JPS64167B2

JPS64167B2 -

Info

Publication number: JPS64167B2
Application number: JP22867486A
Authority: JP
Inventors: Kohei Matsumoto; Yoshio Nakahara
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1986-09-26
Filing date: 1986-09-26
Publication date: 1989-01-05
Also published as: JPS6268213A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、ドリルに関し、特に、基本的にはシ
ンニングが不要なドリルに関する。

従来の技術従来、一般に、ドリルによる穴明け加工におい
て、高能率化を図るためには、ドリルの剛性を高
めることが行なわれている。すなわち、この剛性
が高められたドリル２は、第１図に示すように、
ドリル軸直交方向の双部断面において、図中点線
３で示す標準ドリル３よりも、刃裏面２ｂ及びヒ
ール面２ｃを夫々肉厚に形成して、心厚を大きく
して剛性をもたせるようにしている。

しかしながら、上記構造のものでは、心厚が大
きいために、刃立を行つたときチゼルエツジが標
準ドリル３のものよりも大きくなる結果、切削抵
抗が大きくなつて切削性が悪くなり、第１４，１
５，１６図に夫々斜線で示すような比較的広範囲
にシンニングを精度良く行なう必要が生じ、この
シンニングの巧拙が穴明け精度に影響するといつ
た問題がある。また、このシンニングは再研削毎
に行なう必要があり、煩雑であるといつた問題も
ある。さらに、心厚が大きくなることに対応して
チツプ排出溝の断面積が標準ドリル３よりも小さ
くなり、チツプ排出性能が悪化するといつた問題
があつた。

したがつて、心厚が小さくても十分な剛性を持
つことができ、かつ、チツプ排出溝を比較的大き
く維持することができるドリルの開発が望まれて
いた。

このような要望に応えるドリルとしては、例え
ば、特開昭60−25608号に開示されているものが
ある。

発明が解決しようとする問題点しかしながら、上記構造のものでは、ヒール面
の外側端部がドリル主溝内に覆い被さる形状であ
るため、切り屑スペースを小さくすることにな
る。従つて、上記構造のドリルを使用するとき、
浅穴加工ではさほど問題は生じないが、深穴加工
や硬質被削材では、負荷が増大することと相まつ
て切り屑詰まりが生じるとともに、切削油が先端
まで十分に浸透せずドリルの寿命が短くなるとい
つた問題がある。

従つて、本発明の目的は、切り屑スペースが大
きく、切削油が先端まで十分に浸透して寿命をよ
り長くすることができるドリルを提供することに
ある。

問題点を解決するための手段上記目的を達成するために、本発明は、ヒール
面の外側端部に切欠を形成してチツプ排出溝のス
ペースを大きくするように構成した。すなわち、
チツプ排出溝を構成するヒール面と刃裏面とがド
リル軸方向断面において、大略滑らかな曲面をな
す標準断面刃形に対して、上記標準断面刃形のヒ
ール面よりヒール面中心側が略Ｕ字状にくぼむ一
方、上記標準断面刃形の刃裏面より刃裏面がチツ
プ排出溝に向けて略三角形状に突出するようにし
た断面形状を少なくとも先端部に有し、さらに、
上記ヒール面の外側端部に切欠を形成するように
構成した。

発明の作用上記構成においては、ヒール面の外側端部に切
欠を形成するので、チツプ排出溝のスペースが大
きくなる。また、ドリル軸方向断面において、刃
裏面がチツプ排出溝に向けて略三角形状に突出し
て、ドリル剛性が大きくなるとともに、ヒール面
中心側が略Ｕ字状にくぼんで心厚が小さくなる。

実施例以下に、本発明にかかる実施例を図面に基づい
て詳細に説明する。

第１図は本実施例に係るドリル１の刃部の端面
図で、図中、点線は、チツプ排出溝を構成するヒ
ール面３ｂと刃裏面３ａとがドリル軸方向断面に
おいて、大略滑らかな曲面をなした標準断面刃形
を有する標準ドリル３を示し、２点鎖線は従来の
心厚の大きな高剛性ドリル２を示す。また、第
３，４，５図に夫々本実施例にかかるドリルの刃
先端面、断面側面図及び第４図のＡ−Ａ線断面図
を示す。

上記ドリル１は、上記ドリル軸方向断面におい
て第１図中軸心Ｏ点を中心に点対称に形成されて
おり、一対のチツプ排出溝６，６を形成するとと
もに、湾曲した各チツプ排出溝６の溝壁面に刃裏
面４とヒール面５を夫々備える。

上記刃裏面４は、ドリル軸方向断面において、
標準ドリル３より略三角形状にチツプ排出溝６内
に突出させて突出部４ｃを形成して、標準ドリル
３より肉厚にする。すなわち、刃裏面４の外側４
ａを従来の高剛性ドリル２と同様に突出させる一
方、中心側４ｂを上記高剛性ドリル２の中心側４
ｂよりくぼませて心厚が小さくなるようにする。

また、上記ヒール面５は、ドリル軸方向断面に
おいて、その外側端部に切欠７を形成して、チツ
プ排出溝６のスペースを大きくし、切削油の浸透
をより良くする。この場合、上記切欠７を形成し
ても、ドリルの剛性が落ちたことによるドリルの
寿命低下は起こらなかつた。また、上記ヒール面
５の外側端部の切欠７の近傍より中心側にかけて
Ｕ字状凹部５ａを形成して、外側端部近傍におい
ては標準ドリル３より肉厚に形成する一方、中心
側においては上記高剛性ドリル２や標準ドリル３
よりもくぼませて心厚を小さくする。なお、上記
心厚部分はドリル軸方向に平行な平行心厚（0/10
０）とする。

従つて、ドリル１の切削により生じるチツプ
は、刃裏面４の略三角形状突出部４ｃの外側４ａ
の湾曲面に沿つてチツプ排出溝６内に案内され、
良好に排出される。

上記実施例にかかるドリル１であつて、鉄鋼用
ドリルの具体例を第２図に示す。溝幅比が１：１
〜0.8：１、心厚D₁が0.04〜0.07D（但し、Ｄはド
リル径）とする。そして、両刃裏面の外端を結ぶ
線と刃裏面の中心側湾曲面の接線とのなす角αが
10゜〜15゜、刃裏面の中心側湾曲面の曲率半径R₁を
0.1〜0.2D、刃裏面からヒール面にかけての湾曲
面の直径D₃をφ0.1〜0.2D、ヒール面４の中心側
湾曲面の曲率半径R₂を0.5〜0.8Dとする。なお、
従来の鉄鋼用高剛性ドリルでは、溝幅比が0.8〜
0.9：１、心厚が0.2〜0.45Dであり、シンニング
は必ず行わなければならなかつた。また、鉄鋼用
標準ドリルでは、溝幅比が1.3：１〜１：１、心
厚が0.1〜0.20Dであり、シンニングがときにより
必要であつた。

上記実施例によれば、ヒール面５の外側端部に
切欠７を形成したので、チツプ排出溝６のスペー
スが大きくなり、切削油の浸透が良くなつてドリ
ルの寿命を長くすることができる。また、上記の
ように心厚が小さくなることに対応してチツプ排
出溝６の断面積が標準ドリル３や高剛性ドリル２
よりも大きくなり、さらにチツプ排出性能が良く
なる。すなわち、ヒール面５の中心側にＵ字状凹
部５ａを備えて、チツプ排出溝６を、従来の高剛
性ドリル２や標準ドリル３のチツプ排出溝よりも
大きくすることができるとともに、刃裏面４の突
出部４ｃの外側４ａの湾曲面沿いにチツプをチツ
プ排出溝６内に円滑に案内できるので、チツプの
排出性が向上する。また、刃裏面４に突出部４ｃ
を形成して厚肉にすることにより、心厚を大きく
することなく、ドリル剛性を向上させることがで
きる。また、ヒール面５に凹部５ａを備えたの
で、心厚が標準ドリル３や高剛性ドリル２よりも
小さくなつて、刃立をしたときチゼルエツジも小
さくなる結果、切削抵抗が小さくなつて切削性が
良くなり、シンニングを行なう必要がなくなる。
従つて、従来の高剛性ドリル２のようにシンニン
グの巧拙が穴明け精度に影響するといつた問題を
確実に解消できる。また、再研削毎にシンニング
を行なう必要もない。

なお、本発明は上記実施例に限定されるもので
はなく、その他種々の態様で実施できる。例え
ば、上記心厚部分にはドリル軸方向にごく僅かに
テーパ（０〜0.5/100）をつけてもよい。また、
心厚部分には、第６図に示すように、もつと大き
なテーパ（１〜2/100）をつけてもよい。また、
ドリルは、第７，８図に示すように、ドリル軸方
向の先端部から中央部にかけての前部８を第５図
に示すような断面形状とする一方、中央部から後
端部にかけての後部９を第８図に示すような断面
形状とするとともに、第７図に示すように、前部
８、後部９とも心厚部分をドリル軸方向に平行な
平行心厚（0/100）としてもよい。また、第９図
に示すように、前部６の心厚部分にはドリル軸方
向に心厚テーパ（０〜0.5／100）を僅かにつける
とともに、後部９の心厚部分は平行心厚（0/100）
としてもよい。また、第１０図に示すように、前
部８の心厚部分を平行心厚（0/100）とする一方、
後部９の心厚部分に僅かにテーパ（０〜0.5／
100）をつけるようにしてもよい。さらに、第１
１図に示すように、前部８の心厚部分に僅かにテ
ーパ（０〜0.5／100）をつける一方、後部９の心
厚部分に心厚テーパ（１〜2/100）をつけてもよ
い。また、第１２図に示すように、先端部１０の
みＵ溝部を加工するカツタとして砥石を押し付け
加工したり、あるいは、第１３図に示すように、
先端部１０のみ押し付け加工を行い、残りの部分
には平行心厚あるいは図中二点鎖線で示すような
一様なテーパを有するようにしてもよい。なお、
上記各変形例中、第９，１０，１１，１３図中の
Ａ−Ａ線断面図は第６図に示し、Ｂ−Ｂ線断面図
は第８図に示す。

また、ドリル１の溝幅比や心厚などは、軽合金
用、アルミ用のドリルと上記鉄鋼用のドリルとは
異なり、夫々用途に応じて溝幅比や心厚などを決
めて、シンニングを行わなくてもよいようにす
る。この軽合金用、アルミ用のドリルの一例とし
ては、溝幅比を1.5：１〜1.6：１と大きくすると
ともに、ねじれ角を38〜42度と大きくする一方、
心厚は鉄鋼用ドリルと同じにしたものがある。

また、第３図に斜線で示すように、ドリル１′
の心厚部分にさらにシンニングを行えば、チゼル
エツジがより小さくなり、切削抵抗がより小さく
なつて、穴明け加工精度が向上する。

発明の効果上記構成によれば、ヒール面の外側端部に切欠
を形成したので、チツプ排出溝のスペースが大き
くなり、切削油の浸透が良くなつてドリルの寿命
を長くすることができる。なお、この場合、ヒー
ル部に切欠を形成しても、ドリルの剛性が落ちた
ことによるドリルの寿命低下は起こらなかつた。

また、上記刃裏面が略三角形状に突出したの
で、切削した切屑すなわちチツプが、上記略三角
形状突出部の外側斜面沿いにチツプ排出溝内に円
滑に案内されるとともに、ヒール面の中心側にＵ
字状凹部を備えて、心厚が小さくなることに対応
して上記チツプ排出溝の断面積が標準ドリルや高
剛性ドリルよりも大きくなり、チツプ排出性能が
良くなる。

また、ドリル軸方向断面において、刃裏面がチ
ツプ排出溝に向けて略三角形状に突出したので、
心厚を大きくすることなく、ドリル剛性を大きく
することができ、穴明け加工の高能率化が図れ
る。

また、刃部中心側が略Ｕ字状にくぼむことによ
り、心厚が小さくなり、チゼルエツジが小さくな
つて切削抵抗が小さくなるので、シンニングが不
要となり、シンニングの巧拙が穴明け精度に影響
することがない。

また、ドリルの再研削毎にシンニングを行なう
必要もない。

実施例上記実施例に相当するドリルの寿命を実験によ
り確認した。

（）実験条件は、従来の標準ドリルと実施例
に相当するドリルとを用意し、夫々、全長は92
mmと80mm、溝長さは62mmと25mmとし、上記実施
例に相当するものの副溝長さは４mm、副溝心厚
テーパは6/100とする。さらに上記標準ドリル
と上記実施例のドリルは、先端心厚を0.9mmと
0.48mm、主溝心厚テーパを1.8／100と０、溝幅
比を1.1：１と0.9：１、ねじれ角を31゜と25゜、
先端角を118゜と135゜とし、さらに各ドリルの外
径を５mm、切削速度（回転数）を25ｍ／min、
ドリルの送り速度を0.15mm／min、被切削材料
をJIS S50C（HB240〜250）とし、ドリルの切
削深さは16mm、すなわち16mmの板厚の被削材を
ドリルが貫通するようにし、水溶性エマルジヨ
ンの切削油を使用した。上記実施例にかかるド
リル及び従来のドリルは、夫々５本ずつ使用し
て同じ実験を行い、５本の平均貫通穴数を求め
た。

結果を第１７図に示す。上記実施例のドリル
の平均貫通穴数が289個、従来のドリルの平均
貫通穴数が31個であつた。

（）次に、実験条件を変えて同様な実験を行
つた。

実験条件は、従来の標準ドリルと実施例に相
当するドリルとを用意し、夫々、全長は130mm
と96mm、溝長さは95mmと41mmとし、上記実施例
に相当するものの副溝長さは９mm、副溝心厚テ
ーパは6/100とする。さらに、上記標準ドリル
と上記実施例のドリルは、先端心厚を1.55mmと
0.73mm、主溝心厚テーパを1.8／100と０、溝幅
比を1.0：１と0.9：１、ねじれ角を33゜と25゜、
先端角を118゜と135゜とし、さらに各ドリルの外
径を10mm、切削速度（回転数）を15ｍ／min、
ドリルの送り速度を0.15mm／min、被切削材料
をJIS SKD61（HB298〜321）とし、ドリルの
切削深さは20mm、すなわち20mmの板厚の被削材
をドリルが貫通するようにし、水溶性エマルジ
ヨンの切削油を使用した。上記実施例にかかる
ドリル及び従来のドリルは、夫々３本ずつ使用
して同じ実験を行い、３本の平均貫通穴数を求
めた。なお、本実験において、ドリルの切削長
さは20mmで2Dとなり、深穴加工とは言いにく
いが、上記被削材が硬いので、ドリルに対する
負荷としては深穴加工に匹敵するものである。

結果を第１８図に示す。上記実施例のドリルの
平均貫通穴数が393個、従来のドリルの平均貫通
穴数が32個であつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るドリルの刃部
を示す断面図、第２図は上記ドリルのより具体的
なものの刃先端面図、第３，４図は夫々第１図に
示すドリルの刃先端面図及び断面側面図、第５図
は第４，６，７，９，１０，１１，１３図のＡ−
Ａ線断面図、第６，７，９，１０，１１，１３図
は夫々他の実施例にかかるドリルの断面側面図、
第８図は第７，９，１０，１１図のＢ−Ｂ線断面
図、第１２図はさらに他の実施例にかかるドリル
の側面図、第１４，１５，１６図は夫々従来の高
剛性ドリルにシンニングを行つた場合の説明図、
第１７，１８図は夫々上記実験例の実験（），
（）の結果を示す図である。１，１′……実施例に係るドリル、２……従来
のドリル、２ｂ……刃裏面、２ｃ……ヒール面、
３……標準ドリル、３ａ……刃裏面、３ｂ……ヒ
ール面、４……刃裏面、４ａ……外側、４ｂ……
中心側、４ｃ……突出部、５……ヒール面、５ａ
……Ｕ字状凹部、６……チツプ排出溝、７……切
欠。

Claims

【特許請求の範囲】

１チツプ排出溝を構成するヒール面と刃裏面と
がドリル軸方向断面において、大略滑らかな曲面
をなす標準断面刃形に対して、上記標準断面刃形
のヒール面３ｂよりヒール面５中心側が略Ｕ字状
にくぼむ一方、上記標準断面刃形の刃裏面３ａよ
り刃裏面４がチツプ排出溝６に向けて略三角形状
に突出するようにした断面形状を少なくとも先端
部に有し、さらに、上記ヒール面５の外側端部に
切欠７を形成することを特徴とするドリル。