JP3766473B2 - 段付きドリル - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、金属に段付き穴を明けたり、穴明けと同時に穴縁の面取りを行う場合に用いる段付きドリルに関する。
【0002】
【従来の技術】
ドリル径が途中から太くなっている段付きドリルにおいては、図6に示すように小径部1と大径部2の間にある段部切れ刃4からも切屑が生成される。その段部切れ刃部から流出する切屑は、一般に幅が狭く、また、主切れ刃3から流出する切屑と違って内側と外側の流出速度差が小さくてその速度差による歪もあまり加わらないため、非常に折れ難い。
【0003】
にも拘らず、通常の段付きドリルは、図6のように、切屑排出溝5の溝面を段部切れ刃のすくい面9として併用する位置に段部切れ刃4を形成しており、段部切れ刃部から流出する切屑に対してブレーキング歪を与える機能が無い。このため、段部切れ刃部で生成された切屑が折れずに長く伸び出し、工具にからみつくことがある。
【0004】
そこで、この問題の解決策として、実開平4−97606号は、大径部の外周切れ刃部(本願で云う段部切れ刃部)にブレーカ溝を設けることを提案している。また、特開平4−275813号は、段部切れ刃と平行なブレーカ溝を切屑排出溝の長手方向に定ピッチで複数設け、段部切れ刃の再研削後も初期のブレーカと同様のチップブレーカが再現される技術を提案している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
実開平4−97606号公報のドリルの大径部外周切れ刃部に付されているブレーカ溝は、溝と称している点から考えると、すくい面を単に掘り下げたものであろうと思われる。しかし、このような単純なブレーカ溝では、切屑がすくい面から浮き上り易いアルミニウムやアルミニウム合金等の軟質金属であったり、薄いもの或いはより細いものであったりするとブレーカ溝を乗り越えてしまい、ブレーカ溝がブレーカとして機能しないことがある。
また、切屑は段部切れ刃と小径部とが交わるコーナ部からも発生するので、そのコーナ部に切屑が滞留して切屑詰まりが発生する問題があった。
【0006】
特開平4−275813号公報のドリルも同様であり、これ等の従来技術では工具に対する切屑からみつきの問題が充分に解消されない。
【0007】
そこで、この発明は、段部切れ刃によって生成される切屑がすくい面から浮き易いものであっても確実に分断処理されるようにすることを課題としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明においては、小径部副切れ刃及び大径部副切れ刃と平行で、小径部と大径部間にある段部切れ刃の内端よりもドリル中心側に入り込んだ位置にブレーカ壁を備え、小径部副切れ刃の一部と段部切れ刃と大径部副切れ刃を切屑排出溝の副切れ刃に沿う側の溝面からドリルの回転方向後方に段落ちさせる溝を設け、この溝の側面が前記ブレーカ壁として構成されるようにしたのである。
【0009】
【作用】
この発明のドリルは、段部切れ刃を切屑排出溝の溝面よりも低い位置に置くことによって切屑の排出性を悪化させずにすくい面上にブレーカ溝ではなく、ブレーカ突起を生じさせたものである。
【0010】
ブレーカ溝の場合、段部切れ刃と切屑排出溝との間に段差が生じないため、すくい面から浮き易い切屑はブレーカ溝を乗り越えてしまうが、段部切れ刃で生成された切屑の流出先にブレーカ壁が立ち塞がっていれば、切屑はそのブレーカ壁に衝突し、確実にカールして分断される。また、同様の効果を、切屑排出溝内にブレーカ突起を設ける方法で生じさせると、ブレーカ突起が障害となって切屑の円滑な排出が妨げられるのに対し、この発明では、ブレーカ壁が切屑排出溝の溝面よりも下がった位置にあり、溝面の平坦さが保たれるため、切屑の良好な排出性も維持される。
また、ブレーカ壁が小径部の長手途中から大径部の位置に連なって設けられているので、段部切れ刃と小径部とが交わるコーナ部から発生した切屑も良好に分断処理される効果もある。
【0011】
【発明の実施の形態】
図1及び図2に、この発明の段付きドリルの実施形態を示す。このドリルは、図1(a)、(b)に示すように、シャンク16の先端に大径部2と小径部1を順に連ねて小径部1の先端に主切れ刃3、チゼル刃6(図1(c)参照)及びチゼル刃の幅を狭めるシンニング溝7を設け、さらに、小径部1と大径部2の境界部に段部切れ刃4を設けている。5は180°対称位置に設けた切屑排出溝、8は主切れ刃すくい面、9は段部切れ刃すくい面、10は小径部副切れ刃、11は大径部副切れ刃、12は小径部マージン、13は大径部マージン、14は小径部1の直径と同径の小径部丸ランド、15は大径部2の直径と同径の大径部丸ランドである。
【0012】
切屑排出溝5は、図示のストレート溝であるとランド部外周の二番取り(逃げの加工)がし易く、ドリルの振れ止めに有効な丸ランド14、15も簡単に付与できるが、ねじれ溝を設けるツイストドリルにもこの発明は有効である。
【0013】
主切れ刃すくい面8は、切屑排出溝5の溝面で、また、小径部副切れ刃10は、切屑排出溝5の溝面と二番取りをしていない小径部マージン12との交差稜で各々形成されている。
【0014】
以上の構成は、従来の段付きドリルと同じである。即ち、この発明では、小径部副切れ刃10の終端側の一部と、段部切れ刃4、その切れ刃の外端に連なる大径部副切れ刃11の位置を、図2の(b)及び(c)に示すように、切屑排出溝5の副切れ刃側溝面よりも低くする溝を切屑排出溝5内に設けて段部切れ刃4の近傍に段部切れ刃すくい面9の位置から切屑排出溝5に向けて立ち上るブレーカ壁17を生じさせており、この点が従来の段付きドリルと異なる。すくい面9はこの発明で追設した溝の溝底面で、また、ブレーカ壁17は同溝の側面で構成されている。
【0015】
ブレーカ壁17は、小径部副切れ刃10及び大径部副切れ刃11と平行にして小径部副切れ刃10の長手途中(終端近く)から大径部副切れ刃11の終端近くまで伸ばしてある。このようにしておくと、段部切れ刃及びブレーカ壁再生のための再研削を通常の段付きドリルと同じ方法で行え、特別の設備を必要としない。また、段部切れ刃4の内端側で生じた切屑も良好に処理される。
【0016】
大径部マージン13と交差する大径部副切れ刃のすくい面は、再研削により段部切れ刃すくい面に変わっていく。従って、ここでは段部切れ刃すくい面と大径部副切れ刃すくい面を区別することを避けた。
【0017】
なお、ブレーカ壁17は、図2(c)のように、すくい面9に対してθの角度をもつ角度面のほか、図3のような曲面であってもよい。角度面の場合、θの値は90°〜45°程度が適当である。また、段部切れ刃4及び大径部副切れ刃11の切屑排出溝溝面との段差S(図2(c)及び図3参照)は0.7mm程度、すくい面9の幅Wは段部切れ刃4の内端4a(図2(a)又は(c)参照)から1mm程度内側に入り込む値が適当である。θ、Sが過度に大きい場合、或いはWが小さ過ぎる場合には切屑が若干詰まり気味になり、逆にθ、Sが小さ過ぎる場合やWが大き過ぎる場合には切屑が伸び気味になる。さらに、図4に示すように、すくい面9を刃先角が鋭くなる方向に傾けてもよい。
【0018】
このように構成したこの発明の段付きドリルは、図2の(a)、(b)に示すように、段部切れ刃4によってすくい取られた切屑18がブレーカ壁17に突き当ってカールし、細かく分断される。
【0019】
図5に、図1に示すこの発明のドリルと図6の従来ドリル(チップブレーカ無し)の段部切れ刃による切屑形状を比較して示す。
【0020】
比較テストは、小径部1の直径17.5mm、大径部2の直径19mm(径差は片側で0.75mm)のドリルを用いて行った。発明品のドリルは図2(c)の段差Sを0.7mmとし、Wとθについては、その数値を図5に示すように変えたものを用いた。
【0021】
被削材は、アルミニウム合金(AC4C−T6)とし、ドリル回転数1900rpm(外周切削速度V≒113m/min)、送り速度0.15mm/revの条件で水溶性切削油を使用して加工を行った。また、このテストでは、小径部による加工域を予め別のドリルで加工し、切屑が段部切れ刃部のみから生じるようにした。
【0022】
図5から判るように、ブレーカ無しの従来ドリルによる切屑は折れずに長く伸び出している。これに対し、この発明のドリルの段部切れ刃で生成された切屑(図5のNo1〜No8)は、切れずに長く伸び出したものがない。No1〜No3の切屑は若干詰まり気味の傾向にあるが、分断は確実になされている。また、No4〜No7の切屑はスムーズにカールして細かく分断されている。さらに、No8の切屑は伸び気味ではあるが、従来ドリルの切屑と違ってカールし、いくつかに分断されており、従来ドリルよりは良好な結果が得られている。
【0023】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明の段付きドリルは、小径部副切れ刃の一部と段部切れ刃と大径部副切れ刃を段落ちさせて段部切れ刃の近くにブレーカ突起に相当するブレーカ壁を生じさせたので、切屑排出性を悪化させずに段部切れ刃部から生じた切屑を、その切屑がすくい面から浮き上り易いものである場合にも確実に分断処理することができ、切屑が長く伸び出して工具にからみつく不具合を解消して切削の中断を無くすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)この発明のドリルの実施形態を示す側面図
(b)同上のドリルの90°回転した位置の側面図
(c)同上のドリルの正面図
【図2】(a)図1(a)の鎖線枠で囲った部分の拡大図
(b)図2(a)のA−A線部の断面図
(c)同じくB−B線部の断面図
【図3】ブレーカ壁の変形例を示す断面図
【図4】溝設置部のすくい面の変形例を示す断面図
【図5】この発明のドリルと従来ドリルによる段部切屑の形状を比較した図
【図6】(a)従来の段付きドリルの側面図
(b)同上のドリルの正面図
【符号の説明】
1 小径部
2 大径部
3 主切れ刃
4 段部切れ刃
4a 段部切れ刃の内端
5 切屑排出溝
6 チゼル刃
7 シンニング溝
8 主切れ刃すくい面
9 段部切れ刃すくい面
10 小径部副切れ刃
11 大径部副切れ刃
12 小径部マージン
13 大径部マージン
14 小径部丸ランド
15 大径部丸ランド
16 シャンク
17 ブレーカ壁
18 切屑
Claims (1)
- ストレートもしくはねじれた切屑排出溝を有する段付きドリルにおいて、小径部副切れ刃及び大径部副切れ刃と平行で、小径部と大径部間にある段部切れ刃の内端よりもドリル中心側に入り込んだ位置にブレーカ壁を備え、小径部副切れ刃の一部と段部切れ刃と大径部副切れ刃を切屑排出溝の副切れ刃に沿う側の溝面からドリルの回転方向後方に段落ちさせる溝を設け、
この溝の側面が前記ブレーカ壁として構成されていることを特徴とする段付きドリル。
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