JPS6225292Y2 - - Google Patents
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- JPS6225292Y2 JPS6225292Y2 JP1983115448U JP11544883U JPS6225292Y2 JP S6225292 Y2 JPS6225292 Y2 JP S6225292Y2 JP 1983115448 U JP1983115448 U JP 1983115448U JP 11544883 U JP11544883 U JP 11544883U JP S6225292 Y2 JPS6225292 Y2 JP S6225292Y2
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Description
この考案は、ドリル本体の先端部に切刃を有す
る切刃チツプを固定してなるドリルに関する。
従来、この種のドリルとしては、切刃チツプを
超硬合金によつて構成した超硬ドリルがある。こ
の超硬ドリルによれば、高速度鋼製のソリツドタ
イプドリルに比して高速切削を行うことができ、
穴明け作業の能率向上を図ることができる。しか
し、送り速度を上げることによつて穴明け作業の
能率向上を図るという点については、全く望むべ
くもなかつた。これは、高送り化するのに伴なつ
て切刃の中心部に作用するスラスト荷重が増大
し、このため切刃チツプの中心部が圧壊するおそ
れが生じるからである。
この点、本出願人が先に提案した中心に切刃の
ないドリル、つまり切刃の内端縁をドリル本体の
回転中心軸線から0.1mm〜1.25mm離して設けたド
リルによれば、回転中心部に切刃がないのである
から、スラスト荷重を大幅に軽減することがで
き、切刃チツプの圧壊を防止することができる。
したがつて、そのような超硬ドリルによれば、高
速穴明け加工を行うことができるのは勿論のこ
と、高送り穴明け加工を行うことができる。
しかしながら、高送り加工を行つた場合には、
切刃およびマージン部、特に切刃とマージン部と
の交叉部近傍における溶着が顕著になり、このた
め明けた穴の面粗度が悪化したり、切刃チツプの
寿命が低下したりするという新たな問題が生じて
きた。
この考案は上記事情を考慮してなされたもの
で、切刃およびマージン部における溶着を大幅に
軽減することができ、しかもより一層高速穴明け
加工を行うことができるドリルを提供することを
目的とする。
この考案の特徴は、切刃チツプのうち、切刃の
内周部が形成される部分を超硬合金によつて構成
する一方、切刃の外周部および全マージン部が形
成される部分をサーメツトまたはセラミツクスま
たは超高圧材料によつて構成し、かつ超硬合金に
よつて構成される切刃部分の回転軌跡による直径
dと、サーメツトまたはセラミツクスまたは超高
圧材料によつて構成される切刃部分の回転軌跡に
よる直径Dとの関係を0.5D≦d≦0.8Dとした点
にある。これは、dを0.8D以上に設定すると接
合強度上の問題が生じ、他方dを0.5Dより小さ
くすると、サーメツト等によつて構成した部分の
内周側の切削速度と外周側の切削速度とに大きな
差が生じ、その部分の寿命低下をきたすおそれが
生じるからである。なお、ここでいう超高圧材料
とは、立方晶窒化硼素(Cubic Boron Nitride)
等である。
以下、この考案の一実施例について第1図を参
照して説明する。なお、第1図はこの考案に係る
ドリルを示し、Aはその底面視図、Bはその一部
省略側面図である。
第1図において、符号1は鋼製のドリル本体で
ある。このドリル本体1の外周部には、先端から
後端側へ向かつて延在する切屑排出溝2,2が形
成されている。「各切屑排出溝2」の回転方向を
向く壁面の先端部には、2つの切刃チツプ3,4
が径方向に隣接してろう付け固定されている。
内周側の切刃チツプ3は、超硬合金によつて構
成されており、外周側の切刃チツプ4はサーメツ
トまたはセラミツクスまたは超高圧材料によつて
構成されている。そして、これら切刃チツプ3お
よび4の先端部には、切刃チツプ3の内周側の端
部から切刃チツプ4の外周側の端部まで延在する
切刃5が形成されている。したがつて、切刃5は
その内周側部分が超硬合金によつて構成され、そ
の外周側部分がサーメツト、セラミツクまたは超
高圧材料によつて構成されている。この場合、切
刃チツプ3によつて構成される切刃5部分の回転
軌跡による直径、つまり2つの切刃チツプ3,3
の外法寸法をdとし、同様に切刃チツプ4,4の
外法寸法をDとしたとき、前述もしたように、
0.5D≦d≦0.8Dに設定されている。なお、2つ
の切刃5,5は、回転中心軸線Oに関して点対称
に形成されており、その内端縁5aは回転中心軸
線Oから0.1mm〜1.25mm離して設けられている。
また、切刃チツプ4の外周部には、先端が切刃5
と交叉すマージン部6が形成されている。
しかして、このように構成されたドリルによつ
て穴明け加工、それも高送り穴明け加工を行つた
場合には、切刃5およびマージン部6を、耐溶着
性が超硬合金に比して格段に優れたサーメツト、
セラミツクスまたは超高圧材料によつて構成して
いるから、それらの部分の溶着を大幅に軽減する
ことができる。この場合、通常の送り速度であれ
ば、マージン部6の溶着防止については、マージ
ン部6にバツクテーパが付与されている関係上、
その先端部だけをサーメツト等で構成しても十分
である。しかし、この考案のように、切刃5の内
端縁5aを回転中心軸線Oから離したドリルにお
いては、送り速度を通常のドリルの2〜3倍以上
にでき、そのような高送り穴明け加工では切削熱
によつて一旦膨張した穴が収縮する。このため、
マージン部6に案内作用を損なわない範囲の大き
さのバツクテーパを付与した場合には、マージン
部6全体が穴の壁面と接触し、したがつてマージ
ン部6に対する溶着防止を十分になし得なくなつ
てしまう。この点、上記のドリルにおいては、マ
ージン部6全体をサーメツト等によつて構成して
いるから、マージン部6の溶着を確実に行うこと
ができる。そして、これによつて穴の面粗度およ
び切刃5の寿命を大幅に向上させることができ
る。しかも、サーメツト、セラミツクスまたは超
高圧材料は、いずれも超硬合金より硬度が高いか
らドリルの回転速度を上げてより一層の高速穴明
け加工を行なうことができる。また、内周側の切
刃チツプ3(超硬合金によつて構成される切刃部
分)の回転軌跡による直径dと、外周側の切刃チ
ツプ4(サーメツトまたはセラミツクスまたは超
高圧材料によつて構成される切刃部分)の回転軌
跡による直径Dとの関係を0.5D≦d≦0.8Dとし
ているので、外周側の切刃チツプ4の接合強度も
十分であるし、その切刃チツプ4の切刃部分の欠
けを防止して寿命を向上させることができる。こ
のような数値限定の臨界的意義と数値限定による
効果を実証するために、以下に試験結果を示す。
[試験結果]
ドリルの構成
内周側の切刃チツプ3の材質 超硬合金
外周側の切刃チツプ4の材質 サーメツト
外周側の切刃チツプ4の直径D 20mm
切削条件
回転数 954rpm
送り 0.3mm/rev
被削材
材質 S48C
硬さ HB200
深さ 20mm
穴明け数 10個
超硬合金の部分の直径dのドリルを、5種類
(4mm・7mm・10mm・13mm・16mm・19mm)各50本
ずつ製作し、上記のような条件で比較した。
その結果を、外周側の切刃チツプ4の接合強
度・切刃寿命を表1に示す。
This invention relates to a drill in which a cutting tip having a cutting edge is fixed to the tip of a drill body. Conventionally, as this type of drill, there is a cemented carbide drill whose cutting tip is made of cemented carbide. According to this carbide drill, it is possible to perform high-speed cutting compared to solid type drills made of high-speed steel.
It is possible to improve the efficiency of drilling work. However, it was not possible to improve the efficiency of the drilling operation by increasing the feed rate. This is because as the feed rate increases, the thrust load acting on the center of the cutting edge increases, which may cause the center of the cutting edge to collapse. In this regard, according to the drill that does not have a cutting edge at the center, that is, the drill in which the inner edge of the cutting edge is set 0.1 mm to 1.25 mm away from the rotation center axis of the drill body, which was proposed earlier by the applicant, the rotation center Since there is no cutting edge in the part, the thrust load can be significantly reduced and crushing of the cutting edge tip can be prevented.
Therefore, with such a carbide drill, not only can high-speed drilling be performed, but also high-feed drilling can be performed. However, when performing high-feed machining,
Welding on the cutting edge and the margin area, especially near the intersection of the cutting edge and the margin area, has become noticeable, resulting in worsening of the surface roughness of the drilled hole and shortening the life of the cutting edge tip. A problem has arisen. This idea was made in consideration of the above circumstances, and the purpose is to provide a drill that can significantly reduce welding on the cutting edge and margin, and that can perform even higher speed drilling. do. The feature of this design is that the part of the cutting edge where the inner periphery of the cutting edge is formed is made of cemented carbide, while the part where the outer periphery and the entire margin of the cutting edge are formed is made of cermet. Or the diameter d according to the rotation locus of the cutting edge part made of ceramics or ultra-high pressure material and made of cemented carbide, and the diameter d of the cutting edge part made of cermet, ceramics or ultra-high pressure material. The point is that the relationship with the diameter D according to the rotation locus is 0.5D≦d≦0.8D. This is because if d is set to 0.8D or more, a problem will occur in the bonding strength, while if d is set to less than 0.5D, the cutting speed on the inner circumference side and the cutting speed on the outer circumference side of the part made of cermet etc. This is because there is a risk that a large difference will occur and the life of that part will be shortened. The ultra-high pressure material referred to here is cubic boron nitride.
etc. An embodiment of this invention will be described below with reference to FIG. In addition, FIG. 1 shows a drill according to this invention, and A is a bottom view thereof, and B is a partially omitted side view thereof. In FIG. 1, reference numeral 1 indicates a drill body made of steel. Chip discharge grooves 2, 2 extending from the tip toward the rear end are formed on the outer circumference of the drill body 1. At the tip of the wall facing the rotation direction of each chip discharge groove 2, there are two cutting chips 3 and 4.
are radially adjacent and fixed by brazing. The cutting edge tip 3 on the inner circumferential side is made of cemented carbide, and the cutting edge tip 4 on the outer circumferential side is made of cermet, ceramics, or ultra-high pressure material. A cutting edge 5 is formed at the tip of each of the cutting tips 3 and 4, and extends from the inner edge of the cutting edge 3 to the outer edge of the cutting edge 4. Therefore, the inner peripheral portion of the cutting blade 5 is made of cemented carbide, and the outer peripheral portion thereof is made of cermet, ceramic, or ultra-high pressure material. In this case, the diameter according to the rotation locus of the cutting edge 5 portion constituted by the cutting edge tip 3, that is, the diameter of the two cutting edge tips 3, 3
As mentioned above, when the external dimension of the cutting edge is d, and the external dimension of the cutting blade tips 4, 4 is D, as mentioned above,
It is set to 0.5D≦d≦0.8D. Note that the two cutting blades 5, 5 are formed point-symmetrically with respect to the rotational center axis O, and the inner edge 5a thereof is provided at a distance of 0.1 mm to 1.25 mm from the rotation center axis O.
In addition, on the outer periphery of the cutting blade tip 4, the tip is a cutting blade 5.
A margin portion 6 is formed that intersects with. However, when drilling, particularly high-feed drilling, is performed using a drill configured in this manner, the cutting edge 5 and the margin portion 6 have a welding resistance that is lower than that of cemented carbide. A cermet that is extremely superior to
Since it is made of ceramics or ultra-high pressure material, welding of those parts can be greatly reduced. In this case, if the feed speed is normal, welding of the margin portion 6 can be prevented due to the back taper provided to the margin portion 6.
It is sufficient to construct only the tip portion with cermet or the like. However, in a drill like this invention, in which the inner edge 5a of the cutting edge 5 is separated from the rotation center axis O, the feed rate can be two to three times that of a normal drill, and it is possible to drill such high-feed holes. During machining, the hole that once expanded due to cutting heat contracts. For this reason,
If the margin part 6 is provided with a back taper of a size that does not impair the guiding action, the entire margin part 6 will come into contact with the wall surface of the hole, and therefore it will not be possible to sufficiently prevent welding to the margin part 6. It ends up. In this regard, in the above drill, since the entire margin portion 6 is made of cermet or the like, the margin portion 6 can be reliably welded. As a result, the surface roughness of the hole and the life of the cutting edge 5 can be significantly improved. Furthermore, since cermets, ceramics, and ultra-high pressure materials are all harder than cemented carbide, the rotational speed of the drill can be increased to perform even higher-speed drilling. In addition, the diameter d according to the rotation locus of the inner cutting edge tip 3 (the cutting edge part made of cemented carbide) and the outer cutting edge tip 4 (made of cermet, ceramics, or ultra-high pressure material) Since the relationship with the diameter D according to the rotation locus of the cutting edge portion (constituting the cutting edge portion) is 0.5D≦d≦0.8D, the bonding strength of the cutting edge tip 4 on the outer circumferential side is sufficient, and the It can prevent chipping of the cutting edge part and improve the lifespan. In order to demonstrate the critical significance of such numerical limitations and the effects of such numerical limitations, test results are shown below. [Test results] Drill configuration Material of inner cutting edge tip 3 Cemented carbide Material of outer cutting edge tip 4 Cermet Diameter of outer cutting edge tip 4 D 20 mm Cutting conditions Number of revolutions 954 rpm Feed 0.3 mm/ rev Work material Material S48C Hardness HB200 Depth 20mm Number of holes drilled 10 50 drills each of 5 types (4 mm, 7 mm, 10 mm, 13 mm, 16 mm, 19 mm) with diameter d for the cemented carbide part were manufactured. , compared under the conditions described above. The results are shown in Table 1, including the bonding strength and life of the cutting blade 4 on the outer peripheral side.
【表】
上記のような試験結果から明らかなように、内
周側の切刃チツプ3の回転軌跡による直径dと、
外周側の切刃チツプ4の回転軌跡による直径Dと
の関係が
0.5D(=20mm)>d
である場合には、欠けを生じやすくなることが理
解できる。これは、外周側の切刃チツプ4の切刃
の長さが長い場合に、内側の部分と外側の部分と
では切削速度(周速度)に差が生じるからである
(切刃チツプ4のうちでも切削速度が外周側より
も内周側のほうが遅くなる)。つまり、外周側の
切刃部分にサーメツトのように硬度がきわめて大
なる材質を用いて0.5D>dとした場合には、切
削速度(周速度)が遅い内周側の部分は欠けやす
くなり、ドリルとしての寿命を短縮させてしまう
のである。このことは、セラミツクス・立方晶窒
化硼素についても同様である。
また、内周側の切刃チツプ3の回転軌跡による
直径dと、外周側の切刃チツプ4の回転軌跡によ
る直径Dとの関係が
d>0.8D(=16mm)
である場合には、切刃チツプ4とドリル本体1と
のろう付けによる接合面積が小さくなり、切刃チ
ツプ4の剥離・脱落の頻度が高くなるということ
が理解できる。
すなわち、超硬合金によつて構成される切刃部
分3の回転軌跡による直径dと、サーメツトによ
つて構成される切刃部分4の回転軌跡による直径
Dとの寸法関係が、0.5D≦d≦0.8Dである場合
に、接合強度と寿命といういわば相反する要求を
満足することができるのである。
また、第2図はこの考案の他の実施例を示して
いる。この実施例は、超硬合金製の切刃チツプ7
の外周部に先端から後端まで延在する段部8を形
成し、この段部8にサーメツト、セラミツクスま
たは超高圧材料からなる切刃チツプ9をろう付け
固定したものであり、この切刃チツプ9に切刃5
の外周部分が形成されるとともに、マージン部6
が形成されている。なお、その他の構成は上記実
施例と同様になつており、同様な部分には同一符
号を符してその説明を省略する。この場合には、
切刃チツプ7と切刃チツプ9を予め一体化してお
き、それをドリル本体1にろう付けするようにし
てもよく、切刃チツプ7と切刃チツプ9とを順次
ろう付けするようにしてもよい。
なお、上記実施例においては、切刃5を2つ形
成しているが、1つあるいは3つ以上形成しても
よい。
以上説明したように、この考案のドリルによれ
ば、切刃チツプのうち、切刃の内周部が形成され
る部分を超硬合金によつて構成する一方、切刃の
外周部および全マージン部をサーメツト、セラミ
ツクスまたは超高圧材料によつて構成しているか
ら、切刃およびマージン部における溶着を大幅に
軽減することができ、しかもより一層高速穴明け
加工を行うことができる等の効果が得られる。ま
た、超硬合金によつて構成される切刃部分の回転
軌跡による直径dと、サーメツトまたはセラミツ
クスまたは超高圧材料によつて構成される切刃部
分の回転軌跡による直径Dとの寸法関係を0.5D
≦d≦0.8Dとしてので、サーメツト等の切刃部
分の接合強度を十分なものとし、しかもその切刃
部分の欠けを防止して長寿命化を図ることができ
る。[Table] As is clear from the above test results, the diameter d according to the rotation locus of the inner cutting edge tip 3,
It can be seen that chipping is likely to occur when the relationship between the rotation locus of the cutting edge tip 4 on the outer peripheral side and the diameter D is 0.5D (=20mm)>d. This is because when the length of the cutting edge of the cutting edge tip 4 on the outer circumferential side is long, there is a difference in cutting speed (peripheral speed) between the inner part and the outer part. However, the cutting speed is slower on the inner circumference than on the outer circumference). In other words, if a material with extremely high hardness such as cermet is used for the outer cutting edge part and 0.5D>d, the inner part where the cutting speed (circumferential speed) is slow is likely to chip. This shortens the life of the drill. This also applies to ceramics and cubic boron nitride. Furthermore, if the relationship between the diameter d according to the rotation locus of the inner cutting edge tip 3 and the diameter D according to the rotation trajectory of the outer cutting edge tip 4 is d>0.8D (=16 mm), the cutting It can be understood that the joint area of the cutting blade tip 4 and the drill body 1 due to brazing becomes smaller, and the frequency of peeling and falling off of the cutting blade tip 4 increases. That is, the dimensional relationship between the diameter d of the cutting blade portion 3 made of cemented carbide according to the rotational trajectory and the diameter D of the cutting blade portion 4 made of cermet according to the rotational trajectory is 0.5D≦d. When ≦0.8D, it is possible to satisfy the contradictory requirements of bonding strength and life. Moreover, FIG. 2 shows another embodiment of this invention. In this embodiment, the cutting blade tip 7 is made of cemented carbide.
A step part 8 extending from the tip to the rear end is formed on the outer periphery of the blade, and a cutting edge tip 9 made of cermet, ceramics, or ultra-high pressure material is fixed to this step part 8 by brazing. Cutting blade 5 on 9
The outer peripheral part of the margin part 6 is formed, and the margin part 6 is formed.
is formed. Note that the other configurations are similar to those of the above embodiment, and similar parts are denoted by the same reference numerals and explanation thereof will be omitted. In this case,
The cutting edge tip 7 and the cutting edge tip 9 may be integrated in advance and then brazed to the drill body 1, or the cutting edge tip 7 and the cutting edge tip 9 may be brazed one after another. good. In the above embodiment, two cutting edges 5 are formed, but one or three or more cutting edges 5 may be formed. As explained above, according to the drill of this invention, the part of the cutting edge tip where the inner circumference of the cutting edge is formed is made of cemented carbide, while the outer circumference and the entire margin of the cutting edge are made of cemented carbide. Since the part is made of cermet, ceramics, or ultra-high pressure material, welding at the cutting edge and margin part can be significantly reduced, and furthermore, high-speed drilling can be performed. can get. In addition, the dimensional relationship between the diameter d according to the rotation locus of the cutting blade made of cemented carbide and the diameter D according to the rotation locus of the cutting blade made of cermet, ceramics, or ultra-high pressure material is 0.5. D
Since ≦d≦0.8D, the bonding strength of the cutting edge portion made of cermet or the like can be made sufficient, and furthermore, the cutting edge portion can be prevented from chipping and the service life can be extended.
第1図はこの考案の一実施例を示し、Aはその
底面視図、Bはその一部省略側面図、第2図はこ
の考案の他の実施例を示し、Aはその底面視図、
Bはその一部省略側面図である。
1……ドリル本体、3,4……切刃チツプ、5
……切刃、5a……内端縁、6……マージン部、
7,9……切刃チツプ、O……回転中心軸線。
FIG. 1 shows an embodiment of this invention, A is a bottom view thereof, B is a partially omitted side view thereof, and FIG. 2 is another embodiment of this invention, A is a bottom view thereof,
B is a partially omitted side view. 1... Drill body, 3, 4... Cutting tip, 5
... Cutting edge, 5a ... Inner edge, 6 ... Margin part,
7, 9... Cutting blade tip, O... Rotation center axis.
Claims (1)
定し、この切刃チツプの先端部に内端縁が前記ド
リル本体の回転中心軸線から0,1mm〜1,25mm
離れた切刃を形成するとともに、同切刃チツプの
外周部にマージン部を形成してなるドリルにおい
て、前記切刃チツプは、前記切刃の内周部が形成
される部分が超硬合金によつて構成され、前記切
刃の外周部および全マージン部が形成される部分
がサーメツトまたはセラミツクスまたは超高圧材
料によつて構成され、かつ超硬合金によつて構成
される切刃部分の回転軌跡による直径dと、サー
メツトまたはセラミツクスまたは超高圧材料によ
つて構成される切刃部分の回転軌跡による直径D
との関係が0,5D≦d≦0,8Dであることを特
徴とするドリル。 A cutting tip is fixed to the tip of the drill body by brazing, and the inner edge of the tip of the cutting tip is 0.1 mm to 1.25 mm from the rotation center axis of the drill body.
In the drill, in which cutting edges are formed separately from each other and a margin is formed on the outer periphery of the cutting edge, the portion of the cutting edge where the inner periphery of the cutting edge is formed is made of cemented carbide. The rotation locus of the cutting blade portion is configured such that the outer circumferential portion and the entire margin portion of the cutting blade are made of cermet, ceramics, or ultra-high pressure material, and the portion is made of cemented carbide. and the diameter D due to the rotation locus of the cutting edge portion made of cermet, ceramics, or ultra-high pressure material.
A drill characterized in that the relationship between the two is 0,5D≦d≦0,8D.
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JP11544883U JPS6022213U (en) | 1983-07-25 | 1983-07-25 | Drill |
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1983
- 1983-07-25 JP JP11544883U patent/JPS6022213U/en active Granted
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Publication number | Publication date |
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JPS6022213U (en) | 1985-02-15 |
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