WO2012046751A1 - 孔開けドリル - Google Patents

孔開けドリル Download PDF

Info

Publication number
WO2012046751A1
WO2012046751A1 PCT/JP2011/072924 JP2011072924W WO2012046751A1 WO 2012046751 A1 WO2012046751 A1 WO 2012046751A1 JP 2011072924 W JP2011072924 W JP 2011072924W WO 2012046751 A1 WO2012046751 A1 WO 2012046751A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
drill
drilling
tip
hole
chip
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/072924
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
啓 溝渕
Original Assignee
国立大学法人徳島大学
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 国立大学法人徳島大学 filed Critical 国立大学法人徳島大学
Priority to JP2012537727A priority Critical patent/JPWO2012046751A1/ja
Publication of WO2012046751A1 publication Critical patent/WO2012046751A1/ja

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D1/00—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor
    • B28D1/14—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by boring or drilling
    • B28D1/146—Tools therefor

Definitions

  • the present invention relates to a drill for making small holes in hard and brittle materials such as glass.
  • a drill for drilling small holes in hard and brittle materials such as glass, quartz, silicon, ceramics, etc.
  • a drill with a drilling blade with diamond or other abrasive grains attached to the tip of a steel shank is provided.
  • Many drills are provided.
  • the present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a highly durable drilling drill capable of processing and forming small-diameter holes with high accuracy.
  • a drilling drill comprises a shank and a perforated portion provided on the tip side of the shank with an abrasive grain portion formed at the tip, and a hole is formed in a hard and brittle material.
  • the abrasive grain part of the perforated part is formed with chip pockets that are notched with side surfaces formed on both sides, and the tip surface of the abrasive grain part has a convex curved surface. It is characterized by becoming.
  • a small-diameter hole can be formed with high accuracy and the life of the drill can be greatly extended.
  • FIG. 1 is a perspective view of a drill drill according to an embodiment of the present invention. It is a figure which shows the relationship between the number of the processing holes by the hole drill which concerns on embodiment of this invention, and the largest size of edge notch.
  • FIG. 6A is a graph showing the change in thrust force for each machining depth during the 150th step machining
  • FIG. 6B is a graph showing the change in thrust force for each machining depth during the 150th non-step machining.
  • FIG. 7A is a graph of the chipping width of each hole obtained by repeating step processing
  • FIG. 7B is non-step processing 150 times, and a micrograph showing a damaged state of the 150th drilling drill.
  • each element constituting the present invention may be configured such that a plurality of elements are constituted by the same member and the plurality of elements are shared by one member, and conversely, the function of one member is constituted by a plurality of members. It can also be realized by sharing.
  • the contents described in some embodiments and examples may be used in other examples and embodiments.
  • FIG. 1 is a front view of a drilling drill according to the present embodiment
  • FIG. 2 is a side view of the drilling drill according to the present embodiment
  • FIG. 3 is a plan view of the drilling drill according to the present embodiment. These each show the perspective view of the drilling drill which concerns on this embodiment.
  • the drill 1 is made of steel and has a cylindrical shank 5 which is a portion fixed to an instrument or device by a chuck or the like from the proximal end side, and a substantially cylindrical drilling portion 8 penetrating the work material. It has.
  • the chip pockets 11a and 11b for chip removal are formed on both side surfaces of the tip portion 10 of the perforated portion 8 and are notches with side surfaces cut from both sides.
  • the tip pockets 11 a and 11 b are formed by cutting both ends of the tip 10 into an arcuate shape as shown in FIG. 3.
  • the tip portion 10 having the chip pockets 11 formed on both sides and becoming thin is formed with an abrasive grain portion 12 to which diamond abrasive grains are adhered.
  • the abrasive grain portion 12 is formed from the distal end of the distal end portion 10 to the vicinity of the proximal end.
  • the distal end surface 13 of the distal end portion 10 is a hemispherical convex curved surface, and the radius r of this hemispherical surface is the same as the radius of the cylinder constituting the distal end portion 10 (perforated portion 8).
  • spherical surface does not require a complete spherical surface, but is used in the sense that a substantially spherical surface, for example, a curved surface in which the tip surface is in point contact is sufficient.
  • the chip pocket 11 of the tip portion 10 having such a configuration can be formed by subjecting both side surfaces of the cylindrical tip portion to electric discharge machining using an electric discharge machine.
  • the hemispherical surface of the tip surface 13 can be formed by cutting using an NC lathe.
  • the abrasive grain portion 12 can be formed by electrodepositing diamond abrasive grains with Ni.
  • it can also form using a grinding wheel.
  • the size of the drill 1 will be described.
  • the total length of the drill 1 is 28 mm, and the diameter of the shank 5 is 3 mm.
  • the total length of the punched portion 8 is 10 mm and the diameter is 1 mm.
  • the tip portion 10 is formed from the tip of the punched portion 8 to a position of 3.5 mm, and the total length of the chip pocket 11 is 3.5 mm.
  • the abrasive grain portion 12 is formed from the tip of the tip portion 10 to a position of 3 mm, and the radius r of the hemispherical tip surface 13 is 0.5 mm.
  • the size of the drill 1 and the formation method of the chip pocket 11, the abrasive grain portion 12, and the tip surface 13 can be changed as appropriate.
  • the radius r of the spherical surface of the tip surface 13 is preferably 0.1r 1 ⁇ r ⁇ 1.0r 1 , more preferably 0.3r 1 ⁇ r, where r 1 is the radius of the cylinder of the perforated portion 8. ⁇ 0.6r 1 , most preferably 0.3r 1 ⁇ r ⁇ 0.5r 1 . Further, the radius r 1 of the cylinder of the perforated part 8 is preferably 2 mm or less if a small diameter is intended.
  • the configuration of the drill 1 has been described above. Next, the operation when a small hole is drilled in a hard and brittle material by the drill 1 will be described. In this embodiment, a case where a small hole having a diameter of 1 mm is formed in a glass plate having a thickness of 2.8 mm will be described as an example.
  • the machining conditions are step feed machining, spindle rotation speed 15,000 rpm, feed speed 1 mm / min, and step amount 0.1 mm / step.
  • the tip surface 13 reaches the glass plate, and its apex contacts the upper surface of the glass plate.
  • the drill 1 is further lowered, the surface of the glass plate is scraped by the diamond abrasive grains on the tip surface 13, and small holes are gradually formed as the drill is lowered.
  • tip surface 13 reaches the lower surface of the glass plate and penetrates the glass plate, a small hole as a through hole is completed.
  • tip of the drill 1 is a convex spherical surface, a hole is gradually expanded and opened by the drill 1. Therefore, compared with the case where a hole is made at a stretch by a flat drill tip, it is possible to suppress the occurrence of chipping or cracking at the entrance / exit of the hole.
  • chip pockets 11 a and 11 b are formed on both side surfaces of the tip portion 10, chips generated by cutting the tip surface 13 are accommodated in the chip pocket 11 and discharged. Thereby, it can suppress that chips remain between the perforated drill 1 and the glass plate.
  • the retention of the chips tends to cause damage to the drill 1, but the damage can be suppressed and the life of the drill 1 can be greatly extended by improving the discharge of the chips as in this embodiment. You can also.
  • the diameter of the perforated part 8 can be reduced, and a hole with a minimum diameter of 1 mm or less can be formed.
  • an increase in thrust force (axial force) due to stagnation of chips can be suppressed.
  • the chip pocket 11 is formed and the tip surface 13 of the drill 1 is made spherical, so that chips are guided along the tip surface 13 to the chip pocket 11. Combined with the chip discharge action, the chip discharge function is remarkably improved.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating the relationship between the number of holes drilled by the drill according to the present embodiment and the maximum size of the edge chipping, in which the horizontal axis indicates the number of holes processed and the vertical axis indicates the maximum edge chipping size. Yes.
  • the black square shows the maximum size of the edge chipping that occurred at the small hole entrance
  • the white square shows the maximum size of the chipping that occurred at the small hole outlet. The results up to are shown.
  • the size of the edge chipping can be suppressed to about 0.1 mm or less, and on average about 0.07 mm at both the small hole inlet and outlet.
  • the high processing accuracy by the open drill 1 is shown.
  • the drilling drill according to the present embodiment has been described in detail. However, according to the present embodiment, by improving the chip discharging action, occurrence of chipping is suppressed, and high-precision processing is possible and durable. A highly drilling drill can be provided. (Non-step processing)
  • step feed machining is a drilling method in which feed is divided into several times and is mainly used for deep hole machining in order to cut chips and prevent chip clogging and breakage of drill holes. It has been.
  • step feed machining is a drilling method in which feed is divided into several times and is mainly used for deep hole machining in order to cut chips and prevent chip clogging and breakage of drill holes. It has been.
  • by providing the chip pocket it is possible to discharge chips without performing such step feeding.
  • a comparative test in which 150 drills were repeated without cleaning the drilling drill in each of the step drilling and non-stepping without stepping using the above drilling drill was performed. went. The results are shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b) to FIGS. 7 (a) and 7 (b). In these drawings, FIGS.
  • FIGS. 7A and 7B are graphs showing changes in thrust force for each processing depth during the 150th drilling.
  • FIGS. 7A and 7B are a graph showing the chip widths at the inlet side (indicated by ⁇ ) and the outlet side (indicated by ⁇ ) of each of the 150 drillings, and the 150th drill.
  • the micrograph which shows the damage state of each is shown.
  • (a) shows an example of performing step machining
  • (b) shows an example of non-step machining.
  • the grain size of each drilling drill was # 600
  • the spindle rotation speed was 15000 min ⁇ 1
  • the feed rate was 1 mm / min.
  • the step feed at the time of step machining was set to 0.1 mm / step.
  • the material to be processed was made of soda-lime glass, and its thickness was 2.8 mm.
  • the chip width on the outlet side increases with an increase in the number of punches, while in the case of non-step machining, it is about 0.1 mm. It was confirmed that the following can be maintained constant. Especially in the case of a drill with a grain part formed by electrodeposition, there was a possibility that large abrasive grains touched the edge of the hole when pulling the drill drill in step processing, and chipping occurred. It was confirmed that by omitting such multiple step feeds, the possibility of damage was greatly reduced and high-quality drilling with a fine finish could be achieved.
  • the degree of damage of the drilling drill is difficult to determine because the wear amount of the abrasive grains of the drilling drill is small, but it is possible to confirm the difference in chip adhesion status, that is, the chip discharging ability. Comparing the step machining shown in FIG. 7A and the non-step machining shown in FIG. 7B, there is not much difference in the adhesion of chips at the tip of each drilling drill (near the top of the hemisphere). Absent. On the other hand, in the non-step processing, as shown in FIG. 7B, chips are accumulated in the chip pocket. This is presumably because chip pockets occupy most of the chip escape space because step feed is not used. In step processing, chips are discharged even when the drilling hole is pulled up. Therefore, in the step processing shown in FIG. Thus, it was confirmed that the chip pocket is a space for discharging chips to the outside. Moreover, in order to prevent chips from adhering, it is considered effective to clean an appropriate drill. (Machining time)
  • the machining time was about 200 seconds.
  • the size of the chip width at the inlet and outlet was about 0.05 mm.
  • the processing time was about 120 seconds.
  • the size of the chip width at the inlet and outlet was 0.06 mm and 0.04 mm, respectively. Compared with a feed rate of 1 mm / min, the chip width was almost the same, and the machining time could be reduced to about 60%.
  • the experimental conditions for non-step machining were a feed rate of 1 mm / min and a spindle rotation speed of 15000 rpm.
  • Two drills are prepared. One drills the drills every 50 holes (tool A), and the other drills do not clean the drills (tool B).
  • the chip width of the tool A is substantially constant at 0.1 mm or less, but the chip width of the tool B varies. Assuming that the drilling drill has a life of 0.1 mm or more at the exit, the number of holes in the tool A is three times or more that of the tool B.
  • the chip drilling performance of the drilling drill according to the present example is excellent, a small amount of chips remain in the processing region, and it is confirmed that the tool life is extended by appropriately performing the tool cleaning. did it.
  • the embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
  • the tip surface of the perforated part is a spherical surface, but even if it is other than a spherical surface, the same function and effect can be achieved as long as it is a convex curved surface.
  • the hole drill according to the present invention can be suitably used as a drill for making a small hole in a hard and brittle material such as glass.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
  • Drilling Tools (AREA)

Abstract

【課題】高精度に小径孔の加工形成が可能な耐久性の高い孔開けドリルを提供する。 【解決手段】本実施形態に係る孔開けドリル１は、シャンク５と、先端に砥粒部１２が形成されてシャンク５の先端側に設けられた穿孔部８とを備え、硬脆材料に孔を開けるための孔開けドリル１において、穿孔部８の砥粒部１２には、側面が削がれた切り欠きであって、切り屑を排出するためのチップポケット１１ａ、１１ｂが両側に形成されると共に、砥粒部１２の先端面１３が凸曲面となっている。

Description

孔開けドリル
　本発明は、ガラス等の硬脆材料に小孔を開けるための孔開けドリルに関する。
　従来、ガラス、石英、シリコン、セラミック等の硬脆材料に小孔を開けるための孔開けドリルとしては、鋼製のシャンクの先端にダイヤモンド等の砥粒が付着された穿孔刃を設けた孔開けドリルが多数提供されている。
　このような孔開けドリルとしては、軸中心に貫通孔が形成されたコアドリルや、貫通孔の形成されていないノンコアドリルが提供されており、下記特許文献１乃至４に開示されている。
特開平７－３２２０５号公報 特開２００６－３０５６７２号公報 特開２００８－１５５３１０号公報 特開２００８－２６５０１７号公報
　ところが、コアドリルでは、軸中心に貫通孔を形成する必要があるため、ドリルの穿孔刃の細径化に限界があり、直径１ｍｍ以下の極小径の孔形成加工が困難であった。また、ノンコアドリルでは、コアドリルと比べて細径化は容易であるが、硬脆材料の切り屑がドリルに付着して工具が折損する問題や、穴の出入口にコバ欠けや割れが発生し易いという加工精度の問題があった。
　本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、高精度に小径孔の加工形成が可能な耐久性の高い孔開けドリルを提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本発明に係る孔開けドリルは、シャンクと、先端に砥粒部が形成されて前記シャンクの先端側に設けられた穿孔部とを備え、硬脆材料に孔を開けるための孔開けドリルにおいて、前記穿孔部の前記砥粒部には、側面が削がれた切り欠きであるチップポケットが両側に形成されると共に、前記砥粒部の先端面が凸曲面となっていることを特徴とする。
　本発明に係る孔開けドリルによれば、小径孔を高精度に形成できると共にドリルの寿命を大きく伸ばすことができる。
本発明の実施形態に係る孔開けドリルの正面図である。 本発明の実施形態に係る孔開けドリルの側面図である。 本発明の実施形態に係る孔開けドリルの平面図である。 本発明の実施形態に係る孔開けドリルの斜視図である。 本発明の実施形態に係る孔開けドリルによる加工穴数とコバ欠けの最大サイズとの関係を示す図である。 図６（ａ）は１５０回目のステップ加工時の、図６（ｂ）は１５０回目のノンステップ加工時の、加工深さ毎のスラスト力の変化をそれぞれ示すグラフである。 図７（ａ）はステップ加工、図７（ｂ）はノンステップ加工を、それぞれ１５０回繰り返した各穴の欠け幅のグラフと、１５０回目の孔開けドリルの損傷状態を示す顕微鏡写真である。
　以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための孔開けドリルを例示するものであって、本発明は孔開けドリルを以下のものに特定しない。なお、特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成部材の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。また、一部の実施の形態、実施例において説明された内容は、他の実施例、実施形態等に利用可能なものもある。
　図１は、本実施形態に係る孔開けドリルの正面図、図２は、本実施形態に係る孔開けドリルの側面図、図３は、本実施形態に係る孔開けドリルの平面図、図４は、本実施形態に係る孔開けドリルの斜視図を、それぞれ示している。
　孔開けドリル１は、鋼製であり、基端側から、チャック等で器具や装置に固定される部分である円柱形状のシャンク５と、被削材を貫通する略円柱形状の穿孔部８とを備えている。
　穿孔部８の先端部１０の両側面には、両側から側面が削がれた切り欠きであって、切り屑排出用のチップポケット１１ａ、１１ｂが形成されている。また、孔開けドリル１の回転軸に垂直な断面で見たときには、図３に示すように、このチップポケット１１ａ、１１ｂは、先端部１０の両側が弓形に削られることで形成されている。
　このように両側にチップポケット１１が形成されて細くなった先端部１０には、ダイヤモンド砥粒が付着された砥粒部１２が形成されている。この砥粒部１２は、先端部１０の先端から基端近傍まで形成されている。また、先端部１０の先端面１３は、半球状の凸曲面となっており、この半球面の半径ｒは先端部１０（穿孔部８）を構成する円柱の半径と同じである。なお、本明細書において「球面」とは、完全な球面を要求するものでなく、ほぼ球面、例えば先端面が点接触する程度の曲面であれば足りる意味で使用する。
　このような構成の先端部１０のチップポケット１１は、円柱状の先端部の両側面を放電加工機によって放電加工することによって形成することができる。また、先端面１３の半球面は、ＮＣ旋盤を用いた切削加工により形成できる。砥粒部１２は、ダイヤモンド砥粒をＮｉ電着することで形成できる。なおチップポケット部分の加工精度を上げるために、研削砥石を用いて形成することもできる。
　続いて、孔開けドリル１のサイズについて説明する。孔開けドリル１の全長は２８ｍｍであり、シャンク５の直径は３ｍｍである。穿孔部８の全長は１０ｍｍ、直径は１ｍｍであり、先端部１０は穿孔部８の先端から３．５ｍｍの位置まで形成されており、チップポケット１１の全長は３．５ｍｍとなる。
　砥粒部１２は、先端部１０の先端から３ｍｍの位置まで形成されており、半球状の先端面１３の半径ｒは０．５ｍｍである。もちろん、孔開けドリル１のサイズや、チップポケット１１、砥粒部１２及び先端面１３の形成方法は、適宜変更可能である。
　ただし、先端面１３の球面の半径ｒが小さ過ぎたり、大き過ぎたりすると、切り屑をチップポケット１１へと適切に案内できなくなったり、コバ欠けの発生を抑えられなくなったりして加工精度が低下する。したがって、先端面１３の球面の半径ｒは、穿孔部８の円柱の半径をｒ1としたときに、好ましくは０．１ｒ1＜ｒ＜１．０ｒ1、より好ましくは０．３ｒ1＜ｒ＜０．６ｒ1、最もより好ましくは０．３ｒ1＜ｒ＜０．５ｒ1とする。また穿孔部８の円柱の半径ｒ1は、小口径を意図するのであれば２ｍｍ以下とすることが好ましい。
　以上、孔開けドリル１の構成について説明したが、続いて、上記孔開けドリル１により硬脆材料に小孔を開ける場合の作用について説明する。本実施形態では、厚さ２．８ｍｍのガラス板に直径１ｍｍの小孔を開ける場合を例に挙げて説明する。なお、加工条件は、ステップ送り加工、主軸回転数１５，０００ｒｐｍ、送り速度１ｍｍ／ｍｉｎ及びステップ量０．１ｍｍ／ｓｔｅｐである。
　孔開け機にセットされた孔開けドリル１を徐々に下降させると、まず、先端面１３がガラス板に到達し、その頂点がガラス板の上面に接触する。さらに、孔開けドリル１を下降させると、先端面１３のダイヤモンド砥粒によりガラス板表面が削られ、孔開けドリルの降下に従って徐々に小孔が形成されていく。
　このとき、ガラス板が削られることで発生する粉状の切り屑は、先端面１３の球面に沿ってチップポケット１１ａ、１１ｂへと案内される。小孔が掘り進められるに従って、チップポケット１１に案内された切り屑はチップポケット１１の基端側から順次排出される。
　そして、先端面１３がガラス板の下面まで到達してガラス板を貫通すれば、貫通穴である小孔が完成する。このように、本実施形態では、孔開けドリル１の先端が凸状球面となっているため、孔開けドリル１によって徐々に穴が拡がって開けられていく。よって、平面状のドリル先端によって一気に穴が開けられる場合と比べて、穴の出入口に発生するコバ欠けや割れの発生を抑えることができる。
　また、本実施形態では、先端部１０の両側面にチップポケット１１ａ、１１ｂが形成されているので、先端面１３の切削によって発生する切り屑がチップポケット１１に収容されて排出される。これにより、切り屑が孔開けドリル１とガラス板との間に滞留することを抑えることができる。
　切り屑が滞留して砥粒部１２に付着すると、切削性能が低下し、大きなコバ欠けや割れの発生の原因となってしまうが、本実施形態では、このような事態の発生を防止し、加工精度を大きく向上させることができる。
　また、切り屑の滞留は、孔開けドリル１の損傷につながりやすいが、本実施形態のように切り屑の排出性を向上させることで、損傷を抑え、孔開けドリル１の寿命を大きく延ばすこともできる。また、切り屑による孔開けドリル１の損傷が少ないため、穿孔部８の細径化も可能となり、１ｍｍ以下の極小径の孔の形成を行うことができる。また、切り屑の滞留によるスラスト力（軸方向の力）の増加も抑えることができる。
　さらに、本実施形態では、チップポケット１１を形成すると共に孔開けドリル１の先端面１３を球面とすることで、切り屑が先端面１３に沿ってチップポケット１１へと案内されることになり、それぞれの切り屑の排出作用が相俟って、切り屑の排出機能を格段に向上させている。
　続いて、本実施形態による加工精度向上の効果について、図５を参照しながら説明する。図５は、本実施形態に係る孔開けドリルによる加工穴数とコバ欠けの最大サイズとの関係を示す図であり、横軸が穴の加工回数、縦軸がコバ欠けの最大サイズを示している。
　なお、同図において、黒色の四角が小孔入口に発生したコバ欠けの最大サイズ、白色の四角が小孔出口に発生したコバ欠けの最大サイズを示しており、小孔の加工回数が30回までの結果を示している。
　同図に示すように、本実施形態においては、小孔の入口及び出口の双方において、コバ欠けの大きさを略０．１ｍｍ以下、平均で０．０７ｍｍ程度に抑えることができており、孔開けドリル１による加工精度の高さが示されている。
　以上、本実施形態に係る孔開けドリルについて詳細に説明したが、本実施形態によれば、切り屑の排出作用を向上させることで、コバ欠けの発生を抑え、高精度な加工が可能で耐久性の高い孔開けドリルを提供することができる。
（ノンステップ加工）
　また、上記の例ではステップ送り加工を行った例について説明したが、ステップ送りを省いて加工することも可能である。すなわち、ステップ送り加工は、送りを数回に分けて加工する穴あけ方法であって、切り屑の切断を図り、切り屑詰まりや孔開けドリルの折損を防止する目的で、主として深穴加工に用いられている。本実施の形態によれば、チップポケットを設けたことで、このようなステップ送りを行わずとも切り屑の排出が可能となっている。このことを実証するために、上記の孔開けドリルを用いて、ステップ加工と、ステップ可能を行わないノンステップ加工とで、それぞれ孔開けドリルを洗浄せずに１５０回の穿孔を繰り返した比較試験を行った。この結果を図６（ａ）、（ｂ）～図７（ａ）、（ｂ）に示す。これらの図において、図６（ａ）、（ｂ）は１５０回目の穿孔時における加工深さ毎のスラスト力の変化を示すグラフである。また図７（ａ）、（ｂ）は、１５０回の各穿孔における、穴の入口側（○で示す）と出口側（△で示す）の欠け幅を示すグラフと、１５０回目の孔開けドリルの損傷状態を示す顕微鏡写真を、それぞれ示している。またいずれの図においても、（ａ）はステップ加工を行った例、（ｂ）はノンステップ加工の例を示している。さらに加工条件として、各孔開けドリルの砥粒粒度を＃６００、主軸回転数を１５０００ｍｉｎ-1、送り速度を１ｍｍ／ｍｉｎとした。さらにまた、ステップ加工を行う際のステップ送りを０．１ｍｍ／ｓｔｅｐとした。さらに加工対象物は材質をソーダライム系ガラスとし、その厚さを２．８ｍｍとした。
　まず図６（ａ）、（ｂ）に示すように、ノンステップ加工の場合は孔開けドリルの挿抜動作を繰り返す作業を省くことができるため、加工時間をほぼ半分に短縮できた。また、スラスト力は、穿孔の直前を除いてほぼ一定に維持された。このように、本実施の形態に係る孔開けドリルを用いることで、孔開けドリルを穴から引き出して切り屑を掻き出す動作を省いても穿孔が可能であり、また穿孔作業工程をより単純化して安定的な穿孔を行うと共に、作業時間を短縮できる利点が得られることが確認された。
　さらに図７（ａ）、（ｂ）に示すように、ステップ加工の場合は穿孔回数の増加と共に、出口側での欠け幅が増加していく一方で、ノンステップ加工の場合は、ほぼ０．１ｍｍ以下で一定に維持できることが確認された。特に電着で砥粒部が形成された孔開けドリルの場合は、ステップ加工で孔開けドリルを引き出す際に穴の端縁に大きな砥粒が触れて、欠けが生じる可能性があったが、このような複数回のステップ送りを省くことで、損傷の可能性を大幅に低減して、仕上がりの綺麗な高品質の穿孔が可能となることが確認できた。
　また顕微鏡写真から、孔開けドリルの損傷の程度は、孔開けドリルの砥粒の摩耗量が少ないことから判別し難いものの、切り屑の付着状況、すなわち切り屑排出能力の相違は確認できる。図７（ａ）に示すステップ加工と図７（ｂ）に示すノンステップ加工とを比較すると、各孔開けドリルの先端部（半球の頂点付近）の切り屑の付着については、相違は余り見られない。一方で、ノンステップ加工では図７（ｂ）に示すように、チップポケットに切り屑が堆積している。これは、ステップ送りを用いていないために切り屑の逃げ場が、チップポケットが大半を占めるためと考えられる。ステップ加工では孔開けドリルの引上げ時にも切り屑が排出されるため、図７（ａ）に示すステップ加工ではチップポケットの切り屑が少ない。このように、チップポケットは切り屑を外部に排出するための空間となっていることが確認できた。また、切り屑の付着を防止するためには、適度な孔開けドリルの洗浄が有効と考えられる。
（加工時間）
　さらに加工時間を短縮するために、ノンステップ加工時の送り速度を１ｍｍ／ｍｉｎから、２ｍｍ／ｍｉｎ及び５ｍｍ／ｍｉｎに変更した試験を行った。ここで主軸回転数は１５０００ｒｐｍとした。ただし、加工深さ２．６ｍｍ～３．４ｍｍまでの送り速度は１ｍｍ／ｍｉｎである。この試験結果を、送り速度と欠け幅の関係として表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　送り速度を１ｍｍ／ｍｉｎとした場合（従来の実験条件）、加工時間は約２００秒であった。入口及び出口の欠け幅の大きさは約０．０５ｍｍであった。
　これに対し、送り速度を２ｍｍ／ｍｉｎとした場合、加工時間は約１２０秒であった。入口及び出口の欠け幅の大きさは、それぞれ０．０６ｍｍ及び０．０４ｍｍであった。送り速度１ｍｍ／ｍｉｎと比べ、欠け幅はほぼ同じ大きさであり、加工時間は約６０％に削減できた。
　次に送り速度を５ｍｍ／ｍｉｎとした場合、ガラスは割れ、孔開けドリルは折損した。この原因は、１回転当たり進行する距離が大きいために（１ｍｍ／ｍｉｎで０．０６７μｍ／ｒｅｖ、５ｍｍ／ｍｉｎで０．３３μｍ／ｒｅｖとなる）、ガラス及び孔開けドリルへの負荷（スラスト力）が大きくなったためと考えられる。
　以上の通り、本実施例に係る孔開けドリルにおいて、ステップ加工よりもノンステップ加工が好ましく、また適度な送り速度の増加によって、加工精度を保ちながら加工能率を向上できることが確認された。
（工具寿命）
　ここでノンステップ加工時の実験条件は、送り速度１ｍｍ／ｍｉｎ、主軸回転数１５０００ｒｐｍとした。孔開けドリルは２本用意し、１本は５０穴ごとに孔開けドリルの洗浄を行い（工具Ａ）、もう１本は孔開けドリルの洗浄を行っていない（工具Ｂ）。工具Ａの欠け幅は０．１ｍｍ以下をほぼ一定で推移するが、工具Ｂの欠け幅はばらつく。ここで孔開けドリルの寿命を、出口の欠け幅が０．１ｍｍ以上となったときと仮定すると、工具Ａの加工穴数は工具Ｂに比べ、３倍以上となった。このように、本実施例に係る孔開けドリルの切りくず排出性は優れているものの、少量の切りくずは加工領域に残留することから、工具洗浄を適宜実施することで工具寿命が延びることが確認できた。
　なお、本発明の実施の形態は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、穿孔部の先端面を球面としたが、球面以外であっても凸曲面であれば、同様の作用効果を奏することができる。
　本発明に係る孔開けドリルは、ガラス等の硬脆材料に小孔を開けるドリルとして好適に利用できる。
１…孔開けドリル
５…シャンク
８…穿孔部
１０…先端部
１１、１１ａ、１１ｂ…チップポケット
１２…砥粒部
１３…先端面

Claims (3)

  1. 　シャンクと、先端に砥粒部が形成されて前記シャンクの先端側に設けられた穿孔部とを備え、硬脆材料に孔を開けるための孔開けドリルにおいて、
    　前記穿孔部の前記砥粒部には、側面が削がれた切り欠きであるチップポケットが両側に形成されると共に、前記砥粒部の先端面が凸曲面となっていることを特徴とする孔開けドリル。
  2. 　請求項１に記載の孔開けドリルであって、
    　前記先端面が略球面状であることを特徴とする孔開けドリル。
  3. 　請求項２に記載の孔開けドリルであって、
    　前記穿孔部が半径ｒ1の略円柱形状であり、球面の半径ｒが、ｒ1と略等しいことを特徴とする孔開けドリル。
PCT/JP2011/072924 2010-10-06 2011-10-05 孔開けドリル WO2012046751A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012537727A JPWO2012046751A1 (ja) 2010-10-06 2011-10-05 孔開けドリル

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010227014 2010-10-06
JP2010-227014 2010-10-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012046751A1 true WO2012046751A1 (ja) 2012-04-12

Family

ID=45927746

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2011/072924 WO2012046751A1 (ja) 2010-10-06 2011-10-05 孔開けドリル

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPWO2012046751A1 (ja)
WO (1) WO2012046751A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101745101B1 (ko) * 2015-06-17 2017-06-08 두모전자 주식회사 유리판 천공 드릴날 구조 및 천공 방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60242976A (ja) * 1984-02-24 1985-12-02 ノ−ス　ベエル　エス．ピ−．エイ． 溝によつて分離され、ダイヤモンド粒子を被覆された動作区域を有する回転工具
JPH0396112U (ja) * 1990-01-20 1991-10-01
JP2000210874A (ja) * 1999-01-21 2000-08-02 Nikon Corp ドリル及び加工方法、並びにステ―ジ加工方法及び露光装置の製造方法
JP2007118133A (ja) * 2005-10-28 2007-05-17 Ngk Insulators Ltd 穿孔工具
JP2009172518A (ja) * 2008-01-24 2009-08-06 Ngk Insulators Ltd 穴あきハニカム構造体の製造方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56121570U (ja) * 1980-02-20 1981-09-16
JP2002137112A (ja) * 2000-10-30 2002-05-14 Mmc Kobelco Tool Kk 脆性材料用穴明け工具
JP4821696B2 (ja) * 2006-05-31 2011-11-24 日本電気硝子株式会社 フラットパネルディスプレイ用のガラス基板
JP4671047B2 (ja) * 2006-10-27 2011-04-13 日本電気硝子株式会社 ガラス穿孔用ドリル
JP2009149471A (ja) * 2007-12-20 2009-07-09 Nippon Electric Glass Co Ltd ガラス板の製造方法およびその装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60242976A (ja) * 1984-02-24 1985-12-02 ノ−ス　ベエル　エス．ピ−．エイ． 溝によつて分離され、ダイヤモンド粒子を被覆された動作区域を有する回転工具
JPH0396112U (ja) * 1990-01-20 1991-10-01
JP2000210874A (ja) * 1999-01-21 2000-08-02 Nikon Corp ドリル及び加工方法、並びにステ―ジ加工方法及び露光装置の製造方法
JP2007118133A (ja) * 2005-10-28 2007-05-17 Ngk Insulators Ltd 穿孔工具
JP2009172518A (ja) * 2008-01-24 2009-08-06 Ngk Insulators Ltd 穴あきハニカム構造体の製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101745101B1 (ko) * 2015-06-17 2017-06-08 두모전자 주식회사 유리판 천공 드릴날 구조 및 천공 방법

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2012046751A1 (ja) 2014-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4522451B2 (ja) タップ
JP4526565B2 (ja) エンドミル
RU2487783C1 (ru) Сверло
JP2012511438A (ja) 小型ドリル及び小型ドリルの製造方法
JPWO2005102572A1 (ja) ボールエンドミル
KR20100119772A (ko) 칩 흡인 솔리드 드릴
JP2011020248A (ja) ルーターエンドミル
KR102450795B1 (ko) 가는 드릴
CN102416494A (zh) 一种微型钻头及其加工方法
JP4699526B2 (ja) ドリル
JP5914446B2 (ja) 切削工具およびそれを用いたワークの加工方法
WO2012046751A1 (ja) 孔開けドリル
JP2008062369A (ja) 穴あけ工具に取り付けられるチップの製造方法、並びに穴あけ工具の製造方法および穴あけ工具
KR102399372B1 (ko) 드릴
JP2010253573A (ja) 穴明け工具
JP6383603B2 (ja) ドリル
WO2018120274A1 (zh) 分径移位麻花钻
JP2004066358A (ja) 小径ドリル
JP3686022B2 (ja) クーラント穴付き穴明け工具
CN109715324B (zh) Pcd钻头及其制造方法
JP2014030882A (ja) 切削工具
JP3639227B2 (ja) 脆性材料用穴明け工具
KR100919002B1 (ko) 엔드밀
JP4193360B2 (ja) ドリル
JP6447566B2 (ja) 穴加工工具

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11830683

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

DPE1 Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012537727

Country of ref document: JP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11830683

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1