JP2005022011A - ドリル - Google Patents
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Abstract
【解決手段】軸線O方向の先端側から刃先部10を見たときに、切屑排出溝12の溝底を構成する壁面12Cと先端逃げ面11との交差稜線部を、切刃13の延長線S1と軸線Oを通って延長線S1に直交する直線S2との交点P上に位置させる。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、被削材に対して加工穴を形成するための穴明け加工に用いられるドリル、とくに、小径の加工穴を形成するための穴明け加工に用いられる小径ドリルに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、図4(a)に示されるように、軸線O回りに回転されるドリル本体の先端側部分である刃先部1の外周に、この刃先部1の先端逃げ面1Aに開口するとともに後端側へ向けて延びる一対の切屑排出溝2,2が形成され、これら一対の切屑排出溝2,2のドリル回転方向前方側を向く壁面2A,2Aと先端逃げ面1Aとの交差稜線部に一対の切刃3,3が形成され、さらに、一対の切刃3,3の内周端同士を接続するチゼルエッジ4が先端逃げ面1Aに形成されたドリルが知られている。
【0003】
このようなドリルにおいては、軸線O方向の先端側から刃先部1を見たとき、図4(a)の要部拡大図である図4(b)に示されるように、切屑排出溝2の溝底を構成する壁面2Bと先端逃げ面1Aとの交差稜線部が、切刃3の延長線S1と軸線Oを通って延長線S1に直交する直線S2との交点Pよりも、軸線Oから離れるように位置させられているため、チゼルエッジ4にて生成される切屑の排出性に劣り、切屑詰まりを生じさせやすいという問題がある。
これを解決するために、従来より種々の提案がなされており、例えば、特許文献1には、先端逃げ面に形成されるチゼルエッジに対して、いわゆるX形シンニングが追加工されたドリルが開示され、特許文献2には、通常の切屑排出溝に加えて、チゼルエッジにて生成される切屑を排出するための副溝が追加工されたドリルが開示されている。
【0004】
【特許文献1】
実開昭60−40259号公報
【特許文献2】
特開昭60−25608号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献1や特許文献2に開示されたドリルでは、切屑排出性を改善することができる一方で、刃先部の先端が大きく切り欠かれるようにしてシンニングや副溝が追加工されているために、この刃先部の剛性を著しく低下させてしまい、しかも、シンニングや副溝の追加工を実施する必要性からドリル自体の製造も容易ではなかった。とくに、このような傾向は、被削材に対して小径の加工穴を形成するための穴明け加工に用いられる小径ドリルにおいて顕著になってしまう。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、刃先部の剛性を不用意に低めることなく、チゼルエッジにて生成される切屑の排出性を良好に保って、切屑詰まりの発生を抑制することができ、かつ、製造が容易なドリルを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明のドリルは、軸線回りに回転されるドリル本体の先端側部分である刃先部の外周に、この刃先部の先端逃げ面に開口するとともに後端側へ向けて延びる切屑排出溝が形成され、この切屑排出溝のドリル回転方向前方側を向く壁面と前記先端逃げ面との交差稜線部に切刃が形成されたドリルであって、前記軸線方向の先端側から前記刃先部を見たときに、前記切屑排出溝の溝底を構成する壁面と前記先端逃げ面との交差稜線部が、前記切刃の延長線と前記軸線を通って前記延長線に直交する直線との交点上に位置させられている、あるいは、前記交点よりも前記軸線寄りに位置させられていることを特徴とするものである。
【0007】
このような本発明のドリルによれば、刃先部を先端側から見たときに、切屑排出溝の溝底を構成する壁面と先端逃げ面との交差稜線部が、上記の交点上あるいは交点よりも軸線寄りに位置させられているため、従来のドリルの刃先部と同じ心厚を有している場合であっても、この刃先部の先端逃げ面に形成されたチゼルエッジにて生成される切屑を排出するための空間を大きく確保することが可能となっている。
そのため、刃先部の先端を大きく切り欠くことによってシンニングや副溝を形成して刃先部の剛性を低めなくても、チゼルエッジにて生成される切屑の排出性を改善することができ、これにともない、切屑詰まりの発生を抑制することができる。さらに、本発明のドリルは、切屑排出溝の溝底の位置が従来のドリルとは異なっているものの、従来と同様の切屑排出溝の形成方法で適切な形状を得ることができるため、容易に製造することができる。
【0008】
また、本発明のドリルにおいては、前記先端逃げ面が、複数の逃げ面から構成される多段面状とされていてもよく、このような構成とすると、チゼルエッジにて生成される切屑の流れが改善されて、切屑排出性のさらなる向上を図ることができ、しかも、シンニングや副溝のように刃先部の先端が大きく切り欠かれることがないので、刃先部の剛性を不用意に低めてしまうようなこともない。
【0009】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の第一実施形態によるドリルを添付した図1を参照しながら説明する。
本第一実施形態によるドリルのドリル本体は、超硬合金等の硬質材料により軸線Oを中心とした略円柱状に形成されたものであり、その後端側部分が工作機械の回転軸に把持されるシャンク部とされる一方、先端側部分が刃先部10とされている。
【0010】
刃先部10の外周には、この刃先部10の先端逃げ面11に開口する部分から軸線O方向の後端側へ向かうにしたがい略一定のねじれ角でドリル回転方向T後方側にねじれる一対の切屑排出溝12,12が軸線Oに関して対称に形成されていて、これら一対の切屑排出溝12,12におけるドリル回転方向T前方側を向く壁面12A,12Aと先端逃げ面11との交差稜線部に、略直線状をなす一対の切刃13,13が形成されている。
【0011】
刃先部10の先端逃げ面11は、一対の切刃13,13からドリル回転方向T後方側へ向かうにしたがい軸線O方向の後端側へ向かって後退するとともに、内周側から外周側へ向かうにしたがい軸線O方向の後端側へ向かって後退するような略円錐面状に形成されており、一対の切刃13,13のそれぞれには、所定の逃げ角及び先端角が付されるようになっている。
また、この先端逃げ面11には、一対の切刃13,13の内周端同士を接続するように、軸線O方向の先端側から見て、軸線Oを通る略直線状のチゼルエッジ14が形成されている。
【0012】
さらに、刃先部10における一対の切屑排出溝12,12を除く外周面、すなわちランド部15は、軸線Oに直交する断面で見たとき、図1(a)から理解できるように、切屑排出溝12のドリル回転方向T前方側を向く内壁面12Aの外周側稜線部に交差して、軸線Oを中心とした略円弧状をなすマージン部15Aと、このマージン部15Aのドリル回転方向T後方側に連なり、マージン部15Aがなす円弧よりも一段小さい外径を有する軸線Oを中心とした略円弧状をなす二番取り面15Bとから構成されている。
なお、これらマージン部15Aと二番取り面15Bとは、切屑排出溝12と同様に、先端逃げ面11に交差する部分から軸線O方向の後端側へ向かうにしたがいドリル回転方向T後方側にねじれるようにして、刃先部10の軸線O方向での略全長に亘って形成されている。
【0013】
ここで、軸線O方向の先端側から刃先部10を見たときには、図1(a)に示されるように、切屑排出溝12におけるドリル回転方向T前方側を向く壁面12Aと先端逃げ面11との交差稜線部(切刃13)が、略直線状をなしているのに対して、切屑排出溝12におけるドリル回転方向T後方側を向く壁面12Bと先端逃げ面11との交差稜線部が、ドリル回転方向T前方側へ向かって凹む略凹曲線状をなしている。
そして、これら略直線状をなす交差稜線部と略凹曲線状をなす交差稜線部とを接続する稜線部、つまり、切屑排出溝12における溝底を構成する壁面12Cと先端逃げ面11との交差稜線部が、図1(a)の要部拡大図である図1(b)に示されるようになっている。
【0014】
すなわち、本第一実施形態では、軸線O方向の先端側から刃先部10を見たときに、切屑排出溝12の溝底を構成する壁面12Cと先端逃げ面11との交差稜線部が、略直線状をなす切刃13の延長線S1と軸線Oを通って延長線S1に直交する直線S2との交点P上に位置させられているのである。
詳述すれば、切屑排出溝12の溝底を構成する壁面12Cと先端逃げ面11との交差稜線部において、略凹曲線状の部分(切屑排出溝12の壁面12Bと先端逃げ面11との交差稜線部から連続する略凹曲線状の部分)と略直線状の部分(切屑排出溝12の壁面12Aと先端逃げ面11との交差稜線部から連続する略直線状の部分)との交点付近が、上記の交点P上に位置させられている。
【0015】
上述したような構成とされた本第一実施形態のドリルによれば、刃先部10を先端側から見たときに、切屑排出溝12の溝底を構成する壁面12Cと先端逃げ面11との交差稜線部が、上記の交点P上に位置させられているため、図4に示したような従来のドリルの刃先部1と同じ心厚Wを有している場合であっても、この刃先部10の先端逃げ面11に形成されたチゼルエッジ14にて生成される切屑を排出する切屑排出溝12のスペースをより大きく確保することが可能となっている。
【0016】
それゆえ、刃先部10の先端を大きく切り欠くことによってシンニングや副溝を形成して刃先部10の剛性を不用意に低めなくても、チゼルエッジ14にて生成される切屑の排出性を改善することができ、これにともない、切屑詰まりの発生を抑制することができるのである。
【0017】
しかも、本第一実施形態によるドリルは、図4に示す従来のドリルと比較して、切屑排出溝12の溝底の位置が異なっているだけであるので、従来と同様の切屑排出溝の形成方法で適切な形状を得ることができるため、容易に製造することができる。
なお、このような本第一実施形態によるドリルは、その切刃13の外径が、0.05mm〜2.00mmの範囲に設定されていて、穴明け加工時にステップ加工を要するような深穴加工を行う場合にとくに有効である。
【0018】
次に、本発明の第二実施形態によるドリルを添付した図2を参照しながら説明するが、上述した第一実施形態と同様の部分には同一の符号を用いてその説明を省略する。
本第二実施形態では、切屑排出溝12における溝底を構成する壁面12Cと先端逃げ面11との交差稜線部が、図2(a)の要部拡大図である図2(b)に示されるようになっている。
【0019】
すなわち、本第二実施形態では、軸線O方向の先端側から刃先部10を見たときに、切屑排出溝12の溝底を構成する壁面12Cと先端逃げ面11との交差稜線部が、略直線状をなす切刃13の延長線S1と軸線Oを通って延長線S1に直交する直線S2との交点Pよりも軸線O寄りに位置させられているのである。
詳述すれば、切屑排出溝12の溝底を構成する壁面12Cと先端逃げ面11との交差稜線部において、略凹曲線状の部分(切屑排出溝12の壁面12Bと先端逃げ面11との交差稜線部から連続する略凹曲線状の部分)が、上記の交点Pよりも軸線O寄りに位置させられていて、この略凹曲線状の部分と略直線状の部分(切屑排出溝12の壁面12Aと先端逃げ面11との交差稜線部から連続する略直線状の部分)との交点付近が、切刃13の内周端とチゼルエッジ14との交点上に位置させられている。
【0020】
このような構成とされた本第二実施形態のドリルによっても、上述した第一実施形態と同様の効果を得ることが可能となっている。
なお、本第二実施形態において、軸線O方向の先端側から刃先部10を見たときに、切屑排出溝12の溝底を構成する壁面12Cと先端逃げ面11との交差稜線部が、上記の交点Pよりも軸線Oに寄りすぎていても、刃先部10の剛性を低めざるを得なくなってしまうので、この交差稜線部と上記の交点Pとの間における直線S2に沿った方向での距離は、ドリル径(切刃13の外径)が0.3mmより小さい場合は0.005mm〜0.01mmの範囲、ドリル径が0.3mm〜0.8mmの場合は0.005mm〜0.02mmの範囲、ドリル径が0.8mmを越える場合は0.01mm〜0.04mmの範囲で適宜設定されていることが好ましい。
【0021】
次に、本発明の第三実施形態によるドリルを添付した図2を参照しながら説明するが、上述した第一及び第二実施形態と同様の部分には、同一の符号を用いてその説明を省略する。
本第三実施形態によるドリルは、上述した第二実施形態とほぼ同様の構成を有するものであるが、その刃先部10の先端逃げ面11が、周方向に沿って配列された複数の平坦な逃げ面から構成される多段面状とされている点に違いを有している。
【0022】
すなわち、刃先部10の先端逃げ面11が、一対の切刃13,13がドリル回転方向T前方側の稜線部にそれぞれ形成された第一逃げ面11A,11Aと、これら第一逃げ面11A,11Aのドリル回転方向T後方側に連なる第二逃げ面11B,11Bとから構成された多段面状をなしていて、一対の切刃13,13のそれぞれには、ドリル回転方向T後方側に向かうにしたがい多段的に大きくなる逃げ角が付されるようになっている。
【0023】
このような構成とされた本第三実施形態のドリルによれば、上述した第一実施形態と同様の効果を得ることが可能となっているのに加えて、先端逃げ面11を多段面状としたことで、チゼルエッジ14にて生成される切屑の流れが改善され、切屑排出性のさらなる向上を図ることができる。
しかも、シンニングや副溝のように刃先部10の先端が大きく切り欠かれることがないので、この刃先部10の剛性を不用意に低めることもない。
【0024】
【実施例】
本発明の一例によるドリル(図1に示す第一実施形態によるドリルを実施例1、図2に示す第二実施形態によるドリルを実施例2、図3に示す第三実施形態によるドリルを実施例3とする)と、従来のドリル(図4に示すドリルを従来例とする)とを用い、ステップ送りで被削材に加工穴を形成する穴明け加工試験を行った。この穴明け加工試験では、あるステップ量で50穴加工できたものを○とし、50穴加工できなかったものを×とした。その結果を表1に示す。
また、穴明け加工条件は、以下に示す通りである。
・ドリル径(切刃13の外径):1.0mm
・切削速度:80m/min
・送り量:0.08mm/rev.
・穴深さ:8mm
・被削材:A7075P
・切削油剤:エマルション
【0025】
【表1】
【0026】
表1に示されるように、従来例ではステップ量が0.5mmまでしか加工できなかったのに対し、実施例1ではステップ量が1.0mmまで、実施例2ではステップ量が1.2mmまで、さらに、実施例3ではステップ量が1.5mmまで、切屑詰まりを生じさせることなく安定した穴明け加工を継続することができており、本発明の一例である実施例1〜3が、従来例よりも格段に優れていることが分かる。
【0027】
【発明の効果】
本発明によれば、刃先部を先端側から見たときに、切屑排出溝の溝底を構成する壁面と先端逃げ面との交差稜線部が、上述した交点上あるいはこの交点よりも軸線寄りに位置させられているため、従来のドリルと同一の心厚を有していながらも、チゼルエッジにて生成される切屑を排出する切屑排出溝のスペースを大きくすることが可能となっている。
したがって、刃先部の先端を大きく切り欠いてシンニングや副溝を形成して刃先部の剛性を低めなくても、チゼルエッジにて生成される切屑の排出性を改善することができ、これにともない、切屑詰まりの発生を抑制することができる。さらに、本発明のドリルは、切屑排出溝の溝底の位置が従来のドリルとは異なっているものの、従来と同様の切屑排出溝の形成方法で適切な形状を得ることができるため、容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明の第一実施形態によるドリルの刃先部を示す先端面図、(b)は(a)におけるX部拡大図である。
【図2】(a)は本発明の第二実施形態によるドリルの刃先部を示す先端面図、(b)は(a)におけるX部拡大図である。
【図3】本発明の第三実施形態によるドリルの刃先部を示す先端面図である。
【図4】(a)は従来のドリルの刃先部を示す先端面図、(b)は(a)におけるX部拡大図である。
【符号の説明】
10 刃先部
11 先端逃げ面
12 切屑排出溝
12A ドリル回転方向前方側を向く壁面
12B ドリル回転方向後方側を向く壁面
12C 溝底を構成する壁面
13 切刃
14 チゼルエッジ
S1 切刃の延長線
S2 切刃の延長線に直交して軸線を通る直線
P 交点
O 軸線
T ドリル回転方向
Claims (2)
- 軸線回りに回転されるドリル本体の先端側部分である刃先部の外周に、この刃先部の先端逃げ面に開口するとともに後端側へ向けて延びる切屑排出溝が形成され、この切屑排出溝のドリル回転方向前方側を向く壁面と前記先端逃げ面との交差稜線部に切刃が形成されたドリルであって、
前記軸線方向の先端側から前記刃先部を見たときに、
前記切屑排出溝の溝底を構成する壁面と前記先端逃げ面との交差稜線部が、前記切刃の延長線と前記軸線を通って前記延長線に直交する直線との交点上に位置させられている、あるいは、前記交点よりも前記軸線寄りに位置させられていることを特徴とするドリル。 - 請求項1に記載のドリルにおいて、
前記先端逃げ面が、複数の逃げ面から構成される多段面状とされていることを特徴とするドリル。
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