JP2005262330A - スローアウェイ式ドリル - Google Patents

Abstract

【目的】深穴加工における切りくず排出性を改善したスローアウェイ式ドリルを提供する。
【構成】スローアウェイ式ドリル１の工具本体１Ａ内部には第１油穴７Ａと第２油穴７Ｂとが形成されている。第１油穴７Ａは、該工具本体１Ａの後端面から先端側に向かって該ドリル１の軸線Ｏに沿って穿設された第１本管８Ａと、前記第１本管８Ａの先端部と先端側を向く開口部１０Ａとを結んで明けられた第１枝管９Ａとからなる。前記第２油穴７Ｂは、該工具本体１Ａの後端面から先端側に向かって該軸線Ｏに沿って穿設された第２本管８Ｂと、前記第２本管８Ｂの先端部と前記切りくず排出溝４の壁面に設けた開口部１０Ｂとを結んで明けられた第２枝管９Ｂとからなり、前記第２枝管９Ｂは該ドリル１の後端側を向くとともに前記開口部１０Ｂは前記第１枝管８Ａの開口部１０Ａよりも後端側に設けられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、スローアウェイ式ドリルに関して、特に工具本体に油穴を備えたスローアウェイ式ドリルに関する。

従来のこの種のスローアウェイ式ドリルを図９に例示する。このスローアウェイ式ドリル（１）は、工具本体の後端側にシャンク（２）とフランジ（３）を有し、工具本体の先端側には、軸線（Ｏ）回りにねじれを伴って２本の切りくず排出溝（４）が形成されている。そして、切りくず排出溝（４）の先端部に切欠きされたチップ座に、スローアウェイチップ（５）が締付ネジ（６）でもってネジ止め固定されて、ドリル刃を形成している。２つのスローアウェイチップ（５）は、半径方向に位置がずれていて、中心刃チップと外周刃チップとに役割分担されている。

工具本体内部には、油穴（７）が貫通している。この油穴（７）は、本管（８）と枝管（９）とにより構成されたものである。このうち、本管（８）は、ウェブの部分から離れた位置にあって、工具本体の後端面から先端に向かって軸線（Ｏ）に平行に穿設された止まり穴である。枝管（９）は、切削するうえで最も効果的となる開口位置が設定され、この開口と本管（８）の先端とを結んで明けられる。本管（８）を２本としたことにより、切削液の流量は十分に確保される。（例えば、特許文献１参照）

特開２００３−１９６１４号公報

しかしながら、上述した従来のスローアウェイ式ドリル（１）では、切削液の流量は十分確保されているものの、切りくず処理性の悪いＳＳ４００やＳＣＭ４１５といった低炭素鋼等に対して、加工穴の深さが該ドリル（１）のドリル刃の外径（Ｄ）の４倍以上の深穴加工を行った場合、切りくず詰まりを生じ加工困難に陥るという問題があった。この理由として次のことが考えられる。１つめの理由は、加工穴の深さが深くなるにつれ、切りくずと切りくず排出溝（４）の壁面および加工穴の内壁面と接触する時間が長くなり、この接触で生じる摩擦抵抗により切りくずの排出速度が低くなってしまうからである。２つめの理由は、加工穴の深さが深くなるにつれ、切削液の流速が該ドリル（１）の後端側に近づくにつれ徐々に低くなるため、切削液による切りくずの強制的な排出効果が低下してしまうためである。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、深穴加工における切りくず排出性を改善したスローアウェイ式ドリルを提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明は、軸線回りに回転される工具本体の外周面には該軸線に沿って該工具本体の先端面から後端側に向かって少なくとも１つの切りくず排出溝が延設され、該工具本体内部には油穴が穿設されたスローアウェイ式ドリルにおいて、前記油穴は、第１油穴と第２油穴とから構成されており、前記第１油穴は、該工具本体の後端面から先端側に向かって該軸線に沿って穿設された第１本管と、前記第１本管の先端部と該工具本体の先端側を向く開口部とを結んで明けられた第１枝管とからなり、前記第２油穴は、該工具本体の後端面から先端側に向かって該軸線に沿って穿設された第２本管と、前記第２本管の先端部と前記切りくず排出溝の壁面に設けた開口部とを結んで明けられた第２枝管とからなり、前記第２枝管は該ドリルの後端側を向くとともに、前記第２枝管の開口部は、前記第１枝管の開口部よりも該ドリルの後端側に設けられることを特徴とするスローアウェイ式ドリルである。

本発明によれば、第１枝管から吐出される切削液に加え、切りくず排出溝の壁面に開口部を有する第２枝管から吐出される切削液により、ドリル刃および切りくず排出溝へ十分な量の切削液が供給でき、さらに、第２枝管から吐出される切削液により、切りくず排出溝の後端側における切削液の流速低下が抑えられるので、切りくず排出溝の壁面および加工穴の内壁面と切りくずとの接触に起因する摩擦抵抗を低減し、切りくずの排出速度の低下を阻止する。また、切りくず排出溝内に詰まりかけた切りくずを強制的に加工穴の外へ排出することができる。以上の作用から、深穴加工における切りくず排出性が改善される。ここで、上記の効果が得られる深穴加工としては、加工穴の深さがドリル刃の外径（Ｄ）の３倍よりも大きい穴あけ加工が好ましく、特に加工穴の深さがドリル刃の外径（Ｄ）の４倍以上の穴あけ加工は、上記の効果が顕著となり特に好ましい。

以下に、本発明を適用した実施形態について、図を参照しながら説明する。図１〜図７は本実施形態に係るスローアウェイ式ドリルを示す図であり、図１は正面図、図２は平面図、図３は下面図、図４は先端視側面図である。図５は図１におけるＣ−Ｃ線断面図であり、図６、図７はそれぞれ図４におけるＡ矢視図、Ｂ矢視図である。

図１〜図５に示すように、このスローアウェイ式ドリル（１）は、工具本体（１Ａ）の後端側（図１の右側）にシャンク（２）とフランジ（３）を有し、工具本体（１Ａ）の先端側（図１の左側）には、軸線（Ｏ）回りにねじれを伴って２本の切りくず排出溝（４）が形成されている。そして、切りくず排出溝（４）の先端部に切欠きされたチップ座に、スローアウェイチップ（５）が締付けネジ（６）によりネジ止め固定されて、ドリル刃を形成している。２つのスローアウェイチップ（５）は、半径方向に位置がずれていて、中心刃チップと外周刃チップとに役割分担されている。

工具本体（１Ａ）の内部には、切削液を供給するための油穴（７）が設けられている。この油穴（７）は、第１油穴（７Ａ）と第２油穴（７Ｂ）の２種類からなる。

第１油穴（７Ａ）は、第１本管（８Ａ）と第１枝管（９Ａ）とからなり、前記第１本管（８Ａ）は、工具本体（１Ａ）の略中心に、該工具本体（１Ａ）の後端面から先端側に向かって直線的に穿設された１本の止まり穴である。前記第１枝管（９Ａ）は、図４に示すように、該工具本体（１Ａ）の先端面の２ヶ所に開口し、それぞれの開口部（１０Ａ）と前記第１本管（８Ａ）の先端とを結ぶ独立した２本の穴として穿設されている。これら２本の第１枝管（９Ａ）はともに該ドリル（１）の先端側を向いている。なお、第１枝管（９Ａ）は該工具本体（１Ａ）先端部の切りくず排出溝（４）の壁面に開口していてもよい。

第２油穴（７Ｂ）も第１油穴（７Ａ）と同様に、第２本管（８Ｂ）と第２枝管（９Ｂ）とからなる。前記第２本管（８Ｂ）は、該工具本体（１Ａ）の中央部のウェブから離れた外周側の２ヶ所に、該工具本体（１Ａ）の後端面から先端側に向かって直線的に穿設された２本の止まり穴である。各第２枝管（９Ｂ）は、図２および図３に示すように、それぞれの切りくず排出溝（４）の壁面に開口し、開口部（１０Ｂ）と第２本管（８Ｂ）の先端部とをそれぞれ結ぶ独立した２本の穴として穿設されている。これら第２枝管（９Ｂ）はともに該ドリル（１）の後端側を向いている。また、これらの第２枝管の開口部（１０Ｂ）は、該ドリル（１）の軸線（Ｏ）方向において、略同一位置に設けられ、切りくず排出溝（４）の極端に先端側あるいは極端に後端側を避け、切りくず排出溝（４）の長さの略中間位置に設けられる。

以上の構成を有するスローアウェイ式ドリル（１）の作用効果について以下に説明する。深穴加工では、切りくずが生成してから加工穴の外へ排出されるまでの時間が長くなるため、切りくずが切りくず排出溝（４）の壁面および加工穴の内壁面に接触することによって生じる摩擦抵抗が大きくなり、切りくず詰りが生じやすくなる。また切りくず排出溝（４）内では後端側に近づくにつれて切削液の流速が低下するにともない切りくずの排出速度も低下するため、上述の摩擦抵抗の増大による切りくず詰りの問題を助長することになる。しかしながら、本実施形態に係るスローアウェイ式ドリル（１）では、第１枝管（９Ａ）から吐出される切削液に加え、切りくず排出溝（４）の壁面に開口部（１０Ｂ）を有する第２枝管（９Ｂ）から吐出される切削液により、ドリル刃および切りくず排出溝（４）へ十分な量の切削液を供給し、さらに、第２枝管（９Ｂ）から吐出される切削液により、切りくず排出溝（４）の後端側における切削液の流速低下を阻止する。したがって、切りくずが切りくず排出溝（４）の壁面および加工穴の内壁面と接触することによって生じる摩擦抵抗が低減し、切りくずの排出速度の低下がきわめて小さくなるため、切りくず詰りが大幅に防止される。また、第２枝管（９Ｂ）から吐出される切削液によって、切りくず排出溝（４）内を流動する切削液は流量が十分且つ流速が高くなるので、詰まりかけた切りくずがあったとしても強制的に加工穴の外へ排出することができる。以上のことから、深穴加工における切りくず排出性が大幅に改善される。ここで、上記の効果が得られる深穴加工としては、加工穴の深さがドリル刃の外径（Ｄ）の３倍よりも大きい穴あけ加工が好ましく、特に加工穴の深さがドリル刃の外径（Ｄ）の４倍以上の穴あけ加工は、上記の効果が顕著となり特に好ましい。

第２枝管の開口部（１０Ｂ）が該ドリル（１）の先端に近すぎると、切りくず排出溝（４）の後端側で切削液の流速が低下するため、切りくずを強制的に排出する効果が得られなくなるおそれがあり、前記開口部（１０Ｂ）が切りくず排出溝（４）の後端に近すぎると、前記開口部（１０Ｂ）よりも先端側で切りくず詰まりを起こすおそれがある。よって、前記開口部（１０Ｂ）は、該ドリル（１）の先端と切りくず排出溝（４）の後端との略中間位置に設けられるのが好ましく、より具体的には、該ドリル（１）の先端から前記開口部（１０Ｂ）までの距離は、１Ｄ〜３Ｄ（Ｄ：ドリル刃の外径）の範囲に設定されるのが好ましく、１．５Ｄ〜３Ｄの範囲に設定されるのが特に好ましい。

図４におけるＡ矢視図である図６、Ｂ矢視図である図７にそれぞれ示したように、第２本管（８Ｂ）の軸線と前記第２本管（８Ｂ）にあけられた第２枝管（９Ｂ）の軸線とを通る各平面に対して垂直な方向から見たとき、第２枝管（９Ｂ）の軸線と該ドリル（１）の軸線（Ｏ）とのなす角度（α１、α２）が大きすぎると、一部の切削液が該ドリル（１）の先端側へ逆流し切りくず排出性を低下させるおそれがあり、逆に小さすぎると、第２枝管（９Ｂ）を加工する工具の制約や干渉が生じるため加工できなくなるおそれがある。よって、前記角度（α１、α２）は、１５°〜７５°の範囲に設定されるのが好ましく、３０°〜６０°の範囲に設定されるのが特に好ましい。

次に、本発明を適用した他の実施形態に係るスローアウェイ式ドリルについて図８を参照しながら説明する。図８はこのスローアウェイ式ドリルの正面図である。図８からわかるように、該ドリル（１）は、第２枝管の開口部（１０Ｂ）を該軸線（Ｏ）方向の二の位置に離間して設けたものである。すなわち、先述した実施形態のドリルは加工穴深さがドリル刃の外径（Ｄ）の４〜５倍を想定したものであったが、さらに深い穴あけ加工を行う場合には、第２枝管（９Ｂ）を該軸線（Ｏ）方向の一の位置に設けただけでは、切りくず排出溝（４）の後端側の切りくず詰り改善が不十分になるため、このドリルでは、後端側の位置にもうひとつの第２枝管（９Ｂ）が切りくず排出溝（４）の壁面に開口するように穿設されている。これら第２枝管（９Ｂ）の構成は、先の実施形態のドリルと同様である。該ドリル（１）の先端からこれら第２枝管の開口部（１０Ｂ）までの距離に関しては、先端側に設けられた開口部（１０Ｂ）の該ドリル（１）先端からの距離は、先の実施形態のドリルと同じく、好ましくは１Ｄ〜３Ｄ（Ｄ：ドリル刃の外径）の範囲、特に好ましくは１．５Ｄ〜３Ｄの範囲に設定される。この先端側に設けられた開口部（１０Ｂ）から後端側に設けられた開口部（１０Ｂ）までの距離は、好ましくは１Ｄ〜３Ｄの範囲、特に好ましくは１．５Ｄ〜３Ｄの範囲に設定される。なお、第２枝管の開口部（１０Ｂ）は、該軸線（Ｏ）方向の三以上の位置に設けられてもよい。この場合、該軸線（Ｏ）方向に隣接する第２枝管の開口部（１０Ｂ）間の距離は、上述したとおり好ましくは１Ｄ〜３Ｄの範囲、特に好ましくは１．５Ｄ〜３Ｄの範囲に設定される。

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、当業者には理解されるように、上記に特に説明してない追加、変更、代替および削除を、本発明の要旨を逸脱することなく行うことができる。

本発明の実施形態に係るスローアウェイ式ドリルの正面図である。 図１に示すスローアウェイ式ドリルの平面図である。 図１に示すスローアウェイ式ドリルの下面図である。 図１に示すスローアウェイ式ドリルの先端視側面図である。 図１におけるＣ−Ｃ線断面図である。 図４におけるＡ矢視図である。 図４におけるＢ矢視図である。 他の実施形態に係るスローアウェイ式ドリルの正面図である。 従来のスローアウェイ式ドリルを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。

符号の説明

１ スローアウェイ式ドリル
１Ａ 工具本体
２ シャンク
３ フランジ
４ 切りくず排出溝
５ スローアウェイチップ
６ 締付けネジ
７ 油穴
７Ａ 第１油穴
７Ｂ 第２油穴
８Ａ 第１本管
８Ｂ 第２本管
９Ａ 第１枝管
９Ｂ 第２枝管
１０Ａ 第１枝管の開口部
１０Ｂ 第２枝管の開口部

Claims (5)

1. 軸線回りに回転される工具本体の外周面には該軸線に沿って該工具本体の先端面から後端側に向かって少なくとも１つの切りくず排出溝が延設され、該工具本体内部には油穴が穿設されたスローアウェイ式ドリルにおいて、前記油穴は、第１油穴と第２油穴とから構成されており、前記第１油穴は、該工具本体の後端面から先端側に向かって該軸線に沿って穿設された第１本管と、前記第１本管の先端部と該工具本体の先端側を向く開口部とを結んで明けられた第１枝管とからなり、前記第２油穴は、該工具本体の後端面から先端側に向かって該軸線に沿って穿設された第２本管と、前記第２本管の先端部と前記切りくず排出溝の壁面に設けた開口部とを結んで明けられた第２枝管とからなり、前記第２枝管は該ドリルの後端側を向くとともに、前記第２枝管の開口部は、前記第１枝管の開口部よりも該ドリルの後端側に設けられることを特徴とするスローアウェイ式ドリル。
2. 前記第１枝管の開口部は、該軸線方向における前記切りくず排出溝の全長の略中間位置に設けられることを特徴とする請求項１に記載のスローアウェイ式ドリル。
3. 該ドリルの先端から前記第２枝管の開口部までの距離は、１Ｄ〜３Ｄ（Ｄ：ドリル刃の外径）の範囲に設定されることを特徴とする請求項１に記載のスローアウェイ式ドリル。
4. 前記第２枝管は、該ドリルの後端側を向くとともに、該ドリルの軸線とのなす角度が１５°以上７５°以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のスローアウェイ式ドリル。
5. 前記第２枝管は、該ドリルの後端側を向くとともに、該ドリルの軸線とのなす角度が３０°以上６０°以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のスローアウェイ式ドリル。

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