JPS6339707A - 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 本発明は特に完全に超硬金属材料から成る（イストドリ
ルであって、ドリルポイントグラインディングによって
研削嘔ｎた主−Ａけ面を備えた形式のものに関する。こ
の場合、超硬金属材料は、少なくとも刃物材料としての
焼結冴料又は汲合材料をも含む。

従来の技術 ドリルポイントグラインディングはチゼルエツジの近傍
では逃げ角の増大を招く。これはセンタリングのより穴
あけを容易にするが、その反面、チゼルエツジが弱くな
るために、強力な送りにとって不利である。それゆえ、
ドリルポイントグラインディングによって研削されるツ
イストドリルにおいては切削条件を改善するためにチゼ
ルエツジにしばしば例えはシンニング又は被削材料に側
方すくい角を適合させることによって修正が施される（
　Ｒ、５ｔａｃｋ　Ａ（）　、ベルリン、第６版、１９
７９　、５Ｔｏａｘ　−ＴＡＳＣＨＥ−ＮＢＵＣＨ、第
４０頁）。

本発明が解決しようとする問題点 本発明の殊題はセンタリングのよい容易な穴あけ特性が
維持されると共に高い送り力による作業が許容され、そ
れにもかかわらず長い耐用寿命が保址されるような冒頭
に述べた形式のツイストドリルを形成することにある。

問題点を解決するだめの手段 上記課題を解決した本発明の要旨は、ドリルポイントグ
ラインディングによって研削づれた主逃げ面を備えたツ
イストドリルにおいて、ａ）心厚がドリル直径の２５乃
至４０Ｘであり、ｂ）ドリルポイントグラインディング
の開始時に、主逃は面を形成するためのといしの外周＠
郭がドリル４ｓ＝を越えており、この越えた銀層を超過
量と呼べばこの超過量がドリル直径の６乃至１５％であ
り、Ｃ）ドリルポイントグラインディングが継続される
に伴なって、といしが超過位置から半径方向で引続き運
動し、主逃は面のドリルポイントグラインディング終了
時に、ドリルの外周輪郭がドリル軸縁に遅しｌＩＡ手前
の位置を占めており、ドリル軸疎と、この手前の位置と
の間隔を不足量と呼べば、この不足量が１、＋　ＩＪル
の直径の７乃至１４％であり、ｄ）主切刃の研削から出
発してドリルポイントグラインディング全領域にわたっ
て母線の軸方向送りがドリル軸方向で累進的に増大し、
その結果、主切刃からの間隔増大に伴なって先端逃は角
が増大していることにある。

本発明の作用・効果 本発明に基づくツイストｓ　ＩＪルは水準以上の心厚を
有し、これによって、安定度が増大スる６さらにこれに
よってチゼルエツジが延長される、一般にはこのように
すると穴あけ性能及び切削性能が悪化し、ドリルが切削
するよりむしろ圧動するようになるが、本発明によれは
このようなことが生じない。

チゼルエツジがほぼ連続的に主切刃へ移行していること
によって切刃に沿った応力ピークが回ｉ！！される。

テ七゛ルエツジの延長並びにドリルポイントグラインデ
ィングの本発明の構成によって、切屑は発生後たたちに
チゼルエツジ領域内での変回によって変形されて著しく
越負荷感れる。この切屑に、切Ｎ室内への没入時に付加
的な為いねじ多負荷が強制され、これによって切屑が細
断される。

この１ｍ断によってみそを通る切屑の搬出が容易となる
、このようにツイストドリルの切屑細断性能がよめと、
切屑量が者しく多い楊せでも、心厚の増大に起因するみ
ぞ横ｉ面の減少が不利に作用しない、、要するにこの細
断性能によって、心厚増大によって生じるみぞ＋ｊ４断
面の減少が十分に補償される。本ツイストドリルは従来
のものに比して大きな送り力で作業可能である。

超硬金属の切刃材料のしん性が低いことによって、主切
刃とチゼルエツジとの闇に可能な限り大きな刃物角が生
じる。

実施例 本発明の１実施例による図示の被みぞツイストドリル（
以下ドリル）１はねじれみそとして形成されたみぞ２が
主切刃３の数たけ設けられている。本発明は６つ以上の
主切刃、便って６つ以上のみそを備えたドリルにも適応
される。

みぞ２はドリル本体に、心厚Ｋ（４）’？！−形成する
深さで形成されている。主切刃３はウェブの領域でチゼ
ルエツジ６によって互いに結合されており若しくはチゼ
ルエツジ６へ移行している。

本発明ドリルでは、心厚Ｋ（４）はドリル直径８の２５
乃至４０丸である。ドリルの切削方向は矢印９で示され
ている。ドリルの端面、換言すれば主切刃３と外周５と
の間に位置する面が主逃は面１０を形成している。ポイ
ントは符号１１、先端角σは符号１２及びドリル軸線７
内の刃物角β２は符号２５で示されている。

ドリルポイントグラインディングは本発明の１実施例で
は定置の＠紬１３回りに回転する端面研削といしく以下
といし）１４によって行なわれる。研削のさいのドリル
１とといし１４との相対位置が第１２図乃至８１８図に
示芒れている、第１２図ではといし１４が定置に支ホさ
れ、ドリルが回転位置ψ−０にあり、この位置では大体
において主切刃３が研削される。第１６図ではドリル１
がといし１４に対する相対的な終端位置にあり、この位
置ではドリル１が矢印１９で示す半径方向送り馳の方向
でといし１４に対して相対的に並進的に移動しており、
かつ矢印９で示すドリル切削方向で９００回転している
。要するに第１３図ではドリルが−ドリルｌ１ＩＩ緑７
に関連して一回転位ｈψ−９０’にある。この回転位置
ψ＝９００はドリルポイントグラインディング終了位置
である。

第１４図乃至第１８図は、ｓ　ＩＪル１の回転位置ψ＝
−６０°におけるドリルポイントグラインディング開始
時でのといしのまだ駐い最初の係合位置（第１４図）か
ら出発用して、ｌ’　リルの回転位置ψ−０’、３０’
、６００及び９０’で終るまでのドリルの回転位ｔｔ’
を研削方向で順次示したものである。ドリル１は回転位
置ψ−−６Ｕ０からψ−＋９００までといし１４に対し
て相対的に矢印１９の方向で半径方向に並進的に移動す
る。ドリルのこの半径方向送りＨＲは第１４図から第１
８図までドリル軸線７に対するといし１４の外周輪郭１
５の相対位置の変化から明らかに認められる。ドリルの
各回転位置でそれぞれ母線１６と、といし１４のノ〜ツ
チングで示された接触面１７とが認められる、 回転位置ψ−〇０では、母線１６若しくはといし１４の
外周輪郭１５がドリル中心若しくはドリルＮｉ１ｉｌｉ
１７を越える。この越えた童を仮に超過量若しくは超過
量［１８（Ｓｊｉ）と呼ぶなら。

それはドリル直径の６乃至１５％である。軟い材料の加
工のさいにはこの数値が小さく、硬い材料の加工のさい
にはこの値が大きい。櫃が大きい方がドリルの安定性が
高いのはいうまでもない。

連続的にドリルポイントグラインディングが行なわれ、
回転位置ψ−０°から矢印９で示す一すル切削方向でド
リル１を連続的に回転させることによって、母線１６は
半径方向で超過量ｔ（第１２図及び第１５図）から出−
をＦ　ＩＪル１の半径方向送りＨＲの方向で引続き移動
する、この移動は、本実施例によればドリルの縦方向に
対して直角な、ドリルｌｌｌｌ１１１ｊＩの並進運動に
よって生じる。この半径方向送ジＨＲハ矢印１９の方向
で有効である。ドリルポイントグラインディング終了時
（回転位置ψ−９０°；第１６１、第１８図）に、母線
１６若しくはといし１４の外周輪郭１５はドリル軸線の
手前の前位υにあり、この位置とドリル軸線との間隔を
不足首Ｕ（２０）と呼べば、この不足首ｊｉ　（２０）
はドリル直径８の７乃至１４％である。その場合、小さ
い数値はドリル直径８が大きい場合並ひに被削材料が軟
い場合に該当し、大きい数値はドリル直径８が小さい場
合並びに：＆剛材料が硬い場合に該当する。

ドリルポイントグラインディング中にといし１４に対し
て相対的にドリル１の軸方向送りが矢印２１の方向で行
なわれる。この軸方向送りは、半径方向送り　ＨＲ（矢
印１９の方向）に比例する基本送りＨ６から合成される
。この基本送りＨ６によって、−リルは常時といし表面
２２に接触を保つ。軸方向送りに関与するこの基本送り
Ｈ６（矢印２１）はそれ目体ドリルポイントグラインデ
ィングを何なわず、若しくは−Ａけ角を規定することな
く、十住方向送りＨＲ（矢印１９）の補償にのみ役立つ
。ドリルポイントグラインディングは、ドリル１の回転
位置ψの経過に伴なって回転位負ψ−９０°（ドリルポ
イントグラインディング終了位＆）に至るまで累進的に
増大する付加的な軸方向送り成分ＨＡによって行なわれ
る（第２０図及び第２１図参照）。この積大は４利には
ｅ関数に相応する。

これによって、主切刃３の研削から出発してドリルポイ
ントグラインディング全憤域にわたって、矢印２１の方
向で行なわれる母＆１１６の合成された軸方向送りは、
ドリルの回転角（回転位１自）ψの累進的な増大若しく
は主切刃３からの間隔増大に伴なって主切刃３の先端逃
げ角が積大するように、（＋　ＩＪル１の軸線方向で累
進的に生じる。

ドリルの連続的な回転位置（回転角）ψを伴なう、矢印
１９の方向で生じる半径方向送りの履歴は送択的に第２
０図及び第２１因に示すように直線的であってもよく、
又は第２２図及び第２６図に示すように累進的であって
もよい。

第２２図及び第２６図に示す加工では第２０図及び東２
１図に示す加工に比して萌削努の欣快の送り軸を節約す
ることができる。

以下に若干の例１〜３について読切する。

例　１ １、　全超硬金属ドリル　φ１６．５ 超唆金属品質　Ｐ２Ｏ（コーティング）σ　＝１４０” αχ　−６゜ ・　＝　１．２５Ｍｍ Ｓむ　＝０．７ｙｔｍ ０　ミ４６°心コンスタント Ｈ２Ｏ−３・口　　朋 使用時の得られた研削データ 実験材料　　　　　ＣＫ　４５ 回　　転　　数　　　　　　　ｎ　＝　２８５０　ｍ１
ｎ−１切削速ｙ−Ｖｃ　−１２０ｍ％’ｍ１ｎ１回転当
りの送り　ｆ　−Ｌｌ、６間 １分当りの込り　　Ｖｆ　＝　１７１０　ｍｍ　／ｍｉ
ｎ穴めけ深さ　　　　　ｒ、ｆ＝２５朋 チップ形状　　　　　短い破片状 例　　２ ２、全′ｉ！ｉ硬金属ドリル　φ８．６超硬金属品實　
　　Ｐ２Ｏ（コーティ ング） σ　＝１４０゜ αχ　−６゜ ｉｉ　　＝Ｌ１．８５ｍ罵 Ｓｉｉ　　−ＣＪ、４２ σ　＝４６°鴛コンスタント 使用時の得られた研削データ 実験材料　　　　　Ｃ３５ 回転数　　　ｎ　””　３２００　ｍ１ｎ−”切削速度
　　　　　ＶＣ＝　８３　　＠／ｍ１ｎ１回転当りの込
り　ｆ−０，６間 １分当りの送り　　Ｖｆ　””　１１００　ｎ１ｍ１ｎ
穴あけ深さ　　　　Ｌｆ＝　　１８ｍｍ併られたスタン
ド距離Ｌ　”　　１２．７　ｍチップ形状　　　　短い
破片状 例　　６ ドリル　　　　　ＶＣｆ Ｈ８Ｓ　−ドリル　　　２０〜３０　　　０．１２〜０
．２Ｉ（８８−ドリル　　　２５〜３５　　　０．２　
〜ｌＪ、３Ｔ工Ｎ　−ｂｅｓｃｈ ｖＨＭ　−−リル 三つみぞドリル　　　８０〜１００　　０．１２〜０．
２従来のもの 本発明のもの　　８０〜１００　　　　　０．５材料　
　　５Ｑ　Ｃｒｙ４ 強　　度　　　　　　　　８００　　　Ｎ／朋２ドリル
直径　　　　１０．５ｍｍ 以上の例から判るように、ドリル直径８．３ｍｍでは、
ドリル全０．６４冨麓／１回転だけ送るために側方逃げ
角αχは６°で十分である。これに対して現在の技術に
基づく円錐外套のドリルホイントグラインデイング研削
面を備えだドリルでは同上のドリル＠径で側方逃は角α
χは１０°が推奨きれる。その場合、この逃は角は０．
１２乃至０．１６　Ｍ／　１回転の送りを可能ならしめ
る。

被削材料に応じて、主切刃３は保護当り部２３を備える
か、又はエツジの丸味付けによって補強される。保護当
り部２３はほぼ運航的にチゼルエツジ６内へ蝙ひる。

本発明に基つぐツイストドリルではポイント１１の頭載
での刃物角βｚ（２５）（第５図では５．１１）はほぼ
６００乃至１２００である。

この安定な刃物角２５は十分良好なセンタリング性能を
可能ならしめると共に大きな送りカ（押圧力）を受止め
ることができる。

刃物角βｚ（２５）の１直は先端角σ（１２）、といし
半径２４及び％Ｋｆｆｉ過ｊｌｓＵ（１８）ＶＣよって
規定される。

刃物角βＺ（２５）によって規定される中央（−〇、５
　Ｘβ２）の負のすくい角ｒは、ポイントから出発して
外側に同かって逐続的に減少しかつ主切刃への移行時に
ほぼ一２０°乃至＋１０°、特に００の値を有する（第
１９図参照）６特に有利には、ツイストドリルにとって
者しく小さな側方逃げ角は例えばわずか６°である（例
１及び例２参照）。

逃は面１０の軸方向のピッチは主切刃３との間隔増大に
伴ない累進的に延びる。これによって、逃は角がわずか
な場合、要するに刃物角が安定な場合、チゼルエツジ６
と逃げ面１０との間に最大可能な切屑呈が生じる、 これによって、チゼルエツジ６からの切屑の排出が甲し
分なく行なわれる。

【図面の簡単な説明】

第１図はツイストドリルの端面図、第２図は第１図の矢
印Ｉの方向から見たツイストドリルの側面図、第３図は
第２図の矢印ｌの方向から見た側面図、第４図は第１図
及び第２図の矢印■の方向から見た図、第５図は第１図
のＶ−■線に沿った断面図、第６図は付加的な切屑里修
正を施したツイストドリルの晦面図、第７図は同ツイス
トドリルの側面図、第８図ｆ′ｉ第７図の矢印■の方向
から見た仙」面図、第９図は第７図の矢印■の方向から
見た図、第１０図は第６図及び第７図の矢印Ｘの方向か
ら見た図、第１１図は第６図の℃−Ｘ線に沿った断面図
、第１２図は第２図に示すドリル先端部に、ドリルの回
転位置ψ＝０°でといしが切削係合している状慇？示す
図、第１６図は）＋）　ＩＪルの回転位置ψ−９０°で
ドリル先端部にといしが切削係合している状態を示す図
、第１４図はドリルの回転位置ψ−−６０°におけると
いしの外周輪郭、主切刃の逃げ面の母線及びドリルとと
いしとの接触面を示すドリルの端面図、第１５図はドリ
ルの回転位置ψ−〇０における第１４図と同様のドリル
の端面図、第１６図はドリルの回転位置ψ−３０’にお
ける第１４図と同様のドリルの端面図、第１７図はドリ
ルの回転位置ψ＝６００に２ける第１４図と同様のドリ
ルの端面図、第１８図はｌ、＋　ＩＪルの回転位置ψ−
９０’における第１４図と同様のドリルの端面図、第１
９図は主切刃の軸方向の逃は角ｔ　ｙ　ＩＪル軸線から
）＋　ＩＪル外周までのドリル半径にわたって示す図、
第２０図は第１４図乃至第１８因に示すドリルポイント
グラインディング過程において、ドリルポインドグライ
／ディング開架時のドリルの回転位置ψ−−３０°とド
リルポイントグラインデイング終了時のドリルの回転位
置ψ＝９０゜との間のドリル回転位置に依存した、とい
しに対するドリルの半径方同送りＨＲの量と、靴方向送
りの成分Ｈ８及び弘の量とを示す図、第２１図はＰリル
ポイントグラインデイング過程時の送りのベクトル金示
す図、第２２図は第１４図乃至第１８図に示すドリルポ
イントグラインディング過程においてドリルポイントグ
ラインディング開始時のドリルの回獣位（鎗ψ＝−３０
’とドリルポイン）・グラインディング終了時のドリル
の回転位置ψ＝９００との闇のドリル回転位置に依存し
た、合成された全送りＨのｆｉｌｉｌ−示す図、第２６
図はドリルポイントグラインディング過程時の送りのベ
クトルを示す図である。 １・・・（ツイスト）げリル、２・・・みぞ、３・・・
主切刃、４・・・心厚、５・・・外周、６・・・チゼル
エツジ、７・・・ドリル軸線、８・・・１リル直径、９
・・・矢印（ドリル切削方向）、１０・・・主逃げ面、
１１・・・ポイント、１２・・・先端角（σ）、１３・
・・軸線、１４・・・といし、１５・・・外周輪郭、１
６・・・母線、１７・・・接触面、１８・・・超過賃（
Ｓｉ　）、１９・・・矢印（半径方回送りＨＲ）、２０
・・・不足量（Ｕ）、２１・・・矢印（＠方向送り）、
２２・・・といし表面、２３・・・保護当り部、２４・
・・といし半径、２５・・・刃物角（β２） １　１．、、、　　（ツイスト）ドリル２　　　、、、
、、みぞ ３　　　、、、、、主切刃 ４　　、、、、、心厚 Ｓ　　　、、、、、外周 ６　　　、、、、、チゼルエツジ ７、、、、、にリル軸線 ８　　　、、、、、　　ドリル直径 ９　　　、、、、、大目」（ドリノウ切肖１４方向〕１
０　　　、、、、、主逃げ面 ｉｉ　　　、、、、、ポイント １２　　、、、、、先端角（σ） ２０　　　、、、、。 ｉ、、、、、ツイスト〕ドリル ２　　、、、、、みぞ ３　　、、、、、主切刃 Ｓ　　　、、、、、外周 ６　　、、、、、−ｙ−＋：ｔｖエツ。 ７　　・・・・・　トリ・・＠線 ８　　・・・・・　トリ・・直径 １０　　・・・・・主逃げ面 １１　　　、、、、。 ２３　　・・・・・保護当！７部 ２５　　・・・・・刃物角味） 二ｈＢ ＝τ′ １、、、、、ｃツイスト）ドリル ２　　・・・・・みぞ ２　　　、、、、、みぞ ３　　・・・・・主切刃 ５　　　、、、、、外周 ６　　　、、、、、チャ・７２．ッ。 ７　　・・・・・　トリ・・軸線 １０　　・・・・・主逃げ而 １１　　・・・・・ポイント ２５　　・・・・・刃物角（β２） １　　　、、、、、＜ツイスト〕ドリル２　　、、、、
、　　みぞ ３　　　、、、、、　　主切刃 ５　　　、、、、、　　外周 ６　　　、、、、、　　チビルエノゾ ７　　　、、、、、　　ドリル軸線 ８　　　、、、、、　　ドリル１■径 ９　　・・・・・　矢ｒＪ１（ドリル切削方向）１０　
　　、、、、、　　主逃げ面 １３　　　、、、、、　　軸線 １４　　　、、、、、　　といし １５　　　、、、、、　　外周輪郭 ｉｓ　　　、、、、、　　超過量（ｓｉｊ２４　　　、
、、、、　　、！：いし半径１　　　、、、、、　Ｃツ
イスト〕ドリル２　　　、、、、、みぞ ３　　　、、、、、玉切刃 ６　　　、、、、、チビルエノシ ７　　　、、、、、ドリル＠線 ９　　　、、、、、矢印（ドリル切削１回）ｉｏ　　　
、、、、、主逃げ面 １３　　　、、、、、＠線 １５　　　、、、、、外周輪郭 １６　　　、、、、、ｅ想 １７　　　、、、、、接后面 １８　　・・・・・超過量（ＳＵ） １９　　・・・・・矢印（半径７回送りＨＲ）２４　　
　、、、、、といし半径 二Ｍζノー −コＥｒＩＢ の逃げ角の履歴 ７　　・・・・・　トリ・・＠線 ８　、、、、−　ｓ　ＩＪ　／ｕ＝ｆｆｌ二Ｌｉ？２１
１ ＪｉＥｉ：２ノ １９石５ｚｚ 二ｔシｒ２コ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ドリルポイントグラインデイングによつて研削され
   た主逃げ面（１０）を備えたツイストドリルにおいて、 ａ）心厚（Ｋ、４）がドリル直径（８）の ２５乃至４０％であり、 ｂ）ドリルポイントグラインデイングの開始時に、主逃
   げ面（１０）を形成するための といし（１４）の外周輪郭（１５）がドリ ル軸線（７）を越えており、この越えた距 離を超過量と呼べばこの超過量（Ｓ■、１８）がドリル
   直径（８）の３乃至１５％であり、ｃ）ドリルポイント
   グラインデイングが継続されるに伴なつて、といし（１
   ４）が超過 位置から半径方向で引続き運動し、主逃げ 面のドリルポイントグラインデイング終了 時に、ドリルの外向輪郭がドリル軸線（７）に達しない
   手前の位置を占めており、ドリ ル軸線（７）と、この手前の位置との間隔 を不足量と呼べば、この不足量（■、２０）がドリルの
   直径（８）の７乃至１４％であ り、 ｄ）主切刃（３）の研削から出発してドリルポイントグ
   ラインデイング全領域にわたつ て母線（１６）の軸方向送り（２１）がド リル軸方向で累進的に増大し、その結果、 主切刃（３）からの間隔増大に伴なつて先 端逃げ角が増大していることを特徴とする ツイストドリル。 ２、先端角（σ、１２）が少なくとも１３０゜である特
   許請求の範囲第１項記載のスイストドリル。