JP2018079524A - ドリル - Google Patents

Abstract

【課題】旋盤などドリルが回転せずに穴あけ加工を行う場合であっても切くずの排出性を損なわないドリルを提供する。【解決手段】二条のねじれ溝２、２を有しており、溝長さＬがドリル径φＤの少なくとも５倍以上であるドリル１において、ドリル１のねじれ角θがドリル１の先端側からシャンク３側に向けて減少させる。そして、ねじれ角θはドリル１の先端側を３０°、ドリル１のシャンク３側を０°とする。ドリル１の先端側からシャンク３側に向けてドリル１の溝幅比α／βを増加させる。【選択図】 図１

Description

本発明は、金属材料の穴あけ加工に用いるドリルに関する。

一般的に、溝がねじれているドリル（いわゆるツイストドリル）を用いた穴あけ加工の形態としては、ドリルをボール盤やＮＣ加工機に取り付けてドリル自体を回転させることで金属材料等の被削物に穴あけ加工を行う形態と、ドリルを旋盤などに固定させて状態で、被削物自体を回転させることで穴あけ加工を行う形態がある。

旋盤などを用いてドリルを回転させないで穴あけ加工を行う場合、ボール盤を用いて穴あけ加工を行う場合に比べてドリルの溝のねじれによる切りくずの排出性能が低減する。そのため、ドリルにおける切りくずの排出性能を向上させるために、特許文献１ないし３にはドリルの先端側からシャンク側に向けてねじれ角を徐々に小さくすることで、切りくずの排出経路を短縮する構造のドリルが開示されている。

特開平７―１６４２２７ 実開平６−８０５１２ 実開平２―１２２７１２

しかし、ドリルのねじれ角を先端側からシャンク側に向けて徐々に小さくした場合、切りくずの排出経路は短縮されるが、ドリルを再研削した際に切れ刃のすくい角が小さくなるためドリルの被削材に対する切れ味が低下するという問題がある。

特に、ドリルの溝長さがドリル径の少なくとも５倍以上のドリルを用いて深穴加工（加工する穴深さがドリル径（φＤ）の２倍以上の穴加工）を行う場合、ドリルの溝がねじれていることで切りくずの排出経路は穴深さが深いほど長くなる。そのため、加工中に溝の途中で切りくずが詰まりやすくなり、結果としてドリルの突発的な折損や加工異常を引き起こすことがある。

そこで、本発明においては旋盤などドリルが回転せずに穴あけ加工を行う場合（特に深穴加工を行う場合）であっても切くずの排出性能を損なわない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、本発明は二条のねじれ溝を有しており、ドリルの溝長さＬがドリル径φＤの少なくとも５倍以上であるドリルにおいて、ドリルのねじれ角がドリルの先端側からシャンク側に向けて減少しており、ねじれ角はドリルの先端側が３０°、ドリルのシャンク側が０°であって、かつドリルの先端側からシャンク側に向けてドリルの溝幅比を増加させるドリルとした。

また、ドリルの溝幅比については、ドリルの先端側からドリル径φＤの１．５倍の位置までは溝幅比は一定として、ドリル径φＤの１．５倍の位置から３．５倍までの位置までの溝幅比は１．０〜１．４の範囲とすることもできる。

本発明に係るドリルを用いることにより、旋盤などドリルが回転せずに穴あけ加工を行う場合であっても切屑の排出性を損なわないという効果を奏する。

本発明の実施形態の一例を示すドリル１の正面図である。 図１に示すドリル１の先端部分およびシャンク３部分における拡大図である。 図１に示すドリル１のＡ−ＡおよびＢ−Ｂ断面図である。 図１に示すドリル１のＣ−ＣおよびＤ−Ｄ断面図である。 図１に示すドリル１のねじれ角θの変化を表すグラフである。 図１に示すドリル１の溝幅比（α／β）の変化を表すグラフである。

本発明の実施の形態の一例について図面を用いて説明する。図１は、本発明の実施形態の一例を示すドリル１の正面図、図２は図１に示すドリル１の先端部およびシャンク３部分の拡大図、図３はドリル１のＡ−ＡおよびＢ−Ｂ断面図、図４はドリル１のＣ−ＣおよびＤ−Ｄ断面図である。ドリル１は、図１および２に示すように二条のねじれ溝２、２を有する、いわゆるツイストドリルである。ねじれ溝２とドリル１の軸心とが形成する角度であるねじれ角θは、ドリル１の先端部（ねじれ溝２の始端部）がθ＝３０°であり、ドリル１のシャンク３側へ向けてねじれ角θは減少し、ねじれ溝２の終端部では図２に示すようにねじれ角θ＝０°である。なお、図１および図２に示すドリル１はドリル径φＤ＝８ｍｍ、溝長さＬ＝６Ｄ（４８ｍｍ）の場合を示す。

ドリル１のＡ−Ａ断面（ドリル１のシンニング加工の終了位置）およびＢ−Ｂ断面（ねじれ溝２の始端部から１．５Ｄ（１２ｍｍ）の位置）においては、図３に示すようにドリル１の断面視においてねじれ溝２部分が形成する角度α１＝９３°、ランド部分が形成する角度β１＝８７°である。この場合、ドリル１の溝幅比（α１／β１）＝１．０７となる。

また、ドリル１のＣ−Ｃ断面（ねじれ溝２の始端部から３Ｄ（２４ｍｍ）の位置）およびＤ−Ｄ断面（ねじれ溝２の始端部から３．５Ｄ（２８ｍｍ）の位置）においては、図４に示すようにドリル１の断面視においてねじれ溝２部分が形成する角度α２＝１０５°、ランド部分が形成する角度β２＝７５°である。この場合、ドリル１の溝幅比（α２／β２）＝１．４０となる。

次に、図１に示すドリル１のねじれ角θの変化を図５に示す。ドリル１のねじれ溝２の始端部から１．５Ｄ（１２ｍｍ）の位置までの間は、図５に示すようにねじれ角θ＝３０°で一定である。そして、当該１．５Ｄ（１２ｍｍ）の位置から５．５Ｄ（４４ｍｍ）の位置にかけてねじれ角θは徐々に減少して、５．５Ｄ（４４ｍｍ）の位置（ねじれ溝２の終端部）ではねじれ角θ＝０°となる。

次に、図１に示すドリル１の溝幅比（α／β）の変化を図６に示す。ドリル１のねじれ溝２の始端部から１．５Ｄ（１２ｍｍ）の位置までの間は、図６に示すように溝幅比＝１．０７で一定である。すなわち、ドリル１のねじれ溝２の始端部から１．５Ｄ（１２ｍｍ）の位置までの間は、図３に示すようにねじれ溝２部分が形成する角度α１＝９３°、ランド部分が形成する角度β１＝８７°のドリル断面を形成している。

一般的に、ドリルの先端部の切れ刃が摩耗または一部損傷した際に、当該先端部を研磨してドリルを再使用できる状態にする（いわゆるドリルの再研磨）。その場合でも、ドリルの先端部から所定の位置までの溝幅比を一定の構造とすることで、再研磨後のドリルの切削性能を引き続き発揮することができる。つまり、ドリルの先端部に対して再研磨を行ってもドリルの断面形状が変化しないのでドリルの切削性能が損なわれることは無い。

仮に、ドリルの先端部から溝幅比を急に増加させると、被削材である切りくずの形状が比較的に大きなカール形状になる。そのため、ドリルにおける切りくずの排出性能が低下する原因となる。そこで、本発明のドリルでは、溝幅比の変化をドリルの先端部から所定の位置までは行わず（溝幅比は一定）、所定の位置からシャンク側に向けて溝幅比を変化させる構造とした。

そして、当該１．５Ｄ（１２ｍｍ）の位置から３Ｄ（２４ｍｍ）の位置にかけて溝幅比は増加して、ねじれ溝２の始端部から３Ｄ（２４ｍｍ）の位置においては溝幅比＝１．４０となる。すなわち、ねじれ溝２の始端部から３Ｄ（２４ｍｍ）の位置においては、図４に示すようにねじれ溝２部分が形成する角度α２＝１０５°、ランド部分が形成する角度β２＝７５°のドリル断面を形成している。当該３Ｄ（２４ｍｍ）の位置から３．５Ｄ（２８ｍｍ）の位置の間は溝幅比が一定となり、当該３．５Ｄ（２８ｍｍ）の位置からねじれ溝の終端部までは、溝幅比が減少する構成である。

１ ドリル
２ ねじれ溝
３ シャンク
φＤ ドリル径
Ｌ 溝長さ
θ ねじれ角
α１／β１ 溝幅比
α２／β２ 溝幅比

Claims (2)

1. 二条のねじれ溝を有しており、溝長さＬがドリル径φＤの少なくとも５倍以上であるドリルであって、前記ドリルのねじれ角が前記ドリルの先端側からシャンク側に向けて減少しており、前記ねじれ角は前記ドリルの先端側が３０°、前記ドリルのシャンク側が０°であって、かつ前記ドリルの先端側からシャンク側に向けて前記ドリルの溝幅比が増加していることを特徴とするドリル。
2. 前記ドリルの先端側から前記ドリル径φＤの１．５倍の位置までは前記溝幅比は一定であり、前記ドリル径φＤの１．５倍の位置から３．５倍までの位置までの前記溝幅比は１．０〜１．４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。

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