JP2014004671A

JP2014004671A - ドリル

Info

Publication number: JP2014004671A
Application number: JP2012143848A
Authority: JP
Inventors: Kazumasa Kuritsuka; 和昌栗塚; Masaaki Kamishiro; 政章神代; Kenta Nishi; 健太西
Original assignee: Sumitomo Electric Hardmetal Corp
Current assignee: Sumitomo Electric Hardmetal Corp
Priority date: 2012-06-27
Filing date: 2012-06-27
Publication date: 2014-01-16
Also published as: DE102013212369A1; CN103506671A

Abstract

【課題】複数刃のドリルについて、回転中心部のシンニング形状を工夫することでシンニング部の溝面とフルート溝の溝面が繋がる箇所での摩耗を抑制し、さらに、シンニング部での切屑の排出性を改善して加工性能と寿命を向上させることを課題としている。
【解決手段】シンニング部４を回転中心側に配置される第１シンニング部４_−１とその第１シンニング部に角度をもって連なる第２シンニング部４_−２とからなる二段シンニングにし、第１シンニング部４_−１は軸方向すくい角を−５°〜−１０°に、第２シンニング部４_−２は軸方向すくい角が第１シンニング部の軸方向すくい角に対して＋２°〜＋４°となる範囲にそれぞれ設定した。
【選択図】図２

Description

この発明は、刃数が複数で回転中心部にシンニング部を有するドリル、詳しくは、加工性能と寿命の向上を図ったドリルに関する。

切れ刃を複数有するドリルは、各切れ刃間に形成されるチゼルエッジの幅が、加工時のスラストに影響を及ぼすことから、シンニング処理を行ってそのチゼルエッジの幅を縮めることがなされている。

従来行われているシンニングは、すくい面となる溝面（以下ではシンニング部の溝面と言う）が単一の平坦な面で構成されたいわゆる一段シンニングである。

その一段シンニングを施したドリルの従来例として、例えば、下記特許文献１、２に記載されたものがある。なお、シンニング部の溝面とフルート溝の溝面のつなぎ部は、特許文献１のように丸みをつけて尖ったエッジを除去することがなされている。また、特許文献２のように、そのエッジを残すこともなされている。

特開２００６−５５９６５号公報特開２００６−２８１４０７号公報

１段シンニングのドリルは、シンニング部の溝面とフルート溝の溝面が繋がる箇所に摩耗が集中する。また、一段シンニングでは、ドリルの中心部において生成される切屑がフルート溝に流れ込み難く、切屑詰まりが発生しやすい。

この発明は、シンニング形状を工夫することでシンニング部の溝面とフルート溝の溝面が繋がる箇所での摩耗を抑制し、さらに、シンニング部での切屑の排出性を改善して複数刃ドリルの加工性能と寿命を向上させることを課題としている。

上記の課題を解決するため、この発明においては、切れ刃を複数有し、回転中心部にシンニング部が設けられたドリルを以下の通りに構成した。即ち、前記シンニング部が回転中心側に配置される第１シンニング部とその第１シンニング部の外端に角度をもって連なるすくい面となる溝面がフラットな第２シンニング部とからなり、前記第１シンニング部は軸方向すくい角が−５°〜−１０°の範囲に、前記第２シンニング部は軸方向すくい角が前記第１シンニング部の軸方向すくい角に対して＋２°〜＋４°（下限が−３°〜−１°、上限が−８°〜−６°）となる範囲にそれぞれ設定されたものにした。

このドリルは、第２シンニング部の第１シンニング部に対するドリル正面視での傾き角を１５°〜３０°にしたものが好ましい。

また、各ランド部に、リーディングエッジに沿う主マージン部と、主マージン部のドリル回転方向後方に配置される副マージン部を備え、前記副マージン部の幅が主マージン部の幅の３倍以上に設定されたドリルにこの発明を適用するのも好ましい。

この発明のドリルは、シンニング部を第１シンニング部と第２シンニング部とから成る二段シンニングにしており、これにより、シンニング部とフルート溝の繋がり部が一段シンニングの構造に比べて鈍くなり、当該部に対する負荷が分散されて繋がり部における摩耗の集中が緩和される。

また、第２シンニング部の切れ刃によって生成される切屑は、第２シンニング部が第１シンニング部に対して角度をもって連なっているため、フルート溝に向って流れようとする。その第２シンニング部の切れ刃によって生成される切屑が第１シンニング部の切れ刃によって生成される切屑を誘導する作用が得られることから、ドリルの中心部において生成される切屑が一段シンニングのドリルに比べてフルート溝に案内され易くなり、そのために、ドリル先端部での切屑詰まりが減少する。

この発明のドリルの一例の要部を示す側面図図１のドリルの拡大端面図図１のIII−III線に沿った断面図図２のIV−IV線に沿った位置の拡大断面図図２のＶ−Ｖ線に沿った位置の拡大断面図

以下、添付図面の図１〜図５に基づいて、この発明のドリルの実施の形態を説明する。
図１、図２に示すドリル１は、２枚刃のツイストドリルである。このドリル１は、切れ刃２と、ねじれ角のついたフルート溝３を有する。また、先端中心部にシンニング部４を有し、さらに、ランド部５の外周に主マージン部６と副マージン部７を有する。図１のＣは、中心線である。

主マージン部６はリーディングエッジ８に添って設けられ、副マージン部７は、主マージン部６のドリル回転方向後方に設定されている。副マージン部７は、ランド部５の周方向途中からヒール９の位置まで至っているが、ヒールに至らない位置に設けることもある。

切れ刃２、フルート溝３、シンニング部４、ランド部５、主マージン部６、副マージン部７は、いずれも中心対称に配置されている。１０は、先端の逃げ面１１に開口させた切削油給用のオイルホールであって、必要に応じて設けられる。

１２は、切れ刃２に沿ったすくい面である。このすくい面１２は、図示のドリルの場合、フルート溝３の彎曲した溝面で構成されているが、フルート溝３の先端に刃物角を鈍化させる平坦なねじれの戻し面を設けてその面をすくい面となすこともある。

シンニング部４は、第１シンニング部４_−１と、その第１シンニング部４_−１の径方向外端に角度をもって連なる第２シンニング部４_−２とから成る。いわゆる二段シンニングになっている。

また、第１シンニング部４_−１と第２シンニング部４_−２は、共にネガシンニングの設定となっている。そしてさらに、第１，第２シンニング部４_−１，４_−２のすくい面１２となる溝面はフラットな面で構成されている。

第１シンニング部４_−１は、図４に示す軸方向すくい角ＡＲ１が、−５°〜−１０°の範囲に設定されている。また、第２シンニング部４_−２は、図５に示す軸方向すくい角ＡＲ２が第１シンニング部の軸方向すくい角ＡＲ１に対して＋２°〜＋４°となる範囲に設定されている。

今、第１シンニング部４_−１の軸方向すくい角ＡＲ１が−５°に設定されたとすると、第２シンニング部４_−２の軸方向すくい角ＡＲ２は、−３°〜−１°に設定される。

また、第２シンニング部４_−２は、図２に示すように、第１シンニング部４_−１に対してドリル正面視でα＝１５°〜３０°傾いたシンニングにしている。これは必須ではないが好ましい構成である。

このほか、第２シンニング部４_−２のドリル径方向の内端と外端、即ち、第１シンニング部４_−１に対して第２シンニング部４_−２が繋がる部分は、図２のように、ドリル正面視においてエッジが残される形状になっている。

このように構成したこの発明のドリルは、第１シンニング部４_−１の軸方向すくい角ＡＲ１を−５°〜−１０°に設定したことで、切削抵抗の低減とドリルの先端中心部の強度確保の効果をバランスよく発揮させることができる。

シンニング部の軸方向すくい角は、負の角度が大きすぎるとシンニング処理による切削抵抗（スラスト）低減の効果が薄く、また、その負の角度が小さすぎるとドリルの先端中心部の強度確保が不十分になる。第１シンニング部４_−１の軸方向すくい角ＡＲ１を−５°〜−１０°に設定することでこれ等の不具合を無くしている。

また、シンニング部の軸方向すくい角を負の角度にすると、ドリルの中心部において生成される切屑がドリル半径方向に逃げやすくなる。その不具合を二段シンニング構造にすることで解消している。

第２シンニング部４_−２の軸方向すくい角ＡＲ２は、第１シンニング部４_−１と同様、ドリルの先端中心部の強度を確保する目的で負の角度にしている。第２シンニング部４_−２を第１シンニング部４_−１に角度をもって連ならせることと併せて、第２シンニング部の軸方向すくい角ＡＲ２の負の値を第１シンニング部の軸方向すくい角ＡＲ１よりも小さくすることで、ドリルの先端中心部で生成される切屑にねじれるような力を生じさせて第２シンニング部４_−２の切れ刃によって生成される切屑をフルート溝３に向わせ易くすることができる。

その第２シンニング部４_−２の切れ刃によって生成される切屑が第１シンニング部４_−１の切れ刃によって生成される切屑を誘導する。そのような作用が得られることから、ドリルの中心部で生成される切屑が一段シンニングのドリルに比べてフルート溝に案内され易くなり、そのために、ドリル先端部での切屑詰まりが減少する。

シンニング部を第１シンニング部４_−１と第２シンニング部４_−２の２者で構成し、その２者がつながる部分にエッジを残したドリルは、シンニング部の溝面とフルート溝の溝面を前掲の特許文献１が示しているように丸みを持つ面でつないだドリルよりもシンニング部で生成された切屑をフルート溝に案内する機能が優れていた。これは、切屑詰まりの抑制効果が高いことを意味する。

このほか、第２シンニング部４_−２の第１シンニング部４_−１に対するドリル正面視での傾き角αが小さすぎるとシンニング部を二段シンニングにする効果が薄く、また、傾き角αが大きすぎると第１シンニング部４_−１と第２シンニング部４_−２のつなぎ部のエッジが鋭くなってその部分が摩耗し易くなり、ダメージも受けやすくなる。その傾き角αを１５°〜３０°に設定することでこの不具合をなくすることができる。

なお、ネガシンニング設定のドリルは、同部のすくい角が正のドリルに比べるとシンニング部の切れ刃の被削材に対する喰いつき性が良くなくて加工時に半径方向の振れが生じやすい傾向がある。

例示のドリルは、いわゆるダブルマージンタイプであるので、シングルマージンのドリルに比べて加工時の半径方向の振れが起こり難く、その半径方向の振れに起因した加工孔面の性状悪化（送りマークの発生）が抑制される。

例示のドリル１は、副マージン部７の幅Ｗ１を主マージン部６の幅Ｗの３倍以上に設定しており（副マージン部の幅は、一般的には主マージン部の幅の２倍以下に設定されている）、半径方向振れの抑制効果が特に優れる。そのために、加工孔面が送りマークの無いきれいな面になる。

１ドリル
２切れ刃
３フルート溝
４シンニング部
４_−１第１シンニング部
４_−２第２シンニング部
５ランド部
６主マージン部
７副マージン部
８リーディングエッジ
９ヒール
１０オイルホール
１１逃げ面
１２すくい面
ＡＲ１第１シンニング部の軸方向すくい角
ＡＲ２第２シンニング部の軸方向すくい角
α 第２シンニング部の第１シンニング部に対する傾き角
Ｗ主マージン部の幅
Ｗ１副マージン部の幅
Ｃ中心線

Claims

切れ刃（２）を複数有するドリルであって、回転中心部にシンニング部（４）を有し、そのシンニング部が回転中心側に配置される第１シンニング部（４_−１）とその第１シンニング部の外端に角度をもって連なるすくい面がフラットな第２シンニング部（４_−２）とからなり、
前記第１シンニング部（４_−１）は軸方向すくい角（ＡＲ１）が−５°〜−１０°の範囲に、前記第２シンニング部（４_−２）は、その軸方向すくい角（ＡＲ２）が前記第１シンニング部の軸方向すくい角（ＡＲ１）に対して＋２°〜＋４°となる範囲にそれぞれ設定されたドリル。
前記第２シンニング部（４_−２）が、前記第１シンニング部（４_−１）に対してドリル正面視で１５°〜３０°傾いている請求項１に記載のドリル。
各ランド部（５）に、リーディングエッジ（８）に沿う主マージン部（６）と、主マージン部のドリル回転方向後方に配置される副マージン部（７）を備え、前記副マージン部（７）の幅（Ｗ１）が主マージン部（６）の幅（Ｗ）の３倍以上に設定された請求項１又は２に記載のドリル。