WO2017170407A1 - チップ、ドリル - Google Patents

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WO2017170407A1
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drill
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chip
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林　桂
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京セラ株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23C5/00—Milling-cutters
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    • B23C5/10—Shank-type cutters, i.e. with an integral shaft
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    • B23B51/00—Tools for drilling machines
    • B23B51/02—Twist drills
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    • B23B2251/02—Connections between shanks and removable cutting heads
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    • B23C2210/02—Connections between the shanks and detachable cutting heads
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    • B23C—MILLING
    • B23C5/00—Milling-cutters

Definitions

  • This aspect relates to a drill tip.
  • the drill is used for drilling, for example.
  • Patent Document 1 As a chip used in drilling a metal or the like, for example, a chip described in Japanese Patent Publication No. 10-511432 (Patent Document 1) is known.
  • the chip described in FIG. 2A of Patent Document 1 has a first region and a second region having different compositions, and the second region has a cutting edge.
  • the first region and the second region are coupled metallurgically.
  • the first region has a cylindrical shape, and the second region is located so as to cover the tip side of the first region. Since the first region and the second region have different compositions from each other, a crack may occur at the boundary between the first region and the second region, and the durability of the chip may be reduced.
  • This embodiment provides a chip with good durability.
  • the tip of this aspect has a cutting edge located on the first end side and a recess located on the second end side when one of the central axes is the first end and the other is the second end.
  • a drill tip also simply referred to as a tip
  • a drill according to an embodiment will be described in detail with reference to the drawings.
  • each drawing referred to in the following is a simplified illustration of only main members necessary for describing one embodiment for convenience of explanation. Therefore, the tips and drills disclosed below may include arbitrary components not shown in the referenced drawings.
  • the dimension of the member in each figure does not represent the dimension of an actual structural member, the dimension ratio of each member, etc. faithfully.
  • the drill 1 of this embodiment has a holder 3 and a tip 5 as shown in FIGS.
  • the holder 3 has a rod shape elongated along the rotation axis X ⁇ b> 1, and has a pocket 7 positioned on the first end side.
  • the holder 3 in this embodiment has one pocket 7.
  • the drill 1 rotates about the rotation axis X1.
  • arrow X2 in FIG. 1 etc. has shown the rotation direction of the drill 1.
  • first end one in the direction along the rotation axis X1 is referred to as a “first end”, and the other in the direction along the rotation axis X1 is referred to as a “second end” for convenience.
  • second end one end side of the target member is referred to as a “first end side”, and the other end side of the target member is referred to as a “second end side”.
  • first end is generally called the “tip” and the second end is called the “rear end”.
  • the pocket 7 is a part to which the chip 5 is attached, and is open to the first end side of the holder 3.
  • the chip 5 is located in the pocket 7 in the present embodiment.
  • the chip 5 may be in direct contact with the pocket 7 or may have a structure in which a sheet (not shown) is sandwiched between the chip 5 and the pocket 7.
  • the chip 5 is configured to be detachable from the holder 3.
  • the tip 5 functions as a cutting part in the drill 1. That is, the tip 5 is a part that comes into contact with the work material, and is a part that has a main role in cutting the work material.
  • the chip 5 in the present embodiment includes two parts, a first part 9 and a second part 11.
  • the second part 11 includes a shaft part 13 and an engaging part 15 as shown in FIG.
  • the shaft portion 13 extends along the center axis of the chip 5 and has a rod shape in the present embodiment, for example, as shown in FIG.
  • the center axis of the chip 5 does not necessarily coincide with the rotation axis X1 of the holder 3, but in the present embodiment, these two axes coincide. Therefore, in the following description regarding the present embodiment, X1 is used as a symbol indicating the rotation axis and the central axis.
  • the pocket 7 of the holder 3 in this embodiment has a hole (not shown) corresponding to the shaft portion 13. By inserting the shaft portion 13 into this hole, positioning of the tip 5 with respect to the holder 3 around the central axis X1 is achieved.
  • the engaging portion 15 of the second portion 11 is located closer to the first end than the shaft portion 13 and is connected to the shaft portion 13.
  • the engaging portion 15 in this embodiment has a larger diameter than the shaft portion 13. Therefore, when viewed from the side, the second portion 11 has a T shape.
  • the diameter means the maximum value of the width in the direction orthogonal to the central axis X1.
  • the engaging portion 15 in the present embodiment extends in a direction orthogonal to the central axis X1. Therefore, when viewed from the direction shown in FIG. 8, the engagement portion 15 has a larger width in the direction orthogonal to the central axis X ⁇ b> 1 than the shaft portion 13, whereas when viewed from the direction shown in FIG. 9. Are the same width in the direction orthogonal to the central axis X1 of the shaft portion 13 and the engaging portion 15.
  • the shaft portion 13 and the engaging portion 15 in the present embodiment have substantially the same composition and are integrally formed.
  • substantially the same does not necessarily require that the two regions are measured to have exactly the same composition, but means that variations in the degree of measurement error are allowed.
  • the first part 9 is located on the first end side with respect to the second part 11.
  • a cutting edge 19 is located on the first end side of the first portion 9.
  • a recess 25 is located on the second end side of the first portion 9.
  • the cutting edge 19 is formed at the first end of the first portion 9.
  • the cutting blade 19 passes through the central axis X1 when viewed from the first end side, and has a rotationally symmetric shape of 180 ° with respect to the central axis X1.
  • the cutting edge 19 in this embodiment has a first cutting edge 21 and a pair of second cutting edges 23.
  • a second cutting edge 23 is connected to each end of the first cutting edge 21. Therefore, the cutting edge 19 is arranged in the order of one second cutting edge 23, the first cutting edge 21, and the other second cutting edge 23.
  • the first cutting edge 21 is a portion that passes through the central axis X1 when viewed toward the first end, and is a portion generally called a chisel edge.
  • the pair of second cutting edges 23 are connected to the end portions of the first cutting edges 21, and are so-called “main cutting edges” that mainly cut the work material during cutting.
  • the pair of second cutting edges 23 used as the main cutting edges are formed at the ridges where the two surfaces intersect.
  • the surface located on the first end side of the two surfaces is a so-called “flank”.
  • the surface located on the second end side of the two surfaces is a so-called “rake surface”. Therefore, it can be said that the main cutting edge is formed at the ridge where the flank and the rake face intersect. Chips of the work material cut by the main cutting edge flow on the rake face.
  • there are two main cutting edges there are also two rake faces.
  • the end surface on the second end side in the first portion 9 has a flat surface shape.
  • the recess 25 is located in this end face.
  • the engaging portion 15 of the second portion 11 is located in the concave portion 25, and the second portion 11 and the first portion 9 are in contact with the concave portion 25.
  • the second part 11 and the first part 9 may be joined in the recess 25.
  • joining is not only when the two parts are bonded using an adhesive such as solder or resin, but also when the two parts are welded and welded together. This is a concept that includes the case of joining to the substrate.
  • the first part 9 may be welded to the second part 11.
  • the second part 11 and the first part 9 can be firmly joined.
  • the number of members for manufacturing the drill 1 can be reduced.
  • the diameter of the engaging portion 15 is larger than that of the shaft portion 13, and when the engaging portion 15 is joined to the first portion 9 in the recess 25, the second portion Since the area of the part where 11 and the first part 9 are joined is large, cracks are unlikely to occur at the boundary between the second part 11 and the first part 9, and the durability of the chip 5 is improved.
  • Examples of the material constituting the second part 11 include metals, cemented carbides and cermets.
  • Examples of the metal include stainless steel and titanium.
  • Examples of the composition of the cemented carbide include WC (tungsten carbide) -Co (cobalt), WC-TiC (titanium carbide) -Co, and WC-TiC-TaC (tantalum carbide) -Co.
  • WC, TiC, and TaC are hard particles
  • Co is a binder phase
  • a cermet is a sintered composite material in which a metal is combined with a ceramic component.
  • titanium compounds such as titanium carbide (TiC) and titanium nitride (TiN), as a main component is mentioned as an example.
  • Examples of the material constituting the first part 9 include a diamond sintered body, CBN (Cubic Boron Nitride), cemented carbide and cermet.
  • CBN Cubic Boron Nitride
  • cemented carbide and the cermet the same materials as those described as the material constituting the second part 11 are used.
  • the same material may be used as the material constituting the second part 11 and the first part 9, or different materials may be used.
  • the 2nd part 11 is comprised with metals, such as titanium
  • the 1st part 9 in which the cutting blade 19 is located in the 1st end side may be comprised with the cemented carbide.
  • the entire engaging portion 15 is located in the recess 25, and the end surface on the second end side in the engaging portion 15 is compared with the end surface on the second end side in the first portion 9.
  • the positions of the two end faces in the direction along the rotation axis are substantially the same.
  • the end surface on the second end side in the engaging portion 15 and the end surface on the second end side in the first portion 9 are located on the same plane.
  • the engagement portion 15 only needs to be at least partially located in the recess 25, and a portion of the engagement portion 15 on the second end side may protrude from the recess 25 as shown in FIG. 12. As shown in FIG. 13, the engaging portion 15 may be located closer to the first end than the end surface of the first portion 9 on the second end side.
  • the inner diameter of the concave portion 25 on the second end side may be smaller than the outer diameter of the engaging portion 15.
  • the inner diameter of the concave portion 25 on the second end side is smaller than the outer diameter of the engaging portion 15, a crack is generated at the boundary between the second portion 11 and the first portion 9, and the first portion 9 becomes the first portion 9. Even when the second part 11 is peeled off, the engaging part 15 in the second part 11 is caught in the concave part 25 in the first part 9 and the second part 11 is prevented from falling off from the first part 9.
  • variety of the engaging part 15 in the direction orthogonal to the central axis X1 approaches the 1st end side may be sufficient.
  • the engaging portion 15 is configured in this way, the thickness of the first portion 9 between the outer peripheral surface of the engaging portion 15 and the cutting edge 19 can be secured, so that the durability of the chip 5 is improved. Can be increased.
  • the second part 11 and the first part 9 are bonded using an adhesive, these parts can be easily joined.
  • the joint area of the 2nd part 11 with respect to the 1st part 9 can be increased, it will not specifically limit as the shape of the engaging part 15 in the 2nd part 11, and the recessed part 25 in the 1st part 9.
  • FIG. 15 when viewed from the second end side, the outer periphery of the recess 25 may be square, and as shown in FIG. 16, it is viewed from the second end side. In some cases, the outer periphery of the recess 25 may be circular.
  • the diameter of the engaging portion 15 is constant when viewed from the second end side, but in the example shown in FIGS. 7 and 15, the diameter is viewed from the second end side.
  • the diameter of the engaging portion 15 has a relatively long portion and a short portion.
  • the engaging portion 15 when the engaging portion 15 has a relatively long portion and a short portion as in the example shown in FIGS. 7 and 15, the engaging portion 15 is engaged with the rotation direction of the drill 1.
  • the part 15 and the recessed part 25 physically support each other. Since not only chemical bonding force but also physical support is added to the boundary between the second part 11 and the first part 9, cracks are less likely to occur at these boundaries.
  • the end surface on the first end side of the engaging portion 15 may have a flat surface shape or a curved surface shape. As shown in FIG. 10 and the like, when the concave portion 25 intersects the central axis X1 and the opposing surface of the engaging portion 15, the concave portion 25 side is a convex curved surface and the engaging portion 15 side is a concave curved surface. The bonding area of the part 11 and the first part 9 can be increased.
  • the concave part 25 and the engaging part 15 are opposed to each other on the opposing surface between the concave part 25 and the engaging part 15 as shown in FIG.
  • the boundary of the engaging part 15 may be a waveform.
  • the first part 9 in the present embodiment is rotationally symmetric with respect to the central axis X1.
  • the center of gravity of the first part 9 is located on the central axis X1. Therefore, the chip 5 can be stably rotated around the central axis X1. Thereby, since the rotation axis X1 of the drill 1 at the time of cutting becomes difficult to shake, highly accurate cutting can be performed.
  • the engaging portion 15 in the present embodiment is located closer to the second end than the cutting edge 19 in the first portion 9.
  • the entire cutting edge 19 in the first portion 9 is located closer to the first end than the engaging portion 15.
  • the holder 3 in the present embodiment has a rod shape extending along the rotation axis X ⁇ b> 1 and has a pocket 7 in which the chip 5 is mounted.
  • the holder 3 according to the present embodiment is a part called a shank 27 that is gripped by a rotating spindle or the like of a machine tool (not shown), and a body (body) located closer to the first end than the shank 27. ) And a portion called 29.
  • the pocket 7 is located on the first end side of the holder 3, and the pocket 7 is provided with a hole.
  • the hole extends along the rotation axis X1 and opens toward the first end.
  • the hole corresponds to the shaft portion 13 of the chip 5, and the shaft portion 13 is inserted into the hole.
  • a pair of grooves 31 are located on the outer periphery of the body 29 in the holder 3.
  • Each of the pair of grooves 31 has an end portion on the first end side connected to the rake face of the chip 5 and extends spirally around the rotation axis toward the shank 27.
  • the groove 31 in the present embodiment is used to discharge the chips flowing on the rake face to the outside. Therefore, the pair of grooves 31 is generally called a chip discharge groove (flute). At this time, in order to stably hold the holder 3 with a machine tool, the pair of grooves 31 are formed only in the body 29 and not in the shank 27.
  • the depth V of each of the pair of grooves 31 can be set to about 10 to 40% with respect to the outer diameter of the body 29.
  • the depth V of the groove 31 means a value obtained by subtracting the distance between the bottom of the groove 31 and the rotation axis X1 from the radius of the body 29 in a cross section orthogonal to the rotation axis X1, as shown in FIG. is doing.
  • the diameter W of the core thickness (web thickness) indicated by the diameter of the inscribed circle (axial core) in the cross section orthogonal to the rotation axis X1 in the body 29 is 20 to 80% with respect to the outer diameter of the body 29.
  • the depth V of the groove 31 can be set to about 2 to 8 mm.
  • the outer diameter of the body 29 may be set to 6 mm to 42.5 mm.
  • L 3D to 12D may be set. .
  • the material of the holder 3 is the same as that of the second part 11 in the chip 5. Specifically, a metal, a cemented carbide, a cermet, etc. are mentioned, for example.
  • the chip 5 in this embodiment has a first through hole 33.
  • the holder 3 has a second through hole 35.
  • the chip 5 has two first through holes 33.
  • the first through hole 33 extends from the first end side of the chip 5 to the second end side.
  • the opening portion on the first end side in the first through hole 33 is located on the flank in the first portion 9.
  • a portion of the first through hole 33 on the first end side is located in the first portion 9, and a portion of the first through hole 33 on the second end side is associated with the first portion 9. It is located at the boundary with the joint 15.
  • the first through-hole 33 in the present embodiment is connected to the through-hole portion extending from the concave portion 25 in the first portion 9 toward the first end side in the first portion 9 and the above-described through-hole portion in the concave portion 25. And a groove portion extending toward the second end side.
  • the second through-hole 35 extends from the second end side to the first end side of the holder 3 and has one opening portion on the end surface of the holder 3 on the second end side.
  • the second through hole 35 is branched into two on the first end side, and the two opening portions on the first end side are located in the pockets 7 respectively.
  • the two opening portions on the first end side in the second through hole 35 are respectively connected to the two opening portions on the second end side in the first through hole 33.
  • the first through hole 33 and the second through hole 35 are used for flowing a cooling fluid.
  • the coolant supplied from the opening portion on the second end side in the second through hole 35 is injected to the outside through the second through hole 35 and the first through hole 33.
  • the coolant can be used to cool the drill 1 and the work material during cutting.
  • coolant is sprayed from the flank face connected to the cutting edge 19 located on the first end side of the first portion 9 to the outside.
  • the first through hole 33 is located away from the shaft portion 13 in the second portion 11. Therefore, the strength of the shaft portion 13 can be increased. Thereby, the chip 5 can be stably held by the holder 3.
  • the first through hole 33 may have a linear shape extending straight from the first end side to the second end side of the chip 5, but is configured as shown in FIG. It may be.
  • the groove portion is configured such that the end portion on the first end side is located closer to the central axis X ⁇ b> 1 than the end portion on the second end side. More specifically, the groove portion approaches the central axis X1 toward the first end side, and the above-described through hole portion in the first through hole 33 extends along the central axis X1. Yes.
  • the portion closer to the center axis X1 than the portion far from the center axis X1 in the cutting edge 19 is particularly cooled.
  • the groove portion in the first through hole 33 is inclined with respect to the central axis as described above, the opening portion on the first end side in the first through hole 33 is brought closer to the central axis X1. be able to.
  • a coolant can be stably injected in the direction along the central axis X1.
  • the first through hole 33 may be configured as in the example shown in FIG.
  • the groove portion in the first through hole 33 has the same configuration as the groove portion shown in FIG. 14, while the through hole portion in the first through hole 33 is also on the first end side. As it goes, it extends along the central axis X1.
  • the first through-hole 33 is configured as in the example shown in FIG. 23, it is easy to inject the coolant toward the central axis X1, so the first cutting edge 21 that intersects the central axis X1 is efficiently used. It becomes possible to cool well.
  • the inner diameter of the first through hole 33 may be constant from the first end side to the second end side of the chip 5, but as shown in FIG.
  • the inner diameter of the first through hole 33 in the right opening portion in FIG. 23 may be smaller than the inner diameter of the first through hole 33 on the second end side of the chip 5 (left opening portion in FIG. 23).
  • the cooling efficiency by the coolant can be increased. Specifically, since the inner diameter on the second end side of the tip 5 is relatively large, the coolant can be stably supplied into the first through hole 33. Moreover, since the injection pressure of the coolant can be increased because the inner diameter on the first end side of the tip 5 is relatively small, it becomes easy to stably inject the coolant in a desired direction.
  • the manufacturing method of the cut workpiece according to the present embodiment includes the following steps (1) to (4).
  • This step can be performed, for example, by fixing the work material 101 on the table of the machine tool to which the drill 1 is attached and bringing the drill 1 close to the rotating state.
  • the work material 101 and the drill 1 may be relatively close to each other.
  • the work material 101 may be close to the drill 1.
  • this step from the viewpoint of obtaining a good finished surface, it is preferable to set so that a part on the second end side of the body in the holder does not penetrate the work material 101. That is, by making this part function as a margin area for chip discharge, it is possible to achieve excellent chip discharge through the area.
  • the work material 101 and the drill 1 may be relatively separated from each other.
  • the work material 101 may be separated from the drill 1.
  • the drill 1 is used. What is necessary is just to repeat the process which makes the cutting blade of the drill 1 contact the different location of the workpiece 101, hold

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Abstract

一態様に基づくドリル用チップは、中心軸の一方を第１端、他方を第２端としたとき、第１端の側に位置する切刃と、第２端の側に位置する凹部とを有する第１部と、中心軸に沿って延びる軸部と、第１端の側において軸部に繋がるとともに軸部よりも径が大きい係合部とを有する第２部とを備え、係合部が凹部内に位置している。

Description

チップ、ドリル
　本態様は、ドリル用のチップに関する。ドリルは、例えば穴あけ加工などに用いられる。
　金属などの穴あけ加工において用いられるチップとして、例えば、特表平１０－５１１４３２号公報（特許文献１）に記載されたチップが知られている。特許文献１の第２Ａ図に記載されたチップは、互いに組成の異なる第１領域及び第２領域を有しており、第２領域が切刃を有している。第１領域及び第２領域は、冶金的に結合されている。
　特許文献１に記載されたチップにおいては、第１領域が円柱形状であり、この第１領域の先端側を覆うように第２領域が位置している。第１領域及び第２領域は互いに組成が異なるため、第１領域及び第２領域の境界においてクラック（亀裂）が生じてチップの耐久性が低下する場合がある。
　本態様は、耐久性の良好なチップを提供するものである。
　本態様のチップは、中心軸の一方を第１端、他方を第２端としたとき、前記第１端の側に位置する切刃と、前記第２端の側に位置する凹部とを有する第１部と、前記中心軸に沿って延びる軸部と、前記第１端の側において前記軸部に繋がるとともに前記軸部よりも径が大きい係合部とを有する第２部とを備え、前記係合部が前記凹部内に位置する。
一実施形態のドリルを示す斜視図である。 図１に示すドリルの第１端に向かって見た正面図である。 図２に示すドリルをＡ１方向から見た側面図である。 図２に示すドリルをＡ２方向から見た側面図である。 一実施形態のチップを示す斜視図である。 図５に示すチップの第１端に向かって見た正面図である。 図５に示すチップの第２端に向かって見た背面図である。 図６に示すチップをＡ３方向から見た側面図である。 図６に示すチップをＡ４方向から見た側面図である。 図８に示すチップにおけるＢ１断面図である。 図８に示すチップにおけるＢ２断面図である。 図１０に示すチップの他の例（第１変形例）の断面図である。 図１０に示すチップの他の例（第２変形例）の断面図である。 図１０に示すチップの他の例（第３変形例）の背面図である。 図７に示すチップの他の例（第４変形例）の背面図である。 図７に示すチップの他の例（第５変形例）の背面図である。 図１０に示すチップの他の例（第６変形例）の断面図である。 一実施形態のホルダを示す斜視図である。 図１８に示すホルダの第２端に向かって見た背面図である。 図１９に示すホルダをＡ５方向から見た側面図である。 図１９に示すホルダをＡ６方向から見た側面図である。 図２１に示すホルダにおけるＢ３断面図である。 図１０に示すチップの他の例（第７変形例）の断面図である。 一実施形態の切削加工物の製造方法における一工程を示す概略図である。 一実施形態の切削加工物の製造方法における一工程を示す概略図である。 一実施形態の切削加工物の製造方法における一工程を示す概略図である。
　＜ドリル＞
　以下、一実施形態のドリル用チップ（単にチップとも言う。）及びドリルについて、図面を用いて詳細に説明する。但し、以下で参照する各図は、説明の便宜上、一実施形態を説明する上で必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。したがって、以下に開示するチップ及びドリルは、参照する各図に示されていない任意の構成部材を備え得る。また、各図中の部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。
　本実施形態のドリル１は、図１～図４に示すように、ホルダ３及びチップ５を有している。ホルダ３は、例えば図１に示すように、回転軸Ｘ１に沿って細長く伸びた棒形状であり、第１端の側に位置するポケット７を有している。本実施形態におけるホルダ３は、ポケット７を１つ有している。切削加工物を製造するために被削材を切削する工程において、ドリル１は、回転軸Ｘ１の周りで回転する。なお、図１などにおける矢印Ｘ２は、ドリル１の回転方向を示している。
　ここで、回転軸Ｘ１に沿った方向での一方を便宜的に「第１端」とするとともに、回転軸Ｘ１に沿った方向でのもう一方を便宜的に「第２端」とする。また、対象となる部材における一方の端部の側を「第１端の側」とするとともに、対象となる部材におけるもう一方の端部の側を「第２端の側」とする。ドリルの使用時において一般的には、第１端が「先端」と呼ばれ、第２端が「後端」と呼ばれる。
　ポケット７は、チップ５が装着される部分であり、ホルダ３の第１端の側に開口している。本実施形態におけるポケット７には、チップ５が位置している。チップ５はポケット７に直接に接していてもよく、また、チップ５及びポケット７の間に特に図示しないシートが挟まれた構成であってもよい。チップ５は、ホルダ３に対して着脱可能な構成となっている。
　まず、ドリル１を構成するチップ５について詳細に説明する。
　チップ５は、ドリル１における切削部として機能する。すなわち、チップ５は、被削材と接触する部位であり、被削材の切削加工において主たる役割を有する部位である。本実施形態におけるチップ５は、図５に示すように、第１部９及び第２部１１の２つの部によって構成されている。第２部１１は、図８などに示すように、軸部１３及び係合部１５を有している。軸部１３は、チップ５の中心軸に沿って延びており、例えば図８に示すように本実施形態においては棒形状である。
　チップ５の中心軸は、必ずしもホルダ３の回転軸Ｘ１と一致している必要はないが、本実施形態においては、これら２つの軸は一致している。そのため、本実施形態に関する以後の説明においては、回転軸及び中心軸を示す符号としてＸ１を用いる。
　本実施形態におけるホルダ３のポケット７は、軸部１３に対応する孔（不図示）を有している。この孔に軸部１３が挿入されることによって、ホルダ３に対するチップ５の中心軸Ｘ１の周りでの位置決めが図られる。
　第２部１１の係合部１５は、軸部１３よりも第１端の側に位置しており、軸部１３に繋がっている。本実施形態における係合部１５は、軸部１３よりも径が大きい。そのため、側面視した場合において、第２部１１はＴ字形状となる。ここで、径とは、中心軸Ｘ１に対して直交する方向における幅の最大値を意味する。
　本実施形態における係合部１５は、中心軸Ｘ１に対して直交する方向に延びている。そのため、図８に示す方向から見た場合において、係合部１５が、軸部１３よりも中心軸Ｘ１に対して直交する方向の幅が大きい一方で、図９に示す方向から見た場合においては、軸部１３及び係合部１５の中心軸Ｘ１に対して直交する方向の幅が同じである。
　本実施形態における軸部１３及び係合部１５は、概ね同じ組成であり、一体的に形成されている。ここで、「概ね同じ」とは、２つの領域の組成を測定した場合に常に厳密に同じであることを要求するものではなく、測定誤差の程度のばらつきを許容することを意味している。
　第１部９は、第２部１１に対して第１端の側に位置している。第１部９における第１端の側には切刃１９が位置している。また、第１部９における第２端の側には凹部２５が位置している。
　切刃１９は、第１部９における第１端に形成されている。切刃１９は、第１端の側から見た場合において中心軸Ｘ１を通っており、中心軸Ｘ１を基準として１８０°の回転対称の形状となっている。本実施形態における切刃１９は、第１切刃２１及び一対の第２切刃２３を有している。第１切刃２１の各端部にはそれぞれ第２切刃２３が接続されている。そのため、切刃１９は、一方の第２切刃２３、第１切刃２１、もう一方の第２切刃２３の順に並んでいる。
　第１切刃２１は、第１端に向かって見た場合において中心軸Ｘ１を通る部分であり、一般的にチゼルエッジと呼ばれる部位である。一対の第２切刃２３は、それぞれ第１切刃２１の端部に接続されており、切削加工時に被削材を主に切削する、いわゆる「主切刃」と呼ばれる部位である。
　主切刃として用いられる一対の第２切刃２３は、２つの面が交わる稜部に形成されている。このとき、２つの面のうち第１端の側に位置する面がいわゆる「逃げ面」である。また、２つの面のうち第２端の側に位置する面がいわゆる「すくい面」である。したがって、主切刃は、逃げ面及びすくい面が交わる稜部に形成されているとも言える。主切刃で切削された被削材の切屑は、すくい面を流れる。本実施形態においては、２つの主切刃が存在していることから、すくい面もまた２つ存在している。
　なお、切刃１９の具体的な構成として、第１切刃２１及び一対の第２切刃２３を有する構成を例示したが、切刃１９としては上記の構成に限定されるものではない。
　第１部９における第２端の側の端面は平坦な面形状となっている。この端面の中に凹部２５が位置している。本実施形態においては、この凹部２５に第２部１１の係合部１５が位置しており、凹部２５において第２部１１及び第１部９が接している。本実施形態においては、凹部２５において第２部１１及び第１部９が接合されていてもよい。
　ここで「接合」とは、はんだや樹脂などの接着材を用いて２つの部を接着した場合だけでなく、２つの部同士を溶接した場合及び溶着した場合のように、２つの部を直接に接合した場合も含む概念である。
　本実施形態においては、第１部９が第２部１１に溶着されていてもよい。第１部９が第２部１１に溶着されているときには、第２部１１及び第１部９を強固に接合することができる。また、接着材を用いる必要が無いので、ドリル１を製造する上での部材の数を減らすことができる。
　複数の部からなるチップ５を備えたドリル１を用いて穴あけ加工を行なう場合には、複数の部間の境界にも負荷が加わり、これらの部の境界にクラックが生じてドリル１が損傷するおそれがある。
　しかしながら、本実施形態のドリル１におけるチップ５では、軸部１３よりも係合部１５の径が大きく、この係合部１５が凹部２５において第１部９に接合されているときには、第２部１１及び第１部９が接合する部分の面積が広いため、第２部１１及び第１部９の境界においてクラックが生じにくく、チップ５の耐久性が向上する。
　第２部１１を構成する材質としては、例えば、金属、超硬合金及びサーメットなどが挙げられる。金属としては、例えば、ステンレス及びチタンが挙げられる。超硬合金の組成としては、例えば、ＷＣ（炭化タングステン）－Ｃｏ（コバルト）、ＷＣ－ＴｉＣ（炭化チタン）－Ｃｏ及びＷＣ－ＴｉＣ－ＴａＣ（炭化タンタル）－Ｃｏが挙げられる。
　ここで、ＷＣ、ＴｉＣ、ＴａＣは硬質粒子であり、Ｃｏは結合相である。また、サーメットは、セラミック成分に金属を複合させた焼結複合材料である。具体的には、サーメットとして、炭化チタン（ＴｉＣ）及び窒化チタン（ＴｉＮ）などのチタン化合物を主成分としたものが一例として挙げられる。
　第１部９を構成する材質としては、例えば、ダイヤモンド焼結体、ＣＢＮ（立方晶窒化ホウ素：Cubic Boron Nitride）、超硬合金及びサーメットなどが挙げられる。超硬合金及びサーメットとしては、第２部１１を構成する材質として説明したものと同様のものが用いられる。
　第２部１１及び第１部９を構成する材質として、同じ材質のものを用いてもよく、また、異なる材質のものを用いてもよい。例えば、第２部１１が、チタンなどの金属によって構成されているとともに、第１端の側に切刃１９が位置する第１部９が超硬合金によって構成されていてもよい。
　本実施形態においては、係合部１５の全体が凹部２５に位置しており、係合部１５における第２端の側の端面と、第１部９における第２端の側の端面とを比較した場合に、回転軸に沿った方向における上記の２つの端面の位置が概ね同じである。言い換えれば、係合部１５における第２端の側の端面と、第１部９における第２端の側の端面とが同一平面上に位置している。しかしながら、このような形態に限定されるものではない。
　係合部１５は、少なくとも一部が凹部２５に位置していればよく、図１２に示すように、係合部１５における第２端の側の一部が凹部２５からはみ出していてもよい。また、図１３に示すように、係合部１５が、第１部９における第２端の側の端面よりも第１端の側に位置していてもよい。
　このとき、図１３に示すように、係合部１５における第２端の側の端面の少なくとも一部が、第１部９に接してもよい。言い換えれば、凹部２５の第２端の側における内径が、係合部１５の外径よりも小さくてもよい。
　凹部２５の第２端の側における内径が、係合部１５の外径よりも小さい場合には、仮に第２部１１と第１部９との境界にクラックが生じて第１部９が第２部１１から剥離してしまった場合においても、第２部１１における係合部１５が第１部９における凹部２５に引っ掛かり、第２部１１が第１部９から抜け落ちることが避けられる。
　また、図１４に示すように、中心軸Ｘ１に対して直交する方向での係合部１５の幅が、第１端の側に近づくにつれて狭くなる構成であってもよい。係合部１５がこのように構成されている場合には、係合部１５の外周面と切刃１９との間での第１部９の肉厚を確保できるので、チップ５の耐久性を高めることができる。さらに、接着材を用いて第２部１１及び第１部９を接着する場合においては、これらの部の接合を容易に行なうことができる。
　第１部９に対する第２部１１の接合面積を増やすことができれば、第２部１１における係合部１５及び第１部９における凹部２５の形状としては特に限定されるものではない。例えば、図１５に示すように、第２端の側から見た場合に、凹部２５の外周が四角形状であってもよく、また、図１６に示すように、第２端の側から見た場合に、凹部２５の外周が円形状であってもよい。
　図１６に示す例においては、第２端の側から見た場合に係合部１５の径が一定であるが、図７及び図１５に示す例においては、第２端の側から見た場合に係合部１５の径が、相対的に長さの長い部分及び短い部分を有している。穴あけ加工などの切削加工を行なう際において、ドリル１はＸ２方向に回転し、この回転方向に沿った方向の負荷が第２部１１及び第１部９の境界にも加わる。
　このとき、係合部１５が図７及び図１５に示す例のように相対的に長さの長い部分及び短い部分を有している場合には、ドリル１の回転方向に対して、係合部１５及び凹部２５が互いに物理的に支持し合うことになる。第２部１１及び第１部９の境界に化学的な接合力だけでなく物理的な支持も加わることになるので、これらの境界にクラックがさらに生じにくくなる。
　係合部１５における第１端の側の端面は、平坦な面形状であってもよいが、曲面形状であってもよい。図１０などに示すように、中心軸Ｘ１に交わる凹部２５及び係合部１５の対向面において、凹部２５の側が凸曲面であり、係合部１５の側が凹曲面である場合には、第２部１１及び第１部９の接合面積を増やすことができる。
　また、第２部１１及び第１部９の接合面積を増やす観点からは、図１７に示す例のように、中心軸Ｘ１に交わる凹部２５と係合部１５との対向面において、凹部２５と係合部１５の境界が波形となっていてもよい。
　また、本実施形態における第１部９は、中心軸Ｘ１に対して回転対称となっている。第１部９が上記の構成である場合には、第１部９の重心が中心軸Ｘ１上に位置することになる。そのため、チップ５を中心軸Ｘ１の周りで安定して回転させることができる。これにより、切削加工時におけるドリル１の回転軸Ｘ１がぶれ難くなるので、高精度の切削加工を行なうことができる。
　本実施形態における係合部１５は、第１部９における切刃１９よりも第２端の側に位置している。言い換えれば、第１部９における切刃１９の全体が、係合部１５よりも第１端の側に位置している。これにより、第１部９における切刃１９の第２端の側に位置する部分の肉厚を厚く確保できる。従って、切刃１９の耐久性を高めることができる。
　次に、ドリル１を構成するホルダ３について詳細に説明する。
　本実施形態におけるホルダ３は、図１８に示すように、回転軸Ｘ１に沿って伸びた棒形状であり、チップ５が装着されるポケット７を有している。本実施形態のホルダ３は、特に図示しない工作機械の回転するスピンドル等で把持される、シャンク（shank）２７と呼ばれる部位と、このシャンク２７よりも第１端の側に位置する、ボディー（body）２９と呼ばれる部位とを有している。
　既に述べたように、ホルダ３における第１端の側にはポケット７が位置しており、ポケット７には孔が設けられている。この孔は、回転軸Ｘ１に沿って延びており、第１端の側に向かって開口している。孔は、チップ５の軸部１３に対応しており、軸部１３が孔に挿入される。
　ホルダ３におけるボディー２９の外周には、一対の溝３１が位置している。一対の溝３１は、第１端の側の端部がそれぞれ、チップ５におけるすくい面に接続されており、シャンク２７に向かって回転軸の周りで螺旋状に延びている。
　本実施形態における溝３１は、すくい面を流れてきた切屑を外部に排出するために用いられる。そのため、一対の溝３１は、一般的に切屑排出溝（flute）と呼ばれている。このとき、工作機械で安定してホルダ３を把持するため、一対の溝３１はボディー２９にのみ形成されており、シャンク２７には形成されていない。
　一対の溝３１のそれぞれの深さＶとしては、ボディー２９の外径に対して１０～４０％程度に設定できる。ここで、溝３１の深さＶとは、図２１に示すように、回転軸Ｘ１に直交する断面における、溝３１の底と回転軸Ｘ１との距離をボディー２９の半径から引いた値を意味している。
　そのため、ボディー２９における回転軸Ｘ１に直交する断面での内接円（軸芯）の直径によって示される芯厚（web thickness）の直径Ｗとしては、ボディー２９の外径に対して２０～８０％程度に設定される。具体的には、例えばボディー２９の外径が２０ｍｍである場合には、溝３１の深さＶは２～８ｍｍ程度に設定できる。
　本実施形態のホルダ３は、例えばボディー２９の外径を６ｍｍ～４２．５ｍｍに設定すればよい。また、本実施形態のホルダ３は、例えば軸線の長さ（ボディー２９の長さ）をＬとし、径（ボディー２９の外径）をＤとするとき、Ｌ＝３Ｄ～１２Ｄに設定すればよい。
　ホルダ３の材質としては、チップ５における第２部１１と同様のものが挙げられる。具体的には、例えば、金属、超硬合金及びサーメットなどが挙げられる。
　本実施形態におけるチップ５は、第１貫通孔３３を有している。また、ホルダ３は、第２貫通孔３５を有している。具体的には、チップ５は、２つの第１貫通孔３３を有している。第１貫通孔３３は、チップ５の第１端の側から第２端の側にかけて延びている。第１貫通孔３３における第１端の側の開口部分は、第１部９における逃げ面に位置している。また、第１貫通孔３３の第１端の側の部分は、第１部９の中に位置しており、第１貫通孔３３の第２端の側の部分は、第１部９と係合部１５との境界部分に位置している。
　本実施形態における第１貫通孔３３は、第１部９における凹部２５から第１部９における第１端の側に向かって延びた貫通孔部分と、凹部２５において前述の貫通孔部分に接続され、第２端の側に向かって延びた溝部分とによって構成されている。
　第２貫通孔３５は、ホルダ３における第２端の側から第１端の側にかけて延びており、ホルダ３における第２端の側の端面に１つの開口部分を有している。第２貫通孔３５は、第１端の側において２つに分岐しており、第１端の側の２つの開口部分は、それぞれポケット７に位置している。第２貫通孔３５における第１端の側の２つの開口部分は、第１貫通孔３３における第２端の側の２つの開口部分にそれぞれ接続されている。
　第１貫通孔３３及び第２貫通孔３５は、冷却流体（クーラント）を流すために用いられる。第２貫通孔３５における第２端の側の開口部分から供給されたクーラントは、第２貫通孔３５及び第１貫通孔３３を通って、外部に噴射される。クーラントは、切削加工時に、ドリル１及び被削材を冷却するために用いることができる。特に、ドリル１における切刃１９を冷却するため、第１部９における第１端の側に位置して切刃１９に接続された逃げ面から外部に向かってクーラントが噴射される。
　第１貫通孔３３は、第２部１１における軸部１３から離れて位置している。そのため、軸部１３の強度を高めることができる。これにより、チップ５をホルダ３で安定して保持することができる。
　第１貫通孔３３は、図１０などに示すように、チップ５の第１端の側から第２端の側にかけて真っ直ぐ延びた直線形状であってもよいが、図１４に示すように構成されていてもよい。
　図１４に示す第１貫通孔３３では、上記の溝部分は、第２端の側の端部よりも第１端の側の端部が中心軸Ｘ１の近くに位置した構成となっている。より具体的には、溝部分は、第１端の側に向かうにしたがって中心軸Ｘ１に近づいており、また、第１貫通孔３３における上記の貫通孔部分は、中心軸Ｘ１に沿って延びている。
　切刃１９における中心軸Ｘ１から遠い部分よりも中心軸Ｘ１に近い部分を特に冷却することが望まれている。このとき、第１貫通孔３３における溝部分が上記のように中心軸に対して傾斜した構成である場合には、第１貫通孔３３における第１端の側の開口部分を中心軸Ｘ１に近づけることができる。また、第１貫通孔３３における貫通孔部分が上記のように中心軸Ｘ１に平行に延びている場合には、中心軸Ｘ１に沿った方向にクーラントを安定して噴射させることができる。
　また、例えば切刃１９における第１切刃２１を冷却することが特に求められる場合には、図２３に示す例のように第１貫通孔３３が構成されてもよい。図２３に示す例においては、第１貫通孔３３における溝部分が図１４に示す溝部分と同様の構成である一方で、第１貫通孔３３における貫通孔部分もまた、第１端の側に向かうにしたがって中心軸Ｘ１に沿って延びている。第１貫通孔３３が図２３に示す例のように構成されている場合には、中心軸Ｘ１に向かってクーラントを噴射させ易いため、中心軸Ｘ１と交差している第１切刃２１を効率良く冷却することが可能となる。
　また、第１貫通孔３３の内径は、チップ５の第１端の側から第２端の側にかけて一定であってもよいが、図２３に示すように、チップ５の第１端の側（図２３における右側の開口部分）における第１貫通孔３３の内径が、チップ５の第２端の側（図２３における左側の開口部分）における第１貫通孔３３の内径よりも小さくてもよい。
　第１貫通孔３３の内径が、図２３に示すように構成されている場合には、クーラントによる冷却効率を高めることができる。具体的には、チップ５の第２端の側の内径が相対的に大きいことによって、クーラントを安定して第１貫通孔３３内に供給することが可能となる。また、チップ５の第１端の側の内径が相対的に小さいことによって、クーラントの噴射圧を高めることができるため、クーラントを所望の方向に安定して噴射させ易くなる。
　＜切削加工物の製造方法＞
　次に、一実施形態の切削加工物の製造方法について、上述の実施形態のドリル１を用いる場合を例に挙げて詳細に説明する。以下、図２４～図２６を参照しつつ説明する。
　本実施形態にかかる切削加工物の製造方法は、以下の（１）～（４）の工程を備える。
　（１）準備された被削材１０１に対して上方にドリル１を配置する工程（図２４参照）。
　（２）ドリル１を、回転軸Ｘ１を中心に矢印Ｘ２の方向に回転させ、被削材１０１に向かってＹ１方向にドリル１を近付ける工程（図２４、２５参照）。
　本工程は、例えば、被削材１０１を、ドリル１を取り付けた工作機械のテーブル上に固定し、ドリル１を回転した状態で近付けることにより行なうことができる。なお、本工程では、被削材１０１とドリル１とは相対的に近付けばよく、例えば被削材１０１をドリル１に近付けてもよい。
　（３）ドリル１をさらに被削材１０１に近付けることによって、回転しているドリル１の切刃を、被削材１０１の表面の所望の位置に接触させて、被削材１０１に加工穴（貫通孔）１０３を形成する工程（図２５参照）。
　本工程において、良好な仕上げ面を得る観点から、ホルダにおけるボディーのうち第２端の側の一部が被削材１０１を貫通しないように設定することが好ましい。すなわち、この一部を切屑排出のためのマージン領域として機能させることで、当該領域を介して優れた切屑排出性を奏することが可能となる。
　（４）ドリル１を被削材１０１からＹ３方向に離す工程（図２６参照）。
　本工程においても、上述の（２）の工程と同様に、被削材１０１とドリル１とは相対的に離せばよく、例えば被削材１０１をドリル１から離してもよい。
　以上のような工程を経ることによって、優れた加工性を発揮することが可能となる。
　なお、以上に示したような被削材１０１の切削加工を複数回行なう場合であって、例えば、１つの被削材１０１に対して複数の加工穴１０３を形成する場合には、ドリル１を回転させた状態を保持しつつ、被削材１０１の異なる箇所にドリル１の切刃を接触させる工程を繰り返せばよい。
　以上、一実施形態のドリル１について例示したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限り任意のものとすることができることは言うまでもない。
　　１・・・ドリル
　　３・・・ホルダ
　　５・・・（ドリル用）チップ
　　７・・・ポケット
　　９・・・第１部
　１１・・・第２部
　１３・・・軸部
　１５・・・係合部
　１９・・・切刃
　２１・・・第１切刃
　２３・・・第２切刃
　２５・・・凹部
　２７・・・シャンク
　２９・・・ボディー
　３１・・・溝
　３３・・・第１貫通孔
　３５・・・第２貫通孔
１０１・・・被削材

Claims (9)

  1. 　中心軸の一方を第１端、他方を第２端としたとき、
    　前記第１端の側に位置する切刃と、前記第２端の側に位置する凹部とを有する第１部と、
    　前記中心軸に沿って延びる軸部と、前記第１端の側において前記軸部に繋がるとともに前記軸部よりも径が大きい係合部とを有する第２部とを備え、
    　前記係合部が前記凹部内に位置するドリル用チップ。
  2. 　前記凹部の前記第２端の側における内径が、前記係合部の外径よりも小さい、請求項１に記載のドリル用チップ。
  3. 　前記中心軸に交わる前記凹部と前記係合部との対向面において、前記凹部の側が凸曲面であり、前記係合部の側が凹曲面である、請求項１又は２に記載のドリル用チップ。
  4. 　前記第１部は、前記中心軸に対して回転対称である、請求項１～３のいずれか１つに記載のドリル用チップ。
  5. 　前記係合部は、前記切刃よりも前記第２端の側に位置している、請求項１～４のいずれか１つに記載のドリル用チップ。
  6. 　前記第１部は、前記凹部から前記第１端の側に向かって延びた貫通孔を有し、
    　前記凹部は、前記貫通孔に接続され、前記第２端の側に向かって延びた溝を有している、請求項１～５のいずれか１つに記載のドリル用チップ。
  7. 　前記溝は、前記第２端の側の端部よりも前記第１端の側の端部が前記中心軸の近くに位置している、請求項６に記載のドリル用チップ。
  8. 　前記第２部は、前記第１部に接合されている、請求項１～７のいずれか１つに記載のドリル用チップ。
  9. 　請求項１～８のいずれか１つに記載のチップと、
    　該チップが位置するポケットを前記第１端の側に有するホルダとを備えたドリル。
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