JPS58177215A - 穴明け工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ドリルまたは工具軸線方向に切り下ろして
穴明は加工を行なう底刃付きエンドミル等の穴明は工具
、より具体的には、昭和５４年１０月２日提出の特許出
Ｍ「穴明は工具」の改良に関する。

ここでまず、この発明の目的を明らかにするため、この
発明が生まれるまでの背景について概略説明する。

この種の穴明は工具の代表例としてドリル（それもソリ
ッドタイプのもの）を挙げることができるが、ソリッド
タイプの従来のドリルには、切削機構および使用形態の
制約からその先端部にチゼルエツジが形成されている。

ところが、そのチゼルエツジは切削に対して種々の問題
を生んでいたことも事寮である。この点については、［
切削研削加工学・上ＪＰ３３２〜３３４．臼井英治著、
共立出版にも詳述されているところである。したがって
、ここではそれについての詳しい説明は省略スるが、チ
ゼルエツジによる問題は、切刃の損傷やドリル折損など
の破損事故を起こし易いことであり、それは第１には、
チゼルエツジ部分では切削というよりも押し分は作用に
近い状態で、無理矢理切屑を生成すること、またそれに
よシスラスト荷重も大きくなることに起因する。また、
そのような破損事故は、第２には、切削加工時にドリル
の先端中心が芯振れを行なういわゆる「みそすり運動」
を生じ易いことから生ずるものであυ、その場合、スラ
スト荷重とトルク荷重とが大きく変動するいわゆる「ひ
びり振動」を生じ、結果的に上記破損事故を生ずること
になる。

そこで、チゼルエツジに起因する以上のような問題点を
改善するために、従来一般にはシンニングと呼ばれるド
リル成形法が採用されている。このシンニングは、ドリ
ル先端部を削ぎ落とす方法テアリ、それにはＳ形シンニ
ングとＸ形シンニングとがある。しかし、これらシンニ
ングはいずれにおいても、ドリル先端部の実質的な肉厚
が薄くなることから、切削強度が低下し、負荷の大きな
切削ができないなどの欠点がおる。

以上は、ソリッドタイプのドリルについて述べたが、こ
のソリッドタイプとは別に付刃タイプのドリルも一般に
よく知られている。この付刃タイプのドリルは、少なく
とも一方の切刃がドリルの回転中心部、あるいはドリル
の回転中心部を通過するようになされている。従って、
このようなドリルにあっては、切刃が明らかに非対称で
あるため切削抵抗がアンバランスになり、ドリルの喰付
き時におけるドリルの芯振れや穴の曲がりおよび穴の拡
大等の悪影響を及ぼすことになる。

更に、この付刃タイプおよびソリッドタイプのドリルの
いずれにあっても、ドリルの回転中心部に切刃があり、
切削加工時に送如を与えた場合には、切刃の中心部に以
下のような問題が生じる。

すなわち、送りを与えて切削加工を行う際、中心に近く
なるほど大きな逃げ角が必要となシ、シかも理論上はど
んな小ざな送シであっても中心部は９０°に近い逃げ角
を必要とする。しかし％実際上はこのような逃げ角を設
定することは不可能で、特に超硬合金の場合には１０°
前後に制約されてしまう。このため回転中心部には送り
に相当する圧縮力Ｃスラスト荷重）を受けることにより
、この圧縮力により切刃の圧壊や貝殻状の剥離を起こす
などの問題から超硬合金などの使用が困難であった。ま
た、回転中心部とこの付近の切削速度が零になるため、
溶着、剥離などを起こすということも超硬化が困難であ
った理由のひとつである。

そこで、本出願人は、先に工具本体の切刃の内端縁を被
剛材に対する工具本体の相対的な回転中心部から離すこ
とにより、中心部に切削作用を行わ１い非削域を設けた
穴明は工具を提案した。この穴明は工具を第１図から第
３図を参照して説明する。前記工具本体ＩＫ設けられた
空隙部（非削域）アの成長過程で、前記工具本体ｌの回
転Ｃすなわち空隙部２も回転する）によって、ある範囲
の空隙部幅ｄの時、前貴借柱状コアが空隙部側壁から受
ける主分力方向と背分力方向の切削抵抗に耐えきれず、
空隙部底につきあたる前にねじ切られてしまうこと、お
よびこの時の前記空隙部幅ｄは０．２〜２．５」が良い
ことがわかった。また前記空隙部２が形成されることに
より、必然的に切刃４ａ　、４ｂの各内端縁５ａ　、５
ｂが被削材３に対する工具本体１の相対的な回転中心部
より離れてしか電点対称に配置されている。なお空隙部
２の軸方向における深さは空ｌ！１部２０幅ｄとほぼ同
じ大きさであればよいが、再研削を要する場合にはその
再研削代を考慮してよ如深く決められねばならない。

このような工具本体（例えばドリル）にあっては、切削
加工に際し、「みそすり運動」および「ひびり振動」が
起こシ難く、また円柱状コアの成長していく過程でその
コアがねじ切られてしまうが、被削材３に明けられた穴
の底部中央には、ねじ切られたコアの残部である非常に
小さい高さＨの円錐状の突起７が形成される。このよう
に上記ドリルによれば、大きなスラスト荷重が加わるこ
となく円滑に切削加工を行うことができる。

しかしながら、上記のような工具本体ＩＫあっては、以
下のような心配点があることが判明した。

＋１１　　切刃４ａ、４ｂと内端縁５ｍ、５ｂとの交差
する部分が欠損し易く、また異常摩耗が生じ易い。

（２）切屑を剪断はぜるようなすべりが生じに〈〈。

溶着が生じ易い。

（３）　　構成刃先が生成し易い。

従って、この発明は、前述した事情に鑑みてなされたも
ので、チゼルエツジが有する種々の問題点を解消し得、
かつ上述したような（１）〜（３）までの心配点を解消
し得る穴明は工具を提供することを目的とするものであ
る。

以下、この発明の一実施例を第４図シよび第５図に基づ
いて説明する。な訃、８１図から第３図に示された部分
と同一部分には同一符号を付してその説明は省略する。

第４図および纂５図は、ソ□リッドタイプのドリルを示
す図である。このドリルの先端でかつ回転中心部６には
、空隙部２が形成されることによシ、切刃１０ａ、１０
ｂおよび内端縁１１ａ、１１ｂが形成される。この場合
、１１１記内端縁１１ａ。

１１ｂを含みかつドリルの軸方向に沿うすくい面１２ａ
　−１２ｂＶｉｂ次のように形成されている。

すなわち、前記すくい面１２ａ、１２ｂは、回転中心部
６の近傍でかつ回転方向に対し凸となる傾斜面に形成さ
れている。

また、前記すくい面１２　ａ　、　１２　ｂｔ”ｌ−ｂ
　ｆｉＫｄ図に実線で示すように、内端縁１１ａ、ｌｌ
ｂの途中までが傾斜面に形成され、かつ切刃１０ａ。

１０ｂと反対側の逃げｌ！１１１３に通じる部分が切刃
１０ａ、１０ｂと直交するような平面に形成でれている
。

とのように構成されたドリルの作用について説明する。

まず、切削加工の開始時にＵ、被削材３の切削面に内端
縁１１ａ、１１ｂがほぼ同時に喰付くため両足で踏んば
る状態となり、この結果ドリルが振れようとする力（８
振）を互いに規制し合う。また、前記ドリルにより穴明
は加工が行われる際には、ドリルの「みそす如運動」お
よび「ひびり振動」が起こり雛＜すり、しかも切削中に
円柱状のコアが成長していく過程でドリルの主分力方向
と背分力方向との切削抵抗によってコアがねじ切られて
しまうため、被削材３の低部中央に、円柱状のコアが残
ること危く非常に小さい高芒の円錐状の突起が残るだけ
である（とれらについては、昭和５４年１０月２日提出
の特許出願「穴明は工具」の場合も同様である。）しか
し−それに加えて、この発明のものにあっては、内端＆
１１ａ、ｌｌｂを含むすくい面１２ｍ。

１２ｂが回転方向に凸となるような傾斜面に形成されて
いるから、穴明は加工を行う際に、１１１　　切刃１０
ｍ、１０ｂと内端縁１１ａ、１１ｂとからなる切刃の長
ざが長くなり、このため単位長さ当りの負荷が減少する
。

（２１切刃１０ａ、１０ｂと内端縁１１ａ、ｌｌｂとが
交差する部分の欠損および異常摩耗を生じることがない
。

（３）　　切屑を剪断させるようなすべりを起こすため
前記交差部分に溶着が生じにぐい。

（４）構成刃先が生成しに〈〈すり、切刃のチッピング
が起きにくい。

（５）切屑の処理および排出が良好となる。

などの作用効果が付加的に得られる。

また、上記９８ＭｆＡ例では、す（い面１２ａ、１２ｂ
が内端９１１ａ、ｌｌｂの途中まで傾斜面に形成されて
いるが、側６図中一点鎖線で示すように切刃１６ａ　、
　１６ｂ側から反対側の逃げ酵１３に達する単一の傾斜
面になるようにすくい面１７を形成したものであっても
よく％また１ｇ６図に実線で示すように回転方向に対し
凸となる曲面にすくい面１８ａ、１８ｂを形成したもの
であってもよい。

良に、この発明は上述した実施例に限定されることなく
他の穴明は工具例えば付刃タイプのドリル（ロー付式お
よびスローアウェイ式）おｘび底刃付エンドミルｌどに
も応用することができることは勿論である。

なお、中心部に切刃のないドリルには、これ壕でに４コ
アドリル、トレバニングツールがあるが。

コアドリルは予め下穴の明けられた穴の拡大に用いられ
るものであり、またトレパニングツールはｉＩｋ後まで
芯を削如残して穴を明けるものでいずれもこの考案とは
本質的に異なるものである。

次に、第７図および第８図を参照して付刃タイプのドリ
ルについて説明する。この付刃タイプのドリルは、その
先端部にチップ２０ａ、２．Ｏｂが回転中心部６から等
しく離才してロー付固着されている。このチップ２０ａ
、２０ｂｉＣは切刃２１龜。

２１ｂおよび内端縁２２ａ　、２２ｂがそれぞれ設けら
れている。

そして、前記内端縁２２＆　、２２ｂを含む軸方向のす
くい面２３ａ　、２３ｂは、前述したソリッドタイプと
同様な傾斜面に形成されており、しかもこのすくい面２
３ａ　、２３ｂは、ドリルの回転軸線方向にこれと平行
するようになされている。

このように構成されたドリルは、前述したソリッドタイ
プのドリルと同様な作用効果を有するほかに、次のよう
な作用効果がある。すなわち、切刃２１ｍ、２１ｂと内
Ｉ４ＡＭ２２ａ、２２ｂとからなる切刃が摩耗した場合
に、前記すくい面２３＆。

２３ｂを研削することなく先端逃げ面２４ａ。

２４ｂのみを再研削することにより前記切刃を鋭利にす
ることができる。

筐た。上述した付刃タイプのドリルにおけるすくい面２
３ａ、２３ｂは傾斜面に形成されているが、これに限ら
れることなく第９図に示すように、回転方向に凸曲面に
なるようにすくい面２５ａｊを主分力および背分力によ
ってねじ切ることができるのは勿論のこと、その上切屑
Ｔが凸曲面となっているすくい面２５ａ、２５ｂに沿っ
て径方向へスムースにすべるため、よシ一層溶着を防止
することができる。

更に、蚊記チップ２０ａ　、２０ｂをドリル本体にロー
付固着する場合には、、！１１図に示すようにチップ２
０ｍ　、２０ｂを軸方向に傾斜して固着したものであっ
ても□・よく、またｇｉｚ図に示すようにチップ２０ｍ
　、２０ｂを逃げ＃１１１３に沿ってねじって固着した
ものでもよい。この場合、特にチップ２０ｍ　、２０ｂ
をねじって固着したドリルにあっては、軸方向における
軸断面が一定に保たれる。

次に、第１３図および第１４図を参照してスペードドリ
ルを説明する。このスペードドリルは、平板状のチップ
６０をポル）６１によりドリル本体６２に着脱自在に取
り付けられたものである。

このチップ６０は切刃６３が山形状に形成されていると
ともに、この切刃６３０回転中心部６４に空隙部６５が
形成されている。また、前記チップ６０に空隙部６５が
形成されることによシ内端縁６６が前述したソリッドタ
イプのドリルと同様に必然的に形成される。そして、前
記内端縁６６を含む軸方向のすくい面６７は、前述した
ソリッドタイプのドリルと同様な傾斜面に形成されてい
る。

このように構成されたスペードドリルにあっても、前述
したソリッドタイプのドリルと同様の作用効果がある。

なシ、前記スペードドリルにあっても、すくい面６７を
［１５図に示すように、回転方向に凸となるような曲面
に形成したものでおってもよい。

次に、第１６図から第１８図を参照してフラットドリル
を説明する。このフラットドリルは、ドリル本体の先端
部に、傾斜する平坦面により両側から削ぎ落して切刃７
０ａ　、７０ｂを形成したものである。この先端部でか
つ回転中心部６には空隙部７２が形成され、これにより
前述したソリッドタイプのドリルと同様に内端縁７３ａ
、７３ｂが形成される。そして、特に前記内端縁７３ａ
。

７３ｂを含む軸方向のすくい面７４ａ、７４ｂは、前述
したソリッドタイプのドリルと同様な［斜面に形成され
ている。このように構成されたフラットドリルにあって
も、前述したソリッドタイプのドリルと同様の作用効果
がある。

なお、前記フラットドリルのすくい面７４ａ。

７４ｂは、第１９図に示すように回転方向に凸となる曲
面に形成したものであってもよい。

次に、纂２０図および臨２１図を参照して付刃タイプの
ドリルの他の実施例を説明する。このドリルは、前述し
た付刃タイプのドリルのチンプ２ｏ、、、２０ｂと異な
るだ汀で他は同様に構成されている。すなわち、このド
リルはチップ８０ａとナツプ８０ｂとを回転中心部６の
軸線上で互いに突き合わせてロー付固着したものである
。この場合、各チップ８０ａ　、８０ｂの突き合わされ
る側の先端部が切り欠かれ、これにより各ナツプ８（ｌ
ａ　、８Ｑｌ）が突き合わされて固着された場合に前記
回転中心部６に空隙部が形成される。そして、特に前記
各チップ８０ａ、８０ｂの内端縁８２ａ、８２ｂを含む
軸方向のすくい面８３ａ。

８３ｂは、前述した付刃タイプのドリルと同様な傾斜面
に形成されている。このように構成されたドリルにあっ
ても、前述した付刃タイプのドリルと同様の作用効果が
ある。

なお、前記ドリルのすくい面８３ｍ　、８ａｂは、第２
２図に示すように回転方向に凸となる曲面に形成したも
のであってもよい。

また、第２３図および第２４図に示すドリルは、第７図
および第８図に示された付刃タイプのドリルに形成式れ
た空隙部の底部に超硬合金などの硬質部材９０をＩ設し
たものであるが、他は前述したけ刃タイプのドリルと全
く同様に構成されている。な９、纂２５図は前記硬質部
材９０を纂９図に示されたドリルに適用した場合のもの
である。

なおまた、前述した各実施例は、いずれも工具が回転し
て穴明は加工を行う場合について説明しだが、この発明
は、これに限られることなく、被剛材を回転させて穴明
は加工を行ってもよいことは勿論である。

以上詳細に説明したが、この発明は、工具本体の先端部
に２つの切刃を有し、ｍ線方向に切り下　　　　　゛ろ
し切６１」を行うド１１／ｌ’７１どの穴明は工具であ
って、回転中心部にコアを残さない（但し円錐突起は残
る）ものにおいて、前記切刃の内端縁は、被剛材に対す
る工具本体の相対的な回転中心から少なくとも０．１鮎
よυ大きくかつ１．２５ｆ＋ＪＩより小さい範囲で、等
しくかつ点対称に設けられ、しかも、前□ 記切刃の内端縁を含み工具本体の軸方向に沿うすくい面
の少なくとも一部が工具本体の相対的な回転方向に対し
て凸となるような構成であるから、切刃の長さが長くな
ってｈ位長さ当りの負荷を減少することができ、切刃の
欠損や異常摩耗を生じることなく高送りが可能となり、
また切屑を剪断させるよりなすべりを起こし溶着を生じ
にくくすることができ、網成刃先が生成されにくく、切
刃のチッピングが起きに〈〈なり、しかも切屑の処理、
排出を極ぬで良好にすることができるとともに穴精度を
も良（することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３図は従来のドリルを示し、槙１図は、従
来のソ１）ラドタイプのドリルの底面図、第２図はその
側面図、８３図はそのドリルにより４図から第２５図は
との発明に係る穴明は工具を示し、第４図はソリッドタ
イプのドリルの底面図、第５図はその側面図、第６図は
その他の例を示す底面図、＠７図は付刃タイプのドリル
の底面図、第８図はその側面図、第９図はその他の例を
示す底面図、第１０図は第９図に示すドリルによシ被剛
材に穴を明にた場合の拡大底面図、第１１図はデツプを
軸方向に傾斜して固着した場合の側面図、Ｗ、１２図は
ねじれチップをねじれ溝に沿って固着した場合の底面図
、第１３図はスペードドリルの底面図、第１４図はその
０Ｉｌ１面図、紀１５図はその他の例を示す底面図、腑
１Ｇ図はフラントドリルの底面図、第１７図はその正面
図、＠１Ｂ図はその側面図、第１９図はその他の例を示
す底面図、！２ＯｅＨ付刃タイプのド）Ｊルの更に他の
例を示す底面図、第２１図はその側面図、第２２図はそ
の他の例を示す底面図、誤２３図は纂７図ｒＣ示すドリ
ルに硬質部材を設けたドリルを示す底面図、＠２４図１
１その側面図、誤２５図はその他の列を示す底面図であ
る。 １・・・・・・工具本体、２，６５．７２・・・・・・
宇隙部、３・・・・・・被削材、６・・・・・・回転中
心ｇ１１％　１０ａ、ＩＱｂ。 １６ａ、］６ｂ、２１ａ、２１ｂｍ６３．７（Ｉｍ。 ７０　ｂ−−−・−切刃、Ｉｌａ、ｌ１ｂｊ２２ａｎ２
２ｂ。 ６６．７３ａ　、７３ｂ　、８２ａ　、８２ｂ・−”−
内端縁、１２　ａ　ｍ　１２　ｂ　、　１７　ｍ　１８
　ＪＬ　＃　１８　ｂ　＊２３ａ、２３ｂ、２５ａ、２
５ｂ、６７．７３ａｓ７３ｂ、、７４ａ　、７４ｂ　、
８３ａ、８３ｂ”＝すくい面。 出願人　三菱金属株式会社 第７凶 第９図 第８図 第１０図 １ｂ　Ｔ１ 第１６図 第１７図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）工具本体の先端部に２つの切刃を有し、軸線方向
   に切り下ろし切削を行うドリルなどの穴明は工具であっ
   て、回転中心部にコアを残さないもの（但し極めて小さ
   な円錐突起が残ってもよい）において、前記切刃の内端
   縁は、被剛材に対する工具本体の相対的な回転中心から
   ０．１〜１．２５１ｊＬの範囲で等しく点対象に設けら
   れ、しかも、前記切刃の内端縁を含み工具本体の軸方向
   に沿うすくい面の少くとも一部が工具本体の相対的な回
   転方向に対して凸なるように構成されていることを特徴
   とする穴明は工具。
2. （２）　　前記すくい面は、回転中心部に近い部分が単
   一もしくは複数段の傾斜面おるいは凸曲面に形成されて
   いることを特徴とする特許請求の範囲ｇｔ項記載の穴明
   は工具。