JP2985494B2 - 穴明け工具 - Google Patents

穴明け工具

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JP2985494B2
JP2985494B2 JP4099938A JP9993892A JP2985494B2 JP 2985494 B2 JP2985494 B2 JP 2985494B2 JP 4099938 A JP4099938 A JP 4099938A JP 9993892 A JP9993892 A JP 9993892A JP 2985494 B2 JP2985494 B2 JP 2985494B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ドリル等の穴明け工
具に係わり、特に、アルミ鋳物の穴明け加工に適した切
削工具の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術及びその課題】従来、上記のような穴明け
工具としては、図10及び図11に示すドリルリーマが
提案されている。この図に示すドリルリーマは、軸断面
において矩形状をなすドリル本体1の側部に、先端面か
ら後端側へ直線的に延在する断面V字状の切屑排出溝2
が形成され、この切屑排出溝2の回転方向を向く壁面と
先端逃げ面との交叉稜線に先端刃3が、外周マージン4
との交叉稜線に外周刃5が形成されたものである。ま
た、このドリルリーマでは、外周マージン4よりも回転
方向後方のランド部6が平坦に切り落とされ、ランド部
6の後側に第2のマージン7が形成されている。このド
リルリーマでは、切屑排出溝がストレート溝のため剛性
が高く、また、合計4つのマージンによりガイドされる
ため、穴明け加工時の振動が有効に防止され、高い加工
精度が得られるという利点がある。
【0003】また、図12および図13に示すドリルリ
ーマは、実開昭57ー100419号に提案されたもの
で、工具本体10の外周部に2条の第1切屑排出溝11
を形成し、切屑排出溝11どうしの間のランド部12
に、第切屑排出溝13および第3切屑排出溝14を回
転方向後方に向かって並んで形成し、さらに、第1、第
2、第3切屑排出溝11,13,14の回転方向を向く
壁面と先端逃げ面との交叉稜線部に、それぞれ荒刃11
a、中仕上げ刃13a、仕上げ刃14aを直径が段階的
に大きくなるように形成したものである。このドリルリ
ーマでは、複数の切刃によって穴明け加工を分担するの
で、一刃あたりの切刃の負担つまり切削量が少なく、し
たがって穴の加工精度や仕上げ面粗さを向上させること
ができるとともに切刃の寿命を長くすることができると
されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のドリルリーマのうち前者においては、外周マージン
が4つも設けられているため、外周マージンと加工穴の
内壁面との摩擦による発熱が生じ易い。また、ランド部
が平坦に形成されているため、切粉が第2マージン側へ
導かれて第2マージンと被削材との間に入り込んで溶着
し易い。このため、仕上げ面の肌荒れが生じたり切削動
力が増加する等の問題があった。
【0005】また、後者のドリルリーマにおいては、切
刃を6つも有しているために全体的な切削抵抗は二枚刃
ドリルのそれよりも大きいにも拘らず、工具本体をガイ
ドするのは2つのマージンである。このため工具本体の
振動が生じ易く、穴の加工精度や仕上げ面粗さは充分に
は向上されないというのが実情であった。
【0006】
【発明の目的】この発明は、以上のような従来の穴明け
工具の欠点を解決するためになされたもので、切粉の溶
着を防止することができるのは勿論のこと、穴明け加工
中にドリルを確実にガイドすることができ、したがっ
て、穴の加工精度や仕上げ面粗さを向上させることがで
きる穴明け工具を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明の穴明け工具
は、工具本体の側部に2つの第1切屑排出溝を設け、第
1切屑排出溝の回転方向を向く壁面と先端逃げ面との稜
線部に切刃を設けるとともに、第1切屑排出溝に隣接す
る回転方向後側のランド部に第1外周壁部、ヒール側の
ランド部に第1外周壁部と直径が等しい第2外周壁部を
設けたもので、第1、第2外周壁部をほぼ等分割に配置
し、ランド部に、第2外周壁部に隣接して先端逃げ面に
開口し先端側から後端側に延在する第2切屑排出溝を設
け、この第2切屑排出溝の回転方向を向く壁面と先端逃
げ面との稜線部に副切刃を設け、底面視における上記第
2切屑排出溝と第2外周壁部との境界部は鈍角とする一
方、上記第2切屑排出溝と第2外周壁部とが横断面にお
いてなす角度は鋭角としたものである。
【0008】
【作用】上記構成の穴明け工具にあっては、ほぼ等分割
に配置された4つの外周壁部によって工具本体が確実に
ガイドされる。また、第2切屑排出溝の先端稜線部に副
切刃を設けているので、この副切刃がさらい刃の役割を
果たし、加工穴の寸法精度や面粗度を向上させることが
できる。また、副切刃で生成された微少な切屑あるいは
切粉は、第2切屑排出溝に沿って後端側へ押し上げられ
るので、切粉が第2外周壁部と加工穴との間に入り込む
ことが少なく、切粉の加工穴への溶着を防止することが
できる。そして、底面視における上記第2切屑排出溝と
第2外周壁部との境界部が鈍角とされていて、すなわち
上記副切刃が底面視において上記第2外周壁部となす角
度が鈍角とされているので、この境界部における欠けの
発生を防止することができる一方、横断面においてこれ
ら第2切屑排出溝と第2外周壁部とがなす角度は鋭角と
されているので、上記微小な切屑や切粉が第2外周壁部
と加工穴との間に入り込むのを一層確実に防止すること
ができる。
【0009】
【実施例】以下、この考案の一実施例を図1ないし図3
を参照しながら説明する。図1は実施例のドリルを示す
面図、図2は図1のII方向側面図、図3は図2のIII
−III線断面図である。図中符号20は工具本体であ
り、工具本体20の側部には、軸線に沿って螺旋をなす
第1ねじれ溝(第1切屑排出溝)21が形成され、第1
ねじれ溝21の回転方向を向く壁面と先端逃げ面22と
の交叉稜線には切刃23が形成されている。切刃23は
直線状に形成され、しかも、芯厚を構成する壁部にシン
ニング部23aが形成されることによりドリルの中心部
まで延在させられている。また、逃げ面22も直線状と
され、切刃23から工具本体20の回転中心を通る中心
線Lまで延在させられている。また、逃げ面22の幅W
は、0.015〜0.10D(Dはドリル直径)と狭く
設定され、これによりチゼルの大きさも小さくなってい
る。また、ランド部24には第2ねじれ溝(第2切屑排
出溝)25が形成され、この第2切屑排出溝25を挟ん
で切刃23側の縁部には第1マージン(第1外周壁部)
26が形成され、ヒール27側の縁部には第2マージン
(第2外周壁部)28が形成されている。そして、これ
ら第1、第2マージン26,28は軸線まわりにほぼ等
分割に配置されている。なお、第1、第2マージン2
6,28どうしが軸線回りになす角度は80゜〜100
゜の範囲内であればよい。
【0010】また、ねじれ溝21のうち芯厚Tを構成す
る部分を含む所定幅の部分は円筒曲面29とされ、その
半径R1はドリル径をDとしたときに0.1〜0.3D
とされている。また、円筒曲面29からヒール27側へ
向かう部分も、回転方向後方へ凹む円筒曲面30とされ
ている。なお、芯厚Tは0.1〜0.2Dに設定され、
第2マージン28と円筒曲面30とのなす角度θは60
〜80゜に設定されている。
【0011】ここで、第2ねじれ溝25は、その底壁が
第1マージン26から第2マージン28へ向って連続的
に形成された第1凸曲面部25a、第2凸曲面部25b
および凹曲面部25cから構成され、第1マージン26
から第2マージン28へ向かうに従って深さが漸次深く
なっている。ここで、第1凸曲面部25aは、その曲率
半径が大きくほとんど平坦面に近い形状とされている
が、切屑排出溝がストレート溝の場合にはその部分は平
坦面に形成される。また、底面視において凹曲面部25
cと第2マージン28との境界部は鈍角をなしており、
その部分における欠けの発生が防止されている。詳細に
は、工具本体20の回転中心と凹曲面部25c及び第2
マージン28の交叉部とを結んだ直線と、上記交叉部に
おける凹曲面部25cの接線とがなす角度αは20゜
に設定されている。一方、横断面においては、工具本
体20の回転中心と凹曲面部25c及び第2マージン2
8の交叉部とを結んだ直線と、上記交叉部における凹曲
面部25cの接線とがなす角度δは20゜以下の正角
されており、つまり凹曲面部25cと第2マージン28
とが横断面においてなす角度δは鋭角とされている。こ
れは、角度δを正角とすることにより凹曲面部25cに
存在する切粉が第2マージン28側へ一層入りにくくな
るからである。
【0012】さらに、第2ねじれ溝25の凹曲面部25
cの回転方向を向く壁面と先端逃げ面との交叉稜線部に
は副切刃31が形成されている。副切刃31は、切刃2
3で加工した穴の仕上げ加工をするもので、その直径は
切刃23の直径と同一とされている。ここで、第2マー
ジン28の先端稜線部のうち副切刃31の端部P1は、
これと反対側の端部P2よりも後端側に位置させられて
いる。これにより、第2マージン28の先端稜線部P1
2は、加工穴内周の仕上げ加工を行うさらい刃として
機能する。すなわち、一般にアルミ材の穴明け加工に際
しては、切刃によって加工された穴が瞬時のうちに縮径
するので、縮小代を見込んでドリル径を選定するのが一
般的である。これに対して、本発明においては、切刃2
3で穴明けした後に縮径した穴は、第2マージン28の
先端稜線部P12で仕上げ加工されるため、切刃23の
直径と同じ直径の穴を加工することができる。このよう
に、このツイストドリルでは、第2マージンの先端稜線
部P12をさらい刃としているので、稜線部P12の先
端側の端部P2は切刃23の外周側端部Qよりも後端側
に配置されている。
【0013】上記構成のツイストドリルにおいては、ほ
ぼ等分割に配置された第1、第2マージン26,28に
よって工具本体20が確実にガイドされるので工具本体
20の振動を防止することができる。また、切刃23で
荒加工したあとに副切刃31で仕上げ加工を行うことが
できるので、加工穴の寸法精度や面粗度を向上させるこ
とができる。また、副切刃31で生成された微少な切屑
あるいは切粉は、第2ねじれ溝28に沿って工具本体2
0の後端側へ排出されるので、切粉が第2マージン28
と加工穴との間に入り込むことが少なく、切粉の加工穴
への溶着を防止することができる。さらに、上記ツイス
トドリルにおいては、第2ねじれ溝25が第2マージン
28側へ向かうに従って漸次深くなるので、切粉が工具
の回転に伴って流れ易く、凹部20の最も深い部分、つ
まり凹曲面部20bへ導かれ、そこから切屑とともに第
2ねじれ溝25に沿って後端側へ排出される。したがっ
て、第2マージン28と加工穴内面との間への切粉の侵
入をより一層確実に防止することができ、切粉の溶着に
起因する肌荒れ等の発生を未然に防止することができ
る。さらに、上記ツイストドリルでは、切刃23で穴明
けした後に縮径した穴を、第2マージン28の先端稜線
部P12で仕上げ加工することができるので、縮小代を
ほとんど考慮する必要がないという利点がある。
【0014】なお、上記実施例では、第2ねじれ溝25
の壁部を平坦部25a、凸曲面部25b、凹曲面部25
cとから構成しているが、平坦部25a及び凸曲面部2
5bを一つの凸曲面で構成してもよい。また、平坦部2
5aの部分においては、その深さが必ずしも第2マージ
ン28側へ向かって増加するものでなくてももよい。
【0015】次に、図4及び図5は本発明の第2実施例
を示すものである。この実施例のツイストドリルにおい
ては、第2マージン28を構成する壁部の先端逃げ面
が、外周側及び回転方向後方に向かって下り勾配となる
傾斜面32に形成されている。このため、第2マージン
28の先端の2つのエッジ部34a,34bの位置は、
切刃33側のエッジ部34aが他方のエッジ部34bに
対して先端側に位置している。このため、副切刃33に
よる加工においては、後ろ側のエッジ部34bよりも必
ず先に副切刃33側のエッジ部34aが被削材と接触す
る。したがって、後ろ側のエッジ部34bと被削材との
干渉を防止することができ、加工穴の仕上げ面粗度を向
上させることができる。
【0016】図6及び図7は上記第2実施例の変形例を
示すものである。この第3実施例において傾斜面35
は、上記実施例の傾斜面32に比して回転方向後方へよ
り大きく傾斜させられている。このため、第2マージン
を構成する壁部の先端逃げ面のうち大きな範囲が傾斜面
35とされている。このようなツイストドリルにおいて
も上記実施例と同じ効果を得ることができる。
【0017】次に図8および図9は本発明の第4実施例
を示すものである。この実施例のツイストドリルは、前
記第1実施例における第1マージン26に代えて所定の
逃げ角が付された逃げ面36を形成した点が前記第1実
施例のものと異なっている。このようなツイストドリル
においては、第1外周壁部に逃げ面36を形成している
ので、加工穴との摩擦が少なく、したがって、加工箇所
の発熱に起因する種々の悪影響、たとえば切粉の溶着や
加工後における穴径の縮小等を抑制することができる。
また、工具本体20のガイド性についても、切削抵抗の
主分力方向の振動は第2マージン28で抑制され、背分
力方向の振動はその程度が小さいので逃げ面36の縁部
によっても充分に抑制されるので、4つのマージンを有
する場合に比してガイド性はさほど損なわれることはな
い。
【0018】なお、また、本発明は上記実施例のような
ツイストドリルに限定されるものではなく、ストレート
溝のドリルやエンドミルやドリルリーマ等の種々の穴明
け工具に適用できることは勿論である。また、摩耗の激
しい部分にTiやTiNあるいはダイヤモンドのコー
ティングを施すことにより、耐磨耗性やマージン部にお
ける被削材との潤滑性を向上させることができる。さら
に、上記実施例ではいずれも、工具本体20に直接的に
切刃23や副切刃31を形成した穴明け工具について説
明したが、この工具本体20において、これらの切刃2
3,31の部分に、ダイヤモンドやCBN(立方晶窒化
硼素)を主成分とする超高硬度焼結体をロウ付け等によ
り接合し、この超高硬度焼結体の部分に切刃23や副切
刃31を形成したような構成としてもよい。しかして、
このような構成を採ることにより、摩耗の激しい刃先部
分において耐磨耗性の一層の向上を図ることができる。
【0019】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明の穴明け工
具においては、工具本体の側部に2つの第1切屑排出溝
を設け、第1切屑排出溝の回転方向を向く壁面と先端逃
げ面との稜線部に切刃を設けるとともに、第1切屑排出
溝に隣接する回転方向後側のランド部に第1外周壁部、
ヒール側のランド部に第1外周壁部と直径が等しい第2
外周壁部を設け、さらに、第1、第2外周壁部をほぼ等
分割に配置し、ランド部に、第2外周壁部に隣接して
端逃げ面に開口し先端側から後端側に延在する第2切屑
排出溝を設け、この第2切屑排出溝の回転方向を向く壁
面と先端逃げ面との稜線部に副切刃を設けているから、
切粉の溶着を防止することができるのは勿論のこと、穴
明け加工中にドリルを確実にガイドすることができ、し
たがって、穴の加工精度や仕上げ面粗さを向上させるこ
とができる。そして、底面視における第2切屑排出溝と
第2外周壁部との境界部は鈍角とされているので、この
境界部における欠けの発生を防止して工具寿命の延長を
図りつつも、横断面においてこれら第2切屑排出溝と第
2外周壁部とがなす角度は鋭角とされているので、微小
な切屑や切粉が第2外周壁部と加工穴との間に入り込む
のを確実に防いで、このような切粉等による溶着をさら
に効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例であるドリルの底面図であ
る。
【図2】図1に示すドリルのII方向側面図である。
【図3】図2のIII−III線断面図である。
【図4】本発明の第2実施例のドリルを示す底面図であ
る。
【図5】図4に示すドリルのV方向側面図である。
【図6】本発明の第3実施例のドリルを示す底面図であ
る。
【図7】図6に示すドリルのVII方向側面図である。
【図8】本発明の第4実施例のドリルを示す底面図であ
る。
【図9】図8に示すドリルのIX方向側面図である。
【図10】従来のドリルの底面図である。
【図11】図1に示すドリルの側面図である。
【図12】従来の他のドリルの底面図である。
【図13】図1に示すドリルの側面図である。
【符号の説明】
20 工具本 21 第1ねじれ溝(第1切屑排出溝) 23 切刃 24 ランド部 25 第2ねじれ溝(第2切屑排出溝) 26 第1マージン(第1外周壁部) 27 ヒール 28 第2マージン(第2外周壁部) 31 副切刃
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−292106(JP,A) 特開 昭57−127608(JP,A) 実開 平4−19710(JP,U) 実開 平1−117815(JP,U) 実開 昭62−188312(JP,U) 実開 昭57−100419(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B23B 51/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 軸線回りに回転させられる工具本体の側
    部に2つの第1切屑排出溝が設けられ、第1切屑排出溝
    の回転方向を向く壁面と先端逃げ面との稜線部に切刃が
    設けられるとともに、第1切屑排出溝に隣接する回転方
    向後側のランド部に第1外周壁部が、ヒール側のランド
    部に上記第1外周壁部と直径が等しい第2外周壁部が設
    けられた穴明け工具において、上記第1、第2外周壁部
    をほぼ等分割に配置し、上記ランド部に、上記第2外周
    壁部に隣接して上記先端逃げ面に開口し先端側から後端
    側に延在する第2切屑排出溝を設け、この第2切屑排出
    溝の回転方向を向く壁面と先端逃げ面との稜線部に副切
    刃を設け、底面視において上記第2切屑排出溝と第2外
    周壁部との境界部は鈍角をなしている一方、上記第2切
    屑排出溝と第2外周壁部とが横断面においてなす角度は
    鋭角としたことを特徴とする穴明け工具。
  2. 【請求項2】 前記第2外周壁部を円筒曲面をなすマー
    ジンに形成し、前記第1外周壁部を所定の逃げ角が付さ
    れた逃げ面に形成したことを特徴とする請求項1に記載
    の穴明け工具。
  3. 【請求項3】 底面視において上記工具本体の回転中心
    と上記第2切屑排出溝及び第2外周壁部の交叉部とを結
    んだ直線と、上記交叉部における上記第2の切屑排出溝
    の接線とがなす角度が20°以下に設定されていること
    を特徴とする請求項1または2に記載の穴明け工具。
  4. 【請求項4】 横断面において上記工具本体の回転中心
    と上記第2切屑排出溝及び第2外周壁部の交叉部とを結
    んだ直線と、上記交叉部における上記第2の切屑排出溝
    の接線とがなす角度が20°以下に設定されていること
    を特徴とする請求項1ないし3の何れかに記載の穴明け
    工具。
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