WO2019189415A1 - 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

Info

Publication number
WO2019189415A1
WO2019189415A1 PCT/JP2019/013281 JP2019013281W WO2019189415A1 WO 2019189415 A1 WO2019189415 A1 WO 2019189415A1 JP 2019013281 W JP2019013281 W JP 2019013281W WO 2019189415 A1 WO2019189415 A1 WO 2019189415A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
blade
outer peripheral
peripheral surface
drill
drill according
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/013281
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
小川 浩
聡志 鉄川
Original Assignee
京セラ株式会社
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 京セラ株式会社 filed Critical 京セラ株式会社
Priority to JP2020509220A priority Critical patent/JP7142681B2/ja
Priority to US17/042,560 priority patent/US11511359B2/en
Publication of WO2019189415A1 publication Critical patent/WO2019189415A1/ja

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B51/00Tools for drilling machines
    • B23B51/02Twist drills
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B2251/00Details of tools for drilling machines
    • B23B2251/08Side or plan views of cutting edges
    • B23B2251/085Discontinuous or interrupted cutting edges
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B2251/00Details of tools for drilling machines
    • B23B2251/14Configuration of the cutting part, i.e. the main cutting edges
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B2251/00Details of tools for drilling machines
    • B23B2251/20Number of cutting edges
    • B23B2251/204Four cutting edges
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B2251/00Details of tools for drilling machines
    • B23B2251/40Flutes, i.e. chip conveying grooves

Definitions

  • This aspect relates to a method for manufacturing a drill and a cut product.
  • Patent Document 1 a drill described in International Publication No. 2016/047803 (Patent Document 1) is known as a rotary tool used when performing machining on a work material.
  • the drill described in Patent Literature 1 includes a first tip blade that extends from the axis side toward the radially outer side perpendicular to the axis, and a second tip blade that is located radially outside the first tip blade; A ridge line connecting the first tip blade and the second tip blade.
  • a drill includes a rod-shaped main body extending along a rotation axis from a first end toward a second end, and the main body includes an outer peripheral surface and a cutting blade located on the first end side. And a discharge groove extending from the cutting edge toward the second end.
  • the cutting blade includes a first blade extending from the rotating shaft side toward the outer peripheral surface side, the second blade side from the first blade, and the outer peripheral surface from the first blade. And a second blade located on the side of the. An end portion on the outer peripheral surface side of the first blade is located closer to the second end than an end portion on the rotating shaft side of the first blade.
  • the second blade When viewed from the side, the second blade is connected to the first part closest to the second end and the first part, and is located closer to the outer peripheral surface than the first part.
  • the first portion has a concave curve shape that is recessed toward the second end.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a cross-section XIII-XIII in FIG. 3.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a XIV-XIV cross section in FIG. 3.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a cross section XV-XV in FIG. 7.
  • FIG. 3 is an enlarged view of a region A2 shown in FIG.
  • FIG. 3 is an enlarged view of a region A3 shown in FIG.
  • a drill as an example of a rotating tool will be described in detail with reference to the drawings.
  • examples of the rotary tool include an end mill and a reamer. Therefore, the drill described below may be replaced with a rotary tool such as an end mill.
  • the drill may comprise any component not shown in the figures to which this specification refers.
  • the dimension of the member in each figure does not represent the dimension of an actual structural member, and the dimension ratio of each member faithfully.
  • FIG. 3 to 6 are enlarged views corresponding to the area A in FIG. 8 to 12 are front views as seen from the direction corresponding to the B1 direction shown in FIG.
  • the drill 1 may have a rod-shaped main body 3 extending along the rotation axis O from the first end 3a toward the second end 3b as in the example illustrated in FIG. .
  • the rod-shaped main body 3 may be rotatable about the rotation axis O in the direction of an arrow Y as shown in FIG. 1 when cutting a work material for manufacturing a cut product.
  • the lower end of the main body 3 may be the first end 3a, and the upper end may be the second end 3b.
  • first end 3a is also called the front end
  • second end 3b is also called the rear end.
  • front end 3a and the rear end 3b are used.
  • the outer diameter of the main body 3 of the embodiment can be set to 4 mm to 25 mm, for example.
  • the main body 3 may have a cutting part 5 located on the front end 3 a side and a shank part 7 located on the rear end 3 b side with respect to the cutting part 5.
  • the cutting part 5 may include a part that comes into contact with the work material, and this part may play a main role in cutting the work material.
  • the shank part 7 is a part gripped by a rotating spindle or the like in the machine tool, and may be a part designed according to the shape of the spindle. Examples of the shape of the shank portion 7 include straight shanks, long shanks, long necks, and tapered shanks.
  • the main body 3 may have an outer peripheral surface 9, a cutting edge 11, and a discharge groove 13.
  • the outer peripheral surface 9 may be located outside from the front end 3 a to the rear end 3 b of the main body 3.
  • the cutting edge 11 may be located on the tip 3 a side of the main body 3.
  • the cutting blade 11 is called a tip blade, and therefore the cutting blade 11 is referred to as a tip blade 11 in the following description.
  • the discharge groove 13 may extend from the front edge 11 toward the rear end 3b.
  • the outer peripheral surface 9 may be a surface region farthest from the rotation axis O in the main body 3, and the distance from the rotation axis O may be substantially constant.
  • the discharge groove 13 may extend linearly from the front edge 11 toward the rear end 3b or may be twisted. In the example illustrated in FIG. 1, the discharge groove 13 extends by twisting around the rotation axis O from the front edge 11 toward the rear end 3b.
  • the term “twisted and extended” means that the discharge groove 13 extends in a generally twisted manner from the leading edge 11 toward the rear end 3b. Therefore, the discharge groove 13 may have a portion that is not partially twisted.
  • the twist angle of the discharge groove 13 is not limited to a specific value, and can be set to about 3 to 45 °, for example.
  • the tip blade 11 in the present disclosure may have a first blade 15 extending from the rotating shaft O side toward the outer peripheral surface 9 side as shown in FIG.
  • the tip blade 11 may have the first blade 15 extending in a direction away from the rotation axis O side.
  • the end of the first blade 15 on the outer peripheral surface 9 side may be positioned closer to the rear end 3b than the end of the first blade 15 on the rotating shaft O side.
  • the tip blade 11 in the present disclosure may have a second blade 17 located on the outer peripheral surface 9 side with respect to the first blade 15. At this time, the second blade 17 may be positioned closer to the rear end 3b than the first blade 15. As in the example illustrated in FIG. 2, the end of the second blade 17 on the rotation axis O side may be positioned closer to the outer peripheral surface 9 than the end of the first blade 15 on the outer peripheral surface 9 side. .
  • the 2nd blade 17 should just be located in the outer peripheral surface 9 side with respect to the 1st blade 15 that the 2nd blade 17 is located in the outer peripheral surface 9 side rather than the 1st blade 15.
  • FIG. Therefore, as in the example shown in FIG. 6, the end of the second blade 17 on the rotating shaft O side is positioned closer to the rotating shaft O than the end of the first blade 15 on the outer peripheral surface 9 side. Good. Even if it is such an aspect, it can be said that the 2nd blade 17 is located in the outer peripheral surface 9 side with respect to the 1st blade 15 as a whole.
  • the end of the first blade 15 on the rotation axis O side may be positioned closer to the rotation O than the end of the second blade 17 on the rotation axis O side.
  • the end of the second blade 17 on the outer peripheral surface 9 side may be positioned closer to the outer peripheral surface 9 than the end of the first blade 15 on the outer peripheral surface 9 side.
  • the first blade 15 When viewed from the side, the first blade 15 may be, for example, a concave curve, or may be a straight line as shown in FIG. Note that the “when viewed from the side” means that the target part is viewed from the front in the rotational direction. Therefore, in the description of the first blade 15 when viewed from the side, it means that the first blade 15 is viewed from the front in the rotational direction.
  • the second blade 17 in the present disclosure may include a first part 19, a second part 21, and a third part 23.
  • the second blade 17 may have a first part 19, a second part 21, and a third part 23.
  • the first part 19 may be a part including a region of the second blade 17 located closest to the rear end 3b. That is, the first part 19 may be positioned closest to the rear end 3b.
  • the first portion 19 in the example shown in FIG. 2 has a concave curve shape that is recessed toward the second end 3b side, specifically, upward in FIG.
  • the second part 21 may be located closer to the outer peripheral surface 9 than the first part 19 and may be connected to the first part 19.
  • the third part 23 may be located closer to the first blade 15 than the first part 19 and may be connected to the first part 19.
  • the second part 21 in the example shown in FIG. 2 may approach the tip 3 a side as the distance from the first part 19 increases. In other words, the second part 21 may approach the rear end 3b side toward the first part 19.
  • the third part 23 may also approach the tip 3a side as the distance from the first part 19 increases. In other words, the third part 23 may approach the rear end 3b side toward the first part 19.
  • the drill 1 in the present disclosure has good machining accuracy.
  • the tip of a drill extends from the rotary shaft side toward the outer peripheral surface side, and the end on the outer peripheral surface side is located on the rear end side of the end portion on the rotary shaft side.
  • a radial load is generated in the direction from the rotating shaft toward the outer peripheral surface (outside in the radial direction).
  • the workpiece is cut while being spread outward in the radial direction by a radial load. Therefore, after the drilling process, the diameter of the processed hole is reduced, and the accuracy of the inner diameter of the processed hole is likely to be lowered.
  • the drill 1 according to the present disclosure extends from the rotating shaft O side toward the outer peripheral surface 9 side, and the end portion on the outer peripheral surface 9 side is closer to the tip 3a side than the end portion on the rotating shaft O side. You may have the 2nd part 21 located in.
  • the drill 1 in the present disclosure has good processing accuracy.
  • the first portion 19 may have a concave curve shape that is recessed toward the rear end 3b side.
  • the stress is less likely to concentrate at a specific location in the first part 19. Therefore, the drill 1 in the present disclosure has high durability.
  • the first portion 19 may have an arc shape with a constant radius of curvature, for example.
  • the second portion 21 when viewed from the side may be, for example, a gentle concave curve or a straight line.
  • the second portion 21 has a gentle concave curve shape having a radius of curvature larger than the curvature radius of the first portion 19 having a concave curve shape, the curvature in the region from the first portion 19 to the second portion 21 is large.
  • a location where the radius changes may be the boundary between the first part 19 and the second part 21.
  • the second part 21 is linear, in the region from the first part 19 to the second part 21, the location where the second blade 17 changes from the concave curve to the linear form is defined as the first part 19 and the first part. It is good also as a boundary of 2 parts 21.
  • the third part 23 when viewed from the side may be, for example, a gentle concave curve or a straight line.
  • the third portion 23 in a side view is a concave curve, it is possible to suppress the occurrence of delamination in the initial stage of drilling.
  • the third part 23 is When the third part 23 is a curved line as compared with the case where it is a straight line, the inclination angle of the third part 23 with respect to the rotation axis O is small. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of delamination in the work material.
  • the curvature in the region from the first portion 19 to the third portion 23 is obtained.
  • a location where the radius changes may be the boundary between the first part 19 and the third part 23.
  • the third part 23 is linear, in the region from the first part 19 to the third part 23, the place where the second blade 17 changes from the concave curve to the linear form is defined as the first part 19 and the first part. It is good also as a boundary of 3 parts 23.
  • the end portion on the rear end 3 b side in the third portion 23 has a rotational axis O from the end portion on the front end 3 a side in the third portion 23. It may be located on the side.
  • the 3rd part 23 is said structure, at least one part of the 3rd part 23 does not need to participate in cutting.
  • the tip blade 11 may further include a third blade 25 connected to the first blade 15 and the third portion 23.
  • the third blade 25 may have a linear configuration inclined with respect to the first blade 15 and the third portion 23 when viewed from the side, or may have a curved configuration.
  • the third blade 25 has a convex curve shape.
  • the 3rd blade 25 being convex-curved means that it is convex toward the outer peripheral surface 9 side from the rotating shaft O side.
  • the tip blade 11 is in the region from the first blade 15 to the third blade 25.
  • a portion that changes from a linear shape to a convex curve shape may be used as the boundary between the first blade 15 and the third blade 25.
  • a place where the tip blade 11 changes from a convex curve shape to a linear shape may be used as the boundary between the third blade 25 and the third portion 23.
  • the tip blade 11 When the tip blade 11 has the third blade 25, it is difficult for stress to concentrate on a specific portion of the tip blade 11 in the region from the first blade 15 to the third portion 23. Therefore, the tip blade 11 is not easily damaged such as chipping, and the durability of the drill 1 is high.
  • the third blade 25 is a part that connects the first blade 15 and the second blade 17, and may be smaller than the first blade 15 and the second blade 17. Specifically, regarding the width in the direction orthogonal to the rotation axis O when the tip blade 11 is viewed from the side, the width of the third blade 25 is greater than the width of the first blade 15 and the second blade 17. About 1/5 or less.
  • the main body 3 may further include an outer peripheral blade 27 located on at least a part of a ridge line where the outer peripheral surface 9 and the discharge groove 13 intersect in addition to the tip blade 11.
  • the outer peripheral blade 27 may be positioned at least at a part of the ridge line where the discharge groove 13 and the outer peripheral surface 9 adjacent to the discharge groove 13 at the rear in the rotation direction intersect.
  • the outer peripheral blade 27a is located at least at a part of the ridge line where the discharge groove 13a and the outer peripheral surface 9a adjacent to the discharge groove 13a in the rearward direction of rotation intersect. Good.
  • the outer peripheral blade 27 may be connected to the tip blade 11.
  • the main body 3 has the outer peripheral blade 27, for example, the surface accuracy of the processed hole at the time of drilling is improved.
  • the work material is a member containing fibers such as CFRP
  • the fibers can be cut by the outer peripheral blade 27, so that the surface accuracy of the processed hole is further improved.
  • the main body 3 has the outer peripheral blade 27 and the tip blade 11 further has a fourth blade 29 connected to the outer peripheral blade 27, the work material is continuously fed by the tip blade 11 and the outer peripheral blade 27. Can be cut. Therefore, the surface accuracy of the processed hole is further improved.
  • the drill 1 has high durability.
  • the fourth blade 29 may be linear or curved. In the example shown in FIG. 2 and the like, the fourth blade 29 has a convex curve shape. When the 4th blade 29 is convex curve shape, the drill 1 has much higher durability.
  • the fourth blade 29 may be smaller than the first blade 15 and the second blade 17. Specifically, regarding the width in the direction orthogonal to the rotation axis O when the tip blade 11 is viewed from the side, the width of the fourth blade 29 is greater than the width of the first blade 15 and the second blade 17. About 1/5 or less.
  • first virtual extension line L1 a line obtained by extending the first blade 15 toward the outer peripheral surface 9 is defined as a first virtual extension line L1.
  • the 4th blade 29 may be located in the back end 3b side from the 1st virtual extension line L1.
  • the tip blade 11 may have a linear fifth blade 31 extending from the second portion 21 toward the outer peripheral blade 27.
  • the tip blade 11 has high durability because the space between the second blade 17 and the outer peripheral blade 27 is difficult to sharpen.
  • the fifth blade 31 may be connected to the fourth blade 29.
  • the fourth blade 29 may be connected to the fifth blade 31 and the outer peripheral blade 27 in the example shown in FIG.
  • the tip blade 11 has higher durability.
  • the tip blade 11 is linear to convex curve in the region from the fifth blade 31 to the fourth blade 29. It is good also considering the location which changes in a shape as a boundary of the 5th blade 31 and the 4th blade 29.
  • the fifth blade 31 when the fifth blade 31 is connected to the second portion 21 of the second blade 17, in the region from the second portion 21 to the fifth blade 31 in the tip blade 11, The end located on the side may be the boundary between the second part 21 and the fifth blade 31.
  • the fifth blade 31 When viewed from the side, for example, the fifth blade 31 may be parallel to the first virtual extension line L1 as shown in FIG. 3, or the first virtual extension line L1 as shown in FIG. 4, for example. It may be inclined with respect to.
  • the inclination angle of the fifth blade 31 with respect to the rotation axis O rotates as in the case where the end portion on the outer peripheral surface 9 side of the fifth blade 31 is positioned on the tip 3a side with respect to the first virtual extension line L1.
  • the fifth blade 31 may be inclined so as to be larger than the inclination angle of the first virtual extension line L1 with respect to the axis O. In this case, the radial load is reduced. Therefore, the diameter reduction phenomenon of the processed hole can be suppressed.
  • the inclination angle of the fifth blade 31 with respect to the rotation axis O is smaller than the inclination angle of the first virtual extension line L1 with respect to the rotation axis O. It may be inclined.
  • the angle formed by the fifth blade 31 and the outer peripheral blade 27 when the fifth blade 31 is viewed from the side can be increased. Therefore, chipping hardly occurs between the fifth blade 31 and the outer peripheral blade 27.
  • the carbon fiber contained in CFRP is easily cut by the fifth blade 31, delamination hardly occurs in CFRP.
  • tip blade 11 may have the 6th blade 33 connected to the 2nd part 21 and the 5th blade 31.
  • FIG. 3 When cutting, when the stress tends to concentrate between the second portion 21 and the fifth blade 31, the tip blade 11 has the sixth blade 33 located between the second portion 21 and the fifth blade 31. The stress concentration can be reduced.
  • the sixth blade 33 may have, for example, a linear configuration inclined with respect to the second portion 21 and the fifth blade 31 when viewed from the side, or may have a curved configuration.
  • the sixth blade 33 has a convex curve shape.
  • the 6th blade 33 being convex-curved means that it is convex toward the front end 3a side from the rear end 3b side.
  • the tip blade 11 is located in the region from the second portion 21 to the fifth blade 31.
  • a portion that changes from a straight line shape to a convex curve shape may be the boundary between the second portion 21 and the sixth blade 33.
  • a place where the tip blade 11 changes from a convex curve shape to a linear shape may be a boundary between the sixth blade 33 and the fifth blade 31.
  • the sixth blade 33 may be smaller than the first blade 15 and the second blade 17. Specifically, regarding the width in the direction orthogonal to the rotation axis O when the tip blade 11 is viewed from the side, the width of the sixth blade 33 is greater than the width of the first blade 15 and the second blade 17. About 1/5 or less.
  • the tip blade 11 extends from the chisel blade 49 including the rotation axis O toward the outer peripheral surface 9 of the main body 3 from the chisel blade 49.
  • the thinning blade 51 may be further included. 7, when viewed toward the tip 3a, that is, in a front view, the thinning blade 51 may be positioned closer to the rotation axis O than the first blade 15. In the following description, simply “front view” means that the main body 3 is viewed toward the tip 3a.
  • the chisel blade 49 in the above means a region of the tip blade 11 that includes the rotation axis O and has a negative rake angle.
  • the thinning blade 51 means a region of the tip blade 11 that is continuous with a thinning surface formed by cutting out a part of the discharge groove 13.
  • the first blade 15 may be linear in the front view of the main body 3.
  • a line obtained by extending the linear first blade 15 toward the outer peripheral surface 9 is defined as a second virtual extension line L2.
  • the fifth blade 31 may be positioned on the second virtual extension line L2, and as shown in FIGS. 8 and 9, the fifth blade 31 is not positioned on the second virtual extension line L2. May be.
  • the fifth blade 31 may be positioned in front of the second virtual extension line L ⁇ b> 2 in the rotational direction Y in the front view of the main body 3.
  • the end of the fifth blade 31 on the rotation axis O side is likely to contact the work material before the first blade 15. Therefore, the drill 1 in the example shown in FIG. 8 has good biting property and has high straight running performance.
  • the fifth blade 31 may be located behind the second virtual extension line L2 in the rotational direction Y in the front view of the main body 3.
  • the first blade 15 is likely to contact the work material before the fifth blade 31. Therefore, a small-diameter hole is made by the first blade 15, and then the diameter of the machining hole is expanded by the fifth blade 31.
  • the drilling posture of the drill 1 is likely to be stable before the fifth blade 31 contacts the work material. Therefore, since the fifth blade 31 contacts the work material in a state where the drilling posture is stable, the cutting resistance against the fifth blade 31 is suppressed. Therefore, the drill 1 in the example shown in FIG. 9 has high machinability.
  • the fifth blade 31 in the front view of the main body 3, may be positioned in parallel to the second virtual extension line L2, as shown in FIGS. In the front view of the main body 3, the fifth blade 31 may be inclined with respect to the second virtual extension line L2.
  • the drill 1 in the case where the fifth blade 31 is positioned in parallel to the second virtual extension line L2 can provide high hole quality.
  • the fifth blade 31 is located on a virtual straight line L3 parallel to the second virtual extension line L2.
  • the end portion on the outer peripheral surface 9 side of the fifth blade 31 is closer to the rotation direction Y than the end portion on the rotation axis O side of the fifth blade 31. It may be tilted backward.
  • the fifth blade 31 has the above configuration, the fifth blade 31 has a high cutting edge strength. Therefore, the drill 1 in the example shown in FIG. 11 has high durability.
  • the end on the outer peripheral surface 9 side of the fifth blade 31 is in the rotational direction Y from the end on the rotation axis O side of the fifth blade 31. It may be tilted forward.
  • the fifth blade 31 has the above-described configuration, the fifth blade 31 has a good sharpness. Therefore, the drill 1 in the example shown in FIG. 12 has high machinability.
  • the discharge groove 13 may have a first surface 35 positioned along the first portion 19 and a second surface 37 positioned along the second portion 21.
  • the first surface 35 extends from the first portion 19 toward the rear end 3b.
  • the second surface 37 extends from the second portion 21 toward the rear end 3b.
  • the axial rake angle ⁇ ⁇ b> 2 on the second surface 37 may be smaller than the axial rake angle ⁇ ⁇ b> 1 on the first surface 35. .
  • FIG. 13 is a cross section including the end portion of the first portion 19 located closest to the second end 3b, parallel to the rotation axis O and along the rotation direction Y.
  • FIG. 14 is a cross section including the center of the second portion 21, parallel to the rotation axis O and along the rotation direction Y.
  • the axial rake angle ⁇ 1 means an angle formed by a portion of the first surface 35 along the first portion 19 and the rotation axis O in the cross section shown in FIG.
  • the axial rake angle ⁇ 2 means an angle formed by a portion of the second surface 37 along the second portion 21 and the rotation axis O in the cross section shown in FIG.
  • the drill 1 has high durability.
  • the second part 21 is located closer to the outer peripheral surface 9 than the first part 19, so that the rotational speed is fast and the impact received from the work material tends to be large.
  • the axial rake angle ⁇ ⁇ b> 2 on the second surface 37 is smaller than the axial rake angle ⁇ ⁇ b> 1 on the first surface 35. Since the durability of the second portion 21 that is easily subjected to a larger impact is improved, the drill 1 has high durability.
  • the main body 3 may have a concave groove 39 extending from the second blade 17 toward the rear in the rotational direction Y in the front view.
  • the groove bottom of the groove 39 may be a concave curved surface.
  • the third portion 23 when the third portion 23 has a gentle concave curve, the third portion 23 is closer to the outer peripheral surface 9 than the first portion 41 and the first portion 41. You may have the 2nd part 43 located. Further, the radius of curvature R1 of the first portion 41 may be larger than the radius of curvature R2 of the second portion 43.
  • the drill 1 when the curvature radius R1 of the first portion 41 is larger than the curvature radius R2 of the second portion 43, the drill 1 has a good sharpness even in a cutting process with a large feed amount. Moreover, when the curvature radius R1 of the 1st part 41 is smaller than the curvature radius R2 of the 2nd part 43, the drill 1 has a favorable sharpness also in cutting with a small feed amount.
  • the fourth blade 29 when the fourth blade 29 has a convex curve shape, the fourth blade 29 is positioned closer to the outer peripheral surface 9 than the third portion 45 and the third portion 45.
  • a fourth portion 47 may be included. Further, the radius of curvature R3 of the third portion 45 may be smaller than the radius of curvature R4 of the fourth portion 47.
  • the drill 1 in the example shown in FIG. 17 can provide high hole quality. Further, when the radius of curvature R3 of the third portion 45 is larger than the radius of curvature R4 of the fourth portion 47, the fourth blade 29 has a high cutting edge strength. Therefore, the drill 1 in the example shown in FIG. 17 has high durability.
  • Examples of the material of the main body 3 include cemented carbide or cermet.
  • Examples of 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.
  • a cermet is a sintered composite material in which a metal is combined with a ceramic component.
  • the cermet includes a titanium compound mainly composed of titanium carbide (TiC) or titanium nitride (TiN).
  • the surface of the main body 3 may be coated with a film using a chemical vapor deposition (CVD) method or a physical vapor deposition (PVD) method.
  • CVD chemical vapor deposition
  • PVD physical vapor deposition
  • the composition of the coating include titanium carbide (TiC), titanium nitride (TiN), titanium carbonitride (TiCN), and alumina (Al 2 O 3 ).
  • a method for manufacturing a cut product includes: (1) rotating the drill 1 around the rotation axis O; (2) a step of bringing the cutting edge of the rotating drill 1 into contact with the work material 100; (3) a step of separating the drill 1 from the work material 100; It has.
  • the drill 1 is rotated relative to the work material 100 by rotating the drill 1 around the rotation axis O and moving in the Z1 direction along the rotation axis O. Approach closely.
  • the workpiece 100 is cut by bringing the cutting edge of the drill 1 into contact with the workpiece 100. Then, as shown in FIG. 20, the drill 1 is moved away from the work material 100 by moving the drill 1 in the Z2 direction.
  • the drill 1 is brought close to the work material 100 in a state where the work material 100 is fixed and the drill 1 is rotated around the rotation axis O.
  • the work material 100 is cut by bringing the cutting edge of the rotating drill 1 into contact with the work material 100.
  • 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 by moving the drill 1 in each step, or the drill 1 is moved from the work material 100. Separated.
  • the drill 1 is not limited to such a form.
  • the work material 100 may be brought close to the drill 1 in the step (1).
  • the work material 100 may be moved away from the drill 1.
  • the state in which the drill 1 is rotated may be maintained, and the process of bringing the cutting edge of the drill 1 into contact with a different part of the work material 100 may be repeated.
  • the material of the work material 100 aluminum, carbon steel, alloy steel, stainless steel, cast iron, non-ferrous metal, and the like can be given.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Drilling Tools (AREA)

Abstract

一態様のドリルは、第1端から第2端に向かって延びた本体を有し、本体は、外周面と、切刃と、を備えている。切刃は、第1刃と、第1刃よりも第2端の側であるとともに第1刃よりも外周面の側に位置する第2刃と、を有している。側面視した場合に、第2刃は、第1部と、第1部よりも外周面の側に位置し、第1部から離れるにしたがって第1端の側に近づく第2部と、第1部よりも第1刃の側に位置し、第1部に向かうにつれて第2端の側に近づく第3部と、を有している。

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3月28日に出願された日本国特許出願2018-062227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。
 被削材に転削加工を行う際に用いられる回転工具として、例えば国際公開第2016/047803号(特許文献1)に記載のドリルが知られている。特許文献1に記載のドリルは、軸線の側から軸線に直交する径方向の外側に向かって延びる第1先端刃と、第1先端刃よりも径方向の外側に位置する第2先端刃と、第1先端刃及び第2先端刃を接続する稜線と、を有している。
 特許文献1に記載のドリルにおいては、稜線と第2先端刃とが角をなして接続されている。そのため、切削加工の際、稜線及び第2先端刃の接続部に応力が集中しやすく、欠損するおそれがある。
 一態様のドリルは、第1端から第2端に向かって回転軸に沿って延びた棒形状の本体を有し、該本体は、外周面と、前記第1端の側に位置する切刃と、前記切刃から前記第2端の側に向かって延びた排出溝と、を備えている。前記切刃は、前記回転軸の側から前記外周面の側に向かって延びた第1刃と、該第1刃よりも前記第2端の側であるとともに前記第1刃よりも前記外周面の側に位置する第2刃と、を有している。前記第1刃における前記外周面の側の端部は、前記第1刃における前記回転軸の側の端部よりも前記第2端の側に位置している。側面視した場合に、前記第2刃は、最も第2端の側に位置する第1部と、該第1部に繋がり、前記第1部よりも前記外周面の側に位置し、前記第1部から離れるにしたがって前記第1端の側に近づく第2部と、前記第1部に繋がり、前記第1部よりも前記第1刃の側に位置し、前記第1部に向かうにつれて前記第2端の側に近づく第3部と、を有している。前記第1部は、前記第2端の側に向かって窪んだ凹曲線状である。
本開示の限定されない一例におけるドリルを示す側面図である。 図1に示す領域A1の拡大図である。 本開示の限定されない一例のドリルを示す拡大図である。 本開示の限定されない一例のドリルを示す拡大図である。 本開示の限定されない一例のドリルを示す拡大図である。 本開示の限定されない一例のドリルを示す拡大図である。 図1に示すドリルをB1方向から見た正面図である。 本開示の限定されない一例のドリルを示す正面図である。 本開示の限定されない一例のドリルを示す正面図である。 本開示の限定されない一例のドリルを示す正面図である。 本開示の限定されない一例のドリルを示す正面図である。 本開示の限定されない一例のドリルを示す正面図である。 図3におけるXIII-XIII断面を示す断面図である。 図3におけるXIV-XIV断面を示す断面図である。 図7におけるXV-XV断面を示す断面図である。 図2に示す領域A2の拡大図である。 図2に示す領域A3の拡大図である。 本開示の限定されない一例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。 本開示の限定されない一例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。 本開示の限定されない一例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、実施形態の回転工具について、図面を用いて詳細に説明する。具体的には、回転工具の一例としてドリルについて、図面を用いて詳細に説明する。なお、回転工具としては、ドリルの他にも、例えば、エンドミル及びリーマなどが挙げられる。従って、以下において説明されるドリルをエンドミルなどの回転工具に置き換えてもよい。
 また、以下で参照する各図では、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ている。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。
 なお、図3~図6は、それぞれ図1における領域Aに相当する部分を拡大した図である。また、図8~図12は、それぞれ図1に示すB1方向に相当する方向から見た正面図である。
 本開示の実施形態のドリル1は、図1に示す一例のように、第1端3aから第2端3bに向かって回転軸Oに沿って延びた棒形状の本体3を有してもよい。棒形状の本体3は、切削加工物を製造するための被削材の切削加工時に、図1に示すように回転軸Oを中心に矢印Yの方向に回転可能であってもよい。
 図1に示す一例のように、本体3の下側の端部が第1端3a、上側の端部が第2端3bであってもよい。一般的に、第1端3aは先端、第2端3bは後端とも呼ばれる。以下においては、先端3a、後端3bとする。
 実施形態の本体3における外径は、例えば、4mm~25mmに設定され得る。また、回転軸Oに沿った方向の長さをLとし、外径をDとするとき、実施形態の本体3において、L及びDの関係は、例えば、L=4D~15Dに設定され得る。
 図1に示す一例において、本体3は、先端3aの側に位置する切削部5と、切削部5よりも後端3bの側に位置するシャンク部7とを有してもよい。切削部5は、被削材と接触する部位を含み、この部位が被削材の切削加工において主たる役割をなしてもよい。シャンク部7は、工作機械における回転するスピンドル等に把持される部位であり、スピンドルの形状に応じて設計される部位であってもよい。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、本体3は、外周面9、切刃11及び排出溝13を有してもよい。外周面9は、本体3の先端3aから後端3bにかけて外側に位置してもよい。切刃11は、本体3における先端3aの側に位置してもよい。一般的に、切刃11は先端刃と呼ばれるため、以下の説明においては、切刃11を先端刃11とする。排出溝13は、先端刃11から後端3bの側に向かって延びてもよい。
 図1に示す一例のように、外周面9は、本体3において回転軸Oから最も離れている面領域であってもよく、回転軸Oからの距離が概ね一定であってもよい。排出溝13は、先端刃11から後端3bに向かって直線的に延びても、ねじれて延びてもよい。図1に示す一例においては、排出溝13は、先端刃11から後端3bに向かって回転軸Oの周りでねじれて延びている。
 なお、ねじれて延びるとは、排出溝13が先端刃11から後端3bの側に向かって概ねねじれて延びることを意味する。そのため、排出溝13は部分的にねじれていない部位を有してもよい。排出溝13がねじれて延びる場合に、排出溝13のねじれ角は、特定の値に限定されず、例えば3~45°程度に設定され得る。
 本開示における先端刃11は、図2に示すように、回転軸Oの側から外周面9の側に向かって延びた第1刃15を有してもよい。言い換えれば、先端刃11は、回転軸Oの側から離れる方向に延びた第1刃15を有してもよい。このとき、第1刃15における外周面9の側の端部は、第1刃15における回転軸Oの側の端部より後端3bの側に位置してもよい。
 また、本開示における先端刃11は、第1刃15よりも外周面9の側に位置する第2刃17を有してもよい。このとき、第2刃17は、第1刃15より後端3bの側に位置してもよい。図2に示す一例のように、第2刃17における回転軸Oの側の端部が、第1刃15における外周面9の側の端部よりも外周面9の側に位置してもよい。
 なお、第2刃17が第1刃15よりも外周面9の側に位置するとは、第2刃17が第1刃15に対して全体として外周面9の側に位置すればよい。そのため、図6に示す一例のように、第2刃17における回転軸Oの側の端部が、第1刃15における外周面9の側の端部より回転軸Oの側に位置してもよい。このような態様であっても、第2刃17は第1刃15に対して全体として外周面9の側に位置するといえる。
 図6に示す一例のように、第1刃15における回転軸Oの側の端部が、第2刃17における回転軸Oの側の端部よりも回転時Oの近くに位置してもよい。また、第2刃17における外周面9の側の端部が、第1刃15における外周面9の側の端部よりも外周面9の側に位置してもよい。
 側面視した場合における第1刃15は、例えば、凹曲線状であってもよく、また、図2などに示すように直線状であってもよい。なお、上記の「側面視した場合」とは、対象となる部位を回転方向の前方から正面視した場合のことを意味する。従って、側面視した場合における第1刃15の説明においては、第1刃15を回転方向の前方から正面視した場合のことを意味する。
 本開示における第2刃17は、第1部19、第2部21及び第3部23を有してもよい。例えば図2に示すように、第2刃17は、第1部19、第2部21及び第3部23を有してもよい。
 第1部19は、第2刃17のうち最も後端3bの側に位置する領域を含む部位であってもよい。すなわち、第1部19は、最も後端3bの側に位置してもよい。図2に示す一例における第1部19は、第2端3bの側に向かって、具体的には図2においては上方に向かって、窪んだ凹曲線状である。第2部21は、第1部19よりも外周面9の側に位置し、第1部19に繋がってもよい。第3部23は、第1部19よりも第1刃15の側に位置し、第1部19に繋がってもよい。
 また、図2に示す一例における第2部21は、第1部19から離れるにしたがって先端3aの側に近づいてもよい。言い換えれば、第2部21は、第1部19に向かうにしたがって後端3bの側に近づいてもよい。第3部23もまた、第1部19から離れるにしたがって先端3aの側に近づいてもよい。言い換えれば、第3部23は、第1部19に向かうにしたがって後端3bの側に近づいてもよい。
 上記の構成を有するため、本開示におけるドリル1は、良好な加工精度を有する。
 一般的にドリルにおける先端刃は、回転軸の側から外周面の側に向かって延びており、かつ、外周面の側の端部が回転軸の側の端部よりも後端の側に位置する。そのため、切削加工時において、回転軸から外周面に向かう方向(径方向外側)にラジアル荷重が生じる。例えば穴あけ加工の際に、ラジアル荷重によって、被削材は径方向外側に押し広げられながら切削される。そのため、穴あけ加工後に、加工穴の縮径現象が生じ、加工穴の内径精度は低下しやすい。
 本開示におけるドリル1は、回転軸Oの側から外周面9の側に向かって延びており、かつ、外周面9の側の端部が回転軸Oの側の端部よりも先端3aの側に位置する第2部21を有してもよい。
 この場合には、切削加工時において、外周面9から回転軸Oに向かう方向(径方向内側)に力が生じることから、径方向外側に向かうラジアル荷重を一部打ち消すことができる。したがって、例えば穴あけ加工の際に、加工穴の縮径現象が抑制され、加工穴の内径精度が低下しにくい。よって、本開示におけるドリル1は、良好な加工精度を有する。
 また、本開示のドリル1においては、第1部19が、後端3bの側に向かって窪んだ凹曲線状であってもよい。第2部21及び第3部23を繋ぐ第1部19が後端3bの側に向かって窪んだ凹曲線状である場合には、第1部19における特定の箇所に応力が集中しにくい。したがって、本開示におけるドリル1は、高い耐久性を有する。なお、側面視した場合において、第1部19は、例えば曲率半径が一定の円弧形状であってもよい。
 側面視した場合における第2部21は、例えば、緩やかな凹曲線状であってもよく、また、直線状であってもよい。第2部21が、凹曲線状である第1部19の曲率半径よりも大きな曲率半径を有する緩やかな凹曲線状である場合には、第1部19から第2部21にかけての領域における曲率半径が変化する箇所を第1部19及び第2部21の境界としてもよい。
 また、第2部21が直線状である場合には、第1部19から第2部21にかけての領域において第2刃17が凹曲線状から直線状に変化する箇所を第1部19及び第2部21の境界としてもよい。
 図2に示す一例などのように側面視した場合に、第2部21が直線状であるときには、切削加工時に被削材と接触する第2部21の長さが短いため、切削抵抗が小さい。これにより、図2に示す一例などにおけるドリル1は、びびり振動が生じにくい。
 側面視した場合における第3部23は、例えば、緩やかな凹曲線状であってもよく、また、直線状であってもよい。側面視した場合における第3部23が凹曲線状であるときには、穴あけ加工の初期の段階におけるデラミネーションの発生を抑制できる。
 例えば、穴あけ加工の初期の段階であって、第1刃15及び第3部23が被削材に接触する一方で、第1部19が被削材に接触しない段階において、第3部23が直線である場合と比べて第3部23が曲線である場合には、回転軸Oに対する第3部23の傾斜角度が小さい。そのため、被削材におけるデラミネーションの発生を抑制できる。
 第3部23が、凹曲線状である第1部19の曲率半径よりも大きな曲率半径を有する緩やかな凹曲線状である場合には、第1部19から第3部23にかけての領域における曲率半径が変化する箇所を第1部19及び第3部23の境界としてもよい。また、第3部23が直線状である場合には、第1部19から第3部23にかけての領域において第2刃17が凹曲線状から直線状に変化する箇所を第1部19及び第3部23の境界としてもよい。
 また、図6に示す一例のように本体3を側面視した場合において、第3部23における後端3bの側の端部は、第3部23における先端3aの側の端部より回転軸Oの側に位置してもよい。第3部23が上記の構成である場合には、第3部23の少なくとも一部は切削に関与しなくてもよい。
 先端刃11は、第1刃15及び第3部23に接続された第3刃25をさらに有してもよい。第3刃25は、例えば、側面視した場合に第1刃15及び第3部23に対して傾斜した直線状の構成であってもよく、また、曲線状の構成であってもよい。図2に示す一例などにおいては、第3刃25が凸曲線状である。なお、第3刃25が凸曲線状であるとは、回転軸Oの側から外周面9の側に向かって凸であることを意味する。
 例えば、第3刃25が凸曲線状であって、第1刃15及び第3部23がそれぞれ直線状である場合には、第1刃15から第3刃25にかけての領域において先端刃11が直線状から凸曲線状に変化する箇所を第1刃15及び第3刃25の境界としてもよい。また、第3刃25から第3部23にかけての領域において先端刃11が凸曲線状から直線状に変化する箇所を第3刃25及び第3部23の境界としてもよい。
 先端刃11が第3刃25を有する場合には、先端刃11のうち第1刃15から第3部23にかけての領域における特定の箇所に応力が集中しにくい。そのため、先端刃11にチッピングなどの損傷が生じにくく、ドリル1の耐久性が高い。
 第3刃25は、第1刃15及び第2刃17を接続する部位であり、第1刃15及び第2刃17と比べて小さくてもよい。具体的には、先端刃11を側面視した場合における回転軸Oに直交する方向の幅に関して、第3刃25における上記の幅が、第1刃15及び第2刃17における上記の幅に対して1/5以下程度であってもよい。
 また、図2などに示すように、本体3は、先端刃11に加えて、外周面9及び排出溝13が交わる稜線の少なくとも一部に位置する外周刃27をさらに有してもよい。具体的には、外周刃27は、排出溝13と、この排出溝13に対して回転方向の後方において隣接する外周面9とが交わる稜線の少なくとも一部に位置してもよい。例えば、図1に示す一例のように、排出溝13aと、この排出溝13aに対して回転方向の後方において隣接する外周面9aとが交わる稜線の少なくとも一部に外周刃27aが位置してもよい。
 このとき、外周刃27は、先端刃11に接続されてもよい。本体3が外周刃27を有する場合には、例えば、穴あけ加工時における加工穴の面精度が向上する。また、被削材がCFRPのような繊維を含有する部材の場合には、外周刃27によって繊維を切断できるため、加工穴の面精度がさらに向上する。
 特に、本体3が外周刃27を有し、先端刃11が、外周刃27に接続された第4刃29をさらに有する場合には、先端刃11及び外周刃27によって連続的に被削材を切削することができる。そのため、加工穴の面精度がさらに向上する。
 切削加工時において、先端刃11及び外周刃27の間には応力が集中し易い。ここで、第4刃29が第2刃17及び外周刃27の間に位置する場合には、応力の集中を緩和することができる。そのため、ドリル1は、高い耐久性を有する。第4刃29は、例えば、直線状であってもよく、また、曲線状であってもよい。図2に示す一例などにおいては、第4刃29が凸曲線状である。第4刃29が凸曲線状である場合には、ドリル1は、より一層高い耐久性を有する。
 例えば、第4刃29が第2刃17における第2部21に接続されている場合には、先端刃11のうち第2部21から第4刃29にかけての領域において、最も先端3aの側に位置する端部を第2部21及び第4刃29の境界とすればよい。
 第4刃29は、第1刃15及び第2刃17と比べて小さくてもよい。具体的には、先端刃11を側面視した場合における回転軸Oに直交する方向の幅に関して、第4刃29における上記の幅が、第1刃15及び第2刃17における上記の幅に対して1/5以下程度であってもよい。
 側面視したときに第1刃15が直線状である場合において、第1刃15を外周面9に向かって引き延ばした線を第1仮想延長線L1とする。このとき、第4刃29は、第1仮想延長線L1より後端3bの側に位置してもよい。第4刃29が上記のように位置する場合には、本体3における第4刃29付近の肉厚が確保され易い。そのため、ドリル1の耐久性がさらに高い。
 また、図3などに示すように、先端刃11は、第2部21から外周刃27に向かって延びた直線状の第5刃31を有してもよい。先端刃11が第5刃31を有する場合には、第2刃17及び外周刃27の間が尖りにくいため、先端刃11は高い耐久性を有する。
 図3に示す一例などにおいて、第5刃31は第4刃29に接続されてもよい。別の見方をすれば、図3に示す一例などにおいて、第4刃29は、第5刃31及び外周刃27に接続されてもよい。このように、第4刃29が第5刃31及び外周刃27に接続されている場合には、第2刃17及び外周刃27の間がより一層尖りにくい。そのため、先端刃11がさらに高い耐久性を有する。
 なお、第4刃29が凸曲線状であって第5刃31に滑らかに接続されている場合には、第5刃31から第4刃29にかけての領域において先端刃11が直線状から凸曲線状に変化する箇所を第5刃31及び第4刃29の境界としてもよい。
 また、例えば、第5刃31が第2刃17における第2部21に接続されている場合には、先端刃11のうち第2部21から第5刃31にかけての領域において、最も先端3aの側に位置する端部を第2部21及び第5刃31の境界としてもよい。
 側面視した場合に、第5刃31は、例えば図3に示すように第1仮想延長線L1に対して平行であってもよく、また、例えば図4に示すように第1仮想延長線L1に対して傾斜してもよい。
 図3に示す一例のように側面視した場合に、第5刃31が第1仮想延長線L1に対して平行であるときには、第1刃15に加わる切削負荷の方向と第5刃31に加わる切削負荷の方向とのバラつきが小さい。そのため、ドリル1にひずみが生じにくくドリル1の耐久性が高い。
 また、図4に示す一例のように側面視した場合に、第5刃31が第1仮想延長線L1に対して傾斜するときには、第1刃15に加わる切削負荷の一部と、第5刃31に加わる切削負荷の一部とが相殺される。そのため、ドリル1のびびり振動が抑制される。
 ここで、第5刃31における外周面9の側の端部が第1仮想延長線L1よりも先端3aの側に位置する場合のように、回転軸Oに対する第5刃31の傾斜角が回転軸Oに対する第1仮想延長線L1の傾斜角よりも大きくなるように第5刃31が傾斜してもよい。この場合には、ラジアル荷重が小さくなる。そのため、加工穴の縮径現象を抑制できる。
 図4に示す一例のように側面視した場合に、回転軸Oに対する第5刃31の傾斜角が回転軸Oに対する第1仮想延長線L1の傾斜角よりも小さくなるように第5刃31が傾斜してもよい。
 この場合には、第5刃31を側面視した場合における第5刃31と外周刃27とのなす角を大きくできる。そのため、第5刃31及び外周刃27の間でチッピングが生じにくい。また、例えばCFRPを加工するときには、第5刃31においてCFRPに含まれる炭素繊維を切断し易いため、CFRPにデラミネーションが発生しにくい。
 また、図3などに示すように、先端刃11は、第2部21及び第5刃31に接続された第6刃33を有してもよい。切削加工時において、第2部21及び第5刃31の間には応力が集中し易いところ、先端刃11が第2部21及び第5刃31の間に位置する第6刃33を有する場合には、応力の集中を緩和することができる。
 第6刃33は、例えば、側面視した場合に第2部21及び第5刃31に対して傾斜した直線状の構成であってもよく、また、曲線状の構成であってもよい。図3に示す一例などにおいては、第6刃33が凸曲線状である。なお、第6刃33が凸曲線状であるとは、後端3bの側から先端3aの側に向かって凸であることを意味する。
 例えば、第6刃33が凸曲線状であって、第2部21及び第5刃31がそれぞれ直線状である場合には、第2部21から第5刃31にかけての領域において先端刃11が直線状から凸曲線状に変化する箇所を第2部21及び第6刃33の境界としてもよい。また、第2部21から第5刃31にかけての領域において先端刃11が凸曲線状から直線状に変化する箇所を第6刃33及び第5刃31の境界としてもよい。
 第6刃33は、第1刃15及び第2刃17と比べて小さくてもよい。具体的には、先端刃11を側面視した場合における回転軸Oに直交する方向の幅に関して、第6刃33における上記の幅が、第1刃15及び第2刃17における上記の幅に対して1/5以下程度であってもよい。
 図7に示す一例のように先端3aに向かって見た場合の正面視において、先端刃11は、回転軸Oを含むチゼル刃49と、チゼル刃49から本体3の外周面9に向かって延びたシンニング刃51と、をさらに有してもよい。また、図7に示す一例のように先端3aに向かって見た場合、すなわち正面視において、シンニング刃51は第1刃15よりも回転軸Oの側に位置してもよい。なお、以下の説明において、単に「正面視」とした場合には、本体3を先端3aに向かって見た場合のことを意味する。
 本開示において、上記におけるチゼル刃49とは、先端刃11のうち、回転軸Oを含み、且つ、すくい角が負の値となっている領域を意味する。また、シンニング刃51とは、先端刃11のうち、排出溝13の一部を切欠いてなるシンニング面に連なる領域を意味する。
 また、図7などに示すように本体3の正面視において、第1刃15が直線状であってもよい。このとき、直線状の第1刃15を外周面9に向かって引き延ばした線を第2仮想延長線L2とする。図7に示すように、第5刃31は、第2仮想延長線L2上に位置してもよく、また、図8及び図9に示すように、第2仮想延長線L2上に位置しなくてもよい。
 図7に示す一例のように本体3の正面視において、第5刃31が、第2仮想延長線L2上に位置する場合には、切削加工中のドリル1の挙動が安定しやすい。そのため、第5刃31が第2仮想延長線L2上に位置する場合におけるドリル1は、高い穴品位を提供することができる。
 また、図8及び図9に示すように本体3の正面視において、第5刃31が、第2仮想延長線L2上に位置しない場合には、第1刃15及び第5刃31の間で被削材に接触するタイミングが異なる。そのため、第1刃15及び第5刃31で振動モードが異なり、第1刃15及び第5刃31の間でびびり振動が相殺されやすい。よって、第5刃31が第2仮想延長線L2上に位置しない場合におけるドリル1は、びびり振動が生じにくい。
 図8に示す一例のように本体3の正面視において、第5刃31が、第2仮想延長線L2よりも回転方向Yの前方に位置してもよい。この場合には、第1刃15よりも先に第5刃31における回転軸Oの側の端部が被削材に接触しやすい。そのため、図8に示す一例におけるドリル1は、食いつき性が良好であり、高い直進性能を有する。
 図9に示す一例のように本体3の正面視において、第5刃31が、第2仮想延長線L2よりも回転方向Yの後方に位置してもよい。この場合には、第5刃31よりも先に第1刃15が被削材に接触しやすい。そのため、第1刃15によって小径の穴があけられ、その後に第5刃31によって加工穴の径が拡張される。
 これにより、第5刃31が被削材に接触するまでの間にドリル1の穴あけ姿勢が安定しやすい。したがって、穴あけ姿勢が安定した状態で第5刃31が被削材に接触するため、第5刃31に対する切削抵抗が抑制される。したがって、図9に示す一例におけるドリル1は、高い切削性を有する。
 また、図7~図10に示すように本体3の正面視において、第5刃31は、第2仮想延長線L2に対して平行に位置してもよく、図11及び図12に示すように本体3の正面視において、第5刃31は、第2仮想延長線L2に対して傾斜してもよい。
 図7~図10に示すように本体3の正面視において、第5刃31が、第2仮想延長線L2に対して平行に位置する場合には、切削加工中のドリル1の挙動が安定しやすい。そのため、第5刃31が第2仮想延長線L2に対して平行に位置する場合におけるドリル1は、高い穴品位を提供することができる。
 なお、図8及び図9において、第5刃31は、第2仮想延長線L2に平行な仮想直線L3上に位置している。
 また、図11に示す一例のように本体3の正面視において、第5刃31における外周面9の側の端部が、第5刃31における回転軸Oの側の端部より回転方向Yの後方に傾いて位置してもよい。第5刃31が上記の構成である場合には、第5刃31は高い刃先強度を有する。したがって、図11に示す一例におけるドリル1は、高い耐久性を有する。
 また、図12に示す一例のように本体3の正面視において、第5刃31における外周面9の側の端部が、第5刃31における回転軸Oの側の端部より回転方向Yの前方に傾いて位置してもよい。第5刃31が上記の構成である場合には、第5刃31は良好な切れ味を有する。したがって、図12に示す一例におけるドリル1は、高い切削性を有する。
 また、図3に示すように、排出溝13が、第1部19に沿って位置する第1面35と、第2部21に沿って位置する第2面37とを有してもよい。第1面35は、第1部19から後端3bに向かって延びていると言い換えてもよい。第2面37は、第2部21から後端3bに向かって延びていると言い換えてもよい。このとき、図3に示す排出溝13の断面図である図13及び図14に示すように、第2面37におけるアキシャルレーキ角θ2が、第1面35におけるアキシャルレーキ角θ1より小さくてもよい。
 なお、図13は、第1部19における最も第2端3bの側に位置する端部を含み、回転軸Oに平行であるとともに回転方向Yに沿った断面である。また、図14は、第2部21における中央を含み、回転軸Oに平行であるとともに回転方向Yに沿った断面である。アキシャルレーキ角θ1は、図13に示す断面において、第1面35のうち第1部19に沿った部分及び回転軸Oがなす角度を意味する。また、アキシャルレーキ角θ2は、図14に示す断面において、第2面37のうち第2部21に沿った部分及び回転軸Oがなす角度を意味する。
 排出溝13が、上記の第1面35及び第2面37を有する場合には、ドリル1は、高い耐久性を有する。切削加工時に、第2部21は第1部19よりも外周面9の側に位置するため、回転速度が速く、被削材から受ける衝撃も大きくなりやすい。図13及び図14に示す一例においては、第2面37におけるアキシャルレーキ角θ2が、第1面35におけるアキシャルレーキ角θ1より小さい。より大きな衝撃を受け易い第2部21の耐久性が向上することから、ドリル1は、高い耐久性を有する。
 また、図7に示す一例などのように、正面視において、本体3は、第2刃17から回転方向Yの後方に向かって延びる凹溝部39を有してもよい。このとき、図15に示す一例のように、凹溝部39の溝底が凹曲面であってもよい。凹溝部39の溝底が凹曲面である場合には、凹溝部39の溝底に応力が集中しにくい。そのため、凹溝部39の溝底が凹曲面である場合におけるドリル1は、高い耐久性を有する。
 また、図16に示す一例のように、第3部23が緩やかな凹曲線状である場合において、この第3部23は、第1部分41と、第1部分41より外周面9の側に位置する第2部分43とを有してもよい。また、第1部分41の曲率半径R1は、第2部分43の曲率半径R2より大きくてもよい。
 図16に示す一例のように、第1部分41の曲率半径R1が、第2部分43の曲率半径R2よりも大きい場合には、送り量が大きい切削加工においてもドリル1が良好な切れ味を有する。また、第1部分41の曲率半径R1が、第2部分43の曲率半径R2よりも小さい場合には、送り量が小さい切削加工においてもドリル1が良好な切れ味を有する。
 また、図17に示す一例のように、第4刃29が凸曲線状である場合において、この第4刃29は、第3部分45と、第3部分45より外周面9の側に位置する第4部分47とを有してもよい。また、第3部分45の曲率半径R3は、第4部分47の曲率半径R4より小さくてもよい。
 図17に示す一例のように、第3部分45の曲率半径R3が、第4部分47の曲率半径R4よりも小さい場合には、切削加工時に、被削材に対して低い切削抵抗で切り込むことができる。そのため、図17に示す一例におけるドリル1は、高い穴品位を提供することができる。また、第3部分45の曲率半径R3が、第4部分47の曲率半径R4よりも大きい場合には、第4刃29が高い刃先強度を有する。そのため、図17に示す一例におけるドリル1は、高い耐久性を有する。
 本体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。具体的には、サーメットとして、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。
 本体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(Al)などが挙げられる。
 <切削加工物の製造方法>
 次に、本開示の実施形態における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18~図20を参照しつつ説明する。
 本開示の実施形態における切削加工物の製造方法は、
 (1)ドリル1を回転軸O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18に示すように、ドリル1を回転軸Oの周りで回転させるとともに回転軸O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19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20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O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19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20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、本開示の実施形態における製造方法を用いた切削加工では、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
  3・・・本体
  3a・・第1端(先端)
  3b・・第2端(後端)
  5・・・切削部
  7・・・シャンク部
  9・・・外周面
 11・・・切刃
 13・・・排出溝
 15・・・第1刃
 17・・・第2刃
 19・・・第1部
 21・・・第2部
 23・・・第3部
 25・・・第3刃
 27・・・外周刃
 29・・・第4刃
 31・・・第5刃
 33・・・第6刃
 35・・・第1面
 37・・・第2面
 39・・・凹溝部
 41・・・第1部分
 43・・・第2部分
 45・・・第3部分
 47・・・第4部分
 49・・・チゼル刃
 51・・・シンニング刃
 100・・被削材
 θ1・・・第1アキシャルレーキ角
 θ2・・・第2アキシャルレーキ角
 L1・・・第1仮想延長線
 L2・・・第2仮想延長線
 L3・・・仮想直線
  O・・・回転軸
  Y・・・回転方向
  Z・・・切削方向
 

Claims (18)

  1.  第1端から第2端に向かって回転軸に沿って延びた棒形状の本体を有し、
     該本体は、
      外周面と、
      前記第1端の側に位置する切刃と、
      前記切刃から前記第2端の側に向かって延びた排出溝と、を備え、
     前記切刃は、
      前記回転軸の側から前記外周面の側に向かって延びた第1刃と、
      該第1刃よりも前記第2端の側であるとともに前記第1刃よりも前記外周面の側に位置する第2刃と、を有しており、
     前記第1刃における前記外周面の側の端部は、前記第1刃における前記回転軸の側の端部よりも前記第2端の側に位置しており、
     側面視した場合に、前記第2刃は、
      最も第2端の側に位置する第1部と、
      該第1部に繋がり、前記第1部よりも前記外周面の側に位置し、前記第1部から離れるにしたがって前記第1端の側に近づく第2部と、
      前記第1部に繋がり、前記第1部よりも前記第1刃の側に位置し、前記第1部に向かうにつれて前記第2端の側に近づく第3部と、を有し、
      前記第1部は、前記第2端の側に向かって窪んだ凹曲線状である、ドリル。
  2.  側面視した場合に、前記第2部は直線状である、請求項1に記載のドリル。
  3.  側面視した場合に、前記切刃は、前記第1刃及び前記第3部に接続された第3刃をさらに有している、請求項1又は2に記載のドリル。
  4.  前記本体は、前記外周面及び前記排出溝が交わる稜線の少なくとも一部に位置して前記切刃に接続された外周刃をさらに有しており、
     前記切刃は、前記外周刃に接続された第4刃をさらに有している、請求項1~3のいずれか1つに記載のドリル。
  5.  側面視した場合に、
     前記第1刃が直線状であって、
     前記第1刃を外周面に向かって引き延ばした線を第1仮想延長線としたとき、
     前記第4刃は、前記第1仮想延長線よりも前記第2端の側に位置している、請求項4に記載のドリル。
  6.  前記第4刃は凸曲線状である、請求項4又は5に記載のドリル。
  7.  前記第4刃は、第3部分と、該第3部分よりも前記外周面の側に位置する第4部分とを有しており、
     前記第3部分の曲率半径は、前記第4部分の曲率半径よりも小さい、請求項4~6のいずれか1つに記載のドリル。
  8.  前記本体は、前記外周面及び前記排出溝が交わる稜線の少なくとも一部に位置して前記切刃に接続された外周刃をさらに有しており、
     前記切刃は、前記第2部から前記外周刃に向かって延びた直線状の第5刃を有している、請求項1~7のいずれか1つに記載に記載のドリル。
  9.  側面視した場合に、
     前記第1刃が直線状であって、
     前記第1刃を外周面に向かって引き延ばした線を第1仮想延長線としたとき、
     前記第5刃における前記外周面の側の端部は、前記第1仮想延長線よりも前記第1端の側に位置している、請求項8に記載のドリル。
  10.  前記第1端に向かって見た場合の正面視において、
     前記第1刃が直線状であって、
     前記第1刃を外周面に向かって引き延ばした線を第2仮想延長線としたとき、
     前記第5刃は、前記第2仮想延長線上に位置していない、請求項8又は9に記載のドリル。
  11.  前記第1端に向かって見た場合の正面視において、
     前記第1刃が直線状であって、
     前記第1刃を外周面に向かって引き延ばした線を第2仮想延長線としたとき、
     前記第5刃は、前記第2仮想延長線よりも回転方向の後方に位置している、請求項8~10のいずれか1つに記載のドリル。
  12.  前記切刃は、前記第2部及び前記第5刃に接続された第6刃を有している、請求項8~11のいずれか1つに記載のドリル。
  13.  前記本体は、前記外周面及び前記排出溝が交わる稜線の少なくとも一部に位置して前記切刃に接続された外周刃をさらに有しており、
     前記切刃は、前記外周刃に接続された第4刃をさらに有しており、
     前記第4刃は、前記第5刃及び前記外周刃に接続されている、請求項8~12のいずれか1つに記載のドリル。
  14.  前記第3部は凹曲線状である、請求項1~13のいずれか1つに記載のドリル。
  15.  前記排出溝は、
      前記第1部から前記第2端に向かって延びた第1面と、
      前記第2部から前記第2端に向かって延びた第2面と、を有しており、
     前記第2面におけるアキシャルレーキ角は、前記第1面におけるアキシャルレーキ角より小さい、請求項1~14のいずれか1つに記載のドリル。
  16.  前記第1端に向かって見た場合の正面視において、
     前記本体は、前記第2刃から回転方向の後方に向かって延びた凹溝部を有しており、
     該凹溝部の溝底が凹曲面である、請求項1~15のいずれか1つに記載のドリル。
  17.  前記第3部は、第1部分と、該第1部分よりも前記外周面の側に位置する第2部分とを有しており、
     前記第1部分の曲率半径は、前記第2部分の曲率半径よりも大きい、請求項1~16のいずれか1つに記載のドリル。
  18.  請求項1~17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。
PCT/JP2019/013281 2018-03-28 2019-03-27 ドリル及び切削加工物の製造方法 WO2019189415A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020509220A JP7142681B2 (ja) 2018-03-28 2019-03-27 ドリル及び切削加工物の製造方法
US17/042,560 US11511359B2 (en) 2018-03-28 2019-03-27 Drill and method of manufacturing machined product

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018062227 2018-03-28
JP2018-062227 2018-03-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019189415A1 true WO2019189415A1 (ja) 2019-10-03

Family

ID=68062081

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/013281 WO2019189415A1 (ja) 2018-03-28 2019-03-27 ドリル及び切削加工物の製造方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11511359B2 (ja)
JP (1) JP7142681B2 (ja)
WO (1) WO2019189415A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021151681A (ja) * 2020-03-24 2021-09-30 三菱マテリアル株式会社 ドリル
WO2022054829A1 (ja) * 2020-09-09 2022-03-17 京セラ株式会社 切削インサート、回転工具および切削加工物の製造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007050477A (ja) * 2005-08-18 2007-03-01 Mitsubishi Materials Kobe Tools Corp 超高圧焼結体チップ付きドリル
JP3199787U (ja) * 2014-09-24 2015-09-10 江蘇舜天蘇邁克斯工具公司 七刃ドリル
WO2016063893A1 (ja) * 2014-10-24 2016-04-28 京セラ株式会社 ドリルおよびそれを用いた切削加工物の製造方法
JP2017024158A (ja) * 2014-09-26 2017-02-02 三菱マテリアル株式会社 ドリル及びドリルヘッド

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1407546A (en) * 1919-10-15 1922-02-21 Joseph Felix Alexander Twist drill
DE3704106A1 (de) * 1987-02-11 1988-08-25 Hawera Praezisionswerkzeuge Bohrwerkzeug zur bearbeitung von langspanenden werkstoffen
US5011342A (en) * 1988-03-14 1991-04-30 501 Greenfield Industries, Inc. Twist drill
SE519133C2 (sv) 1998-10-13 2003-01-21 Sandvik Ab Borrskär för metallborrning
JP3450278B2 (ja) * 2000-07-24 2003-09-22 三菱マテリアル神戸ツールズ株式会社 ドリル
DE202006003539U1 (de) * 2006-03-03 2006-05-04 Illinois Tool Works Inc., Glenview Gesteinsbohrer
DE102006025294B4 (de) * 2006-05-31 2010-07-22 Kennametal Inc. Bohrwerkzeug
DE102010048331B4 (de) * 2010-07-12 2022-12-22 Schwegler Werkzeugfabrik Gmbh & Co. Kg Bohrer mit Schneidenkorrektur und Verfahren zur Herstellung eines Bohrers
SE536296C2 (sv) * 2011-02-08 2013-08-06 Sandvik Intellectual Property Borr med spånkanaler utformade för förbättrad spånevakuering
CN202180241U (zh) * 2011-07-11 2012-04-04 宁波华刃工具有限公司 通用型多刃尖钻
JP5823840B2 (ja) * 2011-11-30 2015-11-25 富士重工業株式会社 ドリルおよび切削加工物の製造方法
WO2016047803A1 (ja) 2014-09-26 2016-03-31 三菱マテリアル株式会社 ドリル及びドリルヘッド
JP3199122U (ja) * 2015-05-27 2015-08-06 株式会社ウノコーポレーション バリの発生を抑制するドリル

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007050477A (ja) * 2005-08-18 2007-03-01 Mitsubishi Materials Kobe Tools Corp 超高圧焼結体チップ付きドリル
JP3199787U (ja) * 2014-09-24 2015-09-10 江蘇舜天蘇邁克斯工具公司 七刃ドリル
JP2017024158A (ja) * 2014-09-26 2017-02-02 三菱マテリアル株式会社 ドリル及びドリルヘッド
WO2016063893A1 (ja) * 2014-10-24 2016-04-28 京セラ株式会社 ドリルおよびそれを用いた切削加工物の製造方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021151681A (ja) * 2020-03-24 2021-09-30 三菱マテリアル株式会社 ドリル
JP7497588B2 (ja) 2020-03-24 2024-06-11 三菱マテリアル株式会社 ドリル
WO2022054829A1 (ja) * 2020-09-09 2022-03-17 京セラ株式会社 切削インサート、回転工具および切削加工物の製造方法
JP7499342B2 (ja) 2020-09-09 2024-06-13 京セラ株式会社 切削インサート、回転工具および切削加工物の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US11511359B2 (en) 2022-11-29
US20210205899A1 (en) 2021-07-08
JP7142681B2 (ja) 2022-09-27
JPWO2019189415A1 (ja) 2021-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6892503B2 (ja) 回転工具
JP7168673B2 (ja) 切削インサート、回転工具及び切削加工物の製造方法
WO2019244796A1 (ja) 回転工具及び切削加工物の製造方法
WO2019189415A1 (ja) ドリル及び切削加工物の製造方法
WO2018180775A1 (ja) 回転工具
WO2018216764A1 (ja) 回転工具
US11364556B2 (en) Rotary tool
JP6913760B2 (ja) ドリル及び切削加工物の製造方法
JP7103933B2 (ja) 切削インサート、回転工具及び切削加工物の製造方法
WO2021230176A1 (ja) ドリル及び切削加工物の製造方法
WO2021260774A1 (ja) 回転切削工具
JP2019115939A (ja) 回転工具及び切削加工物の製造方法
WO2019139075A1 (ja) ドリル及び切削加工物の製造方法
JP7279163B2 (ja) 回転工具及び切削加工物の製造方法
WO2021153599A1 (ja) 回転工具及び切削加工物の製造方法
WO2021117822A1 (ja) ドリル及び切削加工物の製造方法
JP7499342B2 (ja) 切削インサート、回転工具および切削加工物の製造方法
JP7279167B2 (ja) ドリル及び切削加工物の製造方法
WO2023162671A1 (ja) ドリル及び切削加工物の製造方法
JP2020069558A (ja) 回転工具及び切削加工物の製造方法
JP2024021376A (ja) ドリル及び切削加工物の製造方法
JP2019217616A (ja) 回転工具及び切削加工物の製造方法
JPWO2018221303A1 (ja) ドリル及び切削加工物の製造方法
JP2018043313A (ja) ドリル

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: 19775333

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020509220

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19775333

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1