JPH09277108A - ドリル - Google Patents

ドリル

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JPH09277108A
JPH09277108A JP8346828A JP34682896A JPH09277108A JP H09277108 A JPH09277108 A JP H09277108A JP 8346828 A JP8346828 A JP 8346828A JP 34682896 A JP34682896 A JP 34682896A JP H09277108 A JPH09277108 A JP H09277108A
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JP
Japan
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drill
groove
tip
twist
groove width
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JP8346828A
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Masaaki Kamishiro
政章 神代
Jun Okamoto
順 岡本
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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    • B23B2251/043—Helix angles
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Drilling Tools (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 深穴加工での切屑排出性に優れ、また、再研
削による切刃再生後も先端のねじれ溝の溝幅、ねじれ角
が変化せず、安定した性能が発揮されるドリルを提供す
ることである。 【解決手段】 ドリル先端部に溝幅、ねじれ角がそれぞ
れ一定しているねじれ溝をもち、ドリル後部にドリル先
端部のねじれ溝よりも溝幅が大、ねじれ角が小で、その
溝幅、ねじれ角は共に一定しているねじれ溝をもち、さ
らに、ドリル先端部とドリル後部との間に、ドリル中間
部でねじれ溝の溝幅、ねじれ角が漸次変化する構造にし
たのである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、深穴加工での穿
孔性能を高め、同時に、再研削による切刃再生後も安定
した性能を維持できるようにしたドリルに関する。
【０００２】
【従来の技術】ドリルの切屑排出溝は、通常、図７に示
すように、一定の断面積を有する溝６が一定のねじれ角
αをもって螺旋状に形成されているが、この種のドリル
は、深穴加工に用いると、溝６が螺旋であることによ
り、加工穴から抜け出るまでの切屑の移動距離が長くな
るため、切屑排出が困難になったり、途中で切屑詰まり
を起こし易い。
【０００３】このため、深穴加工における切屑排出性の
改善策として、特公平６−８８１６８号公報のように
（図６参照）、ドリル先端付辺はねじれ角０°の直線の
切屑排出溝６’としたものが開発されている。また、特
開平７−１６４２２７号公報に示されているように、先
端側より溝の断面積を漸次増大させる一方、ねじれ角を
漸次減少させて切屑排出性を改良したものもある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】特公平６−８８１６８
号公報のドリルは、直線の排出溝部においてスクリュー
効果による切屑の押し流力が得られず、その部分に移動
した切屑は、流出力を有するドリル先端側の切屑により
ドリル中心軸と平行に下から押し上げられて排出される
ため、排出される勢いが弱く、加工穴深さが深くなると
スムーズな切屑排出が難しくなる。
【０００５】また、特開平７−１６４２２号公報のドリ
ルは、ドリル先端を再研削して使用する場合、溝幅とね
じれ角が変化するので切屑形状も変化し、ドリルの性能
変化が起こって安定した切屑ができないと云う問題があ
る。
【０００６】そこで、この発明は、深孔加工での切屑排
出性を向上させ、さらに、再研削後もほぼ元通りの性能
を再現できるようにすることを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明においては、ドリル先端部に溝幅、ねじ
れ角がそれぞれ一定しているねじれ溝をもち、ドリル後
部にドリル先端部のねじれ溝よりも溝幅が大、ねじれ角
が小で、その溝幅、ねじれ角は共に一定しているねじれ
溝をもち、さらに、ドリル先端部とドリル後部との間
に、ドリル先端部、ドリル後部の各ねじれ溝に連なるね
じれ溝を備えたドリル中間部を有し、このドリル中間部
のねじれ溝は、ドリル先端部側からドリル後部側に向け
て溝幅が漸次増加し、かつ、ねじれ角が漸次減少してい
る構造のドリルを提供する。
【０００８】ドリル中間部のねじれ溝は、溝幅がドリル
先端部の溝幅からドリル後部の溝幅になるところまで変
化し、ねじれ角も、ドリル先端部のねじれ角からドリル
後部のねじれ角になるところまで変化するようにしてお
くと、ドリル先端部、ドリル後部のねじれ溝に対して段
差無くつながり、切屑の流れがよりスムーズになる。
【０００９】また、ドリルは、ドリル先端部のねじれ溝
の溝幅比ａ1 ：ｃ1 が０．５〜１：１の範囲、ドリル後
部のねじれ溝の溝幅比ａ3 ：ｃ3 が０．８〜１．３：１
の範囲、ドリル先端部のねじれ溝のねじれ角が１５°〜
３０°の範囲、ドリル後部のねじれ溝のねじれ角が３°
〜８°の範囲に各々あるもの、更にはドリル先端部の長
さを１Ｄ〜２Ｄ（Ｄはドリル径）、ドリル中間部の長さ
を１Ｄ〜３Ｄに定めたものが好ましい。この条件を満た
すと、鋼材切削で特に顕著な効果を発揮する。
【００１０】ここで云う溝幅比は、図２〜図４に示すラ
ンド部５の広がり角ｃ1 、ｃ2 、ｃ3 に対するねじれ溝
６の広がり角ａ1 、ａ2 、ａ3 の比である。図２〜図４
に示すヒール７の部分を面取りする場合、面取りした部
分は溝幅の計算から除外する。
【００１１】なお、ドリル先端部に溝幅、ねじれ角がそ
れぞれ一定しているねじれ溝をもち、ドリル先端部の後
方に連なる部分のねじれ溝は、溝の終端に向かって溝幅
が漸次増大し、かつ、ねじれ角が漸次減少している構造
にしても、この発明の目的が達成される。
【００１２】
【作用】この発明のドリルは、ねじれ溝のねじれ角がド
リル後部側で小さくなっているので、ねじれ角一定のド
リルに比べて切屑の移動距離が短くなる。加えて、ドリ
ル後部側でも溝にねじれ角がついているためにスクリュ
ー効果による切屑の押し流し力が生じ、これにより、ド
リル先端で発生した切屑がスムーズに流れ、切削動力の
上昇が抑えられる。
【００１３】また、ドリル先端部では、ねじれ溝の溝
幅、ねじれ角が一定しているので、再研削を繰り返して
も同じ先端形状を再現でき、性能変化が起こらない。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１にこの発明のドリルの実施形
態を示す。図２〜図４は、図１におけるＩ−Ｉ断面、II
−II断面、III −III 断面をそれぞれ示している。
【００１５】例示のドリルは、図１に示すように、その
後方にシャンク４を連ねた形にしてある。なお、図のＣ
はドリル中心軸を表わす。
【００１６】このドリルは、ドリル先端部１に、一定溝
幅、一定ねじれ角α1 のねじれ溝６をもつ。また、ドリ
ル中間部２の位置では、ねじれ溝６の溝幅がドリル後部
側に向かって漸次増大し、ねじれ角α2 は逆に漸次減少
している。さらに、ドリル後部３の位置では、ドリル先
端部１よりもねじれ溝６の溝幅が大きくて一定幅になっ
ており、ねじれ角α3 はα1 よりも小さくて一定した角
度になっている。
【００１７】即ち、α1 ＞α3 、ａ1 ／ｃ1 ＜ａ3 ／ｃ
3 、かつα3 ≦α2 ≦α1 、ａ1 ／ｃ1 ≦ａ2 ／ｃ2 ≦
ａ3 ／ｃ3 の条件を満たし、深穴加工に適したドリルに
なっている。
【００１８】各部のねじれ角のうち、α1 は１５°〜３
０°の範囲の一定値、α3 は３〜８°の範囲の一定値と
し、さらに、α2 はドリル先端部側がα1 と等しく、ド
リル後部側がα3 と等しくなるように徐々に変化させて
いる。
【００１９】また、ドリル先端部１、ドリル後部３にお
ける溝幅比は、それぞれ、好ましい値であるａ1 ：ｃ1
＝０．５〜１：１、ａ3 ：ｃ3 ＝０．８〜１．３：１の
範囲の一定値を選んでいる。
【００２０】このほか、ドリル先端部１の長さｌ1 は、
長過ぎると切屑排出性の向上効果が薄れ、逆に短か過ぎ
ると切刃の再研削可能回数が少なくなるので、ドリル径
をＤとすると、１Ｄ〜２Ｄぐらいにするのがよい。ま
た、ドリル中間部２の長さｌ2は、ねじれ溝の溝幅が急
激に変化するのは切屑排出性の面で好ましくないので、
１Ｄ〜３Ｄ程度が適している。ドリル後部３の長さｌ3
は、加工する穴の深さを考慮して適当な値を選ぶ。
【００２１】図５は、第２の形態のドリルである。この
ドリルは、図１のドリルの中間部２を無くし、ドリル後
部３に設けるねじれ溝６を、ドリル先端部１との接続点
から溝終端に向かって溝幅が漸次増加し、ねじれ角α4
が漸次減少する溝にしている。
【００２２】この形態の場合、ドリル先端部１における
溝幅比、ねじれ角は図１のドリルと同程度でよい。ま
た、ねじれ溝終端部での溝幅比、ねじれ角は、図１のド
リルのドリル後部に採用した溝幅比、ねじれ角を利用で
きる。
【００２３】なお、図１、図５のドリルは、先端に超硬
チップ８を鑞付けし、そのチップに切刃９とマージン１
０を付けているが、この発明は、全体が同一材料で形成
されるドリルやマージンがねじれ溝の終端近くまで形成
されるドリルにも適用できる。
【００２４】次に、この発明のドリルのねじれ溝の加工
法について簡単に触れておく。先端に超硬チップを取付
けるものは、そのチップを鑞付けする前に溝加工を行
う。その加工は、ドリル先端部１のねじれ溝に適合した
サイズのボールエンドミルを溝の長手方向に送りながら
ドリル先端側から開始し、溝幅が変化する位置にきたら
ボールエンドミルを溝の一側部側に偏らせて溝終端まで
切り進めていく。この場合、ドリル先端部のねじれ溝は
１回で加工が終わるが、溝幅が変化した位置から溝終端
までの間では溝の他側部側が切り残される。そこで、ボ
ールエンドミルを再度切込ませて２回目の加工で溝の他
側部側を切削する。また、ボールエンドミルを２回通し
た箇所では、溝底部に更に山形の条が切り残されるの
で、この条を研削、又は切削で除去してねじれ溝を仕上
げる。
【００２５】
【実施例】性能比較試験のために、直径Ｄ＝１５ｍｍ、
溝長さ１１０ｍｍの超硬鑞付けオイルホール付きドリル
を作った。この試作ドリルは、図６の構造のもの（Ｎｏ
１３）、図７の構造のもの（Ｎｏ１１）、図１の構造を
ベースにしてねじれ角α1とα3 を同一角にしたもの
（Ｎｏ１２）及び図１の構造のもの（Ｎｏ１〜Ｎｏ１
０）の１３種とした。Ｎｏ１１〜Ｎｏ１３は比較用の従
来品、Ｎｏ１〜Ｎｏ１０は本発明品である。各ドリルと
も、先端の超硬チップはＩＳＯ規格Ｋ３０相当品とし
た。
【００２６】これ等のドリルの諸元と評価試験結果を表
１に示す。評価試験は、被削材として合金鋼ＳＣＭ４４
０（ブリネル硬度ＨＢ＝３００）を用い、これに下記の
条件で穴をあけて切屑詰まりによる切削動力（即ち切削
抵抗）の増加を調べた。
【００２７】 切削条件 切削速度Ｖ＝５０ｍ／ｍｉｎ 送り ｆ＝０．２５ｍｍ／ｒｅｖ 加工穴深さｄ＝１０７ｍｍ（７Ｄ） 加工形態：切削油使用による湿式切削
【００２８】
【表１】
【００２９】ドリルによる穴あけでは、切屑詰まりが発
生すると切屑動力が急増するので、切削動力の大小によ
って切屑排出性の良否を判断できる。この発明のドリル
は、その切削動力が従来品に比べて小さく、切屑排出性
が良くなっていることが判る。特に、ねじれ角、溝幅比
が共に好ましい数値範囲にあるＮｏ１〜Ｎｏ３は、最大
切削動力が４．１ｋｗ以下で安定しており、性能改善の
効果が大きい。この３品は、加工穴の形状も良くて、穴
曲りも０．１５ｍｍ以下に抑えられていた。
【００３０】なお、Ｎｏ４は、最大切削動力は低かった
が、穴形状があまり良くなく、穴曲りも０．５６ｍｍと
大きかった。これは、溝幅を大きくとり過ぎたことが原
因と考えられる。
【００３１】図８に、Ｎｏ１、Ｎｏ３〜Ｎｏ５、Ｎｏ１
１〜Ｎｏ１３のドリルの切削動力の変動状況を示す。Ｎ
ｏ４の切削動力は小きざみに変動しており、剛性不足に
なっていることが判る。また、Ｎｏ１１、１２は、穴深
さが４Ｄぐらいから切削動力が急激に上昇しているが、
発明品はあまり好ましくないものでも５Ｄぐらいまでは
切削動力の急増が抑えられている。
【００３２】なお、Ｎｏ５、６、９はＮｏ３に比べて切
削動力の低減効果があまり顕著でないが、Ｎｏ１３はこ
れ以上の性能向上の余地が殆ど残されていない（先端部
のねじれ角を大きくすると切屑の移動距離が長くなり、
ねじれ角を小さくするとスクリュー効果による押し流し
力が下がる）のに対し、この発明のドリルは、各部のね
じれ角、溝幅比の組み合わせを変えて切屑排出性を更に
向上させることができ、Ｎｏ１３の従来品よりも明らか
に有利である。
【００３３】
【発明の効果】以上述べたように、この発明のドリル
は、先端部のねじれ溝に比べて後部のねじれ溝の溝幅が
大きく、ねじれ角は逆に小さいため、深穴加工において
も切屑排出がスムーズであり、切屑詰まりが生じない。
【００３４】また、先端部のねじれ溝の溝幅、ねじれ角
が一定しているので、再研削による切刃再生後もほぼ元
通りの性能が再現され、同一形状の切屑が生じて安定し
た穴加工ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のドリルの実施形態を示す側面図
【図２】図１のＩ−Ｉ線部の断面図
【図３】図１のII−II線部の断面図
【図４】図１のIII −III 線部の断面図
【図５】第２の形態のドリルの側面図
【図６】従来ドリルの側面図
【図７】従来ドリルの側面図
【図８】試作ドリルの切削動力の変動状況を比較した図
表
【符号の説明】
１ ドリル先端部 ２ ドリル中間部 ３ ドリル後部 ４ シャンク ５ ランド部 ６ ねじれ溝 ６’ 直線の切屑排出溝 ７ ヒール ８ 超硬チップ ９ 切刃 １０ マージン α ねじれ溝のねじれ角 α1 ドリル先端部のねじれ溝のねじれ角 α2 ドリル中間部のねじれ溝のねじれ角 α3 ドリル後部のねじれ溝のねじれ角 α4 第２の形態の後部側ねじれ溝のねじれ角 Ｄ ドリル直径 ｌ1 ドリル先端部の長さ ｌ2 ドリル中間部の長さ ｌ3 ドリル後部の長さ ａ1 、ａ2 、ａ3 溝の広がり角 ｃ1 、ｃ2 、ｃ3 ランド部の広がり角 Ｃ ドリル中心軸

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ドリル先端部に溝幅、ねじれ角がそれぞ
    れ一定しているねじれ溝をもち、ドリル後部にドリル先
    端部のねじれ溝よりも溝幅が大、ねじれ角が小で、その
    溝幅、ねじれ角は共に一定しているねじれ溝をもち、さ
    らに、ドリル先端部とドリル後部との間に、ドリル先端
    部、ドリル後部の各ねじれ溝に連なるねじれ溝を備えた
    ドリル中間部を有し、このドリル中間部のねじれ溝は、
    ドリル先端部側からドリル後部側に向けて溝幅が漸次増
    加し、かつ、ねじれ角が漸次減少しているドリル。
  2. 【請求項２】 ドリル先端部のねじれ溝の溝幅比ａ1 ：
    ｃ1 が０．５〜１：１の範囲、ドリル後部のねじれ溝の
    溝幅比ａ3 ：ｃ3 が０．８〜１．３：１の範囲、ドリル
    先端部のねじれ溝のねじれ角が１５°〜３０°の範囲、
    ドリル後部のねじれ溝のねじれ角が３°〜８°の範囲に
    各々ある請求項１記載のドリル。
  3. 【請求項３】 ドリル先端部の長さを１Ｄ〜２Ｄ（Ｄは
    ドリル径）、ドリル中間部の長さを１Ｄ〜３Ｄに定めて
    ある請求項２記載のドリル。
  4. 【請求項４】 ドリル先端部に溝幅、ねじれ角がそれぞ
    れ一定しているねじれ溝をもち、ドリル先端部の後方に
    連なる部分のねじれ溝は、溝の終端に向かって溝幅が漸
    次増大し、かつ、ねじれ角が漸次減少しているドリル。
JP8346828A 1996-02-14 1996-12-26 ドリル Pending JPH09277108A (ja)

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DE69709966T DE69709966T2 (de) 1996-02-14 1997-02-13 Bohrer
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