JP6725684B2 - 回転工具及びそれを用いた切削加工物の製造方法 - Google Patents

Description

本態様は、切削加工に用いられる、エンドミル及びドリルなどの回転工具及び切削加工物の製造方法に関する。

従来、金属部材などの被削材の切削加工に用いられる回転工具として、例えば特開平９−２７７１０８号公報（特許文献１）に記載のドリルが知られている。特許文献１に記載のドリルは、生成された切屑が通過するねじれ溝を有している。当該ねじれ溝は、ねじれ角が一定である先端部と、先端側から後端側に向かってねじれ角が漸次減少する中間部と、ねじれ角が一定であり且つ前記先端部のねじれ角よりも小さい後端部と、を有している。そして、前記先端部の長さは１Ｄ〜２Ｄであり、前記中間部の長さは、１Ｄ〜３Ｄであり、前記後端部の長さは、加工する孔の深さに応じて適宜設定される。

このような特許文献１に記載のドリルにおいては、加工する孔の深さが大きい場合には、本体の全長において前記後端部の占める長さが大きくなる。また、ねじれ溝の全長において、相対的にねじれ角が小さな領域が大きくなる。そのため、相対的にねじれ角が小さい後端側において切屑が詰まる可能性があった。

一態様に基づく回転工具は、第１端から第２端に向かって回転軸に沿って延びた棒形状の本体を有し、前記本体は、前記第１端に位置する切刃と、前記切刃から前記第２端の側に向かって螺旋状に延びた第１溝と、を備えている。前記第１溝は、前記第１端の側に位置するとともに第１ねじれ角を有する第１領域と、前記第１領域よりも前記第２端の側に位置するとともに第２ねじれ角を有する第２の領域と、前記第２領域よりも前記第２端の側に位置するとともに第３ねじれ角を有する第３領域と、前記第１領域と前記第２領域との間に位置するとともに第４ねじれ角を有する第４領域と、前記第２領域と前記第３領域との間に位置するとともに第５ねじれ角を有する第５領域と、有している。

一態様に基づく回転工具において、前記第２ねじれ角は、前記第１ねじれ角よりも小さいとともに前記第３ねじれ角よりも大きい。前記第４ねじれ角及び前記第５ねじれ角は、それぞれ前記第１端の側から前記第２端の側に向かって角度の値が減少している。前記第４ねじれ角の角度の値の減少幅は、前記第５ねじれ角の角度の値の減少幅よりも小さい。前記回転軸に沿った方向における前記第４領域の長さは、前記回転軸に沿った方向における前記第５領域の長さよりも長い。

実施形態の一例に係る回転工具（ドリル）を示す斜視図である。 図１に示すドリルを第１端に向かって見た正面図である。 図２に示すドリルにおけるＡ１方向からの側面図である。 図２に示すドリルにおけるＡ２方向からの側面図である。 図２に示すドリルにおけるＡ３方向からの側面図である。 図３に示すドリルのＤ１における断面図である。 図３に示すドリルのＤ２における断面図である。 図３に示すドリルのＤ３における断面図である。 図３に示すドリルのＤ４における断面図である。 図３に示すドリルのＤ５における断面図である。 図３に示すドリルのＤ６における断面図である。 図１に示すドリルにおける第１溝の概要を示す展開図である。 実施形態の一例に係る切削加工物の製造方法における一工程を示す図である。 実施形態の一例に係る切削加工物の製造方法における一工程を示す図である。 実施形態の一例に係る切削加工物の製造方法における一工程を示す図である。

以下、本開示に係る実施形態の切削工具について、図面を用いて詳細に説明する。但し、以下で参照する各図は、説明の便宜上、各実施形態を構成する部材のうち主要な部材のみを簡略化して示したものである。従って、以下に開示する切削工具は、参照する各図に示されていない任意の構成部材を備え得る。また、各図中の部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各部材の寸法比率などを忠実に表したものではない。

＜ドリル＞
以下の実施形態の切削工具は、回転工具の一例であるドリルである。回転工具としては、ドリルの他にも例えばエンドミル及びリーマなどが挙げられる。

図１に示す一例の回転工具１（ドリル１）は、本体３を有している。また、本体３は、切刃５と、第１溝７（以下、排出溝７（flute）という。）と、を備えている。

図１及び図３〜図５に示す一例の本体３は、回転軸Ｘを有しており、第１端から第２端に向かって回転軸Ｘに沿って延びた棒形状である。本体３は、被削加工物を製造するための被削材の切削加工時において回転軸Ｘを中心に回転する。なお、以下の記載においては、第１端を先端、第２端を後端と記載して説明する。また、第２端よりも第１端に近い第１端の側を先端側、第１端よりも第２端に近い第２端の側を後端側と記載して説明する。

図１に示す一例の本体３は、把持部９及び切削部１１を備えている。把持部９は、工作機械（不図示）の回転するスピンドルなどで把持される部位であり、工作機械におけるスピンドルなどの形状に応じて設計される部位である。切削部１１は、把持部９の先端側に位置して被削材と接触する部分を含む部位であり、被削材の切削加工において主たる役割を有する部位である。なお、図１及び図２における矢印Ｙは、回転軸Ｘを中心とした本体３の回転方向を示している。

切削部１１は、例えば、図６に示すように回転軸Ｘに沿って延びる円柱から排出溝７に該当する空間部分などを除いた形状となっていてもよい。図６に示す一例のように、切削部１１は、一対の排出溝７を有していてもよい。回転軸Ｘに直交する断面において、切削部１１の外周における一対の排出溝７を除き、ランド１３に相当する部分は、略同一円上に位置する円弧形状となっている。この略同一円の直径が切削部１１の外径に対応する。

ドリル１は、特定の大きさに限定されるものではないが、例えば、切削部１１の外径が６ｍｍ〜４２．５ｍｍに設定されてもよい。また、ドリル１は、例えば、軸線の長さ（切削部１１の長さ）をＬとし、切削部１１の外径をＤとするとき、Ｌ＝８Ｄ〜２０Ｄに設定されてもよい。

本体３の材質としては、例えば、ＷＣ（タングステンカーバイド）を含有し、結合相としてＣｏ（コバルト）を含有する超硬合金、この超硬合金にＴｉＣ（チタンカーバイド）又はＴａＣ（タンタルカーバイド）のような添加物を含んだ合金、ステンレス及びチタンのような金属などが挙げられる。

次に、切刃５について説明する。切刃５は、本体３の先端に位置しており、被削材を切削するための部位として用いられてもよい。図２に示す一例の切刃５は、一対の主切刃５ａ及び副切刃５ｂを有している。一対の主切刃５ａ及び副切刃５ｂは、本体３の先端、すなわち切削部１１の先端部分に位置している。

図２に示す一例における副切刃５ｂは本体３を先端視した場合において、回転軸Ｘと交差している。副切刃５ｂは、いわゆるチゼルエッジ（chisel edge）として機能することが可能である。なお、図２に示す一例においては、切刃５が一対の主切刃５ａを有しているが、主切刃５ａが１つのみ、又は、３つ以上あっても構わない。

図２に示す一例における一対の主切刃５ａは、副切刃５ｂの両端部にそれぞれ接続されており、先端視した場合において、副切刃５ｂの両端から本体３の外周に向かってそれぞれ延びている。これら一対の主切刃５ａ及び副切刃５ｂを用いて被削材の切削加工を行うことが可能である。副切刃５ｂがチゼルエッジとして用いられる場合には、チゼル角は、例えば１３０〜１７０°程度に設定されてもよい。なおここで、先端視とは、図２に示すように、本体３の先端の正面視のことである。

図２に示す一例における主切刃５ａは、先端視した場合に凹曲線形状になっている。これにより、主切刃５ａで生成される切屑がカールし易くなるので、排出溝７で切屑を排出し易くなる。また、切削性を高めるため、主切刃５ａは、回転軸Ｘを含む仮想平面で本体３を切断した場合において、回転軌跡が回転軸Ｘに対して傾斜するように設けられていてもよい。主切刃５ａの回転軸Ｘに対する傾斜角は、例えば５０〜８５°程度に設定されてもよい。なお、主切刃５ａが凹曲線形状である場合において、この主切刃５ａの具体的な形状としては、例えば、円孤形状が挙げられる。

図２に示す一例における一対の主切刃５ａは、副切刃５ｂを介して互いに離れて位置している。これら一対の主切刃５ａは、先端視（正面視）した場合に、本体３の回転軸Ｘを中心にして１８０°の回転対称となっていてもよい。一対の主切刃５ａが上記の通り回転対称である場合には、一対の主切刃５ａが被削材に対して食いつく際に一対の主切刃５ａの間で生じるブレを低減することができる。そのため、安定した穴あけ加工を行うことが可能となる。

次に、排出溝７について説明する。図１に示す一例における一対の排出溝７は、切削部１１において、回転軸Ｘよりも外周側に位置しており、切刃５から本体３の後端に向かって延びている。一対の排出溝７は、回転軸Ｘの周りに螺旋状に延びていてもよい。

図１に示す一例においては、一対の主切刃５ａから本体３の後端に向かって一対の排出溝７がそれぞれ螺旋状に延びている。したがって、図１に示す一例においては、切刃５のうち一対の排出溝７に接続されている領域が一対の主切刃５ａであり、切刃５のうち一対の主切刃５ａの間に位置している領域が副切刃５ｂである。このとき、工作機械で安定して本体３を把持する観点から、一対の排出溝７は、切削部１１のみに形成されており、把持部９には形成されていなくてもよい。

一対の排出溝７は、一対の主切刃５ａ及び副切刃５ｂによって生成される切屑を外部に排出することを主目的としている。切削加工時において、一対の主切刃５ａの一方で形成された切屑は、一対の排出溝７のうち、この主切刃５ａに接続された排出溝７を通って本体３の後端側へと排出される。また、一対の主切刃５ａのもう一方（他方）で形成された切屑は、一対の排出溝７のうち、この他方の主切刃５ａに接続された排出溝７を通って本体３の後端側へと排出される。

このとき、一対の排出溝７の一方は、一対の排出溝７の他方を回転軸Ｘの周りで１８０°回転させた場合に重なり合うように形成されていてもよい。この場合には、一対の主切刃５ａのそれぞれで生じた切屑をそれぞれの排出溝７で良好に流すことができる。

図３〜図５に示す一例における排出溝７は、第１領域２１、第２領域２２、第３領域２３、第４領域２４及び第５領域２５を有している。これらの領域は、本体３の先端側、すなわち切刃５の側から、第１領域２１、第４領域２４、第２領域２２、第５領域２５及び第３領域２３の順に並んでいる。

図３〜図５に示す一例において、第１領域２１は、本体３の先端側に位置する領域である。すなわち、第１領域２１は、排出溝７における先端側に位置する領域であり、主切刃５ａに接続している。第２の領域２２は、第１領域２１よりも本体３の後端側に位置している領域である。第３領域２３は、第２領域２２よりも本体３の後端側に位置している領域である。第４領域２４は、第１領域２１と第２領域２２との間に位置している領域である。第５領域２５は、第２領域２２と第３領域２３との間に位置している領域である。

図３〜図５に示す一例において、第４領域２４は、第１領域２１と第２領域２２とを接続する領域である。また、第５領域２５は、第２領域２２と第３領域２３とを接続する領域である。

図１２に示す一例において、第１領域２１は第１ねじれ角（helix angle）θ１を有し、第２領域２２は第２ねじれ角θ２を有し、第３領域２３は第３ねじれ角θ３を有し、第４領域２４は第４ねじれ角θ４を有し、第５領域２５は第５ねじれ角θ５を有している。このとき、図１２に示す一例においては、第２ねじれ角θ２が、第１ねじれ角θ１よりも小さく、且つ、第３ねじれ角θ３よりも大きい。

第２ねじれ角θ２としては、第１ねじれ角θ１よりも小さい値であればよく、また、第３ねじれ角θ３としては、第２ねじれ角θ２よりも小さい値であればよい。第１ねじれ角θ１としては、例えば２６〜３０°程度、第２ねじれ角θ２としては、例えば２５〜２９°程度、第３ねじれ角θ３としては、例えば１０〜１５°程度に設定してもよい。

また、図１２に示す一例においては、第４ねじれ角θ４及び第５ねじれ角θ５が、それぞれ先端側から後端側に向かうに従って変化している。具体的には、第４ねじれ角θ４及び第５ねじれ角θ５が、それぞれ本体３の先端側から後端側に向かって角度の値が減少している。このとき、第１領域２１、第２領域２２及び第３領域２３においては、それぞれねじれ角が一定であってもよい。

ねじれ角が一定であるとは、対象となる領域において先端側から後端側に向かってねじれ角が厳密に一定であることを意味するのではなく、対象となる領域のねじれ角が５％程度のばらつきを有していてもよい。

図１２に示す一例において、第４領域２４の第４ねじれ角θ４の角度の値の減少幅は、第５領域２５の第５ねじれ角θ５の角度の値の減少幅よりも小さくなっている。また、回転軸Ｘに沿った方向における第４領域２４の長さＬ４は、回転軸Ｘに沿った方向における第５領域２５の長さＬ５よりも長い。

このとき、第４ねじれ角θ４の減少量は、第１ねじれ角θ１と第２ねじれ角θ２との差に相当し、第５ねじれ角θ５の減少量は、第２ねじれ角θ２と第３ねじれ角θ３との差に相当する。

なお、第４領域２４における第４ねじれ角θ４の減少率及び第５領域２５における第５ねじれ角θ５の減少率は、それぞれ一定であっても徐変しても構わない。第４領域２４における第４ねじれ角θ４の減少率及び第５領域２５における第５ねじれ角θ５の減少率がそれぞれ一定である場合には、切屑排出性が向上する。

排出溝７が上記の構成を満たす第１領域２１、第２領域２２、第３領域２３、第４領域２４及び第５領域２５を有している場合には、排出溝７は、本体３の先端側に位置する領域ほどねじれ角が大きい構成となる。そのため、切屑を押し流す力が大きくなり切屑排出性が向上する。また、排出溝７における本体３の後端側に位置する領域ほどねじれ角が小さいため、排出溝７における後端側の部分の強度が高い。

また、相対的に大きなねじれ角を有する第１領域２１の後端側に、第５領域２５と比較して回転軸Ｘに沿った方向の長さが長い第４領域２４が位置している場合には、切屑が第１領域２１から第２領域２２へと円滑に通過し易いため、切屑排出性が向上する。特に、第１領域２１及び第２領域２２が第４領域２４によって接続される場合には、切屑排出性がさらに向上する。

相対的に小さなねじれ角を有する第３領域２３の先端側に、第４領域２４と比較して回転軸Ｘに沿った方向の長さが短い第５領域２５が位置している場合には、第２領域２２から、短い距離にて最も小さなねじれ角を有する第３領域２３へ移行できる。そのため、排出溝７の後端側の部分の剛性の向上が図れる。本体３が高い剛性を有しているため、加工する孔の深さが大きな加工においても、好適に使用できるだけでなく、良好な切屑排出性を発揮することができる。

本開示において、ねじれ角とは、図１２に示すように、リーディングエッジ（leading edge of land）と、回転軸Ｘに平行な仮想直線とがなす角を意味してもよい。リーディングエッジは、排出溝７と、この排出溝７に対して回転軸Ｘの回転方向Ｙの後方側に位置するランド１３とで形成される交線によって示すことが可能である。

なお、リーディングエッジによる評価が困難である場合には、排出溝７と、この排出溝７に対して回転軸Ｘの回転方向Ｙの前方側に位置するランド１３（具体的には、ヒール）とで形成される交線を特定し、この交線の上の１点を通り回転軸Ｘに平行な仮想直線とがなす角をねじれ角として評価してもよい。

また、本開示において、回転軸Ｘに沿う方向における各領域（第１領域２１〜第５領域２５）の長さとは、回転軸Ｘに平行な方向における各領域の長さであり、図３〜図５に示すように、回転軸Ｘに平行な方向（図３〜図５においては左右の方向）における各領域の最大の長さのことをいう。

本開示のドリル１においては、排出溝７の全体における回転軸Ｘに平行な方向の長さに対して、第４領域２４の長さＬ４及び第５領域２５の長さＬ５は、上述の関係を満たす値であればよい。例えば、長さＬ４は、０．９Ｄ〜１．５Ｄ程度に、長さＬ５は、０．７Ｄ〜１．４Ｄ程度に設定できる。また、第１領域２１の長さＬ１、第２領域２２の長さＬ２及び第３領域２３の長さＬ３は、それぞれ、排出溝７の全体における回転軸Ｘに平行な方向の長さに対して、例えば、０．９Ｄ〜１．５Ｄ程度、４Ｄ〜８Ｄ程度、１Ｄ〜１０Ｄ程度に設定できる。

なお、図３に示す一例における排出溝７は、第１領域２１〜第５領域２５で構成されている。そのため、第１領域２１〜第５領域２５の上記の長さの合計が排出溝７の全体における回転軸Ｘに平行な方向の長さとなっている。

排出溝７は、図３に示すように、第１領域２１、第４領域２４及び第２領域２２において、本体３の外周を周回していてもよい。この場合には、本体３の先端側において、相対的にねじれ角が大きな領域が長くなり、切屑を本体３の後端側に流す、すなわち、切屑を押し上げる力が高く、切屑排出性が向上する。

一方、排出溝７は、図５に示すように、第３領域２３においては、本体３の外周を周回していなくてもよい。第３領域２３がこのような構成である場合には、本体３の後端側の剛性が高く、且つ、切屑を押し上げる力が過度に低減されるおそれが小さい。その結果、ホルダ３の剛性と切屑排出性の両方の向上が図れる。

図８及び図９に示す一例のように、第１溝７は、第２領域２２において、第１領域２１側に位置する第１部分２２ａと、第１部分２２ａに続いて後端側に位置する第２部分２２ｂと、を有していてもよい。図８及び図９に示す一例のように、回転軸Ｘに直交する断面において、第２部分２２ｂの溝幅Ｗ２は、第１部分２２ａの溝幅Ｗ１よりも大きくてもよい。

第２領域２２が上記の構成である場合には、第２領域２２において相対的に幅が広い第２部分２２ｂが、第４領域２４から離れて位置する。第４領域２４において第４ねじれ角θ４が変化している。そのため、第４領域２４において、切屑の流出方向が不安定になり易い。しかしながら、第２領域２２における先端側に位置する第１部分２２ａの幅が相対的に狭い。そのため、流出方向が不安定な状態で切屑が第４領域２４を通過した場合であっても、第１部分２２ａにおいて、切屑の流出方向が安定する。

また、第２領域２２が、相対的に幅が広い第２部分２２ｂを有している場合には、切屑と排出溝７との摩擦を低減して、流出方向が安定した切屑をよりスムーズに排出することができる。特に、クーラントを用いて加工する場合、相対的に幅が広い第２部分２２ｂにおいて、切屑と排出溝７の内壁との間のスペースが広くなりやすいため、クーラントが通りやすく、切屑を一層良好に排出し易い。

第２領域２２が第１部分２２ａ及び第２部分２２ｂを有している場合に、回転軸Ｘに沿った方向における第１部分２２ａ及び第２部分２２ｂの長さは、特に限定されるものではない。しかしながら、回転軸Ｘに沿った方向における第２部分２２ｂの長さが、回転軸Ｘに沿った方向における第１部分２２ａの長さよりも長い場合には、切屑をより一層良好に排出し易い。

さらに、第１部分２２ａが、回転軸Ｘに直交する断面図である図８に示すように、１つの第１凹曲線部Ｒ１からなっていてもよい。第１部分２２ａが上記の構成である場合には、螺旋状に延びる切屑の流出方向が安定し易い。また、第２部分２２ｂが、回転軸Ｘに直交する断面図である図９に示すように、回転軸Ｘの回転方向の前方に位置する第２凹曲線部Ｒ２Ａ及び回転軸Ｘの回転方向の後方に位置する第２凹曲線部Ｒ２Ｂの２つが接続された形状であってもよい。第２部分２２ｂが上記の構成である場合には、本体３の剛性が高く、且つ、切屑に接触する領域を低減できる。これにより、切屑が詰まりにくくなるため、加工する孔が深い切削条件下においても、良好な切屑排出性を発揮することができる。

なお、上述したように第２部分２２ｂが、２つの第２凹曲線部（Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ）が接続された形状である場合には、回転軸Ｘに直交する断面において、２つの第２凹曲線部（Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ）は曲率半径が同じ円孤形状であってもよい。このような構成によれば、切屑がより詰まりにくくなるため、切屑の流れをより滑らかにすることができる。また、ドリル１を製造する際においても、２つの第２凹曲線部（Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ）が同じ曲率半径の円弧形状である場合には、同じ加工条件で２つの第２凹曲線部（Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ）を形成することができる。そのため、ドリル１の製造が容易になる。

なお、曲率半径が同じであるとは、曲率半径が厳密に同一であることを要求するものではない。２つの第２凹曲線部（Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ）の曲率半径の間に５％程度の若干の違いがあっても構わない。

図９に示す一例のように、第２凹曲線部Ｒ２Ｂの溝幅Ｗ２２が、第２凹曲線部Ｒ２Ａの溝幅Ｗ２１よりも大きくてもよい。第２部分２２ｂを通過する際において、切屑は回転方向Ｙの後方に位置し易い。回転方向Ｙの後方に位置する第２凹曲線部Ｒ２Ｂの溝幅Ｗ２２が相対的に大きい場合には、切屑が第２部分２２ｂを円滑に通過し易い。

なお、排出溝７のうち第２領域２２よりも後端側に位置する領域が、第２部分２２ｂのように、回転軸Ｘに直交する断面において、２つの凹曲線部を有していてもよい。すなわち、排出溝７のうち、第２部分２２ｂ、第５領域２５及び第３領域２３が、回転軸Ｘに直交する断面において、２つの凹曲線部を有していてもよい。図１２に示す一例によれば、排出溝７において、２つの凹曲線部で構成される領域は、長さＬ６を有していることになる。この場合には、本体３の剛性を確保しつつ切屑排出性を向上させる効果が高まる。

ここで、第３領域２３における２つの凹曲線部を第３凹曲線部Ｒ３Ａ及び第３凹曲線部Ｒ３Ｂとする。図１１に示す一例においては、第３領域２３が、第３凹曲線部Ｒ３Ａと、第３凹曲線部Ｒ３Ａよりも回転軸Ｘの回転方向Ｙの後方に位置する第３凹曲線部Ｒ３Ｂと、を有している。

図３に示す一例のように、第３凹曲面部Ｒ３Ａの溝幅Ｗ３が、後端に向かうに従って小さくなっていてもよい。第３領域２３が上記の構成である場合には、第３凹曲線部Ｒ３Ｂにおいて切屑の流れる空間を確保しつつ第３領域２３の溝幅Ｗ３を徐々に小さくできる。そのため、良好な切屑排出性を発揮しつつ、排出溝７の後端側の部分の剛性の向上が図れる。このとき、第３凹曲面部Ｒ３Ｂの溝幅が、後端に向かうに従って一定であってもよい。

また、図６〜図１１に示す一例のように、第１領域２１、第２領域２２、第３領域２３、第４領域２４及び第５領域２５のそれぞれにおける溝深さＶ１〜Ｖ５の最大値が同じであってもよい。この場合には、第１領域２１〜第５領域２５の各領域における溝深さのバラつきが小さい。そのため、本体３の剛性が高い。

ここで、各領域の溝深さＶの最大値が同じであるとは、各領域の溝深さの最大値が厳密に同じであることを意味するのではなく、各領域の溝深さＶの最大値が５％程度のばらつきを有していてもよい。

なお、第１領域２１〜第５領域２５の深さＶ１〜Ｖ５は、いずれも先端側から後端側に向かって一定であってもよい。ここで、各領域の深さＶが一定であるとは、先端側から後端側に向かって深さが厳密に一定であることを意味するのではなく、各領域の深さＶが５％程度のばらつきを有していてもよい。

なお、排出溝７の深さＶとしては、例えば、切削部１１の外径に対して１０〜４０％程度に設定してもよい。ここで、排出溝７の深さＶとは、図６〜図１１に示すように、回転軸Ｘに直交する断面における、排出溝７の底と回転軸Ｘとの距離を本体３の半径から引いた値である。底とは、排出溝７における回転軸Ｘに最も近い部分を意味している。

本体３における回転軸Ｘに直交する断面での内接円の直径によって示される芯厚（web thickness）の直径としては、切削部１１の外径に対して２０〜８０％程度に設定してもよい。具体的には、例えば、切削部１１の外径Ｄが２０ｍｍである場合、排出溝７の深さＶは２〜８ｍｍ程度に設定できる。

なお、第１領域２１における溝深さＶ１は、本体３の先端側において小さくなっていてもよい。すなわち、第１領域２１の溝深さＶ１は、先端側から後端側に向かって大きくなっていてもよい。この場合には、第１領域２１において、切刃５で生成された切屑を相対的に溝深さが小さな先端側においてカール径が小さくなるようカールさせることができ、その後、本体３の後端に向かって、排出溝７内をよりスムーズに流出させることができる。

さらに、図６〜図１１に示す一例のように、回転軸Ｘに直交する断面において、第１領域２１、第２領域２２、第３領域２３、第４領域２４及び第５領域２５は、それぞれ凹曲線部を有していてもよい。この場合には、切屑は、排出溝７の内壁に沿うようにカールするため、切屑が湾曲しやすくなり、切屑排出性がより向上する。

＜切削加工物の製造方法＞
次に、実施形態の切削加工物の製造方法について、上述したドリル１を用いる場合を例に挙げて詳細に説明する。以下、図１３〜図１５を参照しつつ説明する。なお、図１３〜図１５において、把持部を把持する工作機械を省略している。

図１３〜図１５に示す一例の切削加工物の製造方法は、以下の（１）〜（４）の工程を備える。

（１）準備された被削材１０１に対して上方にドリル１を配置する工程（図１３参照）。

（２）ドリル１を、回転軸Ｘを中心に矢印Ｙの方向に回転させ、被削材１０１に向かってＺ１方向にドリル１を近づける工程（図１３参照）。

（３）ドリル１をさらに被削材１０１に近づけることによって、回転しているドリル１を、被削材１０１の表面の所望の位置に接触させて、被削材１０１に加工穴１０３（貫通孔）を形成する工程（図１４参照）。

（４）ドリル１を被削材１０１からＺ２方向に離す工程（図１５参照）。

（２）の工程は、例えば、被削材１０１を、ドリル１を取り付けた工作機械のテーブル上に固定し、ドリル１を回転した状態で近づけることにより行うことができる。なお、（１）の工程では、被削材１０１とドリル１とは相対的に近づけばよく、被削材１０１をドリル１に近づけてもよい。

（３）の工程においては、ドリル１の切削部の全体が被削材１０１に挿入されてもよく、また、ドリル１の切削部のうち後端側の一部の領域が加工穴１０３に挿入されなくてもよい。ドリル１の切削部のうち後端側の一部の領域が加工穴１０３に挿入されない場合には、切削部のうち後端側の一部の領域を切屑排出のための領域として機能させることができる。そのため、当該領域を介して優れた切屑排出性を奏することが可能となる。

（４）の工程においても、上述の（２）の工程と同様に、被削材１０１とドリル１とは相対的に離せばよく、例えば被削材１０１をドリル１から離してもよい。

以上のような（１）〜（４）の工程を経ることによって、加工穴１０３を有する切削加工物を得ることができる。

なお、以上に示したような被削材１０１の切削加工を複数回行う場合、例えば、１つの被削材１０１に対して複数の加工穴１０３を形成する場合には、ドリル１を回転させた状態を保持しつつ、被削材１０１の異なる箇所にドリル１の切刃を接触させる工程を繰り返せばよい。

以上、複数の実施形態のドリル１を例示したが、本発明のドリルはこれらに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限り任意のものとすることができることは言うまでもない。

例えば、実施形態の一例に係る切削工具はドリル１であったが、本発明の要旨を適用したエンドミル又はリーマであっても何ら問題ない。また、切削部１１は、先端を含む部位が後端側の部位に対して着脱可能な構成であってもよく、或いは、切削部１１が１つの部材のみからなる構成であってもよい。

１・・・回転工具（ドリル）
３・・・本体
５・・・切刃
５ａ・・・主切刃
５ｂ・・・副切刃
７・・・第１溝（排出溝）
９・・・把持部
１１・・・切削部
１３・・・ランド
２１・・・第１領域
２２・・・第２領域
２２ａ・・・第１部分
２２ｂ・・・第２部分
２３・・・第３領域
２４・・・第４領域
２５・・・第５領域
１０１・・・被削材
１０３・・・加工穴
θ１、θ２、θ３、θ４、θ５・・・第１ねじれ角〜第５ねじれ角
Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５・・・第１領域の溝深さ〜第５領域の溝深さ

Claims (11)

1. 第１端から第２端に向かって回転軸に沿って延びた棒形状の本体を有し、
   前記本体は、
   前記第１端に位置する切刃と、
   前記切刃から前記第２端の側に向かって螺旋状に延びた第１溝と、を備え、
   前記第１溝は、
   前記第１端の側に位置するとともに第１ねじれ角を有する第１領域と、
   前記第１領域よりも前記第２端の側に位置するとともに第２ねじれ角を有する第２領域と、
   前記第２領域よりも前記第２端の側に位置するとともに第３ねじれ角を有する第３領域と、
   前記第１領域と前記第２領域との間に位置するとともに第４ねじれ角を有する第４領域と、
   前記第２領域と前記第３領域との間に位置するとともに第５ねじれ角を有する第５領域と、有しており、
   前記第２ねじれ角は、前記第１ねじれ角よりも小さいとともに前記第３ねじれ角よりも大きく、
   前記第４ねじれ角及び前記第５ねじれ角は、それぞれ前記第１端の側から前記第２端の側に向かって角度の値が減少しており、
   前記第４ねじれ角の角度の値の減少幅は、前記第５ねじれ角の角度の値の減少幅よりも小さく、
   前記回転軸に沿った方向における前記第４領域の長さは、前記回転軸に沿った方向における前記第５領域の長さよりも長い、回転工具。
2. 前記第１溝は、前記第１領域、前記第４領域及び前記第２領域において、前記本体の外周を周回している、請求項１に記載の回転工具。
3. 前記第１溝は、前記第３領域において、前記本体の外周を周回していない、請求項１又は２に記載の回転工具。
4. 前記第１溝は、前記第２領域において、前記第１領域の側に位置する第１部分と、前記第１部分に続いて前記第２端の側に位置する第２部分と、を有しており、
   前記回転軸に直交する断面において、前記第２部分の溝幅は、前記第１部分の溝幅よりも大きい、請求項１〜３のいずれかに記載の回転工具。
5. 前記回転軸に沿った方向における前記第２部分の長さは、前記回転軸に沿った方向における前記第１部分の長さよりも長い、請求項４に記載の回転工具。
6. 前記回転軸に直交するそれぞれの断面において、前記第１部分は、１つの第１凹曲線部からなり、前記第２部分は、前記回転軸の回転方向の前方に位置する第２凹曲線部Ａ及び前記回転軸の回転方向の後方に位置する第２凹曲線部Ｂの２つが接続された形状である、請求項４又は５に記載の回転工具。
7. 前記回転軸に直交する断面において、
   前記第２部分は、前記第２凹曲線部Ｂの溝幅が、前記第２凹曲線部Ａの溝幅よりも大きい、請求項６に記載の回転工具。
8. 前記回転軸に直交する断面において、
   前記第３領域は、前記回転軸の回転方向の前方に位置する第３凹曲線部Ａ及び前記回転軸の回転方向の後方に位置する第３凹曲線部Ｂを有し、
   前記第３凹曲面部Ａの溝幅は、前記第２端に向かうに従って小さくなっている、請求項１〜７のいずれか１つに記載の回転工具。
9. 前記第１領域、前記第２領域、前記第３領域、前記第４領域及び前記第５領域のそれぞれにおける溝深さの最大値が同じである、請求項１〜８のいずれか１つに記載の回転工具。
10. 前記回転軸に直交するぞれぞれの断面において、前記第１領域、前記第２領域、前記第３領域、前記第４領域及び前記第５領域は凹曲線部を有する、請求項１〜９のいずれか１つに記載の回転工具。
11. 請求項１〜１０のいずれか１つに記載の回転工具を回転させる工程と、
    回転している前記回転工具を被削材に接触させる工程と、
    前記回転工具を前記被削材から離す工程と、を備えた切削加工物の製造方法。

Images