(57)【要約】【課題】半径方向に大きな取り代で穴をあける場合でも、切粉の幅方向及び長さ方向で確実に分断して切粉を微細化できる穴あけ工具を提供する。【解決手段】シャンク２の先端に超砥粒コンパクトからなるチップ４を固着し、切刃５を構成する。切刃には切粉をその幅方向で分断する幅分断手段としてのニック溝７を形成すると共に、切粉をその長さ方向で分断する長さ分断手段を構成するために切刃の刃先部６に丸め処理を施した。切刃の部分で切粉は幅方向、長さ方向両方で分断され、きわめて小さく微細化される。【選択図】  図２
2006281411.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸状シャンクの先端に超砥粒コンパクトからなるチップを固着し、該チップに切刃を形成してなる穴あけ工具において、前記切刃先端の刃先で生成される切粉を該切粉の長さ方向において分断する長さ分断手段と幅方向において分断する幅分断手段とを前記切刃に設けたことを特徴とする、穴あけ工具。
【請求項２】
請求項１記載の穴あけ工具において、前記長さ分断手段は、前記刃先の切削性を鈍化させる鈍化処理により形成され、前記幅分断手段はニック溝で構成されていることを特徴とする、穴あけ工具。
【請求項３】
請求項１または２記載の穴あけ工具において、前記切刃の前記シャンクの径方向での刃先長さが３ｍｍ以上であることを特徴とする、穴あけ工具。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１に記載の穴あけ工具において、少なくとも２以上の切刃が前記シャンクの軸方向において隔てて、径方向において異なる位置に設けられ、前記刃先の少なくとも１に前記長さ分断手段と幅分断手段とが設けられていることを特徴とする、穴あけ工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はダイヤモンド或いはＣＢＮ等の超砥粒で構成した超砥粒コンパクトで切刃を構成したリーマ、ドリル等穴あけ工具に関し、詳しくは、穴あけの際に生じる切屑が従来に比して大幅に微細化ができ、切屑の排出性に優れ、且つ工具切刃への溶着が起こり難い穴あけ工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来寸法精度の要求される穴のあける場合、先ずドリルで下穴をあけ、次に僅かに残された取り代をリーマで取って精度を出すようにしていた。ところで特開平１１−１２９１０９号では、ハイスのリーマチップを使用し、ドリル用切刃と、軸方向でドリル用切刃の後側外周上にリーマ用切刃を設け、ドリル加工とリーマ加工とを一つの工具で同時に行う工具が記載されている。そしてその図３、４には示されるように、ドリル用切刃にニックを形成して切粉を幅方向で分断し、さらにドリル用切刃の軸方向後側になる部分に（チップ）ブレーカを形成して切粉をその長さ方向で分断するようにした例が記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１６５２５４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしこのようにドリル用切刃とリーマ用切刃を異なる部位に別々に設け、両方の切刃での加工を同時に行う場合当然に負荷が大きくなる。また、両切刃を軸方向に隔てて設けてあるので、作業のストロークが長くなる。さらに、ニックとブレーカは軸方向で隔てて形成されており、ニックにより幅方向が狭くなった切粉は細長くなって、ブレーカに当たっても折れ難くなり、長さ方向での分断が確実に行われない惧れが有る。
【０００５】
ところで、ダイヤモンド或いはＣＢＮ等の超砥粒コンパクトで切刃を形成した穴あけ工具の場合、一度の取り代が大きくても、例えば３ｍｍ以上としても寸法精度の高い加工ができる。また、構成切刃が生成し難く、アルミ合金などの加工にも適している。しかし超砥粒コンパクトによる切刃は一般的に刃先をシャープエッジにし、これにより流れ型の切粉即ち長い切粉が生成される。また、取り代を大きくすれば生成される切粉の幅も大きくなる。長い切粉は工具に絡まり、排出が困難となる等の問題があり、幅の広い切粉はやはり排出が困難で、被削材に噛み込んで傷をつけることもある。切刃にニックを設けて幅方向で分断することはできるが、特開平１１−１２９１０９に関連して説明したようにブレーカを形成しても長さ方向での分断が難しく、細長い切粉が連続的に生成される惧れがあり、切粉の排出の困難、被削材を傷付ける等の問題が残る。
【０００６】
本願発明は上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、本発明は、超砥粒コンパクトを用いた穴あけ工具において、半径方向に大きな取り代で穴をあける場合でも、切粉をその幅方向及び長さ方向で確実に分断して切粉を微細化できる穴あけ工具を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明では、軸状シャンクの先端に超砥粒コンパクトからなるチップを固着し、該チップに切刃を形成してなる穴あけ工具において、その切刃に、切刃先端の刃先で生成される切粉を該切粉の長さ方向において分断する長さ分断手段と幅方向において分断する幅分断手段とを設けた。これにより、切刃の部分で切粉が幅方向と長さ方向の両方向で分断され、従来に比して大幅に微細化される。
ある実施の形態では、長さ分断手段は、刃先の切削性を鈍化させる鈍化処理により形成されており、幅分断手段はニック溝で構成されている。
さらに他の実施の形態では、切刃のシャンクの径方向での刃先長さが３ｍｍ以上となっている。
さらに他の実施の形態では、少なくとも２以上の切刃がシャンクの軸方向において隔てて、径方向において異なる位置に設けられ、それら刃先の少なくとも１つに長さ分断手段と幅分断手段とが設けられている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、超砥粒コンパクトで構成される切刃に、切粉をその幅方向で分断する幅分断手段と長さ方向で分断する長さ分断手段の両方を設けたので、切刃の部分で切粉が確実に幅方向、長さ方向の両方で分断され、したがって切粉が従来に比してきわめて大幅に微細化される。したがって切粉の排出性にきわめて優れ、被削材を傷付けることが防止される。しかも切刃を超砥粒コンパクトで構成しているので、長さ分断手段を切刃に設けても切粉の切刃への溶着が起こらず、且つ十分な加工精度を得るに足る切削性を維持することができる。とくに長さ分断手段に付いては、チッププレーカが一度長く生成された切粉を折って分断する構成なのでその分断の確実性に難があるのに対して、本発明では長さ分断手段を切刃に設けるので確実に分断できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本願発明の具体的な実施の形態について図面を参照しながら説明するが、本願発明の範囲は以下に説明される実施の形態に限定されるものではない。
【００１０】
図１は本発明の第１の実施の形態に係る穴あけ工具、具体的にはドリル１を示す図で、（イ）は部分正面図、（ロ）はその底面図である。ドリル１の軸状のシャンク２は鋼材或いは超硬などで形成され、切粉排出溝３を備えている。その一端側即ち先端側にはダイヤモンドコンパクト或いはＣＢＮコンパクトなどの超砥粒コンパクトからなるチップ4がロー付けなどの手段で固着され、切刃５を構成している。なお、本実施の形態ではチップ４はシャンク２の円周方向で１８０度隔てて２つ設けられている。以上の構成は公知であり、チップ４の形状も特に図示のものに限定されるものではなく、シャンク２の中心側から径方向外方へ伸びる切刃５が形成されていれば良い。なお、超砥粒コンパクトからなるチップ４をシャンク２に固着すると説明したが、シャンク２をも含めてむくの超砥粒コンパクトから削り出したものでも良く、そのような場合をも含めてチップ４を備えていると本願では規定する。
【００１１】
図２は切刃５の詳細を示す図で（イ）は図１（イ）のＡ部の拡大図であり、（ロ）は（イ）における矢視Ｂ−Ｂ図である。図中符号８はすくい面、９は逃がし面である。そして図に示されるように切刃５には、その刃先６の部分にニック溝７が本実施の形態では３個形成されている。ニック溝７自体は公知であり、それについての詳細な説明は省略する。ニック溝７の深さ及び幅は、その穴あけ工具１の仕様に適するように適宜設定することができる。またニック溝７の刃先の長さ方向での間隔も適宜設定することができる。このニック溝７を設けることにより、この切刃５により生成される切粉は、そのニック溝７の位置で幅方向において分断されることとなる。なお、本実施の形態ではチップ４は前述のとおり２つ設けられており、他方のチップ４ａの切刃５ａに形成されるニック溝７ａは、図３に示されるように、その位置が一方のチップ４のニック溝７とは切刃５、５ａの長さ方向においてずれている。
【００１２】
この切刃５には、図２（ロ）に示されるように刃先部６を若干丸めるＲ加工すなわち丸め処理が施されている。即ち、超砥粒コンパクトにより切刃を構成した場合、通常は図３中に２点鎖線で示されるようにその刃先はシャープエッジに形成されるが、本実施の形態では図示の様に刃先６が丸められている。この丸め処理は本実施の形態ではホーニングを用いて行っている。これにより刃先６の部分に生成される切粉はその丸められた部分の作用によって生成すると直ぐに、即ちきわめて短いうちに折られてしまう。即ち長さ方向で分断されてしまい、長い切粉とはならない。なお、上記のように切刃５の鋭利性を鈍化する処理を本願では鈍化処理と定義する。切粉をその長さ方向で分断する手段としては前述の特開平１１−１２９１０９号公報などに開示されているブレーカもあるが、本実施の形態のように切刃を超砥粒コンパクトにより形成する場合非常に硬質なので、そのようなブレーカを形成するのは容易ではないが、ホーニングでの鈍化処理は容易に行える。このように切刃５の刃先６が丸められてその鋭利性が鈍化されているが、切刃５が超砥粒コンパクトで構成されているため、その切削性は優れ、寸法精度の点でも優れている。なお、図においてニック溝７、切刃５の丸め処理は誇張して示してある。
【００１３】
上記の通り本実施の形態では、切刃５に切粉をその幅方向で分断する幅分断手段としてのニック溝７と、長さ方向で分断する幅分断手段としての丸め処理を施しているので、切粉は幅方向及び長さ方向の両方向で分断され、きわめて微細化され、切粉の排出性に優れ、切粉が工具に巻き付いたり、切粉により被削材を傷付けることもない。また、前述のとおり超砥粒コンパクトによる切刃としての良好な切削性を維持するので、切粉の溶着の溶着も起こらないので、溶着物により被削材を傷付けることもなく、良好な寸法精度も得られる。これに反して例えば切刃を超硬などで構成し、切刃を丸めた場合には、その切削性はきわめて悪くなり、溶着が起こりやすくなり、加工精度が極端に悪くなってしまう。
【００１４】
図４は第２の実施の形態を示す図で、第１の実施の形態での図２（ロ）に対応する図である。この実施の形態では第１の実施の形態で鈍化処理として採用した丸め処理に代わってチャンファ加工を施している。すなわち、すくい面８に対して傾斜した刃先側すくい面１１がすくい面８の切刃５の刃先６側で形成され、刃先側すくい面１１が形成されない場合（図中２点鎖線で示す）より、刃先側すくい面１１と逃がし面９との間で画成される角度が大きくなっており、これにより刃先側すくい面１１が形成されない場合より切刃５の切削性が鈍化している。なお、ニック溝７は第１の実施の形態と同様切刃５の刃先部６に形成されている。
【００１５】
図５は第３の実施の形態を示す図で、幅分断手段の別の例を示すもので、第１の実施の形態の図２（イ）に対応する図である。この例では、ニック溝を設ける代わりに切刃５の刃先部６が階段状に形成されている。すなわち刃先部６は、シャンク２の径方向内側から外側に向かって、順次シャンク２の軸方向後側へ後退する第１、第２、第３、第４刃先部６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄで構成されている（図では段差を誇張して示してある）。これらの第１、第２、第３、第４刃先部６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄの傾き角度は本実施の形態では同じである。図３に相当する図は省略するが、これらの第１、第２、第３、第４刃先部６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄには第１の実施の形態と同様に長さ分断手段としての丸め処理が施されている。なお、シャンク２の周方向１８０度反対側に設けられる他方の切刃の刃先部も同様に階段状に形成するが、それぞれ段の変わる段差位置が図６の位置とは異なるようにする。
【００１６】
図６は第４の実施の形態を示し、（イ）はリーマ３１の部分正面図であり、（ロ）は（イ）の符号Ｃで示す部分の拡大図である。このリーマ３１ではシャンク３２の先端に超砥粒コンパクトからなるチップ３３が固着されている点は上記各実施の形態と同じであるが、チップ３３には切刃がシャンクの軸方向に隔てて２箇所に形成されている。すなわちシャンク３２の軸方向で見て先端側に形成された第１の切刃３４と、これよりシャンク３２の軸方向後側で径方向外側に形成された第２の切刃３５とを備えている。そしてこれらの切刃３４、３５のうち少なくともいずれか一方には、図示はしないが、前述した幅分断手段と長さ分断手段とが設けられている。符号３６は逃げである。
【実施例１】
【００１７】
具体的実施例として、φ１１の捩れ刃ドリル（捩れ角２０度）の先端に２枚刃のダイヤモンドコンパクトのチップをロー付けで固着し、切刃を構成した。切刃の掬い角は１０度とした。そしてその切刃にニック溝を形成し、ホーニングにより鈍化処理を施したものを用意した。またこれと比較するために、比較例１として実施例と同様のドリルでニック溝、鈍化処理をしてないもの、比較例２としてニック溝のみを設けたものを用意した。
【００１８】
これらのドリルでＪＩＳ  Ｈ５２０２に規定するアルミニウム合金鋳物、ＡＣ２Ｂの穴あけを行った。ドリル回転数は２８００／ｍｉｎ、ドリルの送り速度は０．３ｍｍ／回転である。実施例で生成された切粉、比較例１での切粉、比較例２での切粉の写真をそれぞれ図７、８、９に示す。図から明らかなように、本実施例で生成される切粉は比較例１、２に比較してきわめて小さく微細化されていることが判る。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る穴あけ工具としてのドリルを示す図である。
【図２】切刃の詳細を示し、（イ）は図１（イ）におけるＡ部拡大図、（ロ）は（イ）での矢視図である。
【図３】他方の切刃のニック溝の位置を示す図である。
【図４】第２の実施の形態に採用した鈍化処理としてのチャンファ処理を示す図である。
【図５】第３の実施の形態で採用した幅分断手段を示す図である。
【図６】第４の実施の形態に係るリーマを示し、部分正面図とそのＨ部拡大図である。
【図７】実施例１で生成された切粉の写真である。
【図８】比較例１で生成された切粉の写真である。
【図９】比較例２で生成された切粉の写真である。
【符号の説明】
【００２０】
１：ドリル（穴あけ工具）    ２：シャンク    ３：切粉逃がし溝    ４：チップ    ５：切刃    ６：刃先部    ７：ニック溝
【図１】
2006281411.tif 000003
【図２】
2006281411.tif 000004
【図３】
2006281411.tif 000005
【図４】
2006281411.tif 000006
【図５】
2006281411.tif 000007
【図６】
2006281411.tif 000008
【図７】
2006281411.tif 000009
【図８】
2006281411.tif 000010
【図９】
2006281411.tif 000011