JPS5981010A - 穴明け工具 - Google Patents
穴明け工具Info
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- JPS5981010A JPS5981010A JP57189091A JP18909182A JPS5981010A JP S5981010 A JPS5981010 A JP S5981010A JP 57189091 A JP57189091 A JP 57189091A JP 18909182 A JP18909182 A JP 18909182A JP S5981010 A JPS5981010 A JP S5981010A
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- cutting
- tool
- cutting edge
- drill
- drilling tool
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- B23B2226/12—Boron nitride
- B23B2226/125—Boron nitride cubic [CBN]
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- Y10T408/81—Tool having crystalline cutting edge
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- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T408/00—Cutting by use of rotating axially moving tool
- Y10T408/89—Tool or Tool with support
- Y10T408/899—Having inversely angled cutting edge
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T408/00—Cutting by use of rotating axially moving tool
- Y10T408/89—Tool or Tool with support
- Y10T408/909—Having peripherally spaced cutting edges
- Y10T408/9095—Having peripherally spaced cutting edges with axially extending relief channel
- Y10T408/9097—Spiral channel
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Drilling Tools (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、先端部にＶ型の切刃を設けたドリルやエン
ドミル等の穴明は工具に関するものである。
ドミル等の穴明は工具に関するものである。
従来の穴明は工具、例えば通常のドリルに於いては、そ
の回転軸中心付近に設けたチゼルエツジがドリル特有の
存在であり、またそれがドリル特有の欠点、すなわち高
いスラスト荷重とトルク荷重の原因であった。特に高い
スラスト荷重はドリルの折損や切刃の損傷の原因とされ
、それを解決するために数多くの方法が案出されて来た
。それらについて、図によって説明する。
の回転軸中心付近に設けたチゼルエツジがドリル特有の
存在であり、またそれがドリル特有の欠点、すなわち高
いスラスト荷重とトルク荷重の原因であった。特に高い
スラスト荷重はドリルの折損や切刃の損傷の原因とされ
、それを解決するために数多くの方法が案出されて来た
。それらについて、図によって説明する。
従来のソリッドタイプのドリルｌは、第１図及び第２図
で示すように、先端に切刃ｋ 、 、２ｂ Ｊｌび逃げ
面３α、 ３ｂを、側部にマージンダα、 ４１ｂを有
し、尖端部にはチゼルエツジ３を有する。このドリルｌ
により穴明は加工を行うと、切刃、Ｌｅｔ 、 ２ｂが
被削材を切削しながら進む。しかし、チゼルエツジＳは
、切削加工するというよりも被削材中に無理に押し込ま
れるような状態になるので、過大なスラスト荷重を受け
る。このため、チゼルエツジＳの摩耗、損傷が著しく、
ドリルの寿命を縮めたり、破損事故の原因となる。
で示すように、先端に切刃ｋ 、 、２ｂ Ｊｌび逃げ
面３α、 ３ｂを、側部にマージンダα、 ４１ｂを有
し、尖端部にはチゼルエツジ３を有する。このドリルｌ
により穴明は加工を行うと、切刃、Ｌｅｔ 、 ２ｂが
被削材を切削しながら進む。しかし、チゼルエツジＳは
、切削加工するというよりも被削材中に無理に押し込ま
れるような状態になるので、過大なスラスト荷重を受け
る。このため、チゼルエツジＳの摩耗、損傷が著しく、
ドリルの寿命を縮めたり、破損事故の原因となる。
更にチゼルエツジＳの存在することによる欠点は、チゼ
ルエツジＳの切削抵抗が極めて高いために、穴明は加工
の初期に於いてチゼルエツジＳの両端が交互に回転中心
となってドリル全体が振れながら回転するいわゆる兎み
そすり運動ｌを発生することである。このＮみそすり運
動ｌが発生するといわゆる−びびりＩが発生して切削不
能となり、工具を破損する。
ルエツジＳの切削抵抗が極めて高いために、穴明は加工
の初期に於いてチゼルエツジＳの両端が交互に回転中心
となってドリル全体が振れながら回転するいわゆる兎み
そすり運動ｌを発生することである。このＮみそすり運
動ｌが発生するといわゆる−びびりＩが発生して切削不
能となり、工具を破損する。
上記のような問題点を解決するため、従来、シンニング
と称するチゼル部の巾を第２図の点線６α、 Ａｂ迄後
退させることにより狭める方法があった。しかしこの方
法には、チゼルの巾が狭まることによりチゼルの強度が
低下すること、またシンニングを施した部分の摩耗が進
行し易くなることなどの問題がある。
と称するチゼル部の巾を第２図の点線６α、 Ａｂ迄後
退させることにより狭める方法があった。しかしこの方
法には、チゼルの巾が狭まることによりチゼルの強度が
低下すること、またシンニングを施した部分の摩耗が進
行し易くなることなどの問題がある。
更に近来、チゼルがあることによる問題を一挙に解決す
るため、チゼルを全く廃し、チゼルの設けられる可き部
分に切刃を設けない方法が提唱されている。例えば、特
開昭５６−５２１１０号公報に記載の方法は、軸中心に
切刃のない空隙部を設け、空隙によって切削されないで
残る円柱状の被削材を切削抵抗によってねじ切り、除去
するものである。しかし、この方法は、チゼルを廃した
ために、その大きなスラスト荷重を軽減し、みそすり運
動の発生を抑制することができるが、回転工具の中心部
では実質的に切削加工を行わずにせん断によって中心部
をむしり取っているので、加工上好ましくない。
るため、チゼルを全く廃し、チゼルの設けられる可き部
分に切刃を設けない方法が提唱されている。例えば、特
開昭５６−５２１１０号公報に記載の方法は、軸中心に
切刃のない空隙部を設け、空隙によって切削されないで
残る円柱状の被削材を切削抵抗によってねじ切り、除去
するものである。しかし、この方法は、チゼルを廃した
ために、その大きなスラスト荷重を軽減し、みそすり運
動の発生を抑制することができるが、回転工具の中心部
では実質的に切削加工を行わずにせん断によって中心部
をむしり取っているので、加工上好ましくない。
本発明は上記に鑑み提案されたもので、先端部にＵ字状
の切刃を設けることにより、スラスト荷重を低減し、耐
久性に秀れ、効率の良い穴明は加工を行うことができる
穴明は工具を提供しようとするものである。
の切刃を設けることにより、スラスト荷重を低減し、耐
久性に秀れ、効率の良い穴明は加工を行うことができる
穴明は工具を提供しようとするものである。
以下、本発明を実施例の図面にもとづいて説明する。
本発明に係るドリル１０は、第３図及び第４図で示すよ
うに、基端のシャンク部付近から先端までの外周面に断
面Ｕ字状の溝部／／ 、 ／／を螺旋状に設け、略々円
錐形に成形した先端面７．２の尖端部をＶ字状に切欠く
ことにより、谷部／３が回転中心に位置して開口部分が
送り方向に開口する切欠き部／ＩＩを形成してなる。そ
して螺旋状溝部／ｌの内面と傾斜先端面／コとが交わる
部分であって、ドリルＩＯを回転したとき前側に位置す
る角部に外周部の切刃／にα、 ｉｓｂを設けるととも
に、溝部ｌｌ内面と切欠き部７ケ内面とが交わる部分で
あって、回転したとき前側に位置する角部に切刃／Ａａ
、 ／４ｂをＶ型に形成する。このようにすると、外
周部の切刃／Ｓαと切刃／Ａαとが、また、外周部の切
刃ｉｓｂと切刃／Ａｂとが連結し、谷部１３を直径とす
る円周が、切刃によって切削されない所謂非削領域１７
となる。
うに、基端のシャンク部付近から先端までの外周面に断
面Ｕ字状の溝部／／ 、 ／／を螺旋状に設け、略々円
錐形に成形した先端面７．２の尖端部をＶ字状に切欠く
ことにより、谷部／３が回転中心に位置して開口部分が
送り方向に開口する切欠き部／ＩＩを形成してなる。そ
して螺旋状溝部／ｌの内面と傾斜先端面／コとが交わる
部分であって、ドリルＩＯを回転したとき前側に位置す
る角部に外周部の切刃／にα、 ｉｓｂを設けるととも
に、溝部ｌｌ内面と切欠き部７ケ内面とが交わる部分で
あって、回転したとき前側に位置する角部に切刃／Ａａ
、 ／４ｂをＶ型に形成する。このようにすると、外
周部の切刃／Ｓαと切刃／Ａαとが、また、外周部の切
刃ｉｓｂと切刃／Ａｂとが連結し、谷部１３を直径とす
る円周が、切刃によって切削されない所謂非削領域１７
となる。
本発明によるドリルの非削領域／りは、従来のドリルｌ
の場合は凸形の部分が被削材の切削されない部分に押し
込まれて行くのとは逆に、ドリルの谷の部分に被削材の
切削されない部分が押し付けられ、ドリルの進行に伴っ
て谷の両側から押し出され、切刃ｈ’ 、 、２ｂ’に
よって切削された切屑と共に運搬されると考えられる。
の場合は凸形の部分が被削材の切削されない部分に押し
込まれて行くのとは逆に、ドリルの谷の部分に被削材の
切削されない部分が押し付けられ、ドリルの進行に伴っ
て谷の両側から押し出され、切刃ｈ’ 、 、２ｂ’に
よって切削された切屑と共に運搬されると考えられる。
第１図及び第２図に示される従来形状のドリルの非削領
域での被削材の処理と、本発明によるドリルの非削領域
での被削材の処理を比較すると、前者の場合は、非削領
域の面積を一定とした場合、広い面積に押し拡げて正常
の切刃で切削している領域まで被剛材を持って行って処
理しなければならないのに対し、後者の場合は、非削領
域内の谷の部分に集めてその両端から押し出して運搬さ
せるだけでよいので、その変形抵抗は前者よりずっと少
くて済む。
域での被削材の処理と、本発明によるドリルの非削領域
での被削材の処理を比較すると、前者の場合は、非削領
域の面積を一定とした場合、広い面積に押し拡げて正常
の切刃で切削している領域まで被剛材を持って行って処
理しなければならないのに対し、後者の場合は、非削領
域内の谷の部分に集めてその両端から押し出して運搬さ
せるだけでよいので、その変形抵抗は前者よりずっと少
くて済む。
第５図、第６図及び第７図に示すドリルＩＯの他の実施
例は、Ｖ型の切刃／Ａα及び／Ａｂの逃げ面ｉｇα及び
／ｇｂの角度に差をつけることによりＶ型の谷部１３に
、ドリルの回転軸ｔに直角な面Ｓに対して角度φを付け
たものである。第７図は第５図に示されたドリルを図の
右方から見た図で、Ｖ型の谷部／３が傾いていることが
明らかである。この谷部／３の傾斜は、ドリルの切削加
工時にスラスト荷重がか＼ると非削領域１７内の被削材
がＶ型谷部／３に押し付けられると同時に被削材を谷部
の外側に押し出そうとする分力を発生し、非削領域内の
被削材のはけを良くしてスラスト荷重を低減する。
例は、Ｖ型の切刃／Ａα及び／Ａｂの逃げ面ｉｇα及び
／ｇｂの角度に差をつけることによりＶ型の谷部１３に
、ドリルの回転軸ｔに直角な面Ｓに対して角度φを付け
たものである。第７図は第５図に示されたドリルを図の
右方から見た図で、Ｖ型の谷部／３が傾いていることが
明らかである。この谷部／３の傾斜は、ドリルの切削加
工時にスラスト荷重がか＼ると非削領域１７内の被削材
がＶ型谷部／３に押し付けられると同時に被削材を谷部
の外側に押し出そうとする分力を発生し、非削領域内の
被削材のはけを良くしてスラスト荷重を低減する。
また、第６図から明らかなように、逃げ面／ｇαと／ｇ
ｂの設置角度が違うために、Ｖ型谷部／３は非削領域／
りからはみ出しているが、逃げ面／ｇαと／ｇｂの設置
角度を等しくすれば、この谷部１３を水平面Ｓに対して
傾斜させながら非削領域内／７に収めることは可能であ
る。
ｂの設置角度が違うために、Ｖ型谷部／３は非削領域／
りからはみ出しているが、逃げ面／ｇαと／ｇｂの設置
角度を等しくすれば、この谷部１３を水平面Ｓに対して
傾斜させながら非削領域内／７に収めることは可能であ
る。
第８図と第９図は本発明に係るドリル１０に、従来形状
のドリルで言うところのシンニングに相当する加工を施
したもので、ドリルの回転軸中心ｔに近いすくい面／９
ａ ＋ ／９ｂの一部を除去して新しいすくい面コθα
、２０ｂを形成することによりＶ型の谷部／３の長さを
短くシ、ひいては非削領域１７を小さくしたものである
。これにより、被削材の切削によらないで処理される量
が減り、スラスト荷重は更に減少する。従来形状のドリ
ルに於いては、シンニングによりチゼル強度が低下し、
刃先の摩耗が進行し易くなることを前に述べたが、本発
明のドリルに於いてはチゼルがないこと、及びスレスト
荷重が低いことによりそのような欠点はない。
のドリルで言うところのシンニングに相当する加工を施
したもので、ドリルの回転軸中心ｔに近いすくい面／９
ａ ＋ ／９ｂの一部を除去して新しいすくい面コθα
、２０ｂを形成することによりＶ型の谷部／３の長さを
短くシ、ひいては非削領域１７を小さくしたものである
。これにより、被削材の切削によらないで処理される量
が減り、スラスト荷重は更に減少する。従来形状のドリ
ルに於いては、シンニングによりチゼル強度が低下し、
刃先の摩耗が進行し易くなることを前に述べたが、本発
明のドリルに於いてはチゼルがないこと、及びスレスト
荷重が低いことによりそのような欠点はない。
ただし、シンニングのある無しにかかわらず、切削工具
の常として、鋭い角を有する部分、例えば第８図及び第
９図の、２／Ａ及び２／’ｆ３の部分などは、応力集中
により摩耗し易く、欠損し易い。
の常として、鋭い角を有する部分、例えば第８図及び第
９図の、２／Ａ及び２／’ｆ３の部分などは、応力集中
により摩耗し易く、欠損し易い。
第１０図及び第１１図に示すドリルは、本発明の穴明は
工具に於いて、その点を改善す可く鋭い角を除去して曲
率を与えたもので、第１０図の２／α、 、２１ｂはド
リル先端部に曲率を与えた状況、第１１図の、２／α’
、 ２１ｂ’は、切刃のシンニング部とシンニングし
ていない部分の移り変り部に曲率を与えた状況を示し、
〃α′及び２０ｂ′はシンニングにより新しく表われた
すくい面を示す。第１０図、第１１図に示すドリル１０
で、上記の曲率を与えたこと以外の特徴的なことは、シ
ンニング部の切刃／Ａα′とｌＡｂ’が谷部で背中あわ
せにつながっていることで、これにより、非削領域はな
いことになる。たくし、実質的には谷の最深部では周速
が零であるため切削加工は行われないが、最深部周辺の
切削されない微少な被削材は、切削された被削材が運搬
される際に引きずられてせん断破壊されて一諸に運搬さ
れると考えられる。また、従来形状のドリルの場合は、
実質的に切削加工を行わないチゼルがドリルの最先端に
あり、そのためチゼル及びその周辺に過大なスラスト荷
重が負荷されて損耗が甚しいが、本発明によるドリルの
場合は、切削加工を行わない部分は、谷の最深部にあり
、そのためその部分に加わる負荷は従来ドリルのチゼル
に加わる負荷より極めて少く、加工能率、工具寿命の両
面で・従来工具より優れている。更に谷の最深部が第１
１図に示す形状では薄くて強度が不足する場合は、シン
ニングに相当する加工の程度を調整し、第９図に示すよ
うに谷の最深部の巾をある程度与えたり、あるいは第４
図に示す形状のように全くシンニング加工を行わずにＶ
型の切刃１６α、 ／Ａｈを設定するだけに止めること
により谷部の強度を上げることができる。すなわち０、
本発明による穴明は工具の非削領域の寸法を調整するこ
とにより、谷部の強度を調整することができることにな
る。たソし、非削領域が大きくなれば当然スラスト荷重
と谷部への負荷が増加するが、前述した機構により、従
来ドリルのチゼルによるスラスト荷重の大きいことや、
その損耗に比較すると十分に負担が軽減される。
工具に於いて、その点を改善す可く鋭い角を除去して曲
率を与えたもので、第１０図の２／α、 、２１ｂはド
リル先端部に曲率を与えた状況、第１１図の、２／α’
、 ２１ｂ’は、切刃のシンニング部とシンニングし
ていない部分の移り変り部に曲率を与えた状況を示し、
〃α′及び２０ｂ′はシンニングにより新しく表われた
すくい面を示す。第１０図、第１１図に示すドリル１０
で、上記の曲率を与えたこと以外の特徴的なことは、シ
ンニング部の切刃／Ａα′とｌＡｂ’が谷部で背中あわ
せにつながっていることで、これにより、非削領域はな
いことになる。たくし、実質的には谷の最深部では周速
が零であるため切削加工は行われないが、最深部周辺の
切削されない微少な被削材は、切削された被削材が運搬
される際に引きずられてせん断破壊されて一諸に運搬さ
れると考えられる。また、従来形状のドリルの場合は、
実質的に切削加工を行わないチゼルがドリルの最先端に
あり、そのためチゼル及びその周辺に過大なスラスト荷
重が負荷されて損耗が甚しいが、本発明によるドリルの
場合は、切削加工を行わない部分は、谷の最深部にあり
、そのためその部分に加わる負荷は従来ドリルのチゼル
に加わる負荷より極めて少く、加工能率、工具寿命の両
面で・従来工具より優れている。更に谷の最深部が第１
１図に示す形状では薄くて強度が不足する場合は、シン
ニングに相当する加工の程度を調整し、第９図に示すよ
うに谷の最深部の巾をある程度与えたり、あるいは第４
図に示す形状のように全くシンニング加工を行わずにＶ
型の切刃１６α、 ／Ａｈを設定するだけに止めること
により谷部の強度を上げることができる。すなわち０、
本発明による穴明は工具の非削領域の寸法を調整するこ
とにより、谷部の強度を調整することができることにな
る。たソし、非削領域が大きくなれば当然スラスト荷重
と谷部への負荷が増加するが、前述した機構により、従
来ドリルのチゼルによるスラスト荷重の大きいことや、
その損耗に比較すると十分に負担が軽減される。
本発明の穴明は工具において、谷部の巾、すなわち非削
領域の寸法をどの程度にする可きがは、加工する材料の
材質、明ける可き穴の径と深さ、回転数や送りあるいは
乾式切削か湿式切削かなどの加工条件、工具の形式によ
って変わる。しかし、一般的には谷部／３の底の巾とし
て３ｎｕｎ、或いは、穴明は工具の外径の１７５のいず
れか大きな方の値以下にすることが望ましい。
領域の寸法をどの程度にする可きがは、加工する材料の
材質、明ける可き穴の径と深さ、回転数や送りあるいは
乾式切削か湿式切削かなどの加工条件、工具の形式によ
って変わる。しかし、一般的には谷部／３の底の巾とし
て３ｎｕｎ、或いは、穴明は工具の外径の１７５のいず
れか大きな方の値以下にすることが望ましい。
また、谷部１３の上端、開口部（稜線間）の巾は０．２
胴以上で穴明は工具の径の０．５倍以下が適当で、好ま
しくは０．５ ｍｍ以上で１０ｍｍ以下とすることが望
ましい。上記開口部の稜線間の値を決定する基準は、狭
すぎるとＶ型切刃／６α、／６ｂの加工が困難であり、
広すぎると谷部／３の上部の両端が交互に瞬間中心とな
って回転するみそすり運動をする虞れがある。それらは
回転工具の形状、寸法や使用条件、使用する工作機械の
種類や状態、被剛材の種類や加工内容によって異なるの
で一般的に決定できないが、Ｖ型の切刃や谷部の加工を
容易にするには谷間口部の巾は広い方が良く、みそすり
運動を避けるには狭い方がよい。また、回転工具自身及
び工作機械の剛性が十分に高い場合や回転工具の径が十
分に大きい場合は、好ましいとした１０ ｍｍ以下の値
より大きくてもよい。
胴以上で穴明は工具の径の０．５倍以下が適当で、好ま
しくは０．５ ｍｍ以上で１０ｍｍ以下とすることが望
ましい。上記開口部の稜線間の値を決定する基準は、狭
すぎるとＶ型切刃／６α、／６ｂの加工が困難であり、
広すぎると谷部／３の上部の両端が交互に瞬間中心とな
って回転するみそすり運動をする虞れがある。それらは
回転工具の形状、寸法や使用条件、使用する工作機械の
種類や状態、被剛材の種類や加工内容によって異なるの
で一般的に決定できないが、Ｖ型の切刃や谷部の加工を
容易にするには谷間口部の巾は広い方が良く、みそすり
運動を避けるには狭い方がよい。また、回転工具自身及
び工作機械の剛性が十分に高い場合や回転工具の径が十
分に大きい場合は、好ましいとした１０ ｍｍ以下の値
より大きくてもよい。
次にＶ型の谷部の開口角度については、谷間口部の稜線
間の巾と谷の深さが決まれば自動的に定まるものであり
、谷間口部の稜線間の巾を決定すれば、角度を選ぶこと
によって谷の深さが定まる。すなわち、谷間口部の稜線
間の巾をＤとし、角度をθ、深さをＨとすれば、で与え
られる。角度が余りに小さい場合は、Ｖ型の切刃や谷内
部の加工が難しくなり、大きすぎる場合は、非削領域を
有する形状の工具の場合、谷底部への被剛材の押付は圧
が高まるためスラスト荷重が増加することとなり好まし
くない。また、角度が小さい場合は、谷の底部に近い部
分では切削抵抗によって被剛材がむしり取られる形とな
るので、それらの状況も考えて設計する必要がある。
間の巾と谷の深さが決まれば自動的に定まるものであり
、谷間口部の稜線間の巾を決定すれば、角度を選ぶこと
によって谷の深さが定まる。すなわち、谷間口部の稜線
間の巾をＤとし、角度をθ、深さをＨとすれば、で与え
られる。角度が余りに小さい場合は、Ｖ型の切刃や谷内
部の加工が難しくなり、大きすぎる場合は、非削領域を
有する形状の工具の場合、谷底部への被剛材の押付は圧
が高まるためスラスト荷重が増加することとなり好まし
くない。また、角度が小さい場合は、谷の底部に近い部
分では切削抵抗によって被剛材がむしり取られる形とな
るので、それらの状況も考えて設計する必要がある。
本発明による穴明は工具の利点は、上記の他に回転中心
軸付近の低周速部分での切刃への負荷を、■型の切刃の
Ｖの開口角度を調節することによって軽減し、もって低
周速という悪条件を克服できることにある。
軸付近の低周速部分での切刃への負荷を、■型の切刃の
Ｖの開口角度を調節することによって軽減し、もって低
周速という悪条件を克服できることにある。
第１２図は本発明によるＶ型の切刃を有するドリルが穴
明は加工を行っている状況の模式図でドリルの片側を表
わし、斜線部ココは被削材、／、ｌｔは外周部の切刃、
／ＡはＶ型の切刃、／ｊ’は被削材の穴内面の外周側の
表面、／Ａ’は被削材穴内面のｖ６の切刃部分の表面で
、ｄは１刃当りの切込み、ｄ、は外周側切刃の刃面に直
角な切込み、ｄ。
明は加工を行っている状況の模式図でドリルの片側を表
わし、斜線部ココは被削材、／、ｌｔは外周部の切刃、
／ＡはＶ型の切刃、／ｊ’は被削材の穴内面の外周側の
表面、／Ａ’は被削材穴内面のｖ６の切刃部分の表面で
、ｄは１刃当りの切込み、ｄ、は外周側切刃の刃面に直
角な切込み、ｄ。
はＶ型の切刃の刃面に直角な切込み、αはドリルの先端
切刃角、θはＶ型の切刃の開口角、１０はドリル本体を
示す。
切刃角、θはＶ型の切刃の開口角、１０はドリル本体を
示す。
図において、ｄ、及びｄ、は、図の幾何学的形状から容
易に導かれ、次式で表わされる。
易に導かれ、次式で表わされる。
θ
ｄ、＝ｄ ｇｉｌｌ −ａａａａａａ＊ａｅａａｍａ
（３）こ＼で、αをドリルの一般的な刃先切刃角１１８
°とすると、 ｄ、 ＝ ０．８５７ ｄ θを６００とすると ｄ、＝０５ｄ となり、Ｖ型の切刃１６の部分では切込量ｄの半分、外
周部切刃／Ｓの切刃に直角な切込量ｄ、の約０．６倍の
切刃に直角な切込量で切削していることが明らかで、本
発明による穴明は工具のＶ型の切刃／６が極めて優れた
性質を有することがわがる。
（３）こ＼で、αをドリルの一般的な刃先切刃角１１８
°とすると、 ｄ、 ＝ ０．８５７ ｄ θを６００とすると ｄ、＝０５ｄ となり、Ｖ型の切刃１６の部分では切込量ｄの半分、外
周部切刃／Ｓの切刃に直角な切込量ｄ、の約０．６倍の
切刃に直角な切込量で切削していることが明らかで、本
発明による穴明は工具のＶ型の切刃／６が極めて優れた
性質を有することがわがる。
たくし、Ｖ型の切刃／６の切込軽減量は前記（３）式か
ら明らかなようにθが小さい楔効果が大でθが大きくな
るにつれ効果は少くなるので、前に述べたドリル加工上
の問題その他のＶ型の切刃に伴う多くの問題とバランス
をとって開口角θを設定す可きである。
ら明らかなようにθが小さい楔効果が大でθが大きくな
るにつれ効果は少くなるので、前に述べたドリル加工上
の問題その他のＶ型の切刃に伴う多くの問題とバランス
をとって開口角θを設定す可きである。
第１３図、第１４図及び第１５図は本発明によるドリル
ＩＯにおいて、切刃部に高密度相窒化はう素および（又
は）ダイヤモンドを含む焼結体を備えた例を示す。高密
度相窒化はう素及び（又は）ダイヤモンドを含む焼結体
コ３α及び２３ｂが焼結時に同時に焼結されて接合され
た超硬合金２４’α及び２４１ｂを介して、銀四つ層、
２３α、 ２！；ｂによりドリル本体１０に接合されて
いる。高密度相窒化はう素及び（又は）ダイヤモンドを
含む焼結体（以後焼結体と称する）２３α、２３ｂを切
り刃部に備えることを除けば、第１３図〜第１５図の各
部の形状は本発明による工具の全般に通じるもので、ソ
リッドドリルや超硬合金のロウ付はドリルにも適用でき
る。
ＩＯにおいて、切刃部に高密度相窒化はう素および（又
は）ダイヤモンドを含む焼結体を備えた例を示す。高密
度相窒化はう素及び（又は）ダイヤモンドを含む焼結体
コ３α及び２３ｂが焼結時に同時に焼結されて接合され
た超硬合金２４’α及び２４１ｂを介して、銀四つ層、
２３α、 ２！；ｂによりドリル本体１０に接合されて
いる。高密度相窒化はう素及び（又は）ダイヤモンドを
含む焼結体（以後焼結体と称する）２３α、２３ｂを切
り刃部に備えることを除けば、第１３図〜第１５図の各
部の形状は本発明による工具の全般に通じるもので、ソ
リッドドリルや超硬合金のロウ付はドリルにも適用でき
る。
第１３図〜第１５図に示すドリルの形状に於ける特徴的
なことは、外周部の切刃／！；ａ 、 ／！；ｂからＶ
型の切刃／Ａａ及び／Ａｂへ移り変わる部分の切刃がド
リル先端側からの平面図第１４図に於いて曲率を有して
いること、及びＶ型の切刃ＩＡａ及び／Ａ６の逃げ而／
ｇα及び／ｇｂが正の逃げ角を有していることならびに
シンニング加工なしに谷底部の非削領域を無くしている
ことである。
なことは、外周部の切刃／！；ａ 、 ／！；ｂからＶ
型の切刃／Ａａ及び／Ａｂへ移り変わる部分の切刃がド
リル先端側からの平面図第１４図に於いて曲率を有して
いること、及びＶ型の切刃ＩＡａ及び／Ａ６の逃げ而／
ｇα及び／ｇｂが正の逃げ角を有していることならびに
シンニング加工なしに谷底部の非削領域を無くしている
ことである。
外周部の切刃／＆α、ｌりｂからＶ型の切刃／６α。
／Ａｂへの移り変り部分に曲率を与えることは、その部
分に角を持たせることによって応力集中による損傷や摩
耗が発生し易くなることを避ける効果を斎し、Ｖ型の切
刃の逃げ面が正の逃げ角を有することは、第３図から第
１１図に示すドリルの場合にはＶ型の切刃の逃げ面が負
の逃げ角を有するため、Ｖ型の切刃の逃げ面に被削材が
押し付けられてスラスト荷重を発生し、その部分及び近
傍の摩耗や損傷を誘起し易いのをスラスト荷重にＶ型の
切刃の逃げ面が寄与するのを避けて、摩耗や損傷を軽減
しようとするものである。また、非削領域をシンニング
加工なしに設定するのは、シンニングに伴う部分的な応
力集中による弱化を防止するものである。たソし、非削
領域を無くすることは、谷底部での切刃終端部での刃の
厚さは理論的に零になり、その部分の強度が低下するの
は否定できない。従って非削領域を設けるか否か、設け
るとすればどの程度の寸法にするかは、被削材の材質、
加工内容、加工条件、ドリルの材質孟の他の設計上の要
因に基いて決定する。
分に角を持たせることによって応力集中による損傷や摩
耗が発生し易くなることを避ける効果を斎し、Ｖ型の切
刃の逃げ面が正の逃げ角を有することは、第３図から第
１１図に示すドリルの場合にはＶ型の切刃の逃げ面が負
の逃げ角を有するため、Ｖ型の切刃の逃げ面に被削材が
押し付けられてスラスト荷重を発生し、その部分及び近
傍の摩耗や損傷を誘起し易いのをスラスト荷重にＶ型の
切刃の逃げ面が寄与するのを避けて、摩耗や損傷を軽減
しようとするものである。また、非削領域をシンニング
加工なしに設定するのは、シンニングに伴う部分的な応
力集中による弱化を防止するものである。たソし、非削
領域を無くすることは、谷底部での切刃終端部での刃の
厚さは理論的に零になり、その部分の強度が低下するの
は否定できない。従って非削領域を設けるか否か、設け
るとすればどの程度の寸法にするかは、被削材の材質、
加工内容、加工条件、ドリルの材質孟の他の設計上の要
因に基いて決定する。
図ではマージン２７ａとコアｂは焼結体３α、２３ｂと
それに焼結時に接合された超硬合金２Ｑα、 ２’ｌｂ
から成っているが、必ずしもそれに捉われることはなく
、焼結体のみでもよく、超硬合金の途中迄でもよい。
それに焼結時に接合された超硬合金２Ｑα、 ２’ｌｂ
から成っているが、必ずしもそれに捉われることはなく
、焼結体のみでもよく、超硬合金の途中迄でもよい。
次に本発明を実験例によって説明する。
実施例
第１３図から第１５図に示す形状のドリルを試作した。
図中の各部分の寸法は次の通りとした。
直 径 １） ｍＩＩ
＠ｍａ １５ ｍｌ焼結体の高さ Ｈ・・
・・・ ６ ｍｍ焼結体のマージン部の高さＡ Ｉ＋＠
・・ｌＩ３ｍＩＩＩＶ型の切刃の頂点間の距離（第１４
図のＡ−Ａ方向から見た距＠） Ｌ・・・・・
４ ｍｍＶ型の切刃の角度（第１４図のＡ−Ａ方向から
見た角度） θ・・・・・ ６０゜先端角
α・＠−−− １１８゜すくい角
β・・・・争 ２０゜外側切刃逃げ角
ｒ・・・・・ １５゜内側切刃逃げ角
δ・・・・・ １０焼結体厚さ Ｔ・・
・・・ １ｍｍ同時に焼結された超硬合金の厚さ ｔ ５ｅ１１ｓｅ １．５ｍｍ 使用した焼結体はビッカース硬度ａ、ｏｏｏ Ｋ９／／
ＭＪのウルツ鉱型窒化はう素を含む焼結体とし、焼結体
は鎖ロウで超硬合金製の全長１５５ｍｍ５溝長さ５５１
１１１ｎの柄に接合した。
＠ｍａ １５ ｍｌ焼結体の高さ Ｈ・・
・・・ ６ ｍｍ焼結体のマージン部の高さＡ Ｉ＋＠
・・ｌＩ３ｍＩＩＩＶ型の切刃の頂点間の距離（第１４
図のＡ−Ａ方向から見た距＠） Ｌ・・・・・
４ ｍｍＶ型の切刃の角度（第１４図のＡ−Ａ方向から
見た角度） θ・・・・・ ６０゜先端角
α・＠−−− １１８゜すくい角
β・・・・争 ２０゜外側切刃逃げ角
ｒ・・・・・ １５゜内側切刃逃げ角
δ・・・・・ １０焼結体厚さ Ｔ・・
・・・ １ｍｍ同時に焼結された超硬合金の厚さ ｔ ５ｅ１１ｓｅ １．５ｍｍ 使用した焼結体はビッカース硬度ａ、ｏｏｏ Ｋ９／／
ＭＪのウルツ鉱型窒化はう素を含む焼結体とし、焼結体
は鎖ロウで超硬合金製の全長１５５ｍｍ５溝長さ５５１
１１１ｎの柄に接合した。
被削材にＳ却１１（硬さｍａｅｘ）を用いて、深さ１８
ｍｍから２２ ｍｍの止まり穴２０箇所の加工を、回転
数１．５０Ｏｒ、 ｐ、 ｍ （周速７０．７ ｍ／”
） 、送りを０．０６ｍｍ／ｒｅｖとして乾式切削で
行った。
ｍｍから２２ ｍｍの止まり穴２０箇所の加工を、回転
数１．５０Ｏｒ、 ｐ、 ｍ （周速７０．７ ｍ／”
） 、送りを０．０６ｍｍ／ｒｅｖとして乾式切削で
行った。
切削後のドリルの刃部には全く損傷はなく、外周側の刃
部逃げ面に約０．０３ｍｍ巾の摩耗が認められた。加工
された穴の底面には、高さ約３ ｍｍで先端部が径約０
．７ ｍｍの径でせん断された形の円錐台形の突起が残
っていた。
部逃げ面に約０．０３ｍｍ巾の摩耗が認められた。加工
された穴の底面には、高さ約３ ｍｍで先端部が径約０
．７ ｍｍの径でせん断された形の円錐台形の突起が残
っていた。
比較例 １
実験例１に用いたのと同じ材質のウルツ鉱型窒化はう素
を含む焼結体を用いて第１６図及び第１７図に示す通常
のツイストドリルの形状のドリルを作った。先端部にＶ
型の切刃を備えない他は、径Ｄ１先端角α、すくい角β
、切刃逃げ角γ、全長及び溝長は同じとした。た！シ、
使用した焼結体は厚さＴが２闘の焼結体、２３′が２枚
の焼結時に同時に焼結された超硬合金で厚さｔが１ ｍ
ｍのもの２ｇα、 ２ｇｂの間に積層された形のものと
し、それを超硬合金製のドリル柄の先端に設けた割れ目
の間に挟み込んで銀ロウ２古αと２５ｂでロウ付けして
ドリルを形成した。また焼結体の高さＨは６．５ ｍｍ
Ｎ焼結体のマージン部の高さｈは３ ｍｍとした。
を含む焼結体を用いて第１６図及び第１７図に示す通常
のツイストドリルの形状のドリルを作った。先端部にＶ
型の切刃を備えない他は、径Ｄ１先端角α、すくい角β
、切刃逃げ角γ、全長及び溝長は同じとした。た！シ、
使用した焼結体は厚さＴが２闘の焼結体、２３′が２枚
の焼結時に同時に焼結された超硬合金で厚さｔが１ ｍ
ｍのもの２ｇα、 ２ｇｂの間に積層された形のものと
し、それを超硬合金製のドリル柄の先端に設けた割れ目
の間に挟み込んで銀ロウ２古αと２５ｂでロウ付けして
ドリルを形成した。また焼結体の高さＨは６．５ ｍｍ
Ｎ焼結体のマージン部の高さｈは３ ｍｍとした。
このドリルで実験例１で行ったものと同じ穴明は加工を
行ったところ、１箇所の穴明けを行っただけでチゼルＳ
の角部Ｓαとｓｂに大きなチッピングを発生し、以後の
加工が行えなかった。
行ったところ、１箇所の穴明けを行っただけでチゼルＳ
の角部Ｓαとｓｂに大きなチッピングを発生し、以後の
加工が行えなかった。
実施例
第８図及び第９図に示す形状のドリルを試作した。図中
の各部の寸法は次の通りとした。
の各部の寸法は次の通りとした。
直 径 Ｄ ・・・・
・ ９ ａｎ■型の切刃の頂点間の距離Ｌ・・・・・
３ ｍｍＶ型の切刃の角度 θ・・・・・ ９
０゜先端角 α・・・・・１１８゜す
くい角 β・・・・・ ２５゜外側切刃
逃げ角 γ・・・・・ １０゜内側切刃上端部
逃げ角 δ・・・・・ ２．５゜谷部の底のｒｌｌ
ｍ・・・・・ ０．６ ｍｍまたドリルあ
材質は５ＫＨ−９種鋼とし、全長１２４ｍｍ５溝長８９
ｍｍとした。
・ ９ ａｎ■型の切刃の頂点間の距離Ｌ・・・・・
３ ｍｍＶ型の切刃の角度 θ・・・・・ ９
０゜先端角 α・・・・・１１８゜す
くい角 β・・・・・ ２５゜外側切刃
逃げ角 γ・・・・・ １０゜内側切刃上端部
逃げ角 δ・・・・・ ２．５゜谷部の底のｒｌｌ
ｍ・・・・・ ０．６ ｍｍまたドリルあ
材質は５ＫＨ−９種鋼とし、全長１２４ｍｍ５溝長８９
ｍｍとした。
このドリルで８８４１鋼（ビッカース硬度１４８Ｋｚ／
ｍＪ ）の厚さ１３ｍｍのものに回転数１．７８Ｏｒ、
ｔ）、 ａ（周速５０．３ ｎｙ’ｍ ） 、送り０
．１ ｍｍ／ｒｅｖ、乾式切削で穴明は加工を行った。
ｍＪ ）の厚さ１３ｍｍのものに回転数１．７８Ｏｒ、
ｔ）、 ａ（周速５０．３ ｎｙ’ｍ ） 、送り０
．１ ｍｍ／ｒｅｖ、乾式切削で穴明は加工を行った。
この周速は高速度鋼ドリルの推奨切削条件の２乃至２．
５倍に相当する。
５倍に相当する。
（機械工学便覧１７−１２４頁、日本機械学会、昭和４
９年発行）２０箇所の通し穴を明けて刃先を検査したが
、異常は認められなかった。
９年発行）２０箇所の通し穴を明けて刃先を検査したが
、異常は認められなかった。
比較例 ２
通常のツイストドリルで実験例２の本発明によるドリル
と同月質、同寸法のもので、実験例２の穴明は加工と同
じ加工を実施した。２箇所目の穴で深さ８ ｍｍ迄加工
した所でスラスト荷重が増加したため、加工を止めて刃
先を検査したところ、チゼルの角部が変色し、押し潰さ
れたような形状に変形していた。推奨条件を越えた周速
で加工していたため、チゼル部の負担が大きすぎたため
と考えられる。
と同月質、同寸法のもので、実験例２の穴明は加工と同
じ加工を実施した。２箇所目の穴で深さ８ ｍｍ迄加工
した所でスラスト荷重が増加したため、加工を止めて刃
先を検査したところ、チゼルの角部が変色し、押し潰さ
れたような形状に変形していた。推奨条件を越えた周速
で加工していたため、チゼル部の負担が大きすぎたため
と考えられる。
以上説明したように、本発明によれば、工具先端の回転
中心伺近にｖ型の切刃を設けることにより、スラスト荷
重を低減し、損傷や摩耗を著しく減少させることができ
る。したがって、穴明は工具の耐久性を延ばし、効率の
良い穴明は加工を行うことができる。
中心伺近にｖ型の切刃を設けることにより、スラスト荷
重を低減し、損傷や摩耗を著しく減少させることができ
る。したがって、穴明は工具の耐久性を延ばし、効率の
良い穴明は加工を行うことができる。
第１図は従来のドリルの先端部の側面図、第２図は第１
図で示す従来のドリルの正面図、第３図は本発明に係る
ドリルの先端部の側面図、第４図は正面図、第５図乃至
第１１図は他の実施例の要部を示す拡大図、第１２図は
切削状態を示す一部拡大図、第１３図乃至第１７図は切
刃に焼結体を使用した他の実施例の一部拡大図である。 １０・・・ドリル、／３・・・谷部、／４’・・・切欠
き部、／＆α。 １３ｂ・・・切刃、／Ａα、／６ｂ・・・Ｖ型の切刃。 第１図 ５ 第２図 第３図 第４凶 第６図 第８図 第９凶 ０ｂ 第１０図 第１１図 ０ 第１３間 第１４図 第１２顕 ０ 第１５目
図で示す従来のドリルの正面図、第３図は本発明に係る
ドリルの先端部の側面図、第４図は正面図、第５図乃至
第１１図は他の実施例の要部を示す拡大図、第１２図は
切削状態を示す一部拡大図、第１３図乃至第１７図は切
刃に焼結体を使用した他の実施例の一部拡大図である。 １０・・・ドリル、／３・・・谷部、／４’・・・切欠
き部、／＆α。 １３ｂ・・・切刃、／Ａα、／６ｂ・・・Ｖ型の切刃。 第１図 ５ 第２図 第３図 第４凶 第６図 第８図 第９凶 ０ｂ 第１０図 第１１図 ０ 第１３間 第１４図 第１２顕 ０ 第１５目
Claims (6)
- （１） 回転工具の先端部に設けられた２枚以上の切
刃を有し、該切刃の回転軸を中心とする位置に、Ｖ型の
切刃であって該Ｖ型の開口部が穴明は工具の送り方向を
向き、該Ｖ型の谷部中心が略回転軸中心上に位置し、且
つＶ型の切刃が上記切刃に連続したことを特徴とする穴
明は工具。 - （２）ｖ型の開口部の巾が０．２ ｍｍ以上で穴明は工
具の径の０．５倍以下であり、かつＶ型の開口部の角度
は３０°以上１５０°以下で、非削部の巾は夫明は工具
の外径の１１５又は３ ｍｍのいずれか大きな方の値以
下とすることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
の穴明は工具。 - （３）■型の切刃の上端部と外周部の切刃との交わる部
分の側面形状が円弧又は円弧に類似した形状とすること
を特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の
穴明は工具。 - （４）切刃部を穴明は工具先端側から見た平面図で、切
刃前縁部が外周部から回転中心軸に向うに従い徐々に大
きい曲率がら小さい曲率へ推移する曲線で構成されるが
、外周部に近い部分で直線であり回転中心軸に近い部分
で円弧又は円弧に近い曲線を有することを特徴とする特
許請求の範囲第１項乃至第３項に記載の穴明は工具。 - （５）非削部の谷底が穴明は工具の回転軸に直角な面に
対して傾斜していることを特徴とする特許請求の轍囲第
１項乃至第４項に記載の穴明は工具。 - （６）切刃部に高密度相窒化はう素及び／又はダイヤモ
ンドを含む焼結体を備えてなることを特徴とする特許請
求の範囲第１項乃至第５項に記載の穴明は工具。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57189091A JPS5981010A (ja) | 1982-10-29 | 1982-10-29 | 穴明け工具 |
| GB08328788A GB2131726B (en) | 1982-10-29 | 1983-10-27 | Drilling and end-milling tool |
| DE19833339211 DE3339211A1 (de) | 1982-10-29 | 1983-10-28 | Bohr- und fraeswerkzeug |
| US06/546,461 US4671710A (en) | 1982-10-29 | 1983-10-28 | Drill bit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57189091A JPS5981010A (ja) | 1982-10-29 | 1982-10-29 | 穴明け工具 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5981010A true JPS5981010A (ja) | 1984-05-10 |
| JPS626928B2 JPS626928B2 (ja) | 1987-02-14 |
Family
ID=16235175
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57189091A Granted JPS5981010A (ja) | 1982-10-29 | 1982-10-29 | 穴明け工具 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4671710A (ja) |
| JP (1) | JPS5981010A (ja) |
| DE (1) | DE3339211A1 (ja) |
| GB (1) | GB2131726B (ja) |
Cited By (4)
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| WO2014050661A1 (ja) * | 2012-09-28 | 2014-04-03 | 京セラ株式会社 | ドリルおよびそれを用いた切削加工物の製造方法 |
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| US5094573A (en) * | 1988-07-21 | 1992-03-10 | Hougen Everett D | Multidirectional cutting tool |
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| DE19915536C1 (de) * | 1999-04-07 | 2001-01-04 | Felix Leeb | Bohrwerkzeug |
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