(57)【要約】【課題】ドリル加工時に、形成される貫通孔のドリル刃出口周縁部にバリが発生することを抑制できるドリルを提供する。【解決手段】ドリル１は、シャンクと前記シャンクに連なるドリルボディ１０を備え、ドリルボディ１０の先端部に先行刃１４が形成されるとともに、ドリルボディ１０における先行刃１４よりもシャンク側、かつ、先行刃１４の外周側に仕上刃１７が形成され、先行刃１４と仕上刃１７とにより前記被加工物を切削するドリル１であって、被加工物の切削加工時における、先行刃１４が前記被加工物を貫通するときのドリルボディ１０の送り速度は、仕上刃１７が前記被加工物を貫通するときのドリルボディ１０の送り速度よりも速く、かつ、前記被加工物にコバ欠けが発生する程度の速度に設定される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャンクと前記シャンクに連なるドリルボディとを備え、
前記ドリルボディの先端部に先行刃が形成されるとともに、前記ドリルボディおける前記先行刃よりもシャンク側、かつ、前記先行刃の外周側に仕上刃が形成され、
前記先行刃と前記仕上刃とにより被加工物を切削加工するドリルであって、
前記被加工物の切削加工時における、前記先行刃が前記被加工物を貫通するときの前記ドリルボディの送り速度は、前記仕上刃が前記被加工物を貫通するときの前記ドリルボディの送り速度よりも速く、かつ、前記被加工物にコバ欠けが発生する程度の速度に設定されるドリル。
【請求項２】
前記仕上刃は、
前記ドリルボディの半径方向外側へいくに従って、ドリルの送り方向側へ向かうように傾斜している第一刃と、前記ドリルボディの外周面において前記第一刃の回転方向における後ろ側に連なり、前記ドリルボディの回転方向前側から後側へいくに従って、前記ドリルボディの送り方向側へ向かうように傾斜している第二刃と、
を有する請求項１に記載のドリル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドリル加工時に発生するバリを抑制するドリルに関する。
【背景技術】
【０００２】
ドリルにより被加工物に貫通孔を開けるとき（ドリル加工時）、ドリル刃出口周縁部にバリが発生しやすく、このバリが脱落等することにより製品トラブル等の問題が生じうる。
前記問題を解決するための技術は公知となっている。例えば、特許文献１に開示されている。
【０００３】
特許文献１に記載の技術は、円錐部および円錐部に続く棒体部を有し、円錐部に複数の先行刃を、また先行刃の下端に連続して、棒体部に、棒体部の軸芯に対して傾斜した仕上刃を形成し、連続部付近を切欠して、先行刃と仕上刃との間に略Ｌ字形の段部を形成するドリルを用い、仕上刃で貫通孔の周囲を完全に削り取ることにより、バリを抑制しようとするものである。
【０００４】
ドリル加工時に、形成される貫通孔のドリル刃出口周縁部にバリが発生することがあるが、このバリの発生の仕方は大別して２種類に分類しうる。
１つめは、図５（ａ）に示すように、ドリル刃１００で被加工物を切削するとき、特にドリルの送り速度が比較的遅く設定されていると、切粉がドリルの送り分力により貫通孔外部に押し出されて、被加工物から分断されない状態で残留し、ドリル刃出口周縁部にバリ１０１が発生する。このときのバリ１０１は比較的大きいものとなる。
２つめは、図５（ｂ）に示すように、ドリル刃１００が被加工物を貫通するときに、ドリル刃出口周縁部の被加工物１０２が塑性変形して押し出された状態で残留し、形成される貫通孔のドリル刃出口周縁部にバリ１０３が発生する。このときのバリ１０３は比較的小さいものとなる。
【０００５】
したがって、ドリル加工時に、形成される貫通孔のドリル刃出口周縁部にバリが発生することを抑制するには、上記発生の仕方が異なる２種類のバリを抑制する必要がある。
【０００６】
一般的に仕上刃は、先行刃により切削された孔壁面を滑らかに仕上げるために用いられ、切削作用は副次的なものであり、その取代は先行刃の取代よりも非常に少なく設定される。このため、ドリル加工時、バリの厚みが仕上刃の取代を超えてしまい、仕上刃でバリを削り取ることが困難になることがある。特に上記のように比較的大きいバリが発生するときにこのような事態が生じやすい。
【特許文献１】実開昭５７−７５９１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は以上の如き状況に鑑み、ドリル加工時に、形成される貫通孔のドリル刃出口周縁部にバリが発生することを抑制できるドリルを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００９】
請求項１に記載のドリルは、シャンクと前記シャンクに連なるドリルボディとを備え、前記ドリルボディの先端部に先行刃が形成されるとともに、前記ドリルボディおける前記先行刃よりもシャンク側、かつ、前記先行刃の外周側に仕上刃が形成され、前記先行刃と前記仕上刃とにより被加工物を切削加工するドリルであって、前記被加工物の切削加工時における、前記先行刃が前記被加工物を貫通するときの前記ドリルボディの送り速度は、前記仕上刃が前記被加工物を貫通するときの前記ドリルボディの送り速度よりも速く、かつ、前記被加工物にコバ欠けが発生する程度の速度に設定される。
【００１０】
請求項２に記載のドリルにおいては、前記仕上刃は、前記ドリルボディの半径方向外側へいくに従って、ドリルの送り方向側へ向かうように傾斜している第一刃と、前記ドリルボディの外周面において前記第一刃の回転方向における後ろ側に連なり、前記ドリルボディの回転方向前側から後側へいくに従って、前記ドリルボディの送り方向側へ向かうように傾斜している第二刃と、を有する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、ドリル加工時、ドリル刃出口周縁部にバリが発生することを抑制できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下では、本発明に係るドリルの実施の一形態であるドリル１について説明する。
なお、図１〜図４において、矢印Ａの指す方向をドリルボディ１０の回転方向とし、矢印Ｂの指す方向をドリルボディ１０の送り方向とする。
【００１３】
図１および図２に示すように、ドリル１は、被加工物に孔を開けるための切削加工用工具である。
ドリル１は、工具鋼等からなるシャンク（不図示）と、前記シャンクに支持され、超高合金からなるドリルボディ１０と、を備える段付きドリルである。
【００１４】
ドリルボディ１０は、ドリル１のうち被加工物を切削加工する機能を果たす主たる部分であるドリル刃（後述する、先行刃１４、仕上刃１７）が形成されるものであり、その基端部が前記シャンクに連結されるとともに、その先端部が前記シャンクの軸方向に突出する略棒状に形成され、ドリルボディ１０の途中部から先端側にかけて前記ドリル刃（先行刃１４および仕上刃１７）が形成されている。
【００１５】
ドリルボディ１０は、ドリルボディ１０の軸心部から半径方向外側に突出する突出部の外周面に形成され、ドリルボディ１０の軸方向に延びる一対の第一ランド１１と、第一ランド１１が形成される突出部に対してドリルボディ１０の回転方向後方側に略９０°ずれた位相で配置され、ドリルボディ１０の軸心部から半径方向外側に突出する突出部の外周面に形成され、ドリルボディ１０の軸方向に延びる一対の第二ランド１２と、を有する。
前記一対の第一ランド１１は、互いに位相が略１８０°ずれた位置に配置されており、前記一対の第二ランド１２も、互いに位相が略１８０°ずれた位置に配置されている。
【００１６】
第一ランド１１と第二ランド１２との間には、溝１３ａ・１３ｂがそれぞれ交互に形成される。溝１３ａ・１３ｂは、ドリルボディ１０の先端部から基端部までドリルボディ１０の軸方向に延びており、ドリル１により被加工物に貫通孔を開けるとき（ドリル加工時）、クーラントが溝１３ａを通って仕上刃１７に供給され、前記被加工物の切削屑（切粉）が溝１３ｂを通って貫通孔外部に排出される。
【００１７】
第二ランド１２におけるドリルボディ１０の回転方向前方側はドリルボディ１０の軸と同心円上にあり、ドリル加工時に形成される孔の壁面に略当接するマージン１２ａに、ドリルボディ１０の回転方向後方側はマージン１２ａの外周の一部を逃がした状態に設けられる逃げ面１２ｂに、それぞれ形成される。
【００１８】
ドリルボディ１０の先端部は、第一ランド１１、および第二ランド１２の先端部からドリルボディ１０の先端側へいくにつれて縮径する略円錐形状に形成されており、ドリルボディ１０の軸方向先端側へ向かって尖っている。ドリルボディ１０の先端部には、第一ランド１１の先端部からドリルボディ１０の先端に向かって一対の先行刃１４が形成されている。先行刃１４（ドリルボディ１０）の回転方向後方側には、ドリルボディ１０の径方向外側にいくに従ってドリルボディ１０の基端部側に向かうように傾斜する先端逃げ面１５が形成される。
【００１９】
図２および図３（ａ）に示すように、ドリルボディ１０における第二ランド１２が形成されている部分の中途部には段部（傾斜面１６）が形成されており、傾斜面１６を境にして、第二ランド１２が形成されている部分のドリルボディ１０の基端部側の径の方が先端部側の径よりも僅かに大きくなっている。
傾斜面１６は、ドリルボディ１０の径方向外側にいくに従って、ドリルボディ１０の送り方向に向かうように傾斜している。
【００２０】
傾斜面１６は、ドリルボディ１０の回転方向前方側に位置する辺である第一辺と、前記第一辺に連なり、ドリルボディ１０の外周面に位置する（前記第二ランド１２が形成される面と段部との境界部分に位置する）辺である第二辺と、と有する。
前記第一辺は第一刃１７ａに形成されており、前記第一辺（第一刃１７ａ）はドリルボディ１０の半径方向外側へいくに従って、送り方向側へ向かうように傾斜している。
前記第二辺は第二刃１７ｂに形成されており、前記第二辺（第二刃１７ｂ）は、第一刃１７ａから、第一刃１７ａの回転方向における後ろ側に連なってドリルボディ１０の外周面に沿って形成されている。また、前記第二辺（第二刃１７ｂ）は、ドリルボディ１０の回転方向前側から後側へいくに従って、ドリルボディ１０の送り方向側へ向かうように傾斜している（図１参照）。
このように形成される第一刃１７ａおよび第二刃１７ｂにより、仕上刃１７が構成されている。
【００２１】
先行刃１４と仕上刃１７との位置関係について説明すると、ドリルボディ１０の先端部に先行刃１４が形成され、ドリルボディ１０の中途部における前記段部（傾斜面１６）に仕上刃１７が形成される。
つまり、仕上刃１７は、先行刃１４よりも後方（ドリルボディ１０の基端部側）、かつ、先行刃１４よりも外周側（ドリルボディ１０の径方向外側）に形成されており、ドリルボディ１０は先行刃１４が形成されている部分と仕上刃１７が形成されている部分との間で段付き形状に形成されている。
したがって、仕上刃１７の最外端が先行刃１４の最外端よりもドリルボディ１０の径方向外側に僅かに突出しており、この突出している分だけ仕上刃１７の取代が設定され、先行刃１４と仕上刃１７とで取代が分割される。
【００２２】
なお、本実施形態は、仕上刃１７を一対形成したが、本発明はこれに限定されず、複数対形成してもよい。
【００２３】
ドリル１は、モータ等からなり、ドリルボディ１０を軸周りに回転する第一駆動装置（不図示）と、モータ、空圧シリンダ、または油圧シリンダ等からなり、ドリルボディ１０を送り方向に移動する第二駆動装置（不図示）と、前記第一駆動装置および第二駆動装置にそれぞれ信号を送信することによりそれぞれの装置の作動および停止を制御する制御装置（不図示）と、を備えるドリル駆動装置により駆動される。
【００２４】
図３（ａ）に示すように、ドリル１により被加工物の表面から裏面に向かって貫通孔を開けるとき、まず、被加工物の表面にドリルボディ１０の先端（先行刃１４）を当接させる。そして、前記制御装置が前記第一駆動装置および第二駆動装置に信号を送信することにより、ドリルボディ１０を所定の回転速度で回転させながら所定の送り速度で移動させる。これにより、先行刃１４で被加工物が削り取られて下穴が開けられ、次いで、この下穴壁面が仕上刃１７によって精確に削り取られる。
そして、先行刃１４が被加工物を貫通しはじめるときに、前記制御装置は、前記第二駆動装置に信号を送信することにより、ドリルボディ１０の送り速度を先行送り速度にする。これにより先行刃１４は前記先行送り速度で被加工物を貫通していく。
そして、図３（ｂ）に示すように、前記制御装置は、先行刃１４が被加工物を貫通した後、かつ仕上刃１７が被加工物を貫通しはじめるまでに前記第二駆動装置に信号を送信することにより、ドリルボディ１０の送り速度を前記先行送り速度から減速する。このドリルボディ１０の送り速度を減速した状態で被加工物の切削が行われ、図３（ｃ）に示すように、仕上刃１７が被加工物を貫通していく。つまり、先行刃１４が被加工物を貫通する際のドリルボディ１０の送り速度（前記先行送り速度）が、仕上刃１７が被加工物を貫通する際のドリルボディ１０の送り速度よりも速くなるように、ドリル１の回転駆動が行われる。
【００２５】
なお、前記先行送り速度は、一般的にコバ欠けが発生する、つまり、被加工物に貫通孔を形成する際に生成する切粉を被加工物から分断できる程度に高速なものとし、被加工物の材質等を考慮して適宜決定される。
また、前記制御装置は、ドリルボディ１０の送り速度を前記先行送り速度から減速していくとき、ドリルボディ１０の送り方向に発生する抵抗を低減させる観点に基づいて減速していき、コバ欠けが発生しない位の度合いで（例えば、径の１〜２％）減速していく。
【００２６】
このように構成すると、先行刃１４が被加工物を抜ける（貫通する）とき、前記先行送り速度で移動する先行刃１４が、コバ欠けさせること、つまり切粉を分断することができる。これにより、切粉が被加工物から分断されない状態で、ドリル１の送り分力により貫通孔外部に押し出され、前記ドリル刃の出口周縁部にバリとして残留することが防止される。したがって、前記ドリル刃の出口周縁部にバリが発生することを抑制でき、特に比較的大きいバリを抑制できる。
【００２７】
また、図３（ｂ）および図３（ｃ）に示すように、先行刃１４の後方、かつ、外周側に仕上刃１７の取代が設定されるので、先行刃１４が被加工物を抜けるときに先行刃１４の出口周縁部における被加工物が塑性変形することにより発生するバリ２ａを仕上刃１７で削ることができる。したがって、前記ドリル刃の出口周縁部にバリが発生することを抑制でき、特に比較的小さいバリを抑制できる。
【００２８】
また、仕上刃１７は、ドリルボディ１０の半径方向外側へいくに従って、送り方向側へ向かうように傾斜している第一刃１７ａと、ドリルボディ１０の外周面において第一刃１７ａの回転方向における後ろ側に連なり、ドリルボディ１０の回転方向前側から後側へいくに従って、ドリルボディ１０の送り方向側へ向かうように傾斜している第二刃１７ｂと、を有するので、仕上刃１７の取代の外周側から内側に向けて（ドリルボディ１０の径方向内側に向けて）切粉２ｂが排出されるようになる。したがって、仕上刃１７が被加工物を抜けるときに仕上刃１７の出口周縁部の被加工物を塑性変形させることを抑制でき、クリーンカットできるのでバリを抑制できる。
【００２９】
また、ドリル１によるドリル加工工程とは別に、前記ドリル刃の出口周縁部に発生するバリを除去する工程を設ける必要がなく、効率的にドリル加工を行うことができる。
【００３０】
また、図４（ａ）に示すように、逃げ面１２ｂの逃げ角（二番角）αの大きさは１０°〜１５°とすることが好ましい。
さらに、図４（ｂ）に示すように、仕上刃１７の第二刃１７ｂは、ドリルボディ１０の回転方向後方側に延びつつドリルボディ１０の送り方向側に傾斜するが、この傾斜はドリルボディ１０の送り方向に垂直な面に対して５°〜３５°傾斜することが好ましい。なお、この仕上刃１７の傾斜とドリルボディ１０の送り方向に垂直な面とのなす角をネガ角βとする。特に、β＝５°にすると、切粉を短くでき、さらに仕上刃１７の剛性が高くなる点で有利である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係るドリルの実施の一形態第一実施例を示す概略構成図。
【図２】図１に示すドリルボディを矢印Ｃの方向から見たときの概略構成図。
【図３】（ａ）ドリルが被加工物を切削加工しているときを示す断面図、（ｂ）先行刃が被加工物を貫通したときを示す断面図、（ｃ）仕上刃が被加工物を貫通したときを示す断面図。
【図４】（ａ）逃げ角αを示す図、（ｂ）ネガ角βを示す図。
【図５】（ａ）ドリル加工時に、比較的大きいバリが発生するときを示す図、（ｂ）同じく、比較的小さいバリが発生するときを示す図。
【符号の説明】
【００３２】
１      ドリル
１０    ドリルボディ
１４    先行刃
１６    傾斜面
１７    仕上刃
１７ａ  第一刃
１７ｂ  第二刃
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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