JPH079227A - ドリルリーマ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 Ｈ８〜Ｈ７級のＪＩＳ規格穴精度を得ること
ができ、しかもその高加工精度の長期維持が可能な長寿
命のドリルリーマを提供する。 【構成】 対の主切刃間の略中央部に設けてバニッシン
グ作用を生じさせる丸ランド６の幅Ｗを０．３〜０．５
mmにしてアルミ合金被削材の塑性変形に起因した穴径縮
小、バニッシング作用過剰による穴径拡大等を防止す
る。また、切刃スリップ部からの丸ランド後退量を０．
３〜０．５mmにして丸ランド喰付きの遅れによる穴の真
円度の悪化等をなくす。さらに、超合金製の本体１にダ
イヤ焼結体を接合して主切刃の少なくとも一部をそのダ
イヤ焼結体で構成し、切刃部の耐摩耗性や耐溶着性を高
める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アルミ合金材料を高精
度に穴あけ加工するのに用いるドリルリーマに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、アルミ合金部品の位置決めピン
穴や転造タップ下穴などは、ＪＩＳ規格穴精度Ｈ８〜Ｈ
７級が要求される。このような高精度の穴をアルミ合金
にあける方法として、従来は、超硬ドリルで下穴をあ
け、その後超硬リーマで仕上げ加工する。超硬ドリル
リーマで粗、仕上げ加工を同時に行う。の２つの方法を
用いている。

【０００３】現在多用されているのは前者の方法である
が、この方法は、ドリルとリーマの２種類を必要とし、
また、作業が２工程になるため加工時間が長くなる欠点
がある。

【０００４】一方、後者の方法は、一般にバニッシング
ドリルと称されるドリルでいわゆる一発穴加工を行うも
ので、前述の欠点がない。

【０００５】ところが、アルミ合金と云えども、近年、
引張り強度を上げるためにシリコン含有量を増やしたも
のが多用されるようになってきており、このようなアル
ミ合金の場合、超硬ドリルでは高加工精度の維持、工具
寿命の長期維持が難しくなってきている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、高
シリコン含有アルミ合金等を加工する場合の高加工精度
の長期維持、工具寿命の延命を可能ならしめることを課
題としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明においては、上記
の課題をダイヤ焼結体切刃の採用と、バニッシュ作用を
生じさせる丸ランドの幅及び始端位置の設定に関する工
夫とで解決する。

【０００８】ドリルリーマは、本体の外周部に一対のフ
ルート溝を設け、さらに、対の主切刃間の略中央部にフ
ルート溝に沿って延びる丸ランドを設けた構成になって
いる。本発明においては、このドリルリーマの本体を超
硬合金で形成する。また、フルート溝の先端にダイヤ焼
結体を接合し、主切刃の少なくとも一部をこの焼結体の
エッジで構成する。

【０００９】さらに、本発明を特徴づける構成として、
前述の丸ランドの幅を０．３〜０．５mmの範囲に限定す
ると共に、主切刃先端から丸ランドに至る部分の逃げ面
を段落ちさせて丸ランド部始端の主切刃リップ部からの
後退量を０．３〜０．５mmに収める。

【００１０】

【作用】アルミ合金のドリルによる穴あけ加工では、被
削材の塑性変形が生じて得られる穴がドリル径よりも縮
小した穴になったり、刃先溶着が多いアルミ合金である
と逆に穴径拡大の現象が起こったりする。

【００１１】被削材の組成変形は、刃先角を小さくして
切刃を鋭利すると少なくなるが、これでは高精度加工が
望めない。このため、ドリルリーマでは外周に丸ランド
を設け、その丸ランドによるバニッシュ作用によって穴
精度を高める方法を採っている。

【００１２】発明者等は、このバニッシュ作用の強弱が
加工穴径に大きな影響を及ぼすことを見い出した。即
ち、実験の結果、丸ランド幅が０．３mm未満になるとバ
ニッシュ作用が殆んどなくなり、加工穴径がドリル径よ
りも拡大した。また、丸ランド幅が０．５mmを越すとバ
ニッシュ作用が強く働き過ぎて加工穴径がドリル径より
も縮小したが、０．３〜０．５mmの範囲の幅では、ドリ
ル径とほぼ等しい径の穴が加工できた（図８参照）。

【００１３】一方、丸ランドの始端位置は、主切刃リッ
プ部より後方に置かないと主切刃より先に丸ランドがワ
ークに当って切削不能となる。この場合の主切刃リップ
部からの丸ランド始端の後退量も穴精度に影響を及ぼす
ことが判った。その後退量が０．３mm以下の場合には、
二番当りの現象が現われて穴加工が困難であった。ま
た、０．５mmを越える後退量では、主切刃が通過してか
ら丸ランド部が喰い付くまでに時間がかかり、ドリルの
振れが生じて穴の真円度が悪化した。これに対し、丸ラ
ンド始端の後退量を０．３〜０．５mm（１回当りの切刃
送り量の３〜５倍）にしたものは、穴径、真円度とも満
足できる結果が得られ、この範囲が適正なことを確認し
た（図９参照）。

【００１４】なお、丸ランド始端の主切刃リップ部から
の後退量を設定範囲に収めるための手法として、逃げ面
の一部、即ち、主切刃先端から丸ランドに至る部分を段
落ちさせたのは次の理由による。

【００１５】ドリルの逃げ面は、主切刃逃げとなる二番
角θ１の面と二番角を管理するための三番角θ２の面
（いずれも図４、図６参照）から成っているのが一般的
である。この場合、丸ランド６の始端位置は三番角面の
終端部分となるが、この構造で丸ランド始端の主切刃リ
ップ部からの後退量を０．３〜０．５mmにしようとする
と、ドリル径に応じた三番角の角度変更が必要になる。
二番角、三番角の角度が一定なら三番角の終端位置はド
リルサイズによって変わる。ところが、ドリル径は小径
から太径まで無限に近いサイズがある。従って、一般的
な構造のままで丸ランド始端の後退量を前述の範囲に収
める場合には、ドリルサイズが変わるたびに三番角の角
度を変えざるを得ない。しかし、これでは品質管理の手
間が増え、製造効率も悪くなる。

【００１６】これに対し、逃げ面の一部を段落ちさせる
構造であれば、二番角、三番角を変えずに段落ちさせる
部分を研削すればよく、上述の不具合を招かずに丸ラン
ドの始端を確実に容易に設計した位置に配置することが
できる。

【００１７】このほか、ダイヤモンド焼結体は高硬度で
ある上に超硬合金の数倍の耐溶着性があることは良く知
られている通りであり、このダイヤモンド焼結体の採用
による耐摩耗性、耐溶着性の向上も、工具の長寿命化と
高加工精度の維持に有効に働く。

【００１８】

【実施例】図１乃至図４に、本発明のドリルリーマの一
例を示す。

【００１９】図の１は超硬合金で作られた本体であり、
その外周には２条のフルート溝７が中心対称に設けられ
ている。また、各フルート溝の先端に座溝を設けてそこ
にダイヤ焼結体２を鑞付けし、主切刃の回転中心部を除
く部分をこのダイヤ焼結体２のエッジによって構成して
いる。図中３は主切刃のリップ部を示している。

【００２０】４は逃げ面であり、主切刃間の中間部、即
ち、各逃げ面のドリル回転方向後端部に丸ランド部６を
設けてある。この丸ランド部６の幅Ｗは０．３〜０．５
mmである。また、この丸ランド部６は、逃げ面の一部に
θ３の傾きをもつ段落ち部５を研削加工して設けること
により、その始端位置を主切刃リップ部３から０．３〜
０．５mm後退させてある。

【００２１】なお、ダイヤ焼結体２は、図５に示すよう
に、本体先端の中心部にスリットを設けてそこにドリル
径と同一幅のものを接合してもよい。この場合、主切刃
の全体がダイヤ焼結体によって形成される。

【００２２】以下、本発明の効果の確認試験を行ったの
で、これについて記す。

【００２３】試験は、先ず、丸ランドの幅Ｗ及び丸ラン
ド始端の主切刃リップ部からの後退量ａをそれぞれ０．
３〜０．５mmに収めた場合とこの範囲から逸脱させた場
合について比較した。その結果は、先に述べた通りであ
る。つまり、図８及び図９に示す結果となった。

【００２４】次に、丸ランドの幅及びその始端の主切刃
リップ部からの後退量を共に０．３〜０．５mmの範囲に
収めた超硬ドリルリーマと、図１に示すダイヤ焼結体付
きの本発明のドリルリーマでシリコン含有量１７％のア
ルミ合金の穴あけを実施した。この試験で得られたデー
タを図１０に示す。これから判るように、早いうちは超
硬のドリルリーマでもＪＩＳＨ７級の精度確保が可能で
ある。しかし、その精度は超硬ドリルリーマの場合、約
３０００穴の加工で維持不能となったのに対し、ダイヤ
焼結体を用いた本発明品は、約３０、０００穴まで維持
されており、工具寿命が約１０倍にも高まる結果となっ
た。

【００２５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明のドリルリー
マは、丸ランドによるバニッシング作用が適正に発揮さ
れて高加工精度が得られ、また、ダイヤ焼結体の特長が
充分に生かさせて寿命も飛躍的に向上し、精度管理の厳
しい加工に利用すると多大の効果を期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のドリルリーマの一例を示す側面図

【図２】同上の正面図

【図３】図１のドリルリーマを９０°回転させた状態の
側面図

【図４】逃げ面を図１のＡ方向から見た図

【図５】他の実施例の正面図

【図６】従来のドリルリーマの側面図

【図７】同上のドリルリーマの逃げ面を図６のＢ方向か
ら見た図

【図８】丸ランド幅の違いによる穴径変化の比較図

【図９】丸ランド始端位置の変化による穴真円度変化の
比較図

【図１０】本発明のドリルリーマと超硬ドリルリーマの
寿命比較図

【符号の説明】

１ 本体 ２ ダイヤ焼結体 ３ 主切刃リップ部 ４ 逃げ面 ５ 段落ち部 ６ 丸ランド部 ７ フルート溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石橋 光治 豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動車株式 会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超硬合金で作られた円柱状本体の外周部
   に一対のフルート溝を設け、そのフルート溝の先端に各
   々ダイヤ焼結体を接合して主切刃の少なくとも一部をこ
   の焼結体のエッジで構成し、さらに、対の主切刃間の略
   中央部にフルート溝に沿って延びる丸ランドを設けたド
   リルリーマにおいて、 前記丸ランドの幅を０．３〜０．５mmとし、さらに、主
   切刃先端から丸ランドに至る部分の逃げ面を段落ちさせ
   て丸ランド部始端の主切刃リップ部からの後退量を０．
   ３〜０．５mmにしたことを特徴とするドリルリーマ。