JP4206778B2

JP4206778B2 - Center drill

Info

Publication number: JP4206778B2
Application number: JP2003042371A
Authority: JP
Inventors: 寛池内; 康史大田; 太一青木
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2002-02-27
Filing date: 2003-02-20
Publication date: 2009-01-14
Anticipated expiration: 2023-02-20
Also published as: JP2003326410A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ドリルによる穴明け加工に際し、穴位置精度を確保するために設けられるセンタ穴を形成するセンタドリル、とくに小径のセンタ穴を形成するためのセンタドリルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
穴明け加工に用いられるドリルは、先端逃げ面同士の交差稜線としてドリルの軸線方向に直交するように延びるチゼルエッジを有するために、ワークへの食い付き時に、ドリルの回転に伴って振れ回り現象が生じることとなり、加工穴を狙った位置へ正確に形成することができないという問題がある。
このため、高い穴位置精度が必要な加工穴を形成しようとする場合には、例えば、特許文献１・２に開示されているような先端面にシンニングが施されたドリルを用いて穴明け加工を行ったり、あるいは、特許文献３に開示されているようなセンタドリルを用いて、ワークの加工穴を形成すべき位置にあらかじめセンタ穴を形成してから、このセンタ穴をガイドとしてドリルによる穴明け加工を行うといった方法が採用されている。
【０００３】
前者のシンニングが施されたドリルを用いて穴明け加工を行う場合には、このドリルのシンニングが施された先端面からワークに食い付く、すなわち、ワークに対して小さな部位で局所的に食い付くことにより、ドリルの振れ回りを防止できるように見える。
しかし、実際には、シンニング面と先端逃げ面との交差稜線に形成される２次切刃（上記の特許文献１における中心側切刃２６，２８、特許文献２におけるシンニング刃７，７）のなす先端角が、１５０゜〜１６５゜程度と１８０゜に近い値に設定されているため、この２次切刃がワークへの食い付き時に大きく影響してしまい、とくに小径の穴明け加工においては、シンニングの施されていないドリルがそのチゼルエッジからワークに食い付くときと同様に振れ回りが生じ、高い穴位置精度を得ることはできないものであった。
【０００４】
また、後者のセンタドリルを用いて穴明け加工の前にあらかじめセンタ穴を形成しておく場合には、図８に示すようなセンタ穴１がワークＷの表面に形成されることになる。
この従来形状のセンタ穴１は、その内周面が、穴底側に向かうにしたがい一定の傾斜角で漸次縮径する第１凹円錐面状部分２と、この第１凹円錐状部分２に連なるとともに一定の内径で断面円形をなして穴底側に凹む底穴部分３と、この底穴部分３に連なるとともに穴底側に向かうにしたがい一定の傾斜角で漸次縮径する第２凹円錐面状部分４とから構成される。なお、このようなセンタドリルにおいてもチゼルエッジを有するために、センタ穴１の最底部、すなわち、第２凹円錐面状部分４の穴底部は平坦な底面５となっている。
そして、このセンタ穴１の第１凹円錐面状部分２に、回転するドリルの切刃部分を沿わせるとともに、ドリルのチゼルエッジに対して底穴部分３によって逃げを与えつつ、ドリルをワークＷに食い付かせることにより、振れ回り現象を生じさせず、高い穴位置精度を得ようとしているのである。
【０００５】
【特許文献１】
実開平５−２９６１５号公報
【特許文献２】
特開２００１−１０５２２０号公報
【特許文献３】
実用新案登録第２５７９４５２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようなセンタ穴１を形成するセンタドリルであってもチゼルエッジを有しているため、振れ回り現象が生じてしまって高い位置精度を有するセンタ穴１を形成することができず、たとえ、ワークＷにあらかじめセンタ穴１を形成したとしても、このような位置精度の不十分なセンタ穴１を用いて穴明けされた加工穴が高い位置精度を呈することはないのであった。
【０００７】
また、近年においては、より小径のドリルを用いて、より小径の加工穴を形成する必要が生じてきており、これにともない、ワークＷにあらかじめ形成しておくセンタ穴も、その開口部の直径が例えば１ｍｍ以下に設定されているような、より小径のものが要求されてきている。
すると、上記のような従来形状のセンタ穴１を形成するためのセンタドリルを小径化するにも製作の面での限界があるので、従来と同じ大きさのセンタドリルを用いて、小径の開口部を有するセンタ穴を形成することになるが、これによって形成されるセンタ穴１Ａは、図９に示すように、図８に示すセンタ穴１における第２凹円錐面状部分４と平坦な底面５とから構成されたものになってしまう。
【０００８】
そして、このようなセンタ穴１Ａをガイドとして小径のドリルによる穴明け加工を施そうとすると、ドリルのチゼルエッジが、センタ穴１Ａの平坦な底面５に食い付くこととなってしまい、センタ穴の形成されていないワークに食い付く状態と変わらなくなって、振れ回り現象が生じて高い穴位置精度を得ることができなかった。しかも、センタドリル自体の振れ回り現象によってセンタ穴１Ａの高い位置精度が得られていないこととも相俟って、形成される加工穴の穴位置精度のさらなる低下を招いてしまう。
また、ドリルは、小径になるほど工具本体の剛性が低下してその曲がりが生じやすく、振れ回り現象が顕著になってしまうので、平坦な底面５を有しておらずドリルの振れ回り現象を抑制できる小径のセンタ穴を形成でき、かつ、センタドリル自体の振れ回り現象も生じることのないセンタドリルが熱望されていたのである。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、センタドリル自体の振れ回り現象が生じることがなく、かつ、ドリルの振れ回り現象を生じさせることのないセンタ穴を形成することができるセンタドリルを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明のセンタドリルは、ワークにセンタ穴を形成するためのセンタドリルであって、軸線回りに回転される円柱軸状をなす工具本体の先端部に、この工具本体の先端部が錐面によって切り欠かれるようにして、ｎ角錐（ｎ＞２）状の切刃部が形成されており、前記錐面は、すべての錐面が前記軸線上の１点において該軸線に等しい角度で交差してこの交点が前記工具本体における最先端とされるとともに、周方向には互いに等間隔に、かつ隣接する錐面同士が互いに等しい角度で交差するように配設されており、前記切刃部のなすｎ角錐の錐面同士が交差してできる稜線が、前記軸線側に凹む凹曲線状とされていることを特徴とする。
このようなｎ角錐状の切刃部においては、逃げ面をなすｎ角錐の錐面が、その先端の一点で交差することになり、従来のような軸線に直交する方向に延びるチゼルエッジが形成されることがないので、センタドリル自体の振れ回り現象が生じることがなく、形成されるセンタ穴の位置精度を低下させてしまうことがない。しかも、このセンタドリルによって形成されるセンタ穴は、その内周面が穴底側に向かうにしたがい漸次縮径していく凹円錐面状となって、平坦な底面が存在しない。それゆえ、このような平坦な底面がなく高い位置精度を呈するセンタ穴をガイドとして、ドリルによる穴明け加工を施すことで、ドリルの振れ回り現象を生じさせず、穴位置精度の高い加工穴を得ることができる。
また、本発明のセンタドリルでは、前記切刃部のなすｎ角錐の錐面同士が交差してできる稜線が、前記軸線側に凹む凹曲線状とされている。
このような構成とすると、ｎ角錐状の切刃部における先端側部分の先端角を小さくすることができるので、この切刃部における先端側部分のみを用いてセンタ穴を形成する場合に、ワークに対する切込み量が多少異なっていたとしても、形成されるセンタ穴の開口部の直径を所望の値に対して大きく変化させてしまうようなことがなくなる。しかも、このように先端側部分の先端角が小さくされた切刃部であっても、工具本体の軸線方向に沿った長さを長くする必要がないので、切刃部の強度を十分に確保することができるとともに、幅広いサイズのセンタドリルへ適用することもできる。
【００１２】
さらに、本発明のセンタドリルでは、これを用いてワークに形成する前記センタ穴の開口部の直径が１ｍｍ以下に設定されている場合であっても、平坦な底面の存在しない凹円錐面状の内周面を有するセンタ穴を容易に形成することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図１乃至図７を用いて説明する。
本発明の第１実施形態によるセンタドリルの工具本体１１は、図１に示すように、例えば、超硬合金やハイス鋼などによって形成されて、概ね直径３ｍｍ程度の軸線Ｏを中心とする細長い略円柱軸状をなしており、その先端部（図１（ｂ）における左側端部）に切刃部１２が形成されている。
【００１４】
この切刃部１２は、例えば、円柱状の工具本体１１の軸線Ｏを中心とした正四角錐状（ｎ角錐状）に凸となるように、この工具本体１１の先端部が４つの平坦な錐面１３…によって切り欠かれるようにして形成されたものである。
したがって、これらの錐面１３…は、すべての錐面１３…が軸線Ｏ上の１点において軸線Ｏに等しい角度で交差してこの交点１４が工具本体１１における最先端とされるとともに、周方向には互いに等間隔に、かつ隣接する錐面１３，１３同士が互いに等しい角度で交差するように配設される。
【００１５】
このため、この周方向に隣接する錐面１３，１３同士が交差してできる稜線１５…も、すべてが交点１４において軸線Ｏに等しい角度で交差するとともに、周方向には互いに等間隔に配設されることとなる。なお、これら稜線１５…のうち、軸線Ｏに関して対称に位置するもの同士の交差角（切刃部１２の先端角）は、このセンタドリルによって形成されるセンタ穴をガイドとして用いるドリルの切刃の先端角と同一となるように設定されている。
また、工具本体１１が円柱状をなしていることから、この第１実施形態では工具本体１１の外周面と切刃部１２の各錐面１３…との交差稜線部１６が、後端側に凹む楕円弧状を呈することとなる。
【００１６】
このような構成とされたセンタドリルは、その工具本体１１が軸線Ｏ回りに回転されつつ（回転方向Ｔ）、軸線Ｏ方向の先端側へ送りが与えられることにより、ワークＷに対してｎ角錐状の切刃部１２の最先端に位置する交点１４から食い付いてゆく。
そして、この交点１４に連なる稜線１５…でワークＷを切削するとともに、これら稜線１５…にて生じる切屑を、周方向で隣接しあう稜線１５，１５同士の間に位置する平坦な錐面１３…を用いて排出していくことで、図２に示すようなセンタ穴２０を形成するのである。なお、このセンタ穴２０の形成には、センタドリルにおける切刃部１２のすべてを切削に供させる必要はなく、例えば、切刃部１２における先端側の半分程度をワークＷの切削に供することによってセンタ穴２０が形成される。
【００１７】
このセンタ穴２０は、その内周面が、穴底側に向かうにしたがい一定の傾斜角で漸次縮径する凹円錐面状部分２１として形成されており、また、その開口部の直径ｄが例えば１ｍｍ以下の範囲に設定された小径のものである。さらに、凹円錐面状部分２１の傾斜角は、上述したように軸線Ｏに関して対称に位置する稜線１５…同士の交差角（切刃部１２の先端角）がドリルの切刃の先端角に合わせた大きさとされていることにより、同じくドリルの切刃の先端角に合わせた大きさとされる。
ドリルによる穴明け加工を施す際には、ドリルの切刃の先端角に合わせた角度で形成されたセンタ穴２０の凹円錐面状部分２１に対して、回転するドリルの切刃を沿わせながら、ドリルをワークＷに食い付かせていくことで、加工穴が形成されていくのである。
【００１８】
しかるに、上述のような構成とされたセンタドリルによれば、その切刃部１２が、ｎ角錐状をなして従来のようなチゼルエッジを有していないため、センタドリル自体の振れ回り現象を生じさせることがなく、高い位置精度を有するセンタ穴２０を形成することができる。
そして、このセンタドリルを用いて形成したセンタ穴２０の内周面が、穴底側に向かうにしたがい一定の傾斜角で漸次縮径していく凹円錐面状部分２１として形成されることになり、たとえ、センタ穴２０の開口部の直径ｄが１ｍｍ以下の範囲に設定される小径のものであっても、平坦な底面の存在しないセンタ穴２０を容易に得ることができる。
【００１９】
それゆえ、このような高い位置精度を呈するセンタ穴２０をガイドとして、ドリルによる穴明け加工を施すことにより、ドリルの振れ回り現象を抑制することができ、ひいては、高い穴位置精度を有する加工穴を形成することが可能となる。
なお、センタ穴２０における開口部の直径ｄに関して、本第１実施形態によるセンタドリルが従来のセンタドリルよりも顕著な優位性を確保しようとするならば、この直径ｄが、０．５ｍｍ以下の範囲に設定されたセンタ穴２０を形成するためのセンタドリルであることが好ましく、逆に、現時点での技術的な面を考えると、この直径ｄは、０．０５ｍｍ以上となる。
【００２０】
ここで、上述した第１実施形態では、ｎ角錐状の切刃部１２における錐面１３…がそれぞれ平坦とされて、これら錐面１３…同士が交差してできる稜線１５…が直線状をなしているのであるが、このような直線状の稜線１５…を有するｎ角錐状の切刃部１２では、ワークＷに対する軸線Ｏ方向への切込み量が少しでも変化すると、このセンタドリルによって形成されるセンタ穴２０の開口部の外径ｄが所望の値に対して大きく変化してしまうおそれがある。
この現象を抑制するためには、切刃部１２の先端角（軸線Ｏに関して対称に位置する稜線１５…同士の交差角）を小さくすることにより、切刃部１２の回転軌跡がなす外径の、軸線Ｏに沿った方向での変化傾向を緩やかにすることが有効であると考えられるが、直線状の稜線１５…を有するｎ角錐状の切刃部１２の先端角を小さくしたならば、この切刃部１２における軸線Ｏ方向に沿った長さを非常に長くする必要が生じてしまい、切刃部１２の強度を損ねたり、幅広いサイズを有するセンタドリルへの適用が困難になるという不具合がある。
【００２１】
ところで、ワークに形成するセンタ穴２０の開口部の直径ｄが１ｍｍ以下（とくに０．５ｍｍ以下）と小さくなってくると、上述したように、センタ穴２０を形成するセンタドリルの切刃部１２における先端側部分のみがワークＷの切削に供されることとなる。
そのため、開口部の外径ｄが小さいセンタ穴２０を形成する場合には、切刃部１２における先端側部分の先端角さえ小さくなっていれば、ワークＷに対する軸線Ｏ方向への切込み量が多少異なっていたとしても、形成されるセンタ穴２０の開口部の直径ｄが所望の値に対して大きく変化するようなことがない。
【００２２】
このような知見に基づいてなされ、切刃部１２における軸線Ｏ方向に沿った長さを長くすることなく、この切刃部１２における先端側部分の先端角を小さくできるものとして、例えば、図３に示す本発明の第２実施形態によるセンタドリルがあり、これは、ｎ角錐状の切刃部１２における錐面１３…同士が交差してできる稜線１５…を、径方向内周側（軸線Ｏに近づく側）に凹む凹曲線状としたものである。また、ｎ角錐状の切刃部１２における稜線１５…が凹曲線状をなしているため、切刃部１２における錐面１３…も、径方向内周側（軸線Ｏに近づく側）に凹む凹曲面状をなすことになる。
【００２３】
このセンタドリルでは、凹曲線状をなす稜線１５…における先端側部分については、軸線Ｏ方向の後端側に向かうにしたがい緩やかに径方向外周側（軸線Ｏから離れる側）へ向かって延び、また、凹曲線状をなす稜線１５…における後端側部分については、軸線Ｏ方向の後端側に向かうにしたがい急激に径方向外周側（軸線Ｏから離れる側）へ向かって延びるようになっている。
そのため、凹曲線状をなす稜線１５…を有するｎ角錐状の切刃部１２の先端側部分は、その先端角が小さくなっているとともに、軸線Ｏに沿った方向での変化傾向が緩やかになっており、しかも、切刃部１２全体における軸線Ｏ方向に沿った長さが長くなることがないのである。
【００２４】
したがって、切刃部１２における先端角の小さい先端側部分のみを用いて、センタ穴２０を形成することにより、ワークＷへの切込み量が多少変化したときでも、形成されたセンタ穴２０の開口部の外径ｄが所望の値に対して大きく変化するのを抑制でき、加えて、このように先端角を小さくした場合であっても、切刃部１２の軸線Ｏ方向に沿った長さが長くならないので、切刃部１２の強度を確保できるとともに、幅広いサイズを有するセンタドリルへ適用することができる。なお、第２実施形態によるセンタドリルによって形成されるセンタ穴２０の内周面は、切刃部１２の形状に対応するように、一定の傾斜角を有していない凹円錐面状部分２１となって、ドリルの切刃の先端角には厳密に合わない形状となってしまうのであるが、上述したような切刃部１２における先端側部分のみを用いて形成するような小径のセンタ穴２０の場合には、何ら不具合が生じることはない。
【００２５】
また、上述したようなセンタドリルにおいては、その切刃部１２がなすｎ角錐の形状を、正四角錐のみに限定することなく、三角錐とすることは勿論、ｎ＝５や６以上の多角錐に形成したりすることも可能である。
したがって、例えばｎ＝５以上の多角錐状に切刃部１２を形成した場合には、ｎが大きくなるにしたがい軸線Ｏに直交する断面において切刃部１２の稜線１５を挟んだ隣接する錐面１３，１３同士の交差角も大きくなるので、切削作用部となるこの稜線１５部分の強度をより向上させることができ、一層の工具寿命の延長およびこれに伴う加工の安定化・円滑化を促すことが可能となる。
【００２６】
ただし、このように切刃部１２をなすｎ角錐のｎの数が大きくなりすぎると、稜線１５…にて生じる切屑を逃がすための役割をもつ錐面１３…とセンタ穴の内周面との間のスペースを確保しづらくなって切屑排出性の低下を招くおそれが生じる。
このため、この切刃部１２の強度と切屑排出性との両立を図るには、ｎ＝４〜８程度とされるのが望ましい。
【００２７】
また、上述した各実施形態のように、正ｎ角錐状の切刃部１２に限定される必要はなく、例えば、図４に示す本発明の第３実施形態によるセンタドリルのように、切刃部１２における稜線１５が周方向で不等間隔に配設されるようにしてもよい。
さらには、ｎ角錐状の切刃部１２における錐面１３，１３同士が交差する稜線１５を、例えば、図５に示す本発明の第４実施形態によるセンタドリルのように、軸線Ｏ方向の先端側から見たときに、回転方向Ｔ前方側に凸となる曲線状にする、すなわち、切刃部１２全体を軸線Ｏ方向の後端側に向かってねじれていくようにしても構わない。
【００２８】
また、上記の各実施形態においては、図６に示す本発明の変形例のように、切刃部１２における軸線Ｏに直交する断面で見たときに、錐面１３…が、径方向内周側（軸線Ｏに近づく側）に凹む凹曲面とされていてもよい。
このような凹曲面として錐面１３…を形成したならば、軸線Ｏに直交する断面において隣接する錐面１３，１３同士の交差角が小さくなって、切削作用部となる稜線１５部分を鋭利な状態に維持して優れた切れ味を得ることができ、また、稜線１５…でワークＷを切削したときにこれら稜線１５…にて生じる切屑を排出するための空間を大きく確保できることとなって、切屑排出性を良好に保つことができる。
【００２９】
逆に、図７に示す他の変形例のように、切刃部１２における軸線Ｏに直交する断面で見たときに、ｎ角錐状の切刃部１２における錐面１３…が、径方向外周側に凸となる凸曲面とされていてもよい。
このような凸曲面として錐面１３…を形成したならば、軸線Ｏに直交する断面において隣接する錐面１３，１３同士の交差角が大きくなって、切削作用部となる稜線１５部分の強度を高めることが可能となる。
【００３０】
また、ここで、ｎ角錐状の切刃部における錐面１３…同士が一点で交差することにより形成される交点１４に対して、形成するセンタ穴２０の形状に影響を与えない程度の適度な丸みや微量な面取りを付けることも可能であり、このような構成とすると、比較的強度が小さくなりがちな交点１４の強度を高めて、安定した加工を継続していくことが可能となる。
【００３１】
さらには、少なくとも工具本体１１の先端の切刃部１２を、ダイヤモンド皮膜またはＴｉ系窒化皮膜などの硬質皮膜によって被覆することで、少なくともセンタ穴の加工に関与する部分に、十分な硬度及び耐摩耗性を確実に与えて、長いドリル寿命をばらつきなく安定して得ることも可能である。
【００３２】
【発明の効果】
本発明のセンタドリルによれば、その切刃部がｎ角錐状を呈し、従来のような軸線に直交する方向に延びるチゼルエッジを有していないので、センタドリル自体の振れ回りが生じることなく、位置精度の高いセンタ穴の形成が可能になる。しかも、このセンタ穴は、その内周面が穴底側に向かうにしたがい漸次縮径していく凹円錐面状となって、平坦な底面が存在することがない。
それゆえ、このような高い位置精度を有するとともに平坦な底面の存在しないセンタ穴をガイドとして、ドリルによる穴明け加工を施すことで、ドリルの振れ回り現象を抑制することができて、穴位置精度の高い加工穴を得ることが可能となる
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の第１実施形態によるセンタドリルの先端面図、（ｂ）は同センタドリルの側面図である。
【図２】図１に示すセンタドリルによってワークに形成されるセンタ穴を示す断面図である。
【図３】（ａ）は本発明の第２実施形態によるセンタドリルの先端面図、（ｂ）は同センタドリルの側面図である。
【図４】（ａ）は本発明の第３実施形態によるセンタドリルの先端面図、（ｂ）は同センタドリルの側面図である。
【図５】（ａ）は本発明の第４実施形態によるセンタドリルの先端面図、（ｂ）は同センタドリルの側面図である。
【図６】本発明の変形例によるセンタドリルの切刃部の軸線に直交する断面図である。
【図７】本発明の他の変形例によるセンタドリルの切刃部の軸線に直交する断面図である。
【図８】従来のセンタドリルによってワークに形成されるセンタ穴を示す断面図である。
【図９】従来のセンタドリルによってワークに形成されるセンタ穴を示す断面図である。
【符号の説明】
１１工具本体
１２切刃部
１３錐面
１４交点
１５稜線
１６交差稜線部
Ｏ軸線[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a center drill for forming a center hole provided to ensure hole position accuracy in drilling with a drill, and more particularly to a center drill for forming a small-diameter center hole.
[0002]
[Prior art]
The drill used for drilling has a chisel edge that extends perpendicularly to the axial direction of the drill as an intersecting ridge line between the tip flank faces, so that when the workpiece bites into the workpiece, the swinging phenomenon occurs as the drill rotates. As a result, there is a problem that it is impossible to accurately form the processed hole at the target position.
For this reason, when it is going to form the processing hole which requires high hole position accuracy, for example, drilling is performed using a drill whose tip surface is thinned as disclosed in Patent Documents 1 and 2. Or, using a center drill as disclosed in Patent Document 3, a center hole is formed in advance at a position where a work hole of the workpiece is to be formed, and then a hole is formed by a drill using the center hole as a guide. The method of performing the dawn processing is adopted.
[0003]
When drilling using the drill with the former thinning, it will bite into the workpiece from the tip surface where this drilling is thinned, that is, it will bite locally at a small part with respect to the workpiece. Thus, it seems that the swing of the drill can be prevented.
However, in reality, the secondary cutting edges (the center-side cutting edges 26 and 28 in Patent Document 1 and the thinning blades 7 and 7 in Patent Document 2) formed on the intersecting ridge line between the thinning surface and the tip clearance surface are used. Since the tip angle made is set to a value close to 180 °, which is around 150 ° to 165 °, this secondary cutting edge has a large effect when it bites into the workpiece, especially in drilling small diameters. In the same manner as when a drill not subjected to thinning digs into the work from its chisel edge, swinging occurs, and high hole position accuracy cannot be obtained.
[0004]
Further, when the center hole is formed in advance before drilling using the latter center drill, the center hole 1 as shown in FIG. 8 is formed on the surface of the workpiece W.
The center hole 1 of the conventional shape has a first concave conical surface portion 2 whose inner peripheral surface gradually decreases in diameter at a constant inclination angle toward the bottom of the hole, and the first concave conical portion 2. A bottom hole portion 3 which is continuous and has a circular shape in section with a constant inner diameter and is recessed toward the bottom of the hole, and a second concave cone which is continuous with the bottom hole portion 3 and gradually contracts at a constant inclination angle toward the bottom of the hole. It is comprised from the planar part 4. FIG. Since such a center drill also has a chisel edge, the bottom of the center hole 1, that is, the bottom of the hole of the second concave conical surface portion 4 is a flat bottom surface 5.
Then, the cutting hole portion of the rotating drill is placed along the first concave conical surface portion 2 of the center hole 1, and the drill is moved to the workpiece W while giving relief by the bottom hole portion 3 with respect to the chisel edge of the drill. By trying to bite, it is trying to obtain high hole position accuracy without causing a whirling phenomenon.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Publication No. 5-29615 [Patent Document 2]
JP 2001-105220 A [Patent Document 3]
Utility Model Registration No. 2579452 [0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, even a center drill that forms the center hole 1 as described above has a chisel edge, and therefore, a whirling phenomenon occurs and the center hole 1 having high positional accuracy cannot be formed. Even if the center hole 1 is formed in the workpiece W in advance, the processed hole drilled using the center hole 1 with insufficient positional accuracy does not exhibit high positional accuracy.
[0007]
Further, in recent years, it has become necessary to form a smaller-diameter machining hole using a smaller-diameter drill, and accordingly, the center hole previously formed in the workpiece W also has a diameter of its opening. For example, a smaller diameter is required, for example, set to 1 mm or less.
Then, since there is a limit in manufacturing even if the diameter of the center drill for forming the center hole 1 having the conventional shape as described above is limited, the center drill having the same size as the conventional one is used. As shown in FIG. 9, the center hole 1A formed by this is formed with the second concave conical surface portion 4 and the flat bottom surface of the center hole 1 shown in FIG. Will be composed of five.
[0008]
Then, when trying to perform drilling with a small-diameter drill using such a center hole 1A as a guide, the chisel edge of the drill bites into the flat bottom surface 5 of the center hole 1A, thereby forming the center hole. It was no different from the state of biting on an unworked workpiece, and a swinging phenomenon occurred, and high hole position accuracy could not be obtained. Moreover, combined with the fact that the high positional accuracy of the center hole 1A is not obtained due to the swinging phenomenon of the center drill itself, the hole positional accuracy of the formed hole is further lowered.
Also, the smaller the diameter of the drill, the lower the rigidity of the tool body, the more likely it is to bend, and the whirling phenomenon becomes prominent. A center drill that can form a center hole with a small diameter and that does not cause the whirling phenomenon of the center drill itself has been eagerly desired.
[0009]
The present invention has been made in view of the above problems, and a center drill capable of forming a center hole that does not cause a swinging phenomenon of the center drill itself and does not cause a swinging phenomenon of the drill. The purpose is to provide.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems and achieve such an object, a center drill according to the present invention is a center drill for forming a center hole in a workpiece, and has a cylindrical shaft shape rotated around an axis. the distal end of Nasu tool body, the tip portion of the tool body so as to be cut by the cone, n pyramid (n> 2) shaped and the cutting edge is formed, said conical surface, all the A conical surface intersects at an angle equal to the axis at one point on the axis, and this intersection is the forefront of the tool body, and the cones are adjacent to each other at equal intervals in the circumferential direction. The ridge line formed by intersecting n-sided pyramid surfaces formed by the cutting edge portions is formed in a concave curve shape recessed toward the axis line side. .
In such an n-pyramidal cutting edge, the conical surface of the n-pyramid forming the flank intersects at one point of the tip, and a chisel edge extending in a direction perpendicular to the axis line as in the conventional case is formed. Therefore, the center drill itself does not run out, and the position accuracy of the formed center hole is not lowered. Moreover, the center hole formed by the center drill has a concave conical surface shape whose inner peripheral surface gradually decreases in diameter toward the bottom of the hole, and there is no flat bottom surface. Therefore, drilling with a drill using the center hole that has no flat bottom surface and exhibits high positional accuracy as a guide, does not cause drill whirling and produces a hole with high positional accuracy. Obtainable.
Moreover, in the center drill of this invention, the ridgeline formed by the conical surfaces of the n-pyramids formed by the cutting edge portion is a concave curve that is recessed toward the axis.
With such a configuration, the tip angle of the tip side portion of the n-pyramidal cutting blade portion can be reduced. Therefore, when the center hole is formed using only the tip side portion of the cutting blade portion, Even if the depth of cut with respect to is slightly different, the diameter of the opening of the formed center hole is not greatly changed with respect to a desired value. Moreover, even if the cutting edge has a small tip angle on the tip side, there is no need to increase the length along the axial direction of the tool body, so the strength of the cutting edge is sufficiently secured. It can be applied to a wide range of center drills.
[0012]
Furthermore, in the center drill according to the present invention, even when the diameter of the opening of the center hole formed in the workpiece using this is set to 1 mm or less, a concave conical surface having no flat bottom surface is formed. A center hole having an inner peripheral surface can be easily formed.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7.
As shown in FIG. 1, the tool body 11 of the center drill according to the first embodiment of the present invention is formed of, for example, cemented carbide, high-speed steel, or the like, and is elongated and has an axis O about 3 mm in diameter. It has a cylindrical axis shape, and a cutting edge portion 12 is formed at the tip end portion (left end portion in FIG. 1B).
[0014]
The cutting edge portion 12 has, for example, four flat cones at the tip of the tool body 11 so as to be convex in a regular quadrangular pyramid shape (n-pyramid shape) centering on the axis O of the cylindrical tool body 11. It is formed so as to be cut out by the surface 13.
Therefore, these conical surfaces 13... Intersect all the conical surfaces 13 at an angle equal to the axis O at one point on the axis O so that the intersection 14 is the forefront in the tool body 11 and the circumferential direction. Are arranged at equal intervals to each other and so that the adjacent conical surfaces 13, 13 intersect at an equal angle.
[0015]
For this reason, the ridgelines 15 formed by the conical surfaces 13 and 13 adjacent to each other in the circumferential direction intersect with each other at the intersection 14 at an angle equal to the axis O, and are arranged at equal intervals in the circumferential direction. Will be. Of these ridgelines 15..., The crossing angle (the tip angle of the cutting edge portion 12) that is symmetrical with respect to the axis O is the cutting edge of a drill that uses the center hole formed by this center drill as a guide. It is set to be the same as the tip angle.
In addition, since the tool body 11 has a cylindrical shape, in this first embodiment, the intersecting ridge line portion 16 between the outer peripheral surface of the tool body 11 and each of the conical surfaces 13 of the cutting edge portion 12 is on the rear end side. A concave elliptical arc shape will be exhibited.
[0016]
In the center drill having such a configuration, the tool body 11 is rotated around the axis O (rotation direction T), and feed is given to the tip side in the direction of the axis O, so It begins to bite from the intersection 14 located at the forefront of the cutting edge portion 12 having a shape.
And while cutting the workpiece | work W by the ridgeline 15 ... which continues to this intersection 14, the flat conical surface 13 located between the ridgelines 15 and 15 which adjoin the circumferential direction of the chip | tip produced in these ridgelines 15 .... As a result, the center hole 20 as shown in FIG. 2 is formed. The formation of the center hole 20 does not require that all of the cutting edge portion 12 of the center drill is used for cutting. For example, by using about half of the front end side of the cutting edge portion 12 for cutting the workpiece W. A center hole 20 is formed.
[0017]
The center hole 20 is formed as a concave conical surface portion 21 whose inner peripheral surface gradually decreases in diameter at a constant inclination angle toward the hole bottom side, and the diameter d of the opening is, for example, The small diameter is set in the range of 1 mm or less. Further, as described above, the inclination angle of the concave conical surface portion 21 is such that the crossing angle (tip angle of the cutting edge portion 12) of the ridge lines 15 positioned symmetrically with respect to the axis O matches the tip angle of the cutting edge of the drill. The size is also adjusted to the tip angle of the cutting edge of the drill.
When drilling with a drill, the cutting edge of the rotating drill is placed along the concave conical surface portion 21 of the center hole 20 formed at an angle that matches the tip angle of the cutting edge of the drill. By drilling the drill into the workpiece W, a processed hole is formed.
[0018]
However, according to the center drill configured as described above, the cutting edge portion 12 has an n-pyramidal shape and does not have a conventional chisel edge. Therefore, the center hole 20 having high positional accuracy can be formed.
Then, the inner peripheral surface of the center hole 20 formed using this center drill is formed as a concave conical surface portion 21 that gradually decreases in diameter at a certain inclination angle toward the bottom of the hole. Even if the diameter d of the opening of the center hole 20 is a small diameter set to a range of 1 mm or less, the center hole 20 having no flat bottom surface can be easily obtained.
[0019]
Therefore, by using the center hole 20 exhibiting such a high positional accuracy as a guide, drilling by a drill can be suppressed, so that the drilling phenomenon of the drill can be suppressed. Can be formed.
In addition, regarding the diameter d of the opening in the center hole 20, if the center drill according to the first embodiment attempts to secure a significant advantage over the conventional center drill, the diameter d is 0.5 mm or less. A center drill for forming the center hole 20 set in a range is preferable, and conversely, considering a technical aspect at the present time, the diameter d is 0.05 mm or more.
[0020]
Here, in the first embodiment described above, the conical surfaces 13 of the n-pyramidal cutting edge portion 12 are flat, and the ridge lines 15 formed by intersecting the conical surfaces 13 are linear. However, the n-pyramidal cutting edge portion 12 having such straight ridge lines 15 is formed by this center drill when the cutting amount in the direction of the axis O with respect to the workpiece W changes even a little. There is a possibility that the outer diameter d of the opening of the center hole 20 may change greatly with respect to a desired value.
In order to suppress this phenomenon, by reducing the tip angle of the cutting edge portion 12 (intersection angle between the ridge lines 15 symmetric with respect to the axis O), the outer diameter formed by the rotation trajectory of the cutting edge portion 12 is reduced. Although it is considered effective to moderate the change tendency in the direction along the axis O, if the tip angle of the n-pyramidal cutting edge portion 12 having the straight ridge lines 15 is reduced, The length along the axis O direction in the cutting edge portion 12 needs to be very long, and the strength of the cutting edge portion 12 is impaired, or it is difficult to apply to a center drill having a wide range of sizes. There is.
[0021]
By the way, when the diameter d of the opening of the center hole 20 formed in the work is reduced to 1 mm or less (particularly 0.5 mm or less), as described above, the cutting edge portion 12 of the center drill for forming the center hole 20. Only the tip side portion of the workpiece is used for cutting the workpiece W.
For this reason, when the center hole 20 having a small outer diameter d of the opening is formed, the cutting amount in the direction of the axis O with respect to the workpiece W is somewhat small as long as the tip angle of the tip side portion of the cutting blade portion 12 is small. Even if they are different, the diameter d of the opening of the center hole 20 to be formed does not change greatly with respect to a desired value.
[0022]
Based on such knowledge, it is assumed that the tip angle of the tip side portion of the cutting blade portion 12 can be reduced without increasing the length of the cutting blade portion 12 along the axis O direction. There is a center drill according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. 2, which has a ridge line 15 formed by the conical surfaces 13 of the n-pyramid-shaped cutting edge 12 intersecting each other on the radially inner peripheral side (axis O It is a concave curve that dents on the side closer to. In addition, since the ridge lines 15 in the n-pyramidal cutting edge portion 12 have a concave curve shape, the conical surface 13 in the cutting edge portion 12 also has a recess recessed on the radially inner peripheral side (side approaching the axis O). It will be curved.
[0023]
In this center drill, the tip side portion of the concave ridge line 15... Gradually extends toward the outer peripheral side in the radial direction (the side away from the axis O) toward the rear end side in the axis O direction. As for the rear end side portion of the ridge line 15, which forms a concave curve shape, the rear end side portion suddenly extends toward the outer peripheral side in the radial direction (side away from the axis O) as it goes toward the rear end side in the axis O direction. .
Therefore, the tip side portion of the n-pyramidal cutting blade portion 12 having the ridge lines 15 having a concave curve shape has a small tip angle and a gentle change tendency in the direction along the axis O. In addition, the length along the axis O direction in the entire cutting edge portion 12 does not increase.
[0024]
Therefore, by forming the center hole 20 using only the tip side portion having a small tip angle in the cutting edge portion 12, even when the amount of cut into the workpiece W is slightly changed, the opening portion of the formed center hole 20 is formed. The outer diameter d of the cutting edge portion 12 can be suppressed from greatly changing with respect to a desired value. In addition, even when the tip angle is reduced in this way, the length of the cutting edge portion 12 along the axis O direction is small. Since it does not become long, while ensuring the intensity | strength of the cutting blade part 12, it can apply to the center drill which has a wide size. In addition, the inner peripheral surface of the center hole 20 formed by the center drill according to the second embodiment has a concave conical surface portion 21 that does not have a constant inclination angle so as to correspond to the shape of the cutting edge portion 12. Thus, the shape does not exactly match the tip angle of the cutting edge of the drill, but the small-diameter center hole 20 is formed using only the tip side portion of the cutting edge portion 12 as described above. In the case of, there will be no problem.
[0025]
Further, in the center drill as described above, the shape of the n-pyramid formed by the cutting edge portion 12 is not limited to a regular quadrangular pyramid, but may be a triangular pyramid, and n = 5 or 6 or more polygonal pyramids. It is also possible to form it.
Therefore, for example, when the cutting edge portion 12 is formed in a polygonal pyramid shape of n = 5 or more, adjacent cone surfaces sandwiching the ridge line 15 of the cutting edge portion 12 in a cross section orthogonal to the axis O as n increases. Since the crossing angle between 13 and 13 is also increased, the strength of the ridge line 15 portion serving as the cutting action portion can be further improved, and further extension of the tool life and the accompanying stabilization and smoothing of the processing are promoted. It becomes possible.
[0026]
However, if the number of n of the n-pyramids forming the cutting edge portion 12 becomes too large in this way, the conical surface 13 having a role for releasing chips generated on the ridge lines 15 and the inner peripheral surface of the center hole It is difficult to secure a space between them, and there is a possibility that the chip discharge performance is lowered.
For this reason, in order to achieve both the strength of the cutting edge portion 12 and the chip dischargeability, it is desirable that n = about 4 to 8.
[0027]
Further, it is not necessary to be limited to the regular n-pyramidal cutting blade portion 12 as in the above-described embodiments, and for example, as in the case of the center drill according to the third embodiment of the present invention shown in FIG. The ridge lines 15 in the portion 12 may be arranged at unequal intervals in the circumferential direction.
Furthermore, the ridgeline 15 where the conical surfaces 13 and 13 of the n-pyramidal cutting edge 12 intersect each other is, for example, a tip in the direction of the axis O like a center drill according to the fourth embodiment of the present invention shown in FIG. When viewed from the side, a curved shape that is convex forward in the rotational direction T, that is, the entire cutting edge portion 12 may be twisted toward the rear end side in the axis O direction.
[0028]
Further, in each of the above embodiments, the conical surface 13 has a radially inner periphery when viewed in a cross section perpendicular to the axis O in the cutting edge portion 12 as in the modification of the present invention shown in FIG. It may be a concave curved surface that is recessed to the side (side approaching the axis O).
If the conical surfaces 13 are formed as such a concave curved surface, the crossing angle between the adjacent conical surfaces 13 and 13 in the cross section orthogonal to the axis O becomes small, and the ridge line 15 portion serving as the cutting action portion is sharp. An excellent sharpness can be obtained by maintaining the state, and a large space can be secured for discharging chips generated at the ridge lines 15 when the workpiece W is cut at the ridge lines 15. The discharge property can be kept good.
[0029]
Conversely, as in another modification shown in FIG. 7, when viewed in a cross section perpendicular to the axis O in the cutting edge portion 12, the conical surface 13 in the n-pyramidal cutting edge portion 12 has a radially outer periphery. It may be a convex curved surface that is convex to the side.
If the conical surfaces 13 are formed as such a convex curved surface, the crossing angle between the adjacent conical surfaces 13 and 13 in the cross section orthogonal to the axis O becomes large, and the strength of the ridge 15 portion serving as the cutting action portion is increased. It becomes possible to raise.
[0030]
In addition, here, the intersection 14 formed by the conical surfaces 13 of the n-pyramidal cutting blades intersecting at one point is moderate so as not to affect the shape of the center hole 20 to be formed. It is possible to add roundness or a small amount of chamfering. With such a configuration, it is possible to increase the strength of the intersection point 14, which tends to have a relatively low strength, and to continue stable processing.
[0031]
Furthermore, at least the cutting edge portion 12 at the tip of the tool body 11 is covered with a hard coating such as a diamond coating or a Ti-based nitride coating, so that at least a portion involved in the machining of the center hole has sufficient hardness and wear resistance. It is also possible to reliably provide a long drill life with no variation.
[0032]
【The invention's effect】
According to the center drill of the present invention, the cutting edge portion has an n-pyramidal shape and does not have a chisel edge extending in a direction perpendicular to the conventional axis, so that the center drill itself does not run out, Center holes with high positional accuracy can be formed. Moreover, the center hole has a concave conical surface shape in which the inner peripheral surface gradually decreases in diameter as it goes toward the bottom of the hole, and there is no flat bottom surface.
Therefore, drilling with a drill is performed using the center hole with such a high position accuracy and a flat bottom surface as a guide, so that the drill whirling phenomenon can be suppressed and the hole position accuracy can be suppressed. It is possible to obtain a high processing hole [Brief description of drawings]
1A is a front view of a center drill according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a side view of the center drill.
2 is a cross-sectional view showing a center hole formed in a workpiece by the center drill shown in FIG.
3A is a front end view of a center drill according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 3B is a side view of the center drill.
4A is a front end view of a center drill according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 4B is a side view of the center drill.
5A is a front end view of a center drill according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 5B is a side view of the center drill.
FIG. 6 is a cross-sectional view orthogonal to the axis of the cutting edge portion of the center drill according to a modification of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view orthogonal to the axis of the cutting edge portion of a center drill according to another modification of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a center hole formed in a workpiece by a conventional center drill.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a center hole formed in a workpiece by a conventional center drill.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Tool main body 12 Cutting edge part 13 Conical surface 14 Intersection point 15 Edge line 16 Crossing edge line part O Axis line

Claims

A center drill for forming a center hole in a workpiece,
The distal end of the tool body forms a cylindrical shaft shape that is rotated about the axis, the tip portion of the tool body so as to be cut by the cone, n pyramid (n> 2) shaped cutting edge portion is formed The conical surfaces are such that all the conical surfaces intersect at an angle equal to the axis at one point on the axis, and this intersection is the forefront of the tool body, and is equally spaced in the circumferential direction. And the conical surfaces that are formed so that the adjacent conical surfaces intersect with each other at the same angle, and the conical surfaces of the n-pyramids formed by the cutting edge portions are recessed on the axis side. A center drill characterized by its shape .

The center drill according to claim 1,
A center drill characterized in that the diameter of the opening of the center hole formed in the workpiece is set to 1 mm or less.