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WO2016158463A1 - ドリル - Google Patents

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Publication number
WO2016158463A1
WO2016158463A1 PCT/JP2016/058549 JP2016058549W WO2016158463A1 WO 2016158463 A1 WO2016158463 A1 WO 2016158463A1 JP 2016058549 W JP2016058549 W JP 2016058549W WO 2016158463 A1 WO2016158463 A1 WO 2016158463A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
drill
margin
thinning
boundary
rotation axis
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2016/058549
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
繁栄 藤原
輝明 丹羽
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Moldino Tool Engineering Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Hitachi Tool Engineering Ltd
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 Mitsubishi Hitachi Tool Engineering Ltd filed Critical Mitsubishi Hitachi Tool Engineering Ltd
Priority to EP16772346.9A priority Critical patent/EP3278911B1/en
Priority to JP2016548201A priority patent/JP6057038B1/ja
Priority to US15/554,503 priority patent/US10279398B2/en
Priority to CN201680013296.8A priority patent/CN107427935B/zh
Priority to KR1020177024921A priority patent/KR101983487B1/ko
Publication of WO2016158463A1 publication Critical patent/WO2016158463A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • B23B51/02—Twist drills
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23B51/06—Drills with lubricating or cooling equipment
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    • B23B2251/12—Cross sectional views of the cutting edges
    • B23B2251/127—Sharp cutting edges
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    • B23B2251/14—Configuration of the cutting part, i.e. the main cutting edges
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    • B23B2251/40—Flutes, i.e. chip conveying grooves
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    • B23B2251/40—Flutes, i.e. chip conveying grooves
    • B23B2251/408—Spiral grooves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23B2251/00—Details of tools for drilling machines
    • B23B2251/44—Margins, i.e. the narrow portion of the land which is not cut away to provide clearance on the circumferential surface
    • B23B2251/443—Double margin drills
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T408/00—Cutting by use of rotating axially moving tool
    • Y10T408/89—Tool or Tool with support
    • Y10T408/909—Having peripherally spaced cutting edges
    • Y10T408/9095—Having peripherally spaced cutting edges with axially extending relief channel
    • Y10T408/9097—Spiral channel

Definitions

  • the present invention relates to a drill capable of obtaining a high-quality processed surface.
  • Patent Document 1 discloses a drill in which a cutting edge has a convex shape that starts from the cutting corner and continues toward the tip in the axial direction, and has a two-step flank.
  • Patent Document 2 discloses a drill that enables high-precision drilling by forming a thinning cutting edge by cutting (thinning) to a position beyond the center of the tool.
  • Patent Document 3 discloses a drill that has a main margin and a sub margin, and has improved chipping resistance of the cutting edge by forming a thinning surface in the entire region from the radially inner end to the radially outer end of the cutting edge. Is disclosed.
  • an object of the present invention is to provide a drill capable of stably obtaining a high-quality processed surface by suppressing chip clogging and chatter vibration during drilling.
  • the drill of the present invention comprises a plurality of convex arcuate cutting edges formed on the tip side of the drill body from the outer periphery of the drill body to a chisel edge near the rotation axis, and the convex arcuate cutting edge. Thinning formed therebetween, a groove formed from the rear end in the rotational axis direction of the thinning toward the rear end side of the drill body, and a rearward direction in the rotation direction of the groove along the outer peripheral edge of the drill body A drill having a first margin formed and a second margin formed along the outer peripheral end in front of the groove in the rotation direction, the drill including the convex arcuate cutting edge along the convex arcuate cutting edge.
  • the maximum width of the substantially strip-shaped second face is in the range of 0.02D to 0.1D (D is the diameter of the drill).
  • the second angle ⁇ is 10 to 30 °
  • the third angle ⁇ is 25 to 45 °
  • the fourth angle ⁇ is 50 to 70 °.
  • the boundary between the thinning and the third surface forms an angle of 80 to 110 ° with the ridge line of the convex arcuate cutting edge.
  • the boundary between the thinning and the third surface preferably forms an angle of 80 to 110 ° with the cutting edge (ridge line of the cutting edge) located behind the thinning in the rotation direction.
  • the boundary between the thinning and the third surface is formed in a straight line.
  • the end of the rake face of the convex arcuate cutting edge is located behind the start end of the first margin in the rotation direction.
  • the diameter of the circle inscribed in the boundary between the thinning and the groove is 30 to 50% of the diameter of the drill.
  • the thinning is continued rearward in the rotational direction of the third surface on the distal end side, and the thinning is continued rearward in the rotational direction of the fourth surface on the rear end side, and the distal end side of the drill body
  • an angle formed between a boundary between the thinning and the third surface and a boundary between the thinning and the fourth surface is 35 to 55 °.
  • the thinning is continued rearward in the rotational direction of the fourth surface, and when viewed from the tip side of the drill body, the thinning is radially outward on the boundary between the thinning and the fourth surface. It is desirable that the distance between the position point and the rotating shaft is 0.2D to 0.45D (D is the diameter of the drill). With this configuration, since the thinning can be widened while improving the strength of the second margin, the chip discharging property can be improved.
  • the distance between the point located radially outward on the boundary between the thinning and the convex arcuate cutting edge and the rotation axis is 0.25D to 0.5 It is desirable that D (D is the diameter of the drill). With this configuration, since thinning can be widened, chip dischargeability can be improved.
  • the second margin is continuous with the rear end of the fourth surface in the rotation axis direction.
  • the width of the second margin can be widened, so that stability during cutting can be improved.
  • the rear end in the rotation axis direction of the rake face of the convex arcuate cutting edge is positioned on the rear end side in the rotation axis direction of the drill body from the front end in the rotation axis direction of the first margin.
  • the distance between the rear end in the rotation axis direction of the rake face and the front end in the rotation axis direction of the first margin is 0.03D to 0.3D (D Is preferably the diameter of the drill.
  • the first margin is continuous with the rear end in the rotation axis direction of the third surface, and the boundary between the first margin and the third surface from the front end in the rotation axis direction of the first margin. It is desirable that the width of the first margin gradually increases to the rear end in the rotation axis direction. With this configuration, the load during cutting can be reduced.
  • the first margin is continuous with the rear end in the rotation axis direction of the second surface and the third surface, the boundary between the first margin and the second surface, and the first margin It is desirable that the boundary between the third surface and the third surface is an arc that is convex forward in the rotational direction. With this configuration, the addition during cutting can be further reduced.
  • the rake angle of the convex arcuate cutting edge is ⁇ 5 to 0.5 in the range of 0.03D to 0.35D (D is the diameter of the drill) from the tip of the drill body to the rotation axis direction. It is desirable to be °. With this configuration, the rigidity of the cutting edge can be maintained.
  • the drill of the present invention includes a substantially strip-shaped second surface formed rearward in the rotational direction along the convex arcuate cutting edge, and a third surface, fourth formed continuously in the rotational direction rearward of the second surface.
  • a surface is provided. Therefore, while ensuring the rigidity of the cutting edge, the substantially strip-shaped second surface formed rearward in the rotation direction along the convex arcuate cutting blade, and the third formed continuously in the rearward rotation direction of this second surface Compared with the conventional drill which does not provide a surface and a 4th surface, high chip discharge
  • FIG. 2 is a side view of the drill of FIG. 1 (viewed in the direction of arrow A in FIG. 1).
  • FIG. 3 is a side view of the drill of FIG. 1 as viewed from an angle different from that of FIG. 2 (viewed in the direction of arrow B in FIG. 1).
  • FIG. 4 is a perspective view of the drill of FIG.
  • FIG. 5 is a perspective view of the drill of FIG. 3 viewed from an angle different from that of FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line II in FIG.
  • rotary axis means the rotary axis of the drill or the drill body
  • tip side means the side on which the cutting edge of the drill body is formed in the direction of the rotary axis
  • End side means the side opposite to the tip side in the direction of the rotation axis.
  • Rotal direction means the rotational direction of the drill or drill body
  • radial direction means the direction perpendicular to the rotational axis through the rotational axis.
  • Outer periphery means radially outward.
  • the drill 100 of the present embodiment includes a plurality of convex arcuate cutting edges 4a and 4b formed from the outer periphery of the drill body 1 to the chisel edge 14 in the vicinity of the rotation axis O at the tip 2 of the drill body 1, and the convex arcuate cutting edges Thinning 12a, 12b formed between 4a, 4b, grooves 15a, 15b formed from the rear end of the thinning 12a, 12b in the rotational axis O direction toward the rear end of the drill body 1, and grooves 15a, 15b
  • the cutting edge of the drill 100 is the vicinity of the rotation axis O from the outer periphery of the distal end portion 2 of the drill body 1 (at the front end side intersection of the drill body 1 and the rotation axis O in order to obtain higher machining surface quality.
  • Convex arcuate cutting edges 4a and 4b formed in a convex arc shape up to the chisel edge 14 in the vicinity of the tip 50 of the drill body 1).
  • the number of cutting edges is preferably 2-4. If the number of cutting edges is less than 2, the machining efficiency will be reduced. If the number of cutting edges is more than 4, the chip discharge area will be narrow, and chip clogging is likely to occur during drilling. .
  • a drill 100 includes a drill body 1.
  • the drill body 1 has a shape that is rotationally symmetrical with respect to the rotation axis O of the drill 100 by 180 °.
  • Two convex arcuate cutting edges 4a and 4b are formed along the rotation axis O at the distal end portion 2 located on the distal end side (the right side in FIG. 2) of the drill body 1.
  • the two cutting edges 4a and 4b extend on a virtual plane parallel to the rotation axis O from the outer periphery of the tip 2 to the chisel edge 14 in a convex arc shape.
  • the drill body 1 has a cylindrical shank portion (not shown) formed on the rear end side (left side in FIG. 2) of the tip portion 2.
  • Rake surfaces 13a and 13b are formed in front of the cutting body 4a and 4b in the rotational direction R of the drill body 1, respectively.
  • the rake faces 13a and 13b are surrounded by cutting edges 4a and 4b (ridge lines of the cutting edges 4a and 4b) and a straight line connecting the rear end of the cutting edges 4a and 4b in the rotation axis O direction and the end of the chisel edge 14. It is a plane.
  • the rake surfaces 13a and 13b have a predetermined rake angle ⁇ as shown in FIG.
  • the second surfaces 5a and 5b are continuously formed behind the cutting edges 4a and 4b in the rotational direction R, respectively, and the second surfaces 5a and 5b are connected to each other via the chisel edge 14.
  • the second surfaces 5a and 5b are convex arcuate cutting edges 4a and 4b from the outer periphery of the tip 2 of the drill body 1 to the chisel edge 14 near the rotation axis O (near the tip 50 of the drill body 1). Are formed in a substantially band shape. As shown in FIG.
  • the second surfaces 5a and 5b have a predetermined second angle ⁇ (a clearance angle in the direction of the rotation axis O, and an angle formed by a surface perpendicular to the rotation axis O and the second surfaces 5a and 5b. ).
  • Third surfaces 6a and 6b are continuously formed behind the second surfaces 5a and 5b in the rotation direction R, respectively. As shown in FIGS. 2 and 3, the third surfaces 6a and 6b are arranged in the rotational direction R rear and the rear end in the rotational axis O direction from the lines (27a and 27b) defining the rotational direction R rear end of the second surfaces 5a and 5b. Extends to the side. Oil holes 10a and 10b are opened on the third surfaces 6a and 6b, respectively. The oil holes 10a and 10b are through holes extending in the direction of the rotation axis O in the drill body 1. As shown in FIG.
  • the third surfaces 6a and 6b have a predetermined third angle ⁇ (a clearance angle in the direction of the rotation axis O, and an angle formed by a surface perpendicular to the rotation axis O and the third surfaces 6a and 6b. ).
  • the third angle ⁇ is larger than the second angle ⁇ .
  • the fourth surfaces 7a and 7b are continuously formed behind the rotation direction R of the third surfaces 6a and 6b, respectively. More specifically, the fourth surfaces 7a and 7b are connected to the rear surfaces of the third surfaces 6a and 6b in the rotation direction R and on the rear end side in the rotation axis O direction. As shown in FIGS. 1, 2, and 4, lines (21a, 21b) that define the rotation direction R rear end of the fourth surfaces 7a, 7b are lines that define the rotation direction R rear end of the third surface 6a, 6b ( 20a, 20b), and substantially fan-shaped regions are formed by the third surfaces 6a, 6b and the fourth surfaces 7a, 7b. As shown in FIG.
  • the fourth surfaces 7a and 7b have a predetermined fourth angle ⁇ (a clearance angle in the direction of the rotation axis O, and an angle formed by a surface perpendicular to the rotation axis O and the fourth surfaces 7a and 7b. ).
  • the fourth angle ⁇ is larger than the third angle ⁇ .
  • the second surfaces 5a and 5b, the third surfaces 6a and 6b, and the fourth surfaces 7a and 7b are successively formed in this order on the rear side in the rotation direction R of the convex arcuate cutting edges 4a and 4b. These surfaces function as flank surfaces of the convex arcuate cutting edges 4a and 4b.
  • Thinnings 12b and 12a are provided in front of the rotation direction R of the convex arcuate cutting edges 4a and 4b, respectively. Specifically, the thinnings 12a and 12b are formed continuously in front of the rake faces 13b and 13a in the rotational direction R and continuously in the rotational directions R of the third faces 6a and 6b and the fourth faces 7a and 7b. As shown in FIGS. 1, 4 and 5, the thinnings 12a and 12b are connected to the second surfaces 5a and 5b in the vicinity of the chisel edge 14, and the width in the rotational direction R is from the front end side to the rear end side of the drill body 1. It is getting bigger.
  • Grooves 15a and 15b continuous with the thinnings 12a and 12b are formed on the rear ends of the thinnings 12a and 12b.
  • the grooves 15a and 15b are spirally extended toward the rear end side of the drill body 1 at a predetermined twist angle.
  • First margins 8b and 8a are formed along the outer peripheral edge W behind the rotational direction R of the grooves 15a and 15b.
  • the first margins 8a and 8b are convex curved surfaces formed along an outer peripheral end W that is a virtual cylindrical surface having a diameter D of the drill 100. More specifically, the rotation direction R front end of the first margins 8a and 8b is located on the outer peripheral end W, and the rotation direction R rear end of the first margins 8a and 8b is slightly inward in the radial direction from the outer peripheral end W. is seperated.
  • the first margins 8a and 8b extend spirally toward the rear end side of the drill body 1 along the grooves 15b and 15a. As shown in FIG. 3, the first margins 8a and 8b are continuous with the rear ends of the cutting edges 4a and 4b, the second surfaces 5a and 5b, and the third surfaces 6a and 6b on the front end side in the rotation axis O direction. Yes.
  • 2nd margins 9a and 9b are formed along the outer peripheral edge W in front of the rotation direction R of the grooves 15a and 15b. More specifically, as shown in FIG. 1, the rotational direction R rear end of the second margin 9a, 9b is located on the outer peripheral end W, and the rotational direction R front end of the second margin 9a, 9b is from the outer peripheral end W. Slightly spaced radially inward.
  • the second margins 9a and 9b are convex curved surfaces extending spirally toward the rear end side of the drill body 1 along the grooves 15a and 15b. As shown in FIGS. 2 and 4, the second margins 9a and 9b are continuous with the rear ends of the fourth surfaces 7a and 7b at the front ends in the rotation axis O direction.
  • 2nd surface 17a, 17b is formed between the first margin 8a, 8b and the second margin 9a, 9b in order to reduce resistance during cutting. More specifically, the second picking surfaces 17a and 17b are formed continuously in the rotational direction R of the first margins 8a and 8b and in front of the rotational direction R of the second margins 9a and 9b.
  • the second surface 17a, 17b is located radially inward from the first margin 8a, 8b and the second margin 9a, 9b, and along these first margin 8a, 8b and the second margin 9a, 9b. This is a convex curved surface extending in a spiral manner toward the rear end side of the drill body 1.
  • the angle with respect to the radial direction is a negative angle in order to increase the strength of the first margins 8a and 8b.
  • Negative lands 16a and 16b (16a is not visible in FIGS. 2 and 5) are formed along the first margins 8a and 8b and the grooves 15b and 15a.
  • heels 11a and 11b are formed along the second margins 9a and 9b and the grooves 15b and 15a between the second margins 9a and 9b and the grooves 15a and 15b.
  • the heels 11a and 11b are surfaces inclined with respect to the radial direction so that the radially inner ends thereof are located behind the outer ends in the rotational direction R.
  • the twist angle of the grooves 15a and 15b of the present embodiment can be appropriately selected from the range of 0 ° to 40 ° according to the work material and processing conditions (the twist angle of the present embodiment is 20 °). .
  • the twist angle of the present embodiment is 20 °.
  • the maximum width G of the second surfaces 5a and 5b formed in a substantially band shape is preferably within the range of 0.02D to 0.1D (D is the diameter of the drill 100), and within the range of 0.03D to 0.07D. It is more desirable to be formed.
  • the third surface 6a is inclined to the rear end side of the drill body 1 at an angle larger than the second surfaces 5a and 5b as shown in FIG. , 6b and the formation surfaces of the fourth surfaces 7a and 7b (that is, regions between the second surfaces 5a and 5b and the thinnings 12a and 12b) can be made larger than those of the conventional drill.
  • substantially belt-like means that the cutting edges 4a and 4b and the boundaries 27a and 27b between the second surfaces 5a and 5b and the third surfaces 6a and 6b are substantially parallel (the maximum width and the maximum of the second surfaces 5a and 5b). This means that the second surfaces 5a and 5b are formed so that the difference from the small width is within 0.08D).
  • boundaries 27a and 27b between the second surfaces 5a and 5b and the third surfaces 6a and 6b can be selected from a straight line, a curved line, or a combination of a straight line and a curved line.
  • the widths of the second surfaces 5a and 5b mean the widths of the second surfaces 5a and 5b in the rotation direction R.
  • the third surface which is inclined to the rear end side of the drill body 1 at the third angle ⁇ larger than the second angle ⁇ is behind the rotation direction R of the second surfaces 5a and 5b.
  • Surfaces 6a and 6b are formed.
  • fourth surfaces 7a and 7b are formed which are inclined toward the rear end side of the drill body 1 at a fourth angle ⁇ larger than the third angle ⁇ .
  • the drill 100 according to the present embodiment has the second surfaces 5a and 5b, the third surfaces 6a and 6b, and the fourth surfaces 7a and 7b, thereby reducing the thickness of the cutting edges 4a and 4b of the tip portion 2 of the drill. Since it can be increased as compared with the prior art, it is possible to secure a wider chip discharge region with the fourth angle ⁇ having a large inclination angle while improving the rigidity of the cutting edges 4a and 4b.
  • the second surface 5a, 5b, the third surface 6a, 6b, the fourth surface 7a, 7b may be selected as a plane, a curved surface or a surface that is a combination of a plane and a curved surface. It is desirable to use a curved surface that is convex outward in the radial direction. When the concave curved surface is used, the rigidity of the drill is lowered and the possibility of breakage is increased.
  • the angle of the second angle ⁇ is 10 to 30 °
  • the angle of the third angle ⁇ is 25 to 45 °
  • the angle of the fourth angle ⁇ is 50 to 70 ° (where ⁇ ⁇ ⁇ ). desirable.
  • the angles ⁇ , ⁇ , and ⁇ are below the lower limit of the numerical range, the resistance during cutting tends to increase.
  • the angles ⁇ , ⁇ , and ⁇ are higher than the upper limit of the numerical range, the rigidity of the drill may be reduced.
  • the angle of the second angle ⁇ is 12 to 20 °
  • the angle of the third angle ⁇ is 27 to 40 °
  • the angle of the fourth angle ⁇ is more preferably 55 to 65 ° (where ⁇ ⁇ ⁇ ). .
  • the angle ⁇ formed by the boundary 20a between the thinning 12a and the third surface 6a and the cutting edge 4b is preferably 80 to 110 °, and more preferably 85 to 100 °. The same applies to the angle ⁇ between the boundary 20b between the thinning 12b and the third surface 6b and the cutting edge 4a.
  • the angle ⁇ is less than 85 °, the regions of the thinnings 12a and 12b are narrowed, so that chip dischargeability may be reduced.
  • the second surfaces 5a and 5b and the third surfaces 6a and 6b may become small and the rigidity may be lowered, and the first and second margins 8a, 8b, 9a, and 9b are formed. There is a possibility that the region to be narrowed and chattering of the hole wall is likely to occur due to a decrease in guide performance.
  • the boundary 20a between the thinning 12a and the third surface 6a is formed in a straight line when viewed from the tip side of the drill body 1.
  • the boundary 20a By forming the boundary 20a in a straight line, the chips are easily divided at the boundary 20a, and the chip discharge performance is further improved. Even if the boundary 20a is curved, the chip cutting effect is exhibited, but the chip discharge performance tends to be inferior to that of the straight line.
  • the boundary 20b between the thinning 12b and the third surface 6b is formed in a straight line.
  • a straight line connecting the intersection between the boundaries 20a and 20b and the boundaries 21a and 21 and the intersection between the boundaries 20a and 20b and the boundaries 27a and 27b, and the cutting edges 4b and 4a Is defined as an angle ⁇ between the boundaries 20a, 20b and the cutting edges 4b, 4a.
  • a circle (thickness circle) U inscribed in the boundaries 23a, 23b between the thinnings 12a, 12b and the grooves 15a, 15b is drawn.
  • the diameter (heart thickness) Dw of the circle is preferably 30 to 50% of the diameter D of the drill 100, and more preferably 35 to 45%. Since the cutting edges 4a and 4b of the drill 100 of the present embodiment have a convex arc shape, the resistance at the time of cutting tends to be higher than that of a conventional drill having a substantially triangular tip shape. Therefore, by having a relatively large core thickness as described above, breakage of the drill 100 can be prevented and stable machining can be performed.
  • the diameter Dw of the inscribed circle is less than 30% of the diameter D of the drill 100, the possibility of breakage during cutting is increased.
  • the diameter Dw of the inscribed circle is more than 50% of the diameter D of the drill 100, there is a possibility that the chip discharge performance is lowered.
  • the angle ⁇ formed by the boundary 21a between the thinning 12a and the fourth surface 7a and the boundary 20a between the thinning 12a and the third surface 6a is 35 to It is desirable to be 55 °.
  • the angle ⁇ formed by the boundary 21b between the thinning 12b and the fourth surface 7b and the boundary 20b between the thinning 12b and the third surface 6b is preferably 35 to 55 °.
  • the angle ⁇ is greater than 55 °, the areas of the thinnings 12a and 12b are narrowed, and there is a possibility that the chip discharge performance is lowered.
  • the boundaries 20a and 20b are curved, a straight line connecting the intersection between the boundaries 20a and 20b and the boundaries 21a and 21 and the intersection between the boundaries 20a and 20b and the boundaries 27a and 27b, and the boundaries 21a and 21b
  • the angle formed is regarded as the angle ⁇ formed by the boundaries 20a, 20b and the boundaries 21a, 21b.
  • the boundary point P between the thinning 12a and the fourth surface 7a is formed within a distance of 0.2D to 0.45D from the rotation axis O. It is desirable.
  • the boundary point P is a point located on the outermost radial direction on the boundary 21a between the thinning 12a and the fourth surface 7a, in other words, the intersection of the boundary 23a between the thinning 12a and the groove 15a and the fourth surface 7a. It is.
  • the boundary point P between the thinning 12b and the fourth surface 7b be formed within a range of 0.2D to 0.45D from the rotation axis O.
  • the distance between the boundary point P and the rotation axis O is more preferably 0.30D to 0.40D.
  • the boundary point Q between the thinnings 12a, 12b and the cutting edges 4b, 4a is within a distance of 0.25D to 0.5D from the rotation axis O. It is desirable to be formed.
  • the boundary point Q is a point located on the outermost radial direction on the boundary between the thinnings 12a and 12b and the cutting edges 4a and 4b, in other words, the boundaries 23a and 23b between the thinnings 12a and 12b and the grooves 15a and 15b. And the intersection of the cutting edges 4a and 4b.
  • the thinnings 12a and 12b By forming the thinnings 12a and 12b so that the boundary point Q appears at the above position, the thinnings 12a and 12b can be widened.
  • the distance between the boundary point Q and the rotation axis O is less than 0.25D, the areas of the thinnings 12a and 12b are narrowed, and there is a possibility that the chip discharging performance is deteriorated.
  • the distance between the boundary point Q and the rotation axis O is more preferably 0.30D to 0.40D.
  • the second margins 9a and 9b of the drill 100 are preferably formed continuously at the rear ends of the fourth surfaces 7a and 7b in the direction of the rotation axis O.
  • the widths of the second margins 9a and 9b can be increased. it can.
  • stability during cutting is improved.
  • the widths of the second margins 9a and 9b are too wide, and there is a concern that the cutting resistance increases.
  • the rear end T of the rake face 13b of the drill 100 of the present embodiment in the direction of the rotation axis O is located closer to the rear end side of the drill body 1 than the front end S of the first margin 8b in the direction of the rotation axis O. It is desirable that By satisfying the above conditions, the first margin 8b is arranged behind the cutting edge 4b in the rotation direction R and the rake face 13b is arranged ahead of the cutting edge 4b in the rotation direction R. In other words, with the cutting edge 4b as a boundary, the end of the rake face 13b is located behind the starting end of the first margin 8b in the rotational direction R.
  • the first margin 8b comes into contact with the work surface so that the first margin 8b is rubbed.
  • the distance between the tip S of the first margin 8b in the direction of the rotation axis O and the rear end T of the rake face 13b in the direction of the rotation axis O is within a range of 0.03D to 0.3D. It is desirable to be formed by.
  • the distance is less than 0.03D, the cutting edge 4b between TS can be formed only minutely, so that a higher quality processed surface quality cannot be obtained. If it exceeds 0.3D, the formation area of the second surface 5b becomes small, and the cutting resistance may increase.
  • the distance is more preferably 0.05D to 0.15D. The same applies to the rake face 13a and the first margin 8a.
  • the rear end of the first margin 8a in the rotational axis O direction from the front end S of the third surface 6a in the rotational axis O direction (the rear end of the boundary 26 between the first margin 8a and the third surface 6a in the rotational axis O direction) X
  • the width of the first margin 8a (the width in the rotational direction R) is gradually increased.
  • the boundary 25 between the first margin 8a and the second surface 5a and the boundary 26 between the first margin 8a and the third surface 6a have a convex arc shape toward the front in the rotation direction R.
  • the cutting load can be further reduced.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view (II cross-sectional view of FIG. 3) orthogonal to the rotation axis O at a position 0.15D away from the tip 50 of the drill 100 in the rear end direction of the drill body 1 in the rotation axis O direction.
  • the radial rake angle ⁇ within the range of 0.03D to 0.35D from the tip 50 is preferably ⁇ 5 to ⁇ 0.5 ° in order to maintain the rigidity of the cutting edge. If the rake angle ⁇ in the radial direction is set larger than ⁇ 0.5 °, chipping may occur due to insufficient rigidity of the blade edge.
  • the rake angle ⁇ in the radial direction is set to a negative angle rather than ⁇ 5 °, the cutting resistance tends to increase.
  • the rake angle ⁇ in the radial direction is more preferably ⁇ 4 to ⁇ 1 °.
  • the drill which is embodiment of this invention was demonstrated, this invention is not limited to this, It can change suitably in the range which does not deviate from the technical idea of the invention.
  • the said embodiment demonstrated the drill provided with two cutting edges, it is not limited to this. Even when the number of cutting blades is 3 or 4, the effects of the present invention can be achieved by adopting the above-described configuration.
  • the shape of the drill body may be 120 ° or 90 ° rotationally symmetric with respect to the rotation axis.
  • high chip discharge is obtained while ensuring the rigidity of the cutting edge, so that a high-quality processed surface can be obtained in drilling.

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Abstract

本発明のドリルは、ドリル本体の先端側に前記ドリル本体の外周から回転軸近傍のチゼルエッジ（１４）まで形成された複数の凸円弧状切れ刃（４ａ，４ｂ）を有するドリルであって、前記凸円弧状切れ刃に沿って前記凸円弧状切れ刃の回転方向後方に形成された略帯状の二番面（５ａ，５ｂ）と、この二番面の回転方向後方に連続して形成された三番面（６ａ，６ｂ）と、この三番面の回転方向後方に連続して形成された四番面（７ａ，７ｂ）とを有する。

Description

ドリル
　本発明は、高品位な加工面を得られるドリルに関する。
　本願は、２０１５年３月３０日に、日本に出願された特願２０１５－０６９４１９号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　金型加工や部品加工において穴あけに用いられるドリルには良好な穴加工精度が求められる。良好な加工面品位、加工精度を得るために様々な検討がなされている。
　従来より、切れ刃をドリルの先端方向に向かって凸状にすることにより、切削抵抗を分散させて高い加工面品位を得るようにしたドリルが知られている。特許文献1には、切れ刃が切削角部を起点として、軸方向先端に向かって連続した凸状になっており、二段の逃げ面を有するドリルが開示されている。
　また加工物への食い付きやスラスト荷重を低減するために、ドリルの先端には様々なシンニングが施されている。特許文献2には、工具中心を超える位置まで切り込み（シンニング）を入れてシンニング切れ刃を形成することで、高精度な穴あけを可能とするドリルが開示されている。
　特許文献3には、主マージンと副マージンとを有し、切れ刃の径方向内端から径方向外端に至る全領域にシンニング面を形成することにより切れ刃の耐欠損性を高めたドリルが開示されている。
特開２０１２－１２１１３７号公報 特開昭６０－５６８０９号公報 特開２０１４－８３６４６号公報
　しかし、特許文献1～3に記載の各ドリルはいずれも、送り速度を速くした際に切り屑詰まりが発生しやすく、切れ刃が被削材に接触する時間が長くなることに起因して切削抵抗が増大するため、改善の余地がある。
　上記の課題を解決するために、本発明の目的は、穴あけ加工時の切り屑詰まり及びびびり振動が抑制されて安定して高品位な加工面を得られるドリルを提供することにある。
　上記目的を達成するために、本発明のドリルは、ドリル本体の先端側に前記ドリル本体の外周から回転軸近傍のチゼルエッジまで形成された複数の凸円弧状切れ刃と、前記凸円弧状切れ刃間に形成されたシンニングと、前記シンニングの回転軸方向後端から前記ドリル本体の後端側に向かって形成された溝と、前記溝の回転方向後方に前記ドリル本体の外周端に沿って形成された第一マージンと、前記溝の回転方向前方に前記外周端に沿って形成された第二マージンとを有するドリルであって、前記凸円弧状切れ刃に沿って前記凸円弧状切れ刃の回転方向後方に形成された略帯状の二番面と、前記二番面の回転方向後方に連続して形成された三番面と、前記三番面の回転方向後方に連続して形成された四番面とを有することを特徴とする。
　前記の特徴を有することで、従来に比べて切削加工時に刃先にかかる負荷を低減できるとともに、切り屑排出領域も広くなり、高品質な加工面品位を得られる。
　本発明のドリルにおいて、前記略帯状の二番面の最大幅は0.02D～0.1D（Dはドリルの直径）の範囲内であることが望ましい。この構成により、従来よりも切り屑排出領域が広くなり、切り屑排出性が顕著に向上する。
　本発明のドリルにおいて、二番角αが10～30°であり、三番角βが25～45°であり、四番角γが50～70°であることが望ましい。この構成により、本発明のドリルの切削抵抗が低減され、高剛性になる。
　本発明のドリルを前記ドリル本体の先端側から見たとき、前記シンニングと前記三番面との境界は前記凸円弧状切れ刃の稜線と80～110°の角度をなしていることが望ましい。言い換えると、前記シンニングと前記三番面との境界は、当該シンニングの回転方向後方に位置する前記切れ刃（切れ刃の稜線）と80～110°の角度をなすことが望ましい。この構成により、シンニング面を大きく形成できるので、切り屑排出性を向上できる。
　本発明のドリルを前記ドリル本体の先端側から見たとき、前記シンニングと前記三番面との境界が直線状に形成されていることが望ましい。この構成により、切れ刃から生成される切り屑を分断させる効果が高くなり、より高能率の穴あけ加工ができる。
　本発明のドリルにおいて、前記凸円弧状切れ刃のすくい面の終端が前記第一マージンの始端よりも回転方向後方に位置することが望ましい。この構成により、上記切れ刃と第一マージンとの間に仕上げ切削加工領域が形成され、加工面品位をさらに向上できる。
　本発明のドリルをドリル本体の先端側から見たとき、前記シンニングと前記溝との境界に内接する円の直径が、前記ドリルの直径の30～50％であることが望ましい。この構成により、ドリルの折損を防ぎ、安定した加工が可能となる。
　本発明のドリルにおいて、前記シンニングはその先端側において前記三番面の回転方向後方に連続し、前記シンニングはその後端側において前記四番面の回転方向後方に連続し、前記ドリル本体の先端側から見たとき、前記シンニングと前記三番面との境界と、当該シンニングと前記四番面との境界とのなす角度が35～55°であることが望ましい。この構成により、切屑排出性及び第二マージンの剛性を確保できる。
　本発明のドリルにおいて、前記シンニングは前記四番面の回転方向後方に連続し、前記ドリル本体の先端側から見たとき、前記シンニングと前記四番面との境界上の径方向最外方に位置する点と前記回転軸との距離が0.2D～0.45D（Dは当該ドリルの直径）であることが望ましい。この構成により、第二マージンの強度を向上させつつ、シンニングを広くすることができるので、切屑排出性を向上できる。
　本発明のドリルをドリル本体の先端側から見たとき、前記シンニングと前記凸円弧状切れ刃との境界上の径方向最外方に位置する点と前記回転軸との距離が0.25D～0.5D（Dは当該ドリルの直径）であることが望ましい。この構成により、シンニングを広くすることができるので、切屑排出性を向上できる。
　本発明のドリルにおいて、前記第二マージンは前記四番面の前記回転軸方向後端に連続していることが望ましい。この構成により、第二マージンの幅を広くすることができるので、切削加工時の安定性を向上することができる。
　本発明のドリルにおいて、前記凸円弧状切れ刃のすくい面の回転軸方向後端が、前記第一マージンの回転軸方向先端よりも前記ドリル本体の回転軸方向後端側に位置することが望ましい。この構成により、高品位な穴加工面を得ることが可能となる。また、この場合、本発明のドリルをドリル本体の先端側から見たとき、前記すくい面の回転軸方向後端と前記第一マージンの回転軸方向先端との距離が0.03D～0.3D（Dは当該ドリルの直径）であることが望ましい。
　本発明のドリルにおいて、前記第一マージンは前記三番面の回転軸方向後端に連続しており、前記第一マージンの回転軸方向先端から、前記第一マージンと前記三番面との境界の回転軸方向後端まで、前記第一マージンの幅が漸増していることが望ましい。この構成により、切削加工時の負荷を低減することができる。
　本発明のドリルにおいて、前記第一マージンは前記二番面及び前記三番面の回転軸方向後端に連続しており、前記第一マージンと前記二番面との境界、及び前記第一マージンと前記三番面との境界が、回転方向前方に凸となる円弧であることが望ましい。この構成により、さらに切削加工時の付加を低減することができる。
　本発明のドリルにおいて、前記ドリル本体の先端から前記回転軸方向に0.03D～0.35D（Dは当該ドリルの直径）の範囲において、前記凸円弧状切れ刃のすくい角が－５～０．５°であることが望ましい。この構成により、刃先の剛性を保つことができる。
　本発明のドリルは、凸円弧状切れ刃に沿って回転方向後方に形成された略帯状の二番面、及びこの二番面の回転方向後方に連続して形成された三番面、四番面を設けている。そのため、刃先の剛性を確保しつつ、凸円弧状切れ刃に沿って回転方向後方に形成された略帯状の二番面、及びこの二番面の回転方向後方に連続して形成された三番面と四番面とを設けていない従来のドリルに比べて、高い切屑排出性が得られる。その結果、高品位な加工面を得られる。
本発明の一実施形態に係るドリルを切れ刃側から見た正面図である。 図1のドリルの側面図（図１のA方向矢視図）である。 図1のドリルを図2と異なる角度から見た側面図（図１のB方向矢視図）である。 図3のドリルの斜視図である。 図3のドリルを図4と異なる角度から見た斜視図である。 図3のI-I線における断面図である。
　以下、2枚刃ドリルを例にとって本発明の一実施形態（以下、本実施形態という）を、図1～図6を参照して説明する。ここで、本明細書において、「回転軸」とはドリル又はドリル本体の回転軸を意味し、「先端側」は回転軸方向においてドリル本体の切れ刃が形成された側を意味し、「後端側」は回転軸方向において先端側と反対側を意味する。「回転方向」とはドリル又はドリル本体の回転方向を意味し、「径方向」は回転軸を通り回転軸に垂直な方向を意味する。「外周」とは径方向外方を意味する。
　本実施形態のドリル100は、ドリル本体1の先端部2にドリル本体1の外周から回転軸O近傍のチゼルエッジ14まで形成された複数の凸円弧状切れ刃4a、4bと、凸円弧状切れ刃4a、4b間に形成されたシンニング12a、12bと、シンニング12a、12bの回転軸O方向後端からドリル本体1の後端側に向かって形成された溝15a、15bと、溝15a、15bの回転方向R後方にドリル本体1の外周端Wに沿って形成された第一マージン8a、8bと、溝15a、15bの回転方向R前方に外周端Wに沿って形成された第二マージン9a、9bとを有するドリル100であって、凸円弧状切れ刃4a、4bに沿って凸円弧状切れ刃4a、4bの回転方向R後方に形成された略帯状の二番面5a、5bと、この二番面5a、5bの回転方向R後方に連続して形成された三番面6a、6bと、この三番面6a、6bの回転方向R後方に連続して形成された四番面7a、7bとを有する。
　本実施形態のドリル100の切れ刃は、より高い加工面品位を得るために、ドリル本体1の先端部2の外周から回転軸O近傍（ドリル本体1と回転軸Oとの先端側交点であるドリル本体1の先端50の近傍）のチゼルエッジ14まで凸円弧状に形成された凸円弧状切れ刃4a、4bである。切れ刃の枚数は2～4枚が望ましい。切れ刃の枚数が2枚未満の場合は加工能率が低下し、切れ刃の枚数が4枚超の場合は切り屑排出領域が狭くなり、穴加工時に切り屑詰まりが発生しやすくなる虞がある。
　図1、図2に示すように、本発明のドリル100は、ドリル本体1を備える。ドリル本体１は、ドリル100の回転軸Oに対し互いに180°回転対称な形状を有する。ドリル本体１の先端側（図２の右側）に位置する先端部2には、回転軸Oに沿って２つの凸円弧状切れ刃4a、4bが形成されている。２つの切れ刃4a、4bは、凸円弧状に先端部2の外周からチゼルエッジ14まで、回転軸Oに平行な仮想平面上に延在している。ドリル本体1は、先端部2の後端側（図2の左側）に形成された円柱状のシャンク部（図示省略）を有する。
　切れ刃4a、4bに対しドリル本体1の回転方向R前方には、すくい面13a、13bがそれぞれ形成されている。すくい面13a、13bは、切れ刃4a、4b（切れ刃4a、4bの稜線）と、切れ刃4a、4bの回転軸O方向後端とチゼルエッジ14の端部を結ぶ直線と、で囲まれた平面である。すくい面13a、13bは、図6に示すように、所定のすくい角δを有する。
　切れ刃4a、4bの回転方向R後方にはそれぞれ二番面5a、5bが連続して形成されており、二番面5a、5bはチゼルエッジ14を介して互いに接続している。図1において、二番面5a、5bは、ドリル本体1の先端部2の外周から回転軸Oの近傍（ドリル本体1の先端50の近傍）のチゼルエッジ14まで、凸円弧状切れ刃4a、4bに沿って略帯状に形成されている。図3に示すように、二番面5a、5bは、所定の二番角α（回転軸O方向の逃げ角であり、回転軸Oに垂直な面と二番面5a、5bとがなす角）を有する。
　二番面5a、5bの回転方向R後方にはそれぞれ三番面6a、6bが連続して形成されている。図2、3に示すように、三番面6a、6bは、二番面5a、5bの回転方向R後方端を画定する線（27a、27b）から回転方向R後方及び回転軸O方向後端側に延在している。三番面6a、6b上には、それぞれオイルホール10a、10bが開口している。オイルホール10a、10bは、ドリル本体1内部において回転軸O方向に延びる貫通孔である。図3に示すように、三番面6a、6bは、所定の三番角β（回転軸O方向の逃げ角であり、回転軸Oに垂直な面と三番面6a、6bとがなす角）を有する。後述するように、三番角βは二番角αより大きい。
　三番面6a、6bの回転方向R後方にはそれぞれ四番面7a、7bが連続して形成されている。より詳細には、四番面7a、7bは、三番面6a、6bの回転方向R後方且つ回転軸O方向後端側に接続している。図1、2、4に示すように、四番面7a、7bの回転方向R後方端を画定する線（21a、21b）は三番面6a、6bの回転方向R後方端を画定する線（20a、20b）と連続しており、三番面6a、6bと四番面7a、7bとにより略扇形状領域が形成されている。図3に示すように、四番面7a、7bは、所定の四番角γ（回転軸O方向の逃げ角であり、回転軸Oに垂直な面と四番面7a、7bとがなす角）を有する。後述するように、四番角γは三番角βより大きい。
　このように、凸円弧状切れ刃4a、4bの回転方向R後方には、二番面5a、5b、三番面6a、6b、四番面7a、7bとがこの順に連続して形成されており、これらの面が凸円弧状切れ刃4a、4bの逃げ面として機能する。
　凸円弧状切れ刃4a、4bの回転方向R前方にはそれぞれシンニング12b、12aが設置されている。詳細には、シンニング12a、12bはすくい面13b、13aの回転方向R前方、且つ三番面6a、6b及び四番面7a、7bの回転方向R後方に連続して形成されている。図1、4、5に示すように、シンニング12a、12bは、チゼルエッジ14近傍において二番面5a、5bと接続し、ドリル本体1の先端側から後端側に向かって回転方向Rにおける幅が大きくなっている。
　シンニング12a、12bの後端側に、シンニング12a、12bと連続する溝15a、15bが形成されている。溝15a、15bは所定のねじれ角でドリル本体1の後端側に向かって螺旋状に延設されている。
　溝15a、15bの回転方向R後方に外周端Wに沿って第一マージン8b、8aが形成されている。図1に示すように、第一マージン8a、8bは、ドリル100の直径Dを有する仮想円筒面である外周端Wに沿って形成された凸曲面である。より詳細には、第一マージン8a、8bの回転方向R前方端は外周端W上に位置し、第一マージン8a、8bの回転方向R後方端は外周端Wから径方向内方に僅かに離れている。第一マージン8a、8bは、溝15b、15aに沿ってドリル本体1の後端側に向かって螺旋状に延びる。図3に示すように、第一マージン8a、8bはその回転軸O方向先端側において、切れ刃4a、4b、二番面5a、5b、及び三番面6a、6bの後端と連続している。
　溝15a、15bの回転方向R前方に外周端Wに沿って第二マージン9a、9bが形成されている。より詳細には、図1に示すように、第二マージン9a、9bの回転方向R後方端は外周端W上に位置し、第二マージン9a、9bの回転方向R前方端は外周端Wから径方向内方に僅かに離れている。第二マージン9a、9bは、溝15a、15bに沿ってドリル本体1の後端側に向かって螺旋状に延びる凸曲面である。図2、4に示すように、第二マージン9a、9bはその回転軸O方向先端において、四番面7a、7bの後端と連続している。
　第一マージン8a、8bと第二マージン9a、9bとの間には、切削加工時の抵抗を減らすために二番取り面17a、17bが形成されている。より詳細には、二番取り面17a、17bは、第一マージン8a、8bの回転方向R後方かつ第二マージン9a、9bの回転方向R前方に連続して形成されている。二番取り面17a、17bは、第一マージン8a、8bと第二マージン9a、9bよりも径方向内方に位置し、第一マージン8a、8bと第二マージン9a、9bとに沿ってこれらの間をドリル本体1の後端側に向かって螺旋状に延びる凸曲面である。
　図2、5に示すように、第一マージン8a、8bと溝15b、15aとの間には、第一マージン8a、8bの強度を高めるために、径方向に対する角度が負角の面であるネガランド16a、16b（16aは図2、5から見えない。）が、第一マージン8a、8b及び溝15b、15aに沿って形成されている。図1に示すように、第二マージン9a、9bと溝15a、15bとの間には、ヒール11a、11bが、第二マージン9a、9b及び溝15b、15aに沿って形成されている。ヒール11a、11bは、その径方向内端が外端よりも回転方向R後方に位置するように径方向に対し傾斜した面である。
　このように、溝15aの回転方向R前方には、ヒール11a、第二マージン9a、二番取り面17a、第一マージン8a、及びネガランド16aがこの順に連続して設けられている。溝15bの回転方向R前方には、ヒール11b、第二マージン9b、二番取り面17b、第一マージン8b、及びネガランド16bが順に連続して設けられている。
　本実施形態の溝15a、15bのねじれ角は、被削材や加工条件に合わせて0°～40°の範囲から適宜選択することができる（本実施形態のねじれ角は20°である。）。硬い材料に深穴加工を行う際には、剛性確保のために小さいねじれ角を有する溝15a、15bを形成し、軟らかい材料には切り屑排出性を向上させるために大きいねじれ角を有する溝15a、15bを形成することが望ましい。
　略帯状に形成されている二番面5a、5bの最大幅Gは0.02D～0.1D（Dはドリル100の直径）の範囲内に形成されることが望ましく、0.03D～0.07Dの範囲内に形成されることがより望ましい。最大幅Gを0.02D～0.1Dの範囲内で形成することにより、図３のように二番面5a、5bよりも大きい角度でドリル本体1の後端側に傾斜している三番面6a、6b及び四番面7a、7bの形成領域（即ち、二番面5a、5bとシンニング12a、12bとの間の領域）を従来のドリルよりも大きくすることができる。このため、従来よりも切り屑排出領域を広くすることができる。最大幅Gが、0.02D未満の場合は刃先の剛性が低下する虞があり、0.1D超では切り屑排出領域が狭くなり、切り屑詰まりが多発する虞がある。ここで「略帯状」とは切れ刃4a、4bと、二番面5a、5bと三番面6a、6bとの境界27a、27bとがほぼ平行（二番面5a、5bの最大幅と最小幅との差が0.08D以内）になるように二番面5a、5bが形成されていることを意味する。このとき二番面5a、5bと三番面6a、6bとの境界27a、27bは直線、曲線または直線と曲線との組合せの中から選択することができる。また、二番面5a、5bの幅とは、回転方向Rにおける二番面5a、5bの幅を意味する。
　図1、図3に示すように、二番面5a、5bの回転方向R後方には、二番角αよりも大きい三番角βでドリル本体1の後端側に傾斜している三番面6a、6bが形成されている。三番面6a、6bの回転方向R後方には、三番角βよりも大きい四番角γでドリル本体1の後端側に傾斜している四番面7a、7bが形成されている。本実施形態のドリル100は、これらの二番面5a、5b、三番面6a、6b、及び四番面7a、7bを有することにより、ドリルの先端部2の切れ刃4a、4ｂの厚みを従来よりも増加させることができるので、切れ刃4a、4bの剛性を向上させつつ、傾斜角が大きい四番角γにより広い切り屑排出領域を確保することができる。
　ここで二番面5a、5b、三番面6a、6b、四番面7a、7bは平面、曲面または平面と曲面とが組み合わさった面を選択してもよいが、曲面を選択した際は径方向外方に凸である曲面を用いることが望ましい。凹曲面を使用した場合、ドリルの剛性が低下し、折損が発生する可能性が高まる。
　また、二番角αの角度は10～30°、三番角βの角度は25～45°、四番角γの角度は50～70°（但し、α＜β＜γ）であることが望ましい。角度α、β、γが上記数値範囲の下限を下回った場合、切削時の抵抗が増大する傾向にあり、上記数値範囲の上限を上回った場合、ドリルの剛性が低下する場合がある。二番角αの角度は12～20°、三番角βの角度は27～40°、四番角γの角度は55～65°（但し、α＜β＜γ）であることがより望ましい。
　本実施形態のドリルの先端部2に設けられている凹曲面状のシンニング12aについて、切り屑排出性を向上させるために、図1に示すように、ドリル本体1の先端側から見たとき、シンニング12aと三番面6aとの境界20aと切れ刃4bとのなす角度θは、80～110°であることが望ましく、85～100°であることがより望ましい。シンニング12bと三番面6bとの境界20bと切れ刃4aとのなす角度θも同様である。角度θが85°未満の場合はシンニング12a、12bの領域が狭くなるので切り屑排出性が低下する場合がある。角度θが110°超の場合は二番面5a、5b、三番面6a、6bが小さくなって剛性が低下する虞があると共に、第一、第二マージン8a、8b、9a、9bを形成する領域も狭くなり、ガイド性の低下により穴壁にびびりを生じやすくなる虞がある。
　図1に示すように、ドリル本体1の先端側から見たとき、シンニング12aと三番面6aとの境界20aは直線状に形成されていることが望ましい。境界20aが直線状に形成されることにより、切り屑が境界20aで分断されやすくなり、切り屑排出性能がさらに向上する。境界20aが曲線状でも切り屑分断効果を発揮するが、直線状のものより切り屑排出性能が劣る傾向にある。同様にシンニング12bと三番面6bとの境界20bは直線状に形成されていることが望ましい。なお、境界20a、20bが曲線状の場合は、境界20a、20bと境界21a、21との交点と境界20a、20bと境界27a、27bとの交点とを結ぶ直線と、切れ刃4b、4aとのなす角度を境界20a、20bと切れ刃4b、4aとのなす角度θと見なす。
　図1に示すように、ドリル本体1の先端側から見たとき、シンニング12a、12bと溝15a、15bとの境界23a、23bに内接する円（心厚円）Uを描いたとき、内接円の直径（心厚）Dwは、ドリル100の直径Dの30～50％であることが望ましく、35～45％であることがより望ましい。本実施形態のドリル100の切れ刃4a、4bは凸円弧状であるため、先端形状が略三角形となる従来のドリルよりも切削加工時の抵抗が増大する傾向にある。そのため上記のように比較的大きい心厚を有することにより、ドリル100の折損を防ぎ、安定した加工が可能となる。内接円の直径Dwがドリル100の直径Dの30％未満の場合、切削加工時に折損する可能性が高まる。内接円の直径Dwがドリル100の直径Dの50％超の場合、切り屑排出性が低下する虞がある。
　図1に示すように、ドリル本体1の先端側から見たとき、シンニング12aと四番面7aとの境界21aとシンニング12aと三番面6aとの境界20aとがなす角度εは、35～55°であることが望ましい。同様に、シンニング12bと四番面7bとの境界21bとシンニング12bと三番面6bとの境界20bとがなす角度εは35～55°であることが望ましい。角度εが35°未満の場合、第二マージン9a、9bの回転軸O方向の厚みが薄くなり、第二マージン9a、9bの剛性が低下する虞がある。角度εが55°超の場合、シンニング12a、12bの領域が狭くなり、切り屑排出性が低下する虞がある。なお、境界20a、20bが曲線状の場合は、境界20a、20bと境界21a、21との交点と境界20a、20bと境界27a、27bとの交点とを結ぶ直線と、境界21a、21bとのなす角度を境界20a、20bと境界21a、21bとのなす角度εと見なす。
　図1に示すように、ドリル本体1の先端側から見たとき、シンニング12aと四番面7aとの境界点Pは回転軸Oからの距離が0.2D～0.45Dの範囲内で形成されることが望ましい。境界点Pは、シンニング12aと四番面7aとの境界21a上の径方向最外方に位置する点であり、言い換えると、シンニング12aと溝15aとの境界23aと四番面7aとの交点である。境界点Pが上記の位置に現れるようにシンニング12aを形成することにより、第二マージン9aの強度を向上させつつ、シンニング12aを広くすることができる。境界点Pと回転軸Oとの距離が0.2D未満の場合、シンニング12aの領域が狭くなり、切り屑排出性能が低下する虞がある。境界点Pと回転軸Oとの距離が0.45D超の場合、シンニング12aの領域が過大となり、四番面7aが狭くなり、剛性が低下する傾向にある。同様に、シンニング12bと四番面7bとの境界点Pは回転軸Oからの距離が0.2D～0.45Dの範囲内で形成されることが望ましい。境界点Pと回転軸Oとの距離は、0.30D～0.40Dであることがより好ましい。
　図1に示すように、ドリル本体1の先端側から見たとき、シンニング12a、12bと切れ刃4b、4aとの境界点Qは回転軸Oからの距離が0.25D～0.5Dの範囲内で形成されることが望ましい。境界点Qは、シンニング12a、12bと切れ刃4a、4bとの境界上の径方向最外方に位置する点であり、言い換えると、シンニング12a、12bと溝15a、15bとの境界23a、23bと切れ刃4a、4bとの交点である。境界点Qが上記の位置に現れるようにシンニング12a、12bを形成することで、シンニング12a、12bを広くすることができる。境界点Qと回転軸Oとの距離が0.25D未満の場合、シンニング12a、12bの領域が狭くなり、切り屑排出性能が低下する虞がある。境界点Qと回転軸Oとの距離は、0.30D～0.40Dであることがより好ましい。
　本実施形態のドリル100の第二マージン9a、9bは、四番面7a、7bの回転軸O方向後端に連続して形成されていることが望ましい。この構成により、図2に示すように、第二マージン9a、9bの始端（回転軸O方向先端）側にシンニング12a、12bが干渉しないので、第二マージン9a、9bの幅を広くすることができる。その結果、切削加工時の安定性が向上する。この第二マージン9a、9bが三番面6a、6bまで形成された場合、第二マージン9a、9bの幅が広くなりすぎ、切削抵抗が増大する虞がある。
　図5に示すように、本実施形態のドリル100のすくい面13bの回転軸O方向後端Tは、第一マージン8bの回転軸O方向先端Sよりもドリル本体1の後端側に位置していることが望ましい。上記の条件を満たすことで、TS間において切れ刃4bの回転方向R後方に第一マージン8bが、切れ刃4bの回転方向R前方にすくい面13bが配置される。言い換えると、切れ刃4bを境に、すくい面13bの終端が第一マージン8bの始端よりも回転方向R後方に位置する。このTS間に切れ刃4bが形成されたドリル100を用いて切削加工を行うと、被削面に第一マージン8bが擦れるように接触するので、バニシング作用により高品位な穴加工面を得ることが可能である。ここで、ドリル本体1の先端側から見たとき、第一マージン8bの回転軸O方向先端Sとすくい面13bの回転軸O方向後端Tとの距離は、0.03D～0.3Dの範囲内で形成されることが望ましい。上記の距離が0.03D未満の場合、TS間の切れ刃4bが微小にしか形成できないため、より高品質な加工面品位を得ることができない。0.3D超の場合、二番面5bの形成領域が小さくなり、切削抵抗が増加する虞がある。当該距離は、より好ましくは0.05D～0.15Dである。なお、すくい面13aと第一マージン8aについても同様である。
　図3において、第一マージン8aの回転軸O方向先端Sから三番面6aの回転軸O方向後端（第一マージン8aと三番面6aとの境界26の回転軸O方向後端）Xまで第一マージン8aの幅（回転方向Rの幅）が漸増していることが望ましい。このように第一マージン8aの幅を構成することにより、切削加工時の負荷を低減することができる。また、図3に示すように、第一マージン8aと二番面5aとの境界25、及び第一マージン8aと三番面6aとの境界26は回転方向R前方に向かって凸円弧状とすることにより、さらに切削負荷を低減させることができる。なお、第一マージン8bの幅、及び第一マージン8bと二番面5b及び三番面6bとの境界についても同様である。
　図6はドリル100の先端50からドリル本体1の回転軸O方向後端方向に0.15D離れた位置における、回転軸Oに直交する断面図（図３のI-I断面図）である。本実施形態のドリル100において、先端50から0.03D～0.35Dの範囲内における径方向すくい角δは、刃先の剛性を保つために－5～－0.5°であることが望ましい。径方向すくい角δを－0.5°よりも大きく設定した場合、刃先の剛性不足によりチッピングが発生する虞がある。径方向すくい角δを－5°よりも負角に設定した場合、切削抵抗が増加する傾向にある。径方向すくい角δは、-4～-1°がより好ましい。
　以上、本発明の実施形態であるドリルについて説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。上記実施形態では２つの切れ刃を備えるドリルについて説明したが、これに限定されない。切れ刃の数が３または４の場合にも、上述の構成とすることにより、本発明の効果を奏することができる。なお、この場合は、ドリル本体の形状を回転軸に対し120°または90°の回転対称とすれば良い。
　本発明のドリルによれば、刃先の剛性を確保しつつ、高い切屑排出性が得られるので、穴あけ加工において高品位な加工面を得られる。
　100　ドリル
　1　ドリル本体
　2　ドリル本体の先端部
　4a、4b：凸円弧状切れ刃
　5a、5b：二番面
　6a、6b：三番面
　7a、7b：四番面
　8a、8b：第一マージン（溝15a、15bの回転方向R後方の外周端）
　9a、9b：第二マージン（溝15a、15bの回転方向R前方の外周端）
　10a、10b：オイルホール
　11a、11b：ヒール
　12a、12b：シンニング
　13a、13b：すくい面
　14：チゼルエッジ
　15a、15b：溝
　16a、16b：ネガランド
　17a、17b：二番取り面
　20a、20b：シンニングと三番面との境界
　21a、21b：シンニングと四番面との境界
　23a、23b：シンニングと溝との境界
　25：二番面と第一マージンとの境界
　26：三番面と第一マージンとの境界
　27a、27b：二番面と三番面との境界
　50：ドリル本体の先端
　100：ドリル
　D：ドリルの直径
　Dｗ：心厚
　G：二番面の幅
　O：回転軸
　P：シンニングと四番面との境界点
　Q：シンニングと切れ刃との境界点
　R：回転方向
　S：第一マージンの始端（回転軸方向先端）
　T：すくい面の終端（回転軸方向後端）
　U：心厚円
　X：三番面の終端（回転軸方向後端）
　W：外周端
　α：二番角
　β：三番角
　γ：四番角
　δ：すくい角
　ε：シンニングと三番面との境界と、シンニングと四番面との境界とのなす角
　θ：シンニングと三番面との境界と切れ刃のなす角

Claims (16)

  1. 　ドリル本体の先端側に前記ドリル本体の外周から回転軸近傍のチゼルエッジまで形成された複数の凸円弧状切れ刃と、前記凸円弧状切れ刃間に形成されたシンニングと、前記シンニングの回転軸方向後端から前記ドリル本体の後端側に向かって形成された溝と、前記溝の回転方向後方に前記ドリル本体の外周端に沿って形成された第一マージンと、前記溝の回転方向前方に前記外周端に沿って形成された第二マージンとを有するドリルであって、
    　前記凸円弧状切れ刃に沿って前記凸円弧状切れ刃の回転方向後方に形成された略帯状の二番面と、前記二番面の回転方向後方に連続して形成された三番面と、前記三番面の回転方向後方に連続して形成された四番面とを有することを特徴とするドリル。
  2. 　請求項1に記載のドリルにおいて、前記略帯状の二番面の最大幅は0.02D～0.1D（Dは当該ドリルの直径）の範囲内であることを特徴とするドリル。
  3. 　請求項1又は2に記載のドリルにおいて、二番角αが10～30°であり、三番角βが25～45°であり、四番角γが50～70°であることを特徴とするドリル。
  4. 　請求項1乃至3のいずれか一項に記載のドリルにおいて、
    　前記ドリル本体の先端側から見たとき、前記シンニングと前記三番面との境界は前記凸円弧状切れ刃の稜線と80～110°の角度をなしていることを特徴とするドリル。
  5. 　請求項1乃至4のいずれか一項に記載のドリルにおいて、
    　前記ドリル本体の先端側から見たとき、前記シンニングと前記三番面との境界が直線状に形成されていることを特徴とするドリル。
  6. 　請求項1乃至5のいずれか一項に記載のドリルにおいて、前記凸円弧状切れ刃のすくい面の終端が前記第一マージンの始端よりも回転方向後方に位置することを特徴とするドリル。
  7. 　請求項1乃至6のいずれか一項に記載のドリルにおいて、前記ドリル本体の先端側から見たとき、前記シンニングと前記溝との境界に内接する円の直径が、前記ドリルの直径の30～50％であることを特徴とするドリル。
  8. 　請求項1乃至7のいずれか一項に記載のドリルにおいて、
    　前記シンニングはその先端側において前記三番面の回転方向後方に連続し、
    　前記シンニングはその後端側において前記四番面の回転方向後方に連続し、
    　前記ドリル本体の先端側から見たとき、前記シンニングと前記三番面との境界と、当該シンニングと前記四番面との境界とのなす角度が35～55°であることを特徴とするドリル。
  9. 　請求項1乃至8のいずれか一項に記載のドリルにおいて、
    　前記シンニングは前記四番面の回転方向後方に連続し、
    　前記ドリル本体の先端側から見たとき、前記シンニングと前記四番面との境界上の径方向最外方に位置する点と前記回転軸との距離が0.2D～0.45D（Dは当該ドリルの直径）であることを特徴とするドリル。
  10. 　請求項1乃至9のいずれか一項に記載のドリルにおいて、前記ドリル本体の先端側から見たとき、前記シンニングと前記凸円弧状切れ刃との境界上の径方向最外方に位置する点と前記回転軸との距離が0.25D～0.5D（Dは当該ドリルの直径）であることを特徴とするドリル。
  11. 　請求項1乃至10のいずれか一項に記載のドリルにおいて、前記第二マージンは前記四番面の前記回転軸方向後端に連続していることを特徴とするドリル。
  12. 　請求項1乃至11のいずれか一項に記載のドリルにおいて、
    　前記凸円弧状切れ刃のすくい面の回転軸方向後端が前記第一マージンの回転軸方向先端よりも前記ドリル本体の回転軸方向後端側に位置することを特徴とするドリル。
  13. 　請求項12に記載のドリルにおいて、前記ドリル本体の先端側から見たとき、前記すくい面の回転軸方向後端と前記第一マージンの回転軸方向先端との距離が0.03D～0.3D（Dは当該ドリルの直径）であることを特徴とするドリル。
  14. 　請求項1乃至13のいずれか一項に記載のドリルにおいて、
    　前記第一マージンは前記三番面の回転軸方向後端に連続しており、
    　前記第一マージンの回転軸方向先端から、前記第一マージンと前記三番面との境界の回転軸方向後端まで、前記第一マージンの幅が漸増していることを特徴とするドリル。
  15. 　請求項1乃至14のいずれか一項に記載のドリルにおいて、
    　前記第一マージンは前記二番面及び前記三番面の回転軸方向後端に連続しており、
    　前記第一マージンと前記二番面との境界、及び前記第一マージンと前記三番面との境界が、回転方向前方に凸となる円弧であることを特徴とするドリル。
  16. 　請求項1乃至15のいずれか一項に記載のドリルにおいて、
    　前記ドリル本体の先端から前記回転軸方向に0.03D～0.35D（Dは当該ドリルの直径）の範囲において、前記凸円弧状切れ刃のすくい角が－５～０．５°であることを特徴とするドリル。
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