JP2004154883A - スパイラルホール付ドリル - Google Patents

Abstract

【目的】流体を供給するスパイラルホールを楕円形状とし、ドリル切刃とほぼ平行に楕円形状のスパイラルホールの長軸を配する事で、流体供給圧力をあげることなく切刃中心部から外周部まで流体をいきわたらせ、切刃摩耗を抑制した事を特徴とするスパイラルホール付ドリルである。
【構成】ドリルの基端側から先端側に切刃近傍に向けて、切削油剤或いは切削ミスト或いはエアー等の流体を供給するスパイラルホールを有するドリルにおいて、該スパイラルホールの軸断面形状が楕円であり、長軸と短軸の比が１．２：１．０以上４．０：１．０以下、としたことを特徴とするスパイラルホール付ドリルである。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本願発明は、ドリル基体内部に楕円形状のスパイラルホールを有し、基端側から先端切刃側に流体を供給し、切刃の潤滑と冷却を行う際、切刃にほぼ平行に楕円形状のホールが開口することで、切刃全般にわたり流体が供給され刃先の摩耗が抑制されるスパイラルホール付ドリルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ドリル加工は、先端切刃で切削が行われる為、外部給油方式では加工穴が深くなるに従って、刃先まで給油が届きにくくなる。また、それにともなって刃先温度が上昇し刃先の軟化によって早期に寿命になっていた。これらを改善すると共に切屑の排出性を補う為、スパイラルホール付ドリルが用いられている。また、スパイラルホールはドリル断面のランド部という狭い部分に配置される為、スパイラルホール径やスパイラルホールピッチを最適な寸法に設定する事ができず、特にドリルの高速切削においては切削油剤や切削ミストが充分に供給できない。更に、スパイラルホール付ドリルでは先端切刃逃げ面の開口部から流体が吐出し拡散するが、ドリルは高速で回転しており、また刃先前端のカッティングエッヂにいくにしたがい、切刃逃げ面と加工ワークの隙間が小さくなる事で吐出した流体の大部分は刃先後端溝側へ拡散し従来の円形スパイラルホール付ドリルではスパイラスホールの開口部に隣接するカッティングエッヂの一部分のみに届くだけで、カッテイングエッヂ全般（切刃中心チゼル部から切刃外周部迄。）を潤す事ができず、早期に摩耗が進行した。カッテイングエッヂ全般に流体を充分にいきわたらせるには、流体の供給圧力を増加させる事が求められるが、供給ポンプが高圧となり機構的に複雑で切屑の微粉を含んだ切削油を圧送するには適さず、ポンプの故障を誘発し、さらに、ポンプの消費力も多大なものになる。また、スパイラルホールの開口位置を切刃外周部側に配置することでも、切刃外周部に流体をいきわたらせる事ができるが、ドリル中心部への流体が不足し、ドリルチゼル部に溶着を誘発する。さらに、スパイラルホールが外周側に配置される為、ドリル製作中にドリル溝途中でスパイラルホールが開口し、不良になる危険性も高くなる。例えば、特開２００２−５２４１０号公報には、油穴のドリル先端側の逃げ面における開口位置を切刃と外周縁より規定し、工具寿命を向上させた油穴付き切削工具が記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、流体を供給するスパイラルホールを楕円形状とし、ドリル切刃とほぼ平行に楕円形状のスパイラルホールの長軸を配する事で、流体供給圧力をあげることなく切刃中心部から外周部まで流体をいきわたらせ、切刃摩耗を抑制した事を特徴とするスパイラルホール付ドリルである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ドリルの基端側から先端側に切刃近傍に向けて、切削油剤或いは切削ミスト或いはエアー等の流体を供給するスパイラルホールを有するドリルにおいて、該スパイラルホールの軸断面形状が楕円であり、長軸と短軸の比が１．２：１．０以上４．０：１．０以下、としたことを特徴とするスパイラルホール付ドリルである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
楕円形状のスパイラルホールを切刃とほぼ平行に切刃逃げ面側に配置する事でスパイラルホールの開口部が楕円の為、ドリルの回転方向には開口部の幅が狭くなり、今までドリル溝側へ流れていた流体の流れが抑制されると共に、ドリルの径方向に開口部の幅が広がり、流体の拡散範囲は広がってドリル中心側から外周側まで切刃全体にわたり流体が行きわたる様になる。更に、楕円形状のスパイラルホールの長軸を切刃とほぼ平行に配することで、流体は切刃に添って拡散され切刃の潤滑、冷却を行った後、切屑の排出作用に利用される為、同一断面積のスパイラルホールで流体の効果を有効に活用する事ができる。以下、実施例に基づき本発明の数値限定及びその作用・効果を具体的に説明する。
【０００６】
【実施例】
（実施例１）
本発明例１として超硬合金製でドリル直径＝８．０ｍｍ、スパイラルホール形状が楕円、スパイラルホールの軸断面積が約１．０ｍｍ^２／１穴、スパイラルホールの楕円の長軸と短軸の比が２．０：１．０（１．４１ｍｍ：０．７１ｍｍ）でスパイラルホールピッチ３．８ｍｍ、スパイラルホールの楕円の長軸がドリル切刃より１．４ｍｍの位置で、ドリル切刃にほぼ平行（ドリル中心からの位相角＝０°）、捩れ角＝３０°、ドリル溝＝１００ｍｍ、ドリル全長＝１５０ｍｍ、ドリル心厚＝２．８ｍｍ、シンニング＝Ｘ型、コーティング＝ＴｉＡｌＮのスパイラルホールが楕円のドリルを３本用意し、基端側より１．５Ｍｐａで流量３０ｌ／ｍｉｎのポンプで切削液を供給し、ＳＣＭ４４０調質材（ＨＲＣ２８〜３０）を切削速度＝１００ｍ／ｍｉｎ、送り＝８００ｍｍ／ｍｉｎ、加工深さ＝４０ｍｍで１０００穴加工し、刃先の観察と両切刃逃げ面の外周部摩耗幅を測定し３本の平均値を測定値とした。比較の為、従来例２としてスパイラルホールが円形で、スパイラルホール径＝１．１３ｍｍ、スパイラルホールの軸断面積が約１．０ｍｍ^２／１穴のも同様に３本調査した。
その結果、本発明例１では、逃げ面の平均摩耗幅が０．０８ｍｍで初期摩耗の状態でシンニング部分にも切屑の溶着は観られなかったのに対し、従来例２では、平均摩耗幅が１．９ｍｍで摩耗が進行しておりシンニング部分に切屑の溶着も観られた。
【０００７】
（実施例２）
本発明例１と同仕様の、スパイラルホールが楕円形状のドリルで、スパイラルホールが約１．０ｍｍ^２／１穴、
比較例３として、長軸と短軸の比が１．１：１．０（１．０５ｍｍ：０．９５ｍｍ）、本発明例４として、同１．２：１．０（１．１０ｍｍ：０．９１ｍｍ）、本発明例５として、４．０：１．０（２．０ｍｍ：０．５ｍｍ）、比較例６として、４．５：１．０（２．１２ｍｍ：０．４７ｍｍ）を各３本用意し、実施例１と同様に調査した。
その結果、比較例３の逃げ面平均摩耗幅＝１．７５ｍｍ、本発明例４の逃げ面平均摩耗幅＝１．２４ｍｍ、本発明例５の逃げ面平均摩耗幅＝０．０６ｍｍ、比較例６の逃げ面平均摩耗幅＝１．２４ｍｍであり、比較例６のものにおいては、一方の切刃の逃げ面平均摩耗幅が０．０６ｍｍであったが、もう一方の切刃外周部に微少チッピングが観れらた。これにより、楕円形状のスパイラルホールの長軸と短軸の比を１．２：１．０以上４．０：１．０以下の範囲とした。
【０００８】
（実施例３）
実施例１と同仕様のドリルで、
本発明例７として、楕円スパイラルホールの長軸の位置がドリル切刃と平行（ドリル中心からの位相角＝０°）、本発明例８として、ドリル切刃平行より１５°後方（位相角＝１５°）、本発明例９として、ドリル切刃平行より３０°後方（位相角＝３０°）、本発明例１０として、ドリル切刃平行より４５°後方（位相角＝４５°）、比較例１１として、ドリル切刃平行より６０°後方（位相角＝６０°）、比較例１２として、ドリル切刃平行より７５°後方（位相角＝７５°）のドリルを各３本用意し、エステル系のオイルを３０ｃｃ／時間の比率で０．５Ｍｐａで流量１８００ｌ／ｍｉｎのコンプレッサーから送気空気中にミスト状に分布させた状態で、ドリル基端側よりスパイラルホールに供給し、Ｓ５０Ｃ（ＨＶ１６０〜１８０）を切削速度＝１５０ｍ／ｍｉｎ、送り＝１５００ｍｍ／ｍｉｎ、加工深さ＝４０ｍｍの条件で１０００穴加工し、その際の逃げ面摩耗幅（ｍｍ）を左右の切刃で測定し、平均したものを測定値とした。
【０００９】
その結果、本発明例７の逃げ面摩耗幅は０．０６ｍｍ、本発明例８は同０．０９ｍｍ、本発明例９は同０．１１ｍｍ、本発明例１０は同０．１６ｍｍ、比較例１１は同０．２６ｍｍ、比較例１２は同０．３９ｍｍであり、比較例１２は摩耗限界値０．４ｍｍに達していた。これによりドリル切刃より平行から４５°の範囲であれば、摩耗の進行を抑制する効果が大きい。これによりスパイラルホールの長軸の位置をほぼ平行から切刃平行より後方側４５°以下の位置とした。
【００１０】
また、スパイラルホールの位置が切刃と平行（ドリル中心からの位相角＝０°）より７５°後方（位相角＝７５°）に従来の円形形状のスパイラルホールを配置した場合、スパイラルホールのバラツキにより溝途中でスパイラルホールが破れて不良になる事があったが、楕円形状のスパイラルホールでは円形スパイラルホールに対して短軸が短いので溝途中でのスパイラルホールの破れば減少できる。
【００１１】
【発明の効果】
本発明を適用することにより、切刃先端逃げ面の流体の拡散を切刃と平行に切刃全般に拡散し、切刃の潤滑、冷却作用を促進し、同一スパイラルホール断面積でありながら、ドリル性能、特に逃げ面摩耗が安定したスパイラルホール付ドリルが得られた。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明例の軸端視図を示す。
【図２】図２は、図１の位相角を示す。
【図３】図３は、比較例の軸端視図を示す。
【符号の説明】
θ 位相角

Claims (3)

1. ドリル基端側から先端側の切刃近傍に向けて、切削油剤或いは切削ミスト或いはエアー等の流体を供給するスパイラルホールを有するドリルにおいて、該スパイラルホールの軸断面形状が楕円であり、且つ、長軸と短軸の比が１．２：１．０以上４．０：１．０以下、としたことを特徴とするスパイラルホール付ドリル。
2. 請求項１記載のスパイラルホール付ドリルにおいて、該ドリルの楕円形状のスパイラルホールの長軸方向がドリル切刃とほぼ平行からドリル切刃平行より４５°回転方向後方側以下に設けられたことを特徴とするスパイラルホール付ドリル。
3. 請求項１記載のスパイラルホール付ドリルにおいて、該ドリルは超硬合金製としたことを特徴とするスパイラルホール付ドリル。

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