明する。

第１〜４図において、１はチップであり、ドリルの頭部
は円錐状でその頂部となる中心点１１を始端として互い
に点対称の切刃１０が形成されている。

この切刃１０は、底面視において、回転方向に凸なる曲
線をなし、かつ外周から中心に近付くほど曲率が大きく
なるような渦巻状の曲線にしている。

また各切刃のチゼル部に相当する部分には、テゼルを形
成させずに、すくい角が零に近いすくい面１２を形威し
ている。

４はチップブレーカとなる突起であり、高送り切削の際
に切屑を湾曲させて短く分断し、切屑の排出をスムース
に行わせるものであり必要に応じて形成させればよい。

２は軸部、３はねじれ溝である。

第５図はチツプ１の形状を示す説明図であり、一対のチ
ップ１は直方体の上面を斜めに切落して頂面１３が形成
されてなり、かつ１つの角部が円柱の一部をなすように
湾曲して形成され、これによって前面１５を形成すると
ともに前面１５と頂面１３との交線で切刃１０を形成さ
せている。

このチップ１は軸２に対してろう付け等の手段で固着さ
れるが、第４図に示すようにチツプ１の前面１５の下部
およびそれと反対側の面になる背面１４は軸部２で覆わ
れ、前面１５の露出した部分ですくい面１２が形成され
ている。

すくい面１２の深さは中心に近付くほど小さくなるが切
刃１０の始端部まで連続して形成されている。

すなわち、切刃１０にはその始端部においてもすくい面
１２が形或され、かつ中心付近ではすくい面は軸心に平
行に形成されている。

このように中心付近に軸心に平行なすくい面を形或する
と、以下のような利点がある。

すなわち、まず、使用によって切刃が摩耗した場合、研
削が必要であるが、上記構或では頂面１３を研削するだ
けでよく、これは汎用の研削機によって行うことができ
る。

このため研削作業を非常に簡単に行うことができる。

これに対し、中心にすくい面が形成されず、その外側か
らすくい面が形成されているものでは、頂面１３を研削
するとすくい面が減少して中心付近の小さなすくい面は
消失することになり、このためすくい面の再研削も必要
である。

そして、すくい面の研削はその形状が複雑であるために
、専用の研削機が必要となり、研削作業も複雑になる。

また、中心にすくい面が形或されず、それより外側から
すくい面が形成されている構造では、理論的には中心点
を除いて中心まで切刃が形成されていることになるが、
実際には中心点は微少の幅を有し、また製作誤差により
僅かな偏心は避けられず、このため回転の際に中心部に
切刃のない範囲が生じる。

これに対し、中心にすくい面を形成すると、回転の際に
切刃のない範囲が生じるのを、実質上零にすることがで
き、中心部の切削性をより向上することができる。

上記実施例では、底面視における切刃形状を完全な点対
称にした例を示したが、このような幾何学的に完全な点
対称である必要はなく、実質上点対称、すなわち両切刃
がほぼ等しい切削を行なう程度の対称性を保持していれ
ばよい。

また図面では外周の切刃を直線に形成して、中心部の大
きな曲率の曲線と連続した１つの凸曲線とした切刃を示
しているが、このように直線を一部に含む曲線としても
よく、あるいは外周切刃を小さな曲率として全体に曲線
のみからなる凸曲線としてもよい。

さらに中心点で切刃を互いに連続させることが好ましい
が、両切刃の始端部間に隙間が形成されるように中心部
付近に断続部を形戒してもよい。

また切刃１０は、第１図において中心線と平行になるば
あいを例示しているが、これに限らず切刃１０の方向は
より放射方向に近付き、あるいは逆に遠ざかる方向に形
成してもよい。

このドリルによって穴明け加工を行なうと、削り速度の
遅い中心部ではすくい面１２上で切屑が横滑り現象を起
こす。

また切屑は外周部に比べて中心部が薄くなるために中心
部の刃先の欠損も防止することができる。

従来のドリルでは切刃は中心点のチゼル部分の切削性能
が曖昧で、工具刃先として矛盾が多い。

このため刃先に切屑が圧着されてスムースな切削を妨げ
、超硬合金製ドリルの場合は中心部が欠損した。

このために高速度鋼ドリルは切削性能が低く、超硬合金
では鋼材の切削が不可能であった。

ところが上記構成ではその進行方向に対して傾斜してい
るために切屑は横滑り現象を起こす。

従って切屑は薄くなり、切削抵抗も小さく、また切屑も
切刃に圧着されることがないためにスムースに排出され
、良好な切削がなされる。

さらに切刃の上記渦巻き形状においては中心点付近で大
きな曲率となっており、しかも中心点からすくい面が形
或されているために、切刃の移動速度が遅いにもかかわ
らず切込みが確実に行なわれ、従来品のように上すべり
を生じることなく良好な切込みが行なわれる。

またこのような特徴から、一般の工具鋼のみならず超硬
合金を採用することも可能となった。

すなわち、従来の切刃形状では切刃の進行方向の遅い中
心部付近で欠けが生じやすいために超硬合金は採用でき
なかったが、上記本発明では中心部付近で切削抵抗が小
さく、かつ切屑は横滑り現象による切削のために薄くな
り、超硬合金を採用しても欠けが生じることがない。

しかも超硬合金を採用すると難削材や高硬度材の切削も
可能になり、また切削性も良好になるので、従来のドリ
ル加工で行なっていた回転当たりの切込み量を５〜６倍
にすることができ、高速度で加工を行なうことが可能に
なった。

また、従来のドリルのチゼル部のように大きな負角のす
くい角を形成させるとすくい面としての作用を果さなく
なり、この部分では被削材を押し潰し、こすり破壊を生
じさせるために加工穴の面粗度も悪く、切削性能も悪い
。

これに対し上記のように、すくい角を零にすると、すく
い面としての作用、すなわち中心部付近の切刃の切削作
用が果されるようになり、これによって、上記本発明の
作用効果が発揮されるようになる。

以上説明したように、本発明は切刃の形状を渦巻状にす
ると共に、中心点から切刃にすくい面を形成して中心部
における切削性能の改善を図ったものであり、高速重切
削用ドリ゜ルとしてきわめてすぐれたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すドリルの底面図、第２図
および第３図はその側面図であって互いに方向が９０°
異なるもの、第４図は第１図の■■線断面図、第５図は
チップの形状を示す斜視図である。 １・・・・・・チップ、１０・・・・・・切刃、１１・
・・・・・中心点、１２・・・・・・すくい面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ドリルの底面視において、一対の切刃はその始端部
   が回転中心付近にあって互いにほぼ点対称に配置され、
   各切刃は回転方向に対して凸なる曲線をなしかつ外周部
   の切刃曲線より中心部の切刃曲線の方が大きな曲率をな
   すように構成し、各切刃には中心付近の始端部に軸心と
   平行なすくい面を形成するとともにそこから外周の終端
   まで連続したすくい面を形成したことを特徴とする渦巻
   き刃ドリル。 ２ 特許請求の範囲第１項において、各切刃のチゼル部
   に相当する部分のすくい面のすくい角をほぼ零に形成し
   たことを特徴とする渦巻き刃ドリル。