JPS62207590A - 小径ドリルの製造法 - Google Patents
小径ドリルの製造法Info
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- JPS62207590A JPS62207590A JP4915386A JP4915386A JPS62207590A JP S62207590 A JPS62207590 A JP S62207590A JP 4915386 A JP4915386 A JP 4915386A JP 4915386 A JP4915386 A JP 4915386A JP S62207590 A JPS62207590 A JP S62207590A
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Landscapes
- Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分針〕
本発明は直径2 m+i以下、とくに1m以下の小径穴
あけ用のダイヤモンド焼結体ドリル、ますこはCBN焼
結体ドリルの製造法に関するものである。
あけ用のダイヤモンド焼結体ドリル、ますこはCBN焼
結体ドリルの製造法に関するものである。
小径の穴あけ加工は一般に軽加工用には高速度鋼製スト
レートシャンクドリルが、軽加工用には超硬合金製ルー
マ形ドリルが用いられる。
レートシャンクドリルが、軽加工用には超硬合金製ルー
マ形ドリルが用いられる。
ここに小径とは2m以下とするが、とくにlll11す
下の極細物に問題が多い。まtコルーマ形は第2図のよ
うに先端刃部2とらせん溝3とを有する所定直径のドリ
ルボデー1と、これよりも大径のシャンク4とからなる
工具形式である。
下の極細物に問題が多い。まtコルーマ形は第2図のよ
うに先端刃部2とらせん溝3とを有する所定直径のドリ
ルボデー1と、これよりも大径のシャンク4とからなる
工具形式である。
軽加工の例として電子装置の印刷配線基板の穴あけがあ
る。基板は工具を著しく損耗させる難削材であり、これ
に大量の小径穴を短時間にあけなければならない。近年
この種の加工需要が増大しているが、軽加工のため超硬
合金製のドリルをもってしても寿命は短かく、自動化、
量産化の障害となっている。
る。基板は工具を著しく損耗させる難削材であり、これ
に大量の小径穴を短時間にあけなければならない。近年
この種の加工需要が増大しているが、軽加工のため超硬
合金製のドリルをもってしても寿命は短かく、自動化、
量産化の障害となっている。
超硬合金よりも耐摩耗性の1ぐれた工具材料としてダイ
ヤモンド焼結体(PCI))がある。
ヤモンド焼結体(PCI))がある。
切削工具としての寿命は超硬合金の数十倍ないし百倍以
上であるから、これを小径ドリルに適用することが期待
されている。
上であるから、これを小径ドリルに適用することが期待
されている。
第3図10は一般の切削工具用として供給されるPCD
ブランクである。ダイヤモンド焼結体の層11に超硬合
金の裏打ち12を施した構成で、ダイヤモンド層11の
厚さは05、裏打ち12を含む総厚さは15ないし3、
または直径は8ないし13 (単位はいずれもmm)が
一般である。
ブランクである。ダイヤモンド焼結体の層11に超硬合
金の裏打ち12を施した構成で、ダイヤモンド層11の
厚さは05、裏打ち12を含む総厚さは15ないし3、
または直径は8ないし13 (単位はいずれもmm)が
一般である。
ブランク10を加工して刃部を形成したPCD「チップ
」を、鋼などのシャンクに銀鑞付けして各種の切削工具
を構成する。第3図の超硬合金部12はダイヤモンド焼
結体11を補強するとともに、チップをシャンクに鍜鑞
付けすることを可能とする。ただしダイヤモンド焼結体
は700℃以上に加熱すると劣化するので、銀鑞付の作
業には配慮を要する。この事情もあって、鑞付強度が不
足してチップが脱落することもある。
」を、鋼などのシャンクに銀鑞付けして各種の切削工具
を構成する。第3図の超硬合金部12はダイヤモンド焼
結体11を補強するとともに、チップをシャンクに鍜鑞
付けすることを可能とする。ただしダイヤモンド焼結体
は700℃以上に加熱すると劣化するので、銀鑞付の作
業には配慮を要する。この事情もあって、鑞付強度が不
足してチップが脱落することもある。
小径ドリル用としては第5図のPCDブランク30があ
る。ダイヤモンド焼結体部31と超硬合金部32とから
なる丸棒状のブランク3゜の直径は最小1 mm程度ま
で各種、長さはダイヤモンド焼結体31を先端刃部とす
るドリルボデーを製作するに十分である。
る。ダイヤモンド焼結体部31と超硬合金部32とから
なる丸棒状のブランク3゜の直径は最小1 mm程度ま
で各種、長さはダイヤモンド焼結体31を先端刃部とす
るドリルボデーを製作するに十分である。
一般のPCD工具の製造技術はほぼ完成しており、また
第5図のPCDブランク3oも供給されているにも拘ら
ず、小径ドリル:ζ関しては上述の難点のため実用化に
至っていない。
第5図のPCDブランク3oも供給されているにも拘ら
ず、小径ドリル:ζ関しては上述の難点のため実用化に
至っていない。
第3図のPCDブランク10がら小径ドリルを製作する
には、ブランク10の板面に垂直に第4図20の小円柱
を截り出し、乙のPCD「チップ」20をドリル先端部
とする。ダイヤモンド焼結体部21の厚さは小径ドリル
の先端刃部を形成するに十分である。第6図のようにチ
ップ20の超硬合金部22を超硬合金部材40に接合し
てルーマ形の工員形状とする。部材40は所定径のボデ
一部41と、規格径のシャンク部42との一体構造であ
る。接合後、ドリル先端刃部とボデーのらせん溝とを加
工して第2図のような小径ドリルを完成する。
には、ブランク10の板面に垂直に第4図20の小円柱
を截り出し、乙のPCD「チップ」20をドリル先端部
とする。ダイヤモンド焼結体部21の厚さは小径ドリル
の先端刃部を形成するに十分である。第6図のようにチ
ップ20の超硬合金部22を超硬合金部材40に接合し
てルーマ形の工員形状とする。部材40は所定径のボデ
一部41と、規格径のシャンク部42との一体構造であ
る。接合後、ドリル先端刃部とボデーのらせん溝とを加
工して第2図のような小径ドリルを完成する。
PCDチップ20とボデ一部41との接合43は前述の
ように従来は銀鑞付によるが、チップ20は極めて微小
のtコめ接合部43の加熱によりチップ全体が高温とな
り易く、ダイヤモンド焼結体21を劣化させる危険が大
きい。また接合面積が小さいため十分な接合強度が得ら
れない。ドリルは穴あけ加工時には強いねじり応力を受
けるに対し、銀鑞付部の剪断強度が不足で、型加工用ド
リルとしての使用に耐えない。
ように従来は銀鑞付によるが、チップ20は極めて微小
のtコめ接合部43の加熱によりチップ全体が高温とな
り易く、ダイヤモンド焼結体21を劣化させる危険が大
きい。また接合面積が小さいため十分な接合強度が得ら
れない。ドリルは穴あけ加工時には強いねじり応力を受
けるに対し、銀鑞付部の剪断強度が不足で、型加工用ド
リルとしての使用に耐えない。
第5図のPCDブランク30は、これを加工してドリル
先端を含むドリルボテ−を一体に製作し得るので上述の
難点はないが、シャンクとの接合に問題がある。第7図
のようにシャンク50の先端の穴51にPCDブランク
30を挿入、固定するに銀鑞付あるいは圧入の方法があ
る。
先端を含むドリルボテ−を一体に製作し得るので上述の
難点はないが、シャンクとの接合に問題がある。第7図
のようにシャンク50の先端の穴51にPCDブランク
30を挿入、固定するに銀鑞付あるいは圧入の方法があ
る。
wI鑞付の場合は、ダイヤモンド焼結体31は加熱部3
3から十分に離れているtコめ過熱のおそれは少く、ま
た鑞付面積が大きいので接合強度も十分である。しかし
第8rI!Jシヤンク50の穴51とブランク33との
間には少くとも鑞材52の侵入する間隙を要し、いわゆ
る遊びのある嵌合となって、第8図に誇張して描くよう
にブランク30は倒れを伴って固定される。
3から十分に離れているtコめ過熱のおそれは少く、ま
た鑞付面積が大きいので接合強度も十分である。しかし
第8rI!Jシヤンク50の穴51とブランク33との
間には少くとも鑞材52の侵入する間隙を要し、いわゆ
る遊びのある嵌合となって、第8図に誇張して描くよう
にブランク30は倒れを伴って固定される。
圧入法では鋼製のシャンク50の穴51はブランク30
よりも僅かに小径とし、これにブランク30を押込む。
よりも僅かに小径とし、これにブランク30を押込む。
シャンク50は穴51を強制的に拡大された状態でブラ
ンク30を受入れるが、このためのシャンクの局部的変
形は必ずしも均一でないために矢張り第8図に類する倒
れが起る。また押込みの強圧力のtコめにダイヤモンド
焼結体31が破損することもある。
ンク30を受入れるが、このためのシャンクの局部的変
形は必ずしも均一でないために矢張り第8図に類する倒
れが起る。また押込みの強圧力のtコめにダイヤモンド
焼結体31が破損することもある。
銀鑞付、圧入いずれの方法においても倒れは避けられな
い。所定のドリル径よりも若干太いブランク30をシャ
ンクに接合後ブランク30を研削して所定径で、かつシ
ャックと同軸となるよう加工する工程が、第8図の倒れ
のために著しく困難になる。倒れに比例して研削量が多
くなるばかりでなく、シャンクをチャックして回転する
と先端が振れるtコめ、研削圧によりブランク30が折
損する危険を避けるには加工は極めて徐々に行なわなけ
ればならない。
い。所定のドリル径よりも若干太いブランク30をシャ
ンクに接合後ブランク30を研削して所定径で、かつシ
ャックと同軸となるよう加工する工程が、第8図の倒れ
のために著しく困難になる。倒れに比例して研削量が多
くなるばかりでなく、シャンクをチャックして回転する
と先端が振れるtコめ、研削圧によりブランク30が折
損する危険を避けるには加工は極めて徐々に行なわなけ
ればならない。
1例として直径0.8 mm 、長さ12mmのブラン
クの先端の偏心が36μmあった時に、これを修正する
研削加工に約4時間を要した。細心の注意を要する4時
間の工程は小径ドリルの製造能率を著しく低下し製造原
価を増大して、到底許容されない。
クの先端の偏心が36μmあった時に、これを修正する
研削加工に約4時間を要した。細心の注意を要する4時
間の工程は小径ドリルの製造能率を著しく低下し製造原
価を増大して、到底許容されない。
本発明の目的は高精度、高性能の小径PCDドリルを経
済的に提供することにある。
済的に提供することにある。
本発明の小径PCDドリルにおいては、第5図のPCD
ブランク30を用いる第7,8図の構成は倒れの問題を
伴うのでこれを避け、PCDの小片チップ20を用いる
第6図の構成を採る。チップ20と部材40との接合4
3は、銀鑞付は前述のように不可である。本発明はこれ
に替えて、ダイヤモンド焼結体21を過熱劣化させるこ
となり、シかも十分の強度が得られる接合法を確立した
ものである。すなわちニッケルを溶加材とする電子ビー
ム溶接による接合を特徴とする。
ブランク30を用いる第7,8図の構成は倒れの問題を
伴うのでこれを避け、PCDの小片チップ20を用いる
第6図の構成を採る。チップ20と部材40との接合4
3は、銀鑞付は前述のように不可である。本発明はこれ
に替えて、ダイヤモンド焼結体21を過熱劣化させるこ
となり、シかも十分の強度が得られる接合法を確立した
ものである。すなわちニッケルを溶加材とする電子ビー
ム溶接による接合を特徴とする。
接合の後はボデ一部全域を研削して所定の直径に仕上げ
、先端刃部5とらせん溝6とを加工して第1図の小径ド
リルを完成する。らせん溝6はPCDチップ20のダイ
ヤモンド焼結体部21、超硬合金部22から、超硬合金
部材4゜のドリルボデ一部41にわたって連続して刻設
する乙とになる。
、先端刃部5とらせん溝6とを加工して第1図の小径ド
リルを完成する。らせん溝6はPCDチップ20のダイ
ヤモンド焼結体部21、超硬合金部22から、超硬合金
部材4゜のドリルボデ一部41にわたって連続して刻設
する乙とになる。
第6図の構成の接合ではPCDチップ20の後端と超硬
部材40の先端とが共に軸芯に直角ならば接合後の倒れ
はない。多少の倒れはあってもチップ20が短寸のため
先端21の傷心はごく少ない。接合部43におけるチッ
プ2oと=7− ボデー41との芯ずれは後述の治具により極小におさえ
ることができる。
部材40の先端とが共に軸芯に直角ならば接合後の倒れ
はない。多少の倒れはあってもチップ20が短寸のため
先端21の傷心はごく少ない。接合部43におけるチッ
プ2oと=7− ボデー41との芯ずれは後述の治具により極小におさえ
ることができる。
これによりPCDチップ20の径に見込む加工余裕分は
借手で済み加工量は第8図のような倒れのある場合に(
らべて極めて少い。加えて、超硬部材40が正確にl8
に加工されていればこの部に振れ止めを当てることによ
り折損の危険がなく PCDチップ部の加工に十分の研
削圧を加えることができる。
借手で済み加工量は第8図のような倒れのある場合に(
らべて極めて少い。加えて、超硬部材40が正確にl8
に加工されていればこの部に振れ止めを当てることによ
り折損の危険がなく PCDチップ部の加工に十分の研
削圧を加えることができる。
以上のようにPCDチップ20を接合した第6図の構成
は第5図のPCDブランク30を用いる第7,8図の構
成よりも、接合後の加工工程において甚t!有利である
が、銀鑞付による従来の接合法では前述の欠点があって
実用に至らなかった。本発明はニッケルを溶加材とする
電子ビーム溶接によりこの構成を実用化したものである
。
は第5図のPCDブランク30を用いる第7,8図の構
成よりも、接合後の加工工程において甚t!有利である
が、銀鑞付による従来の接合法では前述の欠点があって
実用に至らなかった。本発明はニッケルを溶加材とする
電子ビーム溶接によりこの構成を実用化したものである
。
すなわち第1に電子ビームは極めて微小の局部に高エネ
ルギーを集中するので、接合部43のみが短時間に温度
が上昇して溶接を完了し、B− 先端のダイヤモンド焼結体21は過熱することがない。
ルギーを集中するので、接合部43のみが短時間に温度
が上昇して溶接を完了し、B− 先端のダイヤモンド焼結体21は過熱することがない。
第2に溶接は真空中で行なわれるので、フラックスを要
せず、溶接部に異物、気泡などの欠陥もなく、健全な液
溶ができる。
せず、溶接部に異物、気泡などの欠陥もなく、健全な液
溶ができる。
上記の効果に加えて、第3にニッケルを溶加材とするこ
とにより十分な溶接強度が得られる。
とにより十分な溶接強度が得られる。
下表は抗折試験法による溶接強度測定例である。
試験片は直径2mの丸棒とし、支点間距離30鴎の中央
に印加する荷重の、破断時の値である。
に印加する荷重の、破断時の値である。
表の左欄は一体の超硬合金棒、右欄は同材質、同寸法で
あるが、中央でニッケルを溶加材として電子ビーム溶接
した試験片の溶接部に荷重した場合である。各5回の測
定値を総合して、溶接部の強度は一体の超硬合金と変ら
ないことがわかる。
あるが、中央でニッケルを溶加材として電子ビーム溶接
した試験片の溶接部に荷重した場合である。各5回の測
定値を総合して、溶接部の強度は一体の超硬合金と変ら
ないことがわかる。
第6図の構成におけるPCDチップ20は第5図ブラン
ク30を趙硬合金部32で切断しても得られるが、前述
のように第3図の板状のブランク10から截り出すのが
よく、その方法はワイヤ放電加工法がよい。第3図のP
CDブランク10はバイトや各種のフライスなどの材料
としての需要に応じて大量に製造されているので品質、
供給とも安定しているからである。
ク30を趙硬合金部32で切断しても得られるが、前述
のように第3図の板状のブランク10から截り出すのが
よく、その方法はワイヤ放電加工法がよい。第3図のP
CDブランク10はバイトや各種のフライスなどの材料
としての需要に応じて大量に製造されているので品質、
供給とも安定しているからである。
また1個のブランク10から多数のチップ20をとるこ
とができるので経済的でもある。
とができるので経済的でもある。
超硬合金部材40は、ドリルボデ一部41がシャンク部
42と正確に開基となるよう製作することは困難ではな
い。また大量に製造されている第2図のルーマ形超硬ド
リルの半製品を流用することもできる。必要ならばPC
Dチップ20、超硬部材40ともに、接合すべき端面を
軸芯に直角に研磨する。
42と正確に開基となるよう製作することは困難ではな
い。また大量に製造されている第2図のルーマ形超硬ド
リルの半製品を流用することもできる。必要ならばPC
Dチップ20、超硬部材40ともに、接合すべき端面を
軸芯に直角に研磨する。
第9図のチャック60に、シャンク部42で超硬部材4
0を保持し、溶加材のニッケル板61を挾んでPCDチ
ップ20を載せる。銅製の治具62はPCDチップzO
を超硬部材40と開基に位置決めすると同時に軽い圧力
Pを加える。すなわち治具62はチャック60と開基を
保って上下動を可能とする支持装置(図示せず)に支持
されている。
0を保持し、溶加材のニッケル板61を挾んでPCDチ
ップ20を載せる。銅製の治具62はPCDチップzO
を超硬部材40と開基に位置決めすると同時に軽い圧力
Pを加える。すなわち治具62はチャック60と開基を
保って上下動を可能とする支持装置(図示せず)に支持
されている。
以上の構成を電子ビーム溶接装置の真空中に置き、接合
部61に焦点を結ぶ電子ビーム63を照射すれば一瞬に
溶接が完了する。銅製の位置決め治具62はPCDチッ
プ20のダイヤモンド焼結体部21に接触しているので
熱は治具62に流入してダイヤモンド焼結体の過熱防止
にも役立つ。
部61に焦点を結ぶ電子ビーム63を照射すれば一瞬に
溶接が完了する。銅製の位置決め治具62はPCDチッ
プ20のダイヤモンド焼結体部21に接触しているので
熱は治具62に流入してダイヤモンド焼結体の過熱防止
にも役立つ。
第9図の構成を多数円周上または直線上に配列し、遂次
電子ビーム照射位置に送ることにより、多数の溶接を真
空を破ることなく連続して行うことができる。
電子ビーム照射位置に送ることにより、多数の溶接を真
空を破ることなく連続して行うことができる。
本発明は、長寿命の期待をもって要望されながら実現さ
れなかった小径PCDドリルの工業的経済的供給を可能
にした点で、電子工業界などへの貢献が大きい。
れなかった小径PCDドリルの工業的経済的供給を可能
にした点で、電子工業界などへの貢献が大きい。
なお、本発明の趣旨はCBN焼結体を刃先とする小径ド
リルにも適用できることは明らかである。
リルにも適用できることは明らかである。
第1図は本発明に係る製造法によって製作した小径ドリ
ルの一例を示す側面図、第2図は従来の小径ドリルの側
面図、第3図は一般のPCDブランクの斜視図、第4図
は第3図のブランクより截り出したPCDチップの斜視
図、第5図は従来の小径ドリル用PCDブランクの斜視
図、第6図は第4図に示すPCDチップを超硬合金部材
に接合した側面図、第7図は第5図のPCDブランクに
よる構成の断面図、第8図はシャンクの穴にPCDブラ
ンクを挿込んだ状態を誇張して画いた断面図、第9図は
本発明の実施例を示す説明図である。 20・・・PCDチップ 40・・・超硬部材 60゜
62・・・治具 63・・・電子ビーム第1図 第2図 第Aウ 第つ図 第1図 9θ 第4図 第6図 第q図
ルの一例を示す側面図、第2図は従来の小径ドリルの側
面図、第3図は一般のPCDブランクの斜視図、第4図
は第3図のブランクより截り出したPCDチップの斜視
図、第5図は従来の小径ドリル用PCDブランクの斜視
図、第6図は第4図に示すPCDチップを超硬合金部材
に接合した側面図、第7図は第5図のPCDブランクに
よる構成の断面図、第8図はシャンクの穴にPCDブラ
ンクを挿込んだ状態を誇張して画いた断面図、第9図は
本発明の実施例を示す説明図である。 20・・・PCDチップ 40・・・超硬部材 60゜
62・・・治具 63・・・電子ビーム第1図 第2図 第Aウ 第つ図 第1図 9θ 第4図 第6図 第q図
Claims (3)
- (1)ドリル先端部を構成するダイヤモンド焼結体と、
これに続くドリルボデーの先端小部分をなす超硬合金部
とからなる長さ3mm以下のPCDチップを、ドリルボ
デーの大部分とシャンクとの一体の超硬合金部材に、ニ
ッケルを溶加材として電子ビーム溶接したことを特徴と
する小径ドリルの製造法。 - (2)ダイヤモンド焼結体層に超硬合金の裏打ちを施し
た板状のPCDブランクから板面に垂直の小円柱を截り
出してPCDチップとすることを特徴とする特許請求の
範囲第1項に記載の小径ドリルの製造法。 - (3)ドリル先端刃部をCBN焼結体で構成することを
特徴とする特許請求の範囲第1項または第2項に記載の
小径ドリルの製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4915386A JPS62207590A (ja) | 1986-03-06 | 1986-03-06 | 小径ドリルの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4915386A JPS62207590A (ja) | 1986-03-06 | 1986-03-06 | 小径ドリルの製造法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62207590A true JPS62207590A (ja) | 1987-09-11 |
Family
ID=12823151
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4915386A Pending JPS62207590A (ja) | 1986-03-06 | 1986-03-06 | 小径ドリルの製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62207590A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002144132A (ja) * | 2001-01-26 | 2002-05-21 | Gn Tool Kk | ボールエンドミル |
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Citations (1)
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-
1986
- 1986-03-06 JP JP4915386A patent/JPS62207590A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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