(57)【要約】【目的】ドリルの主切れ刃先端逃げ面の形状とシンニング形状の組み合わせにより、切りくずの排出性、切削抵抗、工具の耐破損性を改善し、深穴加工における切削性能の向上を図る。【構成】いわゆるスパイラルポイント刃研したドリルのチゼルエッジの一部を削除するようにシンニングを施し、前記シンニングによって形成される中心近傍の切れ刃を全ての範囲にわたって軸線方向先端視において変曲点のないなめらかな円弧状とし、さらに、前記中心近傍の切れ刃と前記主切れ刃と交差する部分を変曲点なくなめらかにつなぐとともに、前記チゼルエッジの長さがドリル直径の３％以上残るようにすれば、ドリルの切りくず排出性と喰い付き性が高められ、切削抵抗が低減し、特に深穴加工における切削性能の向上が図られる。【選択図】図１
2004034202.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸線周りに回転させられるドリル本体の外周部に前記中心軸線に沿って延在するフルート溝を形成するとともに、このフルート溝の回転方向を向く壁面と先端面との交わる稜線が主切れ刃をなすドリルにおいて、先端逃げ面をなす前記先端面が略ねじれ面、または曲面で形成されるとともに、Ｘシンニングによってチゼルエッジの一部が除去され、該ドリルの中心近傍に第２切れ刃が形成されたことを特徴とするドリル。
【請求項２】
中心軸線周りに回転させられるドリル本体の外周部に前記中心軸線に沿って延在するフルート溝を形成するとともに、このフルート溝の回転方向を向く壁面と先端面との交わる稜線が主切れ刃をなすドリルにおいて、先端逃げ面をなす前記先端面が前記主切れ刃から離間するにしたがって逃げ角を漸次増大するような略ねじれ面、または曲面で形成されるとともに、Ｘシンニングによってチゼルエッジの一部が除去され、該ドリルの中心近傍に第２切れ刃が形成されたことを特徴とするドリル。
【請求項３】
前記Ｘシンニングによって形成される前記第２切れ刃が全ての範囲にわたってドリル軸線方向先端視において円弧形状をなし、且つ前記第２切れ刃よりも外周側に形成される前記主切れ刃との交差部がなめらかにつなげられていることを特徴とする請求項１と請求項２に記載のドリル。
【請求項４】
前記第２切れ刃によって前記チゼルエッジの一部が除去され、除去された後の前記チゼルエッジの長さが前記ドリル直径の３％以上とされることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載のドリル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、深穴を高能率、高精度に加工するのに適したドリル形状に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ドリルの先端逃げ面の研削に関して、従来からいくつかの刃研形状のドリルが知られており、その主なものを以下に列挙する。
（ａ）１つめは２段平面研削とシンニングを組み合わせた刃研形状であり、スリーレーキ刃研形状と呼ばれるものであり、超硬合金製ドリル等の刃研形状としてよく知られている。図３にスリーレーキ刃研形状のドリルの先端視形状を示す。また、図４の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）にスリーレーキ刃研方法の模式図を示す。
【０００３】
ドリルの主切れ刃稜線につらなる先端逃げ面、いわゆる２番を研削するとき、前記ドリルの中心軸線は、図４（ｃ）に示すよう砥石外周面に対して先端角θの１／２の角度傾けられる。そして、前記ドリルの回転方向の位置は、図４（ａ）に示すように、主切れ刃の外周部Ａ点と内周部Ｂ点を結んだ直線が前記砥石外周面と係合するように水平に位置決めされ、さらに、図４（ｂ）に示すように、前記２番の逃げ角（２番角）は、前記ドリルの中心軸線が前記砥石の中心軸線に対しＨ寸法の芯上がりにセットされ、前記芯上がり位置における前記砥石の接線角度によって付与される。
前記２番から連なり、前記ドリル回転方向に対し後ろ側に形成される先端逃げ面、いわゆる３番の研削方法は、前記２番の研削方法とほぼ同様であるが、回転方向の位置が図４（ａ）に示すように外周部Ａ´点と内周部Ｂ´を結んだ直線が前記砥石外周面と係合するように水平に位置決めされる。また、図４（ｂ）に示された前記ドリル軸線と砥石軸線の高さの差Ｈは、前記２番を研削するときより大きく設定されることによって、大きな逃げ角が付与される。その後、シンニング加工によって中心部付近に切れ刃が形成される。
【０００４】
この刃研方法は、被削材の材質や切削条件に応じて前記先端逃げ角や前記先端角などの基本形状を容易に変更できる利点がある。例えば、アルミニウム合金を加工する場合には、刃先へ凝着することを防止するため先端逃げ角を大きくし、硬度の高い被削材を加工する場合には、切れ刃強度を高めるため逃げ角を小さくするということが容易にできる。
【０００５】
（ｂ）２つめは円錐刃研形状である。図５にこの刃研形状のドリルの先端視形状を示す。また、図６にこの刃研方法の模式図を示す。この刃研方法は、主切れ刃先端逃げ面が円錐面の一部分となるように研削する方法であり、図６に示すように前記ドリルの中心軸線が砥石外周面に対して先端角θの１／２の角度に傾けられ、ＸＸ線回りに前記ドリルを回転させることによって前記主切れ刃先端逃げ面が研削される方法である。前記主切れ刃先端逃げ面は、頂角２βの円錐面で形成され、先端逃げ角は、前記円錐の軸線ＸＸと前記ドリルの中心軸線軸線とをＫだけずらすことにより与えられる。
この刃研形状のドリルでは、前記主切れ刃先端逃げ面の逃げ角は、主切れ刃中心部付近が外周部付近より大きくできるという特徴を有している。ドリルの切削機構上、前記主切れ刃中心部付近の先端逃げ角は前記外周部付近の先端逃げ角よりも大きくする必要があり、その点で、この刃研形状のドリルは合理的な先端逃げ角を得ることができる。したがって、ドリルの刃研方法として最も多く用いられてきた刃研方法である。
【０００６】
（ｃ）３つめは円筒刃研形状である。図７にこの刃研形状のドリルの先端視形状を示す。また、図８にこの刃研方法の模式図を示す。この刃研方法は主切れ刃先端逃げ面が円筒面の一部分となるように研削する方法であり、図８に示すように、前記ドリルの中心軸線が砥石外周面に対して先端角θの１／２の角度に傾けられ、ＸＸ線回りに前記ドリルを回転させることによって前記主切れ刃先端逃げ面が研削される刃研方法である。前記主切れ刃先端逃げ面の逃げ角は、前記円筒の軸線ＸＸと前記ドリルの中心軸線とをＫだけずらすことにより与えられる。その後、シンニング加工によって中心部付近に切れ刃が形成される。この刃研方法は段取り回数と研削除去量が少ないという点で優れている。
【０００７】
（ｃ）４つめはスパイラルポイント刃研形状である。図９にこの刃研形状のドリルの先端視形状を示す。また、図１０にこの刃研方法の一例を模式図で示す。
図１０に示すように、主切れ刃及びチゼルエッジの先端側逃げ面の研削方法は、砥石を中心軸線から離間し平行な軸線回りに自転させ、さらにドリル中心軸線回りに公転させることによって前記ドリル中心軸線回りに遊星運動させ、さらに前記砥石による研削加工位置が前記主切れ刃から前記ドリルの反回転方向に向かって離間するにしたがい前記ドリル中心軸線方向に平行且つ後端方向へ送ることによって前記先端逃げ面が略ねじれ面で形成される刃研方法である。この刃研方法によるドリルは、切れ刃の外周部付近の先端逃げ角を小さくしたまま中心部付近の先端逃げ角を大きくすることができる。また、該刃研形状のドリルは、他の刃研形状のドリルにくらべると、チゼルエッジのすくい角が大きくなり、軸線方向先端視においてチゼルエッジの形状が丸くＳ字型になり、チゼルエッジの方向からみたドリル中心部の先端角が鋭利になるため、シンニング加工を行わなくても、上述した他の刃研形状のドリルにくらべ加工時の喰い付き性、求心性といった切削性に優れている。
【０００８】
その他に考案された刃研形状のドリルとして、実開平６−２４８１０に開示されたドリルがある。これは（ｄ）項で記述したスパイラルポイント刃研形状のドリルに類似したものである。該ドリルの軸線方向先端視を図１１に示す。図１２は図１１において矢印Ｙの方向からみた側面図である。主切れ刃が砥石表面によってほぼ研削されるドリルの回転位置を研削開始の回転位置ψ＝０゜、前記研削開始の回転位置から９０゜回転した位置を研削完了の回転位置ψ＝９０゜とすれば、図１３と図１４は、それぞれ前記研削開始の位置と研削完了の位置におけるドリルと砥石と係合状態を示す図である。また、図１５乃至図１９は、図番の順番に、前記ドリルの回転位置ψが−３０゜、０゜、３０゜、６０゜、９０゜における砥石の外周輪郭、主切れ刃先端逃げ面の母線及びドリルと砥石との接触面を示す図である。
【０００９】
実開平６−２４８１０に開示された考案の記載によれば、該ドリルは、ドリル直径の２５乃至４０％の心厚を有しドリルポイントグラインディングによって研削された主逃げ面を備えた特に超硬のツイストドリルにおいて、
（イ）研削開始時に、砥石の表面に対するツイストドリルの回転位置を０゜と
し、この回転位置でほぼ主切れ刃を研削し、その際主逃げ面を形成すべき砥石表面の外周輪郭をドリル軸線を超えて突出させ、この超えた距離を超過量と呼べばこの超過量がドリル直径の３乃至１５％であり、
（ロ）引き続く研削時に砥石を半径方向で前記超過位置から半径方向の送りに
よって、主逃げ面の研削完了時に砥石の外周輪郭がドリル軸線を超えない手前の位置にあるように引き戻し、ドリル軸線を超えない手前の位置とドリル軸線との間隔を不足量と呼べば、この不足量がドリル直径の７乃至１４％であり、
（ハ）主切れ刃の研削から出発して全研削範囲にわたり、主切れ刃からの距離
の増大に伴なって先端逃げ角を増大するように、母線の軸方向送りをドリル軸方向で累進的に増大させて成るツイストドリルである。
この発明のドリルによれば、チゼルエッジがほぼ連続的に両方の主切れ刃に移行するように研削が行われており、切りくずに衝突するエッジが形成されない。という効果が得られる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来刃研形状のドリルには、以下に列挙するような問題点がある。
（ａ）まず、スリーレーキ刃研のドリルに関して、シンニング前の、すなわち２段平面刃研を施されただけのドリル形状は、チゼルエッジの軸線方向先端視における形状が直線となり、すくい角も大きな負角であるため、切削抵抗が高く、喰い付き性に劣るという問題がある。そのようなことからスリーレーキ刃研では、シンニングを追加することによりチゼルエッジのすくい角を大きくする必要があった。そのためスリーレーキ刃研では段取り回数と研削除去量が多くなってしまい、多くの手間と時間がかかり、砥石の寿命も短いという問題がある。
【００１１】
（ｂ）次に、円錐刃研のドリルは、チゼルエッジが大きな負のすくい角となり、軸線方向先端視において直線に近い切れ刃形状となるため、切削抵抗が高く、切りくずの排出性が良くないという問題がある。
【００１２】
（ｃ）円筒刃研のドリルは、前述した２段平面研削と同様な問題を有している。さらに、刃研方法の性質上、ドリルの外周から中心部へ向かうにしたがって逃げ角が小さくなる。そのため、一般的に高い送り量で加工されるアルミニウム合金等の被削材においては、最も逃げ角の小さくなるドリル中心部付近の切れ刃に被削材の凝着が発生してしまう。これを避けるため、中心部付近の切れ刃先端逃げ角を大きくしようとすると、外周部の逃げ角が必要以上に大きくなってしまうことから、主切れ刃の強度低下をきたしてしまい、ドリルの切れ刃欠損や破損が生じ易くなってしまう。
【００１３】
（ｄ）スパイラルポイント刃研したドリル及び実開平６−２４８１０に開示された考案のドリルは、他の刃研形状のドリルにくらべるとチゼルエッジのすくい角が大きいため、シンニングがなくても切削性に優れたドリルであるが、延性が高い被削材や凝着しやすい被削材を加工する場合、チゼルエッジの切りくずポケット容量が不十分なため、切りくずがうまく排出されないという問題がある。
上述した従来ドリルは、特に深穴加工において、切削抵抗、切りくず処理性、耐凝着性といった性能が不十分なため、加工条件的な制約を受けたり、加工した穴の精度が悪かったり、場合によっては加工不可能な状況となってしまうことがある。
【００１４】
本発明は、以上のような課題に鑑みなされたもので、ドリルの喰い付き性、耐破損性、および切りくず排出性を改善し、深穴を高能率、高精度に行うのに適したドリルを提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１発明のドリルは、中心軸線周りに回転させられるドリル本体の外周部に前記中心軸線に沿って延在するフルート溝２を形成するとともに、このフルート溝２の回転方向を向く壁面と先端面との交わる稜線が主切れ刃３をなすツイストドリルにおいて、先端逃げ面をなす前記先端面４が略ねじれ面、または曲面で形成された一種のスパイラルポイント刃研されたドリルであり、Ｘシンニング６によってチゼルエッジ７の一部が除去されるとともに該ドリルの中心近傍に第２切れ刃５が形成されたことを特徴とする。また、前記Ｘシンニングによって形成される前記第２切れ刃が全ての範囲にわたってドリル軸線方向先端視において円弧形状をなし、且つ前記第２切れ刃よりも外周側に形成される前記主切れ刃との交差部がなめらかにつなげられていることを特徴とする。さらに、前記第２切れ刃によって除去された後の前記チゼルエッジの長さが前記ドリル直径の３％以上とされることを特徴とするドリルである。
【００１６】
第２の発明のドリルは、中心軸線周りに回転させられるドリル本体の外周部に前記中心軸線に沿って延在するフルート溝を形成するとともに、このフルート溝の回転方向を向く壁面と先端面との交わる稜線が主切れ刃をなすツイストドリルにおいて、先端逃げ面をなす前記先端面が前記主切れ刃から離間するにしたがって逃げ角を漸次増大するような略ねじれ面、または曲面で形成された一種のスパイラルポイント刃研されたドリルであり、Ｘシンニングによってチゼルエッジの一部が除去され、該ドリルの中心近傍に第２切れ刃が形成されたことを特徴とする。また、前記Ｘシンニングによって形成される前記第２切れ刃が全ての範囲にわたってドリル軸線方向先端視において円弧形状をなし、且つ前記第２切れ刃よりも外周側に形成される前記主切れ刃との交差部がなめらかにつなげられていることを特徴とする。さらに、前記第２切れ刃によって除去された後の前記チゼルエッジの長さが前記ドリル直径の３％以上とされることを特徴とするドリルである。
【００１７】
前述したように、スパイラルポイント刃研形状のドリルは、チゼルエッジの切りくずポケット容積が狭いため、切りくずがつまり易く、切りくず排出性に問題があった。そこで、Ｘシンニングを施すことにより、前記シンニングで形成される切れ刃の切りくずポケットは容積が増すことによって、切りくずづまりの解消、切りくず排出性の改善が図られる。さらに、ドリルの切削抵抗への影響が大きい中心部付近の切れ刃のすくい角が高められることによって、大幅な切削抵抗の低減が図られる。
【００１８】
また、前記Ｘシンニングによって形成される第２切れ刃は、軸線方向先端視において全ての範囲が変曲点のない円弧状をなし、前記第２切れ刃とそれよりも径方向外側に設けられた主切れ刃と交差する部分に変曲点がなく、なめらかにつながれる。これによって、切りくずは急激な変形を生じることなく、体積の小さい排出性の良好な切りくずとなる。また、切りくずの急激な変形に起因する切削抵抗の変動も解消され、切れ刃損傷の改善にもつながる。
【００１９】
スパイラルポイント刃研したドリルでは、チゼルエッジ方向からみたドリル中心部の先端形状が鋭利になるため、Ｘシンニングによってチゼルエッジを完全に除去してしまうと、ドリル中心部の強度低下をきたしてしまうため、この部分がドリル破損の起点となり易くなる。そこで、本発明のドリルは、Ｘシンニング加工後にチゼルエッジを残し、かつ、前記チゼルエッジの長さが前記ドリル直径の３％以上とすることによって、前記ドリル中心部の切れ刃強度が十分確保され破損を阻止することができる。その上、切削抵抗の低減効果、切りくず排出効果をほとんど損なうことがない。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は第１の実施形態として、曲線状主切れ刃のツイストドリルの先端部を示したものであり、図２は図１における矢印Ｘの方向からみた側面形状を示した図である。
ドリル本体１には軸線に沿ってねじれを伴なう２条のフルート溝２が形成されている。前記フルート溝２の回転方向に向かう壁と先端面４との交わる稜線が主切れ刃３をなし、先端角θを形成している。前記主切れ刃３は、軸線方向先端視においてドリルの回転方向に向かって凹曲線状をなしている。前記先端面４が前記主切れ刃の先端逃げ面４をなし、前記先端逃げ面４は、ねじれ面または曲面で形成されており、その研削方法はスパイラル刃研方法や実開平６−２４８１０に開示された考案の刃研方法などが挙げられる。前記先端逃げ面の逃げ角は、一定角度に設定されたり、場合によっては被削材の凝着を防止するため、または切削抵抗を下げるために、前記主切れ刃から離間するにしたがって大きくしたりというように状況に応じて適宜設定される。
【００２１】
前記ドリル本体１の中心部に形成されたチゼルエッジの一部を除去するように、Ｘシンニングが設けられ、前記Ｘシンニングによって形成される第２切れ刃は、軸線方向先端視において、全ての範囲で変曲点のない円弧状をなし、前記第２切れ刃と前記主切れ刃との交差する部分も変曲点がなくなめらかに繋がっている。前記第２切れ刃は、もともとのチゼルエッジにくらべ、すくい角が大きくなり、切りくずを排出するための切りくずポケット容積が大きくなるため、ドリルの切削抵抗、喰い付き性、切りくず排出性を改善する効果がある。実際の加工に関しては、穴曲がりや穴精度が向上し、特に深穴加工における切削性が改善される。また、前記チゼルエッジは、前記Ｘシンニングによって完全に除去されてしまうと、切削抵抗の低減効果と切りくず処理性の改善効果は得られるものの、ドリル中心部の強度低下により、切れ刃欠損やドリル破損が生じてしまう。後述の実験結果で述べるように、軸方向先端視において、前記チゼルエッジの長さが前記ドリル直径の３％以上残っていれば、強度低下によるドリル破損が生じなくなり、切削抵抗の低減効果、切りくず処理性の改善効果を損なうこともない。
【００２２】
図２０は第２の実施形態として、直線切れ刃のツイストドリルの軸方向先端視における形状を示したものである。第１の実施形態のドリルに関して主切れ刃を直線としたものである。それ以外の先端逃げ面の研削方法、Ｘシンニングの方法、第２切れ刃の形状については第１の実施形態と同様である。
【００２３】
第１の実施形態、第２の実施形態ともに、発明の構成となるのは、ドリルの先端部の形状であるから、同一構成のドリルであれば、一体型のドリルであっても、あるいは、切れ刃を有する先端部を把持部等で構成された後端部に着脱可能とした分割構造のドリル、いわゆるスローアウェイ式ドリルであっても、同一の作用を有するものである。
【００２４】
以下では、第１の実施形態のドリルを用いて、従来刃研形状のドリルと比較実験を行った結果について詳述する。
切削試験では次の４項目を評価した。
▲１▼ドリルの喰い付き性の評価
▲２▼加工した穴の拡大しろの評価
▲３▼ドリルの耐折損性の評価
▲４▼切りくず形状（切りくず処理性）の評価
【００２５】
それでは、各項目の切削実験について、実験条件と実験結果について述べる。
▲１▼ドリルの喰い付き性の評価（加工可能な穴深さの調査）
この切削実験に用いたドリルの先端部刃研形状は、本発明の第１発明のドリル、そして、従来の刃研形状のドリルであるスパイラルポイント刃研したもの、２段平面刃研にＸシンニングしたもの、および、円筒刃研にＸシンニングしたもの、以上４種類である。
被削材は機械構造用炭素鋼Ｓ５０Ｃを用い、実験条件は、切削速度を６０ｍ／分，回転当り送りを０．３ｍｍ／回転とした。切削油は、水溶性切削油剤を３ＭＰａの油圧で供給した。評価項目は、ドリル直径をＤ、加工する穴深さをＬとして、両者の比Ｌ／Ｄを大きくしていったときの加工限界である。なお、深穴加工時にドリルの喰い付き性を改善するためにセンタ穴をあらかじめ加工したときの加工限界も同時に調査した。
【００２６】
結果は表１に示すように、従来ドリルは、センタ穴があってもＬ／Ｄ＝７までしか加工できなかったが、本発明のドリルは、センタドリルの下穴加工がなくてもＬ／Ｄ＝７まで加工でき、センタ穴があればＬ／Ｄ＝１０の加工が可能であった。本発明のドリルは、Ｘシンニングによって形成された第２切れ刃が切削抵抗と切りくず排出性の改善をもたらし、結果として、加工時のドリル振れまわりが抑えられ、従来ドリルよりも加工可能な穴深さが大幅に向上する。
表１
2004034202.tif 000003
判定基準：センタ穴の有無による加工の可否
○…センタ穴がなくても加工可能（喰い付き性が良い）
△…センタ穴があれば加工可能
×…センタ穴があっても加工できない（喰い付き性が悪い）
【００２７】
▲４▼切りくず処理性の評価
次に、本発明のドリルにおける切りくず処理性を評価した。実験に用いたドリルは、図２１（ａ）に示した本発明の第１発明のドリルと、Ｘシンニングによって形成される第２切れ刃が図２１（ｂ）に示すように円弧と直線との組み合わせからなり変曲点を有する形状のドリルである。ドリルの直径はφ１６ｍｍ、被削材は機械構造用炭素鋼Ｓ５５Ｃを用い、実験条件は、切削速度を８０ｍ／分，送りを０．３ｍｍ／回転、加工する穴の深さＬは４８ｍｍであり、ドリルの直径Ｄとの比、Ｌ／Ｄは３とした。切削油は、水溶性切削油剤を１ＭＰａの油圧で外部より供給した。評価項目は切りくず形状である。
【００２８】
▲１▼切りくず形状の模式図を図２２に示す。本発明の第１発明のドリルから生じる切りくずは、他方の第２切れ刃に変曲点を有するドリルの切りくずにくらべると、変曲点における急激な変形が生じないことから折れ曲がりがなく、短くカールした容積の小さい切りくずとなる。そのため、切りくずの排出性が良好であり、排出される切りくずによって穴を傷つけることも減少する。また切りくずがスムーズに生成されるため切削力の変動が小さくなる。本発明の請求項３の記載は、上記の実験結果をもとにしたものである。
▲２▼ドリルの喰い付き性の評価（加工した穴の拡大しろ評価）
この切削試験に用いたドリルの先端部刃研形状は、本発明の第１発明のドリル、そして、従来の刃研形状のドリルである円筒刃研にＸシンニングしたもの、２段平面刃研にＸシンニングしたものの３種類である。ドリルの直径は全てφ１６ｍｍである。
被削材は機械構造用炭素鋼Ｓ５５Ｃを用い、試験条件は、切削速度を８０ｍ／分，回転当り送りを０．３ｍｍ／回転，加工する穴の深さＬは４８ｍｍであり、ドリルの直径Ｄとの比、Ｌ／Ｄは３とした。切削油は、水溶性切削油剤を１ＭＰａの油圧で外部より供給した。評価方法は、ドリルの喰い付き時の振れまわりを比較するため、ドリルの直径と加工した穴の直径の差、いわゆる、拡大しろを比較した。
【００２９】
結果を図２３に示す。本発明のドリルは、拡大しろがおよそ０．００５ｍｍから０．０２５ｍｍと従来の刃研形状のドリルよりも明らかに小さくなった。このことは、喰い付き性が良好で、ドリルの振れまわりが小さいことを示しており、特に深穴加工において穴の真円度、真直度といった加工精度が高められる。
【００３０】
▲３▼ドリルの耐破損性の調査
本発明のドリルにおいて、シンニングによって除去された後のチゼルエッジの長さが耐破損性におよぼす影響を調査した。実験に用いたドリルは、本発明の第１発明のドリルであり、Ｘシンニング後のチゼルエッジの長さがドリル直径の３％（０．６６ｍｍ）のドリルと、同１％（０．２２ｍｍ）のドリルである。ともにドリル直径はφ２２ｍｍとした。被削材は機械構造用炭素鋼Ｓ５５Ｃを用い、試験条件は、切削速度を６０ｍ／分、加工する穴の深さＬは６６ｍｍであり、ドリルの直径Ｄとの比、Ｌ／Ｄは３とした。切削油は、水溶性切削油剤を１ＭＰａの油圧で外部より供給した。調査方法は、送りを０．１０ｍｍ／回転から加工を開始し、０．０５ｍｍ／回転きざみに送りを上げていったときにドリルの折損が生じたときの送り値を比較した。なお、送りの上限は０．４０ｍｍ／回転とした。
【００３１】
結果を図２４に示す。チゼルエッジの長さがドリル直径の１％のドリルは、送り０．２０ｍｍ／回転及び０．２５ｍｍ／回転において破損が生じた。これに対し、チゼルエッジの長さがドリル直径の３％の第１発明のドリルは、送り０．４０ｍｍ／回転まで上げても破損を生じることがなく、正常な工具損傷を示しており、高能率な穴加工を可能とする。
【００３２】
【発明の効果】
ドリルの先端逃げ面が略ねじれ面、または曲面で形成される一種のスパイラルポイント刃研形状のドリルであって、Ｘシンニングによってチゼルエッジの一部が除去され、該ドリルの中心近傍に第２切れ刃が形成されたことを特徴とする本発明のドリルは、以下に列挙した効果を有する。
▲１▼主切れ刃の先端逃げ面形状は、他の刃研形状のドリルにくらべ、主切れ刃中央部の先端逃げ角が大きくドリルの切削機構上合理的な逃げ角設定が可能であり、主切れ刃の強度を損なうことなく、優れた耐凝着性をもたらす。
▲２▼Ｘシンニングによって形成される第２切れ刃は、すくい角が大きく、切りくずポケットが大きいことから切削抵抗の低減、喰い付き性向上とともに切りくず排出性の改善をもたらす。
▲３▼前記第２切れ刃は、全ての範囲で変曲点がないように円弧状とされ、且つ前記第２切れ刃とそれより外周側に設けられた主切れ刃との交差する部分は、なめらかにつながれることによって、切りくずの急激な変形及び折れが発生せず、切りくずの体積が小さくなるとともに切削力の変動が抑えられる。
▲４▼前記Ｘシンニングによって除去された後のチゼルエッジが軸線方向先端視において、ドリル直径の３％以上の長さを有することにより、ドリル中心部の強度が保たれ、ドリルの破損が発生しなくなる。しかも、切削低減効果、切りくず排出性を損なうことがない。
以上に列記した効果により、従来ドリルよりも穴深さの加工限界が高くなり、加工した穴の精度が向上し、さらに高い加工条件による高能率加工が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のドリルの軸線方向先端視における形状を示す。
【図２】本発明のドリルの図１における矢印Ｘの方向からみた側面図を示す。
【図３】従来ドリルであるスリーレーキ刃研形状のドリルの軸線方向先端視における形状を示す。
【図４】スリーレーキ刃研方法の模式図を示す。
【図５】従来ドリルである円錐刃研形状ドリルの軸線方向先端視の形状を示す。
【図６】円錐刃研方法の模式図を示す。
【図７】従来ドリルである円筒刃研形状ドリルの軸線方向先端視の形状を示す。
【図８】円筒刃研方法の模式図を示す。
【図９】従来ドリルであるスパイラルポイント刃研形状ドリルの軸線方向先端視の形状を示す。
【図１０】スパイラルポイント刃研方法の模式図を示す。
【図１１】スパイラルポイント刃研に類似した形状のドリルの軸線方向先端視における形状を示す。
【図１２】図１１における矢印Ｙの方向からみた側面図を示す。
【図１３】図１１，図１２に示したドリルの主切れ刃先端逃げ面を研削するときのドリルの回転方向位置ψ＝０゜における主切れ刃先端逃げ面と砥石との係合状態を示す。
【図１４】図１１，図１２に示したドリルの主切れ刃先端逃げ面を研削するときのドリルの回転方向位置ψ＝９０゜における主切れ刃先端逃げ面と砥石との係合状態を示す。
【図１５】図１１，図１２に示したドリルの主切れ刃先端逃げ面を研削するときのドリルの回転方向位置ψ＝−３０゜における砥石の外周輪郭、主切れ刃先端逃げ面の母線及びドリルと砥石との接触面を示すドリルの軸線方向先端視の形状を示す。
【図１６】図１１，図１２に示したドリルの主切れ刃先端逃げ面を研削するときのドリルの回転方向位置ψ＝０゜における砥石の外周輪郭、主切れ刃先端逃げ面の母線及びドリルと砥石との接触面を示すドリルの軸線方向先端視の形状を示す。
【図１７】図１１，図１２に示したドリルの主切れ刃先端逃げ面を研削するときのドリルの回転方向位置ψ＝３０゜における砥石の外周輪郭、主切れ刃先端逃げ面の母線及びドリルと砥石との接触面を示すドリルの軸線方向先端視の形状を示す。
【図１８】図１１，図１２に示したドリルの主切れ刃先端逃げ面を研削するときのドリルの回転方向位置ψ＝６０゜における砥石の外周輪郭、主切れ刃先端逃げ面の母線及びドリルと砥石との接触面を示すドリルの軸線方向先端視の形状を示す。
【図１９】図１１，図１２に示したドリルの主切れ刃先端逃げ面を研削するときのドリルの回転方向位置ψ＝９０゜における砥石の外周輪郭、主切れ刃先端逃げ面の母線及びドリルと砥石との接触面を示すドリルの軸線方向先端視の形状を示す。
【図２０】本発明のドリルの第２実施例における軸線方向先端視の形状を示す。
【図２１】本発明のドリルにおいて切りくず形状に及ぼすシンニング切れ刃形状の影響を調査するために実験で使用したドリルの軸方向先端視の形状。
【図２２】本発明のドリルにおけるシンニング切れ刃形状と切りくず形状の関係。
【図２３】本発明のドリルと従来ドリルとの間で加工した穴の拡大しろを比較した結果を示す。
【図２４】本発明のドリルにおけるチゼルエッジの長さとドリル耐破損性の関係。
【符号の説明】
１　ドリル本体
２　フルート溝
３　主切れ刃
４　主切れ刃先端逃げ面
５　Ｘシンニングによって形成される第２切れ刃
６　Ｘシンニング
７　チゼルエッジ
８　マージン
【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７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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