JP4120186B2 - Drill - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に高速乾式切削のような過酷な加工条件下でも円滑かつ安定した穴明け加工が可能なドリルに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
このような乾式あるいは微量の切削油剤しか用いない過酷な加工条件に対応することを目的としたドリルとしては、例えば特開2000−198011号公報に記載されたようなものが提案されている。すなわち、この公報記載のドリルでは、ドリル本体先端に形成される切刃の外周側に、この切刃の中間部から角度をつけてドリル回転方向に後退する外側コーナ切刃が形成されるとともに、切屑排出溝とマージン部とから形成されるリーディングエッジに上記コーナ切刃に続く直線形状または曲線形状の面取り部が設けられており、この外側コーナ切刃および面取り部とマージン部との交差角を鈍角にすることができるため、上述のような加工条件でも切刃や切屑排出溝の外周端に欠けが生じたりするのを防ぐことが可能となる。また、このように切刃や切屑排出溝の外周端側をドリル回転方向後方側に折曲させたドリルとしては、例えば特公平4−46690号公報に記載のように切刃外周側の第1、第2次直線稜を略V字状の凸形状としたものも提案されており、この公報記載のドリルではさらにこの第2次直線稜の内周側を丸味を伴った凹形状としている。さらに、このように切刃を凹形状としたドリルとしては、例えば特公昭61−58246号公報などに、外周側の切刃部分の径方向すくい角が0°〜正になるように凹曲線で結んだものも提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
このうち、特公昭61−58246号公報に記載のように外周側の切刃部分を凹曲線としたものは、通常の加工条件では切屑のカーリングによる処理も円滑で安定した穴明けが可能であるものの、切屑排出溝のドリル回転方向を向く内壁面のマージン部との交差角が鋭角となってドリル本体の強度が不足するため、高速乾式切削のような過酷な条件下では直ぐにこの内壁面の外周端側に欠けやチッピングが発生してしまい、工具寿命が極めて短期で費えてしまう。一方、特開2000−198011号公報や特公平4−46690号公報に記載のように、この切屑排出溝の内壁面の外周端側に面取り部を設けたものや、切刃の外周端側をV字状の凸形状とするのに伴い切屑排出溝の外周端側も断面凸V字状とされたものでは、切屑排出溝のマージン部との交差角を鈍角にすることができて欠けやチッピングの発生は抑えられるものの、切刃によって生成された切屑はそのうちこれら切屑排出溝内壁面の上記面取り部や凸V字の外周側に流れた部分が外周側へと流出しようとするため、切屑全体としてのカーリング性が悪くなってしまい、こうして十分にカールされない切屑が切屑排出溝のドリル回転方向後方側を向く内壁面に強く押し付けられてしまうことにより、ドリル本体に大きな抵抗が与えられて摩耗が促進されたり加工時のドリル回転駆動力の増大を招いたりするおそれがある。
【0004】
本発明は、このような背景の下になされたもので、高速乾式切削等の過酷な加工条件でも工具寿命の短縮を防ぐとともに優れた切屑処理性を奏して円滑かつ安定した穴明け加工が可能な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、軸線回りに回転されるドリル本体の先端部外周に後端側に向けて延びる切屑排出溝が形成され、この切屑排出溝のドリル回転方向を向く内壁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てなるドリルであって、上記切屑排出溝のドリル回転方向を向く内壁面には、その外周端側に位置してマージン部に交差し、ドリル回転方向に凸となる凸曲面状をなす凸曲面部を形成するとともに、この凸曲面部の内周側には、該凸曲面部に滑らかに連なってドリル回転方向後方側に凹となる曲面状をなす第1凹曲面部を形成し、さらに上記切屑排出溝のドリル回転方向後方側を向く内壁面には、ドリル回転方向に凹となる曲面状をなす第2凹曲面部を形成して、これら第1、第2凹曲面部の間に、上記軸線に直交する断面において第1凹曲面部がなす凹曲線と第2凹曲面部がなす凹曲線との双方に接する接線状をなす接続面を形成して、この接続面を介して上記第1凹曲面部と第2凹曲面部とを滑らかに連ね、上記軸線に直交する断面において、上記第2凹曲面部がなす凹曲線の曲率半径を、上記第1凹曲面部がなす凹曲線の曲率半径よりも大きくして、上記第1凹曲面部がなす凹曲線の曲率半径を、上記切刃の外径Dに対して0.18×D〜0.35×Dの範囲に設定するとともに、上記第2凹曲面部がなす凹曲線の曲率半径を、上記切刃の外径Dに対して0.2×D〜0.5×Dの範囲に設定したことを特徴とする。
【0006】
従って、このように構成されたドリルにおいては、まず切屑排出溝の外周端側にドリル回転方向に凸となる凸曲面部が形成されているため、この凸曲線面部の外周側、すなわちドリル本体外周のマージン部との交差部ではその交差角を大きくして十分な強度を確保することができ、上述のような加工条件でも欠けやチッピングの発生を防止することができる。そして、この凸曲線面部の内周側には、ドリル回転方向後方側に凹となる第1凹曲面部が滑らかに連なるように形成されており、この第1凹曲面部に切屑を摺接させることにより、凸曲面部に流出した外周側の部分ごと切屑の全体を内周側に巻き込むようにしてカールさせることができ、さらに切屑排出溝のドリル回転方向後方側を向く内壁面にはドリル回転方向に凹となる第2凹曲面部が形成されるとともに、これら第1、第2凹曲面部間には両凹曲面部に滑らかに接する接続面が形成されているので、こうして全体的にカールされた切屑を切屑排出溝のドリル回転方向後方側を向く内壁面側に強く押し付けることなく円滑に流出させることが可能となり、加工時のドリル本体への抵抗を抑えて摩耗の低減やドリル回転駆動力の軽減を図ることができる。しかも、このように第1、第2凹曲面部間に接続面を形成することにより、これら第1、第2凹曲面部の曲率半径に制限されることなく、切屑排出溝の溝幅を確保することができるので、上述のような切屑のカーリング性と排出性とを同時に向上させることが可能となる。ただし、本発明では、上記軸線に直交する断面において、この第2凹曲面部がなす凹曲線の曲率半径を、第1凹曲面部がなす凹曲線の曲率半径よりも大きくすることにより、曲率半径の小さな第1凹曲面部によって切屑に十分な巻き癖をつけてカールさせることができるとともに、こうしてカールされた切屑を、第2凹曲面部の曲率半径を第1凹曲面部より大きくすることと第1、第2凹曲面部間に接続面を介在させることとで、この第2凹曲面部への切屑の押し付けをさらに抑えて、より一層円滑な切屑排出を図ることが可能となる。また、上記軸線に直交する断面において第1凹曲面部がなす凹曲線の曲率半径については、これが大きすぎると切屑を摺接させることによって十分にカールさせることができなくなるおそれがある一方、逆に小さすぎると切屑が急激にカールさせられてブレーキング作用が大きくなりすぎるおそれが生じるので、切刃の外径Dに対して0.18×D〜0.35×Dの範囲に設定される。さらに、軸線に直交する断面において第2凹曲面部がなす凹曲線の曲率半径についても、これが大きすぎると切屑はこの第2凹曲面部には摺接しなくなって第1凹曲面部によってのみカールさせられるようなこととなる一方、逆に小さすぎると切屑の第2凹曲面部への摺接が強くなりすぎてやはり大きなブレーキング作用が生じることとなるので、切刃の外径Dに対して0.2×D〜0.5×Dの範囲に設定される。なお、このような接続面は凸曲面部と第1凹曲面部の間や凸曲面部、第2凹曲面部の外周側に形成されていてもよい。
【0007】
ただし、この場合、上記第1凹曲面部のドリル回転方向後方側への凹みが小さすぎると、切屑の摺接による十分なカーリングが図られなくなるおそれがある一方、逆にこの凹みが大きすぎると、切屑の摺接によるブレーキング作用が強くなりすぎ、切屑が潰れて排出性が損なわれたりドリル駆動力の増大を招いたりするおそれがある。また、上記第2凹曲面部についても、接続面の幅にもよるが、ドリル回転方向への凹みが小さすぎると、第1凹曲面部から流れた切屑がこの第2凹曲面部に強く押し付けられて大きなブレーキング作用が生じるおそれがある一方、逆にこの凹みが大きすぎると、切屑が第1凹曲面部との摺接だけによってカーリングさせられることになって、十分にカールさせられなくなるおそれがある。このため、これら第1、第2凹曲面部の凹みは、上記軸線に直交する断面において、該軸線と上記ドリル回転方向を向く内壁面の外周端とを結ぶ第1仮想直線からの上記第1凹曲面部の凹み量L1を、上記切刃の外径Dに対して−0.06×D〜0の範囲に設定するとともに、上記第1仮想直線に上記軸線において交差する第2仮想直線からの上記第2凹曲面部の凹み量L2を−0.06×D〜0.06×Dの範囲に設定するのが望ましい。
【0008】
なお、これら第1、第2凹曲面部の曲率半径はそれぞれにおいて一定でもよく、すなわち上記断面において第1、第2凹曲面部が半径の異なる円弧を1の接点で互いに滑らかに接するようにした形状であってもよく、また第1凹曲面部側から断面接線状の接続面を介し第2凹曲面部側に向けて曲率半径が漸次大きくなるように、例えば上記断面において楕円状やトロコイド、サイクロイド、インボリュート等の各種曲線状を呈するようにされていてもよい。
【0009】
さらに、こうして切屑排出溝の内壁面に滑らかに連なる凸曲面部と第1,第2凹曲面部とを形成した場合、上記軸線に直交する断面においてまず上記凸曲面部がなす凸曲線の曲率半径は、これが大きすぎると切屑のカーリングが不十分となるおそれがある一方、逆に小さすぎるとマージン部との交差部における十分な強度確保が図られなくなるおそれが生じるので、切刃の外径Dに対して0.1×D〜0.8×Dの範囲に設定されるのが望ましい。さらにまた、上述のようにカールさせられた切屑の円滑な排出を促しつつも、ドリル本体の剛性を十分に確保するには、このドリル本体の芯厚を、上記切刃の外径Dに対して0.15×D〜0.3×Dの範囲に設定するのが望ましい。さらにまた、ドリル本体の少なくとも先端部の表面に、TiN、TiCN、TiAlN等の硬質皮膜を被覆すれば、このドリル本体先端部の耐摩耗性の向上を図ることができる。
【0010】
【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。本実施形態においてドリル本体1は、超硬合金等の硬質材料により軸線Oを中心とした略円柱状に形成されており、その先端部には、先端逃げ面2から後端側に向かうに従い一定の捩れ角でドリル回転方向Tの後方側に捩れる一対の切屑排出溝3,3が軸線Oに対して対称に形成されていて、これらの切屑排出溝3,3のドリル回転方向T側を向く内壁面4,4と上記先端逃げ面2との交差稜線部にそれぞれ切刃5,5が形成されている。なお、このドリル本体1先端部には、その外周面や先端逃げ面2、切屑排出溝3に、TiN、TiCN、TiAlN等の硬質皮膜が被覆されている。
【0011】
ここで、上記内壁面4には、その外周側に位置してマージン部6に交差し、軸線Oに直交する断面において図2に示すようにドリル回転方向Tに凸となる凸曲線をなす第1の凸曲面部7と、この第1凸曲面部7の内周側に位置して、上記断面においてドリル回転方向Tの後方側に凹む凹曲線状をなす第1凹曲面部8とが形成されており、これら第1の凸凹曲面部7,8の断面がなす上記凸凹曲線は接点P1において滑らかに接するように連ねられている。また、本実施形態では切屑排出溝3のドリル回転方向T後方側を向く内壁面9にも、その外周側に位置してヒール部10に達し、上記断面がドリル回転方向T後方側に凸となる凸曲線をなす第2凸曲面部11と、この第2凸曲面部11の内周側に位置してその断面がドリル回転方向T側に凹む凹曲線状をなす第2凹曲面部12とが形成され、これら第2の凸凹曲面部11,12がなす上記凸凹曲線も接点P2において滑らかに接するように連ねられている。そして、これら第1、第2凹曲面部8,12の間には、軸線Oに直交する断面において第1凹曲面部8がなす凹曲線と第2凹曲面部12がなす凹曲線との双方に接点P3,P4で接する接線状をなす接続面13が形成されており、この接続面13を介して両凹曲面部8,12が滑らかに連なるようにされている。なお、切屑排出溝3が捩れ溝状に形成されることにより、この接続面13は、ドリル本体1の後端側に向けて該切屑排出溝3と同様に捩れる捩れ面とされる。また、上記マージン部6からドリル回転方向T後方側に上記ヒール部10に至るランド部の外周面は、マージン部6から一段内周側に後退した円筒面状に形成されている。
【0012】
さらに、本実施形態では、上記断面において、第1、第2の凸凹曲面部7,8,11,12がなす凸凹曲線がそれぞれ点C1〜C4を中心とした半径R1〜R4の円弧となるようにされており、このうち第1凸曲面部7がなす凸円弧の中心C1は、この第1凸曲面部7とマージン部6との交点すなわち上記内壁面4の外周端14において該マージン部6に接する直線Q1よりも内周側に位置させられるとともに、第2凸曲面部11がなす円弧の中心C3は、上記外周端14が軸線O回りになす円と第2凸曲面部11がなす円弧の延長線との交点15において上記円に接する直線Q2よりもやはり内周側に位置させられている。従って、上記第1凸曲面部7は、軸線Oと内壁面4の外周端14とを結ぶ第1仮想直線S1よりもドリル回転方向T側に凸となって、この外周端14における第1凸曲面部7の接線は、外周側に向かうに従いドリル回転方向T後方側に延びるように第1仮想直線S1に対して傾斜させられるとともに、この第1仮想直線S1と直交する上記直線Q1とは鈍角をなして交差させられる。また、第2凸曲面部11も、ヒール部10との交点と軸線Oとを結ぶ直線よりもドリル回転方向T後方側に凸となるようにされている。
【0013】
一方、第1、第2凹曲面部8,12がなす円弧の中心C2,C4は、これらの円弧が接点P3,P4で接続面13がなす接線に接していることから、この接線に接点P3,P4で直交する互いに平行な一対の直線上にそれぞれ位置することとなる。さらに、本実施形態ではこの接続面13が切屑排出溝3において最もドリル本体1内周側に凹んだ溝底とされ、従って軸線Oを中心としてこの接続面13に接する当該ドリル本体1の芯厚円となる。そして、この芯厚円の直径すなわちドリル本体1の芯厚dは、上記切刃5の外周端16が軸線O回りになす円の直径すなわち切刃5の外径Dに対し、0.15×D〜0.3×Dの範囲に設定されている。
【0014】
なお、第1凸凹曲面部7,8がなす凸凹曲線の接点P1は、軸線Oを中心として上記切刃5の外径Dの2/3の直径を有する円よりも外周側に位置させられており、より望ましくは軸線Oを中心として外径Dの5/6の直径を有する円よりも外周側に位置させられる。また、第1凹曲面部8のドリル回転方向T後方側への凹みの大きさは、上記第1仮想直線S1からの凹み量L1が切刃5の外径Dに対して−0.06×D〜0の範囲に設定されるとともに、第2凹曲面部12のドリル回転方向T側への凹みの大きさは、上記断面において第1仮想直線S1に軸線Oで直交する第2仮想直線S2からの凹み量L2が−0.06×D〜0.06×Dの範囲となるように設定されている。ただし、これらの凹み量L1,L2は、それぞれ上記断面において第1、第2仮想直線S1,S2に平行で第1、第2凹曲面部8,12がなす凹曲線に接する直線と第1、第2仮想直線S1,S2との間の距離とされており、かつ図2に示すように、第1凹曲面部8の凹み量L1については第1仮想直線S1からドリル回転方向T側を正、後方側を負とし、逆に第2凹曲面部12の凹み量L2については第2仮想直線S2からドリル回転方向T側を負、後方側を正としている。従って、本実施形態においては、第1凹曲面部8の全体が上記第1仮想直線S1よりもドリル回転方向T側に位置することはない。
【0015】
さらに、上記断面において第1、第2凸凹曲面部7,8,11,12がなす円弧の半径R1〜R4は、切刃5の外径Dに対し、第1凸曲面部7の半径R1が0.1〜0.8×Dの範囲に、第1凹曲面部8の半径R2が0.18〜0.35×Dの範囲に、第2凸曲面部11の半径R3が0.1〜0.8×Dの範囲に、第2凹曲面部12の半径R4が0.2〜0.5×Dの範囲に、それぞれ設定されている。そして、本実施形態では、このうち第2凹曲面部12の半径R4が、第1凹曲面部8の半径R2よりも大きくされている。なお、こうして形成された切屑排出溝3の溝幅比は、本実施形態では0.8〜1.2:1の範囲とされている。
【0016】
このような切屑排出溝3の上記内壁面4と先端逃げ面2との交差稜線部に形成される切刃5においては、この内壁面4が上記第1凸凹曲面部7,8によって形成されることにより、図1に示すように、その外周端16側には、ドリル回転方向Tに凸となる曲線状をなす凸曲線状切刃部17が形成されてその後端側に上記第1凸曲面部7が連なるとともに、この凸曲線状切刃部17の内周側には、ドリル回転方向Tの後方側に凹となる曲線状をなして凸曲線状切刃部17に滑らかに接して連なる凹曲線状切刃部18が形成され、その後端側に上記第1凹曲面部8が連なることになって、これら凸凹曲線状切刃部17,18間で切刃5は軸線O方向先端視に緩やかに湾曲するS字状を呈することとなる。ただし、この切刃5には、先端逃げ面2が内周側から外周側に向かうに従いドリル本体1の後端側に向けて傾斜させられることにより先端角が付されており、これと切屑排出溝3が螺旋状に捩れていることとから、この切刃5の凸凹曲線状切刃部17,18が軸線O方向先端視においてなす上記S字状の凸凹曲線は、内壁面4の第1凸凹曲面部7,8が軸線Oに直交する断面においてなす凸凹曲線が、内周側に向かうに従いドリル回転方向T側に漸次ずれたような形状をなすこととなる。従って、この軸線O方向先端視において上記凸曲線状切刃部17は、その外周端16における接線が、上記断面において第1凸曲面部7がなす凸曲線の外周端14における接線よりも大きな傾斜で外周側に向かうに従いドリル回転方向T後方側に延びるようにされるとともに、マージン部6との交差角も第1凸曲面部7がなす鈍角より大きくされ、これにより切刃5が上記外周端16においてなす径方向すくい角αは負角側に設定される。
【0017】
一方、切屑排出溝3の内壁面4,9の先端側には、上記第1凹曲面部8の内周側から第2凹曲面部12および第2凸曲面部11までの先端逃げ面2との交差稜線部分を、ドリル本体1の後端側に向かうに従い切屑排出溝3の内側に向けて切り欠くようにして、ヒール部10に達するシンニング部19が形成されており、従って切刃5の内周端側は、このシンニング部19と先端逃げ面2との交差稜線部に形成されて、上記凹曲面状切刃部18の内周端から先端逃げ面2の中心の上記軸線Oに向けて延びるシンニング切刃部20とされている。なお、切刃5においてこのシンニング切刃部20と上記凹曲線状切刃部18とが交差する部分は、軸線O方向先端視にドリル回転方向Tに凸となる曲線または直線によって滑らかに接続されている。
【0018】
ここで、このシンニング部19のうち、切屑排出溝3の内壁面4,9に交差して先端側に延びる部分は第1シンニング部21とされており、この第1シンニング部21は、ドリル回転方向T後方側を向く切屑排出溝3の内壁面9と交差してヒール部10側に延びる部分においては平面状に形成される一方、この内壁面9とドリル回転方向T側を向く内壁面4とが交差する部分、すなわち上記第1、第2凹曲面部8,12の接点P3部分から、先端逃げ面2の中心に向けて延びる部分は、図3に示すようにこの先端逃げ面2の中心に向かう方向から見た場合に凹曲面状の谷形をなすように形成されており、その凹曲する谷底部22は、上記内壁面4,9に対してドリル本体1の内周側に後退するように傾斜しつつ、切刃5の内周端すなわちシンニング切刃部20の内周端に向けて先端側に延びるように形成されている。なお、この第1シンニング部21の凹曲する谷底部22がその断面においてなす凹曲線の曲率半径は、0.1〜0.5mmの範囲に設定されている。また、この谷底部22の断面がなす凹曲線の曲率半径は、後端側に向かうに従い大きくなるようにされていてもよい。
【0019】
さらに、この第1シンニング部21の最先端の上記谷底部22が切刃5の内周端に達しようとする部分には、この谷底部22に対してさらにドリル本体1の内周側に後退するように一段傾斜しつつ切刃5内周端側に向けて延びる谷形の第2シンニング部23が形成されており、先端逃げ面2の中心の軸線O近傍においてはこの第2シンニング部23が先端逃げ面2に交差してその交差稜線部上に切刃5の内周端が形成される。ここで、この第2シンニング部23の谷底部の曲率半径は、第1シンニング部21の谷底部22の曲率半径よりも小さく、0.1mm未満とされており、場合によっては曲率半径が0、すなわちこの谷底部が凹湾曲しないV字谷状に形成されていてもよく、さらに第1シンニング部21の谷底部22と同様にドリル本体1の後端側に向かうに従い大きくなるようにされていてもよい。また、このように第1シンニング部21よりもさらに一段傾斜する第2シンニング部23と先端逃げ面2との交差稜線部に切刃5の内周端が形成されることにより、ドリル本体1先端の一対の切刃5,5間の間隔すなわち先端逃げ面2の中心に画成されるチゼルの幅は、第1シンニング部21をそのまま先端逃げ面2に交差させて切刃5の内周端を形成するのに比べて狭くなり、このチゼル幅は本実施形態では0〜0.2mmの範囲とされている。従って、これら切刃5,5の内周端が軸線O上で一致するようにされていてもよい。
【0020】
このように構成されたドリルにおいては、まず、切屑排出溝3のドリル回転方向Tを向く内壁面4の外周端14側に第1凸曲面部7が形成されており、これによりこの外周端14における切屑排出溝3の上記内壁面4とマージン部6との交差角を大きくすることができて、該外周端14周辺のドリル本体1の強度を確保することができるので、高速乾式切削等の過酷な加工条件においても、この外周端14周辺に欠けやチッピングが生じて工具寿命が短縮されたりするような事態を防止することができる。また、この第1凸曲面部7の内周側には、この第1凸曲面部7に滑らかに連なるように第1凹曲面部8が形成されており、第1凸曲面部7上に流れた切屑の外周側部分が外周側に流出しようとしても、この第1凹曲面部8上に流れた切屑内周側部分が該第1凹曲面部8に摺接しつつ押し付けられることにより、切屑を全体的に内周側に巻き込むようにして巻き癖をつけ、小さくカールさせることができる。
【0021】
そして、さらに上記構成のドリルでは、この第1凹曲面部8とは反対側のドリル回転方向T後方側を向く切屑排出溝3の内壁面9の内周側に、該第1凹曲面部8とは逆にドリル回転方向Tに凹となる第2凹曲面部12が形成されるとともに、これら第1、第2凹曲面部8,12とが両凹曲面部8,12に滑らかに接する接続面13によって接続されているので、上述のように第1凹曲面部8によって小さくカールされた切屑がこれら第2凹曲面部12や接続面13にさらに強く押し付けられて潰されたりするようなことはなく、切屑の流れを阻害せずに円滑に排出することが可能となる。また、こうして切屑が第2凹曲面部12や接続面13に強く押し付けられることがないため、この切屑の擦過によって切屑排出溝3の内壁面9の摩耗が促進されたり、ドリル回転駆動力の増大を招いたりすることもない。しかも、本実施形態ではこの第2凹曲面部12の外周側にやはり滑らかに連なるように第2凸曲面部11が形成されており、従って切屑の流れがヒール部10側で阻害されることもなく、またこのヒール部10におけるドリル本体1の強度も確保することができる。さらに、この切刃5を含めたドリル本体1の先端部には、TiN、TiCN、TiAlN等の硬質皮膜が被覆されているので、ドリル本体1の耐摩耗性の一層の向上を図ることができる。
【0022】
また、このように接続面13を第1、第2凹曲面部8,12間に介在させた場合には、これら第1、第2凹曲面部8,12の曲率半径R2,R4に制限されることなく切屑排出溝3の溝幅を設定することができる。従って、例えば加工物の材質によって切屑がカールしやすいときなどに、この切屑が小さくカールされすぎるのを防ぐために第1、第2凹曲面部8,12の半径R2,R4を大きくし、その結果、切屑排出溝3の溝幅も大きくなるのに伴いドリル本体1の断面積が減少して剛性が損なわれるおそれがある場合などには、この接続面13の幅を小さくして切屑排出溝3の溝幅も小さくし、これによってドリル本体1の断面積を確保して剛性の維持を図ったりすることができる。また、これとは逆に、例えば切屑がカールし難いときなどに、第1凹曲面部8の半径R2を小さくして切屑に強く巻き癖をつけようとしたり、第2凹曲面部12の半径R4を小さくしてこの第2凹曲面部12にも切屑をある程度強く押し付けようとしたりした場合には、切屑排出溝3の断面積が小さくなって切屑詰まりが生じるおそれがあるが、そのような場合には接続面13の溝幅を大きくすることにより、これら第1、第2凹曲面部8,12の半径R2,R4とは関わりなく、十分な断面積を切屑排出溝3に確保して円滑な切屑排出性を維持することが可能となる。
【0023】
さらに、本実施形態では、これら第1、第2凹曲面部8,12の凹み量L1,L2を、第1凹曲面部8については軸線Oと内壁面4の外周端14とを結ぶ第1仮想直線S1から切刃5の外径Dに対して−0.06×D〜0の範囲となるように(ただし、ドリル回転方向T後方側が負)、また第2凹曲面部12については軸線Oにおいて上記第1仮想直線S1と直交する第2仮想直線S2から−0.06×D〜0.06×Dの範囲となるように(ただし、ドリル回転方向T側が負)それぞれ設定されており、これにより切屑を強すぎず弱すぎずに第1、第2凹曲面部8,12に摺接させて、適度なブレーキング作用を与えることができる。このため、過大なブレーキング作用によって切屑が潰れて円滑な排出性が損なわれたりドリル回転駆動力の増大を招いたりすることなく、しかしながら確実に切屑をカールさせて処理することができる。なお、このような作用効果をより確実に奏功せしめるには、本実施形態のように軸線Oに直交する断面において、第1凹曲面部8がなす凹曲線(凹円弧)の曲率半径R2は切刃5の外径Dに対して0.18〜0.35×Dの範囲に、また第2凹曲面部12の曲率半径R4は0.2〜0.5×Dの範囲に、それぞれ設定されるのが望ましい。
【0024】
また、本実施形態では、これら第1、第2凹曲面部8,12間で、軸線Oに直交する断面において第2凹曲面部12がなす凹曲線の曲率半径すなわち上記半径R4が、第1凹曲面部8がなす凹曲線の曲率半径すなわち上記半径R2よりも大きくなるようにされている。このため、切刃5によって生成された切屑を、まず比較的小さな半径R2の第1凹曲面部8に摺接させることにより、この切屑に十分な巻き癖をつけてカールさせるとともに、こうしてカールされた切屑を比較的大きな半径R4の第2凹曲面部12側に接続面13を介して流出させることにより、この第2凹曲面部12や接続面13においては切屑が強く押し付けられるのを一層抑えることが可能となり、より円滑な切屑排出を促すとともにドリル回転駆動力のさらなる軽減を図ることができる。
【0025】
さらに、本実施形態では、上記第1、第2凸曲面部7,11が上記断面においてなす凸曲線(凸円弧)の曲率半径R1,R3が、切刃5の外径Dに対してそれぞれ0.1〜0.8×Dの範囲に設定されており、これにより、ドリル本体1の内壁面4の外周端14におけるマージン部6周辺の強度やヒール部10周辺における強度を十分に確保しつつ、第1、第2凹曲面部8,12の径方向の幅が小さくなりすぎるのを防いで、確実な切屑処理性の向上を図ることができる。なお、高速乾式切削のような条件下でも、このようにドリル本体1の強度確保と切屑処理性の向上とをより確実に両立させるには、本実施形態のように上記断面において第1凸凹曲面部7,8がなす凸凹曲線の接点P1を、軸線Oから切刃5の外径Dの2/3の直径の円より外周側に、より望ましくは外径Dの5/6の直径の円よりも外周側に位置させ、また切屑排出溝3の溝幅比を0.8〜1.2:1の範囲とするのが望ましい。
【0026】
さらにまた、本実施形態ではこのように切屑処理性の向上が図られてドリル回転駆動力の低減が図られるのに伴い、加工時にドリル本体1自体が受ける負荷も小さくなり、これによってその芯厚dも切刃5の外径Dに対して0.15×D〜0.3×Dと比較的小さな範囲に設定することができる。このため、上記ドリル本体1が受ける負荷のうち特にスラスト力を軽減させるとともに、切屑排出溝3の断面積を大きくしてさらに円滑な切屑排出を促し、これらによって穴明け加工時の動力の一層の軽減を図ることができる。その一方で、ドリル本体1の断面積は、上記曲率半径R1〜R4が上述のように適当な範囲に設定されることと、特に第1、第2凸曲面部7,11によって外周側で大きくなることとにより、必要かつ十分に確保することができ、従ってドリル本体1の剛性も維持することができるので、上述のように加工動力の一層の軽減が図られることとも相俟って、加工時に折損等が生じてドリル寿命が費えてしまうような事態をも防止することが可能となる。
【0027】
一方、こうして切屑排出溝3のドリル回転方向Tを向く内壁面4に上記第1凸凹曲面部7,8が形成された本実施形態のドリルでは、その先端逃げ面2との交差稜線部に形成される切刃5の外周端16側にも、ドリル回転方向Tに凸となる凸曲線状切刃部17が形成され、従って軸線O方向先端視の外周端16における凸曲線状切刃部17とマージン部6との交差角を上述のように大きな角度に、しかも第1凸曲面部7との交差角よりも大きな角度にすることができ、この切刃5の外周端16近傍におけるドリル本体1の強度も十分に確保することができる。このため、ドリル本体1外周に位置するために切削速度が最も高く、しかも切屑生成量も最も多くなるために過大な負荷が生じやすいこの切刃5の外周端16に欠けやチッピングなどが発生するのも防止することができ、高速乾式切削等の加工条件下における工具寿命の一層の延長を図ることができる。しかも、本実施形態ではこの凸曲線状切刃部17が軸線O方向先端視に切刃5の外周端16と軸線Oとを結ぶ直線よりもドリル回転方向Tに凸となるように形成されていて、これにより上述のようにその径方向すくい角αが負角とされているので、マージン部6との上記交差角は鈍角になり、より確実にこの外周端16周辺におけるドリル本体1の強度を確保することが可能となる。
【0028】
また、この凸曲線状切刃部17は、このようにドリル回転方向Tに凸となる曲線状をなしていて、上述した従来のドリルのように切刃が角度をもって凸V字状に折れ曲がっているために切刃上に折曲点が形成されたりすることがなく、しかもその内周側にはドリル回転方向T後方側に凹となる凹曲線状切刃部18が該凸曲線状切刃部17に滑らかに連なるように形成されており、従って切刃5により生成される切屑は上記折曲点で分断されたりすることなく、凹曲線状切刃部18によって生成された部分が内周側に向けて流れ出るのに伴い、全体的に内周側に巻き込まれるように生成されつつ上記第2凹曲面部8に摺接させられて円滑にカールさせられる。このため、本実施形態では、従来のように切刃上の折曲点で切屑が分断されて絡まり合うことにより切屑詰まりを生じたりするようなおそれもなく、また折曲点の外周側に分断された切屑がそのまま外周側に流れ出て抵抗を増大させたりドリル本体の摩耗を速めたりするようなこともなく、より一層の切屑の円滑かつ安定した処理を促して穴明け加工時のドリル回転駆動力の低減を図るとともに、摩耗を抑えて工具寿命を延長させることが可能となる。
【0029】
さらに、本実施形態では、切屑排出溝3の先端側にシンニング部19が形成されていて、これにより切刃5の内周端側は先端逃げ面2の中心に向かうシンニング切刃部20とされており、このシンニング切刃部20と上記凹曲線状切刃部18とが交差する部分が両切刃部18,20に滑らかに連なる凸曲線状または直線状とされるとともに、シンニング切刃部20に連なる第1シンニング部21は谷底部22が凹曲した谷形とされているので、切刃5の全長に亙っても上述のような折曲点が形成されることはなく、しかもこのシンニング切刃部20によって生成された切屑の内周側部分をも、図3に黒塗り矢線で示すように第1シンニング部21の谷底部22断面がなす凹曲線に沿って内周側に巻き込むようにカールさせることができる。このため、上記凹曲線状切刃部18によって切屑が内周側に巻き込まれるのと相俟って、一層の切屑処理性の向上を図ることができ、特に難削材の加工において効果的である。なお、本実施形態ではこの第1シンニング部21の谷底部22がなす凹曲線の曲率半径を0.1〜0.5mmとしているが、これは、この曲率半径がこれよりも大きいと上記切屑の内周側部分を十分に巻き込んでカールさせることができなくなるおそれがある一方、逆にこれよりも小さいとこの切屑の内周側部分がシンニング部19内において詰まりを生じるおそれがあるからである。
【0030】
また、このシンニング部19の先端には、第1シンニング部21の上記谷底部22からさらに一段傾斜して先端逃げ面2に達する第2シンニング部23が形成されていて、この第2シンニング部23と先端逃げ面2との交差稜線部上に切刃5の内周端が形成されており、しかもこの第2シンニング部23の溝底の曲率半径が0.1mm未満と上記谷底部22よりも小さくされていることから、この切刃5の内周端はより内周側に配置されることとなり、これによってチゼルの幅が0〜0.2mmと極短い幅とされている。このため、当該ドリルが加工物に食い付く際の食い付き性や直進安定性の向上を図ってさらに安定かつ高精度の加工を行うことができるとともに、ドリル本体1にその軸線方向に作用するスラスト力を抑えることことができて、ドリル駆動力の一層の軽減を促すことも可能となる。しかも、このようにシンニング部19が切刃5の内周端に向けて傾斜の大きくなる第1、第2の複数のシンニング部21,23によって形成されることにより、先端の第2シンニング部23の溝底に沿った断面におけるドリル本体1の先端角度は、単一のシンニング部の溝底を同じチゼル幅となるように傾斜させた場合に比べて大きくなるので、本実施形態によればこのドリル本体1先端の回転中心周辺における強度も十分に確保して、食い付き時の衝撃的負荷などによっても損傷の生じることのないドリルを提供することができる。ただし、第1シンニング部21だけでドリル本体1の食い付き性や直進安定性と強度とが確保できるのであれば、第2シンニング部23はなくてもよい。
【0031】
ここで、次表1は、図1〜図3に示した実施形態のドリルと、それぞれ第1凸曲面部7の半径R1の大きさと第1、第2凹曲面部8,12の大小、および芯厚dの大きさが異なる以外はこの実施形態と同様とされた比較ドリル1〜5とで、切削速度を変化させ、かつ乾式で穴明け加工試験を行ったときの結果を示すものであり、加工条件や評価は表下に示した通りである。
【0032】
【表1】
【0033】
この表1の結果より、まず第1凸曲面部7の半径R1が切刃5の外径Dに対して0.1×Dを下回る比較ドリル1では、この第1凸曲面部7の幅が小さくなるのに伴い先端の凸曲線状切刃部16の幅も小さくなって、この凸曲線状切刃部16ごと切刃5の肩すなわち上記外周端15部分にチッピングが生じ、またこれとは逆に半径R1が0.8×Dを上回る比較ドリル2では、これら第1凸曲面部7および凸曲線状切刃部16が幅広となって、相対的に第1凹曲面部8および凹曲線状切刃部17が幅狭となり、これにより切屑のカーリング性が損なわれて切屑排出溝3の内壁面4,9に切屑が強く押し付けられ、大きな摩耗を生じる結果となった。また、上記実施形態とは逆に第1凹曲面部8の半径R2を第2凹曲面部12の半径R4よりも大きくした比較ドリル3では、切屑が第2凹曲面部12に強く押し付けられることによって図5(ロ)に示すように潰れを生じ、またこの第2凹曲面部12の摩耗も著しかった。さらに、芯厚dを0.3×Dよりも大きくした比較ドリル4では、切屑排出溝3の断面積が小さくなってやはり切屑の擦過による摩耗が大きく、しかもスラスト力が増大してドリル駆動力も大きくなったのに対し、逆に芯厚dを0.15×Dより小さくした比較ドリル5では、スラスト力は小さくなったものの、剛性不足によって折損が生じてしまった。
【0034】
これらの比較ドリル1〜5に対して、上記実施形態のドリル1〜3では、いずれも排出された切屑が図5(イ)に示すように潰れを生じたりすることなく小さくカールさせられていて、切屑排出溝3の内壁面4,9等における工具摩耗も正常なものであり、特に芯厚dを0.23×Dとした実施形態ドリル2ではスラスト力、水平分力とも小さく、より安定した穴明け加工を行うことが可能であった。なお、これに対して芯厚dを0.20×Dとやや小さめにした実施形態ドリル3では、その分剛性も小さくなったため水平分力が大きくなる傾向となったが、比較ドリル5のように折損に至るようなことはなく、実用上十分な寿命を得ることができた。
【0035】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、切屑排出溝のドリル回転方向を向く壁面の外周端側に凸曲面部を形成することにより、この切屑排出溝の外周端におけるドリル本体強度を確保してチッピングや欠けの発生を防止することができる。そして、この凸曲面部の内周側に滑らかに連なる第1凹曲面部を形成することにより、切屑全体を内周側に巻き込むようにして巻き癖をつけてカールさせ、効率的な処理を図ることができるとともに、ドリル回転方向後方側を向く壁面には第2凹曲面部を形成してこれら第1、第2凹曲面部を接続面によって滑らかに接続することにより、カールされた切屑がこの第2凹曲面部や接続面に強く押し付けられすぎるのを防いで、ドリル本体の摩耗やドリル回転駆動力の低減を図ることができる。また、この接続面の幅を適宜設定することにより、第1、第2凹曲面部の曲率半径に関わらず、ドリル本体の剛性や切屑排出溝の断面積を確保することもできる。従って、乾式でしかも高速切削となるような過酷な加工条件においても、ドリルの寿命の延長を図って円滑かつ安定した穴明け加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態を示す軸線O方向先端視の正面図である。
【図2】 図1に示す実施形態の軸線Oに直交する部分断面図である。
【図3】 図1に示す実施形態のシンニング部19を示すドリル本体1先端部の斜視図である。
【図4】 (イ)は本発明の実施形態によるドリルによって生成された切屑を示す図であり、(ロ)は実施形態とは第1、第2凹曲面部8,12の半径R3,R4の大小が反対とされた比較ドリル3による切屑を示す図である。
【符号の説明】
1 ドリル本体
2 先端逃げ面
3 切屑排出溝
4,9 切屑排出溝3の内壁面
5 切刃
7 第1凸曲面部
8 第1凹曲面部
11 第2凸曲面部
12 第2凹曲面部
13 接続面
14 内壁面4の外周端
16 切刃5の外周端
17 凸曲線状切刃部
18 凹曲線状切刃部
19 シンニング部
20 シンニング切刃部
21 第1シンニング部
22 第1シンニング部21の谷底部
23 第2シンニング部
O ドリル本体1の軸線
T ドリル回転方向
R1〜R4 第1、第2凸凹曲面部7,8,11,12が軸線Oに直交する断面においてなす曲線の曲率半径
S1,S2 第1、第2仮想直線
L1,L2 第1、第2凹曲面部8,12の凹み量
d ドリル本体1の芯厚[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a drill capable of a smooth and stable drilling process even under severe processing conditions such as high-speed dry cutting.
[0002]
[Prior art]
As a drill intended to cope with such severe processing conditions that use only a dry or trace amount of cutting fluid, a drill described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-198011 has been proposed. That is, in the drill described in this publication, on the outer peripheral side of the cutting blade formed at the tip of the drill body, an outer corner cutting blade that is angled from the middle portion of the cutting blade and recedes in the drill rotation direction is formed, The leading edge formed from the chip discharge groove and the margin portion is provided with a chamfered portion having a linear shape or a curved shape following the corner cutting edge, and the crossing angle between the outer corner cutting edge and the chamfered portion and the margin portion is determined. Since the obtuse angle can be obtained, it is possible to prevent the chip or the chip discharge groove from being chipped even under the above processing conditions. Moreover, as a drill which bent the outer peripheral end side of the cutting blade or the chip discharge groove to the rear side in the drill rotation direction as described above, for example, as described in Japanese Patent Publication No. 4-46690, the first on the outer peripheral side of the cutting blade is used. A secondary straight ridge having a substantially V-shaped convex shape has also been proposed. In the drill described in this publication, the inner peripheral side of the secondary straight ridge has a rounded concave shape. Further, as such a drill having a concave cutting edge, for example, in Japanese Examined Patent Publication No. 61-58246, a concave curve is used so that the rake angle in the radial direction of the cutting edge portion on the outer peripheral side becomes 0 ° to positive. A tied one has also been proposed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Of these, as described in Japanese Examined Patent Publication No. 61-58246, when the outer peripheral cutting edge portion has a concave curve, the processing by chip curling can be performed smoothly and stably under normal processing conditions. However, since the crossing angle with the margin part of the inner wall facing the drill rotation direction of the chip discharge groove becomes an acute angle and the strength of the drill body is insufficient, this inner wall surface is immediately exposed under severe conditions such as high-speed dry cutting. Chipping and chipping occur on the outer peripheral end side, and the tool life is consumed in a very short time. On the other hand, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-198011 and Japanese Patent Publication No. 4-46690, a chamfered portion is provided on the outer peripheral end side of the inner wall surface of the chip discharge groove, or the outer peripheral end side of the cutting blade is In the case where the outer peripheral end of the chip discharge groove has a V-shaped cross section along with the V-shaped convex shape, the crossing angle with the margin part of the chip discharge groove can be made an obtuse angle. Although chipping is suppressed, the chips generated by the cutting blade are likely to flow out to the outer peripheral side from the chamfered portion of the inner surface of the chip discharge groove and the outer peripheral side of the convex V shape. The curling property as a whole deteriorates, and thus the chips that are not sufficiently curled are strongly pressed against the inner wall surface of the chip discharge groove facing the rear side of the drill rotation direction, which gives a great resistance to the drill body. Worn there is a risk of or cause an increase in drill rotation driving force at the time of processing or promoted.
[0004]
The present invention has been made under such a background, and prevents the shortening of the tool life even under severe processing conditions such as high-speed dry cutting and provides excellent chip disposal and enables smooth and stable drilling. The purpose is to provide a simple drill.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems and achieve such an object, according to the present invention, a chip discharge groove extending toward the rear end side is formed on the outer periphery of the distal end portion of the drill body rotated about the axis, and the chip is A drill in which a cutting edge is formed at an intersecting ridge line portion between the inner wall surface of the discharge groove facing the drill rotation direction and the tip flank of the drill body, and the inner wall surface of the chip discharge groove facing the drill rotation direction A convex curved surface portion that is located on the outer peripheral end side, intersects the margin portion, and forms a convex curved surface that is convex in the drill rotation direction, and is formed on the inner peripheral side of the convex curved surface portion. Forming a first concave curved surface portion that forms a curved surface that is smoothly connected to the rear side of the drill rotation direction and has a concave shape in the drill rotation direction on the inner wall surface facing the rear side of the drill discharge groove in the drill rotation direction. A second concave curved surface portion having a curved surface shape is formed. Between the first and second concave curved surface portions, a connecting surface that forms a tangential line that touches both the concave curve formed by the first concave curved surface portion and the concave curve formed by the second concave curved surface portion in a cross section orthogonal to the axis. And the first concave curved surface portion and the second concave curved surface portion are smoothly connected via the connection surface. In the cross section orthogonal to the axis, the radius of curvature of the concave curve formed by the second concave curved surface portion is made larger than the radius of curvature of the concave curve formed by the first concave curved surface portion, so that the first concave curved surface portion is The radius of curvature of the concave curve formed is set in a range of 0.18 × D to 0.35 × D with respect to the outer diameter D of the cutting edge, and the radius of curvature of the concave curve formed by the second concave curved surface portion is set. The outer diameter D of the cutting blade is set in a range of 0.2 × D to 0.5 × D. It is characterized by that.
[0006]
Therefore, in the drill configured in this way, a convex curved surface portion that is convex in the drill rotation direction is formed on the outer peripheral end side of the chip discharge groove, so the outer peripheral side of this convex curved surface portion, that is, the outer periphery of the drill body At the intersection with the margin portion, the intersection angle can be increased to ensure a sufficient strength, and chipping and chipping can be prevented even under the above processing conditions. And the 1st concave curved surface part which becomes a concave in the drill rotation direction back side is formed in the inner peripheral side of this convex curve surface part smoothly, and a chip is slidably contacted to this 1st concave curved surface part. As a result, it is possible to curl the entire chip on the outer peripheral side that has flowed out to the convex curved surface part so as to be wound on the inner peripheral side, and to rotate the drill on the inner wall surface facing the rear side in the drill rotation direction of the chip discharge groove A second concave curved surface portion that is concave in the direction is formed, and a connecting surface that smoothly touches both concave curved surface portions is formed between the first and second concave curved surface portions. It is possible to smoothly flow out the chips without pressing strongly against the inner wall surface facing the rear side of the drill rotation direction of the chip discharge groove, reducing resistance to the drill body during processing, reducing wear and driving the drill To reduce power Door can be. In addition, by forming the connection surface between the first and second concave curved surface portions in this way, the groove width of the chip discharge groove is ensured without being limited by the curvature radius of the first and second concave curved surface portions. Therefore, it is possible to simultaneously improve the curling property and discharging property of the chips as described above. However, in the present invention, in the cross section perpendicular to the axis, the radius of curvature of the concave curve formed by the second concave curved surface portion is made larger than the radius of curvature of the concave curve formed by the first concave curved surface portion. The first concave curved surface portion can curl the chip with sufficient curl, and the radius of curvature of the second concave curved surface portion is made larger than that of the first concave curved surface portion. By interposing the connection surface between the first and second concave curved surface portions, it is possible to further suppress chip pressing to the second concave curved surface portion and to further smooth chip discharge. In addition, as for the radius of curvature of the concave curve formed by the first concave curved surface portion in the cross section perpendicular to the axis, there is a possibility that it cannot be sufficiently curled by sliding the chips if it is too large. If it is too small, the chips are abruptly curled and the braking action may become too large, so the range is set in the range of 0.18 × D to 0.35 × D with respect to the outer diameter D of the cutting edge. Furthermore, if the radius of curvature of the concave curve formed by the second concave curved surface portion in the cross section orthogonal to the axis is too large, the chips do not slide on the second concave curved surface portion and are curled only by the first concave curved surface portion. On the other hand, if it is too small, the sliding contact of the chips with the second concave curved surface portion becomes too strong and a large braking action is generated. It is set in the range of 0.2 × D to 0.5 × D. Such a connection surface may be formed between the convex curved surface portion and the first concave curved surface portion, or on the outer peripheral side of the convex curved surface portion or the second concave curved surface portion.
[0007]
However, in this case, if the dent on the rear side in the drill rotation direction of the first concave curved surface portion is too small, there is a possibility that sufficient curling due to the sliding contact of chips may not be achieved, but conversely if the dent is too large. Further, the braking action due to the sliding contact of the chips becomes too strong, and the chips may be crushed and the discharge performance may be impaired, or the drill driving force may be increased. Also, with respect to the second concave curved surface portion, depending on the width of the connection surface, if the recess in the drill rotation direction is too small, chips flowing from the first concave curved surface portion are strongly pressed against the second concave curved surface portion. On the other hand, if this dent is too large, the chips may be curled only by sliding contact with the first concave curved surface portion, and may not be sufficiently curled. There is. For this reason, the dents of the first and second concave curved surface portions are the first imaginary line from the first imaginary straight line connecting the axis and the outer peripheral end of the inner wall surface facing the drill rotation direction in a cross section orthogonal to the axis. From the second imaginary straight line that intersects the first imaginary straight line at the axis line while setting the dent amount L1 of the concave curved surface part to a range of −0.06 × D to 0 with respect to the outer diameter D of the cutting edge. It is desirable to set the dent amount L2 of the second concave curved surface portion in the range of −0.06 × D to 0.06 × D.
[0008]
The radii of curvature of the first and second concave curved surface portions may be constant in each case, that is, the first and second concave curved surface portions in the cross section are smoothly in contact with each other at one contact point with arcs having different radii. The shape may be a shape, and the radius of curvature gradually increases from the first concave curved surface portion side to the second concave curved surface portion side through the connection surface having a tangential cross section, for example, an elliptical shape or a trochoid in the cross section, Various curvilinear shapes such as a cycloid and an involute may be exhibited.
[0009]
Further, when the convex curved surface portion and the first and second concave curved surface portions that are smoothly connected to the inner wall surface of the chip discharge groove are formed in this way, the curvature radius of the convex curve formed by the convex curved surface portion first in the cross section orthogonal to the axis line. On the other hand, if this is too large, the curling of chips may be insufficient. On the other hand, if it is too small, sufficient strength cannot be secured at the intersection with the margin portion. In contrast, it is desirable to set a range of 0.1 × D to 0.8 × D. Furthermore, in order to sufficiently ensure the rigidity of the drill body while facilitating smooth discharge of the chips curled as described above, the core thickness of the drill body is set to the outer diameter D of the cutting blade. It is desirable to set it in the range of 0.15 × D to 0.3 × D. Furthermore, if the surface of at least the tip of the drill body is coated with a hard coating such as TiN, TiCN, TiAlN, etc., the wear resistance of the tip of the drill body can be improved.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 to 3 show an embodiment of the present invention. In the present embodiment, the
[0011]
Here, the inner wall surface 4 is located on the outer peripheral side thereof, intersects the
[0012]
Furthermore, in the present embodiment, in the cross section, the uneven curves formed by the first and second uneven
[0013]
On the other hand, since the arc centers C2 and C4 formed by the first and second concave
[0014]
The contact point P1 of the uneven curve formed by the first
[0015]
Further, in the cross section, the radii R1 to R4 of the arc formed by the first and second uneven
[0016]
In the
[0017]
On the other hand, the
[0018]
Here, a portion of the thinning
[0019]
Further, in the portion where the foremost
[0020]
In the drill configured in this way, first, the first convex
[0021]
Further, in the drill having the above-described configuration, the first concave
[0022]
Further, when the
[0023]
Further, in the present embodiment, the first and second concave
[0024]
In the present embodiment, the radius of curvature of the concave curve formed by the second concave
[0025]
Further, in the present embodiment, the curvature radii R1 and R3 of the convex curves (convex arcs) formed by the first and second convex
[0026]
Furthermore, in this embodiment, as the chip disposability is improved and the drill rotational driving force is reduced in this way, the load that the
[0027]
On the other hand, in the drill of this embodiment in which the first uneven
[0028]
Further, the convex curved
[0029]
Furthermore, in this embodiment, the thinning
[0030]
Further, a second thinning
[0031]
Here, the following table 1 shows the drill of the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, the size of the radius R1 of the first convex
[0032]
[Table 1]
[0033]
From the results of Table 1, first, in the
[0034]
With respect to these
[0035]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the convex body is formed on the outer peripheral end of the wall surface facing the drill rotation direction of the chip discharge groove, thereby ensuring the strength of the drill body at the outer peripheral end of the chip discharge groove. Occurrence of chipping and chipping can be prevented. Then, by forming the first concave curved surface portion that is smoothly connected to the inner peripheral side of the convex curved surface portion, curling is performed by curling the curl so that the entire chip is wound on the inner peripheral side, thereby achieving efficient processing. In addition, the second concave curved surface portion is formed on the wall surface facing the rear side in the drill rotation direction, and the first and second concave curved surface portions are smoothly connected by the connection surface, so that the curled chips can be removed. It is possible to prevent excessive pressing against the second concave curved surface portion and the connection surface, and to reduce wear of the drill body and drill rotation driving force. In addition, by appropriately setting the width of the connection surface, the rigidity of the drill body and the cross-sectional area of the chip discharge groove can be ensured regardless of the radii of curvature of the first and second concave curved surface portions. Therefore, even under severe conditions such as dry and high-speed cutting, the drill life can be extended and smooth and stable drilling can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of an embodiment of the present invention as viewed from the front in the direction of an axis O. FIG.
FIG. 2 is a partial cross-sectional view orthogonal to the axis O of the embodiment shown in FIG.
3 is a perspective view of the distal end portion of a
4A is a view showing chips generated by the drill according to the embodiment of the present invention, and FIG. 4B is a view showing the radii R3 and R4 of the first and second concave
[Explanation of symbols]
1 Drill body
2 Tip flank
3 Chip discharge groove
4,9 Inner wall surface of
5 Cutting blade
7 First convex curved surface
8 first concave curved surface
11 Second convex curved surface
12 Second concave curved surface
13 Connection surface
14 Outer peripheral edge of inner wall surface 4
16 Outer edge of cutting
17 Convex curve cutting edge
18 Concave curved cutting edge
19 Thinning club
20 Thinning cutting edge
21 First thinning section
22 Valley bottom of the first thinning
23 Second thinning section
O Axis of
T Drill rotation direction
R1 to R4 Curvature radii of curves formed by the first and second uneven
S1, S2 first and second virtual straight lines
L1, L2 Depression amount of the first and second concave
d Core thickness of
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