JP5811919B2 - Drill with coolant hole - Google Patents
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Description
本発明は、ドリル本体の先端部外周に、螺旋状に捩れた切屑排出溝が形成されるとともに、周方向においてこの切屑排出溝の間に形成されるランド部には、切屑排出溝と同じ方向に捩れるクーラント穴が形成されたクーラント穴付きドリルに関するものである。 In the present invention, a chip discharge groove spirally twisted is formed on the outer periphery of the tip of the drill body, and the land formed between the chip discharge grooves in the circumferential direction has the same direction as the chip discharge groove. The present invention relates to a drill with a coolant hole in which a coolant hole to be twisted is formed.
このようなクーラント穴付きドリルとして、例えば特許文献1には、刃先交換式ドリルにおいて、ドリル本体後端側のシャンク部に、ドリル本体の中心軸線から異なる半径方向距離に配位した2本のクーラント穴が、同じくドリル本体の中心軸線から異なる距離に配位したドリル本体先端側の螺旋状に捩れたクーラント穴と連通するように形成されたものが提案されている。
As such a drill with a coolant hole, for example,
ところが、このようにクーラント穴がドリル本体先端側で螺旋状に捩れたまま延びて先端逃げ面に開口していると、軸線方向の単位長さ当たりにおけるクーラント穴の捩れに沿った実際の長さは長くなり、クーラント穴内周面との抵抗によって先端逃げ面開口部からのクーラントの吐出流速は小さくなる。このため、切刃や加工物の加工穴底面の被切削部位に効率的にクーラントを供給することができなくなって、切削抵抗の増大や切屑の溶着を招くおそれがある。 However, if the coolant hole extends in a spiral manner on the tip end side of the drill body and opens at the tip flank in this way, the actual length along the twist of the coolant hole per unit length in the axial direction Becomes longer, and the coolant discharge flow rate from the opening portion of the tip flank becomes smaller due to the resistance with the inner peripheral surface of the coolant hole. For this reason, it becomes impossible to supply coolant efficiently to the part to be cut on the bottom surface of the cutting edge or the processed hole of the workpiece, which may increase the cutting resistance or cause chip welding.
本発明は、このような背景の下になされたもので、先端逃げ面のクーラント穴開口部からのクーラントの吐出流速を増大させることができて、効率的なクーラント供給が可能なクーラント穴付きドリルを提供することを目的としている。 The present invention has been made under such a background, and it is possible to increase the coolant discharge flow rate from the coolant hole opening portion of the tip flank and to provide a coolant hole with an efficient coolant supply. The purpose is to provide.
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、軸線回りに回転されるドリル本体の先端部外周に、上記ドリル本体の先端から後端側に向かうに従いドリル回転方向後方側に捩れる切屑排出溝が形成され、この切屑排出溝のドリル回転方向を向く壁面の先端に切刃が形成されるとともに、上記ドリル本体先端部の周方向において上記切屑排出溝の間に形成されるランド部には、上記ドリル本体の後端から先端側に向けて上記切屑排出溝と同じ方向に捩れるクーラント穴が形成されており、このクーラント穴は、上記切刃が形成された上記ドリル本体の先端近傍部においては直線状に延びて上記ドリル本体の先端逃げ面に開口させられていて、上記先端近傍部における上記クーラント穴の断面積は、該先端近傍部から後端側の部分における捩れた該クーラント穴の断面積よりも小さく、かつ該捩れたクーラント穴の断面積の1/2以上とされていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve such an object, the present invention provides a drill rotation direction toward the rear end side from the tip of the drill body to the outer periphery of the tip of the drill body rotated about the axis. A chip discharge groove that twists rearward is formed, a cutting blade is formed at the tip of the wall surface of the chip discharge groove facing the drill rotation direction, and between the chip discharge grooves in the circumferential direction of the tip of the drill body. In the land portion to be formed, a coolant hole that is twisted in the same direction as the chip discharge groove is formed from the rear end to the front end side of the drill body, and the coolant hole is formed with the cutting edge. in near the tip portion of the drill body has been allowed to open in the tip flank of the drill body extends linearly, the cross-sectional area of the coolant holes in the vicinity of the tip portion, the rear end side from the tip vicinity Characterized in that there is a small and less than 1/2 of the cross-sectional area of該捩the coolant hole than the cross-sectional area of the coolant hole twisted in the portion.
このように構成されたクーラント穴付きドリルにおいては、クーラント穴が、ドリル本体の後端から先端側に向けては切屑排出溝と同じ方向に捩れるように形成されているものの、切刃が形成されたドリル本体の先端近傍部では直線状に延びて先端逃げ面に開口させられており、従ってこのドリル本体先端近傍部ではクーラント穴の長さを捩れたまま延びている場合に比べて短くすることができ、クーラントとクーラント穴内周面との抵抗を低減することができる。 In the drill with the coolant hole configured as described above, the coolant hole is formed so as to be twisted in the same direction as the chip discharge groove from the rear end to the tip side of the drill body, but the cutting blade is formed. In the vicinity of the tip of the drill body, it extends linearly and is open to the tip flank. Therefore, in the vicinity of the tip of the drill body, the length of the coolant hole is shortened as compared with the case where it extends while being twisted. The resistance between the coolant and the coolant hole inner peripheral surface can be reduced.
このため、先端逃げ面に開口したクーラント穴開口部からのクーラントの吐出流速を大きくすることができて、切刃や加工物の加工穴底面の被切削部位にクーラントを効率的に供給して潤滑、冷却することが可能となり、切削抵抗の低減を図るとともに切屑の溶着を防ぐことができる。また、加工穴からの切屑の排出も円滑に行うことができる。 For this reason, the coolant discharge flow rate from the coolant hole opening at the tip flank can be increased, and the coolant can be efficiently supplied to the part to be cut on the bottom surface of the cutting edge or workpiece to be lubricated. Therefore, it is possible to cool, reducing cutting resistance and preventing chip welding. Further, chips can be discharged smoothly from the processing hole.
また、本発明では、上記先端近傍部におけるクーラント穴の断面積を、該先端近傍部から後端側の部分における捩れた該クーラント穴の断面積よりも小さくとすることによっても、先端近傍部においてクーラントの流速や供給圧が低下するのを防いで、効率的なクーラントの供給を図ることができる。なお、この先端近傍部における捩れたクーラント穴の断面積を、先端近傍部から後端側の部分における該捩れたクーラント穴の断面積の1/2以上としているのは、これよりも小さくなると先端近傍部においてクーラントを供給するのに抵抗が大きくなるおそれが生じるためである。 In the present invention, the cross-sectional area of the coolant hole in the vicinity of the tip is made smaller than the cross-sectional area of the twisted coolant hole in the portion on the rear end side from the vicinity of the tip. It is possible to prevent the coolant flow rate and supply pressure from being lowered and to supply coolant efficiently. Incidentally, the cross-sectional area of the coolant hole twisted in the vicinity of the tip portion, are you least 1/2 of the cross sectional area of the coolant holes twisted said in the portion of the rear end side from the vicinity of the tip portion is smaller than this This is because there is a risk that the resistance increases in supplying the coolant in the vicinity of the tip .
なお、上記クーラント穴は断面円形であってもよいが、少なくとも上記先端近傍部から後端側の部分においてはクーラント穴を、ドリル本体の外周側に向かうに従い周方向に幅広となる断面三角形状とすることにより、ドリル本体の回転による遠心力によって外周側に圧力を受けるクーラントを効率的に先端近傍部に供給することが可能となる。 The coolant hole may be circular in cross section, but at least in the portion from the vicinity of the tip to the rear end, the coolant hole has a triangular cross section that becomes wider in the circumferential direction toward the outer peripheral side of the drill body. By doing so, it becomes possible to efficiently supply the coolant that receives pressure on the outer peripheral side due to the centrifugal force caused by the rotation of the drill body to the vicinity of the tip.
さらに、ドリル本体は、その全体が超硬合金等の硬質材料により形成されていてもよいが、上記先端近傍部においてドリル本体を超高圧焼結体により形成し、先端近傍部から後端側の部分においてドリル本体を超硬合金により形成すれば、先端近傍部から後端側の部分におけるドリル本体の強度は確保しつつ、切刃が形成される先端近傍部の硬度を一層高めて、より硬質の加工物や難削材に対しても穴明け加工を行うことが可能となる。 Further, the entire drill body may be formed of a hard material such as a cemented carbide, but the drill body is formed of an ultra-high pressure sintered body in the vicinity of the tip, and the rear end side from the tip vicinity is formed. If the drill body is formed of cemented carbide in the part, the hardness of the drill body in the part near the tip to the rear end side is ensured while the hardness of the part near the tip where the cutting blade is formed is further increased It is possible to perform drilling even on the workpieces and difficult-to-cut materials.
以上、説明したように、本発明によれば、ドリル本体の先端近傍部におけるクーラント穴の長さを短くしてクーラントとクーラント穴内周面との抵抗を低減し、クーラントの吐出流速を大きくして効率的なクーラントの供給を図ることができるので、切削抵抗を低減するとともに切屑の溶着を防ぐことができ、さらには円滑な切屑排出を促すことも可能となる。 As described above, according to the present invention, the length of the coolant hole in the vicinity of the tip of the drill body is shortened, the resistance between the coolant and the coolant hole inner peripheral surface is reduced, and the coolant discharge flow rate is increased. Since efficient coolant supply can be achieved, cutting resistance can be reduced, chip welding can be prevented, and smooth chip discharge can be promoted.
図1ないし図3は、本発明の一実施形態を示すものである。本実施形態においてドリル本体1は、軸線Oを中心とした外形が概略円柱状をなし、その後端側部分(図1において右側部分)がシャンク部2とされるとともに、このシャンク部2よりも先端側部分(図1において左側部分)は切刃部3とされ、シャンク部2が工作機械の主軸に把持されて軸線O回りにドリル回転方向Tに回転されつつ、該軸線O方向先端側に送り出されることにより、切刃部3によって加工物に穴あけ加工を行う。
1 to 3 show an embodiment of the present invention. In this embodiment, the
切刃部3には、ドリル本体1先端から後端側に向かうに従い軸線O回りにドリル回転方向Tの後方側に捩れる一対の切屑排出溝4が周方向に等間隔に形成されている。さらに、これらの切屑排出溝4のドリル回転方向Tを向く壁面の先端には、ドリル本体1先端の先端逃げ面5との交差稜線部に、このドリル本体1先端における軸線O近傍から外周に延びる切刃6が形成されている。
In the
また、ドリル本体1には、シャンク部2の後端から先端側に延びて上記先端逃げ面5に開口する一対のクーラント穴7が形成されている。これらのクーラント穴7は、切刃部3のうちドリル本体1の先端から軸線O方向に所定の長さの先端近傍部3aを除いた部分では、ドリル本体1の周方向において切屑排出溝4の間に形成されるランド部8に形成されて、軸線Oを中心とした1つの仮想円筒面に沿って、切屑排出溝4の捩れのリードと等しいリードで後端側に向かうに従いドリル回転方向T後方側に捩れるように形成され、シャンク部2においても同じリードで捩れてドリル本体1の後端面に開口させられている。
The drill
そして、これに対して、上記先端近傍部3aにおけるクーラント穴7aは、これよりも後端側の部分の捩れたクーラント穴7の先端から直線状に延びて先端逃げ面5に開口させられている。本実施形態において、この先端近傍部3aにおけるクーラント穴7aは、これよりも後端側の捩れたクーラント穴7が沿って延びる上記仮想円筒面への接平面に沿って、先端近傍部3aにおける切屑排出溝4の捩れに合わせるように傾斜して延び、先端逃げ面5のうち切刃6に連なる第1逃げ面5aのドリル回転方向T後方側に隣接する第2逃げ面5bにおいて、軸線O方向視に該軸線Oから径方向に切刃6の長さの略1/2程度の位置に開口させられている。
On the other hand, the
また、本実施形態では、先端近傍部3aにおいてクーラント穴7aは図2に示すように断面略円形とされているのに対し、先端近傍部3aから後端側の捩れたクーラント穴7は図3に示すようにドリル本体1の外周側に向かうに従い周方向に幅広となる断面略三角形状をなしている。しかも、本実施形態では、これら図2および図3に示すように軸線Oに直交する断面において、先端近傍部3aにおけるクーラント穴7aの断面積は、先端近傍部3aから後端側の部分におけるクーラント穴7の断面積よりも小さくされている。
In the present embodiment, the
さらに、本実施形態では、ドリル本体1は、先端近傍部3aにおいてはダイヤモンド焼結体やcBN焼結体等の超高圧焼結体により形成される一方、先端近傍部3aから後端側の部分は超硬合金により形成されている。なお、このようなドリル本体1の先端近傍部3aは、ドリル本体1の最先端から切刃6の外径(直径)程度の範囲の長さとされ、これよりも後端側の超硬合金製の部分との境界Pは、本実施形態では軸線Oに垂直な平面状とされている。
Further, in the present embodiment, the
このようなクーラント穴付きドリルは、例えばドリル本体1の上記先端近傍部3aとなる部分とこれよりも後端側の部分とを、それぞれ超高圧焼結体と超硬合金によって別々に製造し、これらをロウ付けや摩擦圧接等による拡散接合などによって接合することにより、製造することが可能である。先端近傍部3aよりも後端側の部分には、超硬合金素材の押し出し成形によって螺旋状に捩れた断面三角形状のクーラント穴7を形成しておいて焼結し、その先端に接合された先端近傍部3aとなる部分に、放電加工によって直線状に延びるクーラント穴7aを形成して捩れたクーラント穴7の先端に連通させればよい。
Such a drill with a coolant hole, for example, separately manufacture a portion that becomes the
例えばこのようにして製造される上記構成のクーラント穴付きドリルでは、先端近傍部3aから後端側では螺旋状に捩れていたクーラント穴7が、先端近傍部3aでは直線状に延びて先端逃げ面5に開口しているため、この先端近傍部3aにおいては、クーラント穴7aの長さを、捩れたままの場合よりも短くすることができる。従って、クーラントがクーラント穴7a内を流れる際にクーラント穴7aの内周面から受ける抵抗を低減することができ、先端逃げ面5への開口部からクーラントが吐出する際の流速を増大することができる。
For example, in the drill with a coolant hole having the above-described configuration manufactured as described above, the
このため、切刃6や、この切刃6によって切削される加工物の加工穴底面における被切削部位に効率的なクーラントを供給することが可能となり、これら切刃6や被切削部位を確実に潤滑、冷却することができる。従って、上記構成のクーラント穴付きドリルによれば、穴明け加工時の切削抵抗の低減を図ってドリル本体1の回転駆動力を軽減することができるとともに、切刃6や被切削部位、あるいは切刃6によって生成された切屑が高温になることによる切屑の溶着を防止することができる。また、クーラントの吐出流速が向上することにより、切屑の円滑な排出を促すことも可能となる。
For this reason, it becomes possible to supply efficient coolant to the
また、本実施形態では、先端近傍部3aにおけるクーラント穴7aの断面積が、これよりも後端側の部分における捩れたクーラント穴7の断面積よりも小さくされており、これにより先端近傍部3aにおいてクーラントの供給圧を高めて吐出流速を増大させ、一層効率的なクーラントの供給を図ることができる。ただし、この先端近傍部3aにおけるクーラント穴7aの断面積が小さくなりすぎると、抵抗が高くなりすぎて却って吐出流速やクーラント供給量が低減するおそれがあるので、先端近傍部3aにおけるクーラント穴7aの断面積は、先端近傍部3aから後端側の捩れたクーラント穴7の断面積の1/2以上とされている。
Further, in the present embodiment, the cross-sectional area of the
さらに、本実施形態では、先端近傍部3aにおいてクーラント穴7aが断面円形とされているのに対し、先端近傍部3aから後端側においては捩れたクーラント穴7の断面がドリル本体1外周側に向かうに従い周方向の幅が広くなる略三角形状に形成されている。このため、穴明け加工時のドリル本体1の回転により遠心力を受けて外周側に圧力を受けながら先端側に供給されるクーラントを、この外周側で幅広となる断面三角形状のクーラント穴7によって効率的に供給して先端近傍部3aのクーラント穴7aから吐出させることができる。
Further, in the present embodiment, the
なお、本実施形態では、先端近傍部3aにおけるクーラント穴7aは断面円形とされているが、このクーラント穴7aも捩れたクーラント穴7と同様に断面がドリル本体1外周側に向かうに従い周方向に幅広となる三角形状とされていてもよい。このようなクーラント穴7aは、例えば上述のような放電加工によって先端近傍部3aにクーラント穴7aを形成する際に、放電加工の電極を断面三角形状として外周側に向かうに従い周方向に幅広となるように形成すればよい。
In this embodiment, the
また、これとは逆に、図1におけるBB断面に相当する断面図を図4に示す上記実施形態の第1の変形例のように、先端近傍部3aから後端側においても、捩れたクーラント穴7の断面を先端近傍部3aにおけるクーラント穴7aと同様に略円形としてもよい。この場合には、先端近傍部3aの直線状のクーラント穴7aと、先端近傍部3aから後端側の捩れたクーラント穴7とを比較的確実に同軸上に連通させやすくなり、クーラントが捩れたクーラント穴7から直線状のクーラント穴7aに偏って供給されるのを防ぐことができる。
On the other hand, the cross-sectional view corresponding to the BB cross section in FIG. 1 is also twisted coolant from the vicinity of the
さらに、本実施形態では、直線状のクーラント穴7aが形成されるドリル本体1の先端近傍部3aが、ダイヤモンド焼結体やcBN焼結体等の超高圧焼結体により形成される一方、この先端近傍部3aから後端側の捩れたクーラント穴7が形成される部分は超硬合金により形成されている。このため、切刃6が形成される上記先端近傍部3aをより硬質として、高硬度の加工物や難削材に対しても確実に穴あけ加工を行うことが可能となる。
Furthermore, in this embodiment, while the
ただし、これについても、ドリル本体1の全体が超硬合金によって形成されていてもよい。このような場合に、ドリル本体1の先端近傍部3aにおいてクーラント穴7aを直線状に形成するとともに、これよりも後端側では捩れたクーラント穴7とするには、上述の場合と同様に先端近傍部3aとこれよりも後端側の部分を超硬合金によって別々に製造しておいて、後端側の部分には捩れたクーラント穴7が形成されるようにし、これらを接合した上で、先端近傍部3aに放電加工等により直線状のクーラント穴7aを形成すればよい。
However, also about this, the whole drill
さらにまた、本実施形態では、直線状のクーラント穴7aがドリル本体1の先端逃げ面5のうち第2逃げ面5bにおいて、軸線O方向視に該軸線Oから径方向に切刃6の長さの略1/2程度の位置に開口させられているが、これを、図5に示す第2の変形例のように軸線O方向視に該軸線Oから径方向に切刃6の長さの1/2よりも内周側の位置に開口させたり、あるいは逆に図6に示す第3の変形例のように軸線O方向視に該軸線Oから径方向に切刃6の長さの1/2よりも外周側の位置に開口させたりしてもよい。
Furthermore, in this embodiment, the
これらの変形例においては、直線状のクーラント穴7aの長さは上記実施形態よりも若干長くなるものの、第2の変形例においてはクーラントがドリル本体1先端のより内周側から吐出して遠心力により外周側に行き渡るため、切刃6や被切削部位に満遍なくクーラントを供給することができる。一方、第3の変形例では、直線状のクーラント穴7aが先端側に向かうに従い外周側に延びて開口するため、遠心力によってクーラントの吐出流速を一層大きくすることができ、さらに効率的なクーラントの供給を図ることができる。
In these modifications, the length of the
1 ドリル本体
3 切刃部
3a 先端近傍部
4 切屑排出溝
5 先端逃げ面
6 切刃
7 クーラント穴(捩れたクーラント穴)
7a 直線状のクーラント穴
8 ランド部
O ドリル本体1の軸線
T ドリル回転方向
DESCRIPTION OF
7a
Claims (3)
上記先端近傍部における上記クーラント穴の断面積は、該先端近傍部から後端側の部分における捩れた該クーラント穴の断面積よりも小さく、かつ該捩れたクーラント穴の断面積の1/2以上とされていることを特徴とするクーラント穴付きドリル。 A chip discharge groove is formed on the outer periphery of the tip of the drill body that rotates about the axis, and twists toward the rear side in the drill rotation direction from the tip of the drill body toward the rear end. A cutting edge is formed at the front end of the facing wall, and a land portion formed between the chip discharge grooves in the circumferential direction of the tip end portion of the drill body has the above-mentioned direction from the rear end of the drill body toward the front end side. A coolant hole that is twisted in the same direction as the chip discharge groove is formed, and this coolant hole extends linearly in the vicinity of the tip of the drill body where the cutting blade is formed, and the tip flank of the drill body Is opened to
The cross-sectional area of the coolant hole in the vicinity of the tip is smaller than the cross-sectional area of the twisted coolant hole in the portion on the rear end side from the vicinity of the tip, and is ½ or more of the cross-sectional area of the twisted coolant hole. coolant holes drill, characterized in that there is a.
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