JPH0780714A - 超硬質ドリル - Google Patents
超硬質ドリルInfo
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- JPH0780714A JPH0780714A JP22854793A JP22854793A JPH0780714A JP H0780714 A JPH0780714 A JP H0780714A JP 22854793 A JP22854793 A JP 22854793A JP 22854793 A JP22854793 A JP 22854793A JP H0780714 A JPH0780714 A JP H0780714A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 硬度がＨＲＣ６０前後の被削材に対しても穿
孔可能であり、且つ貫通穴の加工に際しては、こば欠け
を生じさせない超硬質ドリルを提供する。 【構成】 超硬合金、サーメットまたはセラミック等の
超硬質材よりなる超硬質ドリルである。ドリルの先端面
にはシンニングが施されている。ドリル外径をＤとした
場合、心厚部（７）の径は０.３Ｄ以上である。先端角
（α）は１３５〜１４５°の範囲内で設定されている。
切刃外周部には、０.１〜０.１５Ｄの幅で、先端面に対
して１０〜１５°の角度（β）で面取り（３）が施され
ている。切刃（４）には、０.０１〜０.０５mmの幅
（Ｔ）で刃殺し（８）が施されている。切り屑排出溝
（１）の捩れ角（θ）は、１４〜１６°の範囲内で設定
されるのが好ましい。また、チタン化合物等の超硬薄膜
がコーティングされるとさらに良い。
孔可能であり、且つ貫通穴の加工に際しては、こば欠け
を生じさせない超硬質ドリルを提供する。 【構成】 超硬合金、サーメットまたはセラミック等の
超硬質材よりなる超硬質ドリルである。ドリルの先端面
にはシンニングが施されている。ドリル外径をＤとした
場合、心厚部（７）の径は０.３Ｄ以上である。先端角
（α）は１３５〜１４５°の範囲内で設定されている。
切刃外周部には、０.１〜０.１５Ｄの幅で、先端面に対
して１０〜１５°の角度（β）で面取り（３）が施され
ている。切刃（４）には、０.０１〜０.０５mmの幅
（Ｔ）で刃殺し（８）が施されている。切り屑排出溝
（１）の捩れ角（θ）は、１４〜１６°の範囲内で設定
されるのが好ましい。また、チタン化合物等の超硬薄膜
がコーティングされるとさらに良い。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超硬質ドリルに係り、
特に焼入れされてＨＲＣ６０前後の高硬度材の穿孔加工
に適した超硬質ドリルに関する。
特に焼入れされてＨＲＣ６０前後の高硬度材の穿孔加工
に適した超硬質ドリルに関する。
【０００２】
【従来の技術・発明の解決課題】金型の高精度化・高品
質化の要求に伴い、素材の難削材化、特に高硬度化して
きている。これらの素材は、焼入れによりＨＲＣ６０前
後の高硬度材となっている。ＨＲＣ５０程度の焼入れ鋼
であれば、従来の超硬質ドリルで浅穴加工が可能であっ
たが、ＨＲＣ６０以上になると、従来の超硬質ドリルで
は早期に折損するか、あるいは切削不能となる。このよ
うな高硬度材に対して穿孔加工をドリルで行うのは非常
に困難とされており、従来では主に放電加工法によって
いる。このため、加工の能率は極めて低いものに押さえ
られていた。
質化の要求に伴い、素材の難削材化、特に高硬度化して
きている。これらの素材は、焼入れによりＨＲＣ６０前
後の高硬度材となっている。ＨＲＣ５０程度の焼入れ鋼
であれば、従来の超硬質ドリルで浅穴加工が可能であっ
たが、ＨＲＣ６０以上になると、従来の超硬質ドリルで
は早期に折損するか、あるいは切削不能となる。このよ
うな高硬度材に対して穿孔加工をドリルで行うのは非常
に困難とされており、従来では主に放電加工法によって
いる。このため、加工の能率は極めて低いものに押さえ
られていた。
【０００３】近年、ＨＲＣ６０前後の高硬度材の穿孔加
工を目的とした超硬質ドリルが製作されており、図４に
示すような端面切刃形状を有するものが知られている。
これらのドリルは、素材に超硬合金を用いると共に、通
常のドリルに比して弱い捩れ角（またはチップ取付角）
を採用することでドリル剛性を高めている。また、切れ
味をよくするためには、平面二段刃立てを行い、さらに
シンニングを施している。
工を目的とした超硬質ドリルが製作されており、図４に
示すような端面切刃形状を有するものが知られている。
これらのドリルは、素材に超硬合金を用いると共に、通
常のドリルに比して弱い捩れ角（またはチップ取付角）
を採用することでドリル剛性を高めている。また、切れ
味をよくするためには、平面二段刃立てを行い、さらに
シンニングを施している。
【０００４】ところで、上述の図４に示した三つの超硬
質ドリルについて、硬度がＨＲＣ６３のダイス鋼（ＳＫ
Ｄ１１）の穿孔加工行ったところ、２〜７個の貫通穴を
加工することができた。しかしながら、このような数穴
しか穿孔できないドリル寿命では、全体的なコストを考
慮すると放電加工に比して何等優位性がなく、実用的で
はないことも判明した。また、貫通穴の加工では、ドリ
ルが被削材を貫通するときに、ドリルが抜ける側の穴の
周囲に所謂こば欠けを生じてしまい易い傾向のあること
も判明した。
質ドリルについて、硬度がＨＲＣ６３のダイス鋼（ＳＫ
Ｄ１１）の穿孔加工行ったところ、２〜７個の貫通穴を
加工することができた。しかしながら、このような数穴
しか穿孔できないドリル寿命では、全体的なコストを考
慮すると放電加工に比して何等優位性がなく、実用的で
はないことも判明した。また、貫通穴の加工では、ドリ
ルが被削材を貫通するときに、ドリルが抜ける側の穴の
周囲に所謂こば欠けを生じてしまい易い傾向のあること
も判明した。
【０００５】本発明は上述のごとき従来の技術的課題に
鑑み、これを有効に解決すべく創案されたものである。
したがって本発明の目的は、ＨＲＣ６０前後の高硬度材
の穿孔加工を行っても、十分な寿命を達成することがで
き、しかも貫通穴の穿孔においては、ドリルが抜ける側
の面に所謂こば欠けを生じることがない超硬質ドリルを
提供することにある。
鑑み、これを有効に解決すべく創案されたものである。
したがって本発明の目的は、ＨＲＣ６０前後の高硬度材
の穿孔加工を行っても、十分な寿命を達成することがで
き、しかも貫通穴の穿孔においては、ドリルが抜ける側
の面に所謂こば欠けを生じることがない超硬質ドリルを
提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係る超硬質ドリ
ルは、上述のごとき従来技術の課題を解決し、その目的
を達成するために以下のような構成を備えている。即
ち、超硬合金、サーメットまたはセラミック等の超硬質
材よりなり、先端面にシンニングが施された超硬質ドリ
ルにおいて、ドリル外径をＤとして０.３Ｄ以上の径寸
法の心厚部を有し、先端角が１３５〜１４５°の範囲内
で設定され、切刃外周部には、０.１〜０.１５Ｄの幅
で、先端面に対して１０〜１５°の角度で面取りが施さ
れ、切刃には、所謂刃殺しと呼ばれる面取りが施され
る。刃殺しの、軸方向に対する角度は通常２０〜３０°
であるが、一般的にその幅には種々の寸法が適用されて
おり、本発明では０.０１〜０.０５mmの範囲内で設定さ
れる。
ルは、上述のごとき従来技術の課題を解決し、その目的
を達成するために以下のような構成を備えている。即
ち、超硬合金、サーメットまたはセラミック等の超硬質
材よりなり、先端面にシンニングが施された超硬質ドリ
ルにおいて、ドリル外径をＤとして０.３Ｄ以上の径寸
法の心厚部を有し、先端角が１３５〜１４５°の範囲内
で設定され、切刃外周部には、０.１〜０.１５Ｄの幅
で、先端面に対して１０〜１５°の角度で面取りが施さ
れ、切刃には、所謂刃殺しと呼ばれる面取りが施され
る。刃殺しの、軸方向に対する角度は通常２０〜３０°
であるが、一般的にその幅には種々の寸法が適用されて
おり、本発明では０.０１〜０.０５mmの範囲内で設定さ
れる。
【０００７】上記本発明の超硬質ドリルにおいて、さら
に切り屑排出溝の捩れ角が１４〜１６°であるのが好ま
しい。また、チタン化合物等の超硬薄膜がコーティング
されていれば、なお好ましい。
に切り屑排出溝の捩れ角が１４〜１６°であるのが好ま
しい。また、チタン化合物等の超硬薄膜がコーティング
されていれば、なお好ましい。
【０００８】
【作用および発明の効果】本発明に係る超硬質ドリルで
は、ドリルの剛性やチッピングに対する強度を高めつつ
切削抵抗を小さくするように、ドリルの材質や種々の諸
元を、ＨＲＣ６０前後の被削材でも切削できるような最
適形状を達成したので、これらの高硬度被削材の切削に
おいても従来技術には比類のない高い工具寿命を達成で
きる。
は、ドリルの剛性やチッピングに対する強度を高めつつ
切削抵抗を小さくするように、ドリルの材質や種々の諸
元を、ＨＲＣ６０前後の被削材でも切削できるような最
適形状を達成したので、これらの高硬度被削材の切削に
おいても従来技術には比類のない高い工具寿命を達成で
きる。
【０００９】特に、切刃外周部に形成される面取り部
は、工具寿命を長くするのに寄与するだけでなく、貫通
穴の切削に際して、こば欠けの発生を抑えるのにも有効
である。
は、工具寿命を長くするのに寄与するだけでなく、貫通
穴の切削に際して、こば欠けの発生を抑えるのにも有効
である。
【００１０】
【実施例】以下、本発明に係る超硬質ドリルの一実施例
について、図１から図３を参照して説明する。図１は、
本実施例の超硬質ドリルの側面図であり、図２は、本実
施例の超硬質ドリルの端面形状を示す図であり、図３は
切刃の面取りを拡大して示す要部拡大側面図である。
について、図１から図３を参照して説明する。図１は、
本実施例の超硬質ドリルの側面図であり、図２は、本実
施例の超硬質ドリルの端面形状を示す図であり、図３は
切刃の面取りを拡大して示す要部拡大側面図である。
【００１１】本実施例のドリルは超硬合金製であり、２
条の切り屑排出溝１の捩れ角θは１５°で弱捩れにされ
ている。ドリル外径Ｄは１０mmにされている。先端角α
は１４０°で与えられる。先端面の外周部には先端面２
に対して角度β＝１２°の面取りが施されている。図２
に示すように、先端面２にはセミクロス型のシンニング
が施されている。面取り部３は、切刃４からヒール部５
に向かって形成されており、本実施例ではシンニング面
６に達するまで形成されている。面取り部３の幅は、切
刃４の位置で約０.１２５Ｄ＝１.２５mmにされており、
回転方向後方へ僅かに広がっている。面取り部３の幅
は、規定通りの先端角をもった先端面２が、少なくとも
径０.７Ｄ以上の中心部分を占めるようにしてドリル剛
性を維持する必要があり、且つ面取り部３は、確実にこ
ば欠けを防止するには０.１Ｄ以上の幅で形成されるの
が好ましい。したがって、面取り部３の幅の有効範囲
は、０.１〜０.１５Ｄの範囲となる。なお、この外周面
取りがシンニングよりも後加工される場合で、面取り部
３よりもシンニング面６の方が高くなるようであれば、
この外周面取りはシンニング面６にも及ぶことになる。
条の切り屑排出溝１の捩れ角θは１５°で弱捩れにされ
ている。ドリル外径Ｄは１０mmにされている。先端角α
は１４０°で与えられる。先端面の外周部には先端面２
に対して角度β＝１２°の面取りが施されている。図２
に示すように、先端面２にはセミクロス型のシンニング
が施されている。面取り部３は、切刃４からヒール部５
に向かって形成されており、本実施例ではシンニング面
６に達するまで形成されている。面取り部３の幅は、切
刃４の位置で約０.１２５Ｄ＝１.２５mmにされており、
回転方向後方へ僅かに広がっている。面取り部３の幅
は、規定通りの先端角をもった先端面２が、少なくとも
径０.７Ｄ以上の中心部分を占めるようにしてドリル剛
性を維持する必要があり、且つ面取り部３は、確実にこ
ば欠けを防止するには０.１Ｄ以上の幅で形成されるの
が好ましい。したがって、面取り部３の幅の有効範囲
は、０.１〜０.１５Ｄの範囲となる。なお、この外周面
取りがシンニングよりも後加工される場合で、面取り部
３よりもシンニング面６の方が高くなるようであれば、
この外周面取りはシンニング面６にも及ぶことになる。
【００１２】心厚部７の直径は、０.３６３Ｄ＝３.６３
mmで与えられており、十分なドリル剛性が得られるよう
に設定されている。
mmで与えられており、十分なドリル剛性が得られるよう
に設定されている。
【００１３】切刃４には、図３に示すように、所謂「刃
殺し」と呼ばれる微小幅の面取りがホーニングにより施
されている。この刃殺し８の幅Ｔは０.０４〜０.０５mm
程度であり、切刃の切れ味を損なわない程度でチッピン
グを防止するように施されている。また、軸方向に対す
る傾き角度γは大略２５°であり、通常は±５°程度の
範囲内で与えられる。
殺し」と呼ばれる微小幅の面取りがホーニングにより施
されている。この刃殺し８の幅Ｔは０.０４〜０.０５mm
程度であり、切刃の切れ味を損なわない程度でチッピン
グを防止するように施されている。また、軸方向に対す
る傾き角度γは大略２５°であり、通常は±５°程度の
範囲内で与えられる。
【００１４】以上のように構成された本実施例の超硬質
ドリルにより切削テストを行ったところ、従来の超硬質
ドリルよりも優れた結果を得ることができた。テストに
は、被削材として、硬度がＨＲＣ６３のＳＫＤ１１を用
いた。切削速度は１０m/minで、送り量は０.０５mm/rev
であった。穴の加工長は２０mmで、貫通穴とした。この
条件は、上述の従来技術の超硬質ドリルについて行った
テストと同じ条件である。本実施例の超硬質ドリルで
は、６６個の穴が加工でき、しかも貫通側の穴周囲に
は、こば欠けが全く見られなかった。以下、上述の従来
技術品も含めた各種の試験的に作成された超硬質ドリル
を対象に行った上記テストについて、その結果を下記の
表１に示す。なお、表１においてドリルＡは本実施例、
ドリルＢは本発明の他の実施例、ドリルＣ〜Ｅは比較対
象として作成されたドリル、ドリルＦは従来技術で示し
た図４の（I）のドリル、ドリルＧは図４の（II）のド
リル、ドリルＨは図４の（III）のドリルである。
ドリルにより切削テストを行ったところ、従来の超硬質
ドリルよりも優れた結果を得ることができた。テストに
は、被削材として、硬度がＨＲＣ６３のＳＫＤ１１を用
いた。切削速度は１０m/minで、送り量は０.０５mm/rev
であった。穴の加工長は２０mmで、貫通穴とした。この
条件は、上述の従来技術の超硬質ドリルについて行った
テストと同じ条件である。本実施例の超硬質ドリルで
は、６６個の穴が加工でき、しかも貫通側の穴周囲に
は、こば欠けが全く見られなかった。以下、上述の従来
技術品も含めた各種の試験的に作成された超硬質ドリル
を対象に行った上記テストについて、その結果を下記の
表１に示す。なお、表１においてドリルＡは本実施例、
ドリルＢは本発明の他の実施例、ドリルＣ〜Ｅは比較対
象として作成されたドリル、ドリルＦは従来技術で示し
た図４の（I）のドリル、ドリルＧは図４の（II）のド
リル、ドリルＨは図４の（III）のドリルである。
【００１５】
【表１】
【００１６】以上の結果を見ると、ドリルＡおよびＢは
従来技術の各ドリルＦ〜Ｈに比してドリル寿命が遥かに
長く、こば欠けの発生も無かった。本発明のドリルＡと
比較例のドリルＥとを比較すると、心厚や先端角、並び
に捩れ角やシンニングの点に関しては両ドリルとも大略
同等であるが、刃殺しを施している点、外周部の面取り
を施している点がドリルＡはドリルＥに対して異なって
おり、この差異によってドリル寿命およびこば欠けの有
無が大きく異なっている。また、比較例のドリルＤは外
周部面取りを有している点以外は、条件が従来技術のド
リルＦに最も近いが、外周部面取りの有無の相違だけで
寿命が約２倍延び、こば欠けの発生も無かった。これら
各ドリルの比較からすると、心厚がドリル径Ｄの０.３
倍以下ではドリル寿命が不十分であり、心厚が０.３Ｄ
以上であっても刃殺しが施されていないドリルも寿命が
不十分である。また、先端角は少なくとも１３５°以上
に大きくすることが必要であり、１４５°ぐらいまでは
寿命を延ばすのに有効である。さらに、刃殺しが施され
ていても、その幅が０.０６mm以上になると切刃の抵抗
が大きくなってドリル寿命を低下させている。また、捩
れ角が弱捩れで１４〜１６°あることもドリル寿命にと
っては好ましい要件となっている。そして、外周部面取
りを有していることは、ドリル寿命にとって大きく作用
していると共に、こば欠けを防止するために必須の条件
となっている。
従来技術の各ドリルＦ〜Ｈに比してドリル寿命が遥かに
長く、こば欠けの発生も無かった。本発明のドリルＡと
比較例のドリルＥとを比較すると、心厚や先端角、並び
に捩れ角やシンニングの点に関しては両ドリルとも大略
同等であるが、刃殺しを施している点、外周部の面取り
を施している点がドリルＡはドリルＥに対して異なって
おり、この差異によってドリル寿命およびこば欠けの有
無が大きく異なっている。また、比較例のドリルＤは外
周部面取りを有している点以外は、条件が従来技術のド
リルＦに最も近いが、外周部面取りの有無の相違だけで
寿命が約２倍延び、こば欠けの発生も無かった。これら
各ドリルの比較からすると、心厚がドリル径Ｄの０.３
倍以下ではドリル寿命が不十分であり、心厚が０.３Ｄ
以上であっても刃殺しが施されていないドリルも寿命が
不十分である。また、先端角は少なくとも１３５°以上
に大きくすることが必要であり、１４５°ぐらいまでは
寿命を延ばすのに有効である。さらに、刃殺しが施され
ていても、その幅が０.０６mm以上になると切刃の抵抗
が大きくなってドリル寿命を低下させている。また、捩
れ角が弱捩れで１４〜１６°あることもドリル寿命にと
っては好ましい要件となっている。そして、外周部面取
りを有していることは、ドリル寿命にとって大きく作用
していると共に、こば欠けを防止するために必須の条件
となっている。
【００１７】これらの各条件を総合すると、素材が超硬
合金もしくは同等のサーメットやセラミック等の超硬質
材であり、先端面にはシンニングが施され、心厚部の直
径がドリル外径の０.３倍以上で、先端角は１３５〜１
４５°の範囲内で設定され、切刃外周部には、０.１〜
０.１５Ｄの幅で、先端面に対して少なくとも１０°以
上で１５°程度までの角度で面取りが施されていること
が必要である。また、切刃には、０.０１〜０.０５mmの
幅で刃殺しが施されていることも必要である。さらに、
捩れ角は１４〜１６°の範囲で設定されるのが好まし
い。さらに、ドリル表面に対してチタン化合物等の超硬
薄膜をコーティングすることも当然有効である。
合金もしくは同等のサーメットやセラミック等の超硬質
材であり、先端面にはシンニングが施され、心厚部の直
径がドリル外径の０.３倍以上で、先端角は１３５〜１
４５°の範囲内で設定され、切刃外周部には、０.１〜
０.１５Ｄの幅で、先端面に対して少なくとも１０°以
上で１５°程度までの角度で面取りが施されていること
が必要である。また、切刃には、０.０１〜０.０５mmの
幅で刃殺しが施されていることも必要である。さらに、
捩れ角は１４〜１６°の範囲で設定されるのが好まし
い。さらに、ドリル表面に対してチタン化合物等の超硬
薄膜をコーティングすることも当然有効である。
【図１】 本実施例の超硬質ドリルの側面図である。
【図２】 本実施例の超硬質ドリルの端面形状を示す図
である。
である。
【図３】 本実施例の超硬質ドリルにおける切刃の面取
りを拡大して示す要部拡大側面図である。
りを拡大して示す要部拡大側面図である。
【図４】 従来技術における各種超硬質ドリルの端面形
状を示す図である。
状を示す図である。
１ 切り屑排出溝 ２ 先端面 ３ 面取り部 ４ 切刃 ５ ヒール部 ６ シンニング面 ７ 心厚部 ８ 刃殺し ８ 刃殺しの幅 α 先端角 β 面取り部の角度 γ 刃殺しの角度 θ 捩れ角
Claims (3)
- 【請求項１】 超硬合金、サーメットまたはセラミック
等の超硬質材よりなり、先端面にシンニングが施された
超硬質ドリルにおいて、 ドリル外径をＤとして０.３Ｄ以上の径寸法の心厚部
（７）を有し、 先端角（α）が１３５〜１４５°の範囲内で設定され、 切刃外周部には、０.１〜０.１５Ｄの幅で、先端面に対
して１０〜１５°の角度（β）で面取り（３）が施さ
れ、 切刃（４）には、０.０１〜０.０５mmの幅（Ｔ）で、軸
方向に対して２０〜３０°の角度（γ）で面取り（８）
が施されたことを特徴とする超硬質ドリル。 - 【請求項２】 切り屑排出溝（１）の捩れ角（θ）が１
４〜１６°の範囲内で設定される請求項１記載の超硬質
ドリル。 - 【請求項３】 チタン化合物等の超硬薄膜がコーティン
グされた請求項１または２記載の超硬質ドリル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22854793A JP3461538B2 (ja) | 1993-09-14 | 1993-09-14 | 超硬質ドリル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22854793A JP3461538B2 (ja) | 1993-09-14 | 1993-09-14 | 超硬質ドリル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0780714A true JPH0780714A (ja) | 1995-03-28 |
| JP3461538B2 JP3461538B2 (ja) | 2003-10-27 |
Family
ID=16878095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22854793A Expired - Lifetime JP3461538B2 (ja) | 1993-09-14 | 1993-09-14 | 超硬質ドリル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3461538B2 (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2021074958A1 (ja) | 2019-10-15 | 2021-04-22 | 住友電工ハードメタル株式会社 | ドリル |
-
1993
- 1993-09-14 JP JP22854793A patent/JP3461538B2/ja not_active Expired - Lifetime
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