JPH02152708A - 複合材料加工用ツイストドリル - Google Patents

複合材料加工用ツイストドリル

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JPH02152708A
JPH02152708A JP30652088A JP30652088A JPH02152708A JP H02152708 A JPH02152708 A JP H02152708A JP 30652088 A JP30652088 A JP 30652088A JP 30652088 A JP30652088 A JP 30652088A JP H02152708 A JPH02152708 A JP H02152708A
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JP
Japan
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cutting edge
cutting
degrees
twist drill
drill
Prior art date
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Pending
Application number
JP30652088A
Other languages
English (en)
Inventor
Takayoshi Kuchiki
朽木 孝良
Takao Abe
阿部 孝男
Koichiro Hosaka
保坂 光一郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koki Holdings Co Ltd
Moldino Tool Engineering Ltd
Original Assignee
Hitachi Tool Engineering Ltd
Hitachi Koki Co Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Tool Engineering Ltd, Hitachi Koki Co Ltd filed Critical Hitachi Tool Engineering Ltd
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Publication of JPH02152708A publication Critical patent/JPH02152708A/ja
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は特に複合材料の穴あけ加工に最適な複合材料加
工用ツイストドリルに関するものである〔発明の背景〕 これまでの一般鋼材や鋳鉄などの穴あけ加工用のツイス
トドリルとしては種々のものが提案され実用化されてい
るが、その切削に使用する切削工具の切れ刃には種々の
原因による刃先摩耗、チッピング及び折損が生じること
が知られている。このような現象に対し、例えば溝巾比
や心厚を規定し、更にドリル直径の2/3より外側の半
径方向のすくい角を所定の角度になるように円弧状の切
れ刃にすることにより、−鍛鋼材や鋳鉄の穴あけ加工に
おける切屑排出性や切削抵抗の改善を図ったものがある
これらの−鍛鋼材や鋳鉄などの金属加工用のツイストド
リルで複合材料を穴あけ加工すると、先端切れ刃部のチ
ッピングや早期に逃げ面が摩耗し、あるいは切屑排出溝
内での切屑づまりにより工具寿命が短くなる。これは複
合材料の特殊性に起因するもので、硬質領域と軟質領域
とが混入しているためである。すなわち、複合材料はマ
トリックス材としてプラスチックを用いた場合、軟化点
が低く、鋼材に比べ熱伝導率が非常に小さく、かつ熱膨
張率や弾性変形量が大きい等の性質をもち、また、補強
材の強化繊維や粉末は硬質の炭素、炭化ケイ素、ガラス
等を用いたもので組織的にも不均一であることによる。
またマトリックス材として上記の他にアルミ合金、マグ
ネシウム合金等のものでも同様である。
〔発明の目的〕 本発明は上記した欠点をなくし切削にともなう切削抵抗
及び切削熱の発生をおさえ、複合材料を高能率で加工で
き、かつ長寿命が得られるツイストドリルを提供するこ
とを目的とする。
〔発明の概要〕
上記目的を達成させるため本発明は次のような構成要件
を具備している。ツイストドリルにおいてランド部端を
凸曲面状にすることによって切屑排出性と切削油流入性
を改善し、心厚をドリル直径の25%〜45%と厚くし
てドリルの剛性を高めることができる。なお、心厚は出
来るだけ大きい方が曲げ及びねじれ強さとも増大Cて好
ましいが、切屑排出圧等を考慮するとドリル直径の45
%以下が良く、好ましくはドリル直径の30〜40%で
ある。
また、ねじれ角を30度〜60度として切屑排出性を向
上し、切れ味を良くするとともに、先端角80度〜10
0度との組合せにより第1切れ刃の長さを大きくして、
単位切れ刃長さ当りの負荷を小さくするとともに、中心
側より外周コーナ部に向かって徐々に切削が行なわれる
形であり、切削抵抗は小さく、切削時の**も緩和され
るので耐チッピング性も向上する。なお、ねじれ角を3
0度〜60度としたのは、この範囲から外れると切削性
能が急激に劣化するような明白な臨界があるわけではな
いが、傾向としてねじれ角が30度未満になると切れ味
の低下より切削抵抗及び切削熱の増加傾向にあり、また
60度を超えると刃先強度低下よりチッピングしやすく
なるので、実用的には30度〜60度の範囲が好ましい
。そして、いわゆるクロスシンニングにより第2切れ刃
をドリル中心側に設けることによって切れ刃部を、ねじ
れ溝を有する第1切れ刃とシンニングにより切屑排出溝
を設けた第2切れ刃とに分割し、かつ第2切れ刃を基準
としたシンニング開き角を100〜140度としである
ので、第2切れ刃による切屑はスムーズに排出される。
また前述のように複合材料は硬質の補強材を有している
ので、切れ刃部材料としてはその硬さがロックウェルA
スケール92以上の超硬合金の使用が良い。硬さが92
未満のものでは逃げ面摩耗の進行が速く、実用的には9
2〜95の範囲であり、好ましくは93〜94の高硬度
のものが適している。
更に、第1切れ刃と第2切れ刃との交わり部にすくい面
側より面取りして第3切れ刃を形成し、交わり部の刃先
強度を高めて耐チッピング性を向上し、更にまた第2切
れ刃の長さをドリル直径の10%〜30%とすることに
より、切屑の排出が容易になり切削バランスが良くなる
。第2切れ刃の長さがドリル直径の10%以下では切れ
刃を分割して第2切れ刃を設けたことによる効果が薄れ
、また30%以上になると第1切れ刃に比べ切れ味が悪
く切削抵抗の大きい第2切れ刃の占める割合が多くなり
、切削熱も上がり、寿命に悪影響を及ぼす。
〔発明の実施例〕 本発明の実施例を図面を参照して説明する。第1図は本
発明に係わるツイストドリルで、(イ)は正面図、(ロ
)は側面図、第2図は第1図の90″回転した図である
。第1図、第2図において、ドリル本体1の先端部外周
にねじれ角βにそって一対のランド部2と切屑排出溝3
とが形成され、かつI、11屑排出溝3側のランド部端
21が凸曲面状に形成されており、シンニング4によっ
て、ドリル中心側に第2切れ刃6が設けられている。
なお、外周コーナ部7を含み第2切れ刃6との交わり部
8までの第1切れ刃5の長さをQ工、第2切れ刃6の長
さをQ2及び先端角をα、シンニング開き角をθ、心厚
をWで示す、また、交わり部にすくい面側より面取りす
ることにより第3切れ刃が設けられている。切削試験に
おいて、ドリル直径17mm、先端角90度、シンニン
グ開き角120度、ねじれ角50度及び第2切れ刃の長
さをドリル直径の30%とし切れ刃部硬さをロックウェ
ルハスケール93.4とした超硬合金製ドリルを用いて
水溶性切削油を注水しながら貫通穴あけ試験を行った。
被切削材は炭7A繊維を63 w t。
%含有したエポキシ樹脂から成る炭素繊維強化複合材料
で厚さは80mm、切削回転速度23.5m/min送
り50mm/minとした。
その結果、本発明品は従来のドリルの穴あけ個数10個
に対し、2.8倍の穴あけ個数が得られ、切れ味は良く
、またチッピングの発生はなかった。 従来のドリルは
8個目の穴あけから切れ味が劣化し、逃げ面摩耗が著し
く大きく使用に耐えなかった。
また、ツイストドリルの硬さをロックウェルハスケール
で、90.6.91.4.92.3゜93.8と変化し
た場合の切削試験を上記と同様にして行った。その結果
、ロックウェルハスケールで91.4以下の硬さのツイ
ストドリルは早期に刃先の摩耗が進行し、穴あけ個数は
15個で切削性は良くなかった。また、ロックウェルハ
スケールで92.3以上の硬さのツイストドリルは刃先
の摩耗が少なく、また刃先のチッピングもなく良好な切
削性であった。
本発明品は切削性が大巾に改善され、ドリル交換の繁雑
性をなくし、被削材の加工精度は向上し安定した切削が
できる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、複合材料を高能率で加工でき、かつ長
寿命なツイストドリルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明になる複合材料加工用ツイストドリルの
図で、(イ)は正面図、(ロ)は側面図である。第2図
は第1図の90度回転した図で、(イ)は正面図、(ロ
)は側面図である。 1はドリル本体、4はシンニング、5は第1切れ刃、6
は第2切れ刃、7は外周コーナ部、8は第3切れ刃、β
はねじれ角、Wは心厚、Dはドリル直径である。 茅10 茅2図 (イ) C口) 特許出願人の名称 日立工機株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、先端に設けたシンニングにより中心側に配される第
    2切れ刃と、該第2切れ刃の外側で外周コーナ部を含め
    た第1切れ刃とを有するツイストドリルにおいて、ねじ
    れ角を30度〜60度とすることを特徴とする複合材料
    加工用ツイストドリル。 2、先端に設けたシンニングにより中心側に配される第
    2切れ刃と、該第2切れ刃の外側で外周コーナ部を含め
    た第1切れ刃とを有するツイストドリルにおいて、心厚
    をドリル直径の25〜45%とすることを特徴とする複
    合材料加工用ツイストドリル。 3、切れ刃部の硬さがロックウェルAスケールで92〜
    95を有する超硬合金製であることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項又は第2項記載の複合材料加工用ツイス
    トドリル。 4、前記第1切れ刃と前記第2切れ刃との交わり部分に
    、面取りをすることにより第3切れ刃を設けることを特
    徴とする特許請求の範囲第1項又は第2項記載の複合材
    料加工用ツイストドリル。 5、前記第2切れ刃の長さがドリル直径の10〜30%
    であることを特徴とする特許請求の範囲第1項又は第2
    項又は第3項記載の複合材料加工用ツイストドリル。
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