JP6252717B1 - 小径ドリル - Google Patents

Abstract

この小径ドリルは、直径が２ｍｍ以下、マージン長と直径との比が３以上のダブルマージンのドリル本体（１）の先端に、長さ（Ｗ）の差が０．０４ｍｍ以下の主切刃（７ａ）を有する２つの切刃（７）が形成され、２つの先端逃げ面（５）同士では互いに、一方の第１先端逃げ面（５ａ）と第２先端逃げ面（５ｂ）との直線状の第１交差稜線（Ｍ１）の他方への第１延長線（Ｎ１）が、他方の第１交差稜線（Ｍ１）よりもドリル回転方向（Ｔ）側に位置して、その間隔（ｄ１）が０．０４ｍｍ〜０．０８ｍｍの範囲内であり、一方の第２先端逃げ面（５ｂ）とシンニング面（８ａ）との直線状の第２交差稜線（Ｍ２）の他方への第２延長線（Ｎ２）は、他方の第２交差稜線（Ｍ２）と一直線状、または他方の第２交差稜線（Ｍ２）よりもドリル回転方向（Ｔ）側に位置して、その間隔（ｄ２）が０．０８ｍｍ以下の範囲内である。

Description

本発明は、軸線回りに回転されるドリル本体の先端の切刃部に切刃が形成されるとともに、切刃部外周のランド部には第１、第２マージン部が形成され、切刃の直径が２ｍｍ以下で、マージン長と切刃の直径との比が３以上の長尺のダブルマージン小径ドリルに関するものである。

特許文献１には、２つのランドにそれぞれ第１、第２マージン部を有するダブルマージンのドリルが記載されている。このドリルにおいて、切屑排出溝のドリル回転方向側に隣接する第２マージン部は、先端逃げ面とシンニング部との交差稜線におけるランド部に位置する外周端を含み、ヒール部からドリル回転方向側へ所定間隔離間するように配置されている。

特開２００５−３０５６１０号公報

切刃の直径Ｄが小径であり、しかも切刃の外周端からマージン部の後端までの軸線方向におけるマージン長Ｌと上記直径Ｄとの比Ｌ／Ｄが大きい長尺のドリルは、切刃が形成されて被削材に突き込まれる切刃部に切削抵抗による振れが生じ易い。また、このようなドリルを用いた切削加工では、特に被削材に貫通穴を形成する場合に、穴の抜け際で切刃部が大きく振れて穴精度を損なうおそれがある。

この点、特許文献１に記載されたような２枚刃のダブルマージンドリルでは、合計４つのマージン部が加工穴の内周面に摺接するため、切刃部の振れをある程度抑えることができる。しかしながら、切刃の直径Ｄが２ｍｍ以下であり、しかも上記比Ｌ／Ｄが３以上の長尺の小径ドリルとなると切刃部の剛性が小さくなってしまい、切刃部の振れによる穴精度の低下は顕著となる。結果として、穴あけ加工時に切刃部が折損するおそれがある。

本発明は、このような背景の下になされたもので、上述のような長尺の小径ドリルであっても、穴精度の低下を防ぐことができるとともに、切刃部の折損も防止することが可能な小径ドリルを提供することを目的としている。

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、このドリル本体の先端逃げ面に開口して後端側に延びる２つの切屑排出溝が上記軸線に関して対称に形成されており、これらの切屑排出溝のドリル回転方向を向く壁面と上記先端逃げ面との交差稜線部にそれぞれ切刃が形成されるとともに、上記切屑排出溝の間のランド部には、該切屑排出溝のドリル回転方向とは反対側に隣接する第１マージン部とドリル回転方向側に隣接する第２マージン部とが形成され、上記切刃の直径Ｄが２ｍｍ以下である小径ドリルであって、上記切刃の外周端から上記第１、第２マージン部の後端までの上記軸線方向におけるマージン長Ｌと上記直径Ｄとの比Ｌ／Ｄが３以上であり、上記切屑排出溝の先端部内周にはシンニング部が形成されていて、上記シンニング部は、ドリル回転方向とは反対側を向くシンニング面を有し、上記切刃は、上記軸線方向先端側から見て上記ドリル本体の外周から内周側に向けて直線状に延びる主切刃と、この主切刃の内周側で曲折して上記シンニング部と上記先端逃げ面との交差稜線部に形成されるシンニング刃とを備え、上記軸線方向先端側から見たときの２つの上記主切刃の長さの差が０．０４ｍｍ以下であり、上記先端逃げ面は、第１先端逃げ面と、第２先端逃げ面とを備え、上記第１先端逃げ面は、上記切刃のドリル回転方向とは反対側に連なり、上記第２先端逃げ面は、上記第１先端逃げ面のさらにドリル回転方向とは反対側に連なり、上記シンニング面に交差し、上記第１先端逃げ面よりも逃げ角が大きく、上記軸線方向先端側から見て、上記第１先端逃げ面と上記第２先端逃げ面との第１交差稜線と、上記第２先端逃げ面と上記シンニング面との第２交差稜線とは直線状であって、上記軸線方向先端側から見て、２つの上記先端逃げ面同士では互いに、一方の上記先端逃げ面における上記第１交差稜線の他方の先端逃げ面側への第１延長線が、他方の先端逃げ面の上記第１交差稜線よりもドリル回転方向側に位置し、上記軸線方向先端側から見て、上記第１延長線と上記第１交差稜線との間隔が０．０４ｍｍ〜０．０８ｍｍの範囲内であり、上記軸線方向先端側から見て、２つの上記先端逃げ面同士では互いに、一方の上記先端逃げ面における上記第２交差稜線の他方の先端逃げ面側への第２延長線は、他方の先端逃げ面の上記第２交差稜線と一直線状、または他方の先端逃げ面の上記第２交差稜線よりもドリル回転方向側に位置し、上記軸線方向先端側から見て、上記第２延長線と上記第２交差稜線との間隔が０．０８ｍｍ以下の範囲内であることを特徴とする。

このような小径ドリルでは、まず２つのランド部にそれぞれ第１、第２マージン部が形成されたダブルマージンドリルであるので、合計４つのマージン部によって切刃部を加工穴の内周面に支持することができ、貫通穴の抜け際でも切刃部の振れを防ぐことが可能となる。その上、２つの上記切刃のうち軸線方向先端側から見て直線状をなす２つの主切刃の長さの差が０．０４ｍｍ以下であって、これら２つの主切刃に作用する切削抵抗の差も小さいので、切刃部の振れを抑えることができる。すなわち、切刃の直径が２ｍｍ以下の小径ドリルにおいて、上記主切刃の長さの差が０．０４ｍｍよりも大きいと、切削抵抗の差によって軸線に対する径方向の負荷のバランスが崩れ、切刃部に振れが生じるおそれがある。

そして、２つの先端逃げ面同士では、一方の先端逃げ面からの上記第１延長線が他方の先端逃げ面の上記第１交差稜線よりもドリル回転方向側に位置している。すなわち２つの第１先端逃げ面が軸線方向先端側から見て第１交差稜線に直交する方向に重なり合うほど幅が大きい。したがって、逃げ角の小さな第１先端逃げ面によって切刃の剛性を確保することができ、長尺の小径ドリルであっても切削抵抗に十分に抗して振れによる穴精度の低下を防ぐことが可能となる。

ここで、この一方の先端逃げ面の第１延長線と他方の先端逃げ面の第１交差稜線との軸線方向先端側から見たときの間隔が０．０４ｍｍよりも小さいと、このように切刃の剛性を十分に確保することが困難になる。また、この間隔が０．０８ｍｍよりも大きいと、逃げ角の小さな第１先端逃げ面の第１交差稜線側の部分が加工穴の穴底に接触して抵抗の増大と摩耗の促進を招くおそれがある。

さらに、２つの先端逃げ面同士で、一方の先端逃げ面からの上記第２延長線は、他方の先端逃げ面の上記第２交差稜線と一直線状、またはこの第２交差稜線よりも間隔が０．０８ｍｍ以下の範囲内でドリル回転方向側に位置している。２つの第２先端逃げ面同士も軸線方向先端側から見て、少なくとも第２交差稜線同士は、該第２交差稜線に直交する方向に重なり合っている。したがって、逃げ角の大きな第２先端逃げ面でも切刃の剛性を確保することができる。ただし、この間隔が０．０８ｍｍよりも大きいと、第２先端逃げ面の穴底への接触により抵抗の増大や摩耗の促進を招くおそれがある。

また、上記切屑排出溝の表面は、ＩＳＯ２５１７８で規定される山頂点の算術平均曲率Ｓｐｃ（１／ｍｍ）を８００以下と滑らかにすることにより、切屑の詰まりが抑制されてすくい面の摩耗や突発的な折損を大幅に低減することができる。
さらに、第２マージン部は、周方向に沿って先端逃げ面からシンニング面にかけて形成されていることにより、第２マージン部が早期に加工穴の内周面に摺接するようになり、加工中のドリル本体の振れを抑制することができる。

以上説明したように、本発明によれば、長尺の小径ドリルであっても、ダブルマージンによって切刃部を支持することができるのは勿論、２つの主切刃に作用する切削抵抗の差を小さくするとともに、切刃の剛性を十分に確保して切刃部の振れを抑えることができ、高精度で折損の少ない穴加工を行うことが可能となる。

本発明の一実施形態を示す側面図である。 図１に示す実施形態を軸線方向先端側から見た拡大正面図である。

図１および図２は、本発明の一実施形態を示すものである。本実施形態において、ドリル本体１は、超硬合金等の硬質材料により軸線Ｏを中心とした多段の概略円柱状に一体に形成されている。ドリル本体１の後端側（図１において右側）の部分は、円柱状のままのシャンク部２とされる。ドリル本体１の先端側（図１において左側）の部分は、シャンク部２よりも小径の外形略円柱状の切刃部３とされる。これらシャンク部２と切刃部３との間の部分は先端側に向かうに従い漸次縮径する円錐台状のテーパネック部４とされている。

このような小径ドリルは、上記シャンク部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に回転されつつ軸線Ｏ方向先端側に送り出されることにより、ステンレス鋼や炭素鋼などの金属よりなる被削材に、上記切刃部３によって貫通穴を形成するような穴あけ加工を行う。

切刃部３の外周部には、切刃部３先端の先端逃げ面５に開口し、軸線Ｏ方向後端側に向かうに従いドリル回転方向Ｔとは反対側に向けて捩れる２つの切屑排出溝６が、軸線Ｏに関して対称に形成されている。これらの切屑排出溝６のドリル回転方向Ｔを向く壁面と上記先端逃げ面５との交差稜線部には、それぞれ上記壁面をすくい面とする切刃７が形成されている。また、切屑排出溝６の先端部内周には、切屑排出溝６のドリル回転方向Ｔを向く壁面の内周部からドリル回転方向Ｔとは反対側を向く壁面の外周までを切り欠くようにしてシンニング部８が形成されている。

上記切刃７は、図２に示すように、主切刃７ａと、シンニング刃７ｂとを備えている。主切刃７ａは、軸線Ｏ方向先端側から見てドリル本体１の切刃部３外周から内周側に向けて直線状に延びる。シンニング刃７ｂは、軸線Ｏ方向先端側から見て主切刃７ａの内周で主切刃７ａに対して鈍角に曲折して軸線Ｏ側に延びる。シンニング刃７ｂは、シンニング部８のドリル回転方向Ｔを向く壁面と先端逃げ面５との交差稜線部に形成される。切刃７の直径Ｄ、すなわち切刃７の外周端が軸線Ｏ回りの回転軌跡においてなす円の直径は２ｍｍ以下とされていて、本実施形態では１ｍｍである。

そして、軸線Ｏ方向先端側から見たときの直線状の２つの主切刃７ａの長さＷの差、すなわち軸線Ｏ方向先端側から見たときの２つの切刃７の外周端（２つの主切刃７ａの外周端）から主切刃７ａとシンニング刃７ｂとの交点までの長さの差は、０．０４ｍｍ以下とされている。なお、主切刃７ａの上記長さＷは、軸線Ｏ方向先端側から見たときのシンニング刃７ｂの長さよりも長い。さらに、シンニング刃７ｂは軸線Ｏに達してはおらず、２つの切刃７のシンニング刃７ｂの間には、２つの先端逃げ面５同士の交差稜線として軸線Ｏに直交するチゼル７ｃが形成される。

また、切刃部３の外周部における２つの切屑排出溝６の間の部分であるランド部９の外周面には、第１マージン部１０ａと、第２マージン部１０ｂとが形成されている。第１マージン部１０ａは、切屑排出溝６のドリル回転方向Ｔとは反対側すなわち切刃７側に隣接する。第２マージン部１０ｂは、切屑排出溝６のドリル回転方向Ｔ側すなわちヒール１１側に隣接する。これら第１、第２マージン部１０ａ、１０ｂの外周面は切刃７の直径Ｄ、すなわち切刃７の外周端が軸線Ｏ回りの回転軌跡においてなす円の直径と等しい直径の軸線Ｏを中心とした円筒面上に位置するように形成されている。本実施形態では、ランド部９の外周面における周方向の両端に第１、第２マージン部１０ａ、１０ｂがそれぞれ形成されている。

さらに、切刃７の外周端から第１、第２マージン部１０ａ、１０ｂの後端までの軸線Ｏ方向におけるマージン長Ｌと上記直径Ｄとの比Ｌ／Ｄは３以上とされており、本実施形態ではおよそ７とされている。従って、本実施形態の小径ドリルは、２枚刃でダブルマージンの長尺小径なツイストドリルである。なお、第１、第２マージン部１０ａ、１０ｂの後端の軸線Ｏ方向の位置が異なる場合には、上記マージン長Ｌは短いマージン部の後端までの長さとされる。

ここで、本実施形態では、図１に示すように、第１、第２マージン部１０ａ、１０ｂは切刃部３の途中までに形成されており、これよりも後端側の切刃部３の外周面は、上記直径Ｄの軸線Ｏを中心とした円筒面とされている。また、図示はしていないが、ドリル本体を軸線Ｏ方向と垂直な方向から見たとき、軸線Ｏ方向先端側から、直径Ｄの約０．６倍未満の範囲では第１マージン部１０ａの周方向の幅は第２マージン部１０ｂの周方向の幅よりも大きい。ドリル本体を軸線Ｏ方向と垂直な方向から見たとき、軸線Ｏ方向先端側から、直径Ｄの約０．７倍以降では第１マージン部１０ａの周方向の幅と第２マージン部１０ｂの周方向の幅が略同程度となっている。
さらに、ランド部９の第１、第２マージン部１０ａ、１０ｂの間の部分は、上記直径Ｄより僅かに小さな直径の軸線Ｏを中心とした円筒面上に位置する外周二番取り面１０ｃとされている。

一方、上記先端逃げ面５は、切刃７からドリル回転方向Ｔとは反対側に向かうに従いドリル本体１の後端側に向けて延びるとともに、外周側に向かうに従ってドリル本体１の後端側に向けて延びるように形成されている。これにより切刃７には所定の逃げ角と先端角が与えられる。さらに、この先端逃げ面５は、第１先端逃げ面５ａと、第２先端逃げ面５ｂとを備えている。第１先端逃げ面５ａは、切刃７のドリル回転方向Ｔとは反対側に連なる一定の小さい逃げ角を有する。第２先端逃げ面５ｂは、第１先端逃げ面５ａのさらにドリル回転方向Ｔとは反対側に連なる。第２先端逃げ面５ｂは、第１先端逃げ面５ａよりも大きな一定の逃げ角を有する。

また、第２先端逃げ面５ｂのドリル回転方向Ｔとは反対側には、上記シンニング部８のドリル回転方向Ｔとは反対側を向く壁面であるシンニング面８ａが交差している。なお、ドリル本体１には、シャンク部２の後端面から切屑排出溝６の捩れに合わせて捩れるように２つのクーラント穴１２が軸線Ｏに関して対称に穿設されている。これらのクーラント穴１２は、切刃部３のランド部９内を通って先端逃げ面５の第２先端逃げ面５ｂにそれぞれ開口している。穴あけ加工時にはこれらのクーラント穴１２を介して切刃７や被削材の切削部位にクーラントが供給される。

さらに、軸線Ｏ方向先端側から見て、第１、第２先端逃げ面５ａ、５ｂの交差稜線である第１交差稜線Ｍ１は、切刃７の主切刃７ａに平行に延びる直線状とされている。また、第２先端逃げ面５ｂと上記シンニング面８ａとの交差稜線である第２交差稜線Ｍ２は、軸線Ｏ方向先端側から見て第１交差稜線Ｍ１に鋭角に交差する方向に延びる、やはり直線状とされている。

軸線Ｏ方向先端側から見たとき、２つの切刃７のドリル回転方向Ｔとは反対側に連なる２つの先端逃げ面５同士では互いに、一方の先端逃げ面５における第１交差稜線Ｍ１の他方の先端逃げ面５側への延長線である第１延長線Ｎ１が、この他方の先端逃げ面５の第１交差稜線Ｍ１よりもドリル回転方向Ｔ側に位置している。従って、これら２つの先端逃げ面５の第１交差稜線Ｍ１および第１延長線Ｎ１同士は、軸線Ｏ方向先端側から見たときには互いに平行である。さらに、この一方の先端逃げ面５からの第１延長線Ｎ１と他方の先端逃げ面５の第１交差稜線Ｍ１との間隔ｄ１は０．０４ｍｍ〜０．０８ｍｍの範囲内とされている。

また、軸線Ｏ方向先端側から見たとき、２つの切刃７のドリル回転方向Ｔとは反対側に連なる２つの先端逃げ面５同士では互いに、一方の先端逃げ面５における上記第２交差稜線Ｍ２の他方の先端逃げ面５側への延長線である第２延長線Ｎ２は、この他方の先端逃げ面５の第２交差稜線Ｍ２と一直線状となるように延びているか、または他方の先端逃げ面５の第２交差稜線Ｍ２よりもドリル回転方向Ｔ側に位置するように、平行に延びている。そして、この一方の先端逃げ面５からの第２延長線Ｎ２と他方の先端逃げ面５の第２交差稜線Ｍ２との間隔ｄ２は０．０８ｍｍ以下の範囲内であり、下限値は第２延長線Ｎ２と第２交差稜線Ｍ２とが一直線状となる場合の０ｍｍである。

このように構成された小径ドリルでは、ダブルマージンドリルであって、２つのランド部９の外周面にそれぞれ第１、第２マージン部１０ａ、１０ｂが形成されており、穴加工時には切刃７によって形成された加工穴の内周面にこれら合計４つの第１、第２マージン部１０ａ、１０ｂを摺接させて切刃部３を支持することができる。このため、例えば貫通穴の抜け際でも、加工穴に摺接したまま残された４つの第１、第２マージン部１０ａ、１０ｂにおいて切刃部３を支持して、切刃部３に軸線Ｏに対する径方向の振れが生じるのを防ぐことができる。
なお、第２マージン部１０ｂは、周方向に沿って第２先端逃げ面５ｂからシンニング面８ａにかけて形成されるのが望ましい。このように第２マージン部１０ｂを第２先端逃げ面５ｂのドリル回転方向Ｔ側からシンニング面８ａにかけて形成することで、第２マージン部１０ｂが早期に加工穴の内周面に摺接するようになり、加工中のドリル本体１の振れを抑制することができる。よって、加工した穴の直進性が良好となり、穴曲がりによるドリル本体１の折損を抑制することができる。

また、上記構成の小径ドリルでは、軸線Ｏ方向先端側から見たときに、切刃７のうち主たる切削を行う直線状をなす２つの主切刃７ａの長さＷの差が０．０４ｍｍ以下である。この点、理想的には２つの主切刃７ａの長さＷの差は０ｍｍであるが、現実的には０ｍｍとすることは困難である。したがって、僅かながら差が生じるのは避けられないが、長さＷの差を０．０４ｍｍ以下と極小さくすることにより、上記構成のドリルによれば、穴あけ加工時にこれら２つの主切刃７ａに作用する切削抵抗の差を小さくすることができる。結果として、切刃部３への軸線Ｏに対する径方向の負荷をバランスさせることができ切刃部３の振れ抑制に寄与できる。さらには、主切刃７ａの長さＷの差は０．０２ｍｍ以下であるのことが望ましい。

さらに、軸線Ｏ方向先端側から見て、上記２つの先端逃げ面５同士では、一方の先端逃げ面５からの上記第１延長線Ｎ１が他方の先端逃げ面５の上記第１交差稜線Ｍ１よりもドリル回転方向Ｔ側に位置している。２つの第１先端逃げ面５ａ同士は図２に示したように第１交差稜線Ｍ１に直交する方向において軸線Ｏを越えて互いに重なり合うように幅広に形成される。すなわち、逃げ角が小さく、刃物角は大きくなる第１先端逃げ面５ａを幅広とすることによって切削抵抗に対する切刃７の剛性を確保することができ、これによっても切刃部３の振れを抑えることができる。

さらにまた、これら２つの先端逃げ面５同士では、軸線Ｏ方向先端側から見て、一方の先端逃げ面５からの上記第２延長線Ｎ２も、他方の先端逃げ面５の上記第２交差稜線Ｍ２と一直線状、またはこの第２交差稜線Ｍ２よりも０．０８ｍｍ以下の範囲内の間隔ｄ２でドリル回転方向Ｔ側に位置している。すなわち、これら２つの第２先端逃げ面５ｂ同士も、第２交差稜線Ｍ２に直交する方向に、少なくとも第２交差稜線Ｍ２同士が重なり合い、あるいは第２先端逃げ面５ｂ自体が重なり合っている。これによって、逃げ角の大きなこれら第２先端逃げ面５ｂでも切刃７の剛性を確保することができる。

このため、上記構成の小径ドリルによれば、切刃７の直径Ｄが２ｍｍ以下で、マージン長Ｌに対する比Ｌ／Ｄが３以上の長尺の小径ドリルであっても、上述したこれらの構成による相乗効果によって切刃部３の振れを確実に抑制することができ、穴精度の向上を図るとともに切刃部３の折損等も防止することが可能となる。なお、直径Ｄの下限値は０．５ｍｍであるのが望ましく、さらに望ましくは１．０ｍｍである。また、上記比Ｌ／Ｄの上限値は４５であるのが望ましく、さらに望ましくは比Ｌ／Ｄの上限値は３０である。
なお、クーラントの排出量は、クーラント穴１２の内径に依存する。したがって、クーラント穴１２の内径を大きくすることによってクーラント排出量が増加し、切屑排出性が良好となる。小径ドリルにおいて切屑排出性をより高めるためには、クーラント穴１２の内径（直径）切刃７の直径Ｄに対して０．１×Ｄ以上であることが望ましく、さらに０．１３×Ｄ以上であることがより望ましい。ただし、このクーラント穴１２の内径が大きくなりすぎると、小径ドリルの切刃部３の剛性が低下して折損を生じ易くなる。したがって、クーラント穴１２の内径は切刃７の直径Ｄに対して０．２×Ｄ以下であるのが望ましい。

ここで、軸線Ｏ方向先端側から見たときの２つの主切刃７ａの長さＷの差が０．０４ｍｍよりも大きいと、特に長尺で小径の上記構成のドリルにおいては、切刃部３への軸線Ｏに対する径方向の負荷をバランスさせることができなくなるおそれがある。また、同じく軸線Ｏ方向先端側から見たときに、一方の先端逃げ面５の第１延長線Ｎ１と他方の先端逃げ面５の第１交差稜線Ｍ１との間隔ｄ１が０．０４ｍｍよりも小さいと、上述のように切刃の剛性を十分に確保することができなくなる。逆にこの間隔ｄ１が０．０８ｍｍよりも大きいと、逃げ角の小さな第１先端逃げ面５ａの特に第１交差稜線Ｍ１側の部分が加工穴の穴底に接触して抵抗の増大を生じるとともに、先端逃げ面５の摩耗が促進されるおそれがある。

さらに、軸線Ｏ方向先端側から見たときに、一方の先端逃げ面５からの上記第２延長線Ｎ２が他方の先端逃げ面５の上記第２交差稜線Ｍ２のドリル回転方向Ｔとは反対側に位置していると（すなわち上記間隔ｄ２が０ｍｍを下回っていると）、上述のような第２先端逃げ面５ｂによる切刃７の剛性確保が不十分となるおそれがある。その一方で、この間隔ｄ２が０．０８ｍｍよりも大きいと、切刃７の直径Ｄが２ｍｍ以下の小径ドリルでは、やはり第２先端逃げ面５ｂが加工穴の穴底に接触して抵抗の増大や摩耗の促進を招くおそれがある。

さらにまた、切屑排出溝６の断面積が制限されざるを得ない小径ドリルにおいては、この切屑排出溝６の表面を平滑にすることで、切屑詰まりを抑制してすくい面の摩耗や突発的な折損を大幅に低減することが可能となる。そして、特に長尺の小径ドリルの突発的な折損等を抑制するには、一般的な線評価での表面粗さである算術平均粗さＲａや最大高さ粗さＲｚを平滑にするだけでは工具性能のばらつきが大きく、より広い面評価において表面粗さを制御することが重要である。そして、小径ドリルの突発的な折損等を抑制するには、切屑排出溝６の表面について、面評価における表面粗さの中でも、ＩＳＯ２５１７８で規定される山頂点の算術平均曲率Ｓｐｃを制御することが有効である。ここで、山頂点の算術平均曲率Ｓｐｃとは、山の頂点が尖っている度合いの指標である。山頂点の算術平均曲率Ｓｐｃの値が小さいと他の物体と接触する山の頂点が丸みを帯びている状態を示す。山頂点の算術平均曲率Ｓｐｃの値が大きいと他の物体と接触する山の頂点が尖っている状態を示す。切屑排出溝６の表面の算術平均曲率Ｓｐｃの値が大きくなると、切屑排出溝６の表面に尖った山頂点が多くなることを示し、一般的な表面粗さである算術平均粗さＲａや最大高さ粗さＲｚを平滑にしても、切屑排出溝６に切屑が詰まり易い傾向になる。
そこで、本実施形態では、この切屑排出溝６の表面を、ＩＳＯ２５１７８で規定される山頂点の算術平均曲率Ｓｐｃ（１／ｍｍ）が８００以下となるようにすることにより、切屑排出溝６の表面の尖った山頂点を少なくすることができる。結果として、切屑詰まりを抑制してすくい面の摩耗や突発的な欠損を抑制することができる。この切屑排出溝６の表面のＩＳＯ２５１７８で規定される山頂点の算術平均曲率Ｓｐｃ（１／ｍｍ）は７００以下であるのがより望ましく、さらにこの表面の山頂点の算術平均曲率Ｓｐｃ（１／ｍｍ）は６５０以下であるのが一層望ましい。
なお、切屑排出溝６の表面をこのように平滑にするには、平滑化処理により研削痕を低減した平滑な基材の表面に、ドロップレットの発生が少なく平滑な硬質皮膜を被覆できるスパッタリング法によって硬質皮膜を被覆した後に、さらにこの硬質皮膜の表面に研磨剤をブラストなどによって照射して平滑化処理することが望ましい。また、このような硬質皮膜は、金属の窒化物や炭窒化物であることが望ましく、特に耐熱性と耐摩耗性に優れる金属窒化物であるのが望ましい。
本発明で評価する切屑排出溝６の表面粗さは、硬質皮膜が被覆されている部分を測定すればよい。

次に、本発明の実施例を挙げて本発明の効果を実証する。まず、実施例１では、ドリル本体１の形状についての評価を実施した。
この実施例１においては、本発明例１として、切刃７の直径Ｄが１ｍｍ、溝長が２３ｍｍ、マージン長Ｌが１０ｍｍであり、軸線Ｏ方向先端側から見たときの切刃部３の形状が図２に示すような上記実施形態に基づく超硬合金製の小径ドリルを評価した。
なお、この本発明例１において、軸線Ｏ方向先端側から見たときの２つの主切刃７ａの長さＷの差が０．０４ｍｍ以下の０．０１ｍｍであった。また、一方の第１先端逃げ面５ａと第２先端逃げ面５ｂとの直線状の第１交差稜線Ｍ１の他方への第１延長線Ｎ１が、他方の第１交差稜線Ｍ１よりもドリル回転方向Ｔ側に位置して、その間隔ｄ１が０．０４ｍｍ〜０．０８ｍｍの０．０６ｍｍであった。また、一方の第２先端逃げ面５ｂとシンニング面８ａとの直線状の第２交差稜線Ｍ２の他方への第２延長線Ｎ２は、他方の第２交差稜線Ｍ２よりもドリル回転方向Ｔ側に位置して、その間隔ｄ２が０．０８ｍｍ以下の０．０６ｍｍであった。
また、これに対する比較例１として、軸線Ｏ方向先端側から見たときの２つの主切刃７ａの長さＷの差が０．０４ｍｍよりも大きい０．０５ｍｍであること以外は、上記本発明例１と同形、同大の小径ドリルを評価した。
さらに、比較例２として、マージン部が切屑排出溝６のドリル回転方向Ｔとは反対側に隣接する第１マージン部１０ａだけで第２マージン部１０ｂが形成されていないシングルマージンであること以外は上記本発明例１と同形、同大の小径ドリルを評価した。
さらに、比較例３として、一方の第１先端逃げ面５ａと第２先端逃げ面５ｂとの直線状の第１交差稜線Ｍ１の他方への第１延長線Ｎ１が、他方の第１交差稜線Ｍ１よりもドリル回転方向Ｔ側に位置して、その間隔ｄ１が０．０３ｍｍである以外は上記本発明例１と同形、同大の小径ドリルを評価した。
さらに、比較例４として、一方の第２先端逃げ面５ｂとシンニング面８ａとの直線状の第２交差稜線Ｍ２の他方への第２延長線Ｎ２は、他方の第２交差稜線Ｍ２よりもドリル回転方向Ｔ側に位置して、その間隔ｄ２が０．１０ｍｍである以外は上記本発明例１と同形、同大の小径ドリルを評価した。
なお、これら本発明例１および比較例１〜４の小径ドリルでは、切屑排出溝６の表面も含めた切刃部３の表面にＴｉとＳｉの窒化物皮膜を約１μｍの平均膜厚で被覆した。
そして、これら本発明例１と比較例１〜４の小径ドリルにより、１５０ｍｍ×１９０ｍｍ×４０ｍｍのＳＵＳ３０４製のワークに、Ｖｃ＝３０ｍ／ｍｉｎ、回転速度＝９５４９ｍｉｎ^−１、送り量＝０．０２ｍｍ／ｒｅｖ、送り速度＝１９０ｍｍ／ｍｉｎ、加工穴深さ１８ｍｍで、ノンステップ加工による条件で穴あけ加工を行った。
その結果、本発明例１では、３０００穴以上の加工を行っても折損等を生じることはなく、さらに継続して加工可能であった。
これに対して、比較例１では、２つの主切刃への加工負荷が不均一であったため、穴曲がりが生じ、１０穴未満の加工で早期に折損を生じてしまった。
また、比較例２では、シングルマージンであるため、摩耗が進行することによって２つの主切刃への加工負荷が不均一となって穴曲がりを生じ、本発明例１よりも少ない１６７１穴を加工したところで折損を生じて寿命となった。
また、比較例３では、逃げ面の摩耗が進行したときに、逃げ面の接触面積が他の小径ドリルに比べて大きくなり、本発明例１よりも少ない１３２３穴を加工したところで折損を生じて寿命となった。
また、比較例４では、ドリルの食いつき時の接触面積が小さくなり、加工が不安定となり、２００穴を加工したところで折損を生じて寿命となった。

次に、実施例２として、切屑排出溝６の表面に硬質皮膜を被覆して平滑化した場合の影響について評価した。この実施例２では、切刃７の直径Ｄが１ｍｍ、溝長が３３ｍｍ、マージン長Ｌが１２ｍｍで、軸線Ｏ方向先端側から見たときの切刃部３の形状が図２に示すような上記実施形態に基づく超硬合金製の２種の同形、同大の小径ドリルを本発明例１０、１１として評価した。
このうち、本発明例１０では、切屑排出溝６の表面を含む切刃部３の表面全体にスパッタリング法によってＴｉとＳｉの窒化物皮膜を平均膜厚約１μｍで被覆した後、さらに切屑排出溝６の表面に研磨剤を照射して平滑化処理した。
また、本発明例１１では、アークイオンプレーティング法によって同じく切屑排出溝６の表面を含む切刃部３の表面全体にＴｉとＳｉの窒化物皮膜を平均膜厚約１μｍで被覆した後、さらに本発明例１０と同条件で切屑排出溝６の表面に研磨剤を照射して平滑化処理した。
そして、まずこれら本発明例１０、１１の小径ドリルにおける硬質皮膜が形成された切屑排出溝６について、ＩＳＯ２５１７８で規定される面の算術平均高さＳａ（μｍ）と山頂点の算術平均曲率Ｓｐｃ（１／ｍｍ）を測定した。なお、測定には株式会社キーエンス製の形状解析レーザ顕微鏡（ＶＫ−Ｘ２５０）を用いて、カットオフ値０．２５ｍｍ、倍率５０倍で観察して、６０μｍ×１００μｍの領域を３カ所測定し、その平均から測定値を算出した。
次に、これら本発明例１０、１１の小径ドリルにより、実施例１と同様の１５０ｍｍ×１９０ｍｍ×４０ｍｍのＳＵＳ３０４製のワークに、Ｖｃ＝５０ｍ／ｍｉｎ、回転速度＝１６０００ｍｉｎ^−１、送り量＝０．０２ｍｍ／ｒｅｖ、送り速度＝３２０ｍｍ／ｍｉｎ、加工穴深さ２８ｍｍで、ノンステップ加工による条件で穴あけ加工を行い、加工可能であった穴数を測定した。これらの面の算術平均高さＳａ（μｍ）および山頂点の算術平均曲率Ｓｐｃ（１／ｍｍ）の測定結果と切削評価（穴数）を合わせて表１に示す。

この表１の結果より、これら本発明例１０、１１においては、硬質皮膜の表面を平滑化しているので、面の算術平均高さＳａ（μｍ）については双方とも略等しい測定値で平滑であり、加工可能な穴数も３０００穴以上で優れたドリル寿命が得られている。特に、スパッタリング法によって硬質皮膜を被覆した本発明例１０については、山頂点の算術平均曲率Ｓｐｃが６１０（１／ｍｍ）と８００以下であって、切屑排出溝６の表面に尖った山頂点が形成されることが少ないため、切屑詰まりが発生し難く、ドリル寿命が大幅に向上していることが分かる。

前述のように、本発明によれば、長尺の小径ドリルであっても、ダブルマージンによって切刃部を支持することができるのは勿論、２つの主切刃に作用する切削抵抗の差を小さくするとともに、切刃の剛性を十分に確保して切刃部の振れを抑えることができ、高精度で折損の少ない穴加工を行うことが可能となる。

１ ドリル本体
２ シャンク部
３ 切刃部
４ テーパネック部
５ 先端逃げ面
５ａ 第１先端逃げ面
５ｂ 第２先端逃げ面
６ 切屑排出溝
７ 切刃
７ａ 主切刃
７ｂ シンニング刃
７ｃ チゼル
８ シンニング部
８ａ シンニング面
９ ランド部
１０ａ 第１マージン部
１０ｂ 第２マージン部
１０ｃ 外周二番取り面
１１ ヒール
１２ クーラント穴
Ｏ ドリル本体１の軸線
Ｔ ドリル回転方向
Ｄ 切刃７の直径
Ｌ マージン長
Ｗ 軸線Ｏ方向先端側から見たときの主切刃７ａの長さ
Ｍ１ 第１交差稜線
Ｍ２ 第２交差稜線
Ｎ１ 第１延長線
Ｎ２ 第２延長線
ｄ１ 軸線Ｏ方向先端側から見たときの第１延長線Ｎ１と第１交差稜線Ｍ１との間隔
ｄ２ 軸線Ｏ方向先端側から見たときの第２延長線Ｎ２と第２交差稜線Ｍ２との間隔

Claims (3)

1. 軸線回りに回転されるドリル本体の先端部外周に、このドリル本体の先端逃げ面に開口して後端側に延びる２つの切屑排出溝が上記軸線に関して対称に形成されており、これらの切屑排出溝のドリル回転方向を向く壁面と上記先端逃げ面との交差稜線部にそれぞれ切刃が形成されるとともに、上記切屑排出溝の間のランド部には、該切屑排出溝のドリル回転方向とは反対側に隣接する第１マージン部とドリル回転方向側に隣接する第２マージン部とが形成され、上記切刃の直径Ｄが２ｍｍ以下である小径ドリルであって、
   上記切刃の外周端から上記第１、第２マージン部の後端までの上記軸線方向におけるマージン長Ｌと上記直径Ｄとの比Ｌ／Ｄが３以上であり、
   上記切屑排出溝の先端部内周にはシンニング部が形成されていて、
   上記シンニング部は、ドリル回転方向とは反対側を向くシンニング面を有し、
   上記切刃は、上記軸線方向先端側から見て上記ドリル本体の外周から内周側に向けて直線状に延びる主切刃と、この主切刃の内周側で曲折して上記シンニング部と上記先端逃げ面との交差稜線部に形成されるシンニング刃とを備え、
   上記軸線方向先端側から見たときの２つの上記主切刃の長さの差が０．０４ｍｍ以下であり、
   上記先端逃げ面は、第１先端逃げ面と、第２先端逃げ面とを備え、
   上記第１先端逃げ面は、上記切刃のドリル回転方向とは反対側に連なり、
   上記第２先端逃げ面は、上記第１先端逃げ面のさらにドリル回転方向とは反対側に連なり、上記シンニング面に交差し、上記第１先端逃げ面よりも逃げ角が大きく、
   上記軸線方向先端側から見て、上記第１先端逃げ面と上記第２先端逃げ面との第１交差稜線と、上記第２先端逃げ面と上記シンニング面との第２交差稜線とは直線状であって、
   上記軸線方向先端側から見て、２つの上記先端逃げ面同士では互いに、一方の上記先端逃げ面における上記第１交差稜線の他方の先端逃げ面側への第１延長線が、他方の先端逃げ面の上記第１交差稜線よりもドリル回転方向側に位置し、
   上記軸線方向先端側から見て、上記第１延長線と上記第１交差稜線との間隔が０．０４ｍｍ〜０．０８ｍｍの範囲内であり、
   上記軸線方向先端側から見て、２つの上記先端逃げ面同士では互いに、一方の上記先端逃げ面における上記第２交差稜線の他方の先端逃げ面側への第２延長線は、他方の先端逃げ面の上記第２交差稜線と一直線状、または他方の先端逃げ面の上記第２交差稜線よりもドリル回転方向側に位置し、
   上記軸線方向先端側から見て、上記第２延長線と上記第２交差稜線との間隔が０．０８ｍｍ以下の範囲内であることを特徴とする小径ドリル。
2. 上記切屑排出溝の表面は、ＩＳＯ２５１７８で規定される山頂点の算術平均曲率Ｓｐｃ（１／ｍｍ）が８００以下であることを特徴とする請求項１に記載の小径ドリル。
3. 上記第２マージン部は、周方向に沿って上記先端逃げ面から上記シンニング面にかけて形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の小径ドリル。

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