JP4239414B2 - Drill - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被削材を穿孔するのに用いられるドリルに関し、例えば、プリント基板や、微少な金属部品、プラスチック等の被削材に小径深穴の孔部を穿孔するのに用いられる小型ドリルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に小型ドリルは、穿孔すべき穴がきわめて小径であり、ドリル本体の先端側に例えば直径０．０５〜３．１７５ｍｍ程度の小径棒状の刃先部が設けられ、後端側にドリル本体を工作機械の回転軸に把持するための比較的大径のシャンク部が刃先部と一体にまたはろう付けや締まり嵌め等で接続されて設けられている。刃先部の材質は、通常、超硬合金が採用され、シャンク部は超硬合金やスチール等の鋼材等が採用されている。
【０００３】
従来の小型ドリルでは、回転軸線周りに回転される小型ドリルの刃先部の周面に、刃先部の先端から基端側に向けて回転軸線周りにねじれる２条の切屑排出溝が対向して形成されている。
このような２条の切屑排出溝が設けられた従来の小型ドリルでは、２条の切屑排出溝によって芯厚が薄くなりドリルの剛性が低くなるので、とくに穴径が１ｍｍ以下、かつ穴深さと穴径との比が５以上のような小径深穴加工の場合、穴曲がりによる穴位置精度低下、刃先部の折損が発生してしまう。
【０００４】
上記のような問題を解決するために、ＵＳＰ５５８４６１７に開示されているような小型ドリルがある。図１７はこのような小型ドリルの刃先部を示す側面図であり、図１８は同小型ドリルの刃先部の断面図である。この小型ドリル１は、刃先部２とシャンク部とを備え、刃先部２は、図１７に示すように、その先端から基端側に向けて回転軸線Ｏ周りにねじれる１条の切屑排出溝３が設けられており、なおかつ切屑排出溝３のねじれ角γを刃先部１の先端から基端側に向かうにしたがい連続的に大きくさせて、切り屑の排出処理を向上させる点に特徴がある。
【０００５】
また、刃先部２の断面において、図１８に示すように、刃先部２の切屑排出溝３を除く外周面はマージン４によって構成されており、被削材の穿孔の際には、このマージン４が加工穴の内壁面と接触してドリルの直進性を得ることになる。このような構成とされた従来の小型ドリル１では、切屑排出溝３が１条のみであるため、刃先部２の芯厚ｄを薄くすることがなく、剛性を高く保つことができ、穴位置精度を向上させることが可能となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、被削材の穿孔の際に発生する切り屑が、切屑排出溝３によって刃先部２の基端側にうまく運ばれずにマージン４とマージン４が接触している加工穴の内壁面との間に入り込んでしまうことがあり、この切り屑がそのまま加工穴の内壁面に付着したり、あるいは、切り屑が内壁を擦ってしまうことにより、加工穴の内壁面粗さを低下させるといった問題がしばしば起こっている。
このような現象は、穿孔する穴の穴径が１ｍｍ以下、かつ穴深さと穴径との比が５以上となるような小径深穴加工の場合により発生しやすく、大きな問題となっていた。
【０００７】
とくに被削材としてプリント基板を穿孔する場合などでは、加工穴の内壁面にスミアと呼ばれる付着物が発生し、穿孔後の加工穴にスミアが残っているとその後のメッキ処理工程などで問題となるため、スミアを機械的に除去する工程が必要となってくる。これにより、スミアが加工穴の内壁面粗さを低下させるだけでなく、製品の歩留まり低下の大きな原因となっていた。
【０００８】
さらに、上述した１条の切屑排出溝３を備えた小型ドリル１では、ドリル剛性が高いために、穿孔の際の小型ドリル１の送り速度を高めて高能率の加工を行うことが可能になるが、送り速度を高める弊害として、加工穴にバリが発生したり、内壁面粗さが低下するといった問題があり、高能率及び高精度の加工の両方を同時に達成することは難しかった。
【０００９】
本発明は、上述のような課題に鑑みて、ドリルの剛性を高く保ち、穴位置精度が高く、加工穴の内壁面粗さを向上できる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、本発明は、刃先部の周面に該刃先部の先端から基端側に向けて回転軸線周りにねじれる切屑排出溝が形成され、該切屑排出溝の回転方向を向く壁面の先端側領域をすくい面とし、該すくい面と先端逃げ面との交差稜線部に切刃が形成されたドリルにおいて、前記刃先部の周面に形成される切屑排出溝が１条のみであり、さらに、前記刃先部の周面に該刃先部の先端から基端側に向けて０゜以上のねじれ角を有する仕上げ刃付き溝が形成されていて、この仕上げ刃付き溝が、前記切屑排出溝と合流するように形成されるとともに、前記切屑排出溝が前記刃先部の周面を１回転周回する長さより長く形成されていることを特徴とする。
このような構成とすると、刃先部に設けられる切屑排出溝が１条のみであるため、刃先部に２条の切屑排出溝が設けられた従来のドリルに比べて芯厚が厚くなって高いドリル剛性を得ることができる。さらに、加工穴の内壁面を擦るマージンが形成されている部分に仕上げ刃付き溝が形成されることになるため、マージンと加工穴の内壁面との間に入り込んだ切り屑を仕上げ刃付き溝によって除去して排出するとともに、その加工穴の内壁面を仕上げ刃により再度切削して仕上げ加工することができ、穴内壁面精度を向上させることができる。
さらに、仕上げ刃付き溝が切屑排出溝と合流するように形成されているために、仕上げ刃付き溝によって排出される切り屑を、切り屑を逃がすためのスペースが大きい切屑排出溝に合流させるようにして排出することができ、仕上げ刃付き溝による切屑排出性を良好に保つことができる。
【００１１】
また、前記仕上げ刃付き溝は、前記切屑排出溝が前記刃先部の周面を１回転周回する長さより長く形成されていることを特徴とする。
このような構成としたことにより、加工穴の内壁面を仕上げ加工するのに十分な長さの仕上げ刃付き溝を得ることができる。
ここで、仕上げ刃付き溝の形成されている長さが、切屑排出溝が刃先部の周面を１回転周回する長さより短いと、削り残しが発生しやすくなり、加工穴の内壁面精度を向上させる効果が得られない。
【００１２】
また、前記仕上げ刃付き溝の仕上げ刃がなす刃物角θが８０゜≦θ≦１２０゜の範囲に設定されていることを特徴とする。
このような構成としたことにより、仕上げ刃の耐欠損性を確保するとともに、良好な切れ味を確保することができる。
ここで、仕上げ刃付き溝の仕上げ刃がなす刃物角θが８０゜より小さくなると、仕上げ刃にかかる切削抵抗が大きくなって欠損しやすくなり、一方、刃物角θが１２０゜より大きくなると、仕上げ刃の切れ味が低下して、加工穴の内壁面精度を向上させるという効果が得られなくなってしまう。
【００１３】
また、前記刃先部の断面に内接する最大の円の直径ｄが前記刃先部の最大外径Ｄに対してなす割合ｄ／Ｄ（以下、芯厚比率と称する。）が６０％以上であることを特徴とする。
このような構成とすると、刃先部の芯厚を十分に確保して、ドリル剛性を高く保つことができ、さらに、仕上げ刃付き溝の大きさを必要以上に大きくすることがない。
ここで、芯厚比率ｄ／Ｄが６０％より小さいと、刃先部の芯厚が薄くなってしまい、十分なドリル剛性を保つことができなくなってしまう。
【００１４】
また、前記仕上げ刃付き溝の溝深さａが前記刃先部の最大外径Ｄに対してなす割合ａ／Ｄ（以下、溝深さ比率と称する。）が５％以上とされるとともに、前記仕上げ刃付き溝の溝幅ｂが前記刃先部の最大外径Ｄに対してなす割合ｂ／Ｄ（以下、溝幅比率と称する。）が１０％以上とされることを特徴とする。
このような構成としたことにより、マージンと加工穴の内壁面との間に入り込み、仕上げ刃付き溝により除去される切り屑、あるいは仕上げ刃の仕上げ加工により発生する切り屑を逃がすのに十分なスペースを確保できる。
なお、溝深さ比率ａ／Ｄが５％より小さく設定されたり、溝幅比率ｂ／Ｄが１０％より小さく設定されていると、仕上げ刃付き溝のスペースを十分に確保することができず、仕上げ刃付き溝による切り屑の除去効率が悪化する。
【００１５】
また、前記刃先部の最大外径Ｄが１ｍｍ以下、かつ前記刃先部の有効刃長Ｌと前記刃先部の最大外径Ｄとの比Ｌ／Ｄが５以上であることを特徴とする。
このような構成としたことにより、とくに、穴位置精度の低下や穴内壁面精度の低下といった問題が発生しやすい小径深穴の孔部を穿孔する際に本発明を有効に活用できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付した図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の第一実施形態による小型ドリルの刃先部の側面図、図２は同小型ドリルの刃先部の断面図、図３は図２における要部拡大図、図４は図３における要部拡大図、図５は同小型ドリルの刃先部の断面についての説明図である。
【００１７】
本発明の第一実施形態による小型ドリル１０は刃先部１１とシャンク部とから構成され、刃先部１１は図１に示すように、その先端から基端まで同一の外径Ｄをもつようなストレートタイプとされている。すなわち、刃先部１１の外径Ｄは最大外径Ｄとされる。
【００１８】
また、刃先部１１にはその先端から基端側に向けて、回転軸線Ｏを中心に螺旋状に一定のねじれ角αでねじれて、外周面に開口する１条の切屑排出溝１２が設けられている。この切屑排出溝１２は、刃先部１１の先端から基端に亘って外周面を約３回転半周回するように形成されており、なおかつ、一定の溝深さおよび溝幅をもつものである。これにより、刃先部１１の断面に内接する最大の円の直径ｄ（いわゆる刃先部１１の芯厚ｄ）が、刃先部１１の先端から基端まで一定とされている。
【００１９】
さらに、同じく刃先部１１の先端から基端側に向けて、回転軸線Ｏを中心に刃先部１１の外周面に開口する１条の仕上げ刃付き溝１３が螺旋状に切屑排出溝１２と同じ向きに一定のねじれ角βでねじれて形成されている。このとき、切屑排出溝１２のねじれ角αを正の角とするならば、仕上げ刃付き溝１３のねじれ角βが０°以上の角に設定されており、本第一実施形態においては、仕上げ刃付き溝１３のねじれ角βが切屑排出溝１２のねじれ角αと同一の正の角とされている。
【００２０】
ここで、仕上げ刃付き溝１３は、図２に示すように、切屑排出溝１２からドリル回転方向Ｔ後方側に一定距離間隔離れて位置し、回転軸線Ｏ側に向かって凹むような凹曲面をなす壁面１４によって凹溝状に形成されている。
また、本第一実施形態において、仕上げ刃付き溝１３は刃先部１１の先端から基端まで形成されている、換言すれば、仕上げ刃付き溝１３は切屑排出溝１２が刃先部１１の外周面を約３回転半周回する長さとなる位置まで（切屑排出溝１２と同じ長さ）形成されている。
【００２１】
また、図１に示すように、切屑排出溝１２の小型ドリル１０の回転方向Ｔを向く壁面の先端側領域をすくい面とし、このすくい面と刃先部１１の先端逃げ面１６との交差稜線部には切刃１７が形成されている。先端逃げ面１６は、切刃１７の回転方向Ｔのすぐ後方に位置する第一逃げ面１６ａと、第一逃げ面１６ａに連なって回転方向Ｔ後方側に位置する第二逃げ面１６ｂと、さらに、第二逃げ面１６ｂに連なって回転方向Ｔ後方側に位置する第三逃げ面１６ｃとで構成されている。
【００２２】
刃先部１１において、切屑排出溝１２及び仕上げ刃付き溝１３を除く外周面は、図２に示すように、マージン１８によって構成されているが、このマージン１８は、刃先部１１の外周面に開口する仕上げ刃付き溝１３が設けられていることにより２つに分断されている、換言すれば、刃先部１１の外周面において、従来マージン１８とされていた部分に仕上げ刃付き溝１３が形成されていることになる。さらに、マージン１８は、切屑排出溝１２と同様に刃先部１１の先端から基端側に向けて小型ドリル１０の回転方向Ｔの後方側にねじれて螺旋状に形成されており、刃先部１１の有効刃長Ｌ全長に亘って形成されている。
【００２３】
また、図２及び図３に示すように、仕上げ刃付き溝１３を形成する壁面１４のドリル回転方向Ｔ後方側領域に位置して回転方向Ｔを向く壁面をすくい面１４ａとし、このすくい面１４ａとマージン１８との交差稜線に仕上げ刃１５（切刃）が形成されている。また、仕上げ刃１５がなす刃物角θは８０°≦θ≦１２０°の範囲に設定され、本第一実施形態においては、例えばθ＝１００°に設定されている。
ここで、仕上げ刃１５の刃物角θとは、刃先部１１の断面視において、すくい面１４ａが、回転軸線Ｏを中心としマージン１８を円弧とする仮想の円上で、すくい面１４ａとマージン１８とが交差する点Ｘにおける接線Ａ方向となす角のことを示す。
【００２４】
また、仕上げ刃付き溝１３を構成する壁面１４の回転方向Ｔ前方側領域に位置する前方側壁面１４ｂは、図３に示すように、マージン１８となす角φ（刃先部１１の断面視において、前方側壁面１４ｂが、回転軸線Ｏを中心としマージン１８を円弧とする仮想の円上で前方側壁面１４ｂとマージン１８とが交差する点Ｙにおける接線Ｂ方向となす角）が、１２０°以上に設定されており、本第一実施形態においては、例えばφ＝１６０°に設定されている。
さらに、より詳しく言えば、図４に示した拡大断面図のように、マージン１８と前方側壁面１４ｂとの接続部分（すなわち、前方側壁面１４ｂとマージン１８とが交差する点Ｙ付近）がなめらかな凸曲面をなすように形成されている。なお、この接続部分は、滑らかに接続されていなくてもよいし、多段となるように形成されていてもよい。
【００２５】
また、仕上げ刃付き溝１３の溝深さａ（すなわち、図３における刃先部１１の断面視において、回転軸線Ｏを中心としマージン１８を円弧とする仮想の円と、この仮想の円と同心で仕上げ刃付き溝１３と接する円ｒとの径方向の距離）が刃先部１１の最大外径Ｄに対してなす割合ａ／Ｄ（溝深さ比率ａ／Ｄ）は５％以上とされており、さらに、仕上げ刃付き溝１３の溝幅ｂ（すなわち、図３における刃先部１１の断面視において、仕上げ刃付き溝１３を構成する壁面１４がマージン１８と交差する２点間を結んだ距離）が刃先部１１の最大外径Ｄに対してなす割合ｂ／Ｄ（溝幅比率ｂ／Ｄ）が１０％以上とされている。
【００２６】
また、刃先部１１の最大外径Ｄ（本第一実施形態においては、刃先部１１の断面視で、回転軸線Ｏを中心とし、マージン１８を円弧とする仮想の円の直径）が１ｍｍ以下、なおかつ、刃先部１１の有効刃長Ｌと最大外径Ｄとの比Ｌ／Ｄは５以上となるように刃先部１１が形成されている。
【００２７】
さらに、図２に示すように、刃先部１１の断面に内接する最大の円の直径ｄ（いわゆる、刃先部１１の芯厚ｄ）が、刃先部１１の最大外径Ｄに対してなす割合ｄ／Ｄ（芯厚比率ｄ／Ｄ）が６０％以上とされている。ここで、本第一実施形態においては、図２に示すように、マージン１８と切屑排出溝１２とに内接する円が最大の直径ｄをもち、その芯厚比率ｄ／Ｄは例えば６５％とされて、刃先部１１の先端から基端まで一定とされている。
【００２８】
このとき、芯厚比率ｄ／Ｄが６０％以上に設定されていることから、必然的に仕上げ刃付き溝１３の溝深さａが制限されることになり、この仕上げ刃付き溝１３が確保できるスペースは最大でも、図５に示すように、刃先部１１の断面に内接する最大の円（芯厚ｄを示す円）に接するような大きさとなる。このため、仕上げ刃付き溝１３は、切屑排出溝１２の大きさと比較して十分に小さいことになり、仕上げ刃付き溝１３がドリル剛性を不容易に低めてしまうことがない。
【００２９】
以上のような構成とされた小型ドリル１０は、その刃先部１１に１条の切屑排出溝１２と１条の仕上げ刃付き溝１３が形成されたものであるが、仕上げ刃付き溝１３が確保するスペースは、切屑排出溝１２が確保するスペースよりも十分に小さいために、刃先部１１の芯厚を十分に確保できることとなり、従来の２条の切屑排出溝が設けられた小型ドリルと比較して、圧倒的にドリル剛性が高い。
【００３０】
しかも、加工穴の内壁面を擦るマージン１８に仕上げ刃付き溝１３が形成されているため、被削材の穿孔の際に、マージン１８と加工穴の内壁面との間に入り込んだ切り屑を仕上げ刃付き溝１３によって除去して排出するとともに、その加工穴の内壁面を仕上げ刃１５により再度切削して仕上げ加工することができ、穴内壁面精度を向上させることができる。
【００３１】
また、ドリル剛性を高く保つことができるために、被削材の穿孔の際に小型ドリル１０の送り速度を高めても、穴曲がりや刃先部１１の折損が生じることがなく、高能率の穴明け加工を行うことが可能になるとともに、高送りにした弊害として生じる加工穴におけるバリの発生や内壁面粗さの低下という問題に対しても、上記の仕上げ刃付き溝１３の仕上げ刃１５によって加工穴の内壁面を再度切削することで、このような問題点を解消できる。
その結果、加工穴の内壁面粗さを良好に維持しながら従来の２条の切屑排出溝が形成された小型ドリルよりも高能率の穴明け加工を行うことができる。
【００３２】
また、仕上げ刃付き溝１３は、従来の２本の切屑排出溝が設けられた小型ドリルに採用されてもある程度の効果を奏するものであるが、ドリル剛性の問題を考慮すると、本発明のように、刃先部１１に１条の切屑排出溝１２が形成された小型ドリル１０に採用することで、高能率の穴明け加工と高精度の穴明け加工の両方が同時に達成できることとなる。
【００３３】
しかも、本第一実施形態による小型ドリル１０は、刃先部１１の最大外径Ｄが１ｍｍ以下、かつ刃先部１１の最大外径Ｄと有効刃長Ｌとの比Ｌ／Ｄが５以上であることから、とくに穴位置精度の低下や穴内壁面精度の低下といった問題が発生しやすい小径深穴の孔部を穿孔する際に本発明を有効に活用できる。
また、被削材としてプリント基板等に小径深穴の孔部を穿孔する場合のように、加工穴の内壁面にスミア等が付着して問題になる場合であっても、仕上げ刃付き溝１３によるスミアの除去、及び仕上げ刃１５による内壁面の仕上げ加工等ができることにより、加工穴の内壁面粗さを向上できる。このため、従来、問題とされていたスミアによる内壁面精度の低下を防ぐことができるだけでなく、スミアの除去工程が必要とならないために製品の歩留まりを高く保つことができる。
【００３４】
また、仕上げ刃付き溝１３は、切屑排出溝１２が刃先部１１を１回転周回する長さより長く形成されていることにより、加工穴の内壁面を仕上げ加工するのに十分な長さの仕上げ刃１５を形成できて、加工穴の内壁面の安定した仕上げ加工を行うことができる。
ここで、仕上げ刃付き溝１３の形成されている長さが、切屑排出溝１２が刃先部１１の外周面を１回転周回する長さより短いと、削り残しが発生しやすくなり、加工穴の内壁面精度を向上させる効果が十分に得られない。
【００３５】
また、仕上げ刃付き溝１３の仕上げ刃１５がなす刃物角θが８０゜≦θ≦１２０゜の範囲に設定されていることにより、仕上げ刃１５の耐欠損性を確保するとともに、良好な切れ味を確保することができる。
ここで、仕上げ刃１５がなす刃物角θが８０゜より小さくなると、仕上げ刃１５にかかる切削抵抗が大きくなって欠損しやすくなり、一方、刃物角θが１２０゜より大きくなると、仕上げ刃１５の切れ味が低下して、加工穴の内壁面を仕上げ加工して面粗さを良好にするという効果が得られなくなってしまう。
なお、仕上げ刃１５がなす刃物角θは、上述した効果をより確かなものとするために、８０°≦θ≦９０°の範囲に設定されるのが好ましい。
【００３６】
また、芯厚比率ｄ／Ｄが刃先部１１の全長に亘って６０％以上とされていることから、刃先部１１の芯厚を十分に確保でき、ドリル剛性を高く保つことができるとともに、仕上げ刃付き溝１３が形成される空間を必要以上に大きくすることがない。
ここで、芯厚比率ｄ／Ｄが６０％より小さいと、刃先部１１の芯厚が薄くなってしまい、十分なドリル剛性を保つことができなくなってしまう。
【００３７】
また、溝深さ比率ａ／Ｄが５％以上とされるとともに、溝幅比率ｂ／Ｄとが１０％以上であることにより、マージン１８と加工穴の内壁面との間に入り込んでしまい仕上げ刃付き溝１３により除去される切り屑や仕上げ刃１５による切削で生じる切り屑を逃がすのに十分なスペースを確保できる。
なお、溝深さ比率ａ／Ｄが５％より小さく設定されたり、溝幅比率ｂ／Ｄが１０％より小さく設定されていると、マージン１８と加工穴の内壁面との間に入り込んだ切り屑や仕上げ刃１５による切削で生じる切り屑を逃がすための仕上げ刃付き溝１３のスペースを十分に確保することができなくなってしまう。
【００３８】
上述した本発明の第一実施形態では、仕上げ刃付き溝１３のねじれ角βが、切屑排出溝１２のねじれ角αと同一の正の角に設定されているが、必ずしも同一である必要はなく、仕上げ刃付き溝１３のねじれ角βが０°以上であれば異なっていてもよい。
このような場合の小型ドリルを本発明の第二〜第六実施形態として説明する。なお、これら第二〜第六実施形態は、刃先部１１の外周面（マージン１８）に形成された仕上げ刃付き溝１３の構成のみが異なるものであり、上述した第一実施形態と同様の部分については同一の符号を用いてその説明を省略する。
【００３９】
図６に本発明の第二実施形態による小型ドリルの刃先部の側面図、図７に第三実施形態による小型ドリルの刃先部の側面図を示す。
第二実施形態による小型ドリル２０は、図６に示すように、刃先部１１の先端から基端側に向けて回転軸線Ｏを中心に刃先部１１の外周面に開口する１条の仕上げ刃付き溝１３が螺旋状に一定のねじれ角βでねじれて形成されており、この仕上げ刃付き溝１３のねじれ角βが切屑排出溝１２のねじれ角αよりも小さい正の角に設定されて、切屑排出溝１２が刃先部１１の外周面を約２回転周回する長さとなる位置で、仕上げ刃付き溝１３が切屑排出溝１２と合流するようになっている。
【００４０】
また、第三実施形態による小型ドリル３０は、図７に示すように、刃先部１１の先端から基端側に向けて回転軸線Ｏを中心に刃先部１１の外周面に開口する１条の仕上げ刃付き溝１３が螺旋状に一定のねじれ角βでねじれて形成されており、この仕上げ刃付き溝１３のねじれ角βが切屑排出溝１２のねじれ角αよりも大きい正の角に設定されて、切屑排出溝１２が刃先部１１の外周面を約１回転半周回する長さとなる位置で、仕上げ刃付き溝１３が切屑排出溝１２と合流するようになっている。
【００４１】
次に、図８に本発明の第四実施形態による小型ドリルの刃先部の側面図を示す。
第四実施形態による小型ドリル４０は、図８に示すように、刃先部１１の先端から基端側に向けて回転軸線Ｏを中心に刃先部１１の外周面に開口する１条の仕上げ刃付き溝１３が回転軸線Ｏと平行となるように形成されている、すなわち、仕上げ刃付き溝１３のねじれ角βが０°に設定されているものである。
このとき、仕上げ刃付き溝１３は、切屑排出溝１２が刃先部１１の外周面を約１回転半周回する長さとなる位置まで形成されて、その部分で切屑排出溝１２と合流するようになっているが、途中部分が切屑排出溝１２により分断されている。
【００４２】
本第四実施形態のように仕上げ刃付き溝１３のねじれ角βが０°あるいは０°に近いような場合、仕上げ刃付き溝１３を、切屑排出溝１２が刃先部１１の外周面を１回転周回する長さより長く形成するためには、仕上げ刃付き溝１３が切屑排出溝１２によって分断されてしまうことになってしまうが、本発明が奏する効果には何の悪影響ももたらさない。
【００４３】
次に、図９に本発明の第五実施形態による小型ドリルの刃先部の側面図、図１０に第六実施形態による小型ドリルの刃先部の側面図を示す。
第五実施形態による小型ドリル５０は、図９に示すように、刃先部１１の先端から基端側に向けて回転軸線Ｏを中心に刃先部１１の外周面に開口する１条の仕上げ刃付き溝１３が螺旋状にねじれて形成されており、この仕上げ刃付き溝１３のねじれ角βは、刃先部１１の先端部分では、切屑排出溝１２のねじれ角αと同一とされているが、刃先部１１の基端側に向かうにしたがい連続的に小さくなり、切屑排出溝１２が刃先部１１の外周面を約１回転半周回する長さとなる位置で、仕上げ刃付き溝１３が切屑排出溝１２と合流するようになっている。
【００４４】
また、第六実施形態による小型ドリル６０は、図１０に示すように、刃先部１１の先端から基端側に向けて回転軸線Ｏを中心に刃先部１１の外周面に開口する１条の仕上げ刃付き溝１３が螺旋状にねじれて形成されており、この仕上げ刃付き溝１３のねじれ角βは、刃先部１１の先端部分では、切屑排出溝１２のねじれ角αと同一とされているが、刃先部１１の基端側に向かうにしたがい連続的に大きくなり、切屑排出溝１２が刃先部１１の外周面を約１回転半周回する長さとなる位置で、仕上げ刃付き溝１３が切屑排出溝１２と合流するようになっている。
【００４５】
上記のような構成とされた本発明の第二〜第六実施形態による小型ドリル２０，３０，４０，５０，６０は、それぞれの刃先部１１に形成される仕上げ刃付き溝１３が、切屑排出溝１２が刃先部１１の外周面を１回転する長さより長く形成されているため、仕上げ刃付き溝１３によってもたらされる効果を何の遜色もなく奏するものであり、上述した本発明の第一実施形態と同様の効果を奏する。
さらに、仕上げ刃付き溝１３が切屑排出溝１２と合流するように形成されているために、仕上げ刃付き溝１３によって排出される切り屑を、切り屑を逃がすためのスペースが大きい切屑排出溝１２に合流させるようにして排出することができ、仕上げ刃付き溝１３による切屑排出性を良好に保つことができる。
【００４６】
なお、第一〜第六実施形態においては、刃先部１１の外径Ｄがその先端から基端まで一定とされたストレートタイプの小型ドリルについて説明したが、これに限定されることなく、刃先部１１の外径が先端から基端側に向かうにしたがい、徐々に小さくなるようなバックテーパを有する小型ドリルでもよい。この場合、刃先部１１の先端側部分の外径が最大外径Ｄとなる。
【００４７】
また、以上説明した第一〜第六実施形態のようなストレートタイプの小型ドリル１０，２０，３０，４０，５０，６０に限らず、刃先部１１の先端部分のみが一段拡径したようなアンダーカットタイプのドリルでもよく、このような場合の小型ドリルを本発明の第七〜第十一実施形態として説明する。
なお、これら第七〜第十一実施形態も、刃先部１１の形状と、刃先部１１の外周面（マージン１８）に形成された仕上げ刃付き溝１３の構成のみが異なるものであり、上述した第一実施形態と同様の部分については同一の符号を用いてその説明を省略する。
【００４８】
まず、図１１に本発明の第七実施形態による小型ドリルの刃先部の側面図を示す。
第七実施形態による小型ドリル７０は、図１１に示すように、刃先部１１が、その先端部分に位置する第一刃先部１１Ａと、第一刃先部１１Ａの後端側に位置し、第一刃先部１１Ａの外径Ｄより小さい外径をもつ第二刃先部１１Ｂとから構成されるようなアンダーカットタイプとされている。このとき、第一刃先部１１Ａの外径Ｄが、刃先部１１の最大外径Ｄとなり、加工穴の内壁面を擦るマージン１８は第一刃先部１１Ａの外周面に形成されていることになる。
なお、切屑排出溝１２は、刃先部１１の先端から基端まで一定のねじれ角αで形成されて刃先部１１の外周面を約３回転半周回しており、刃先部１１において、その先端から切屑排出溝１２が刃先部１１の外周面を約１回転半周回する長さとなる位置までが第一刃先部１１Ａとされている。
【００４９】
この第七実施形態による小型ドリル７０は、図１１に示すように、刃先部１１の先端から基端側に向けて回転軸線Ｏを中心に刃先部１１の外周面に開口する１条の仕上げ刃付き溝１３が螺旋状に切屑排出溝１２と同じ向きに一定のねじれ角βでねじれて形成されている。また、仕上げ刃付き溝１３は、そのねじれ角βが切屑排出溝１２のねじれ角αと同一の正の角に設定されて、刃先部１１の先端から基端まで形成されている、換言すれば、切屑排出溝１２が刃先部１１の外周面を約３回転半周回する長さとなる位置まで（切屑排出溝１２と同じ長さ）形成されている。
【００５０】
上記のようなアンダーカットタイプとされた第七実施形態による小型ドリル７０では、上述した第一実施形態による小型ドリル１０と同様の効果を奏するものであるが、刃先部１１の基端側部分に、その外径が一段縮径した第二刃先部１１Ｂが形成されていることにより多少のドリル剛性は失うものの、加工穴の内壁面に接触するマージン１８の面積が減少することになって、加工穴の内壁面精度をより向上させることが可能になる。
【００５１】
なお、アンダーカットタイプとされる小型ドリルでは、仕上げ刃付き溝１３は、第一刃先部１１Ａ（マージン１８が形成されている部分）に形成されていれば十分であり、仕上げ刃付き溝１３が、第二刃先部１１Ｂの基端まで形成されている必要はない。
このような場合を本発明の第八実施形態として、その小型ドリルの刃先部の側面図を図１２に示す。
【００５２】
第八実施形態による小型ドリル８０は、図１２に示すように、上述の第七実施形態とほぼ同様の構成とされているが、仕上げ刃付き溝１３の形成されている長さのみが異なり、仕上げ刃付き溝１３が刃先部１１の先端から、切屑排出溝１２が刃先部１１の外周面を約２回転周回する長さとなる位置まで形成されている、換言すれば、仕上げ刃付き溝１３は第二刃先部１１Ｂの略中央部分まで形成されている。このような構成とされた小型ドリル８０も上述の第七実施形態による小型ドリル７０と同様の効果を奏するものである。
【００５３】
また、仕上げ刃付き溝１３の仕上げ刃１５は、マージン１８の形成されている第一刃先部１１Ａの全長に亘って設けられていれば十分であり、第七及び第八実施形態における小型ドリル７０，８０のように、仕上げ刃付き溝１３が第一刃先部１１Ａの先端から第二刃先部１１Ｂに亘って形成されている場合には、仕上げ刃付き溝１３において、第二刃先部１１Ｂに位置する部分には仕上げ刃１５が形成されていなくてもよい。
【００５４】
次に、図１３に本発明の第九実施形態による小型ドリルの刃先部の側面図、図１４に第十実施形態による小型ドリルの刃先部の側面図を示す。
第九実施形態による小型ドリル９０は、図１３に示すように、同じく第一刃先部１１Ａと第二刃先部１１Ｂとを備えたアンダーカットタイプとされ、刃先部１１の先端から基端側に向けて回転軸線Ｏを中心に刃先部１１の外周面に開口する１条の仕上げ刃付き溝１３が螺旋状に一定のねじれ角βでねじれて形成されており、この仕上げ刃付き溝１３のねじれ角βが切屑排出溝１２のねじれ角αよりも小さい正の角に設定されて、切屑排出溝１２が刃先部１１の外周面を約１回転半周回する長さとなる位置で、仕上げ刃付き溝１３が切屑排出溝１２と合流するようになっている。なお、仕上げ刃付き溝１３は第一刃先部１１Ａの全長に亘って形成されている。
【００５５】
第十実施形態による小型ドリル１００は、図１４に示すように、同じく第一刃先部１１Ａと第二刃先部１１Ｂとを備えたアンダーカットタイプとされ、刃先部１１の先端から基端側に向けて回転軸線Ｏを中心に刃先部１１の外周面に開口する１条の仕上げ刃付き溝１３が螺旋状に一定のねじれ角βでねじれて形成されており、この仕上げ刃付き溝１３のねじれ角βが切屑排出溝１２のねじれ角αよりも大きい正の角に設定されて、切屑排出溝１２が刃先部１１の外周面を約１回転半周回する長さとなる位置で、仕上げ刃付き溝１３が切屑排出溝１２と合流するようになっている。なお、仕上げ刃付き溝１３は第一刃先部１１Ａの全長に亘って形成されている。
【００５６】
次に、図１５に本発明の第十一実施形態による小型ドリルの刃先部の側面図を示す。
第十一実施形態による小型ドリル１１０は、図１５に示すように、同じく第一刃先部１１Ａと第二刃先部１１Ｂとを備えたアンダーカットタイプとされ、刃先部１１の先端から基端側に向けて回転軸線Ｏを中心に刃先部１１の外周面に開口する１条の仕上げ刃付き溝１３が回転軸線Ｏと平行となるように形成されている、すなわち、仕上げ刃付き溝１３のねじれ角βが０°に設定されているものである。
このとき、仕上げ刃付き溝１３は、切屑排出溝１２が刃先部１１の外周面を約１回転半周回する長さ（第一刃先部１１Ａの全長に亘る長さ）となる位置まで形成されて、その部分で切屑排出溝１２と合流するようになっているが、途中部分が切屑排出溝１２により分断されている。
【００５７】
上記のような構成とされた本発明の第九〜第十一実施形態による小型ドリル９０，１００，１１０は、それぞれの刃先部１１に形成される仕上げ刃付き溝１３が、切屑排出溝１２が刃先部１１の外周面を１回転周回する長さより長く、かつ第一刃先部１１Ａの全長に亘って形成されているため、仕上げ刃付き溝１３の形成される長さを必要十分に確保でき、仕上げ刃付き溝１３によってもたらされる効果を何の遜色もなく奏するものであり、上述した本発明の第七実施形態と同様の効果を奏する。
【００５８】
また、図示はしないが、第七〜第十一実施形態のようなアンダーカットタイプの小型ドリルにおいて、仕上げ刃付き溝１３のねじれ角が、刃先部１１の基端側に向かうにしたがい連続的に大きくしたり、小さくしたりするように形成してもよい。
このような場合でも、仕上げ刃付き溝１３は、刃先部１１の先端から、切屑排出溝１２が刃先部１１の外周面を１回転周回する長さより長く形成されている、あるいは、マージン１８の形成されている第一刃先部１１Ａの全長に亘って形成されているのが好ましい。
【００５９】
なお、本実施形態においては、刃先部１１の切屑排出溝１２及び仕上げ刃付き溝１３を除く外周面はマージン１８のみで構成されているが、これに限定されることなく、例えば、図１６に示すように、刃先部１１の切屑排出溝１２及び仕上げ刃付き溝１３を除く外周面が、マージン１８とマージン１８のドリル回転方向Ｔ後方側に位置して一定の２番取り深さｃをもつ２番取り面１９とで構成されていてもよい。
【００６０】
また、さらに、刃先部１１の切屑排出溝１２及び仕上げ刃付き溝１３を除く外周面がマージン１８と２番取り面１９とで構成され、このマージン１８が２番取り面１９によって例えば２つに分断されていて、２つに分断されたマージン１８のうち、少なくとも一方のマージン１８に、仕上げ刃付き溝１３が形成されるようにしてもよい。
【００６１】
なお、本実施形態においては、刃先部１１の外周面に設けられる仕上げ刃付き溝１３が１条のみとされているが、これに限定されることなく、複数の仕上げ刃付き溝１３が設けられていてもよい。
【００６２】
また、本実施形態においては、芯厚比率ｄ／Ｄが刃先部１１の先端から基端まで一定とされているが、これに限定されることなく、芯厚比率ｄ／Ｄを刃先部１１の先端から基端側に向かうにしたがい、徐々に大きくさせてもよい。
【００６３】
また、本実施形態においては、回転軸線Ｏ周りにねじれる切屑排出溝１２のねじれ角αを刃先部１１の先端から基端まで一定としたが、そのねじれ角αを先端から基端側に向かうにしたがい連続的に変化させてもよい。
【００６４】
さらに、本実施形態においては、刃先部の最大外径Ｄが１ｍｍ以下、かつ有効刃長Ｌと最大外径Ｄとの比Ｌ／Ｄが５以上となるような小型ドリルについて説明したが、この範囲に限定されることなく、これより大きい最大外径Ｄをもつドリルや、Ｌ／Ｄが５より小さいドリルでも構わない。
【００６５】
【実施例】
本発明の一例による小型ドリルを実施例１〜１７とし、これに加えて各種の構成を有する小型ドリル（比較例１〜４及び従来例１〜３）を用いて被削材の穴明け試験を行った。
【００６６】
実施例１〜１７，比較例１〜４は、その刃先部１１に１条の切屑排出溝１２と１条の仕上げ刃付き溝１３が、ともに同一のねじれ角で刃先部１１の先端から基端まで形成されているが、実施例１〜１７は、刃先部１１の芯厚比率ｄ／Ｄ及び仕上げ刃付き溝１３の仕上げ刃１５がなす刃物角θが本発明の範囲（６０％≦ｄ／Ｄ、８０゜≦θ≦１２０゜）に設定されたものであり、比較例１，２は、刃先部１１の芯厚比率ｄ／Ｄが、本発明の範囲よりも小さく設定され、比較例３，４は、仕上げ刃付き溝１３の仕上げ刃１５がなす刃物角θが本発明の範囲よりも大きく設定されたものである。
さらに、従来例１〜３は、その刃先部２に１条の切屑排出溝３が形成されているが、仕上げ刃付き溝１３が形成されていないものである。
【００６７】
なお、実施例１〜１７、比較例１〜４は、その切屑排出溝１２のねじれ角αが刃先部１１の先端から基端まで一定の４０゜とされており、これに対し、従来例１〜３は、その切屑排出溝３のねじれ角γが刃先部２の先端で３０゜とされ、基端側に向かうにしたがい、ねじれ角γが連続的に大きくなり基端側部分で６０゜とされている。
以上のような小型ドリル（実施例１〜１７、比較例１〜４及び従来例１〜３）を用いて行った穴明け試験の試験条件と結果を表１に示す。
【００６８】
【表１】

Figure 0004239414
【００６９】
本実施例１〜１７、比較例１〜４及び従来例１〜３は共通して、刃先部１１の外径Ｄが該刃先部１１の先端から基端まで一定の０．１ｍｍであるストレートタイプで、有効刃長Ｌが１．２ｍｍである（Ｌ／Ｄ＝１２）。さらに、実施例１〜１７、比較例１〜４の刃先部１１に形成された仕上げ刃付き溝１３は、その溝深さａが１０μｍ（溝深さ比率ａ／Ｄが１０％）、溝幅ｂが２０μｍ（溝幅比率ｂ／Ｄが２０％）とされている。
【００７０】
このような構成の小型ドリル（実施例１〜１７、比較例１〜４及び従来例１〜３）を用い、被削材とされる基板（厚み０．２ｍｍのＢＴレジンの両面板を４枚重ねたもの）にあて板（厚み０．２ｍｍのＬＥ４００）と敷板（厚み１．６ｍｍのベークライト樹脂板）をつけて、穴明け試験を行った。ドリルの回転数は１６００００ｍｉｎ-1（ｒｐｍ）、送り速度は１２．５μｍ／rev.としてステップ送りはせずに被削材の穴明け加工を行い、７０００穴を加工した後の加工穴の内壁の最大面粗さと、６９０１〜７０００穴目の１００穴の平均穴位置精度（重ねた基板において最下層に位置する基板のねらい穴位置に対する各穴位置のずれの平均値）を測定した。
【００７１】
表１に示すように、本発明の一例である実施例１〜１７では穿孔した加工穴の内壁面粗さがどれも１３μｍより小さい値に収まり、なおかつ、平均穴位置精度がどれも４９μｍより小さい値となり、加工穴の内壁面精度及び平均穴位置精度が良好であるという結果が得られた。
【００７２】
また、刃先部１１における芯厚比率ｄ／Ｄが４５％及び５０％とされ、本発明の範囲よりも小さく設定されている比較例１，２では、加工穴の内壁面粗さは１２μｍ，１４μｍと良好な値が得られたが、芯厚比率ｄ／Ｄが小さいために、ドリル剛性を高く保つことができず、ドリルの直進性が得られないで平均穴位置精度が７１μｍ，６５μｍとなり、本発明の一例である実施例１〜１７と比較して、穴位置精度が悪いという結果が得られた。
【００７３】
また、仕上げ刃付き溝１３の仕上げ刃１５の刃物角θが１４０゜及び１５０゜とされ、本発明の範囲よりも大きく設定されている比較例３，４では、平均穴位置精度は４９μｍ，４７μｍと良好な値が得られたが、仕上げ刃１５の刃物角θが大きくて切れ味が悪いために、加工穴の内壁面を良好に仕上げ加工することができず、内壁面粗さが２６μｍ，２５μｍとなって、本発明の一例である実施例１〜１７と比較して、内壁面粗さが劣るという結果が得られた。
【００７４】
さらに、刃先部１１に仕上げ刃付き溝１３が形成されていない従来例１〜３では、平均穴位置精度はどれも１２μｍ以下となり良好であったものの、仕上げ刃１５による仕上げ加工ができないので、内壁面粗さがどれも３２μｍ程度となり、実施例１〜１７と比較して、良好な内壁面粗さを得ることができなかった。
【００７５】
以上のように、本発明による実施例１〜１７は、刃先部１１における芯厚の割合ｄ／Ｄ，仕上げ刃１５の刃物角θが本発明の範囲よりも外れている比較例１〜４や従来例１〜３と比較して、加工穴の内壁面精度がとくに良好であり、しかも穴位置精度も良好であるという結果が得られた。
【００７６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のドリルによれば、その刃先部に設けられる切屑排出溝が１条のみであるから、芯厚を薄くすることなく高いドリル剛性を得られる。さらに、切屑排出溝とは別に、刃先部の周面のマージンとされる部分に、０°以上のねじれ角でねじれる仕上げ刃付き溝を形成しているから、マージンと加工穴の内壁面との間に入り込んだ切り屑を仕上げ刃付き溝によって除去して排出するとともに、その加工穴の内壁面を仕上げ刃により再度切削することができ、穴内壁面精度を向上させることができる。
さらに、仕上げ刃付き溝が切屑排出溝と合流するように形成されているために、仕上げ刃付き溝によって排出される切り屑を、切り屑を逃がすためのスペースが大きい切屑排出溝に合流させるようにして排出することができ、仕上げ刃付き溝による切屑排出性を良好に保つことができる。
【００７７】
また、高いドリル剛性を得られることから、被削材の穿孔の際のドリルの送り速度を高めて高能率加工を行うことができるとともに、送り速度を高めた弊害として発生する加工穴のバリや内壁面精度の低下といった問題を、仕上げ刃付き溝の仕上げ刃によって解決することができ、高能率加工及び高精度加工の両方を同時に達成することが可能になる。
【００７８】
また、仕上げ刃付き溝は、切屑排出溝が刃先部を１回転周回する長さより長く形成されていることにより、加工穴の内壁面を仕上げ加工するのに十分な長さの仕上げ刃を確保することができる。
また、仕上げ刃付き溝の仕上げ刃がなす刃物角θが８０゜≦θ≦１２０゜の範囲に設定されていることにより、仕上げ刃の耐欠損性及び切れ味を確保することができる。
【００７９】
また、芯厚比率ｄ／Ｄが６０％以上であることを特徴とすることにより、刃先部の芯厚を十分に確保でき、ドリル剛性を高く保つことができるとともに、仕上げ刃付き溝が形成する空間を必要以上に大きくすることがない。
また、溝深さ比率ａ／Ｄが５％以上とされるとともに、溝幅比率ｂ／Ｄが１０％以上であることにより、マージンと加工穴の内壁面との間に入り込み、仕上げ刃付き溝により除去される切り屑や仕上げ刃による切削で生じる切り屑を逃がすのに十分なスペースを確保できる。
【００８０】
また、刃先部の最大外径Ｄが１ｍｍ以下、かつ刃先部の最大外径Ｄと有効刃長Ｌとの比Ｌ／Ｄが５以上であることを特徴とすることにより、とくに穴位置精度の低下や内壁面精度の低下といった問題が発生しやすい小径深穴の孔部を穿孔する際に本発明を有効に活用できる。さらに、プリント基板等に小径深穴の孔部を穿孔する際に問題となるスミアを効果的に除去して内壁面精度を良好に保つとともに、スミアの除去工程が必要でなくなり生産性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第一実施形態による小型ドリルの刃先部を示す側面図である。
【図２】 本発明の第一実施形態による小型ドリルの刃先部の断面図である。
【図３】 図２における要部拡大図である。
【図４】 図３における要部拡大図である。
【図５】 本発明の第一実施形態による小型ドリルの刃先部の断面を示す説明図である。
【図６】 本発明の第二実施形態による小型ドリルの刃先部を示す側面図である。
【図７】 本発明の第三実施形態による小型ドリルの刃先部を示す側面図である。
【図８】 本発明の第四実施形態による小型ドリルの刃先部を示す側面図である。
【図９】 本発明の第五実施形態による小型ドリルの刃先部を示す側面図である。
【図１０】 本発明の第六実施形態による小型ドリルの刃先部を示す側面図である。
【図１１】 本発明の第七実施形態による小型ドリルの刃先部を示す側面図である。
【図１２】 本発明の第八実施形態による小型ドリルの刃先部を示す側面図である。
【図１３】 本発明の第九実施形態による小型ドリルの刃先部を示す側面図である。
【図１４】 本発明の第十実施形態による小型ドリルの刃先部を示す側面図である。
【図１５】 本発明の第十一実施形態による小型ドリルの刃先部を示す側面図である。
【図１６】 本発明の実施形態による小型ドリルの刃先部の断面を示す説明図である。
【図１７】 従来の小型ドリルの刃先部を示す側面図である。
【図１８】 図１６における小型ドリルの刃先部の断面図である。
【符号の説明】
１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，９０，１００、１１０ 小型ドリル
１１ 刃先部
１２ 切屑排出溝
１３ 仕上げ刃付き溝
１４ 壁面
１５ 仕上げ刃
１６ 先端逃げ面
１７ 切刃
１８ マージン
ａ 溝深さ
ｂ 溝幅
ｄ 刃先部の断面に内接する最大の円の直径
Ｄ 刃先部の最大外径
Ｌ 有効刃長
Ｔ 回転方向
α ねじれ角
β ねじれ角
θ 刃物角[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a drill used for drilling a work material, for example, a small drill used for drilling a hole of a small diameter deep hole in a work material such as a printed circuit board, a minute metal part, or plastic. About.
[0002]
[Prior art]
Generally, in a small drill, a hole to be drilled has an extremely small diameter, and a small-diameter bar-shaped cutting edge portion having a diameter of, for example, about 0.05 to 3.175 mm is provided on the tip side of the drill body, and the drill body is mounted on the rear end side. A relatively large-diameter shank portion for gripping the rotating shaft is provided integrally with the blade edge portion or connected by brazing, interference fitting or the like. Cemented carbide is usually used for the material of the blade tip, and steel such as cemented carbide or steel is used for the shank.
[0003]
In a conventional small drill, two chip discharge grooves that twist around the rotation axis from the distal end of the cutting edge toward the proximal end are formed on the peripheral surface of the cutting edge of the small drill that rotates about the rotation axis. Has been.
In the conventional small drill provided with such two chip discharge grooves, since the core thickness is reduced by the two chip discharge grooves and the rigidity of the drill is lowered, in particular, the hole diameter is 1 mm or less and the hole depth is In the case of small-diameter deep hole machining such that the ratio to the hole diameter is 5 or more, the hole position accuracy is lowered and the blade edge part is broken due to the bending of the hole.
[0004]
In order to solve the above problems, there is a small drill as disclosed in US Pat. No. 5,854,617. FIG. 17 is a side view showing a cutting edge portion of such a small drill, and FIG. 18 is a cross-sectional view of the cutting edge portion of the small drill. The small drill 1 includes a cutting edge portion 2 and a shank portion, and the cutting edge portion 2 has a single chip discharge groove 3 that twists around the rotation axis O from the distal end toward the proximal end as shown in FIG. And the twist angle γ of the chip discharge groove 3 is continuously increased from the distal end of the blade edge portion 1 toward the proximal end side, thereby improving the chip discharge process.
[0005]
Moreover, in the cross section of the blade edge | tip part 2, as shown in FIG. 18, the outer peripheral surface except the chip discharge | emission groove | channel 3 of the blade edge | tip part 2 is comprised by the margin 4, and when drilling a workpiece, this margin 4 However, it comes into contact with the inner wall surface of the machined hole to obtain straightness of the drill. In the conventional small drill 1 having such a configuration, since the chip discharge groove 3 is only one, the core thickness d of the blade edge portion 2 can be kept thin, and the rigidity can be kept high. The accuracy can be improved.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, chips generated during drilling of the work material are not carried well by the chip discharge groove 3 to the base end side of the blade edge 2 and the margin 4 and the inner wall surface of the machining hole where the margin 4 is in contact are formed. There is a problem that the chip is attached to the inner wall surface of the machining hole as it is, or the inner wall surface roughness of the machining hole is lowered by the chip being rubbed against the inner wall. It often happens.
Such a phenomenon is likely to occur in the case of small-diameter deep hole machining in which the hole diameter of the hole to be drilled is 1 mm or less and the ratio of the hole depth to the hole diameter is 5 or more, which has been a serious problem.
[0007]
In particular, when drilling a printed circuit board as a work material, deposits called smear are generated on the inner wall surface of the processed hole, and if smear remains in the processed hole after drilling, there is a problem in the subsequent plating process, etc. Therefore, a process for removing smear mechanically becomes necessary. As a result, the smear not only reduced the inner wall surface roughness of the machined hole, but also caused a significant decrease in product yield.
[0008]
Furthermore, in the small drill 1 provided with the above-described single chip discharge groove 3, since the drill rigidity is high, it becomes possible to increase the feed rate of the small drill 1 during drilling and perform highly efficient processing. However, as an adverse effect of increasing the feed rate, there are problems such as the occurrence of burrs in the machining holes and the decrease in the inner wall roughness, and it has been difficult to achieve both high efficiency and high precision machining at the same time.
[0009]
In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide a drill capable of maintaining high drill rigidity, high hole position accuracy, and improving the inner wall surface roughness of a processed hole.
[0010]
[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 that twists around the rotation axis from the distal end of the blade edge portion toward the proximal end side is formed on the peripheral surface of the blade edge portion. In the drill in which the tip side region of the wall surface facing the rotation direction of the chip discharge groove is a rake face, and the cutting edge is formed at the crossing ridge line part of the rake face and the tip flank face, the peripheral surface of the cutting edge part Only one chip discharge groove is formed, and a groove with a finishing blade having a twist angle of 0 ° or more from the distal end to the proximal end side of the blade edge portion is formed on the peripheral surface of the blade edge portion. This groove with a finishing blade,Formed so as to merge with the chip discharge groove.And the chip discharge groove is formed longer than the length of one round of the circumference of the cutting edge portion.It is characterized by.
  With such a configuration, since there is only one chip discharge groove provided in the cutting edge part, the core thickness is thicker and higher than that of a conventional drill in which two chip discharge grooves are provided in the blade edge part. Stiffness can be obtained. Furthermore, since a groove with a finishing blade will be formed in the part where the margin for rubbing the inner wall surface of the machining hole is formed, the chips that have entered between the margin and the inner wall surface of the machining hole will be removed. In addition, the inner wall surface of the processed hole can be cut again by the finishing blade and finished, so that the accuracy of the inner wall surface of the hole can be improved.
  Furthermore, since the groove with the finishing blade is formed so as to merge with the chip discharging groove, the chip discharged by the groove with the finishing blade is joined to the chip discharging groove having a large space for releasing the chip. Thus, the chip discharge property by the groove with the finishing blade can be kept good.
[0011]
Further, the groove with a finish blade is characterized in that the chip discharge groove is formed longer than the length of one round of the circumference of the blade edge portion.
By adopting such a configuration, it is possible to obtain a groove with a finishing blade that is long enough to finish the inner wall surface of the processing hole.
Here, if the length of the groove with the finishing blade is shorter than the length of the chip discharge groove rotating around the peripheral surface of the cutting edge part by one rotation, uncut residue is likely to occur, and the inner wall surface accuracy of the processed hole is improved. The effect of improving cannot be obtained.
[0012]
Further, the blade angle θ formed by the finishing blade of the groove with the finishing blade is set in a range of 80 ° ≦ θ ≦ 120 °.
By adopting such a configuration, it is possible to ensure the chipping resistance of the finished blade and ensure a good sharpness.
Here, if the blade angle θ formed by the finishing blade of the groove with the finishing blade is smaller than 80 °, the cutting resistance applied to the finishing blade is increased and the chip is likely to be broken. On the other hand, if the blade angle θ is larger than 120 °, the finishing blade is finished. The sharpness of the blade is lowered, and the effect of improving the accuracy of the inner wall surface of the processed hole cannot be obtained.
[0013]
Further, a ratio d / D (hereinafter referred to as a core thickness ratio) formed by the maximum diameter d of the circle inscribed in the cross section of the cutting edge portion with respect to the maximum outer diameter D of the cutting edge portion is 60% or more. It is characterized by.
With such a configuration, the core thickness of the cutting edge portion can be sufficiently secured, the drill rigidity can be kept high, and the size of the groove with the finished blade is not increased more than necessary.
Here, if the core thickness ratio d / D is smaller than 60%, the core thickness of the cutting edge portion becomes thin, and sufficient drill rigidity cannot be maintained.
[0014]
Further, a ratio a / D (hereinafter referred to as a groove depth ratio) formed by the groove depth a of the groove with a finish blade with respect to the maximum outer diameter D of the blade edge portion is 5% or more, and A ratio b / D (hereinafter referred to as a groove width ratio) formed by the groove width b of the groove with the finishing blade with respect to the maximum outer diameter D of the blade edge portion is 10% or more.
With such a configuration, it is sufficient to escape between the margin and the inner wall surface of the processing hole, and to remove the chips removed by the groove with the finishing blade or the finishing processing of the finishing blade. Space can be secured.
If the groove depth ratio a / D is set to be smaller than 5% or the groove width ratio b / D is set to be smaller than 10%, sufficient space for the groove with the finishing blade cannot be secured. The chip removal efficiency by the groove with the finishing blade is deteriorated.
[0015]
Further, the maximum outer diameter D of the blade edge portion is 1 mm or less, and the ratio L / D between the effective blade length L of the blade edge portion and the maximum outer diameter D of the blade edge portion is 5 or more.
By adopting such a configuration, the present invention can be effectively utilized particularly when drilling a hole portion of a small-diameter deep hole in which problems such as a decrease in hole position accuracy and a decrease in hole inner wall surface accuracy are likely to occur.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
1 is a side view of a cutting edge portion of a small drill according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of the cutting edge portion of the small drill, FIG. 3 is an enlarged view of a main part in FIG. 2, and FIG. FIG. 5 is an explanatory view of a cross-section of a cutting edge portion of the small drill.
[0017]
The small drill 10 according to the first embodiment of the present invention is composed of a cutting edge portion 11 and a shank portion, and the cutting edge portion 11 has a straight outer diameter D as shown in FIG. It is said that. That is, the outer diameter D of the blade edge portion 11 is the maximum outer diameter D.
[0018]
Further, the cutting edge portion 11 is provided with a single chip discharge groove 12 that is spirally twisted around the rotation axis O from the distal end toward the proximal end at a constant twist angle α and opens to the outer peripheral surface. ing. The chip discharge groove 12 is formed so as to go around the outer peripheral surface about three and a half revolutions from the distal end to the proximal end of the blade edge portion 11, and has a certain groove depth and groove width. Thereby, the diameter d of the largest circle inscribed in the cross section of the blade edge portion 11 (so-called core thickness d of the blade edge portion 11) is constant from the distal end to the proximal end of the blade edge portion 11.
[0019]
Further, similarly, from the distal end of the blade edge portion 11 toward the proximal end side, a single groove 13 with a finishing blade that opens to the outer peripheral surface of the blade edge portion 11 around the rotation axis O is spirally oriented in the same direction as the chip discharge groove 12 Are twisted at a constant twist angle β. At this time, if the torsion angle α of the chip discharge groove 12 is a positive angle, the torsion angle β of the groove 13 with the finishing blade is set to an angle of 0 ° or more. The twist angle β of the groove 13 with the blade is the same positive angle as the twist angle α of the chip discharge groove 12.
[0020]
Here, as shown in FIG. 2, the groove 13 with a finishing blade has a concave curved surface that is located a predetermined distance apart from the chip discharge groove 12 on the rear side in the drill rotation direction T and is recessed toward the rotation axis O side. It is formed in a concave groove shape by the wall surface 14 formed.
Moreover, in this 1st embodiment, the groove | channel 13 with a finishing blade is formed from the front-end | tip of the blade edge | tip part 11 to a base end, in other words, the chip | tip discharge groove | channel 12 is the outer peripheral surface of the blade edge | tip part 11 in the groove | channel 13 with a finishing blade. Is formed up to a position that is a length of about three and a half revolutions (the same length as the chip discharge groove 12).
[0021]
Moreover, as shown in FIG. 1, the tip side area | region of the wall surface which faces the rotation direction T of the small drill 10 of the chip discharge groove 12 is made into a rake face, and the cross ridgeline part of this rake face and the tip flank 16 of the blade edge | tip part 11 The cutting edge 17 is formed in the. The tip flank 16 has a first flank 16a located immediately behind the rotational direction T of the cutting edge 17, a second flank 16b located on the rear side in the rotational direction T, connected to the first flank 16a, and The third flank 16c is connected to the second flank 16b and located on the rear side in the rotational direction T.
[0022]
As shown in FIG. 2, the outer peripheral surface of the cutting edge portion 11 excluding the chip discharging groove 12 and the groove 13 with the finishing blade is constituted by a margin 18, and this margin 18 is opened to the outer peripheral surface of the cutting edge portion 11. In other words, the groove 13 with the finishing blade is formed on the outer peripheral surface of the blade edge portion 11 at the portion which has been regarded as the conventional margin 18. Will be. Further, the margin 18 is formed in a spiral shape by twisting to the rear side in the rotation direction T of the small drill 10 from the distal end to the proximal end side of the cutting edge portion 11 like the chip discharge groove 12. The effective blade length L is formed over the entire length.
[0023]
Further, as shown in FIGS. 2 and 3, a wall surface located in the rear side region of the drill rotation direction T of the wall surface 14 forming the groove 13 with the finishing blade and facing the rotation direction T is a rake surface 14a, and this rake surface 14a A finishing blade 15 (cutting blade) is formed at the intersection ridge line between the edge 18 and the margin 18. Further, the blade angle θ formed by the finishing blade 15 is set in a range of 80 ° ≦ θ ≦ 120 °, and in the first embodiment, for example, θ = 100 °.
Here, the blade angle θ of the finishing blade 15 is the rake surface 14a on a virtual circle having the rotation axis O as the center and the margin 18 as an arc in the sectional view of the cutting edge portion 11, and the rake surface 14a and the margin 18. Indicates the angle formed by the tangent line A direction at the point X where and intersect.
[0024]
Further, as shown in FIG. 3, the front side wall surface 14 b located in the region in the front direction of rotation T of the wall surface 14 that forms the groove 13 with the finishing blade has an angle φ (in a cross-sectional view of the blade edge portion 11) formed with the margin 18. The angle formed between the front side wall surface 14b and the tangent B direction at the point Y where the front side wall surface 14b and the margin 18 intersect on a virtual circle centered on the rotation axis O and having the margin 18 as an arc is 120 ° or more. In the first embodiment, for example, φ = 160 ° is set.
More specifically, as shown in the enlarged sectional view of FIG. 4, the connecting portion between the margin 18 and the front side wall surface 14b (ie, the vicinity of the point Y where the front side wall surface 14b and the margin 18 intersect) is smooth. It is formed so as to form a convex surface. In addition, this connection part does not need to be connected smoothly and may be formed so that it may be multistage.
[0025]
Further, the groove depth a of the groove 13 with a finishing blade (that is, in a cross-sectional view of the blade edge portion 11 in FIG. 3, a virtual circle centered on the rotation axis O and having a margin 18 as an arc, and concentric with this virtual circle. The ratio a / D (groove depth ratio a / D) that the distance in the radial direction from the circle r in contact with the groove 13 with the finishing blade to the maximum outer diameter D of the cutting edge 11 is 5% or more. Further, the groove width b of the groove 13 with the finishing blade (that is, the distance connecting the two points where the wall surface 14 constituting the groove 13 with the finishing blade intersects the margin 18 in the cross-sectional view of the cutting edge portion 11 in FIG. 3). The ratio b / D (groove width ratio b / D) formed with respect to the maximum outer diameter D of the blade edge portion 11 is 10% or more.
[0026]
Further, the maximum outer diameter D of the blade edge portion 11 (in the first embodiment, the diameter of a virtual circle having the rotation axis O as the center and the margin 18 as an arc in the sectional view of the blade edge portion 11) is 1 mm or less, In addition, the blade edge portion 11 is formed so that the ratio L / D between the effective blade length L and the maximum outer diameter D of the blade edge portion 11 is 5 or more.
[0027]
Further, as shown in FIG. 2, the ratio d formed by the maximum circle diameter d (so-called core thickness d of the blade edge portion 11) inscribed in the cross section of the blade edge portion 11 with respect to the maximum outer diameter D of the blade edge portion 11. / D (core thickness ratio d / D) is 60% or more. Here, in the first embodiment, as shown in FIG. 2, the circle inscribed in the margin 18 and the chip discharge groove 12 has the maximum diameter d, and the core thickness ratio d / D is, for example, 65%. Thus, it is constant from the distal end to the proximal end of the blade edge portion 11.
[0028]
At this time, since the core thickness ratio d / D is set to 60% or more, the groove depth a of the groove 13 with the finishing blade is inevitably limited, and the groove 13 with the finishing blade is secured. As shown in FIG. 5, the maximum space that can be formed is a size that is in contact with the largest circle (circle showing the core thickness d) that is inscribed in the cross section of the blade edge portion 11. For this reason, the groove | channel 13 with a finishing blade will be sufficiently small compared with the magnitude | size of the chip discharge groove | channel 12, and the groove | channel 13 with a finishing blade will not reduce drill rigidity easily.
[0029]
The small drill 10 having the above-described configuration has one chip discharge groove 12 and one groove 13 with a finishing blade formed in the cutting edge portion 11, but the groove 13 with a finishing blade is secured. The space to be cut is sufficiently smaller than the space secured by the chip discharge groove 12, so that the core thickness of the cutting edge portion 11 can be sufficiently secured, compared with a conventional small drill provided with two pieces of chip discharge grooves. And the drill rigidity is overwhelmingly high.
[0030]
In addition, since the groove 13 with the finishing edge is formed in the margin 18 that rubs the inner wall surface of the machining hole, chips that have entered between the margin 18 and the inner wall surface of the machining hole are formed when the work material is drilled. While being removed and discharged by the groove 13 with the finishing blade, the inner wall surface of the processed hole can be cut again by the finishing blade 15 and finished, so that the accuracy of the inner wall surface of the hole can be improved.
[0031]
In addition, since the drill rigidity can be kept high, even if the feed speed of the small drill 10 is increased during drilling of the work material, no hole bending or breakage of the cutting edge 11 occurs, and a highly efficient hole is achieved. With the finishing blade 15 of the groove 13 with a finishing blade described above, it is possible to perform the finishing processing and also to the problem of the occurrence of burrs in the processing hole and the deterioration of the inner wall surface roughness that are caused as a result of high feed. Such a problem can be solved by cutting the inner wall surface of the processed hole again.
As a result, it is possible to perform drilling with higher efficiency than the conventional small drill in which the two chip discharge grooves are formed while maintaining the inner wall surface roughness of the processed hole satisfactorily.
[0032]
Further, the groove 13 with a finishing blade has a certain effect even if it is employed in a small drill provided with two conventional chip discharge grooves. In addition, by adopting the small drill 10 in which a single chip discharge groove 12 is formed in the cutting edge portion 11, both high-efficiency drilling and high-precision drilling can be achieved at the same time.
[0033]
Moreover, in the small drill 10 according to the first embodiment, the maximum outer diameter D of the cutting edge portion 11 is 1 mm or less, and the ratio L / D between the maximum outer diameter D of the cutting edge portion 11 and the effective blade length L is 5 or more. For this reason, the present invention can be effectively utilized particularly when drilling a hole portion of a small diameter deep hole, which is likely to cause problems such as a decrease in hole position accuracy and a decrease in hole inner wall surface accuracy.
Even when a smear or the like adheres to the inner wall surface of the processed hole, as in the case of drilling a small-diameter deep hole hole in a printed circuit board or the like as a work material, the groove 13 with a finishing blade is used. The inner wall surface roughness of the processed hole can be improved by removing the smear by the finishing blade 15 and finishing the inner wall surface by the finishing blade 15. For this reason, it is possible not only to prevent deterioration of the inner wall surface accuracy due to smear, which has been a problem in the past, but also to maintain a high product yield because a smear removing step is not required.
[0034]
Further, the groove 13 with the finishing blade is formed with a finishing blade having a length sufficient to finish the inner wall surface of the processing hole by forming the chip discharge groove 12 longer than the length of one revolution of the cutting edge portion 11. 15 can be formed, and stable finishing of the inner wall surface of the processed hole can be performed.
Here, if the length of the groove 13 with the finishing blade is shorter than the length in which the chip discharge groove 12 rotates around the outer peripheral surface of the blade edge portion 11, uncut material tends to be generated, and the inside of the processing hole The effect of improving wall surface accuracy cannot be obtained sufficiently.
[0035]
In addition, since the blade angle θ formed by the finishing blade 15 of the groove 13 with the finishing blade is set in a range of 80 ° ≦ θ ≦ 120 °, the chipping resistance of the finishing blade 15 is ensured and a good sharpness is achieved. Can be secured.
Here, when the blade angle θ formed by the finishing blade 15 is smaller than 80 °, the cutting resistance applied to the finishing blade 15 is increased and the chip is likely to be broken. On the other hand, when the blade angle θ is larger than 120 °, the cutting blade 15 The sharpness is lowered, and the effect of finishing the inner wall surface of the processed hole to improve the surface roughness cannot be obtained.
The blade angle θ formed by the finishing blade 15 is preferably set in a range of 80 ° ≦ θ ≦ 90 ° in order to make the above-described effect more reliable.
[0036]
Moreover, since the core thickness ratio d / D is 60% or more over the entire length of the cutting edge portion 11, the core thickness of the cutting edge portion 11 can be sufficiently secured, the drill rigidity can be kept high, and the finishing can be performed. The space in which the bladed groove 13 is formed is not increased more than necessary.
Here, if the core thickness ratio d / D is smaller than 60%, the core thickness of the cutting edge portion 11 becomes thin, and sufficient drill rigidity cannot be maintained.
[0037]
Further, the groove depth ratio a / D is set to 5% or more and the groove width ratio b / D is set to 10% or more, so that it enters between the margin 18 and the inner wall surface of the processed hole. Sufficient space can be secured to release the chips removed by the bladed grooves 13 and the chips generated by the cutting by the finishing blade 15.
When the groove depth ratio a / D is set to be smaller than 5% or the groove width ratio b / D is set to be smaller than 10%, the cut that has entered between the margin 18 and the inner wall surface of the processed hole. It will not be possible to secure a sufficient space for the groove 13 with the finishing blade for escaping the scraps and chips generated by the cutting with the finishing blade 15.
[0038]
In the first embodiment of the present invention described above, the twist angle β of the groove 13 with a finishing blade is set to the same positive angle as the twist angle α of the chip discharge groove 12, but it is not necessarily the same. If the twist angle β of the groove 13 with the finishing blade is 0 ° or more, it may be different.
Small drills in such a case will be described as second to sixth embodiments of the present invention. In addition, these 2nd-6th embodiment differs only in the structure of the groove | channel 13 with a finishing blade formed in the outer peripheral surface (margin 18) of the blade edge | tip part 11, and is the same part as 1st embodiment mentioned above. The description is omitted using the same reference numerals.
[0039]
FIG. 6 shows a side view of the cutting edge portion of the small drill according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 7 shows a side view of the cutting edge portion of the small drill according to the third embodiment.
As shown in FIG. 6, the small drill 20 according to the second embodiment has a single finishing blade that opens on the outer peripheral surface of the cutting edge portion 11 around the rotation axis O from the distal end of the cutting edge portion 11 toward the proximal end side. The groove 13 is spirally formed with a certain twist angle β, and the twist angle β of the groove 13 with the finishing blade is set to a positive angle smaller than the twist angle α of the chip discharge groove 12 so that the chip is cut. The groove 13 with the finishing blade joins the chip discharge groove 12 at a position where the discharge groove 12 has a length that makes a round of about two revolutions around the outer peripheral surface of the blade edge portion 11.
[0040]
Further, as shown in FIG. 7, the small drill 30 according to the third embodiment has a single finish that opens on the outer peripheral surface of the cutting edge portion 11 around the rotation axis O from the distal end of the cutting edge portion 11 toward the proximal end side. The bladed groove 13 is spirally formed with a constant twist angle β, and the twist angle β of the finished bladed groove 13 is set to a positive angle larger than the twist angle α of the chip discharge groove 12. The groove 13 with the finishing blade joins the chip discharge groove 12 at a position where the chip discharge groove 12 has a length that makes a round of about one and a half revolutions on the outer peripheral surface of the blade edge portion 11.
[0041]
Next, FIG. 8 shows a side view of the cutting edge portion of the small drill according to the fourth embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 8, the small drill 40 according to the fourth embodiment has a single finishing blade that opens to the outer peripheral surface of the cutting edge portion 11 around the rotation axis O from the distal end of the cutting edge portion 11 toward the proximal end side. The groove 13 is formed so as to be parallel to the rotation axis O, that is, the twist angle β of the groove 13 with a finishing blade is set to 0 °.
At this time, the groove 13 with the finishing blade is formed up to a position where the chip discharge groove 12 has a length that makes a round and a round of the outer peripheral surface of the blade edge portion 11 and merges with the chip discharge groove 12 at that portion. However, the middle part is divided by the chip discharge groove 12.
[0042]
When the twist angle β of the groove 13 with the finishing blade is 0 ° or close to 0 ° as in the fourth embodiment, the groove 13 with the finishing blade is rotated once by the chip discharge groove 12 around the outer peripheral surface of the blade edge portion 11. In order to form longer than the length to circulate, the groove 13 with a finishing blade will be parted by the chip discharge | emission groove | channel 12, but it will have no bad influence on the effect which this invention show | plays.
[0043]
Next, FIG. 9 shows a side view of the cutting edge portion of the small drill according to the fifth embodiment of the present invention, and FIG. 10 shows a side view of the cutting edge portion of the small drill according to the sixth embodiment.
As shown in FIG. 9, the small-sized drill 50 according to the fifth embodiment has a single finishing blade that opens on the outer peripheral surface of the cutting edge portion 11 around the rotation axis O from the distal end of the cutting edge portion 11 toward the proximal end side. The groove 13 is formed by spirally twisting, and the twist angle β of the groove 13 with the finished blade is the same as the twist angle α of the chip discharge groove 12 at the tip portion of the blade edge portion 11. The groove 13 with the finish blade is the chip discharge groove 12 at a position where the chip discharge groove 12 becomes continuously smaller toward the base end side of the part 11 and the chip discharge groove 12 has a length that makes a round and a round around the outer peripheral surface of the blade edge part 11. To come together.
[0044]
In addition, as shown in FIG. 10, the small drill 60 according to the sixth embodiment has a single finish that opens to the outer peripheral surface of the cutting edge portion 11 around the rotation axis O from the distal end of the cutting edge portion 11 toward the proximal end side. The groove 13 with the blade is formed by being spirally twisted, and the twist angle β of the groove 13 with the finished blade is the same as the twist angle α of the chip discharge groove 12 at the tip portion of the blade edge portion 11. The groove 13 with the finishing blade is discharged at a position where the chip is continuously increased toward the base end side of the blade edge portion 11 and the chip discharge groove 12 has a length of about one and a half revolutions around the outer peripheral surface of the blade edge portion 11. It joins with the groove 12.
[0045]
The small drills 20, 30, 40, 50, 60 according to the second to sixth embodiments of the present invention configured as described above have a chip 13 with a finished blade formed in each blade tip 11, and chip discharge. Since the groove 12 is formed to be longer than the length of one rotation of the outer peripheral surface of the blade edge portion 11, the effect brought about by the groove 13 with a finished blade is achieved without any inferiority, and the first embodiment of the present invention described above is performed. There is an effect similar to the form.
Further, since the groove 13 with the finishing blade is formed so as to merge with the chip discharging groove 12, the chip discharging groove 12 having a large space for releasing the chip discharged by the groove 13 with the finishing blade. The chips can be discharged in such a manner as to be merged with each other, and the chip discharge performance by the groove 13 with the finishing blade can be kept good.
[0046]
In the first to sixth embodiments, the straight type small drill in which the outer diameter D of the blade edge portion 11 is constant from the distal end to the proximal end has been described, but the blade edge portion 11 is not limited to this. A small drill having a back taper that gradually decreases as the outer diameter of the head decreases from the distal end toward the proximal end may be used. In this case, the outer diameter of the tip side portion of the blade edge portion 11 is the maximum outer diameter D.
[0047]
Moreover, it is not limited to the straight type small drills 10, 20, 30, 40, 50, 60 as in the first to sixth embodiments described above, but an undercut in which only the tip portion of the blade edge portion 11 is enlarged by one step. A type of drill may be used, and a small drill in such a case will be described as seventh to eleventh embodiments of the present invention.
The seventh to eleventh embodiments also differ only in the shape of the blade edge portion 11 and the configuration of the groove 13 with the finished blade formed in the outer peripheral surface (margin 18) of the blade edge portion 11, and are described above. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0048]
First, FIG. 11 shows a side view of a cutting edge portion of a small drill according to a seventh embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 11, in the small drill 70 according to the seventh embodiment, the cutting edge portion 11 is positioned on the first cutting edge portion 11A located at the tip portion thereof and on the rear end side of the first cutting edge portion 11A. The undercut type is constituted by the second cutting edge portion 11B having an outer diameter smaller than the outer diameter D of the cutting edge portion 11A. At this time, the outer diameter D of the first cutting edge portion 11A becomes the maximum outer diameter D of the cutting edge portion 11, and the margin 18 for rubbing the inner wall surface of the machining hole is formed on the outer peripheral surface of the first cutting edge portion 11A. .
The chip discharge groove 12 is formed at a constant twist angle α from the tip of the blade edge portion 11 to the base end, and rotates around the outer peripheral surface of the blade edge portion 11 by about three and a half revolutions. The first blade edge portion 11A is formed up to a position where the discharge groove 12 has a length of about one and a half turns around the outer peripheral surface of the blade edge portion 11.
[0049]
As shown in FIG. 11, the small drill 70 according to the seventh embodiment is a single finishing blade that opens to the outer peripheral surface of the cutting edge portion 11 around the rotation axis O from the distal end of the cutting edge portion 11 toward the proximal end side. The groove 13 is spirally formed at a constant twist angle β in the same direction as the chip discharge groove 12. Further, the groove 13 with the finish blade is formed from the tip end to the base end of the blade edge portion 11 with the twist angle β set to the same positive angle as the twist angle α of the chip discharge groove 12, in other words, The chip discharge groove 12 is formed to a position where the outer periphery of the blade edge portion 11 has a length of about three and a half turns (the same length as the chip discharge groove 12).
[0050]
The small drill 70 according to the seventh embodiment, which is an undercut type as described above, has the same effect as the small drill 10 according to the first embodiment described above, but at the base end side portion of the blade edge portion 11. Although the drill edge portion 11B having the outer diameter reduced by one step is formed, some drill rigidity is lost, but the area of the margin 18 in contact with the inner wall surface of the processing hole is reduced. It becomes possible to further improve the inner wall surface accuracy of the hole.
[0051]
In the case of a small drill of the undercut type, it is sufficient if the groove 13 with the finishing blade is formed in the first cutting edge portion 11A (the portion where the margin 18 is formed). It is not necessary to be formed up to the base end of the second cutting edge portion 11B.
Such a case is taken as an eighth embodiment of the present invention, and a side view of the cutting edge portion of the small drill is shown in FIG.
[0052]
As shown in FIG. 12, the small drill 80 according to the eighth embodiment has substantially the same configuration as that of the seventh embodiment described above, but only the length in which the groove 13 with the finishing blade is formed is different. The groove 13 with the finishing blade is formed from the tip of the blade edge portion 11 to a position where the chip discharge groove 12 has a length that makes a round around the outer peripheral surface of the blade edge portion 11, in other words, the groove 13 with the finishing blade is It is formed up to a substantially central portion of the second cutting edge portion 11B. The small drill 80 configured as described above has the same effect as the small drill 70 according to the seventh embodiment.
[0053]
Further, it is sufficient that the finishing blade 15 of the groove 13 with the finishing blade is provided over the entire length of the first cutting edge portion 11A where the margin 18 is formed, and the small drill 70 in the seventh and eighth embodiments. , 80, when the groove 13 with the finishing blade is formed from the tip of the first cutting edge portion 11A to the second cutting edge portion 11B, the groove 13 with the finishing blade is positioned at the second cutting edge portion 11B. The finishing blade 15 does not need to be formed in the portion to be performed.
[0054]
Next, FIG. 13 shows a side view of the cutting edge portion of the small drill according to the ninth embodiment of the present invention, and FIG. 14 shows a side view of the cutting edge portion of the small drill according to the tenth embodiment.
As shown in FIG. 13, the small-sized drill 90 according to the ninth embodiment is an undercut type having the first cutting edge portion 11 </ b> A and the second cutting edge portion 11 </ b> B, and is directed from the distal end of the cutting edge portion 11 toward the proximal end side. A groove 13 with a finished blade that opens to the outer peripheral surface of the blade edge portion 11 around the rotation axis O is formed to be spirally twisted at a constant twist angle β. The twist angle of the groove 13 with the finished blade β is set to a positive angle smaller than the twist angle α of the chip discharge groove 12, and the groove 13 with the finishing blade is provided at a position where the chip discharge groove 12 has a length of about one and a half revolutions around the outer peripheral surface of the blade edge portion 11. Is joined to the chip discharge groove 12. In addition, the groove | channel 13 with a finishing blade is formed over the full length of 11 A of 1st blade edge parts.
[0055]
As shown in FIG. 14, the small drill 100 according to the tenth embodiment is an undercut type that similarly includes a first cutting edge portion 11 </ b> A and a second cutting edge portion 11 </ b> B, and extends from the distal end of the cutting edge portion 11 toward the proximal end side. A groove 13 with a finished blade that opens to the outer peripheral surface of the blade edge portion 11 around the rotation axis O is formed to be spirally twisted at a constant twist angle β. The twist angle of the groove 13 with the finished blade β is set to a positive angle larger than the twist angle α of the chip discharge groove 12, and the groove 13 with the finishing blade is located at a position where the chip discharge groove 12 has a length of about one and a half revolutions around the outer peripheral surface of the blade edge portion 11. Is joined to the chip discharge groove 12. In addition, the groove | channel 13 with a finishing blade is formed over the full length of 11 A of 1st blade edge parts.
[0056]
Next, FIG. 15 shows a side view of the cutting edge portion of the small drill according to the eleventh embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 15, the small drill 110 according to the eleventh embodiment is an undercut type that similarly includes a first cutting edge portion 11 </ b> A and a second cutting edge portion 11 </ b> B, and extends from the distal end of the cutting edge portion 11 to the proximal end side. A single groove 13 with a finishing blade opening on the outer peripheral surface of the cutting edge portion 11 around the rotation axis O is formed so as to be parallel to the rotation axis O, that is, the twist angle of the groove 13 with a finishing blade β is set to 0 °.
At this time, the groove 13 with the finishing blade is formed up to a position where the chip discharge groove 12 has a length (around the entire length of the first cutting edge portion 11A) that makes the outer periphery of the cutting edge portion 11 turn about one and a half revolutions. The portion is joined to the chip discharge groove 12 at that portion, but the middle portion is divided by the chip discharge groove 12.
[0057]
In the small drills 90, 100, 110 according to the ninth to eleventh embodiments of the present invention configured as described above, the finished bladed grooves 13 formed in the respective blade tips 11 are formed by the chip discharge grooves 12. Since it is longer than the length of one round of the outer peripheral surface of the blade edge portion 11 and is formed over the entire length of the first blade edge portion 11A, the length of the groove 13 with the finished blade can be sufficiently and sufficiently secured. The effect brought about by the groove 13 with the finishing blade is achieved without any inferiority, and the same effect as the above-described seventh embodiment of the present invention is achieved.
[0058]
In addition, although not shown, in the undercut type small drill as in the seventh to eleventh embodiments, the twist angle of the groove 13 with the finishing blade is continuously increased toward the base end side of the blade edge portion 11. You may form so that it may enlarge or reduce.
Even in such a case, the groove 13 with the finishing blade is formed longer than the length in which the chip discharge groove 12 makes one round of the outer peripheral surface of the blade edge portion 11 from the tip of the blade edge portion 11 or the margin 18 is formed. It is preferable to be formed over the entire length of the first cutting edge portion 11A.
[0059]
In the present embodiment, the outer peripheral surface of the blade edge portion 11 excluding the chip discharge groove 12 and the groove 13 with the finishing blade is composed of only the margin 18, but the present invention is not limited to this. For example, FIG. As shown, the outer peripheral surface of the cutting edge part 11 excluding the chip discharge groove 12 and the groove 13 with the finishing blade is located on the rear side in the drill rotation direction T of the margin 18 and the margin 18 and has a constant second capping depth c. It may be configured with a second picking surface 19.
[0060]
Further, the outer peripheral surface of the blade edge portion 11 excluding the chip discharge groove 12 and the groove 13 with the finishing blade is composed of a margin 18 and a second picking surface 19, and the margin 18 is divided into two by the second picking surface 19, for example. The groove 13 with the finishing blade may be formed in at least one of the margins 18 that are divided and divided into two.
[0061]
In addition, in this embodiment, although the groove | channel 13 with a finishing blade provided in the outer peripheral surface of the blade edge | tip part 11 is made into 1 item | strip | row, it is not limited to this, The several groove | channel 13 with a finishing blade is provided. It may be.
[0062]
Further, in the present embodiment, the core thickness ratio d / D is constant from the distal end to the proximal end of the blade edge portion 11, but the core thickness ratio d / D is not limited to this. The size may be gradually increased from the distal end toward the proximal end.
[0063]
Further, in this embodiment, the twist angle α of the chip discharge groove 12 twisted around the rotation axis O is constant from the distal end of the blade edge portion 11 to the proximal end, but the twist angle α is directed from the distal end toward the proximal end side. Therefore, it may be changed continuously.
[0064]
Furthermore, in the present embodiment, a small drill in which the maximum outer diameter D of the cutting edge portion is 1 mm or less and the ratio L / D between the effective blade length L and the maximum outer diameter D is 5 or more has been described. Without being limited to the range, a drill having a larger maximum outer diameter D or a drill having an L / D smaller than 5 may be used.
[0065]
【Example】
A small drill according to an example of the present invention is defined as Examples 1 to 17, and in addition to this, drilling of a work material is performed using small drills having various configurations (Comparative Examples 1 to 4 and Conventional Examples 1 to 3). went.
[0066]
In Examples 1 to 17 and Comparative Examples 1 to 4, one cutting edge discharge groove 12 and one finishing blade groove 13 are formed at the blade edge portion 11 from the distal end of the blade edge portion 11 at the same twist angle. However, in Examples 1 to 17, the core thickness ratio d / D of the blade edge portion 11 and the blade angle θ formed by the finishing blade 15 of the groove 13 with the finishing blade are within the range of the present invention (60% ≦ d / D, 80 ° ≦ θ ≦ 120 °). In Comparative Examples 1 and 2, the core thickness ratio d / D of the blade edge portion 11 is set smaller than the range of the present invention, and Comparative Example 3 , 4 are set such that the blade angle θ formed by the finishing blade 15 of the groove 13 with finishing blade is set larger than the range of the present invention.
Further, in the conventional examples 1 to 3, a single chip discharge groove 3 is formed in the blade edge portion 2, but a groove 13 with a finishing blade is not formed.
[0067]
In Examples 1 to 17 and Comparative Examples 1 to 4, the torsion angle α of the chip discharge groove 12 is a constant 40 ° from the distal end to the proximal end of the blade edge portion 11, whereas the conventional example 1 -3, the torsion angle γ of the chip discharge groove 3 is 30 ° at the tip of the cutting edge 2 and the torsion angle γ increases continuously as it goes toward the base end, and 60 ° at the base end portion. Has been.
Table 1 shows test conditions and results of a drilling test performed using the above-described small drills (Examples 1 to 17, Comparative Examples 1 to 4, and Conventional Examples 1 to 3).
[0068]
[Table 1]
Figure 0004239414
[0069]
Examples 1 to 17, Comparative Examples 1 to 4 and Conventional Examples 1 to 3 are common straight types in which the outer diameter D of the blade edge portion 11 is a constant 0.1 mm from the distal end to the proximal end of the blade edge portion 11. The effective blade length L is 1.2 mm (L / D = 12). Furthermore, as for the groove | channel 13 with a finishing blade formed in the blade edge | tip part 11 of Examples 1-17 and Comparative Examples 1-4, the groove depth a is 10 micrometers (groove depth ratio a / D is 10%), and groove width b is 20 μm (groove width ratio b / D is 20%).
[0070]
Using the small drills (Examples 1 to 17, Comparative Examples 1 to 4 and Conventional Examples 1 to 3) having such a structure, a substrate (four double-sided BT resin plates having a thickness of 0.2 mm) to be cut. A punching test was performed by attaching a plate (LE400 having a thickness of 0.2 mm) and a floor plate (a bakelite resin plate having a thickness of 1.6 mm) to the stacked ones. Drill rotation speed is 160000min-1(Rpm), the feed rate is 12.5 μm / rev. The drilling of the work material is performed without step feed, and the maximum surface roughness of the inner wall of the processed hole after processing 7000 holes, and 6901-7000 The average hole position accuracy of 100 holes (the average value of the deviation of each hole position relative to the target hole position of the lowermost substrate in the stacked substrate) was measured.
[0071]
As shown in Table 1, in Examples 1 to 17, which are examples of the present invention, the inner wall surface roughness of the drilled holes is all less than 13 μm, and the average hole position accuracy is less than 49 μm. As a result, the inner wall surface accuracy and average hole position accuracy of the processed holes were good.
[0072]
Further, in Comparative Examples 1 and 2 in which the core thickness ratio d / D in the blade edge portion 11 is set to 45% and 50% and is set to be smaller than the range of the present invention, the inner wall surface roughness of the processed hole is 12 μm and 14 μm. However, since the core thickness ratio d / D is small, the drill rigidity cannot be kept high, and the straight hole drillability cannot be obtained, and the average hole position accuracy becomes 71 μm and 65 μm. The result that hole position accuracy was bad was obtained compared with Examples 1-17 which are examples of the present invention.
[0073]
Further, in Comparative Examples 3 and 4 in which the blade angle θ of the finishing blade 15 of the groove 13 with the finishing blade is 140 ° and 150 ° and is set larger than the range of the present invention, the average hole position accuracy is 49 μm and 47 μm. However, since the cutting edge angle θ of the finishing blade 15 is large and the sharpness is poor, the inner wall surface of the processed hole cannot be finished satisfactorily, and the inner wall surface roughness is 26 μm or 25 μm. Thus, as compared with Examples 1 to 17 as an example of the present invention, the result that the inner wall surface roughness is inferior was obtained.
[0074]
Further, in the conventional examples 1 to 3 in which the groove 13 with the finishing blade is not formed in the cutting edge portion 11, the average hole position accuracy is all 12 μm or less, but the finishing processing by the finishing blade 15 cannot be performed. The wall surface roughness was about 32 μm, and it was not possible to obtain a good inner wall surface roughness as compared with Examples 1-17.
[0075]
As described above, Examples 1 to 17 according to the present invention are Comparative Examples 1 to 4 in which the core thickness ratio d / D in the blade edge portion 11 and the blade angle θ of the finishing blade 15 are out of the range of the present invention. Compared with the prior art examples 1 to 3, the result was that the inner wall surface accuracy of the processed hole was particularly good and the hole position accuracy was also good.
[0076]
【The invention's effect】
  As described above, according to the drill of the present invention, since only one chip discharge groove is provided at the cutting edge, high drill rigidity can be obtained without reducing the core thickness. In addition to the chip discharge groove, a groove with a finishing blade that is twisted at a torsion angle of 0 ° or more is formed in the peripheral portion of the peripheral surface of the blade edge portion. The chip that has entered between the holes can be removed and discharged by the groove with the finishing blade, and the inner wall surface of the processed hole can be cut again by the finishing blade, so that the accuracy of the inner wall surface of the hole can be improved.
  Furthermore, since the groove with the finishing blade is formed so as to merge with the chip discharging groove, the chip discharged by the groove with the finishing blade is joined to the chip discharging groove having a large space for releasing the chip. Thus, the chip discharge property by the groove with the finishing blade can be kept good.
[0077]
In addition, since high drill rigidity can be obtained, it is possible to perform high-efficiency machining by increasing the feed rate of the drill when drilling the work material, Problems such as a decrease in the accuracy of the inner wall surface can be solved by the finishing blade of the groove with the finishing blade, and both high-efficiency machining and high-precision machining can be achieved simultaneously.
[0078]
Further, the groove with the finishing blade secures a finishing blade having a length sufficient to finish the inner wall surface of the processing hole by forming the chip discharge groove longer than the length of one round of the cutting edge. be able to.
Further, by setting the blade angle θ formed by the finishing blade of the groove with the finishing blade within the range of 80 ° ≦ θ ≦ 120 °, it is possible to ensure the chipping resistance and sharpness of the finishing blade.
[0079]
Further, the core thickness ratio d / D is 60% or more, so that the core thickness of the cutting edge can be sufficiently secured, the drill rigidity can be kept high, and a groove with a finished blade is formed. The space is not enlarged more than necessary.
Further, the groove depth ratio a / D is set to 5% or more and the groove width ratio b / D is set to 10% or more. It is possible to secure a sufficient space for evacuating chips removed by cutting and chips generated by cutting with a finishing blade.
[0080]
Further, the maximum outer diameter D of the blade edge portion is 1 mm or less, and the ratio L / D between the maximum outer diameter D of the blade edge portion and the effective blade length L is 5 or more. The present invention can be effectively utilized when drilling a hole portion of a small-diameter deep hole in which problems such as a decrease and a decrease in accuracy of the inner wall surface are likely to occur. In addition, it effectively removes smear, which is a problem when drilling small-diameter deep holes in printed circuit boards, etc. to maintain good inner wall surface accuracy and eliminates the need for a smear removal process, improving productivity. Can be planned.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing a cutting edge portion of a small drill according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a cutting edge portion of a small drill according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an enlarged view of a main part in FIG. 2;
4 is an enlarged view of a main part in FIG. 3;
FIG. 5 is an explanatory view showing a cross section of a cutting edge portion of the small drill according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a side view showing a cutting edge portion of a small drill according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a side view showing a cutting edge portion of a small drill according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a side view showing a cutting edge portion of a small drill according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a side view showing a cutting edge portion of a small drill according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a side view showing a cutting edge portion of a small drill according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a side view showing a cutting edge portion of a small drill according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a side view showing a cutting edge portion of a small drill according to an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a side view showing a cutting edge portion of a small drill according to a ninth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a side view showing a cutting edge portion of a small drill according to a tenth embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a side view showing a cutting edge portion of a small drill according to an eleventh embodiment of the present invention.
FIG. 16 is an explanatory view showing a cross section of a cutting edge portion of a small drill according to an embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a side view showing a cutting edge portion of a conventional small drill.
18 is a cross-sectional view of a cutting edge portion of the small drill in FIG.
[Explanation of symbols]
10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110 Small drill
11 Cutting edge
12 Chip discharge groove
13 Groove with finishing blade
14 Wall surface
15 Finishing blade
16 Tip flank
17 Cutting blade
18 Margin
a Groove depth
b Groove width
d Diameter of the largest circle inscribed in the cross section of the blade edge
D Maximum outer diameter of the blade edge
L Effective blade length
T direction of rotation
α helix angle
β helix angle
θ Blade angle

Claims (5)

刃先部の周面に該刃先部の先端から基端側に向けて回転軸線周りにねじれる切屑排出溝が形成され、該切屑排出溝の回転方向を向く壁面の先端側領域をすくい面とし、該すくい面と先端逃げ面との交差稜線部に切刃が形成されたドリルにおいて、
前記刃先部の周面に形成される切屑排出溝が１条のみであり、
さらに、前記刃先部の周面に該刃先部の先端から基端側に向けて０゜以上のねじれ角を有する仕上げ刃付き溝が形成されていて、この仕上げ刃付き溝が、前記切屑排出溝と合流するように形成されるとともに、前記切屑排出溝が前記刃先部の周面を１回転周回する長さより長く形成されていることを特徴とするドリル。A chip discharge groove that twists around the rotation axis from the distal end of the blade edge part toward the proximal end side is formed on the peripheral surface of the blade edge part, and the tip side region of the wall surface facing the rotation direction of the chip discharge groove is a rake face, In a drill with a cutting edge formed at the intersection ridge line between the rake face and the tip flank face,
There is only one chip discharge groove formed on the peripheral surface of the blade edge part,
Further, a groove with a finishing blade having a twist angle of 0 ° or more from the distal end to the base end side of the blade edge portion is formed on the peripheral surface of the blade edge portion, and the groove with the finishing blade is the chip discharge groove. drill, characterized in that merging is formed so as Rutotomoni, the chip discharge groove is formed longer than the length of one turn around the circumference of the cutting edge portion and. 請求項１に記載のドリルにおいて、
前記仕上げ刃付き溝の仕上げ刃がなす刃物角θが８０゜≦θ≦１２０゜の範囲に設定されていることを特徴とするドリル。The drill according to claim 1 ,
A drill characterized in that a cutter angle θ formed by a finishing blade of the groove with the finishing blade is set in a range of 80 ° ≦ θ ≦ 120 °. 請求項１または請求項２に記載のドリルにおいて、
前記刃先部の断面に内接する最大の円の直径ｄが前記刃先部の最大外径Ｄに対してなす割合ｄ／Ｄが６０％以上とされることを特徴とするドリル。The drill according to claim 1 or 2 ,
The ratio d / D which the diameter d of the largest circle | round | yen inscribed in the cross section of the said blade edge | tip part with respect to the largest outer diameter D of the said blade edge | tip part shall be 60% or more. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のドリルにおいて、
前記仕上げ刃付き溝の溝深さａが前記刃先部の最大外径Ｄに対してなす割合ａ／Ｄが５％以上とされるとともに、
前記仕上げ刃付き溝の溝幅ｂが前記刃先部の最大外径Ｄに対してなす割合ｂ／Ｄが１０％以上とされることを特徴とするドリル。The drill according to any one of claims 1 to 3 ,
The ratio a / D that the groove depth a of the groove with the finishing blade forms with respect to the maximum outer diameter D of the blade edge portion is 5% or more,
The ratio b / D which the groove width b of the groove | channel with the said finishing blade makes | forms with respect to the largest outer diameter D of the said blade edge | tip part shall be 10% or more. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のドリルにおいて、
前記刃先部の最大外径Ｄが１ｍｍ以下、かつ前記刃先部の有効刃長Ｌと前記刃先部の最大外径Ｄとの比Ｌ／Ｄが５以上であることを特徴とするドリル。The drill according to any one of claims 1 to 4 ,
A drill having a maximum outer diameter D of the cutting edge portion of 1 mm or less and a ratio L / D between an effective cutting edge length L of the cutting edge portion and a maximum outer diameter D of the cutting edge portion of 5 or more.
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