JPS6336882B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ドリルの剛性を向上させて、とく
に深穴加工の切削性の向上を図つたドリルに関す
るものである。

従来のドリルはシヤンクに切屑排出用のねじれ
溝を形成しているが、この溝幅は溝幅比を１程度
に大きく設定しているためにねじれ剛性および曲
げ剛性が低下し、このためとくに深穴加工の切削
性を向上させるための制約となつていた。

この発明はこのような従来の欠点の解決のため
になされたものであり、ドリルの剛性を高め、こ
れによつてとくに深孔加工における切削性能の向
上を図つたものである。すなわち、この発明は、
切屑排出溝の溝幅比が0.3〜0.1の範囲内になるよ
うに設定し、かつ切刃を中心側切刃と外周側切刃
とで形成し、それらの間に凹部を形成したもので
ある。このように溝幅比を小さく設定すると、後
述のような種々の効果が発生する。なお、溝幅比
が0.5より大きくなるとドリルの剛性が低下し、
0.02より小さくなると切屑の排出に支障をきたす
ことになる。

以下、この発明の実施例を図面によつて説明す
る。１はドリルのシヤンクであり、その先端部に
は一対のチツプ２，２がろう付け等の手段によつ
て取付けられている。このチツプ２にはそれぞれ
切刃８が形成され、この切刃８の形状は底面視に
おいて中心部で大きな曲率をなし、外周部では
ほゞ直線になつている。そして切刃８の曲線部と
直線部との接線部附近にはチツプ２のにげ面２１
に沿う凹部４が形成され、これによつて切刃８が
曲線部と直線部とに分離されている。一対の凹部
４，４は同一円周上にあつてもよく、また異なる
円周上にあつてもよい。

切刃８は切削性の向上のために中心部を大きな
曲率の曲線に形成させているが、外周部は図示の
ような直線の代りに曲率の小さな曲線としてもよ
い。また切刃８を中心部切刃と外周部切刃とに分
離するための凹部４はチツプ２のすくい面２２に
沿うように形成させてもよい。

切刃８およびすくい面２２に対向する部分には
切屑ポケツト５が形成され、これに連続してシヤ
ンクにはその軸方向に切屑排出溝３が形成されて
いる。切屑排出溝３の底部３０はシヤンクの基部
で徐々に浅くなるように形成されている。切屑排
出溝３は第３，４図に仮想線で示すように形成し
てもよい。なお、シヤンク１の頂面６には、シヤ
ンク中の貫通する穴を開口させ、冷却用液を切削
中に供給してローの熱による溶け外れを防止する
ようにしてもよい。

上記の構成においては、切屑排出溝３はとくに
外周の開口面積が狭く形成されている。すなわ
ち、従来は第４図破線９で示すように切屑排出溝
は大きく形成されていたが、この発明では実線で
示すようにとくに外周部が狭くなるように形成し
ている。このように構成すると、シヤンクのねじ
り剛性および曲げ剛性に大きく影響する外周附近
で切屑排出溝による断面積の減少が少ないため
に、シヤンクのねじり剛性および曲げ剛性が著し
く向上することになる。その結果、とくに深穴加
工用のシヤンクの長いドリルにおいて、ねじれ剛
性および曲げ剛性が上昇したことによつてドリル
の芯振れがなくなり、ビビリが防止されることに
よつて加工面の真円度と面粗度などの精度がよく
なつた。

シヤンクの軸中心０から切屑排出溝の開口端に
向う放射線のなす角αが溝のない部分の角度θに
対する割合（α／θ）を溝幅比として示すと、従
来のドリルではこの値が約１であつた。これに対
して、この発明ではこの値を0.3〜0.1に設定す
る。図示の例ではα／θは約0.236である。

なお、溝幅比を0.3以下にするとシヤンクのね
じり剛性および曲げ剛性が著しく向上し、これに
よつてドリルの芯振れがなくなり、ビビリが防止
されることによつて加工面の真円度と面粗度な、
どの精度が向上する。また溝幅比が0.1以上であ
れば切屑の排出は良好に行なわれる。これは以下
の理由による。すなわち、切刃を中心側切刃と外
周側切刃とで形成するとともにそれらの間に凹部
を形成することにより、切屑を中心側と外周側と
に分割し、中心側は小さくカールさせ、外周側は
帯状にして排出させるようにしている。中心側の
切屑が小さくカールするのは、上記実施例のよう
な大きな曲率の切刃の場合に限らず、直線状の切
刃においてもほぼ同様であり、したがつて切刃の
形状には関係なく上記のような切屑が生成され
る。

また切刃の中心側は外周側に比較して切削量が
小さい（このことは１回転当りの切刃移動軌跡が
回転中心側ほど短かいことから明らかである）。
したがつて中心側切刃により生成される切屑は小
さくカールするとともに、切屑が薄いために、こ
れが狭い排出溝に送り込まれることにより容易に
破断し、小片となつて排出されることになる。ま
た外周側切刃によつて生成される切屑は外周側ほ
ど厚さの厚い帯状体になり、これが狭い排出溝に
送り込まれることにより切屑がカールしようとす
るのが防止され、直線状態の切屑として排出され
る。したがつて従来のドリルのように、連続して
カールされた切屑（機械部品に巻きついて危険）
が排出されるのが防止される。

なお、溝幅比が0.1の場合は切屑排出溝３の幅
は、直径10mmのドリルでは1.4mm、直径30mmのド
リルでは4.2mmであり、この幅の切屑排出溝を帯
状の外周側の切屑および中心側の小さくカールし
た切屑が同時に容易に通過することが実際に確認
されている。

上記ドリルによつて穴あけ加工を行なうと、凹
部４より中心側の切刃によつて小さな切屑が生成
されると共に、凹部４より外周側の切刃によつて
その切刃の幅に相当する幅の帯状の直線的な切屑
が生成され、これらが切屑排出溝３中を上昇して
排出される。

従来、ドリル加工をした場合、生成される切屑
はドリルの捩れ溝に沿つてカールされた連続した
切屑が生成される。このため該切屑がドリルやも
の他工作機械の回転部分に巻き付いて非常に危険
であつた。

ところが本発明の如く凹部４より中心側の切刃
によつて生成される小さくカールされた切屑と凹
部４より外周側の切刃によつてその切刃の幅に相
当する幅の帯状の切屑を切屑排出溝３中に通過さ
せることによつて該切屑がカールしようとするの
を帯状の直線的な切屑に矯正することによつて該
切屑を破断し易いものとしたために切屑の排出は
非常に滑らかにスムースにおこなわれる。

このように中心部の切刃によつては非常に小さ
な切屑が生成され、また外周の切刃によつては帯
状の直線的な切屑が生成されるので、切屑排出溝
３は幅の狭いものであつても切屑の排出はスムー
スに行なわれる。

なお、切屑排出溝３を図示のようにシヤンクの
軸方向に直線状に形成した場合、ドリルに回転を
与えると穿孔時該切屑排出溝を通過中の切屑を適
当に分断することになる。また溝が直線状のばあ
いはその加工費が従来に比べ大巾に低減されるの
で特に好ましい。加工はドリルを回転させて行な
つてもよく、あるいは加工物を回転させて行なつ
てもよい。

また切屑排出溝はシヤンクに沿つて螺旋状に形
成させてもよい。さらに凹部４は各切刃に対して
２個所以上形成させることによつて切屑の幅がさ
らに狭くなるようにしてもよい。また溝断面積を
大きく設定したばあいは凹部４は全く形成させな
くてもよい。

上記実施例では切刃８は中心０で連続している
例を示しているが、中心０では0.5〜１mm程度、
互いに離れていてもよい。また切刃８の形状も中
心附近で大きな曲率の曲線となつていれば、かな
らずしも対称に形成されていなくてもよく、いず
れか一方の切刃を補助切刃としての作用を果させ
るようにしてもよい。また第５図に示すように切
刃として直線切刃８０を採用してもよい。このば
あいも溝幅比は上記の範囲内に設定する。８１は
チゼルである。

なお、切刃８，８１はシヤンクに一体に形成さ
せてもよく、あるいはシヤンクにロー付け等の手
段で取付けたチツプに形成させてもよい。またチ
ツプまたはシヤンクの材質も特に限定はなく、超
硬合金、ハイスその他の合金鋼などが採用可能で
ある。さらに切屑排出溝はシヤンクの軸方向また
は螺旋状に、従来の溝より小さな溝幅比に形成さ
せることがこの発明の特徴であるがシヤンクの軸
方向に沿つて均一な断面形状にする必要はなく、
必要に応じて溝幅比および溝断面積を変化させる
ようにしてもよい。

以上説明したように、この発明は切屑排出溝を
従来より大幅に減少させたものであり、このため
ドリルの曲げおよびねじり剛性が向上し、とくに
深穴の切削性が向上したものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示すドリルの側面
図、第２図はその底面図、第３図は第１図の側面
図、第４図は第１図の−線断面図、第５図は
他の実施例を示す底面図である。 １……シヤンク、２……チツプ、３……切屑排
出溝、４……凹部、８，８０……切刃。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 切屑排出溝の溝幅比が0.3〜0.1の範囲内にな
   るように設定し、かつ切刃を中心側切刃と外周側
   切刃とで形成し、それらの間に凹部を形成したこ
   とを特徴とするドリル。