JPS6246491Y2

JPS6246491Y2 -

Info

Publication number: JPS6246491Y2
Application number: JP1984009450U
Authority: JP
Priority date: 1984-01-25
Filing date: 1984-01-25
Publication date: 1987-12-16
Also published as: JPS60120712U

Description

【考案の詳細な説明】

〔考案の技術分野〕本考案は超硬合金によつて形成されるドリルに
かかり、特に、切れ味を損うことなく超硬合金材
の脆性を補うことができる切刃形状を備えたドリ
ルに関するものである。〔考案の技術的背景とその問題点〕一般鋼材や鋳鉄などの穿孔作業には従来から高
速度鋼製のドリルが使用されてきたが、穿孔作業
の高能率化が強く要求されだした昨今では、ドリ
ルの回転数を高めてその要求に答えるケースが増
えており、それに伴なつて耐摩耗性に優れる超硬
合金をドリル材料として使用することが多くなつ
てきた。しかしながら、超硬合金は高速度鋼に比
べて抗折力に劣るなど、材質自体の脆性がゆえに
その用途が限定されており、その形状において脆
性を補うべく種々の工夫がなされてきた。そこ
で、本出願人は、特願昭58−93098号により上述
の問題の基本的解決策を提案した。それを、切刃
端面直視形状を示す第１図を参照して説明する。まず、芯厚部１（破線で図示）の直径Ｃのドリ
ル直径Ｄに対する比（芯厚）は25％〜35％に設定
され、かつ溝幅比（空隙部分の溝２の周長Ｂと、
肉厚を有する陸部３の周長Ａとの比）Ｂ：Ａは
0.4：１〜0.8：１に設定されて、ドリル自体の断
面積が増大し、曲げ剛性およびねじれ剛性が増大
している。すなわち、抗折力が大きくなつてい
る。次に、ドリル直径Ｄの少なくとも２／３よりも
外周側の切刃４の半径方向のすくい角は−５゜〜
正に設定されてドリルの切れ味が高められてい
る。また、切刃４の外周端の点Ｐ１と、この切刃４
上の点であつて中心から半径の2/3の長さ外周寄
りの点Ｐ２とを直線で結ぶ仮想基準線に対する点
Ｐ１上の垂直までの、切刃４に臨む溝壁５の外周
端の点Ｐ３からの距離Ｌ（相対距離）をドリル直
径Ｄの47％以下にすることで、切屑が小さなカー
ル半径で巻かれ、細かく切断されるので、切屑の
排出機能が高められている。ところで、上述のごとく構成された超硬合金製
ドリルでは、芯厚が一般の高速度鋼製ドリルに比
べて厚いので、シンニング（研ぎ落し）を施して
チゼル幅を小さくしないと、切削抵抗、ことに推
力が大きくなつて先端部が圧壊するおそれがあつ
た。そのためのシンニングの種類も、第７図に示
すように各種の形状が紹介されている。なかで
も、切削抵抗・喰い付き性能の観点からは、第７
図Ｃに示すクロスシンニングが効果的であり、
NAS907などでその形状が紹介されている。しか
し、高速度鋼製ドリルを対象としているその形状
のままでは、中心部の欠損切欠効果による破壊、
切削抵抗の増大などの問題が生じるので、高能率
加工をするドリルには適用できない。〔考案の目的〕本考案は、上述のごとき事情に鑑みて、その問
題点を有効に解決すべく創案されたものである。したがつて本考案の目的は、超硬合金製ドリル
に、適切なシンニングを施すことによつて切削抵
抗を小さくすることができ、かつ切屑を適切なカ
ール形状に切断することができ、超硬合金の脆性
をカバーしつつ切屑の排出を適切に行なわしめる
ドリルを提供することにある。〔考案の実施例〕以下に本考案の好適一実施例について添付図面
に従つて説明する。第１図は、従来の超硬合金製ドリルの切刃端直
視形状を示す平面図である。第２図は本考案にかかるドリルの先端部を示す
斜視図であり、第３図は、上記ドリルの切刃端面
直視形状を示す平面図である。ここで、本考案の数値限定の背景を、実施例を
もとにして説明する。まず、各実験に用いたドリルの条件は、ドリル
直径10mm、材質P30、芯厚3.0mm、溝幅比0.6：１
である。ここで、最良のドリル形状は、チゼル幅
＝０mm、θ_１＝40゜，θ_２＝０゜，θ_３＝38゜，
θ_４＝100゜、谷線１０の底Ｒ＝0.5mm、切刃のホ
ーニング＝0.1mm×25゜である。切削条件として
は、被削材としてS50CH_B230を用い、切削機械
として11KWタテ形マシニングセンタを用い、切
削速度50ｍ／分、送り＝0.1〜0.3mm／rev、切削
深さ＝30mmであつた。また、切削油としてエマル
ジヨンを用いた。 (イ) チゼル幅０〜0.4mmの範囲について：チゼルは、切刃部で大きな負角を持つており、
被削材へ進入していくときは押し潰すように作用
している。したがつて、超硬合金のような脆性材
料ではその部分が欠けてしまう。０〜0.4mmに限
定した理由は、切削速度が０ｍ／分に近いとして
も、切刃をできるだけドリル中心まで設ければ、
わずかでも切削作用をさせ得るからである。チゼ
ル長さとトルク、スラストの関係で、チゼル幅が
狭い方が抵抗が低いことは、たとえば機械振興協
会技術研究所発行のデータフアイル70−2B−00
−02に記載されている。また、チゼル幅がマイナ
スになると、特開昭58−177215号に記載されてい
るようにスラストは大いに減れる。しかし、切削
開始時の喰い付き点が２点できることになり、喰
い付き性が悪くなつて欠損に結びつくこともあ
る。 (ロ) θ_１＝35゜〜45゜について：後述のとおり、切り屑処理性が良い範囲であ
る。 (ハ) θ_２＝−５゜〜＋５゜について： θ_２は、シンニングによつて得られる切刃の軸
方向のすくい角を示すもので、負角であれば切刃
強度は向上する。但し、抵抗は増加する。ドリル
にあつては、前述のチゼルの項で述べたように、
中心部での抵抗が高いため大きな負荷にはできな
い。また、正角にすると抵抗が減り切れ味が良く
なる。NAS907では＋３゜〜＋８゜としている。
しかし、この角度が正でかつチゼル幅が０mmであ
ると、再研削のとき、たとえば10mmのドリルであ
れば、先端からの追い込み量を約２mmとしない
と、チゼル幅がマイナスとなつて中心が割れてし
まう。したがつてθ_２としては、０゜が最良であ
り、加工誤差をみて−５〜＋５゜とした。 (ニ) θ_３＝25〜60゜について： θ_３は、後述の説明のとおり、スラスト力と切
り屑処理性へ影響する。第６図にスラスト力のテ
スト結果を示す。θ_３が小さくなければスラスト
は低くなるが、切り屑の壁９への当たり方が弱く
なつてスラスト力が低下し、切り屑のカール状態
が悪くなる。すなわちカールのピツチが粗くな
り、排出性が悪くなる。θ_３として最も望ましい
のは35゜〜41゜の範囲である。 (ホ) 谷底10部のＲの大きさを0.3〜1.0mmとするこ
とについて：谷底10部のＲは、シンニングするときの砥石の
形状で形成される。このＲの大きさを0.1mm，0.5
mm，1.0mm，1.5mmの４種設定して実験した。その
結果、0.1mmのものは、前述の条件のうち回転あ
たりの送りが低いときは問題なかつたが、0.3
mm／revのときにこの谷線より大破してしまつ
た。すなわち、過大な負荷がシンニング部にかか
つたとき、ノツチ効果により大破したものであ
る。0.5，1.0mmのドリルは問題がなかつた。1.5mm
のドリルは後述の理由でθ_２が負となり、切削抵
抗が大となるため、10穴目でドリルの中心部が潰
れてしまつた。 (ヘ) θ_４＝90〜110゜について：後述のと々り、切り屑によるスラスト増大を防
止するための適性範囲であり、望ましいのは100
〜105゜である。 (ト) 刃先処理の大きさについて：アルミニウムや鋳鉄材料への穴あけでは不要で
あるが、被削抵抗の高い鋼の加工では欠損防止の
ため必要である。但し、大きすぎると抵抗が大と
なつて実際のラインでは使えない。刃先処理の大きさによる性能を表１に示す。な
お、表１は面取りの場合を示しており、送り速度
は0.3mm／revである。

〔考案の効果〕

以上の説明より明らかなように本考案によれば
次のごとき優れた効果が発揮される。すなわち、切削抵抗の増大を防ぎ、ドリル
中心部および各切刃のチツピングを防止し、切
り屑の排出性を良好にしノツチ効果によるドリ
ルの大破を防ぎ、再研削時の研削量を減らすな
どの効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の超硬合金製ドリルの切刃端面直
視形状を示す平面図、第２図は本考案にかかるド
リルの一実施例を示す斜視図、第３図は本考案に
かかるドリルの切刃端面直視形状を示す平面図、
第４図は第２図の矢印の方向から見た側面図、
第５図は第２図の矢印の方向から見た側面図、
第６図は角θ_３の大きさとドリルに作用するスラ
ストの大きさとの関係を示すグラフ図、第７図は
従来のドリル形状を示す平面および側面部分図で
ある。なお図中、１は芯厚部、２は溝、４は切刃、６
はそのすくい面、５は溝壁、７は芯厚部の切刃、
８は芯厚部の切刃のすくい面、９は隣接研ぎ出し
面、１０は谷線、０は軸心である。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】 (1) 芯厚をドリル直径の25％〜35％に、かつ溝幅
比を0.4：１〜0.8：１の範囲内に設定し、ドリル直径の少なくとも２／３よりも外周側
における切刃端面直視形状を半径方向のすくい
角が−５゜〜正に構成し、前記切刃端面直視形状における切刃の外周端
の点と、該切刃上の点であつて中心から半径の
２／３の長さ外周寄りの点とを直線で結ぶ仮想
基準線に前記切刃の外周端の点を通つて立てら
れる垂線に対して、前記切刃に溝空隙部を隔て
て臨む溝壁の外周端の点からの距離を、前記ド
リル直径の47％以下に設定した超硬質材料製ド
リルにおいて、シンニングによつて形成される芯厚部の形状
が、チゼル幅を０mm〜0.4mmの範囲内に設定さ
れ、前記切刃端面直視形状において前記芯厚部の
軸心から径方向外方へ延びるそれぞれの切刃を
互いに直線状に形成し、該芯厚部の切刃と、そ
の外周側端部からさらに外周側へ延びる切刃と
のなす角を35゜〜45゜の範囲内に設定すること
を特徴とするドリル。 (2) シンニングによつて形成される前記芯厚部の
すくい面は、軸方向のすくい角を−５゜〜＋５
゜の範囲内に設定し、かつ軸方向への長さをド
リルの軸心位置で０mmとし、該すくい面と、こ
れと同時にシンニングによつて形成される隣接
研ぎ出し面とが交わつてなす谷線を、ドリルの
軸心に対して25゜〜60゜の範囲内の傾斜角で形
成する実用新案登録請求の範囲第１項記載のド
リル。 (3) 前記芯厚部のすくい面と前記隣接研ぎ出し面
とのなす角を90゜〜110゜の範囲内に設定し、
かつ前記谷線部分として、前記芯厚部のすくい
面から前記隣接研ぎ出し面へ遷移する境界部の
断面形状が、曲率半径0.3mm〜1.0mmの範囲内の
円弧を形成する実用新案登録請求の範囲第２項
記載のドリル。 (4) 前記芯厚部の切刃を含む全切刃は、その先端
部の断面形状が、曲率半径0.03mm〜0.2mmの範
囲内の円弧を形成する実用新案登録請求の範囲
第１項ないし第３項のいずれかに記載のドリ
ル。 (5) 前記芯厚部の切刃を含む全切刃は、その先端
部の断面形状が、0.05mm〜0.2mmの範囲内の幅
で、かつそのすくい面から０゜〜30゜の範囲内
の傾斜角で面取りされている実用新案登録請求
の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の
ドリル。