JP2009018384A - Drill - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、エンジン部品等に穴をあけるドリルに関する。 The present invention relates to a drill for making a hole in, for example, an engine component.
エンジン部品等の金属部品に穴加工を行うドリルとして、本出願人は、特許文献1において、複数の切刃相互の間に形成される切屑排出溝に膨出部を形成する技術的思想を提案している。これにより、ドリルの剛性を向上させ、切屑排出性を向上させることを可能としている。 As a drill for drilling holes in metal parts such as engine parts, the present applicant proposes a technical idea of forming a bulging portion in a chip discharge groove formed between a plurality of cutting blades in Patent Document 1. is doing. Thereby, it is possible to improve the rigidity of the drill and improve the chip discharging property.
図5は、この種の従来技術に係るドリル100の概略側面図であり、図6は、図5に示すドリル100の概略正面図であり、該ドリル100を構成する刃部102の先端面を示している。図5及び図6に示すように、ドリル100には、刃部102の最先端となる頂点(チゼルポイント)104に対して対称に配置された二枚一対の切刃部106、108が形成されている。
FIG. 5 is a schematic side view of a
このようなドリル100において、一方の切刃部106は、ドリル100の回転方向(図6の矢印A方向)で前方側に位置する切刃107aと、該切刃107aから連続するランド部107bと、該ランド部107bから連続し且つ該ランド部107bよりも直径方向で小径の円弧部107cとから構成されている。すなわち、ランド部107bがドリル100(刃部102)の外径面を構成している。同様に、他方の切刃部108は、切刃109aと、ランド部109bと、円弧部109cとから構成されている。
In such a
ところで、例えば、アルミ鋳造製のエンジン部品を連続的に製造する場合において、該エンジン部品に鋳造により形成された穴、いわゆる鋳抜き穴は、その鋳造精度によって形成位置にばらつきを生じていることがある。このため、このような鋳抜き穴をドリルにより切削する際には、ドリルの切削方向(切削位置)と鋳抜き穴との間に位置ずれを生じ、その結果、ドリルに大きな負荷が加わり、工具寿命や加工精度の低下を生じる可能性がある。 By the way, for example, in the case of continuously producing engine parts made of aluminum casting, holes formed by casting in the engine parts, so-called cast holes, may vary in formation positions depending on the casting accuracy. is there. For this reason, when such a hole is cut with a drill, a displacement occurs between the cutting direction (cutting position) of the drill and the hole, resulting in a large load on the drill, There is a possibility that the service life and machining accuracy may be reduced.
この場合、上記従来構成に係るドリル100を当該鋳抜き穴の切削に用いることも当然可能である。ところが、通常、このようなドリル100では、図6に示す正面視において、ランド部107b(109b)の回転方向での幅、いわゆるマージン幅Wが、ドリル100の径に対して比較的大きく設定されているため、特に、前記位置ずれを生じている場合には、穴の側壁による抵抗(反力)が大きくなる傾向にある。さらに、ドリル100では、図5に示す側面視において、頂点104を中心とした錐体状の先端面の角度θがやや小さく、例えば、118°〜135°程度に設定されているため、回転方向での切削反力(ラジアル反力)が大きくなる傾向にある。この結果、鋳抜き穴を切削する際、ドリル100をその軸線方向にまっすぐ進行させることが困難となり、加工精度の低下やドリル自体の破損を生じる可能性がある。
In this case, it is naturally possible to use the
すなわち、このような鋳抜き穴の加工に用いるドリルとしては、上記のような位置ずれの影響を受けることなく、その切削方向を維持することができ、ドリル自体の変形や加工精度の低下を惹起しないことが望まれている。 In other words, a drill used for machining such a punched hole can maintain its cutting direction without being affected by the above-described positional deviation, causing deformation of the drill itself and a reduction in machining accuracy. It is hoped not to.
本発明は上記従来の技術に関連してなされたものであり、例えば、鋳抜き穴を切削する場合であっても、ドリルにかかる負荷を低減して工具寿命を長く維持することができ、しかも、加工精度を向上させることが可能なドリルを提供することを目的とする。 The present invention has been made in connection with the above-described conventional technology. For example, even when cutting a punched hole, the load applied to the drill can be reduced and the tool life can be maintained long. An object of the present invention is to provide a drill capable of improving machining accuracy.
本発明に係るドリルは、先端に切刃が形成された刃部と、該刃部の後端側に連続して形成されたシャンク部とを備えるドリルであって、前記刃部には、当該ドリルに対する正面視で、前記切刃から連続するランド部と、該ランド部から連続し且つ該ランド部よりも直径方向で小径の逃げ部と、該逃げ部から連続し且つ該逃げ部より直径方向で大径のパッド部とが設けられていることを特徴とする。 A drill according to the present invention is a drill including a blade portion having a cutting edge formed at a tip thereof and a shank portion continuously formed on a rear end side of the blade portion, In a front view with respect to the drill, a land portion continuous from the cutting edge, a relief portion continuous from the land portion and having a smaller diameter in the diameter direction than the land portion, and continuous from the relief portion and diameter direction from the relief portion And a large-diameter pad portion.
このような構成によれば、前記逃げ部から連続するパッド部を設けたことにより、該逃げ部で穴の側壁による抵抗を逃がすことができ、しかも、該パッド部をランド部に続く第2のランド部として機能させることができる。従って、例えば、鋳抜き穴への切削開始時において、当該ドリルを鋳抜き穴の側壁に対して安定して沿わせることが可能となり、その直進安定性を大幅に向上させることができる。このため、本発明に係るドリルによれば、その軸線方向と鋳抜き穴の軸線方向との間に位置ずれを生じている場合であっても、該鋳抜き穴の位置にほとんど影響されることなくその軸線方向に沿ってまっすぐ切り込ませることが可能となり、所望の位置に確実に精度よく穴あけ加工を行うことができる。しかも、ドリルが前記位置ずれによって斜め方向に鋳抜き穴内に挿入され、曲がりや破損等を生じることを有効に回避することができるため、工具寿命を長く維持することが可能となる。 According to such a configuration, by providing the pad portion continuous from the escape portion, the resistance due to the sidewall of the hole can be released at the escape portion, and the pad portion is connected to the land portion by the second portion. It can function as a land part. Therefore, for example, at the start of cutting into a core hole, the drill can be stably placed along the side wall of the core hole, and the straight running stability can be greatly improved. For this reason, according to the drill according to the present invention, even if a positional deviation occurs between the axial direction of the core hole and the axial direction of the core hole, the position of the core hole is almost affected. Therefore, it is possible to cut straight along the axial direction, and it is possible to reliably perform drilling at a desired position with high accuracy. In addition, it is possible to effectively prevent the drill from being inserted into the casting hole in an oblique direction due to the displacement and causing bending, breakage, and the like, so that the tool life can be maintained long.
また、当該ドリルに対する正面視で、前記パッド部が前記ランド部に比べて直径方向で同径以下であると、パッド部がランド部よりもドリルの外径方向で突出して、該パッド部がワークに衝突し、切削不良等を生じることを回避することが可能となる。 Further, when the pad portion has a diameter smaller than that of the land portion in a front view with respect to the drill, the pad portion protrudes in the outer diameter direction of the drill from the land portion, and the pad portion is a workpiece. It is possible to avoid the occurrence of cutting defects and the like.
さらに、当該ドリルの回転方向での幅は、前記ランド部より前記パッド部が大きいと、例えば、鋳抜き穴の切削時、ランド部の幅が小さいことから該鋳抜き穴の側壁による抵抗を有効に低減することができ、しかも、パッド部が所定の幅を有していることから、該パッド部を穴の側壁に確実に沿わせることができるため、その直進安定性を一層向上させることが可能となる。 Furthermore, if the pad portion is larger than the land portion in the rotational direction of the drill, for example, when cutting a cast hole, the width of the land portion is small, so the resistance due to the side wall of the cast hole is effective. In addition, since the pad portion has a predetermined width, the pad portion can be surely aligned with the side wall of the hole, so that the straight running stability can be further improved. It becomes possible.
またさらに、当該ドリルに対する側面視で、前記刃部の先端部の角度が160°以上であると、その回転方向での切削反力を有効に低減することができ、切削時の直進性を一層向上させることが可能となる。 Furthermore, when the angle of the tip of the blade is 160 ° or more in a side view with respect to the drill, the cutting reaction force in the rotation direction can be effectively reduced, and the straightness at the time of cutting is further improved. It becomes possible to improve.
本発明によれば、切刃から連続するランド部に連続して、逃げ部及びパッド部を設けたことにより、前記逃げ部で穴の側壁による抵抗を逃がすことができ、しかも、前記パッド部をランド部に続く第2のランド部として機能させることができる。従って、当該ドリルを穴の側壁に対して安定して沿わせることが可能となり、その直進安定性を大幅に向上させることができる。このため、特に、切削開始時においてその軸線方向に沿ってまっすぐ切り込ませることが可能となり、所望の位置に確実に精度よく穴あけ加工を行うことができる。しかも、ドリルが前記位置ずれによって斜め方向となり、曲がりや破損等を生じることを有効に回避することができるため、工具寿命を長く維持することが可能となる。 According to the present invention, by providing the relief portion and the pad portion continuously from the land portion continuous from the cutting edge, the resistance due to the side wall of the hole can be released at the relief portion, and the pad portion is It can function as a second land portion following the land portion. Therefore, it becomes possible to make the said drill follow along the side wall of a hole stably, and the straight running stability can be improved significantly. For this reason, in particular, it becomes possible to cut straight along the axial direction at the start of cutting, and it is possible to perform drilling at a desired position reliably and accurately. In addition, since it is possible to effectively avoid the bending of the drill in the oblique direction due to the positional deviation and the occurrence of bending or breakage, it is possible to maintain a long tool life.
以下、本発明に係るドリルについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the drill according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係るドリル10の概略側面図である。また、図2は、図1に示すドリル10の概略正面図であり、該ドリル10を構成する刃部12の先端面を示し、図3は、図1のIIB−IIB線に沿う概略断面図である。本実施形態に係るドリル10は、例えば、ワークとして鋳造部品に予め形成された鋳抜き穴を切削する場合に好適に用いることができ、該ワークとしては、アルミ鋳造製のエンジン部品であるシリンダブロック等が例示される。なお、ドリル10は、このような鋳抜き穴以外、例えば、金属部品に一から穴あけ加工を施す際にも有効に用いることができることは言うまでもない。
FIG. 1 is a schematic side view of a
図1に示すように、本実施形態に係るドリル10は、ワークに対する切削加工を行う刃部12と、該刃部12の後端側に設けられたシャンク部14とから構成されている。シャンク部14は、ドリル10を使用する際、図示しない工作機械に設けられた回転駆動源のチャック等にて把持される部分である。
As shown in FIG. 1, a
刃部12には、ドリル10の先端側から後端側に向かう切削方向(軸線方向)に沿って二枚一対の切刃部16、18が螺旋状に形成されている。図1〜図3に示すように、これら切刃部16及び18は、ドリル10の軸線方向に対して対称に配置された状態で、先端側から後端側へと延在している。
The
一方の切刃部16は、ドリル10の回転方向(図2の矢印A方向)で前方側に位置する切刃(刃面)17aと、該切刃17aから連続し、ドリル10の外径面を構成するランド部(マージン部)17bと、該ランド部17bから連続し且つ該ランド部17bよりも当該ドリル10の直径方向で小径の逃げ部17cと、該逃げ部17cから連続し且つ該逃げ部17cよりも前記直径方向で大径のパッド部17dと、該パッド部17dから連続し且つ前記逃げ部17cと前記直径方向で略同径の円弧部17eと、該円弧部17eから他方の切刃部18の切刃(刃面)19aへと連なる壁面17fとから構成されている。同様に、他方の切刃部18は、切刃19a、ランド部(マージン部)19b、逃げ部19c、パッド部19d、円弧部19e及び壁面19fにより構成されている。この場合、図2に示すように、前記パッド部17d(19d)は、その中心がランド部17b(19b)から所定の角度θ1(例えば、35°〜55°。本実施形態の場合、45°)ずれた位置に配置されている。また、パッド部17d(19d)は、ランド部17b(19b)に比べて前記直径方向で同径以下に設定される。パッド部17d(19d)がランド部17b(19b)よりもドリル10の外径方向で突出してしまうと、当該パッド部17d(19d)がワークに衝突して切削不良等を惹起するからである。
One
刃部12の先端面20は、ドリル10の最先端となる頂点(チゼルポイント)20aを含む切れ刃稜(チゼルエッジ)20bを中心とした錐体状であり(図1及び図2参照)、図1に示す側面視において、前記頂点20aを中心とした所定の角度θ2(本実施形態の場合、166°)からなる扇形状となっている。このように角度θ2を鈍角とすると、ドリル10の回転方向での切削反力(ラジアル反力)を低減することができることから、当該角度θ2は、例えば、160°以上に設定されることが好ましい。
The
図2から諒解されるように、先端面20は、頂点20a(切れ刃稜20b)から一方の切刃部16方向に傾斜した第1先端傾斜面22a、第2先端傾斜面22b及び第3先端傾斜面22cと、他方の切刃部18方向に傾斜した第1先端傾斜面24a、第2先端傾斜面24b及び第3先端傾斜面24cとから構成されることによって、前記した錐体状に形成されている。
As can be understood from FIG. 2, the
さらに、刃部12において、上記のように螺旋状に延在する切刃部16及び18の間には、これら切刃部16及び18の切刃17a及び19aにより切削されたワークの切屑を、刃部12の後端側であるシャンク部14側へと移送するための切屑排出溝30、32が形成されている。すなわち、図2に示すように、切屑排出溝30は、切刃部16の切刃17a及び切刃部18の壁面19fにより形成され、主に切刃17aで切削された切屑を排出し、切屑排出溝32は、切刃部18の切刃19a及び切刃部16の壁面17fにより形成され、主に切刃19aで切削された切屑を排出する。
Further, in the
ところで、上記した従来の構成に係るドリル100では、ランド部107b(109b)の幅、いわゆるマージン幅Wが比較的大きく設定されており(図6参照)、例えば、ドリル100の直径の15〜20%程度に設定されている。さらに、先端面の頂点104を中心とした角度θがやや小さく、例えば、118°〜135°程度に設定されている。このため、特に、鋳抜き穴を切削する際には、その切削方向を維持することが困難となり、加工精度の低下やドリル自体の破損を生じる可能性があった。
By the way, in the
そこで、本実施形態に係るドリル10では、図2に示す正面視において、ランド部17b(19b)の回転方向での幅であるマージン幅W1を最小化(極小化)し、例えば、ドリル10の直径の3%以下程度に設定すると共に、図1に示す側面視において、先端面20の頂点20aを中心とした角度θ2を160°以上に設定することにより、その加工精度や工具寿命を向上させている。なお、前記ランド部17b(19b)のマージン幅W1と、前記パッド部17d(19d)の幅W3との関係は、例えば、マージン幅W1と幅W3との合計が、ドリル10の直径の20%以下程度になるように設定される。すなわち、ランド部17b(19b)のマージン幅W1よりも前記パッド部17d(19d)の幅W3が大きく設定される。
Therefore, in the
次に、基本的には以上のように構成される本実施形態に係るドリル10の作用及び効果について説明する。
Next, the operation and effect of the
先ず、図4に示すように、図示しない工作機械にワーク41として、例えば、アルミ鋳造製のシリンダブロックを配置すると共に、当該工作機械の回転駆動源40に対し、チャックを介してドリル10のシャンク部14を固定する。その後、前記回転駆動源40を始動して、ドリル10を図2の矢印A方向に高速で回転させる。次いで、ドリル10の先端面20をワーク41に形成された鋳抜き穴42に向けてその軸線方向に沿って変位させることにより、当該ワーク41に対する切削を開始する。すなわち、刃部12に形成された切刃部16及び18によって鋳抜き穴42への切削が開始され、次第に当該刃部12が先端側から鋳抜き穴42を中心とした所定の径からなる穴を切削しつつワーク41内へと挿入される。
First, as shown in FIG. 4, a cylinder block made of, for example, aluminum casting is arranged as a
この場合、本実施形態に係るドリル10では、切刃部16及び18を構成するランド部17b及び19bのマージン幅W1が、従来の構成に係るドリル100に比べて極めて小さく設定されていることから、鋳抜き穴42の側壁による抵抗(反力)を有効に低減することができ、切り込み時のドリル10の傾斜を抑制することができる。しかも、ドリル10には、ランド部17b及び19bから逃げ部17c及び19cを挟んでパッド部17d及び19dが配設されている。すなわち、該パッド部17d及び19dがランド部17b及び19bに続く、第2のランド部として機能する。このため、ドリル10を、鋳抜き穴42の側壁に対して少なくとも4箇所(ランド部17b及び19b、パッド部17d及び19d)で沿わせることが可能となり、特に切削開始時の真直性(直進安定性)を大幅に向上させることができる。
In this case, in the
すなわち、図6に示すように、従来の構成に係るドリル100では、ランド部107b(109b)のマージン幅Wが大きいため、穴の側壁による抵抗が大きくなる傾向にあったが、本実施形態に係るドリル10では、切刃17a及び19aから続くランド部17b及び19bのマージン幅W1を極めて小さく設定したことから、穴の側壁による抵抗を逃げ部17c及び19cで逃がすことができる。しかも、ドリル10では、当該逃げ部17c及び19cから連続するパッド部17d及び19dを設けたことにより、特に、切削開始時においてその切削方向がほとんどずれることがなく、当該切削方向をまっすぐに維持しながら加工を行うことが可能となる。この際、上記のように、ランド部17b(19b)のマージン幅W1よりも前記パッド部17d(19d)の幅W3が大きく設定されているため、小さいマージン幅W1からなるランド部17b(19b)により鋳抜き穴42の側壁による抵抗(反力)を有効に低減しながら、所定の幅W3からなるパッド部17d(19d)によりドリル10を鋳抜き穴42の側壁に確実に沿わせることができ、切削開始時及び切削時の直進安定性を一層向上させることが可能となる。
That is, as shown in FIG. 6, in the
さらに、ドリル10では、先端面20の角度θ2が160°以上の鈍角に設定されていることから、その回転方向での切削反力(ラジアル反力)を有効に低減することができ、切削時の切削方向の直進性、いわゆる求芯性を向上させることができる。これにより、鋳抜き穴42に対してドリル10を一層確実に且つ安定して切り込ませることが可能となる。
Furthermore, in the
従って、図4に示すように、所定の許容範囲内において、ドリル10の軸線方向Dと鋳抜き穴42の軸線方向Hとの間に位置ずれGを生じている場合であっても、当該ドリル10を、鋳抜き穴42の位置にほとんど影響されることなくその軸線方向Dに沿ってまっすぐ切り込ませることができる。このため、鋳抜き穴42の鋳造精度が低い場合であっても、所望の位置に確実に穴あけ加工を行うことができ高い加工(位置)精度からなる穴42a(図4中の二点鎖線参照)を切削することができる。すなわち、加工後の穴42aと所望の加工位置との誤差である軸間距離を所定の規格値内に確実に収めることができる。さらに、ドリル10が上記のような位置ずれGによって斜め方向に鋳抜き穴42内に挿入され、曲がりや破損等を生じることを有効に回避することができるため、工具寿命を長く維持することが可能となる。
Therefore, as shown in FIG. 4, even if there is a positional deviation G between the axial direction D of the
一方、上記従来の構成では、図7に示すように、前記の位置ずれGを生じている場合には、ドリル100が鋳抜き穴42に対する切削抵抗等によって該鋳抜き穴42に倣って斜めに傾斜する。従って、ドリル100の軸線方向Dと鋳抜き穴42の軸線方向Hとの間の位置ずれGが拡大され、より偏心した位置ずれG1を生じ、切削後の穴42b(図7中の二点鎖線参照)も傾斜した精度の低いものとなる。また、切削時、ドリル100が傾くことから、当該ドリル100に破損や変形を生じる可能性もある。
On the other hand, in the above-described conventional configuration, as shown in FIG. 7, when the positional deviation G occurs, the
なお、本実施形態に係るドリル10では、刃部12の先端から後端側に離間した位置では、ランド部17b及び19bの幅を先端部でのマージン幅W1よりも小さいマージン幅W2に設定することもできる(図3参照)。刃部12の後端側は切削にはほとんど寄与しないことから、特に、ランド部17b及び19bを設けてその真直性の向上を図る必要性が少ないためであり、これにより、ドリル10の傾斜時の破損を防止する効果も得ることができる。従って、シャンク部14近傍ではランド部17b及び19bをなくすことも可能である一方、前記マージン幅W1とW2とを同一に設定することも当然可能である。
In the
以上、各実施形態により本発明を説明したが、これに限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは当然可能である。 As described above, the present invention has been described with the embodiments. However, the present invention is not limited to this, and it is naturally possible to adopt various configurations without departing from the gist of the present invention.
10、100…ドリル 12、102…刃部
14…シャンク部 16、18、106、108…切刃部
17a、19a、107a、109a…切刃
17b、19b、107b、109b…ランド部
17c、19c…逃げ部 17d、19d…パッド部
20…先端面 30、32…切屑排出溝
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,100 ...
Claims (4)
前記刃部には、当該ドリルに対する正面視で、前記切刃から連続するランド部と、該ランド部から連続し且つ該ランド部よりも直径方向で小径の逃げ部と、該逃げ部から連続し且つ該逃げ部より直径方向で大径のパッド部とが設けられていることを特徴とするドリル。 A drill comprising a blade portion having a cutting edge formed at the tip and a shank portion formed continuously on the rear end side of the blade portion,
In the front view of the drill, the blade portion has a land portion continuous from the cutting blade, a relief portion that is continuous from the land portion and smaller in diameter than the land portion, and is continuous from the relief portion. A drill having a pad portion having a diameter larger than that of the escape portion in a diameter direction.
当該ドリルに対する正面視で、前記パッド部は前記ランド部に比べて直径方向で同径以下であることを特徴とするドリル。 The drill according to claim 1, wherein
The drill characterized by the said pad part being the same diameter or less in the diameter direction compared with the said land part by the front view with respect to the said drill.
当該ドリルの回転方向での幅は、前記ランド部より前記パッド部が大きいことを特徴とするドリル。 The drill according to claim 1 or 2,
The width of the drill in the rotation direction is such that the pad portion is larger than the land portion.
当該ドリルに対する側面視で、前記刃部の先端部の角度が160°以上であることを特徴とするドリル。 In the drill according to claims 1 to 3,
The drill characterized by the angle of the front-end | tip part of the said blade part being 160 degrees or more by the side view with respect to the said drill.
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