JPH03245914A - 穴明け工具 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ドリノペガンドリル、リーマ等、被削材に
穴明は加工を施す際に用いられる穴明は工具に係り、詳
しくは穴内面を高精度に加工できる穴明は工具に関する
。

し従来の技術］ 従来、この種の穴明は工具として、工具本体の先端部に
切刃が形成されるとともに、工具本体の先端外周部ある
いは外周面に仕上げ加工用の切刃が形成され、穴加工に
おいて工具が被削材を貫通する際に生じるパリの除去や
加工面の仕上げ精度の向上を図ったものが提供されてい
る。

第１６図ないし第１８図に示す工具は、このような穴明
は工具の一例として提案されているドリルを示すもので
ある（特開昭６４−４５５０４号公報）。

これらの図に示すドリルは、略円柱状をなす工具本体ｌ
の外周部に工具軸線Ｏに沿って捩れる２条の切屑排出溝
２・２が形成され、これら切屑排出溝２の回転方向を向
く壁面３・３と工具本体ｌの先端逃げ面４との稜線部に
先端切刃５・５が形成されるとともに、上記壁面３の先
端外周部に、切屑排出溝２の全長に渡って工具回転方向
後方側に陥没する凹部７・７が形成され、これら四部７
の回転方向を向く壁面８・８と上記先端逃げ面４との稜
線部に仕上げ切刃９・９が形成されてなるものである。

しかして、このようなドリルによれば、仕上げ切刃９が
先端切刃５よりら工具軸線方向基端側へ後退するために
、ドリル貫通時に先端切刃５の外周側に残されたパリ等
が仕上げ切刃９によって除去され、さらには仕上げ切刃
９のすくい角が先端切刃５よりも正角側へ増大するので
、先端切刃５を工具外周部位まで延長する場合に比して
切れ味が向上して切削抵抗が低減され、加工面の品位、
精度の向上が期待できるというものである。

一方、第１９図及び第２０図は、工具外周面に別の切刃
を形成したドリルとして提案されているものである（実
開昭６：２−１１５１４号公報）。

これらの図に示すドリルは、工具本体１０の先端部に先
端切刃１１が形成される一方で、工具外周面にマージン
１２・１２が形成され、これらマーノン１２よりも工具
回転方向後方側の工具外周面に第２のマーツノ１３・１
３が形成され、これら第２のマーツノ１３の回転方向前
方側の稜線部にリーマ刃１４・１４が形成されてなるも
ので、先端切刃１１で穿孔された穴内壁がリーマ刃１４
のバニノング作用によって仕上げ加工されるというもの
である。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、上述した第１６図ないし第１８図に示すドリ
ルにおいては、先端切刃５の削り残し部分が仕上げ切刃
９で除去される際に、併せて穴内壁が所定寸法に仕上げ
加工されるため、ときとして仕上げ切刃９によって穴内
壁に生じた傷、割れ等が仕上げ面に残ってその品位、精
度が悪化する場合がある。

一方、上述した第１９図及び第２０図に示すドリルによ
れば、リーマ刃１４のバニソング効果によって仕上げ面
の品位等を向上させることができるものの、リーマ刃１
４よりも回転方向前方側の工具外周面を削り込んで注油
溝を形成する必要があるために工具剛性が劣化し易く、
びびりが発生してかえって面粗度が劣化することもあっ
た。

この発明は、このような背景の下になされｆこもので、
加工面の品位、精度を確実に向上させ得る穴明は工具を
提供することを目的とする。

なお、ここで言う穴明は工具には、トリルのごとく被削
材を下穴なしで穿孔する穴明は工具に限らず、例えばリ
ーマ等、下穴を拡径して仕上Ｉｆ加工する工具も含まれ
る。

［課題を解決するための手段］ この発明の穴明は工具は、以下の構成要素を設すること
により上記課題の解決を図っている。

■　工具本体の外周部には、該工具本体の先端面に開口
しかつ工具基端側に向かって延びる溝部が形成されてい
る。

■　上記溝部の回転方向を向く壁面と工具本体外周面と
の稜線部には外周切刃が形成されている。

■　外周切刃に連なる工具本体の外周面には、該工具本
体の正面視において、上記外周切刃の接線に対して工具
回転中心側に傾斜する二番逃げ面が形成されている。

■　工具本体の先端面の少なくとも外周部には、上記溝
部の回転方向を向く壁面との稜線部から工具回転方向後
方側に向かうに従って漸次工具基端側へ後退する先端逃
げ面が形成されている。

■　上記溝部の回転方向を向く壁面の先端外周部には、
工具回転方向後方側へ陥没して上記二番逃ｆ面及び先端
逃げ面に開口する凹部が形成されている。

■　そして、この凹部の回転方向を向く壁面と上記先端
逃げ面との稜線部、及び該壁面と上記二番逃げ面との稜
線部に先行切刃が設けられている。

なお、特に難削材の穴明は加工に用いる場合には、上記
凹部の回転方向を向く壁面を、上記溝部の回転方向を向
く壁面に対して、工具先端側から基端側に向かうに連れ
て工具回転方向後方側に傾斜する傾斜面状に形成するこ
とが好ましい。

［作用］ 上記構成によれば、先行切刃が工具の先端逃げ面及び二
番逃げ面の逃げ角に応じて工具軸線方向基端側及び工具
径方向中心側に後退するので、工具の軸線方向の送りに
伴って被削材が先行切刃及び外周切刃によって工具径方
向に徐々に拡径される。このため、各切刃の取り代が、
従来のトリルのように被削材を一度に所定寸法に穿孔す
る場合に比して減少し、これに伴って加工面に傷や割れ
等の加工欠陥が生じにくくなる。

また、凹部の回転方向を向く壁面を所定の方向へ傾斜す
る傾斜面とすることにより、工具外周側に面する先行切
刃にバックテーバが付与される。

このため先行切刃と加工面との間の過度の摩擦が防止さ
れて工具のバニシングトルクが減少し、また摩擦による
発熱も抑制される。

［実施例〕 以下、第１図ないし第１５図を参照して本発明の３種類
の実施例を説明する。

（第１実施例） 第１図ないし第３図は、本発明をリーマに適用した第１
実施例を示すものである。

これらの図において符号２０は工具本体であって、この
工具本体２０の外周部には、工具先端面に開口しかつ工
具基端側へ向かって直線状に延在する４本の注油溝（溝
部）２１・・が、周方向に等ピンチで形成されている。

そして、これら注油溝２１の回転方向を向く壁面２１ａ
と工具外周面との稜線部には４枚の外周切刃２２・・が
形成されている。また、これら外周切刃２２と連なる工
具外周面には所定幅ユのランド２３が形成されている。

そして工具外周面の各ラント２３よりも回転方向後方側
に位置する部分には、当該工具本体２ｏを軸線方向から
正面視した際に（第１図参照）、外周切刃２２から離間
するにつれて漸次各外周切刃２２の接線方向に対して工
具回転中心ＰＯ側に傾斜する二番逃げ面２４・・が形成
されている。

これら二番逃げ面２４の逃げ角θは、被削材の材質等に
応じて適宜定められるが、なるべくは、５°〜１５°の
範囲が好ましい。逃げ角θが５°に満たないと穿孔する
穴内壁との間に過度の摩擦が生して外周切刃２２か早期
に摩耗するおそれがあり、他方逃げ角θが１５°を超え
ると外周切刃２２の刃先角が不足して工具剛性が損なわ
れるおそれか生しるからである。

一方、工具本体２０の先端外周部には、工具回転中心Ｐ
Ｏから外周側に向かうに従って漸次工具基端側へ傾斜す
る先端逃げ面２５　が形成されている。そして、上記圧
油溝２１の壁面２１ａの先端部には、該壁面２１ａに対
して工具回転方向後方側に陥没して上記先端逃げ面２５
及び二番逃げ面２４に開口する凹部２６・が形成されて
いる。

これら凹部２６の回転方向を向く壁面２６ａは上記注油
溝２１の壁面２１ａと平行をなし、これら各壁面２６Ｅ
Ｌの先端逃げ面′２５及び二番逃げ面２４との稜線部に
は、それぞれ先行切刃２７．２８か形成されている。

ここで、各先行切刃２７は工具先端面よりも工具基端側
に後退し、また、各先端切刃２８は上記外周切刃２２よ
りも工具径方向中心側に後退する。

これは、先行切刃２７に連なる先端逃げ面２５が、注油
溝２１の壁面２１ａとの稜線部から上記外周切刃２２の
接線方向に離間するにつれて工具基端側へと後退し、か
つ先行切刃２８に連なる二番逃ｆ面２４と工具回転中心
ＰＯとの距離が外周切刃２２から工具回転方向後方側に
向かうほど減少するためである。

なお、上記凹部２６の幅すは、上記ランド２３の幅ａよ
りも大きく定める必要があるが、最大でもランド幅１に
対して３ａ以内とすることが好ましい。幅すが３ａを超
えると先行切刃２８の後退量が大き過ぎて外周切刃２２
による仕上げ効果を十分に奏し得ないおそれが生じると
ともに、凹部２６よりも回転方向後方側の肉厚が不足し
て工具剛性が損なわれるおそれが生じるからである。

また、各凹部２６の壁面２６ａと上記注油溝２１の壁面
２１ａとを結ぶ側面２９は、工具先端から基端側へ向か
って一旦工具軸線Ｏと平行に延在した後、工具外周側へ
向かって円弧状に湾曲されている。そして、これら側面
２９は、注油１１１２１の壁面２１ａから凹部２６の壁
面２６２Ｌへと向かうに従って工具軸線中心側あるいは
工具基端側へ所定の傾斜角βで傾斜する傾斜面状に形成
され、これにより側面２９と壁面２１ａとの稜線部に上
記外周切刃２２に連なる副切刃３０が形成されている。

ここで、上記傾斜角βは被削材の材質や切削速度等の切
削条件に応じて適宜定められるが、なるべくは５°〜１
５°の範囲が好ましい。傾斜角βが５３に満たないと副
切刃３０の逃げ角が不足して該副切刃３０が早期に摩耗
するおそれがあり、他方傾斜角βが１５°を超えると副
切刃３０の刃先角が不足して刃先強度が劣化するおそれ
が生じるからである。

以上のように構成されたり−マによれば、注油溝２１を
介して工具先端側に切削曲が供給されつつ、工具本体２
０がその軸線Ｏの回りに回転せしめられるとともに工具
軸線Ｏ方向に送り出され、これにより被削材に予め穿孔
された下穴３５（第２図参照）が外周切刃２２等によっ
て所定寸法に拡径されて仕上げ加工される。

この場合において、下穴３５に残る取り代３６はまず先
行切刃２７によって径方向に拡径され、この際に生じる
傷や割れ等の欠陥は工員外周側を向く先行切刃２８によ
って除去される。

そして、先行切刃２８の側方に残された取り代は、さら
に先行切刃２８よりも工具径方向外方に突出する副切刃
３０で除去される。続いて外周切刃２２のバニンノング
作用によって穴内壁か仕上げ加工され、これにより下穴
３５が所定寸法に拡径される。

このように本実施例のり−マによれば、下穴３５に残さ
れた取り代３６が一時に所定径まで拡径されることなく
、先行切刃２７．２８、外周切刃２２等によって徐々に
拡径されるため、通常のリーマのように、下穴３５の取
り代を一度に所定径まで拡径する場合に比して穴内面に
傷や割れ等の欠陥が生じにくく、この結果加工面の品位
が向上するとともにその精度も向上する。

なお、本実施例においては特に凹部２６の側面２９にお
ける工具基端側の部分を工具外周面に向かって湾曲させ
ているが、本発明はこれに限るものではなく、例えば第
４図及び第５図に示すように工具先端から工具外周面に
向かって直線的に延びる平面に形成しても良い。

二の場合、副切刃３０の傾斜角φについては、あまりに
小さいと工具外周側を向く先行切刃２８の刃長が不足し
て先行切刃２７によって発生する傷等の加工欠陥を十分
に除去できず、また過変に大きいと外周切刃２２のバニ
ンノング作用が過大となり、かえって加工面の品位専が
損なわれるおそれが生じるため、工具全長、工具径、被
削材の材質等に応じて適宜定める必要があり、その目安
としては、３０°〜７５°の範囲が適当である。また、
凹部２６の側面２９については、副切刃３０の早期摩耗
等を避けるべく、上述したように所定の傾斜角βで傾斜
する傾斜面状に形成する必要がある。

また、本実施例では特に凹部２６の壁面２６ａを注油溝
２１の壁面２１ａと平行に形成しているが、本発明はこ
れに限るものではなく、例えば第６図及び第７図に示す
ように、工具先端から基端側に向かうに従って漸次工具
回転方向後方側に所定角度Ｔで傾斜する傾斜面状に形成
しても良い。

この場合には、第６図に示すごとく、二番逃げ面２４の
逃げ角θ（第１図参竪）に応じて工員外周側を向く先行
切刃２８が工具先端側から基端側に向かうほど工具中心
側に傾斜してバックテーバＢが付されるため、先行切刃
２８と被削材との過度の摩擦が防止され、特に高硬度材
料やＳ　Ｕ　Ｓ材（ステンレス材）等の難削材の加工時
に発生するバニンングトルクが軽減されるとともに、摩
擦による発熱が低減されて加工精度がより一層向上する
という効果がある。

なお、このバックテーパＢを与える変形例については、
第８図及び第９図に示すように側面２９を直線状に形成
する場合であっても当然に適用可能である。

また、本実施例では特に４枚刃のり−マについて説明し
たが、本発明はこれに限ることなく、楔力から多刃まで
あらゆる刃数のリーマに適用し得るものである。

（第２実施例） 次に第１０図ないし第１２図を参照して本発明をガンド
リルに応用した第２実施例について説明する。

これらの図において符号４０はチップ（工具本体）であ
る。このチップ４０は、超硬合金を略円柱状に形成して
なるもので、その基端部に中空管状をなすボディー及び
円柱状をなすドライバ（ともに図示省略）が順次同軸的
にロウ付けされて本実施例のガンドリルが概略構成され
ている。

チップ４０の先端面４１は、アペックスポイントＰｌを
頂点として工具基端側に後退する略円錐面状に形成され
ている。また、チップ４０の外周部には工具先端から工
具基端まで軸線０と平行に延在する切屑排出溝（溝部）
４２が形成され、この切屑排出溝４２の回転方向を向く
壁面４３と上記先端面４１との稜線部に先端切刃４４．
４５が形成されている。そして、上記先端面４１の先端
切刃４４に連なる部分には、該先端切刃４４から工具回
転方向後方側に向かうにつれて工具基端側へと所定の逃
げ角γ１でもって傾斜する第１の先端逃げ面４６が形成
され、この第１の先端逃げ面４６の後端部には上記第１
の先端逃げ面４６よりも大きな逃げ角γ２を有する第２
の先端逃げ面４７が形成されている。

上記壁面４３とチップ４０の外周面との稜線部には外周
切刃４８が形成され、この外周切刃４８に連なるチップ
外周面には上記第１実施例と同様に、所定幅λのランド
４９、及び外周切刃４８の接線方向に対して工具回転中
心側に所定角度θで傾斜する二番逃げ面５０が順次形成
されている。

そして、上Ｓ己壁面４３の先端外周部には上記第２の先
端逃げ面４７及び二番逃げ面５０に開口する凹部５１が
形成されている。この凹部５１の回転方向を向く壁面５
２は上記壁面４３と平行をなし、この壁面５２と第２の
先端逃げ面４７及び二番逃げ面５０との稜線部に中仕上
げ切刃（先行切刃）５３．５４が形成されている。

また、上記凹部５１の壁面５２と上記壁面４３とを結ぶ
側面５５は、上述の第１実施例と同様に所定角度βで傾
斜する傾斜面状に形成されている。

そして、この側面５２と壁面４３との稜線部に上記外周
切刃に連なる副切刃５６が形成されている。

なお、この副切刃５６と外周切刃４８との交点Ｐ２の位
置については、工具剛性等に応じて適宜定めて良いが、
−楔力のガンドリルの場合には先組１１と被削材との干
渉を避けるため、上記先端面４１と工具外周面との交点
Ｐ３よりも工具先端側に位置するように定める必要があ
る。

また、各図において符号５７は工具先端に切削曲を供給
するための袖穴、５８はチップ４０のびびりを防止する
ためのパッドである。

さらに、凹部５１の幅すに二番逃げ面５０の逃げ角θ、
側面５５の傾斜角βの適性範囲については上述した第１
実施例と同様である。また、副切刃５６を、上述した第
１実施例の変形例と同様に直線状に形成しても良いが、
その傾斜角φ（第４図参照）に関しては、上記交点Ｐ２
が交点Ｐ３よりも工具基端側に後退しないように定める
必要がある。

以上のように構成されたガンドリルによれば、先端切刃
４４．４５によって被削材に一定径の下穴が穿孔され、
続いて中仕上げ切刃５３．５４によって下穴が拡径され
、さらには中仕上げ切刃５４よりも工具外周側に突出す
る副切刃５６及び外周切刃４８によって中仕上げ切刃５
３．５４で穿孔された穴内壁が所定寸法に拡径されて仕
上げ加工される。このｒこめ、上述した第１実施例と同
様に被削材を一度に所定寸法まで拡径する場合に比して
各切刃の取り代が減少し、この結果、傷や割れ等の加工
欠陥の発生が防止されて加工面の品位、精度が向上する
。

なお、本実施例では特に−牧人ガンドリルについて説明
したが、本発明はこれに限ることなく、二枚刃等の多刃
ガンドリルであっても当然に応用し得るものである。

また、凹部５０の形状、あるいは凹部壁面５２を切屑排
出溝４２の壁面４３に対して傾斜させて中仕上げ切刃５
４にバックテーパを設ける等の変形も上述の第１実施例
と同様に可能である。

（第３実施例） 次に第１３図から第１５図を参照して本発明をツイスト
ドリルに応用した第３実施例を説明する。

これらの図に示すように、本実施例のツイストドリルは
、略円住状をなす工具本体６０の外周部に捩れ角αの２
条の切屑排出溝（溝ｆｆ）６１か形成され、これら切屑
排出溝６１の回転方向を向く壁面６２の先端と工具の先
端逃げ面６３との稜線部に先端切刃６４．６５が形成さ
れ、上記壁面６２と工具外周面との稜線部に外周切刃６
６が形成されて概略構成されている。

ここで、上記工具先端逃げ面６３は、各先端切刃６４．
６５から工具回転方向後方側に向かうに従って漸次工員
基端側に後退する傾斜面に形成されている。また、工具
外周面の外周切刃６６に連なる部分には、所定幅１のラ
ンド６７と、このランド６７から離間するに連れて工具
回転中心側に所定の逃げ角θで傾斜する二番逃げ面６８
が順次形成されている。

そして、上記切屑排出溝６１における上記壁面６２の先
端外周部には、上述した第２実施例と同様に、工具回転
方向後方側へ所定幅すて陥没して上記先端面６３及び二
番逃げ面６８に開口する凹部６９が形成されている。こ
れら凹部６９の壁面７０は上記切屑排出溝６１の壁面６
２に対して平行をなし、その先端面６３及び二番逃げ面
６８との稜線部には、上記先端切刃６４．６５及び外周
切刃６６に対してそれぞれ工具軸線方向基端側及び工具
径方向中心側に後退する中仕上げ切刃（先行切刃）７１
７２が形成されている。また、凹部６９の側面７３も第
２実施例と同様所定の傾斜角βで傾斜する傾斜面とされ
、その稜線部には副切刃７４が形成されている。

なお、本実施例における二番逃げ面６８の逃げ角θ、凹
部６９の幅すの適性範囲については上述の第１、第２実
施例と同様である。

以上のように構成されたツイストドリルによれば、工具
の軸線方向の送りによって先端切刃６４．６５で被削材
に下穴が穿孔され、ついで下穴が中仕上げ切刃７１．７
２で拡径され、さらには副切刃７３で所定寸法まで穿孔
されて外周切刃６６でｂｏ工面が仕上げ加工されるので
、上述の第２実施例と同様に各切刃の取り代が減少して
傷や割れ等の加工欠陥か生じにくく、この結果、加工面
の品位、精度が向上する。

なお、本実施例においても、上述した第１、第２実施例
と同様に、凹部６９の形状変更、あるいは中仕上げ切刃
７２のバックテーパ等の変形が可能である。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば工具の先端外周
部に形成される先行切刃が工具軸線方向基端側及び工具
径方向中心側にそれぞれ後退するため、工具の軸線方向
の送りに伴って被削材が工具径方向に徐々に拡径される
。このため、加工面に傷や割れ等の加工欠陥が残りにく
く、この結果、加工面の品位、精度が向上する。

また、工具の先端外周部に設けられ１＝凹部の回転方向
を向く壁面を、溝部の回転方向を向く壁面に対して工具
基端側に向かうほど回転方向後方側に傾斜させた場合に
は、工具外周側を向く先行切刃にバックテーパが与えら
れ、これにより特に難削材切削時におけるバニノノグト
ルクが減少して摩擦による発熱が抑制され、加工面の精
度がより向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の第１実施例を示すもので
、第１図は工具の正面図、第２図は側面図、第３図は第
２図における■方向からの矢視図、第４図及び第５図は
第１実施例の第１の変形例を示す図で、第４図は工具先
端外周部の拡大図、第５図は第４図における■方向から
の矢視図、第６図及び第７図は第１実施例の第２の変形
例を示す図で、第６図は工具先端外周部の拡大図、第７
図は第６図における■方向からの矢視図、第８図及び第
９図は第１実施例の第３の変形例を示す図で、第８図は
工具先端外周部の拡大図、第９図は第８図における■方
向からの矢視図、第１０図ないし第１２図は本発明の第
２実施例を示す図で、第１０図は工具の正面図、第１．
１図は側面図、第１２図は第１１図における■方向から
の矢視図、 第１３図ないし第１５図は本発明の第３実施例を示す図
で、第１３図は工具の正面図、第１４図よ側面図、第１
５図は第１４図における■方向からの矢視図、 第１６図ないし第１８図は従来例を示す図で、第１６図
は工具の正面図、第１７図は側面図、第１８図は第１７
図における■方向からの矢視図、第１９図及び第２０図
は他の従来例を示す図で、第１９図は正面図、第２０図
は側面図である。 ２０　・ ２　ｌ　・・ １ａ ２２　・ ２４　・ ２５　・ ２６　・ ６ａ ２７　・ ４７　・　・ ５３　・　５ ４０・６０・・・・工具本体、 ・・注油溝（溝部）、 ・４３・６２・・・・壁面（溝部壁面）、４８・６６・
・・・・外周切刃、 ５０・６Ｂ・・・・・・二番逃げ面、 ６３・・・・先端逃げ面、 ５１・６９・・・・凹部、 ・５２・７０・・・・凹部の壁面、 ２８　・・先行切刃、 第２の先端逃げ面（先端逃げ面）、 ４・７１・７２・・・・・・中仕上げ切刃（先行切刃）
、

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）略円柱状をなす工具本体の外周部に、該工具本体
   の先端面に開口しかつ工具基端側に向かって延びる溝部
   が形成され、 この溝部の回転方向を向く壁面と工具本体外周面との稜
   線部に外周切刃が形成され、 この外周切刃に連なる工具本体の外周面に、該工具本体
   の軸線方向からの正面視において、上記外周切刃の接線
   に対し工具回転中心側に傾斜する二番逃げ面が形成され
   、 上記工具本体の先端面に、上記溝部の回転方向を向く壁
   面との稜線部から工具回転方向後方側に向かうに従って
   漸次工具基端側へ後退する先端逃げ面が形成され、 上記溝部の回転方向を向く壁面の先端外周部に、工具回
   転方向後方側に陥没して上記二番逃げ面及び先端逃げ面
   に開口する凹部が形成され、 この凹部の回転方向を向く壁面と上記先端逃げ面との稜
   線部、及び該壁面と上記二番逃げ面との稜線部に先行切
   刃が設けられてなることを特徴とする穴明け工具。
2. （２）上記凹部の回転方向を向く壁面が、上記溝部の回
   転方向を向く壁面に対して、工具先端側から基端側に向
   かうに連れて工具回転方向後方側に傾斜する傾斜面状に
   形成されていることを特徴とする請求項１記載の穴明け
   工具。