JPH0134727B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

(イ) 産業上の利用分野 本発明は、主として金属加工に使用する超硬ド
リル、詳しくは、刃先強化のために切刃部に付す
チヤンフア（面取り面）の形状に工夫を凝らした
超硬ドリルとそのチヤンフア加工を容易かつ正確
に行うことのできる刃先強化法に関する。 (ロ) 従来技術とその問題点 超硬合金を切刃の材料とした超硬ドリルは、穿
孔作業の高能率化を可能にする反面、抗折力の低
さに起因する切刃の欠けを生じ易い。そこで、一
般には超硬合金のもろさを補うため、すくい面と
逃げ面の交差したエツヂ部にチヤンフアを付け、
その処理によつて刃先を強化することが行われ
る。 このチヤンフアは、切刃全域に渡つて付される
が、従来のそれは、第１図乃至第３図に示すよう
に、すくい面１と逃げ面２の斜交部に、基準線Ｐ
（この基準線は前切刃の場合回転軸と平行）に対
する傾斜角θが10〜45゜の範囲にあり、かつ、す
くい面に占める設置巾ａが0.03〜0.3mm程度の平
担な面３やａ寸と同程度の曲率半径をもつてすく
い面と逃げ面に連なる丸味のある面とされていた
ため、ドリルにおいては安定した性能の確保が困
難であつた。 即ち、第４図のａ，ｂに超硬旋削工具による面
取りの角度、大きさを変えての靭性、耐摩耗性の
変化を示す。同図の数値は以下のテスト条件で求
められたものである。 Γ耐摩耗性 被削材：SCM435（H_s30） 工 具：FN11R−44A、チツプSNG432 材種T12A 切削条件：Ｖ(切削速度)＝170ｍ／min ｆ(送り)＝0.36mm／rev ｄ(切込み)＝２mm Ｔ(切削時間)＝20min Γ破損率 被切削：SCM435溝入材 工 具：上に同じ 切削条件：Ｖ＝80ｍ／min ｆ＝0.172〜0.20mm／rev ｄ＝２ Ｔ＝3min ｆ＝0.172 0.20mm／revで各々３回繰
返し、破損回数および破損までの時
間により破損率を求めた。 この図からわかるように、超硬切削工具におい
て切刃部の面取りの角度、大きさを均一にコント
ロールすることは安定した性能を得る上で非常に
重要なことである。 ところが、ドリルの場合、スローアウエイチツ
プなどと違つて切刃形状の複雑さから砥石による
研削は不可能に近く、このため、超硬ドリルのチ
ヤンフア付けは、ダイヤモンド砥粒を付着させた
ハンドラツパーを使用し、手作業で行つているの
が実情であり、その結果、チヤンフアの角度、大
きさに誤差（バラツキ）が生じ、ドリル性能が不
安定になつている。 また、第３図に示す如き平担なチヤンフアを付
したものは、すくい面及び逃げ面との交差部に鋭
利なエツヂが残るのでドリル寿命の低下につなが
る切刃のチツピングが生じている。 一方、すくい面１と逃げ面２をアール曲面でつ
ないだものは、チツピングは減るが切刃の被削材
に対する喰い付き性に優れない。 (ハ) 問題点を解決するための手段 本発明は、かゝる問題点を解決した超硬ドリル
とその刃先強化法を提供するもので、第１の目的
とするドリルは、切刃部に付すチヤンフアのすく
い面側における設置巾を逃げ面側のそれよりも大
きくし、さらに、このチヤンフアをすくい面と逃
げ面に対しそれぞれ微小の丸味をもつて連続さ
せ、かつその全体を凸方向の彎曲面としたところ
に特徴を有する。 第５図乃至第７図にそのチヤンフアを代表的な
超硬ドリルに付した実施例を示す。図に示すよう
に、超硬ドリル１０の外観形状は従来のドリルと
殆んど変わらない。また、鋭角エツヂの除去のた
めにすくい面１１と逃げ面１２の斜交部に付され
たチヤンフア１３の傾斜角も第３図に示したθの
値にほゞ近い角度である。即ち、チヤンフア１３
のすくい面側における設置巾ａを逃げ面側の設置
巾ｂよりも大きくして刃先の角度が極端に鈍くな
ることを避け、切れ味の低下を抑えている。但
し、チヤンフア１３は従来の形状と異なり、全体
に緩やかな凸円弧面をなし、かつその両側部は更
に小さな丸味をもつてすくい面１１と逃げ面１２
につながつている。 なお、ドリルの前切刃部に設けるチヤンフア
は、その大きさを切刃の位置に合わせてコントロ
ールするのが望ましい。例えばドリル特有の問題
である中心切刃部の溶着欠損、及び外周切刃部の
摩耗は、チヤンフアの大きさを回転中心側で大き
く、外周に向かうに従つて暫次小さくすることに
よつて大巾に減少させることができる。このチヤ
ンフアの大きさ等の調整は後述する本発明の方法
によつて容易かつ正確に行える。 以下に、上述のチヤンフアを付した本発明のド
リルと従来ドリルの切削性能に関する比較試験の
結果を挙げる。 試験に用いたドリルは、第８図のＡ（従来ドリ
ル）、Ｂ（本発明ドリル）で共に10mm径である。ま
た、両者ともシンニング処理によりチゼル刃１４
の巾を極く小さくし、かつ、前切刃１５を端面視
において同じ方向に彎曲させた。Ａドリルには第
３図の、一方Ｂドリルには第７図の刃先処理が施
されている。その処理部の諸寸法等は下表１の通
りである。

【表】 この２種のドリルを各４本用意し、被削材
S50C（HB250）にエマルジヨンタイプの水溶性切
削油を使つて穴加工を行つた。そのときの切削ト
ルク及びスラスト力の測定結果は表２の通りで両
者に大差はなかつた。

【表】 また、切削条件Ｖ＝50ｍ／min、ｆ＝0.3mm／
revで深さ30mmの穴を800穴あけたところ第８図に
示すように、Ａドリルには４本とも図に示すよう
に切刃部に微小なチツピングＣが認められたがＢ
ドリルには何ら異常が見られなかつた。これは、
Ａドリルの場合、チヤンフアと逃げ面及びすくい
面の交差部が鋭利であるのに対し、Ｂドリルは当
該部に鋭利さが無くかつ切刃部の厚みが多少なり
ともＡドリルよりも厚くなつていることによる結
果と考えてよい。 次に、同じドリルで更に試験を重ねたところ第
９図に示す結果を得た。即ち、Ａドリルは1200穴
に達する前に４本のサンプルのうち３本が切損し
寿命に至つたが、Ｂドリルはいずれも1200穴加工
後も継続使用が可能であつた。これは、微小チツ
ピング及びａ、ｂ寸法のバラツキの有無による結
果と考えられる。 次に、本発明の第２の目的である方法は、ブラ
シ又は弾力性のあるバフ砥石に高硬度砥粒を付着
含浸、もしくは含有させ、これをドリル切刃に押
し当て、研削面を定められた方向に移動させるこ
とにより上述した形状のチヤンフアを付すところ
に特徴をもつ。 この方法の一例を示すのが１０図及び第１１図
である。図の符号２０は材料に好ましくは耐摩耗
性のよい金属やナイロン等の化合物質を使用した
回転ブラシで、このブラシにはダイヤモンドやシ
リコンカーバイドの如き硬質砥粒２１を付着させ
てある。このブラシを図のようにチヤツク３０等
で保持したドリル１０の切刃部に押し付け、研削
部即ちブラシの毛先部がすくい面１１から逃げ面
１２側に又はその反対方向に移動するようブラシ
を回転させると、毛先部の撓みにより第７図に示
した形のチヤンフアが形成される。 なお、ブラシの材質及び硬質砥粒の種類は、研
削時間と研削量を考慮して適宜選択すればよい。
また、ブラシは直線的に反復運動させるものを使
用してよく硬質砥粒もブラシに含有又は含浸させ
てよい。 さらに、ブラシに代え、弾力性のあるバフ砥石
に硬質砥粒を付着、又は含有させた研削具を使用
した場合にも同じ形状のチヤンフアを形成でき
る。 この方法によれば、複雑な形状の切刃に対して
もブラシ等を押し当てることができるのでブラシ
等の研削具とドリルを機械的に保持して双方の位
置や角度を制御しながら研削を行うことにより、
精度のよいチヤンフアを能率良く付すことができ
る。また、切刃の研削具に対する突込み角度や突
込み量を変えることによつて、切刃中心部と切刃
外周部におけるチヤンフアの大きさや基準線に対
する基本的角度等を変えることも可能である。 (ニ) 効 果 以上説明したように、本発明は、チヤンフア形
状の工夫によつて切れ味を低下させることなく切
刃のチツピングを減少させたので、寿命の長い高
性能の超硬ドリルを提供できる。 また、本発明の方法は、従来手作業に頼らざる
を得なかつたチヤンフア加工の機械化を可能に
し、従つてドリルのコスト引下げに大きく寄与
し、また、機械化によりチヤンフアの大きさ等の
バラツキを防止できるため、ドリル性能をより一
層高めると云う効果を有する。 なお、云う迄もなく、本発明の適用範囲には、
切刃の一部又は全体が超硬合金から成るドリルの
全てが含まれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の超硬ドリルの一例を示す側面
図、第２図はその正面図、第３図は第２図のＸ−
Ｘ線に沿つた拡大断面図、第４図のａ，ｂは、旋
削工具における面取りの大きさと角度を変えて靭
性及び耐摩耗性の変化状況を示すグラフ、第５図
は本発明の超硬ドリルの一例を示す側面図、第６
図はその正面図、第７図は第６図のＹ−Ｙ線に沿
つた拡大断面図、第８図は試験に用いた従来ドリ
ルＡと本発明ドリルＢの前切刃部の性状を示す斜
視図、第９図は同上のドリルの耐久性を示すグラ
フ、第１０図は本発明の方法の一例を示す平面
図、第１１図はその正面図である。 １０……超硬ドリル、１１……すくい面、１２
……逃げ面、１３……チヤンフア、１４……チゼ
ル刃、１５……前切刃、２０……回転ブラシ、２
１……高質砥粒、３０……チヤツク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ すくい面と逃げ面の斜交したエツヂを、双方
   の面に交わる微小巾のチヤンフアの付設によつて
   除去し刃先を強化した超硬ドリルにおいて、上記
   チヤンフアのすくい面側における設置巾を逃げ面
   側のそれよりも大きくし、さらにこのチヤンフア
   をすくい面と逃げ面に対しそれぞれ微小の丸味を
   もつて連続させ、かつその全体を凸方向の彎曲面
   としたことを特徴とする超硬ドリル。 ２ 上記チヤンフアを回転中心側で大きく、外周
   に向かうに従つて暫次小さくしたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の超硬ドリル。 ３ 回転ブラシ、直線的に反復運動させるブラシ
   又は弾力性のあるバフ砥石に高硬度砥粒を付着含
   浸もしくは含有させ、これをドリル切刃に押し当
   て、ブラシ又はバフ砥石の研削面を切刃のすくい
   面側から逃げ面側に又はその反対方向に移動させ
   ることによりすくい面と逃げ面の斜交するエツヂ
   部に、すくい面側の設置巾が逃げ面側のそれより
   も大きく、かつ微小の丸味をもつてすくい面と逃
   げ面に連なる凸方向に彎曲したチヤンフアを付す
   ことを特徴とする超硬ドリルの刃先強化法。 ４ 上記高硬度砥粒としてダイヤモンド又はシリ
   コンカーバイトの砥粒を使用することを特徴とす
   る特許請求の範囲第３項に記載の超硬ドリルの刃
   先強化法。