(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドリル本体１１に複数の切屑排出溝１２が設けられると共に、ドリル本体１１の先端側に向かってテーパー状に収縮した先端部に、半径方向の切刃１３が複数設けられ、上記の各切刃１３からドリル本体１１の回転中心に向けてシンニング１４が施された耐熱金属用ドリルにおいて、ドリル本体１１の軸線に対する上記のシンニング１４の部分の傾斜角αが４５°〜６５°の範囲、上記のシンニング１４の部分における切刃１３のすくい面１５に対するシンニング１４の部分の角度βが７０°〜９０°の範囲、切刃１３に沿った方向でドリル本体１１の回転中心を超えて施されたシンニング１４の部分の長さａが０．４ｍｍ〜０．８ｍｍの範囲になるようにしたことを特徴とする耐熱金属用ドリル。
【請求項２】
請求項１に記載した耐熱金属用ドリルにおいて、上記のシンニング１４の部分と連続するように第２シンニング１６が施され、上記のシンニング１４の部分における切刃１３のすくい面１５に対する第２シンニング１６の部分の角度β２が９０°〜１３０°の範囲、先のシンニング１４の部分と第２シンニング１６の部分との段差ｂが０．８ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲になるようにしたことを特徴とする耐熱金属用ドリル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、チタンやチタン合金等の耐熱金属に対して穴明け加工を行うのに使用する耐熱金属用ドリルに係り、特に、ドリル本体に複数の切屑排出溝が設けられると共に、ドリル本体の先端側に向かってテーパー状に収縮した先端部に、半径方向の切刃が複数設けられ、各切刃からドリル本体の回転中心に向けてシンニングが施された耐熱金属用ドリルを用いて高速で穴明け加工を行う場合において、シンニングの部分や切屑排出溝に切屑が詰まるのを抑制し、チタンやチタン合金等の耐熱金属に対して長期にわたって安定した穴明け加工が行えるようにした点に特徴を有するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、チタンやチタン合金等の耐熱合金に対して穴明け加工を行うにあたっては、一般に、図１（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、ドリル本体１１に複数の切屑排出溝１２が設けられると共に、ドリル本体１１の先端側に向かってテーパー状に収縮した先端部に、半径方向の切刃１３が複数設けられ、各切刃１３からドリル本体１１の回転中心に向けてシンニング１４が施された耐熱金属用ドリルが使用されていた。
【０００３】
ここで、従来の耐熱金属用ドリルにおいては、上記の切刃１３によって切削された切屑がシンニング１４の部分から切屑排出溝１２を通してうまく排出されるようにするため、このシンニング１４の部分を大きくしており、一般には、ドリル本体１０の軸線に対する上記のシンニング１４の部分の傾斜角αを３０°〜４０°の範囲にすると共に、切刃１３のすくい面１５に対するシンニング１４の部分の角度βを１２０°〜１３０°の範囲にし、また切刃１３からドリル本体１１の回転中心を越えたシンニング１４の分の長さａが０．９ｍｍ〜１．２ｍｍの範囲になるようにしていた。
【０００４】
しかし、このようにシンニング１４の部分を大きくした場合、切削速度を速めてチタンやチタン合金等の耐熱金属に対して高速で穴明け加工を行うようにした場合、各切刃１３により切削された切屑がシンニング１４の部分において膨れて蛇腹状になり、この切屑がシンニング１４の部分や切屑排出溝１２に詰まって切削抵抗が増大し、これにより切刃１３等に破損が生じ、長期に渡って安定した穴明け加工が行えなくなるという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、チタンやチタン合金等の耐熱金属に対して穴明け加工を行うのに使用する耐熱金属用ドリルにおける上記のような問題を解決することを課題とするものである。
【０００６】
すなわち、この発明における耐熱金属用ドリルにおいては、その切削速度を速め、チタンやチタン合金等の耐熱金属に対して高速で穴明け加工を行う場合においても、各切刃によって切削された切屑がシンニングの部分において膨れるのを抑制し、切削された切屑の体積を小さくして、切屑がシンニングの部分から切屑排出溝を通して適切に排出されるようにし、チタンやチタン合金等の耐熱金属に対して高速で長期に渡って安定した穴明け加工が行えるようにすることを課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明における耐熱金属用ドリルにおいては、上記のような課題を解決するため、ドリル本体１１に複数の切屑排出溝１２が設けられると共に、ドリル本体１１の先端側に向かってテーパー状に収縮した先端部に、半径方向の切刃１３が複数設けられ、上記の切刃１３からドリル本体１１の回転中心に向けてシンニング１４が施された耐熱金属用ドリルにおいて、ドリル本体１１の軸線に対する上記のシンニング１４の部分の傾斜角αが４５°〜６５°の範囲、上記のシンニング１４の部分における切刃１３のすくい面１５に対するシンニング１４の部分の角度βが７０°〜９０°の範囲、切刃１３に沿った方向でドリル本体１１の回転中心を超えて施されたシンニング１４の部分の長さａが０．４ｍｍ〜０．８ｍｍの範囲になるようにしたのである。
【０００８】
ここで、この発明における耐熱金属用ドリルにおいて、切刃１３からドリル本体１１の回転中心に向けてシンニング１４を施すにあたり、ドリル本体１１の軸線に対する上記のシンニング１４の部分の傾斜角αが４５°〜６５°の範囲になるようにしたのは、この傾斜角αが４５°より小さいと、シンニング１４の部分の容積が大きくなり、切刃１３によって切削された切屑がこのシンニング１４の部分において膨れて蛇腹状態になり、高速で穴明け加工を行った際に切屑が詰まりやすくなる一方、この傾斜角αが６５°を超えると、シンニング１４の部分の容積が小さくなりすぎて、切屑の排出性が悪くなるためである。
【０００９】
また、上記のシンニング１４の部分における切刃１３に対するシンニング１４の部分の角度βを７０°〜９０°の範囲にしたのは、この角度βが７０°より小さいと、シンニング１４の部分の容積が小さくなりすぎて、切屑の排出性が悪くなる一方、この角度βが９０°を超えると、シンニング１４の部分の容積が大きくなり、切刃１３によって切削された切屑がこのシンニング１４の部分において膨れて蛇腹状態になり、高速で穴明け加工を行った際に切屑が詰まりやすくなるためである。
【００１０】
また、切刃１３に沿った方向でドリル本体１１の回転中心を超えて施されたシンニング１４の部分の長さａが０．４ｍｍ〜０．８ｍｍの範囲になるようにしたのは、この長さａが０．４ｍｍより小さいと、シンニング１４の部分の容積が小さくなりすぎて、切屑の排出性が悪くなる一方、この長さａが０．８ｍｍを超えると、シンニング１４の部分の容積が大きくなり、切刃１３によって切削された切屑がこのシンニング１４の部分において膨れて蛇腹状態になり、高速で穴明け加工を行った際に切屑が詰まりやすくなるためである。
【００１１】
そして、この発明における上記のような耐熱金属用ドリルを使用すると、チタンやチタン合金等の耐熱金属に対して高速で穴明け加工を行うようにした場合であっても、各切刃１３によって切削された切屑がシンニング１４の部分において膨れるということがなく、切削された切屑の体積が小さくなって、シンニング１４の部分から切屑排出溝１２を通して適切に排出されるようになり、耐熱金属に対して高速での穴明け加工が長期に渡って安定して行えるようになる。
【００１２】
また、この発明における耐熱金属用ドリルにおいて、切削油等が切刃１３の部分に適切に導かれるようにするため、上記のシンニング１４の部分と連続するように第２シンニング１６を施すことも可能である。
【００１３】
ここで、このようにシンニング１４の部分と連続するように第２シンニング１６を施すにあたり、上記のシンニング１４の部分における切刃１３のすくい面１５に対する第２シンニング１６の部分の角度β２が９０°〜１３０°の範囲になるようにすると共に、先のシンニング１４の部分と第２シンニング１６の部分との段差ｂが０．８ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲になるようにすると、各切刃１３によって切削された切屑が第２シンニング１６の部分において膨れて詰まるということがなく、この第２シンニング１６の部分を通して、切削油等が切刃１３の部分に適切に導かれるようになり、より安定した穴明け加工が行えるようになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態に係る耐熱金属用ドリルを添付図面に基づいて具体的に説明する。
【００１５】
（実施形態１）
実施形態１における耐熱金属用ドリルにおいては、図２（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、ドリル本体１１の軸線方向に沿って２つの直線状になった切屑排出溝１２を設けると共に、ドリル本体１１の先端側に向かってテーパー状に収縮した先端部に、半径方向に伸びた２つの切刃１３を設け、各切刃１３からドリル本体１１の回転中心に向けてシンニング１４を施すようにしている。
【００１６】
ここで、この実施形態１における耐熱金属用ドリルにおいて、各切刃１３からドリル本体１１の回転中心に向けてシンニング１４を施すにあたっては、上記の図に示すように、ドリル本体１０の軸線に対する上記のシンニング１４の部分の傾斜角αを４５°〜６５°の範囲にすると共に、シンニング１４の部分における切刃１３のすくい面１５に対するシンニング１４の部分の角度βを７０°〜９０°の範囲にし、また切刃１３に沿った方向でドリル本体１１の回転中心を超えて施されたシンニング１４の部分の長さａを０．４ｍｍ〜０．８ｍｍの範囲になるようにしている。
【００１７】
（実施形態２）
実施形態２における耐熱金属用ドリルにおいては、図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、ドリル本体１１の軸線方向に沿って２つの直線状になった切屑排出溝１２を設けると共に、ドリル本体１１の先端側に向かってテーパー状に収縮した先端部に、半径方向に伸びた２つの切刃１３を設け、各切刃１３からドリル本体１１の回転中心に向けてシンニング１４を施し、さらに各シンニング１４の部分と連続するように第２シンニング１６を施すようにしている。
【００１８】
ここで、この実施形態２における耐熱金属用ドリルにおいても、各切刃１３からドリル本体１１の回転中心に向けてシンニング１４を施すにあたっては、上記の実施形態１の場合と同様に、ドリル本体１０の軸線に対する上記のシンニング１４の部分の傾斜角αを４５°〜６５°の範囲にすると共に、シンニング１４の部分における切刃１３のすくい面１５に対するシンニング１４の部分の角度βを７０°〜９０°の範囲にし、また切刃１３に沿った方向でドリル本体１１の回転中心を超えて施されたシンニング１４の部分の長さａを０．４ｍｍ〜０．９ｍｍの範囲になるようにしている。
【００１９】
さらに、この実施形態２における耐熱金属用ドリルにおいては、各シンニング１４の部分と連続するように第２シンニング１６を施すにあたり、上記のシンニング１４の部分における切刃１３のすくい面１５に対する第２シンニング１６の部分の角度β２を９０°〜１３０°の範囲にすると共に、先のシンニング１４の部分と第２シンニング１６の部分との段差ｂが０．８ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲になるようにしている。
【００２０】
なお、上記の実施形態１，２における耐熱金属用ドリルにおいては、ドリル本体１１に切屑排出溝１２を設けるにあたり、ドリル本体１１の軸線方向に沿って各切屑排出溝１２を直線状に設けるようにしたが、各切屑排出溝１２をドリル本体１１の軸線に対して所要角度捩れた形状にすることも可能であり、このようにドリル本体１１の軸線に対して捩れた切屑排出溝１２を設けた場合には、切屑の排出性がより向上されるようになる。
【００２１】
次に、この発明の条件を満たす実施例の耐熱金属用ドリルと、この発明の条件を満たさない比較例の耐熱金属用ドリルとを用いて、それぞれ耐熱金属であるチタン合金ＴＡＰ６４００（Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ）からなる被削材に対して穴明け加工を行い、この発明の実施例に係る耐熱金属用ドリルを用いた場合には、高速で穴明け加工を行う場合においても、長期に渡って安定した穴明け加工が行えることを明らかにする。
【００２２】
ここで、実施例の耐熱金属用ドリルにおいては、超微粒子超硬合金で構成された直径が６ｍｍのドリル本体１１に対して、前記の実施形態２に示すように、その軸線方向に沿って２つの直線状になった切屑排出溝１２を設けると共に、先端に向かってテーパー状に収縮したドリル本体１１の先端部に半径方向に伸びた２つの切刃１３を設け、各切刃１３からドリル本体１１の回転中心に向けてシンニング１４を施し、さらに各シンニング１４の部分と連続するように第２シンニング１６を施すようにした。
【００２３】
そして、この実施例の耐熱金属用ドリルにおいては、各切刃１３からドリル本体１１の回転中心に向けてシンニング１４を施すにあたり、ドリル本体１０の軸線に対するシンニング１４の部分の傾斜角αを５９°、シンニング１４の部分における切刃１３のすくい面１５に対するシンニング１４の部分の角度βを７５°、切刃１３に沿った方向でドリル本体１１の回転中心を超えて施されたシンニング１４の部分の長さａを０．６ｍｍにすると共に、各シンニング１４の部分と連続するように第２シンニング１６を施すにあたり、上記のシンニング１４の部分における切刃１３のすくい面１５に対する第２シンニング１６の部分の角度β２を１２５°、先のシンニング１４の部分と第２シンニング１６の部分との段差ｂを１．０ｍｍにした。
【００２４】
一方、比較例の耐熱金属用ドリルにおいても、超微粒子超硬合金で構成された直径が６ｍｍのドリル本体１１に対して、その軸線方向に沿って２つの直線状になった切屑排出溝１２を設けると共に、先端に向かってテーパー状に収縮したドリル本体１１の先端部に半径方向に伸びた２つの切刃１３を設け、各切刃１３からドリル本体１１の回転中心に向けてシンニング１４を施すようにした。
【００２５】
ここで、この比較例の耐熱金属用ドリルにおいては、各切刃１３からドリル本体１１の回転中心に向けてシンニング１４を施すにあたって、ドリル本体１０の軸線に対する上記のシンニング１４の部分の傾斜角αを３０°、シンニング１４の部分における切刃１３のすくい面１５に対するシンニング１４の部分の角度βを１２５°、切刃１３に沿った方向でドリル本体１１の回転中心を超えて施されたシンニング１４の部分の長さａを１．０ｍｍにした。
【００２６】
そして、この比較例の耐熱金属用ドリルを用い、上記の被削材に対して、切削速度を２３ｍ／ｍｉｎ、送りを０．０３ｍｍ／ｒｅｖにして、深さ９ｍｍの穴明け加工を行った場合、１０穴の穴明け加工を行った時点において、切屑詰まりが生じた。
【００２７】
また、上記の実施例及び比較例の各耐熱金属用ドリルを用い、上記の被削材に対して、切削速度を３０ｍ／ｍｉｎの高速にし、送りを０．０３ｍｍ／ｒｅｖにして、深さ９ｍｍの穴明け加工を行った場合、比較例の耐熱金属用ドリルにおいては、１穴目の穴明け加工の時点で切屑詰まりが生じた。
【００２８】
これに対して、実施例の耐熱金属用ドリルを用いた場合には、５００穴の穴明け加工を行った時点においても、切屑詰まりが生じるということがなく、また摩耗量も０．０５ｍｍ以下であり、その後も安定した穴明け加工が行えた。
【００２９】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明においては、ドリル本体に複数の切屑排出溝が設けられると共に、ドリル本体の先端側に向かってテーパー状に収縮した先端部に、半径方向の切刃が複数設けられ、各切刃からドリル本体の回転中心に向けてシンニングが施された耐熱金属用ドリルにおいて、ドリル本体の軸線に対する上記のシンニングの部分の傾斜角αを４５°〜６５°の範囲、上記のシンニングの部分における切刃のすくい面に対するシンニングの部分の角度βを７０°〜９０°の範囲、切刃に沿った方向でドリル本体の回転中心を超えて施されたシンニングの部分の長さａが０．４ｍｍ〜０．８ｍｍの範囲になるようにしたため、チタンやチタン合金等の耐熱金属に対して高速で穴明け加工を行うようにした場合であっても、各切刃によって切削された切屑がシンニングの部分において膨れて蛇腹状になるいうことがなく、切削された切屑の体積が小さくなって、シンニングの部分から切屑排出溝を通して適切に排出されるようになった。
【００３０】
この結果、この発明に係る耐熱金属用ドリルを用いると、チタンやチタン合金等の耐熱金属に対して高速で穴明け加工を行う場合においても、切屑がシンニングの部分や切屑排出溝の部分に詰まって切削抵抗が増大するとのが防止され、切刃等が破損するのが抑制されて、長期に渡って安定した穴明け加工が行えるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来の耐熱金属用ドリルを示した側面図、先端側の正面図及びシンニングの部分における切刃とシンニング部分との状態を示した断面説明図である。
【図２】  この発明の実施形態１に係る耐熱金属用ドリルを示した側面図、先端側の正面図及びシンニングの部分における切刃とシンニング部分との状態を示した断面説明図である。
【図３】  この発明の実施形態２に係る耐熱金属用ドリルを示した側面図、先端側の正面図及び第２シンニングを連続するように設けたシンニングの部分における切刃とシンニング部分との状態を示した断面説明図である。
【符号の説明】
１１  ドリル本体
１２  切屑排出溝
１３  切刃
１４  シンニング
１５  切刃のすくい面
１６  第２シンニング
α  ドリル本体の軸線に対するシンニングの部分の傾斜角
β  シンニングの部分における切刃のすくい面に対するシンニングの部分の角度
β２  シンニングの部分における切刃のすくい面に対する第２シンニングの部分の角度
ａ  切刃に沿った方向でドリル本体の回転中心を超えて施されたシンニングの部分の長さ
ｂ  シンニングの部分と第２シンニングの部分との段差
【図１】
0004694702.tif 000002
【図２】
0004694702.tif 000003
【図３】
0004694702.tif 000004