(57)【要約】  このドリルでは、切屑排出溝（５）の壁面（６）はドリル本体１の軸線（Ｏ）に直交する断面で凹曲線状の第１壁面と直線状の第２壁面（６Ｂ）を備え、第２壁面（６Ｂ）の直線の延長線は、第２壁面（６Ｂ）の外周端と軸線（Ｏ）を結ぶ半径線に対してドリル本体（１）の外周側に向かうに従いドリル回転方向とは反対側に延び、切刃は、凹曲線状の第１切刃（３Ａ）と、第１切刃（３Ａ）と鈍角に交差する直線状の第２切刃（３Ｂ）を備え、マージン部（８）を軸線（Ｏ）に垂直に外周側から見たときに、マージン部（８）と第２切刃（３Ｂ）の第２ホーニング面（１１Ｂ）の交差稜線部は凸曲線状に形成され、第２ホーニング面（１１Ｂ）と第１切刃（３Ａ）の第１ホーニング面（１１Ａ）の交差稜線部は、マージン部（８）と第２ホーニング面（１１Ｂ）の交差稜線部よりも曲率半径の大きな凸曲線状または直線状に形成される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線回りに回転されるドリル本体の先端部外周に切屑排出溝を備え、この切屑排出溝のドリル回転方向を向く壁面と上記ドリル本体の先端逃げ面との交差稜線部に切刃が形成されたドリルであって、
上記切屑排出溝の間の上記ドリル本体外周のランド部に、該切屑排出溝のドリル回転方向とは反対側に隣接するマージン部を有し、
上記切屑排出溝のドリル回転方向を向く壁面は、上記軸線に直交する断面において上記ドリル本体の内周側に位置して外周側に向かうに従いドリル回転方向とは反対側に凹んでからドリル回転方向に延びる凹曲線状をなす第１壁面と、上記軸線に直交する断面において上記ドリル本体の外周から内周側に向けて延びて上記第１壁面と鈍角に交差する凸曲線状または直線状をなす第２壁面とを備え、
上記軸線に直交する断面において、上記第２壁面がなす凸曲線の外周端における接線、または該第２壁面がなす直線の上記ドリル本体外周側への延長線は、この第２壁面の外周端と上記軸線とを結ぶ半径線に対して上記ドリル本体外周側に向かうに従いドリル回転方向とは反対側に向かうように延びており、
上記切刃は、上記第１壁面と上記先端逃げ面との交差稜線部に形成される凹曲線状の第１切刃と、上記第２壁面と上記先端逃げ面との交差稜線部に形成されて上記第１切刃と鈍角に交差する凸曲線状または直線状の第２切刃とを備え、
上記第１切刃と上記第２切刃には、ドリル回転方向に向かうに従い上記ドリル本体の後端側に向かう第１ホーニング面と第２ホーニング面とがそれぞれ設けられていて、
上記マージン部を上記軸線に垂直な方向で上記ドリル本体の径方向外周側から見たときに、上記マージン部と上記第２切刃のホーニング面である上記第２ホーニング面との交差稜線部は全体が凸曲線状に形成されているとともに、この第２ホーニング面と上記第１切刃のホーニング面である上記第１ホーニング面との交差稜線部は、上記マージン部と上記第２ホーニング面との交差稜線部よりも曲率半径の大きな凸曲線状、または直線状に形成されていることを特徴とするドリル。
【請求項２】
上記マージン部を上記軸線に垂直な方向で上記ドリル本体の径方向外周側から見たときに、上記第１ホーニング面と上記第２ホーニング面との交差稜線部がなす凸曲線の両端を結ぶ直線、または上記第１ホーニング面と上記第２ホーニング面との交差稜線部がなす直線が上記軸線に対してなす上記第２ホーニング面の傾き角が１３°〜２２°の範囲であるとともに、
上記軸線に直交する断面において、上記第２壁面がなす凸曲線の外周端における接線または該第２壁面がなす直線の上記ドリル本体外周側への延長線が上記半径線に対してなす上記第２壁面の傾斜角が２０°〜４０°の範囲であることを特徴とする請求項１に記載のドリル。
【請求項３】
上記ドリル本体の基材は、Ｃｏの含有比率が１０質量％〜１２質量％であって、硬度が９２．０ＨＲＡ〜９３．０ＨＲＡのＷＣ−Ｃｏ基超硬合金であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のドリル。
【請求項４】
上記マージン部と上記第２ホーニング面との交差稜線部がなす上記凸曲線は、上記軸線に垂直に上記マージン部に対向して上記ドリル本体の外周側から見たときに、該凸曲線の曲率半径が、上記切刃の外周端が上記軸線回りになす円の直径Ｄ（ｍｍ）に対して、Ｄ×３〜Ｄ×１５（μｍ）であることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載のドリル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸線回りに回転されるドリル本体の先端部外周に切屑排出溝を備え、この切屑排出溝のドリル回転方向を向く壁面と上記ドリル本体の先端逃げ面との交差稜線部に切刃が形成されたドリルに関する。
本願は、２０１７年１２月２６日に、日本に出願された特願２０１７−２４９８２５号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
このようなドリルとして、例えば特許文献１には、先端面に開口する切り屑排出溝と、該切り屑排出溝のうちドリル回転方向に向かう内壁面と前記先端面に形成された先端逃げ面との交差部分に形成された切れ刃とを備え、切れ刃は、内周側に形成された凹曲線切れ刃部と外周側に形成された凸曲線切れ刃部とから構成されるドリルにおいて、軸心に直交する断面において、先端逃げ面との間で凸曲線切れ刃部を形成する第１凸曲線と先端逃げ面との間で凹曲線切れ刃部を形成する第１凹曲線とが相互に交差しているものが記載されている。【０００３】
また、特許文献２には、すくい面にネガランドを備え、ネガランドと逃げ面、逃げ面とマージン、及びネガランドとマージンが交差した各稜線が長手直角断面において凸曲面としたドリルであって、逃げ面とネガランドが交差した位置の第１稜線の凸曲面の曲率半径を１としたとき、逃げ面とマージン部が交差した位置の第２稜線の凸曲面の曲率半径を０．８〜１．５倍、ネガランドとマージンが交差した位置の第４稜線の凸曲面の曲率半径を１．５〜３．０倍にしたドリルが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５７６２５４７号公報
【特許文献２】国際公開第２０１６／０４３０９８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このうち、特許文献１には、軸心に直交する断面において、先端逃げ面との間で凸曲線切れ刃部を形成する第１凸曲線と先端逃げ面との間で凹曲線切れ刃部を形成する第１凹曲線とが相互に交差しているので、切れ刃から発生する切屑は、カールし且つ針状突起がなくその分全長が比較的短い形状となって、その排出が円滑となって排出性が高められるので、ドリルの工具寿命が一層向上させられると記載されている。【０００６】
しかしながら、この特許文献１に記載されたドリルでは、切れ刃のうち最もドリル本体の外周側に位置して切削長が長くなる凸曲線切れ刃部の外周端部において、マージンや先端逃げ面とすくい面との交差稜線部にチッピングが生じ易い。このため、このチッピングからマージンに摩耗が生じて線状の深い傷がつき、この傷が被削材の加工穴内周面に転写されて加工面品位を損ねたり、先端逃げ面に摩耗幅の大きな逃げ面摩耗が発生して、場合によっては凸曲線切れ刃部が欠損しまったりして、これらの摩耗により工具寿命が潰えるおそれがある。【０００７】
これに対して、特許文献２に記載されたドリルでは、すくい面にネガランド（ホーニング面）を備えているので、特許文献１に記載されたドリルよりは切刃の外周端部において大きなチッピングは生じ難い。【０００８】
ところが、この特許文献２に記載されたドリルでは、ネガランドの軸直角視における幅が０．０３ｍｍ〜０．１５ｍｍとされて、依然として平面状のホーニング面が残されている。しかも、このようなネガランドの幅に対して、このネガランドと逃げ面が交差した位置の第１稜線の凸曲面の曲率半径が０．０１５ｍｍ〜０．０３５ｍｍと小さくされているので、この第１稜線の凸曲面に微小なチッピングを生じてしまい、この微小なチッピングからやはり大きな逃げ面摩耗が発生するおそれがある。これは、この特許文献２に記載されたドリルにおいて、すくい面とマージンとの稜線やネガランドとすくい面との稜線に丸め加工を施した場合でも同様である。一方、切刃全体のネガランドに丸め加工を施したのでは、切刃のドリル本体内周側で切削抵抗が高くなり、折損を生じるおそれがある。【０００９】
本発明は、このような背景の下になされたもので、切削抵抗の増大を招くことなく、特に切刃の外周端部におけるチッピングによる逃げ面やマージンの摩耗を抑制することが可能なドリルを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のドリルは、軸線回りに回転されるドリル本体の先端部外周に切屑排出溝を備え、この切屑排出溝のドリル回転方向を向く壁面と上記ドリル本体の先端逃げ面との交差稜線部に切刃が形成されたドリルであって、上記切屑排出溝の間の上記ドリル本体外周のランド部に、該切屑排出溝のドリル回転方向とは反対側に隣接するマージン部を有している。上記切屑排出溝のドリル回転方向を向く壁面は、上記軸線に直交する断面において上記ドリル本体の内周側に位置して外周側に向かうに従いドリル回転方向とは反対側に凹んでからドリル回転方向に延びる凹曲線状をなす第１壁面と、上記軸線に直交する断面において上記ドリル本体の外周から内周側に向けて延びて上記第１壁面と鈍角に交差する凸曲線状または直線状をなす第２壁面とを備え、上記軸線に直交する断面において、上記第２壁面がなす凸曲線の外周端における接線、または該第２壁面がなす直線の上記ドリル本体外周側への延長線は、この第２壁面の外周端と上記軸線とを結ぶ半径線に対して上記ドリル本体外周側に向かうに従いドリル回転方向とは反対側に向かうように延びている。上記切刃は、上記第１壁面と上記先端逃げ面との交差稜線部に形成される凹曲線状の第１切刃と、上記第２壁面と上記先端逃げ面との交差稜線部に形成されて上記第１切刃と鈍角に交差する凸曲線状または直線状の第２切刃とを備え、上記第１切刃と上記第２切刃には、ドリル回転方向に向かうに従い上記ドリル本体の後端側に向かう第１ホーニング面と第２ホーニング面とがそれぞれ設けられていて、上記マージン部を上記軸線に垂直な方向で上記ドリル本体の径方向外周側から見たときに、上記マージン部と上記第２切刃のホーニング面である上記第２ホーニング面との交差稜線部は全体が凸曲線状に形成されているとともに、この第２ホーニング面と上記第１切刃のホーニング面である上記第１ホーニング面との交差稜線部は、上記マージン部と上記第２ホーニング面との交差稜線部よりも曲率半径の大きな凸曲線状、または直線状に形成されている。【００１１】
このように構成されたドリルにおいて、まず切屑排出溝のドリル回転方向を向く壁面のうちドリル本体の外周から内周側に向けて延びて上記第１壁面と鈍角に交差する断面凸曲線状または直線状の第２壁面は、上記軸線に直交する断面において、この第２壁面がなす凸曲線の外周端における接線、または第２壁面がなす直線のドリル本体外周側への延長線が、この第２壁面の外周端と上記軸線とを結ぶ半径線に対してドリル本体外周側に向かうに従いドリル回転方向とは反対側に向かうように延びているので、第２壁面とマージン部との交差角を鈍角に設定することができる。【００１２】
このため、ドリル本体外周側のすくい面である第２壁面とマージン部との交差稜線部の強度を確保して、マージン摩耗が促進されるのを抑制することができる。また、凹曲面状の第１壁面は第２壁面と鈍角に交差しているので、第１壁面が切屑のブレーカとして機能して切屑を小さくカールさせることができ、切屑が第２壁面からマージン部に向けて流れ出るのを防いでマージン摩耗をさらに抑制することができる。【００１３】
さらに、第１切刃と第２切刃には、ドリル回転方向に向かうに従いドリル本体の後端側に向かう第１ホーニング面と第２ホーニング面とがそれぞれ設けられていて、このうちマージン部を上記軸線に垂直な方向で上記ドリル本体の径方向外周側から見たときに、マージン部と第２ホーニング面との交差稜線部は全体が凸曲線状に形成されている。従って、切刃のドリル本体外周端部では第２切刃の強度も確保することができ、第２ホーニング面や、その先端逃げ面あるいはマージン部との交差稜線部に微小なチッピングが生じて拡大するのを防いで、このような微小なチッピングによる逃げ面摩耗やマージン摩耗も抑制することが可能となる。【００１４】
一方、この第２ホーニング面と第１切刃のホーニング面である第１ホーニング面との交差稜線部は、マージン部と第２ホーニング面との交差稜線部よりも曲率半径の大きな凸曲線状、または直線状に形成されているので、第２切刃のドリル本体内周側および第１切刃では鋭い切れ味を維持することができる。従って、切刃の全体としては切削抵抗が増大するのを防ぐことができ、ドリル本体に折損が生じるような事態を防止することが可能となる。【００１５】
ここで、マージン部を上記軸線に垂直な方向でドリル本体の径方向外周側から見たときに、上記第１ホーニング面と上記第２ホーニング面との交差稜線部が凸曲線の場合はこの凸曲線の両端を結ぶ直線、また上記第１ホーニング面と上記第２ホーニング面との交差稜線部が直線の場合はこの直線が上記軸線に対してなす第２ホーニング面の傾き角は１３°〜２２°の範囲であるとともに、上記軸線に直交する断面において、上記第２壁面が凸曲線の場合はこの凸曲線の外周端における接線、また第２壁面が直線の場合はこの直線のドリル本体外周側への延長線が上記半径線に対してなす第２壁面の傾斜角は２０°〜４０°の範囲であることが望ましい。【００１６】
上記第２ホーニング面の傾き角が１３°よりも小さいと、第２切刃に微小なチッピングが生じ易くなり、逃げ面摩耗が大きくなるおそれがある。一方、この第２ホーニング面の傾き角が２２°よりも大きいと、第２切刃における切削抵抗が増大するとともに、第２ホーニング面への切削負荷が大きくなり、コーティング皮膜を被覆している場合にはこのコーティング皮膜が割れ易くなるため、逃げ面摩耗やマージン摩耗が一気に促進されてしまうおそれがある。【００１７】
また、上記第２壁面の傾斜角が２０°よりも小さいと、上記軸線に直交する断面における第１壁面と第２壁面との交差角が小さくなって第１壁面の切屑ブレーカとしての機能が損なわれ、切屑が第２壁面からマージンに向けて流れ出て第２壁面とマージン部との交差稜線部に接触することにより、この交差稜線部における第２壁面のすくい面摩耗が大きくなるのに伴い、マージン摩耗も促進されるおそれがある。一方、この第２壁面の傾斜角が４０°よりも大きいと、この第２壁面と先端逃げ面の交差稜線部に形成される第２切刃の切れ味が損なわれ、逃げ面摩耗が増大するとともに、これに伴ってドリル本体先端部のマージン摩耗も増大するおそれがある。【００１８】
なお、ドリル本体の基材は、Ｃｏの含有比率が１０質量％〜１２質量％であって、硬度が９２．０ＨＲＡ〜９３．０ＨＲＡのＷＣ−Ｃｏ基超硬合金であることが望ましい。ドリル本体の基材をこのような硬度とすることで、靱性と耐摩耗性とが高いレベルでバランスしたドリルを得ることができる。ただし、基材の硬度がこのような範囲であっても、Ｃｏの含有比率が１０質量％よりも少ないと靱性低下して折損のおそれが高くなり、逆にＣｏの含有比率が１２質量％よりも多いと、基材の硬度が低下して耐摩耗性が低下するおそれがある。【００１９】
なお、上記マージン部と上記第２ホーニング面との交差稜線部がなす上記凸曲線は、上記軸線に垂直に上記マージン部に対向して上記ドリル本体の外周側から見たときに、該凸曲線の曲率半径が、上記切刃の外周端が上記軸線回りになす円の直径Ｄ（ｍｍ）に対して、Ｄ×３〜Ｄ×１５（μｍ）であることが望ましい。このマージン部と第２ホーニング面との交差稜線部がなす凸曲線の曲率半径がＤ×３（μｍ）を下回ると、上記交差稜線部が小さくなりすぎて第２切刃やマージン部に欠損が生じるおそれがある。一方、Ｄ×１５（μｍ）を上回ると上記交差稜線部が直線に近くなり、この交差稜線部と先端逃げ面との交点や第２壁面との交点に欠損が生じ易くなる。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、本発明によれば、切刃全体としては鋭い切れ味を維持して切削抵抗の増大によるドリル本体の折損等を防ぎつつ、ドリル本体外周側の切刃である第２切刃の外周端部では切刃強度を確保して第２ホーニング面に微小なチッピングが発生するのを防ぐことができる。このため、このような微小なチッピングから先端逃げ面やマージン部に大きな逃げ面摩耗やマージン摩耗が発生するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態を示す軸線方向先端側からの正面図である。
【図２】図１に示す実施形態の側面図である。
【図３】図２におけるＺＺ断面図である。
【図４】図３におけるＡ部分の拡大断面図である。
【図５】図１に示す実施形態のマージン部を軸線に垂直な方向でドリル本体の径方向外周側から見たときの拡大側面図である。
【図６】逃げ面摩耗において、切刃等に欠損が生じた状態を示す図である。
【図７Ａ】マージン摩耗において、正常摩耗を示す図である。
【図７Ｂ】マージン摩耗において、線状の浅い傷がある場合を示す図である。
【図７Ｃ】マージン摩耗において、線状の深い傷が１つある場合を示す図である。
【図７Ｄ】マージン摩耗において、線状の深い傷が２つある場合を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１〜図５は、本発明の一実施形態を示すものである。本実施形態において、ドリル本体１は、超硬合金等の硬質材料により軸線Ｏを中心とした概略円柱状に形成され、図示されない後端部は円柱状のままのシャンク部とされるとともに、先端部は切刃部２とされる。このようなドリルは、上記シャンク部が工作機械の主軸に把持されて軸線Ｏ回りにドリル回転方向Ｔに回転されつつ軸線Ｏ方向先端側（図２における上側）に送り出され、切刃部２の先端に形成された切刃３によって被削材に穴明け加工を行う。
【００２３】
切刃部２の外周部には、ドリル本体１の先端面である先端逃げ面４に開口してドリル本体１の後端側に向かうに従いドリル回転方向Ｔとは反対側に捩れる２つの切屑排出溝５が軸線Ｏに関して回転対称に形成されている。これらの切屑排出溝５のドリル回転方向Ｔを向く壁面６とドリル本体１の先端逃げ面４との交差稜線部に上記切刃３が形成される。先端逃げ面４は、ドリル本体１の外周側に向かうに従い後端側に向かうように形成されて、切刃３に所定の先端角が与えられるとともに、ドリル回転方向Ｔとは反対側に向かうに従ってもドリル本体１の後端側に向かうように形成されて、切刃３に所定の逃げ角が与えられる。
【００２４】
また、切屑排出溝５の間のドリル本体１外周のランド部７には、切屑排出溝５のドリル回転方向Ｔとは反対側に隣接して切刃３の外周端が軸線Ｏ回りになす円と等しい直径の円筒面上に位置するするマージン部（第１マージン部）８が形成されている。なお、本実施形態では、ランド部７において切屑排出溝５のドリル回転方向Ｔに隣接する位置にもマージン部（第２マージン部）９が形成されており、ダブルマージンタイプのドリルとされている。ここで、これらのマージン部８、９には、ドリル本体１の後端側に向かうに従い上記直径が漸次小さくなるようにバックテーパが与えられていてもよい。
【００２５】
なお、本実施形態では、上記先端逃げ面４が、ドリル回転方向Ｔとは反対側に向かうに従い上記逃げ角が段階的に大きくなる２段の第１先端逃げ面４Ａと第２先端逃げ面４Ｂとを備えている。また、ドリル本体１内には、上記シャンク部の後端から先端側に向けてクーラント孔１０が２つの切屑排出溝５の間のランド部７を通るように延びている。これらのクーラント孔１０は先端逃げ面４においてドリル回転方向Ｔとは反対側に位置する上記第２先端逃げ面４Ｂに開口し、穴明け加工時に切刃３や被削材の切削部位にクーラントを供給する。
【００２６】
さらに、切屑排出溝５のドリル回転方向Ｔを向く上記壁面６は、上記軸線Ｏに直交する断面においてドリル本体１の内周側に位置して外周側に向かうに従いドリル回転方向Ｔとは反対側に凹んでからドリル回転方向Ｔに延びる凹曲線状をなす第１壁面６Ａと、同じく上記軸線Ｏに直交する断面においてドリル本体１の外周から内周側に向けて延びて第１壁面６Ａと鈍角に交差する凸曲線状または直線状をなす第２壁面６Ｂとを備えている。本実施形態では、この第２壁面６Ｂは、軸線Ｏに直交する断面において直線状をなしている。また、上記壁面６は、ドリル本体１の内周側において第１壁面６Ａに鈍角に交差して、先端逃げ面４における軸線Ｏの近傍に延びるシンニング面６Ｃをさらに備えている。
【００２７】
ここで、図４に示すように、上記軸線Ｏに直交する断面において、第２壁面６Ｂがなす直線のドリル本体１外周側への延長線Ｌ１は、この第２壁面６Ｂの外周端と軸線Ｏとを結ぶ半径線Ｌ２に対してドリル本体１外周側に向かうに従いドリル回転方向Ｔとは反対側に向かうように延びている。本実施形態では、この延長線Ｌ１が半径線Ｌ２に対してなす第２壁面６Ｂの傾斜角θは、２０°〜４０°の範囲とされている。なお、上記軸線Ｏに直交する断面において第２壁面６Ｂが凸曲線状をなしている場合には、この第２壁面６Ｂがなす凸曲線の外周端における接線が上記半径線Ｌ２に対してドリル本体１外周側に向かうに従いドリル回転方向Ｔとは反対側に向かうように延び、第２壁面６Ｂの傾斜角θは、この接線が上記半径線Ｌ２に対してなす傾斜角とされる。
【００２８】
このような第１壁面６Ａおよび第２壁面６Ｂが切屑排出溝５のドリル回転方向Ｔを向く壁面６に形成されることにより、上記切刃３には、第１壁面６Ａと先端逃げ面４との交差稜線部に軸線Ｏ方向先端側からみて凹曲線状をなす第１切刃３Ａと、第２壁面６Ｂと先端逃げ面４との交差稜線部に同じく軸線Ｏ方向先端側からみて第１切刃３Ａと鈍角に交差する凸曲線状または直線状の第２切刃３Ｂとが形成される。本実施形態では、第２切刃３Ｂは直線状となる。また、本実施形態の切刃３には、上記シンニング面６Ｃと先端逃げ面４との交差稜線部に、第１切刃３Ａに鈍角に交差する方向に延びて軸線Ｏ近傍に達するシンニング刃３Ｃも形成される。
【００２９】
さらに、切刃３の上記第１切刃３Ａと第２切刃３Ｂには、ホーニング処理が施されることにより、ドリル回転方向Ｔに向かうに従いドリル本体１の後端側に向かう第１ホーニング面１１Ａと第２ホーニング面１１Ｂとがそれぞれ形成されている。また、シンニング刃３Ｃにも同様に、ドリル回転方向Ｔに向かうに従いドリル本体１の後端側に向かうシンニングホーニング面１１Ｃが形成されている。
【００３０】
このうち、第１切刃３Ａのホーニング面である第１ホーニング面１１Ａとシンニング刃３Ｃのホーニング面であるシンニングホーニング面１１Ｃは、軸線Ｏに平行で第１切刃３Ａとシンニング刃３Ｃの各位置に交差する断面において直線状をなすチャンファーホーニングとされている。これに対して、第２切刃３Ｂのホーニング面である第２ホーニング面１１Ｂは、図５に示すようにマージン部（第１マージン部）８との交差稜線部が凸曲線状に形成されるとともに、第１ホーニング面１１Ａとの交差稜線部が、マージン部８と第２ホーニング面１１Ｂとの交差稜線部よりも曲率半径の大きな凸曲線状、または直線状に形成されている。本実施形態では、この第１ホーニング面１１Ａと第２ホーニング面１１Ｂとの交差稜線部は直線状とされている。
【００３１】
ここで、本実施形態では、上記マージン部８を軸線Ｏに垂直な方向でドリル本体１の径方向外周側から見たとき、詳しくは図５に示すように軸線Ｏに垂直で第１ホーニング面１１Ａと第２ホーニング面１１Ｂと第２壁面６Ｂとの交点を通る半径線方向から見たときに、第１ホーニング面１１Ａと第２ホーニング面１１Ｂとの交差稜線部がなす直線Ｌ３が軸線Ｏに対してなす第２ホーニング面１１Ｂの傾き角αは１３°〜２２°の範囲とされている。なお、第１ホーニング面１１Ａと第２ホーニング面１１Ｂとの交差稜線部が凸曲線状の場合は、この凸曲線の両端を結ぶ直線を上記直線Ｌ３として第２ホーニング面１１Ｂの傾き角αを求めればよい。
【００３２】
また、ドリル本体１の基材を形成する硬質材料は、本実施形態ではＣｏの含有比率が１０質量％〜１２質量％であって、硬度が９２．０ＨＲＡ〜９３．０ＨＲＡのＷＣ−Ｃｏ基超硬合金とされている。さらに、このような基材によって形成されたドリル本体１の切屑排出溝５の内面を含む切刃部２の表面には、ＡｌとＣｒを主体とする窒化物、ＡｌとＴｉを主体とする窒化物、あるいはＴｉとＳｉを主体とする窒化物等の硬質なコーティング皮膜が被覆されている。
【００３３】
このような構成のドリルにおいては、まず切屑排出溝５のドリル回転方向Ｔを向く壁面６のうち、ドリル本体１の外周から内周側に向けて延びて第１壁面６Ａと鈍角に交差する断面凸曲線状または直線状の第２壁面６Ｂは、軸線Ｏに直交する断面において、この第２壁面６Ｂがなす凸曲線の外周端における接線、または第２壁面６Ｂがなす直線のドリル本体外周側への延長線Ｌ１が、この第２壁面６Ｂの外周端と軸線Ｏとを結ぶ半径線Ｌ２に対してドリル本体１の外周側に向かうに従いドリル回転方向Ｔとは反対側に向かうように延びている。このため、第２壁面６Ｂとマージン部（第１マージン部）８との交差角を鈍角に設定することができる。
【００３４】
このため、ドリル本体１の外周側のすくい面である第２壁面６Ｂとマージン部８との交差稜線部の強度を確保することができ、マージン摩耗を抑制することができる。また、断面凹曲線状の第１壁面６Ａは断面凸曲線状または直線状の第２壁面６Ｂと鈍角に交差しているので、第１壁面６Ａが切屑ブレーカとして機能して切屑を小さくカールさせることができ、切屑が第２壁面６Ｂからマージン部８に向けて流れ出るのを防いでマージン摩耗をさらに抑制することができる。
【００３５】
また、第１切刃３Ａと第２切刃３Ｂには、ドリル回転方向Ｔに向かうに従いドリル本体１の後端側に向かう第１ホーニング面１１Ａと第２ホーニング面１１Ｂとがそれぞれ設けられており、このうちマージン部８を軸線Ｏに垂直な方向でドリル本体１の径方向外周側から見たときに、マージン部８と第２ホーニング面１１Ｂとの交差稜線部は全体が凸曲線状に形成されている。従って、切刃３のドリル本体１外周端部では第２切刃３Ｂの強度も確保することができ、第２ホーニング面１１Ｂや、その先端逃げ面４（第１先端逃げ面４Ａ）あるいはマージン部８との交差稜線部に微小なチッピングが生じて拡大するのを防ぐことができる。このため、このような微小なチッピングによる逃げ面摩耗やマージン摩耗も抑制することが可能となる。
【００３６】
その一方で、この第２ホーニング面１１Ｂと第１切刃３Ａのホーニング面である第１ホーニング面１１Ａとの交差稜線部は、マージン部８と第２ホーニング面１１Ｂとの交差稜線部よりも曲率半径の大きな凸曲線状、または直線状に形成されているので、第２切刃３Ｂのドリル本体１内周側および第１切刃３Ａでは鋭い切れ味を維持することができる。このため、切刃３全体として切削抵抗が増大するのを防ぐことができ、過大な切削抵抗によってドリル本体１が折損するような事態を防止することが可能となる。
【００３７】
また、本実施形態では、マージン部８を軸線Ｏに垂直な方向でドリル本体１の径方向外周側から見たときに、第１ホーニング面１１Ａと第２ホーニング面１１Ｂとの交差稜線部がなす直線が軸線Ｏに対してなす第２ホーニング面１１Ｂの傾き角αが１３°〜２２°の範囲とされるとともに、軸線Ｏに直交する断面において、第２壁面６Ｂがなす直線のドリル本体１外周側への延長線Ｌ１が第２壁面６Ｂの外周端と軸線Ｏとを結ぶ半径線Ｌ２に対してなす第２壁面６Ｂの傾斜角θが２０°〜４０°の範囲とされており、逃げ面摩耗が促進されるのを効果的に防ぎつつ、切削抵抗の増大もより確実に防ぐことができる。
【００３８】
すなわち、上記第２ホーニング面１１Ｂの傾き角αが１３°よりも小さいと、第２切刃３Ｂに微小なチッピングが生じ易くなって逃げ面摩耗が増大するおそれがある。逆に、この第２ホーニング面１１Ｂの傾き角αが２２°よりも大きいと、第２切刃３Ｂにおける切削抵抗が増大するとともに、第２ホーニング面１１Ｂへの切削負荷が大きくなり、本実施形態のようにコーティング皮膜を被覆している場合には、このコーティング皮膜が割れ易くなって逃げ面摩耗やマージン摩耗が一気に促進されてしまうおそれがある。なお、この傾き角αは、１５°〜２０°の範囲がより望ましい。
【００３９】
また、第２壁面６Ｂの傾斜角θが２０°よりも小さいと、軸線Ｏに直交する断面における第１壁面６Ａと第２壁面６Ｂとの交差角が小さくなって第１壁面６Ａによる上述した切屑ブレーカとしての機能が損なわれてしまい、切屑が第２壁面６Ｂからマージン部８に向けて流れ出て第２壁面６Ｂとマージン部８との交差稜線部に接触して、この交差稜線部における第２壁面６Ｂのすくい面摩耗が大きくなることにより、マージン摩耗も促進されるおそれがある。一方、この第２壁面６Ｂの傾斜角θが４０°よりも大きいと、第２壁面６Ｂと先端逃げ面４との交差稜線部に形成される第２切刃３Ｂの切れ味が損なわれ、逃げ面摩耗が増大するとともに、これに伴いドリル本体１先端部のマージン摩耗も増大するおそれがある。なお、この傾斜角θは、３０°〜４０°の範囲がより望ましい。
【００４０】
また、本実施形態では、ドリル本体１の基材が、Ｃｏの含有比率が１０質量％〜１２質量％であって、硬度が９２．０ＨＲＡ〜９３．０ＨＲＡのＷＣ−Ｃｏ基超硬合金とされており、靱性と耐摩耗性とが高いレベルでバランスしたドリルを得ることができる。すなわち、ドリル本体１の基材の硬度が９２．０ＨＲＡを下回ると耐摩耗性が損なわれるおそれがある一方、９３．０ＨＲＡを上回ると靱性が損なわれて折損を生じ易くなるおそれがある。また、Ｃｏの含有比率が１０質量％よりも少ないと靱性低下して折損のおそれが高くなり、逆にＣｏの含有比率が１２質量％よりも多いと、基材の硬度が低下して耐摩耗性が低下するおそれがある。
【００４１】
さらに、マージン部８と第２ホーニング面１１Ｂとの交差稜線部がなす凸曲線は、軸線Ｏに垂直にマージン部８に対向してドリル本体１の外周側から見たときに、その曲率半径が切刃３の直径Ｄ（ｍｍ）、すなわち切刃３の外周端が軸線Ｏ回りになす円の直径に対して、Ｄ×３〜Ｄ×１５（ただし、単位はμｍ）であることが望ましい。このマージン部８と第２ホーニング面１１Ｂとの交差稜線部がなす凸曲線の曲率半径がＤ×３（μｍ）を下回ると、上記交差稜線部が小さくなりすぎて第２切刃３Ｂやマージン部８に欠損が生じるおそれがある。一方、Ｄ×１５（μｍ）を上回ると上記交差稜線部が直線に近くなり、この交差稜線部と先端逃げ面４との交点や第２壁面６Ｂとの交点に欠損が生じ易くなる。
【実施例】
【００４２】
次に、本発明の実施例を挙げて、本発明の特に第２ホーニング面１１Ｂの上記傾き角αと、第２壁面６Ｂの上記傾斜角θの数値限定についての効果について実証する。本実施例では、上述した実施形態に基づき、切刃３の直径Ｄが６ｍｍ、切刃部２の長さが３０ｍｍで、第２ホーニング面１１Ｂの傾き角αを１３°〜２２°の範囲、第２壁面６Ｂの傾斜角θを２０°〜４０°の範囲、マージン部８と第２ホーニング面１１Ｂとの交差稜線部がなす凸曲線を、軸線Ｏに垂直にマージン部８に対向してドリル本体１の外周側から見たときの曲率半径Ｒが切刃３の直径Ｄ（６ｍｍ）に対して、Ｄ×３〜Ｄ×１５（１８μｍ〜９０μｍ）で変化させた１２種のドリルを製造した。そして、これらのドリルにより、Ｓ５０Ｃの被削材に回転数４２４６ｍｉｎ−１、回転速度８０ｍ／ｍｉｎ、送り速度７６４ｍｍ／ｍｉｎ、１回転当たりの送り０．１８ｍｍ／ｒｅｖで深さ３０ｍｍの止まり孔を４５０穴、水溶性クーラントを２．２ＭＰａで供給しつつ穴明け加工して、逃げ面摩耗とマージン摩耗を評価した。これらの結果を実施例１〜１２として、上記傾き角αおよび傾斜角θと、マージン部８と第２ホーニング面１１Ｂとの交差稜線部がなす凸曲線の曲率半径Ｒおよびドリル本体１の基材の種別とともに表１に示す。【００４３】
また、これら実施例１〜１２に対する比較例として、第２ホーニング面１１Ｂの傾き角αと、第２壁面６Ｂの傾斜角θと、マージン部８と第２ホーニング面１１Ｂとの交差稜線部がなす凸曲線の曲率半径Ｒとのうちいずれか少なくとも１つが上記実施形態の範囲でない実施例１〜１２と同形状、同寸法のドリルを１１種製造し、実施例と同じ条件で穴明け加工を行って、逃げ面摩耗とマージン摩耗を評価した。これらの結果を比較例１〜１１として表２に示す。【００４４】
なお、ドリル本体１の基材ＡはＣｏの含有比率が１１質量％、硬度が９１．５ＨＲＡのＷＣ−Ｃｏ基超硬合金であり、基材ＢはＣｏの含有比率が１１質量％、硬度が９２．５ＨＲＡのＷＣ−Ｃｏ基超硬合金である。また、このような基材Ａ、Ｂよりなるドリル本体１の切刃部２の表面には、ＡｌＣｒＳｉＮとＡｌＴｉＮとをそれぞれ１０ｎｍ以下の膜厚で交互積層した積層皮膜の上に高硬度なＴｉＳｉＮを設けた皮膜構造のコーティング皮膜を被覆してある。【００４５】
ここで、逃げ面摩耗の評価は、摩耗幅が１００μｍ未満のものを二重丸印、１００μｍ以上１１０μｍ以下のものを丸印、摩耗幅が１１０μｍを超えたものを三角印とし、図６に示すように切刃３等に欠損が生じたものはバツ印とした。また、マージン摩耗については、図７Ａに示すように正常摩耗であった場合を二重丸印とし、図７Ｂに示すように線状の浅い傷があった場合は丸印とし、図７Ｃに示すように線状の深い傷が１つあった場合は三角印とし、図７Ｄに示すように線状の深い傷が２つあった場合をバツ印とした。【００４６】
【表１】
2019131177.tif 000003
【００４７】
【表２】
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【００４８】
この表１の結果より、第２ホーニング面１１Ｂの傾き角αと第２壁面６Ｂの傾斜角θとのうち少なくとも一方が上記実施形態の範囲外であった比較例１〜１１では、特にマージン摩耗が顕著となる傾向にあり、マージン部８につけられた傷が被削材の加工穴に転写されて加工面品位を損なう結果となった。これに対して、上記実施形態に基づく実施例１〜１２では、逃げ面摩耗はすべて１００μｍ未満の正常摩耗であり、またマージン摩耗も実施例１、３、５〜１０でマージン部８に浅い傷がつく程度で、被削材の加工穴の加工面品位が損なわれるようなことはなかった。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明によれば、切刃全体としては鋭い切れ味を維持して切削抵抗の増大によるドリル本体の折損等を防ぎつつ、ドリル本体外周側の切刃である第２切刃の外周端部では切刃強度を確保して第２ホーニング面に微小なチッピングが発生するのを防ぐことができる。このため、このような微小なチッピングから先端逃げ面やマージン部に大きな逃げ面摩耗やマージン摩耗が発生するのを抑制することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１  ドリル本体
２  切刃部
３  切刃
３Ａ  第１切刃
３Ｂ  第２切刃
４  先端逃げ面
５  切屑排出溝
６  切屑排出溝５のドリル回転方向Ｔを向く壁面
６Ａ  第１壁面
６Ｂ  第２壁面
７  ランド部
８  マージン部（第１マージン部）
１１Ａ  第１ホーニング面
１１Ｂ  第２ホーニング面
Ｏ  ドリル本体１の軸線
Ｔ  ドリル回転方向
Ｌ１  軸線Ｏに直交する断面において第２壁面６Ｂがなす直線のドリル本体１外周側へ
の延長線
Ｌ２  第２壁面６Ｂの外周端と軸線Ｏとを結ぶ半径線
Ｌ３  マージン部８を軸線Ｏに垂直な方向でドリル本体１の径方向外周側から見たとき
に、第１ホーニング面１１Ａと第２ホーニング面１１Ｂとの交差稜線部がなす直線
α  第２ホーニング面の傾き角
θ  第２壁面の傾斜角
【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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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【国際調査報告】
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