明細 発明 の名称 非軸対称刃 ド リ'ル 技術分野
本発明 は、 高い真円 度の切削孔が得 ら れ る ド リ ルの刃-の 状に関'す る 。 背景技術
ド リ ルカロ'ェは、 金属.な どの 固体に下穴加工無 し に直接あ け る こ と が で き る 穴あ け加工法 と して、 広 く 一,般的に使用 さ れ てい る 。
ド .リ ノレ と し て最 も 一般的 な 2 つ の切れ刃 を持つ ツイ ス ト ド リ ル'の場合は、 ド リ ル'の先端、部 にチゼル部 と 切れ刃 を持 ち 、 'ボデ ィ に切 り く ずを排出す る た め の'ね じれ溝を持っ てい る 。
前記チゼル部は、 ド リ ル先端中心部に配置 さ れ'た稜線部分 で あ り 、 前記切れ刃 は、 ね じれ溝の 内面であ.る す く い面 と 逃 げ面 と に挟ま れ,た部分であ る 。 前記チゼル部は、 ド リ ル-径が 大き く な る ほ ど、 大 き く な る のが一般.的であ る。
従来の 2 つ の切れ刃 を持つ ツ イ ス ト ド リ ルの切れ刃 が配置 さ れてレ、 る 端面を表'す図 を図 1 に示す。 図 1 において、 2 つ の '切 'れ刃 1 は、 ド リ ル先.端部の 中心 あ る チゼル部 2 を挟ん で、 *0 。' の位 '置に配置 さ れてい る 。
すな わ ち 、 2 つ の切れ刃 は、 相互に、 ド リ ル の回転軸 を 中 ,心,軸 と 'した軸対象に配置 さ れてい る 。 さ ら に、 切れ刃 力 S 3 つ
以上の ¾f 口 は、 通常、 一つの切れ.刃 の両 ロぶ の延長線 と 、' 他の切れ刃 の両端を結ぶ線の延長線 と の な 1 角 Θ が ( 3
6 0 / N ) と な る よ う に配置 さ れてい る (ただ し 、 N は切 れ刃、の数を表す ) 。 .
ま た 、 リ ル' の先端角度は、 1 1 8 ° を標準 する が 、 ェ 作物の材質が軟質で あれば、 ド リ ル'の、先端角 度は 1 1 8 ° よ り 小 さ 硬い材料や脆い材料の場合に は、 ル'の先端角 度は 1 Ί 8 。 よ り 大き く 形成 さ れる 。 ·
通常の 2 つ刃 の ド リ ノレ加ェでは、 ド リ ル, 自 体の振れや 、 取 り 付け の振れな どで、 -左右の切れ刃 にァ ン:バ ラ ス が生 じ、 そ のた め 、' 食い付き 時に、 ド リ ル先端都の ≠ゼル部に滑 り が
-生 じ 回転中心が移動 し、 .「歩行現象」 と 呼ばれ 現象が発生 し、 ,レ ば し ば三 、 五、 七角形な どの奇数のひ み 持 た 円 が発生す る の ド リ ルの 「 '歩行現象」 は、 ジ ルの 2 つ の 切れ刃 に等 し V、 ス ト レ ス 、 たわみ力 発生 しな い と が原因 と 考え ら れ,る (例 え ば、 津枝正介 長谷川嘉雄 木村熙 ド、 ジ ル-の歩行現象について, 日 本機械学会 文集, 0 0 ― 4 0 3
1 9 8 ' 4 ) c
切削 に よ る 加ェで、 こ の 問題を解決'し 、 穴の真円度を高 め る 具体的方法 と して、 ド リ ノレタ ッ ク 部か ら 先端 での長 さ を
: 短 く して 曲 げ弾性を高 め る 方法や、 仕上げェ で ソ を使'つ て 、 リ 一マ■と ド リ ル'を一体化 て リ ノレ加ェ時に仕 上げ加ェ も 同'時にで き る ノく ッ シ ン グ ド ジ ルや ド、 リ ル ジ 一マ
'や リ ,マ付さ X ' ノレな どが考案 さ れてい る (例 X.ば 特開平
5 '― 3 , 0 1 1 0 9 号公報、 特開平 8 — 1 5 5 7 1 5 号公報、
特開 2 0 0 2 — 3 6 1 5 0 9 公報).。
ま た、 ツ イ ス ト ド リ ル'で貫通 した穴の貫通穴周辺部 に存在 する バ リ を切削 し、 穴明 け と ノ リ 取 り を連続 して行 う 目 的で、 リ レ軸心 に対 して、 切れ刃 を非対称に配置 し、 ド リ ル軸心
5 と チゼル部の _中心 と をず ら した ツ イ ス ト ド リ ル'が開示 さ れて
.い る (例え ば、 特開 2 0 0 5 — 2 4 6 、 5 7 7 公報)。
特開 2 0 0 5 - 2 4 6 5 7 7 公報に開示 さ れたツイ ス ト ド ジ ルは '、- チゼノレ部 中 心 と ド リ ノレ軸心 と,がずれてい る た め、 チ ゼル部 中 心 を 中心 と した穴を切削 して貫通,穴を形成 し 、 リ0 ノレを引 き 抜'く 際に、 ' ド .リ ル軸心 を 中心 と レた穴 を形成 し よ う
、, と す る ド リ 'ノレ の回転に よ り 、 バ リ 取 り を '行 う、も の であ る 。
すな わ ち 、 特開 2 0 0 5. - 2 4 6 5 7 7 公報に開示 さ れた ッイ ス ト ド リ ル'は、 2 つ の異な る 中心を持つ穴を明 け よ う と す る た め、 そ の貫通穴は、 通常の ッ イ ス ト 'ド リ ルに よ り 得 ら5 'れ る 貫通穴 よ り も さ ら に真円度の低い穴 と な る と い う 問題が ー
あ つ /こ 。 , , '■
切削時の発熱を少 な く す る 目 的で、 ド リ ル軸心 と チゼル部 の 中'心'と を異な ら せ、 切れ刃が、 ド'リ ル'軸心を 中心軸 と し た 場合に、 非軸対称 と な る ツイ ス ト ド ジ ルが開示 さ れてレ 、 る (例0 えば、 特表平 1 1 一 5 1 0 1 0 3 号公報) c
特表平 1 1 一 5 1 Ό 1 0 3 号公報に開示 さ れた ッィ ス ト ド ル も 、 特開 2 0 0 5 — 2 4 6 5 7 7 公報に 開示 さ れた ッ ィ ス ト リ ノレ と ,同様に、 チゼル部の 中心力 S ド リ'ル軸心 と カ ず ?1
'"'てい る た め、 軟質の被削体を切削す 'る 場合に は問題ないが、5 硬質の被削体を切削する 場合に は、 チゼル部の 中心が切削時
の切削穴の 中心 と な り 、 ッ ィ ス 卜 .ド リ ル の 引 さ 抜さ 時に は ド
.リ'ル'軸心を 中心 レ - した回転を し よ .う と す の た め 、 特表 平 1 1 一 D 1 0 1 0 3 号公報に開示 さ れた ク ィ ス リ ルも 通常、.の ッィ ス 卜 V ルに よ り 得 ら れ る 穴 よ り も さ ら に真円 度
5 が低 く な, つ て 、しま う と い う 問題が あ つ た 真円度の高レ、切削穴 を得る こ と を 目 、的 と して ッ ィ ス 'ト ド
V ル.の'切れ刃 か ル'軸心を 中心軸 と した場ムに 非軸対 称 と な る ィ ス 卜 ル'で め つ て 、 ド'リ ルボァ ィ に切 り 欠 き を ru
Pス り 二つの 回転支持部に よ り ド、 リ ノレの 回転を安定 さ
1 0 せ る ッィ ス ト リ'ルが -開不 さ れてい る (例'え ば 米国特許第
4 9 1 3' 6 0 3 号公報 ) 3 米国特許第 4 9 1 3 . 6 0 3 号公報 開示 さ れた 'ノ イ ス 卜 ルの発明者は、 切削穴の真円度を 向上 さ せ る た め に は、 切れ刃 を非軸対称にす る こ と 'と 前記回転支持部が必要で あ る
Ι ,δ と してレ、 る しか し な が ら ル'ホディ に切 り 欠 さ を設 け
— f- る と 、 切,削 ぐ ずが切 り 欠 き 部分に pp S し い リ レ の 回 «に支 を き た十等の 問題が あ つ た.。
発明の開示
2 0 ルの さ を短 く す る と 、 歩行現象は抑制 さ れ る が こ
': の方法では深穴.加ェ'を行 う こ と ができ ない ま た マ を 使つ て仕上げ加ェを行 う と 、 加ェェ禾¾が増 る た め 加ェ時 間が増 えて し 。 さ ら に 、 リ マ力 Bェ時に' ド ジ ルの場合
. と 同様の原因で ずみ 円 が発生 る 'と い 0 報吿 あ り 、 リ
2 5 マ加ェを行 た と し て も 、 必ず し も 高い真円度を得 ら れ る と
は限 ら ない
ド V ル ジ ― マ について b 同様に 必ず し も 高い真円 度が得 ら れない と 考え ら れ 又、 ド、 ノレ の刃 を多 く して も 、 円 周 方向、に規則的な刃 が付け ら れてい る ·¾; 口 に は、 歩行現象 に よ
5 る 多角形,形状 現れ と ら れ る □
そ の た め 、 切削加ェ おい て 、 高い 円 度が得 ら れ る 切 り 刃 の形状を保有す る リ ルが求 め ら れて 1'ヽ る : 、ヽ
本発明者 ら は r V ノレ の歩行現象の原因,と して は、 ド リ ル 0 の切れ刃 が '同一円周 上に対称に配置 さ れて'お り そ の ド リ ル
、 先端に働 < 不釣合い力 に よ り 発生 した振'動が ;互レ、 に 同期 して
-規則的'ないわ ゆ る 歩行現象 に よ り ¾ 数多角形のひずみ 円 を の ^ ?
形成す る で、 V ル'先 ^ππ 働 く 不釣合い力 に よ り 発生 し た 振動が互い に 同期 し ない よ う すればよ い ど考 ん リ ル' の δ '切 り 刃 を非対称に配置 した所 、 歩行現象が な く な '(J 切削 円 の真円 度 ,が 问 り 、 ひずみ 円 が抑制 さ れ る こ と を 出 し本発 明 •&r元成 さ せた □
、
すな ち 、 本発明 はヽ 具体的に は 、 下の構成を有する 。
( 1' ) K y ノレ軸心 を 中心 に少 な < , ,と .も 2 つ の切れ刃 が 回転 0. し 、 加ェ面の切削加ェを行 う ド、 リ ルであ つ て、 該 V ルの先 1端中'.央部で且つ. ド、 ジ ノレ軸心 と チゼル部中心 と が重な る よ う に チゼノレ部が形成 さ れ 前記複数の切れ刃 の 内 の少な く と ち 1 つ' の ¾Jれ刃 と 'ヽ 他の 1 つ の切れ刃 と が、 前記' ド ジ ル軸心を 中 心軸 と ,し /こ場合 ,に、 非軸対称に配置 さ れてお り ド ジ ル-刃 の5 外縁は ド. ジ ル軸心 を 中心 と した 円 の弧を形成 し てレヽ る と
特徴 と する 非軸対称,刃 リ ルであ る
2 ) 切れ刃が 2 つで あ る リ ルであ つ て 、 該 y ルの切 れ刃 が配置 さ れてい る 端面 に いて、 一方の切れ刃 の両端を 結 、.線の延長線 と 、 他方の切れ刃 の両端を結ぶ線の延 -j¾線 と が交わ る,角 度 、 5 ° 〜 1 7 5 。 の範囲 內 あ る 前記 ( 1 ) に Sd載の非軸対称刃 ド リ ル'で あ る 。
( 3 ) 切れ刃が 3 つ以上で あ る ド リ ノレで あ つ て 、 該 ド、 リ ル の切れ '刃 が配置'さ れてレヽ る 端面 におい,て、 一つの切れ刃 の 両 端 '1¾ ぶ線の延'長線 と 、 少な < と も 他の一,つの切れ刃 の 両端 を結ぶ線の延長緣 と '力 S交わ る 角 度 · Θ が、 下'記式 し 1 ] 又は下 記式 — L 2 ] .で表 さ れる 範囲 内 に あ る 刖記' ( 0 に記載の非軸
.対称刃 y ルでめ る 。
0 0 < Θ < { ( 3 6 0 / Ν ) ■ 5 } ° . [ 1 1 j
ただ し 、 式 [ 1 ] 中 、 ' Ν は切れ刃 の数を表す
{ ( 3 6 0 / ζ Ν ) + 5 ' } 。 < ; Θ ^ 1 ' 8 0 0 [ 2 ] ただ し ,ヽ [ 2 ] 式中、 Ν は切れ刃 の数を表 "f
( 4 ) 切れ刃が湾曲 してレ、 る 前記 (, 1 ) 〜 ( 3 ) の レヽずれ か一つ.に記 の非軸対称刃 ド リ ルであ る 。
( 5 ) ジ ル軸心 を 中心 に少 な く,と .も 2 つの切れ刃 が 回 し 、 加ェ面の切削加ェを行 ド、 リ. ノレであ つ て 、 該 V ルの先
· '端中:央部で且つ. ド リ 'ル軸心 と チゼル部中心 と 重な る よ う チゼル部が形 さ れ、 前記複数の切れ ^刃 の 内 の少な < と も 1 つ の ¾れ刃 が ,、 凸 V字形であ る こ と を特徴 しレ' Ί る 非軸対称刃
': · リ ルで あ る
*
( 6 ) 凸 V字形の切れ刃 に 3ο レ、て、 f己凸 V字形を形成す
る 切れ刃 の なす角 が 1 4 0 で あ と を特徴 と す る 目リ
5 ) に記載の非軸対称刃 ド、 ル' =
切削加ェにおいて 真円 度の高い形状の切削 円 を 、 ド リ ル だけ- .でのカロェで形成でさ 深穴加ェ 高い真円 度 行 う こ と がで さ 5^ マで 上げを行 つ 必要が な < な る た め ア 加ェ時間 を短縮す >- る と が で き 高い精度の真円度 'が得 ら れる た め に、 不必 な大き な穴 ¾r開 け る 必要がな く な る 。
発明 を 施する た め の最良の形態
般的 な ド ジ ノレは -右刃右ね レれの溝刃形を持つ た ク ィ ス 卜 ド、 リ ノレで あ る が 本発明 は ―マ ド Mな どのチゼゾレ
.と 切れ刃 を有す る 1 で あれば どの よ う な r リ ルに 適 用 でき る
チ ル'部の長 さ や大き さ は特 限定 さ れ' の ではな
. リ ノレ径や用途に応 じて 種々 め長 'さ や大き さ を採用す る こ と 力 Sで き,る た /こ し 切削時 と 1 リ ルの 引 き 抜含 時 と の ド ジ ルの回転中 心が わ ら ない よ う に チゼル 部中心 と ド、 ル軸 心 と'が'重な つ い る こ と が必要で あ'な
本発明 は 特 被切削体が ' 属.や ラ ミ ッ ク 等の 機 物質の よ つ に硬質物質であ る 場 Π に有用 であ る こ れは 硬
: 質物質 (0場 1 ,ジ ル軸心ではな チゼ 'ノレ部中心 を 中心 と して切削が進行 1 た めでめ
切 刃 の数 'は 2 つ以上で めれば 、 特に制"限はない ' 切れ ■刃 の数が 2 つ であ ¾5" ド 'リ ルの切れ刃が配置 さ れ
*
てい る 端面 に おいて 一方の切れ刃 の両端を結ぶ線の延 ft ,線
と 、 他方の切れ刃 の両端を結ぶ線の延長線 "と の なす角 Θ が、
• 5 ~ 1 7 5 ° で あ る こ と が必要で あ る 。 前記角 S はヽ 切削 穴の真円度の点力 ら 1 5 ° 〜 1 7 0 。 で あ る こ と が好 しい 切. -れ刃 の数が 3 つ以上で あ る 場合、 ド リ ル'の切れ刃 が配置 さ れてい る 端.面において、 一つ の切れ刃 の両端 を結ぶ線の延
'長線 と 、 少な く と も 他の一つの切れ刃 の両端を結ぶ線の延長 線 と 力 交わ る 角度 Θ が、 [ 1 ] 又は [ 2 ] で表 さ れる 範囲内 に あ る 必要が あ る'。
0 。 く Θ ≤ { ( 3 6 0 N .) — '5 } ° , [ 1 ]
ただ し 、 式 [ 1 ] 中 、 N は切れ刃 の数を表す。
( 3 6 0 / Ν ) + 5 } 。 ≤ Θ く 1 8 0 。 : ·' [ 2 ] ただ.し 、 [ 2 ] 式中、 N は切れ刃 の数を表す。
ま に 、 本発明 の非軸対称刃 ド リ ルにおいて、 全切れ刃 が上 記式 .[ 1, ] 又 は式 [ 2 ] ' を満たす必要はな い。 例えばヽ 切れ
'刃 が 3 つ あ る 場合 に は、 3 つの切れ'刃 の う ち 、 2 つはヽ 切れ 刃 の両端を結ぶ線の各延長線が なす角 が 1 2 0 0 であ り 、 残 り の つ の切れ刃 と 、 前記 2 つの う ち の 1 つ の切れ刃 と の 間 にねい'て 、 上記式 [ 1 ] 又は式 [ 2 '] の 関係が成立すれ y ヽ、
図 2 に 、 本発明 の ド リ ルにおい て、 ド リ ル'の切れ刃 が酉己置 さ れ:てい.る 端面の模 ¾図 を示す。 '
卜、 'リ ル外縁 4 の 中 に、 2'つの切れ刃 1 が配置 さ れてい る 記 2 つの切 刃 1 は、 チゼル部 2 を挟んで配置 さ れてお り 、
2 つの切れ刃 1 の両端を結ぶ線の延 ¾線 3 が なす角 が Θ で あ る 。 なお 、 図 2 において、 5 はね じれ溝 と 切れ刃部分 と の境
界 を示 し、 Aは ド リ,ルの回転方向 を示 してい る 。
切れ刃 の形状は 、 図 2 の模式図 よ う に直線状で も よ く 、 図
1 0 の よ フ 凸 に湾 曲 した形状や凹 に湾 曲 した形状で も よ い 切れ '刃 凸 に湾曲 した形状 と す る こ と に よ り 、 高速回転に よ る 切削が安定する な どの効果が あ る 。 ま た 、 図 1 1 の よ う に
.切れ刃 を凹 に湾曲 した形状 と する こ と に よ り 、 切削 く ずを き ち ん と 力 一ル さ せて切削 く ずの排出性が 良好に な る な どの効 果が あ る
ま た 、 切れ刃'の形状は、 図 1 3 の よ う に、 凸 V字形で も よ い 1 3 において' 、■ ..凸 V字形の切れ刃 9 'は、 該凸 V字形を 形成 る 切れ刃部分 D と 切れ刃部分 E f 力 ら な る 。 図 1 3 の
.よ に' 、 切れ刃 1 , 9 が二枚の時は、 前記凸 V字形を形成す 切れ刃部分 D と ヽ 凸 V字形ではない切れ刃 1 と が平行に配 置 さ れ いて も よい 。 ま た、 切れ刃 が三枚 ¾上で あ る 場合に はヽ 凸 V 子形を形成する 切れ刃部分' D の 両端を結ぶ線の延長 線 と 他の切れ刃 の両端を結ぶ線の延長線 と の,なす角 が、 ( 3
6 0ソ N ) であ つ て も よ い (た だ し、 N は切れ刃 の数を表 す 。)
般的 に 、 ノレに は、 切削 く ず,をお 出する た めのね じれ 溝が設け ら れてい る c 本発明の非軸対称刃 ド リ ル'においては、 切れ刃 配置 に、合わ 'せてね じれ溝 も 非軸対称 と して も よ く 、 ね じ. ' 1溝は軸対称で あ っ て も よ い。
よ つ て 、 本 '発明の非軸対称刃 ド リ ルの製造は、 従来の軸対
':称刃 ド、 V ルの切れ刃 を削 つ て加工す'る こ と に'よ り 製造する こ と も ぎ る
般的な 'ド リ ノレは右刃右ね じれ.の溝刃形 'を持 た ッィ ス ト ノレで あ り 、 先端の形状は図 1 .に示 した よ に 、 切れ刃 が 軸対称に形成 さ れてい る 。 後述す る 実施例で用 いた非軸対称 刃 ,ぺ、 リ ルは、 先端の切 り 刃 が軸対称であ る 市販の金属加ェ用 ジ ル 加ェ、して、 本発明 の非軸対称刃 ド ルを製作 レた も の 、 あ る
本発明 の ド リ 'ルは、 図 2 のイ メ ージ図 と 先端部 を表 図 で 示 した よ う に、 切れ刃 が非軸対称 ( ド リ ノレ軸心 を 中心軸 と し た場合 ? 、 一方の切れ刃 を .中心軸周 り に 回転 さ せて も 他方 の切れ刃 と'一致 しない.。 ) に形成 さ れてい る ド ル'で あ る た 本発明 の ド リ ルは、 図 3 ( A ) に示す つ 二つ の切れ 刃部分を有す る 非軸対称切れ刃 ド リ ル と して ち よ い し 図 3
( Β ) に示す よ う に一つ の切れ刃部分に ス シ 卜 て、 切れ刃 1 を作製 し、 非軸対称切れ刃 ド リ ルと レて ¾ よ い
通常の ド リ ノレ の 「歩行現象」 ほ 2 'つ の切 し刃 が交互にひず みを持つ 円 の頂点 を形成 · 移動 しな が ら 切削す る た め に 回転 中心ずれの原因 と 考え ら れ る た め、 回転中心の れが少 ない リ' ノレを 、 巿販の金属加工用 ド リ ル'を加ェ し て下記の 2 つの
V ノレを製作 し、 比較例 と して用 い,た c
( 1 ) 加工時は片 ス ラ ス ト カの み で加 X 行 う 片方の 刃 を全て肖. り 落,と した片刃 ド リ ル (図 4 ■■') 。
( 2 ) 先端のチゼル部分を短 く た短チゼノレ ド、 V ル (図
i
図 4 において、 ( A ) は、 片刃 ド リ 'ル'の先端部の側面図 あ る 右側の切れ刃 は存在 してい る が、 左側は 切れ刃 取 り
除いてい る □ ( B ) は、 片刃 ド リ ル.において、 切れ刃 が配置 さ
'れでい る 面 を表す図であ る 。
図 5' いて、 ( A ) は、 短チゼノレ ド リ ル 'の先 ¾n RI-> の側面図 であ、る c た 、 ( B ) は、 短チゼル ド 'リ ノレにおいて、 切れ刃 が 配置 さ れ.て い 端面 を表す図であ る 。
本発明 では 、 ボール盤を使用 し、 被 削材に穴 あ け加ェを 行つ た 被切削表面に形成 さ れ る 切削 円 を観察す る た め 、 貫 通穴は あ けず 、 '形成 さ れた切削 円 の形.状について比較 を行 う と に した 施例
本発'明 の ド、 リ ル'の、 一方の切れ刃 の 両端を結んだ線の延長 線 他方の切れ刃 の両端を結んだ線の延長線 と が なす角 Q を 5 か,ら 4 0 0 と 変化 さ せた非軸対称刃 ド リ ルで各々 円加 ェを行つ た
ま た 、 .図 3 ( B ) に示す よ う に、 直径 1 0 m mの N A C H
I S Τ A N D A R D ッ イ ス ト ド リ ル' (直線状の切れ刃 を有
、 '切 .れ刃 が配置 さ れてい る 端面におい て、 二つの切れ刃 が 平行に配 ft さ れてい る 。 .) の一方の切れ.刃 を削 り 落 と し ヽ 残つ た も う 一方の切れ刃部分にス リ ッ ト を設 け て、 切れ刃 1 を作 製 し. 、 方の切..れ刃 ' 1 の 両端を結んだ線の延長線 S と 、 他方 の切れ刃 1 の 両端を結んだ線の延長線 3 と が なす角 Θ を 1 5
8 、ら 1 7 ' 3 ° と 変化 さ せた非軸対称刃 ド'リ ル'で各々 円加 ェを行つ た
ま たヽ 比較例 と して、 直径 1 0 m m の N A C H I S T A
N D A R D ク ィ ス 卜 ド、 ル ( 線状の切れ刃 を有 し、 切れ刃
'が酉己置 さ れてい 端面においてヽ つの切れ刃 が平行 配置 さ れてレ、 る 。) 図 4 の片刃 ド ル 、 図 5 の短チゼル- ド y ルを 用い、て加ェを行つ た。
被切削,材 と 、して 、 硬度に差の あ る ヽ A A G ァル ミ 二 ゥ ム ム金 J I S A 5 0 δ 2 H 1 1 9 以降了 ル 、 二 ゥ ム合金 と い う ) と ヽ J I S C 2 8 0 1 6 ./ 4 黄銅 を使用 しヽ ■ ^ヽ 一ル盤 A M I K I M A C Η I N . E N B D 3 4 0
L R S E N S ' I T I V E . B Ε N C H D R I L L ) を使 用 1 回転 '数 5 0 0 r P mで一定荷重で |pj'等の加ェ円 が 出来 る よ う に 、 図 6 の概念図 で示 した装 で- 置 、 ァ、ル ミ 二 勺 ム合金
.の 口 2 9 4 、 黄銅の場 σ 4 9 0 N の一定荷重を負荷 し 、 加ェ時間 2 〇 秒で切削加ェを行つ た
切削加ェを行つ た装置の概略を図 6 に示す 二成分動力計
8 の上に 、 ト ル'ク セ ン - 7 を挟'んで、被切削材 6 を固定 し、
Β の方向 に切削 を行つ /こ 。 な 、 ジ ノン の 回 方向 は C であ ス 上記'の れぞれの ド ン ノンに よ り 形成 さ れ /こ切削穴の真円度 を各々 測定 た 0 ,
HU記真円度の測定は 、 3 次元測定 東京精密社製 X y
: a a 1 1 6 D ) を',用 いて行つ た 測定用 ブ '口 ―ブを切削穴 の入 口 にて 、 1 0 点接触で真円度を 回測定 しヽ 平均を取つ て真 Ή虔 と し 'た c
本発 ,明での真円 度は その 円 の最 1大半径 と 最小半径の差で 表わ し 、 単位は - >
へ リ メ 卜 ノレを用 いた
一定荷重を負荷 して切削加ェ した穴の真円 度の測定結果を
'図 7 に示す。 横軸は、 ド V ルの一方の切れ刃 の両端を結ぶ線 の.延長線 と 、 他方の切れ刃 の両端を結ぶ線の延長線 と が なす 角 Θ、を表 し、 縦軸は真円度を表わす。
真円 度.は Θ 0 0 の場合を基準 と す る と 、 ァノレ ヽ =- ゥ ム合 金 、 黄銅 と も に角 度 Θ が大さ く な る に伴いヽ 真円度の値力 ヽ さ く な て、 'り 真円 に近づレヽ てい く こ と が分かつ た。 こ れ は 、 非 '軸対称化'した切れ刃 が加ェ の ス 'ラ ス 力 に不規則性を 与 る 事に よ る も の だ と 推察でき る c
真円度だ'けで見 る と 特殊加ェの片刃 ド 'リ 'ルで切削 した も の が も と も真円 度が 良 < , 短チゼル ド' y ル、で切削 した も の
■ β はあ'ま り 真円度が 良 く な.力 つ た。
実際の加ェでは一定の荷重での加ェは少な < 、 人に よ る 荷 重の操作も し く は N C フ ラ ィ ヌやマ シニ 、
グセ ンタ な どの 一 定送 り 加ェ れ る こ と が多い 3 ' そ こ で N C フ ラ ィ ス を用 い ,、 被切 '削材にァル ミ 二 ク ム合金 (厚 さ 1 0 m m > 1 m m ) と 黄銅 (厚 さ 1 0 m in と 1 m m ) を用いヽ それぞれ回転数 5
0 0 r Ρ 、 送 り 3 0 m m / m i n でプ グ ラ ム を組み 自 動 加ェにて被切削材に貫通穴加ェを 沲,し、 の穴の 円 度 を測 定 した
厚:さ 1.. 0 m の ァノレ ミ 二 ゥ ム Ά 昔銅を被切削材 と して 用 レヽ 'た場合の真円度の測定結果を 、 図 に示す。 横軸は 、 ル'の一方の '切れ刃 の両端を結ぶ線の延長線 と 、 他方の切れ
'刃 の両 を結ぶ ,糠の延長線 と が なす ^ Θ を表 し、 縦軸は真円 度 を表わ'す。 は片刃 ド ル'で切削 した の を表 し 、 β は短
チ ル V ル'で切削 した も の を表す 、
図 8 よ り 、 真円度 は e = 0 0 の場合を基準 と す る と ァノレ
、 二 ク ム Π 金、 黄銅 と も に e が大 き < な る に伴い 、 ヽ 円 度が 小 さ.. < な り 、 よ り 真円 に近づいてい る こ と が分かっ た。 たヽ θ > 1 0 で特 切削穴の真円 度が小 さ く 、 真円 1 近い · - と が分かつ た
、 _ ·
厚 さ 1 m mの ァル ゥ ム合金 と 黄銅を被切削材 と し て用 い 、 た場合の真円度の測定結果を、 図 9.に示 9 。 横軸は 、 ン ノレの 一方の切れ刃 の両端を結ぶ線の延長線 と 、 他方の切れ刃 の両端を小口ぶ線の延長..線 と が なす角 Θ 表 し 、 縦軸は直ヽ 円度 をふわす は片刃 ド、 y ルで切削 した ¾ の 表 し 、 β は チ ゼル V ルで切削 した も を表す。
図 9 よ り 、 真円度は ノ一マル' κ リ ノレを 準 と す と 、 ァル ヽヽ 二 ゥ 合金、 黄銅 と も に Θ、が增す と に 円度が 良 < な つ
· - て レ、 る と が分かつ た'。 ま た、 'Θ ≥ 1 0 0 で特に切削穴の真 円度が小 さ く 、 真円 に近い こ と が分かつ た
き' ら に 厚 さ 1 m m の薄板では、 片刃 ド V ル'を用 いた場 の真円度は 、 非 .常に大き く な り 、 切削穴の形状は歪んだ形 な o た □ こ れは、 片方の刃 が全 く なレ、.た め加ェを終ん あ と に 刃 を 削 つ た部分に被切削材がひつ かか り 一定の送 り でそ の ま加ェ して し ま つ た た め歪んで し ま つ た の : 'ではなレ、か と え ち'れ る 短チゼル V ル'ではァル ヽ 二 ゥ ム合金では ほ ぼノ マ,,レ. 'リ ル: と 同 じ真 円度であ っ たが黄銅では真円度が小 さ
< な つ た
以上 よ り 、 薄板では Θ ≥ 1 0 ° に な る ■と 真円度が小 さ く な
る 特 に β = 1 5 。 〜 4 0 0 で は ノ ー マ ノレ ド リ ル' の約 1 / 1
0 に で真円度が小 さ く な る こ と が分力 つ た。 ま た 、 片刃 は 歪んだ穴が でき て しま う こ と が分力 つ た c た 、 直径 1 O m m の N A C H I ' S T A N D A R D ツ イ ス. 卜 リ ルをカ卩ェ して 、 凸 に湾 曲 した切れ刃 を有する 非軸対 称刃 リ ル (図 1 0 ) と〇 、 凹 に湾 曲 した切れ刃 を有す る 非軸
〇
対称刃 ド リ ノレ (図 1 1 ) を作製 した。
N C フ ラ イ ス を用 い 、 被切削材に真鍮 (厚 さ 1 m m ) を用 い 、 それぞれ回転数 5 111 i n で プ グ ラ ム 'を組み 自 動加工にて被切削材に貫通穴加ェ を施 し そ の穴の真円 度を測定 した結果を図 1 4 おO C よ び図 1 5 に示す ο
なお 、 図 1 4 で は、 上述 した 0 ° Θ ≤ 4 0 ° の非軸対称刃 y ルを用 いた結果を示 し、 図 1 5 では、 1 5 8 ° < Θ ≤ 1
8 0 ° の非軸対称刃 ド リ ノレ ( Θ = 1 8 0 ° の ド リ ノレ と しては、 片刃 ジ ルを用いた。) を用いた結果を示 してい る 。 ま た、 li径 1 0 m m の N A C H I S T A D A R D ツ イ ス 1、 リ ル'の一方の切れ刃 を肖 り 、 図 1 3 に示すよ う な、 凸
V 于形切れ刃 9 を有す る ド リ ルを作製 し た。 なお、 凸 V字形 切れ刃 9 を形成す る 切れ刃部分 D と 切れ刃部分 E と の なす角
Θ ! は 1 3 8 ° と した。 すな わ ち 、' 凸 V字形切れ刃 を形成する 切れ刃部分 E の両端を結ぶ線の延長線 3 と 、 も う 一方の切れ 刃 1 の両端を結ぶ線の延長線 3 と の なす角 θ 2 は、 4 2 0 であ る ま た 、 字形切れ刃 9 の両端を結ぶ線の延長線 3 と 、 ラ 一方の切れ刃 1 の両端を結ぶ線の延長線 3 と の なす角 S 3 は 5 ° 以上、 1 7 5 。 以下であ る 。
上述 した実施例 比較例及び刖 記凸 V字形切れ刃 を有 "9 る リ ル と チゼノレ部 を短 く した短チゼル ド リ ^ル'を用 レ、て 厚 さ 1 m の真鍮板を切削 した際の切削穴の真円 度を測定 した 結果の グ ラ フ を図 1 6 に不 図 1 6 において 、 横軸の数ナ は 方の切れ刃 の両端 0- ホ 線の延長線 と 、 他方の切れ刃 の,両端を ぶ線の延長線 と が なす角度 を 縦軸は真円 度 を表す 切れ刃 部分 D と 切れ刃 部分 Ε と の なす -角 Θ 1 が 1 3
8 。 で あ る 凸 V字形切れ刃 を有す る 非軸対称刃 ド、 ジ ノレで切削 し /こ結果は 4 2 A と して表す
以上の '果 よ 'り 円度 は ド リ ノレ の非軸対称刃 の角度 θ が
5 ° を 1 7 5 で は、 真円 に近い切削穴 と な る こ と が分か つ た 特 角度 Θ が 1 5 0 以上 1 7 5 C 以下で あ る と Θ = 0 の場合の約 1 / 5 程度ま で下が り 、 よ り 真円 に近 い切削穴 と する こ と がでさ る こ と が分かつ た、
ま た 歩行現象は 非軸対称な切れ刃 の酉己置に よ り 切削 穴の真円 度が改釜
口 で き る た め、 一方の切れ刃 の両 iffra を結ぶ線 の延長線 し 他方の切れ刃 の両端を結ぶ線の延長線 と が交わ る 角 Θ を 4 0 < Θ < 1 5 8 ° と し て ち 同様の効果が得 ら れ と 考 え ら れ る さ ら に切れ刃 の形状 'について 、 同様に 直線状に 限 ら れ 凸 に湾 曲 した形状や凹 に湾曲 し た形状で も 同様の効果が得 ら れ る と 考え ら 矛" L る 切れ刃 の数に ついて も 2 つ 、 あ る 必要はな < 3 つ以上切れ刃 を有する リ ルに ね レ、 'て 切れ刃 の う ち の 1 つが非軸対称に な てレ、 れば、 同様の効果が得 ら れる と 考え ら れ 。
ヤ 1 本発明 に よれば 、 通常 2 つの刃 を持つ ド ジ ノレ 例 ん
は、 ク ィ ス ジ ノレ、 リ 一マ ド リ ノレ等 ド リ ノレ の片刃 の位置 を ず ら 1 · こ と に よ つ て 、 真円度を改良でき る 。
図面の簡単な説明 図 1 通常の ッィ ス ル において、 切れ刃 が配置 さ れて い 而面を表す図 であ る 。 図 2 本発明 の非軸対称刃 ド リ ノレにおいて、 切れ刃 が配置 さ れてい る 面 を模式的 に表 した図 で あ る 。 図 3 本発 明 の非軸対称刃 ド リ ル'において、 切れ刃 が配置 さ れてい る 端面を模式的に表 した図 であ る。 なお、 ( B ) は一方 の切れ刃部分にス ッ ト を設 けた非軸対称刃 ド リ ルで あ る 。 図 4 本発明 で比較例 と して、 カ卩ェ した、 片刃 ド リ ル'の 、 · 側 面図 ( A ) と 正面図 ( B ) で あ る 。 図 5 本発 明 で比較例 と し て、 チゼル部 を短 く 加ェ し た 、 チ
■ゼル加ェ ジ ノレの 、 側面図 ( A ) と 正面図 ( B ) であ ό 図 6 本発 明で使用 した、 実験装置の概略図 であ る 図 7 角 度 Θ を変化 さ せた ド リ ノレ と それ ら の ド リ ル'で切削 し た穴の 直円 度を測定 した グ ラ フ で あ る 。 図 8 N C フ ラ ィ ス を用 い 、 本発明 の非軸対称 ド リ ル''の 、 角 度 Θ を変化 さ せた ル と 、通常の ッイ ス ト ド リ ノレ、 び、 、、
比較例の 1ヽ ジ ルで被削加材の厚みが 1 O m m の板を加ェ し、 穴の真円度 を測定 した グラ フ であ る 。 図 9 N C フ ラ ィ ス を用 い 、 本発明 の非軸対称 ド リ ノレの 、 角 、、
度 Θ を変化 さ せた ル' と 、通常の ッ イ ス ト ド リ ノレ、 お よ び、 比較例の ジ ルで被削加材の厚みが 1 m m の板を加ェ し 、 穴
の 円度を測定 した グ ラ フ で あ る 図 1 0 本発明 の 凸 に湾 曲 した切れ刃 を有す る 非軸対称刃
、
ルの端面の形状を表すィ ― ン図 で あ る 図 1 1 本発明 の 凹 に湾曲 した切れ刃 を有す る 非軸対称刃 ルの端面 を表す図で 60 図 1 2 本発明 の非軸対称刃 ル''の側面図 で あ る 。 図 1 3 本発明 の 凸 V字形切れ刃 を有す る 非軸対称刃 ド V ノレ の切れ刃 が配置 さ れてい る 端面 表す図 であ る 。 図 1 4 本発明 の実施例お よ び比較例の ジ ルを用 いて 、 1 mの ヽ 雕板 を切削' した時の切削穴の真円 を測定 した / P果 の グ ラ フ で あ る 。
,
図 1 5 本発明の実施例お よ び比較例の y ルを用 いて 1 m mの真 Mi板 を切削 した時の切削穴の ヽ 円 度 を測定 した結果 の グラ フ で あ る 図 1 6 本発 明の実施例お よ び比較例の ド' ジ ルを用 いて 、 1 mの 鍮板を切削 した時の切削穴の真円度を測定 した ±:果 の グ ラ フ で あ