JP2001105217A

JP2001105217A - 穴仕上げ加工用ドリル

Info

Publication number: JP2001105217A
Application number: JP28213599A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Fukushima; 宏之福島; Shigemitsu Nomura; 重光野村; Sukeyuki Nomura; 祐之野村; Masatomi Ito; 正富伊藤; Tomomi Ishibashi; 智実石橋
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1999-10-01
Filing date: 1999-10-01
Publication date: 2001-04-17
Anticipated expiration: 2019-10-01
Also published as: JP4132477B2

Abstract

(57)【要約】【解決手段】高硬度焼結体を第２層とし、第２層を工
具材料からなる第１層及び第３層でサンドイッチした３
層積層体をチップ１３とし、チップ１３をシャンク１１
に取付け、チップ１３に切刃１６並びにランド１８を形
成する。切刃１６は、ドリル中心から径外方へ向って階
段状に複数の段差部を形成した段付き刃とし、ドリルの
ランド１８にチップ１３の振れを防止するガイドパッド
１９を突出形成する。【効果】ドリルのランドにチップの振れを防止するガ
イドパッドを突出形成したので、チップは切削抵抗で振
れることはなく、穴を高精度に仕上げることができる。
その結果、１回の加工で穴開け加工を実施ししつつ、穴
の仕上げ加工も実施することができ、生産効率の向上を
図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は穴仕上げ加工用ドリ
ルに関する。

【０００２】

【従来の技術】穴を仕上げる切削工具は、一般的にリー
マ（ＪＩＳＢ４４０１〜４４１３）であり、このリ
ーマで穴を加工することにより、精度のよい穴を得るこ
とができる。リーマを用いた場合の穴の仕上げは次の手
順で進める。まず、ドリル（ＪＩＳＢ４３０１，４
３０２）で僅かに小径の穴を開け、次に、リーマで前記
穴をさらうことで、穴径を所望の精度（例えば、寸法精
度Ｈ７（ＪＩＳＢ０４０１））に仕上げる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】精度のよい穴を得るた
めに、リーマが必要であり、工具の数が多く、工作機械
の工具交換装置に多くの工具をセットしなければなら
ず、準備に手間がかかる。また、リーマによる穴仕上げ
時間が必要であり、穴加工の生産効率が低下する。さら
に、ドリルからリーマへ工具交換を行うために、工作機
械は加工を停止し、穴加工の生産効率が低下する。

【０００４】そこで、本発明の目的は、生産効率のよい
穴仕上げ加工用ドリルを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１では、ＣＢＮ若しくはダイヤモンドの高硬度
焼結体を第２層とし、この第２層を超硬合金などの工具
材料からなる第１層及び第３層でサンドイッチした３層
積層体をチップとし、このチップをシャンクに取付けた
ドリルであって、ドリルを正面から見ると、第２層は工
具の回転中心を通る細い帯であり、この細い帯に切刃を
形成するとともに、チップの外周に一対のランドを形成
した穴仕上げ加工用のドリルにおいて、切刃は、ドリル
中心から径外方へ向って階段状に複数の段差部を形成し
た段付き刃とし、ドリルのランドにチップの振れを防止
するガイドパッドを突出形成したことを特徴とする。

【０００６】ドリルのランドにガイドパッドを突出形成
し、このガイドパッドを穴の壁面に接触させることで、
チップの振れを防止する。その結果、穴の壁面は滑らか
になるとともに、穴の寸法精度も向上する。従って、１
本の穴仕上げ加工用ドリルのみで高精度の穴を開けるこ
とができる。また、切刃は、ドリル中心から径外方へ向
って階段状に複数の段差部を形成した段付き刃である。
階段状の段付き刃によって、切屑を小さく破砕する。こ
の結果、切屑排出溝の断面積を小さくすることができ、
ドリルの剛性を増大することができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図に基
づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見る
ものとする。図１は本発明に係る穴仕上げ加工用ドリル
の側面図であり、穴仕上げ加工用ドリル１０は、シャン
ク１１の端部にろー１２でチップ１３を固定した切削工
具である。シャンク１１は、超硬合金の丸棒を所定の外
径に仕上げ、油孔を開け、先端を山形に形成したもので
ある。先端を山形にすることで、チップ１３の位置合せ
の精度を高めるとともに、接着強度の向上を図ることが
できる。

【０００８】図２は図１の２部拡大図であり、チップ１
３に切刃１６、刃部１７、ランド１８並びにガイドパッ
ド１９を形成したことを示す。切刃１６は、ワークに穴
を開ける刃であり、ドリル中心側に第１切刃２１を形成
し、この第１切刃２１から径外方へ階段状の段差部であ
るところの第２切刃２２を形成し、この第２切刃２２か
ら径外方へ階段状の段差部であるところの第３切刃２３
を形成した段付き刃である。Ｓは第１切刃２１と第２切
刃２２との段差、並びに第２切刃２２と第３切刃２３と
の段差を示す。２５は切刃１６及び刃部１７のすくい
面、２６・・・（・・・は複数を示す。以下同様。）は切刃１
６の逃げ面であり、θは切刃１６の先端角である。

【０００９】また、刃部１７は、穴を仕上げる刃であ
り、チップ１３の外周に凸状に形成したものである。２
７は刃部１７の逃げ部である。ガイドパッド１９は、チ
ップ１３のランド１８に突出形成したものである。ガイ
ドパッド１９を刃部１７の近傍に形成することで、長さ
Ｌを確保することができる。２８はガイドパッド１９の
逃げ部である。

【００１０】図３は図２の３矢視図であり、ガイドパッ
ド１９を刃部１７の近傍、具体的には、刃部１７からガ
イドパッド１９までの距離をパッド角βとして形成した
ことを示す。パッド角βは４５゜である。

【００１１】また、図３は穴仕上げ加工用ドリル１０を
正面から見た状態を示し、チップ１３は、第２層３１
と、この第２層３１を第１層３２及び第３層３３でサン
ドイッチしたものであり、第２層３１が工具の回転中心
を通る縦長の細い帯であり、この細い帯に切刃１６を形
成するとともに、第２層３１の両側を第１層３２及び第
３層３３で補強する構造である。なお、チップ１３につ
いては次図で詳細に説明する。３５，３５は油穴、３
６，３６は切屑排出溝である。

【００１２】図中、逃げ面２６・・・、刃部１７の逃げ部
２７並びにガイドパッド１９の逃げ部２８は、図におい
て切刃１６の左側（第１層３２側）にも形成するが、符
号が錯綜するので、符号の記入は省略した。

【００１３】図４（ａ）〜（ｃ）は本発明に係るチップ
の加工を示す斜視図である。（ａ）において、チップ
は、ＣＢＮ若しくはダイヤモンドの高硬度焼結体を第２
層３１とし、この第２層３１を超硬合金などの工具材料
からなる第１層３２及び第３層３３でサンドイッチした
３層積層体である。例えば第２層３１の厚さは１ｍｍ程
度、第１層３２や第３層３３の厚さは５ｍｍ程度、全体
の厚さは１１ｍｍ程度とする。

【００１４】３層積層体の製造方法の一例を説明する
と、先ず４〜１６μｍのダイヤモンド粒若しくはＣＢＮ
粒を、ＨＩＰ（熱間静水圧プレス）にて等圧的に加圧し
ながら焼結することで、第２層３１を製造し、この第２
層３１の上下（図の左右）にＷＣ粉末を重ねＨＩＰで加
圧しながら焼結することで、３層積層体を得る。ＨＩＰ
をＨＰ（ホットプレス）やＣＩＰ（冷間静水圧プレス）
に替えることは自在であり、周知の焼結法であれば製造
法は特に限定するものではない。そして、想像線３９に
沿って且つ第１層３２の表面に直角若しくはほぼ直角
に、３層積層体を切断することで、多数本の柱状素材４
０を切出す。

【００１５】（ｂ）において、柱状素材４０はａ×ｂの
矩形断面の長尺材であり、第１層３２、第２層３１及び
第３層３３の積層体である。この柱状素材４０を想像線
４１・・・に沿って切断することで、チップ半完成品４２
を切出す。具体的には、ワイヤカット放電加工法にて、
切出す。このように切断することで、３層積層体を無駄
なく使用することができる。

【００１６】（ｃ）において、超硬合金の丸棒を所定の
外径に仕上げてなるシャンク１１の先端を山形に切削し
てチップ取付け部４３を形成し、このチップ取付け部４
３にチップ半完成品４２のＶ溝を合せ、位置決めを行う
とともに、ろー１２にてろー付けする。その後、チップ
半完成品４２に図２に示した切刃１６、ガイドパッド１
９、切屑排出溝３６などを形成し、穴仕上げ加工用ドリ
ル１０が完成する。

【００１７】以上に述べた穴仕上げ加工用ドリルの作用
を次に説明する。図５（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る穴
仕上げ加工用ドリルの第１作用図である。（ａ）におい
て、穴仕上げ加工用ドリル１０を回転させ、切削油５１
を供給しながら、鋳物５２に穴仕上げ加工用ドリル１０
を臨ませ、穴加工を開始する。

【００１８】（ｂ）において、切刃１６で鋳物５２を切
削し、鋳物５２に穴５３を形成する。切刃１６を第１切
刃２１、第２切刃２２及び第３切刃２３に分けたので、
各々の刃の長さを小さくすることができ、切屑５４・・・
を小さくすることができる。切屑５４・・・が小さいと、
切屑排出溝３６の断面積が小さくても切屑を容易に排出
することができるので、切屑排出溝３６を小さくし、穴
仕上げ加工用ドリル１０の剛性を確保することができ
る。従って、シャンク１１に振動（ビビリ）が起き難
く、穴の精度が向上する。

【００１９】また、切刃１６の材質はＣＢＮ若しくはダ
イヤモンドの高硬度焼結体なので、穴仕上げ加工用ドリ
ル１０の切削速度（回転数）を上げることができ、生産
効率の向上を図ることができる。

【００２０】（ｃ）において、切刃１６に続いて、刃部
１７，１７の角が穴５３の壁面５５を僅かに切削すると
ともに、刃部１７，１７で壁面５５を押し付けつつ、ガ
イドパッド１９を壁面５５に接触させて、振れを防止す
る。従って、穴５３の壁面５５は滑らかになり、壁面５
５の表面粗さは小さくなるとともに、穴５３の寸法精度
（寸法公差）が向上する。

【００２１】このように、穴仕上げ加工用ドリル１０で
穴５３を開けつつ、穴５３を仕上げるので、１回で穴加
工工程、並びに穴仕上げ工程を実施することができ、加
工時間を短縮することができる。例えば、直径１０ｍ
ｍ、深さ５ｍｍの穴を所定の切削条件で加工した場合、
１回の加工時間である０．２秒（往復）で高精度の穴を
得ることができ、加工時間を５０％低減することができ
る。また、１本の穴仕上げ加工用ドリル１０のみで穴の
仕上げ加工まで実施するので、穴５３を開けるドリル並
びに穴５３を仕上げるリーマを必要とせず、工具交換の
時間を省くことができる。例えば、直径１０ｍｍ、深さ
５ｍｍの穴を所定の切削条件で加工した場合、工具交換
の時間は発生せず、約４秒の時間を短縮することができ
る。

【００２２】図６は本発明に係る穴仕上げ加工用ドリル
の第２作用図であり、図５の６−６線断面図である。穴
５３内で刃部１７，１７並びにガイドパッド１９，１９
が図時計方向（矢印の方向）に回転し、壁面５５を高
精度に仕上げる。すなわち、刃部１７に切削抵抗が作用
すると、ランド１８，１８に突出形成したガイドパッド
１９，１９が壁面５５に矢印，の如く接触するの
で、チップ１３の軸心が大きく振れることはなく、穴５
３の精度（表面粗さ、寸法公差）を確保することができ
る。

【００２３】また、ガイドパッド１９をパッド角βの位
置に形成したので、壁面５５の表面粗さが安定するとと
もに、穴５３の寸法精度（寸法公差）が安定する。パッ
ド角βが４５゜未満であれば、ガイドパッド１９は刃部
１７に近過ぎて、ガイドパッド１９が壁面５５に接触し
難くなり、チップ１３に振れが起きやすい。パッド角β
が４５゜であれば、チップ１３の振れを防止することが
できる。パッド角βが４５゜を超えると、ガイドパッド
１９は刃部１７から離れ過ぎて、ガイドパッド１９が壁
面５５に容易に接触しても、チップ１３の振れを止め難
くなる。

【００２４】次に、パッド角βの試験の一例を説明す
る。図７は本発明に係るパッド角の比較グラフであり、
（ａ）並びに（ｂ）は横軸を１回転当たりの送り量と
し、縦軸を穴の寸法差としたものであり、（ｃ）並びに
（ｄ）は横軸を１回転当たりの送り量とし、縦軸を表面
粗さとしたものである。（ａ）：パッド角４５゜は、送り量の増加に対して穴の
寸法差はほぼ一定であるから、穴の寸法は安定してい
る。（ｂ）：パッド角９０゜は、送り量の増加に比例して穴
の寸法差は小さくなるため、穴の寸法にばらつきが発生
する。

【００２５】（ｃ）：パッド角４５゜は、送り量の増加
に対して表面粗さは一定であるから、表面粗さは安定し
ている。（ｄ）：パッド角９０゜は、送り量の増減で表面粗さが
大きくなる場合がある。

【００２６】尚、本発明の実施の形態に示した図２の切
刃１６に３段の段差部を形成したが、段数は３段に限定
するものではなく、穴径の大きさにより任意の数で段差
部を形成してもよい。図３のガイドパッド１９の数は２
個であるが、２個に限定するものではない。また、切刃
１６の数、並びに刃部１７の数は任意である。

【００２７】

【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１では、穴仕上げ加工用ドリルの切刃を、
ドリル中心から径外方へ向って階段状に複数の段差部を
形成した段付き刃としたので、切屑を小さくすることが
でき、切屑排出溝の断面積を小さくすることができる。
その結果、穴仕上げ加工用ドリルの剛性を確保すること
ができ、穴仕上げ加工用ドリルのシャンクに振動が起き
難く、穴の精度を向上させることができる。従って、穴
開けと穴の仕上げを１回の工程で行うことができ、生産
効率の向上を図ることができる。また、ドリルのランド
にチップの振れを防止するガイドパッドを突出形成した
ので、ガイドパッドが穴の壁面と接触し、チップは切削
抵抗で振れることはなく、穴を高精度に仕上げることが
できる。その結果、１回の加工で穴開け加工を実施しし
つつ、穴の仕上げ加工も実施することができ、生産効率
の向上を図ることができる。

【００２８】さらに、ドリルのランドにチップの振れを
防止するガイドパッドを突出形成したので、１本の穴仕
上げ加工用ドリルのみで穴の仕上げ加工まで行うことが
でき、工具交換の必要がなく、工具交換の時間を省くこ
とができる。従って、生産効率の向上を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る穴仕上げ加工用ドリルの側面図

【図２】図１の２部拡大図

【図３】図２の３矢視図

【図４】本発明に係るチップの加工を示す斜視図

【図５】本発明に係る穴仕上げ加工用ドリルの第１作用
図

【図６】本発明に係る穴仕上げ加工用ドリルの第２作用
図

【図７】本発明に係るパッド角の比較グラフ

【符号の説明】

１０…穴仕上げ加工用ドリル、１１…シャンク、１３…
チップ、１６…切刃、１７…刃部、１８…ランド、１９
…ガイドパッド、２１…段差部（第１切刃）、２２…段
差部（第２切刃）、２３…段差部（第３切刃）、３１…
第２層、３２…第１層、３３…第３層、β…パッド角。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者野村祐之埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ホンダエンジニアリング株式会社内 (72)発明者伊藤正富埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ホンダエンジニアリング株式会社内 (72)発明者石橋智実埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ホンダエンジニアリング株式会社内Ｆターム(参考） 3C037 CC02 CC09 DD03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＣＢＮ若しくはダイヤモンドの高硬度焼
結体を第２層とし、この第２層を超硬合金などの工具材
料からなる第１層及び第３層でサンドイッチした３層積
層体をチップとし、このチップをシャンクに取付けたド
リルであって、前記ドリルを正面から見ると、前記第２
層は工具の回転中心を通る細い帯であり、この細い帯に
切刃を形成するとともに、チップの外周に一対のランド
を形成した穴仕上げ加工用のドリルにおいて、前記切刃は、ドリル中心から径外方へ向って階段状に複
数の段差部を形成した段付き刃とし、ドリルのランドにチップの振れを防止するガイドパッド
を突出形成したことを特徴とする穴仕上げ加工用ドリ
ル。