JPS63318208A - ツイストドリル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ねじれ溝にチップブレーカ−を形成したツ
イストドリルに係わり、特に、切削トルクを軽減する技
術に関するものである。

［従来の技術］ 従来、ねじれ溝にさらに溝を形成し、この溝で切屑をカ
ールさせて切屑の排出性を向上させたツイストドリルが
種々提案されている。第８図および第９図に示すものは
、そのようなツイストドリルの一例であって、工具本体
ｌの外周部に２つのねじれ溝２・２が形成されるととも
に、ねじれ溝の回転方向を向く壁部の先端稜線部に切刃
３が形成され、さらに、ねじれ溝の回転方向中間部に、
ねじれ溝２の壁部に対して切刃３に沿う方向へ向けて凹
となる断面円弧状の凹溝４が形成されたものである。

このようなツイストドリルでは、第９図中矢印方向へ向
かって成長する切屑を凹溝４の壁面に押し付けることに
より、切屑を小さな曲率半径でカールさせて短尺に分断
することができ、切屑を円滑に排出することができると
いう利点がある。

［発明が解決しようとする問題点コ ところで、上記の占うなツイストドリルにあっては、凹
溝を切屑の成長方向へ向かって凹となるように形成して
いるから、切屑が凹溝の壁面全体に接触して拘束される
。この結果、切屑には壁面との摩擦抵抗のみならず壁面
から受ける反力が切屑の成長方向と逆方向に作用し、切
屑の成長が著しく阻害される。このため、ツイストドリ
ルに多大な切削トルクが生じ、切削加工用機械に大きな
動力が必要となるばかりでなく、ツイストドリルが長尺
である場合などに折損事故につながる危険性があった。

［発明の目的コ この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、切屑を
小さな曲率でカールさせて短尺に分断することができる
のは勿論のこと、切屑をカールさせる際の抵抗を小さく
することができ、したがって、切削トルクを軽減するこ
とができるツイストドリルを提供することを目的とする
。

［問題点を解決するための手段］ この発明のツイストドリルは、ねじれ溝の回転方向中間
部に、ねじれ溝の壁部に対して工具本体の略軸線側へ向
かって凹となる凹溝を上記ねじれ溝に沿って形成したも
のである。

［作用］ 凹溝を切屑の成長方向とほぼ直交する略軸線側へ向けて
凹となるように形成しているから、凹溝とねじれ溝との
交叉部から切屑の成長方向に向かう壁面の相当部分は切
屑と接触せず、壁面と切屑との間に隙間が形成される。

このため、切屑が凹溝の壁面との接触部から受ける反力
は、切屑を上記隙間を小さくする方向へ曲げるための比
較的小さなモーメントとして作用する。したがって、切
屑の成長を阻害することなくこれを小さな曲率でカール
させることが可能となる。

［実施例］ 第１図〜第６図はこの発明の一実施例を示す図である。

第１図において符号８は工具本体である。

工具本体８の外周部には、前記従来のものと同様に、ね
じれ溝９が形成され、このねじれｉ＊９の回転方向を向
く壁面の先端縁には切刃ｌＯが形成されている。また、
工具本体８の先端逃げ面１１・１１には、それらの回転
方向中央部から後方へ向かう部分が下り勾配の傾斜面１
２とされたいわゆるＸ型シンニングが施されている。

ねじれ溝９の回転方向を向く壁面は、第３図中Ｒ１で示
す曲率半径の凹曲面（以下、第１凹曲面という）１３に
形成されている。また、ねじれ溝９のヒール９ａ側の壁
面は回転方向後方へ向かって凸となる凸曲面１４に形成
されている。そして、ねじれ溝９の回転方向中間部には
、ねじれ溝９の壁面に対して工具本体８の軸線０側へ向
かって凹となる凹溝１５が、ねじれ溝９に沿って形成さ
れている。

凹溝１５の壁面は、軸断面形状が第３図中Ｒ１で示す曲
率半径の円弧状の凹曲面（以下、第２凹曲面という）１
６に形成されている。第２凹曲面１６の曲率半径Ｒ１は
、第１凹曲面１３の曲率半径Ｒ０の０．３３〜０．６９
倍とされている。すなわち、切刃ＩＯで生成された切屑
は第１凹曲而１３によって曲げられ、さらに第２凹曲面
１６によって曲げられる。したがって、切屑が第２凹曲
面１６で良好に曲げられろためには、第１凹曲面１３で
曲げられた切屑の曲率半径が第２凹曲面１６の曲率半径
よりもある程度大きいことが必要であり、上記上限はそ
のしきい値である。一方、下限値を下回っていると、第
２凹曲面１６において切屑を曲げる際の曲げモーメント
が大きくなり、切削トルクが急増する。

また、軸線Ｏから第２凹曲面Ｉ６の曲率中心Ｐ、までの
距離Ｑおよび曲率半径Ｒ３は、ドリル外径をＤとしたと
きに、Ｄ＞　２　（Ｑ＋　Ｒｌ）となるように設定され
ている。この式の左辺の値が０以上の場合、第２凹曲面
１６を含む仮想円弧がドリル外径線と接触しあるいは外
径線からはみ出すこととなる。このため、第２凹曲面１
６で曲げられた切屑が加工穴の内壁面に衝突し、切屑の
排出性が損なわれる。

さらに、第２凹曲面１６の円弧状をなす部分の中心角α
は、第１凹曲面１３の円弧状をなす部分の中心角βの１
．５〜２．４６倍に設定されている。αが上限を上回る
と、工具本体８の基端側へ流出する切屑が束縛され、そ
の排出性が損なわれろ。一方、下限を下回ると、切屑が
良好に曲げられず第２凹曲面１６の曲率半径よりも大き
な曲率でカールする結果、切屑が加工穴の内壁面に衝突
し易くなる。

また、凹溝１５とねじれ溝９との交叉部１７における第
１．第２凹曲面１３．１６の接線角γは、１２０〜１６
１゛に設定されている。γが上限を上回ると、切屑が第
２凹曲面１６のほぼ全体に押し付けられることとなり、
その結果、切削トルクが大きくなる。一方、下限を下回
ると、交叉部１７にチッピングが発生し易くなる。

ところで、上記凹溝の深さＨは、ツイストドリルの剛性
を損なわないために、芯厚（第２凹曲面■６・１６間の
肉厚）がツイストドリルの直径の０．２倍以上確保され
るように設定されている。

また、凹溝１５の長さは少なくとも切屑の幅よりも長い
ことが必要である。したがって、凹溝１５の長さは、先
端逃げ面１１を最大限まで再研磨しても、なおかつ切刃
ＩＯ長さ以上確保されるように充分長く設定されている
。なお、上記第１、第２凹曲面１３．１６ｉ：は、Ｔｉ
Ｃ，Ｔ１ＣＮ等の硬質層が被覆されている。

次に、このようなツイストドリルにより切削加工を行う
場合の作用について第４図ないし第６図を参照ｊ、なか
ら説明する。

切刃１０によって生成された切屑１８は、第１凹曲面１
３に沿って凹溝１５側へ向かって成長し、凹溝１５に達
する。しかし、凹溝１５がねじれ溝９に対して軸線０側
へ向けて凹となるように形成されているから、凹溝１５
とねじれ溝９との交叉部１７から切屑１８の成長方向に
向かう第２凹曲面Ｉ６の相当部分は切屑１８と接触せず
、第２四曲面１６と切屑１８との間に隙間Ｔが形成され
る（第４図参照）。次に、切屑１８は第２凹曲面１６と
の接触部Ｐから受ける反力により上記隙間Ｔを小さくす
る方向へ曲げられる（第５図参照）。

そして、切屑１８は接触部Ｐにおいて連続的に曲げられ
、第２凹曲面１６の曲率半径Ｒ１とほぼ等しい曲率でカ
ールしく第６図参照）、加工穴の内壁面に接触すること
なくねじれ溝９に沿って工具本体８の基端側へ流出する
。

上記のようなツイストドリルにおいては、切屑１８を小
さな曲率で曲げて短尺に分断することがテキ、したがっ
て切屑１８の排出性を向上させることができる。さらに
、切屑１８が第２凹曲面１６との接触部Ｐから受ける反
力は、切屑１８を隙間Ｔを小さくする方向へ曲げるため
の比較的小さなモーメントとして作用するから、切屑１
８の成長が阻害されることがなく、多大な切削トルクが
生じることがない。したがって、切削加工用機械の動力
を小さくすることができ、さらに、長尺のツイストドリ
ルを使用したときの折損事故などの発生を未然に防止す
ることができる。また、第２凹曲面１６に硬質層が被覆
されているから、切屑１８との摩擦による摩耗が防止さ
れ、ツイストドリルの寿命を長くすることができる。

なお、上記実施例では、ねじれ溝９の回転方向を向く壁
面を軸断面形状が円弧状の第１凹曲面１３に形成してい
るが、平坦面としても同様の効果を得ることができる。

また、凹溝１５は、上記のような軸断面円弧状のものに
限らず、ねじれ溝９に対して軸線０側へ向かって凹とな
る凹曲面であれば、その形状は任意である。

次に、第７図は本発明の他の実施例を示す図である。こ
の図に示すツイストドリルは、上記実施例においてねじ
れ溝９のヒール９ａ側の壁面１９を、第１凹曲面電３の
円弧と同心の円弧状に形成したものであって、上記実施
例と同様の効果を奏するものである。

［発明の効果コ 以上説明したようにこの発明のツイストドリルでは、ね
じれ溝の回転方向中間部に、ねじれ溝の壁部に対して工
具本体の略軸線側へ向がって凹となる凹溝を上記ねじれ
溝に沿って形成しているから、切屑を小さな曲率でカー
ルさせて短尺に分断することができ、その処理を容易に
することができる。さらに、切屑をカールさせる際の抵
抗を小さくすることができるので切削トルクを軽減する
ことができる。したがって、切削加工用機械の動力を小
さくすることができ、さらに、長尺のツイストドリルを
使用した場合の折損事故などの発生を未然に防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明の一実施例を示す図であっ
て、第１図はツイストドリルを示す底面図、第２図は第
１図の■方向矢視図、第３図はツイストドリルを拡大し
た軸線方向視断面図、第４図ないし第６図はそれぞれ切
屑が伸びる状態を説明するための軸線方向視断面図、第
７図は本発明の他の実施例のツイストドリルを示す底面
図、第８図および第９図は従来のツイストドリルの一例
を示す図であって、第８図はその底面図、第９図は第８
図の■方向矢視図である。 ｌ・・・・・・工具本体、２・・・・・・ねじれ溝、３
・・・・・・切刃、４・・・・・・凹溝、８・・・・・
・工具本体、９・・・・・・ねじれ溝、１０・・・・・
・切刃、１１・・・・・・逃げ面、１５・・・・・・凹
溝、Ｏ・・・・・・軸線。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）軸線回りに回転せしめられる工具本体の外周に、
   先端逃げ面に開口するねじれ溝が形成されたツイストド
   リルにおいて、上記ねじれ溝の回転方向中間部に、ねじ
   れ溝の壁面に対して略軸線側へ向かって凹となる凹溝を
   上記ねじれ溝に沿って形成したことを特徴とするツイス
   トドリル。
2. （２）上記凹溝の壁面とねじれ溝の回転方向を向く壁面
   とを軸断面形状が略円弧状の凹曲面となるように形成し
   、かつ、凹溝の壁面の曲率半径をねじれ溝の壁面の曲率
   半径の０．３３〜０．６９倍に設定したことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載のツイストドリル。
3. （３）工具本体の軸線から上記凹溝の壁面の曲率中心ま
   での距離ｌおよび上記壁面の曲率半径Ｒ＿１を、ドリル
   外径をＤとしたときに、 Ｄ＞２（ｌ＋Ｒ＿１） となるように設定したことを特徴とする特許請求の範囲
   第２項記載のツイストドリル。
4. （４）上記凹溝の壁面の略円弧状をなす部分の中心角を
   、上記ねじれ溝の壁面の略円弧状をなす部分の中心角の
   １．５〜２．４６倍に設定したことを特徴とする特許請
   求の範囲第２項記載のツイストドリル。