JP2007098569A - ドリル - Google Patents
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【解決手段】刃先部10の外周に形成する切屑排出溝11を1条のみとする。先端逃げ面12における軸線O方向の最も先端側に突出した最先端を1点で構成するとともに、軸線O上に位置させる。刃先部10を軸線O方向の先端側から見たとき、先端逃げ面12を、周方向に沿って配列された第2〜4逃げ面14B,14C,14Dと、これら第2〜4逃げ面14B,14C,14Dに囲まれるとともに軸線Oに交差する逆側第1逃げ面14Eとからなる多段面状とする。
【選択図】図2
Description
また、刃先部の先端逃げ面には、軸線に直交する方向に延びる略直線状をなすチゼルエッジが軸線付近に形成されており、この略直線状をなすチゼルエッジが、先端逃げ面における軸線方向の最も先端側に突出した最先端となっている。
それゆえ、穿孔する加工穴の穴径が1mm以下、穴深さと穴径との比が5以上となるような小径深穴加工になってくると、使用する小型ドリルもその剛性を確保しづらくなっていくので、もともとドリル本体の剛性を確保しづらい上記の2枚刃ドリルでは、その剛性不足ゆえに穴位置精度のさらなる低下を招いてしまうのはもちろんのこと、上記のような1枚刃ドリルであっても、穴位置精度の低下が顕著になってしまう。
このような構成とされた本発明では、刃先部に設けられる切屑排出溝が1条のみであるために、刃先部に2条の切屑排出溝が設けられたドリルに比べて芯厚が厚くなって、ドリル本体の剛性を高く保つことができる。さらに、先端逃げ面における最先端が1点で構成され、かつ、この最先端が軸線近傍に位置していることから、被削材の穴明け加工の際には、先端逃げ面における最先端をなす軸線近傍の1点から被削材に食い付いていくことになり、ドリル本体の振れを生じさせることなく、ドリル本体の直進性を高めることができる。
このような構成とすると、先端逃げ面に対して逃げを与えるために、この先端逃げ面を周方向に沿って配列された複数の逃げ面からなる多段面状としたときでも、これら複数の逃げ面のうちで逆側第1逃げ面の径方向外方側に連なる逃げ面を形成するときの加工誤差を、逆側第1逃げ面が残っている分だけ吸収することができるので、この逃げ面の加工精度によって先端逃げ面における最先端をなす1点が軸線近傍からずれてしまうといったおそれをなくすことができる。
ここで、前記刃先部を前記軸線方向の先端側から見たとき、前記逆側第1逃げ面上における前記軸線から最も離間した点と前記軸線との距離は、前記刃先部の最大外径Dに対して、(1/3)D以下とされていることが好ましい。
このような構成とすると、先端逃げ面を再研磨することによって再利用を図る場合に、研磨すべき先端逃げ面が副溝部の形成されている分だけ小さくなるので、例えば多段面状の先端逃げ面を構成するときには、この先端逃げ面を構成する逃げ面の数を少なくでき、研磨すべき逃げ面の数が減少して、再研磨に要する手間や時間を減らすことができる。さらに、副溝部は、刃先部の先端から後端側に向けて延びる溝状に形成されているため、再研磨後の先端逃げ面を研磨前と同一形状に維持できて、穴明け性能を変化させてしまうことがないとともに、途中部分で切屑排出溝に切れ上がるため、ドリル本体の剛性を必要以上に低めてしまうことがない。
図1は本発明の第1実施形態による小型ドリルの刃先部の要部拡大側面図、図2は図1におけるI方向矢視図、図3は図2におけるII方向矢視図である。
この刃先部10は、図1〜図3に示すように、軸線O回りに回転される軸線Oを中心とした略多段円柱状をなし、その先端側部分に位置する第1刃先部10Aと、第1刃先部10Aの外径Dよりも一段小さい外径を有して第1刃先部10Aの後端側に段差を介して連なる第2刃先部10Bとから構成されている。つまり、刃先部10は、いわゆるアンダーカットタイプとされており、この刃先部10の最大外径Dは、第1刃先部10Aの外径D(後述するマージン部24を円弧とする仮想の円の外径)となっている。なお、刃先部10の最大外径Dは、1mm以下に設定されている。
ここで、刃先部10における切屑排出溝11が形成された部分の軸線O方向での長さ、すなわち、切削に使用できる刃先部10の有効刃長Lは、刃先部10の最大外径D(第1刃先部10Aの外径D)に対する比L/Dが5以上となるように設定されている。
この略直線状をなす切刃13には、径方向外側に向かうにしたがい軸線O方向の後端側及びドリル回転方向T後方側へ向かうような傾斜が付けられていて、切刃13が芯上がりとなるように配置されている。
このX−Y軸は、軸線O上で互いに直交して交差することによって軸線Oを原点とするとともに、そのX軸を切刃13と平行に位置させており、また、X軸については、Y軸を挟んで切刃13の位置している領域(図2中、右側)を正の領域とし、Y軸については、X軸を挟んで切屑排出溝11が開口している領域(図2中、上側)を正の領域としている。
第1逃げ面14Aと第2逃げ面14Bとの交差稜線15は、X軸上に沿って位置し、かつ、軸線Oを内周端15Aとするとともに、この内周端15Aから径方向外方側へ向かって略直線状に延びて、刃先部10の外周面に交差する点を外周端15Bとしている。
第2逃げ面14Bと第3逃げ面14Cとの交差稜線16は、X,Yがともに負の領域内に位置し、かつ、逆側第1逃げ面14Eが形成されている分だけ軸線Oから離間した位置を内周端16Aとするとともに、この内周端16Aから径方向外方側へ向かってドリル回転方向T前方側へ傾斜しつつ略直線状に延びて、刃先部10の外周面に交差する点を外周端16Bとしている。
第3逃げ面14Cと第4逃げ面14Dとの交差稜線17は、X,Yがともに負の領域内に位置し、かつ、第2逃げ面14Bと第3逃げ面14Cとの交差稜線16の内周端16Aを内周端17Aとするとともに、この内周端17Aから径方向外側へ向かってドリル回転方向T後方側へ傾斜しつつ略直線状に延びて、刃先部10の外周面に交差する点を外周端17Bとしている。
第4逃げ面14Dと逆側第2逃げ面14Fとの交差稜線18は、Xが負,Yが正の領域内に位置し、かつ、逆側第1逃げ面14Eが形成されている分だけ軸線Oから離間したY軸上の位置を内周端18Aとするとともに、この内周端18Aから径方向外方側へ向かってドリル回転方向T後方側へ傾斜しつつ略直線状に延びて、刃先部10の外周面に交差する点を外周端18Bとしている。
逆側第1逃げ面14Eと逆側第2逃げ面14Fとの交差稜線19は、X軸上に沿って位置し、かつ、軸線Oを内周端19Aとするとともに、この内周端19Aから径方向外方側へ向かって略直線状に延びて、第4逃げ面14Dと逆側第2逃げ面14Fとの交差稜線18と交差する点(=交差稜線18の内周端18A)を外周端19Bとしている。
そして、軸線Oと交差稜線20の外周端20Bとの距離xが、刃先部10の最大外径Dに対して、(1/3)D以下となるように設定されている。
逆側第2逃げ面14Fのドリル回転方向T後方側の稜線、つまり、逆側第2逃げ面14Fと切屑排出溝11におけるドリル回転方向T後方側を向く壁面との交差稜線22は、刃先部10の外周面と交差する点を外周端22Bとしているとともに、この外周端22Bから径方向内方側へ向かってドリル回転方向T前方側に凸となるように湾曲しつつ延びて、軸線O付近で切刃13と交差する点(=切刃13の内周端13A)を内周端22Aとしている。
また、この逆側第2逃げ面14Fと第1逃げ面14Aとの交差稜線23と、逆側第1逃げ面14Eと第2逃げ面14Bとの交差稜線20とは、軸線Oに関して互いに略反対側に向かって延びるように配置されている、つまり、これら交差稜線23と交差稜線20とが略同一直線上に配置されるようになっている。
このため、これら軸線O上に内周端15A,19A,20A,23Aを位置させている4つの交差稜線15,19,20,23のうち、一対の交差稜線20,23が、軸線O方向の最も先端側に位置して、所定の先端角が与えられたチゼルエッジをなすことになる。
なお、本第1実施形態においては、例えば、第1逃げ面14Aの逃げ角が15゜に設定されるとともに、第2逃げ面14Bの逃げ角が40゜に設定されている。
これらマージン部24と二番取り面25とは、切屑排出溝11と同様に、刃先部10の先端から後端側に向かうにしたがいドリル回転方向T後方側に向けて軸線Oを中心として螺旋状にねじれるように形成されており、刃先部10の有効刃長L全域に亘って形成されている。
つまり、これら第3,4逃げ面14C,14Dが軸線Oを越えるように形成されてしまうおそれを低減させ、これにともない、先端逃げ面12における最先端をなす1点が、軸線Oからずれてしまうような事態を低減させることができるのである。
ここで、逆側第1逃げ面14E上における軸線Oから最も離間した点と軸線Oとの距離xが、(1/3)Dより大きくなってしまうと、X,Yがともに負となる領域に対して十分な逃げを与えることができないおそれがあり、被削材との干渉がひどくなりすぎて、穴明け加工に支障をきたしてしまうおそれがある。
図4は本発明の第2実施形態による小型ドリルの刃先部の要部拡大側面図、図5は図4におけるIII方向矢視図、図6は図5におけるIV方向矢視図、図7は図5におけるV方向矢視図である。
つまり、穴明け加工の継続で切刃13及び先端逃げ面12が摩耗したときに、先端逃げ面12を砥石で再研磨することによって小型ドリルの再利用を図ろうとする場合、研磨の対象である先端逃げ面12が副溝部30の形成されている分だけ小さくなっているので、この先端逃げ面12を構成する複数の逃げ面の数が少なくなり(合計6つの平坦な逃げ面から構成された多段面状の先端逃げ面12を有する第1実施形態の小型ドリルに対して、第2実施形態の小型ドリルの先端逃げ面12は合計4つの平坦な逃げ面からなる多段面状となっている)、研磨すべき逃げ面の数が減少して、再研磨に要する手間や時間を減らすことができるのである。
これら実施例,従来例に共通して、刃先部の最大外径Dが0.11mmの小型ドリルを用い、被削材とされる基板(厚み0.2mmのBTレジンの両面板を4枚重ねたもの)にあて板(厚み0.2mmのLE400)と敷板をつけて、穴明け加工を行った。小型ドリルの回転数は155000[min−1]、送り量Fは9.01[μm/rev.]としてステップ送りはせずに被削材の穴明け加工を行い、小型ドリルが基板を抜けた位置についてのねらい位置とのズレ量を、500穴毎に区分けして3000穴まで計測してプロットした。
実施例による穴明け加工試験の結果を図8に示し、従来例による穴明け加工試験の結果を図9に示す。
11 切屑排出溝
12 先端逃げ面
13 切刃
14A 第1逃げ面
14B 第2逃げ面
14C 第3逃げ面
14D 第4逃げ面
14E 逆側第1逃げ面
14F 逆側第2逃げ面
17 第3逃げ面と第4逃げ面との交差稜線
30 副溝部
O 軸線
T ドリル回転方向
x 逆側第1逃げ面上における軸線から最も離間した点と軸線との距離
Claims (4)
- 軸線回りに回転されるドリル本体の先端側部分である刃先部の外周に、この刃先部の先端から後端側に向けて延びる切屑排出溝が形成され、この切屑排出溝のドリル回転方向前方側を向く壁面と前記刃先部の先端逃げ面との交差稜線部に切刃が形成されてなるドリルにおいて、
前記切屑排出溝が1条のみであり、
前記先端逃げ面における前記軸線方向の最も先端側に突出した最先端が1点で構成されているとともに、この最先端と前記軸線との距離が、前記刃先部の最大外径Dに対して、(5/100)D以下とされていることを特徴とするドリル。 - 請求項1に記載のドリルにおいて、
前記刃先部を前記軸線方向の先端側から見たとき、前記先端逃げ面が、周方向に沿って配列された複数の逃げ面と、これら周方向に沿って配列された複数の逃げ面に囲まれるとともに前記最先端に交差するように形成された逆側第1逃げ面とからなる多段面状とされていることを特徴とするドリル。 - 請求項2に記載のドリルにおいて、
前記刃先部を前記軸線方向の先端側から見たとき、前記逆側第1逃げ面上における前記軸線から最も離間した点と前記軸線との距離が、前記刃先部の最大外径Dに対して、(1/3)D以下とされていることを特徴とするドリル。 - 請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のドリルにおいて、
前記刃先部の最大外径Dが1mm以下、かつ、前記刃先部の有効刃長Lと前記刃先部の最大外径Dとの比L/Dが5以上とされていることを特徴とするドリル。
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