JP2021053783A - Drill - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、特に被削材の傾斜面や曲面に座繰り穴加工を施すのに用いられるドリルに関するものである。 The present invention particularly relates to a drill used for drilling counterbore holes on an inclined surface or a curved surface of a work material.
このようなドリルとして、例えば特許文献1には、先端角が180°〜181°のドリルであって、このドリルは曲線状の切刃を有しており、この切刃から外周コーナへ向けて延びる直線とチゼルエッジから外周コーナへ延びる直線とのなす角度が18°〜22°であり、ランドには2つのマージンが設けられたものが記載されている。なお、この特許文献1に記載されたドリルは、2枚刃のドリルである。
As such a drill, for example,
また、この特許文献1には、溝長がドリルの直径の2倍以上5倍以下であり、シャンクの長さがドリルの直径の5倍以上20倍以下とすることも記載されている。このようなドリルでは、切刃の強度を保ちつつ、傾斜面や曲面を有する被削材の座繰り穴加工においてもドリルの振れを抑制することができると特許文献1には記載されている。
Further,
ところで、このように切刃の先端角が180°〜181°と略フラットなドリルにおいては、被削材の傾斜面や曲面に切刃が食い付く際に、上述のようなドリルの振れが生じ易い。その一方で、この特許文献1に記載されたドリルにおいては、特許文献1の図1および図2に示されるように、ランドに設けられた2つのマージンのうちドリル回転方向に位置する第1マージン部のドリル回転方向を向く壁面と外周側を向く外周面とが角度をもって交差しているとともに、この第1マージン部よりもドリル回転方向とは反対側に位置する第2マージン部のドリル回転方向を向く壁面と外周側を向く外周面も角度をもって交差している。
By the way, in such a drill having a substantially flat tip angle of 180 ° to 181 °, the above-mentioned runout of the drill occurs when the cutting edge bites the inclined surface or curved surface of the work material. easy. On the other hand, in the drill described in
しかしながら、そのような特許文献1に記載されたドリルにおいて、切刃の食い付き時に上述のようなドリルの振れが生じると、角張った第1マージン部のドリル回転方向を向く壁面と外周面との交差稜線部や第2マージン部のドリル回転方向を向く壁面と外周面との交差稜線部がドリルの回転に伴って加工穴の内周面に食い込んでしまい、加工穴の内周面を傷付けて面粗さを劣化させたり、角張った交差稜線部に欠け等の損傷が生じたりするおそれがある。
However, in such a drill described in
本発明は、このような背景の下になされたもので、切刃の先端角が180°に近い座繰り穴加工用のドリルにおいて、切刃の食い付き時にドリル本体先端部の切刃部に振れ回りが生じても、加工穴の内周面の面粗さが劣化したり、マージン部のドリル回転方向を向く壁面と外周側を向く外周面との交差稜線部に欠け等が生じたりするのを防ぐことが可能なドリルを提供することを目的としている。 The present invention has been made under such a background, and in a drill for counterbore hole drilling in which the tip angle of the cutting edge is close to 180 °, the cutting edge portion of the tip of the drill body is formed when the cutting edge bites. Even if runout occurs, the surface roughness of the inner peripheral surface of the machined hole deteriorates, and the intersection ridgeline between the wall surface facing the drill rotation direction of the margin portion and the outer peripheral surface facing the outer peripheral side may be chipped. The purpose is to provide a drill that can prevent this.
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、軸線回りにドリル回転方向に回転させられるドリル本体の先端側の切刃部の外周に、このドリル本体の先端逃げ面に開口して後端側に延びる2つの切屑排出溝が周方向に間隔をあけて形成され、これらの切屑排出溝の上記ドリル回転方向を向く壁面と上記先端逃げ面との交差稜線部に、先端角が178°〜182°の範囲内の切刃が形成されたドリルであって、上記2つの切屑排出溝の間の上記切刃部の外周面には、上記切刃の外周端に連なって上記ドリル本体の外周側に突出する第1マージン部と、この第1マージン部から上記ドリル回転方向とは反対側に間隔をあけて上記ドリル本体の外周側に突出する第2マージン部とが形成されており、上記軸線に直交する断面において、上記第1マージン部の上記ドリル回転方向を向く第1マージン前壁面と上記第1マージン部の外周側を向いて上記軸線を中心とした円弧状をなす第1マージン外周面との交差稜線部は凸曲線状に面取りされた第1マージン前面取り部とされるとともに、上記第2マージン部の上記ドリル回転方向を向く第2マージン前壁面と上記第2マージン部の外周側を向いて上記第1マージン外周面と等しい半径の上記軸線を中心とした円弧状をなす第2マージン外周面との交差稜線部は凸曲線状に面取りされた第2マージン前面取り部とされていることを特徴とする。 In order to solve the above problems and achieve such an object, the present invention presents the tip escape of the drill body on the outer periphery of the cutting edge portion on the tip side of the drill body which is rotated in the direction of rotation of the drill around the axis. Two chip discharge grooves that open on the surface and extend to the rear end side are formed at intervals in the circumferential direction, and are formed at the intersection ridge line portion between the wall surface of these chip discharge grooves facing the drill rotation direction and the tip flank surface. A drill having a cutting edge having a tip angle in the range of 178 ° to 182 °, and on the outer peripheral surface of the cutting edge portion between the two chip discharge grooves, on the outer peripheral edge of the cutting edge. A first margin portion that protrudes to the outer peripheral side of the drill body in a row, and a second margin portion that protrudes from the first margin portion to the outer peripheral side of the drill body at intervals on the side opposite to the drill rotation direction. Is formed, and in a cross section orthogonal to the axis line, a circle centered on the axis line facing the front wall surface of the first margin facing the drill rotation direction of the first margin portion and the outer peripheral side of the first margin portion. The intersecting ridge line portion with the arc-shaped first margin outer peripheral surface is a first margin front surface portion chamfered in a convex curve shape, and the second margin front wall surface of the second margin portion facing the drill rotation direction. The intersecting ridge line portion with the outer peripheral surface of the second margin, which faces the outer peripheral side of the second margin portion and forms an arc shape centered on the axis having the same radius as the outer peripheral surface of the first margin, is chamfered in a convex curve shape. It is characterized by having a two-margin front surface portion.
このように構成されたドリルにおいては、上記軸線に直交する断面において、上記第1マージン前壁面と上記第1マージン外周面との交差稜線部は凸曲線状に面取りされた第1マージン前面取り部とされるとともに、上記第2マージン前壁面と上記第2マージン外周面との交差稜線部は凸曲線状に面取りされた第2マージン前面取り部とされており、これらの交差稜線部においては、第1、第2マージン部のドリル回転方向を向く第1、第2マージン前壁面と第1、第2マージン外周面とが角度をもって交差することがないように形成されている。 In the drill configured as described above, in the cross section orthogonal to the axis line, the intersecting ridge line portion between the first margin front wall surface and the first margin outer peripheral surface is chamfered in a convex curve shape. In addition, the intersecting ridge line portion between the front wall surface of the second margin and the outer peripheral surface of the second margin is a second margin front surface portion chamfered in a convex curve shape. It is formed so that the front wall surfaces of the first and second margins facing the drill rotation direction of the first and second margin portions and the outer peripheral surfaces of the first and second margins do not intersect at an angle.
このため、先端角が178°〜182°の範囲内とされた切刃の被削材の傾斜面や曲面への食い付き時に切刃部に振れ回りが生じても、角張った第1マージン前壁面と第1マージン外周面との交差稜線部や第2マージン前壁面と第2マージン外周面との交差稜線部が加工穴の内周面に食い込むことがない。従って、加工穴の内周面が傷付けられて面粗さが劣化したり、第1マージン前壁面と第1マージン外周面との交差稜線部や第2マージン前壁面と第2マージン外周面との交差稜線部に欠け等の損傷が生じたりするのを防ぐことができ、高精度で高品位の座繰り穴加工を行うことができるとともに、ドリル寿命の延長を図ることが可能となる。 For this reason, even if the cutting edge portion swings when it bites into the inclined surface or curved surface of the cutting edge work material whose tip angle is within the range of 178 ° to 182 °, it is in front of the angular first margin. The intersecting ridgeline portion between the wall surface and the outer peripheral surface of the first margin and the intersecting ridgeline portion between the front wall surface of the second margin and the outer peripheral surface of the second margin do not bite into the inner peripheral surface of the machined hole. Therefore, the inner peripheral surface of the drilled hole is damaged and the surface roughness deteriorates, or the intersection ridgeline portion between the first margin front wall surface and the first margin outer peripheral surface and the second margin front wall surface and the second margin outer peripheral surface It is possible to prevent damage such as chipping at the crossed ridge line portion, perform high-quality counterbore drilling with high accuracy, and extend the drill life.
ここで、これら第1、第2マージン前面取り部のうち、ドリル本体の回転に伴って先に被削材の加工穴に摺接するのは、ドリル回転方向側に位置する第1マージン前面取り部であるので、上記軸線に直交する断面において、上記第1マージン前面取り部の曲率半径を上記第2マージン前面取り部の曲率半径よりも大きくすることにより、この先に被削材の加工穴に摺接する第1マージン前面取り部が加工穴の内周面に食い込むのを確実に防止することができる。 Here, of these first and second margin front trimming portions, the first margin front trimming portion located on the drill rotation direction side is the one that first slides into the machined hole of the work material as the drill body rotates. Therefore, in the cross section orthogonal to the axis, the radius of curvature of the first margin front surface portion is made larger than the radius of curvature of the second margin front surface portion, so that the machined hole of the work material is first rubbed. It is possible to reliably prevent the first margin front surface portion in contact from biting into the inner peripheral surface of the machined hole.
なお、上記軸線に直交する断面において、上記第1マージン前面取り部の曲率半径と上記第2マージン前面取り部の曲率半径とは、10μm〜50μmの範囲内とされていることが望ましい。これら第1、第2マージン前面取り部の曲率半径がこの範囲よりも小さいと、第1、第2マージン前壁面と第1、第2マージン外周面との交差稜線部が鋭利となって食い込みや欠けを防止することができなくなるおそれがあり、逆に第1、第2マージン前面取り部の曲率半径がこの範囲よりも大きいと、加工穴の内周面に摺接する第1、第2マージン外周面の上記第1、第2マージン幅W1、W2が小さくなって、切刃部を確実に支持することができなくなるおそれが生じる。 In the cross section orthogonal to the axis, it is desirable that the radius of curvature of the first margin front surface portion and the radius of curvature of the second margin front surface portion are within the range of 10 μm to 50 μm. If the radius of curvature of the front surface of the first and second margins is smaller than this range, the intersecting ridges of the front wall surfaces of the first and second margins and the outer peripheral surfaces of the first and second margins become sharp and bite into the surface. There is a risk that chipping cannot be prevented. On the contrary, if the radius of curvature of the front surface of the first and second margins is larger than this range, the outer circumferences of the first and second margins that are in sliding contact with the inner peripheral surface of the machined hole. The first and second margin widths W1 and W2 of the surface become smaller, and there is a possibility that the cutting edge portion cannot be reliably supported.
一方、上記軸線に直交する断面において、上記第1マージン部の上記ドリル回転方向とは反対側を向く第1マージン後壁面と上記第1マージン外周面との交差稜線部は凸曲線状に面取りされた第1マージン後面取り部とされるとともに、上記第2マージン部の上記ドリル回転方向とは反対側を向く第2マージン後壁面と上記第2マージン外周面との交差稜線部は凸曲線状に面取りされた第2マージン後面取り部とされていてもよい。これによっても、これら第1、第2マージン後壁面と第1、第2マージン外周面との交差稜線部が加工穴の内周面に食い込んだり、これらの交差稜線部に欠け等が生じたりするのを防ぐことができる。 On the other hand, in the cross section orthogonal to the axis, the intersecting ridge line portion between the rear wall surface of the first margin facing the opposite side of the drill rotation direction of the first margin portion and the outer peripheral surface of the first margin is chamfered in a convex curve shape. The first margin rear chamfering portion is formed, and the intersecting ridge portion between the second margin rear wall surface facing the opposite side of the drill rotation direction of the second margin portion and the second margin outer peripheral surface has a convex curve shape. It may be a chamfered second margin rear chamfered portion. As a result, the intersecting ridges between the rear wall surfaces of the first and second margins and the outer peripheral surfaces of the first and second margins may bite into the inner peripheral surface of the machined hole, or the intersecting ridges may be chipped. Can be prevented.
なお、この場合には、これら第1、第2マージン後面取り部よりも、上記第1、第2マージン前面取り部が、加工穴の内周面に食い込んだり欠け等が発生したりするおそれが高いので、上記軸線に直交する断面において、上記第1マージン前面取り部の曲率半径は上記第1マージン後面取り部の曲率半径よりも大きいことが望ましく、上記第2マージン前面取り部の曲率半径は上記第2マージン後面取り部の曲率半径よりも大きいことが望ましい。 In this case, the first and second margin front chamfering portions may bite into or chip the inner peripheral surface of the machined hole rather than the first and second margin rear chamfering portions. Since it is high, it is desirable that the radius of curvature of the first margin frontal portion is larger than the radius of curvature of the first margin rear chamfer in the cross section orthogonal to the axis, and the radius of curvature of the second margin frontal portion is It is desirable that it is larger than the radius of curvature of the second margin rear chamfered portion.
また、特に次述するように第2マージン幅W2を第1マージン幅W1よりも小さくした場合には、加工穴の内周面に摺接する第2マージン外周面の周方向の幅を確保するため、同じく上記軸線に直交する断面において、上記第1マージン後面取り部の曲率半径よりも上記第2マージン後面取り部の曲率半径が小さいことが望ましい。なお、上記と同様の理由により、上記軸線に直交する断面において、上記第1マージン後面取り部の曲率半径と上記第2マージン後面取り部の曲率半径とが10μm〜50μmの範囲内とされていることが望ましい。 Further, in particular, when the second margin width W2 is made smaller than the first margin width W1 as described below, in order to secure the width in the circumferential direction of the outer peripheral surface of the second margin that is in sliding contact with the inner peripheral surface of the machined hole. Similarly, in a cross section orthogonal to the axis, it is desirable that the radius of curvature of the second margin rear chamfering portion is smaller than the radius of curvature of the first margin rear chamfering portion. For the same reason as described above, the radius of curvature of the first margin rear chamfered portion and the radius of curvature of the second margin rear chamfered portion are within the range of 10 μm to 50 μm in the cross section orthogonal to the axis. Is desirable.
さらに、上記軸線に直交する断面において、第1マージン外周面がなす円弧の弦に沿った幅である第1マージン幅W1に対して、第2マージン外周面がなす円弧の弦に沿った幅である第2マージン幅W2が大きすぎると、これら第1、第2マージン外周面が加工穴の内周面に摺接することによる抵抗が大きくなって、切刃部に振れ回りが生じ易くなるとともに、ドリル本体を回転させるための駆動力が増大したり、高い摩擦熱が発生したりするおそれがある。 Further, in the cross section orthogonal to the axis, the width along the arc chord formed by the second margin outer peripheral surface is larger than the first margin width W1 which is the width along the arc chord formed by the first margin outer peripheral surface. If a certain second margin width W2 is too large, the resistance due to the outer peripheral surfaces of the first and second margins sliding in contact with the inner peripheral surface of the machined hole becomes large, and the cutting edge portion tends to swing around. The driving force for rotating the drill body may increase, or high frictional heat may be generated.
その一方で、第1マージン幅W1に対して第2マージン幅W2が小さすぎると、第2マージン部の加工穴内周面との摺接によって切刃部を確実に支持することができなくなり、振れ回りを抑えることができなくなるおそれがある。このため、上記軸線方向先端側から見て、上記第1マージン幅W1に対して、上記第2マージン幅W2は、0.2×W1〜0.6×W1の範囲内とされていることが望ましい。 On the other hand, if the second margin width W2 is too small with respect to the first margin width W1, the cutting edge portion cannot be reliably supported due to the sliding contact of the second margin portion with the inner peripheral surface of the machined hole, resulting in runout. There is a risk that the rotation cannot be suppressed. Therefore, when viewed from the tip side in the axial direction, the second margin width W2 is within the range of 0.2 × W1 to 0.6 × W1 with respect to the first margin width W1. desirable.
さらにまた、上述したような切刃部の振れ回りは、上記切刃の直径Dに対して、切屑排出溝の軸線方向の長さLが長い場合、すなわち切刃部の長さが長い場合に発生し易いが、この切刃部の長さが短すぎると、この切刃部の長さ以上の深い穴深さの座繰り穴加工を施すことができなくなって汎用性が損なわれる。このため、上記切刃の直径Dに対して、上記切屑排出溝の上記軸線方向の長さLが1×D〜3×Dの範囲内とされていることが望ましい。 Furthermore, the runout of the cutting edge portion as described above occurs when the length L of the chip discharge groove in the axial direction is longer than the diameter D of the cutting edge, that is, when the length of the cutting edge portion is long. Although it is likely to occur, if the length of the cutting edge portion is too short, it becomes impossible to perform counterbore hole processing with a hole depth deeper than the length of the cutting edge portion, and the versatility is impaired. Therefore, it is desirable that the length L of the chip discharge groove in the axial direction is within the range of 1 × D to 3 × D with respect to the diameter D of the cutting edge.
以上説明したように、本発明によれば、切刃の先端角が178°〜182°の範囲内であって、被削材の傾斜面や曲面に座繰り穴加工を施すときに、切刃の食い付き時に切刃部に振れ回りが発生しても、第1、第2マージン前壁面と第1、第2マージン外周面との交差稜線部が加工穴の内周面に食い込むのを防ぐことができ、加工穴の内周面の面粗さが劣化したり、これらの交差稜線部に欠け等の損傷が生じたりするのを防止することが可能となって、高精度で高品位の座繰り穴加工を行うことができるとともに、ドリル寿命の延長を図ることができる。 As described above, according to the present invention, when the tip angle of the cutting edge is in the range of 178 ° to 182 ° and the counterbore is formed on the inclined surface or curved surface of the work material, the cutting edge is formed. Prevents the intersecting ridgeline between the front wall surface of the first and second margins and the outer peripheral surface of the first and second margins from biting into the inner peripheral surface of the machined hole even if the cutting edge portion swings around when the cutting edge is bitten. It is possible to prevent the surface roughness of the inner peripheral surface of the machined hole from deteriorating and damage such as chipping at these intersecting ridges, resulting in high accuracy and high quality. Counterbore can be machined and the drill life can be extended.
図1〜図6は、本発明のドリルの一実施形態を示すものである。本実施形態において、ドリル本体1は、超硬合金等の硬質材料により軸線Oを中心とした概略円柱状に形成されており、その後端部(図1において右上側部分。図3においては上側部分)は円柱状のままのシャンク部2とされるとともに、先端部(図1において左下側部分。図3においては下側部分)は切刃部3とされる。
1 to 6 show an embodiment of the drill of the present invention. In the present embodiment, the
このようなドリルは、シャンク部2が工作機械の主軸に把持されてドリル本体1が軸線O回りにドリル回転方向Tに回転されつつ軸線O方向先端側に送り出されることにより、切刃部3に形成された切刃4によって被削材の軸線Oに対して傾斜した傾斜面や曲面に座繰り穴加工を施す。
In such a drill, the
切刃部3の外周には、ドリル本体1の先端逃げ面5に開口して後端側に向かうに従いドリル回転方向Tとは反対側に延びるように螺旋状に捩れる2つの切屑排出溝6が周方向に間隔(等間隔)をあけて形成されており、これらの切屑排出溝6のドリル回転方向Tを向く壁面と上記先端逃げ面5との交差稜線部に上記切刃4がそれぞれ形成されている。すなわち、本実施形態のドリルは2枚刃のツイストドリルである。なお、ドリル本体1は、軸線Oに関して180°回転対称形状に形成されている。
On the outer periphery of the
これらの切刃4は、先端角αが178°〜182°の範囲内とされており、特に本実施形態では180°とされていて、被削材に形成される座繰り穴の底面は軸線Oに垂直な平面状とされる。なお、これらの切刃4は、軸線O方向先端側から見て図2に示すように、軸線O周辺の中心部と外周部の短い部分が略一直線状に形成されるとともに、これら中心部と外周部との間の長い部分はドリル回転方向Tとは反対側に僅かに凹む凹曲線状に形成されている。また、切屑排出溝6の先端内周部にはシンニングが施されており、切刃4の内周部にはシンニング刃4aが形成されている。
The tip angle α of these
さらに、切刃部3の外周面には、上記2つの切屑排出溝6の間のランド部7に、切刃4の外周端に連なってドリル本体1の外周側に突出する第1マージン部8と、この第1マージン部8からドリル回転方向Tとは反対側に間隔をあけてドリル本体1の外周側に突出する第2マージン部9とが形成されている。
Further, on the outer peripheral surface of the
これら第1、第2マージン部8、9は、軸線O方向先端側から見て略台形状に形成されている。このうち、第1マージン部8は、ドリル回転方向Tを向く第1マージン前壁面8aが、切刃4の外周部がなす直線に沿った直線状とされるとともに、ドリル回転方向Tとは反対側を向く第1マージン後壁面8bはドリル本体1の内周側に向かうに従いドリル回転方向Tとは反対側に向けて延びるように傾斜している。
The first and
また、第2マージン部9は軸線O方向先端側から見て略等脚台形状に形成されており、ドリル回転方向Tを向く第2マージン前壁面9aがドリル本体1の内周側に向かうに従いドリル回転方向Tに向けて延びるように傾斜するとともに、ドリル回転方向Tとは反対側を向く第2マージン後壁面9bはドリル本体1の内周側に向かうに従いドリル回転方向Tとは反対側に向けて延びるように傾斜している。
Further, the
そして、第1マージン部8のドリル回転方向Tを向く第1マージン前壁面8aと、第1マージン部8のドリル本体1外周側を向く第1マージン外周面8cとの交差稜線部は、図4に示すように軸線Oに直交する断面において、これら第1マージン前壁面8aと第1マージン外周面8cとに接する第1マージン外周面8cよりも曲率半径の小さな凸曲線状に面取りされた第1マージン前面取り部8dとされている。
The intersecting ridge line portion between the first margin
また、第2マージン部9のドリル回転方向Tを向く第2マージン前壁面9aと、第2マージン部9のドリル本体1外周側を向く第2マージン外周面9cとの交差稜線部も、図5に示すように軸線Oに直交する断面において、第2マージン前壁面9aと第2マージン外周面9cに接する第2マージン外周面9cよりも曲率半径の小さな凸曲線状に面取りされた第2マージン前面取り部9dとされている。
Further, the intersecting ridge portion between the second margin
なお、これら第1、第2マージン外周面8c、9cは、切刃4の直径Dすなわち切刃4の外周端が軸線O回りになす円の直径と等しい直径を有する軸線Oを中心とした1つの円筒面上に位置するように形成されており、軸線O方向先端側から見て、あるいは軸線Oに直交する断面において、この軸線Oを中心とする互いに等しい半径の円弧状に形成されている。
The outer
また、軸線Oに直交する断面において、第1マージン外周面8cがなす円弧の弦に沿った幅である第1マージン幅W1に対して、第2マージン外周面9cがなす円弧の弦に沿った幅である第2マージン幅W2は、0.2×W1〜0.6×W1の範囲内とされている。さらに、切屑排出溝6は切刃部3の後端側で外周側に切れ上がっており、この切屑排出溝6が切れ上がった部分までの切刃4からの軸線O方向の長さLは、上記切刃の直径Dに対して1×D〜3×Dの範囲内とされている。
Further, in the cross section orthogonal to the axis O, the first margin width W1 which is the width along the arc chord formed by the first margin outer
さらにまた、本実施形態では、軸線Oに直交する断面において、上記第1、第2マージン前面取り部8d、9dは凸円弧状に形成されており、ただしその曲率半径(半径)は、第1マージン前面取り部8dの曲率半径R8dが第2マージン前面取り部9dの曲率半径R9dよりも大きくされている。なお、軸線Oに直交する断面において、これら第1マージン前面取り部8dの曲率半径R8dと第2マージン前面取り部9dの曲率半径R9dとは10μm〜50μmの範囲内とされている。
Furthermore, in the present embodiment, in the cross section orthogonal to the axis O, the first and second margin
また、本実施形態では、図4に示すように軸線Oに直交する断面において、第1マージン部8のドリル回転方向Tとは反対側を向く上記第1マージン後壁面8bと外周側を向く第1マージン外周面8cとの交差稜線部も、これら第1マージン後壁面8bと第1マージン外周面8cとに接する凸曲線状に面取りされた第1マージン後面取り部8eとされている。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 4, in a cross section orthogonal to the axis O, the
同様に、図5に示すように軸線Oに直交する断面において、第2マージン部9のドリル回転方向Tとは反対側を向く上記第2マージン後壁面9bと外周側を向く第2マージン外周面9cとの交差稜線部も、これら第2マージン後壁面9bと第2マージン外周面9cとに接する凸曲線状に面取りされた第2マージン後面取り部9eとされている。
Similarly, as shown in FIG. 5, in a cross section orthogonal to the axis O, the second margin
さらに、軸線Oに直交する断面において、これら第1、第2マージン後面取り部8e、9eも凸円弧状に形成されており、ただし第1マージン後面取り部8eの曲率半径(半径)R8eよりも第1マージン前面取り部8dの曲率半径R8dが大きくされるとともに、第2マージン後面取り部9eの曲率半径(半径)R9eよりも第2マージン前面取り部9dの曲率半径R9dが大きくされている。
Further, in the cross section orthogonal to the axis O, these first and second margin
さらにまた、軸線Oに直交する断面において、第1マージン後面取り部8eの曲率半径R8eよりも第2マージン後面取り部9eの曲率半径R9eが小さくされている。なお、これら第1マージン後面取り部8eと第2マージン後面取り部9eが軸線Oに直交する断面においてなす凸曲線(円弧)の曲率半径(半径)R8e、R9eは、10μm〜50μmの範囲内とされている。
Furthermore, in the cross section orthogonal to the axis O, the radius of curvature R9e of the second margin rear chamfered
一方、切刃部3の上記ランド部7の外周面のうち、第1、第2マージン部8、9の間の部分と、第2マージン部9からドリル回転方向Tとは反対側に切屑排出溝6のドリル回転方向Tとは反対側を向く壁面との交差稜線部であるヒール10までの部分とは、第1、第2マージン外周面8c、9cからドリル本体1の内周側に凹んだ外周逃げ面(二番取り面)11とされている。なお、これらの外周逃げ面11と、第1マージン後壁面8bとが交差する隅角部、および第2マージン前壁面9aと第2マージン後壁面9bとが交差する隅角部は、軸線Oに直交する断面において凹曲線状に形成されている。
On the other hand, of the outer peripheral surface of the
さらに、本実施形態では、切刃部3のランド部7の外周面のうち、第1マージン部8と第2マージン部9との間の外周逃げ面11には、軸線Oに直交する断面においてドリル本体1の内周側に凹む凹曲線状をなす凹部12が形成されている。本実施形態では、この第1マージン部8と第2マージン部9との間の外周逃げ面11には、このような凹部12が複数(2つ)、周方向に並んで形成されている。
Further, in the present embodiment, of the outer peripheral surface of the
従って、軸線Oに直交する断面において、これら複数の凹部12の間には、凹部12に対して相対的に切刃部3の外周側に凸となる山形の凸部13が形成されることになる。ここで、本実施形態では、この凸部13の突端13aから、この凸部13の周方向に隣接する凹部12の底12aまでの軸線Oに対する半径方向の深さdは、10μm以上とされている。なお、複数(2つ)の凹部12は、同形同大に形成されており、従って凸部13の突端13aからこれらの凹部12の底12aまでの軸線Oに対する半径方向の深さdは互いに等しい。
Therefore, in the cross section orthogonal to the axis O, a chevron-shaped
このような凹部12と第1、第2マージン部8、9とは、図1および図3に示すように切屑排出溝6の捩れに合わせて螺旋状をなすようにして、軸線Oに直交する断面が同一の形状を維持したまま、切屑排出溝6がドリル本体1の外周側に切れ上がった部分にまで連続して形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
さらに、本実施形態では、図4および図5に示すように、上記第1マージン前壁面8aのドリル本体1外周側への延長面と上記第1マージン外周面8cのドリル回転方向Tへの延長面との交点P1と軸線Oとを通る第1マージン直線E1と、上記第2マージン前壁面9aのドリル本体1外周側への延長面と上記第2マージン外周面9cのドリル回転方向Tへの延長面との交点P2と軸線Oとを通る第2マージン直線E2との図2に示す軸線O方向先端側から見た交差角θが30°〜60°の範囲内とされている。
Further, in the present embodiment, as shown in FIGS. 4 and 5, the extension surface of the first margin
このように構成されたドリルにおいては、軸線Oに直交する断面において、第1マージン部8の第1マージン前壁面8aと第1マージン外周面8cとの交差稜線部は凸曲線状に面取りされた第1マージン前面取り部8dとされるとともに、第2マージン部9の第2マージン前壁面9aと第2マージン外周面9cとの交差稜線部は凸曲線状に面取りされた第2マージン前面取り部9dとされている。
In the drill configured as described above, in the cross section orthogonal to the axis O, the intersecting ridge line portion between the first margin
ここで、これらの第1、第2マージン前面取り部8d、9dは、第1、第2マージン部8、9がドリル本体1のドリル回転方向Tへの回転に伴い切刃4によって形成された座繰り穴の内周面に最初に摺接する部分であるので、そのような部分が断面凸曲線状に面取りされることにより、たとえ切刃部3に振れ回りが生じても、第1、第2マージン前壁面8a、9aと第1、第2マージン外周面8c、9cとが交差稜線部において角度をもって交差している場合のように、この交差稜線部が加工穴の内周面に食い込んで面粗さを劣化させたり、角張った交差稜線部に欠け等が生じたりするのを防ぐことができる。従って、高精度で高品位の座繰り穴加工を行うことができるとともに、ドリル寿命の延長を図ることが可能となる。
Here, these first and second margin
また、特に本実施形態では、これら第1、第2マージン前面取り部8d、9dのうち、第1マージン前面取り部8dの曲率半径R8dが第2マージン前面取り部9dの曲率半径R9dよりも大きくされている。このため、第2マージン前面取り部9dよりもドリル回転方向T側に位置して先に加工穴の内周面に摺接する第1マージン前面取り部8dが切刃部3の振れ回りによって食い込んだり欠けたりするのを一層確実に防止することが可能となる。
Further, particularly in the present embodiment, of the first and second margin
さらに、本実施形態では、軸線Oに直交する断面において、これら第1、第2マージン前面取り部8d、9dの曲率半径R8d、R9dが10μm〜50μmの範囲内とされており、第1、第2マージン前面取り部8d、9dの食い込みや欠け等をさらに確実に防止しつつ、切刃部3を加工穴の内周面によって安定して支持して振れ回りを抑制することができる。
Further, in the present embodiment, in the cross section orthogonal to the axis O, the radii of curvature R8d and R9d of the first and second margin
すなわち、これら第1、第2マージン前面取り部8d、9dの曲率半径R8d、R9dが10μmよりも小さいと、第1、第2マージン前面取り部8d、9dが鋭利となって食い込みや欠けを防止することができなくなるおそれがある。一方、逆に第1、第2マージン前面取り部8d、9dの曲率半径R8d、R9dが50μmよりも大きいと、加工穴の内周面に摺接する第1、第2マージン部8、9の第1、第2マージン外周面8c、9cの周方向の幅である第1、第2マージン幅W1、W2が小さくなり、切刃部3を確実に支持して振れ回りが大きくなるおそれがある。
That is, when the radii of curvature R8d and R9d of the first and second margin
また、本実施形態では、軸線Oに直交する断面において、第1マージン部8のドリル回転方向Tとは反対側を向く第1マージン後壁面8bと第1マージン外周面8cとの交差稜線部も凸曲線状に面取りされた第1マージン後面取り部8eとされるとともに、第2マージン部9のドリル回転方向Tとは反対側を向く第2マージン後壁面9bと第2マージン外周面9cとの交差稜線部も凸曲線状に面取りされた第2マージン後面取り部9eとされている。従って、切刃部3の振れ回りによって、これら第1、第2マージン後壁面8b、9bと第1、第2マージン外周面8c、9cとの交差稜線部が加工穴の内周面に食い込んだり、欠け等が生じたりするのを防ぐことができ、さらに高精度で高品位の座繰り穴加工を行うとともに、ドリル寿命の延長を図ることが可能となる。
Further, in the present embodiment, in the cross section orthogonal to the axis O, the intersecting ridge portion of the first margin
ただし、これら第1、第2マージン後面取り部8e、9eよりも、ドリル回転方向T側に位置する第1、第2マージン前面取り部8d、9dの方が、加工穴の内周面に食い込んだり欠け等が発生したりするおそれが高くなる。このため、本実施形態では、軸線Oに直交する断面において、第1マージン前面取り部8dの曲率半径R8dが第1マージン後面取り部8eの曲率半径R8eよりも大きくされるとともに、第2マージン前面取り部9dの曲率半径R9dが第2マージン後面取り部9eの曲率半径R9eよりも大きくされている。
However, the first and second margin front chamfered
さらに、本実施形態では、軸線Oに直交する断面において、第1マージン後面取り部8eの曲率半径R8eよりも第2マージン後面取り部9eの曲率半径R9eが小さくされている。このため、特に本実施形態のように第2マージン幅W2が第1マージン幅W1よりも小さくされている場合に、第2マージン部9の第2マージン外周面9cの第2マージン幅W2が小さくなりすぎるのを防ぐことができ、第2マージン部9によっても確実に切刃部3を支持して振れ回りが大きくなるのを抑制することができる。
Further, in the present embodiment, in the cross section orthogonal to the axis O, the radius of curvature R9e of the second margin rear chamfered
さらにまた、本実施形態では、軸線Oに直交する断面において、これら第1、第2マージン後面取り部8e、9eの曲率半径R8e、R9eが10μm〜50μmの範囲内とされているので、第1、第2マージン後面取り部8e、9eにおいても食い込みや欠け等をさらに確実に防止しつつ、切刃部3を加工穴の内周面によって支持して振れ回りを抑制することができる。
Furthermore, in the present embodiment, in the cross section orthogonal to the axis O, the radii of curvature R8e and R9e of the first and second margin rear chamfered
すなわち、これら第1、第2マージン後面取り部8e、9eの曲率半径R8e、R9eが10μmよりも小さいと、第1、第2マージン後面取り部8e、9eが鋭利となって食い込みや欠けを防止することができなくなるおそれがある。また、逆に50μmよりも大きいと、第1、第2マージン幅W1、W2が小さくなってしまい、切刃部3を確実に支持することができなくなって振れ回りが大きくなってしまうおそれが生じる。
That is, when the radii of curvature R8e and R9e of the first and second margin rear chamfered
また、本実施形態では、軸線Oに直交する断面において、第1マージン外周面8cが軸線Oを中心としてなす円弧の弦に沿った幅である第1マージン幅W1に対して、第2マージン外周面9cが軸線Oを中心としてなす円弧の弦に沿った幅である第2マージン幅W2が、0.2×W1〜0.6×W1の範囲内とされており、これによってドリル本体1を回転させるための駆動力が増大したり、加工穴の内周面との間に高い摩擦熱が発生したりすることなく、切刃部3の振れ回りを確実に抑えることができる。
Further, in the present embodiment, in the cross section orthogonal to the axis O, the second margin outer circumference is relative to the first margin width W1 which is the width of the first margin outer
すなわち、第1マージン幅W1に対して第2マージン幅W2が0.6×W1を上回るほど大きいと、第1、第2マージン外周面8c、9cが加工穴の内周面に摺接することによる抵抗が大きくなって、切刃部3に振れ回りが生じ易くなるとともに、ドリル本体1の回転駆動力が増大したり、高い摩擦熱が発生したりするおそれがある。一方、第1マージン幅W1に対して第2マージン幅W2が0.2×W1を下回るほど小さいと、第2マージン外周面9cの加工穴内周面との摺接によって切刃部3を確実に支持することができなくなり、切刃部3の振れ回りが大きくなるおそれがある。
That is, when the second margin width W2 is larger than the first margin width W1 so as to exceed 0.6 × W1, the first and second margin outer
なお、上記構成のドリルでは上述のように、第1、第2マージン前壁面8a、9aおよび第1、第2マージン後壁面8b、9bと第1、第2マージン外周面8c、9cとの交差稜線部に第1、第2マージン前面取り部8d、9dおよび第1、第2マージン後面取り部8e、9eが形成されているので、第1、第2マージン幅W1、W2は、これら第1、第2マージン前面取り部8d、9dや第1、第2マージン後面取り部8e、9eを除いた部分の幅とされる。
In the drill having the above configuration, as described above, the first and second margin front wall surfaces 8a and 9a and the first and second margin rear wall surfaces 8b and 9b intersect with the first and second margin outer
また、本実施形態においては、切屑排出溝6の軸線O方向の長さLが、切刃4の直径Dに対して1×D〜3×Dの範囲内とされている。このように、切屑排出溝6の長さLが長く、すなわち切刃部3の突き出し長さが長いドリルにおいては、特に切刃部3の振れ回りが発生し易いので、そのようなドリルにおいて上記構成を採ることにより、本実施形態によれば、加工穴精度や穴位置精度、加工穴の内周面の面粗さの一層の向上を図ることができる。なお、この切屑排出溝6の軸線O方向の長さLが、切刃4の直径Dに対して1×Dよりも小さいと、穴深さの深い座繰り穴加工を施すことができなくなって汎用性が損なわれるおそれがある。
Further, in the present embodiment, the length L of the
一方、本実施形態では、軸線O方向先端側から見て、第1マージン直線E1と第2マージン直線E2との交差角θが30°〜60°の範囲内とされている。これに対して、特許文献1に記載されたドリルでは、特許文献1の図1および図2に示されるように、この交差角θは64°程度とされており、これに比べて本実施形態では交差角θが小さく、すなわち第1、第2マージン部8、9の周方向の間隔が小さくされている。従って、ドリル本体1の回転によって第1マージン部8の第1マージン外周面8cが加工穴の内周面に摺接してから第2マージン部9の第2マージン外周面9cが摺接するまでの時間を短くすることができる。
On the other hand, in the present embodiment, the intersection angle θ between the first margin straight line E1 and the second margin straight line E2 is within the range of 30 ° to 60 ° when viewed from the tip side in the O-direction of the axis. On the other hand, in the drill described in
このため、切刃4の先端角αが178°〜182°の範囲内で軸線に垂直な一直線状に近い場合に、被削材に形成された傾斜面や曲面に軸線Oが斜交するようにされて座繰り穴加工を施すときでも、切刃4の食い付き時に切刃部3が不安定な状態となる時間を短くすることができ、切刃部3に振れ回りが生じるのを抑えることができる。従って、加工穴精度や穴位置精度が低下するのを防ぐことができるとともに、一層高精度で高品位の座繰り穴加工を行うことが可能となる。
Therefore, when the tip angle α of the
ここで、第1、第2マージン直線E1、E2の交差角θが60°を上回ると、第1マージン外周面8cが加工穴の内周面に摺接してから第2マージン外周面9cが摺接するまでの時間を短くすることができなくなり、切刃部3の振れ回りを十分に抑えることができなくなるおそれがある。一方、逆に第1、第2マージン直線E1、E2の交差角θが30°を下回ると、第1、第2マージン部8、9が近づきすぎて切刃部3を周方向に2点で摺接して支持するような状態となるので、やはり切刃4の食い付き時に切刃部3に振れ回りが発生し易くなるおそれがある。
Here, when the intersection angle θ of the first and second margin straight lines E1 and E2 exceeds 60 °, the first margin outer
また、本実施形態では、切刃部3のランド部7における外周面(外周逃げ面11)において、第1、第2マージン部8、9の間に、軸線Oに直交する断面においてドリル本体1の内周側に凹む凹曲線状をなす凹部12が形成されている。このため、例えば特許文献1の図1および図2に示されるように、2つのマージンの間の切刃部の外周逃げ面が、軸線に直交する断面において2つのマージンの外周面よりも凹んだ凸曲線状をなすように形成されているのに対して、切削油剤を供給しつつ座繰り穴加工を行う湿式切削の場合に、この凹部12と加工穴の内周面との間でドリル本体1の回転に伴い切削油剤の対流を発生させることができるので、第1、第2マージン部8、9や加工穴内周面の効率的な冷却、潤滑を図ることができ、第1、第2マージン部8、9に溶着等が生じるのを避けることができる。
Further, in the present embodiment, on the outer peripheral surface (outer peripheral relief surface 11) of the
しかも、本実施形態では、切刃部3の第1、第2マージン部8、9の間の外周逃げ面11に、複数(2つ)の凹部12が周方向に並んで形成されている。従って、個々の凹部12と加工穴の内周面との間で切削油剤の対流を発生させることができるので、一層効率的な第1、第2マージン部8、9や加工穴の内周面の冷却、潤滑を図ることができ、さらに確実に溶着等を防止することが可能となる。
Moreover, in the present embodiment, a plurality of (two) recesses 12 are formed side by side in the circumferential direction on the outer
さらにまた、本実施形態では、このように切刃部3の第1、第2マージン部8、9の間の外周逃げ面11に複数の凹部12を周方向に並んで形成した場合に、軸線Oに直交する断面において、隣接する凹部12の間に形成される凸部13の突端13aから、この凸部13の周方向に隣接する凹部12の底12aまでの軸線Oに対する半径方向の深さdが、10μm以上とされている。
Furthermore, in the present embodiment, when a plurality of
このため、凸部13の突端13aから凹部12の底12aまでの深さdを十分に確保して、切削油剤を確実に対流させることができ、さらに一層効率的な第1、第2マージン部8、9や加工穴の内周面の冷却、潤滑を図ることが可能となる。すなわち、この深さdが10μmを下回ると、凹部12が凸部13に対して浅くなりすぎて切削油剤を確実に対流させることが困難となるおそれがある。ただし、この深さdが大きくなりすぎると、切刃部3の剛性や強度が損なわれるおそれがあるので、深さdは100μm以下とされるのが望ましい。
Therefore, a sufficient depth d from the
なお、上述のような切削油剤は、ドリル本体1の外から外部給油によって切刃部3に供給することが可能であるが、例えばドリル本体のシャンク部2の後端面から切刃部3の先端逃げ面5等に向けてクーラント穴を形成して、このクーラント穴を通して切削油剤を内部給油するようにしてもよい。
The cutting fluid as described above can be supplied to the
1 ドリル本体
2 シャンク部
3 切刃部
4 切刃
4a シンニング刃
5 先端逃げ面
6 切屑排出溝
7 ランド部
8 第1マージン部
8a 第1マージン前壁面
8b 第1マージン後壁面
8c 第1マージン外周面
8d 第1マージン前面取り部
8e 第1マージン後面取り部
9 第2マージン部
9a 第2マージン前壁面
9b 第2マージン後壁面
9c 第2マージン外周面
9d 第2マージン前面取り部
9e 第2マージン後面取り部
10 ヒール
11 外周逃げ面
12 凹部
12a 凹部12の底
13 凸部
13a 凸部13の突端
O ドリル本体1の軸線
T ドリル回転方向T
α 切刃4の先端角
R8d 第1マージン前面取り部8dの曲率半径
R8e 第1マージン後面取り部8eの曲率半径
R9d 第2マージン前面取り部9dの曲率半径
R9e 第2マージン前面取り部9eの曲率半径
W1 第1マージン幅
W2 第2マージン幅
D 切刃4の直径
L 切屑排出溝6の軸線O方向の長さ
P1 第1マージン前壁面8aの外周側への延長面と第1マージン外周面8cのドリル回転方向Tへの延長面との交点
P2 第2マージン前壁面9aの外周側への延長面と第2マージン外周面9cのドリル回転方向Tへの延長面との交点
E1 第1マージン直線
E2 第2マージン直線
θ 第1マージン直線E1と第2マージン直線E2との交差角
d 凸部13の突端13aから凹部12の底12aまでの軸線Oに対する半径方向の深さ
1
α Tip angle of cutting
Claims (10)
これらの切屑排出溝の上記ドリル回転方向を向く壁面と上記先端逃げ面との交差稜線部に、先端角が178°〜182°の範囲内の切刃が形成されたドリルであって、
上記2つの切屑排出溝の間の上記切刃部の外周面には、上記切刃の外周端に連なって上記ドリル本体の外周側に突出する第1マージン部と、この第1マージン部から上記ドリル回転方向とは反対側に間隔をあけて上記ドリル本体の外周側に突出する第2マージン部とが形成されており、
上記軸線に直交する断面において、上記第1マージン部の上記ドリル回転方向を向く第1マージン前壁面と上記第1マージン部の外周側を向いて上記軸線を中心とした円弧状をなす第1マージン外周面との交差稜線部は凸曲線状に面取りされた第1マージン前面取り部とされるとともに、上記第2マージン部の上記ドリル回転方向を向く第2マージン前壁面と上記第2マージン部の外周側を向いて上記第1マージン外周面と等しい半径の上記軸線を中心とした円弧状をなす第2マージン外周面との交差稜線部は凸曲線状に面取りされた第2マージン前面取り部とされていることを特徴とするドリル。 On the outer circumference of the cutting edge on the tip side of the drill body, which is rotated around the axis in the direction of rotation of the drill, two chip discharge grooves that open to the tip flank surface of the drill body and extend toward the rear end are spaced apart in the circumferential direction. Formed open,
A drill in which a cutting edge having a tip angle within the range of 178 ° to 182 ° is formed at an intersecting ridgeline portion between the wall surface of these chip discharge grooves facing the direction of rotation of the drill and the tip flank surface.
On the outer peripheral surface of the cutting edge portion between the two chip discharge grooves, a first margin portion that is connected to the outer peripheral end of the cutting edge and projects toward the outer peripheral side of the drill body, and the first margin portion to the above. A second margin portion is formed so as to project to the outer peripheral side of the drill body at intervals on the side opposite to the drill rotation direction.
In a cross section orthogonal to the axis, the first margin of the first margin portion facing the drill rotation direction and the first margin facing the outer peripheral side of the first margin portion and forming an arc shape centered on the axis. The intersecting ridge line portion with the outer peripheral surface is a first margin front surface portion chamfered in a convex curve shape, and the second margin front wall surface and the second margin portion of the second margin portion facing the drill rotation direction. The intersecting ridge with the outer peripheral surface of the second margin forming an arc shape centered on the axis having the same radius as the outer peripheral surface of the first margin facing the outer peripheral side is the second margin front surface chamfered in a convex curve. A drill characterized by being made.
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