WO2010140606A1 - 刃先交換式ドリルおよびドリル本体 - Google Patents

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賢 小野沢
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Definitions

  • the present invention relates to a blade-replaceable drill on which a cutting insert is detachably mounted and a drill body of the blade-replaceable drill.
  • Patent Document 1 discloses a blade-tip replaceable drill in which a plurality of rows of grooves extending along the axial direction of a drill body are formed on the wall surface of a chip discharge groove. Since only the plurality of surfaces formed by these multiple rows of grooves are in contact with the chips, the contact area between the wall surface and the chips is reduced, and the frictional force generated between them is reduced. As a result, it becomes possible to effectively promote chip discharge, machining of relatively large holes having a ratio L / D between the hole depth L and the hole diameter D, and difficult-to-cut materials such as stainless steel and mild steel. When performing the drilling process, it is possible to smoothly remove chips.
  • the blade-tip-replaceable drill disclosed in Patent Document 1 can reduce the contact area between the wall surface of the chip discharge groove and the chip by a plurality of rows of grooves formed on the wall surface of the chip discharge groove.
  • the friction generated between the plurality of rows of grooves and the chips increases, and the surfaces of the plurality of rows of grooves are likely to be worn. For this reason, there existed a problem that the effect
  • the above-described blade-tip replaceable drill uses a center blade insert and an outer peripheral blade insert during drilling. Since the thin wall part thinner than the other part is formed by the mounting seats of the two inserts provided at the tip of the drill body, if a large force is applied to the thin wall part during drilling There also existed a problem that the said thin wall part was easy to be damaged.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a cutting edge-replaceable drill and a drill body capable of improving chip discharge efficiency and obtaining good chip discharge efficiency for a long period of time. is there. Another object of the present invention is to provide a blade-tip replaceable drill and a drill body that can suppress damage due to an excessive cutting force of a thinned wall portion at a place where an insert mounting seat of the drill body is formed.
  • the drill body according to the present invention is formed from an insert mounting seat to which a cutting insert formed on the front end side in the rotation axis direction is detachably mounted, and from the front end surface in the rotation axis direction toward the rear end side.
  • a drill body of a cutting edge exchanging type drill having a chip discharge groove for discharging chips generated by the cutting insert, and the wall surface defining the chip discharge groove has a surface on at least a part thereof It has a smooth surface having a roughness of 0.5 ⁇ m or less (JIS B0601: 2001) in arithmetic mean roughness Ra.
  • the drill body is made of any material of carbon steel, alloy steel, and tool steel, and has a Rockwell hardness of 40 HRC or more and 60 HRC (JIS Z2245: 2005) or less.
  • a wall surface of the chip discharging groove is defined by a first wall surface and a second wall surface intersecting with the first wall surface, and the intersecting portion of the first and second wall surfaces is rounded.
  • a coating having a hardness higher than that of the wall surface is formed on the wall surface of the chip discharging groove.
  • This coating is preferably hard chrome plating.
  • the insert mounting seat includes a center blade mounting seat for mounting the cutting insert closer to the rotation axis, and an outer peripheral blade mounting seat for mounting the cutting insert away from the rotation axis, and the chip discharge groove A part of the wall surface is formed on the thinned wall portion thinned by the central blade mounting seat or the outer peripheral blade mounting seat.
  • the blade tip replaceable drill according to the present invention has the drill body according to the present invention.
  • chip discharge can be facilitated and wear of the wall surface caused by contact between the wall surface of the chip discharge groove and the chip can be suppressed.
  • tip part of a drill main body can be suppressed by smooth discharge of a chip.
  • FIG. 1 is a side view of a blade-tip replaceable drill according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an enlarged view of the tip portion of the blade-tip replaceable drill of FIG.
  • FIG. 3 is a front view of the tip portion of the blade-tip replaceable drill of FIG. 1 as viewed from the direction of the rotation axis.
  • 4 is a perspective view of the blade tip replaceable drill of FIG.
  • FIG. 5 is an enlarged view of the tip portion of the blade-tip replaceable drill shown in FIG.
  • FIG. 6 is another perspective view of the blade tip replaceable drill shown in FIG.
  • FIGS. 1 to 6 An embodiment of a blade-tip replaceable drill and a drill body according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6.
  • 1 to 6 includes a drill body 1 and two cutting inserts 7A and 7B attached to the drill body 1.
  • the drill body 1 is a substantially cylindrical member having a rotation axis O of a blade-exchangeable drill, and includes a shank portion 3, a flange portion 4, a first chip discharging groove 5A, a second chip discharging groove 5B, and And center blade and outer peripheral blade insert mounting seats 6A and 6B.
  • the shank portion 3 is formed on the rear end side (right side in FIG. 1) of the rotation axis O of the drill body 1 in order to detachably mount the drill body 1 on a machine tool such as a machining center. As shown in FIG. 6, the shank portion 3 has a surface 3 f that is parallel to the rotation axis O.
  • the flange portion 4 is provided adjacent to the shank 3 and has an end surface 4a that comes into contact with the main shaft of the machine tool or the end surface of the holder when mounted on the machine tool.
  • the first chip discharging groove 5 ⁇ / b> A and the second chip discharging groove 5 ⁇ / b> B are formed in a spiral shape from the front end surface 1 f of the drill body 1 toward the rear end side to the middle of the flange portion 4.
  • the first chip discharging groove 5A and the second chip discharging groove 5B are for discharging chips generated by the cutting inserts 7A and 7B from the front end surface 1f of the drill body 1 toward the rear end side, respectively. It is a groove.
  • the first chip discharging groove 5 ⁇ / b> A and the second chip discharging groove 5 ⁇ / b> B are in a rotationally symmetric relationship with respect to the rotation axis O of the drill body 1.
  • the first chip discharging groove 5A and the second chip discharging groove 5B include the first wall surfaces 5A-1 and 5B-1 facing the drill rotation direction R shown in FIG. They are defined by second wall surfaces 5A-2 and 5B-2 that are substantially orthogonal to 5A-1 and 5B-1 and face the direction opposite to the tool rotation direction R, respectively.
  • the center blade mounting seat 6A is formed in a concave shape at the tip of the first wall surface 5A-1 of the first chip discharging groove 5A in order to mount the cutting insert 7A.
  • the outer peripheral blade mounting seat 6B is formed in a concave shape at the tip of the first wall surface 5B-1 of the second chip discharging groove 5B in order to mount the cutting insert 7B.
  • the cutting insert 7A is disposed near the center axis O by the center blade mounting seat 6A.
  • the cutting insert 7B is disposed away from the central axis O by the outer peripheral blade mounting seat 6B.
  • center blade mounting seat 6A and the outer peripheral blade mounting seat 6B are formed at the distal end portion of the drill body 1, as shown in FIG. 3 and the like, and between the center blade mounting seat 6A and the second wall surface 5B-2, Between the outer peripheral blade mounting seat 6B and the second wall surface 5A-2, there is a thinned wall portion 1w that is thinner than the wall portion on the rotation outer side of the drill body 1.
  • two oil holes 9 each having one end opened to the front end face 1 f and the other end opened to the rear end face of the shank 3 of the drill body 1 are formed.
  • the oil hole 9 is provided to eject the cutting oil from the front end face 1f toward the bottom edge of the cutting edge.
  • the cutting inserts 7A and 7B are respectively attached to the center blade mounting seat 6A and the outer peripheral blade mounting seat 6B with clamp bolts BT. These cutting inserts 7A and 7B have the same structure.
  • the cutting inserts 7A and 7B are selected from hard materials such as cemented carbide, cermet, and ceramic, and are a flat positive type having a substantially parallelogram outline.
  • the cutting inserts 7A and 7B are attached to the center blade mounting seat 6A and the outer peripheral blade mounting seat 6B, the upper surface opposite to the seating surface forms a rake face, and the side surface forms a flank face.
  • the clearance angle given to the flank is 11 ° in this embodiment.
  • a chip breaker that protrudes from the rake face is formed on the rake face.
  • a mounting hole penetrating from the rake face toward the seating face is formed at the center of the cutting inserts 7A and 7B.
  • the cutting inserts 7 ⁇ / b> A and 7 ⁇ / b> B have cutting edges 7 a at the short sides of the substantially parallelogram, and cutting edges at the long sides of the intersection where the rake face and the flank face intersect. 7b, each corner portion forming an acute angle constitutes a cutting edge 7c.
  • the cutting insert 7 ⁇ / b> A hereinafter also referred to as the center blade insert 7 ⁇ / b> A
  • the cutting blades 7 b and 7 c contribute to cutting
  • the cutting insert 7 ⁇ / b> B hereinafter referred to as the outer peripheral blade
  • the cutting edges 7a and 7b contribute to cutting.
  • the cutting width by the outer peripheral blade insert 7B is shorter than the cutting width by the central blade insert 7A.
  • the drill body 1 is preferably formed of a material such as carbon steel, alloy steel, tool steel.
  • SKD11 JIS G4404-2006 which is one of alloy tool steels among the tool steels is employed.
  • the drill body 1 is subjected to heat treatment such as quenching and tempering as a whole, and has a Rockwell hardness of 40 to 60 HRC.
  • the first chip discharging groove 5A and the second chip discharging groove 5B are not formed or are roughly processed.
  • the first chip discharging groove 5A and the second chip discharging groove 5B are cut by a cutting tool such as an end mill.
  • a cutting tool such as an end mill.
  • the first chip discharging groove 5A and the second chip discharging groove 5B are rough-processed, it can be finished to a desired shape by polishing the wall surface with an abrasive.
  • the drill body 1 is preferably excellent in corrosion resistance and strength (high temperature strength). From this point, stainless steel and heat-resistant steel are also suitable as a material for forming the drill body 1.
  • the rotating end mill When the first chip discharging groove 5A and the second chip discharging groove 5B are formed on the drill body 1 with a cutting tool such as an end mill, the rotating end mill has its rotation axis and the rotation axis O of the drill body 1. It is good to arrange so that is substantially orthogonal. Then, the outer peripheral cutting edge of the end mill maintains the posture along the first wall surface 5A-1 of the first chip discharging groove 5A and the first wall surface 5B-1 of the second chip discharging groove 5B. In this state, by sending the end mill from the front end side to the rear end side with respect to the drill body 1, the first wall surfaces 5A-1 and 5B-1 are cut.
  • the end mill When cutting the second wall surfaces 5A-2 and 5B-2 of the chip discharge grooves 5A and 5B, maintain the posture so that the outer peripheral cutting edge of the end mill is along the second wall surfaces 5A-2 and 5B-2.
  • the end mill is sent to the drill body 1 from the front end portion toward the rear end portion.
  • the end mill is a radius end mill or a ball end mill.
  • Intersections 5A-3 and 5B-3 between the first wall surfaces 5A-1 and 5B-1 and the second wall surfaces 5A-2 and 5B-2 cut by these end mills are the corner radius of the end mill or the ball radius. It becomes a curved surface having roundness of almost the same radius of curvature.
  • first chip discharging groove 5A and the second chip discharging groove 5B are roughed in advance before the heat treatment of the drill body 1, only the finish cutting is performed by the end mill as described above. Good.
  • the end mill and the drill are processed by cutting the grooves at once by the end mill.
  • the load on the main body 1 becomes excessive.
  • the wall surface of each groove after finishing cutting may be cut again (so-called zero cut) with the same tool path (tool path) as that for finishing cutting. In this case, the surface roughness of the wall surfaces of the first chip discharging groove 5A and the second chip discharging groove 5B can be further reduced.
  • the central cutting edge is applied to the tip of the first wall surface 5A-1 of the first chip discharging groove 5A and the tip of the first wall surface 5B-1 of the second chip discharging groove 5B by a cutting tool.
  • the mounting seat 6A and the outer peripheral blade mounting seat 6B are processed.
  • the outer peripheral surface of the drill body 1 is turned to a desired outer diameter. Due to these cutting processes, there is a possibility that flash and burr may remain on the first and second wall surfaces of the first chip discharging groove 5A and the second chip discharging groove 5B. They are removed by cutting with a tool.
  • the tip portion of the drill body 1 has the thinned wall portion 1w, but the toughness of the drill body 1 is deteriorated by adjusting this portion to a hardness of 40-60 HRC by Rockwell hardness. Can be suppressed. Thereby, damage to the thinned wall portion 1w is suppressed, and the life of the drill body 1 can be extended.
  • the surface roughness of the first and second wall surfaces of the first chip discharge groove 5A and the second chip discharge groove 5B is expressed by the arithmetic average roughness Ra.
  • the smooth surface is 0.5 ⁇ m or less (JIS B0601: 2001).
  • SKD11 is adopted as the material of the drill body 1, and the hardness thereof is adjusted in the range of 40 to 60 HRC.
  • the surface roughness of a part or all of the wall surfaces of the first chip discharging groove 5A and the second chip discharging groove 5B is 0.5 ⁇ m or less by Ra, so that the friction caused by the contact between the wall surface and the chips is reduced. Sufficient smoothness can be imparted to these wall surfaces. Thereby, discharge of chips can be facilitated.
  • Ra be larger than 0.1 ⁇ m.
  • first wall surface 5A-1 and the second wall surface 5A-2 of the first chip discharging groove 5A and the first wall surface 5B-1 and the second wall surface 5B of the second chip discharging groove 5B using an abrasive In the case of polishing -2, the amount of these wall surfaces being scraped in the depth direction is small. For this reason, the first wall surfaces 5A-1 and 5B-1 and the second wall surfaces 5A-2 and 5B-2 have shapes that leave a slight allowance that is processed by polishing with the cutting tool such as the end mill described above. It is desirable that it is processed.
  • a polishing process using an abrasive known polishing processes such as polishing with a brush mixed with an abrasive, polishing, barrel polishing, buffing, and lapping are employed.
  • the abrasive known ones are employed, and examples thereof include chromium oxide, iron oxide, diamond, silicon carbide, aluminum oxide, and cubic boron nitride.
  • shot blasting it is also possible to perform shot blasting in which the projection material collides with the wall surfaces of at least the first chip discharging groove 5A and the second chip discharging groove 5B. In this case, if the projection material is fine particles having a diameter of about 100 ⁇ m or less, it is effective for improving the surface roughness of the wall surface. According to shot blasting, the hardness of the wall surface is increased and the wear resistance is improved.
  • first and second wall surfaces are polished by polishing the first and second wall surfaces of the first chip discharging groove 5A and the second chip discharging groove 5B and the intersections of these wall surfaces using an abrasive.
  • the protruding portion is cut preferentially.
  • the first and second wall surfaces of the first chip discharging groove 5A and the second chip discharging groove 5B can be smoothed surfaces having a surface roughness Ra of 0.5 ⁇ m or less.
  • the cutting edge replaceable drill during drilling, cutting oil is continuously supplied to the cutting site through the oil hole 9, and the cutting oil is supplied to the first chip discharge groove 5A and the second chip. It flows in the discharge groove 5B from the front end side to the rear end side together with chips. Thereby, the chips are forced to flow toward the rear end side of the drill body 1. At this time, the chips generated from the center blade insert 7A come into contact with the first wall surface 5A-1 or the second wall surface 5A-2 of the first chip discharge groove 5A, and the chips generated from the outer peripheral blade insert 7B 2 is in contact with the first wall surface 5B-1 or the second wall surface 5B-2 of the chip discharging groove 5B.
  • the blade tip replaceable drill includes a first wall surface 5A-1 and a second wall surface 5A-2 of the first chip discharge groove 5A, a first wall surface 5B-1 of the second chip discharge groove 5B, and Since the second wall surface 5B-2 is a smooth surface, the flow of chips is not hindered and the chips are smoothly discharged to the rear end side. At this time, since the first chip discharging groove 5A and the second chip discharging groove 5B are formed in a spiral shape, the so-called pump action promotes chip discharge.
  • the coating includes electroless nickel plating and hard chrome plating. Since hard chrome plating has a hard coating film, excellent wear resistance can be obtained. In these platings, the surface roughness of the coating surface is substantially equal to the surface roughness of the wall surface of the groove. Therefore, since the coating of the coating does not hinder the flow of chips, the action of promoting the flow of chips in the groove can be maintained.
  • all the wall surfaces that define the first chip discharging groove 5A and the second chip discharging groove 5B are smoothed surfaces, but only the portion where wear is likely to occur is smoothed. Is also possible.

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Abstract

　切屑の排出効率が向上した刃先交換式ドリルを提供する。回転軸線方向の先端側に形成された切削用インサートが取り外し可能に装着されるインサート取付座と、前記回転軸線方向の先端面から後端側に向けて形成された、前記切削用インサートにより生成された切屑を排出するための切屑排出用溝とを有し、切屑排出用溝を画定する壁面は、その少なくとも一部に表面粗さが算術平均粗さＲａにおいて０．５μｍ以下（ＪＩＳ・Ｂ０６０１：２００１）である平滑化面を有する、ことを特徴とする。

Description

刃先交換式ドリルおよびドリル本体
　本発明は、切削用インサートが取り外し可能に装着された刃先交換式ドリルおよびこの刃先交換式ドリルのドリル本体に関する。
　特許文献１は、切屑排出用溝の壁面に、ドリル本体の軸線方向に沿って延びる複数列の溝を形成した刃先交換式ドリルを開示している。これら複数列の溝により形成される複数の表面のみが切屑と接触するので、壁面と切屑との接触面積を減少させて、両者の間に生じる摩擦力を低減する。これにより、切屑の排出を効果的に促すことが可能となり、穴の深さＬと穴の直径Ｄとの比Ｌ／Ｄの比較的大きな穴の加工や、ステンレス鋼や軟鋼などの難削材の穴明け加工を行う際に、円滑に切屑を除去することができる。
特開平０６－９１４１６号公報
　ところで、特許文献１に開示された刃先交換式ドリルは、切屑排出用溝の壁面に形成された複数列の溝により、切屑排出溝の壁面と切屑との接触面積を減少させることができる一方で、複数列の溝と切屑との間に生じる摩擦が増大して複数列の溝の表面が摩耗しやすい。このため、切屑の排出を円滑化させる作用が長続きしないという問題があった。また、上記の刃先交換式ドリルは、穴明け加工の際に、中心刃インサートと外周刃インサートを用いる。ドリル本体の先端部に設けられた２つのインサートのそれぞれの取付座によって他の部分より肉厚が薄い薄肉化壁部が形成されるので、薄肉化壁部に穴あけ加工中に大きな力がかかると当該薄肉化壁部が破損しやすいという問題も存在した。
　本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、その目的は、切屑排出効率が向上するとともに、長期間良好な切屑排出効率が得られる刃先交換式ドリルおよびドリル本体を提供することにある。本発明の他の目的は、ドリル本体のインサート取付座の形成箇所における薄肉化壁部の過大な切削力による破損を抑制可能な刃先交換式ドリルおよびドリル本体を提供することにある。
　本発明に係るドリル本体は、回転軸線方向の先端側に形成された切削用インサートが取り外し可能に装着されるインサート取付座と、前記回転軸線方向の先端面から後端側に向けて形成された、前記切削用インサートにより生成された切屑を排出するための切屑排出用溝とを有する刃先交換式ドリルのドリル本体であって、前記切屑排出用溝を画定する壁面は、その少なくとも一部に表面粗さが算術平均粗さＲａにおいて０．５μｍ以下（ＪＩＳ・Ｂ０６０１：２００１）である平滑化面を有する、ことを特徴とする。
　好適には、上記ドリル本体は、炭素鋼、合金鋼、工具鋼のいずれかの材料で形成され、ロックウエル硬さで４０ＨＲＣ以上６０ＨＲＣ（ＪＩＳ・Ｚ２２４５：２００５）以下の硬さを有する。
　前記切屑排出用溝の壁面は、第１壁面とこれに交差する第２壁面とにより画定され、前記第１および第２壁面の交差部分は、丸み付けられていることが好ましい。
　さらに、前記切屑排出用溝の壁面上には、当該壁面より高硬度の被膜が形成されていることが好ましい。この被膜は硬質クロムめっきが好ましい。
　前記インサート取付座は、切削用インサートを回転軸線寄りに装着するための中心刃取付座と、切削用インサートを回転軸線から離れて装着するための外周刃取付座とを含み、前記切屑排出用溝の壁面の一部は、前記中心刃取付座や外周刃取付座により薄肉化された薄肉化壁部に形成されている。
　本発明の刃先交換式ドリルは、本発明のドリル本体を有することを特徴とする。
　本発明によれば、切屑の排出を円滑化するとともに、切屑排出用溝の壁面と切屑との接触によって生じる当該壁面の摩耗を抑制することができる。また、本発明によれば、切屑の排出の円滑化により、ドリル本体の先端部の薄肉化壁部の破損を抑制できる。
図１は本発明の一実施形態に係る刃先交換式ドリルの側面図である。 図２は図１の刃先交換式ドリルの先端部分の拡大図である。 図３は図１の刃先交換式ドリルの先端部分を回転軸線方向から見た正面図である。 図４は図１の刃先交換式ドリルの斜視図である。 図５は図４に示す刃先交換式ドリルの先端部の拡大図である。 図６は図１に示す刃先交換式ドリルの他の斜視図である。
　以下に、本発明に係る刃先交換式ドリルおよびドリル本体の一実施形態について、図１乃至図６を参照して説明する。
　図１乃至図６に示す刃先交換式ドリルは、ドリル本体１と、このドリル本体１に装着される２つの切削用インサート７Ａ，７Ｂとを有する。
　ドリル本体１は、刃先交換式ドリルの回転軸線Ｏをもつ略円柱状の部材であり、シャンク部３、フランジ部４、第１の切屑排出用溝５Ａおよび第２の切屑排出用溝５Ｂ、ならびに、中心刃および外周刃インサート取付座６Ａ，６Ｂを有する。
　シャンク部３は、ドリル本体１をマシニングセンタ等の工作機械に取り外し可能に装着するために、ドリル本体１の回転軸線Ｏの後端側（図１において右側）に形成されている。このシャンク部３は、図６に示すように、回転軸線Ｏに平行な面３ｆが形成されている。フランジ部４は、シャンク３に隣接して設けられ、工作機械に装着した際に、工作機械の主軸または保持具の端面に当接する端面４ａを有する。
　第１の切屑排出用溝５Ａおよび第２の切屑排出用溝５Ｂは、ドリル本体１の先端面１ｆから後端側に向けてフランジ部４の途中までらせん状に形成されている。第１の切屑排出用溝５Ａおよび第２の切屑排出用溝５Ｂは、切削用インサート７Ａ、７Ｂにより生成された切屑をドリル本体１の先端面１ｆから後端側へ向けてそれぞれ排出するための溝である。第１の切屑排出用溝５Ａおよび第２の切屑排出用溝５Ｂは、ドリル本体１の回転軸線Ｏに関して互いに回転対称な関係にある。本実施形態では、第１の切屑排出用溝５Ａおよび第２の切屑排出用溝５Ｂは、図３に示すドリル回転方向Ｒを向く第１壁面５Ａ－１，５Ｂ－１と、これら第１壁面５Ａ－１，５Ｂ－１に略直交しかつ工具回転方向Ｒとは逆方向を向く第２壁面５Ａ－２，５Ｂ－２によりそれぞれ画定されている。
　中心刃取付座６Ａは、切削用インサート７Ａを装着するために、第１の切屑排出用溝５Ａの第１壁面５Ａ－１の先端部に凹状に形成されている。外周刃取付座６Ｂは、切削用インサート７Ｂを装着するために、第２の切屑排出用溝５Ｂの第１壁面５Ｂ－１の先端部に凹状に形成されている。中心刃取付座６Ａによって、切削用インサート７Ａは中心軸線Ｏ寄りに配置される。外周刃取付座６Ｂによって、切削用インサート７Ｂは中心軸線Ｏから離れるように配置される。
　ドリル本体１の先端部には中心刃取付座６Ａおよび外周刃取付座６Ｂが形成されているので、図３等に示すように、中心刃取付座６Ａと第２壁面５Ｂ－２との間および外周刃取付座６Ｂと第２壁面５Ａ－２との間には、ドリル本体１の回転外方向側の壁部よりも薄肉化された薄肉化壁部１ｗが存在する。
　ドリル本体１の内部には、それぞれ一端が先端面１ｆに開口するとともに他端が該ドリル本体１のシャンク３の後端面に開口する２本の油穴９が形成されている。油穴９は、切削油を先端面１ｆから切れ刃の底刃へ向かって噴出させるために設けられている。
　図２等に示されているように、切削用インサート７Ａ，７Ｂは、中心刃取付座６Ａおよび外周刃取付座６ＢにそれぞれクランプボルトＢＴで取り付けられる。これらの切削用インサート７Ａ，７Ｂは同一構造を有し、本実施形態では超硬合金、サーメット、セラミック等の硬質材料から選択され、略平行四辺形の外形を有する平板状のポジティブタイプである。切削用インサート７Ａ，７Ｂは、中心刃取付座６Ａおよび外周刃取付座６Ｂに取り付けられた状態で、着座面とは反対の上面がすくい面を構成し、側面が逃げ面を構成している。逃げ面に与えられた逃げ角は、本実施形態では１１°である。なお、すくい面には、該すくい面から***するチップブレーカが形成されている。また切削用インサート７Ａ，７Ｂの中央部には、すくい面から着座面に向けて貫通する取付孔が形成されている。
　切削用インサート７Ａ，７Ｂは、図２に示すように、すくい面と逃げ面とが交差する交差部のうち、略平行四辺形の各短辺部が切れ刃７ａ、各長辺部が切れ刃７ｂ、鋭角をなす各コーナ部が切れ刃７ｃを構成している。図２に示す状態においては、穴あけ加工等において、切削用インサート７Ａ（以下、中心刃インサート７Ａともいう）においては、切刃７ｂ，７ｃが切削に寄与し、切削用インサート７Ｂ（以下、外周刃インサート７Ｂともいう）においては、切刃７ａ，７ｂが切削に寄与する。また、中心刃インサート７Ａと外周刃インサート７Ｂとは、外周刃インサート７Ｂによる切削幅の方が中心刃インサート７Ａによる切削幅より短い。
　ドリル本体１は、好適には、炭素鋼、合金鋼、工具鋼などの材料から形成されている。本実施形態では、工具鋼のうち、合金工具鋼の１つであるＳＫＤ１１（ＪＩＳ・Ｇ４４０４－２００６）が採用されている。ドリル本体１は、シャンク部３およびフランジ部４が形成された後、全体に焼入れ、焼戻しなどの熱処理が施され、ロックウエル硬さで４０～６０ＨＲＣの硬さを有する。なお、ドリル本体１の焼入れ処理前においては、第１の切屑排出用溝５Ａおよび第２の切屑排出用溝５Ｂは形成されていない、あるいは、粗加工された状態にある。そして、ドリル本体１の焼入れ、焼戻し処理により、上記の硬さとした後、第１の切屑排出用溝５Ａおよび第２の切屑排出用溝５Ｂが、エンドミルなどの切削工具で切削加工される。第１の切屑排出用溝５Ａおよび第２の切屑排出用溝５Ｂが粗加工されている場合には、研磨材を用いてその壁面を研磨することにより、所望の形状に仕上げることもできる。なお、ドリル本体１は、耐食性および強度（高温強度）に優れることが望ましい。この点から、ステンレス鋼および耐熱鋼も、ドリル本体１の形成材料として好適である。
　第１の切屑排出用溝５Ａおよび第２の切屑排出用溝５Ｂをエンドミルなどの切削工具でドリル本体１に形成する際に、回転するエンドミルは、その回転軸線とドリル本体１の回転軸線Ｏとが略直交するように配置するとよい。そして、このエンドミルの外周切れ刃は、第１の切屑排出用溝５Ａの第１壁面５Ａ－１および第２の切屑排出用溝５Ｂの第１壁面５Ｂ－１に沿うように姿勢を保つ。その状態でエンドミルをドリル本体１に対して先端側から後端側に向けて送ることにより、第１壁面５Ａ－１，５Ｂ－１が切削加工される。各切屑排出用溝５Ａ，５Ｂの第２壁面５Ａ－２，５Ｂ－２を切削加工する場合には、エンドミルの外周切れ刃が第２壁面５Ａ－２，５Ｂ－２に沿うように姿勢を保った状態で、このエンドミルをドリル本体１に対して先端部から後端部に向けて送る。ここで、エンドミルは、ラジアスエンドミル、又は、ボールエンドミルである。これらのエンドミルで切削した第１壁面５Ａ－１，５Ｂ－１と第２壁面５Ａ－２，５Ｂ－２との交差部５Ａ－３，５Ｂ－３は、エンドミルのコーナ半径、又は、ボール半径とほぼ等しい曲率半径の丸みを有する曲面となる。
　ドリル本体１を熱処理する前に、第１の切屑排出用溝５Ａおよび第２の切屑排出用溝５Ｂが予め粗加工されている場合には、上記したようにエンドミルによって仕上げ切削加工を行うのみでよい。一方、ドリル本体１を熱処理する前において第１の切屑排出用溝５Ａおよび第２の切屑排出用溝５Ｂが全く加工されていない場合には、エンドミルによって一度に溝を切削加工すると、エンドミルおよびドリル本体１への負荷が過大になる。このため、少なくとも１回の粗切削加工を行った後、最終的な仕上げ用の切削加工を行うことが望ましい。仕上げ切削加工後の各溝の壁面を、仕上げ用の切削加工と同じ工具軌跡（ツールパス）で再度切削加工（いわゆるゼロカット）をしてもよい。この場合、第１の切屑排出用溝５Ａおよび第２の切屑排出用溝５Ｂの壁面の表面粗さをさらに小さくすることができる。
　前述したように、第１の切屑排出用溝５Ａの第１壁面５Ａ－１の先端部および第２の切屑排出用溝５Ｂの第１壁面５Ｂ－１の先端部には、切削工具によって中心刃取付座６Ａおよび外周刃取付座６Ｂが加工される。また、ドリル本体１の外周面は、旋削加工が施されて所望の外径寸法に加工される。これらの切削加工により、第１の切屑排出用溝５Ａおよび第２の切屑排出用溝５Ｂの第１および第２壁面には、ばりやかえりが残る可能性があるが、壁面をエンドミルなどの切削工具によって切削加工することによって、それらは除去される。
　上記したように、ドリル本体１の先端部は薄肉化壁部１ｗを有しているが、その部分をロックウエル硬さで４０～６０ＨＲＣの硬さに調整することで、ドリル本体１の靭性の劣化を抑制することができる。これにより、薄肉化壁部１ｗの破損を抑制して、ドリル本体１の長寿命化が可能となる。
　本実施形態では、切屑の排出を円滑化するために、第１の切屑排出用溝５Ａおよび第２の切屑排出用溝５Ｂの第１および第２壁面の表面粗さが算術平均粗さＲａにおいて０．５μｍ以下（ＪＩＳ・Ｂ０６０１：２００１）である平滑化面にする。本実施形態では、ドリル本体１の材料にＳＫＤ１１を採用し、その硬さを４０～６０ＨＲＣの範囲に調整している。これより、エンドミルを用いて第１の切屑排出用溝５Ａの第１壁面５Ａ－１、第１の切屑排出用溝５Ａの第２壁面５Ａ－２、これら壁面の交差部５Ａ－３、第２の切屑排出用溝５Ｂの第１壁面５Ｂ－１、第２の切屑排出用溝５Ｂの第２壁面５Ｂ－２、およびこれら壁面の交差部５Ｂ－３を切削する際に、エンドミルの切刃および壁面への切屑の凝着が抑制される。この結果、壁面の表面から突出する突起物の発生を防ぐことができ、壁面の表面粗さは、算術平均粗さＲａにおいて、０．５μｍ以下とすることができる。第１の切屑排出用溝５Ａおよび第２の切屑排出用溝５Ｂの壁面の一部又は全部の表面粗さをＲａで０．５μｍ以下とすることで、壁面と切屑との接触によって生じる摩擦を軽減するのに十分な平滑性をこれら壁面に付与することができる。これにより、切屑の排出を円滑化することができる。なお、第１の切屑排出用溝５Ａおよび第２の切屑排出用溝５Ｂの加工効率の観点からは、Ｒａ０．１μｍより大きくすることが好ましい。
　一方、研磨材を用いて第１の切屑排出用溝５Ａの第１壁面５Ａ－１および第２壁面５Ａ－２と第２の切屑排出用溝５Ｂの第１壁面５Ｂ－１および第２壁面５Ｂ－２とを研磨する場合には、これら壁面が深さ方向に削り取られる量はわずかである。このため、第１壁面５Ａ－１，５Ｂ－１および第２壁面５Ａ－２，５Ｂ－２は、前述したエンドミルなどの切削工具によって、研磨加工により加工されるわずかな取り代を残した形状に加工されていることが望ましい。
　研磨材を用いた研磨加工としては、研磨材を混入させたブラシによる研磨、ポリッシング、バレル研磨、バフ研磨、ラッピングなどの既知の研磨加工が採用される。研磨材についても、既知のものから採用され、例えば、酸化クロム、酸化鉄、ダイヤモンド、炭化珪素、酸化アルミニウム、立方晶窒化硼素などが挙げられる。あるいは、投射材を少なくとも第１の切屑排出用溝５Ａおよび第２の切屑排出用溝５Ｂの壁面に衝突させるショットブラスト加工によっても可能である。この場合、投射材を直径約１００μｍ以下の微粒子とすると、壁面の表面粗さの改善に有効である。ショットブラスト加工によれば、壁面の硬さが硬くなり、耐摩耗性の向上も実現する。
　研磨材を用いて第１の切屑排出用溝５Ａおよび第２の切屑排出用溝５Ｂの第１および第２壁面およびこれら壁面の交差部を研磨加工することによって、第１および第２壁面の表面においては、突出した部分が優先的に削られる。これにより、第１の切屑排出用溝５Ａおよび第２の切屑排出用溝５Ｂの第１および第２壁面を、表面粗さＲａ０．５μｍ以下の平滑化面にすることができる。
　本実施形態に係る刃先交換式ドリルにおいては、穴あけ加工中に、切削油が油穴９を通じて切削部位に連続的に供給され、この切削油が第１の切屑排出用溝５Ａおよび第２の切屑排出用溝５Ｂ内を切屑とともに先端側から後端側に流れてゆく。これにより、切屑は強制的にドリル本体１の後端側に押し流される。このとき、中心刃インサート７Ａから生成された切屑は第１の切屑排出用溝５Ａの第１壁面５Ａ－１又は第２壁面５Ａ－２に接触し、外周刃インサート７Ｂから生成された切屑は第２の切屑排出用溝５Ｂの第１壁面５Ｂ－１又は第２壁面５Ｂ－２に接触する。本実施形態に係る刃先交換式ドリルは、第１の切屑排出用溝５Ａの第１壁面５Ａ－１および第２壁面５Ａ－２、第２の切屑排出用溝５Ｂの第１壁面５Ｂ－１および第２壁面５Ｂ－２が平滑化面であるため、切屑の流れが阻害されず、切屑が円滑に後端側へ排出される。このとき、第１の切屑排出用溝５Ａおよび第２の切屑排出用溝５Ｂは、らせん状に形成されているので、いわゆるポンプ作用により、切屑の排出を促す。
　本実施形態において、第１の切屑排出用溝５Ａおよび第２の切屑排出用溝５Ｂの平滑化された壁面には、当該壁面より高硬度の被膜を形成することができる。これにより、第１の切屑排出用溝５Ａおよび第２の切屑排出用溝５Ｂの耐摩耗性が向上し、切屑との接触による摩耗が抑制される。被膜としては、無電解ニッケルめっきや、硬質クロムめっきなどが挙げられる。硬質クロムめっきは、被膜の硬さが硬いため、優れた耐摩耗性が得られる。なお、これらのめっきにおいて、被膜表面の表面粗さは、溝の壁面の表面粗さとほぼ同等となる。したがって、該被膜を被覆することによって切屑の流れを阻害することがないため、溝内の切屑の流れを促す作用を維持することができる。
　本発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で、適宜、変更、追加、削除等が可能であることはいうまでもない。
　例えば、上記実施形態では、第１の切屑排出用溝５Ａおよび第２の切屑排出用溝５Ｂを画定する壁面のすべてを平滑化面としたが、摩耗の発生しやすい部分のみを平滑化することも可能である。

Claims (7)

  1. 　回転軸線方向の先端側に形成された切削用インサートが取り外し可能に装着されるインサート取付座と、前記回転軸線方向の先端面から後端側に向けて形成された、前記切削用インサートにより生成された切屑を排出するための切屑排出用溝とを有する刃先交換式ドリルのドリル本体であって、
    　前記切屑排出用溝を画定する壁面は、その少なくとも一部に表面粗さが算術平均粗さＲａにおいて０．５μｍ以下（ＪＩＳ・Ｂ０６０１：２００１）である平滑化面を有する、ことを特徴とするドリル本体。
  2. 　炭素鋼、合金鋼または工具鋼のいずれかの材料で形成され、ロックウエル硬さで４０ＨＲＣ以上６０ＨＲＣ以下（ＪＩＳ・Ｚ２２４５：２００５）の硬さを有する、ことを特徴とする請求項１に記載のドリル本体。
  3. 　前記切屑排出用溝の壁面は、ドリルの回転方向を向く第１壁面と、これに交差する第２壁面とにより画定され、
    　前記第１および第２壁面の交差部分は、丸み付けられている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のドリル本体。
  4. 　前記切屑排出用溝の壁面の少なくとも前記平滑化面上には、当該壁面より高硬度の被膜が形成されている、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のドリル本体。
  5. 　前記被膜は、硬質クロムめっきである、ことを特徴とする請求項４に記載のドリル本体。
  6. 　前記インサート取付座は、切削用インサートを回転軸線寄りに装着するための中心刃取付座と、切削用インサートを回転軸線から離れて装着するための外周刃取付座とを含み、
    　前記切屑排出用溝の壁面の一部は、前記中心刃取付座および外周刃取付座により薄肉化された薄肉化壁部に形成されている、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のドリル本体。
  7. 　回転軸線方向の先端側に形成されたインサート取付座と、前記回転軸線方向の先端面から後端側に向けて形成された切屑排出用溝とを有するドリル本体と、
    　前記インサート取付座に装着され、前記回転軸線方向において前記ドリル本体の先端面から突出する切れ刃を有する切削用インサートと、を有し、
    　前記ドリル本体の前記切屑排出用溝を画定する壁面は、その少なくとも一部に表面粗さが算術平均粗さＲａにおいて０．５μｍ以下（ＪＩＳ・Ｂ０６０１：２００１）である平滑化面を有する、ことを特徴とする刃先交換式ドリル。
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