JPH0890323A

JPH0890323A - ドリル

Info

Publication number: JPH0890323A
Application number: JP23190794A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kasuya; 博糟谷
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1994-09-27
Filing date: 1994-09-27
Publication date: 1996-04-09

Abstract

(57)【要約】【目的】金属材料等の穴明け加工に使用する高い強度
および剛性を有するドリルを提供することを目的とす
る。【構成】軸線Ｏ回りに回転されるドリル本体２１の側
面に、該ドリル本体２１の先端から基端側に向けて軸線
Ｏの周りに捻れる１条の切屑排出溝２４が形成され、こ
の切屑排出溝２４のドリル回転方向側を向く壁面２５と
上記ドリル本体２１の先端逃げ面２６との交差稜線部に
切刃２７が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特に高硬度の金属材料
等の加工に好適であるドリルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】金属材料等の穴明け加工には、この加工
を行う工具として、通常ドリルが用いられている。ドリ
ルとしては、被工作物の材質等に応じて種々のドリルが
提供されているが、一般的には、一対の捻れ溝と切刃を
有するドリルがよく使用されている。以下、上記従来の
ドリルを、図４および図５を用いて説明する。これらの
図においてドリル本体１は、硬質材料から形成された略
円柱状をなすものであって、シャンク２とシャンク２の
先端に設けられた刃部３から構成されている。この刃部
３には、その先端から、基端側に向けてドリル回転方向
（図５において反時計回り方向）の後方側に螺旋状に捻
れる２条の切屑排出溝４、４が周方向に等間隔に形成さ
れている。これらの切屑排出溝４、４のドリル回転方向
を向く壁面５、５とドリル本体１の先端逃げ面６、６と
の交差稜線部には、切刃７、７が形成されている。切刃
７、７は、これら切刃７、７と平行で回転中心である軸
線Ｏと直交する仮想線Ａよりも回転方向前方に位置して
おり、いわゆる芯上がりとなるように配置されている。
また、先端逃げ面６、６が互いに交差する稜線部には、
チゼルエッジ８が形成され、切刃７、７と共に刃物とし
て作用する。

【０００３】ドリル本体１のランド９、９の外周面は、
マージン１０、１０と二番取り面１１、１１によって構
成され、切屑排出溝４、４と同様に刃部３の先端から、
基端側に向けてドリル回転方向の後方側に螺旋状に捻れ
て形成されている。この二番取り面１１、１１は、切削
時において、加工穴との摩擦を避けるために隙間を付け
た面である。また、マージン１０、１０は、ランド９、
９上の二番取りをしていない軸線Ｏを中心軸としたドリ
ル本体１の周面部分である。これらドリル本体１のラン
ド９、９は、先端からシャンク２に向かってごく僅かに
小さくなるようなテーパー、いわゆるバックテーパをつ
けている。ドリル本体１には、刃部３の先端部からシャ
ンク２の基端面に貫通する２つの油穴１２、１２が形成
されている。これらの油穴１２、１２も切屑排出溝４、
４と同様に、刃部３の先端から基端側に向けてドリル回
転方向の後方側に螺旋状に捻れて形成されている。そし
て、それら油穴１２、１２の先端部は先端逃げ面６、６
にそれぞれ達するように形成されている。

【０００４】上記従来のドリルでは、次のようにして金
属材料等の穴明け加工を行う。ボール盤に取り付けられ
たドリル本体１を、軸線Ｏを中心にドリル回転方向に回
転させると共に、その先端部を被工作物に当接させる。
このとき、刃部３の先端部に形成された切刃７、７とチ
ゼルエッジ８が被工作物を切削する。この際に生じた切
屑はドリル本体１の回転に伴って、切屑排出溝４、４に
沿って刃部３の基端方向に搬出され、加工穴の外部に排
出される。そして、ランド９、９が加工穴の内側面を案
内とすることにより、ドリル本体１が軸線Ｏ方向の先端
側に切削しながら進行する。ランド９、９の外周部には
二番取り面１１が設けられているので、加工穴の内側面
との接触面積は減少し、切削時の摩擦熱を低減させてい
る。また、シャンク２の基端面の油穴１２、１２に切削
油剤を注入し、刃部３の先端部の油穴１２、１２から噴
出させることにより加工穴内部に潤滑させ、摩擦熱を低
減させている。そして、ドリル本体１のランド９、９に
はバックテーパをつけて形成しているので、回転時の摩
擦を低減し、ドリルの過熱や動力の過負荷を低減してい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の従来
のドリルにおいては、以下のような問題点があった。従
来のドリルでは、２条の切屑排出溝４、４を形成してい
るため、刃部３における軸線Ｏに直交する断面の断面積
が小さく、被工作物や加工材料によってはドリルの強度
および剛性が十分ではなかった。そのため、特に高硬度
の金属材料等を加工する場合には、ドリルの強度・剛性
不足のため、ドリルが折損してしまう問題が生じてい
た。本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、高
い強度および剛性を有するドリルを提供することを目的
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、以下の構成を採用した。すなわち、請求項
１記載のドリルでは、軸線回りに回転されるドリル本体
の側面に、該ドリル本体の先端から基端側に向けて軸線
の周りに捻れる１条の切屑排出溝が形成され、この切屑
排出溝のドリル回転方向側を向く壁面と上記ドリル本体
の先端逃げ面との交差稜線部に切刃が形成されてなるこ
とを特徴とするものである。請求項２記載のドリルで
は、請求項１記載のドリルにおいて、前記ドリル本体が
超硬合金で形成されていることを特徴とするものであ
る。請求項３記載のドリルでは、請求項１または２記載
のドリルにおいて、前記切刃が、該切刃と平行で軸線と
直交する仮想線よりも回転方向前方に形成されているこ
とを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】請求項１記載のドリルでは、前記ドリル本体を
軸線回りに回転させ、前記切刃によって被工作物を切削
する。このとき生じる切屑を、１条の切屑排出溝によっ
て加工穴の外部へと搬出する。この切屑排出溝を１条だ
け形成しているので、２条の切屑排出溝を形成した場合
に比べてドリル本体の軸線に対する垂直断面積が大き
く、その結果、高い強度および剛性を得ている。請求項
２記載のドリルでは、請求項１記載のドリルにおいて、
前記ドリルを超硬合金で形成しているので、より高い強
度および剛性を得ている。請求項３記載のドリルでは、
請求項１記載のドリルにおいて、前記切刃を、該切刃と
平行で軸線と直交する仮想線よりも回転方向前方に形成
しており、いわゆる芯上がりに配置している。このため
切刃の径方向すくい角が負角側に設定される。したがっ
て、切刃の径方向切削角が加工穴の内側面に対し、鈍角
となるので切刃の欠損や割損が生じにくい。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図３を参照
しながら詳細に説明する。これらの図においてドリル本
体２１は、超硬合金であるタングステンカーバイト焼結
物から形成された略円柱状をなすものであって、図２に
示すように、シャンク２２とシャンク２２の先端に設け
られた刃部２３から構成されている。この刃部２３に
は、その先端から、基端側に向けてドリル回転方向（図
１において反時計回り方向）に螺旋状に捻れる１条の切
屑排出溝２４が周方向に形成されている。この捻れ角θ
1は３０゜に設定されている。図１に示すように、この
切屑排出溝２４のドリル回転方向を向く壁面２５とドリ
ル本体２１の先端逃げ面２６との交差稜線部には、切刃
２７が形成されている。この切刃２７は、この切刃２７
と平行で回転中心である軸線Ｏと直交する仮想線Ｂより
も回転方向前方に位置しており、芯上がりとなるように
配置されている。また、図３に示すように、軸線Ｏに平
行な面に軸線回りの切刃２７の回転軌跡を平行にして投
影したときの角度、すなわち先端角θ2は１４０゜と設
定されている。

【０００９】ドリル本体２１のランド２９の外周面は、
マージン３０、ガイド部３１と二番取り面３２によって
構成され、前記切屑排出溝２４と同様に刃部２３の先端
から、基端側に向けてドリル回転方向の後方側に捻れて
螺旋状に形成されている。本実施例ではランド２９の外
周径は、軸線Ｏを中心として１０ｍｍφに設定されてい
る。また、二番取り面３２は、軸線Ｏ方向先端視におい
て、二番取り面３２の幅方向の両端部３２ａ、３２ｂと
軸線Ｏとをそれぞれ結ぶ線Ｃ、Ｄの角度θ3が６０゜と
なるよう設定されている。そして、軸線Ｏと直交し切刃
２７と平行な仮想線Ｂと切刃２７との間隔Ｅ、すなわち
マージン３０の幅は、本実施例で０．５ｍｍに設定され
ている。なお、本実施例では、仮想線Ｂは仮想線Ｄと同
一なのでマージン３０の幅は芯上がり量と同一となって
いる。上記のランド２９には、従来と同様にバックテー
パがつけられている。

【００１０】本実施例では、ドリル本体２１として図４
に示す一対の捻れ溝を有するドリルを製作する場合の材
料を用いており、ドリル本体２１には、油穴３３、３４
が刃部２３の先端からシャンク２２の基端に形成されて
いる。これらの油穴３３、３４も従来と同様に、刃部２
３の先端から基端側に向けてドリル回転方向の後方側に
螺旋状に捻れて形成されている。本実施例では、油穴３
３の先端部は先端逃げ面２６に達し、シャンク２２の基
端面と貫通するよう形成されているが、油穴３４の先端
部は刃部２３の先端部で埋栓されており、シャンク２２
の基端面とは貫通していない。

【００１１】本実施例のドリルでは、次のようにして金
属材料等の穴明け加工が行われる。ドリル本体２１が回
転によって、切刃２７が被工作物を切削する。この際に
生じた切屑はドリル本体２１の回転に伴って、切屑排出
溝２４に沿って刃部２３の基端方向に搬出され、加工穴
の外部に排出される。そして、ランド２９が加工穴の内
側面を案内とすることにより、ドリル本体２１は刃部２
３の先端側の軸線Ｏ方向に切削しながら進行する。この
際に、切屑排出溝２４が１条だけ形成されているので、
２条の切屑排出溝が形成された従来の場合に比べて、ド
リル本体２１の軸線Ｏに直交する断面の断面積が大きく
なり、高い強度および剛性を有することから、高硬度の
金属材料等でも良好に切削される。また、切刃２７はい
わゆる芯上がりに配置しているので、切刃２７の径方向
すくい角は負角となる。したがって、切刃２７の径方向
切削角が加工穴の内側面に対し鈍角となるので、切刃の
欠損や割損は生じにくくなる。

【００１２】従来と同様に、ランド２９の外周部に二番
取り面３２を設けており、ドリル本体２１のランド２９
は、バックテーパをつけて形成されているので、回転時
の摩擦が低減する。また、シャンク２２の基端面の油穴
３３に切削油剤を注入し、刃部２３の先端部の油穴３３
から噴出させることにより、更に摩擦が低減する。この
ように摩擦の低減によって、ドリルの過熱や動力の過負
荷を抑制しながら切削を行う。

【００１３】上述したように、切屑排出溝２４を１条だ
け形成したことにより、軸線Ｏに直交する断面の断面積
が大きくなることから、高硬度の金属材料等を穴明け加
工するのに好適な、高強度・高剛性を有することができ
る。更に、本実施例のドリルは超硬合金で形成されてい
るので、より高硬度の金属材料等の穴明け加工に必要
な、より高い強度および剛性を有することができる。し
たがって、ドリルの折損を防止でき、工具の寿命を延長
できる。また、ドリル回転時の振動が低減され、加工精
度が向上する。

【００１４】なお、本実施例では切屑排出溝２４の捻れ
は、刃部２３の先端から基端側に向けて、図１における
反時計回り方向の後方側に螺旋状に捻れる右捻れとした
が、逆の左捻れでも構わない。また、先端角を１４０゜
としたが、被工作物の材質や加工条件に対応するよう他
の角度に設定しても構わない。そして、ランド２９上の
二番取り面３２の幅を決定する角度θ3を６０゜に設定
したが、この角度θ3は、ドリルの加工対象等に対応し
て適宜変更してもよい。しかしながら、この場合、この
角度θ3は２５゜〜８５゜の範囲が好ましい。すなわち
この角度θ3が９０゜以上になると、二番取り面３２の
領域が増え、マージン３０およびガイド部３１の領域が
減少することから特にガイド部３１による案内性が損な
われ、軸線Ｏを中心としたドリルの回転バランスが崩れ
てしまう。その結果、回転・切削中に強い振動を生じ、
加工精度が損なわれるという不都合があり、また、２０
゜以下になると、二番取り面３２の領域が少なすぎ、マ
ージン３０およびガイド部３１の領域が増えることから
加工穴内側面との摩擦が増大し、ドリルが過熱し損傷す
るという不都合がある。このため上記の範囲に設定した
場合に良好な切削が可能となる。本実施例では、油穴３
３を通して切削油剤を注入したが、ドリル本体１に油穴
を形成せず、別の方法によって切削油剤を注入しても構
わない。例えば、ドリル外部から切削油剤を加工穴に注
入することにより、切削時の摩擦熱を低減しても構わな
い。

【００１５】

【発明の効果】本発明によれば、以下の効果を得ること
ができる。請求項１記載のドリルによれば、切屑排出溝
を１条だけ形成しているので、２条の切屑排出溝を形成
した場合に比べてドリル本体の軸線に直交する方向の断
面積を大きくでき、その結果、高い強度および剛性を得
ることができる。請求項２記載のドリルでは、請求項１
記載のドリルにおいて、ドリルを超硬合金で形成してい
るので、より高い強度および剛性を得ることができる。
請求項３記載のドリルでは、請求項１記載のドリルにお
いて、切刃を、この切刃と平行で軸線と直交する仮想線
よりも回転方向前方に形成しており、芯上がりに配置し
ている。このため切刃の径方向切削角が加工穴の内側面
に対し、鈍角となるので切刃の欠損や割損が生じにくい
という効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のドリルの一実施例を示すドリルの軸線
方向先端視の図である。

【図２】図１に示す一実施例の側面図である。

【図３】図１に示す一実施例の先端角を示す説明図であ
り、切屑排出溝に沿った側面図である。

【図４】従来のドリルを示すドリルの軸線方向先端視の
図である。

【図５】図４に示す従来のドリルの側面図である。

【符号の説明】

２１ドリル本体２４切屑排出溝２５壁面２６先端逃げ面２７切刃Ｂ切刃と平行で軸線と直交する仮想線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸線回りに回転されるドリル本体の側面
に、該ドリル本体の先端から基端側に向けて軸線の周り
に捻れる１条の切屑排出溝が形成され、この切屑排出溝
のドリル回転方向側を向く壁面と上記ドリル本体の先端
逃げ面との交差稜線部に切刃が形成されてなるドリル。
【請求項２】請求項１記載のドリルにおいて、前記ドリル本体が超硬合金で形成されていることを特徴
とするドリル。
【請求項３】請求項１または請求項２記載のドリルに
おいて、前記軸線方向先端側から見て、前記切刃が、該切刃に平
行で前記軸線と直交する仮想線よりもドリル回転方向前
方に形成されていることを特徴とするドリル。