WO2019139075A1 - ドリル及び切削加工物の製造方法 - Google Patents

ドリル及び切削加工物の製造方法 Download PDF

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弘和 波多野
宏司 河嶋
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京セラ株式会社
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Definitions

  • This aspect relates to a method of manufacturing a drill and a machined product.
  • a head exchange type drill having a head having a cutting edge, a seating surface, a groove extending from the cutting edge toward the seating surface, and a holder, wherein the seating surface of the head and the end face of the holder abut
  • a head-replaceable drill described in JP-A-2016-55353 Patent Document 1 is known.
  • the drill of one aspect is a cylindrical shape extending from the first end to the second end, and is a drill having a cutting portion rotatable about a rotation axis.
  • the cutting portion has a cutting edge, a groove, an end surface, and a connection surface.
  • the cutting edge is located on the side of the first end.
  • the groove extends from the cutting edge toward the second end.
  • the end surface is located closer to the second end than the groove.
  • the connection surface is located between the groove and the end surface, and is connected to the groove and the end surface.
  • the connection surface has a first portion and a second portion.
  • the first portion has the longest length in the direction along the rotation axis.
  • the second portion is located on the outer peripheral side of the cutting portion than the first portion.
  • the length of the second portion along the axis of rotation is the first portion when viewed from the first direction orthogonal to the axis of rotation so that the first portion and the axis of rotation overlap. Shorter than the length in the direction
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line IX-IX in the cutting portion shown in FIG. FIG. 8 is a cross-sectional view of the cutting section shown in FIG.
  • the drill of the embodiment will be described in detail using the drawings.
  • the drawings referred to in the following simply show only the main members in the members constituting the embodiment.
  • the drill may comprise any component not shown in the figures to which this specification refers.
  • the dimensions of the members in the drawings do not faithfully represent the dimensions of the actual constituent members and the dimensional ratios of the respective members.
  • the drill 1 of the embodiment has a cylindrical shape extending from the first end 1a to the second end 1b in the example shown in FIG.
  • the drill 1 of the present disclosure has a cutting portion 3 that is rotatable about the rotation axis X at the side of the first end 1 a.
  • the cylindrical drill 1 can rotate in the direction of the arrow Y around the rotation axis X as shown in FIG. 1 at the time of cutting of a work material for manufacturing a machined product.
  • the upper left end is the first end 1a
  • the lower right end is the second end 1b
  • the first end 1a is also referred to as the leading end
  • the second end 1b is also referred to as the trailing end. Therefore, the first end 1a will be described as the front end 1a, and the second end 1b will be described as the rear end 1b.
  • the drill 1 has a cutting portion 3 positioned on the side of the tip 1 a and a holder 5 that is cylindrical and is positioned closer to the rear end 1 b than the cutting portion 3 as a whole.
  • the holder 5 may include a shank 7 and a body 9 positioned closer to the tip 1 a than the shank 7.
  • the cutting portion 3 and the body 9 include portions in contact with the work material, and these portions can play a major role in cutting of the work material.
  • the shank portion 7 is a portion gripped by the rotating spindle of the machine tool, and is a portion designed according to the shape of the spindle in the machine tool. Examples of the shape of the shank portion 7 include a straight shank, a long shank, a long neck, and a tapered shank.
  • the cutting portion 3 has a cutting edge 11 located on the side of the tip 1 a and a first groove 13 extending from the cutting edge 11 toward the rear end 1 b.
  • the outer side surface of the cutting portion 3 has a first outer peripheral surface 3p whose distance from the rotation axis X is substantially constant.
  • the first outer peripheral surface 3p may be described as the outer periphery 3p.
  • the cutting blade 11 When viewed from the end 1 a as shown in FIG. 2, the cutting blade 11 may have a chisel blade 11 a including a rotation axis X and a main cutting blade 11 b.
  • the chisel blade 11a of an example shown in FIG. 2 is located so that the front-end
  • the main cutting edge 11 b of the example shown in FIG. 2 extends from the chisel blade 11 a toward the outer periphery 3 p of the cutting portion 3.
  • the first groove 13 may extend linearly from the cutting edge 11 toward the rear end 1 b or may extend in a twisted manner. In the example shown in FIGS. 1 and 3, the first groove 13 twists and extends from the cutting edge 11 toward the rear end 1 b.
  • the term “twist and extend” means that the first groove 13 extends substantially in a twisting direction from the cutting edge 11 toward the rear end 1 b. Therefore, the first groove 13 may have a partially untwisted portion.
  • the twist angle of the first groove 13 is not limited to a specific value, but is set to, for example, about 3 to 45 °.
  • the cutting portion 3 in the example shown in FIGS. 1 and 3 is located between the end face 15 located closer to the rear end 1 b than the first groove 13 and the first groove 13 and the end face 15. And a connecting surface 17 connected to the end surface 15.
  • the connection surface 17 is inclined with respect to the first groove 13 and the end surface 15.
  • connection surface 17 is not located between the first groove 13 and the end surface 15 and the first groove 13 and the end surface 15 are directly connected, the first groove 13 and the end surface 15 are formed.
  • the stress is concentrated on the ridgeline portion, which may cause the cutting portion 3 to be broken.
  • the cutting portion 3 in the present disclosure has a connection surface 17 located between the first groove 13 and the end surface 15 and connected to the first groove 13 and the end surface 15. Therefore, it is easy to avoid concentration of stress on a specific part near the boundary between the first groove 13 and the end face 15 at the time of cutting, and it has high fracture resistance.
  • FIG. 4 is a view of the cutting portion 3 in FIG. 2 as viewed from the B direction.
  • 5 is a partially enlarged view of the connecting surface 17 in FIG.
  • the connection surface 17 in the example shown in FIG. 5 has a first portion 19 and a second portion 21.
  • the first portion 19 is a portion where the length of the connecting surface 17 in the direction along the rotation axis X is the longest.
  • the second portion 21 is located closer to the outer periphery 3 p of the cutting portion 3 than the first portion 19.
  • connection surface 17 when the cutting portion 3 is viewed from the direction orthogonal to the rotation axis X when the first portion 19 in the connection surface 17 overlaps the rotation axis X, the connection surface
  • the length L2 in the direction along the rotation axis X in the second portion 21 of 17 is shorter than the length L1 in the direction along the rotation axis X in the first portion 19 of the connection surface 17.
  • the first portion 19 and the second portion 21 are regions indicated by lines.
  • the first portion 19 exists as a line region overlapping the rotation axis X.
  • the second portion 21 is located closer to the outer periphery 3p of the cutting portion 3 than the first portion 19 (on the left side in FIG. 5), and exists as a line region.
  • the chisel blade 11a located on the center side among the cutting blades 11 cutting is performed so as to crush the work material.
  • the main cutting edge 11b of the cutting edges 11 located on the side of the outer periphery 3p cutting is performed so as to cut the material to be cut. Therefore, the load due to the back force is more likely to be applied to the portion of the end face 15 closer to the rotation axis X as compared to the side of the outer periphery 3p.
  • the length L1 is relatively long on the side of the rotation axis X like the first portion 19 in the connection surface 17, chipping around the boundary between the first groove 13 and the end face 15 is easily avoided .
  • the length L2 is relatively short on the side of the outer periphery 3p like the second portion 21 in the connection surface 17, the flow of chips in the first groove 13 is not easily inhibited. Accordingly, the durability and the chip dischargeability are excellent.
  • the width at the second portion 21 of the connection surface 17 may be narrower than the width at the first portion 19 of the connection surface 17.
  • the durability and the seating stability are excellent.
  • the length of the first portion 19 is relatively long on the side of the rotation axis X such as the first portion 19 in the connection surface 17. Therefore, chipping around the boundary between the first groove 13 and the end face 15 is easily avoided.
  • the length of the second portion 21 is relatively short on the side of the outer periphery 3 p of the connection surface 17 such as the second portion 21. Therefore, the area of the end face 15 is easily secured wide.
  • the length of the connecting surface 17 in the direction along the rotation axis X may be shortened.
  • the length of the connecting surface 17 in the direction along the rotation axis X may be constant on the side opposite to the side where the second portion 21 is located with respect to the first portion 19.
  • connection surface 17 has a third portion 23 located between the first portion 19 and the second portion 21.
  • the length L3 of the third portion 23 in the direction along the rotation axis X is shorter than the length L1 of the first portion 19 in the direction along the rotation axis X, and along the rotation axis X of the second portion 21. It may be longer than the length L2 in the other direction. In this case, the change in the length of the connection surface 17 in the direction along the rotation axis X can be made gentle. Therefore, the cutting portion 3 in the example shown in FIG. 5 has high fracture resistance.
  • the third portion 23 is located closer to the outer periphery 3 p of the cutting portion 3 than the first portion 19 and is further away from the outer periphery 3 p of the cutting portion 3 than the second portion 21. positioned. That is, the third portion 23 is located between the first portion 19 and the second portion 21.
  • the third portion 23 may be present as a line region, similarly to the first portion 19 and the second portion 21.
  • the length of the connection surface 17 in the direction along the rotation axis X decreases as it approaches the third portion 23 from the first portion 19. In this case, a sudden change in the length of the connection surface 17 in the direction along the rotation axis X can be easily avoided. Thereby, it is easy to avoid concentration of stress on a specific part of the connection surface 17, so the cutting portion 3 of the example shown in FIG. 5 has high fracture resistance.
  • the first groove 25 is located on the side of the rotation axis X of the cutting part 3, and the outer periphery of the cutting part 3 than the first part 25. You may have the 2nd part 27 located in the 3p side.
  • the first portion 25 may have a convex curve shape
  • the second portion 27 may have a concave curve shape.
  • FIG. 6 shows one drill of the embodiment, and is an enlarged view of a region corresponding to FIG.
  • FIG. 7 has shown one cutting part of embodiment, and is a side view corresponded in FIG.
  • the first portion 25 has a curved surface shape convex in the direction away from the rotation axis X, the core thickness of the cutting portion 3 is large, and the durability of the cutting portion 3 is high. Moreover, when the 1st groove
  • the length of the connecting surface 17 in the direction along the rotational axis X in the portion connected to the first portion 25 is greater than the length of the connecting surface 17 in the direction along the rotational axis X in the portion connected to the second portion 27 It may also be long.
  • the first groove 13 has the first portion 25 and the second portion 27 having the above-described shapes
  • chips are present in the convex curve shape in the first portion 25 compared to the second portion 27 in the concave curve shape.
  • the load caused by flowing is large.
  • the length in the direction along the rotation axis X in the portion connected to the first portion 25 in the connection surface 17 is along the rotation axis X in the portion connected to the second portion 27 in the connection surface 17. If it is longer than the length in the longitudinal direction, the durability of the first portion 25 is high. Therefore, the fracture resistance of the drill 1 is high.
  • connection surface 17 has a first region 29 and a second region 31 located along the first groove 13.
  • the second area 31 is in contact with the first area 29 and is closer to the end face 15 than the first area 29.
  • the first area 29 and the second area 31 extend in the direction orthogonal to the rotation axis X, respectively.
  • Each of the first area 29 and the second area 31 may have a convex curved surface shape, or may have a flat surface shape.
  • the first region 29 has a convex curved surface shape
  • the second region 31 has a flat surface shape.
  • the first region 29 is a curve that is convex in the direction away from the rotation axis X.
  • the second region 31 has a linear shape. Therefore, in the example shown in FIG. 7, the first region 29 has a curved surface shape convex in the direction away from the rotation axis X, and the second region 31 has a flat surface shape.
  • the first region 29 has a convex curved shape
  • the durability of the connection surface 17 is high.
  • the second region 31 located closer to the end face 15 than the first region 29 has a flat surface shape, the area where chips are in contact is greater than when the second region 31 has a convex curved surface shape. small. Therefore, in the second region 31, the increase in temperature due to chip scraping is suppressed, and welding hardly occurs.
  • the shape of the first region 29 in each cross section shown in FIGS. 9 to 11 is not limited to a specific shape, and may be, for example, an arc shape, an elliptic arc shape, or a parabola shape.
  • the radius of curvature of the first region 29 which is a convex curved surface may be different depending on the place, and may be constant.
  • the radius of curvature of the first region 29 in each cross section shown in FIGS. 9 to 11 is equal.
  • Each of the cross sections shown in FIGS. 9 to 11 is a cross section in the direction along the rotation axis X.
  • the drill 1 in one example shown in FIGS. 9 to 11 has high fracture resistance.
  • the radius of curvature of the first region 29 in each cross section shown in FIGS. 9 to 11 does not have to be mathematically strictly equal, and an error of about 10% is taken as an allowable range.
  • the arithmetic mean roughness Sa1 in the first groove 13 may be larger than the arithmetic mean roughness Sa2 in the connection surface 17, or may be the same as the arithmetic mean roughness Sa2.
  • the values of the arithmetic mean roughness Sa1 and the arithmetic mean roughness Sa2 can be selected according to the material of the work material and the processing conditions.
  • the arithmetic mean roughness Sa1 in the first groove 13 is relatively large, it is possible to brake the chips scraping the first groove 13 at the time of cutting. Therefore, the flow of chips can be easily controlled, and the chips can be stably curled.
  • the arithmetic mean roughness Sa2 at the connection surface 17 is relatively small, chip clogging at the boundary between the cutting portion 3 and the holder 5 is unlikely to occur.
  • the drill 1 in the above case has a good chip discharging property.
  • Arithmetic mean roughness Sa is a parameter of surface properties defined in ISO 25178, and is a parameter obtained by extending the arithmetic mean height Ra of a line to a surface. Specifically, the arithmetic mean roughness Sa represents the average of the absolute value of the difference in height of each point in the target surface with respect to the average surface of the target surface.
  • Sa1 and Sa2 are not limited to specific values.
  • Sa1 can be set to about 1 to 50 ⁇ m.
  • Sa2 can be set to about 1 to 50 ⁇ m.
  • the arithmetic mean roughness Sa1 of the first groove 13 may be calculated by measuring the surface shape of the first groove 13 according to the standard of ISO 25178-6: 2010.
  • the cutoff value may be fixed to 5 mm, for example.
  • the arithmetic mean roughness Sa2 of the connection surface 17 may be calculated by measuring the surface shape of the connection surface 17 in accordance with the standard of ISO 25178-6: 2010.
  • the cutoff value may be fixed to 5 mm, for example.
  • the surface shapes of the first groove 13 and the connection surface 17 can be measured, for example, by a contact-type surface roughness measuring machine using a stylus or a noncontact-type surface roughness measuring machine using a laser.
  • holder 5 has tip 5a located in the side of tip 1a.
  • the front end surface 5 a of the holder 5 may abut on the end surface 15 of the cutting portion 3.
  • the outer side surface 33 of the holder 5 has a second groove 33 a and a second outer peripheral surface 33 b.
  • the second groove 33 a in the holder 5 is connected to the first groove 13 in the cutting portion 3. Therefore, chips generated at the time of cutting can flow to the second groove 33 a through the first groove 13.
  • the second outer peripheral surface 33 b of the holder 5 is connected to the first outer peripheral surface 3 p of the cutting portion 3.
  • the first region 29 may be farther from the rotation axis X than the outer side surface 33 of the holder 5 in the cross section shown in FIG. 12. Specifically, the first region 29 may be farther from the rotation axis X than the ridge line at which the front end surface 5 a of the holder 5 and the outer surface 33 intersect. In the example shown in FIG. 12, the first region 29 is farther from the rotation axis X than the second groove 33a. Specifically, in the example shown in FIG. 12, the first region 29 is farther from the rotation axis X than the ridge line 33 c where the tip surface 5 a of the holder 5 and the second groove 33 a intersect.
  • FIG. 12 is an XII-XII cross section of the drill 1 shown in FIG.
  • the drill 1 in an example shown in FIG. 12 has a good chip discharging property.
  • cemented carbide As a material of cutting part 3, cemented carbide, a cermet, etc. are mentioned, for example.
  • the composition of the cemented carbide include WC-Co, WC-TiC-Co, and WC-TiC-TaC-Co.
  • WC, TiC, and TaC are hard particles
  • Co is a binder phase.
  • cermet is a sintered composite material in which a ceramic component is compounded with a metal.
  • a titanium compound mainly composed of titanium carbide (TiC) or titanium nitride (TiN) can be mentioned.
  • TiC titanium carbide
  • TiN titanium nitride
  • the material of the cutting portion 3 is not limited to the above composition.
  • the surface of the cutting portion 3 may be coated with a film using a chemical vapor deposition (CVD) method or a physical vapor deposition (PVD) method.
  • the composition of the film may, for example, be titanium carbide (TiC), titanium nitride (TiN), titanium carbonitride (TiCN) or alumina (Al 2 O 3 ).
  • steel As a material of the holder 5, steel, cast iron, an aluminum alloy or the like can be used. Steel is preferred in terms of high toughness.
  • the manufacturing method of the cutting material of embodiment is (1) rotating the drill 1 around the rotation axis X; (2) bringing the cutting edge of the rotating drill 1 into contact with the work material 100; (3) releasing the drill 1 from the work material 100; Is equipped.
  • the drill 1 is rotated around the rotation axis X and moved in the Z1 direction along the rotation axis X, so that the drill 1 is relative to the workpiece 100 Approach closely.
  • the cutting blade in the drill 1 is brought into contact with the work material 100 to cut the work material 100. Then, as shown in FIG. 15, the drill 1 is moved away from the workpiece 100 relatively by moving the drill 1 in the Z2 direction.
  • the drill 1 is brought close to the workpiece 100 in a state where the workpiece 100 is fixed and the drill 1 is rotated around the rotation axis X. Further, in FIG. 14, the work material 100 is cut by bringing the rotating cutting blade of the drill 1 into contact with the work material 100. Further, in FIG. 15, the drill 1 is moved away from the work material 100 while being rotated.
  • the drill 1 is brought into contact with the work material 100 or the drill 1 is separated from the work material 100 by moving the drill 1 in each process.
  • the drill 1 is not limited to such a form.
  • the work material 100 may be brought close to the drill 1.
  • the work material 100 may be moved away from the drill 1.
  • the step of rotating the drill 1 may be maintained, and the process of bringing the cutting edge of the drill 1 into contact with different portions of the workpiece 100 may be repeated.
  • aluminum, carbon steel, alloy steel, stainless steel, cast iron, nonferrous metal, etc. may be mentioned.

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Abstract

一態様のドリルは、第１端から第２端にかけて延びている。切削部は、第１端の側に位置する切刃と、切刃から第２端に向かって延びた溝と、溝よりも第２端の側に位置する端面と、溝及び端面の間に位置し、溝及び端面に接続された接続面とを有している。接続面は、回転軸に沿った方向の長さが最も長い第１部位と、第１部位よりも切削部の外周側に位置する第２部位とを有している。第１部位と回転軸とが重なり合うように、回転軸に直交する第１方向から見た場合に、第２部位における回転軸に沿った方向の長さが、第１部位における回転軸に沿った方向の長さよりも短い。

Description

ドリル及び切削加工物の製造方法 関連出願の相互参照
　本出願は、２０１８年１月１２日に出願された日本国特許出願２０１８－００３２０１号の優先権を主張するものであり、この先の出願の開示全体を、ここに参照のために取り込む。
　本態様は、ドリル及び切削加工物の製造方法に関する。
　切刃と、座面と、切刃から座面に向かって延びた溝とを備えたヘッドと、ホルダとを有するヘッド交換式ドリルであって、ヘッドの座面とホルダの端面とが当接するものとして、例えば特開２０１６－５５３５３号公報（特許文献１）に記載のヘッド交換式ドリルが知られている。
　特許文献１に記載のヘッド交換式ドリルにおいては、ヘッドにおける溝と座面とが略垂直に交わり稜線をなしているため、切削加工時に稜線部分に応力が集中し、欠けが生じるおそれがある。
　一態様のドリルは、第１端から第２端にかけて延びた円柱形状であり、回転軸を中心に回転可能な切削部を有するドリルである。前記切削部は、切刃と、溝と、端面と、接続面と、を有している。前記切刃は、前記第１端の側に位置している。前記溝は、前記切刃から前記第２端に向かって延びている。前記端面は、前記溝よりも前記第２端の側に位置している。前記接続面は、前記溝及び前記端面の間に位置し、前記溝及び前記端面に接続されている。前記接続面は、第１部位と、第２部位と、を有している。前記第１部位は、前記回転軸に沿った方向の長さが最も長い。前記第２部位は、前記第１部位よりも前記切削部の外周側に位置している。前記第１部位と前記回転軸とが重なり合うように、前記回転軸に直交する第１方向から見た場合に、前記第２部位における前記回転軸に沿った方向の長さが、前記第１部位における前記回転軸に沿った方向の長さよりも短い。
実施形態のドリルを示す斜視図である。 図１に示すドリルにおける切削部を第１端に向かって見た正面図である。 図１に示す領域Ａの拡大図である。 図２に示す切削部をＢ方向から見た側面図である。 図４に示す切削部における接続面を拡大した図である。 実施形態の一つのドリルを示す拡大図である。 実施形態の一つの切削部を示す側面図である。 図７に示す切削部における接続面を拡大した図である。 図７に示す切削部におけるＩＸ―ＩＸ断面の断面図である。 図７に示す切削部におけるＸ―Ｘ断面の断面図である。 図７に示す切削部におけるＸＩ―ＸＩ断面の断面図である。 図６に示すドリルにおけるＸＩＩ―ＸＩＩ断面の断面図である。 実施形態の切削加工物の製造方法における一工程を示した図である。 実施形態の切削加工物の製造方法における一工程を示した図である。 実施形態の切削加工物の製造方法における一工程を示した図である。
　以下、実施形態のドリルについて、図面を用いて詳細に説明する。ただし、以下で参照する各図は、説明の便宜上、実施形態を構成する部材における主要な部材のみを簡略化して示したものである。したがって、ドリルは、本明細書が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を忠実に表したものではない。
　実施形態のドリル１は、図１に示す一例において、第１端１ａから第２端１ｂにかけて延びた円柱形状である。本開示のドリル１は、第１端１ａの側に位置して、回転軸Ｘを中心に回転可能な切削部３を有している。円柱形状のドリル１は、切削加工物を製造するための被削材の切削加工時において、図１に示すように回転軸Ｘを中心に矢印Ｙの方向に回転できる。
　図１に示すドリル１においては、左上側の端部が第１端１ａ、右下側の端部が第２端１ｂである。一般的に、第１端１ａは先端、第２端１ｂは後端とも呼ばれる。そのため、第１端１ａを先端１ａ、第２端１ｂを後端１ｂとして説明する。
　実施形態のドリル１は、例えば、外径が４ｍｍ～２５ｍｍに設定できる。また、回転軸Ｘに沿った方向の長さをＬとし、外径をＤとするとき、実施形態のドリル１は、例えば、Ｌ＝４Ｄ～１５Ｄに設定できる。
　図１に示す一例において、ドリル１は、先端１ａの側に位置する切削部３と、円柱形状であって、切削部３よりも全体として後端１ｂの側に位置するホルダ５とを有している。ホルダ５は、シャンク部７と、シャンク部７よりも先端１ａの側に位置するボディ９と、を備えていてもよい。
　切削部３及びボディ９は、被削材と接触する部位を含み、これらの部位は、被削材の切削加工において主たる役割をなすことができる。シャンク部７は、工作機械の回転するスピンドルに把持される部位であり、工作機械におけるスピンドルの形状に応じて設計される部位である。シャンク部７の形状としては、例えば、ストレートシャンク、ロングシャンク、ロングネック及びテーパーシャンクなどが挙げられる。
　図１に示す一例において、切削部３は、先端１ａの側に位置する切刃１１と、切刃１１から後端１ｂに向かって延びた第１溝１３とを有している。
　図１～図３に示す一例においては、切削部３の外側面は、回転軸Ｘからの距離が略一定である第１外周面３ｐを有している。以下、第１外周面３ｐを外周３ｐと記載する場合がある。
　図２に示すように先端１ａに向かって見た場合に、切刃１１は、回転軸Ｘを含むチゼル刃１１ａと、主切刃１１ｂとを有していてもよい。図２に示す一例のチゼル刃１１ａは、先端１ａを含むように位置している。図２に示す一例の主切刃１１ｂは、チゼル刃１１ａから切削部３の外周３ｐに向かって延びている。
　第１溝１３は、切刃１１から後端１ｂに向かって直線的に延びていても、ねじれて延びていてもよい。図１及び図３に示す一例においては、第１溝１３は、切刃１１から後端１ｂに向かってねじれて延びている。なお、ねじれて延びるとは、第１溝１３が切刃１１から後端１ｂの側に向かって概ねねじれて延びていることを意味している。そのため、第１溝１３は部分的にねじれていない部位を有していてもよい。第１溝１３がねじれて延びている場合に、第１溝１３のねじれ角は、特定の値に限定されないが、例えば３～４５°程度に設定される。
　図１及び図３に示す一例における切削部３は、第１溝１３よりも後端１ｂの側に位置する端面１５と、第１溝１３及び端面１５の間に位置し、第１溝１３及び端面１５に接続された接続面１７とを有している。接続面１７は、第１溝１３及び端面１５に対して傾斜している。
　切削加工時において、第１溝１３及び端面１５の間に接続面１７が位置しておらず、第１溝１３及び端面１５が直接つながっている場合には、第１溝１３及び端面１５がなす稜線部分に応力が集中し、切削部３が欠損するおそれがある。
　本開示における切削部３は、第１溝１３及び端面１５の間に位置し、第１溝１３及び端面１５に接続された接続面１７を有している。そのため、切削加工時に、第１溝１３と端面１５との境界の近くにおける特定の部分に応力が集中することが避けられ易く、高い耐欠損性を有する。
　図４は、図２における切削部３をＢ方向から見た図である。また、図５は、図４における接続面１７を部分的に拡大した図である。図５に示す一例における接続面１７は、第１部位１９及び第２部位２１を有している。第１部位１９は、接続面１７において回転軸Ｘに沿った方向の長さが最も長い部位である。第２部位２１は、第１部位１９よりも切削部３の外周３ｐの側に位置している。
　そして、図４及び図５に示すように、切削部３を、接続面１７における第１部位１９と回転軸Ｘとが重なり合い、且つ、回転軸Ｘに直交する方向から見た場合において、接続面１７の第２部位２１における回転軸Ｘに沿った方向の長さＬ２が、接続面１７の第１部位１９における回転軸Ｘに沿った方向の長さＬ１よりも短い。
　図５に示す一例においては、第１部位１９及び第２部位２１は線で示された領域である。図５に示す一例において、第１部位１９は、回転軸Ｘに重なる線領域として存在する。第２部位２１は、第１部位１９よりも切削部３の外周３ｐの側（図５においては左側）に位置し、且つ、線領域として存在する。
　一般的に、切刃１１のうち中心側に位置するチゼル刃１１ａにおいては被削材を押しつぶすようにして切削加工が行われる。また、切刃１１のうち外周３ｐの側に位置する主切刃１１ｂにおいては被削材を切削するようにして切削加工が行われる。そのため、端面１５のうち回転軸Ｘに近い部分には外周３ｐの側と比較して背分力による負荷が大きく加わり易い。
　このとき、接続面１７のうち第１部位１９のような回転軸Ｘの側では長さＬ１が相対的に長いため、第１溝１３と端面１５との境界の辺りでのチッピングが避けられ易い。一方、接続面１７のうち第２部位２１のような外周３ｐの側では長さＬ２が相対的に短いため、第１溝１３における切屑の流れが阻害されにくい。従って、耐久性及び切屑排出性が優れる。
　切削部３は、端面１５の側から見た場合において、接続面１７の第２部位２１における幅が、接続面１７の第１部位１９における幅よりも狭い構成であってもよい。切削部３がこのような構成である場合には、耐久性及び着座安定性が優れる。端面１５の側から見た場合に、接続面１７のうち第１部位１９のような回転軸Ｘの側では第１部位１９における長さが相対的に長い。そのため、第１溝１３と端面１５との境界の辺りでのチッピングが避けられ易い。また、端面１５の側から見た場合に、接続面１７のうち第２部位２１のような外周３ｐの側では第２部位２１における長さが相対的に短い。そのため、端面１５の面積が広く確保され易い。
　また、図５に示すように、第１部位１９を基準として第２部位２１が位置する側（図５においては左側）とは反対側（図５においては右側）において、第１部位１９から離れるにしたがって、回転軸Ｘに沿った方向における接続面１７の長さが短くなっていてもよい。また、第１部位１９を基準として第２部位２１が位置する側とは反対側において、接続面１７における回転軸Ｘに沿った方向の長さが一定であってもよい。
　また、図５に示す一例においては、接続面１７は、第１部位１９及び第２部位２１の間に位置する第３部位２３を有している。第３部位２３における回転軸Ｘに沿った方向の長さＬ３は、第１部位１９における回転軸Ｘに沿った方向の長さＬ１よりも短く、且つ、第２部位２１における回転軸Ｘに沿った方向の長さＬ２よりも長くてもよい。この場合には、接続面１７における回転軸Ｘに沿った方向の長さの変化を緩やかにできる。そのため、図５に示す一例の切削部３は、耐欠損性が高い。
　図５に示す一例において、第３部位２３は、第１部位１９よりも切削部３の外周３ｐの側に位置し、且つ、第２部位２１よりも切削部３の外周３ｐの側から離れて位置している。つまり、第３部位２３は、第１部位１９及び第２部位２１の間に位置している。第３部位２３は、第１部位１９及び第２部位２１と同様に、線領域として存在してもよい。
　図５に示す一例においては、回転軸Ｘに沿った方向における接続面１７の長さが、第１部位１９から第３部位２３に近づくにしたがって短くなっている。この場合には、接続面１７における回転軸Ｘに沿った方向の長さが急激に変化することが避けられ易い。これにより、接続面１７における特定の部分に応力が集中することが避けられ易いため、図５に示す一例の切削部３は、耐欠損性が高い。
　図６に示す一例及び図７に示す一例のように、第１溝１３が、切削部３の回転軸Ｘの側に位置する第１部２５と、第１部２５よりも切削部３の外周３ｐの側に位置する第２部２７とを有していてもよい。回転軸Ｘに直交する断面において、第１部２５は凸曲線形状であるとともに、第２部２７は凹曲線形状であってもよい。
　なお、図６は、実施形態の一つのドリルを示しており、図３に相当する領域の拡大図である。また、図７は、実施形態の一つの切削部を示しており、図４に相当する側面図である。
　上記の場合には、第１部２５が回転軸Ｘから離れる方向に凸の曲面形状であるため、切削部３の芯厚が厚く、切削部３の耐久性が高い。また、第１溝１３が上記の形状の第２部２７を有している場合には、切屑の排出性が優れる。また、第１部２５が凸曲線形状であるとともに第２部２７が凹曲線形状である場合には、切削加工時に第２部２７を流れ、第１部２５へと進行する切屑が第１部２５によってカールし易い。そのため、ドリル１は良好な切屑排出性を有する。
　第１部２５に接続された部分における回転軸Ｘに沿った方向の接続面１７の長さは、第２部２７に接続された部分における回転軸Ｘに沿った方向の接続面１７の長さよりも長くてもよい。
　第１溝１３が上記の形状の第１部２５及び第２部２７を有する場合において、凸曲線形状である第１部２５へは、凹曲線形状である第２部２７と比較して切屑が流れることに起因して加わる負荷が大きい。このとき、接続面１７における第１部２５に接続された部分での回転軸Ｘに沿った方向の長さが、接続面１７における第２部２７に接続された部分での回転軸Ｘに沿った方向の長さよりも長い場合には、第１部２５の耐久性が高い。そのため、ドリル１の耐欠損性が高い。
　また、図６～図８に示す一例において、接続面１７は、第１溝１３に沿って位置している第１領域２９及び第２領域３１を有している。第２領域３１は、第１領域２９に接しており、且つ、第１領域２９よりも端面１５の近くに位置している。なお、図６～図８に示す一例においては、第１領域２９及び第２領域３１は、それぞれ回転軸Ｘに直交する方向に延びている。
　第１領域２９及び第２領域３１は、それぞれ凸曲面形状であってもよく、また、平坦面形状であってもよい。図６に示す一例においては、第１領域２９が凸曲面形状であるとともに、第２領域３１が平坦面形状である。
　図９～図１１は、それぞれ図７におけるＩＸ―ＩＸ断面、Ｘ―Ｘ断面及びＸＩＩ―ＸＩＩ断面であり、それぞれ接続面１７と端面１５とがなす稜線に対して直交する断面を示している。図９～図１１に示す一例においては、第１領域２９は回転軸Ｘから離れる方向に凸の曲線である。また、第２領域３１は、直線形状である。したがって、図７に示す一例において、第１領域２９は、回転軸Ｘから離れる方向に凸の曲面形状であり、第２領域３１は、平坦面形状である。
　上記の通り、第１領域２９が凸曲面形状であるため、接続面１７の耐久性が高い。さらに、第１領域２９よりも端面１５の近くに位置している第２領域３１が平坦面形状であることから、第２領域３１が凸曲面形状である場合と比べ、切屑が接触する面積が小さい。そのため、第２領域３１において切屑擦過による高温化が抑制され、溶着が生じにくい。
　図９～図１１に示す各断面における第１領域２９の形状は、それぞれ特定の形状に限定されるものではなく、例えば、円弧形状、楕円弧形状又は放物線形状であってもよい。凸曲面形状である第１領域２９の曲率半径は、場所によって異なっていてもよく、また、一定であってもよい。例えば、図９～図１１に示す各断面における第１領域２９の曲率半径は等しい。なお、図９～図１１に示す各断面は、回転軸Ｘに沿った方向における断面である。
　図９～図１１に示す各断面における第１領域２９の曲率半径が等しい場合には、接続面１７に加わる応力のバラつきが小さい。そのため、接続面１７の一部に過度に応力が集中することが避けられ易い。従って、図９～図１１に示す一例におけるドリル１は、耐欠損性が高い。なお、図９～図１１に示す各断面における第１領域２９の曲率半径は、数学的に厳密に等しい必要はなく、１０％程度の誤差を許容範囲とする。
　第１溝１３における算術平均粗さＳａ１は、接続面１７における算術平均粗さＳａ２より大きくてもよく、また、算術平均粗さＳａ２と同じであってもよい。算術平均粗さＳａ１及び算術平均粗さＳａ２の値は、被削材の材質及び加工条件に応じて選択できる。
　第１溝１３における算術平均粗さＳａ１が相対的に大きい場合には、切削加工時に第１溝１３を擦過する切屑に良好にブレーキを掛けることができる。そのため、切屑の流れが制御され易く、また、切屑は安定してカールしやすい。また、接続面１７における算術平均粗さＳａ２が相対的に小さい場合には、切削部３とホルダ５との境界における切屑詰まりが生じにくい。
　算術平均粗さＳａ１が算術平均粗さＳａ２と等しい場合には、第１溝１３及び接続面１７を切屑が擦過する際に、切屑の流れるスピードが変化しにくい。そのため、第１溝１３及び接続面１７の境界の近くで切屑が詰まりにくい。以上の理由から、上記の場合のドリル１は、良好な切屑排出性を有する。
　算術平均粗さＳａは、ＩＳＯ２５１７８に規定された表面性状のパラメータであり、線の算術平均高さＲａを面に拡張したパラメータである。具体的には、算術平均粗さＳａは、測定対象の面の平均面に対して対象の面における各点の高さの差の絶対値の平均を表している。
　Ｓａ１及びＳａ２は、特定の値に限定されるものではない。例えば、Ｓａ１は、１～５０μｍ程度に設定できる。また、Ｓａ２は、１～５０μｍ程度に設定できる。
　第１溝１３における算術平均粗さＳａ１は、ＩＳＯ２５１７８－６：２０１０の規格に準じて、第１溝１３の表面形状を測定することにより算出すればよい。なおここで、カットオフ値は、例えば５ｍｍに固定すればよい。また、接続面１７における算術平均粗さＳａ２は、ＩＳＯ２５１７８－６：２０１０の規格に準じて、接続面１７の表面形状を測定することにより算出すればよい。なおここで、カットオフ値は、例えば５ｍｍに固定すればよい。第１溝１３及び接続面１７の表面形状は、例えば、触針を用いた接触式表面粗さ測定機、あるいは、レーザを用いた非接触式表面粗さ測定機により測定できる。
　図１及び図３に示す一例において、ホルダ５は、先端１ａの側に位置する先端面５ａを有している。ホルダ５の先端面５ａは、切削部３の端面１５と当接してもよい。なお、当接するとは、端面１５の全体が先端面５ａに接している必要はなく、一部分が接していなくてもよい。
　図１及び図３に示す一例において、ホルダ５の外側面３３は、第２溝３３ａ及び第２外周面３３ｂを有している。ホルダ５における第２溝３３ａは、切削部３における第１溝１３に接続されている。そのため、切削加工時に生じた切屑は、第１溝１３を通って第２溝３３ａへと流れることができる。ホルダ５における第２外周面３３ｂは、切削部３における第１外周面３ｐに接続されている。
　第１領域２９は、図１２に示す断面において、ホルダ５の外側面３３よりも回転軸Ｘから離れていてもよい。具体的には、第１領域２９は、ホルダ５の先端面５ａ及び外側面３３が交わる稜線よりも回転軸Ｘから離れていてもよい。図１２に示す一例においては、第１領域２９は、第２溝３３ａよりも回転軸Ｘから離れている。具体的には、図１２に示す一例においては、第１領域２９は、ホルダ５の先端面５ａ及び第２溝３３ａが交わる稜線３３ｃよりも回転軸Ｘから離れている。なお、図１２は、図６に示すドリル１におけるＸＩＩ―ＸＩＩ断面である。
　第１領域２９が、第２溝３３ａよりも回転軸Ｘから離れている場合には、第１溝１３から第２溝３３ａへと切屑が円滑に進行し易い。そのため、切屑が接続面１７を擦過しやすく、また、切屑が切削部３及びホルダ５の境界の近くで詰まりにくい。そのため、図１２に示す一例におけるドリル１は、良好な切屑排出性を有する。
　切削部３の材質としては、例えば、超硬合金あるいはサーメットなどが挙げられる。超硬合金の組成としては、例えば、ＷＣ－Ｃｏ、ＷＣ－ＴｉＣ－Ｃｏ及びＷＣ－ＴｉＣ－ＴａＣ－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。サーメットの一例として、炭化チタン（ＴｉＣ）又は窒化チタン（ＴｉＮ）を主成分としたチタン化合物が挙げられる。ただし、切削部３の材質が上記の組成に限定されないことは言うまでもない。
　切削部３の表面は、化学蒸着（ＣＶＤ）法、又は物理蒸着（ＰＶＤ）法を用いて被膜でコーティングされていてもよい。被膜の組成としては、炭化チタン（ＴｉＣ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、炭窒化チタン（ＴｉＣＮ）又はアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）などが挙げられる。
　ホルダ５の材質としては、鋼、鋳鉄又はアルミ合金などを用いることができる。靱性が高いという点では、鋼が好適である。
　＜切削加工物の製造方法＞
　次に、実施形態の切削加工物の製造方法について、上記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１３～図１５を参照しつつ説明する。
　実施形態の切削加工物の製造方法は、
　（１）ドリル１を回転軸Ｘの周りで回転させる工程と、
　（２）回転しているドリル１における切刃を被削材１００に接触させる工程と、
　（３）ドリル１を、被削材１００から離す工程と、
を備えている。
　より具体的には、まず、図１３に示すように、ドリル１を回転軸Ｘの周りで回転させるとともに回転軸Ｘに沿ったＺ１方向に移動させることによって、ドリル１を被削材１００に相対的に近づける。
　次に、図１４に示すように、ドリル１における切刃を被削材１００に接触させて被削材１００を切削する。そして、図１５に示すように、ドリル１をＺ２方向に移動させることによって、ドリル１を被削材１００から相対的に遠ざける。
　実施形態においては、被削材１００を固定させるとともに回転軸Ｘの周りでドリル１を回転させた状態で、ドリル１を被削材１００に近づけている。また、図１４においては、回転しているドリル１の切刃を被削材１００に接触させることによって、被削材１００を切削している。また、図１５においては、ドリル１を回転させた状態で被削材１００から遠ざけている。
　なお、実施形態の製造方法における切削加工では、それぞれの工程において、ドリル１を動かすことによって、ドリル１を被削材１００に接触させる、あるいは、ドリル１を被削材１００から離している。当然ながらこのような形態に限定されるものではない。
　例えば、（１）の工程において、被削材１００をドリル１に近づけてもよい。同様に、（３）の工程において、被削材１００をドリル１から遠ざけてもよい。切削加工を継続する場合には、ドリル１を回転させた状態を維持して、被削材１００の異なる箇所にドリル１における切刃を接触させる工程を繰り返せばよい。
　被削材１００の材質の代表例としては、アルミ、炭素鋼、合金鋼、ステンレス、鋳鉄、又は非鉄金属などが挙げられる。
　　１・・・ドリル
　　１ａ・・第１端（先端）
　　１ｂ・・第２端（後端）
　　３・・・切削部
　　３ｐ・・第１外周面
　　５・・・ホルダ
　　５ａ・・先端面
　　７・・・シャンク部
　　９・・・ボディ
　１１・・・切刃
　１１ａ・・チゼル刃
　１１ｂ・・主切刃
　１３・・・第１溝
　１５・・・端面
　１７・・・接続面
　１９・・・第１部位
　２１・・・第２部位
　２３・・・第３部位
　２５・・・第１部
　２７・・・第２部
　２９・・・第１領域
　３１・・・第２領域
　３３・・・外側面
　３３ａ・・第２溝
　３３ｂ・・第２外周面
１００・・・被削材
　　Ｘ・・・回転軸
　　Ｙ・・・回転方向
　　Ｚ・・・切削方向

Claims (9)

  1. 　第１端から第２端にかけて延びた円柱形状であり、回転軸を中心に回転可能な切削部を有するドリルであって、
    　前記切削部は、
    　　前記第１端の側に位置する切刃と、
    　　該切刃から前記第２端に向かって延びた溝と、
    　　該溝よりも前記第２端の側に位置する端面と、
    　　前記溝及び前記端面の間に位置し、前記溝及び前記端面に接続された接続面とを有し、
    　該接続面は、
    　　第１部位と、
    　　該第１部位よりも前記切削部の外周側に位置する第２部位とを有し、
    　前記第１部位と前記回転軸とが重なり合うように、前記回転軸に直交する第１方向から見た場合に、前記第２部位における前記回転軸に沿った方向の長さが、前記第１部位における前記回転軸に沿った方向の長さよりも短い、ドリル。
  2. 　前記接続面は、前記第１部位及び前記第２部位の間に位置する第３部位を有し、
    　前記第１方向から見た場合に、前記第３部位における前記回転軸に沿った方向の長さは、前記第１部位における前記回転軸に沿った方向の長さよりも長く、且つ、前記第２部位における前記回転軸に沿った方向の長さよりも短い、請求項１に記載のドリル。
  3. 　前記接続面は、前記第１方向から見た場合における前記回転軸に沿った方向の長さが、前記第１部位から前記第２部位に向かうにしたがって短くなっている、請求項２に記載のドリル。
  4. 　前記溝は、
    　　前記切削部の前記回転軸側に位置し、前記回転軸に直交する断面において凸曲線形状である第１部と、
    　　該第１部よりも前記切削部の外周側に位置し、前記回転軸に直交する断面において凹曲線形状である第２部とを有し、
    　前記第１方向から見た場合に、
    　前記接続面における前記第１部に接続された部分の前記回転軸に沿った方向の長さが、前記第２部に接続された部分における前記回転軸に沿った方向の長さよりも長い、請求項１～３のいずれか１つに記載のドリル。
  5. 　前記接続面は、前記溝に沿って位置している第１領域及び第２領域を有しており、
    　該第２領域は、第１領域に接しており、且つ、前記第１領域よりも前記端面の近くに位置しており、
    　前記第１領域は凸曲面形状であり、
    　前記第２領域は平坦面形状である請求項１～４のいずれか１つに記載のドリル。
  6. 　前記第１領域の凸曲面形状における曲率半径が一定である、請求項５に記載のドリル。
  7. 　前記溝における算術平均粗さは、前記接続面における算術平均粗さと等しい、請求項１～６のいずれか１つに記載のドリル。
  8. 　請求項５～７のいずれか１つに記載のドリルであるヘッドと、
    　柱状のホルダとを有し、
    　前記ヘッドは、
    　　前記切削部の前記端面が前記ホルダに当接し、
    　　前記第１領域が前記ホルダの外側面よりも前記回転軸から離れている、ドリル。
  9. 　請求項１～８のいずれか１つに記載のドリルを回転させる工程と、
    　回転している前記ドリルを被削材に接触させる工程と、
    　前記ドリルを前記被削材から離す工程とを備えた切削加工物の製造方法。
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