JP4056403B2 - 深穴用ツイストドリル - Google Patents

深穴用ツイストドリル Download PDF

Info

Publication number
JP4056403B2
JP4056403B2 JP2003022723A JP2003022723A JP4056403B2 JP 4056403 B2 JP4056403 B2 JP 4056403B2 JP 2003022723 A JP2003022723 A JP 2003022723A JP 2003022723 A JP2003022723 A JP 2003022723A JP 4056403 B2 JP4056403 B2 JP 4056403B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
drill
web taper
constant
section
thickness
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2003022723A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2004230514A (ja
Inventor
誠司 大橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nachi Fujikoshi Corp
Original Assignee
Nachi Fujikoshi Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nachi Fujikoshi Corp filed Critical Nachi Fujikoshi Corp
Priority to JP2003022723A priority Critical patent/JP4056403B2/ja
Publication of JP2004230514A publication Critical patent/JP2004230514A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4056403B2 publication Critical patent/JP4056403B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B51/00Tools for drilling machines
    • B23B51/02Twist drills
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B2251/00Details of tools for drilling machines
    • B23B2251/40Flutes, i.e. chip conveying grooves
    • B23B2251/402Flutes, i.e. chip conveying grooves with increasing depth in a direction towards the shank from the tool tip
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B2251/00Details of tools for drilling machines
    • B23B2251/40Flutes, i.e. chip conveying grooves
    • B23B2251/404Flutes, i.e. chip conveying grooves with decreasing depth in a direction towards the shank from the tool tip
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B51/00Tools for drilling machines
    • B23B51/06Drills with lubricating or cooling equipment
    • B23B51/063Deep hole drills, e.g. ejector drills

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Drilling Tools (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は深穴をステップ送りすることなく穴あけ可能な深穴用ツイストドリルに関する。
【0002】
【従来の技術】
ドリル加工は切削が穴内部で行われるため、切削にともない発生する切りくずはドリル外周に形成されたツイスト溝を通して排出される。そのため穴深さが増すにつれ、切りくずの排出は困難になりドリル破損に至る。そのため深穴加工時は適宜ドリルを穴外に出して、溝内に溜まった切りくずを排除するステップ送りを使用していた。穴加工における切りくず排出性を向上する方法として、特許文献1にドリル溝心厚を先端寄りに比しシャンク寄りを小さくすること、すなわちウエブテーパを負にすることがあげられている。また特許文献2にドリル溝の溝幅比を先端寄りに比しシャンク寄りを小さくしかつウエブテーパを負にすることがあげられている。
【0003】
【特許文献1】
実開昭52−86884号公報
【特許文献2】
特開昭55−106710号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
深穴用ツイストドリルは溝長がロングであるため、切削抵抗は切れ刃に作用する本来の切削抵抗のほか、長い溝内に溜まった切りくずの排出抵抗やマージンと穴壁面との摩擦抵抗など、ショートやレギュラ溝長のドリルに比し余分に抵抗が加わる。また溝の長さは剛性の大幅な低下につながる。概略すると溝長が2倍増加すると曲げこわさは1/8に低下する。そのため深穴用ドリルの剛性は元来低く、切削抵抗により、たわみや振動を発生し切れ刃のチッピングや刃欠け、穴曲がりを招きやすい。ゆえに深穴用ドリルにおいて、剛性低下を極力防ぐことは、切りくず排出性とならんで重要である。
【0005】
従来技術としてあげた特許文献2はシャンク寄りの溝幅比が小さくなるため剛性向上には有利であるが、深穴ドリル加工での切りくず排出には不利であり、また製造にあたっては溝加工工程を複数回行うことが必要になり工数と加工プログラムの複雑な変更を要しコスト増大を招く。また特許文献1にあげられた負のウエブテーパ形のドリルはドリル溝深さや溝断面積がシャンク寄りになるにつれ増大するため、切りくずつまりの軽減には効果が認められる。また製作にあたってはウエブテ−パが正ないし0/100である通常形状のドリルに対し加工工程の変更は少ないため工業的には有利な方法と思われる。しかしウエブテーパを負とする方法は剛性の面から不利である。
【0006】
深穴用ツイストドリルの溝のウエブ心厚はドリル剛性に対して大きな影響を与える。直径6.0mm、溝長225mm、切れ刃先端での心厚2.4mmの深穴用ツイストドリルを例にとる。ウエブテーパ0.2/100の正テーパを有する図5に示すテスト品とウエブテーパ0/100の図4に示す心厚一定形の従来形状品と、特許文献1に示された負のウエブテーパを有し、そのテーパ量が−0.2/100である図3に示す従来発明品を比較すると、その曲げこわさは従来形状品を1倍とすると、正テーパのテスト品は1.34倍、特許文献1の負のウエブテーパ形の従来発明品は0.64倍であった。正のウエブテ−パを有すると剛性は高いが、切りくずつまりが激しいため深穴ドリル形状として採用できない。負のウエブテーパでは切りくず排出性は向上するが、ドリル剛性は大きく低下する。
【0007】
本発明の課題は、このような背反関係にある、良好な切りくず排出性と高い剛性をバランスさせ、深穴をステップ送りなしで高能率加工できるドリル形状を提供し、難加工である深穴あけをネック工程から脱却せしめるものである。
【0008】
【課題を解決する手段】
このため本発明は、深穴用ツイストドリルにおいて、切れ刃先端からシャンク寄りに向かい、ドリル直径の3〜6倍の長さの位置までの心厚が一定とされた第1の心厚一定区間と、前記第1の心厚一定区間の終端からシャンク寄りに向かって切れ刃先端からドリル直径の15〜35倍の長さの終端位置まで伸びる負のウエブテーパ区間と、前記負のウエブテーパ区間の終端からシャンク寄りに溝切り上げ位置まで伸びる負のウエブテーパ区間終端の心厚と同じ心厚にされた第2の心厚一定区間と、を有し、各区間相互間の継ぎ目は滑らかにつながれていることを特徴とする深穴用ツイストドリルによって、上述した課題を解決した。
【0009】
【発明の効果】
心厚一定形の従来形状のロングドリルでは穴深さがドリル径の30倍の深穴用ドリルとしては切りくず排出性が不足しており、また負のウエブテーパ形の従来発明品形状ではドリル剛性が不足しており切削条件を低くしないと使用できかった。これに対し本発明品はかかる構成により、切りくず排出性と剛性のバランスが良いため、深穴をステップ送りすることなく、切削条件を維持して高能率加工でき、寿命も実用レベルに達したことを確認した。即ちドリル剛性を比較すると、曲げこわさは表2に示すように、心厚一定形の従来形状品を1倍とすると従来発明品は0.64倍と大幅に低下したが、本発明品は0.73倍である。また負のウエブテーパ形の従来発明品に対して本発明品の曲げこわさは14%高く、ねじりこわさは同様に1倍:0.73倍:0.82倍であり、負のウエブテーパ形の従来発明品に対して本発明品はねじりこわさは15%高い。本発明品の安定した加工は剛性の高さによりびびり振動の発生が防止できたためと思われる。
【0010】
好ましくは、前記深穴用ツイストドリルの溝ねじれ角は25°〜40°、前記第1の心厚一定区間の心厚はドリル径の0.45〜0.25倍そして前記負のウエブテーパ区間のウエブテーパの量は−0.10/100〜−0.5/100であることが好ましい。各下限値より小さいと本発明の効果を奏しないし、各上限値を越えると切りくず排出性と剛性のバランスを崩すものとなるからである。
【0011】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の実施の形態である本発明の深穴用ツイストドリルの心厚部を実線で示す軸方向断面図、図2は本発明の実施例である本発明の試作品ドリルの心厚部を実線で示す軸方向断面寸法図を示す。図1に示すように、本発明の実施の形態である本発明の深穴用ツイストドリルは、切れ刃先端からシャンク寄りに向かい、ドリル直径Dの3〜6倍の長さの位置までの心厚が一定とされた第1の心厚一定区間 WT1と、第1の心厚一定区間 WT1の終端からシャンク寄りに向かって切れ刃先端からドリル直径Dの15〜35倍の長さの終端位置まで伸びる負のウエブテーパ区間 WT2と、負のウエブテーパ区間 WT2の終端からシャンク寄りに溝切り上げ位置まで伸びる負のウエブテーパ区間終端の心厚と同じ心厚にされた第2の心厚一定区間 WT3と、を有し、各区間相互間の継ぎ目は滑らかにつながれている。
【0012】
好ましくは、図1に示す深穴用ツイストドリルの溝ねじれ角は25°〜40°、第1の心厚一定区間 WT1の心厚W1はドリル直径Dの0.45〜0.25倍そして負のウエブテーパ区間 WT2のウエブテーパの量は−0.10/100〜−0.5/100であることが好ましい。各下限値より小さいと本発明の効果を奏しないし、各上限値を越えると切りくず排出性と剛性のバランスを崩すものとなるからである。
【0013】
〔実施例〕図2の本発明の実施例である本発明の試作品ドリルの心厚部の軸方向断面寸法図に示すように、直径6mm、溝長225mmで目標穴深さ180mm用の深穴用ドリルの例を製作した。切れ刃のある先端から36mmまでの間は心厚2.4mm、ウエブテーパ0/100である。そこからシャンク寄りは負のウエブテーパ−0.2/100を150mmの間設けた。そこからさらにシャンク寄りは溝切り上がりまでは心厚2.1mm、ウエブテーパは0/100である。ドリル材種はハイスであり、表面処理にTiAlN 系複合多層膜を施工してある。
【0014】
〔実施例の効果〕図2に示す試作ドリルにより切削試験を行った。寸法は表1に示すように直径6.0mm、溝長225mm、先端心厚2.4mmである。比較ドリルとして図3に示す負のウエブテーパ−0.2/100を有するの負のウエブテーパ形の従来発明品と、図4に示すウエブテーパ0/100の心厚一定形の従来形状品を用いた。試験条件は、被削材S50C 硬さ210HB、穴深さは直径の30倍に相当する180mmでステップ送りなし、切削速度25m/mi n、送り速度160mm/min、切削油剤は水溶性油剤をノズルから外部給油した。加工中の主軸電力を記録しその変動から切削状況をモニタした。
主軸電力の記録を図6に示す。図4に示す心厚一定形の従来形状品は穴深さ150mmを越えると、切りくずつまりにより電力が急増し同時にギ−という大きな切削音が発生して、目標深さ180mmのステップ送りなし加工は不可能であった。図3に示す負のウエブテーパ形の従来発明品は電力変動や増大は小さく、深さ180mmステップなし加工はできたが異音を伴ったびびり振動が発生し、切れ刃に刃欠けが生じて寿命は3穴であった。本発明品は電力の変動は小さく、異音発生もなく静かな安定した加工を行い100穴以上の寿命が得られた。
【0015】
【表1】
Figure 0004056403
【表2】
Figure 0004056403
【0016】
表2は剛性および切削試験の結果を示す。ドリル剛性を比較すると、曲げこわさは、図4に示す心厚一定形の従来形状品を1倍とすると図3に示す負のウエブテーパ形の従来発明品は0.64倍と大幅に低下したが、本発明品は0.73倍である。図3に示す従来発明品に対して本発明品の曲げこわさは14%高い。ねじりこわさは同様に1倍:0.73倍:0.82倍であり、図3に示す負のウエブテーパ形の従来発明品に対して本発明品はねじりこわさは15%高い。本発明品の安定した加工は剛性の高さによりびびり振動の発生が防止できたためと思われる。
以上の結果をまとめると図4に示す心厚一定形の従来形状の深穴用ドリルは穴深さがドリル径の30倍の深穴用としては切りくず排出性が不足している。図3に示す負のウエブテーパ形の従来発明品形状ではドリル剛性が不足しており切削条件を低くしないと使用できない。これに対し本発明品は切りくず排出性と剛性のバランスが良いため、深穴をステップ送りすることなく、切削条件を維持して高能率加工でき、寿命も実用レベルに達していることを確認した。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態である本発明の深穴用ツイストドリルの心厚部を実線で示す軸方向断面図を示す。
【図2】本発明の実施例である本発明の試作品ドリルの心厚部を実線で示す軸方向断面寸法図を示す。
【図3】負のウエブテーパを有する従来発明の深穴用ドリルの心厚部を実線で示す軸方向断面図を示す。
【図4】従来の心厚一定形の従来形状の深穴用ドリルの心厚部を実線で示す軸方向断面図を示す。
【図5】従来の正のウエブテーパを有する深穴用ドリルの心厚部を実線で示す軸方向断面図を示す。
【図6】実施例1の切削試験で使用した各深穴用ドリルの切削時の主軸電力の変動記録チャ−トを示すグラフ。
【符号の説明】
D:ドリル直径
W1:先端心厚
L1:ウエブテーパ0/100の第1の心厚一定区間WT1の長さ
L2:ドリル溝中間のウエブテーパWT2を与えた区間WT2の長さ
L3:ウエブテーパ0/100の第2の心厚一定区間WT3の長さ
WT1:ウエブテーパ0/100の第1の心厚一定区間
WT2:負のウエブテーパ区間
WT3:ウエブテーパ0/100の第2の心厚一定区間

Claims (2)

  1. 深穴用ツイストドリルにおいて、
    切れ刃先端からシャンク寄りに向かい、ドリル直径の3〜6倍の長さの位置までの心厚が一定とされた第1の心厚一定区間と、
    前記第1の心厚一定区間の終端からシャンク寄りに向かって切れ刃先端からドリル直径の15〜35倍の長さの終端位置まで伸びる負のウエブテーパ区間と、
    前記負のウエブテーパ区間の終端からシャンク寄りに溝切り上げ位置まで伸びる負のウエブテーパ区間終端の心厚と同じ心厚にされた第2の心厚一定区間と、を有し、各区間相互間の継ぎ目は滑らかにつながれていることを特徴とする深穴用ツイストドリル。
  2. 前記深穴用ツイストドリルの溝ねじれ角は25°〜40°、前記第1の心厚一定区間の心厚はドリル径の0.45〜0.25倍そして前記負のウエブテーパ区間のウエブテーパの量は−0.10/100〜−0.5/100であることを特徴とする請求項1記載の深穴用ツイストドリル。
JP2003022723A 2003-01-30 2003-01-30 深穴用ツイストドリル Expired - Fee Related JP4056403B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003022723A JP4056403B2 (ja) 2003-01-30 2003-01-30 深穴用ツイストドリル

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003022723A JP4056403B2 (ja) 2003-01-30 2003-01-30 深穴用ツイストドリル

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004230514A JP2004230514A (ja) 2004-08-19
JP4056403B2 true JP4056403B2 (ja) 2008-03-05

Family

ID=32951730

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003022723A Expired - Fee Related JP4056403B2 (ja) 2003-01-30 2003-01-30 深穴用ツイストドリル

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4056403B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9446457B2 (en) * 2011-09-16 2016-09-20 Osg Corporation Drill body of indexable drill

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3720010B2 (ja) 2002-10-02 2005-11-24 オーエスジー株式会社 深穴加工用ドリル
DE102005005982A1 (de) * 2005-02-09 2006-08-17 Günther & Co GmbH Tieflochbohrer
DE102008023856A1 (de) * 2008-05-16 2009-11-19 Gühring Ohg Mehrschneidiges Vollhartmetall-Bohrwerkzeug
CN107775059A (zh) * 2017-11-28 2018-03-09 宝鸡文理学院 用于深孔加工的麻花钻头
CN112752445B (zh) * 2020-12-15 2022-04-15 胜宏科技(惠州)股份有限公司 一种高纵横比线路板的钻孔方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9446457B2 (en) * 2011-09-16 2016-09-20 Osg Corporation Drill body of indexable drill

Also Published As

Publication number Publication date
JP2004230514A (ja) 2004-08-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3720010B2 (ja) 深穴加工用ドリル
JP4894054B2 (ja) ツイストドリル
US4671710A (en) Drill bit
WO1988001214A1 (en) Self-centering drill bit with pilot tip
JP5800477B2 (ja) ドリル
JP2012516244A (ja) ドリリング加工及び旋削加工が可能な切削工具
JP2008137125A (ja) ドリル
JP4699526B2 (ja) ドリル
JP2006281407A (ja) 非鉄金属加工用ドリル
JP4056403B2 (ja) 深穴用ツイストドリル
JP2007015073A (ja) ダブルマージン付2枚刃ツイストドリル
JP2010069578A (ja) 高送り加工用刃先交換式回転工具
JP2006231430A (ja) センタリングドリル及びそれを用いた加工方法
JP3929901B2 (ja) ドリル
JPH08229720A (ja) ガンドリル
JP2023531275A (ja) ドリル工具用の金属切削インサート及びドリル工具
JP2007290105A (ja) エンドミル
JPH0839319A (ja) 3枚刃ドリル
JP2008173727A (ja) ドリル
JP4892865B2 (ja) 中ぐり工具
JP2003039218A (ja) 深穴用ドリル
JP4954044B2 (ja) ドリル
JP7340310B1 (ja) ルータービット
WO2024014008A1 (ja) ルータービット
JPH0560715U (ja) 超硬ドリル

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20051205

TRDD Decision of grant or rejection written
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20071126

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20071204

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20071211

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4056403

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101221

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101221

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111221

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111221

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121221

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121221

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131221

Year of fee payment: 6

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees