JP3864284B2

JP3864284B2 - ドリル

Info

Publication number: JP3864284B2
Application number: JP2002072503A
Authority: JP
Inventors: 俊一村井; 克征鈴木; 正治滝口
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2002-03-15
Filing date: 2002-03-15
Publication date: 2006-12-27
Anticipated expiration: 2022-03-15
Also published as: JP2003266224A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軸線回りに回転されるドリル本体の先端部外周に切屑排出溝が形成されるとともに、この切屑排出溝のドリル回転方向を向く内周面の先端に切刃が設けられ、主として金属材よりなる加工物に穴明け加工をするのに用いられるドリルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
このようなドリルとしては、軸線を中心として該軸線回りにドリル回転方向に回転される概略円柱状のドリル本体の先端側が切刃部とされ、この切刃部の外周に一対の切屑排出溝が、軸線に関して互いに対称となるように、該切刃部の先端面、すなわちドリル本体の先端逃げ面から後端側に向かうに従い軸線回りにドリル回転方向の後方側に捩れる螺旋状に形成され、これらの切屑排出溝の内周面のうちドリル回転方向を向く部分の先端側の上記先端逃げ面との交差稜線部に切刃が形成された、いわゆる２枚刃のソリッドドリルが知られている。従って、このようなソリッドドリルでは、上記切屑排出溝内周面のドリル回転方向を向く部分の先端側が、この切刃のすくい面となる。また、上記切刃部の外周には、切屑排出溝との交差稜線部に沿って切刃と略等しい外径の幅の小さなマージン部が形成され、このマージン部が加工穴の内周に摺接して切刃部が案内されるようにされているとともに、このマージン部のドリル回転方向後方側の切刃部外周は、該マージン部に対して一段ドリル本体の内周側に後退した外周逃げ面とされ、切刃部と加工穴との摩擦が必要以上に大きくならないようにされている。そして、さらにこのようなドリルでは、ドリル本体の耐摩耗性の向上のために上記切刃部の表面全体にＴｉＮやＴｉＣＮ等の硬質被膜を被覆することが行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようなソリッドのドリルでは、このような硬質被膜の被覆にも拘わらず長期の使用のうちに上記切刃の部分に摩耗や欠損が生じると、上記先端逃げ面を軸線方向後端側に後退させるように研磨することにより、新たな切刃を研ぎつけて形成する、いわゆる再研磨を行うようにしている。また、このときには先端逃げ面に被覆された硬質被膜も取り除かれてしまうので、再研磨後に切刃部の表面全体に再度硬質被膜を被覆する、いわゆる再コーティングも行われる。ところが、この際コーティングの際、先端逃げ面に被覆される硬質被膜の膜厚は新たに被覆される被膜の厚さそのものであり、またマージン部の膜厚も、加工穴との摺接によって先に被覆された被膜が摩滅してしまうため、この再コーティングの際の膜厚がそのままとなるのに対し、切屑排出溝の内周面に被覆された硬質被膜は、切屑が擦過するだけであるためその摩耗が少なく、最も摩耗の大きいすくい面の切刃周辺部分も先端逃げ面を再研磨する際に削り落とされてしまうので、結果的に先のコーティングで被覆された硬質被膜の上に新たな硬質被膜が被覆されることとなり、膜厚が再コーティングごとに増大してゆくこととなる。しかるに、このような硬質被膜は、その膜厚が厚くなりすぎると逆に脆くなって剥離を生じやすくなるため、こうして再研磨、再コーティングによって切屑排出溝内周面の硬質被膜の膜厚が増大してゆくと、この硬質被膜の剥離によりその耐摩耗性が却って損なわれてしまうおそれがあった。
【０００４】
本発明は、このような背景の下になされたもので、上述のような硬質被膜が被覆されるドリルにおいて、再研磨、再コーティングを繰り返しても切屑排出溝内周面の硬質被膜に剥離を生じたりすることのないドリルを提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
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、ドリル本体の先端部外周に切屑排出溝が形成され、この切屑排出溝の内周面と上記ドリル本体の先端逃げ面との交差稜線部に切刃が形成されるとともに、上記ドリル本体の外周には上記切屑排出溝との交差稜線部分に沿ってマージン部が形成され、さらに上記ドリル本体の先端部の表面には、その全面に硬質被膜が被覆されてなるドリルにあって、上記マージン部における上記硬質被膜の平均膜厚に対し、上記切屑排出溝の内周面における上記硬質被膜の平均膜厚を６０〜５％の範囲とするとともに、上記ドリル本体の外周には、上記マージン部に対して内周側に後退した外周逃げ面を形成し、この外周逃げ面における上記硬質被膜の平均膜厚を、上記マージン部における硬質被膜の平均膜厚の９０〜６０％としたことを特徴とする。従って、このようなドリルにおいては、切屑排出溝内周面の硬質被膜の平均膜厚がマージン部の硬質被膜の平均膜厚の３／５以下とされているので、再コーティング後の切屑排出溝内周面における硬質被膜の膜厚が著しく増大するのを抑えることができ、その剥離を防止することができる。
【０００６】
なお、この切屑排出溝内周面における硬質被膜の膜厚は、薄ければ薄いほど再コーティング後の膜厚の増大を抑制することができるが、あまり薄すぎると硬質被膜による耐摩耗性の向上効果自体が奏功されなくなるおそれがあるので、上記マージン部の硬質被膜の平均膜厚に対して６０〜５％とされており、さらに５０〜３０％とされるのがより望ましい。また、ドリル本体の外周に、上記マージン部に対して内周側に後退した外周逃げ面を形成した場合、この外周逃げ面における硬質被膜の摩耗は、マージン部ほどは大きくなく、従って再コーティング時に先に被覆された硬質被膜が残されてはいるものの、上記切屑排出溝の内周面の摩耗よりは大きく摩耗しているため、この外周逃げ面における上記硬質被膜の平均膜厚は、上記マージン部における硬質被膜の平均膜厚の９０〜６０％とされている。さらに、先端逃げ面における上記硬質被膜の平均膜厚も、上記マージン部における硬質被膜の平均膜厚の９０〜８０％とされるのが望ましい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１ないし図３は、本発明の一実施形態を示すものである。本実施形態のドリルは、そのドリル本体１が超硬合金等の硬質材料によって軸線Ｏを中心とした概略円柱状をなし、図１および図２に示すようにその先端側が切刃部２とされている。そして、この切刃部２の外周には、該ドリル本体１先端の先端逃げ面３から後端側に向けて、軸線Ｏ方向に後方に向かうに従いドリル回転方向Ｔの後方側に螺旋状に捩れる一対の切屑排出溝４，４が軸線Ｏに関して互いに対称となるように形成され、この切屑排出溝４の内周面５のうちドリル回転方向Ｔ側を向く部分がすくい面とされて、その先端の上記先端逃げ面３との交差稜線部に切刃６が形成されている。
【０００８】
また、この切刃部２の周方向に切屑排出溝４，４の間の外周面には、そのドリル回転方向Ｔ側において螺旋状に捩れた切屑排出溝４との交差稜線部に、マージン部７が形成されている。このマージン部７は、その外周面が上記切刃６と等しい外径の断面円弧状をなし、周方向に小さな一定幅で切刃部２の全長に渡って切屑排出溝４に沿うように延設されている。さらに、このマージン部７のドリル回転方向Ｔ後方側には、該マージン部７の外周面に対して一段ドリル本体１の内周側に後退するようにして、小さな外径の断面円弧状をなす外周逃げ面８が形成されている。なお、上記切刃６やマージン部７および外周逃げ面８も、切屑排出溝４，４と同様に軸線Ｏに関して対称に一対ずつ形成されている。また、これらマージン部７や外周逃げ面８にはバックテーパが与えられていてもよい。
【０００９】
そして、このように構成された切刃部２の表面には、その全体に硬質被膜９が被覆されており、ただしその平均膜厚は、マージン部７に被覆された硬質被膜９ａの平均膜厚に対して、切屑排出溝４の内周面５に被覆された硬質被膜９ｂの平均膜厚が小さく、６０％以下となるようにされている。また、本実施形態では、上記外周逃げ面８に被覆された硬質被膜９ｃの平均膜厚も、マージン部７に被覆された硬質被膜９ａの平均膜厚に対して小さく、９０％以下となるようにされている。さらに、先端逃げ面３に被覆される硬質被膜９ｄの平均膜厚も、マージン部７の硬質被膜９ａの平均膜厚に対して９０％以下とされている。なお、この硬質被膜９としては、例えばＴｉＣ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ＴｉＡｌＮの１種または複数種を被覆することが挙げられる。また、このように切屑排出溝４の内周面５における硬質被膜９ｂや外周逃げ面８における硬質被膜９ｃの膜厚をマージン部７の硬質被膜９ａの膜厚に対して小さくするには、例えば硬質被膜９を被覆した後にこれらの部分にバフ加工を施したりして被膜９の表面を除去したりすればよい。
【００１０】
従って、このように構成されたドリルを穴明け加工に長期使用した後に再研磨を行い、次いで当初と同じ比率の膜厚で新たな被膜が被覆されるように再コーティング作業を行うと、マージン部７については、先に被覆された硬質被膜９ａが長期の穴明け加工によって加工穴内周との摺接により摩滅しているため、当初と同じ膜厚の硬質被膜９ａが被覆されるのに対し、切屑排出溝４の内周面５では摩滅が少なく、先に被覆された被膜９ｂの上に新たな被膜９ｂが被覆されることとなるが、その膜厚はいずれもマージン部７の膜厚の６０％以下であり、先の被膜９ｂが全く摩耗していなかったとして最大でも新たに被覆されたマージン部７の硬質被膜９ａの膜厚の２割増し程度にしかならない。このため、こうして再研磨、再コーティングされたドリルにおいては、この切屑排出溝４の内周面５において硬質被膜９ｂが脆くなって剥離を生じたりすることがなく、この硬質被膜９による耐摩耗性の向上効果を十分に発揮することが可能となる。
【００１１】
なお、この切屑排出溝４の内周面５における硬質被膜９ｂの平均膜厚は、これが小さいほど再コーティング後の膜厚も小さくでき、従って多数回の再研磨、再コーティングを施しても膜厚の増大を少なくして剥離の発生を防ぐことが可能となるが、逆に膜厚が小さすぎても、再コーティング前の状態において十分な耐摩耗性が得られなくなるおそれが生じて望ましくない。このため、上記切屑排出溝４の内周面５における硬質被膜９ｂの平均膜厚は、マージン部７における硬質被膜９ａの平均膜厚に対して６０〜５％の範囲とされるのが望ましく、さらには５０〜３０％の範囲とされるのが、より望ましい。
【００１２】
一方、本実施形態では、切刃部２外周のマージン部７に連なる外周逃げ面８においても、その硬質被膜９ｃの膜厚をマージン部７における硬質被膜９ａの膜厚よりも小さく、９０％以下となるようにしている。しかるに、この外周逃げ面８も、加工穴内周に摺接するマージン部７に対して内周側に後退しているため、切屑排出溝４の内周面５と同様に硬質被膜９ｃの摩滅は小さいものの、この内周面５よりは摩滅が大きく、従ってマージン部７の９０％の厚さの硬質被膜９ｃを新たに被覆しても、先の硬質被膜９ｃとの膜厚がマージン部７の膜厚を上回って剥離を生じたりすることは少ない。ただし、この外周逃げ面８についても、その硬質被膜９ｃの平均膜厚は、マージン部７の硬質被膜９ａの平均膜厚に対して９０〜６０％とされるのが望ましく、９０〜８０％とされるのがより望ましい。また、先端逃げ面３に関しては、再研磨の際に先に被覆された硬質被膜９ｄも研磨されて除去され、従って再コーティング後は新たに被覆された硬質被膜９ｄの膜厚がそのまま当該硬質被膜９ｄの厚さとなるが、十分な耐摩耗性を確保するには、マージン部７の平均膜厚に対して９０〜８０％程度とされるのが望ましい。
【００１３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、再研磨、再コーティングを行っても、切屑排出溝の内周面における硬質被膜の膜厚が厚くなりすぎてしまうのを抑えることができ、これにより当該部分の硬質被膜が剥離を生じたりするのを防いで、硬質被膜による耐摩耗性の向上効果などを確実に発揮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すドリル本体１先端側の切刃部２の平面図である。
【図２】図１に示す実施形態を先端側からみた正面図である。
【図３】図１における矢線Ｘ方向視の側面図である。
【符号の説明】
１ドリル本体
２切刃部
３先端逃げ面
４切屑排出溝
５切屑排出溝４の内周面
６切刃
７マージン部
８外周逃げ面
９（９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ）硬質被膜
Ｏドリル本体１の軸線
Ｔドリル回転方向

Claims

ドリル本体の先端部外周に切屑排出溝が形成され、この切屑排出溝の内周面と上記ドリル本体の先端逃げ面との交差稜線部に切刃が形成されるとともに、上記ドリル本体の外周には上記切屑排出溝との交差稜線部分に沿ってマージン部が形成され、さらに上記ドリル本体の先端部の表面には、その全面に硬質被膜が被覆されてなるドリルにあって、上記マージン部における上記硬質被膜の平均膜厚に対し、上記切屑排出溝の内周面における上記硬質被膜の平均膜厚が６０〜５％の範囲とされるとともに、上記ドリル本体の外周には、上記マージン部に対して内周側に後退した外周逃げ面が形成されており、この外周逃げ面における上記硬質被膜の平均膜厚が、上記マージン部における硬質被膜の平均膜厚の９０〜６０％とされていることを特徴とするドリル。
上記先端逃げ面における上記硬質被膜の平均膜厚が、上記マージン部における硬質被膜の平均膜厚の９０〜８０％とされていることを特徴とする請求項１に記載のドリル。