JP2012030306A - Drill and drilling method using the same - Google Patents

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Shigemasa Murotani
滋政 室谷
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Moldino Tool Engineering Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a drill which prevents chips from being curled to improve separability and forms small-curl chips to remarkably improve discharge efficiency of the chips.SOLUTION: The drill has two cutters, and has a point angle of 170° to 190°, and groove widths of 75° to 85°. A first groove bottom curve is concave, a gap between the deepest position of the first groove bottom curve and the axis O of the drill is 0.35 to 0.70 times the drill's diameter, and the maximum depth of the first groove bottom curve is 0.03 to 0.07 times the drill diameter. A second groove bottom curve is concave, a gap between the deepest position of the second groove bottom curve and the axis O of the drill is 1.5 to 2.5 times the drill core thickness, and the maximum depth of the second groove bottom curve is more than 0 times to less than 0.04 times the drill diameter. The maximum depth of the second groove bottom curve is determined to be smaller than the maximum depth of the first groove bottom curve.

Description

本発明は、ガイド穴、又は座ぐり穴加工に用いられるドリル、及び該ドリルを用いて特にドリルの軸心に対して傾斜している面又は曲面に穴加工、又は座ぐり加工をする方法に関する。特に本発明は、狙った穴の中心からのずれが極めて少ない、高い位置精度加工に加え、穴の入口径の拡大防止及び良好な加工面粗さを得ることを可能としたドリル及びそれを用いた穴加工方法を提供することを目的としている。   The present invention relates to a drill used for machining a guide hole or a counterbore, and a method for drilling or spotting a surface or a curved surface that is inclined with respect to the center axis of the drill using the drill. . In particular, the present invention uses a drill capable of preventing the enlargement of the entrance diameter of the hole and obtaining a good surface roughness, in addition to high position accuracy machining with very little deviation from the center of the targeted hole. The purpose is to provide a drilling method.

斜面への深穴加工や座ぐり穴加工を必要とする場合、従来から2枚刃のスクエアエンドミルで座面を前加工し、その後ドリルにて穴加工を行うことが通常行われている。従来のエンドミルによる座面加工とドリルによる穴加工の問題点を模式的に図10に示す。図10において、従来のエンドミルによる座面加工からドリルによる穴加工までは(a)、(b)、(c)の順による工程で行われる。   When deep hole drilling or counterbore drilling is required on a slope, it has been common practice to pre-process the seating surface with a two-blade square end mill and then drill with a drill. FIG. 10 schematically shows problems in the conventional seat milling process using an end mill and the drilling process using a drill. In FIG. 10, the process from the bearing surface processing by the conventional end mill to the hole processing by the drill is performed in the order of (a), (b), (c).

しかし、図10の(a)に示すように従来の2枚刃のスクエアエンドミル1で被削材Wを突き加工した場合、前記スクエアエンドミルの底刃は外周より中心部が窪むようにすかし角が設けてあるため、図10の(b)に示すように従来のエンドミルにより形成された加工面2が凸状になる。そのため2〜4枚刃のスクエアエンドミルで斜面に座面を形成した後、前記スクエアエンドミル1にて斜面に形成した座面へ従来のドリル3で穴加工をする際、凸状の形状となる従来のエンドミルにより形成された加工面2が、図10の(c)に示すように従来のドリルがずれる方向4に沿って従来のドリル3の進行方向を曲げるため、穴の位置がずれたり、穴曲がりが発生するという問題がある。   However, as shown in FIG. 10 (a), when the workpiece W is thrust with a conventional two-blade square end mill 1, the bottom edge of the square end mill has a watermark angle so that the center is recessed from the outer periphery. Therefore, as shown in FIG. 10B, the processed surface 2 formed by the conventional end mill has a convex shape. Therefore, after forming a seating surface on a slope with a square end mill having 2 to 4 blades, when a conventional drill 3 is used to drill a hole in the seating surface formed on the slope with the square end mill 1, a conventional convex shape is obtained. Since the processed surface 2 formed by the end mill of FIG. 10 bends the traveling direction of the conventional drill 3 along the direction 4 in which the conventional drill is displaced as shown in FIG. There is a problem that bending occurs.

このため、2〜4枚刃のスクエアエンドミルのみで斜面へ穴加工までを行うこともあるが、スクエアエンドミルはチップポケットがドリルに比べて小さいため、切り屑排出性が悪く切り屑詰まりにより位置精度が悪くなると共に、工具の刃先にチッピングや欠けが発生し、最悪の場合折損するといった問題が発生していた。切り屑の排出対策のために、工具をワークに対して複数回のステップを繰り返して加工を行うステップフィード加工が知られているが、この方法はステップで工具がワークから離れる時間はワークへの実質的な加工が行われないので加工能率を上げることが困難であり、以前からステップ無しで一度に加工を行いたいという要望があった。   For this reason, holes may be drilled into the slope using only a square end mill with 2 to 4 blades. However, the square end mill has a smaller chip pocket than drills, so chip discharge is poor and position accuracy is due to chip clogging. As a result, chipping and chipping occurred at the cutting edge of the tool, and in the worst case, there was a problem of breakage. In order to prevent chip discharge, step feed processing is known in which a tool is processed by repeating a plurality of steps on a workpiece. This method requires time for the tool to leave the workpiece. Since substantial machining is not performed, it is difficult to increase machining efficiency, and there has been a demand for machining at once without steps.

これらの問題に対して、特に座ぐり穴加工を目的としていくつかの工具の提案がなされている。
特許文献1には、切り屑詰まりを抑制する座ぐり加工用のエンドミルとして、心厚が工具径の15%〜40%、ねじれ角が15°〜35°、底刃すくい角が2°〜15°の2枚刃エンドミルが記載されている。
In response to these problems, several tools have been proposed particularly for the purpose of counterbore machining.
In Patent Document 1, as an end mill for counterbore processing to suppress chip clogging, the core thickness is 15% to 40% of the tool diameter, the helix angle is 15 ° to 35 °, and the bottom blade rake angle is 2 ° to 15%. A two-blade end mill at ° is described.

特許文献2には座ぐり加工用ドリルとして、先端角を170°〜190°としてチゼルからシンニングによって外方に延びる2個の2次切れ刃、各2次切れ刃から外方に延びる中凹状の1次切れ刃、及び各1次切れ刃からリーディングエッジまで延びかつドリル回転方向でみて後退する外方切れ刃を有し、ドリル心厚をドリル直径Dの0.20〜0.40倍とし、前記中凹状の1次切れ刃の中凹量をドリル直径Dの0.01〜0.06倍とし前記後退する外方切れ刃の後退角度を−1°〜−20°とした座ぐり加工用ドリルが記載されている。特許文献2の座ぐり加工用ドリルは、切り屑の処理性に優れ、刃部の欠けが生じにくいと記載されている。   In Patent Document 2, as a counterbore drill, two secondary cutting edges extending outward from the chisel by thinning with a tip angle of 170 ° to 190 °, and a concave shape extending outward from each secondary cutting edge A primary cutting edge and an outer cutting edge extending from each primary cutting edge to the leading edge and retreating in the direction of drill rotation, the drill core thickness being 0.20 to 0.40 times the drill diameter D; For counterbore machining, the amount of the inner recess of the inner concave primary cutting edge is 0.01 to 0.06 times the drill diameter D, and the receding angle of the retreating outer cutting edge is -1 ° to -20 °. A drill is described. The counterbore drill of Patent Document 2 is described as being excellent in chip disposal and being less prone to chipping of the blade portion.

ドリルにおいて、切り屑排出溝の曲面部の形状を工夫した提案が特許文献3に記載されている。ただし特許文献3に記載のドリルは座ぐり加工用ではなく、高速乾式切削に適したドリルである。特許文献3に記載されているドリルにおいて、曲面部の特徴は、マージン部側の切刃の外周端側に凸曲面を有し、ヒール側に近い第2凹曲面部の曲率が前記凸曲面に続く第1凹曲面部の曲率より大きいことを特徴としている。   In the drill, Patent Document 3 describes a proposal in which the shape of the curved surface portion of the chip discharge groove is devised. However, the drill described in Patent Document 3 is not for spot facing, but is suitable for high-speed dry cutting. In the drill described in Patent Document 3, the characteristic of the curved surface portion is that the margin portion side cutting edge has a convex curved surface on the outer peripheral end side, and the curvature of the second concave curved surface portion close to the heel side is the convex curved surface. It is characterized by being larger than the curvature of the following first concave curved surface portion.

また、特許文献4には、切り屑排出溝の溝幅形状を工夫した提案がなされている。ただしこれも座ぐり加工用ではなく一般的な穴あけ加工に適した超硬合金製のドリルである。   Further, Patent Document 4 proposes a device that devises the groove width shape of the chip discharge groove. However, this is also a drill made of cemented carbide suitable for general drilling, not for spot facing.

特開2005−111642号公報JP 2005-111642 A 特開2009−56534号公報JP 2009-56534 A 特開2003−25124号公報JP 2003-25124 A 特開昭59−219108号公報JP 59-219108 A

ドリルの軸線に対して傾斜している斜面又は曲面に穴加工もしくは座ぐり加工を行うには、切削加工時にドリルが斜面や曲面に沿って移動してしまうことにより、加工穴の中心がずれてしまう問題や、切り屑排出性が悪いことによるドリルの折損、加工穴径の拡大及び加工穴の面粗さが低下するという課題がある。   To perform drilling or counterbore on a slope or curved surface that is inclined with respect to the axis of the drill, the center of the drilled hole is displaced due to the drill moving along the slope or curved surface during cutting. There is a problem that the drill breaks due to poor chip dischargeability, enlarges the diameter of the processed hole, and decreases the surface roughness of the processed hole.

特許文献1に記載の工具は座ぐり加工用のエンドミルであり、エンドミルを軸方向に送る突き加工により座ぐり加工を行うことを前提としている。しかしエンドミルではリーディングエッジは鋭角をなすので強度が弱く突き加工による欠けやチッピングが発生しやすい。また、特許文献1に記載のエンドミルで斜面を突き加工すると工具が横振動を発生しやすく、エンドミルに欠けやチッピングが生じ高能率に加工できないという問題が残っていた。図9は特許文献1に記載のエンドミルを示す図である。特許文献1に記載の従来のエンドミル1では、図9に示すように溝底から二番取り面につながる溝面aが凸曲状に形成されているため切り屑がカールされず、長くつながった切り屑が排出されるため、切り屑がらみが発生し加工面の悪化やワークを傷つけたり、最悪の場合はエンドミルが折損するという問題がある。特に本発明が大きな目的とする穴あけ位置精度に関しては、前記エンドミルは、切り屑によるエンドミルへの振動付与とワークへの大きな擦過により、穴あけ位置精度と穴の面粗さの両面から不満足な結果しか得られない。   The tool described in Patent Document 1 is an end mill for counterbore machining, and is premised on performing counterbore machining by thrusting in which the endmill is axially fed. However, in the end mill, since the leading edge forms an acute angle, the strength is weak and chipping or chipping is likely to occur due to piercing. In addition, when the end mill described in Patent Document 1 is used to thrust a slope, the tool is liable to generate lateral vibration, and the end mill is chipped and chipped, so that there remains a problem that it cannot be processed with high efficiency. FIG. 9 is a diagram showing an end mill described in Patent Document 1. In FIG. In the conventional end mill 1 described in Patent Document 1, since the groove surface a connected from the groove bottom to the second surface as shown in FIG. 9 is formed in a convex shape, the chips are not curled and connected for a long time. Since the chips are discharged, there is a problem that chip stagnation occurs and the work surface is deteriorated and the workpiece is damaged, and in the worst case, the end mill is broken. In particular, regarding the drilling position accuracy, which is a major object of the present invention, the above-mentioned end mill has an unsatisfactory result in terms of both the drilling position accuracy and the surface roughness of the hole due to the application of vibrations to the end mill by chips and the large abrasion to the workpiece. I can't get it.

特許文献2記載の座ぐり加工用ドリルでは溝幅が広いため切り屑詰まりは軽減される。しかし、溝幅が広いために切り屑の分断効果が小さく、カールした切り屑がつながるため、加工中に切り屑が穴の外に排出されず、溝の中に残ったままになりやすい。そのために加工穴の内壁面を切り屑が擦過して傷つけ、ワークの加工穴の面粗さが悪化するという問題がある。また、切れ刃の外周側に回転方向の逆側に−1°〜−20°後退する切れ刃を持っていることを大きな特徴としているため、刃部の欠けは抑制されるものの、食付き性が悪いので穴径が拡大し、目的とする穴の位置がずれてしまって穴あけ位置精度が悪くなるといった問題が発生する。   The counterbore drill described in Patent Document 2 has a wide groove width, so chip clogging is reduced. However, since the groove width is wide, the cutting effect of the chips is small, and curled chips are connected, so that the chips are not discharged out of the hole during processing and remain in the groove. For this reason, there is a problem that chips are scraped and damaged on the inner wall surface of the processed hole, and the surface roughness of the processed hole of the workpiece is deteriorated. Moreover, since it has the big feature of having the cutting edge which retreats -1 degree--20 degrees on the reverse side of a rotation direction on the outer peripheral side of a cutting edge, although the chipping of a blade part is suppressed, biting property is suppressed. However, since the hole diameter is enlarged, the position of the target hole is shifted and the drilling position accuracy is deteriorated.

特許文献3に記載されているドリルは、マージン部側の切刃の外周端側に凸曲面を有し、前記凸曲面に続く第1凹曲面部の曲率よりヒール側に近い第2凹曲面部の曲率が大きいことを特徴としている。そのために、このドリルを座ぐり加工に用いた場合には、多くの切り屑が第2凹曲面に摺接しなくて、第1凹曲面によってのみカールされた切り屑は第2凹曲面付近の溝で方向性を失ったり、溝に滞留する傾向となる。その結果、切り屑がドリルの進行方向に行き場のない狭い空間でドリルに衝突してドリルに振れ方向の振動を与えることになる。これは目的とする位置精度の悪化に大きな影響を及ぼすのみではなく、加工穴の内壁面に切り屑が傷を付けて、加工面粗さが劣化するという問題がある。   The drill described in Patent Document 3 has a convex curved surface on the outer peripheral end side of the cutting edge on the margin side, and a second concave curved surface portion closer to the heel side than the curvature of the first concave curved surface portion following the convex curved surface. Is characterized by a large curvature. Therefore, when this drill is used for spot facing, a large amount of chips do not slide on the second concave curved surface, and chips curled only by the first concave curved surface are grooves near the second concave curved surface. It tends to lose directionality or stay in the groove. As a result, the chips collide with the drill in a narrow space where there is no place in the traveling direction of the drill, and give vibration in the swing direction to the drill. This not only has a great influence on the deterioration of the target position accuracy, but also has a problem that the surface roughness of the machined surface deteriorates because chips are damaged on the inner wall surface of the machined hole.

また、特許文献4に記載されているドリルは、切り屑の分断性が弱いため、螺旋状に何重もカールした切り屑が長くつながるため、切り屑の排出性が悪く、切り屑により加工穴の内壁面を切り屑が擦過して傷つけ加工面が悪化する問題があった。   In addition, the drill described in Patent Document 4 has poor chip breaking property, so that the chips curled several times in a spiral form are connected for a long time. There was a problem that chips were abraded and scratched on the inner wall surface, and the processed surface deteriorated.

本発明は特に斜面や曲面での穴加工、及び座ぐり穴加工をすることに特化したドリルに関し、特に穴あけ位置精度を大きく向上させるために創作した新しいドリル形状及びドリル加工方法を提供するものである。本発明の目的は、発明が解決しようとする課題で述べたような従来の工具での問題点を解決して、特に従来の座ぐり穴加工用エンドミル、又は座ぐり加工用ドリルと比較して、切り屑が螺旋状に何重にもカールするのを制御することで切り屑の分断性を向上させ、さらにできるだけ切り屑を小さくカールさせることで切り屑排出性を高め、その結果として、穴の入口径の拡大を抑制し、同時に穴の位置精度や加工面粗さの向上を図れるドリル及びそのドリルを用いた加工方法を提供することである。また、本発明によれば切り屑詰りによるドリル刃先の欠け、チッピングを抑制できるので、斜面や曲面での穴加工、又は座ぐり加工でのドリルが長寿命となる効果がある。   In particular, the present invention relates to a drill specialized for drilling holes on a slope or curved surface and counterbore drilling, and particularly to provide a new drill shape and drilling method created to greatly improve the drilling position accuracy. It is. The object of the present invention is to solve the problems in the conventional tools as described in the problem to be solved by the invention, and particularly in comparison with a conventional counterbore drilling end mill or a counterbore drill. By controlling the curling of the chips in a spiral manner, the chip breaking property is improved, and by further curling the chips as small as possible, the chip discharging performance is improved. It is intended to provide a drill capable of suppressing an increase in the diameter of the inlet and simultaneously improving the hole position accuracy and machining surface roughness, and a machining method using the drill. In addition, according to the present invention, chipping and chipping of the drill blade tip due to chip clogging can be suppressed, so that drilling in a slope or curved surface or a counterbore drill has an effect of extending the life.

本発明のドリルの形状として重要な特徴は、小さめのドリル心厚と適正な溝幅で大きなチップポケットを確保すると共に、切り屑のカールを制御することで切り屑を細かく分断でき、切り屑の排出性を大幅に向上させる溝底形状としたことである。本発明のドリルの新規な形状およびその周辺の形状を製造し、それらのドリルについてドリル加工での穴の位置精度、穴の入口径の拡大程度及びワークの加工面粗さを評価し、本発明のドリルの溝底の凹曲面の形状を従来にはない新規なドリル形状にまで最適化した。   An important feature of the drill of the present invention is that a small drill core thickness and an appropriate groove width ensure a large chip pocket and the chip curl can be finely divided by controlling the chip curl. The groove bottom shape greatly improves the discharge performance. A new shape of the drill of the present invention and its peripheral shape are manufactured, and the position accuracy of the hole in drilling, the degree of enlargement of the hole entrance diameter, and the work surface roughness of the work are evaluated for the drills. The shape of the concave curved surface of the groove bottom of this drill was optimized to a new drill shape that has never existed before.

すなわち第1の本発明は、2枚の切れ刃を有するドリルであって、前記ドリルは、先端角が170°〜190°であり、心厚がドリル直径の0.15倍〜0.25倍であり、前記ドリルをドリル先端からドリルの軸線方向に見た図において、ドリルの軸線Oとマージン部側での内壁面の外周端とを結ぶマージン部側の溝直線と、ドリルの軸線Oとヒール部側での内壁面の外周端すなわちヒールとを結ぶヒール側の溝直線とがなす角度を溝幅としたときに、前記溝幅が75°〜85°の範囲であり、溝底および前記溝底からヒールに至るまでの第一溝底曲線は凹曲線でなり、前記第一溝底曲線がドリルの軸線からヒールを結ぶ直線に対し最も窪んだ第一溝底曲線の最大窪み位置とドリルの軸線Oの間隔はドリルの軸線からヒール方向へ直線距離で直径の0.35倍〜0.70倍とし、第一溝底曲線の最大窪み量は、直径の0.03倍〜0.07倍の範囲であり、マージン部側での内壁面の外周端から溝底に至るまでの第二溝底曲線は凹曲線でなり、前記第二溝底曲線がマージン部側の溝直線に対し最も窪んだ第二溝底曲線の最大窪み位置とドリルの軸線Oの間隔はドリルの軸線からマージン部側での内壁面の方向へ直線距離で心厚の1.5倍〜2.5倍とし、第二溝底曲線の最大窪み量は前記ドリル直径の0倍を超え0.04倍未満となる範囲であり、且つ第二溝底曲線の最大窪み量は第一溝底曲線の最大窪み量に対し小さく設定したことを特徴とするドリルである。   That is, the first aspect of the present invention is a drill having two cutting edges, and the drill has a tip angle of 170 ° to 190 ° and a core thickness of 0.15 to 0.25 times the drill diameter. In the figure when the drill is viewed from the drill tip in the axial direction of the drill, a groove straight line on the margin portion side connecting the drill axis O and the outer peripheral end of the inner wall surface on the margin portion side, and the drill axis O The groove width is in the range of 75 ° to 85 ° when the angle formed by the outer peripheral end of the inner wall surface on the heel portion side, that is, the groove straight line on the heel side connecting the heel, is in the range of 75 ° to 85 °, The first groove bottom curve from the groove bottom to the heel is a concave curve, and the first groove bottom curve is the most recessed position of the first groove bottom curve with respect to the straight line connecting the heel from the drill axis and the drill. The distance of the axis O is a straight distance from the drill axis to the heel direction. The maximum depth of the first groove bottom curve is 0.03 to 0.07 times the diameter, and the outer peripheral edge of the inner wall surface on the margin side The second groove bottom curve from the groove bottom to the groove bottom is a concave curve, and the maximum groove position of the second groove bottom curve where the second groove bottom curve is most recessed with respect to the groove straight line on the margin side and the axis O of the drill The interval of the straight line from the drill axis to the inner wall surface on the margin side is 1.5 to 2.5 times the core thickness, and the maximum depth of the second groove bottom curve is 0 times the drill diameter. And the maximum depth of the second groove bottom curve is set smaller than the maximum depth of the first groove bottom curve.

特に、第1の発明において、さらにシンニングの逃げ角を35°〜50°の範囲とするのが良い。これが本発明の第2の発明である。   In particular, in the first aspect of the invention, it is preferable that the relief angle of the thinning is in the range of 35 ° to 50 °. This is the second invention of the present invention.

第3の本発明は、第1または第2の本発明のドリルを用いて、前記ドリルの軸線に対して傾斜している斜面又は曲面を加工することを特徴とする穴加工方法である。   A third aspect of the present invention is a hole drilling method characterized by processing a slope or a curved surface inclined with respect to the axis of the drill using the drill of the first or second aspect of the present invention.

第4の本発明は、第1または第2の本発明のドリルを用いて、前記ドリルの軸線に対して傾斜している面又は曲面で、座ぐり加工をすることを特徴とする座ぐり加工方法である。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a counterboring process, wherein the counterboring process is performed on a surface or a curved surface inclined with respect to the axis of the drill using the drill according to the first or second aspect of the present invention. Is the method.

本発明によれば、斜面や曲面での穴加工、及び座ぐり穴加工に関し、従来の座ぐり加工用エンドミル及び座ぐり加工用ドリルと比較して、切り屑のカールを制御することで分断性を高め、切り屑を小さくカールさせることで切り屑の排出性を大幅に向上させることができる。よって、本発明のドリルを用い、斜面や曲面を有するワークの穴加工及び座ぐり穴加工を行なえば、良好な穴の位置精度を得て、穴入口径の拡大防止ができ、ワークの加工面粗さを大幅に改善することができる。   According to the present invention, with respect to drilling on a slope or curved surface, and counterbore drilling, the cutting performance is controlled by controlling the curl of the chip as compared with a conventional counterbore end mill and counterbore drill. The chip discharge performance can be greatly improved by curling the chips small. Therefore, if the drill of the present invention is used to drill and counterbore a workpiece having a slope or a curved surface, good hole position accuracy can be obtained and the hole entrance diameter can be prevented from being increased. Roughness can be greatly improved.

本発明に係るドリルの軸線方向先端視の正面図である。It is a front view of the axial direction front end view of the drill which concerns on this invention. 図1に示す本発明のドリルの切り屑排出溝を有する部分での、ドリルの軸線Oに直交する断面図である。It is sectional drawing orthogonal to the axis line O of a drill in the part which has the chip | tip discharge groove | channel of the drill of this invention shown in FIG. 図1に示すドリルの側面の全体図である。It is a general view of the side surface of the drill shown in FIG. 図2に示す本発明のドリルにおけるヒール部側での内壁面付近を拡大した図である。It is the figure which expanded the inner wall surface vicinity by the heel part side in the drill of this invention shown in FIG. 図2に示す本発明のドリルにおけるマージン部側での内壁面付近を拡大した図である。It is the figure which expanded the inner wall surface vicinity in the margin part side in the drill of this invention shown in FIG. 本発明のドリルでの代表的な切り屑の形状を示す図である。It is a figure which shows the shape of the typical chip with the drill of this invention. 従来の座ぐり用エンドミルでの代表的な切り屑の形状を示す図である。It is a figure which shows the shape of the typical chip in the conventional counterbore end mill. 図3に示す本発明のドリルの切れ刃付近を拡大して90度回転させた図である。It is the figure which expanded and rotated 90 degree | times the cutting blade vicinity of the drill of this invention shown in FIG. 特許文献1に記載のエンドミルを示す図である。It is a figure which shows the end mill of patent document 1. 従来のエンドミルによる座面加工とドリルによる穴加工の問題点を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the problem of the seat surface processing by the conventional end mill, and the hole processing by a drill. 実施例に用いた被削材及び加工穴中心のずれの測定方向を示す図である。It is a figure which shows the measurement direction of the shift | offset | difference of the work material used for the Example, and the hole center. 図11に示す被削材における矢印Aから見たときの断面図である。It is sectional drawing when it sees from the arrow A in the workpiece shown in FIG.

以下、本発明を実施するための一実施形態を図1乃至図8を用いて説明する。図1は本発明に係るドリルの軸線方向先端視の正面図である。ドリル本体5は少なくとも切れ刃6を含む部分が材質的には超硬合金、CBN、サーメットなどの硬質材料からなり、ドリルの軸線を中心とした直径Dの略円筒状に形成されている。さらに図1に示すドリルには切れ刃6が2枚設けられている。ドリルの先端から始まりドリル後方側に至る部分には、一定の捩れ角でドリル回転方向Lの後方側に捩れる一対の略凹状曲面の切り屑排出溝7(以下、単に溝ともいう)がドリルの軸線Oに対して対称に設けられている。ドリルの切れ刃6は前記切り屑排出溝7のドリル回転方向Lを向くマージン部側での内壁面8と先端逃げ面9とが交差する稜線部に設けられている。さらに、本発明のドリルにはシンニング面27が設けられている。   Hereinafter, an embodiment for carrying out the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a front view of the drill according to the present invention when viewed from the front end in the axial direction. The drill body 5 includes at least a portion including the cutting edge 6 in terms of material, which is made of a hard material such as cemented carbide, CBN, or cermet, and is formed in a substantially cylindrical shape having a diameter D with the axis of the drill as the center. Further, the drill shown in FIG. 1 is provided with two cutting edges 6. A pair of substantially concave curved chip discharge grooves 7 (hereinafter also simply referred to as grooves) that twist to the rear side in the drill rotation direction L at a constant twist angle are drilled at a portion starting from the tip of the drill and reaching the rear side of the drill. Are provided symmetrically with respect to the axis O. The cutting edge 6 of the drill is provided at the ridge line portion where the inner wall surface 8 and the tip clearance surface 9 on the margin portion side facing the drill rotation direction L of the chip discharge groove 7 intersect. Furthermore, the drill of the present invention is provided with a thinning surface 27.

図2は図1に示す本発明のドリルの切り屑排出溝を有する部分での、ドリルの軸線Oに直交する断面図である。本発明の切り屑排出溝のマージン部側での内壁面8とヒール部側での内壁面11の形状的特徴は、この図2において良く理解できる。本発明で溝幅θとは、図2において、ドリルの軸線Oとマージン部側での内壁面の外周端18とを結ぶマージン部側の溝直線10と、ドリルの軸線Oとヒール部側での内壁面11の外周端すなわちヒール15とを結ぶヒール側の溝直線12とがなす角度を指す。また、本発明において、2つの切り屑排出溝の溝底13を通る心厚円14の直径は心厚dで定義される。   FIG. 2 is a cross-sectional view perpendicular to the axis O of the drill at the portion having the chip discharge groove of the drill of the present invention shown in FIG. The shape characteristics of the inner wall surface 8 on the margin portion side and the inner wall surface 11 on the heel portion side of the chip discharge groove of the present invention can be well understood in FIG. In FIG. 2, the groove width θ in the present invention refers to the groove straight line 10 on the margin portion side connecting the drill axis O and the outer peripheral edge 18 of the inner wall surface on the margin portion side, the drill axis O and the heel portion side. The angle formed by the heel-side groove straight line 12 connecting the outer peripheral end of the inner wall surface 11, that is, the heel 15. In the present invention, the diameter of the core thickness circle 14 passing through the groove bottoms 13 of the two chip discharge grooves is defined by the core thickness d.

本発明において、心厚dは直径Dの0.15倍〜0.25倍とする。これによりドリルの剛性を著しく損なうことなく、且つ切り屑の排出に十分なチップポケットを確保することが出来る。心厚dが直径Dの0.15倍未満であればドリルの剛性不足により振動したりドリルが撓むことで穴あけ位置精度が悪くなったり、穴曲がりや折損といた問題が起こる。心厚dが直径Dの0.25倍を超えると切り屑の排出に十分なチップポケットが確保できないため、切り屑詰まりによる穴あけ位置精度が悪くなったり、加工面粗さが悪くなる。   In the present invention, the core thickness d is 0.15 to 0.25 times the diameter D. Thereby, a chip pocket sufficient for discharging chips can be ensured without significantly impairing the rigidity of the drill. If the core thickness d is less than 0.15 times the diameter D, the drilling position may deteriorate due to insufficient rigidity of the drill or the drill may be bent, resulting in problems such as poor drilling position accuracy or bending or breakage. If the core thickness d exceeds 0.25 times the diameter D, a chip pocket sufficient for chip discharge cannot be secured, so that the drilling position accuracy due to chip clogging deteriorates and the machined surface roughness deteriorates.

本発明の溝幅θは75°〜85°であり、鋭角とする。図2でいえば、ヒール部側での内壁面11の外周端すなわちヒール15は、ドリルの軸線Oとマージン部側での内壁面の外周端18とを結ぶマージン部側の溝直線10に直交する直線17よりは溝を狭める方向に位置している。溝幅θが75°未満であれば、切り屑の排出に必要なチップポケットが十分得られず、切り屑詰まりを起こし最悪の場合折損に至る。溝幅θが85°より大きいと、切り屑排出に十分なチップポケットが得られるが、切り屑のカールが大きくなるため切り屑が加工穴の内壁面に接触し加工面粗さが悪化する。また、切り屑の分断効果も小さくなるため螺旋状に何重にもつながった切り屑が溝外へ排出され難く切り屑詰まりにより折損に至る危険性が高くなる。   The groove width θ of the present invention is 75 ° to 85 ° and is an acute angle. Referring to FIG. 2, the outer peripheral end of the inner wall surface 11 on the heel side, that is, the heel 15 is perpendicular to the groove straight line 10 on the margin side connecting the drill axis O and the outer peripheral end 18 of the inner wall surface on the margin side. It is located in a direction narrowing the groove rather than the straight line 17. If the groove width θ is less than 75 °, sufficient chip pockets required for chip discharge cannot be obtained, and chip clogging occurs, leading to breakage in the worst case. If the groove width θ is larger than 85 °, a chip pocket sufficient for chip discharge can be obtained. However, since the chip curl becomes large, the chip comes into contact with the inner wall surface of the processing hole and the processing surface roughness deteriorates. Further, since the cutting effect of the chips is reduced, the chips connected in a multi-layered manner are not easily discharged out of the groove, and the risk of breakage due to clogging of the chips increases.

図3は図1に示すドリルの側面の全体図である。本発明のドリルにおいて、ドリルの先端から始まりドリル後方側に至る部分には、略凹状曲面の切り屑排出溝7が設けられている。本発明において、ドリル本体5は少なくとも切れ刃6を含む部分が材質的には超硬合金、CBN、サーメットなどの硬質材料からなり、ドリルの軸線を中心とした直径Dの略円筒状に形成されている。2枚の切れ刃6がなす角度は先端角26で定義される。   FIG. 3 is an overall side view of the drill shown in FIG. In the drill of the present invention, a substantially concave curved chip discharge groove 7 is provided in a portion starting from the tip of the drill and reaching the rear side of the drill. In the present invention, at least a portion including the cutting edge 6 is made of a hard material such as cemented carbide, CBN, cermet or the like, and the drill body 5 is formed in a substantially cylindrical shape having a diameter D centering on the axis of the drill. ing. The angle formed by the two cutting edges 6 is defined by the tip angle 26.

本発明において、先端角26は170°〜190°とする。これにより傾斜面の加工に際して穴あけ位置精度を悪化させることなく加工できる。先端角26が170°未満であればドリルの食付きが悪くワークの傾斜面に沿ってドリルがすべるため穴あけ位置精度が悪くなったり穴曲がりが起こる。先端角26が190°を超えるとドリルのコーナ部の強度が弱くなるため、ドリルに欠損が起こる。   In the present invention, the tip angle 26 is set to 170 ° to 190 °. Thereby, it can process, without deteriorating the drilling position precision at the time of processing of an inclined surface. If the tip angle 26 is less than 170 °, the biting of the drill is poor and the drill slides along the inclined surface of the workpiece, so that the drilling position accuracy is deteriorated or the hole is bent. If the tip angle 26 exceeds 190 °, the strength of the corner portion of the drill becomes weak, so that the drill is damaged.

図4は図2に示す本発明のドリルにおけるヒール部側での内壁面付近を拡大した図であり、図5は図2に示す本発明のドリルにおけるマージン部側での内壁面付近を拡大した図である。
本発明のドリルの溝は全体の形状として図2に示されるように、前記溝底13とドリルの心厚dを直径としたときの心厚円14との接点からヒール部側での内壁面11の外周端すなわちヒール15に至るまでの第一溝底曲線16と、前記溝底13とドリルの心厚dを直径としたときの心厚円14との接点からマージン部側での内壁面の外周端18に至るまでの第二溝底曲線19が設けられている。
4 is an enlarged view of the vicinity of the inner wall surface on the heel portion side in the drill of the present invention shown in FIG. 2, and FIG. 5 is an enlarged view of the vicinity of the inner wall surface on the margin portion side of the drill of the present invention shown in FIG. FIG.
As shown in FIG. 2, the groove of the drill of the present invention has an inner wall surface on the heel side from the contact point between the groove bottom 13 and the core thickness circle 14 when the core thickness d of the drill is the diameter. 11 and the inner wall surface on the margin side from the contact point between the groove bottom 13 and the core thickness circle 14 when the core thickness d of the drill is the diameter. A second groove bottom curve 19 extending to the outer peripheral end 18 is provided.

本発明は図4に示すように、ヒール部側の溝形状として、ドリルの軸線Oとヒール15を結ぶ直線であるヒール部側の溝直線12に対して直角方向に第一溝底曲線16が最も窪んだ位置を第一溝底曲線の最大窪み位置20とし、第一溝底曲線の最大窪み位置20がある位置をドリルの軸線からヒール方向へヒール部側の溝直線12に沿って測定したときの、第一溝底曲線の最大窪み位置とドリルの軸線Oの間隔22は直径の0.35倍〜0.70倍とする。さらに、前記第一溝底曲線16は凹曲線状であり、ヒール部側の溝直線12からの第一溝底曲線の最大窪み量21は、直径の0.03倍〜0.07倍の範囲であることを特徴としている。   In the present invention, as shown in FIG. 4, the groove shape on the heel side has a first groove bottom curve 16 in a direction perpendicular to the groove line 12 on the heel side, which is a straight line connecting the axis O of the drill and the heel 15. The most recessed position is defined as the maximum recessed position 20 of the first groove bottom curve, and the position where the maximum recessed position 20 of the first groove bottom curve is located is measured along the groove straight line 12 on the heel side from the drill axis to the heel direction. The distance 22 between the maximum recess position of the first groove bottom curve and the drill axis O is 0.35 to 0.70 times the diameter. Further, the first groove bottom curve 16 is a concave curve, and the maximum recess amount 21 of the first groove bottom curve from the groove straight line 12 on the heel side is in the range of 0.03 to 0.07 times the diameter. It is characterized by being.

さらに本発明はマージン部側の溝形状として、図2に示すように溝底13と心厚円14との接点からマージン部側での内壁面の外周端18に至るまで第二溝底曲線19が設けられている。本発明は図5に示すように、ドリルの軸線Oからマージン部側での内壁面の外周端18を結ぶマージン部側の溝直線10の直角方向で測定したときに第二溝底曲線19が最も窪んだ位置を第二溝底曲線の最大窪み位置23し、第二溝底曲線の最大窪み位置23がある位置をドリルの軸線からマージン部側での内壁面の外周端18へマージン部側の溝直線10に沿って測定したときの、第二溝底曲線の最大窪み位置とドリルの軸線Oの間隔24は心厚の1.5倍〜2.5倍とする。さらに、前記第二溝底曲線19は凹曲線状であり、マージン部側の溝直線10からの第二溝底曲線の最大窪み量25は、直径の0倍を超え0.04倍未満の範囲であり、第一溝底曲線の最大窪み量21よりも小さいことを特徴としている。   Further, according to the present invention, the groove shape on the margin portion side is a second groove bottom curve 19 from the contact point between the groove bottom 13 and the core thickness circle 14 to the outer peripheral edge 18 of the inner wall surface on the margin portion side as shown in FIG. Is provided. In the present invention, as shown in FIG. 5, the second groove bottom curve 19 is measured when measured in a direction perpendicular to the groove straight line 10 on the margin portion side connecting the outer peripheral end 18 of the inner wall surface on the margin portion side from the drill axis O. The most recessed position is the maximum recess position 23 of the second groove bottom curve, and the position where the maximum recess position 23 of the second groove bottom curve is located is from the drill axis to the outer peripheral edge 18 of the inner wall surface on the margin section side. The distance 24 between the maximum recess position of the second groove bottom curve and the axis O of the drill when measured along the groove straight line 10 is 1.5 to 2.5 times the core thickness. Further, the second groove bottom curve 19 is a concave curve, and the maximum depression amount 25 of the second groove bottom curve from the groove straight line 10 on the margin side is a range of more than 0 times and less than 0.04 times the diameter. It is characterized by being smaller than the maximum depression amount 21 of the first groove bottom curve.

第一溝底曲線の最大窪み位置20が、第一溝底曲線の最大窪み位置とドリルの軸線Oの間隔22で直径の0.35倍未満となる位置にある場合は、心厚に接する点から第一溝底曲線の窪みに至る部分で切り屑が急激に曲げられるため切り屑がスムーズにカールされず、切り屑詰まりが生じ易くなる。
前記最大窪み位置20が第一溝底曲線の最大窪み位置とドリルの軸線Oの間隔22で直径の0.70倍を超えた位置にある場合には、切り屑のカールが大きくなるため切り屑が加工穴の内壁面に接触し加工面粗さが悪化する。また、切り屑の分断効果も小さくなるため螺旋状に何重につながった切り屑が溝外へ排出され難く切り屑詰まりにより折損に至りやすい。
When the maximum recess position 20 of the first groove bottom curve is at a position where the distance 22 between the maximum recess position of the first groove bottom curve and the drill axis O is less than 0.35 times the diameter, the point touching the core thickness Since the chips are bent sharply at the portion from the first groove bottom curve to the recess of the first groove bottom, the chips are not curled smoothly and chip clogging is likely to occur.
When the maximum dent position 20 is at a position where the distance 22 between the maximum dent position of the first groove bottom curve and the drill axis O exceeds 0.70 times the diameter, the curl of the swarf increases, so that the swarf is increased. Comes into contact with the inner wall surface of the machined hole and the machined surface roughness deteriorates. In addition, since the cutting effect of the chips is reduced, the chips connected in multiple layers in a spiral form are not easily discharged out of the groove, and are easily broken due to chip clogging.

また、第一溝底曲線の最大窪み量21はドリル直径の0.03倍〜0.07倍の範囲とする。第一溝底曲線の最大窪み量21がドリル直径の0.03倍未満では、切り屑を十分にカールできないため切り屑の排出性が悪くなり、第一溝底曲線の最大窪み量21が0.07倍を超える場合には切り屑が強くカールされるため螺旋状に何重につながった切り屑になり、切り屑排出性が悪くなり、且つドリルのヒール部が鋭角になり過ぎるため、ヒール部に欠けが生じる危険性が大きくなる。   The maximum recess 21 of the first groove bottom curve is in the range of 0.03 to 0.07 times the drill diameter. If the maximum recess 21 of the first groove bottom curve is less than 0.03 times the drill diameter, the chips cannot be curled sufficiently, resulting in poor chip evacuation and the maximum recess 21 of the first groove bottom curve of 0. If it exceeds .07 times, the chips are strongly curled, resulting in multiple chips connected in a spiral, resulting in poor chip evacuation, and the heel of the drill becomes too sharp. There is a greater risk of chipping in the part.

第二溝底曲線の最大窪み位置23が心厚の1.5倍未満では切り屑が心厚に接する溝底部で急激にカールするため切り屑がスムーズにカールされず切屑詰まりになる。2.5倍を超える場合には切り屑はスムーズにカールされるが切り屑の分断効果が小さくなり螺旋状に何重につながった切り屑になり切り屑排出性が悪くなる。   If the maximum depression position 23 of the second groove bottom curve is less than 1.5 times the core thickness, the chips curl abruptly at the groove bottom portion in contact with the core thickness, so that the chips are not curled smoothly and become clogged. When it exceeds 2.5 times, the chips are smoothly curled, but the cutting effect of the chips is reduced, and the chips are connected in multiple layers in a spiral shape, resulting in poor chip discharge.

さらに本発明において、第二溝底曲線の最大窪み量25は0以下であるとドリルの外周部と第二溝曲線がなす角度が鈍角になるため、斜面の加工時に食付きが悪く、穴の位置精度が悪化する。ここで第二溝底曲線の最大窪み量25が負の値である場合というのは、第二溝底曲線19が凸曲線状であるという意味である。
第二溝底曲線の最大窪み量25がドリル直径の0.04倍以上では、切り屑はスムーズにカールされるが外周と第二溝底曲線がなす角度が鋭角になるため強度不足によりカケが生じる。本発明のドリルでは、第二溝底曲線の最大窪み量25を第一溝底曲線の最大窪み量21に対し小さくする。第二溝底曲線の最大窪み量25が第一溝底曲線の最大窪み量21と同じもしくは第二溝底曲線の最大窪み量25を第一溝底曲線の最大窪み量21より大きくした場合、切り屑の切り屑が第二溝面曲線部で強くカールされるため、第一溝曲線部でのカール効果が小さくなるため切り屑分断効果が小さくなり、螺旋状に何重につながった切り屑になり切り屑排出性が悪くなるからである。
Furthermore, in the present invention, when the maximum groove amount 25 of the second groove bottom curve is 0 or less, the angle formed by the outer peripheral portion of the drill and the second groove curve becomes an obtuse angle. The position accuracy deteriorates. Here, the case where the maximum dent amount 25 of the second groove bottom curve is a negative value means that the second groove bottom curve 19 has a convex curve shape.
When the maximum dent amount 25 of the second groove bottom curve is 0.04 times or more of the drill diameter, the chips are smoothly curled, but the angle formed by the outer periphery and the second groove bottom curve becomes an acute angle, so there is a crack due to insufficient strength. Arise. In the drill of the present invention, the maximum depression amount 25 of the second groove bottom curve is made smaller than the maximum depression amount 21 of the first groove bottom curve. When the maximum depression amount 25 of the second groove bottom curve is the same as the maximum depression amount 21 of the first groove bottom curve or the maximum depression amount 25 of the second groove bottom curve is larger than the maximum depression amount 21 of the first groove bottom curve, Since the chips of the chips are strongly curled at the curved portion of the second groove surface, the curling effect at the curved portion of the first groove is reduced, so that the chip cutting effect is reduced, and the chips are connected in a spiral manner. This is because the chip dischargeability becomes worse.

通常、切り屑を分断するにはドリルのねじれ溝の形状によってカールした切り屑が、切削が進むにつれてカールできなくなった時点でドリル心厚を形成する溝底部側が剪断の起点となり分断される。しかしながら、切り屑のカールが綺麗な円状に近いほど生成された切り屑は何重も螺旋状につながっていくため、切り屑の分断効果が小さくなる。   Usually, in order to divide the chips, when the chips curled by the shape of the twisted groove of the drill cannot be curled as the cutting progresses, the bottom of the groove forming the drill core thickness is divided as a shearing origin. However, as the curl of the chips is closer to a beautiful circle, the generated chips are connected in a spiral manner, so that the cutting effect of the chips is reduced.

本発明の溝底曲線の特徴は、溝幅は意外にも狭く見えるものの、マージン部側の第二溝底曲線及びヒール部側の第一溝底曲線が凹曲線状に特定幅だけ窪んでいるので、溝幅と溝底曲線の組合せにより、切り屑が移動するのに十分な大きさのチップポケットを確保している。前記の凹曲線状の第二溝曲線により緩やかにカールされた切り屑が、前記の凹曲線状の第一溝底曲線部により、切り屑は強くカールされる。これより切り屑は綺麗な円状ではなく、円に近い三角形状になるため切り屑のカールが1周カールした時点で強制的にカールするのを終わらせることが出来る。その結果として、小さくカールし細かく分断された切り屑はスムーズに外に排出されて、ドリルに振動を与えることも、加工面を損傷することもない。すなわち、本発明の溝底曲線の特徴は、本発明のドリルを使用した穴加工で狙った中心位置がずれないという良好な位置精度の確保と、穴明けされた穴の良好な加工面粗さの確保に大きく貢献しているのである。   The feature of the groove bottom curve of the present invention is that the groove width seems to be unexpectedly narrow, but the second groove bottom curve on the margin side and the first groove bottom curve on the heel side are recessed in a concave shape by a specific width. Therefore, the combination of the groove width and the groove bottom curve ensures a chip pocket large enough for the chips to move. Chips gently curled by the concave curved second groove curve are strongly curled by the concave curved first groove bottom curved portion. As a result, the chip is not a beautiful circle but a triangular shape close to a circle, so that the curling of the chip can be forcibly terminated when the chip curls once. As a result, small curled and finely divided chips are smoothly discharged to the outside without giving vibration to the drill and damaging the work surface. That is, the feature of the groove bottom curve of the present invention is to ensure good positional accuracy that the center position targeted by drilling using the drill of the present invention does not shift and to have a good surface roughness of the drilled hole. It greatly contributes to securing of this.

穴あけした穴の位置精度は切り屑の形状の良し悪しに左右される。相対的に長く連続した切り屑はドリルの溝の中で暴れたり、噛み込みや絡まったりしたりしてドリルの振動の原因になる。本発明のドリルで生成されて排出された切り屑の形状は穴の精度に影響を及ばさない程度に小さく分断されている。以下の実施例で確認した本発明のドリルでの切り屑の形状を従来の座ぐり加工用エンドミルでの切り屑と比較して図6及び7に示す。
図6は本発明のドリルでの代表的な切り屑の形状を示す図である。図7は従来の座ぐり加工用エンドミルでの代表的な切り屑の形状を示す図である。図6及び図7において(a)は上面図、(b)は側面図である。図7に示すように従来の座ぐり加工用エンドミルでの切り屑30は連続した形状になるのに対して、図6に示すように本発明のドリルによる切り屑29は小さく分断されていることが分かる。本発明は前述のようにドリルの加工による切り屑がカールされて小さく分断されるところのドリルの溝底曲線の形状の最適な組合せによって大きく特徴付けられるが、このような見方をして設計された斜面や曲面への穴加工、及び座ぐり穴加工ができるドリルは初めてである。
The position accuracy of the drilled hole depends on the shape of the chips. Relatively long and continuous chips may become violent in the groove of the drill, become bitten or entangled, and cause vibration of the drill. The shape of the chips generated and discharged by the drill of the present invention is divided into small parts so as not to affect the accuracy of the hole. The shape of the chips with the drill of the present invention confirmed in the following examples is shown in FIGS. 6 and 7 in comparison with the chips with a conventional counterbore end mill.
FIG. 6 is a diagram showing a typical chip shape in the drill of the present invention. FIG. 7 is a view showing a typical chip shape in a conventional counterbore end mill. 6 and 7, (a) is a top view and (b) is a side view. As shown in FIG. 7, the chips 30 in the conventional counterbore end mill have a continuous shape, whereas the chips 29 of the drill of the present invention are divided into small pieces as shown in FIG. I understand. The present invention is largely characterized by the optimum combination of the shapes of the groove bottom curves of the drill where the chips from the drilling process are curled and divided into small pieces as described above. This is the first drill that can drill holes on curved surfaces and curved surfaces, and counterbore holes.

図8は図3に示す本発明のドリルの切れ刃付近を拡大して90度回転させた図である。ドリル本体5にはシンニング面27が設けられており、切れ刃6とシンニング面27のなす角度がシンニングの逃げ角28となる。本発明において、シンニングの逃げ角28は35°〜50°とするのが望ましい。これにより、カールされた切り屑の排出をより効率的に行うことが出来る。   FIG. 8 is an enlarged view of the vicinity of the cutting edge of the drill of the present invention shown in FIG. 3 rotated 90 degrees. The drill body 5 is provided with a thinning surface 27, and an angle formed by the cutting edge 6 and the thinning surface 27 becomes a thinning clearance angle 28. In the present invention, it is desirable that the thinning clearance angle 28 is 35 ° to 50 °. Thereby, the curled chips can be discharged more efficiently.

以下、本発明を下記の実施例により詳細に説明するが、それらにより本発明が限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in detail by the following examples, but the present invention is not limited thereto.

以下の表中にある各実施例では、本発明例、従来例、比較例を区分として示し、試料番号は本発明例、従来例、比較例ごとに、連続の通し番号で記載した。   In each example in the following table, the present invention example, the conventional example, and the comparative example are shown as classifications, and the sample numbers are indicated by consecutive serial numbers for each of the present invention example, the conventional example, and the comparative example.

本発明は、2枚の切れ刃を有する超硬合金製のドリルであって、実験の結果として本発明の穴位置精度及び穴入口径の拡大の大幅な改善には溝底曲線の新規な形状が重要であることが確認できたものであるが、その効果を最大限に発揮するドリルの基礎形状として、溝底曲線の形状以外には、ドリルの先端角、ドリル心厚、及び溝幅の最適化が本発明の構成要件として必須である。
そこで以下の実施例では、超硬合金製のドリルに表面処理として(TiAl)N系にSiを含有させた硬質皮膜を施した統一した仕様をベースにして、ドリルの先端角、ドリル心厚、溝幅及び溝形状の影響を調査するために本発明を実施した例、及び本発明の条件以外のものと比較した比較例を以下に示す。
The present invention is a cemented carbide drill having two cutting edges. As a result of experiments, a new shape of the groove bottom curve is required for the significant improvement in the hole position accuracy and the hole entrance diameter of the present invention. However, in addition to the groove bottom curve, the drill tip angle, the drill core thickness, and the groove width can be used as the basic shape of the drill to maximize its effectiveness. Optimization is essential as a component of the present invention.
Therefore, in the following examples, the tip angle of the drill, the drill core thickness, based on a unified specification in which a hard coating containing Si in a (TiAl) N system as a surface treatment is applied to a cemented carbide drill, Examples of carrying out the present invention to investigate the influence of the groove width and groove shape and comparative examples compared with those other than the conditions of the present invention are shown below.

(実施例1)
本発明例1乃至5及び比較例1、2を用いた切削試験による先端角の比較を行った。本発明例1乃至5において先端角はそれぞれ170°、175°、180°、185°、190°とした。比較例1、2の先端角はそれぞれ165°、195°とした。
実施例1で使用した7種類全てのドリルは母材が超硬合金であり、刃数が2枚刃、直径が6mm、溝長が19mm、シャンク径が6mm、ねじれ角が30°、心厚が直径の0.20倍、溝幅が80°である。さらに第一溝底曲線の形状は凹曲線であり、第一溝底曲線の最大窪み位置とドリルの軸線Oの間隔は直径の0.50倍、第一溝底曲線の最大窪み量は直径の0.05倍、第二溝底曲線の形状は凹曲線であり、第二溝底曲線の最大窪み位置とドリルの軸線Oの間隔は心厚の2.0倍、第二溝底曲線の最大窪み量は直径の0.02倍とし、これらの緒元は本発明例1乃至5及び比較例1、2にて統一した。
Example 1
The tip angles were compared by cutting tests using Invention Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2. In Inventive Examples 1 to 5, the tip angles were 170 °, 175 °, 180 °, 185 °, and 190 °, respectively. The tip angles of Comparative Examples 1 and 2 were 165 ° and 195 °, respectively.
All the seven types of drills used in Example 1 are made of cemented carbide, the number of blades is two, the diameter is 6 mm, the groove length is 19 mm, the shank diameter is 6 mm, the helix angle is 30 °, the core thickness Is 0.20 times the diameter and the groove width is 80 °. Further, the shape of the first groove bottom curve is a concave curve, the distance between the maximum recess position of the first groove bottom curve and the drill axis O is 0.50 times the diameter, and the maximum recess amount of the first groove bottom curve is the diameter. 0.05 times, the shape of the second groove bottom curve is a concave curve, the distance between the maximum recess position of the second groove bottom curve and the drill axis O is 2.0 times the core thickness, the maximum of the second groove bottom curve The amount of dents was 0.02 times the diameter, and these specifications were unified in Invention Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2.

図11は実施例に用いた被削材及び加工穴中心のずれの測定方向を示す図である。被削材はS50Cであり、図11に示すように幅120mm、奥行き100mm、高さ80mmの直方体を切断し、高さ方向に30°の勾配をもつ斜面をつけた形状のものを切削試験に用いた。
図12は図11に示す被削材における矢印Aから見たときの断面図である。試験方法として、切削速度は75m/min、1刃送りは0.09mm/rev、工具の突き出し量は36mm、加工穴深さは図12に示すように、斜面とドリルの刃先が接触する位置を基準として、そこから高さ方向に18mmの切削条件で、クーラントは何も用いず乾式切削で、穴間隔10mmにて10穴ずつ切削を行った。
FIG. 11 is a diagram showing the measurement direction of the deviation of the work material and the hole center used in the example. The work material is S50C. As shown in FIG. 11, a rectangular parallelepiped having a width of 120 mm, a depth of 100 mm, and a height of 80 mm is cut, and a shape having a slope with a gradient of 30 ° in the height direction is used for the cutting test. Using.
12 is a cross-sectional view of the work material shown in FIG. 11 when viewed from the arrow A. As a test method, the cutting speed is 75 m / min, the blade feed is 0.09 mm / rev, the tool protrusion amount is 36 mm, and the machining hole depth is a position where the inclined surface and the cutting edge of the drill come into contact as shown in FIG. As a reference, under the cutting conditions of 18 mm in the height direction, 10 holes were cut at a hole interval of 10 mm by dry cutting without using any coolant.

切削試験後には位置精度及び加工穴の拡大径についての測定を行った。位置精度の測定方法として、各10穴の加工穴中心の理論的位置からの位置ずれ(以下、「ずれ」とも記載する)を光学式顕微鏡を用いて測定した。測定項目はまず、10穴の加工穴中心の幅方向のずれの平均値をX方向のずれとし、図11に示すように勾配をもつ被削材を高さが高くなる方を上に置いたとき、上方向を+、下方向を−とした。さらに、10穴の加工穴中心の奥行き方向のずれの平均値をY方向のずれとし、勾配をもつ被削材を高さが高くなる方を上に置いたとき、右方向を−、左方向を+とした。
加工穴の拡大径の測定方法として、被削材の上面側における加工穴の直径を光学式顕微鏡を用いて測定し、被削材の上面側における加工穴の直径と使用したドリルの工具径との差から加工穴の拡大径を求めた。
評価基準としてはX方向のずれおよびY方向のずれが、共に+0.1mm〜−0.1mmの範囲にあり、なおかつ加工穴の拡大径が5μm以内であるものを良好とした。切削試験結果を表1に示す。
After the cutting test, the position accuracy and the enlarged diameter of the processed hole were measured. As a measuring method of the positional accuracy, a positional deviation (hereinafter also referred to as “deviation”) from the theoretical position at the center of each of the 10 holes was measured using an optical microscope. First, the average value of the deviations in the width direction at the center of the 10 holes was set as the deviation in the X direction, and the workpiece having a gradient was placed on the upper side as shown in FIG. In this case, the upward direction was defined as + and the downward direction was defined as-. Furthermore, when the average value of the deviations in the depth direction at the center of the 10 holes is defined as the deviation in the Y direction, and the workpiece with a gradient is placed on the higher side, the right direction is-, the left direction Was defined as +.
As a method of measuring the enlarged diameter of the processed hole, the diameter of the processed hole on the upper surface side of the work material is measured using an optical microscope, the diameter of the processed hole on the upper surface side of the work material, the tool diameter of the drill used, and The enlarged diameter of the processed hole was determined from the difference between the two.
As evaluation criteria, both the deviation in the X direction and the deviation in the Y direction are in the range of +0.1 mm to −0.1 mm, and the enlarged diameter of the processed hole is 5 μm or less. Table 1 shows the results of the cutting test.

Figure 2012030306
Figure 2012030306




表1に示すように、本発明例1乃至5はX方向のずれおよびY方向のずれが、共に+0.1mm〜−0.1mmの範囲にあり、さらに加工穴の拡大径が5μm以内であったため良好な結果であった。これに対し、比較例1は先端角が小さく、コーナ部の角度が鈍角となり、被削材に食付きにくくなったためX方向のずれが0.4mm、Y方向のずれが0.18mmとなり、加工穴の拡大径が5.9μmであった。また、比較例2は先端角が大きく、コーナ部が鋭角になりすぎる事により強度が低下し、1穴目で刃先にチッピングが生じたため、X方向のずれが0.55mm、Y方向のずれが0.22mmとなり、加工穴の拡大径が5.1μmであった。   As shown in Table 1, in Examples 1 to 5 of the present invention, both the deviation in the X direction and the deviation in the Y direction are in the range of +0.1 mm to −0.1 mm, and the enlarged diameter of the processed hole is within 5 μm. Therefore, the result was good. On the other hand, in Comparative Example 1, the tip angle is small, the corner angle is obtuse, and the work material is less likely to bite, so the X-direction deviation is 0.4 mm and the Y-direction deviation is 0.18 mm. The enlarged diameter of the hole was 5.9 μm. Further, in Comparative Example 2, the tip angle is large and the corner portion is too sharp, the strength is reduced, and chipping occurs at the blade edge at the first hole. Therefore, the deviation in the X direction is 0.55 mm, and the deviation in the Y direction is The diameter of the processed hole was 5.1 μm.

(実施例2)
本発明例6乃至8は比較例3、4との対比において、切削試験による心厚の比較を行った実施例である。心厚は、本発明例6乃至8においてそれぞれ直径Dの0.15倍、0.20倍、0.25倍とした。比較例3、4においてはそれぞれ直径Dの0.10倍、0.30倍とした。また、心厚以外は本発明例3と同一の緒元として、仕様を統一した。
(Example 2)
Examples 6 to 8 of the present invention are examples in which core thicknesses were compared by a cutting test in comparison with Comparative Examples 3 and 4. The core thicknesses were 0.15 times, 0.20 times, and 0.25 times the diameter D in Examples 6 to 8 of the present invention, respectively. In Comparative Examples 3 and 4, the diameter D was 0.10 and 0.30 times, respectively. In addition, the specifications were unified with the same specifications as Example 3 except for the thickness.

被削材及び試験方法は実施例1と同様とした。切削試験では加工穴数及び位置精度についての測定を行った。加工穴数の評価方法は、10穴まで切削を行った切削試験において加工可能であった穴数の計測により評価を行った。位置精度の測定方法として、各10穴の加工穴中心の理論的位置からの位置ずれ(以下、「ずれ」とも記載する)を光学式顕微鏡を用いて測定した。測定項目はまず、10穴の加工穴中心の幅方向のずれの平均値をX方向のずれとし、勾配をもつ被削材を高さが高くなる方を上に置いたとき、上方向を+、下方向を−とした。さらに、10穴の加工穴中心の奥行き方向のずれの平均値をY方向のずれとし、勾配をもつ被削材を高さが高くなる方を上に置いたとき、右方向を−、左方向を+とした。
評価基準としては加工穴数が10穴であり、なおかつX方向のずれおよびY方向のずれが、共に+0.1mm〜−0.1mmの範囲にあるものを良好とした。切削試験結果を表2に示す。
The work material and the test method were the same as in Example 1. In the cutting test, the number of holes processed and the position accuracy were measured. The evaluation method of the number of processed holes was evaluated by measuring the number of holes that could be processed in a cutting test in which up to 10 holes were cut. As a measuring method of the positional accuracy, a positional deviation (hereinafter also referred to as “deviation”) from the theoretical position at the center of each of the 10 holes was measured using an optical microscope. The measurement item is that the average value of the deviation in the width direction at the center of the 10 holes is defined as the deviation in the X direction. The downward direction is-. Furthermore, when the average value of the deviations in the depth direction at the center of the 10 holes is defined as the deviation in the Y direction, and the workpiece with a gradient is placed on the higher side, the right direction is-, the left direction Was defined as +.
As the evaluation criteria, the number of holes to be processed was 10 holes, and both the deviation in the X direction and the deviation in the Y direction were in the range of +0.1 mm to -0.1 mm. Table 2 shows the cutting test results.

Figure 2012030306
Figure 2012030306



表2から分かるように、本発明例6乃至8は加工穴数が10穴であり、さらにX方向のずれおよびY方向のずれが、共に+0.1mm〜−0.1mmの範囲にあり良好な結果であった。これに対し、比較例3は、心厚が小さく剛性が低いため、2穴目の加工中の振動により折損した。そのためX方向のずれおよびY方向のずれは測定不能であった。また、比較例4は心厚が大きいため剛性は高いが、切り屑の排出性が悪くなり、6穴目で切り屑詰まりにより折損した。そのためX方向のずれおよびY方向のずれは測定不能であった。   As can be seen from Table 2, Examples 6 to 8 of the present invention have 10 processed holes, and both the X-direction deviation and the Y-direction deviation are both in the range of +0.1 mm to -0.1 mm. It was a result. On the other hand, since the comparative example 3 had a small core thickness and low rigidity, it was broken by vibration during the processing of the second hole. Therefore, the deviation in the X direction and the deviation in the Y direction were not measurable. Moreover, although the comparative example 4 had a high core thickness and high rigidity, the chip dischargeability deteriorated, and breakage occurred at the sixth hole due to chip clogging. Therefore, the deviation in the X direction and the deviation in the Y direction were not measurable.

(実施例3)
本発明例9乃至11及び比較例5、6を用いた切削試験による溝幅の比較を行った。溝幅は本発明例9乃至11においてそれぞれ75°、80°、85°とした。比較例5、6においてはそれぞれドリル直径の70°、90°とした。また、溝幅以外は本発明例3と同一の緒元として、仕様を統一した。
(Example 3)
The groove width was compared by a cutting test using Invention Examples 9 to 11 and Comparative Examples 5 and 6. The groove width was 75 °, 80 °, and 85 ° in Examples 9 to 11 of the present invention, respectively. In Comparative Examples 5 and 6, the drill diameter was set to 70 ° and 90 °, respectively. In addition, the specifications were unified with the same specifications as Example 3 except for the groove width.

被削材及び試験方法は実施例1と同様とした。切削試験では加工穴数及び被削材の加工面粗さについての測定を行った。加工穴数の評価方法は、10穴まで切削を行った切削試験において加工可能であった穴数の計測により評価を行った。被削材の加工面粗さは、面粗さ測定器(株式会社東京精密社製、SURFCOM 1500DX)を用いて加工した穴の内壁面を穴の奥から入口方向に面粗さを測定することにより評価を行った。
評価基準としては加工穴数が10穴であり、なおかつ被削材の加工面粗さが10μm以下であるものを良好とした。切削試験結果を表3に示す。
The work material and the test method were the same as in Example 1. In the cutting test, the number of processed holes and the processed surface roughness of the work material were measured. The evaluation method of the number of processed holes was evaluated by measuring the number of holes that could be processed in a cutting test in which up to 10 holes were cut. The processed surface roughness of the work material is measured by measuring the surface roughness of the inner wall surface of the hole processed using a surface roughness measuring instrument (manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd., SURFCOM 1500DX) from the back of the hole toward the entrance. Evaluation was performed.
As evaluation criteria, the number of processed holes was 10 and the processed surface roughness of the work material was 10 μm or less. Table 3 shows the results of the cutting test.

Figure 2012030306
Figure 2012030306






表3から分かるように、本発明例9乃至11は切り屑が細かく分断されていたため、加工穴数が10穴となり、なおかつ被削材の加工面粗さが10μm以下となり良好な結果であった。これに対し、比較例5はチップポケットが狭いため切り屑詰まりにより3穴目で折損した。また、加工穴の内壁面に切り屑詰まりによる切り屑が傷つけた跡が残っており、被削材の加工面粗さは16.1μmであった。比較例6は加工穴数は10穴であったが、切り屑が分断されずつながった切り屑が溝に残ったまま加工していた影響で、被削材の加工面粗さは12.2μmであった。   As can be seen from Table 3, since the inventive examples 9 to 11 were finely divided, the number of processed holes was 10 and the processed surface roughness of the work material was 10 μm or less, which was a good result. . On the other hand, Comparative Example 5 was broken at the third hole due to chip clogging because the chip pocket was narrow. Moreover, the trace which the chip | wound was damaged by the chip | tip clogging remained on the inner wall face of the processing hole, and the processing surface roughness of the work material was 16.1 micrometers. In Comparative Example 6, the number of processed holes was 10, but the processed surface roughness of the work material was 12.2 μm due to the effect that the chips were not cut and the connected chips remained in the groove. Met.

(実施例4)
本発明例12乃至19、比較例7、8及び従来例1を用いた切削試験により、溝底からヒールに至るまでの第一溝底曲線の形状と、第一溝底曲線の最大窪み位置とドリルの軸線Oの間隔の比較を行った。
本発明例1乃至5において第一溝底曲線の形状は凹曲線であり、第一溝底曲線の最大窪み位置とドリルの軸線Oの間隔は、それぞれドリルの軸線からヒール方向へ、直線距離で直径Dの0.35倍、0.40倍、0.45倍、0.50倍、0.55倍、0.60倍、0.65倍、0.70倍となる位置とした。
比較例7、8において第一溝底曲線の形状は凹曲線であり、第一溝底曲線の最大窪み位置とドリルの軸線Oの間隔は、それぞれドリルの軸線からヒール方向へ、直線距離で直径の0.30倍、0.75倍となる位置とした。
従来例1において第一溝底曲線の形状は凸曲線であり、第一溝底曲線の最大窪み位置とドリルの軸線Oの間隔は、それぞれドリルの軸線からヒール方向へ、直線距離で直径の0.55倍となる位置とした。
また、本発明例12乃至19、比較例7、8及び従来例1において第一溝底曲線の形状と、第一溝底曲線の最大窪み位置とドリルの軸線Oの間隔以外は本発明例3と同一の緒元として、仕様を統一した。
Example 4
By the cutting test using Examples 12 to 19 of the present invention, Comparative Examples 7 and 8, and Conventional Example 1, the shape of the first groove bottom curve from the groove bottom to the heel, and the maximum depression position of the first groove bottom curve A comparison was made of the spacing of the drill axis O.
In Examples 1 to 5, the shape of the first groove bottom curve is a concave curve, and the distance between the maximum depression position of the first groove bottom curve and the drill axis O is a linear distance from the drill axis to the heel direction, respectively. The positions were 0.35 times, 0.40 times, 0.45 times, 0.50 times, 0.55 times, 0.60 times, 0.65 times, and 0.70 times the diameter D.
In Comparative Examples 7 and 8, the shape of the first groove bottom curve is a concave curve, and the distance between the maximum recess position of the first groove bottom curve and the drill axis O is a linear distance from the drill axis to the heel direction, with a linear distance. It was set as the position which becomes 0.30 times and 0.75 times.
In Conventional Example 1, the shape of the first groove bottom curve is a convex curve, and the distance between the maximum recess position of the first groove bottom curve and the drill axis O is 0 in diameter at a linear distance from the drill axis to the heel direction. It was set as the position which becomes .55 times.
Further, in the inventive examples 12 to 19, comparative examples 7 and 8, and the conventional example 1, the example 3 of the invention except for the shape of the first groove bottom curve and the interval between the maximum groove position of the first groove bottom curve and the axis O of the drill. The specifications were unified with the same specifications.

被削材及び試験方法は実施例1と同様とした。切削試験では位置精度及び被削材の加工面粗さについての測定を行った。位置精度の測定方法として、各10穴の加工穴中心の理論的位置からの位置ずれ(以下、「ずれ」とも記載する)を光学式顕微鏡を用いて測定した。測定項目はまず、10穴の加工穴中心の幅方向のずれの平均値をX方向のずれとし、勾配をもつ被削材を高さが高くなる方を上に置いたとき、上方向を+、下方向を−とした。さらに、10穴の加工穴中心の奥行き方向のずれの平均値をY方向のずれとし、勾配をもつ被削材を高さが高くなる方を上に置いたとき、右方向を−、左方向を+とした。被削材の加工面粗さは、面粗さ測定器(株式会社東京精密社製、SURFCOM 1500DX)を用いて加工した穴の内壁面を穴の奥から入口方向に面粗さを測定することにより評価を行った。
評価基準としてはX方向のずれおよびY方向のずれが、共に+0.1mm〜−0.1mmの範囲にあり、なおかつ被削材の加工面粗さが10μm以下であるものを良好とした。切削試験結果を表4に示す。
The work material and the test method were the same as in Example 1. In the cutting test, the position accuracy and the machined surface roughness of the work material were measured. As a measuring method of the positional accuracy, a positional deviation (hereinafter also referred to as “deviation”) from the theoretical position at the center of each of the 10 holes was measured using an optical microscope. The measurement item is that the average value of the deviation in the width direction at the center of the 10 holes is defined as the deviation in the X direction. The downward direction is-. Furthermore, when the average value of the deviations in the depth direction at the center of the 10 holes is defined as the deviation in the Y direction, and the workpiece with a gradient is placed on the higher side, the right direction is-, the left direction Was defined as +. The processed surface roughness of the work material is measured by measuring the surface roughness of the inner wall surface of the hole processed using a surface roughness measuring instrument (manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd., SURFCOM 1500DX) from the back of the hole toward the entrance. Evaluation was performed.
As evaluation criteria, both the deviation in the X direction and the deviation in the Y direction are in the range of +0.1 mm to −0.1 mm, and the processed surface roughness of the work material is 10 μm or less. Table 4 shows the results of the cutting test.

Figure 2012030306
Figure 2012030306






表4に示すように、本発明例12乃至19は、X方向のずれおよびY方向のずれが、共に+0.1mm〜−0.1mmの範囲にあり、なおかつ、被削材の加工面粗さが最大高さ(Rz値)で10μm以下の範囲にあり良好な結果を示した。
比較例7及び8は切り屑が適切にカールされず、被削材との接触時に工具が斜面に沿って大きく移動した。その結果比較例7ではX方向のずれが−0.15mm、Y方向のずれが0.11mm、比較例8ではX方向のずれが−0.14mm、Y方向のずれが0.12mmであった。さらに比較例7及び8では切り屑が切削加工中に詰まったため、被削材の加工面粗さが比較例7では16.1μm、比較例8では19.2μmであった。
従来例1は第一溝底曲線の形状は凸曲線であるため、切り屑の分断効果が小さく、カールした切り屑がつながってしまう。よって、切削結果においてもX方向のずれが−0.16mm、Y方向のずれが−0.18mmであった。さらにつながった切り屑が加工面を擦ったため、被削材の加工面粗さが21.6μmであった。
As shown in Table 4, in Examples 12 to 19 of the present invention, both the deviation in the X direction and the deviation in the Y direction are in the range of +0.1 mm to -0.1 mm, and the processed surface roughness of the work material Was in the range of 10 μm or less at the maximum height (Rz value), showing good results.
In Comparative Examples 7 and 8, the chips were not properly curled, and the tool moved greatly along the slope when in contact with the work material. As a result, in Comparative Example 7, the deviation in the X direction was −0.15 mm, the deviation in the Y direction was 0.11 mm, and in Comparative Example 8, the deviation in the X direction was −0.14 mm, and the deviation in the Y direction was 0.12 mm. . Further, in Comparative Examples 7 and 8, chips were clogged during the cutting process, so the processed surface roughness of the work material was 16.1 μm in Comparative Example 7 and 19.2 μm in Comparative Example 8.
In Conventional Example 1, since the shape of the first groove bottom curve is a convex curve, the cutting effect of the chips is small, and the curled chips are connected. Therefore, also in the cutting results, the deviation in the X direction was -0.16 mm, and the deviation in the Y direction was -0.18 mm. Further, since the connected chips rubbed the processed surface, the processed surface roughness of the work material was 21.6 μm.

(実施例5)   (Example 5)

本発明例20乃至24、比較例9、10及び従来例2を用いた切削試験により、溝底からヒールに至るまでの第一溝底曲線の最大窪み量の比較を行った。   By the cutting test using Invention Examples 20 to 24, Comparative Examples 9, 10 and Conventional Example 2, the maximum dent amount of the first groove bottom curve from the groove bottom to the heel was compared.

本発明例20乃至24において第一溝底曲線の形状は凹曲線であり、第一溝底曲線の最大窪み量は、直径の0.03倍、0.04倍、0.05倍、0.06倍、0.07倍とした。
比較例9、10において第一溝底曲線の形状は凹曲線であり、第一溝底曲線の最大窪み量は、直径の0.02倍、0.08倍とした。
従来例2において第一溝底曲線の形状は凸曲線であるため、第一溝底曲線の最大窪み量は負の値となり、直径の−0.05倍とした。
また、本発明例20乃至24、比較例9、10及び従来例2において第一溝底曲線の最大窪み量以外は本発明例3と同一の緒元として、仕様を統一した。
In Examples 20 to 24 of the present invention, the shape of the first groove bottom curve is a concave curve, and the maximum dent amount of the first groove bottom curve is 0.03 times, 0.04 times, 0.05 times, 0. They were 06 times and 0.07 times.
In Comparative Examples 9 and 10, the shape of the first groove bottom curve was a concave curve, and the maximum depression amount of the first groove bottom curve was 0.02 times and 0.08 times the diameter.
Since the shape of the first groove bottom curve is a convex curve in Conventional Example 2, the maximum dent amount of the first groove bottom curve is a negative value, which is -0.05 times the diameter.
In addition, in Examples 20 to 24 of the present invention, Comparative Examples 9 and 10, and Conventional Example 2, the specifications were unified with the same specifications as Example 3 of the present invention except for the maximum depression amount of the first groove bottom curve.

被削材、試験方法、評価方法及び評価基準は実施例4と同様とした。切削試験結果を表5に示す。   The work material, test method, evaluation method and evaluation criteria were the same as in Example 4. Table 5 shows the cutting test results.

Figure 2012030306
Figure 2012030306




表5に示すように、本発明例20乃至24は、X方向のずれおよびY方向のずれが、共に+0.1mm〜−0.1mmの範囲にあり、なおかつ、被削材の加工面粗さが10μm以下の範囲にあり良好な結果を示した。
比較例9及び10は切り屑が適切にカールされず、被削材との接触時に工具が斜面に沿って大きく移動した。その結果比較例9ではX方向のずれが0.08mm、Y方向のずれが0.11mm、比較例10ではX方向のずれが0.19mm、Y方向のずれが0.13mmであった。さらに比較例9及び10では切り屑が切削加工中に詰まったため、被削材の加工面粗さが比較例9では13.2μm、比較例10では11.5μmであった。
従来例2は第一溝底曲線の形状は凸曲線であるため、切り屑の分断効果が小さく、カールした切り屑がつながってしまう。よって、切削結果においてもX方向のずれが−0.19mm、Y方向のずれが−0.15mmであった。さらにつながった切り屑が加工面を擦ったため、被削材の加工面粗さが19.5μmであった。
As shown in Table 5, in Examples 20 to 24 of the present invention, both the deviation in the X direction and the deviation in the Y direction are in the range of +0.1 mm to -0.1 mm, and the processed surface roughness of the work material Was in the range of 10 μm or less, and good results were shown.
In Comparative Examples 9 and 10, the chips were not curled appropriately, and the tool moved greatly along the slope when in contact with the work material. As a result, in Comparative Example 9, the deviation in the X direction was 0.08 mm, the deviation in the Y direction was 0.11 mm, and in Comparative Example 10, the deviation in the X direction was 0.19 mm, and the deviation in the Y direction was 0.13 mm. Further, in Comparative Examples 9 and 10, chips were clogged during the cutting process, so the processed surface roughness of the work material was 13.2 μm in Comparative Example 9 and 11.5 μm in Comparative Example 10.
In Conventional Example 2, since the shape of the first groove bottom curve is a convex curve, the cutting effect of chips is small, and curled chips are connected. Therefore, also in the cutting results, the deviation in the X direction was -0.19 mm, and the deviation in the Y direction was -0.15 mm. Further, since the connected chips rubbed the processed surface, the processed surface roughness of the work material was 19.5 μm.

(実施例6)   (Example 6)

本発明例25乃至29、比較例11、12及び従来例3を用いた切削試験により、溝底から外周コーナ部に至るまでの第二溝底曲線の形状と、第二溝底曲線の最大窪み位置とドリルの軸線Oの間隔の比較を行った。   By the cutting test using Invention Examples 25 to 29, Comparative Examples 11 and 12, and Conventional Example 3, the shape of the second groove bottom curve from the groove bottom to the outer corner portion and the maximum depression of the second groove bottom curve. The position and the distance between the drill axis O were compared.

本発明例25乃至29において第二溝底曲線の形状は凹曲線であり、第二溝底曲線の最大窪み位置とドリルの軸線Oの間隔は、心厚dの1.5倍、1.75倍、2.0倍、2.25倍、2.5倍となる位置とした。
比較例11、12において第二溝底曲線の形状は凹曲線であり、第二溝底曲線の最大窪み位置とドリルの軸線Oの間隔は、心厚dの1.25倍、2.75倍となる位置とした。
従来例3において第二溝底曲線の形状は凸曲線であり、第二溝底曲線の最大窪み位置とドリルの軸線Oの間隔は、心厚dの1.75倍となる位置とした。
また、本発明例25乃至29、比較例11、12及び従来例3において第二溝底曲線の形状と、第二溝底曲線の最大窪み位置とドリルの軸線Oの間隔以外は本発明例3と同一の緒元として、仕様を統一した。
In the inventive examples 25 to 29, the shape of the second groove bottom curve is a concave curve, and the interval between the maximum recess position of the second groove bottom curve and the drill axis O is 1.5 times the core thickness d, 1.75. The positions were doubled, 2.0 times, 2.25 times, and 2.5 times.
In Comparative Examples 11 and 12, the shape of the second groove bottom curve is a concave curve, and the distance between the maximum recess position of the second groove bottom curve and the drill axis O is 1.25 times and 2.75 times the core thickness d. It was set as the position.
In Conventional Example 3, the shape of the second groove bottom curve is a convex curve, and the distance between the maximum recess position of the second groove bottom curve and the drill axis O is 1.75 times the core thickness d.
Further, in Examples 25 to 29 of the present invention, Comparative Examples 11 and 12, and Conventional Example 3, the shape of the second groove bottom curve, the maximum groove position of the second groove bottom curve, and the distance between the drill axis O, Example 3 of the present invention. The specifications were unified with the same specifications.

被削材、試験方法、評価方法及び評価基準は実施例4と同様とした。切削試験結果を表6に示す。   The work material, test method, evaluation method and evaluation criteria were the same as in Example 4. The cutting test results are shown in Table 6.

Figure 2012030306
Figure 2012030306




表6に示すように、本発明例25乃至29は、X方向のずれおよびY方向のずれが、共に+0.1mm〜−0.1mmの範囲にあり、なおかつ、被削材の加工面粗さが10μm以下の範囲にあり良好な結果を示した。
比較例11及び12は切り屑が適切にカールされず、被削材との接触時に工具が斜面に沿って大きく移動した。その結果比較例11ではX方向のずれが0.11mm、Y方向のずれが0.13mm、比較例12ではX方向のずれが0.15mm、Y方向のずれが0.16mmであった。さらに比較例11及び12では切り屑が切削加工中に詰まったため、被削材の加工面粗さが比較例11では15.9μm、比較例12では13.3μmであった。
従来例3は第二溝底曲線の形状は凸曲線であるため、切り屑の分断効果が小さく、カールした切り屑がつながってしまう。よって、切削結果においてもX方向のずれが−0.25mm、Y方向のずれが−0.22mmであった。さらにつながった切り屑が加工面を擦ったため、被削材の加工面粗さは25.5μmであった。
As shown in Table 6, in inventive examples 25 to 29, both the deviation in the X direction and the deviation in the Y direction are in the range of +0.1 mm to -0.1 mm, and the processed surface roughness of the work material Was in the range of 10 μm or less, and good results were shown.
In Comparative Examples 11 and 12, the chips were not properly curled, and the tool moved greatly along the slope when in contact with the work material. As a result, in Comparative Example 11, the deviation in the X direction was 0.11 mm and the deviation in the Y direction was 0.13 mm. In Comparative Example 12, the deviation in the X direction was 0.15 mm, and the deviation in the Y direction was 0.16 mm. Further, in Comparative Examples 11 and 12, since the chips were clogged during the cutting process, the processed surface roughness of the work material was 15.9 μm in Comparative Example 11 and 13.3 μm in Comparative Example 12.
In Conventional Example 3, the shape of the second groove bottom curve is a convex curve, so that the cutting effect of the chips is small and curled chips are connected. Therefore, also in the cutting results, the deviation in the X direction was -0.25 mm, and the deviation in the Y direction was -0.22 mm. Furthermore, since the connected chips rubbed the processed surface, the processed surface roughness of the work material was 25.5 μm.

(実施例7)
本発明例30乃至39、比較例13乃至16及び従来例4を用いた切削試験により、溝底から外周コーナ部に至るまでの第二溝底曲線の最大窪み量の比較を行った。
(Example 7)
By the cutting test using Invention Examples 30 to 39, Comparative Examples 13 to 16 and Conventional Example 4, the maximum dent amount of the second groove bottom curve from the groove bottom to the outer peripheral corner portion was compared.

本発明例30乃至36において第二溝底曲線の形状は凹曲線であり、第一溝底曲線の最大窪み量は直径Dの0.05倍、第二溝底曲線の最大窪み量はそれぞれ直径Dの0.005倍、0.010倍、0.015倍、0.020倍、0.025倍、0.030倍、0.035倍とした。
本発明例37乃至39において第二溝底曲線の形状は凹曲線であり、第一溝底曲線の最大窪み量は直径Dの0.03倍、第二溝底曲線の最大窪み量はそれぞれ直径Dの0.005倍、0.015倍、0.025倍、0.030倍とした。
比較例13、14において第二溝底曲線の形状は凹曲線であり、第一溝底曲線の最大窪み量は直径Dの0.05倍、第二溝底曲線の最大窪み量はそれぞれ直径Dの0倍、0.040倍とした。
比較例15、16において第二溝底曲線の形状は凹曲線であり、第一溝底曲線の最大窪み量は直径Dの0.03倍、第二溝底曲線の最大窪み量はそれぞれ直径Dの0倍、0.030倍とした。
従来例2において第一溝底曲線の最大窪み量は直径Dの0.05倍であり、第二溝底曲線の形状は凸曲線であるため、第二溝底曲線の最大窪み量は負の値となり、直径Dの−0.05倍とした。
本発明例30乃至39、比較例13乃至16及び従来例4において第一溝底曲線の最大窪み量及び第二溝底曲線の最大窪み量以外は本発明例3と同一の緒元として、仕様を統一した。
In the inventive examples 30 to 36, the shape of the second groove bottom curve is a concave curve, the maximum depression amount of the first groove bottom curve is 0.05 times the diameter D, and the maximum depression amount of the second groove bottom curve is the diameter. 0.005 times, 0.010 times, 0.015 times, 0.020 times, 0.025 times, 0.030 times, and 0.035 times D were set.
In Examples 37 to 39 of the present invention, the shape of the second groove bottom curve is a concave curve, the maximum depression amount of the first groove bottom curve is 0.03 times the diameter D, and the maximum depression amount of the second groove bottom curve is the diameter. 0.005 times, 0.015 times, 0.025 times, and 0.030 times D.
In Comparative Examples 13 and 14, the shape of the second groove bottom curve is a concave curve, the maximum depression amount of the first groove bottom curve is 0.05 times the diameter D, and the maximum depression amount of the second groove bottom curve is the diameter D, respectively. 0 times and 0.040 times.
In Comparative Examples 15 and 16, the shape of the second groove bottom curve is a concave curve, the maximum depression amount of the first groove bottom curve is 0.03 times the diameter D, and the maximum depression amount of the second groove bottom curve is the diameter D, respectively. 0 times and 0.030 times.
In Conventional Example 2, the maximum dent amount of the first groove bottom curve is 0.05 times the diameter D, and the shape of the second groove bottom curve is a convex curve. Therefore, the maximum dent amount of the second groove bottom curve is negative. The value was -0.05 times the diameter D.
In Examples 30 to 39 of the present invention, Comparative Examples 13 to 16 and Conventional Example 4, except for the maximum dent amount of the first groove bottom curve and the maximum dent amount of the second groove bottom curve, the specifications are the same as those of Example 3 of the present invention. Was unified.

被削材、試験方法、評価方法及び評価基準は実施例4と同様とした。切削試験結果を表7に示す。   The work material, test method, evaluation method and evaluation criteria were the same as in Example 4. Table 7 shows the cutting test results.

Figure 2012030306
Figure 2012030306







表7に示すように、本発明例30乃至39は、X方向のずれおよびY方向のずれが、共に+0.1mm〜−0.1mmの範囲にあり、なおかつ、被削材の加工面粗さが10μm以下の範囲にあり良好な結果を示した。
比較例13乃至15は切り屑が適切にカールされず、被削材との接触時に工具が斜面に沿って大きく移動した。その結果X方向のずれおよびY方向のずれが、共に+0.1mm〜−0.1mmの範囲を超え、なおかつ、被削材の加工面粗さが10μmを超えたため不良であった。
第二溝底曲線の最大窪み量が第一溝底曲線の最大窪み量と同じ値である比較例16は、X方向のずれおよびY方向のずれは+0.1mm〜−0.1mmの範囲であった。しかし、第一溝底曲線でのカール効果が小さく切り屑排出性が悪くなるため、被削材の加工面粗さが10.8μmとなり、不良であった。
従来例4は第二溝底曲線の形状は凸曲線であるため、切り屑の分断効果が小さく、カールした切り屑がつながってしまう。よって、切削結果においてもX方向のずれが0.19mm、Y方向のずれが−0.17mmであった。さらにつながった切り屑が加工面を擦ったため、被削材の加工面粗さが20.2μmであった。
As shown in Table 7, in inventive examples 30 to 39, both the deviation in the X direction and the deviation in the Y direction are in the range of +0.1 mm to -0.1 mm, and the processed surface roughness of the work material Was in the range of 10 μm or less, and good results were shown.
In Comparative Examples 13 to 15, the chips were not properly curled, and the tool moved greatly along the slope when in contact with the work material. As a result, the deviation in the X direction and the deviation in the Y direction both exceeded the range of +0.1 mm to −0.1 mm, and the work surface roughness of the work material exceeded 10 μm.
In Comparative Example 16 in which the maximum depression amount of the second groove bottom curve is the same value as the maximum depression amount of the first groove bottom curve, the deviation in the X direction and the deviation in the Y direction are in the range of +0.1 mm to -0.1 mm. there were. However, since the curl effect at the first groove bottom curve is small and the chip dischargeability is poor, the work surface roughness of the work material is 10.8 μm, which is poor.
In Conventional Example 4, since the shape of the second groove bottom curve is a convex curve, the cutting effect of the chips is small, and the curled chips are connected. Therefore, also in the cutting results, the deviation in the X direction was 0.19 mm and the deviation in the Y direction was -0.17 mm. Furthermore, since the connected chips rubbed the processed surface, the processed surface roughness of the work material was 20.2 μm.

(実施例8)
本発明例40乃至45を用いた切削試験によるシンニング逃げ角の比較を行った。
シンニングの逃げ角は本発明例40乃至45においてそれぞれ30°、35°、40°、45°、50°、55°とした。
本発明例40乃至45において、シンニングの逃げ角以外は本発明例3と同一の緒元として、仕様を統一した。
(Example 8)
Comparison of thinning clearance angles by cutting tests using Examples 40 to 45 of the present invention was performed.
The thinning relief angles were 30 °, 35 °, 40 °, 45 °, 50 °, and 55 ° in the inventive examples 40 to 45, respectively.
In Inventive Examples 40 to 45, the specifications were unified with the same specifications as in Inventive Example 3 except for the clearance angle of the thinning.

被削材及び試験方法は実施例4と同様とした。切削試験では被削材の加工面粗さについての測定を行った。被削材の加工面粗さは、面粗さ測定器(株式会社東京精密社製、SURFCOM 1500DX)を用いて加工した穴の内壁面を穴の奥から入口方向に面粗さを測定することにより評価を行った。
評価基準としては被削材の加工面粗さが10μm以下であるものを良好とした。切削試験結果を表8に示す。
The work material and the test method were the same as in Example 4. In the cutting test, the surface roughness of the work material was measured. The processed surface roughness of the work material is measured by measuring the surface roughness of the inner wall surface of the hole processed using a surface roughness measuring instrument (manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd., SURFCOM 1500DX) from the back of the hole toward the entrance. Evaluation was performed.
As an evaluation standard, a material having a work surface roughness of 10 μm or less was considered good. Table 8 shows the cutting test results.

Figure 2012030306
Figure 2012030306





表8より分かるように、本発明例40乃至45は被削材の加工面粗さが10μm以下の範囲にあり良好な結果であった。本発明例41乃至44は切り屑が切削初期からスムーズにカールされ且つ切り屑が細かく分断されており、被削材の加工面粗さが8μm以下の範囲にあり特に良好な結果であった。   As can be seen from Table 8, Examples 40 to 45 of the present invention had good results because the machined surface roughness of the work material was in the range of 10 μm or less. In Invention Examples 41 to 44, the chips were smoothly curled from the beginning of cutting and the chips were finely divided, and the work surface roughness of the work material was in the range of 8 μm or less, and the results were particularly good.

本発明によれば、例えばクランクシャフトの曲面からなるクランク部や、シャフト部に斜め方向、縦方向に自由自在に必要な油穴がドリル加工できる。また、斜面や曲面を有する金型、部品にも従来のようなエンドミルによる座面加工を不要として、穴加工ができる。   According to the present invention, for example, a crank portion formed of a curved surface of a crankshaft, and a required oil hole can be drilled in the shaft portion freely in an oblique direction and a vertical direction. In addition, holes and holes can be formed in molds and parts having inclined surfaces and curved surfaces without the need for conventional seating by an end mill.

1 従来のエンドミル
2 従来のエンドミルにより形成された加工面
3 従来のドリル
4 従来のドリルがずれる方向
5 ドリル本体
6 切れ刃
7 切り屑排出溝
8 マージン部側での内壁面
9 先端逃げ面
10 マージン部側の溝直線
11 ヒール部側での内壁面
12 ヒール側の溝直線
13 溝底
14 心厚円
15 ヒール
16 第一溝底曲線
17 直線
18 マージン部側での内壁面の外周端
19 第二溝底曲線
20 第一溝底曲線の最大窪み位置
21 第一溝底曲線の最大窪み量
22 第一溝底曲線の最大窪み位置とドリルの軸線Oの間隔
23 第二溝底曲線の最大窪み位置
24 第二溝底曲線の最大窪み位置とドリルの軸線Oの間隔
25 第二溝底曲線の最大窪み量
26 先端角
27 シンニング面
28 シンニングの逃げ角
29 本発明のドリルでの切り屑
30 従来のエンドミルでの切り屑
W 被削材
O ドリルの軸線
θ 溝幅
D 直径
L ドリル回転方向
d 心厚
a 溝面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Conventional end mill 2 Machining surface formed by conventional end mill 3 Conventional drill 4 Direction in which conventional drill is displaced 5 Drill body 6 Cutting edge 7 Chip discharge groove 8 Inner wall surface on margin side 9 Tip clearance surface 10 Margin Groove straight line on the heel side 11 Inner wall surface on the heel side 12 Groove straight line on the heel side 13 Groove bottom 14 Heart thickness circle 15 Heel 16 First groove bottom curve 17 Straight line 18 Outer peripheral edge of the inner wall surface on the margin side 19 Second Groove bottom curve 20 Maximum depression position of the first groove bottom curve 21 Maximum depression amount of the first groove bottom curve 22 Distance between the maximum depression position of the first groove bottom curve and the drill axis O 23 Maximum depression position of the second groove bottom curve 24 Distance between maximum recess position of second groove bottom curve and drill axis O 25 Maximum recess amount of second groove bottom curve 26 Tip angle 27 Thinning surface 28 Thinning clearance angle 29 With the drill of the present invention Rikuzu 30 chips W axis θ groove width D of the workpiece O Drill diameter L drill rotation direction d web thickness a groove surface of the conventional end mill

Claims (4)

2枚の切れ刃を有するドリルであって、前記ドリルは、先端角が170°〜190°であり、心厚がドリル直径の0.15倍〜0.25倍であり、前記ドリルをドリル先端からドリルの軸線方向に見た図において、ドリルの軸線Oとマージン部側での内壁面の外周端とを結ぶマージン部側の溝直線と、ドリルの軸線Oとヒール部側での内壁面の外周端すなわちヒールとを結ぶヒール側の溝直線とがなす角度を溝幅としたときに、前記溝幅が75°〜85°の範囲であり、溝底および前記溝底からヒールに至るまでの第一溝底曲線は凹曲線でなり、前記第一溝底曲線がドリルの軸線Oからヒールを結ぶ直線に対し最も窪んだ第一溝底曲線の最大窪み位置とドリルの軸線Oの間隔はドリルの軸線からヒール方向へ直線距離で直径の0.35倍〜0.70倍とし、第一溝底曲線の最大窪み量は、直径の0.03倍〜0.07倍の範囲であり、マージン部側での内壁面の外周端から溝底に至るまでの第二溝底曲線は凹曲線でなり、前記第二溝底曲線がマージン部側の溝直線に対し最も窪んだ第二溝底曲線の最大窪み位置とドリルの軸線Oの間隔はドリルの軸線からマージン部側での内壁面の方向へ直線距離で心厚の1.5倍〜2.5倍とし、第二溝底曲線の最大窪み量は前記ドリル直径の0倍を超え0.04倍未満となる範囲であり、且つ第二溝底曲線の最大窪み量は第一溝底曲線の最大窪み量に対し小さく設定したことを特徴とするドリル。   A drill having two cutting edges, wherein the drill has a tip angle of 170 ° to 190 °, a core thickness of 0.15 to 0.25 times the drill diameter, and the drill is inserted into the drill tip. In the figure seen from the axial direction of the drill, the groove straight line on the margin side connecting the drill axis O and the outer peripheral edge of the inner wall surface on the margin side, and the inner wall surface on the heel side of the drill axis O The groove width is in a range of 75 ° to 85 ° when an angle formed by a groove straight line on the heel side connecting the outer peripheral end, that is, the heel, is in a range of 75 ° to 85 °, and extends from the groove bottom and the groove bottom to the heel. The first groove bottom curve is a concave curve, and the distance between the maximum groove position of the first groove bottom curve where the first groove bottom curve is most recessed with respect to the straight line connecting the heel from the drill axis O and the axis O of the drill is The straight line distance from the axis of the heel to the heel direction is 0.35 times the diameter to 0. The maximum depression amount of the first groove bottom curve is in the range of 0.03 to 0.07 times the diameter, and the second groove from the outer peripheral edge of the inner wall surface on the margin side to the groove bottom. The groove bottom curve is a concave curve, and the distance between the maximum groove position of the second groove bottom curve where the second groove bottom curve is most recessed with respect to the groove straight line on the margin side and the axis O of the drill is a margin portion from the drill axis. In the direction of the inner wall surface on the side, the center thickness is 1.5 to 2.5 times the core thickness, and the maximum recess amount of the second groove bottom curve is more than 0 times less than the drill diameter and less than 0.04 times. The drill is characterized in that the maximum depression amount of the second groove bottom curve is set smaller than the maximum depression amount of the first groove bottom curve. シンニングの逃げ角を35°〜50°の範囲としたことを特徴とする請求項1に記載のドリル。   The drill according to claim 1, wherein a thinning relief angle is in a range of 35 ° to 50 °. 請求項1または請求項2に記載の座ぐり加工用ドリルを用いて、前記ドリルの軸線に対して傾斜している斜面又は曲面を加工することを特徴とするガイド穴加工方法。   A guide hole machining method comprising machining a slope or a curved surface inclined with respect to the axis of the drill, using the counterbored drill according to claim 1. 請求項1または請求項2に記載の座ぐり加工用ドリルを用いて、前記ドリルの軸線に対して傾斜している面又は曲面で、座ぐり加工をすることを特徴とする座ぐり加工方法。   A counterbore processing method, wherein the counterbore process is performed on a surface or a curved surface inclined with respect to the axis of the drill using the counterbore drill according to claim 1.
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