JP2002103123A

JP2002103123A - ツイストドリル

Info

Publication number: JP2002103123A
Application number: JP2000290140A
Authority: JP
Inventors: Takashi Uejima; 隆司上島
Original assignee: Hitachi Tool Engineering Ltd
Current assignee: Moldino Tool Engineering Ltd
Priority date: 2000-09-25
Filing date: 2000-09-25
Publication date: 2002-04-09

Abstract

(57)【要約】【目的】主切刃に偏心量を付与することで主切刃長さを
長くし、主切刃、シンニング切刃に屈曲角を付与するこ
とで切屑をスムーズに生成し、能率よく安定した穴加工
のできるドリルを提供する。【構成】３枚刃のツイストドリルにおいて、主切刃の位
置をドリル外周３等分線より回転方向側に、ドリル心厚
の５％以上３５％以下の偏心量の位置にし、中心へ向う
シンニング切刃と主切刃の交点にくの字状の屈曲を設
け、主切刃、シンニング切刃に１４５°以上１７５°以
下の屈曲角度を付与して構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、金属の穴明け加工に
用いられ切屑の排出性を改善し、安定した穴加工のでき
る３枚刃のツイストドリルに関する。

【０００２】

【従来の技術】高精度の穴明け加工を行う場合や加工面
に段差があったり、鍛造黒皮面等に穴明け加工を行う場
合、２枚刃のダブルマージンタイプのツイストドリルも
しくは３枚刃のツイストドリルが知られている。３枚刃
のドリルとしては、特開平８−３９３１９号公報にアル
ミ合金の高速切削に用いて、すぐれた性能を示すことが
記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の３枚
刃ドリルでは切刃をドリル軸心に向って直線状に構成し
ているため切削に有効な掬い角を持った主切刃が短く、
押し潰し切削を行うシンニング切刃が長くなり、切屑の
形状が不均衡になり又、主切刃シンニング切刃に偏曲点
を持たないため、生成される切屑は分離されずに幅の広
い切屑となり切屑の排出性が悪く切屑の滞留を誘発し、
ドリル寿命が低下したりドリル折損を発生させ安定性に
欠けるので、切削能率をあげる事が出来ない。そこで、
本願発明では主切刃に偏心量を付与することで主切刃長
さを長くし、主切刃、シンニング切刃に偏曲角を付与す
ることで切屑をスムーズに生成し、能率よく安定した穴
加工のできるドリルを提供する。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、３枚刃のツイ
ストドリルにおいて主切刃の位置をドリル外周３等分線
より回転方向側にドリル心厚の５％〜３５％の偏心量の
位置にし、シンニング切刃と主切刃の交点をくの字状に
屈曲させ、屈曲角度を５°〜３５°とし、ドリル心厚を
ドリル直径の２５％〜４５％、ドリル溝中を５０％〜７
０％としたものである。より詳細には、溝部の少なくと
も刃先部分を含めた部分に例えば、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ，
ダイヤモンド等の様な硬質皮膜からなる硬質物質を１層
又は複層形成したものである。

【０００５】

【作用】図１〜図２面を参照しつつ説明する。先ず、３
枚刃ツイストドリルの軸端視図においてドリル外周を３
等分した点よりドリル中心に結んだ仮想３等分線より、
ドリル回転方向側へドリル心厚の５％〜３５％の値の偏
心量の位置に主切刃を設ける事により、主切刃とシンニ
ング切刃の屈曲がくの字状になり、屈曲角が生じ５°以
上３５°以下の範囲で主切刃、シンニング切刃での切屑
の流れは分離され、切屑の幅はそれぞれの切刃長さの幅
に細分化される。さらに、ドリル溝底部の凹状曲率と仮
想心厚径に接する位置がドリル回転方向側へ移動する事
で、主切刃の長さが長くなり切削に有効な掬い角を持っ
た主切刃の切削比率が高められると共に押し潰し切削を
行うシンニング切刃が短くなる。これらの事により、切
屑の生成がスムーズになり切屑の幅が狭くなることで、
すみやかに切屑が排出される事で切屑詰まりの防止や切
削抵抗の低減が図れ、安定した加工ができる。このよう
に、主切刃の偏心量をドリル心厚の５％以下では、主切
刃とシンニング切刃の屈曲角が小さくなり、切屑の分離
性に劣る。さらに、主切刃の長さが短くなり、主切刃で
の切削比率が減少し、シンニング切刃の切削比率が高ま
り切削性に劣る。また、主切刃の偏心量をドリル心厚の
３５％以上では、主切刃とシンニング切刃の屈曲角度が
大きくなりシンニング切刃で生成された切屑のドリル溝
への流れ込みを阻害する。さらに、ドリル溝底部の凹状
曲率が小さくなり、切屑が強圧縮され溝中に詰まり排出
不良を起す。そこで、主切刃の偏心量をドリル心厚の５
％〜３５％とした。さらに望ましくは、ドリル心厚の１
０％〜３０％である。

【０００６】次に、該三ツ溝ドリルの主切刃とシンニ
ング切刃の屈曲角は、５°〜３５°であり、５°以下で
は主切刃とシンニング切刃の切屑が分離されず、幅の広
い切屑となり溝中に詰まり排出不良を起す。又、３５°
以上では、シンニング切刃で生成された切屑がシンニン
グ切刃に堆積し切屑の溶着を起こす。そこで、主切刃と
シンニング切刃の屈曲角を５°〜３５°とした。さら
に、望ましくは１０°〜２５°である。

【０００７】更に、該三ツ溝ドリルの心厚は、ドリル
径の２５％〜４５％であり２５％以下ではドリル剛性の
不足とドリル溝底部の凹状曲率が小さくなり、切屑が強
圧縮され溝中に詰まり排出不良を起す。又、４５％以上
では切屑排出溝容積が不足し、切屑排出不良を起す。

【０００８】また、該三ツ溝ドリルの溝巾θ１を５０
％〜７０％としたのは、５０％以下では切屑排出溝容積
が不足し切屑排不良を起す。又、７０％以上ではドリル
剛性が不足する。

【０００９】さらに、溝部の少なくとも刃先先端を含め
た部分に、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ＴｉＡｌＮ、ＣｒＮ、ダ
イヤモンド等の様な硬質皮膜からなるコーティング層を
１層又は複層形成させることにより、耐摩耗性が向上
し、かつ周速の遅くなる中心軸近傍の凝着を少なくす
る。

【００１０】

【実施例】本発明例として、ＳＫＨ５１製のドリル直径
＝１０．９ｍｍを用いて、図１に示すような主切刃偏心
量がドリル心厚の１５％でドリル心厚がドリル径の３５
％、屈曲角１５°、主切刃長さがドリル径の２７％、ド
リル溝巾が５５％の三ツ溝ツイストドリル５本を用い
て、切削速度＝３０ｍ／ｍｉｎ、１回転当りの送り量＝
０．１６ｍｍ／ｒｅｖ、加工深さ＝３３ｍｍ、湿式切削
の条件でＳ４５Ｃ（ＨＶ２３０〜２９０）を加工し、６
００穴加工後のドリル切刃逃げ面最大摩耗量ＶＢｍａｘ
（ｍｍ）を測定した。比較のため、従来のように主切刃
に偏心量を設けていないドリルも同様に試験を５本行
い、その結果も表１に併記する。

【００１１】

【表１】

【００１２】表１より、本発明例５本のように主切刃に
偏心量を付与したドリルでは、スムーズに切削がなされ
切屑排出にすぐれるため、切刃逃げ面最大摩耗巾が減少
し良好な性能を示したが、従来例５本では摩耗量が１．
６倍程度大きくなり、切屑の幅も広く排出不良による圧
縮された痕跡があり、５本中１本は５１１穴で折損し
た。

【００１３】図２に示す、本発明例のように主切刃とシ
ンニング切刃に屈曲角を付与し、主切刃とシンニング切
刃の切屑の分離性を改善したことにより、切屑カール径
が小さくなり、図４に示すような切屑形態となり、スム
ーズに切屑が排出された。更に、図６の本発明例では、
切屑がスムーズに生成、排出される事でスラスト、トル
クともに低減でき、折損する事もなく切削できた。

【００１４】例えば、図３に示す従来例では、主切刃と
シンニング切刃に屈曲がなく切屑が分断されないので切
屑が幅広くなり溝中に詰まり図５に示すような圧縮され
た不連続な切屑形態となった。更に、図７の従来例で
は、切屑が溝中に詰まり排出不良を誘発することで、ス
ラスト、トルク共に本発明例に比して高く、従来例の試
験ドリル５本中１本が切屑排出不良により折損した。

【００１５】

【発明の効果】本願発明を適用することにより、主切刃
長さを長くし主切刃の切削比率を高めると共に偏曲角度
をつける事で切屑の分離と細分化が図れるため、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、従来例のドリルの軸方向先端視を示
す。

【図４】図４は、本発明例の切屑を示す。

【図５】図５は、従来例の切屑を示す。

【図６】図６は、本発明例のドリルの切削抵抗を示す。

【図７】図７は、従来例のドリルの切削抵抗を示す。

【符号の説明】

１ドリル本体２主切刃３シンニング切刃４切刃偏心量５偏曲点６溝底部の凹状曲率部７偏曲角度Ｄ直径Ｗ心厚Ｏ軸心 θ１溝角

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１２年１０月２日（２０００．１０．
２）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】明細書

【発明の名称】ツイストドリル

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【０００２】

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の３枚
刃ドリルでは切刃をドリル軸心に向って直線状に構成し
ているため切削に有効な掬い角を持った主切刃が短く、
押し潰し切削を行うシンニング切刃が長くなり、切屑の
形状が不均衡になり又、主切刃シンニング切刃に偏曲点
を持たないため、生成される切屑は分離されずに幅の広
い切屑となり切屑の排出性が悪く切屑の滞留を誘発し、
ドリル寿命が低下したりドリル折損を発生させ安定性に
欠けるので、切削能率をあげる事が出来ない。そこで、
本願発明では主切刃に偏心量を付与することで主切刃長
さを長くし、主切刃、シンニング切刃に屈曲角を付与す
ることで切屑をスムーズに生成し、能率よく安定した穴
加工のできるドリルを提供する。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、３枚刃のツイ
ストドリルにおいて主切刃の位置をドリル外周３等分線
より回転方向側にドリル心厚の５％〜３５％の偏心量の
位置にし、シンニング切刃と主切刃の交点をくの字状に
屈曲させ、屈曲角度を１４５°〜１７５°とし、ドリル
心厚をドリル直径の２５％〜４５％、ドリル溝角を５０
％〜７０％としたものである。より詳細には、溝部の少
なくとも刃先部分を含めた部分に例えば、ＴｉＮ、Ｔｉ
ＣＮ，ダイヤモンド等の様な硬質皮膜からなる硬質物質
を１層又は複層形成したものである。

【０００５】

【作用】図１〜図２面を参照しつつ説明する。先ず、３
枚刃ツイストドリルの軸端視図においてドリル外周を３
等分した点よりドリル中心に結んだ仮想３等分線より、
ドリル回転方向側へドリル心厚の５％〜３５％の値の偏
心量の位置に主切刃を設ける事により、主切刃とシンニ
ング切刃の屈曲がくの字状になり、屈曲角が生じ１４５
°以上１７５°以下の範囲で主切刃、シンニング切刃で
の切屑の流れは分離され、切屑の幅はそれぞれの切刃長
さの幅に細分化される。さらに、ドリル溝底部の凹状曲
率と仮想心厚径に接する位置がドリル回転方向側へ移動
する事で、主切刃の長さが長くなり切削に有効な掬い角
を持った主切刃の切削比率が高められると共に押し潰し
切削を行うシンニング切刃が短くなる。これらの事によ
り、切屑の生成がスムーズになり切屑の幅が狭くなるこ
とで、すみやかに切屑が排出される事で切屑詰まりの防
止や切削抵抗の低減が図れ、安定した加工ができる。こ
のように、主切刃の偏心量をドリル心厚の５％以下で
は、主切刃とシンニング切刃の屈曲角が小さくなり、切
屑の分離性に劣る。さらに、主切刃の長さが短くなり、
主切刃での切削比率が減少し、シンニング切刃の切削比
率が高まり切削性に劣る。また、主切刃の偏心量をドリ
ル心厚の３５％以上では、主切刃とシンニング切刃の屈
曲角度が大きくなりシンニング切刃で生成された切屑の
ドリル溝への流れ込みを阻害する。さらに、ドリル溝底
部の凹状曲率が小さくなり、切屑が強圧縮され溝中に詰
まり排出不良を起す。そこで、主切刃の偏心量をドリル
心厚の５％〜３５％とした。さらに望ましくは、ドリル
心厚の１０％〜３０％である。

【０００６】次に、該三ツ溝ドリルの主切刃とシンニ
ング切刃の屈曲角は、１４５°〜１７５°であり、１７
５°を越えた場合では主切刃とシンニング切刃の切屑が
分離されず、幅の広い切屑となり溝中に詰まり排出不良
を起す。又、１４５°未満では、シンニング切刃で生成
された切屑がシンニング切刃に堆積し切屑の溶着を起こ
す。そこで、主切刃とシンニング切刃の屈曲角を１４５
°〜１７５°とした。さらに、望ましくは１５５°〜１
７０°である。

【０００８】また、該三ツ溝ドリルの溝角θ１を５０
％〜７０％としたのは、５０％以下では切屑排出溝容積
が不足し切屑排不良を起す。又、７０％以上ではドリル
剛性が不足する。