JPH02311211A - 超硬ドリル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、切刃の外周側端部にネガティブランド部が形
成された超硬ドリルに関する。

【従来技術及び発明の技術的課題】

一般に、超硬ドリルと称されて鋼材の穿孔等の切削加工
に用いられているソリッドドリルには、切刃の摩耗を抑
えて工具寿命を延ばすために、チタン・ナイトライドの
コーティングを施したものが多い。また、超硬材自体の
「脆い」という性質によるチッピングの問題に対処する
ために、通常は切刃の外周側端部にネガティブラン１ぜ
部が形成されている。このネガティブラン）ぐ部の径方
向すくい角は、大略−５°から正の範囲内で設定されて
いるのが現状である。これはチッピング防止の観点から
すればさらに負の値を大きくした方が好ましいのではあ
るが、負の径方向すくい角を大きくすればするほど熱の
発生も大きくなり、却って切刃の摩耗を助長して工具寿
命を短くしてしまうことからの選択によるものである。 特に、」二連のコーテイング膜を構成するチタン・ナイ
トライド（ＴｉＮ）は熱伝導性に関してあまり好ましく
なく、そのようなコーテイング膜は、結果的にネガティ
ブランド部の径方向す（い角の大きさに制約を与える一
因となっていた。 本発明は上述のごときネガティブランド部の径方向すく
い角と発熱とに関する技術的課題に鑑み、これを有効に
解決すべく創案されたものである。 したがって本発明の目的は、ネガティブランド部′部の
径方向すくい角を従来よりも大きくしてチッピングの発
生を有効に抑制できると共に、このすくい角の増大に伴
う発熱を有効に拡散させて工具寿命の低下を防止できる
超硬ドリルを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

本発明に係る超硬ドリルは、」二連のごとき技術的課題
を解決し、その目的を達成するために以下のような構成
を備えている。 即ち、切刃の外周側端部にネガティブランド部が形成さ
れた超硬ドリルにおいて、チタン・アルミニウム・ナイ
トライド（以下、ＴｉＡＩＮと記す）のコーティングか
施され、旧つ上記ネガティブランド部の径方向すくい角
か一２０°以上−７゜以下に設定されている。

【作用及び発明の効果】

本発明に係る超硬ドリルにおけるＴｉＡＩＮコーティン
グ膜は耐熱性に優れており、従来から使用されているＴ
ｉＮコーテイング膜よりも熱伝導性か４〜５倍高いので
、すくい角の増大に伴う発熱型の増大分を従来よりも有
効に拡散放熱できる。 したかって不カティブラント部の径方向すくい角を負の
値に大きくてき、その」−眼は一２０’程度まで傾斜さ
せられる。例えば−２０°を超えてさらにその負の値か
大きくなると、工具自体の強度は増大して耐チッピング
性も向」ニするが、一方では切削抵抗も増大して熱摩耗
も増大する。上記」−限値あたりから耐チッピング性の
向」二よりも熱摩耗の増大による工具寿命の低下現象か
現れ始める。 逆に下限の目安は一７°あたりてあり、この値よりも正
の方へ向かうとチッピングによる寿命低下を招くことに
なる。 その他、ＴｉＡＩＮはＴｉＮよりも硬度が高いため、そ
の点においても耐摩耗性は向」二する。

【実施例】

以下に本発明の好適な一実施例について、第１図ないし
第４図を参照して説明する。 第１図は本発明に係る超硬ドリルの切刃形状を側面図、
第２図は本発明に係る超硬ドリルの側面図である。副溝
を持たない通常のドリルにおいて形成される切り屑排出
溝の部分を主溝１ｍとし、この主溝１ｍの最奥部周辺か
らチゼル部２の方う向かってさらに切り込んで副溝１ｓ
を形成した状態で本発明に係るトリルの切り屑排出溝１
が形成されている。したかって切刃３は、主溝１ｍによ
って形成される主切刃３ｍと、副溝１ｓによって形成さ
れる副切刃３ｓとから構成されている。 また主切刃３ｍは、第１図に示すように、回転方向に対
して大略凹状に湾曲して形成されており、且つその外周
側端部にて切刃のチッピングを防止ずへく不カティブラ
ント部４が形成されている。 そしてこのネガティブランド部４の径方向すくい角αは
、負のすくい角が与えられており、−７゜から−２００
までの範囲で設定される。さ−らにドリルの刃部には、
ＴｉＡＩＮコーティングが膜厚２．５μ屑〜３．５μｍ
で施されている。 主切刃３ｍか湾曲していることによって、主切刃３ｍか
ら出る切り屑の断面形状も湾曲することになり、切り屑
はそれ自体の剛性が高められて折り曲げにくくなるため
、主切刃３ｍから削り出された直１麦に蔓巻状に巻かれ
ることなく、すくい面に長く沿って流れる。 一方、本実施例では副切刃３ｓ自体も僅かに凹状に湾曲
して形成されることになるか、主切刃３ｍとこの副切刃
３ｓとの間の角度（それぞれの接線間の角度）θは１０
０°以上となるように設定されている。このθが１００
°よりも大きければ主切刃３ｍから出る切り屑と副切刃
３ｓから出る切り屑とは繋がって生成され、主切刃３ｍ
から出る切り屑は、副切刃３ｓから出る切り屑の中心側
へ向かって巻こうとする力によって副溝１ｓ側へ引き込
まれ、副切刃３ｓから出る切り屑とともに副溝１ｓの内
周壁面に衝突させることができる。 その場合、主切刃３ｍから出る切り屑はすくい面からあ
まり離れない状態で長く沿いながら流れて副溝１ｓの内
周壁面に衝突するので、蔓巻状の場合のように弾性的に
その衝突力を吸収してしまうことはなく、衝突すると座
屈に近い状態で折り曲げられ完全に細かくブレイクされ
る。因にこの角度θが１０００よりも小さくなると、主
切刃３ｍから出る切り屑と副切刃３ｓから出る切り屑と
か分離されてしまい、副切刃３ｓから出る切り屑の中心
側へ向かって巻こうとする力を、主切刃３ｍからでる切
り屑に作用させることかできず、副切刃３ｓから出る切
り屑抱けが副溝１ｓの内周壁面に衝突し、主切刃３ｍか
ら出る切り屑はそのまま主溝１ｍに沿いながら流れて細
かくはブレイクされなくなる。なお、主切刃３ｍと副切
刃３ｓとをそのまま交差させると、その交点Ｐ１におけ
る切刃形状は極めて尖った状態となってしまい、チッピ
ングの原因となることは明白であり、通常はこの部分に
おける切刃形状は極めて常識的に丸められる。 第３図及び第４図は、それぞれ第１図に示すような切刃
形状のドリルにおいてネガティブランド部４の径方向す
くい角αを種々に変化させた場合の寿命試験を行った結
果を示すグラフ図である。 それぞれの試験における工具寿命の決定は、切刃がチッ
ピングした時点の穴あけ数とした。第３図の試験に用い
たドリルの諸元及び試験条件は以下のとおりである。 リル諸元 トリル材質　　Ｐ２Ｏ 刃部ＴｉＡＩＮコーティング ド　　　リ　　　ル　　径　　　　　　　６屑屑刃　　
部　　長　　　　４１朋 全　　　　　　長　　　　８０Ｍｍ 先端心厚　０．９４ｍｚ 捩　　れ　　角　　　　３０゜ 主溝心厚テーパ　　　Ｏ 溝　　幅　　比　　　　０．９：１ 試験条件 切削速度　６０ｍ／ｍｉｎ 切削送り　０　、２　ｍｕ／ｒｅｖ 被　　削　　材　　　　８５０　Ｃ（ＩＩ８２３０〜２
５０）切　　削　　長　　　　１３ｖｒｒｔｒ貫通切　
　削　　浦　　　　エマルジョン 第４図の試験に用いたトリルの諸元及び試験条件は以下
のとおりである。 ドリル諸元 トリル材質　　Ｐ２Ｏ 刃部ＴｉＡ］Ｎコーティング ＝８− ド　　　リ　　　ル　　径　　　　　　　１０ｚＩＩ＋
刃　　部　　長　　　　６０ｍｔｔｒ 全　　　　　　長　　　　１０５７１ｚ先端心厚　］　
、　２４　ａｍ 捩　　れ　　角　　　　３０゜ 主溝心厚テーパ　　　０ 溝　　幅　　比　　　　０．９：］ 試験条件 切削速度　５０ｕ／ｎ＋ｉｎ 切削送り　０　、２　ｔｔｒｍ／ｒｅｖ被　　削　　材
　　　　Ｓ　５０　Ｃ（ＨＢ２３０〜２５０）切　　削
　　長　　　　２０次ｍ貫通 切　　削　　浦　　　エマルション 第３図及び第４図に示された結果からも、ネガティブラ
ント部４の径方向すくい角αは一７°以Ｊ−−２０°以
下であればその寿命が著しく向」ニすることか伺える。 ここでトリル径をＤとするとき、本実施例のドリルにお
いて主溝形成部分の心厚寸法は０．２５Ｄ〜０．４Ｄの
範囲に設定されている。この寸法によって、主切刃３ｍ
と副切刃３ｓの交点１）１の位置、即ち副切刃３ｓの最
外周端の位置か与えられるか、ドリル剛性を最低限度に
維持するためには０２５Ｄ以上は必要である一方、副切
刃３ｓから出る切り屑をドリルの中心側へ向かって巻き
込むように流れさせようとできる有効範囲はＯ，／ＩＩ
）以下である。 副溝形成部分の心厚寸法は０．０／ＩＤ〜０．１７Ｄの
範囲に設定されている。この寸法は、主溝形成部分の心
厚寸法の設定値範囲に応じるものであるが、チゼル部に
おいてシンニングを行わなくとも十分に切削抵抗（スラ
スト）を低減できる寸法の設定値範囲であり、月っ副溝
１ｓとしての十分な長さを確保できる寸法の設定値範囲
である。 副溝１ｓの長さ寸法は０．５１）〜］、］Ｄの範囲に設
定されている。この寸法は、再研磨領域を最低限確保し
、且つ、特に主切刃３ｍから出る切り屑が、蔓巻状に巻
かれる方向へはあまり曲がらずに大略すくい面に沿いつ
つ、しかも副切刃３ｓから出る切り屑に引き込まれて当
該トリルの中心側に向かって流れた状態で衝突する位置
まで副溝１ｓヲ形成すべく０．５Ｄ以上とし、またドリ
ル剛性を確保するために必要な限界値として１．ＩＤ以
下とされ、ている。この」二限値については、トリル剛
性と寿命との関係において十分な寿命を得られる寸法と
なっている。 本実施例のトリルでは、溝幅比を０８：１〜１．７・１
まての広範囲に亙って設定することが可能であり、現実
的に設定し得る溝幅比の殆ど全域で有効である。 なお、第１図に示すように、ヒール部を削り落として主
溝スペースを大きくすることによって切り屑の排出性を
高めるとともに切削曲の浸透をよくすることも可能であ
る。 シンニングを施す代わりにチセル部２を十分ニ小さくず
べく副溝１ｓを形成しているので、再研磨時のシンニン
グの必要がない。 副溝１ｓの形成により十分なチップスペースを確保てき
るので、特に深穴加工に適している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る超硬トリルの切刃形状の側面図、
第２図は本発明に係る超硬トリルの側面図、第３図及び
第４図は、それぞれ第１図に示すような切刃形状の１・
゛リルにおいてネガティブランド部の径方向すくい角を
種々に変化させた場合の寿命試験を行った結果を示ずグ
ラフ図である。 １・・切り屑排出溝、１ｍ・・・主溝、１ｓ・・・副溝
、２チゼル部、３・切刃、３ｍ　主切刃、３ｓ・副切刃
、４・ネガティブランド部、α・・ネガティブランド部
の径方向すくい角

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、切刃（３）の外周側端部にネガティブランド部
   （４）が形成された超硬ドリルにおいて、チタン・アル
   ミニウム・ナイトライドのコーティングが施され、且つ
   上記ネガティブランド部（４）の径方向すくい角（α）
   が−２０°以上−７°以下に設定されたことを特徴とす
   る超硬ドリル。