JP2014000642A

JP2014000642A - 座繰り加工用ドリル

Info

Publication number: JP2014000642A
Application number: JP2012138041A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Matsumoto; 克洋松本
Original assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Current assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Priority date: 2012-06-19
Filing date: 2012-06-19
Publication date: 2014-01-09

Abstract

【課題】傾斜面を有する被削材の場合であっても、切削加工時の切刃の欠損を防止し、同時に加工穴の深さ方向における穴径精度を確保できる座繰り加工用ドリルを提供することを課題とする。
【解決手段】先端角αが１８０°のドリル１であって、ドリル１の先端部３にシンニング４が施されており、シンニング４のすくい角θを３°以上５°以下とする座繰り加工用ドリル１とした。切刃２の逃げ面６とシンニング４によるシンニング面（シンニングのすくい面）５との位置関係は、逃げ面６とシンニング面（シンニングのすくい面）５とが交差する稜線が切刃２となるようにする。シンニング面（シンニングのすくい面）５は、座繰り加工用ドリル１の軸線Ｏに対して（シンニングの）すくい角θを形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、主に傾斜面を有する被削材の座繰り加工時に用いるドリルに関する。

一般的に被削材への座繰り加工時には加工穴の底面を水平に保つためにエンドミルが用いられる。座繰り加工は、水平面だけでなく傾斜面への加工やタップによる止まり穴の加工にも広範囲に適用されている。

しかし、エンドミルはドリルとは異なり先端角が１８０°であるために、被削材への食い付き時の求心性（切削加工時に切削工具が振れずに軸中心位置に留まろうとする特性）が低い。そのため、切削時における外周方向への抵抗値が増大して本来の加工穴径よりも拡大されることになる。また、エンドミルは外周刃を有しているために、被削材の加工穴壁面を加工する工程で加工穴径の拡大が更に促進される。

そこで、エンドミルに替わって先端角が１８０°前後のドリルを用いることにより、切削加工時における外周刃による加工穴径の拡大を防止する。例えば、特許文献１では２枚の切刃を有して、両切刃のなす先端角が１７８°〜１８６°であるドリルであって、先端部にシンニングが施されているドリルが開示されている。また、当該ドリルに施されたシンニングの傾斜角は−２°〜２°の範囲である（同文献の段落００２１参照）。

また、特許文献２では２枚の切刃を有するドリルであって、先端角が１７０°〜１９０°であり、シンニングが施されているガイド穴または座繰り穴加工に用いられるドリルが開示されている。当該ドリルを切削加工に用いることで、被削材における良好な穴位置精度と穴入口径の拡大を防止できることを特徴としている。

さらに、特許文献３では、ドリルの先端部（芯厚部）にシンニングを施し、当該シンニングの傾斜角が０°〜３０°の範囲とするドリルが開示されている。当該ドリルを用いることで、切刃の欠損（欠け）を防止し、切り屑の排出性を向上することを特徴としている。

特開２００６−８８２６７号公報特開２０１２−３０３０６号公報実開平２−６３９１２号公報

しかしながら、特許文献１に示すドリルはドリルに施されたシンニングの傾斜角は−２°〜２°の範囲と比較的小さい角度であるために、加工穴の深さ方向における穴径精度が確保され難いという問題があった。

また、特許文献２に示すガイド穴または座繰り穴加工に用いられるドリルにはシンニングが施されているが、シンニングの傾斜角が０°以上の場合には、切刃強度が低下して、傾斜面を有する被削材の場合には切刃が折損する可能性があった。加えて、特許文献１に示すドリルの場合と同様に加工穴の深さ方向における穴径精度が確保され難いという問題があった。

さらに、特許文献３に示すドリルではシンニングの傾斜角が１０°以上の場合には、切削加工時における抵抗が大きいために、切屑の排出特性が悪化して、ねじれ溝における切屑つまりが発生するという問題があった。

そこで、本発明においては傾斜面を有する被削材の場合であっても、切削加工時の切刃の欠損を防止し、同時に加工穴の深さ方向における穴径精度を確保できる座繰り加工用ドリルを提供することを課題とする。

前述した課題を解決するために、本発明においては先端角が１８０°の座繰り加工用ドリルであって、先端部にシンニングを施しており、そのシンニングのすくい角を３°以上５°以下とする座繰り加工用ドリルとした。本発明に係る座繰り加工用ドリルにより、切刃の強度を保ちつつ、深穴加工においてもドリルの振れを抑制できる。ここで、シンニングのすくい角については、図４に示すように切刃の厚みが増すようにシンニングを施す場合を正（＋）として、切刃の厚みが減ずるような逆の場合を負（−）として規定した。

以上述べたように、本発明に係る座繰り加工用ドリルにより、切刃の強度を保ちつつ、深穴加工においてもドリルの振れを抑制できるので、傾斜面を有する被削材における深穴加工の場合であっても、切削加工時の切刃の欠損を防止し、同時に加工穴の深さ方向における穴径精度を確保できるという効果を奏する。

本発明に係る座繰り加工用ドリルの平面図である。図１の座繰り加工用ドリルの先端部拡大図である。本発明に係る座繰り加工用ドリルの側面図である。図３のＡ−Ａ断面図である。

本発明の実施の形態について、本発明に係る座繰り加工用ドリルの一例を図面を参照して説明する。図１は本発明に係る座繰り加工用ドリルの平面図、図２は図１の座繰り加工用ドリルの先端部拡大図、図３は同座繰り加工用ドリルの平面図、図４は図３のＡ−Ａ断面図を示す。

図１および図２に示すように、本発明に係る座繰り加工用ドリル１の先端部３に逃げ面６を備えた２枚の切刃２、２を有しており、各切刃２、２の成す角度（先端角）αは１８０°である。また、２枚の切刃２、２は座繰り加工用ドリル１の軸線Ｏを中心として、それぞれ対称位置となるように設けられている。さらに、座繰り加工用ドリル１の先端部３にはシンニング４が施されている。

切刃２の逃げ面６とシンニング４によるシンニング面（シンニングのすくい面）５との位置関係については、図３および図４に示すように逃げ面６とシンニング面（シンニングのすくい面）５とが交差する稜線が切刃２となっている。この時、シンニング面（シンニングのすくい面）５は、座繰り加工用ドリル１の軸線Ｏに対して（シンニングの）すくい角θを形成している。また、（シンニングの）すくい角θについては、前述したように切刃の厚みが増すようにシンニングを施す場合を正（＋）として、切刃の厚みが減ずるような逆の場合を負（−）とする。

本発明に係るドリルおよび本発明外の切削工具（ドリル、エンドミル）を用いて切削試験（以下、本試験という）を行い、加工穴の穴径拡大量を測定した。その測定結果について表１を用いて説明する。本試験には、本発明に係るドリルとしてシンニングのすくい角θが＋３°であるドリル（以下、ドリルＢという）およびシンニングのすくい角θが＋５°であるドリル（以下、ドリルＣという）を用いた。本発明外の切削工具としてシンニングのすくい角θが０°であるドリル（以下、ドリルＡという）およびエンドミルをそれぞれ用いた。

また、本試験は以下の条件で行った。
・ドリルおよびエンドミルの直径２０ｍｍ
・被削材Ｓ５０Ｃ（炭素鋼）
・切削速度２５ｍ／ｍｉｎ
・回転数４００ｍｉｎ^−１
・送り量０．２ｍｍ／ｒｅｖ
・送り速度８０ｍｍ／ｍｉｎ
・加工穴深さ２０ｍｍ（止まり穴）
・切削油剤水溶性切削油剤使用
表１は、上述した４種類の切削工具（ドリルＡ〜Ｃおよびエンドミル）を用いて切削加工を行った被削材の加工穴の加工開始面から５ｍｍ、１０ｍｍ、および１５ｍｍの深さ位置における加工穴拡大量（単位：ｍｍ）を示す。ここで、加工穴拡大量は測定した実際の加工穴径（内径）と穴加工に用いた切削工具径（２０ｍｍ）との差とした。

表１に示すように、本発明外の切削工具であるエンドミルおよびドリルＡを用いて加工した加工穴の拡大量は、エンドミルを用いた場合は０．２７４ｍｍ〜０．５８２ｍｍ（切削工具径の１．３４％〜２．９１％に相当）であり、測定位置に関わらず穴径拡大量は０．２ｍｍ以上であった。また、ドリルＡを用いた場合は０．１２２ｍｍ〜０．１２８ｍｍ（切削工具径の０．６１％〜０．６４％に相当）であり、測定位置によらず穴径拡大量はいずれも０．１２ｍｍを超えていた。また、ドリルＡおよびエンドミルについて切刃の折損は確認されなかった。

これに対して、本発明に係るドリルＢ（シンニングのすくい角＝＋３°）を用いた場合は、穴径拡大量が０．０６２ｍｍ〜０．１２ｍｍ（切削工具径の０．３１％〜０．６％に相当）であり、穴径拡大量は測定位置に関わらず０．１２ｍｍ以下であった。特に、本発明に係るドリルＣ（シンニングのすくい角＝＋５°）を用いた場合は、穴径拡大量が０．０５９ｍｍ〜０．０９ｍｍ（切削工具径の０．２９５％〜０．４５％に相当）であり、穴径拡大量は測定位置に関わらず０．０９ｍｍ以下の加工穴精度が得られた。また、ドリルＢおよびＣについて切刃の折損は確認されなかった。

以上より、先端角が１８０°の座繰り加工用ドリルの先端部にシンニングを施して、そのシンニングのすくい角を３°以上５°以下とする座繰り加工用ドリルを用いることで、切削加工時の切刃の欠損を防止し、同時に加工穴の深さ方向における穴径精度を高精度に確保することができた。

１座繰り加工用ドリル
２切刃
３（座繰り加工用ドリルの）先端部
４シンニング
５シンニング面（シンニングのすくい面）
６逃げ面
α 先端角
θ （シンニングの）すくい角
Ｏ軸線

Claims

先端角が１８０°の座繰り加工用ドリルであって、前記ドリルの先端部にシンニングが施されており、前記シンニングのすくい角が３°以上５°以下であることを特徴とする座繰り加工用ドリル。