JP2005118935A

JP2005118935A - ドリル

Info

Publication number: JP2005118935A
Application number: JP2003356426A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kubota; 隆志久保田; Masayuki Iwasaki; 正幸岩▲崎▼; Hiroyuki Sugita; 博之杉田
Original assignee: Aisin AW Co Ltd; Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Aisin AW Co Ltd; Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2003-10-16
Filing date: 2003-10-16
Publication date: 2005-05-12

Abstract

【課題】切屑と加工穴の内周との接触を防止して、切屑による加工穴の内周の損傷することなく仕上げるとともに、切屑をドリル本体の後端側より確実に排出し、加工穴の内部に切屑が残留するのを低減させるドリルを提供する。
【解決手段】軸線周りに回転される円柱状のドリル本体２の先端部外周に切屑排出溝７が形成され、この切屑排出溝７のドリル回転方向を向く壁面１２と先端逃げ面９とに形成される稜線１３が切刃１４とされているドリル１であって、前記切屑排出溝７の外周を覆うように形成された円筒状の筒部８を備えてなることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、軸線回りに回転されるドリル本体の先端に形成された切刃によって被削材に穴開け加工を施すためのドリルに関する。

一般に、このようなドリルとしては、２枚刃のツイストドリルが知られている。このドリルにおいては、円柱状のドリル本体の先端部外周に一対の切屑排出溝が形成されている。この切屑排出溝は、ドリル本体の軸線に対称に後端側に向かうに従い回転方向の後方に捩れるようにされており、この壁面とドリル本体の先端逃げ面との稜線には、切刃が形成されている。また、このドリル本体には、その後端側のシャンク部から先端側に向けて切削油剤の供給孔が形成されており、この供給孔は、先端逃げ面に開口させられている。即ち、一対の供給孔が切屑排出溝に合わせて軸線回りに捩れるようにドリル本体内に形成されており、その先端はそれぞれ切刃のドリル回転方向後端側に隣接するように先端逃げ面に開口させられている。

このように構成されたドリルは、シャンク部を介してドリル本体が工作機械の回転軸に取り付けられ、軸線回りに回転されつつこの軸線方向先端側に送り出されることにより、切刃によって被削材を削り取って被削材に穴開け加工を施す。そして、この穴開け加工時には、供給孔を通して工作機械側から送られた切削油剤が先端逃げ面から加工穴内に供給され、切刃や穴底の切削部位を冷却、潤滑する（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００１−２８７１１０号公報（段落番号００１０、第１図）

ところで、上述した特許文献１記載のドリルにおいては、穴開け加工時に生じる切屑を切屑排出溝よりドリル本体の後端側に排出するものであるが、切屑排出溝に移動した切屑が、加工穴の内周と接触してしまい、この内周を損傷しまうという問題があった。また、一つの軸線上に設けられた加工穴と加工穴との間にスペースがあり、軸線方向に断続した穴開け加工を行う場合には、加工穴と加工穴との間に存在するスペースに切屑排出溝に溜まった切屑が落下してしまう。この結果、落下した切屑が加工穴や被削材に残留してしまい、この残留した切屑を除去する切屑除去作業が必要となるので、その作業分手間がかかり、作業が面倒になるという問題があった。さらに、この切屑除去作業によっても切屑を完全に除去することができないので、加工穴内や被削材に切屑が残ってしまうという問題があった。

この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、切屑と加工穴の内周との接触を防止して、切屑による加工穴の内周の損傷することなく仕上げるとともに、切屑をドリル本体の後端側より確実に排出し、加工穴の内部に切屑が残留するのを低減させるドリルを提供することにある。

上記目的を達成するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に係る発明は、軸線周りに回転される円柱状のドリル本体の先端部外周に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を向く壁面と先端逃げ面とにより形成される稜線が切刃とされているドリルであって、前記切屑排出溝の外周を覆うように形成された円筒状の筒部を備え、切屑排出溝は、その後端部の少なくとも一部が露出していることを特徴とする。

この発明に係るドリルによれば、ドリル本体に形成された切屑排出溝の外周を覆うように、円筒状の筒部を備えていることにより、穴開け加工したことにより生じる切屑を、筒部に覆われている切屑排出溝内に誘導させて、ドリル本体の後端側に排出するので、加工穴の内周と切屑とが接触しない。また、切屑が移動する切屑排出溝を筒部が覆っているため、一旦切屑排出溝に誘導された切屑を、途中で落下させることなく、工具本体の後端側より排出する。

請求項２に係る発明は、請求項１記載のドリルにおいて、前記筒部の外径が前記切刃の前記ドリル本体径方向の外端より０．０１ｍｍ〜１．０ｍｍ小さい範囲に設定されていることを特徴とする。
この発明に係るドリルによれば、筒部の外径を切刃のドリル本体径方向の外端より０．０１ｍｍ〜１．０ｍｍ小さい範囲に設定していることにより、筒部が切刃により形成される加工穴の内周と接触しないので、加工穴の内周を損傷することなく、仕上げることができる。即ち、ここで筒部の外径を切刃のドリル本体径方向の外端より０．０１ｍｍ〜１．０ｍｍ小さい範囲と設定したのは、切刃のドリル本体径方向の外端に比べて筒部の外径が０．０１ｍｍを上回るほど大きいと、筒部と加工穴の内周が接触してしまい、また、逆に切刃のドリル本体径方向の外端に比べて筒部の外径が１．０ｍｍを下回るほど小さいと、切屑排出溝と筒部との間のスペースを十分に確保することができなくなり、たとえ切屑排出溝を深くして、切屑排出溝と筒部との間のスペースを広くしても、ドリル本体の心厚が小さくなってしまうので、ドリル本体の剛性を悪化させてしまうおそれがあるからである。したがって、上記の範囲に設定するものである。

請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載のドリルにおいて、前記筒部の切刃側の先端面が、前記切刃の前記ドリル本体径方向の外端部から軸線方向に１０ｍｍの範囲内に位置していることを特徴とする。
この発明に係るドリルによれば、切屑を掘削屑排出溝と筒部との間に誘導させるので、切屑と加工穴の内周との接触による加工穴の内周を損傷させることなく、穴開け加工をすることができる。即ち、ここで筒部の切刃側の先端面を切刃のドリル本体径方向の外端から軸線方向に１０ｍｍの範囲内に位置させているのは、切刃の外周面から軸線方向の後端側に向けて１０ｍｍよりを上回るほど大きい位置に筒部が設けられていると、切刃のドリル本体径方向の外端と筒部の先端面との間隔が長すぎてしまい、切屑がカールする等して、切屑排出溝内に誘導できなくなり、途中で落下してしまうおそれがあるからである。したがって、上記の範囲に設定するものである。

請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のドリルにおいて、前記筒部は、前記ドリル本体後端側のシャンク部まで延在して形成されているとともに、切屑排出口が形成されており、該切屑排出口を介して前記切屑排出溝の後端部の一部が露出していることを特徴とする。
この発明に係るドリルによれば、切屑排出溝が筒部に完全に覆われていることにより、筒部及びドリル本体の剛性を向上させることができる。ここで、切屑は、切屑排出溝内に誘導された後、後端部の切屑排出口より排出される。

本発明によれば、切屑排出溝の外周部に筒部を備えていることにより、穴開け加工により生じる切屑が筒部に覆われた切屑排出溝を移動するので、加工穴の内周と切屑とが接触することがない。したがって、加工穴の内周を損傷することなく仕上げることができる。また、本発明によれば、切屑が筒部と切屑排出溝との間を移動して、ドリルの後端側に排出されるので、例えば、一つの軸線上に設けられた加工穴と加工穴との間にスペースがあり、軸線方向に断続した穴開け加工の場合でも、切屑が途中で落下するのを防止し、加工穴の内部に切屑が残留するのを低減できる。したがって、加工穴の内周に残留した切屑を除去する手間が省けるので、作業効率を向上させることができる。

以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。
図１及び図２に示すように、このドリル１は、上述した従来のドリルと同様、いわゆる２枚刃のツイストドリルとされており、超硬合金などの硬質材料により形成されている。そして、このドリル１のドリル本体２は、軸線Ｏを中心とした略円柱状とされており、先端側に形成された切刃部３と、後端側に形成されたシャンク部４とから構成されている。
図４に示すように、切刃部３は、先端側に位置する先端側切刃部５と、後端側に位置し、先端側切刃部５の外径よりも小径とされた後端側切刃部６とから構成されており、先端側切刃部５と後端側切刃部６との境目は、段部１７とされている。また、図１及び図４に示すように、切刃部３には、ドリル本体２の軸線Ｏに対称に後端側に向かうに従い加工時のドリル回転方向Ｔの後方側に捩れるように切屑排出溝７が形成されている。さらに、後端側切刃部６の切屑排出溝７には、その外周を覆うようにドリル本体１の後端側に向けて延在して形成された円筒状の筒部８が設けられている。

図３及び図４に示すように、先端側切刃部５には、先端逃げ面９が形成されており、この先端逃げ面９は、第１の先端逃げ面１０と、第２の先端逃げ面１１とから構成されている。また、第２の先端逃げ面１１と切屑排出溝７のドリル回転方向Ｔ側を向く壁面１２と間には、シンニング部２４が形成されており、このシンニング部２４とドリル本体１の第２の先端逃げ面１１とにより形成される稜線１３は、切刃１４とされている。また、切刃部５には、マージン部１５が形成されており、このマージン部１５は、切刃１４のドリル本体径方向の外端部１４ａと図４に示す軸線Ｏとを通る外径Ｄと略等しい外径で軸線Ｏを中心とした断面円弧状とされている。なお、先端側切刃部５の外周面１６は、このマージン部１５の外周面１５ａに対して内周側に一段凹むように形成されている。

図１に示すように、ドリル本体１には、その後端側のシャンク部３から切刃部２の先端側に向けて切削油剤の供給孔２１が形成されており、第１の先端逃げ面１０に開口させられている。即ち、一対の供給孔２１が切屑排出溝４に合わせて軸線Ｏ回りに捩れるようにドリル本体２内に形成されており、図４に示すように、その先端は、第１の先端逃げ面１０に形成された開口部２２に連通されている。

ドリル本体１の筒部８は、超硬合金等の硬質材料により形成されている。ここで、図３に示すように、筒部８の外径ｄは、外径Ｄよりも０．０１〜１．０ｍｍ小さい範囲に設定されている。また、図２に示すように、この筒部８の先端面２３が、切刃１４の外端部１４ａから軸線Ｏ方向に後端側に向けて１０ｍｍの範囲内に設定されている。即ち、切刃１４の外端部１４ａから段部１７までの距離ｌは１０ｍｍ以内の範囲に設定されている。

上記のように構成されたドリル１は、シャンク部４を介してドリル本体２が工作機械の回転軸に取り付けられ、軸線Ｏ回りに回転されつつ軸線Ｏ方向先端側に送り出されることにより、この切刃１４によって被削材を削り取って被削材に穴開け加工を施す。このとき、マージン部１５は、その外周面１５ａが切刃１４によって形成された加工穴の内周に摺接することにより、ドリル本体２をその軸線Ｏに沿って真っ直ぐに案内するといった作用を奏する。また、この穴開け加工時には、供給孔２１を通して工作機械側から送られた切削油剤が第１の先端逃げ面１０に形成された開口部２２から加工穴の内部に供給され、切刃１４や穴底の切削部位を冷却、潤滑する。

このとき、図４に示すように、ドリル本体２に円筒状の筒部８が設けられていることにより、切刃１４により切削された切屑が、切屑排出溝７に誘導され、その後、切屑排出溝７と筒部８との間に形成されたスペースに誘導される。このスペースに誘導された切屑と加工穴の内周との間に筒部８を介していることにより、切屑と加工穴の内周とが接触することを防止しているとともに、切屑排出溝７と筒部８との間のスペースを移動することにより、穴開け加工の途中で落下することなくドリル本体２の後端側に誘導して排出する。

ここで、図３に示すように、筒部８の外径ｄが外径Ｄよりも０．０１〜１．０ｍｍ小さい範囲に設定されていることにより、切刃１４によって形成される加工穴の内径寸法よりも、筒部８の外径ｄが小さいことになるため、筒部８が加工穴の内周に接触することが無く、従って加工穴を損傷することが無い。即ち、ここで筒部８の外径ｄを切刃１４の外径Ｄよりも０．０１〜１．０ｍｍ小さい範囲に設定したのは、外径Ｄに比べて筒部８の外径ｄが０．０１ｍｍを上回るほど大きいと、筒部８と加工穴の内周が接触してしまい、加工穴を損傷することになってしまうからであり、また、逆に外径Ｄに比べて筒部８の外径ｄが１．０ｍｍを下回るほど小さいと、切屑排出溝７と筒部８との間のスペースが十分に確保できず、切屑が切屑排出溝７内に詰まったり、切屑を切屑排出溝７と筒部８との間に誘導できなくなり、加工穴の内周を損傷したり、切屑が加工穴内に残留する等のおそれがあるからである。さらに、前述した問題を解決するために、たとえ切屑排出溝７を深くしたとしても、ドリル本体２の心厚が小さくなってしまい、ドリル本体２の剛性が悪化して、ドリル本体２の工具寿命を低下させてしまうおそれがあるからである。したがって、上記範囲に設定したものである。

図４に示すように、筒部８の切刃１４側の先端面２３は、この切刃１４の外端部１４ａから軸線Ｏ方向に向けて後端側に１０ｍｍ以内の範囲に位置していることにより、切削された被削材の切屑が切屑排出溝７と筒部８との間に、確実に誘導する。即ち、ここで筒部８の切刃１４側の先端面２３を、この切刃１４の外端部１４ａから軸線Ｏ方向に向けて後端側に１０ｍｍ以内の範囲に位置させたのは、先端面２３がこの切刃１４の外端部１４ａから軸線Ｏ方向に向けて後端側に１０ｍｍを上回るほど遠い位置にあると、外端部１４ａから先端面２３までの距離が長すぎてしまい、例えば切屑がカールする等して切屑排出溝７と筒部８との間のスペースに誘導することができなくなり、穴開け加工途中で切屑が切屑排出溝７から落下する等して、加工穴の内面を損傷したり、切屑が残留したりする等のおそれがある。その結果、加工穴の内面を思い通りに仕上げることができなくなるとともに、加工穴や被削材に残留した切屑を取り除くための作業が必要となり、手間がかかるからである。したがって、上記範囲に設定したものである。

上記の構成によれば、切屑排出溝７の外周を覆うように形成された筒部８を設け、この筒部８が所定の数値の範囲内に設定されていることにより、穴開け加工によって生じる切屑を加工穴の内周と接触することなくドリル本体２の後端側に排出することができるので、加工穴の内周を損傷することなく、加工穴を仕上げることができる。また、切屑が加工穴内に残留することを低減させることにより、従来のような切屑除去作業を省くことができるので、作業効率を向上させることができる。
なお、上記の実施の形態では、円筒状の筒部８を超硬合金等の硬質材料により形成したものであるが、他の材料により形成してもよく、例えば、鋼、セラミック等の材料により形成してもよい。

また、上記の実施の形態においては、図５に示すように、筒部８の先端面２３に面取り部３１を形成してもよい。これにより、切屑を切屑排出溝７に誘導しやすくすることができる。
また、上記の実施の形態においては、図１に示すように筒部８を切屑排出溝７の途中まで覆うものであったが、これに限るものではない。図６に示すように、筒部８は、シャンク部４にまで延在して形成されているとともに、筒部８の壁面の対向する位置に形成された切屑排出口３２を設けてもよい。これにより、筒部８は、切屑排出溝７を完全に覆うことになるので、工具本体２及び筒部８の剛性を高めることができる。ここで、切削の際に切屑排出溝７内に誘導された切屑は、ドリル本体２の後方側に誘導され、切屑排出口３２より排出される。
図６に示すドリル１は、筒部８の壁面の対向する位置に切屑排出口３２を設けたものであったが、図７に示すように、一方の切屑排出口３３と、他方の切屑排出口３４をそれぞれ切屑排出溝７に合わせて、位置をずらして形成しても良い。これによっても、工具本体２及び筒部８の剛性を高めることができる。

この発明の一実施形態に係るドリルを示す側面図である。この発明の一実施形態に係るドリルの先端部の斜視図である。この発明の一実施形態に係るドリルの先端部の正面図である。図３に示すドリルの先端部の拡大側面図である。この発明の別の形態に係るドリルの先端部の斜視図である。この発明の別の形態に係るドリルを示す側面図である。この発明の別の形態に係るドリルを示す側面図である。

符号の説明

１ドリル
２ドリル本体
７切屑排出溝
８筒部
９先端逃げ面
１２壁面
１３稜線
１４切刃

Claims

軸線周りに回転される円柱状のドリル本体の先端部外周に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を向く壁面と先端逃げ面とにより形成される稜線が切刃とされているドリルであって、
前記切屑排出溝の外周を覆うように形成された円筒状の筒部を備え、切屑排出溝は、その後端部の少なくとも一部が露出していることを特徴とするドリル。
請求項１記載のドリルにおいて、
前記筒部の外径が前記切刃の前記ドリル本体径方向の外端より０．０１ｍｍ〜１．０ｍｍ小さい範囲に設定されていることを特徴とするドリル。
請求項１または請求項２に記載のドリルにおいて、
前記筒部の切刃側の先端面が、前記切刃の前記ドリル本体径方向の外端部から軸線方向に１０ｍｍの範囲内に位置していることを特徴とするドリル。
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のドリルにおいて、
前記筒部は、前記ドリル本体後端側のシャンク部まで延在して形成されているとともに、切屑排出口が形成されており、該切屑排出口を介して前記切屑排出溝の後端部の一部が露出していることを特徴とするドリル。