JPH0631516A - バニシングドリル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ドリル刃およびリーマ刃の耐摩耗性を良好に
し、かつ、仕上穴の精度を大幅に高めるようにしたバニ
シングドリルを提供する。 【構成】 バニシングドリル１は、円柱状のシャンクに
連結されるドリルボディの先端部にシャンクよりも最大
外径の小さい第１小径部１３ａ、１３ｂおよび第２小径
部１４ａ、１４ｂが形成される。第１小径部１３、１３
ｂの先端に固定される立方晶窒化ほう素チップ１８ａ、
１８ｂは、ドリル刃３０ａ、３０ｂを有し、第２小径部
１４ａ、１４ｂの先端に固定される窒化ほう素チップ２
０ａ、２０ｂは、リーマ刃３８ａ、３８ｂを有する。穴
開け時、ドリル刃４０ａ、４０ｂおよびドリル刃３０
ａ、３０ｂによって比較的滑らかな内周面をもつドリル
穴が形成され、次いで、ドリル穴の穴径拡大代がリーマ
刃３８ａ、３８ｂによって正確に削り取られ、さらに滑
らかな内周面をもつリーマ穴に仕上げる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ドリルとリーマの機能
を併用するバニシングドリルに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、一本の工具にドリル加工用の
切刃とリーマ加工用の切刃とをもつバニシングドリルと
して、超硬合金からなるドリル本体にダイヤモンド、立
方晶窒化ほう素等からなるリーマ刃用の薄板を取付けた
ものが知られる。例えば、ダイヤモンド薄板を取付けた
ものは、アルミ合金等の材料の加工に用いられ、また、
立方晶窒化ほう素薄板を取付けたものは、ねずみ鋳鉄、
球状黒鉛鋳鉄等の比較的炭素含有量が多い材料の加工に
用いられる。工作時、超硬合金からなるドリル刃により
下穴を形成し、この下穴の内周面をドリル刃よりわずか
に外径の大きな高硬度のリーマ刃で削る。このため、仕
上穴の内周面が滑らかなものになる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のバニシングドリルによると、仕上穴に比較的
高い精度が要求される場合、ドリル刃で形成した下穴の
表面粗さが大きいと、リーマ刃で穴径拡大代を正確に削
ることができず、仕上穴の精度が不十分になる場合があ
る。特に、送り速度が比較的高速であると、仕上穴の精
度が低下しやすい。また、長期間ドリルを使用した場
合、ドリル刃とリーマ刃の材質が異なるため、摩耗量に
バラツキを生じやすく、切削安定性が低下しやすいとい
う問題がある。

【０００４】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたもので、ドリル刃およびリーマ刃の耐摩耗
性を良好にし、かつ、仕上穴の精度を大幅に高めるよう
にしたバニシングドリルを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の本発明によるバニシングドリルは、シャンクに連なる
ドリルボディと、このドリルボディの先端に取付けら
れ、先端中心から径外方向に行くに従い後方側に第１の
切刃角をもって傾斜する立方晶窒化ほう素薄板からなる
一対の第１の切刃と、前記ドリルボディの先端に取付け
られ、ドリル軸線を含みかつ前記第１の切刃を含む平面
に交差する平面内に設けられ、前記第１の切刃の最大外
径より大きい最大外径をもち、径外方向に行くに従い後
方側に第２の切刃角をもって傾斜する立方晶窒化ほう素
薄板からなる一対の第２の切刃とを備えたことを特徴と
する。

【０００６】前記立方晶窒化ほう素薄板に代えて、ダイ
ヤモンド薄板により前記第１の切刃および前記第２の切
刃を形成したことを特徴とする。

【０００７】

【作用】本発明のバニシングドリルによると、比較的高
硬度の第１の切刃によってあけられた滑らかな内周面の
下穴を高硬度の第２の切刃によってさらに滑らかな内周
面に仕上げる。このため、求心性が良好となり、仕上穴
の精度が大幅に向上する。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。本発明の第１実施例によるバニシングドリルを図
１〜図８に示す。図２に示すように、ねずみ鋳鉄、球状
黒鉛鋳鉄等からなる工作物の穴開け加工に用いられるバ
ニシングドリル１は、工具鋼等からなる円柱状のシャン
ク１１の軸方向に超高合金からなるドリルボディ１２が
連結される。ドリルボディ１２のシャンク１１側の端部
１２ａはＶ形にカットされ、シャンク１１の接続部１１
ｂの溝１１ａにろう付け固定されている。接続部１１ｂ
は、小径部１１ｃを介して基部１１ｄおよび舌部１１ｅ
に連なっている。

【０００９】図３に示すように、ドリルボディ１２は、
軸方向に延びてシャンク１１に連なる一対の第１ランド
２ａ、２ｂと、この第１ランド２ａ、２ｂに対し周方向
にほぼ９０°ズレた位置に形成される一対の第２ランド
３ａ、３ｂとを有する。第１ランド２ａ、２ｂと第２ラ
ンド３ａ、３ｂとの間に形成される逃し溝４、５は、ド
リルボディ１２の端部１２ａに連なっている。穴開け
時、工作物の切削屑は、逃し溝４、５を通って穴外部に
排出される。

【００１０】第１ランド２ａ、２ｂおよび第２ランド３
ａ、３ｂの先端部には、ドリルボディ１２の最大外径よ
りも外径の小さい第１小径部１３ａ、１３ｂおよび第２
小径部１４ａ、１４ｂが段部１５、１６から先端側に設
けられる。段部１５は、段部１６よりもわずかに軸方向
先端側に形成され、ドリル回転方向（図１に示す矢印Ａ
方向）前方側に面取り刃１５ａを有する。

【００１１】そして、図１に示すように、第１小径部１
３ａ、１３ｂおよび第２小径部１４ａ、１４ｂの先端外
径を形成する位置に立方晶窒化ほう素（ＣＢＮ）からな
るドリル刃用のＣＢＮチップ１８ａ、１８ｂおよびリー
マ刃用のＣＢＮチップ２０ａ、２０ｂが取付けられる。
この場合、ＣＢＮチップ１８ａ、１８ｂおよびＣＢＮチ
ップ２０ａ、２０ｂは、第１小径部１３ａ、１３ｂおよ
び第２小径部１４ａ、１４ｂに形成される凹溝２２、２
４に補強用のブレード２６、２８を介してろう付け固定
されている。ＣＢＮチップ１８ａ、１８ｂおよびＣＢＮ
チップ２０ａ、２０ｂのドリル回転方向の前方側の端面
は、逃し溝４、５の溝面に連なる。

【００１２】図５に示すように、ＣＢＮチップ１８ａ、
１８ｂの断面円弧状の外周端面１８ｃは、第１小径部１
３ａ、１３ｂの逃し面４１に連なっている。第１小径部
１３ａ、１３ｂの径最外端に形成される円弧面４５は、
ＣＢＮチップ１８ａ、１８ｂの外周端面１８ｃよりもわ
ずかに径外側に形成され、逃し面４１に連なっている。

【００１３】ＣＢＮチップ１８ａ、１８ｂは、図７に示
すように、所定の厚さＬ₁ および長さｌ₁ を有する平板
状のもので、周端部にドリル軸線に対し切刃角αをもつ
直線状のドリル刃３０ａ、３０ｂを有する。切刃角α
は、例えば４５°〜９０°に設定される。ドリル刃３０
ａ、３０ｂの反対側の角部には、凹溝２２への嵌合時に
隙間を生じにくくするための曲面３２が形成されてい
る。

【００１４】図８に示すように、ＣＢＮチップ１８ａ、
１８ｂの半分程度の幅に形成されるＣＢＮチップ２０
ａ、２０ｂは、厚さＬ₁ とほぼ同程度の厚さＬ₂ 、およ
び長さｌ₂ を有するもので、曲面３６に対向する角部に
ドリル軸線に対し所定の切刃角βをもつリーマ刃３８
ａ、３８ｂを有する。リーマ刃３８ａ、３８ｂの切刃角
βは、切削安定性を高めるように例えば１０°〜４５°
程度に設定される。なお、ＣＢＮチップ１８ａ、１８ｂ
およびＣＢＮチップ２０ａ、２０ｂの長さｌ₁ は、切削
条件に応じて第１小径部１３ａ、１３ｂの軸方向の長さ
の範囲内で変更することができる。

【００１５】また、図６に示すように、ＣＢＮチップ２
０ａ、２０ｂの断面円弧状の外周端面２０ｃは、第２小
径部１４ａ、１４ｂの逃し面４２に連なる。第２小径部
１４ａ、１４ｂの径最外端に形成される円弧面４６は、
外周端面２０ｃとほぼ同一の外径をもつように形成され
る。外周端面２０ｃと円弧面４６との間には、切欠溝４
７が形成されている。

【００１６】ここで、ＣＢＮチップ２０ａ、２０ｂは、
図４に示すように、リーマ刃３８ａ、３８ｂの径最外端
がドリル刃３０ａ、３０ｂの径最外端よりも距離δだけ
半径外方向に延びるように配置される。これにより、ド
リル刃３０ａ、３０ｂによってあけられた穴がリーマ刃
３８ａ、３８ｂによりさらに滑らかに仕上げられる。ま
た、リーマ刃３８ａ、３８ｂは、切刃角βを比較的鋭角
に設定することが可能となり、初期時のくい付きが良好
になる。

【００１７】シャンク１１から最も遠ざかるドリルボデ
ィ１２の先端からは、径外方向にいくにしたがい直線上
を傾斜するように図２に示すドリル刃４０ａ、４０ｂが
切刃角αをもって形成され、ＣＢＮチップ１８ａ、１８
ｂのドリル刃３０ａ、３０ｂと連なる。図１に示すよう
に、ドリル刃４０ａ、４０ｂの回転方向の後方側には、
径外方向にいくにしたがいシャンク１１に近付く方向に
傾斜する第１斜面４３および第２斜面４４が形成され
る。ドリル刃４０ａ、４０ｂの先端中心寄りからシャン
ク１１側に逃げる刃元には、逃し部４８が形成され、こ
の逃し部４８のシャンク１１側に延びる方向には、逃し
溝４が形成されている。

【００１８】このように構成したバニシングドリル１を
図１に示す矢印Ａの方向に回転すると、まず、ドリル刃
４０ａ、４０ｂおよびドリル刃３０ａ、３０ｂによって
工作物が削り取られ、比較的滑らかな内周面をもつドリ
ル穴があけられる。次いで、このドリル穴の穴径拡大代
がリーマ刃３８ａ、３８ｂによって正確に削り取られ、
さらに滑らかな内周面をもつリーマ穴に仕上げる。

【００１９】前記バニシングドリル１によると、ドリル
刃４０ａ、４０ｂおよびドリル刃３０ａ、３０ｂならび
にリーマ刃３８ａ、３８ｂの回転中心が一致しているこ
とから、穴あけ時の求心性が良好となり、切削安定性が
大幅に高められる。また、ドリル刃３０ａ、３０ｂおよ
びリーマ刃３８ａ、３８ｂの耐摩耗性が良好であるた
め、回転速度（切削速度）および送り速度を高速にして
も、比較的安定したドリル寿命が確保される。

【００２０】次に、本発明の第２実施例を図９に示す。
第２実施例によるバニシングドリル５０は、アルミ材等
からなる工作物の穴開け用のもので、ドリル刃およびリ
ーマ刃にＣＢＮチップに代えてダイヤモンドチップ５２
ａ、５２ｂおよびダイヤモンドチップ５４ａ、５４ｂを
用いたものである。穴開け時、ダイヤモンドチップ５２
ａ、５２ｂのドリル刃５５ａ、５５ｂにより下穴を形成
し、ダイヤモンドチップ５４ａ、５４ｂのリーマ刃５６
ａ、５６ｂによって下穴の内周面を滑らかに仕上げる。
その他の構成部分については実質的に第１実施例と同様
であるので、第１実施例と同一の構成部分については同
一符号を付し、説明を省略する。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のバニシン
グドリルによれば、ドリル刃およびリーマ刃が比較的高
硬度の立方晶窒化ほう素またはダイヤモンドの薄板から
形成されるため、耐摩耗性および耐久性が向上し、仕上
穴の精度を格段に向上することができるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例によるバニシングドリルを
示す正面図である。

【図２】本発明の第１実施例によるバニシングドリルを
示す側面図である。

【図３】図２に示すバニシングドリルのＡ−Ａ線断面図
である。

【図４】本発明の第１実施例による第１切刃の最大外径
と第２切刃の最大外径との関係を示す図である。

【図５】（Ａ）は本発明の第１実施例のドリル刃に用い
た立方晶窒化ほう素チップを示す部分拡大正面図、
（Ｂ）はその側面図である。

【図６】（Ａ）は本発明の第１実施例のリーマ刃に用い
た立方晶窒化ほう素チップを示す部分拡大正面図、
（Ｂ）はその側面図である。

【図７】（Ａ）は本発明の第１実施例のドリル刃に用い
た立方晶窒化ほう素チップを示す平面図、（Ｂ）はその
側面図である。

【図８】（Ａ）は本発明の第１実施例のリーマ刃に用い
た立方晶窒化ほう素チップを示す平面図、（Ｂ）はその
側面図である。

【図９】本発明の第２実施例によるバニシングドリルを
示す正面図である。

【符号の説明】

１ バニシングドリル １１ シャンク １２ ドリルボディ １８ａ、１８ｂ ＣＢＮチップ（立方晶窒化ほう素薄
板） ２０ａ、２０ｂ ＣＢＮチップ（立方晶窒化ほう素薄
板） ３０ａ、３０ｂ ドリル刃（第１の切刃） ３８ａ、３８ｂ リーマ刃（第２の切刃） ５２ａ、５２ｂ ダイヤモンドチップ（ダイヤモンド
薄板） ５４ａ、５４ｂ ダイヤモンドチップ（ダイヤモンド
薄板）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福井 章雄 愛知県豊田市吉原町平子26番地 富士精工 株式会社内 (72)発明者 山下 常久 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 志水 学 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シャンクに連なるドリルボディと、 このドリルボディの先端に取付けられ、先端中心から径
   外方向に行くに従い後方側に第１の切刃角をもって傾斜
   する立方晶窒化ほう素薄板からなる一対の第１の切刃
   と、 前記ドリルボディの先端に取付けられ、ドリル軸線を含
   みかつ前記第１の切刃を含む平面に交差する平面内に設
   けられ、前記第１の切刃の最大外径より大きい最大外径
   をもち、径外方向に行くに従い後方側に第２の切刃角を
   もって傾斜する立方晶窒化ほう素薄板からなる一対の第
   ２の切刃とを備えたことを特徴とするバニシングドリ
   ル。
2. 【請求項２】 前記立方晶窒化ほう素薄板に代えて、ダ
   イヤモンド薄板により前記第１の切刃および前記第２の
   切刃を形成したことを特徴とするバニシングドリル。