JP2014018883A - ドリル及びドリルの刃先部の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】穴あけ中最も負荷が集中するドリルの肩部における摩耗の進行を抑制し、ドリルの寿命を向上させることが可能となるドリルを提供する。
【解決手段】軸線回りに回転されるドリル本体の先端側に、先端側から後端側に向けて延びる溝とランドを有する刃先部が形成され、刃先部の先端側に切れ刃を有するドリルであり、第一逃げ面とマージンは、微小な幅を有する面取り部により接続され、面取り部の回転方向前方側の端部には、切れ刃とリーディングエッジを接続させる面取り刃が形成されたドリルであって、面取り部と第一逃げ面の接続部及び面取り部とマージンの接続部が、微小な曲率半径が設けられた曲面により形成されていることを特徴とするドリルである。
【選択図】図４

Description

本発明は、微小な幅を有する面取り部及び面取り刃が形成されたドリル及びドリルの刃先部の製造方法に関する。

ドリルの性能の比較としては工具寿命による比較が一般的であり、現状使用している工具に対し工具寿命を少しでも向上させたいという要望は多くある。

特に自動車部品や機械部品などの部品加工の分野ではより一層の原価低減が求められている。部品は一般的にラインで製造されており、工具寿命が向上すれば工具費や工具交換時間などが削減できるため、原価低減として最も実行し易い方法である。

一般的にドリルの寿命判定としては切削の負荷が最も掛かる切れ刃とリーディングエッジの交点付近であるドリルの肩部の摩耗幅で判断する場合が多く、肩部の摩耗の進行を抑制することが工具寿命を向上させる一番のポイントである。

金属加工用のドリルの寿命を向上させるために、ドリルの肩部に面取り刃を設けたり、又は刃先処理を施しているドリルが下記特許文献に開示されている。

特許文献１には、チゼル部にＸシンニングを施し、外周コーナ部にＲを設け、切刃にネガランドを設けるとともに、先端角を１２５〜１４５度としたことを特徴とするドリルが記載されている。

特許文献２には、超硬合金から成る直径をＤとするドリルにおいて、切れ刃逃げ面とマージン面との境界部に、切れ刃に対し３０°〜４０°の傾き角αで半径方向幅が０．００５〜０．０５Ｄの極小面取りを有する鋳鉄用超硬合金ドリルが記載されている。

特許文献３にはブラシまたは磁気研磨等で刃先処理を行ったことを特徴とするツイストドリルが記載されている。

特許文献４には、ねじれ角を１０度〜４５度とし、該ドリルの先端視で、先端切れ刃を凸状とし、かつ、該凸状部の最凸部とシンニング刃とを結ぶ仮想線に対して、先端切れ刃を刃径の１〜１０％回転方向後方側に設け、先端刃と外周の繋ぎ部を面取り状の面とし、ブラシまたは磁気研磨等の刃先処理を行ったことを特徴とした高硬度材穴あけ用ドリルが記載されている。

また、特許文献５には、ＰＶＤ法でコーティングされたＴｉＣＮ硬質被膜の表面に存在するマクロパーティクルをショットブラスト処理にて除去し、硬質被膜の表面粗さの改善及び硬質被膜の表面に多数の窪みを形成させ、油溜りとして機能して耐摩耗性が向上することを特徴とした処理法が記載されている。

特開２００２−３２６１０９号公報 特開２００５−１０３７３８号公報 特開２００１−３００８１０号公報 特開２００１−３４１０２２号公報 特開２００５−１０８８号公報

しかしながら、特許文献１に記載のドリルでは、切れ刃とリーディングエッジの交点付近であるコーナー部の強度が十分ではなく、また加工コストが高いという問題がある。

また、極小面取りを有する特許文献２に記載のドリルでは、切れ刃と面取り刃の接続部と面取り刃とマージンの接続部が角になるため切削負荷が集中し欠損が発生するといった問題がある。

また、特許文献３に記載されているドリルは切れ刃の曲率半径の大きさの制御が困難であり、厳密に制御しようとすると生産性が悪くなったり加工コストが高くなるといった問題がある。

また、特許文献４に記載のドリルでは、切れ刃の曲率半径の大きさの制御が困難であり、厳密に制御しようとすると生産性が悪くなったり加工コストが高くなるといった問題がある。その他、ブラシまたは磁気研磨等の刃先処理が、刃先のみに施す処理であるため切れ刃と面取り刃の接続部と面取り刃とマージンの接続部に角が残り摩耗が進行すると角部に切削負荷が集中し欠損が発生するといった問題がある。

また、特許文献５に記載の処理方法はコーティング表面のマクロパーティクルの除去を目的としているため、切れ刃と面取り刃の接続部と面取り刃とマージンの接続部にＲを付けるといった処理には不向きである。よって、切れ刃とリーディングエッジの交点付近であるドリルの肩部の摩耗の進行を抑制することができないという問題点がある。

従って、本発明の目的は、上記の課題を解決して、穴あけ中最も負荷の集中するドリルの肩部の摩耗の進行を抑制し、ドリルの寿命を向上させることである。

本発明は金属加工において従来のドリルに対し大幅に工具寿命を向上させることに関し、新規なドリルの形状を提供するものである。

本発明のドリルの特徴は、切れ刃の第一逃げ面とマージンとの接続部に微小な幅を有する面取り部を設け、その面取り部と切れ刃の第一逃げ面との接続部及び面取り部とマージンの接続部に微小な曲率半径を有する曲面が形成されていることにある。

すなわち本発明は、軸線回りに回転されるドリル本体の先端側に、先端側から後端側に向けて延びる溝とランドを有する刃先部が形成され、刃先部の先端側に切れ刃を有するドリルであり、第一逃げ面とマージンは、微小な幅を有する面取り部により接続され、面取り部の回転方向前方側の端部には、切れ刃とリーディングエッジを接続させる面取り刃であるドリルであって、面取り部と第一逃げ面の接続部及び面取り部とマージンの接続部が、微小な曲率半径が設けられた曲面により形成されていることを特徴とするドリルである。

特に、本発明において、さらに面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径及び、面取り部とマージンの接続部における曲率半径が刃径の０．０１％以上１．０％以下の範囲であることが望ましい。これにより、面取り部と切れ刃の第一逃げ面の接続部および面取り部とマージンの接続部がＲ状になることで強度がまし欠損し難くなるという効果がある。

本発明において、面取り部と第一逃げ面の接続部における面取り刃側の端部から、面取り部と第一逃げ面の接続部の中央までにかけて、面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径が徐々に小さくなるように設けることにより、面取り部と第一逃げ面の接続部の中央において測定したときの面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径Ｒ１ａよりも、面取り刃側において測定したときの面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径Ｒ１ｂが大きく、なおかつ、面取り部とマージンの接続部における面取り刃側の端部から、面取り部とマージンの接続部の中央までにかけて、面取り部とマージンの接続部における曲率半径が徐々に小さくなるように設けることにより、面取り部とマージンの接続部の中央において測定したときの面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ａよりも、面取り刃側において測定したときの面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ｂが大きく設けられていることが望ましい。

本発明において、マージンの中央において測定したときの面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ａの値を、マージンの中央において測定したときの面取り部と切れ刃の第一逃げ面の接続部における曲率半径Ｒ１ａの値以上に設けることが望ましい。これにより、切削中に最も負荷の掛かる面取り部とマージンの接続部の強度を向上させると共に且つ、面取り部と切れ刃の第一逃げ面の接続部の強度が著しく損なわないう効果がある。

本発明において、面取り部を工具軸に垂直な方向で測定したときの幅が、刃径の０．３％以上２．５％以下の範囲であることが望ましい。これにより、切れ刃のダレを最小限に止めるという効果がある。

さらに、本発明は、上記した本発明におけるドリルの刃先部の製造方法であって、砥石を用いた研削加工により溝を形成する溝形成工程と、第一逃げ面と、前記第一逃げ面の回転方向後方側に接続される第二逃げ面とを、砥石を用いた研削加工により形成する逃げ面形成工程と、砥石を用いた研削加工により、切れ刃を形成する先端刃付け工程と、切れ刃とマージンの接続部に砥石を用いた研削加工を施すことにより、面取り部、及び面取り刃を形成する面取り部形成工程と、切れ刃、面取り刃、面取り部と第一逃げ面の接続部、及び面取り部とマージンの接続部に刃先処理を施すことにより、切れ刃、面取り刃、面取り部と第一逃げ面の接続部、及び面取り部とマージンの接続部に微小な曲率半径を有した曲面を設ける刃先処理形成工程と、切れ刃、面取り刃、第一逃げ面、第二逃げ面、マージン及び溝にコーティングを施す被覆工程と、を経て刃先部を製造することを特徴とするドリルの刃先部の製造方法である。

本発明のドリルの刃先部の製造方法での刃先処理形成工程において、刃先部の処理方法を行う処理時間を、２０秒以上１０分以下の範囲とすることが望ましい。

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、従来のドリルと比較して、切れ刃とリーディングエッジの交点付近であるドリルの肩部の摩耗の進行が抑制でき、工具寿命を大幅に改善することができる。

本発明のドリルの全体を示した側面図である。 本発明のドリルを軸線方向先端視で見たときの正面図である。 本発明のドリルにおける外周コーナを拡大した図である。 本発明のドリルにおける面取り部を斜め方向から見たときの図である。 図４に示す本発明のドリルにおける面取り部をＡ−Ａ線に沿って切断したときの断面図である。 本発明の別の実施例のドリルにおける面取り部を斜め方向から見たときの図である。 図６に示す本発明の別の実施例のドリルにおける面取り部を拡大した図である。 図７に示す本発明のドリルにおける面取り部をＢ−Ｂ線に沿って切断したときの断面図である。 図７に示す本発明のドリルにおける面取り部をＣ−Ｃ線に沿って切断したときの断面図である。 切れ刃と第一マージンの接続部に面取り部を設けた従来のドリルの外周コーナを拡大した図である。 従来のドリルにおける面取り部を斜め方向から見たときの図である。 図１１に示す従来のドリルにおける面取り部を拡大した図である。 図１１に示す従来のドリルにおける面取り部をＤ−Ｄ線に沿って切断したときの断面図である。 図１１に示す従来のドリルにおける面取り部をＥ−Ｅ線に沿って切断したときの断面図である。 本発明のドリルの刃先部に関する製造工程を示す図である。 従来のドリルの刃先部に関する製造工程を示す図である。 実施例６の結果を示す工具撮影写真である。

以下、本発明を実施するための実施形態を図１乃至図９を用いて説明する。図１は本発明のドリルの全体を示した側面図である。本発明のドリル１において、ドリルの先端から始まりドリルのシャンク側に至る部分には、溝２が設けられており、二番取り面３の切れ刃側とヒール側には第一マージン４と第二マージン５が設けられている。本発明のドリル１において、少なくとも切れ刃６を含む部分がＷＣ基超硬合金、ＣＢＮまたはサーメットなどの硬質材料からなり、工具軸Ｏを中心としたシャンク径Ｄの略円筒状に形成されている。前記硬質皮膜材料のうち、Ｃｏ含有量が３〜１３質量％のＷＣ基超硬合金が本発明のドリルの高性能化のために望ましい。ドリルの先端すなわち刃先部８には切れ刃６が設けられており、切れ刃６と第一マージン４の接続部である外周コーナ７には面取り部が設けられている。

図１には、シャンク部９の直径であるシャンク径Ｄと、刃先部８の直径である刃径ｄとが同じであるストレートシャンクドリルを示しているが、シャンク径Ｄよりも刃径ｄを小さく設けた場合においても、本発明の有利な効果を奏する。

図２は本発明のドリルを軸線方向先端視で見たときの正面図である。本発明のドリルは中心部から外周部にかけてシンニング切れ刃１０、第一切れ刃１１、第二切れ刃１２が連接してなる切れ刃６を２つ以上有し、第一逃げ面１３と第一マージン４が接続するすべての外周コーナ７に面取り部１４が設けられている。本発明のドリルは、第一逃げ面１３の回転方向後方側には第二逃げ面１５が接続され、第二逃げ面１５の回転方向後方側には、ある切れ刃６に対し回転方向後方側に位置する切れ刃６におけるシンニング切れ刃１０を設けるためのシンニング１６が接続されている。

また、図２にはクーラントホール１７を設けた本発明のドリルを示している。クーラントホール１７を設けることにより、切削加工において、切削温度の上昇を抑え、切れ刃の摩耗の進行を遅らせることが可能となるが、クーラントホール１７を設けない場合にも、本発明の有利な効果を奏する。また、シンニング切れ刃１０はシンニング１６により形成されており、これにより、被削材とドリルが接触したときの振動を抑制しスラスト抵抗が軽減され、安定した切削加工が可能となるが、シンニング１６を設けない場合にも、本発明の有利な効果を奏する。

また、図１及び図２には、第一マージン４、第二マージン５及び二番取り面３からなるランドを有するダブルマージンドリルを示しているが、本発明のドリルにおけるランドは、第二マージン５を有さなくともよい。また、第一マージン４、第二マージン５の間にこれらとは異なる別の第三マージンを設けたランドにおいても、本発明の効果を奏する。すなわち、本発明の面取り部１４は、シングルマージンドリル及びトリプルマージンドリルにおいても有利な効果を奏する。

図３は本発明のドリルにおける外周コーナを拡大した図である。本発明のドリルの外周コーナ７付近すなわち第一逃げ面１３と第一マージン４との接続部には微小な幅の面取り部１４を設けている。言い換えると、第一逃げ面１３と第一マージン４は、微小な幅を有する面取り部１４により接続されている。本発明のドリルは、面取り部と第一逃げ面の接続部１８及び面取り部と第一マージンの接続部１９が、微小な曲率半径が設けられた曲面により形成されていることが大きな特徴である。

また、図３には第一切れ刃１１、第二切れ刃１２に対し、それぞれの切れ刃の剛性を向上させるために第一切れ刃のホーニング２０、及び第二切れ刃のホーニング２１を設けている。しかし、第一切れ刃のホーニング２０、及び第二切れ刃のホーニング２１を設けず、第一逃げ面１３と溝２を接続させて第一切れ刃１１、第二切れ刃１２を形成させた場合においても、本発明の有利な効果を奏する。

図４は本発明のドリルにおける面取り部を斜め方向から見たときの図である。本発明のドリルの外周コーナ７には微小な幅の面取り部１４を有しており、面取り部１４の回転方向前方側の端部には、切れ刃６とリーディングエッジ２２を接続させる面取り刃２３が形成されている。さらに、第一逃げ面と面取り部の接続面１８および面取り部と第一マージン部の接続部１９には微小な曲率半径を有する曲面が設けられている。第一逃げ面と面取り部の接続面１８および面取り部とマージン部の接続部１９に微小な曲率半径を有する曲面が設けられていることにより、従来のドリルと比較して、切れ刃６とリーディングエッジ２２の交点付近であるドリルの肩部すなわち第一逃げ面と第一マージンの接続部付近の摩耗の進行が抑制でき、工具寿命を大幅に改善することができる。

図５は図４に示す本発明のドリルにおける面取り部をＡ−Ａ線に沿って切断したときの断面図である。Ａ−Ａ線は第一マージン４の中央部で切断するための断面線である。また、面取り部と第一逃げ面の接続部１８及び面取り部と第一マージンの接続部１９の中央を切断するための断面線ともいえる。図５に示すように、第一逃げ面と面取り部の接続面１８および面取り部と第一マージンの接続部１９には微小な曲率半径Ｒ１ａ、Ｒ２ａを有する曲面が設けられている。

図４及び図５に示した本発明のドリルは、面取り部と第一逃げ面の接続部１８の中央において測定したときの面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径Ｒ１ａと、面取り部と第一マージンの接続部１９の中央において測定したときの面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ａとが同じ値になるように形成され、面取り部と第一逃げ面の接続部１８の中央において測定したときの面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径Ｒ１ａと、面取り部と第一マージンの接続部１９の中央において測定したときの面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ａとが、面取り部と第一逃げ面の接続部１８及び面取り部と第一マージンの接続部１９においてどの位置を切断しても同じ値となるように形成されたものである。すなわち、面取り部と第一逃げ面の接続部１８の中央において測定したときの面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径Ｒ１ａと、面取り部と第一マージンの接続部１９の中央において測定したときの面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ａとを、それぞれの前記接続部１８、１９において一定の値になるように形成させたドリルである。

本発明が目的としている、金属加工において従来のドリルに対し大幅に工具寿命を向上させることを達成させるには、ドリルの肩部すなわち第一逃げ面と第一マージンとの接続部付近の剛性を高め、摩耗の進行を抑制することが極めて重要である。図２に示すように、切れ刃の第一逃げ面１３と第一マージン４との接続部付近は、ドリルにおいて最外周に位置し、切削速度が最も高くなる場所であると同時に、常に加工穴の壁面と接触する場所でもある。ドリルにおいて最外周に位置する、切れ刃の第一逃げ面と第一マージンとの接続部付近が早期に摩耗した場合、切削抵抗が大幅に上昇し、ビビり振動が生じやすくなる。また、切屑の分断効果が小さくなるため切屑が長く伸び切屑排出性が悪くなる。その結果、切れ刃の欠損やドリルの折損が発生し、工具寿命が短くなることから、ドリルの早期交換が必要となり、ドリルを用いる部品加工の分野における原価低減が達成できなくなる。

従って、本発明のドリルのように、面取り部と第一逃げ面の接続部１８及び面取り部と第一マージンの接続部１９に微小な曲率半径を有する曲面が設けられていることにより、従来から問題となっていたドリルの肩部すなわち第一逃げ面と第一マージンとの接続部付近の摩耗の進行が抑制されるため、加工穴数の上昇による切削抵抗の増加も小さくなり、穴明け加工における工具寿命を向上させることが可能となる。

本発明においては、面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径Ｒ１ａ及び、面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ａが、それぞれ刃径の０．０１％以上１．０％以下の範囲に設けられることが望ましい。これにより、より安定した面性状の面取り部と第一逃げ面との接続部１８、及び面取り部と第一マージンの接続部１９を形成することが可能となる。

図６は本発明の別の実施例のドリルにおける面取り部を斜め方向から見たときの図である。図７は図６に示す本発明の別の実施例のドリルにおける面取り部を拡大した図である。図６及び図７に示すように、本発明の別の実施例のドリルにおいては、面取り部と第一逃げ面の接続部１８における面取り刃側の端部から、面取り部と第一逃げ面の接続部１８の中央までにかけて、面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径Ｒ１ａが徐々に小さくなるように設け、さらに、面取り部とマージンの接続部１９における面取り刃側の端部から、面取り部とマージンの接続部１９の中央までにかけて、面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ａが徐々に小さくなるように設けている。

また、図６及び図７に示す本発明の別の実施例のドリルにおいては、面取り部と第一逃げ面の接続部の中央において測定したときの面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径Ｒ１ａよりも、面取り部と第一逃げ面の接続部の面取り刃側において測定したときの面取り部と第一逃げ面の接続部における切れ刃側の曲率半径Ｒ１ｂが大きく、なおかつ、面取り部とマージンの接続部の中央において測定したときの面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ａよりも、面取り部とマージンの接続部の面取り刃側において測定したときの面取り部とマージンの接続部における切れ刃側の曲率半径Ｒ２ｂが大きく設けられている。

ここで、本発明のドリルにおける「面取り部と第一逃げ面の接続部の中央」とは、面取り部と第一逃げ面の接続部１８を回転方向で見たときにおいて中央となる位置を基準として、回転方向前方側に面取り部と第一逃げ面の接続部１８を円周方向で測定したときの幅の１０％分だけ移動した位置から、回転方向後方側に面取り部と第一逃げ面の接続部１８を円周方向で測定したときの幅の１０％分だけ移動した位置の間を示す。本発明のドリルにおける「面取り部と第一マージンの接続部の中央」に関しても同様の考え方で定義される。また、本発明のドリルにおける「面取り部と第一逃げ面の接続部の面取り刃側」とは、面取り部と第一逃げ面の接続部１８を回転方向で見たときにおいて回転方向前方側となる端部から、回転方向後方側に面取り部と第一逃げ面の接続部１８を円周方向で測定したときの幅の２０％分だけ移動した位置の間を示す。本発明のドリルにおける「面取り部と第一マージンの接続部の面取り刃側」に関しても同様の考え方で定義される。

前記したように、本発明においては、面取り部と第一逃げ面の接続部の中央において測定したときの面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径Ｒ１ａよりも、面取り部と第一逃げ面の接続部の面取り刃側において測定したときの面取り部と第一逃げ面の接続部における切れ刃側の曲率半径Ｒ１ｂが大きく、なおかつ、面取り部と第一マージンの接続部の中央において測定したときの面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ａよりも、面取り部と第一マージンの接続部の面取り刃側において測定したときの面取り部とマージンの接続部における切れ刃側の曲率半径Ｒ２ｂが大きく設けられていることが望ましい。これにより、それぞれの切れ刃の位置の差であるリップハイトが増大することから生じるドリルの寸法精度の低下を防ぎながら、面取り部と第一逃げ面の接続部、及び面取り部とマージンの接続部における剛性を確保できる。

また、図６及び図７に示すように、面取り部と第一逃げ面の接続部の中央において測定したときの面取り部と第一逃げ面との接続部における曲率半径Ｒ１ａよりも、面取り部と第一逃げ面の接続部の二番取り面側において測定したときの面取り部と第一逃げ面の接続部における切れ刃側の曲率半径が大きく、なおかつ、面取り部と第一マージンの接続部の中央において測定したときの面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ａよりも、面取り部と第一マージンの接続部の二番取り面側において測定したときの面取り部とマージンの接続部における切れ刃側の曲率半径が大きく設けられていても良い。ここで、本発明のドリルにおける「面取り部と第一逃げ面の接続部の二番取り面側」とは、面取り部と第一逃げ面の接続部１８を回転方向で見たときにおいて回転方向後方側となる端部から、回転方向前方側に面取り部と第一逃げ面の接続部１８を円周方向で測定したときの幅の２０％分だけ移動した位置の間を示す。本発明のドリルにおける「面取り部と第一マージンの接続部の二番取り面側」に関しても同様の考え方で定義される。

図８は図７に示す本発明のドリルにおける面取り部をＢ−Ｂ線に沿って切断したときの断面図である。Ｂ−Ｂ線は第１マージン４の中央部で切断するための断面線である。また、面取り部と第一逃げ面の接続部１８及び面取り部と第一マージンの接続部１９の中央を切断するための断面線ともいえる。図４及び図５に示した本発明のドリルと同様に、本発明の別の実施例のドリルにおいても、面取り部と第一逃げ面の接続部１８及び面取り部と第一マージンの接続部１９には微小な曲率半径Ｒ１ａ、Ｒ２ａを有する曲面が設けられている。

図８に示すように、本発明の別の実施例のドリルは、面取り部と第一逃げ面の接続部の中央において測定したときの面取り部と第一逃げ面と接続部における曲率半径Ｒ１ａよりも、面取り部と第一マージンの接続部の中央において測定したときの面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ａが大きくなるように形成されたものである。これにより、外周側に位置する面取り部とマージンの接続部１９の剛性が一層向上する。

さらに、面取り部と第一マージンの接続部の中央において測定したときの面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ａは、面取り部と第一逃げ面の接続部の中央において測定したときの面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径Ｒ１ａの１．０倍を超え１．５倍以下となる範囲に設けることが望ましい。これにより、ドリルの肩部の摩耗の進行を抑制する効果が向上する。

図９は図７に示す本発明のドリルにおける面取り部をＣ−Ｃ線に沿って切断したときの断面図である。Ｃ−Ｃ線は第１マージン４の面取り刃側で切断するための断面線である。また、面取り部と第一逃げ面の接続部１８及び面取り部と第一マージンの接続部１９の面取り刃側を切断するための断面線ともいえる。図４及び図５に示した本発明のドリルと同様に、本発明の別の実施例のドリルにおいても、第一逃げ面と面取り部の接続部１８及び面取り部と第一マージンの接続部１９には微小な曲率半径Ｒ１ｂ、Ｒ２ｂを有する曲面が設けられている。

図９に示すように、本発明の別の実施例のドリルは、面取り部と第一逃げ面の接続部の面取り刃側において測定したときの面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径Ｒ１ｂよりも、面取り部と第一マージンの接続部の面取り刃側において測定したときの面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ｂが大きくなるように形成されたものである。これにより、外周側に位置する面取り部と第一マージンの接続部１９の剛性がより一層向上する。

さらに、面取り部と第一マージンの接続部の面取り刃側において測定したときの面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ｂは、面取り部と第一逃げ面の接続部の面取り刃側において測定したときの面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径Ｒ１ｂの１．０倍を超え１．５倍以下となる範囲に設けることが望ましい。これにより、ドリルの肩部の摩耗の進行を抑制する効果が向上する。

本発明のドリルにおいては、面取り部１４を工具軸Ｏに垂直な方向で測定したときの幅が、刃径ｄの０．３％以上２．５％以下の範囲であることが望ましい。これにより、切削性を低下させずに外周コーナ７の欠けを防止することが可能となる。また、面取り部を設ける角度としては特に限定はしないが、工具軸Ｏに対し３０°以上６０°以下の範囲となるように面取り部を設けることが特に望ましい。

本発明のドリルにおいて大きな特徴である、面取り部と第一逃げ面の接続部及び面取り部とマージンの接続部に設けたそれぞれの曲率半径Ｒ１ａ、Ｒ１ｂ、Ｒ２ａ、Ｒ２ｂの測定方法としては、接触式の測定器、または非接触式（例えばレーザー顕微鏡等）を用いて、面取り部と第一逃げ面の接続部及び面取り部とマージンの接続部の形状をトレースし、曲率半径を測定する方法がある。

図１０は切れ刃と第一マージンの接続部に面取り部を設けた従来のドリルの外周コーナを拡大した図である。従来のドリルにおいては、面取り加工のみ施した状態であるため、第一逃げ面１３と第一マージン４は、微小な幅の面取り部１４で接続されている。

図１１は従来のドリルにおける面取り部を斜め方向から見たときの図である。図１２は図１１に示す従来のドリルにおける面取り部を拡大した図である。図１１及び図１２に示すように、従来のドリル２４においては、面取り加工のみ施した状態であるため、面取り部と第一逃げ面の接続部１８および面取り部１４と第一マージンの接続部１９は角張ったまま接続されている。

図１３は図１１に示す従来のドリルにおける面取り部をＤ−Ｄ線に沿って切断したときの断面図である。Ｄ−Ｄ線は第一マージン４の中央部で切断するための断面線である。従来のドリルは本発明のドリルと異なり、面取り部と第一逃げ面の接続部１８および面取り部とマージン部の接続部１９において微小な曲率半径Ｒ１ａ、Ｒ２ａを有する曲面が設けられておらず、角が形成されている。

図１４は図１１に示す従来のドリルにおける面取り部をＥ−Ｅ線に沿って切断したときの断面図である。Ｅ−Ｅ線は第一マージン４の面取り刃側で切断するための断面線である。このときも前記した内容と同様に、面取り部と第一逃げ面の接続部１８および面取り部とマージン部の接続部１９において微小な曲率半径Ｒ１ａ、Ｒ２ａを有する曲面が設けられておらず、角が形成されている。さらに、従来のドリルにおいては、面取り部をＤ−Ｄ線に沿って切断したときの断面図と、面取り部をＥ−Ｅ線に沿って切断したときの断面図は同じ形状であり、面取り刃側とマージンの中央での形状的な差異はほとんど無いように設定されている。

本発明のドリルは、ドリルの刃先部に対し刃先処理を施すことにより、面取り部と第一逃げ面の接続部及び面取り部とマージンの接続部を、微小な曲率半径が設けられた曲面により形成させたことが大きな特徴である。以下、本発明のドリルの刃先部を製造する方法について説明する。図１５は本発明のドリルの刃先部に関する製造工程を示す図である。本発明のドリルの刃先部に関する製造工程は大きく分けて、溝形成工程、逃げ面形成工程、先端刃付け工程、面取り部形成工程、刃先処理工程、及び被覆工程に分けることが出来る。本発明はドリルの先端刃付け工程の後に面取り部形成工程があり、その後刃先処理工程がある。面取り部の形成の後に刃先処理を行うことで本発明の面取り部と第一逃げ面の接続部および面取り部とマージンの接続部に対し容易に曲面を設けることができ、また刃先の処理方法の手段も様々な手法が選定できる。

図１５に示す溝形成工程は、円筒状に研磨した本発明のドリルの素材に対し、砥石を用いた研削加工により刃溝を形成する工程である。必要に応じ、砥石を用いて刃先部をバックテーパ状に設け、刃先部８とシャンク部９とを明確に区別させる。

図１５に示す逃げ面形成工程は、刃溝を形成した本発明のドリルの素材に対し、砥石を用いた研削加工により、二番取り面３、第一逃げ面１３、第二逃げ面１５及びシンニング１６を形成する工程である。

図１５に示す先端刃付け工程は、砥石を用いた研削加工により、第一切れ刃１１及び第二切れ刃１２を形成する工程である。また、第一切れ刃１１及び第二切れ刃１２に対し、砥石を用いてホーニング２０、２１を形成する場合もある。

図１５に示す面取り部形成工程は、砥石を用いた研削加工により、第一切れ刃１１及び面取り部１４及び面取り刃２３を形成する工程である。先端刃付け工程の後に面取り部１４及び面取り刃２３を形成することにより、面取り部形成工程を追加するだけでその他の加工を変えることなく容易に面取り部１４及び面取り刃２３の形成ができる。なお、面取り部１４は、面取り部１４を工具軸に垂直な方向で測定したときの幅が、刃径の０．３％以上２．５％以下の範囲となるように形成することが望ましい。

図１５に示す刃先処理工程は、刃先部８に対し刃先処理を行い、切れ刃６、面取り刃２３、面取り部と第一逃げ面との接続部１８、及び面取り部とマージンの接続部１９に刃先処理を施すことにより、切れ刃６、面取り刃２３、面取り部と第一逃げ面の接続部１８、及び面取り部とマージンの接続部１９に微小な曲率半径を有した曲面を設けるための工程である。面取り部形成工程の後に刃先処理を行うことで本発明のドリルにおける面取り部と第一逃げ面の接続部１８及び面取り部とマージンの接続部１９に対し、容易に曲面を設けることができ、また刃先部の処理方法の手段も様々な手法が選定できる。

本発明のドリルにおける刃先部８の製造に用いるための、刃先部の処理方法の手段としては、種々の公知の方法を用いることが可能である。具体的には磁気研磨、ショットブラスト、バレル研磨が挙げられるが、特にバレル研磨の方法を用いることが望ましい。また、バレル研磨の方法を用いるための研磨材としては、粒径が０．１ｍｍ以上３ｍｍ未満のクルミやココナッツ、コーンなどの樹脂系弾性材に粒径０．５μｍ以上５μｍ以下のダイヤモンドパウダーを油脂により付着させたもの、または５μｍ以上５０μｍ以下炭化ケイ素を樹脂系弾性材で結合させたもので刃先処理を行うことにより、微小な曲率半径を有した曲面を設けることが可能となり、さらに刃先処理の条件によっては場所によって稜線の曲率半径が異なる形状にすることが出来る。

本発明のドリルにおける刃先部８の製造に用いるための、刃先部の処理方法を行う処理時間としては、２０秒以上１０分以下の範囲が望ましい。これにより、より安定した面性状の面取り部と第一逃げ面の接続部１８、及び面取り部とマージンの接続部１９を形成することが可能となる。処理時間が２０秒未満であれば、面取り部と第一逃げ面の接続部１８、及び面取り部とマージンの接続部１９の曲率半径が極めて微小となるため、ドリルの肩部の剛性の向上がわずかとなり、ドリルの肩部の摩耗の進行を抑制する働きが低下する傾向にある。また、１０分を超えた場合は、刃先処理工程に用いるための研磨材が早期に劣化し、生産性に劣る傾向がある。また、特に望ましい処理時間は、２分以上８分以下の範囲である。

図１５に示す被覆工程は、切れ刃６、面取り刃２３、第一逃げ面１３、第二逃げ面１５、マージン（ランド）及び溝２にコーティングを施す工程である。このときに用いるコーティング用硬質皮膜の種類としては、ＴｉＳｉＮ皮膜、ＣｒＳｉＮ皮膜、ＡｌＣｒＳｉＮ皮膜、ＡｌＣｒＮ皮膜、ＡｌＴｉＮ皮膜、ＤＬＣ皮膜またはダイヤモンド皮膜を用いることが望ましい。これらのうち、ＴｉＳｉＮ皮膜、ＣｒＳｉＮ皮膜、ＡｌＣｒＳｉＮ皮膜、ＡｌＣｒＮ皮膜及びＡｌＴｉＮ皮膜のうちの単層皮膜または２種以上の積層皮膜がより望ましい。硬質皮膜の平均膜厚は１μｍ以上４μｍ以下が望ましい。

図１６は従来のドリルの刃先部に関する製造工程を示す図である。従来のドリルの刃先部に関する製造工程は、刃先処理工程を有しないため、面取り部１４及び面取り刃２３のみが施された図１０〜図１４に示すような従来のドリルの刃先部が完成する。しかし、本発明のドリルのように、面取り部と第一逃げ面の接続部１８及び面取り部とマージンの接続部１９が、微小な曲率半径が設けられた曲面により形成されていないため、ドリルの肩部における剛性が低く、面取り部１４及び面取り刃２３のチッピングや欠損が発生しやすい。また、刃先処理工程を有しているが、面取り部形成工程を有していない製造工程や、刃先処理工程と面取り部形成工程の両方を有していない製造工程にてドリルの刃先部を製造した場合にも同様に、面取り部１４及び面取り刃２３のチッピングや欠損が発生しやすくなる。

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。

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、試料番号は全て連続の通し番号で記載した。

（実施例１）
本発明のドリルの特徴である、面取り部と第一逃げ面の接続部及び面取り部とマージンの接続部が、微小な曲率半径が設けられた曲面により形成されている本発明例と、従来のドリルとで切削寿命の比較テストを行った。

実施例１には、本発明のドリルである本発明例１と、従来のドリルである従来例２〜３を用いた。実施例１で使用した全てのドリルは母材がＷＣ基超硬合金（日立ツール株式会社製、材種名：ＥＦ２０Ｎ）であり、硬質皮膜は３層構造とし、母材側の硬質皮膜の組成は原子比で（５５Ａｌ−４５Ｔｉ）Ｎで表され、表面側の硬質皮膜の組成は原子比で（７５Ｔｉ−２５Ｓｉ）Ｎで表され、母材側の硬質皮膜と表面側の硬質皮膜の間には中間層があり、中間層の組成は原子比で（５７．５Ａｌ−１８．５Ｃｒ−１．５Ｓｉ−２２．５Ｔｉ）Ｎとした。硬質皮膜の平均膜厚は４μｍであり、刃数が２枚刃、刃径ｄが６ｍｍ、溝長が５０ｍｍ、シャンク径Ｄが６ｍｍ、オイルホールが設けられたタイプとし、肩部の形状以外の緒元は本発明例１及び従来例２〜３にて仕様を統一した。それぞれの工具の仕様を以下に示す。

本発明例１は、溝形成工程、逃げ面形成工程、先端刃付け工程、面取り部形成工程、刃先処理形成工程、及び被覆工程を経て刃先部を製造したドリルである。従って、図４に示すように、第一逃げ面とマージンとの間に面取り部１４が設けられ、面取り部と第一逃げ面の接続部１８及び面取り部と第一マージンの接続部１９にはそれぞれ曲率半径が設けられている。

本発明例１において、面取り部１４の幅は刃径ｄの０．６７％である０．０４ｍｍ、面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径Ｒ１ａは刃径ｄの０．４％である０．０２４ｍｍ、面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ａは刃径ｄの０．４％である０．０２４ｍｍとし、図４及び図５に示すように、面取り部と第一逃げ面の接続部１８の中央において測定したときの面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径Ｒ１ａと、面取り部と第一マージンの接続部１９の中央において測定したときの面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ａとを、それぞれの接続部１８、１９において一定の値になるように形成させた。

従来例２は、溝形成工程、逃げ面形成工程、先端刃付け工程、刃先処理形成工程、及び被覆工程を経て刃先部を製造したドリルである。従って、本発明例１とは異なり、第一逃げ面とマージンとの間に面取り部１４が設けられていない。参考値として測定した結果としては、第一逃げ面とマージンの接続部における曲率半径は、刃径ｄの０．２５％である０．０１５ｍｍであった。

従来例３は、溝形成工程、逃げ面形成工程、先端刃付け工程、及び被覆工程を経て刃先部を製造したドリルである。従って、第一逃げ面とマージンとの間に面取り部１４が設けられておらず、なおかつ、第一逃げ面とマージンとは角張ったまま接続されている。

実施例に用いた被削材はＳ５０Ｃの焼鈍し材である。試験方法として、切削速度は８０ｍ／ｍｉｎ、１刃送りは０．１８ｍｍ／ｒｅｖ、加工穴深さは３０ｍｍの切削条件で、クーラントは水溶性切削液をドリルのオイルホールから出す内部給油にて切削を行った。なお、加工穴数は１０００穴とした。

評価方法として、本発明例１は面取り部とマージンの接続部１９の逃げ面摩耗幅を測定し、従来例２及び従来例３は第一逃げ面とマージンの接続部において逃げ面摩耗幅を測定した。評価基準としては、１０００穴切削した時点で折損しておらず、ドリルの肩部を光学式顕微鏡で観察したときに欠けやチッピングが確認されず、それぞれの逃げ面摩耗幅が０．１８ｍｍ以下であるものを良好とした。試験結果を表１に示す。

表１に示す通り、面取り部と第一逃げ面の接続部及び面取り部とマージンの接続部が、微小な曲率半径が設けられた曲面により形成されている本発明例１は、１０００穴切削した時点において折損、欠け及びチッピングが確認されず、逃げ面摩耗幅が０．１８ｍｍ以下であったため良好な結果を示した。これに対し、従来例２は、面取り部が形成されていない状態で刃先処理が施されているドリルであるため、第一逃げ面とマージンの接続部の剛性が向上せず、逃げ面摩耗幅が０．２５ｍｍであり、不良であった。従来例３は、第一逃げ面とマージンの接続部において欠けが発生したため、逃げ面摩耗幅が０．４２ｍｍであり、不良であった。

（実施例２）
図４及び図５に示すような、面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径Ｒ１ａと、面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ａとを、それぞれの接続部において一定の値になるように形成させた本発明のドリルにおいて、面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径Ｒ１ａ及び、面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ａを変化させた本発明例４〜本発明例１３を用いて、切削寿命の比較テストを行った。

実施例２で使用した全てのドリルは母材が実施例１と同一組成のＷＣ基超硬合金であり、硬質皮膜は実施例１と同一組成の皮膜であり、刃数が２枚刃、刃径ｄが６ｍｍ、溝長が５０ｍｍ、シャンク径Ｄが６ｍｍ、面取り部１４の幅は刃径ｄの１．０％である０．０６ｍｍ、オイルホールが設けられたタイプとし、本発明例４〜本発明例１３にて仕様を統一した。上記仕様以外のそれぞれの工具における仕様を以下に示す。

本発明例４は、面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径Ｒ１ａは刃径ｄの０．００５％である０．０００３ｍｍ、面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ａは刃径ｄの０．００５％である０．０００３ｍｍとしたドリルである。

本発明例５は、面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径Ｒ１ａは刃径ｄの０．０１％である０．０００６ｍｍ、面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ａは刃径ｄの０．０１％である０．０００６ｍｍとしたドリルである。

本発明例６は、面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径Ｒ１ａは刃径ｄの０．０２％である０．００１２ｍｍ、面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ａは刃径ｄの０．０２％である０．００１２ｍｍとしたドリルである。

本発明例７は、面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径Ｒ１ａは刃径ｄの０．０５％である０．００３ｍｍ、面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ａは刃径ｄの０．０５％である０．００３ｍｍとしたドリルである。

本発明例８は、面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径Ｒ１ａは刃径ｄの０．１０％である０．００６０ｍｍ、面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ａは刃径ｄの０．１０％である０．００６０ｍｍとしたドリルである。

本発明例９は、面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径Ｒ１ａは刃径ｄの０．２０％である０．０１２０ｍｍ、面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ａは刃径ｄの０．２０％である０．０１２０ｍｍとしたドリルである。

本発明例１０は、面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径Ｒ１ａは刃径ｄの０．５０％である０．０３００ｍｍ、面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ａは刃径ｄの０．５０％である０．０３００ｍｍとしたドリルである。

本発明例１１は、面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径Ｒ１ａは刃径ｄの０．７５％である０．０４５０ｍｍ、面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ａは刃径ｄの０．７５％である０．０４５０ｍｍとしたドリルである。

本発明例１２は、面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径Ｒ１ａは刃径ｄの１．００％である０．０６００ｍｍ、面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ａは刃径ｄの１．００％である０．０６００ｍｍとしたドリルである。

本発明例１３は、面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径Ｒ１ａは刃径ｄの１．１０％である０．０６６０ｍｍ、面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ａは刃径ｄの１．１０％である０．０６６０ｍｍとしたドリルである。

試験方法、切削条件、評価方法及び評価基準は実施例１と同様とした。試験結果を表２に示す。

表２に示す通り、面取り部と第一逃げ面の接続部及び面取り部とマージンの接続部が、微小な曲率半径が設けられた曲面により形成されている本発明例４〜本発明例１３は、１０００穴切削した時点で折損しておらず、ドリルの肩部を光学式顕微鏡で観察したときに折損、欠け及びチッピングが確認されず、逃げ面摩耗幅が０．１８ｍｍ以下であったため良好な結果を示した。特に、面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径Ｒ１ａと、面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ａが刃径の０．０１％以上１．０％以下の範囲である本発明例６〜本発明例１３は、１０００穴切削した時点において欠けやチッピングが確認されず、且つ、逃げ面摩耗幅が０．１６ｍｍ以下であったため特に良好な結果を示した。

（実施例３）
面取り部と第一逃げ面の接続部の中央において測定したときの面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径Ｒ１ａに対する、面取り部と第一マージンの接続部の中央において測定したときの面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ａの大きさ、及び、面取り部と第一逃げ面の接続部の面取り刃側において測定したときの面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径Ｒ１ｂに対する、面取り部と第一マージンの接続部の面取り刃側において測定したときの面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ｂの大きさを異ならせたドリルである本発明例１４〜本発明例１８を用いて、切削寿命の比較テストを行った。

実施例３で使用した全てのドリルは母材が実施例１と同一組成のＷＣ基超硬合金であり、硬質皮膜は実施例１と同一組成であり、刃数が２枚刃、刃径ｄが６ｍｍ、溝長が５０ｍｍ、シャンク径Ｄが６ｍｍ、面取り部１４の幅は刃径ｄの１．０％である０．０６ｍｍ、オイルホールが設けられたタイプとし、本発明例１４〜本発明例１８にて仕様を統一した。上記仕様以外のそれぞれの工具における仕様を以下に示す。

本発明例１４については、面取り部と第一逃げ面の接続部の中央において測定したときの面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径Ｒ１ａを刃径ｄの０．４％である０．０２４ｍｍ、面取り刃側において測定したときの面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径Ｒ１ｂを刃径ｄの０．４％である０．０２４ｍｍとし、前記Ｒ１ａに対する前記Ｒ１ｂの大きさを１．０倍とした。さらに、面取り部と第一マージンの接続部の中央において測定したときの面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ａを刃径ｄの０．４％である０．０２４ｍｍ、面取り刃側において測定したときの面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ｂを刃径ｄの０．４％である０．０２４ｍｍとし、前記Ｒ２ａに対する前記Ｒ２ｂの大きさを１．０倍とした。

本発明例１５については、面取り部と第一逃げ面の接続部の中央において測定したときの面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径Ｒ１ａを刃径ｄの０．４％である０．０２４ｍｍ、面取り刃側において測定したときの面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径Ｒ１ｂを刃径ｄの０．４４％である０．０２６４ｍｍとし、前記Ｒ１ａに対する前記Ｒ１ｂの大きさを１．１倍とした。さらに、面取り部と第一マージンの接続部の中央において測定したときの面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ａを刃径ｄの０．４％である０．０２４ｍｍ、面取り刃側において測定したときの面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ｂを刃径ｄの０．４４％である０．０２６４ｍｍとし、前記Ｒ２ａに対する前記Ｒ２ｂの大きさを１．１倍とした。

本発明例１６については、面取り部と第一逃げ面の接続部の中央において測定したときの面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径Ｒ１ａを刃径ｄの０．４％である０．０２４ｍｍ、面取り刃側において測定したときの面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径Ｒ１ｂを刃径ｄの０．５２％である０．０３１２ｍｍとし、前記Ｒ１ａに対する前記Ｒ１ｂの大きさを１．３倍とした。さらに、面取り部と第一マージンの接続部の中央において測定したときの面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ａを刃径ｄの０．４％である０．０２４ｍｍ、面取り刃側において測定したときの面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ｂを刃径ｄの０．５２％である０．０３１２ｍｍとし、前記Ｒ２ａに対する前記Ｒ２ｂの大きさを１．３倍とした。

本発明例１７については、面取り部と第一逃げ面の接続部の中央において測定したときの面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径Ｒ１ａを刃径ｄの０．４％である０．０２４ｍｍ、面取り刃側において測定したときの面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径Ｒ１ｂを刃径ｄの０．６％である０．０３６ｍｍとし、前記Ｒ１ａに対する前記Ｒ１ｂの大きさを１．５倍とした。さらに、面取り部と第一マージンの接続部の中央において測定したときの面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ａを刃径ｄの０．４％である０．０２４ｍｍ、面取り刃側において測定したときの面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ｂを刃径ｄの０．６％である０．０３６ｍｍとし、前記Ｒ２ａに対する前記Ｒ２ｂの大きさを１．５倍とした。

本発明例１８については、面取り部と第一逃げ面の接続部の中央において測定したときの面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径Ｒ１ａを刃径ｄの０．４％である０．０２４ｍｍ、面取り刃側において測定したときの面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径Ｒ１ｂを刃径ｄの０．６４％である０．０３８４ｍｍとし、前記Ｒ１ａに対する前記Ｒ１ｂの大きさを１．６倍とした。さらに、面取り部と第一マージンの接続部の中央において測定したときの面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ａを刃径ｄの０．４％である０．０２４ｍｍ、面取り刃側において測定したときの面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ｂを刃径ｄの０．６４％である０．０３８４ｍｍとし、前記Ｒ２ａに対する前記Ｒ２ｂの大きさを１．６倍とした。

試験方法、切削条件、評価方法及び評価基準は実施例１と同様とした。試験結果を表３に示す。

表３に示す通り、面取り部と第一逃げ面の接続部及び面取り部とマージンの接続部が、微小な曲率半径が設けられた曲面により形成されている本発明例１４〜本発明例１８は、１０００穴切削した時点で折損しておらず、ドリルの肩部を光学式顕微鏡で観察したときに折損、欠け及びチッピングが確認されず、逃げ面摩耗幅が０．１８ｍｍ以下であったため良好な結果を示した。

特に、面取り部と第一逃げ面の接続部の中央において測定したときの面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径Ｒ１ａよりも、面取り刃側において測定したときの面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径Ｒ１ｂが大きく、なおかつ、面取り部とマージンの接続部の中央において測定したときの面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ａよりも、面取り刃側において測定したときの面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ｂが大きく設けられている本発明例１５〜本発明例１８は逃げ面摩耗幅が０．１４ｍｍ以下であったため良好な結果を示した。

さらに、面取り刃側において測定したときの面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径Ｒ１ｂを、面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径Ｒ１ａの１．０倍を超え１．５倍以下となる範囲に設け、面取り刃側において測定したときの面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ｂを、面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ａの１．０倍を超え１．５倍以下となる範囲に設けた本発明例１５〜本発明例１７は逃げ面摩耗幅が０．１３ｍｍ以下であったため一層良好な結果を示した。

（実施例４）
面取り部と第一逃げ面の接続部の中央において測定したときの面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径Ｒ１ａに対する、面取り部とマージンの接続部の中央において測定したときの面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ａの値の大きさを異ならせたドリルである本発明例１９〜本発明例２３を用いて、切削寿命の比較テストを行った。

実施例４で使用した全てのドリルは母材が実施例１と同一組成のＷＣ基超硬合金であり、硬質皮膜は実施例１と同一組成であり、刃数が２枚刃、刃径ｄが６ｍｍ、溝長が５０ｍｍ、シャンク径Ｄが６ｍｍ、面取り部１４の幅は刃径ｄの１．０％である０．０６ｍｍ、面取り部と第一逃げ面の接続部の中央において測定したときの面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径Ｒ１ａを刃径ｄの０．４％である０．０２４ｍｍ、面取り刃側において測定したときの面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径Ｒ１ｂを刃径ｄの０．４％である０．０２４ｍｍ、オイルホールが設けられたタイプとし、本発明例１９〜本発明例２３にて仕様を統一した。上記仕様以外のそれぞれの工具における仕様を以下に示す。

本発明例１９は、面取り部と第一マージンの接続部の中央において測定したときの面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ａを刃径ｄの０．４％である０．０２４ｍｍ、面取り刃側において測定したときの面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ｂを刃径ｄの０．４％である０．０２４ｍｍとし、前記Ｒ１ａに対する前記Ｒ２ａの大きさを１．０倍としたドリルである。

本発明例２０は、面取り部と第一マージンの接続部の中央において測定したときの面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ａを刃径ｄの０．４４％である０．０２６４ｍｍ、面取り刃側において測定したときの面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ｂを刃径ｄの０．４４％である０．０２６４ｍｍとし、前記Ｒ１ａに対する前記Ｒ２ａの大きさを１．１倍としたドリルである。

本発明例２１は、面取り部と第一マージンの接続部の中央において測定したときの面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ａを刃径ｄの０．５２％である０．０３１２ｍｍ、面取り刃側において測定したときの面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ｂを刃径ｄの０．５２％である０．０３１２ｍｍとし、前記Ｒ１ａに対する前記Ｒ２ａの大きさを１．３倍としたドリルである。

本発明例２２は、面取り部と第一マージンの接続部の中央において測定したときの面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ａを刃径ｄの０．６％である０．０３６ｍｍ、面取り刃側において測定したときの面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ｂを刃径ｄの０．６％である０．０３６ｍｍとし、前記Ｒ１ａに対する前記Ｒ２ａの大きさを１．５倍としたドリルである。

本発明例２３は、面取り部と第一マージンの接続部の中央において測定したときの面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ａを刃径ｄの０．６４％である０．０３８４ｍｍ、面取り刃側において測定したときの面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ｂを刃径ｄの０．６４％である０．０３８４ｍｍとし、前記Ｒ１ａに対する前記Ｒ２ａの大きさを１．６倍としたドリルである。

試験方法、切削条件、評価方法及び評価基準は実施例１と同様とした。試験結果を表４に示す。

表４に示す通り、面取り部と第一逃げ面の接続部及び面取り部とマージンの接続部が、微小な曲率半径が設けられた曲面により形成されている本発明例１９〜本発明例２３は、１０００穴切削した時点で折損しておらず、ドリルの肩部を光学式顕微鏡で観察したときに折損、欠け及びチッピングが確認されず、逃げ面摩耗幅が０．１８ｍｍ以下であったため良好な結果を示した。

特に、面取り部と第一マージンの接続部の中央において測定したときの面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ａの大きさを、面取り部と第一逃げ面の接続部の中央において測定したときの面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径Ｒ１ａの１．０倍を超え１．５倍以下の範囲とした本発明例２０〜本発明例２２は、１０００穴切削した時点において欠けやチッピングが確認されず、且つ、逃げ面摩耗幅が０．１３ｍｍ以下であったため特に良好な結果を示した。

（実施例５）
面取り部を工具軸に垂直な方向で測定したときの幅を異ならせたドリルである本発明例２４〜本発明例３１を用いて、切削寿命の比較テストを行った。

実施例５で使用した全てのドリルは母材が実施例１と同一組成のＷＣ基超硬合金であり、硬質皮膜は実施例１と同一組成であり、刃数が２枚刃、刃径ｄが６ｍｍ、溝長が５０ｍｍ、シャンク径Ｄが６ｍｍ、面取り部と第一逃げ面の接続部の中央において測定したときの面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径Ｒ１ａを刃径ｄの０．４％である０．０２４ｍｍ、面取り刃側において測定したときの面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径Ｒ１ｂを刃径ｄの０．５２％である０．０３１２ｍｍ、面取り部と第一マージンの接続部の中央において測定したときの面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ａを刃径ｄの０．４％である０．０２４ｍｍ、面取り刃側において測定したときの面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ｂを刃径ｄの０．５２％である０．０３１２ｍｍ、オイルホールが設けられたタイプとし、本発明例２４〜本発明例３１にて仕様を統一した。上記仕様以外のそれぞれの工具における仕様を以下に示す。

本発明例２４は、面取り部１４の幅を刃径ｄの０．２％である０．０１２ｍｍとしたドリルである。

本発明例２５は、面取り部１４の幅を刃径ｄの０．３％である０．０１８ｍｍとしたドリルである。

本発明例２６は、面取り部１４の幅を刃径ｄの０．５％である０．０３０ｍｍとしたドリルである。

本発明例２７は、面取り部１４の幅を刃径ｄの１．０％である０．０６０ｍｍとしたドリルである。

本発明例２８は、面取り部１４の幅を刃径ｄの１．５％である０．０９０ｍｍとしたドリルである。

本発明例２９は、面取り部１４の幅を刃径ｄの２．０％である０．１２０ｍｍとしたドリルである。

本発明例３０は、面取り部１４の幅を刃径ｄの２．５％である０．１５０ｍｍとしたドリルである。

本発明例３１は、面取り部１４の幅を刃径ｄの３．０％である０．１８０ｍｍとしたドリルである。

試験方法、切削条件、評価方法及び評価基準は実施例１と同様とした。試験結果を表５に示す。

表５に示す通り、微小な幅を有する面取り部を設けられ、面取り部と第一逃げ面の接続部及び面取り部とマージンの接続部が、微小な曲率半径が設けられた曲面により形成されている本発明例２４〜本発明例３１は、１０００穴切削した時点で折損しておらず、ドリルの肩部を光学式顕微鏡で観察したときに折損、欠け及びチッピングが確認されず、逃げ面摩耗幅が０．１８ｍｍ以下であったため良好な結果を示した。

特に、面取り部を工具軸に垂直な方向で測定したときの幅を、刃径の０．３％以上２．５％以下の範囲とした本発明例２５〜本発明例３０は、逃げ面摩耗幅が０．１３ｍｍ以下であったため、より一層良好な結果を示した。

（実施例６）
切削条件を変更し、さらに長時間の切削加工を行ったときにおける、本発明例と従来のドリルによる切削寿命の比較テストを行った。

実施例６には、実施例４に用いたドリルと同仕様の本発明のドリルである本発明例１９と、実施例１に用いたドリルと同仕様の従来のドリルである従来例２〜３を用いた。

実施例に用いた被削材はＳ５０Ｃである。試験方法として、切削速度は１２０ｍ／ｍｉｎ、１刃送りは０．１８ｍｍ／ｒｅｖ、加工穴深さは３０ｍｍの切削条件で、クーラントは水溶性切削液をドリルのオイルホールから出す内部給油にて切削を行った。なお、加工穴数は２０００穴とした。

評価方法として、本発明例１９は面取り部とマージンの接続部１９の逃げ面摩耗幅を測定し、従来例２及び従来例３は第一逃げ面とマージンの接続部において逃げ面摩耗幅を測定した。評価基準としては、２０００穴切削した時点で折損しておらず、ドリルの肩部を光学式顕微鏡で観察したときに欠損やチッピングが確認されず、それぞれの逃げ面摩耗幅が０．３０ｍｍ以下であるものを良好とした。試験結果を表６に示す。

表６に示す通り、面取り部と第一逃げ面の接続部及び面取り部とマージンの接続部が、微小な曲率半径が設けられた曲面により形成されている本発明例１９は、２０００穴切削した時点において折損、欠損及びチッピングが確認されず、逃げ面摩耗幅が０．３０ｍｍ以下であったため良好な結果を示した。

これに対し、従来例２は、面取り部が形成されていない状態で刃先処理が施されているドリルであるため、第一逃げ面とマージンの接続部の剛性が向上せず、２０００穴切削した時点において欠損が発生した。従来例３も従来例２と同様に、第一逃げ面とマージンの接続部において欠けが発生したため、２０００穴切削した時点において欠損が発生した。

なお、実施例１に記載の切削速度が８０ｍ／ｍｉｎの場合における第一逃げ面の摩耗幅よりも、本実施例の従来例２及び従来例３の第一逃げ面の摩耗幅が小さくなっている理由としては、従来例２及び従来例３は本発明例１と比べドリルの肩部の剛性が低いため、切削速度が高くなったことから生じる加工時間及び被削材との擦過時間の短縮による逃げ面摩耗幅への影響が大きかったためだと考えられる。

図１７は実施例６の結果を示す工具撮影写真である。本発明例１９は１０００穴加工後及び２０００穴加工後において、正常な摩耗形態を示していることが確認できた。従来例２及び従来例３は、１０００穴加工後においては正常な摩耗形態を示しているが、２０００穴加工後においてはドリルの肩部に欠損が発生していることが確認できた。

本発明により、斜面や曲面での穴加工、及び座ぐり穴加工に関し、従来のドリルと比較して、切れ刃とリーディングエッジの交点付近であるドリルの肩部の摩耗の進行が抑制でき、工具寿命を大幅に改善することができる。従って、自動車部品や機械部品などの部品加工の分野において、特に好適である。

１ 本発明のドリル
２ 溝
３ 二番取り面
４ 第一マージン
５ 第二マージン
６ 切れ刃
７ 外周コーナ
８ 刃先部
９ シャンク部
１０ シンニング切れ刃
１１ 第一切れ刃
１２ 第二切れ刃
１３ 第一逃げ面
１４ 面取り部
１５ 第二逃げ面
１６ シンニング
１７ クーラントホール
１８ 面取り部と第一逃げ面の接続部
１９ 面取り部と第一マージンの接続部
２０ 第一切れ刃のホーニング
２１ 第二切れ刃のホーニング
２２ リーディングエッジ
２３ 面取り刃
２４ 従来のドリル
Ｄ シャンク径
ｄ 刃径
Ｒ１ａ 面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径
Ｒ１ｂ 面取り部と第一逃げ面の接続部の面取り刃側において測定したときの面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径
Ｒ２ａ 面取り部とマージンの接続部における曲率半径
Ｒ２ｂ 面取り部とマージンの接続部の面取り刃側において測定したときの面取り部とマージンの接続部における曲率半径

Claims (7)

1. 軸線回りに回転されるドリル本体の先端側に、先端側から後端側に向けて延びる溝とランドを有する刃先部が形成され、刃先部の先端側に切れ刃を有するドリルであり、第一逃げ面とマージンは、微小な幅を有する面取り部により接続され、面取り部の回転方向前方側の端部には、切れ刃とリーディングエッジを接続させる面取り刃が形成されたドリルであって、
   面取り部と第一逃げ面の接続部及び面取り部とマージンの接続部が、微小な曲率半径が設けられた曲面により形成されていることを特徴とするドリル。
2. 面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径及び、面取り部とマージンの接続部における曲率半径が刃径の０．０１％以上１．０％以下の範囲であることを特徴とする請求項１に記載のドリル。
3. 面取り部と第一逃げ面の接続部における面取り刃側の端部から、面取り部と第一逃げ面の接続部の中央までにかけて、面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径が徐々に小さくなるように設けることにより、面取り部と第一逃げ面の接続部の中央において測定したときの面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径Ｒ１ａよりも、面取り刃側において測定したときの面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径Ｒ１ｂが大きく、なおかつ、
   面取り部とマージンの接続部における面取り刃側の端部から、面取り部とマージンの接続部の中央までにかけて、面取り部とマージンの接続部における曲率半径が徐々に小さくなるように設けることにより、面取り部とマージンの接続部の中央において測定したときの面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ａよりも、面取り刃側において測定したときの面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ｂが大きく設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のドリル。
4. 面取り部とマージンの接続部の中央において測定したときの面取り部とマージンの接続部における曲率半径Ｒ２ａの値を、面取り部と第一逃げ面の接続部の中央において測定したときの面取り部と第一逃げ面の接続部における曲率半径Ｒ１ａの１．０倍を超え１．５倍以下となる範囲に設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のドリル。
5. 面取り部を工具軸に垂直な方向で測定したときの幅が、刃径の０．３％以上２．５％以下の範囲であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のドリル。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載のドリルの刃先部の製造方法であって、
   砥石を用いた研削加工により、溝を形成する溝形成工程と、
   第一逃げ面と、前記第一逃げ面の回転方向後方側に接続される第二逃げ面とを、砥石を用いた研削加工により形成する逃げ面形成工程と、
   砥石を用いた研削加工により、切れ刃を形成する先端刃付け工程と、
   切れ刃とマージンの接続部に砥石を用いた研削加工を施すことにより、面取り部、及び面取り刃を形成する面取り部形成工程と、
   切れ刃、面取り刃、面取り部と第一逃げ面の接続部、及び面取り部とマージンの接続部に刃先処理を施すことにより、切れ刃、面取り刃、面取り部と第一逃げ面の接続部、及び面取り部とマージンの接続部に微小な曲率半径を有した曲面を設ける刃先処理形成工程と、
   切れ刃、面取り刃、第一逃げ面、第二逃げ面、マージン及び溝にコーティングを施す被覆工程と、
   を経て刃先部を製造することを特徴とするドリルの刃先部の製造方法。
7. 刃先処理形成工程において、刃先部の処理方法を行う処理時間が、２０秒以上１０分以下の範囲であることを特徴とする請求項６に記載のドリルの刃先部の製造方法。