JP2560329B2 - ツイストドリル - Google Patents

ツイストドリル

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JP2560329B2 JP62150417A JP15041787A JP2560329B2 JP 2560329 B2 JP2560329 B2 JP 2560329B2 JP 62150417 A JP62150417 A JP 62150417A JP 15041787 A JP15041787 A JP 15041787A JP 2560329 B2 JP2560329 B2 JP 2560329B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、ねじれ溝にチップブレーカーを形成した
ツイストドリルに係わり、特に、切削トルクを軽減する
技術に関するものである。
[従来の技術] 従来、ねじれ溝にさらに溝を形成し、この溝で切屑を
カールさせて切屑の排出性を向上させたツイストドリル
が種々提案されている。第8図および第9図に示すもの
は、そのようなツイストドリルの一例であって、工具本
体1の外周部に2つのねじれ溝2・2が形成されるとと
もに、ねじれ溝の工具回転方向(第8図における反時計
回り方向。以下、単に回転方向という)側を向く壁面の
先端稜線部に切刃3が形成され、さらに、ねじれ溝2の
回転方向における中間部、すなわちねじれ溝2の溝幅の
中間部に、切刃3に沿う方向へ向けて凹となる断面円弧
状の凹溝4が形成されたものである。
このようなツイストドリルでは、第9図中矢印方向へ
向かって成長する切屑を凹溝4の壁面に押し付けること
により、切屑を小さな曲率半径でカールさせて短尺に分
断することができ、切屑を円滑に排出することができる
という利点がある。
[発明が解決しようとする問題点] ところで、上記のようなツイストドリルにあっては、
凹溝を切屑の成長方向へ向かって凹となるように形成し
ているから、切屑が凹溝の壁面全体に接触して拘束され
る。この結果、切屑には壁面との摩擦抵抗のみならず壁
面から受ける反力が切屑の成長方向と逆方向に作用し、
切屑の成長が著しく阻害される。このため、ツイストド
リルに多大な切削トルクが生じ、切削加工用機械に大き
な動力が必要となるばかりでなく、ツイストドリルが長
尺である場合などに折損事故につながる危険性があっ
た。
[発明の目的] この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、切屑
を小さな曲率でカールさせて短尺に分断することができ
るのは勿論のこと、切屑をカールさせる際の抵抗を小さ
くすることができ、したがって、切削トルクを軽減する
ことができるツイストドリルを提供することを目的とす
る。
[問題点を解決するための手段] この発明のツイストドリルは、ねじれ溝の壁面の回転
方向における中間部に、該ねじれ溝に沿って凹溝を形成
し、この凹溝の壁面を、ねじれ溝の回転方向側を向く壁
面に対して、工具本体の略軸線側に向かって凹むように
形成するとともに、上記凹溝の壁面とねじれ溝の工具回
転方向を向く壁面とを軸断面形状が略円弧状の凹曲面と
なるように形成し、かつ、凹溝の壁面の曲率半径をねじ
れ溝の工具回転方向を向く壁面の曲率半径の0.33〜0.69
倍に設定したものである。
[作用] 凹溝を切屑の成長方向とほぼ直交する略軸線側へ向け
て凹となるように形成しているから、凹溝とねじれ溝と
の交叉部から切屑の成長方向に向かう壁面の相当部分は
切屑と接触せず、壁面と切屑との間に隙間が形成され
る。このため、切屑が凹溝の壁面との接触部から受ける
反力は、切屑を上記隙間を小さくする方向へ曲げるため
の比較的小さなモーメントとして作用する。したがっ
て、切屑の成長を阻害することなくこれを小さな曲率で
カールさせることが可能となる。また、上記ねじれ溝の
壁面と凹溝の壁面との軸断面形状が略円弧状の凹曲面と
されていて、この凹溝の壁面の曲率半径をねじれ溝の壁
面の曲率半径の0.33〜0.69倍に設定しており、従ってね
じれ溝で曲げられた切屑の曲率半径が凹溝の曲率半径よ
りもある程度大きくなるため、この凹溝において切屑を
良好に曲げることができるとともに、その際の曲げモー
メントが大きくなりすぎるのも防いで、切削トルクが急
増するような事態を防止することができる。
[実施例] 第1図〜第6図はこの発明の一実施例を示す図であ
る。第1図において符号8は工具本体である。工具本体
8の外周部には、前記従来のものと同様に、ねじれ溝9
が形成され、このねじれ溝9の回転方向を向く壁面の先
端縁には切刃10が形成されている。また、工具本体8の
先端逃げ面11・11には、それらの回転方向中央部から後
方へ向かう部分が下り勾配の傾斜面12とされたいわゆる
X型シンニングが施されている。
ねじれ溝9の回転方向を向く壁面は、第3図中R0で示
す曲率半径の凹曲面(以下、第1凹曲面という)13に形
成されている。また、ねじれ溝9のヒール9a側の壁面は
回転方向後方へ向かって凸となる凸曲面14に形成されて
いる。そして、ねじれ溝9の壁面全体の回転方向におけ
る中間部、すなわちねじれ溝9の溝幅の中間部(本実施
例では凹曲面13と凸曲面14の間)には、ねじれ溝9の回
転方向を向く壁面がなす上記凹曲面13に対して、工具本
体8の軸線O側へ向かって凹となる凹溝15が、ねじれ溝
9に沿って形成されている。
凹溝15の壁面は、軸断面形状が第3図中R1で示す曲率
半径の円弧状の凹曲面(以下、第2凹曲面という)16に
形成されている。第2凹曲面16の曲率半径R1は、第1凹
曲面13の曲率半径R0の0.33〜0.69倍とされている。すな
わち、切刃10で生成された切屑は第1凹曲面13によって
曲げられ、さらに第2凹曲面16によって曲げられる。し
たがって、切屑が第2凹曲面16で良好に曲げられるため
には、第1凹曲面13で曲げられた切屑の曲率半径が第2
凹曲面16の曲率半径よりもある程度大きいことが必要で
あり、上記上限はそのしきい値である。一方、下限値を
下回っていると、第2凹曲面16において切屑を曲げる際
の曲げモーメントが大きくなり、切削トルクが急増す
る。
また、軸線Oから第2凹曲面16の曲率中心P1までの距
離lおよび曲率半径R1は、ドリル外径をDとしたとき
に、D>2(l+R1)となるように設定されている。こ
の式の右辺の値がD以上の場合、第2凹曲面16を含む仮
想円弧がドリル外径線と接触しあるいは外径線からはみ
出すこととなる。このため、第2凹曲面16で曲げられた
切屑が加工穴の内壁面に衝突し、切屑の排出性が損なわ
れる。
さらに、第2凹曲面16の円弧状をなす部分の中心角α
は、第1凹曲面13の円弧状をなす部分の中心角βの1.5
〜2.46倍に設定されている。αが上限を上回ると、工具
本体8の基端側へ流出する切屑が束縛され、その排出性
が損なわれる。一方、下限を下回ると、切屑が良好に曲
げられず第2凹曲面16の曲率半径よりも大きな曲率でカ
ールする結果、切屑が加工穴の内壁面に衝突し易くな
る。
また、凹溝15とねじれ溝9との交叉部17における第
1、第2凹曲面13,16の接線角γは、120〜161°に設定
されている。γが上限を上回ると、切屑が第2凹曲面16
のほぼ全体に押し付けられることとなり、その結果、切
削トルクが大きくなる。一方、下限を下回ると、交叉部
17にチッピングが発生し易くなる。
ところで、上記凹溝の深さHは、ツイストドリルの剛
性を損なわないために、芯厚(第2凹曲面16・16間の肉
厚)がツイストドリルの直径の0.2倍以上確保されるよ
うに設定されている。また、凹溝15の長さは少なくとも
切屑の幅よりも長いことが必要である。したがって、凹
溝15の長さは、先端逃げ面11を最大限まで再研磨して
も、なおかつ切刃10長さ以上確保されるように充分長く
設定されている。なお、上記第1、第2凹曲面13,16に
は、TiC,TiCN等の硬質層が被覆されている。
次に、このようなツイストドリルにより切削加工を行
う場合の作用について第4図ないし第6図を参照しなが
ら説明する。
切刃10によって生成された切屑18は、第1凹曲面13に
沿って凹溝15側へ向かって成長し、凹溝15に達する。し
かし、凹溝15がねじれ溝9に対して軸線O側へ向けて凹
となるように形成されているから、凹溝15とねじれ溝9
との交叉部17から切屑18の成長方向に向かう第2凹曲面
16の相当部分は切屑18と接触せず、第2凹曲面16と切屑
18との間に隙間Tが形成される(第4図参照)。次に、
切屑18は第2凹曲面16との接触部Pから受ける反力によ
り上記隙間Tを小さくする方向へ曲げられる(第5図参
照)。そして、切屑18は接触部Pにおいて連続的に曲げ
られ、第2凹曲面16の曲率半径R1とほぼ等しい曲率でカ
ールし(第6図参照)、加工穴の内壁面に接触すること
なくねじれ溝9に沿って工具本体8の基端側へ流出す
る。
上記のようなツイストドリルにおいては、切屑18を小
さな曲率で曲げて短尺に分断することができ、したがっ
て切屑18の排出性を向上させることができる。さらに、
切屑18が第2凹曲面16との接触部Pから受ける反力は、
切屑18を隙間Tを小さくする方向へ曲げるための比較的
小さなモーメントとして作用するから、切屑18の成長が
阻害されることがなく、多大な切削トルクが生じること
がない。しかも、軸断面形状が略円弧状とされた第2凹
曲面16の曲率半径R1が、第1凹曲面13の曲率半径R0の0.
33〜0.69倍とされているので、上記反力による抵抗を十
分に小さく抑えて切削トルクが増大するのをさらに確実
に防ぎつつ、第2凹曲面16によって切屑18を良好にカー
ルさせてより円滑に分断することができる。したがっ
て、切削加工用機械の動力を小さくすることができ、さ
らに、長尺のツイストドリルを使用したときの折損事故
などの発生を未然に防止することができる。また、第2
凹曲面16に硬質層が被覆されているから、切屑18との摩
擦による摩耗が防止され、ツイストドリルの寿命を長く
することができる。
次に、第7図は本発明の他の実施例を示す図である。
この図に示すツイストドリルは、上記実施例においてね
じれ溝9のヒール9a側の壁面19を、第1凹曲面13の円弧
と同心の円弧状に形成したものであって、上記実施例と
同様の効果を奏するものである。
[発明の効果] 以上説明したようにこの発明のツイストドリルではね
じれ溝の壁面の回転方向における中間部にねじれ溝に沿
って凹溝を形成し、この凹溝の壁面の回転方向側を向く
壁面に対して、工具本体の略軸線側に向かって凹むよう
に形成するとともに、上記凹溝の壁面とねじれ溝の工具
回転方向側を向く壁面とを軸断面形状が略円弧状の凹曲
面となるように形成し、かつ、凹溝の壁面の曲率半径を
ねじれ溝の工具回転方向を向く壁面の曲率半径の0.33〜
0.69倍に設定しているから、切屑を小さな曲率で良好に
カ−ルさせて確実に短尺に分断することができ、その処
理を容易にすることができる。さらに、切屑をカ−ルさ
せる際の抵抗を十分に小さくすることができるので切削
トルクを軽減することができる。したがって、切削加工
用機械の動力を小さくすることができ、さらに、長尺の
ツイストドリルを使用した場合の折損事故などの発生を
未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第6図は本発明の一実施例を示す図であっ
て、第1図はツイストドリルを示す底面図、第2図は第
1図のII方向矢視図、第3図はツイストドリルを拡大し
た軸線方向視断面図、第4図ないし第6図はそれぞれ切
屑が伸びる状態を説明するための軸線方向視断面図、第
7図は本発明の他の実施例のツイストドリルを示す底面
図、第8図および第9図は従来のツイストドリルの一例
を示す図であって、第8図はその底面図、第9図は第8
図のIV方向矢視図である。 1……工具本体、2……ねじれ溝、3……切刃、4……
凹溝、8……工具本体、9……ねじれ溝、10……切刃、
11……逃げ面、15……凹溝、O……軸線。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 伸一 岐阜県安八郡神戸町大字横井字中新田 1528番地 三菱金属株式会社岐阜製作所 内 (72)発明者 細野 秀司 岐阜県安八郡神戸町大字横井字中新田 1528番地 三菱金属株式会社岐阜製作所 内 (56)参考文献 特開 昭58−56719(JP,A) 実開 昭61−178610(JP,U) 実公 昭37−25998(JP,Y1)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】軸線回りに回転せしめられる工具本体の外
    周に、先端逃げ面に開口するねじれ溝が形成されたツイ
    ストドリルにおいて、上記ねじれ溝の壁面の工具回転方
    向における中間部に、該ねじれ溝に沿って凹溝を形成
    し、この凹溝の壁面を、上記ねじれ溝の工具回転方向側
    を向く壁面に対して、略上記軸線側に向かって凹むよう
    に形成するとともに、上記凹溝の壁面とねじ溝の工具回
    転方向を向く壁面とを軸断面形状が略円弧状の凹曲面と
    なるように形成し、かつ、凹溝の壁面の曲率半径をねじ
    れ溝の工具回転方向を向く壁面の曲率半径の0.33〜0.69
    倍に設定したことを特徴とするツイストドリル。
  2. 【請求項2】工具本体の軸線から上記凹溝の壁面の曲率
    中心までの距離lおよびこの凹溝の壁面の曲率半径R
    1を、ドリル外径をDとしたときに、 D>2(l+R1) となるように設定したことを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載のツイストドリル。
  3. 【請求項3】上記凹溝の壁面の略円弧状をなす部分の中
    心角を、上記ねじれ溝の工具回転方向側を向く壁面の略
    円弧状をなす部分の中心角の1.5〜2.46倍に設定したこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のツイストド
    リル。
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