JP4725369B2 - Drill - Google Patents
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Description
この発明は、被切削材に対して加工穴を形成する穴あけ加工に用いられるドリルに関するものである。 The present invention relates to a drill used for drilling for forming a processed hole in a workpiece.
従来、このようなドリルとしては、軸線回りに回転されるドリル本体の先端側に切刃部が形成され、この切刃部の外周に後端側に向けて延びる一対の切屑排出溝が形成され、これら切屑排出溝のドリル回転方向前方側を向く壁面と切刃部の先端逃げ面との交差稜線部に切刃が形成されたドリルが知られている。
このようなドリルでは、ドリル本体が軸線回りに回転されるとともに軸線方向に送りを与えられ、被切削材に押し当てられることにより、被切削材を切刃によって切削して所定の内径の加工穴を形成するものである。
Conventionally, as such a drill, a cutting edge portion is formed on the front end side of a drill body rotated about an axis, and a pair of chip discharge grooves extending toward the rear end side are formed on the outer periphery of the cutting blade portion. A drill is known in which cutting edges are formed at the intersection ridgeline between the wall surface of the chip discharge groove facing the front side of the drill rotation direction and the tip flank of the cutting edge.
In such a drill, the drill body is rotated around the axis and fed in the axial direction, and is pressed against the workpiece, thereby cutting the workpiece with a cutting blade and machining holes with a predetermined inner diameter. Is formed.
このような構成とされたドリルでの切削加工において、切削時に発生する切屑が加工穴の内部に堆積した場合には、切屑によって切削抵抗が増大してドリルが折損したり、切屑が切刃に溶着して切削加工ができなくなったり、切屑によって加工穴の内壁面が傷つけられたりするといった様々なトラブルが発生することが知られている。 In cutting with such a drill, if chips generated during cutting accumulate inside the hole, the cutting resistance increases due to the chips, and the drill breaks, or the chips enter the cutting edge. It is known that various troubles may occur such as the inability to cut by welding, or the inner wall surface of a processing hole being damaged by chips.
そこで、例えば特許文献１に開示されているドリルにおいては、切刃が第１次直線刃と第２直線刃との２つの直線刃で構成されており、切刃の外周端に位置する第１次直線刃のラジアルレーキ角が、−２５°から−１５°と負側に設定されているものである。このような切刃形状とすることで、切屑の長さを短くして切屑排出性の向上を図ることができるものである。
ところで、ドリルによって加工穴を形成する際には、加工穴の内壁面を切刃の外周端部分で切削することになる。ここで、特許文献１に開示されたような切刃形状では、切刃の外周端部分のラジアルレーキ角が−２５°から−１５°と大きく負側に設定されているので、切刃の切れ味が悪くなって加工穴の内壁面と切刃外周端とが摺動することとなり、加工穴内壁面が加工硬化してしまう。
加工穴内壁面が加工硬化した場合には、この加工穴にネジ切り加工を施したり、ピンを圧入したりする際に、加工穴の変形抵抗が大きくなりこれらの作業が効率良くできなくなってしまうといった問題があった。
By the way, when forming a processed hole with a drill, the inner wall surface of the processed hole is cut at the outer peripheral end portion of the cutting blade. Here, in the cutting edge shape as disclosed in Patent Document 1, the radial rake angle of the outer peripheral end portion of the cutting edge is set to a large negative side from -25 ° to -15 °. Becomes worse, the inner wall surface of the machining hole and the outer peripheral edge of the cutting edge slide, and the inner wall surface of the machining hole is work-hardened.
When the inner wall surface of a processed hole is hardened, when the threaded hole is processed into the processed hole or when a pin is press-fitted, the deformation resistance of the processed hole increases and these operations cannot be performed efficiently. There was a problem.
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、切刃の切れ味を向上させることによって、加工穴内壁面の加工硬化を抑制できるドリルを提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of such a situation, Comprising: It aims at providing the drill which can suppress the work hardening of the inner wall surface of a working hole by improving the sharpness of a cutting blade.
この課題を解決するために、この発明は、軸線回りに回転されるドリル本体の先端側に設けられた切刃部の外周に、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切刃部の先端逃げ面との交差稜線部に切刃が形成されたドリルにおいて、前記切刃は、先端視してドリル回転方向後方側に凹んだ凹曲線刃と該凹曲線刃の外周側に連なりドリル回転方向前方側に突出した凸曲線刃とからなり、前記凹曲線刃の曲率半径Ｒ１が、ドリル外径Ｄに対して、１×Ｄ≦Ｒ１≦３×Ｄの範囲内に設定されるとともに、前記凸曲線刃の曲率半径Ｒ２が、０．０４×Ｄ≦Ｒ２≦０．０７×Ｄの範囲内に設定されており、前記切刃の外周端におけるラジアルレーキ角γ１が、−１２°≦γ１≦−８°の範囲内に設定されていることを特徴としている。 In order to solve this problem, according to the present invention, a chip discharge groove extending toward the rear end side is formed on the outer periphery of a cutting edge portion provided on the tip side of a drill body rotated about an axis, and the chip In a drill in which a cutting edge is formed at a crossing ridge line portion between a wall surface facing the front side in the drill rotation direction of the discharge groove and the tip flank surface of the cutting edge portion, the cutting blade is located on the rear side in the drill rotation direction when viewed from the front end. It consists of a concave curved blade and a convex curved blade that continues to the outer peripheral side of the concave curved blade and protrudes forward in the direction of drill rotation. The radius of curvature R1 of the concave curved blade is 1 × with respect to the drill outer diameter D. The radius of curvature R2 of the convex curve blade is set within a range of 0.04 × D ≦ R2 ≦ 0.07 × D, and is set within a range of D ≦ R1 ≦ 3 × D. The radial rake angle γ1 at the outer peripheral edge of the blade is set within a range of −12 ° ≦ γ1 ≦ −8 °. It is characterized by being defined.
この構成のドリルにおいては、切刃が、ドリル回転方向後方側に向けて凹んだ凹曲線刃とこの凹曲線刃の外周側に連なりドリル回転方向前方側に突出した凸曲線刃とで構成されているので、一度に切刃全体が被切削材に切り込まれることがなく切削抵抗を低減することができる。
さらに、切刃の外周端におけるラジアルレーキ角γが、−１２°≦γ≦−８°の範囲内に設定されているので、切刃外周端における切れ味を良くすることができるとともに、切刃外周端における強度を確保して切削抵抗による切刃の欠損を防止できる。
In the drill of this configuration, the cutting edge is constituted by a concave curved blade that is recessed toward the rear side in the drill rotation direction and a convex curved blade that is connected to the outer peripheral side of the concave curved blade and projects forward in the drill rotation direction. As a result, the entire cutting edge is not cut into the workpiece at once, and the cutting resistance can be reduced.
Further, since the radial rake angle γ at the outer peripheral edge of the cutting edge is set within the range of −12 ° ≦ γ ≦ −8 °, the cutting edge outer peripheral edge can be improved and the cutting edge outer periphery can be improved. It is possible to secure the strength at the end and prevent the cutting edge from being damaged by the cutting resistance.
また、前記凹曲線刃の曲率半径Ｒ１が、前記ドリル外径Ｄに対して、１×Ｄ≦Ｒ１≦３×Ｄの範囲内に設定されているので、凹曲線刃によって切刃全体の切れ味をよくすることができるとともに凹曲線刃の強度が大きく低下することを防止できる。これに加えて、前記凸曲線刃の曲率半径Ｒ２が、０．０４×Ｄ≦Ｒ２≦０．０７×Ｄの範囲内に設定されているので、切刃外周端の強度を確保して切削抵抗による切刃の欠損を確実に防止できる。 Moreover, since the radius of curvature R1 of the concave curve blade is set within the range of 1 × D ≦ R1 ≦ 3 × D with respect to the drill outer diameter D, the sharpness of the entire cutting blade is improved by the concave curve blade. This can improve the strength of the concave curved blade and prevent the strength of the concave curved blade from greatly decreasing. In addition, since the radius of curvature R2 of the convex curve blade is set in the range of 0.04 × D ≦ R2 ≦ 0.07 × D, the strength of the outer peripheral edge of the cutting blade is ensured and the cutting resistance is ensured. It is possible to reliably prevent the cutting edge from being damaged.
ここで、前記先端逃げ面に対向する側から見た前記凹曲線刃の長さＬ１と前記凸曲線刃の長さＬ２との比Ｌ１／Ｌ２を、２５≦Ｌ１／Ｌ２≦３５の範囲内に設定することにより、主に切削に使用される凹曲線刃の長さを確保して切削加工を良好に行うことができるとともに、切刃外周端の強度を確実に確保することができる。また、切刃全体にわたって一様な切れ味を確保することができる。 Here, the ratio L1 / L2 between the length L1 of the concave curve blade and the length L2 of the convex curve blade viewed from the side facing the tip flank is within a range of 25 ≦ L1 / L2 ≦ 35. By setting, the length of the concave curve blade mainly used for cutting can be ensured and cutting can be performed satisfactorily, and the strength of the outer peripheral edge of the cutting blade can be reliably ensured. Moreover, a uniform sharpness can be ensured over the entire cutting edge.
また、前記切屑排出溝のドリル回転方向前方側を向く前記壁面を、前記軸線に直交する断面において、ドリル回転方向後方側に凹んだ凹曲線部と該凹曲線部の外周側に連なりドリル回転方向前方側に突出した凸曲線部とで構成し、前記凹曲線部の曲率半径Ｒ３を、前記ドリル外径Ｄに対して、０．７×Ｄ≦Ｒ３≦０．９×Ｄの範囲内に設定するとともに、前記凸曲線部の曲率半径Ｒ４を、０．１×Ｄ≦Ｒ４≦０．２×Ｄの範囲内に設定し、前記切屑排出溝の外周端におけるラジアルレーキ角γ２を−２≦γ２≦＋３°の範囲内に設定することにより、切刃部の後端側部分が加工穴内壁面と摺動する際の抵抗を小さく抑えることができるとともに、切屑排出溝の外周端の強度を確保してドリル本体が破損することを防止できる。 In addition, the wall surface facing the front side in the drill rotation direction of the chip discharge groove is connected to the concave curve portion recessed on the rear side in the drill rotation direction and the outer periphery side of the concave curve portion in the cross section orthogonal to the axis. It is comprised with the convex curve part which protruded ahead, and the curvature radius R3 of the said concave curve part is set in the range of 0.7 * D <= R3 <= 0.9 * D with respect to the said drill outer diameter D. In addition, the radius of curvature R4 of the convex curve portion is set within a range of 0.1 × D ≦ R4 ≦ 0.2 × D, and the radial rake angle γ2 at the outer peripheral end of the chip discharge groove is set to −2 ≦ γ2. By setting it within the range of ≦ + 3 °, the resistance when the rear end portion of the cutting edge slides against the inner wall surface of the machining hole can be kept small, and the strength of the outer peripheral edge of the chip discharge groove can be secured. This can prevent the drill body from being damaged.
さらに、切刃の芯高Ｈを、ドリル外径Ｄに対して、０．０６×Ｄ≦Ｈ≦０．１×Ｄの範囲内となるように設定することにより、切刃に連なる逃げ面が小さくなって切刃の真のすくい角を大きくとることができ、切刃全体の切れ味をさらに良くすることができるとともに、切刃の強度を確保して切削抵抗による切刃の欠損を防止できる。
なお、このような作用効果を確実に奏功せしめるためには、前記芯高Ｈを、０．０７≦Ｈ≦０．０９の範囲内に設定することが好ましい。
Furthermore, by setting the core height H of the cutting edge to be within the range of 0.06 × D ≦ H ≦ 0.1 × D with respect to the drill outer diameter D, the flank face connected to the cutting edge is reduced. The true rake angle of the cutting edge can be increased and the cutting edge of the entire cutting edge can be further improved, and the cutting edge can be prevented from being damaged due to cutting resistance by securing the strength of the cutting edge.
In addition, in order to achieve such an effect reliably, it is preferable to set the core height H within a range of 0.07 ≦ H ≦ 0.09.
また、前記軸線方向に直交する断面における溝幅比Ｗ１／Ｗ２を、０．３≦Ｗ１／Ｗ２≦０．６の範囲内に設定するとともに、前記切屑排出溝の溝底部の曲率半径Ｒを、０．１×Ｄ≦Ｒ≦０．２５×Ｄの範囲内に設定することにより、切刃によって生成されて切屑排出溝内に案内された切屑を、溝底部の曲率半径Ｒに沿って強制的にカールさせて切屑を短く分断できるので、このドリルの切屑排出性を向上させることができる。 Further, the groove width ratio W1 / W2 in the cross section orthogonal to the axial direction is set within a range of 0.3 ≦ W1 / W2 ≦ 0.6, and the curvature radius R of the groove bottom portion of the chip discharge groove is set as follows: By setting within the range of 0.1 × D ≦ R ≦ 0.25 × D, the chips generated by the cutting blade and guided into the chip discharge groove are forced along the radius of curvature R of the groove bottom. Since the chips can be cut into short pieces by curling, it is possible to improve the chip discharge performance of this drill.
本発明によれば、切刃の切れ味を向上させることによって、加工穴内壁面の加工硬化を抑制できるドリルを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the drill which can suppress the work hardening of the inner wall surface of a process hole can be provided by improving the sharpness of a cutting blade.
本発明の実施の形態であるドリルについて、添付した図面を用いて説明する。図１から図３に本発明の実施の形態であるドリルを示す。
このドリルは、図１に示すように、軸線Ｏを中心とした概略円柱状をなすドリル本体１０を有しており、ドリル本体１０後端側（図１において上側）部分が工作機械の回転軸に把持されるシャンク部１１とされるとともに、ドリル本体１０先端側（図１において下側）が切刃部１２とされている。
A drill according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. 1 to 3 show a drill according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, this drill has a
切刃部１２の外周には、先端逃げ面１３から軸線Ｏ方向の後端側に向かうにしたがいドリル回転方向Ｔ後方側にねじれる一対の切屑排出溝２０、２０が軸線Ｏに対して１８０°回転対称に形成されている。この切屑排出溝２０は、ドリル回転方向Ｔ前方側を向く壁面２１とドリル本体１０径方向外側を向く溝底部２２とドリル回転方向Ｔ後方側を向く壁面２３とを有している。
On the outer periphery of the
また、これら切屑排出溝２０、２０のドリル回転方向Ｔ前方側を向く壁面２１、２１と先端逃げ面１３との交差稜線部にそれぞれ切刃１５、１５が形成されている。
ここで、切屑排出溝２０のドリル回転方向Ｔ前方側を向く壁面２１の先端側は、ドリル回転方向Ｔ後方側に凹むような凹曲面とこの凹曲面の外周端に連なりドリル回転方向Ｔ前方側に向けて凸となる凸曲面とで構成されており、これによりドリル回転方向Ｔ前方側を向く壁面２１と先端逃げ面１３との交差稜線部に形成された切刃１５は、ドリル回転方向Ｔ後方側に凹むような凹曲線刃１５Ａとこの凹曲線刃１５Ａの外周側に連なりドリル回転方向Ｔ前方側に向けて突出する凸曲線刃１５Ｂとで構成されることになる。
Further,
Here, the tip end side of the
凹曲線刃１５Ａの曲率半径Ｒ１は、ドリル外径Ｄに対して１×Ｄ≦Ｒ１≦３×Ｄの範囲内に設定されており、本実施形態では、Ｒ１＝１．３４×Ｄに設定されている。また、凸曲線刃１５Ｂの曲率半径Ｒ２は、ドリル外径Ｄに対して０．０４×Ｄ≦Ｒ２≦０．０７×Ｄの範囲内に設定されており、本実施形態では、Ｒ２＝０．０４×Ｄに設定されている。
そして、切刃１５の外周端におけるラジアルレーキ角γ１は−１２°≦γ１≦−８°の範囲内となるように設定されており、本実施形態では、γ１＝−８°に設定されている。
The radius of curvature R1 of the concave
And the radial rake angle γ1 at the outer peripheral end of the
さらに、凹曲線刃１５Ａ及び凸曲線刃１５Ｂを先端逃げ面１３に対向する側から見て、凹曲線刃１５Ａの長さＬ１と凸曲線刃１５Ｂの長さＬ２との比Ｌ１／Ｌ２は、２５≦Ｌ１／Ｌ２≦３５の範囲内となるように設定され、本実施形態では、Ｌ１／Ｌ２＝３０に設定されている。つまり、切刃１５は、そのほとんどが凹曲線刃１５Ａで構成され、凹曲線刃１５Ａの外周端部分に僅かに凸曲線刃１５Ｂが配置されることになる。
Furthermore, when the
また、切屑排出溝２０のドリル回転方向Ｔ前方側を向く壁面２１の後端側は、軸線Ｏに直交する断面において、ドリル回転方向Ｔ後方側に向けて凹んだ凹曲線部２１Ａとこの凹曲線部２１Ａの外周端に連なりドリル回転方向Ｔ前方側に突出した凸曲線部２１Ｂとを有している。この凹曲線部２１Ａの曲率半径Ｒ３は、０．７×Ｄ≦Ｒ３≦０．９×Ｄの範囲内に設定されており、本実施形態では、Ｒ３＝０．７６×Ｄに設定されている。また、凸曲線部２１Ｂの曲率半径Ｒ４は、０．１×Ｄ≦Ｒ４≦０．２×Ｄの範囲内に設定されており、本実施形態では、Ｒ４＝０．１２×Ｄに設定されている。
そして、切屑排出溝２０の外周端部分のラジアルレーキ角γ２は−２°≦γ２≦＋３°の範囲内に設定されており、本実施形態では、γ２＝０°に設定されている。
In addition, the rear end side of the
And the radial rake angle γ2 of the outer peripheral end portion of the
また、切刃１５の芯高Ｈ（主軸中心の基準線からの切刃１５の突き出し高さ）は、ドリル外径Ｄに対して０．０６×Ｄ≦Ｈ≦０．１×Ｄの範囲内に設定されており、好ましくは０．０７×Ｄ≦Ｈ≦０．０８×Ｄの範囲内に設定されている。なお、本実施形態では、Ｈ＝０．０７６×Ｄに設定されている。
The core height H of the cutting edge 15 (the protruding height of the
切刃部１２の先端逃げ面１３は、図２に示すように、切屑排出溝２０、２０が交差することによって切刃１５、１５がドリル回転方向Ｔ前方側の稜線部に形成された第１逃げ面１３Ａ、１３Ａと、これら第１逃げ面１３Ａ、１３Ａのドリル回転方向Ｔ後方側に連なる第２逃げ面１３Ｂ、１３Ｂとから構成された多段面状をなしていて、切刃１５、１５には、ドリル回転方向Ｔ後方側に向かうにしたがい多段的に大きくなるような逃げが与えられている。本実施形態では、第１逃げ面１３Ａがなす逃げ角が７°とされ、第２逃げ面１３Ｂがなす逃げ角が２５°とされている。
ここで、本実施形態においては、前記芯高Ｈが、Ｈ＝０．０７６×Ｄに設定されているので、先端面視において図２に示すように、第１逃げ面１３Ａが小さくされている。
As shown in FIG. 2, the
Here, in this embodiment, since the core height H is set to H = 0.076 × D, the
さらに、この先端逃げ面１３はドリル本体１０径方向外側に向かうにしたがい漸次切刃部１２の後端側に向かうように傾斜させられており、切刃１５、１５に所定の先端角αが付されるようになっている。なお、本実施形態においては、前記先端角αは、α＝１３５°に設定されている。
また、切刃部１２には、切刃部１２後端側に向かうにしたがい外径が漸次小さくなるようにバックテーパが設けられており、本実施形態においては、バックテーパ量は０．３／１００から０．３５／１００とされている。
Further, the
Further, the
また、切刃部１２先端には、切屑排出溝２０の溝底部２２及びドリル回転方向Ｔ後方側を向く壁面２３と先端逃げ面１３（第１逃げ面１３Ａ及び第２逃げ面１３Ｂ）との交差稜線部分を、軸線Ｏに交差して切刃部１２の後端側に向かうにしたがい切屑排出溝２０の内側に向けて切り欠くようにしてシンニング部１６が形成されている。
したがって、切刃１５の内周端側には、このシンニング部１６と第１逃げ面１３Ａとの交差稜線部に形成されて軸線Ｏに向けて直線状に延びるシンニング切刃１７に連接されている。
Further, at the tip of the
Therefore, on the inner peripheral end side of the
ここで、切刃部１２における一対の切屑排出溝２０、２０を除く外周面、すなわち、このドリルにおけるランド部３０は、軸線Ｏに直交する断面において、図２に示すように、切屑排出溝２０のドリル回転方向Ｔ前方側を向く壁面２１の外周側稜線部に交差して、軸線Ｏを中心とした略円弧状をなすマージン部３１と、このマージン部３１のドリル回転方向Ｔ後方側に連なり、マージン部３１がなす円弧よりも一段小さい外径を有する軸線Ｏを中心とした略円弧状をなす二番取り面３２とから構成されており、二番取り面３２のドリル回転方向Ｔ後方側端、つまり、切屑排出溝２０のドリル回転方向Ｔ後方側を向く壁面の外周端部分がヒール部３３とされている。
また、これらマージン部３１と二番取り面３２とは、切屑排出溝２０と同様に、先端逃げ面１３に交差する部分から軸線Ｏ方向の後端側に向かうにしたがいドリル回転方向Ｔ後方側にねじれるように形成されている。
Here, as shown in FIG. 2, the outer peripheral surface of the
Further, like the
そして、切刃部１２においては、図３に示すように、切屑排出溝２０の溝幅Ｗ１は、ランド部３０のランド幅Ｗ２よりも小さくされており、具体的には、軸線Ｏに直交する断面における切屑排出溝２０の溝幅Ｗ１とランド部３０のランド幅Ｗ２との比率である溝幅比Ｗ１／Ｗ２が、０．３≦Ｗ１／Ｗ２≦０．６の範囲内に設定され、より好ましくは０．４≦Ｗ１／Ｗ２≦０．５の範囲内に設定されている。なお、本実施形態では、溝幅比Ｗ１／Ｗ２＝０．４８とされている。
In the
さらに、切屑排出溝２０は、前述のように、ドリル回転方向Ｔ前方側を向く壁面２１とドリル本体径方向外側を向く溝底部２２とドリル回転方向Ｔ後方側を向く壁面２３とを有しており、軸線Ｏに直交する断面において、前記溝底部２２がなす凹曲線の曲率半径Ｒは、ドリル外径Ｄに対して、０．１×Ｄ≦Ｒ≦０．２５×Ｄの範囲内に設定され、より好ましくは０．１５×Ｄ≦Ｒ≦０．２×Ｄ設定されている。なお、本実施形態では、曲率半径Ｒ＝０．１５×Ｄとされている。
Further, as described above, the
また、切屑排出溝２０のねじれ角、つまり、軸線Ｏと切屑排出溝２０の中心線とがなす角度θは、１５°≦θ≦３５°の範囲内に設定され、より好ましくは２０°≦θ≦３０°の範囲内に設定されている。なお、本実施形態では、ねじれ角θ＝２５°とされている。
また、本実施形態においては、ドリル本体１０における切刃部１２の表面、すなわち、切刃部１２の外周面であるランド部３０、先端逃げ面１３、切屑排出溝２０及びシンニング部１６などの表面に対して、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ＴｉＡｌＮなどの硬質皮膜が被覆されている。
Further, the twist angle of the
Further, in the present embodiment, the surface of the
以上のような構成とされたドリルは、ドリル本体１０の後端に形成されたシャンク部１１が工作機械の回転軸に把持されて、軸線Ｏ回りに回転されるとともに、軸線Ｏ方向先端側に向けて送られて、被切削材に押し当てられ、被切削材に所定の内径の加工穴を形成するものである。また、本実施形態のドリルは、加工穴として、例えば板厚ｔがドリル外径Ｄに対してｔ＝１×Ｄとされたフランジ部に貫通穴を形成する際に使用されるものであり、加工穴の穴深さＬは、Ｌ＝１×Ｄとされている。
In the drill configured as described above, the
以上のような構成とした本実施形態であるドリルにおいては、切刃１５が、ドリル回転方向Ｔ後方側に向けて凹んだ凹曲線刃１５Ａとこの凹曲線刃１５Ａの外周側に連なりドリル回転方向Ｔ前方側に突出した凸曲線刃１５Ｂとによって構成されているので、切刃１５全体が一度に被切削材に切り込まされることがなく切削抵抗を低減することができる。
In the drill according to the present embodiment configured as described above, the
また、凹曲線刃１５Ａの曲率半径Ｒ１が、ドリル外径Ｄに対して、１×Ｄ≦Ｒ１≦３×Ｄの範囲内に設定され、本実施形態では、Ｒ１＝１．３４×Ｄに設定されているので、凹曲線刃によって切刃全体の切れ味をよくすることができるとともに凹曲線刃の強度が大きく低下することを防止できる。また、凸曲線刃１５Ｂの曲率半径Ｒ２が、０．０４×Ｄ≦Ｒ２≦０．０７×Ｄの範囲内に設定され、本実施形態では、Ｒ２＝０．０４×Ｄに設定されているので、切刃１５の外周の切れ味を良好にするととともに、切刃１５の強度を確保して切刃１５の欠損を確実に防止できる。
Further, the radius of curvature R1 of the concave
さらに、切刃１５の外周端におけるラジアルレーキ角γ１が、−１２°≦γ１≦−８°の範囲内に設定され、本実施形態では、γ１＝−８°に設定されているので、切刃１５の外周端における切れ味を良くして加工穴内壁面の加工硬化を防止することができるとともに、切刃１５の外周端における刃先強度を確保でき、切削抵抗による切刃１５の欠損を確実に防止できる。
Further, the radial rake angle γ1 at the outer peripheral end of the
また、凹曲線刃１５Ａ及び凸曲線刃１５Ｂを先端逃げ面１３に対向する側から見て、凹曲線刃１５Ａの長さＬ１と凸曲線刃１５Ｂの長さＬ２との比Ｌ１／Ｌ２が、２５≦Ｌ１／Ｌ２≦３５の範囲内となるように設定され、本実施形態では、Ｌ１／Ｌ２＝３０に設定されているので、主に切削に使用される凹曲線刃１５Ａの長さを確保して切削抵抗の低減を図ることができるとともに、切刃１５の外周端を凸曲線刃１５Ｂとすることで、外周端部分における切刃１５の強度をさらに確実に確保することができる。また、切刃１５全体にわたって一様な切れ味を確保することができる。
Further, when the concave
また、切屑排出溝２０のドリル回転方向Ｔ前方側を向く壁面２１が、軸線Ｏに直交する断面において、ドリル回転方向Ｔ後方側に凹んだ凹曲線部２１Ａと該凹曲線部の外周側に連なりドリル回転方向Ｔ前方側に突出した凸曲線部２１Ｂとで構成され、凹曲線部２１Ａの曲率半径Ｒ３が、０．７×Ｄ≦Ｒ３≦０．９×Ｄの範囲内に設定され、本実施形態ではＲ３＝０．７６×Ｄに設定されているとともに、凸曲線部２１Ｂの曲率半径Ｒ４が、０．１×Ｄ≦Ｒ４≦０．２×Ｄの範囲内に設定され、本実施形態ではＲ４＝０．１２×Ｄに設定され、切屑排出溝２０の外周端におけるラジアルレーキ角γ２が−２≦γ２≦＋３°の範囲内に設定され、本実施形態では、γ２＝０°に設定されているので、切刃部１２の後端側部分が加工穴内壁面と摺動する際の抵抗を小さく抑えることができるとともに、切屑排出溝２０の外周端の強度を確保でき、切削抵抗によってドリル本体１０が破損することを防止できる。
Further, the
さらに、切刃１５の芯高Ｈが、ドリル外径Ｄに対して、０．０６×Ｄ≦Ｈ≦０．１×Ｄの範囲内となるように、好ましくは０．０７≦Ｈ≦０．０９の範囲内に設定されており、本実施形態では、Ｈ＝０．０７６×Ｄとされているので、切刃１５のドリル回転方向Ｔ後方側に連なる第１逃げ面１３Ａが小さくなって、この切刃１５の真のすくい角を大きくとることができ、切刃１５全体の切れ味を良くすることができる。さらに、切刃１５の強度を確保することができ、切削抵抗による切刃１５の欠損を確実に防止できる。
Further, the center height H of the
また、軸線Ｏ方向に直交する断面における溝幅比Ｗ１／Ｗ２が、０．３≦Ｗ１／Ｗ２≦０．６の範囲内に設定され、より好ましくは０．４≦Ｗ１／Ｗ２≦０．５の範囲内に設定されており、本実施形態では、溝幅比Ｗ１／Ｗ２＝０．４８とされているので、ドリル本体１０を切り欠く部分が少なくなり、このドリル本体１０の剛性を向上させることができる。したがって、ドリルを高速回転させた際の振れが少なく、加工穴を寸法精度良く形成することができる。
Further, the groove width ratio W1 / W2 in the cross section perpendicular to the direction of the axis O is set within a range of 0.3 ≦ W1 / W2 ≦ 0.6, and more preferably 0.4 ≦ W1 / W2 ≦ 0.5. In this embodiment, since the groove width ratio is W1 / W2 = 0.48, the portion of the
また、切屑排出溝２０の溝底部２２の曲率半径Ｒが、０．１×Ｄ≦Ｒ≦０．２５×Ｄの範囲内に設定され、より好ましくは０．１５×Ｄ≦Ｒ≦０．２×Ｄに設定されており、本実施形態では、曲率半径Ｒ＝０．１５×Ｄとされているので、切刃１５によって生成されて切屑排出溝２０内に案内された切屑をこの溝底部２２の曲率半径Ｒに沿って強制的にカールさせて切屑を短く分断できる。したがって、このドリルの切屑排出性を向上させることができる。
なお、本実施形態においては、加工穴の穴深さＬがドリル外径Ｄに対してＬ＝１×Ｄとされているので、切屑が切屑排出溝２０を通過する距離が短く、切屑詰まりが発生するおそれが少ない。
Further, the radius of curvature R of the
In the present embodiment, since the hole depth L of the processed hole is L = 1 × D with respect to the drill outer diameter D, the distance that the chip passes through the
さらに、切屑排出溝２０のねじれ角θがθ＝２５°とされているので、加工穴の底部で発生する切屑を確実にドリル後端側へと排出して穴あけ加工を良好に行うことができるとともに、軸線Ｏに直交する断面においてドリル本体１０を切り欠く部分が少なくなり、ドリル本体１０の剛性を向上させることができ、ドリルを高速回転させた際の振動の発生を確実に防止して、加工穴をさらに寸法精度良く形成することができる。
また、ドリル本体１０における切刃部１２の表面に対して、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ＴｉＡｌＮなどの硬質皮膜が被覆されているので、耐摩耗性が向上してこのドリルの寿命延長を図ることができる。
Furthermore, since the twist angle θ of the
Further, since the surface of the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、先端角や溝幅比等は、本実施形態に限定されることはなく、任意の形状とすることができる。ただし、切刃の形状及び切刃の外周端のラジアルレーキ角については、本発明の範囲内に設定する必要がある。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this, It can change suitably in the range which does not deviate from the technical idea of the invention.
For example, the tip angle, the groove width ratio, and the like are not limited to this embodiment, and can be any shape. However, the shape of the cutting edge and the radial rake angle of the outer peripheral edge of the cutting edge need to be set within the scope of the present invention.
また、本実施形態では、切刃部の表面にＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ＴｉＡｌＮなどのセラミックスコーティングを被覆したものとして説明したが、これに限定されることはなく、これら硬質被膜が被覆されていなくてもよい。
さらに、穴深さＬがドリル外径Ｄに対してＬ＝１×Ｄとされた加工穴を形成するドリルとして説明したが、これに限定されることはなく、Ｌ＞１×Ｄの深穴であってもよい。なお、深穴を加工する場合には、切屑排出性を向上させるために、本実施形態よりも溝幅比を大きくすることが好ましい。
Moreover, although this embodiment demonstrated as what coated the ceramic coating, such as TiN, TiCN, TiAlN, on the surface of the cutting-blade part, it is not limited to this, Even if these hard films are not coat | covered Good.
Furthermore, although it demonstrated as a drill which forms the processing hole by which the hole depth L was set to L = 1xD with respect to the drill outer diameter D, it is not limited to this, The deep hole of L> 1xD It may be. In addition, when processing a deep hole, in order to improve chip discharge | emission property, it is preferable to make groove width ratio larger than this embodiment.
以下に、本発明の効果を確認すべく実施した比較実験の結果について説明する。この比較実験では、刃型形状、芯高Ｈを変更したドリル（ドリル外径１４ｍｍ）を用いて、被切削材である炭素鋼板に深さ７ｍｍの穴あけ加工を施し、加工穴入口周辺のビッカース硬度の測定及び金属組織の観察を行った。なお、切削条件は、切削速度７３ｍ／ｍｉｎ，送り速度０．２３ｍｍ／ｒｅｖとした。
実験結果を表１に示す。
Below, the result of the comparative experiment conducted in order to confirm the effect of this invention is demonstrated. In this comparative experiment, using a drill (drill outer diameter 14 mm) with a modified blade shape and core height H, a carbon steel plate as a material to be cut was drilled to a depth of 7 mm and Vickers hardness around the hole entrance Measurement and observation of the metal structure were performed. The cutting conditions were a cutting speed of 73 m / min and a feed speed of 0.23 mm / rev.
The experimental results are shown in Table 1.
表１に示すように、直線切刃で芯高Ｈが０．１３×Ｄとされた比較例１においては加工穴周辺に加工硬化層が観察された。直線切刃で芯高Ｈが０．１×Ｄとされた比較例２や曲線切刃で芯高Ｈが０．１５×Ｄとされた比較例３においては、明確な加工硬化層は確認されないものの金属組織の変形が認められた。また、ビッカース硬さは、比較例２が３６７Ｈｖ、比較例３が３２２Ｈｖであり、それぞれ加工硬化していることが確認された。
一方、本発明例においては、金属組織の明確な変形は認められず、ビッカース硬さは２７７Ｈｖと小さく、加工穴内壁面の加工硬化が抑えられていることが確認された。
As shown in Table 1, in Comparative Example 1 in which the core height H was 0.13 × D with a straight cutting edge, a work hardened layer was observed around the work hole. In Comparative Example 2 in which the core height H is 0.1 × D with a straight cutting edge and in Comparative Example 3 in which the core height H is 0.15 × D with a curved cutting edge, a clear work hardened layer is not confirmed. Deformation of the metal structure was observed. Further, the Vickers hardness was 367 Hv in Comparative Example 2 and 322 Hv in Comparative Example 3, and it was confirmed that each was work-hardened.
On the other hand, in the examples of the present invention, no clear deformation of the metal structure was observed, the Vickers hardness was as small as 277 Hv, and it was confirmed that the work hardening of the inner wall surface of the processed hole was suppressed.
１０ ドリル本体
１２ 切刃部
１３ 先端逃げ面
１５ 切刃
１５Ａ 凹曲線刃
１５Ｂ 凸曲線刃
２０ 切屑排出溝
２１ ドリル回転方向前方側を向く壁面
２１Ａ 凹曲線部
２１Ｂ 凸曲線部
２２ 溝底部
２３ ドリル回転方向後方側を向く壁面
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記切刃は、先端視してドリル回転方向後方側に凹んだ凹曲線刃と該凹曲線刃の外周側に連なりドリル回転方向前方側に突出した凸曲線刃とからなり、前記凹曲線刃の曲率半径Ｒ１が、ドリル外径Ｄに対して、１×Ｄ≦Ｒ１≦３×Ｄの範囲内に設定されるとともに、前記凸曲線刃の曲率半径Ｒ２が、０．０４×Ｄ≦Ｒ２≦０．０７×Ｄの範囲内に設定されており、
前記切刃の外周端におけるラジアルレーキ角γ１が、−１２°≦γ１≦−８°の範囲内に設定されていることを特徴とするドリル。 A chip discharge groove extending toward the rear end side is formed on the outer periphery of the cutting edge portion provided on the tip side of the drill body rotated about the axis, and a wall surface facing the front side in the drill rotation direction of the chip discharge groove and In the drill in which the cutting edge is formed in the crossing ridge line part with the tip flank of the cutting edge part,
The cutting edge is composed of a concave curved blade that is recessed rearward in the drill rotation direction when viewed from the tip, and a convex curved blade that is continuous with the outer peripheral side of the concave curved blade and protrudes forward in the drill rotational direction. The curvature radius R1 is set within the range of 1 × D ≦ R1 ≦ 3 × D with respect to the drill outer diameter D, and the curvature radius R2 of the convex curve blade is 0.04 × D ≦ R2 ≦ 0. .07 x D,
A radial rake angle γ1 at an outer peripheral end of the cutting blade is set within a range of −12 ° ≦ γ1 ≦ −8 °.
前記切屑排出溝の外周端におけるラジアルレーキ角γ２が、−２≦γ２≦＋３°の範囲内に設定されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のドリル。 The wall surface facing the front side in the drill rotation direction of the chip discharge groove is connected to the concave curve portion recessed toward the rear side in the drill rotation direction and the outer peripheral side of the concave curve portion in the cross section perpendicular to the axis. A radius of curvature R3 of the concave curve portion is set within a range of 0.7 × D ≦ R3 ≦ 0.9 × D with respect to the drill outer diameter D. , The radius of curvature R4 of the convex curve portion is set within a range of 0.1 × D ≦ R4 ≦ 0.2 × D,
3. The drill according to claim 1, wherein a radial rake angle γ <b> 2 at an outer peripheral end of the chip discharge groove is set in a range of −2 ≦ γ2 ≦ + 3 °.
前記切屑排出溝の溝底部の曲率半径Ｒが、ドリル外径Ｄに対して、０．１×Ｄ≦Ｒ≦０．２５×Ｄの範囲内に設定されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のドリル。 The groove width ratio W1 / W2 in the cross section orthogonal to the axial direction is set within a range of 0.3 ≦ W1 / W2 ≦ 0.6,
The radius of curvature R of the groove bottom portion of the chip discharge groove is set within a range of 0.1 × D ≦ R ≦ 0.25 × D with respect to the drill outer diameter D. The drill according to claim 4.
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