JP3826372B2

JP3826372B2 - スロ−アウエイチップ方式ドリル

Info

Publication number: JP3826372B2
Application number: JP35808797A
Authority: JP
Inventors: 浩明和田
Original assignee: Topy Industries Ltd
Current assignee: Topy Industries Ltd
Priority date: 1997-01-10
Filing date: 1997-12-25
Publication date: 2006-09-27
Anticipated expiration: 2017-12-25
Also published as: JPH10249622A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、工作物の穴あけ加工などに使用されるドリルに係り、詳記すればバリの発生を低減させたスローアウェイチップ方式ドリル及び該ドリルを使用する穴あけ加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
工作物の穴あけ加工には、ドリルが使用されている。このようなドリルとしては、図１に示すように、ボデ−１にねじれ溝２を切った刃先部に、超硬チップ３をろう付けしたドリルが使用されている。
【０００３】
この従来のろう付けドリルは、チップ３の摩耗がある程度以上進むと、再研磨して使用している。この再研磨は、刃工具の管理を厳格に行わなければならなかったことと、数回再研磨すると、まだ相当長期間使用し得る高価なボデ−と共に廃棄していたことから、穴あけ加工がコスト高になる問題があった。
【０００４】
一方、図２に示すように、ドリルのボデ−４先端に多角形のチップからなる内刃５と外刃６とを装着し、内刃と外刃との摩耗がある程度以上になると、内刃と外刃だけを交換して再使用するスロ−アウエイチップ方式のドリルが使用されている。
【０００５】
このスロ−アウエイチップ方式のドリルは、内刃５と外刃６とが寿命になった場合は、内刃と外刃だけを交換するだけで、高価なボデ−４は交換することなく、相当長期間使用できるので、穴あけ加工の刃工具費を大幅に低減できる利点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記スロ−アウエイチップ方式のドリルは、図８〜図１０に示すように、穴あけ加工すると、バリ７が発生し、このバリ取り作業に多大の労力を要する問題がある。このバリの発生はろう付けドリルでも同様である。
【０００７】
この発明は、上記スロ−アウエイチップ方式のドリルの利点を維持しつつ、バリの発生を実質的に解消したスロ−アウエイチップ方式のドリルを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明者は鋭意研究の結果、多角形の外刃のコ−ナ−部に、丸味若しくは面取りを付することによって、バリを大幅に低減できることを見いだし、本発明に到達した。
【０００９】
即ち本発明は、ドリル先端に、多角形の内刃と外刃とを装着したスローアウェイチップ方式ドリルにおいて、前記多角形の外刃のコーナーに、バリを低減させる丸味若しくは面取りを付し、該丸味の曲率半径若しくは面取りの長さを１．２ｍｍ〜３．０ｍｍ（但し、１．２ｍｍを除く）としたことを特徴とする。
【００１０】
本発明の効果の原因は、多角形の外刃のコ−ナ−に丸味若しくは面取りを付することによって、バリとなる部分がその形状から剛性が高くなるので、下方に張り出し難くなり、そのためドリルによってバリとなる部分が切削除去されるためと考えられる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図２は、本発明の実施例を示すもので、ボデ−４の先端凹部には、四角形の外刃６と内刃５とが、螺子８をネジ込むことによって、着脱可能に固定されている。
【００１２】
切削する穴に接する外刃６の先端外側のコ−ナ−９には、図４に示すような丸味１０若しくは面取り１１が付されている。
通常市販のスロ−アウエイチップ方式ドリルの刃先チップ（内刃及び外刃）のコ−ナ−には、チッピング（欠け）を防止する目的から、若干の丸味が付けられている。この従来の丸味は、曲率半径が０．２ｍｍ〜０．８ｍｍ位であったが、バリを低減する効果は全く有していない。
【００１３】
本発明においては、図４に示すように、外刃６のコーナーの丸味１０の曲率半径（Ｒ）及び面取りの長さ（ｌ）を、１．２ｍｍ〜３．０ｍｍ（但し、１．２ｍｍを除く）と大幅に増大させることによって、バリを著しく低減させるものである。曲率半径（Ｒ）の大きさ及び面取りの長さ（ｌ）は、開口する穴径に応じて、上記範囲内で適当な大きさ、長さを選択すれば良い。
【００１４】
刃先チップには、切削の時発生する切削くずを短くするために、図３に示すように、刃先近傍にＶ字形の溝（ブレーカー）１５が、刃先と平行に形成されている。
【００１５】
これに対して、図５に示す外刃６のコーナー部１２に、図６に示すようなＣ面１０を付した場合、ブレーカー１５のコーナー部１６では、図３に示すブレーカー１５の機能が失われる。その結果、切削くずが長くなる。
【００１６】
これを防ぐためには、丸み（Ｒ）若しくは面取りを付したＣ面１０に対向するブレーカー１５のコーナーにも、同様に丸み若しくは面取り状１７の形状とし、ブレーカーの機能を損なわないようにする必要がある。
【００１７】
そのための加工方法としては、次の２つの方法が考えられる。
この超硬刃先チップは、金型を用いてプレス成形した後焼結される。このプレス金型に、図７の面取り状１７のような形状を施しておけば良い。
【００１８】
他の方法としては、適当な形状をしたグラインダーを用いて、図７の面取り状１７のような形状になるように研磨を行えば良い。
【００１９】
本発明に使用する刃先チップ５，６の形状は、正方形、長方形及び三角形等の多角形であれば良い。刃先チップの形状及び装着自体は、従来のスロ−アウエイチップ方式ドリルと同様にすれば良い。
【００２０】
外刃６に付する丸味若しくは面取りは、図２及び図３に示すように、開口する穴の内周に接する先端外側のコ−ナ−９に付すれば良い。しかしながら、コ−ナ−９が摩耗した場合に、回転させて他のコ−ナ−１２も使用できるように、全てのコ−ナ−に丸味若しくは面取りを付するのが好ましい。
多角形の外刃６の上面と下面とが同じ形状であり、裏返しても使用できる場合は、表裏の全てのコ−ナ−に丸味若しくは面取りを付するのが良い。
【００２１】
上記実施例では、ドリルのボデ−４に螺旋状の溝が形成されているが、これはＶ字形の直線状の溝であっても勿論良い。内刃と外刃とを有するスロ−アウエイチップ方式のドリルであるならどのようなものでも良い。
【００２２】
次に、本発明のドリルを使用するとバリが低減する原理を図面に基づいて説明する。
図８〜図１０は、従来のスロ−アウエイチップ方式のドリルを使用して、工作物１３に穴あけする状態を示す断面図である。
図８に示すように、ボデ−４を回転させて、外刃６で穴を開口していくと、切削くずは持ち上げられ、穴の底面１４が薄くなると、下のほうに張り出し、図９に示すように底面が割れて突き出し、図１０に示すように、穴あけ終了時には、大きなバリ７が発生する。
【００２３】
図１１〜図１３は、本発明のスロ−アウエイチップ方式のドリルを使用して、工作物１３に穴あけする状態を示す断面図であり、外刃６のコ−ナ−には、面取り１１が施されている。
図１１に示すように、面取り部１１が穴の外周端部に当たり、この部分がその形状から折れ曲がり難くなり、剛性が高くなるから、穴の底面１４が下のほうに突き出し難くなり、ドリルの外刃６により切削除去され、図１３に示すように、穴あけ終了時には、バリが発生しないか、非常に小さくなる。
【００２４】
従来のスロ−アウエイチップ方式のドリルを使用した場合は、穴バリの大きさは、１ｍｍ〜１．５ｍｍであるが、本発明のドリルを使用すると、０．２ｍｍ〜０．０４ｍｍと極めて小さくなる。
【００２５】
本発明のドリルを使用すると、バリ取り作業が不要若しくは大幅に低減する。即ち、本発明のドリルを使用すると、バリが大幅に低減するので、バリの大きさについてのユ−ザ−のスペック値よりも小さくなる場合があり、この場合はバリ取り作業を廃止することができる。
【００２６】
また、バリが小さくなるので、ある製品を完成させるまでの種々の工程のうち、例えばショット工程などがあれば、このショット工程によって小さなバリは除去できるので、バリ取り工程を省略することができる。
【００２５】
次に、コーナー部の面取り（Ｒ）の大きさを変えて穴あけ加工を行って、バリ高さを測定した実施例を示す。
【００２７】
被削材として、鉄鋼材で比較的軟質のＳＳ４００とＳＭ４９０を使用した。
直径２５．０ｍｍの本発明のドリルを使用し、回転数１５００ｒｐｍ、送り速度１５０ｍｍ／分、切削速度１１８ｍ／分の切削条件で実施した。
【００２８】
上記条件で、刃先コーナーのＲ（曲率半径）の値を変えて、バリ高さを測定した。結果を図８に示す。
尚、刃先チップのコーナーＲが０．８ｍｍの通常の市販品ドリルでは、バリ高さは、０．５ｍｍから１．４ｍｍとなる。
【００２９】
図８から明らかなように、バリ高さはＲの値の増大と共に減少し、Ｒが１．２ｍｍではかなりの減少が認められ、Ｒが１．６ｍｍでは０．２ｍｍ位に、そしてＲが２．４ｍｍでは殆どゼロになる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、従来のスロ−アウエイチップ方式のドリルでは解決できなかったバリの発生を大幅に低減させることができるので、バリ取り作業が不要若しくは大幅に低減でき、作業能率が飛躍的に向上する。
【００３１】
しかも、スロ−アウエイチップ方式であるので、ろう付け方式のドリルと比べて、ボデーを再使用することができるほか、再研磨が不要になると共に刃工具管理に要していたコストが軽減されるから、穴あけ加工のコストを著しく低減させることができる。
【００３２】
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のろう付けドリルを示す斜視図である。
【図２】本発明の実施例を示す側面図である。
【図３】本発明の外刃を示す斜視図である。
【図４】本発明の外刃のコ−ナ−部の丸味若しくは面取りを示す図である。
【図５】従来の刃先チップの正面図である。
【図６】コーナーにＣ面を形成した刃先チップの正面図である。
【図７】ブレーカーにＣ面と同様に面取りした形状に形成した刃先チップの正面図である。
【図８】従来のスロ−アウエイ方式のドリルで穴あけする状態を示す断面図である。
【図９】従来のスロ−アウエイ方式のドリルで穴あけする状態を示す断面図である。
【図１０】従来のスロ−アウエイ方式のドリルで穴あけする状態を示す断面図である。
【図１１】本発明のスロ−アウエイ方式のドリルで穴あけする状態を示す断面図である。
【図１２】本発明のスロ−アウエイ方式のドリルで穴あけする状態を示す断面図である。
【図１３】本発明のスロ−アウエイ方式のドリルで穴あけする状態を示す断面図である。
【図１４】刃先コーナーＲの値とバリ高さとの関係を測定した結果を示すグラフである。
【符号の説明】
４ドリルのボデ−
５内刃
６外刃
９穴の内周に接する外刃の先端外周のコ−ナ−
１０コ−ナ−の丸味
１１コ−ナ−の面取り

Claims

ドリル先端に、多角形の内刃と外刃とを装着したスローアウェイチップ方式ドリルにおいて、前記多角形の外刃のコーナーに、バリを低減させる丸味若しくは面取りを付し、該丸味の曲率半径若しくは面取りの長さを１．２ｍｍ〜３．０ｍｍ（但し、１．２ｍｍを除く）としたことを特徴とするバリを低減するスローアウェイチップ方式ドリル。
前記多角形の外刃の先端外側のコーナーに、前記丸味若しくは面取りを付してなる請求項１に記載のドリル。
前記バリの大きさを、０．２ｍｍ〜０．０４ｍｍに低減させる請求項１または２に記載のドリル。
前記多角形の外刃の内側の刃先部近傍に、切削くずを短くする断面Ｖ字状の多角形の溝を形成し、前記丸味若しくは前記面取りを付した位置に対向する前記多角形の溝のコーナーを丸み若しくは面取りした形状に形成し、切削くずを短くする機能を損なわないようにした請求項１〜３のいずれかに記載のドリル。
多角形の外刃のコーナーに、バリを低減させる丸味若しくは面取りを付し、該丸味の曲率半径若しくは面取りの長さを１．２ｍｍ〜３．０ｍｍ（但し、１．２ｍｍを除く）としたことを特徴とするバリを低減するスローアウェイチップ方式ドリル用外刃。
ドリル先端に多角形の内刃と外刃とを装着し、前記多角形の外刃のコーナーに、バリを低減させる丸味若しくは面取りを付し、該丸味の曲率半径若しくは面取りの長さを１．２ｍｍ〜３．０ｍｍ（但し、１．２ｍｍを除く）としたスローアウェイチップ方式ドリルを使用して、工作物に穴あけ加工することを特徴とするバリの大きさを低減させる穴あけ加工方法。