(57)【要約】【課題】曲面を有する被削材の場合でも、被削材の加工開始側および加工完了側の加工穴周囲のバリ発生を抑制すると同時に加工穴の深さ方向における穴径精度を確保できるドリルを提供することを課題とする。【解決手段】先端角αを１８０°〜１８１°としたドリル１であって、ドリル１には曲線状の切刃２を有しており、切刃２から外周コーナ３へ向けて延びる直線Ｌ１とチゼルエッジ４から外周コーナ３へ延びる直線Ｌ２とのなす角度βを１８°〜２２°として、ランド６に２つのマージン５ａ、５ｂを設けるドリルとする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端角が１８０°〜１８１°のドリルであって、前記ドリルには曲線状の切刃を有しており、前記切刃から外周コーナへ向けて延びる直線とチゼルエッジから前記外周コーナへ延びる直線とのなす角度が１８°〜２２°であり、ランドには２つのマージンが設けられていることを特徴とするドリル。
【請求項２】
溝長が前記ドリルの直径の２倍以上５倍以下であり、シャンクの長さが前記ドリルの直径の５倍以上２０倍以下であることを特徴とする請求項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、主に傾斜面を有する被削材の穴加工や厚肉の被削材におけるガイド穴加工時に用いるドリルに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、傾斜面を有する被削材に対してドリルを用いて穴加工を行う場合、ドリルの切刃が最初に食い付く（接触する）面が傾斜しているので、平坦な面を穴加工する場合に比べて、ドリルが穴加工時に振動しやすく芯振れを起こす。その結果、穴加工精度が安定して確保することが難しかった。また、被削材への座繰り加工時には加工穴の底面を水平に保つために最初にエンドミルを用いて、所定深さの加工穴が仕上がった段階で切削工具をエンドミルからドリルへ変更して、最終加工には全長が比較的に長い、いわゆるロングドリルを用いて加工穴を貫通させる。そのため、厚肉の被削材にガイド穴を加工する際には、エンドミル、通常のドリルおよびロングドリルの３種類の切削工具を常に準備する必要があった。
【０００３】
そこで、特許文献１では先端角が１７０°〜１８０°のドリルであって、直線部分と凹部の曲線部分からなる切刃の外周コーナ部に直線のチャンファ（チャンファ長さ：０．１ｍｍ〜１．０ｍｍ）を設けて、軸心から直径方向に伸びる直線との交わる角度が３０°〜６０°となっているドリルが開示されている。このドリルを用いることで、傾斜面への穴加工時において穴位置精度を確保し、外周コーナにおける切刃の欠けを減少させることができる。
【０００４】
また、特許文献２では２枚の切刃を有するドリルであって、ランドには２つのマージンが設けられているドリルが開示されている。このドリルを切削加工に用いることで、被削材に対する食い付き時および貫通時のガイド性を高めて、仕上げ加工精度の高い穴加工を行うことができる。
【０００５】
さらに、特許文献３では先端角が１７０°〜１９０°のドリルであって、凹形状の曲線部分を有した切刃の外周コーナ部に直線状のチャンファを設けて、切刃の延長線とチャンファを形成する直線とのなす角度を１°〜２０°とするドリルが開示されている。このドリルを用いることで、切屑の排出性を高めるとともに、外周コーナ部の摩耗を低減し、座繰り加工が可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１４１９７０号公報
【特許文献２】特開２００６−２０５２７２号公報
【特許文献３】特開２００９−５６５３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１ないし３に示すドリルでは、曲面を有する被削材である場合には加工開始側および加工完了（貫通）側の加工穴周囲にバリが発生するという問題があった。同時に加工穴の深さ方向における穴径精度が確保され難いという問題もあった。
【０００８】
そこで、本発明においては曲面を有する被削材の場合でも、被削材の加工開始側および加工完了側の加工穴周囲のバリ発生を抑制すると同時に加工穴の深さ方向における穴径精度を確保できるドリルを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述した課題を解決するために、本発明においては先端角が１８０°〜１８１°のドリルであって、ドリルには曲線状の切刃を有しており、切刃から外周コーナへ向けて延びる直線とチゼルエッジから外周コーナへ延びる直線とのなす角度が１８°〜２２°であり、ランドには２つのマージンが設けられているドリルとした。このドリルを用いることにより、切刃の強度を保ちつつ、曲面を有する被削材の穴加工においてもドリルの振れを抑制できる。
【００１０】
また、第２の発明は溝長がドリルの直径の２倍以上５倍以下であり、シャンクの長さがドリルの直径の５倍以上２０倍以下であるドリルとした（請求項２）。このドリルを用いることにより被削材表面と加工開始面との距離が離れている、いわゆる深い位置での穴加工を行うことができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上述べたように、本発明に係るドリルにより、切刃の強度を保ちつつ、曲面を有する被削材の穴加工においてもドリルの振れを抑制できるので、被削材の加工開始側および加工完了側の加工穴周囲のバリ発生を抑制すると同時に加工穴の深さ方向における穴径精度を確保できるという効果を奏する。また、本発明に係るドリルをシャンクの長さがドリルの直径の５倍以上であるドリル、いわゆるロングシャンクドリルに適用した場合には、深い位置での穴加工においてもドリルの振れを抑制し、加工穴の深さ方向における穴径精度を確保できるという効果も奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態を示すドリル１の正面図である。
【図２】図１のドリル１の拡大図である。
【図３】本発明の実施の形態を示すドリル１の右側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施の形態について、ドリルの一例を図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態を示すドリル１の正面図、図２は図１のドリル１の拡大図、図３は本発明の実施の形態を示すドリル１の右側面図を示す。
【００１４】
図１および図２に示すように、本発明に係るドリル１は２枚の切刃２、２を有しており、切刃２はドリル１の回転方向とは反対側に凹状の曲線を呈している。また、切刃２の外周側にある外周コーナ３の部分は、切刃２から外周コーナ３へ向けて延びる直線Ｌ１とドリル１の先端中心であるチゼルエッジ４および外周コーナ３を結ぶ直線Ｌ２とのなす角度βが１８°〜２２°の範囲となるように形成されている。さらに、切刃２上の凹部の最も深い位置１０は、チゼルエッジ４と外周コーナ３とを結ぶ直線Ｌ２に平行であってチゼルエッジコーナ８を通過する直線Ｌ３と距離（間隔）δを介して存在している。
【００１５】
また、ドリル１のランド６には第１のマージン５ａと第２のマージン５ｂの２つのマージン５ａ、５ｂが設けられており、第２のマージン５ｂは第１のマージン５ａよりもドリル１の回転方向の後方側に位置している。ドリル１の２枚の切刃２、２同士がなす角度である先端角αは図３に示すように１８０°〜１８１°の範囲で形成されている。なお、深い位置での穴加工を行う場合には、図３に示すように溝長Ｘをドリル１の直径Ｄの２倍（２Ｄ）以上５倍（５Ｄ）以下として、シャンク７の長さＹをドリル１の直径Ｄの５倍（５Ｄ）以上２０倍（２０Ｄ）以下の形態とすることもできる。
【実施例】
【００１６】
本発明に係るドリルおよび本発明外のドリルを用いて加工開始面が曲面である被削材（Ｓ５０Ｃ）に対して切削試験（以下、本試験という）を行い、加工穴の深さ方向における加工穴拡大量を測定した。その測定結果について表１を用いて説明する。本試験には、本発明に係るドリルとして先端角１８０°、チゼルエッジから外方へ延びる曲線上の切刃を有して、切刃から外周コーナへ向けて延びる直線とチゼルエッジから外周コーナへ延びる直線とのなす角度が２０°であり、ランドには２つのマージン（第１および第２のマージン）が設けられているドリル（以下、本発明品という）を用いた。
【００１７】
これに対して、本発明外のドリルとして先端角１８０°、チゼルエッジから外方へ延びる曲線上の切刃を有しており、ランドにはマージンが設けられているドリル（以下、従来品という）を用いた。本発明品および従来品の共通仕様としてドリル径１０ｍｍ、ドリル長さ１５０ｍｍ、ねじれ角２０°とした。本発明品と従来品との間で異なる仕様として、本発明品の溝長を４５ｍｍ（４．５Ｄ）であり、従来品の溝長を３３ｍｍ（３．３Ｄ）とした。また、シャンクの長さについては本発明品を１０５ｍｍ（１０．５Ｄ）、従来品を１１７ｍｍ（１１．７Ｄ）とした。さらに、チゼルエッジと外周コーナとを結ぶ直線に平行であってチゼルエッジコーナを通過する直線と、切刃上の凹部の最も深い位置との距離（間隔）は本発明品を０．０３ｍｍ、従来品を０．０４ｍｍとした。
【００１８】
また、本試験は以下の加工条件で行った。
・被削材        Ｓ５０Ｃ（炭素鋼）
・切削速度      ６０ｍ／ｍｉｎ
・回転数        １９１０ｍｉｎ−１
・送り速度      １９１ｍｍ／ｍｉｎ
・加工穴深さ    ２０ｍｍ（貫通穴）
・切削油剤      水溶性切削油剤使用
【００１９】
表１は、上述した本発明品および従来品を用いて本試験を行った後の被削材における加工穴の加工開始面から２ｍｍ、１０ｍｍ、および１８ｍｍの深さ位置の加工穴拡大量（単位：ｍｍ）を示す。ここで、加工穴拡大量は実際に測定した加工穴径（内径）と本試験に用いたドリル径（１０ｍｍ）との差とした。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
表１に示すように、従来品であるドリルを用いて加工した加工穴の拡大量は、加工開始面から２ｍｍの深さ位置では加工穴拡大量が２．１８６ｍｍとなり、１０ｍｍの深さ位置では加工穴拡大量が２．１９６ｍｍとなり、１８ｍｍの深さ位置では加工穴拡大量は１．７６４ｍｍであった。すなわち、加工穴の深さ方向においては加工穴拡大量が１．７６４ｍｍ〜２．１９６ｍｍ（切削工具径の約１８％〜２２％に相当）であり、測定位置に関わらず加工穴拡大量は１．７ｍｍ以上であった。また、被削材の加工開始側および加工完了側の加工穴周囲を目視にて観察した結果、加工開始側の加工穴周囲にバリの発生が確認された。
【００２２】
これに対して、本発明品を用いた場合は、加工開始面から２ｍｍの深さ位置では加工穴拡大量が０．０５９ｍｍ（５９μｍ）となり、１０ｍｍの深さ位置では加工穴拡大量が０．００７ｍｍ（７μｍ）となり、１８ｍｍの深さ位置では加工穴拡大量は０．００３ｍｍ（３μｍ）であった。すなわち、加工穴の深さ方向においては加工穴拡大量が０．００３ｍｍ〜０．０５９ｍｍ（切削工具径の０．０３％〜０．５９％に相当）であり、測定位置に関わらず加工穴拡大量は０．０６ｍｍ（６０μｍ）以下であった。また、被削材の加工開始側および加工完了側の加工穴周囲を目視にて観察した結果、加工開始側および加工完了側の加工穴周囲にバリの発生は共に確認されなかった。
【００２３】
以上の試験結果より、先端角が１８０°のドリルであって、ドリルには曲線状の切刃を有しており、切刃から外周コーナへ向けて延びる直線とチゼルエッジから外周コーナへ延びる直線とのなす角度が２０°であり、ランドには２つのマージンが設けられているドリルを用いることで、被削材の加工開始側および加工完了側の加工穴周囲のバリ発生を抑制すると同時に加工穴の深さ方向における穴径精度を確保できた。
【符号の説明】
【００２４】
１            ドリル
２            切刃
３            外周コーナ
４            チゼルエッジ
５ａ、５ｂ    マージン（第１のマージン、第２のマージン）
６            ランド
７            シャンク
Ｄ            ドリルの直径
Ｌ１          切刃から外周コーナへ向けて延びる直線
Ｌ２          チゼルエッジから外周コーナへ延びる直線
Ｘ            溝長
Ｙ            シャンクの長さ
α            先端角
β           切刃から外周コーナへ向けて延びる直線とチゼルエッジから外周コーナへ延びる直線とのなす角度
【図１】
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【図２】
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【図３】
2014034080.tif 000006