JPH0675612U

JPH0675612U - ダブルアングルドリル

Info

Publication number: JPH0675612U
Application number: JP1716193U
Authority: JP
Inventors: 川祐治市; 本久成吉; 端精己竹; 堀昭一小
Original assignee: Nachi Fujikoshi Corp; Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Nachi Fujikoshi Corp; Subaru Corp
Priority date: 1993-04-06
Filing date: 1993-04-06
Publication date: 1994-10-25
Anticipated expiration: 2008-04-06
Also published as: JP2602032Y2

Abstract

(57)【要約】【目的】耐摩耗性を大幅に向上させると共に切屑の排
出性を高め、長期に亘り高精度の穿孔を可能とした、複
合材とアルミ合金板との同時穿孔に最適なダブルアング
ルドリルを提供する。【構成】ねじれ溝３のねじれ角αは５°〜１５°の範
囲に設定されている。先端部１は、先端側の一次切刃４
と、一次切刃４に連続して形成された二次切刃５とから
構成されている。一次切刃４の先端角βは１１８°で、
二次切刃５の先端角γは３０°となっている。先端部１
には、ドリル先端７から二次切刃５を越える部位まで、
ＣＶＤ法によりダイヤモンド被覆１０が施されている。
ダイヤモンド被覆１０の膜厚は、ドリル先端７において
最大であり、一次切刃４において１０〜２５μｍ、二次
切刃以降において１０〜２０μｍとなるように形成され
ている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はダブルアングルドリルに係り、特に繊維強化樹脂の複合材とアルミ合金板との同時穿孔に適したダブルアングルドリルに関する。

【０００２】

【従来の技術】

積層された炭素繊維等に樹脂を含浸・硬化させたＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）等の複合材は、軽量でありながら高い強度と剛性とを備えており、航空機等の構造部材として広く用いられている。

【０００３】航空機の組立工程において、複合材部品は、アルミ合金製の骨格部品等とリベット接合されることが多い。リベット接合を行うためには複合材部品と骨格部品とに同径の孔を穿孔する必要があるが、この作業は両部品を重ね合せた状態で一度に行うことが望ましい。このような用途に適したドリルとして、例えば特開昭 63-306812 号公報には、金属穿孔用の一次切刃とフラットな二次切刃とを備えた、複合材穿孔用のダブルアングルドリルが記載されている。同公報のダブルアングルドリルは、図６，図７（図６中のＡ部拡大図）に示したように、先端部１からシャンク部２にかけて形成されたねじれ溝３のねじれ角αを２０°〜３０°の範囲に設定すると共に、一次切刃４の先端角βを９０°，二次切刃５の先端角γ を２０°〜３０°としたものである。このダブルアングルドリルによれば、先ず一次切刃４により比較的小径の一次孔が穿たれ、次いで二次切刃５が一次孔の外周を切削して目標径の二次孔が穿孔される。穿孔時において、複合材の一次孔の周囲に過渡的なデラミネーション（層間剥離）が発生するが、このデラミネーションは二次切刃５による切削の際に除去される。

【０００４】一方、近年においては、ドリル等の切削工具の耐摩耗性を向上させるため、例えば特開平2-48106 号公報や実開平1-101766号公報等に記載されたように、切刃部分にダイヤモンドを被覆する技術が一般に実施されている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上述したダブルアングルドリルでは、短期の穿孔作業における複合材のデラミネーションは効果的に防止されるが、その寿命が短いという欠点を持っていた。

【０００６】すなわち、実際の穿孔作業では切刃の逃げ面の摩耗が激しく、２０〜３０個の孔を穿孔すると切刃が欠損し、複合材側の孔の周囲にデラミネーションが発生する。また、アルミ合金側の板厚が大きい場合、ねじれ角αが大きいため、刃先すくい面６に発生した金属の切屑がねじれ溝３にスムーズに移動しない。その結果、切屑が刃先すくい面６に詰まって外周方向に突出し、複合材側の孔の内面を過剰切削することがあった。そこで、このような事態を防止するため、ねじれ角α を１０°程度にした場合、切屑の排出性は良くなった。また、切刃部分にダイヤモンドを被覆する前述した方法を試みたが、被覆の膜厚によっては刃先の鋭利さが著しく低下したり、被覆の剥離が生じる等、切削能力を逆に低下させる虞があった。

【０００７】そこで、本考案は、上記従来技術が有する問題点を解消し、耐摩耗性を大幅に向上させると共に切屑の排出性を高め、長期に亘る高精度の穿孔を可能とした、複合材とアルミ合金板との同時穿孔に最適なダブルアングルドリルを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案のダブルアングルドリルは、先端部からシャンク部付近まで切屑排出用のねじれ溝が形成されると共に、先端部が金属用ドリルの先端形状を有する一次切刃とこの一次切刃に連続し一次切刃より小さい先端角を有するフラット状の二次切刃とから構成されているダブルアングルドリルにおいて、前記一次切刃の先端角を約１１８°とし、前記二次切刃の先端角を約３０°とし、前記ねじれ溝のねじれ角を５°〜１５°の範囲に設定し、ドリル先端から前記二次切刃を越える部位までをダイヤモンドで被覆し、かつ、ドリル先端のダイヤモンド被覆の膜厚を最大として、一次切刃部のダイヤモンド被覆の膜厚を１０〜２５μｍとし、二次切刃部以降のダイヤモンド被覆の膜厚を１０〜２０μｍとしたことを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】

本考案のダブルアングルドリルによれば、ワークに最初に当接する一次切刃が金属用ドリルと同様の１１８°の先端角を有し、かつそのドリル先端のダイヤモンド被覆が厚いため衝撃に強く、鋭利なドリル先端の破損やダイヤモンド被覆の剥離が生じない。

【００１０】また、ねじれ溝のねじれ角が小さいため、刃先すくい面からねじれ溝へ切屑がスムーズに移動し、切屑の詰まりに起因する一次孔周囲のデラミネーションが少なくなる。ねじれ角を小さくすると切削抵抗が増大するが、これによる切刃の摩耗と損傷とはダイヤモンド被覆により防止される。

【００１１】複合材側の一次孔周囲に発生するデラミネーションは二次切刃により除去されるが、二次切刃がフラット状であり、かつ最適な膜厚のダイヤモンド被覆が施されているため、長期に亘って切刃の鋭利さが失われず、デラミネーションのない穿孔が可能となると共に、ダイヤモンド被覆の剥離もなく、耐久性が著しく向上する。

【００１２】

【実施例】

以下、本考案によるダブルアングルドリルの一実施例について添付の図面を参照して説明する。

【００１３】図１〜図３に示したように、本実施例のダブルアングルドリルは先端部１からシャンク部２にかけて、外周面に２条のねじれ溝３が形成されており、そのねじれ角αは５°〜１５°の範囲で選ばれるが、本実施例ではねじれ角１０°のものを用いた。先端部１は、先端側の一次切刃４と、一次切刃４に連続して形成された二次切刃５とから構成されている。一次切刃４は、一般的な金属用ドリルと同様に、その先端角βが、１１８°を用いた。また、二次切刃５は、公知のダガードリルと同様にフラット状切刃に形成されており、その先端角γは３０°を用いた。更に、図３（図１中のＣ矢視図）に示したように、一次切刃４の最大径ｄと二次切刃５の最大径Ｄとの比は、１／２〜２／３の範囲で選ばれるが、本実施例では２／３を用いた。図中、８，９は、それぞれ一次切刃４と二次切刃５の逃げ面である。

【００１４】先端部１には、図２〜図５に示したように、ドリル先端７から二次切刃５を越える部位まで、メタン１％と水素９９％からなる混合ガスを原料としたマイクロ波プラズマＣＶＤ法により、ダイヤモンド被覆１０が施されている。ダイヤモンド被覆１０の膜厚は、ドリル先端７において約２５ｍｍであり、一次切刃４において１０〜２５μｍ、二次切刃５以降において１０〜２０μｍとなるように形成されている。尚、上述したＣＶＤ法によれば、ダイヤモンド被覆を膜厚が０．１〜１００μｍの範囲で任意に形成することが可能である。

【００１５】発明者等は、このダブルアングルドリルを用い、複合材部品（ＣＦＲＰ）とアルミ合金板との組合せ材に同時穿孔を行った。この際の穿孔条件は、回転数が３０００ｒ．ｐ．ｍ，送り量が０．０４ｍｍ／ｒｅｖ，複合材の板厚が６ｍｍ，アルミ合金板の板厚が３ｍｍ，ドリル径が４．８ｍｍである。その結果、切屑のねじれ溝３からの排出が良好に行われると共に、１５０個の孔を穿孔しても、刃先の破損やダイヤモンド被覆の剥離は皆無であり、従来品に比べて７倍以上の寿命を得ることができた。

【００１６】尚、実施例のダブルアングルドリルの作製にあたり、種々の実験を行った。すると、ダイヤモンド被覆については、一次切刃４の膜厚、特にドリル先端７の膜厚を二次切刃５の膜厚より厚くしたほうが、一次切刃４の欠損が少なかった。そして、一次切刃４の膜厚を２５μｍ以上にした場合、欠損は生じないが、切削能力が低下することが確認された。また、一次切刃４の膜厚を１０μｍ以下にした場合、刃先に欠損が生じた。また、二次切刃５以降の膜厚は、２０μｍ以上にすると複合材側にデラミネーションが発生し、１０μｍ以下にすると被膜の剥離が起こるようになった。

【００１７】一方、ねじれ部３のねじれ角αについては、５°以下にすると切削抵抗が増し、切刃４，５が破損することが判明した。また、１５°以上にすると刃先すくい面６に切屑が詰まり、複合材側のデラミネーションが生じた。

【００１８】更に、一次切刃４の最大径ｄと二次切刃５の最大径Ｄとの比ｄ／Ｄについては、１／２以下にすると二次切刃５による切削量が多くなり、二次切刃５の摩耗や損傷が大きくなった。また、２／３以上にすると二次切刃５による切削量が少なすぎ、一次孔の周囲の過渡的なデラミネーションを二次切刃５により切除することができなくなった。

【００１９】

【考案の効果】

以上の説明から明らかなように、本考案のダブルアングルドリルによれば、先端部の形状およびねじれ溝のねじれ角と適切な膜厚のダイヤモンド被覆との協働作用により、切刃の欠損や複合材のデラミネーション、切屑の詰まり等が確実に防止され、ドリルの耐久性が大幅に向上すると共に、品質的に安定した孔を連続して穿孔することが可能となり、作業時間を大幅に減少させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案によるダブルアングルドリルの一実施例
を示した側面図。

【図２】図１中のＢ部拡大図。

【図３】図１中のＣ矢視図。

【図４】図２中のＦ矢視図。

【図５】図４中のＥ−Ｅ拡大断面図。

【図６】従来のダブルアングルドリルを示した側面図。

【図７】図６中のＡ部拡大図。

【符号の説明】

１先端部２シャンク部３ねじれ溝４一次切刃５二次切刃６刃先すくい面７ドリル先端８一次切刃の逃げ面９二次切刃の逃げ面１０ダイヤモンド被覆 α ねじれ角 β 一次切刃の先端角 γ 二次切刃の先端角ｄ一次切刃の最大径Ｄ二次切刃の最大径

フロントページの続き (72)考案者竹端精己富山県富山市石金20番地株式会社不二越内 (72)考案者小堀昭一東京都港区芝公園２丁目４番１号株式会社不二越内

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】先端部からシャンク部付近まで切屑排出用
のねじれ溝が形成されると共に、先端部が金属用ドリル
の先端形状を有する一次切刃とこの一次切刃に連続し一
次切刃より小さい先端角を有するフラット状の二次切刃
とから構成されているダブルアングルドリルにおいて、
前記一次切刃の先端角を約１１８°とし、前記二次切刃
の先端角を約３０°とし、前記ねじれ溝のねじれ角を５
°〜１５°の範囲に設定し、ドリル先端から前記二次切
刃を越える部位までをダイヤモンドで被覆し、かつ、ド
リル先端のダイヤモンド被覆の膜厚を最大として、一次
切刃部のダイヤモンド被覆の膜厚を１０〜２５μｍと
し、二次切刃部以降のダイヤモンド被覆の膜厚を１０〜
２０μｍとしたことを特徴とするダブルアングルドリ
ル。