JP2014012302A

JP2014012302A - 複合材料用ドリル並びにそれを用いた機械加工方法及び機械加工装置

Info

Publication number: JP2014012302A
Application number: JP2012150200A
Authority: JP
Inventors: Hirofumi Shimada; 浩文嶋田
Original assignee: Fukui Prefecture
Current assignee: Fukui Prefecture
Priority date: 2012-07-04
Filing date: 2012-07-04
Publication date: 2014-01-23

Abstract

【課題】穿孔加工熱の抑制効果が図られ、被削材にバリや層間剥離を発生させず高品位の貫通穴あけ加工を１工程で行うことが可能なドリルを提供することを目的としている。
【解決手段】複合材料用ドリル１は、先端切れ刃５が形成された先端部と、先端部の後端側に連接して形成されるとともに先端側外径及び当該先端側外径よりも大径の後端側外径の径差でテーパ形状に形成されたテーパ部４と、テーパ部４の後端側に連接して形成されるとともにテーパ部４の後端側外径よりも同径以上の仕上げ加工径が形成可能となるように全体が同径に形成されたストレート部３とを有し、テーパ部４の外周には、螺旋状にねじれた主刃７が形成されて連続的に穿孔径が大きくなるように設定されており、外周ランド面１２には副刃１０が形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastics；炭素繊維強化プラスチック）若しくはＣＦＲＴＰ（Carbon Fiber Reinforced ThermoPlastics；熱可塑性炭素繊維強化プラスチック）に代表される繊維強化複合材料等の複合材料の貫通穴あけ加工工具として特に好適なドリル、より詳しくは、１回の穿孔作業で穴出口に所謂バリを作らず、貫通穴側面に層間剥離もしくは貫通面に表層剥離を発生させない高品位の貫通穴を空けることが出来る複合材料用ドリルに関する。

ＣＦＲＰに代表される繊維強化複合材料等の貫通穴あけ加工として、ダイヤモンドコートを施したストレートの超硬ドリルを用いて行う方法が公知である。しかし、この方法で貫通穴加工を行う場合、切れ刃先磨耗に伴う切れ味低下が起こり、繊維の切残しやバリ、層間剥離などの加工不良が起こる。

特許文献１には、穴加工用ドリルとして、主刃（２枚刃）ツイストドリルをベースに、ドリル先端側からドリル最大径に至る先端切れ刃２枚刃を形成する範囲の間から部分的に、主刃と同ねじれ角にて副刃（２枚刃）を設け、部分的に４枚の切れ刃を有することで、２枚刃ドリルのような高い切削性能を実現しつつ、それより穿孔品質の向上と長寿命を図ることができるドリルが開示されている。

特許文献２には、穿孔加工と穴内周面加工（仕上げ加工）を同時に行うことができる穴加工用ドリルとして、主刃先端部分からシャンク部に向かって一定のねじれ角でねじれた切屑排出溝を構成するランド部周方向に同一ねじれ角で設けた２枚の副刃の３枚を一組とする刃部を有し、主刃で穴あけ（荒加工）を行い、第１副刃で中仕上げ加工、第２副刃で仕上げ加工を行うことができるドリルが開示されている。

特許文献３は、高品質かつ長寿命穿孔加工可能なドリルとして、先端刃とシャンク側へ連接された先端刃外径よりも大径の後端径からなるテーパー外周面に螺旋状にねじれた外周切れ刃を有し、その後端に後端部外形よりも大径の仕上げ加工径が形成可能となるように全体が同径に形成されたストレート状リーマを有したドリルが開示されている。

特開２０１０−２１４４７８号公報特開２０１１−７３１２９号公報特開２０１１−１０４７６６号公報

炭素繊維強化複合材、中でもＣＦＲＴＰは、軽量でありながら高い強度と剛性を備えており、成形加工が容易なことから自動車用部品をはじめノートＰＣ筐体など多用されている。

ところが、そのＣＦＲＴＰは、硬く切れ難い炭素繊維で構成され、炭素繊維を含浸する熱可塑性樹脂が２００℃程度で軟化する特性であるため、穿孔時の発熱を極力低減しないと、繊維が抜けドリルへの巻きつきや毛羽立ち、切残しの発生や層間剥離を起こすなど加工不良を起こす原因となる。また、ＣＦＲＴＰは、熱可塑性樹脂を含浸させた炭素繊維をシート状に成形し、それを層状に積層した構造であるため、穴出口にバリが発生し易く、また、加工時のスラスト力により層間剥離を起こし易く、前掲の特許文献１、２が開示している対策では実用面で十分とされる効果が得られない。ここで「スラスト力」とは、ドリル加工における穿孔送り方向と反対方向にかかる力のことである。

特許文献３は、穿孔加工時に生ずる発熱が被削材に及ぼす影響に関しては特に言及していないが、テーパ部における螺旋外周刃ランド部が被削材と接して発生する回転摩擦熱の影響が大きくなる。特に、熱影響を受け易いＣＦＲＴＰの穿孔加工においては、この特許文献３に記載のドリルでは、回転摩擦熱の影響は避けられない。

本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであって、穿孔加工熱の抑制効果が図られ、被削材にバリや層間剥離を発生させず高品位の貫通穴あけ加工を１工程で行うことが可能なドリルを提供することを目的としている。

本発明に係る複合材料用ドリルは、繊維強化複合材料を少なくとも一部に含む被加工材に穿孔する複合材料用ドリルであって、先端切れ刃が形成された先端部と、前記先端部の後端側に連接して形成されるとともに先端側外径及び当該先端側外径よりも大径の後端側外径の径差でテーパ形状に形成されたテーパ部と、前記テーパ部の後端側に連接して形成されるとともに前記テーパ部の前記後端側外径と同径以上の仕上げ加工径が形成可能となるように全体が同径に形成されたストレート部とを備える複合材料用ドリルであって、前記テーパ部の外周には、螺旋状にねじれた主刃が形成されて連続的に穿孔径が大きくなるように設定されているとともに当該主刃に沿って螺旋状にねじれた主刃切屑排出溝及びランド部外周面が形成されており、前記ランド部外周面には、所定のねじれ角で副刃が形成されるとともに当該副刃に沿って副刃切屑排出溝が形成されている。さらに、前記副刃は、ねじれ角が０°〜９０°に設定されているとともに前記主刃のねじれ角と異なっている。さらに、前記ストレート部の外周には、前記主刃及び前記主刃切屑排出溝が連続して螺旋状にねじれるように形成されている。

本発明に係る機械加工方法は、上記のドリルを用いて繊維強化複合材料を少なくとも一部に含む被加工材に穿孔する機械加工法であって、前記先端部の前記先端切れ刃及び前記テーパ部の前記外周切れ刃により前記被加工材に下穴加工を行い、形成された下穴に前記ストレート部により仕上げ加工を行って穿孔する。

本発明に係る機械加工装置は、上記のドリルを保持するとともに前記ドリルの中心軸を中心に回転駆動する駆動手段と、繊維強化複合材料を少なくとも一部に含む被加工材を支持する支持手段と、前記ドリルを前記被加工材に対して穿孔加工を行うように前記駆動手段及び／又は前記支持手段を相対的に移動させる移動手段とを備えている。

本発明に係る複合材料用ドリルは、下穴加工をテーパ部により行うことで切削抵抗を低く抑えて拡径しながら加工するため、貫通穴出口周辺にバリが生じにくく、さらに被加工材の板厚方向にかかるスラスト力も低減する。そのため、積層構造のＣＦＲＴＰを穿孔加工する場合に、積層境界面に対する剥離力が減少して層間剥離が生じにくくなる。

また、テーパ部の外周ランド面に副刃及び副刃切屑排出溝を形成することで、主刃による穿孔加工時の外周ランド面と被加工材の被加工面との間の接触面積を減少させることができるので、接触による摩擦熱の発生を抑えてドリル及び被加工材の温度上昇を抑制することが可能となり、繊維強化複合材料の熱可塑性樹脂等のマトリックスへの熱の影響を抑えて安定した穿孔加工を行うことができる。また、主刃による切り残し等の加工不良を副刃で切削することができるので、加工精度を向上させることが可能となる。

本発明に係る実施形態に関する側面図である。図１に示すドリルの先端部に関する正面図である。図１のＢ−Ｂ線矢視の断面図である。図１のＡ−Ａ線矢視の断面図である。主刃に関する拡大断面図である。副刃の変形例に関する拡大図である。副刃の別の変形例に関する拡大図である。本発明に係るドリルを用いた場合の機械加工方法に関する説明図である。本発明に係るドリルを用いた機械加工装置の一例を示す外観斜視図である。

以下、本発明に係る実施形態について詳しく説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施するにあたって好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に本発明を限定する旨明記されていない限り、これらの形態に限定されるものではない。

本発明に係る実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。図１は、本発明に係る実施形態に関する側面図である。図２は、図１に示すドリルの先端部に関する正面図である。図３は、図１のＢ−Ｂ線矢視の断面図である。図４は、図１のＡ−Ａ線矢視の断面図である。図５は、図１に示すドリルの主刃に関する拡大断面図である。

本実施形態に係るドリル１は、図１に示すように、先端部である先端切れ刃５、主刃７及び副刃１０を有するテーパ部４、丸ランドドリル状に形成されたストレート部３及びシャンク２から構成され、それぞれが同軸上に連接一体化されて構成する。

ドリル１は、２枚刃ドリルであって、シャンク２の先端にストレート部３を連接し、ストレート部３の先端にテーパ部４を一体に連接してなる。テーパ部４、ストレート部３及びシャンク２は、同軸度０．０１の公差で連接される。

テーパ部４の先端側には、先端角α１を有する先端切れ刃５が連接されている。先端部である先端切れ刃５は、刃先の稜線８及び９で先端角α１が形成されており、先端角α１は、６０°〜１４０°の範囲に設定されている。先端切れ刃５は、被加工材に対して最初に食付きを行い、切削加工を行う切れ刃で、テーパ部４に形成された外周切れ刃７による拡径加工を誘導するものである。また、先端角α１を６０°〜１４０°の範囲で形成することでドリルの食付き性および求心性が向上し、ドリルの回転ぶれが低減する。

図１に示すように、ローソク研ぎ形状の刃立て面中央部の突起部と切り刃面との軸方向段差長さＬ１は、０．５ｍｍ以上に設定される。刃立て面中央部を切り刃面よりも突出させることで、下穴加工時の求心性が良くなる。先端切れ刃５の先端角α１は、９０°の角度に設定することで、ドリル先端の剛性と求心性を向上させ、先端切れ刃５の切れ味が良くなる。

テーパ部４は、先端側外径Ｄ１と後端側外径Ｄ２の径差で形成されるテーパ状の形態をなし、その後端側にはストレート部３が一体に連接されている。ストレート部３は、テーパ部４の後端側外径Ｄ２と同径以上の仕上げ加工径が形成可能となるように全体が同径に形成されている。ここで、「テーパ」とは、先端側外径及び後端側外径に接する直線とドリル中心軸との間に所定の角度が設定されている形状を意味する。テーパ部４の先端側外径Ｄ１及び後端側外径Ｄ２の径差から生じるテーパ角α２は、１０°以下に設定される。そして、テーパ部４の先端側外径Ｄ１から後端側外径Ｄ２までの長さL２は、テーパ角α２により決定される。

テーパ部４の先端側外径Ｄ１から後端側外径Ｄ２までに形成されるテーパ状外周には、図２に示すように、螺旋状にねじれた主刃７が形成されて連続的に穿孔径が大きくなるように設定され、主刃７に沿って螺旋状にねじれた２条の主刃切屑排出溝６が形成されている。また、主刃切屑排出溝６の間には、螺旋状に外周ランド面１２が形成されており、主刃７のドリル回転方向後方側の外周ランド面１２に副刃１０及び副刃切屑排出溝１１が形成されている。ストレート部３は、下穴加工部であるテーパ部４によって切り残された部分を整形加工するために丸ランドドリル状に形成されており、主刃７及び主刃切屑排出溝６がテーパ部４から連続して螺旋状に形成されている。図３に示すように、ストレート部３に形成される主刃７は、マージン１３及び主刃切屑排出溝６の交差稜で形成されており、テーパ部４により加工した部分に切り残しがあった場合に、ストレート部３において切り残しを切除する加工を行うことができる。また、ストレート部３において、加工面の表面粗さを向上させるとともに加工面の真円度を向上させる仕上げ加工が可能となる。なお、ストレート部３は、整形加工することが可能であれば丸ランドドリル状以外の形状に形成してもよく、例えば丸ランドリーマ状に形成することもできる。

図１に示すように、テーパ部４及びストレート部３の外周には、主刃切屑排出溝６がねじれ角α３で螺旋状に連続して形成されている。主刃切屑排出溝６のねじれ角α３は、先端角の大きさや被加工材の材質にもよるが、切れ刃が鋭くなりすぎて欠け易くなることを防止するために、４５°以下に設定することが好ましく、４５°以下に設定することで複合材料の繊維材料を含んだ切屑を速やかに排出できる。テーパ部４のねじれ角とストレート部３のねじれ角を一致させることで、テーパ部４で発生した切屑を効果的に排出し、穿孔した加工面を整形する仕上げ加工を行うことができる。

テーパ部４の主刃７は、図２及び図４に示すように、マージンが形成されておらず、主刃７の先端とドリル中心を結ぶ直線に対して、主刃切屑排出溝６側に形成される先端切れ刃すくい面との間で形成されるすくい角α５は５°〜２５°の範囲で設定し、主刃７の先端とドリル中心を結ぶ直線に対して直交するとともに主刃７の先端を通る直線と先端切れ刃逃げ面との間に形成される逃げ角α６は０°〜３０°の範囲で設定している。すくい角α５及び逃げ角α６をこうした範囲に設定することで、刃先部の剛性と切れ味の鋭さが向上するため、繊維強化複合材料の切削性の改善を図ることができ、テーパ部４のテーパ形状との相互作用により穿孔加工時に生じるスラスト抵抗を低減して繊維強化複合材料の層間剥離の発生を抑えるとともに工具寿命を延ばすことが可能となる。また、主刃７をこうした形状に設定することで、切屑を細粒状にすることが可能となるため、主刃切屑排出溝６の切屑による詰まりを防止してスムーズに切屑を排出することができるようになる。また、図３に示すように、ストレート部３に形成された主刃７は、テーパ部４に形成された主刃７のすくい角及び逃げ角が一致するように設定されている。

テーパ部４の副刃１０は、主刃７のドリル回転方向後方側の外周ランド面１２に形成された１本又は複数本の副刃切屑排出溝１１に沿って形成されている。副刃１０の刃先は、副刃切屑排出溝１１のドリル回転方向前方側を向く内壁面と先端逃げ面とで形成される交差稜線に沿って形成されており、その刃先先端とドリル中心を結ぶ直線に対して、副刃切屑排出溝１１の内壁面との間で形成されるすくい角α７は５°〜４５°の範囲に設定し、刃先先端とドリル中心を結ぶ直線と直交するとともに刃先先端を通る直線と先端刃先逃げ面との間で形成される逃げ角α８は０°〜３０°の範囲で設定している。すくい角α７及び逃げ角α８をこうした範囲に設定することで、主刃７と同様の作用効果を奏するようになり、また主刃７による切り残しを副刃１０で切除して切り残しを発生させないようにすることができる。

複数の副刃１０を形成する場合には、各副刃１０のすくい角α７及び逃げ角α８は、互いに一致させる必要はなく、仕上げ面性状に応じて変化させてもよい。

図１に示すように、副刃１０を形成させる外周ランド面１２は、ドリル軸中心線に対し主刃７と同一のねじれ角を有しているが、副刃１０のねじれ角α４は、主刃７のねじれ角α３に依存せず、ドリル軸中心線に対し０°〜９０°の範囲において独立して設定されている。特に、副刃１０のねじれ角α４を４５°〜９０°に設定して、主刃７のねじれ角α３よりも大きくすることで、副刃１０の切れ味が鋭くなって主刃７の切り残し部分をきれいに切削することができる。

また、主刃７のねじれ角α３と副刃１０のねじれ角α４が一致しない場合には、副刃１０が主刃７と交差するため、主刃７の交差部分に副刃切屑排出溝１１による切り欠きが形成されるようになる。こうした主刃７及び副刃１０の交差による切り欠き部の形成により被加工材中の繊維の切屑が細かく分断されて穿孔加工の効率を向上させることができる。そして、テーパ部４では、主刃７が螺旋状にねじれて穿孔径が大きくなるように設定されているため、被加工材を穿孔加工する際に生じる切屑が細断された状態となり、外周ランド面１２に形成した副刃切屑排出溝１１が細く浅い場合でも切屑による詰りが発生せずにスムーズに排出されるようになる。そのため、ドリルの１回転の間に副刃１０が主刃７とともに安定して機能するようになり、穿孔加工速度を向上させることができる。

図４に示すように、外周ランド面１２に副刃１０及び副刃切屑排出溝１１を形成することで、外周ランド面１２の表面積が小さくなる。そのため、外周ランド面１２と被加工材の穿孔される壁面との間の接触面積が減少するようになり、穿孔加工時に外周ランド面１２において生じる摩擦熱による工具や被加工材の温度上昇が抑止される。

ドリル１の素材は、超硬合金材料、高速度工具鋼、超硬質工具材料等が挙げられるが、下穴加工を行うテーパ部４の素材としては、超硬合金材料が好ましい。また、テーパ部４及びストレート部３は、それぞれ異なる素材を使用することもできる。

繊維強化複合材料の穿孔加工では、ドリル刃先のチッピングや磨耗が激しいため、ドリル表面をダイヤモンド薄膜やＤＬＣ膜でコーティングすることが望ましい。この例では、ドリル１本体の表面は、図５に示すように、ダイヤモンドからなる被膜１４に覆われている。被膜１４は、例えば、周知のＣＶＤ法又はＰＶＤ法で形成することができ、ＤＬＣ膜であってもよい。繊維強化樹脂材料等の複合材料の加工に特化したドリルでは、刃先を鋭くし切れ味を向上させることが必要で、ドリル母材に超微粒子超硬合金材料を使用することで、刃先先端半径を小さく整形することができる。また、刃先を鋭くした場合刃先先端の欠けや磨耗が発生しやすいため、ナノダイヤモンドコーティングで被膜１４を形成することで、刃先先端半径の径を大きくすることなく、外周切れ刃の良好な切れ味を長時間維持することができる。また、刃先の磨耗等により切れ味が悪くなった場合でも、下穴加工時に発生したバリをストレート部１２によって効果的に除去することができるので、高精度の穿孔加工を安定して行うことができる。

ドリル１により穿孔加工する被加工材としては、繊維強化複合材料が好適であり、具体的には、熱可塑性炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＴＰ）、熱硬化性炭素繊維強化プラスチック
（ＣＦＲＰ）、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）、ガラス長繊維強化プラスチック（ＧＭＴ）、ボロン繊維強化プラスチック（ＢＦＲＰ）、アラミド繊維強化プラスチック
（ＡＦＲＰ, ＫＦＲＰ）、ポリエチレン繊維強化プラスチック（ＤＦＲＰ）が挙げられる。こうした繊維強化複合材料は、マトリックス樹脂中に補強繊維を含み、様々な形態のものが開発されている。例えば、長繊維からなる補強繊維を所定の方向に引き揃えて多軸に積層した層構造を備えているものが挙げられる。

以上説明した例では、外周ランド面１２に複数の副刃１０及び副刃切屑排出溝１１を形成しているが、図６に示すように、外周ランド面１２に波形状のいわゆるニック加工を施して副刃１０’及び副刃切屑排出溝１１’を交互に配置するようにしてもよい。このように副刃及び副刃切屑排出溝を形成することで、切削抵抗を低減することができる。また、副刃１０‘と主刃７との交差部が断続刃形状となるため、テーパ部４のテーパ形状との相互作用により補強繊維の切断に優れた効果を発揮するようになり、穿孔加工効率を向上させることができる。また、図７に示すように、複数の副刃１０”を交差させて網目状に形成することもでき、多数の副刃１０”を形成することで、テーパ部４のテーパ形状との相互作用により切屑が粉末状に細断されて穿孔加工を効率化でき、工具寿命を延ばすことが可能となる。また、ＣＦＲＴＰのように熱可塑性樹脂を含む複合材料の穿孔加工においては、穿孔加工熱による熱可塑性樹脂の変形が問題となるが、網目状に多数の副刃及び副刃切屑排出溝を形成することで、テーパ部の外周面と被加工材との接触面積が小さくなって発熱を抑えることができる。

図８は、本発明に係るドリルを用いた場合の機械加工方法に関する説明図である。図８（ａ）では、穿孔開始直前の状態を示しており、ドリル１の先端部が板状の被加工材Ｍに対して垂直に当接するように設定されている。次に、図８（ｂ）では、ドリル１が回転しながら先端部の先端切れ刃が被加工材Ｍ（例；繊維強化複合材料）に対して最初に食付きを行い、テーパ部の主刃による拡径加工を誘導する。次に、図８（ｃ）は、ドリル１が回転しながらテーパ部が被加工材Ｍに進入して主刃による拡径加工が行われるとともに副刃による切削加工が行われて主刃の切り残しを切除する。この段階では、加工部分に層間剥離及びバリを発生させないで下穴加工が行われ、切屑が細断されて副刃切屑排出溝が詰ることなく主刃及び副刃による安定した穿孔加工が行われる。次に、図８（ｄ）では、ドリル１が回転しながらストレート部が被加工材に進入して仕上げ加工が行われる。そして、ストレート部が仕上げ加工を行いながら被加工材Ｍから抜け出た後、ドリル１を引き上げて穿孔加工が終了する。

図９は、本発明に係るドリルを用いた機械加工装置に関する外観斜視図である。機械加工装置１００は、ボールねじ機構又はリニアモータ機構等によるＸＹＺの３軸方向の可動機構並びにＸ軸及びＹ軸周りの回転機構を付加した５軸機構を備える移動手段を備えている。Ｚ軸移動機構１０１は、スピンドル軸１０３に取り付けられたドリル１０４を支持して上下方向に移動させる。移動手段としては、ボールねじ機構又はリニアモータ機構が用いられる。また、Ｚ軸移動機構１０１は、スピンドル軸１０３を回転駆動する駆動源を備えている。

ＸＹ軸移動機構１０２は、Ｘ軸又はＹ軸あるいはＸＹ複合軸に設置テーブルを移動させる。移動手段としては、ボールねじ機構又はリニアモータ機構が用いられる。設置テーブルには、バイス又は拘束治具等の支持具１０６が配置されており、支持具１０６に繊維強化複合材料等からなる被加工材１０５が載置固定されている。ＸＹ軸移動機構１０２は、ボールねじ機構又はリニアモータ機構により駆動される。

そして、Ｚ軸移動機構１０１及びＸＹ軸移動機構１０２を制御して被加工材１０５に対してドリル１０４を回転駆動しながら穿孔加工が行われる。

なお、支持具１０６としては、被加工材１０５の厚み方向又は面方向から挟む機能を有するものを用いてもよい。また、スピンドル軸をＸ軸又はＹ軸に配置するようにすることもできる。

以上説明したように、本発明においては、先端部の先端切れ刃、テーパー部の主刃及び主刃切屑排出溝並びに外周ランド面に形成した副刃及び副刃切屑排出溝、及びストレート部の主刃を一体化したドリルとすることにより、切削抵抗および穿孔加工熱を低減させ、バリや層間剥離を発生させず高精度の穴加工が実現できる繊維強化複合材料用ドリルとなった。

１・・ドリル、２・・シャンク、３・・ストレート部、４・・テーパ部、５・・先端切れ刃、６・・主刃切屑排出溝、７・・主刃、８・・刃先の稜線、９・・刃先の稜線、１０，１０’，１０”・・副刃、１１，１１’・・副刃切屑排出溝、１２・・外周ランド面、１３・・マージン、１４・・被膜、１００・・機械加工装置、１０１・・Ｚ軸移動機構、１０２・・ＸＹ軸移動機構、１０３・・スピンドル軸、１０４・・ドリル、１０５・・被加工材、１０６・・支持具、α１・・先端角、α２・・テーパ角、α３・・ねじれ角、α４・・ねじれ角、α５・・すくい角、α６・・逃げ角、α７・・すくい角、α８・・逃げ角

Claims

繊維強化複合材料を少なくとも一部に含む被加工材に穿孔する複合材料用ドリルであって、先端切れ刃が形成された先端部と、前記先端部の後端側に連接して形成されるとともに先端側外径及び当該先端側外径よりも大径の後端側外径の径差でテーパ形状に形成されたテーパ部と、前記テーパ部の後端側に連接して形成されるとともに前記テーパ部の前記後端側外径と同径以上の仕上げ加工径が形成可能となるように全体が同径に形成されたストレート部とを備える複合材料用ドリルであって、前記テーパ部の外周には、螺旋状にねじれた主刃が形成されて連続的に穿孔径が大きくなるように設定されているとともに当該主刃に沿って螺旋状にねじれた主刃切屑排出溝及びランド部外周面が形成されており、前記ランド部外周面には、所定のねじれ角で副刃が形成されるとともに当該副刃に沿って副刃切屑排出溝が形成されている複合材料用ドリル。
前記副刃は、ねじれ角が０°〜９０°に設定されているとともに前記主刃のねじれ角と異なっている請求項１に記載のドリル。
前記ストレート部の外周には、前記主刃及び前記主刃切屑排出溝が連続して螺旋状にねじれるように形成されている請求項１又は２に記載の複合材料用ドリル。
請求項１から３のいずれかに記載のドリルを備えている穿孔加工具。
請求項１から３のいずれかに記載のドリルを用いて繊維強化複合材料を少なくとも一部に含む被加工材に穿孔する機械加工法であって、前記先端部の前記先端切れ刃及び前記テーパ部の前記主刃及び前記副刃により前記被加工材に下穴加工を行い、形成された下穴に対して前記ストレート部の前記主刃により仕上げ加工を行って穿孔する機械加工方法。
請求項１から３のいずれかに記載のドリルを保持するとともに前記ドリルの中心軸を中心に回転駆動する駆動手段と、繊維強化複合材料を少なくとも一部に含む被加工材を支持する支持手段と、前記ドリルを前記被加工材に対して穿孔加工を行うように前記駆動手段及び／又は前記支持手段を相対的に移動させる移動手段とを備えている機械加工装置。