JP2009202302A - センタ穴ドリル - Google Patents

Abstract

【課題】センタ穴加工部のねじれ溝のねじれ角をセンタ穴加工部の刃先角が鋭利になり過ぎないように抑えつつ、ドリル部のねじれ角を大きくしてドリル部の切削性能を向上させることにある。
【解決手段】ドリル部２とセンタ穴加工部３とを順次に具えるとともにねじれ溝４を具えるセンタ穴ドリル１において、ドリル部２のねじれ溝４のリードがセンタ穴加工部３のねじれ溝４のリードよりも小さいことを特長とする、センタ穴ドリルである。
【選択図】図２

Description

本発明は、ねじれ溝を具えるセンタ穴ドリルに関し、特には切削性能を向上させたセンタ穴ドリルに関するものである。

従来のセンタ穴ドリル１は通常、図６および図７（ａ），（ｂ）に示すように、ドリル部２とセンタ穴加工部３とを順次に具えるとともにねじれ溝４を具え、そのねじれ溝４のリードは加工が容易なため一定とされている（非特許文献１の１６０４参照）。またドリル部２がドリルとして作用するための先端溝形状と、センタ穴加工部３の刃先が直線的に形成される溝形状とを両立させるため、従来のセンタ穴ドリル１は通常、ドリル部２のねじれ溝４のねじれ角θ１が１０度程度とされるとともに、センタ穴加工部３のねじれ溝４のねじれ角θ２が３０度程度とされている。

ところでツイストドリル１１は通常、図８（ａ），（ｂ）に示すように、切削抵抗と捻り剛性と切り屑排出性とを考慮して、ねじれ溝１２のねじれ角θ３が３０度程度とされている（非特許文献１の３００４参照）。これは、一般にドリルのすくい角θ４はねじれ溝１２のねじれ角θ３と等しいから、ねじれ溝１２のねじれ角θ３が大きいということはすくい角θ４が大きいということであり、すくい角θ４が大きい程切削抵抗が小さく、且つ切り屑排出性が向上する傾向にあるからである。

またセンタ穴ドリル１を含めてドリルの外径φとねじれ溝のねじれ角θとねじれ溝のリードＬ（リーディングエッジに沿って軸の回りを一周するとき、軸方向の進む距離）との関係は、ｔａｎ（ねじれ角θ）＝π×（外径φ）／（リードＬ）で現され（非特許文献１の２０１４参照）、センタ穴ドリル１のドリル部２についても、ねじれ溝４のリードが大きくなるとねじれ角θ１は小さくなる。
ＪＩＳ Ｂ ０１７１：２００５ １６０４，２０１４，３００４参照

しかしながら、上述のような従来のねじれ溝４を具えたセンタ穴ドリル１は、ねじれ溝４のリードが一定で、ドリル部２のねじれ溝４のねじれ角θ１が１０度程度と小さいために切削性能が低いという問題があり、この一方、ねじれ角θ１を大きくして切削性能を向上させようとすると、センタ穴加工部３のねじれ溝４のねじれ角θ２も大きくなり、センタ穴加工部３の刃先角が鋭利になり過ぎることによって、刃先強度が不足するとともに加工精度が不安定になるという問題があった。

この発明は上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、この発明のセンタ穴ドリルは、ドリル部とセンタ穴加工部とを順次に具えるとともにねじれ溝を具えるセンタ穴ドリルにおいて、ドリル部のねじれ溝のリードがセンタ穴加工部のねじれ溝のリードよりも小さいことを特長とするものである。

かかるセンタ穴ドリルによれば、センタ穴加工部よりも外径が小さいドリル部のねじれ溝のリードがセンタ穴加工部のねじれ溝のリードよりも小さいので、センタ穴加工部の刃先角が鋭利になり過ぎないようにセンタ穴加工部のねじれ溝のねじれ角を抑えつつ、ドリル部のねじれ溝のねじれ角を大きくしてドリル部の切削性能を向上させることができる。しかも、図９（ａ），（ｂ）に示す従来のセンタ穴ドリル１のようにドリル部２のウェブ(溝底によって形成された部分)５の先端にその部分を薄くしたシンニング６を設けて切削のスラスト荷重を少なくするのとは異なり、ねじれ溝のリードを変えてねじれ角を大きくすることによってドリル部の切削トルクを少なくすることができる。但し、ねじれ角を大きくするのに加えてシンニングを設けても良い。

なお、この発明のセンタ穴ドリルは、ドリル部においてねじれ溝のリードが連続的および／または段階的に大きくなる、すなわちねじれ溝のリードが、ドリル部の先端からセンタ穴加工部に向けて連続的に大きくなるか、ドリル部の途中で段階的に大きくなるか、または連続的と階段的とが組み合わされて大きくなると、ねじれ溝の研削加工の自由度が増すので好ましい。

また、この発明のセンタ穴ドリルは、ドリル部の先端でのねじれ溝のねじれ角が１５度以上で３０度以下であると、特にドリル部の切削トルクを少なくすることができるので好ましい。

以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。ここに、図１は、この発明のセンタ穴ドリルの一実施例を、図中左側と右側とで中心軸線周りの向きを変えて示す側面図、図２は、図１の右側に示す向きで上記実施例のセンタ穴ドリルを拡大して示す側面図、図３（ａ），（ｂ）は、図２に示す向きから中心軸線周りに正面から見て時計回りに僅かに回転した向きで上記実施例のセンタ穴ドリルを示す側面図および正面図、図４（ａ），（ｂ）は、図３に示す向きから中心軸線周りに正面から見て時計回りに約４５度回転した向きで上記実施例のセンタ穴ドリルを示す側面図および正面図、そして図５は、図４（ａ）に示す向きで上記実施例のセンタ穴ドリルをさらに拡大して示す側面図であり、これらの図中、従来のセンタ穴ドリルと同様の部分はそれと同一の符号にて示す。

この実施例のセンタ穴ドリル１は、図１〜図５に示すようにドリル両端からそれぞれ、ドリル部２とセンタ穴加工部３とシャンク７とを順次に具えるとともに、ドリル部２からシャンク７に亘るねじれ溝４を具えており、そのドリル部２のねじれ溝４のリードを、センタ穴加工部３のねじれ溝４のリードよりも小さくしている。このようにして、ドリル部２の先端とセンタ穴加工部３との二ヶ所で切削加工を行うためにドリル部２とセンタ穴加工部３とのそれぞれにおいてねじれ溝４のねじれ角を適切にすることで、センタ穴加工部３の刃先角が鋭利になり過ぎないようにセンタ穴加工部３のねじれ溝４のねじれ角を抑えつつ、ドリル部２のねじれ溝４のねじれ角を大きくしてドリル部２の切削性能を向上させることができる。

なお、この実施例では１枚の砥石にてねじれ溝４を形成する場合に、ドリル部２とセンタ穴加工部３とのそれぞれにおいて、ねじれ溝４の形状が切り屑処理性と剛性とを満足できるようにするため、ドリル部２の先端のねじれ溝４のねじれ角θ１を１５度以上で３０度以下の範囲内とするねじれ溝４のリードとするとともに、センタ穴加工部３のねじれ角を、ドリル部２の先端のねじれ溝４のねじれ角θ１に対し−３度から＋７度までの範囲内とするねじれ溝４のリードとした。

上記実施例のセンタ穴ドリル１を具体化した実施例１として、以下の表１に示すようにドリル部２の外径φ１が３ｍｍ、センタ穴加工部３の角度αが６０゜、シャンク７の外径φ２が８ｍｍのセンタ穴ドリル１において、ドリル部２の先端から基部付近までのねじれ溝４のリードを２６ｍｍとし、ドリル部２の基部からセンタ穴加工部３を過ぎてシャンク７に亘るねじれ溝４のリードを６５ｍｍとして製作し、この実施例1のセンタ穴ドリル１と、ねじれ溝４のリードが４２ｍｍで一定の従来品とでセンタ穴加工を行い比較した。加工条件は、被削材を低炭素鋼Ｓ２０Ｃ相当とし、工具回転数１５９０ｒｐｍ、１回転送り０．０８ｍｍ／ｒｅｖ、切り込み深さ６．５ｍｍ、ＢＴ４０の縦型マシニングセンタで水溶性切削油を用いるものとした。ドリル部２の切削トルクを確認した結果、従来品が４５Ｎ・ｃｍであったのに対して実施例１は２８Ｎ・ｃｍであり、３７．７％の削減となった。実施例１のセンタ穴ドリル１は、加工後のセンタ穴加工部３も刃先強度不足や加工精度が不安定になるという問題の発生はなく良好な結果となった。

上記実施例のセンタ穴ドリル１を具体化した実施例２として、以下の表２に示すようにドリル部２の外径φ１が５ｍｍ、センタ穴加工部３の角度αが６０゜、シャンク７の外径φ２が１１ｍｍのセンタ穴ドリル１において、ドリル部２の先端でねじれ溝４のリードが４３ｍｍとなり、センタ穴加工部３とシャンク７との交点でねじれ溝４のリードが９５ｍｍとなるようにリードを連続的に変化させて製作し、この実施例２のセンタ穴ドリル１と、ねじれ溝４のリードが６６ｍｍで一定の従来品とでセンタ穴加工を行い比較した。加工条件は、被削材を高炭素鋼Ｓ５０Ｃ相当とし、工具回転数９５５ｒｐｍ、１回転送り０．１５ｍｍ／ｒｅｖ、切り込み深さ９．４ｍｍ、ＢＴ４０の縦型マシニングセンタで水溶性切削油を用いるものとした。ドリル部２の切削トルクを確認した結果、従来品が１６４Ｎ・ｃｍであったのに対して実施例２は１０８Ｎ・ｃｍであり、３４．１％の削減となった。実施例２のセンタ穴ドリル１は、加工後のセンタ穴加工部３も刃先強度不足や加工精度が不安定になるという問題の発生はなく良好な結果となった。

以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例に限定されるものでなく、特許請求の範囲の記載範囲内で適宜変更することができ、例えば、シャンク外径が上記例と異なるセンタ穴ドリルや、他のＢ形、Ｃ形、Ｒ形等のセンタ穴ドリルにも適用することができる。

また、センタ穴ドリル１の中心軸線周りにおけるねじれ溝４の向きは、図示例ではドリル両端部で一致させているが、必ずしもドリル両端部で一致させなくても良い。

かくしてこの発明のセンタ穴ドリルによれば、センタ穴加工部よりも外径が小さいドリル部のねじれ溝のリードがセンタ穴加工部のねじれ溝のリードよりも小さいので、センタ穴加工部の刃先角が鋭利になり過ぎないようにセンタ穴加工部のねじれ溝のねじれ角を抑えつつ、ドリル部のねじれ溝のねじれ角を大きくしてドリル部の切削性能を向上させることができる。

この発明のセンタ穴ドリルの一実施例を、図中左側と右側とで中心軸線周りの向きを変えて示す側面図である。 図１の右側に示す向きで上記実施例のセンタ穴ドリルを拡大して示す側面図である。 （ａ），（ｂ）は、図２に示す向きから中心軸線周りに正面から見て時計回りに僅かに回転した向きで上記実施例のセンタ穴ドリルを示す側面図および正面図である。 （ａ），（ｂ）は、図３に示す向きから中心軸線周りに正面から見て時計回りに約４５度回転した向きで上記実施例のセンタ穴ドリルを示す側面図および正面図である。 図４（ａ）に示す向きで上記実施例のセンタ穴ドリルをさらに拡大して示す側面図である。 図２と同じドリル部の向きで従来のセンタ穴ドリルを拡大して示す側面図である。 （ａ），（ｂ）は、図４と同じドリル部の向きで従来のセンタ穴ドリルを示す側面図および正面図である。 （ａ），（ｂ）は、通常のツイストドリルを示す側面図および、そのツイストドリルの先端部を拡大して示す側面図である。 （ａ），（ｂ）は、図７と同じドリル部の向きで従来のシンニング有りセンタ穴ドリルを示す側面図および正面図である。

符号の説明

１ センタ穴ドリル
２ ドリル部
３ センタ穴加工部
４ ねじれ溝
５ ウェブ
６ シンニング
７ シャンク
１１ ツイストドリル
１２ ねじれ溝
α センタ穴角
θ，θ１〜θ３ ねじれ角
θ４ すくい角
φ，φ１，φ２ 外径
Ｌ リード

Claims (3)

1. ドリル部（２）とセンタ穴加工部（３）とを順次に具えるとともにねじれ溝（４）を具えるセンタ穴ドリル（１）において、
   ドリル部（２）のねじれ溝（４）のリードがセンタ穴加工部（３）のねじれ溝（４）のリードよりも小さいことを特長とする、センタ穴ドリル。
2. ドリル部（２）においてねじれ溝（４）のリードが連続的および／または段階的に大きくなることを特長とする、請求項１記載のセンタ穴ドリル。
3. ドリル部（２）の先端でのねじれ溝（４）のねじれ角（θ１）が１５度以上で３０度以下であることを特長とする、請求項１または２記載のセンタ穴ドリル。

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