JP2013215857A - 刃先交換式ドリル - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ドリル本体1の先端に設けた着脱自在の切削ヘッド2に軸方向端面視において回転中心から径方向外端まで直線的に延びる切れ刃4とねじれ溝5を備えさせた刃先交換式のドリルであって、切れ刃4に連なるすくい面9に、回転軸CLに対して傾斜して切れ刃の軸方向すくい角を負の角度にするシンニング面10を切れ刃の径方向内端から径方向外端に至る間の全領域に形成した。
【選択図】図1
Description
なお、回転中心部は、チゼル幅が0.5mm以下のチゼル刃を有していてもよい。
この発明のドリルの性能を評価するために、下記のドリルを使用して下記被削材の切削試験を行った。
・使用ドリルA(発明品):ドリル本体の先端に切削ヘッドを取り付けたダブルマージンの刃先交換式ドリル。直径φ14.00mm、切れ刃エッジに微小ホーニングを施したストレート刃型、シンニング面有り。シンニング面の傾斜角θ=5°、ねじれ溝のねじれ角=20°、前逃げ面の逃げ角γ=15°
・使用ドリルB(比較品):シンニング面有り。シンニング面の傾斜角θ=0°(図5参照)、その他の仕様はドリルAと同一。
被削材:厚みt1=11.0mmのCFRPと、Ti−6Al−4Vの組成の厚みt2=8.0mmのチタン合金から成る重ね板(図8参照)。CFRPには直径φd1=9.50mmの下穴があけられ、チタン合金にはCFRPの下穴と同軸の直径φd2=10.50mmの下穴があけられている。
切削条件:切削速度 Vc=17.15m/min(n=390rpm)
送り量 f=0.0504mm/rev(Vf=19.8mm/min)
切削形式:オイルミスト(アルコール性クーラント使用)
リーディングエッジが鋭角になる実施例1のドリルA(発明品)と、リーディングエッジが鈍角になる図7の一般的刃型のドリルC(比較品2、刃型を除く仕様は、発明品と同一)を使用して、実施例1で挙げた重ね板の穴広げ加工を行った。切削条件は実施例1と同一である。
その結果、比較品2による加工ではデラミネーションが発生したが、発明品による加工ではデラミネーションは起こらなかった。
実施例1のドリルAにおいて、シンニング面の切れ刃の径方向外端部における回転軸方向の幅寸法Wを、W=0.7mmとしたドリルA1と、W=1.2mmとしたドリルA2(共に発明品。Wを除くその他の仕様は両者とも実施例1のドリルAと同一)を使用して実施例1で挙げた重ね板の穴広げ加工を行った。この試験の条件も実施例1と同じである。
その結果、Wを大きく設けたことで主マージン部の幅(回転方向)が小さくなったドリルA2は、1穴加工後に欠けが発生したが、ドリルA1による加工では10穴加工後でもその不具合が起こらなかった。
主マージンと、副マージンの高さHを0.2mmとしたドリルA3と、その高さHを0.5mmとしたドリルA4(共に発明品。マージン高さを除くその他の仕様は両者とも実施例1のドリルAと同一)を使用して実施例1で挙げた重ね板の穴広げ加工を行った。この試験の切削条件も実施例1と同一である。
実施例1のドリルAと図7の一般的刃型を有するソリッドタイプのドリルC´を使用して実施例1で挙げた重ね板の20穴連続穴広げ加工を行った。この試験の切削条件も実施例1と同一である。
その結果、ドリルC´は、10穴で欠け又は摩耗によるデラミネーションの増加が発生したため、1度再研磨を必要としたのに対し、ドリルAは、20穴加工後も継続使用が可能であった。また、20穴加工時点で、ドリルAは、10穴加工後に行った工具交換の作業に多くの時間を費やしたドリルC´よりも加工時間が1時間少なく実施できた。
2 切削ヘッド
4 切れ刃
5,5´ ねじれ溝
6 主マージン
7 副マージン
8 リーディングエッジ
9 すくい面
10 シンニング面
11 前逃げ面
12 ランド部
CL 回転軸
θ シンニング面の傾き角
α 芯上がり角度
β 被削材との接触角
γ 逃げ角
H マージンの高さ
W シンニング面の切れ刃外端部における回転軸方向の幅寸法
W2 マージン幅
この発明のドリルの性能を評価するために、下記のドリルを使用して下記被削材の切削試験を行った。
・使用ドリルA(発明品):ドリル本体の先端に切削ヘッドを取り付けたダブルマージンの刃先交換式ドリル。直径φ14.00mm、切れ刃エッジに微小ホーニングを施したストレート刃型、シンニング面有り。シンニング面の傾き角の大きさθ=5°、ねじれ溝のねじれ角=20°、前逃げ面の逃げ角γ=15°
・使用ドリルB(比較品):シンニング面有り。シンニング面の傾き角の大きさθ=0°(図5参照)、その他の仕様はドリルAと同一。
被削材:厚みt1=11.0mmのCFRPと、Ti−6Al−4Vの組成の厚みt2=8.0mmのチタン合金から成る重ね板(図8参照)。CFRPには直径φd1=9.50mmの下穴があけられ、チタン合金にはCFRPの下穴と同軸の直径φd2=10.50mmの下穴があけられている。
切削条件:切削速度 Vc=17.15m/min(n=390rpm)
送り量 f=0.0504mm/rev(Vf=19.8mm/min)
切削形式:オイルミスト(アルコール性クーラント使用)
実施例1のドリルAにおいて、シンニング面の切れ刃の径方向外端部における回転軸方向の幅寸法Wを、W=0.7mmとしたドリルA1と、W=1.2mmとしたドリルA2(A1は発明品、A2は非発明品。Wを除くその他の仕様は両者とも実施例1のドリルAと同一)を使用して実施例1で挙げた重ね板の穴広げ加工を行った。この試験の条件も実施例1と同じである。
その結果、Wを大きく設けたことで主マージン部の幅(回転方向)が小さくなったドリルA2は、1穴加工後に欠けが発生したが、ドリルA1による加工では10穴加工後でもその不具合が起こらなかった。
2 切削ヘッド
4 切れ刃
5,5´ ねじれ溝
6 主マージン
7 副マージン
8 リーディングエッジ
9 すくい面
10 シンニング面
11 前逃げ面
12 ランド部
CL 回転軸
θ シンニング面の傾き角の大きさ
α 芯上がり角度
β 被削材との接触角
γ 逃げ角
H マージンの高さ
W シンニング面の切れ刃外端部における回転軸方向の幅寸法
W2 マージン幅
Claims (5)
- ドリル本体(1)の先端に着脱自在の切削ヘッド(2)を設け、その切削ヘッドに軸方向端面視において回転中心から径方向外端まで直線的に延びる切れ刃(4)とねじれ溝(5)を備えさせた刃先交換式ドリルであって、
前記切れ刃(4)に連なるすくい面(9)に、回転軸(CL)に対して傾斜して切れ刃の軸方向すくい角を負の角度にするシンニング面(10)を形成し、そのシンニング面(10)を、前記切れ刃(4)の径方向内端から径方向外端に至る間の全領域に存在させたことを特徴とする刃先交換式ドリル。 - 前記シンニング面(10)の回転軸(CL)に対する傾き角θについて、0°<θ<25°の条件を満たした請求項1に記載の刃先交換式ドリル。
- 前記シンニング面(10)の切れ刃の径方向外端部における回転軸方向の幅寸法(W)を、0.2mm〜1.0mmに設定した請求項1又は2に記載の刃先交換式ドリル。
- 前記切削ヘッド(2)の外周のランド部(12)に、前記ねじれ溝(5)に隣接する主マージン(6)とその主マージンよりもドリル回転方向後方に配置される副マージン(7)を形成し、両マージン間に形成されるクリアランスの大きさを0.3mm〜1.0mmに設定した請求項1〜3のいずれかに記載の刃先交換式ドリル。
- ドリル本体(1)の先端に着脱自在の切削ヘッド(2)を設け、その切削ヘッドに軸方向端面視において回転中心近傍から径方向外端まで直線的に延びる切れ刃(4)とねじれ溝(5)を備えさせた刃先交換式ドリルであって、
前記切れ刃(4)は、0.5mm以下のチゼル刃を有し、
前記切れ刃(4)に連なるすくい面(9)に、回転軸(CL)に対して傾斜して切れ刃の軸方向すくい角を負の角度にするシンニング面(10)を形成し、そのシンニング面(10)を、前記切れ刃(4)の径方向内端から径方向外端に至る間の全領域に存在させたことを特徴とする刃先交換式ドリル。
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