(57)【要約】【目的】ステンレス材のような延性に富んだ材料でも、切削の際、切屑を円滑にドリル溝面を滑らす事でカールした遷移切断型のチップ状切屑を生成させ、ドリルへの絡み付きを防止し、高速でステンレス材を加工できるステンレス材加工用超硬ドリルを提供する。【構成】ステンレス材を加工する被覆超硬ツイストドリルにおいて、該ドリル溝面の、少なくともドリル先端のチゼル部を中心として先端切刃の外周コーナ部の長さを径とする扇状部のすくい面、溝面及び／又はヒール面まで、研磨痕を軸方向に付与し、且つ、該扇状部の面粗さを１．５Ｓ以下０．３以上としたことを特徴とするステンレス材加工用超硬ドリルである。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステンレス材を加工する被覆超硬ツイストドリルにおいて、該ドリル溝面の、少なくともドリル先端のチゼル部を中心として先端切刃の外周コーナ部の長さを径とする扇状部のすくい面、溝面及び／又はヒール面まで、研磨痕を軸方向に付与し、且つ、該扇状部の面粗さを１．５Ｓ以下０．３以上としたことを特徴とするステンレス材加工用超硬ドリル。
【請求項２】
請求項１記載のステンレス材加工用ドリルにおいて、該ドリルに切削油剤或いは切削ミストなどの流体を供給するスパイラルホールを設けたことを特徴とステンレス材加工用超硬ドリル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本願発明は、ステンレス材加工用の超硬ドリルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ステンレス材は延性に富んだ材料であり切削の際、ドリル溝面に切屑が長く接触し、その磨耗により切削熱が上昇し切屑の熱による加工硬化を誘発する。加工硬化した切屑はドリル溝でカールする事ができず、リボン状の切屑としてドリル溝に添って押し上げられるが、切屑自体に柔軟性がない為ドリル溝に絡み付いたまま離脱する事ができず、穴明けを継続すると切屑の排出が阻害され、その結果ドリルの欠損や折損を起こした。特に、刃先にホーニングを有し切屑の生成に抵抗の大きい超硬ドリルではこの傾向が顕著で、ステンレス材の加工には超硬ドリルよりもハイスドリルが用いられてきた。例えば、特開平１１−２６７９１２号公報には、中心切刃と主切刃の形状を規定し、ステンレスを含む延性材の加工用の超硬ソリッドドリルを含むツイストドリルが記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本願発明は、ドリル溝面の面粗度を向上させる事でステンレス材のような延性に富んだ材料でも、切削の際、切屑を円滑にドリル溝面を滑らす事でカールした遷移切断型のチップ状切屑を生成させ、ドリルへの絡み付きを防止し、高速でステンレス材を加工できるステンレス材加工用超硬ドリルである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本願発明は、ステンレス材を加工する被覆超硬ツイストドリルにおいて、該ドリル溝面の、少なくともドリル先端のチゼル部を中心として先端切刃の外周コーナ部の長さを径とする扇状部のすくい面、溝面及び／又はヒール面まで、研磨痕を軸方向に付与し、且つ、該扇状部の面粗さを１．５Ｓ以下０．３以上としたことを特徴とするステンレス材加工用超硬ドリルである。
【０００５】
【発明実施の形態】
先ず、ステンレス材は延性が高く切削熱による加工硬化の著しい材料であるが、切刃で生成された切屑が延性によりドリルすくい面に長く接触する事により、その接触長さに応じて摩擦熱が発生し切屑を加工硬化させている。切刃で生成された切屑はドリルすくい面及び溝面の摩擦係数が小さいと切刃近傍のドリルすくい面に短く接触するので、切屑とドリルすくい面の摩耗による発熱も小さく切屑の処理性を害するような加工硬化は起きない。本来、ドリル先端のチゼル部を中心とした扇状に切屑は生成されるが、ドリル溝は製作上の理由により、ドリルの軸に廻き付く形で研磨方向が走っており、ステンレスのように延性の大きい材料はドリル溝面に強く接触するので、切屑は研磨方向の影響を受け扇状にカールせずにドリル溝の研磨方向へ向かい、リボン状の切屑を生成し穴加工を阻害する。
【０００６】
そのため、本願発明では、切屑の生成されるドリル先端のチゼル部を中心として先端切刃の外周コーナ部の長さを径とする扇状部のすくい面、溝面及び／又はヒール面まで、研磨痕を軸方向に付与し、切屑本来の生成方向を維持しつつ、該扇状研磨部のドリル溝面粗さを１．５Ｓ以下０．３Ｓ以上とすることで、切屑が溝面を円滑に滑り切屑生成スピードが早くなる。より好ましくは、鏡面を除く０．５Ｓ〜１．０Ｓの範囲である。上記により、ドリル刃先にホーニングがあっても切屑の溝面からの離脱が円滑になり、遷移切断型のチップ状切屑が生成され切屑がスムーズに排出される事で、高速で安定した切削が行われる。加工硬化の度合いが低いので切屑はドリル溝形状にならってカールし、その後ドリル溝のスクリュー効果により遷移切断型のチップ状切屑に分断されるので、高速での加工が可能となる。
【０００７】
ステンレス材は切削熱により加工硬化しやすい材料であるので、刃先での切削をスムーズに行い、切削熱そのものを低く抑える事が要求されるが、加工穴深さが深くなると刃先への切削油の供給が不足し切削熱が上昇するので、刃先への切削油或いはミストを供給し刃先の潤滑と冷却を行う。ドリル内部に基端側から切刃側へスパイラルホールを設ける事で改善が図られる。以下、実施例に基づき、本発明例を具体的に説明する。
【０００８】
【実施例】
（実施例１）
本発明例１として、超硬合金製でドリル直径＝６．０ｍｍ、ドリル溝＝２８ｍｍ、ドリル全長＝６６ｍｍ、捩れ角＝３０°、シンニング＝Ｘ型、コーティング＝ＴｉＡｌＮのドリルを用いて、エアロラップ装置を用い、チゼルを中心としてドリルを旋回させると共に自転させ、ドリル先端のチゼル部を中心として、切刃外周コーナから扇状にドリルヒール部まで研磨し、該ドリル溝面粗さをレーザー表面粗さ計を用い、ドリル切刃外周コーナからドリルチゼル部を中心とした扇状による三ヶ所、溝すくい面、溝底部、溝ヒール部、を測定し、扇状部の面粗さが１．５Ｓになるように研磨した。尚、比較例２として、本発明例１のドリルと同仕様でエアロラップ装置を用い、ドリル溝面に添って平行に砥粒を吹付け、研磨方向がドリル軸心方向で溝の面粗さが１．５Ｓになるように製作した。
本発明例１、比較例２のドリルを各々３本を、切削速度＝５０ｍ／ｍｉｎ、送り＝３１８ｍｍ／ｍｉｎ、加工深さ＝１２ｍｍ、切削油＝水溶性切削油で外部給油、立型マシニングセンター（ＢＴ４０）を用いて、ＳＵＳ３０４を２００穴加工し、刃先と切屑状態を観察した。その結果、本発明例１は刃先にチッピング等の欠けもなく正常摩耗の状態で切屑も遷移切断型のチップ状であった。比較例２は、３本中１本に刃先のチッピングが観察され、チッピングの生じた１本はリボン状切屑であり、もう２本は遷移切断型切屑のチップが５〜６個継ながった形状であった。エアロラップ処理時間の方向を切屑の生成する扇状部にしなかった事で切屑の生成方向が不安定になり、一部がドリル軸心と平行に向かったことでこの様な結果になった。
【０００９】
（実施例２）
本発明例１、３〜５及び比較例６として、本発明例１と同仕様のドリルを用い、各ドリルの扇状部であるすくい面、溝面及び／又はヒール面をエアロラップ装置を用いて、本発明例１と同様に研磨し、ドリル溝面粗さを、本発明例３は０．３Ｓ、本発明例４は０．５Ｓ、本発明例５は１．０Ｓ、比較例６は２．０Ｓに研磨した。各ドリル、各々３本を、実施例１と同様、２００穴加工し、刃先と切屑状態を観察した。その結果、本発明例３〜５はいずれも刃先にチッピング等の欠けもなく正常摩耗の状態で切屑も遷移切断型のチップ状であった。特に、本発明例３は、刃先にチッピング等の欠けもなく正常摩耗であったが、加工穴数１５０穴を過ぎた辺りから、遷移切断型のチップ状切屑が５〜６個継ながってきた。面粗さを向上させる為、エアロラップ処理時間を長くした事で、すくい面の面粗さは良いが、その反面、切屑の擦過により、すくい面の摩滅が進行し、接触面積が増え、切屑の形態が変化したものと考えられる。比較例６は、３本中２本のドリルで刃先のチッピングが観察され、チッピングの生じた２本は遷移折断型のチップ状にリボン状切屑が混ざり合っており、他の１本は、遷移折断型切屑が５〜６個連なった形状であった。
【００１０】
（実施例３）
スパイラルホール付きのドリル、直径＝６．０ｍｍ、ドリル溝＝４１ｍｍ、ドリル全長＝８１ｍｍ、捩れ角＝３０°、シンニング＝Ｘ型、コーティング＝ＴｉＡｌＮ、を用いて、該扇状ドリル溝面粗さを、本発明例７は０．３Ｓ、本発明例８は０．５Ｓ、本発明例９は１．０Ｓ、本発明例１０は１．５Ｓ及び比較例１１は２．０Ｓ、で製作し、各ドリルを各々３本を、切削速度＝１５０ｍ／ｍｉｎ、送り＝１２００ｍｍ／ｍｉｎ、加工深さ＝２５ｍｍ、切削油＝水溶性切削油で内部給油、ポンプ吐出圧＝１．５Ｍｐａで３０００穴まで加工し、刃先と切屑状態を観察した。その結果、本発明例７〜１０はいずれも刃先にチッピング等の欠けもなく正常摩耗の状態で切屑も遷移切断型のチップ状であった。比較例１１は、１本が１８２７穴で折損したが、他の２本は３０００穴加工可能であった。但し、切屑は遷移切断型切屑のチップが３〜５個継ながった形状で切削としては不安定なものであったが、切削油の補助により切屑は排出することが出来た。
【００１１】
【発明の効果】
本発明を適用することにより、ドリルの扇状部の面粗さを向上させ、滑りを良くすることでステンレスのような延性の高い材料でも、超硬ドリルで高速で安定した加工が可能となった。