JPS61270010A - 穴あけ工具 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ツイストドリルなどの穴あけ工具に関する。

（従来の技術） 従来、この種の穴あけ工具としては、例えば特公昭５８
−２２２８３号公報、特開昭５８−１７７２１５号公報
等にみられるものが開示されている。これらの穴あけ工
具は、鋼切削用として開発されたもので、特に工具本体
の回転中心部分には、０．２〜２．５ｍｍ巾を有する空
隙部が存在する。そして、この空隙部は、切屑の成長過
程において回転中心部分に生成されるコアの一部が回転
力によってねじ切られるような作用を受け、外周側に流
出する。

しかしながら、これらの空隙部は、一対の切刃が対称に
形成されているため、異常現象例えばびびり振動が生じ
たときには、前述したコアのねじ切り作用が流出方向で
中途半端になる。このため、回転中心部分では、切屑の
流出方向が円滑でなくなりコアの滞留、さらには切屑の
伸びがらみなどが生じて、結果的に切刃の破損を生じる
ことがあった。したがって、この種の工具では、寿命も
安定せず、信頼性が低いという不都合があった。

（発明が解決しようとする問題点） このようなことから、回転中心部分に空隙部を存在させ
た穴あけ工具では、回転中心部分における切屑の流出が
常時円滑に行なわれていることが必要である。しかしな
がら、現実には、切屑を常時均等に流出させることは、
切刃摩耗の進行等の条件変化から非常に難しい、したが
って、この種の穴あけ工具では、むしろ切屑の流出方向
を最初から強制的に定め、これにより円滑な切屑流出を
得るようにした切刃構成の改善が問題点になっている。

本発明では、この問題点を解決することにより、回転中
心部分の切屑流出がすみやかとなり、切屑の滞留すなわ
ちつまり込みによるトラブルが解消する。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上述の点に鑑みなされたもので、回転中心部
分に空隙部が存在する穴あけ工具において、一対の切刃
は、その内端縁にある切刃始点が非対称位置にあるよう
にした切刃構成を提供し、切屑の流出を２つの異なった
ものとしたものである。

（作用） 本発明の穴あけ工具は、切刃の回転中心部分における内
端縁にある切刃始点が非対称位置になっているため、一
方の切刃側からは、切刃始点から外周側に至までの切刃
稜に沿った切屑が流出し、他方の切刃側からは、切刃稜
に沿った切屑のほか、コアからの切屑が付加されるよう
に流出する。すなわち１本発明の穴あけ工具では、二種
類の異なった状態にある切屑を強制的に生成させるよう
にした切刃構成が採用されている。

（実施例） 以下、本発明穴あけ工具における一実施例について、図
を参照しながら説明する。

第１図乃至第３図は、ツイストトリルに適用したちので
、このツイストトリル（１）は、工具本体（２）および
シャンク（３）からなる、この工具本体（２）は、その
先端部には、一対の切刃（４）　（５）を有するととも
に、その側部には、ねじれ溝（８）（８）を形成してい
る。また、工具本体（２）のヒー　　　　□ル部分（７
）には、切削油を供給する一対の袖穴（８）　（８）が
開口している。

なお、前記切刃（４）　（５）は、超硬合金からなる切
刃片を工具本体（２）のチップ座（９）内にろう付けし
たものが適用されている。そして、この切刃（４）　（
５）は、軸方向のすくい角Ａが前記ねじれ溝（８）　（
８）のねじれ角に合致するようになっており、また半径
方向のすくい角Ｂが負角になるようになっている０例え
ば、すくい角Ａは１８°、すくい角Ｂは一１８″前後に
設定されている。

また、前記切刃（４）　（５）は、回転中心部分で互に
離間することにより空隙部（１０）が形成される。

この空隙部（１０）は、切刃（４）　（５）の刃先外径
によっても異なるが、その空隙部Ｃは通常０．２〜２．
５層厘の範囲内で設定される。

しかして、切刃（４）　（５）の内端縁に形成される切
刃始点（１１）（１２）は、互に非対称位置が始まるよ
うになっている。切刃始点（１１）（１２）を非対称位
置にしたのは、第５図で示されるようにコアに対する圧
縮力およびせん断応力を有効に与えるためである（図示
では、分布応力として示しである）。

すなわち、本発明の穴あけ工具は、第６図（ａ）で示さ
れるように回転中心部分にコアをねじ切るモーメントの
ほかにコアを折るアンバランス力を合力Ｆとして作用し
、コアからの切屑を一方の切刃（０側から強制的に流出
させる。これに対し、従来のものは第６図（ｂ）に示さ
れるようにコアをねじ切るモーメントははＣ同じである
が、コアを折るアンバランス力はほとんどない状態の合
力Ｆ′として作用する。なお、この場合コアの働く圧縮
力をＦｌ　　、Ｆ’ｌ　コアに働くせん断力をＦ２　　
＋　Ｆ　’　２　として示している。

第４図（ａ）　〜（ｃ）は、切刃始点（１１）（１２）
が非対称となる例を示したもので空隙部（１０）には、
切刃始点（１１）　　（１２）および想像線で画かれた
コアが概念的に説示されている。

すなわち、第４図（ａ）では、切刃（４）の一方の内端
縁にある切刃始点（ｌＯ）が半径方向の中心線（１３）
上にあり、他方の切刃（５）に形成される切刃始点（１
２）が芯上りの位置にある。したがって、内端縁の起立
稜（１４）（１５）の長さおよびチップ座（８）に向か
う傾斜切刃稜（１Ｂ）（１７）の長さが異なり、非対称
関係になる。このことは、換言すれば、切刃始点（１２
）と回転中心（０）との間の長さｘｌおよびｘ２がＸ１
＝Ｃ／２　＜Ｘ２の関係にあることを意味する。

また、第４図（ｂ）は、切刃（０の一方の内端縁が芯下
りの位置にあって、他方切刃（５）の内端縁が芯下りの
位置にある。この場合、一方の切刃始点（１１）は、内
端縁の端でなく１回転作用から半径方向の中心線上にあ
り、他方の切刃始点（１２）は芯上りの位置にあって、
前述したようにＸｉ＜ｘ２の関係にある。

さらに、第４図（ｃ）は、切刃（４）　（５）の内端縁
が半径方向の中心線（１３）に対してともに芯上りの位
置にあって、その切刃始点（１１）（１２）は、ＸＩ＜
ｘ２の関係にある。

次表は、第４図（ａ）に基づいて、空隙部Ｃ１切刃始点
（１１）（１２）を具体的に適用したものである（単位
重層）　。

なお、本実施例では、切刃（４）　（５）のすくい面（
１８）については、外周側から回転中心部分に向って複
数段の傾斜面（１９）（２Ｇ）（２１）が形成されるよ
うになっている。しかし、この傾斜面（１１３）（２０
）（２１）は、内端縁に対して単一段の傾斜面（２１）
のみで連続させるようにしてもよく、あるいは傾斜面（
１９）（２Ｇ）（２１）を微小な曲率半径で結ぶように
した凸面または、傾斜面（１９）（２０）（２１）を曲
面で結ぶように　　　）。

した凸曲面に形成してもよい、また、切刃（４）（５）
のすくい面（１Ｂ）については、硬質被膜を単層又は複
層で被覆しておくと切削性能の向上を図ることができる
。硬質被膜は、その組成としてＴ　ｉ　Ｃ、Ｔ　ｉ　Ｎ
　、　Ｔ　＊　ＣＮ　、　Ａ立２０３などから適宜選択
される。また、多結晶ダイヤモンド焼結体、立方晶窒化
硼素焼結体などの利用も適宜図れるものである。

さらに、本実施例では、超硬合金からなる切刃片をチッ
プ座（９）内にろう付けしたものが示されているが、工
具本体（２）を全部超硬合金で形成したもの、ツイスト
ドリル以外のドリル等の穴あけ工具に適用できる。

以下、本発明穴あけ工具における切削試験について説明
する。

穴あけ工具は、刃先外径りが２０ｍｍで、先端角θが１
４０”になるようにしたもので、その刃先位置の関係は
、第４図（ａ）に基づくものである。そして、空隙中Ｃ
＝０．８層層として、一方の切刃始点（ｌりは、半径方
向の中心線上に位置し、Ｘ＋＝０．４ｍｍ、　Ｘ２　　
＝０．５６ｍｍ、　　ｙ＋　　＝０．３■履に設定した
ものである。

また、被削材としては、５４８Ｃを選定し、６０■■深
さの貫通穴をあけるようにした。このときの切削速度は
、Ｖ　＝　８０　ｍ／ｓｉｎで、送りは、ｆ＝０．２１
ｍａｒｅｖを設定した。

切削試験は、１８０穴をあけた時点で、切刃（４）　（
５）の逃げ面摩耗Ｖ、を測定したが、ｖｅ　＝０．１５
厘層（平均）を示した。この場合、切削状態は、良好で
、切屑の流出も円滑に行なわれ、空隙部（１０）の存在
によるコア状の切屑の発生および切屑のつまり状態はな
かった。これは、第５図および第６図（ａ）で説明した
ようにコアに対する圧縮力、せん断力が有効に働き、コ
アを折るアンバランス力が作用するためと考えられる。

なお、前述した逃げ面摩耗では、まだ切削できるが、再
研削の回数などから切削を中止したものである。

これに対し、従来の市販品のドリルでは、切屑の排出が
良好でなく、ｌＯＯ穴に達する前に切削を中止した。

（発明の効果） 本発明は、以上説明したように、回転中心部分に空隙部
（ｌＯ）を存在させた穴あけ工具において、切刃（４）
　（５）における切刃始点（１１）（１２）を非対称に
位置させたものであるから、以下のような効果を有する
。

第１に、切屑処理性が良好なことである。これは、空隙
部（１０）の存在によるコア状の切屑が大きな圧縮力を
受けるため、その流出が切刃（０側から強制的に方向づ
けちれるため１回転中心部分における切屑のつまりがな
くなることによる。

第２に、切削性能が良好なことである。これは、切刃（
４）　（５）における切刃稜が、工具本体（２）の回転
方向に対して凸になることおよび空隙部（１０）の存在
からである。特に、回転中心部分における切刃強度が高
くなり、低速域における切削に追従できるためである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明穴あけ工具の一実施例を示す正面図、
第２図は、その底面図、第３図は、一部側面図、第４図
は、回転中心部分における切刃の位置関係を示すもので
（ａ）は一部拡大説明図、（ｂ）および（Ｃ）は、変形
例を示す一部拡大説明図、第５図は、コア状の切屑に対
する応力分布の状態を概念的に示す一部拡大説明図、第
６図は、コア状切屑に対する合力の関係を示すもので、
（ａ）は、本発明穴あけ工具の状態を概念的に示す一部
拡大説明図、（ｂ）は、従来品における一部拡大説明図
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 工具本体の先端部に設けられた一対の切刃は、すくい面
   の少なくとも一部が工具本体の回転方向に対して凸にな
   るように構成され、しかもその回転中心部分には、０．
   ２〜２．５ｍｍ巾を有する空隙部が存在するようにした
   穴あけ工具において、前記切刃は、その内端縁にある切
   刃始点が互に非対称位置にあって、回転中心との間の長
   さＸ＿１、Ｘ＿２がＸ１＜Ｘ２の関係にあることを特徴
   とする穴あけ工具。