JP2023035551A - ドリル - Google Patents

Abstract

【課題】 実用性の高いドリルを提供する。【解決手段】 本体１０と、その本体の先端に取付けられて切れ刃が形成されたチップ１４とを備えたドリルにおいて、そのチップのすくい面３０に、切削屑を分断するための分断溝３２を形成する。単体であるチップに分断溝を形成し、そのチップを本体に取付けることによって、当該ドリルを作製することができる。つまり、例えば、相当に小径のドリルであっても、簡便に、すくい面に分断溝が形成されたドリルを得ることができ、そのドリルによれば、穴あけ加工において生じる切削屑が、微細化される。【選択図】 図１

Description

本発明は、穴あけ工具であるドリルに関する。

ドリルによる穴あけ作業では、切削屑（切粉）が発生する。この切削屑を細かくするために、例えば、下記特許文献に記載されているように、ドリルの先端において、切削屑排出溝（以下、「フルート」という場合がある）に、詳しくは、切れ刃（「切り刃」とも呼ばれる）のすくい面（回転方向の後方側の側面）に、分断溝を設けることも検討されている。

特開２０１４－１０８４７４号公報

上記特許文献に記載されたような分断溝を形成する場合、特に、ドリルが小径である場合には、その形成が困難となる。つまり、上記特許文献に記載されたドリルの実用性は、必ずしも高いとは言い難い。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、実用性の高いドリルを提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明のドリルは、
本体と、その本体の先端に取付けられて切れ刃が形成されたチップとを備えたドリルであって、そのチップのすくい面に、切削屑を分断するための分断溝が形成されたことを特徴とする。

本発明のドリルでは、単体であるチップに分断溝を形成し、そのチップをドリル本体に取付けることによって、当該ドリルを作製することができる。つまり、簡便に、すくい面に分断溝が形成されたドリルを得ることができるのである。その結果、本発明のドリルは、実用性が高いものとなる。

発明の態様

本発明のドリルは、切れ刃の数が特に限定されない。一般的な２刃のものは勿論、ガンドリルのような１刃のものや、３刃以上のものであってもよい。チップは、例えば、切れ刃１つに、１つ取付けるようにすればよい。フルートが捩じれた捩じれドリル（スパイラルドリル）であってもよく、フルートが真直ぐな直刃ドリル（ストレートドリル）であってもよい。すくい角、すなわち、本発明のドリルでは、チップのすくい面と当該ドリルの軸線（以下、「ドリル軸線」という場合がある）に直角な平面とのなす角についても、特に限定されない。具体的には、例えば、ドリル軸線を含む平面と、チップのすくい面とが一致するように、チップを取付けることができる。

本発明のドリルにおける本体およびチップの材料についても特に限定されない。本体の材料として、例えば、炭素鋼，工具鋼，高速度鋼，切削工具用超硬合金（いわゆる「超硬」であり、以下、単に、「超硬合金」という場合がある）等を採用することができ、チップの材料として、例えば、上記超硬合金や、高速切削用セラミック，サーメット，強靭炭化チタン基合金等、種々のものを採用することが可能である。

分断溝は、詳しくは、切削屑を主に幅方向において分断するためのものであり、いわゆるチップブレーカとして機能する。１つのチップにおいて分断溝は、１つだけ形成されていてもよく、例えば、当該ドリルの径方向に間隔をおいて複数形成されていてもよい。複数の分断溝が形成されていれば、分断溝が１つだけしか形成されていないものと比較して、より、切削屑が微細化されることになる。

分断溝は、切削屑を分断するという機能からすれば、先端刃となる箇所から延びる必要があるが、その延びる方向については、特に限定されない。例えば、分断溝は、ドリル軸線からの距離が変化しない方向に延びるようにされていてもよい。端的に言えば、直刃ドリルの場合に、ドリル軸線に平行に延びるようにされていてもよい。そのような分断溝であれば、先端を再研磨した場合でも、先端刃における分断溝の径方向の位置、つまり、分断溝のドリル軸線からの距離が変化しないというメリットを享受することが可能である。

分断溝の断面形状についても、特に限定されない。例えば、コ字形状，Ｕ字形状，Ｖ字形状等、種々の断面形状を採用することが可能である。分断溝は、具体的には、例えば、チップのすくい面に対して傾斜して繋がる傾斜側面を有するような形状（Ｖ字形状がその一種である）とされていてもよい。このような分断溝とすれば、その溝の開口付近、つまり、すくい面に近い傾斜側面の部分も、切れ刃の一部として機能することで、穴あけにおける負荷、つまり、穴あけに対する抵抗を小さくすることができる。さらに言えば、例えば、分断溝を、互いに向かい合う２つの側面を有し、それら側面のうちの一方が、傾斜側面となり、他方が、すくい面に対して直角に繋がる直角側面となるようにすることができる。解りやすく言えば、鋸刃の間に存在する谷のような形状である。そのような形状の場合、傾斜側面のすくい面に近い部分が切れ刃として機能することに鑑みれば、ドリル軸線に近い方の側面が直角側面に、ドリル軸線から遠い方の側面が傾斜側面となるようにすることが望ましい。

複数のチップを備えたドリルでは、複数のチップのうちの１つのものの分断溝と、別の１つのものの分断溝とが、ドリル軸線からの距離において互いに異なる位置に形成されることが望ましい。このような分断溝を形成することで、切削屑の微細化が、充分に担保されることになる。

分断溝の形成方法も特に限定されない。例えば、砥石による研削，レーザ加工，ワイヤ放電加工等の放電加工等、種々の方法を採用可能である。チップが超硬合金である場合、微細な加工を精度よく簡便に行えるという観点から、ワイヤ放電加工を採用することが望ましい。なお、ワイヤ放電加工の場合、チップの一端から別の一端に亘って分断溝が形成されるように行えばよい。

チップの本体への取付けについても、特に限定されないが、いわゆるインサートドリルのように、締結具によってチップを本体に締結することで、取付けてもよい。また、ロウ付け等によってチップを本端に接合することで、取付けてもよい。ロウ付けの場合、ロウ材としていわゆる銀ロウを採用することができる。

実施例のドリルを示す図である。 実施例のドリルが備えるチップを説明するための図である。 ドリルによる穴あけで生じる切削屑を示す写真である。

以下、請求可能発明を実施するための形態として、本発明の実施例であるドリルを、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、本発明は、下記実施例の他、前記〔発明の態様〕に記載された形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の形態で実施することができる。

実施例のドリルは、図１に示すようなものである。ちなみに、図１（ａ）は、正面図であり、図１（ｂ）は、基端側からの視点で示す図である。図１（ｃ）は、先端側からの視点で示す図であり、図１（ａ），図１（ｂ）よりも拡大して示されている。

図から解るように、実施例のドリルは、直刃ドリル（ストレートドリル）であり、本体１０の先端側の部分に、当該ドリルの軸線であるドリル軸線Ｌに平行に、２つのフルート（切削屑排出溝）１２が設けられており、先端に２つの切れ刃を有している。先端には、それら２つの切れ刃を形成するように、２つのチップ１４がロウ付けによって取付けられている。詳しく言えば、本体１０の先端部には、チップ１４を取付けるための座が形成されており、その座に、チップ１４が接合されている。本体１０は、超硬合金であり、チップ１４も、同じ超硬合金である。ロウ材は、銀ロウである。

２つのフルート１２の周方向の間には、両側にマージン１６を挟んで逃がし面１８が形成されており、実施例のドリルは、いわゆるダブルマージンのドリルとなっている。また、本ドリルには、軸線方向に貫通する２つのクーラント供給孔２０が設けられている。

本ドリルの先端部分を拡大して模式的に示す図２（ａ）、および、チップ１４を先端側からの視点で示す図２（ｂ）をも参照しつつ説明すれば、２つの切れ刃の各々は、先端刃２２と外周刃２４とを有しており、チップ１４は、本ドリルの先端刃２２の外周側の部分と、外周刃２４とを形成するようにされている。ちなみに、図２（ａ）では、反対側のチップ１４が、破線で示されている。

チップ１４は、１つの面３０が、本ドリルの切れ刃のすくい面となるように、取付けられている。本ドリルでは、その面３０（以下、「すくい面３０」と呼ぶ場合がある）と、ドリル軸線Ｌを含む平面とが一致するように、チップ１４が取付けられている。言い換えれば、すくい面３０が、ドリル軸線Ｌに直角な平面に対して直角となるように、チップ１４が取付けられている。

各チップ１４には、すくい面３０において、切削屑を分断するための分断溝３２が、互いに同じ幅で、２つずつ形成されている。それら分断溝３２は、いわゆるチップブレーカとして機能する。各分断溝３２は、先端刃２２となる部分、つまり、本ドリルの先端から、ドリル軸線Ｌからの距離が変化しない方向に延びている。本ドリルは直刃ドリルであるため、簡単に言えば、各分断溝３２は、ドリル軸線Ｌに平行に延びている。一般的に、ドリルの再研磨は、先端面を研磨することによって行われるため、そのような方向に延びている分断溝３２であれば、再研磨によっても、ドリル軸線Ｌからの距離（後述するところの図２（ａ）におけるｄ１，ｄ２，ｄ１’，ｄ２’）は、変化しない。

１つのチップ１４における２つの分断溝３２の各々のドリル軸線Ｌからの距離をｄ１，ｄ２と、もう１つのチップ１４における２つの分断溝３２の各々のドリル軸線Ｌからの距離をｄ１’，ｄ２’とすれば、分断溝３２どうしの間隔は等しいものの（ｄ２－ｄ１＝ｄ２’－ｄ１’）、距離ｄ１と距離ｄ１’とは異なり、距離ｄ２と距離ｄ２’とが異なっている。つまり、２つのチップ１４のうちの１つのものの分断溝３２と、別の１つのものの分断溝３２とが、ドリル軸線Ｌからの距離において互いに異なる位置に形成されているのである。さらに端的に言えば、径方向において互いに異なる位置に形成されているのである。このことによって、分断溝３２による切削屑の微細化効果が充分に担保されることになる。

各分断溝３２は、図２（ｃ）に断面を示すように、すくい面３０に対して傾斜して繋がる傾斜側面３４を有している。詳しく言えば、各分断溝３２は、互いに向かい合う２つの側面を有し、それら側面のうちの一方が傾斜側面３４であり、他方が、すくい面３０に対して直角に繋がる直角側面３６とされている。分断溝３２の先端における側面は、すくい面３０に近い部分が先端刃として機能する。そのことに鑑みれば、傾斜側面３４を有することは、穴あけにおける加工負荷を小さくするのに役立っている。なお、本ドリルでは、より周速の高い外周側の側面が傾斜側面３４とされており、内周側の側面が傾斜側面とされている場合と比較して、加工負荷を小さくすることに対して有利である。

分断溝３２は、チップ１４が単体の状態で、つまり、本体１０に取付けられる前に、ワイヤ放電加工によって、形成される。したがって、チップ１４が本体１０に取付けられた後に何らかの加工によって形成される場合と比較して、より簡便に、かつ、精度よく、分断溝３２を形成することが可能である。

分断溝３２が形成されたチップ１４を、本体１０に形成された座４０にロウ付けによって接合するのであるが、先に説明したように、２つのチップ１４は、分断溝３２の形成されている位置が異なるため、同じチップ１４を本体１０に取付けてしまうことが懸念される。そこで、本ドリルでは、２つのチップ１４の外形形状を互いに異ならせている。具体的には、コーナ円弧Ｒ，コーナ円弧Ｒ’を異ならせており、同じチップ１４が１つのドリルに取付けられることが防止されている。チップ１４がロウ付けで本体に接合された後に、最終研磨がなされる。また、２つのチップ１４の内周側の端面のドリル軸線Ｌからの距離ｄ３，ｄ３’が、互いに異なっている。このことにより、切れ刃（先端刃）における本体１０とチップ１４との境界α，βが互いに異なることで、切れ刃の切削抵抗が小さくされている。つまり、切れ刃への負担が小さくされているのである。

なお、実施例のドリルでは、先に説明したように、ドリル軸線Ｌからの距離が変化しない方向に延びた分断溝３２が形成されたチップ１４が取付けられているが、図２（ｄ）に示すようなチップ、つまり、ドリル軸線Ｌからの距離が変化する方向に延びた分断溝３２’が形成されたチップ１４、端的に言えば、ドリル軸線Ｌに対して傾斜して延びる分断溝３２’が形成されたチップを採用することも可能である。

ドリルによって生じる切削屑は、図３の写真で示すようなものである。ちなみに、図３（ａ）は、分断溝が形成されてないドリルによる穴あけで生じる切削屑であり、図３（ｂ）は、実施例のドリルによる穴あけで生じる切削屑である。ドリルの直径は、いずれも１２ｍｍφであり、ドリルの回転速度，ドリルの送り速度は、いずれも同じ速度である。

図３の写真から解るように、分断溝３２を設けることによって、切削屑が細かくされる。このように微細化された切削屑は、被加工物（ワーク）に付き残り難い。言い換えれば、簡単に被加工物から除去することが可能である。

１０：本体 １２：フルート（切削屑排出溝） １４：チップ ３０：すくい面 ３２：分断溝

Claims (4)

1. 本体と、その本体の先端に取付けられて切れ刃が形成されたチップとを備えたドリルであって、
   前記チップのすくい面に、切削屑を分断するための分断溝が形成されたことを特徴とするドリル。
2. 前記分断溝が、前記すくい面に対して傾斜して繋がる傾斜側面を有する請求項１に記載のドリル。
3. 前記チップが、複数取付けられ、それら複数のチップのうちの１つのものの前記分断溝と、別の１つのものの分断溝とが、当該ドリルの軸線からの距離において互いに異なる位置に形成された請求項１または請求項２に記載のドリル。
4. 前記分断溝が、ワイヤ放電加工によって形成された請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載のドリル。

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