JP4724174B2

JP4724174B2 - ドリル

Info

Publication number: JP4724174B2
Application number: JP2007503223A
Authority: JP
Inventors: ラング、ヴォルフガング; シュライナー、ギュンター
Original assignee: Kennametal Inc
Current assignee: Kennametal Inc
Priority date: 2004-03-17
Filing date: 2005-03-02
Publication date: 2011-07-13
Anticipated expiration: 2025-03-02
Also published as: CA2556663A1; JP2007529325A; KR101176216B1; EP1725357B1; US7837418B2; CN1910003A; CA2556663C; BRPI0508718A; DE502005010218D1; CN100417479C; EP1725357A1; WO2005092547A1; US20070237594A1; KR20060127240A

Description

本発明は、シャンクとドリル刃先で終える切刃部を備え、この切刃部にわたってドリルコアを形成した状態で渦巻き状に延びるねじれみぞを設けられた特にアルミニウム鍛造合金を加工するためのドリルに関する。

従来通常の工具あるいはドリルの利用は、例えばＡｌＭｇＳｉ１あるいはＡｌＭｇＳｉ０．５のアルミニウム鍛造合金の加工時、例えば粘着のために、工具をかなり限られた寿命にする。油性潤滑材あるいは油含有潤滑材の利用も満足できる結果を生ぜず、殊に、自動車の車体製造において工具寿命を高めるために、そのような潤滑材の利用は無思慮にはできない。その理由は、車体における溶接作業および／又は塗装作業並びに接着作業が絶えず保証されねばならず、車体の再加工前における浄化過程が、経費上および場所上の理由から行えないからである。

本発明の課題は、アルミニウム鍛造合金の加工も可能である冒頭に述べた形式のドリルを提供することにある。特にかかる材料においてドリル直径の約５倍の深穴を量産過程で切削加工できるようにすることにある。

この課題は本発明に基づいて請求項１に記載の特徴によって解決される。またこの課題は請求項２に記載の特徴によって解決される。そのために、ドリルはそのドリル刃先にドリル直径の（１５±３）％の大きさをしたコア太さを有し、ドリル刃先からシャンクに向かって徐々に細くなるドリル直径および／又はコア太さのテーパを有し、且つ、（１９±３）°の一次逃げ角と（２６±４）°の二次逃げ角を有する。

ドリルのコア太さないしドリル直径のテーパ度は、ドリル長１００ｍｍ当たり０．５〜０．９ｍｍ、好適には、０．８ｍｍの大きさを有する。特に有利な一次逃げ角は１８°であり、有利な二次逃げ角は２５°である。ドリルの刃先角は合目的的に１２０°である。

ＩＳＯ規格５４１９に基づいて、一次逃げ角ないし横逃げ角は、切刃上の選定点における切削運動の仮定方向と切刃を含む平面と逃げ面との成す選定点において半径に対して垂直な平面で測定された角度である。この角度は切刃コーナで測定される。二次逃げ角あるいは標準逃げ角は、切刃上の選定点における切削運動の仮定方向と切刃を含む平面と逃げ面との成す選定点において半径に対して垂直な平面で測定された角度である。

有利な実施態様において、ドリルは目的に適って、ドリル刃先の部位に主逃げ面に開口する２つの内部冷却孔を有する。ねじれみぞのねじれ角は約３０°である。６ｍｍより大きなドリル直径に対して適用されるこの幾何学形状の場合、目的に適って、２つの内部冷却通路孔が設けられている。同様に有利な約４０°のねじれ角の場合、目的に適って、内部冷却通路孔は設けられない。この幾何学形状は特に６ｍｍ以下のドリル直径のドリルに適用される。

特に有利な実施態様において、ドリルの切刃部の表面はまず、平均表面あらさＲ_A≒０．２まで研磨される。続いて、その表面が平均表面あらさＲ_A＜＝０．１まで精密研磨される。精密研磨は、目的に適って、ねじれみぞ並びに主逃げ面および二次逃げ面および案内ランドについて行われる。

目的に適って、上述の面、即ち、ねじれみぞ、逃げ面および／又は案内ランドは被覆され、その場合、好適にはいわゆる「ダイヤモンド・ライク・カーボン・コーティング」（商品名：ＤＬＣ−あるいはBalinit(R) Triton コーティング、Balzer社製）が利用される。

他の目的に適った実施態様において、ドリル刃先の部位で測定されたあたり部のあたり部幅は、ドリル直径の５０％であり、好適には、５０％より小さい。

本発明によって得られる利点は、特に、上述の幾何学形状と上述のドリル表面被覆を備えたドリルにより、アルミニウム鍛造合金においてドリル直径の少なくとも５倍の穴深さを量産過程で無粘着切削加工が可能となる、ことにある。その場合、ドリル摩耗はかなり減少され、長い寿命あるいは耐用期間が得られる。相応した切削特性値の増大によって、特に短い加工時間が得られる。

以下図を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。なお各図において同一部分には同一符号が付されている。

図１は、シャンク２と長さｌの切刃部３を有するほぼ円筒状本体を備えたドリル１を示す。ドリル１あるいは切刃部３の外周面に、直径線的に対向して位置する２つのねじれみぞ４が設けられている。ねじれみぞ４はドリル１の中心軸線５の周りを渦巻き状に延び、ドリル刃先６を形成するドリル１の端面に開口している。ドリル１の中心軸線５はその回転軸線でもあり、ドリル１が使用中にその回転軸線を中心に回転する。

また、ドリル１は２つの主逃げ面７と、２つの主切刃８と、２つの二次逃げ面９を有する。各二次逃げ面９はそれぞれ案内ランド１０と二次切刃１１を備えている。ねじれ角βは、好適には（３０±３）°、合目的的には３０°、あるいは（４０±３）°、合目的的には４０°である。刃先角γは特に（１２０±１）°である。

図２に示された正面図で、主逃げ面７に開口する潤滑材用の内部冷却通路孔１２が見えている。潤滑材は、アルミニウム鍛造合金の加工中、パルス制御して潤滑材最少量が冷却通路孔１２を通して導かれ、高い空気含有率の潤滑ミストとして、被切削面に吹き付けられる。

ねじれみぞ４並びに目的に適って逃げ面７および案内ランド１０も研磨され、即ち、平均表面あらさＲ_A＜＝０．１に精密研磨されている。その場合、切刃部３の表面がまず、平均表面あらさＲ_A≒０．２まで相応の研磨粒度例えばＤ４６で研磨される。続く相応の研磨粒度例えばＤ２０での精密研磨工程で、平均表面あらさＲ_A＜＝０．１に研磨される。また、ねじれみぞ４並びに逃げ面７、９および案内ランド１０に、被覆、目的に適ってＤＬＣ被覆が設けられている。

ドリル１の図示されたコア直径Ｄ_Kは、好適には、ドリル刃先６での測定においてドリル直径Ｄの１４％である。

図２に示された主切刃コーナ１３の部分拡大図に、逃げ角α₁、α₂が示されている。その場合、一次逃げ角あるいは横逃げ角（主逃げ角）α₁は、好適には１８°であり、二次逃げ角あるいは標準逃げ角（副逃げ角）α₂は、好適には２５°である。目的に適った形態において、ドリル刃先６の部位において、即ち、そこに設けられた横切刃（チゼルエッジ）１５に対向して位置する傾斜側面で測定したあたり部１６のあたり部幅Ｂは、好適には、ドリル直径Ｄの５０％以下である（Ｂ＜＝０．５・Ｄ）。

図１の表示において、ドリル１のドリル直径Ｄは、ドリル刃先６からシャンク２に向けてドリル直径Ｄ′まで徐々に細くなり（テーパを有し）、これにより、ドリル直径Ｄ′はドリル直径Ｄより小さくされている（Ｄ′＜Ｄ）。ドリル１のドリル直径Ｄの特に連続的な先細り度（テーパ度）は、ドリル刃先６ないしそこに設けられた横切刃１５から出発して、ドリル長１００ｍｍ当たり約０．８ｍｍである。

追加的にあるいはその代わりに、図３の表示において、コア直径あるいはドリルコア１４のコア太さＤ_Kが、シャンク２に向けて、好適には、連続して徐々に細くなっている（テーパを有する）。ドリル１のコア直径Ｄ_Kのテーパ度は、ドリル刃先６ないしそこに設けられた横切刃１５から出発して、同様にドリル長１００ｍｍ当たり約０．８ｍｍである。

本発明に基づくドリルの側面図。ドリル刃先の正面図と、逃げ角を表すための切刃の選定点の拡大図。ドリル直径ないしドリルコアが徐々に細くなっている図１のドリルの概略側面図。

符号の説明

１ドリル
２シャンク
３切刃部
４ねじれみぞ
６ドリル刃先
７逃げ面
９逃げ面
１０案内ランド

Claims

シャンク（２）とドリル刃先（６）まで延びる切刃部（３）を備えた特にアルミニウム鍛造合金を加工するためのドリル（１）において、
・切刃部（３）にわたってドリルコア（１４）を形成した状態で渦巻き状に延びるねじれみぞ（４）、
・ドリル直径（Ｄ）の（１５±３）％の大きさをしたドリル刃先（６）におけるコア太さ（Ｄ_k）、
・コア太さ（Ｄ_k）がドリル刃先（６）からシャンク（２）まで徐々に細くなるテーパ、
・α₁＝（１９±３）°の一次逃げ角（α₁）とα₂＝（２６±４）°の二次逃げ角（α₂）、
を備えていることを特徴とするドリル（１）。
シャンク（２）とドリル刃先（６）まで延びる切刃部（３）を備えた特にアルミニウム鍛造合金を加工するためのドリル（１）において、
・切刃部（３）にわたってドリルコア（１４）を形成した状態で渦巻き状に延びるねじれみぞ（４）、
・ドリル直径（Ｄ）の（１５±３）％の大きさをしたドリル刃先（６）におけるコア太さ（Ｄｋ）、
・ドリル直径（Ｄ）がドリル刃先（６）からシャンク（２）まで徐々に細くなるテーパ、
・α₁＝（１９±３）°の一次逃げ角（α₁）とα₂＝（２６±４）°の二次逃げ角（α₂）、
を備えていることを特徴とするドリル（１）。
ねじれ角（β）がβ＝（３０±３）°あるいはβ＝（４０±３）°であることを特徴とする請求項１又は２に記載のドリル。
ドリル刃先（６）の部位に開口する少なくとも１つの潤滑材孔（１２）を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のドリル。
コア太さ（Ｄｋ）ないしドリル直径（Ｄ）のテーパ度が、ドリル長（ｌ）１００ｍｍ当たり（０．７±０．２）ｍｍであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のドリル。
ねじれみぞ（４）、逃げ面（７）ないし案内ランド（１０）の表面が精密研磨されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載のドリル。
平均表面あらさ（Ｒ_A）がＲ_A＜＝０．１であることを特徴とする請求項６に記載のドリル。
ねじれみぞ（４）、逃げ面（７、９）ないし案内ランド（１０）に被覆が設けられていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載のドリル。
一次逃げ角（α₁）がα₁＝（１８±０．５）°であることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載のドリル。
二次逃げ角（α₂）がα₂＝（２５±０．５）°であることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載のドリル。
刃先角（γ）がγ＝（１２０±５）°であることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１つに記載のドリル。
あたり部（１６）のあたり部幅（Ｂ）がドリル直径（Ｄ）の５０％以下であることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１つに記載のドリル。