JP2001096411A

JP2001096411A - ツイストドリル

Info

Publication number: JP2001096411A
Application number: JP27392499A
Authority: JP
Inventors: Takashi Uejima; 隆史上島; Yoshihiro Kondo; 芳弘近藤
Original assignee: Hitachi Tool Engineering Ltd
Current assignee: Moldino Tool Engineering Ltd
Priority date: 1999-09-28
Filing date: 1999-09-28
Publication date: 2001-04-10

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明はツイストドリルの切り屑排出溝を改
良し、切り屑排出時における切り屑噛み込みでのチッピ
ング防止や、切削油剤の切り屑排出溝への浸透促進によ
り、安定した性能を発揮するツイストドリルを提供す
る。【構成】超硬合金又はＴｉＣＮ系サーメットで構成さ
れたツイストドリルにおいて、前記ツイストドリルの軸
直角断面視で、切り屑排出溝の心厚と接する近傍からラ
ンド部側にＳ字状に拡げ、該切り屑排出溝のヒール部に
凸部を与え、切刃の外周端縁とドリル軸線とを結んだ直
線に垂線をひき、該切り屑排出溝の凹部に接する垂線
と、前記ヒール部の凸部に接する垂線との幅をドリル直
径の０を越え２５％以下に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超硬合金またはサーメ
ットで構成されたツイストドリル（以下、単にドリルと
略称する。）に係わり、特に、ドリル強度を損なうこと
なく、切り屑処理及び刃先の冷却効果の改善に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年、超硬合金製のツイストドリルが多
用されつつある。超硬ドリルは、耐摩耗性に優れ、高送
り切削や重切削を行うことができる半面、靭性が低いた
めに抗折力などの機械的強度に劣り、このため、高速度
鋼のドリルに比べて芯厚を大きくし、ランド幅に対する
溝幅の比率を小さくして強度を補うようにしなければな
らない。例えば、特公昭６１−３０８４５号公報には、
超硬合金製のドリル本体の外周に２つの切り屑排出溝が
形成され、切り屑排出溝の回転方向を向く壁面の先端稜
線部に切刃が形成されたものである。ここで、ドリル本
体の芯厚はドリル直径の２０〜３５％と比較的大きく、
ドリル本体の軸線と直交する断面におけるランド幅Ｂに
対する溝幅Ａの比率Ａ／Ｂは０．６程度と比較的小さい
値に設定されている。また、上記特許の改良として、特
許２６７４１２４号には、溝幅比を大きくしたツイスト
ドリルが提案されている。両例とも切り屑排出溝の形状
は、切刃の外周端縁Ｑにこの端縁Ｑと上記ドリル本体１
の軸線とを結んだ直線Ｎと直交する垂線Ｌを引いたとき
に、この垂線Ｌに対して凹となる形状とされている。こ
のことは、切屑をある程度小さな曲率半径で強制的に曲
げることにより、切屑が加工穴の内壁面と擦過すること
がないように設計している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】これまでは、超硬合金
の靱性が低いために、抗折力などの機械的強度が劣り、
心厚を大きくし、ランド幅に対する溝幅の比率を小さく
して強度を補っていた。しかし、この折損の原因を調べ
てみると、切り屑の噛み込みや切削油剤の不足により、
折損に至ることが分かった。そこで切り屑排出溝をラン
ド部側にＳ字状に拡げることで、切り屑排出時における
切り屑噛み込みでのチッピング防止や、切削油剤の切り
屑排出溝への浸透促進による、切り屑排出溝、加工穴内
壁、生成された切り屑の潤滑を計り、更にはヒール部に
曲率を与えることにより、工具取り扱い時の安全性を備
えた工具を提供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そのため、本願発明は、
超硬合金又はＴｉＣＮ系サーメットで構成されたツイス
トドリルにおいて、前記ツイストドリルの軸直角断面視
で、切り屑排出溝の心厚と接する近傍からランド部側に
Ｓ字状に拡げ、該切り屑排出溝のヒール部に凸部を設け
て、かつ、切刃の外周端縁とドリル軸線とを結んだ直線
に垂線をひき、該切り屑排出溝の凹部に接する垂線と、
該ヒール部の凸部に接する垂線との幅をドリル直径の０
％を越え２５％以下にしたことを特徴とするツイストド
リルである。

【０００５】

【作用】図１〜図３面を参照しつつ説明する。先ず、ツ
イストドリルの軸直角断面図における切り屑排出溝の心
厚と接する近傍からヒール部にかけてその形状を略Ｓ字
状としたことにより、刃先で生成された切り屑は、切り
屑排出溝と加工穴内壁を擦過しながら、切り屑排出溝に
沿って外部に排出されるが、その際加工穴内壁等との摩
擦により、一部切り屑の流れが変化し、切り屑の噛み込
みを引き起こし、その力が肉厚の薄いヒール部突端に加
わった場合、チッピングが起こすことが分かった。略Ｓ
字状は、ドリルの心厚と接する近傍からヒール部までの
形状を現したものであるが、Ｓ字の上の部分は刃溝底部
により形成する。Ｓ字の下の部分は、刃溝底部をそのま
ま延伸させずに、ヒール部で凸状の丸味を持たせること
により形成する。このように、切り屑排出溝の心厚と接
する近傍からランド部側にＳ字状に拡げることにより、
まず、Ｓ字状の上の部分、すなわち切り屑排出溝底部
は、切り屑のカール（強圧縮）が行われるため適度な曲
率（０．１０Ｄ〜０．３０Ｄ程度）を設けるが、その接
触する長さはほとんど考慮されていない。本願発明では
その接触する長さをヒール部の曲率を設けることにより
短し、心厚と接する近傍から３０度〜１２０度で凹曲面
から凸曲面へ変曲させている。従って、切り屑は十分に
カールされて排出溝に沿って外部へ排出される。更に望
ましくは、心厚と接する近傍から４５度〜９０度であ
る。

【０００６】また、従来のドリルでは切り屑が切り屑排
出溝一杯になって排出され、十分に切削油剤をドリル先
端部まで供給できず、切り屑排出溝の潤滑不足により、
一部切り屑の方向が変化する。そのためＳ字状に、特に
Ｓ字の下の部分のスペースにより、切削油剤が浸透し供
給されるため切り屑排出溝の潤滑性を補うことができ
る。

【０００７】ヒール部に凸状丸味を与えることにより、
ヒール部の欠け、チッピングにより切り屑が絡みついて
詰まりを起こすことを減少させることができる。ヒール
部の丸味はドリル直径の０．０５〜０．２５程度の丸見
て良いが、更に、前記ヒール部の頂部とランド部の切り
屑排出溝側の端部とは、様々な態様がとりうる。図３で
は曲率をそのまま生かしてランド部の端部と結んでい
る。この部分のスペースをより拡げる意味で直線状に結
んでも良く、更には、凹む形状で結んでも良い。これら
の場合には、いずれも切削油剤等の浸透により有効であ
る。

【０００８】切刃の外周端縁とドリル軸線とを結んだ直
線に垂線をひき、該切り屑排出溝の凹部に接する垂線
と、該ヒール部の丸味の頂部に接する垂線との幅をドリ
ル直径の０％を越え２５％以下にしたのは、０％ではＳ
字状の上の部分と、Ｓ字下の部分の接続部が直線とな
り、刃先で形成された切り屑は、排出溝の凹部を擦過し
た後、ランド部側に直進し、加工穴内壁にぶつかるため
切り屑の方向が変化してしまい、２５％を越えると切り
屑排出溝の凹部曲率が小さくなり、刃先で生成された切
り屑は急激に曲げられ、押し潰されるので、切り屑排出
溝に詰まり、切削が出来なくなるため、０を越え２５％
以下とした。更に、望ましくは２％〜１５％で有る。以
下、実施例に基づき本発明を具体的に説明する。

【０００９】

【実施例】本発明例として、超微粒子超硬合金製のドリ
ル直径＝８ｍｍを用いて、図３に示すようなＳ字状とな
し、切り屑排出溝の凹部に接する垂線と前記ヒール部の
曲率の頂部に接する垂線との幅が４％のツイストドリル
を１０本用いて、切削速度＝６０ｍ／ｍｉｎ、１回転当
りの送り量＝０．２ｍｍ／ｒｅｖ、加工深さ＝２４ｍ
ｍ、湿式切削の条件で、ＳＣＭ４４０（ＨＢ２５０〜３
００）を１００穴加工し、加工後のドリルヒール部分の
状態を観察した。尚、本発明例にはＴｉＡｌＮ膜を被覆
し切削試験を行った。比較のため、従来のようにヒール
部に曲率を設けていないドリルも、同様に試験を１０
本、行い、その結果も表１に併記する。

【００１０】

【表１】

【００１１】表１より、本発明例のように、ヒール部の
溝形状をＳ字状としたドリルでは、ヒール部のチッピン
グの発生が２／１０と減少し、それを起因として生じる
外周刃のチッピングも無いのに対し、従来例では、７／
１０とヒール部に生じ、また外周刃部にもチッピングが
生じていた。

【００１２】更に、同様の切削条件で穴加工を継続し
た。２０００穴加工後の逃げ面最大摩耗量ＶＢｍａｘ
（ｍｍ）を測定した結果を表２に示す。

【００１３】

【表２】

【００１４】表２より、穴加工数を２０００穴まで行う
と、本発明では切削油剤の浸透促進により刃先の冷却を
図ることができるため、摩耗量が減少し、良好な性能を
示したが、従来例では、摩耗量が１．５倍程度大きくな
り、また、切り屑等の絡みつきが多くなり、絡みついた
切り屑等の除去を行いながら穴加工を継続しなければな
らなかった。

【００１５】

【発明の効果】本願発明を適用することにより、ドリル
の刃溝をよりランド部側に拡げることが出来るため、切
り屑排出溝をより広くする事ができ、安定した切削性能
が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明例のドリルの正面図を示す。

【図２】図２は、本発明例のドリルの軸方向先端視を示
す。

【図３】図３は、図１の軸直角断面図を示す。

【図４】図４は、従来例の軸直角断面図を示す。

【符号の説明】

１ドリル本体２外周刃３先端刃４切り屑排出溝５ランド部６Ｓ字状７ヒール部８外周端縁９切り屑排出溝の凹部に接する垂線 10 ヒール部の曲率の頂部に接する垂線 11 １０、１１により規定される幅Ｄ直径Ｗ心厚Ｏ軸心

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】超硬合金又はＴｉＣＮ系サーメットで構
成されたツイストドリルにおいて、前記ツイストドリル
の軸直角断面視で切り屑排出溝の心厚と接する近傍から
ランド部側にＳ字状に拡げ、該切り屑排出溝のヒール部
に凸部を設け、かつ、切刃の外周端縁とドリル軸線とを
結んだ直線に垂線を設け、該切り屑排出溝の凹部に接す
る垂線と、該ヒール部の凸部に接する垂線との幅をドリ
ル直径の０％を越え２５％以下にしたことを特徴とする
ツイストドリル。
【請求項２】請求項１記載のツイストドリルにおい
て、該凸部とランド部の切り屑排出溝側の端部とを直線
又は曲線で繋いだことを特徴とするツイストドリル。