(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも先端の刃部が超硬合金にて構成されているとともに、被加工物の加工硬化量が少ない低加工硬化超硬ドリルであって、
ドリル先端の中心部分に設けられた先端角α１が１３５°〜１５０°の範囲内の食付き刃部と、
該食付き刃部よりも外周側に設けられるとともに、先端角α２が１２５°〜１３５°の範囲内で且つ前記先端角α１よりも小さい周辺刃部と、
該食付き刃部と該周辺刃部との境界に設けられ、軸心と直角方向から見た側面視において、前記先端角α１で傾斜している該食付き刃部と前記先端角α２で傾斜している該周辺刃部とを、ドリル径Ｄに対して０．０１Ｄより大きく且つ０．４Ｄより小さい半径Ｒで滑らかに接続する凸円弧形状の接続刃部と、
を有して切れ刃が構成されている一方、
切り屑排出溝のねじれ角βは２０°〜３０°の範囲内で、
シンニングにより形成された軸心付近の切れ刃の軸方向すくい角γは−５°〜＋５°の範囲内である
ことを特徴とする低加工硬化超硬ドリル。
【請求項２】
切れ刃の刃先に設けられたネガランドの幅寸法Ｌが０．０５〜０．１５ｍｍの範囲内とされている
ことを特徴とする請求項１に記載の低加工硬化超硬ドリル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は超硬ドリルに係り、特に、被加工物の加工硬化量が少ない低加工硬化超硬ドリルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
超硬合金にて構成されている超硬ドリルが、例えば特許文献１等に記載されており、自動車のハブに対する穴明け加工では、一般に先端角が１４０°程度で、切り屑排出溝のねじれ角が３０°程度の超硬ドリルが使用されている。
【特許文献１】特開２００１−３００８０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、ドリルによる穴明け加工では、被加工物の弾性などで加工穴の内周面とドリル（リーディングエッジ）とが接触することが避けられず、高炭素鋼等の焼入れし易い材料の場合、摩擦熱による焼入れ効果で表面が加工硬化する。例えば、前記ハブ等に用いられるＳ５５Ｃ炭素鋼の場合、内部硬度が３００ＨＶ程度であるのに対し、加工穴の表面は７５０ＨＶ以上にもなることがあり、後工程のタップ加工においてタップ寿命が短くなったり、ボルト等の圧入が不可になったりすることがあった。なお、このような加工硬化は、新品の超硬ドリルでは殆ど問題にならないが、使用によって特に肩部（切れ刃とリーディングエッジとのコーナー部分）が摩耗したり欠けたりすることにより、顕著となる。
【０００４】
これに対し、未だ公知ではないが、本願出願人は、先に出願した特願２００４−２４２４４６号において、先端角αが１２５°〜１３５°の範囲内で、切り屑排出溝のねじれ角βが２０°〜３０°の範囲内で、シンニングにより形成された軸心付近の切れ刃の軸方向すくい角γが−５°〜＋５°の範囲内であることを特徴とする低加工硬化超硬ドリルを提案した。このような低加工硬化超硬ドリルによれば、先端角αが１２５°〜１３５°の範囲内で、従来の１４０°に比較して小さいため、その分だけ肩部のコーナー角度θが大きくなり、肩欠けや肩だれが抑制される。また、ねじれ角βが２０°〜３０°の範囲内で、シンニングにより形成された軸心付近の切れ刃の軸方向すくい角γが−５°〜＋５°の範囲内であるため、肩部およびシンニング部分を含む切れ刃の刃先強度と切れ味が両立し、肩部の欠けや切れ刃の刃欠け、チッピング等を抑制しつつ所定の切れ味を確保することができる。そして、このように肩部の欠けや切れ刃の刃欠け、チッピング等が抑制されるとともに所定の切れ味が得られることから、長期に亘って優れた加工精度が得られるようになり、リーディングエッジと加工穴との摩擦が軽減されて摩擦熱による加工硬化が抑制される。
【０００５】
しかしながら、このように先端角αが比較的小さい低加工硬化超硬ドリルにおいては、例えば穴径が１２ｍｍ以上の大径穴を加工する場合、穴明け加工時の負荷（スラスト荷重）が大きくなるため、先端角αが１３０°程度では強度が不足し、先端中心部分で切れ刃が早期に欠損して加工不可になることがあった。
【０００６】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、高炭素鋼等の焼入れし易い材料に対する穴明け加工においても加工硬化量が比較的少ない低加工硬化超硬ドリルにおいて、大径穴を加工する場合の先端中心部分の強度不足を改善することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる目的を達成するために、第１発明は、少なくとも先端の刃部が超硬合金にて構成されているとともに、被加工物の加工硬化量が少ない低加工硬化超硬ドリルであって、(a) ドリル先端の中心部分に設けられた先端角α１が１３５°〜１５０°の範囲内の食付き刃部と、(b) その食付き刃部よりも外周側に設けられるとともに、先端角α２が１２５°〜１３５°の範囲内で且つ前記先端角α１よりも小さい周辺刃部と、(c) それ等の食付き刃部と周辺刃部との境界に設けられ、軸心と直角方向から見た側面視において、前記先端角α１で傾斜しているその食付き刃部と前記先端角α２で傾斜しているその周辺刃部とを、ドリル径Ｄに対して０．０１Ｄより大きく且つ０．４Ｄより小さい半径Ｒで滑らかに接続する凸円弧形状の接続刃部と、を有して切れ刃が構成されている一方、(d) 切り屑排出溝のねじれ角βは２０°〜３０°の範囲内で、(e) シンニングにより形成された軸心付近の切れ刃の軸方向すくい角γは−５°〜＋５°の範囲内であることを特徴とする。
【０００８】
第２発明は、第１発明の低加工硬化超硬ドリルにおいて、切れ刃の刃先に設けられたネガランドの幅寸法Ｌが０．０５〜０．１５ｍｍの範囲内とされていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
このような低加工硬化超硬ドリルにおいては、ドリル先端の外周部分に設けられる周辺刃部の先端角α２が１２５°〜１３５°の範囲内で、従来の１４０°に比較して小さいため、その分だけ肩部のコーナー角度θ（図２参照）が大きくなり、肩欠けや肩だれが抑制される。また、ねじれ角βが２０°〜３０°の範囲内で、シンニングにより形成された軸心付近の切れ刃の軸方向すくい角γが−５°〜＋５°の範囲内であるため、肩部およびシンニング部分を含む切れ刃の刃先強度と切れ味が両立し、肩部の欠けや切れ刃の刃欠け、チッピング等を抑制しつつ所定の切れ味を確保することができる。そして、このように肩部の欠けや切れ刃の刃欠け、チッピング等が抑制されるとともに所定の切れ味が得られることにより、長期に亘って優れた加工精度が得られるようになり、リーディングエッジと加工穴との摩擦が軽減されて摩擦熱による加工硬化が抑制される。
【００１０】
一方、ドリル先端の中心部分に設けられる食付き刃部の先端角α１は、１３５°〜１５０°の範囲内で、上記先端角α２よりも大きくされているため、前記肩部の強度を損なうことなく中心部分の強度を高くすることができ、穴明け加工時の負荷が大きい大径穴（例えば穴径が１２ｍｍ以上）を加工する大径の超硬ドリルにおいても、先端中心部分の切れ刃（食付き刃部）の欠損が抑制されて、実用上満足できる耐久性が得られるようになる。
【００１１】
また、このように先端角を途中で変化させると、その境界部分には先端角α１、α２の相違に基づいて角部が生じるため、その角部に応力が集中して欠損等が生じたり摩耗が急進行したりする恐れがあるが、先端角α１は１３５°〜１５０°の範囲内で、先端角α２は１２５°〜１３５°の範囲内であるため、角部の交差角度（外角）は最大でも２５°であり、且つ、その角部には０．０１Ｄより大きく且つ０．４Ｄより小さい半径Ｒの凸円弧形状の接続刃部が設けられ、食付き刃部と周辺刃部とが滑らかに接続されるようになっているため、上記応力集中による欠損や摩耗の急進行等が防止される。
【００１２】
第２発明では、ホーニング等により切れ刃の刃先に設けられたネガランドの幅寸法Ｌが０．０５〜０．１５ｍｍの範囲内とされているため、切れ刃の刃先強度と切れ味が両立し、長期に亘って優れた加工精度が得られるようになって、摩擦熱による加工硬化が一層抑制される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の低加工硬化超硬ドリルは、例えばシャンクを含むドリル全体が超硬合金にて一体に構成されるが、シャンクや溝部を超硬合金以外の材料製として、超硬合金製の先端刃部をろう付や焼き嵌め等の結合手段により一体的に結合したものでも良い。また、２枚刃の超硬ドリルに好適に適用されるが、３枚刃以上のドリルに適用することも可能である。
【００１４】
本発明は、ドリル径Ｄが１２ｍｍ以上の大径の低加工硬化超硬ドリルに好適に適用されるが、１２ｍｍより小さい低加工硬化超硬ドリルにも適用され得る。
【００１５】
中心部分の食付き刃部における先端角α１が１３５°より小さいと、その中心部分の強度不足を改善することができない一方、１５０°よりも大きいと、食付き性が悪くなって心振れが生じ易くなり、穴が拡大したり加工硬化量が大きくなったりする。
【００１６】
外周側の周辺刃部における先端角α２が１３５°よりも大きいと、コーナー角度θが小さくなって肩部の強度が低下し、肩欠けや肩だれが生じ易くなる一方、１２５°よりも小さいと、先端角α１の食付き刃部を設けたとしても中心部分の強度が不足し勝ちになるとともに、食付き刃部との境界の角部の交差角度が大きくなって、その境界角部で刃欠けやチッピング等が生じ易くなる。
【００１７】
食付き刃部と周辺刃部との境界に設けられる凸円弧形状の接続刃部の半径Ｒが０．０１Ｄ以下では、円弧とする効果が十分に得られず、応力集中による欠損や摩耗の急進行等を防止することができない一方、０．４Ｄ以上になると、摩耗進行時に接触面積が急激に増加し、切削抵抗が大きくなることによりドリルが折損し易くなるとともに加工硬化量も大きくなる。
【００１８】
また、先端角が大きい食付き刃部の範囲が小さいと、食付き刃部の存在に拘らず中心部分の強度が十分に得られない一方、食付き刃部の範囲が大きくて周辺刃部が小さくなると、肩部の強度が損なわれるため、それ等の境界すなわち接続刃部の中心位置（直線状の食付き刃部および周辺刃部をそれぞれ延長した交点の位置）の径寸法は、例えばドリル径Ｄに対して０．３Ｄ〜０．７Ｄ程度の範囲内とすることが望ましい。
【００１９】
切り屑排出溝のねじれ角βは、３０°よりも大きいと肩部を含む切れ刃の刃先強度が低下して刃欠けやチッピング、肩欠けが生じ易くなる一方、２０°よりも小さいと切れ味が悪くなって耐久性能、加工精度が低下する。
【００２０】
シンニングにより形成された中心部分の切れ刃の軸方向すくい角γは、＋５°よりも大きいと刃先強度が低下して刃欠けやチッピングが生じ易くなる一方、−５°よりも小さいと切れ味が悪くなって切削抵抗が増大するとともに、加工精度が低下する。
【００２１】
切れ刃の刃先に設けられるネガランドの幅寸法Ｌは、０．１５ｍｍよりも大きいと切れ味が悪くなって加工精度が低下する一方、０．０５ｍｍよりも小さいと刃先強度が低下して刃欠けやチッピングが生じ易くなる。この切れ刃の刃先のネガランドの形成（丸み付け）にはホーニングが好適に用いられる。
【００２２】
また、本発明の低加工硬化超硬ドリルには、必要に応じてＴｉＡｌＮ等の硬質被膜が設けられる。
【実施例】
【００２３】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図２は、本発明の前提となる低加工硬化超硬ドリル１０を説明する図で、先端部分を示す図であり、中央の(a) はドリル先端側から見た正面図、その周囲の(b) 〜(d) はそれぞれ軸心Ｏと直角方向から見た側面図である。この低加工硬化超硬ドリル１０は、全体が超硬合金にて一体に構成されているもので、外周面には一対の切り屑排出溝１４が設けられているとともに、切り屑排出溝１４のドリル先端側の開口部にはそれぞれ切れ刃１６が形成されている。切れ刃１６の中心側部分にはシンニング１８が施されて、軸心Ｏ付近まで達しているとともに、この切れ刃１６にはホーニングが施されて刃先にネガランド１７（図３参照）が設けられている。
【００２４】
そして、この低加工硬化超硬ドリル１０の先端角αは１２５°〜１３５°の範囲内で、切り屑排出溝１４のねじれ角βは２０°〜３０°の範囲内で、シンニング１８により形成された軸心付近の切れ刃１６の軸方向すくい角γは−５°〜＋５°の範囲内（図２はすくい角γ＜０の場合）で、ホーニングによって形成される切れ刃１６の刃先のネガランド１７の幅寸法（ネガランド幅）Ｌは０．０５〜０．１５ｍｍの範囲内である。ネガランド幅Ｌは、図３に示すように切れ刃１６の刃先の稜線に直角な断面において、切れ刃１６のすくい面２４と逃げ面２６との交点部分にホーニングによって形成される比較的平坦な部分の幅寸法である。なお、この低加工硬化超硬ドリル１０の表面には、ホーニングの後にＴｉＡｌＮ等の硬質被膜２８が数μｍの膜厚でコーティングされているが、上記ネガランド幅Ｌは、硬質被膜２８で被覆された後の状態の寸法である。
【００２５】
このような低加工硬化超硬ドリル１０においては、先端角αが１２５°〜１３５°の範囲内で、従来の１４０°に比較して小さいため、その分だけ切れ刃１６とリーディングエッジ２０とが交差する肩部２２のコーナー角度θが大きくなり、肩部２２の欠損や微小チッピング（肩欠け）、或いはそれに伴う肩部２２のだれ（肩だれ）が抑制される。また、ねじれ角βが２０°〜３０°の範囲内で、シンニング１８により形成された軸心付近の切れ刃１６の軸方向すくい角γが−５°〜＋５°の範囲内であるため、肩部２２およびシンニング部分を含む切れ刃１６の刃先強度と切れ味が両立し、肩部２２の欠けや切れ刃１６の刃欠け、チッピング等を抑制しつつ所定の切れ味を確保することができる。更に、ホーニングによって形成される切れ刃１６の刃先のネガランド１７の幅寸法Ｌが０．０５〜０．１５ｍｍの範囲内であるため、切れ刃１６の刃先強度と切れ味が両立する。
【００２６】
このように、肩部２２の欠けや切れ刃１６の刃欠け、チッピング等が抑制されるとともに所定の切れ味が得られることにより、長期に亘って優れた加工精度が得られるようになり、リーディングエッジ２０と加工穴との摩擦が軽減されて摩擦熱による加工硬化が抑制される。
【００２７】
図４は、１４種類の試験品を用いて、以下に示す加工条件で穴明け加工を行い、耐久性能および加工硬化量を調べた結果を説明する図である。試験品No１〜No１４のうち、試験品No４〜No７、No９、およびNo１０の６種類が、前記低加工硬化超硬ドリル１０の各部の諸元を満足し、本発明の前提となる試験品（以下、発明前提品という）で、その他は比較品である。また、各試験品の先端角αおよびねじれ角βは、図４に示す通りであるが、シンニング１８の軸方向すくい角γ、およびホーニングによって設けられる切れ刃１６の刃先のネガランド１７の幅寸法Ｌについては、総ての試験品についてγ＝０°、Ｌ＝０．１０ｍｍである。なお、発明前提品（試験品No４〜No７、No９、No１０）は、ドリル先端の中心部分に１３５°〜１５０°の先端角α１の食付き刃部を備えていない点を除いて本発明を満足するもので、切れ刃１６の外周側部分（周辺刃部）の先端角α（＝α２）は１２５°〜１３５°の範囲内で、切り屑排出溝１４のねじれ角βは２０°〜３０°の範囲内で、シンニング１８により形成された軸心Ｏ付近の切れ刃１６の軸方向すくい角γは−５°〜＋５°の範囲内である。
（加工条件）
・被削材    ：Ｓ５５Ｃ（炭素鋼）
・穴深さ    ：１１ｍｍ貫通穴
・穴径      ：１０．８ｍｍ
・切削速度  ：７０ｍ／ｍｉｎ
・送り量    ：０．２５ｍｍ／ｒｅｖ
【００２８】
図４において、「耐久性能（穴数）」は、４０００を定数として穴明け加工を行い、それまでにドリルが寿命に達した場合は、その寿命に達するまでの加工穴数で、寿命原因は「備考」に記載した通りである。「加工硬化量（ＨＶ０．２）」は、穴明け加工を行った後の加工表面のビッカース硬さＸと、加工硬化している表層部を除去した内部のビッカース硬さＹを、１．９６Ｎ（２００ｇｆ）の試験荷重でそれぞれ測定し、ＸからＹを引き算した値（Ｘ−Ｙ）であり、「初期」は加工開始当初の加工穴について調べた結果で、「定数／寿命時」は、４０００まで加工できた場合はその４０００番目の加工穴について調べた結果で、途中で寿命に達したものは、その寿命に達した時の加工穴について調べた結果である。また、図５は、図４の各試験品No１〜No１４について、「定数／寿命時」における加工硬化量を加工穴数（耐久性能）との関係でグラフにしたもので、「○」は発明前提品、「×」は比較品であり、それ等の右側の数字は試験品Noである。
【００２９】
そして、図４、図５から明らかなように、試験品No４〜No７、No９、およびNo１０の発明前提品は、何れも定数４０００まで穴明け加工を行うことができる。また、加工硬化量については、「初期」の段階では発明前提品、比較品共に大差がないが、「定数／寿命時」では、発明前提品は４０００個加工した段階で１９１〜２５９の範囲内であるのに対し、４０００個加工の比較品（試験品No１２、１３、１４）の加工硬化量は３８０〜４５５であり、発明前提品は比較品に比べて加工硬化量が１００以上低下する。先端角α＝１２０°の試験品No１〜No３については、早期に先端部に欠けが発生して穴精度が悪化し、十分な耐久性が得られない。
【００３０】
また、発明前提品（試験品No６）および比較品（試験品No１４）を用いて形成した加工穴に対してタップ立てを行ったところ、比較品ではタップ寿命が１０００穴程度であったのに対し、発明前提品では１２５０穴以上加工することが可能で、タップ寿命が２５％以上向上することが確認できた。
【００３１】
また、別の試験結果によれば、定数加工３２００穴加工した段階で、比較品（先端角α＝１４０°、ねじれ角β＝３５°）では加工硬化量が４０５（ＨＶ０．２）で、硬化層厚さが０．０２ｍｍであったのに対し、発明前提品（先端角α＝１３０°、ねじれ角β＝２５°）では加工硬化量が１６２（ＨＶ０．２）で、硬化層厚さが０．０１ｍｍであり、加工硬化量については２４０（ＨＶ０．２）低下し、硬化層厚さについては半分になるという結果も得られた。これは初期の加工硬化と同等の数値である。
【００３２】
一方、このような低加工硬化超硬ドリル１０においても、例えば穴径が１２ｍｍ以上の大径穴を加工する場合には、穴明け加工時の負荷が大きくなり、先端角αが１３０°程度では強度が不足して、先端中心部分で切れ刃１６が早期に欠損して加工不可になることがあった。このため、本実施例では、図１に示す低加工硬化超硬ドリル５０のように、ドリル先端の中心部分に先端角α１が１３５°〜１５０°の範囲内の食付き刃部５４を設けた。この食付き刃部５４は、点線で示す発明前提品（低加工硬化超硬ドリル１０）に対して、先端角α１に応じて逃げ面（二番面）の研削加工を施すことによって設けられ、その後に前記シンニング１８やホーニングを施せば良い。食付き刃部５４は、ドリル径Ｄに対して０．３Ｄ〜０．７Ｄ程度の範囲内で定められた所定の境界径寸法よりも中心側部分に設けられており、それよりも外側の周辺刃部５６の先端角α２は、前記低加工硬化超硬ドリル１０の先端角αと同じである。また、これ等の食付き刃部５４と周辺刃部５６との境界部分には、ドリル径Ｄに対して０．０１Ｄより大きく且つ０．４Ｄより小さい半径Ｒでそれ等を滑らかに接続する凸円弧形状の接続刃部５８が設けられており、これ等の食付き刃部５４、周辺刃部５６、および接続刃部５８によって切れ刃５２が構成されている。
【００３３】
大きな先端角α１（＞α２）の食付き刃部５４が、接続刃部５８を介してドリル先端の中心部分に設けられていること以外は、前記低加工硬化超硬ドリル１０と同じ構成であり、実質的に共通する部分には同一の符号を付して詳しい説明を省略するが、切り屑排出溝１４のねじれ角βは２０°〜３０°の範囲内で、シンニング１８により形成される軸心Ｏ付近の切れ刃５２の軸方向すくい角γは−５°〜＋５°の範囲内で、ホーニングにより切れ刃５２の刃先に設けられるネガランドの幅寸法Ｌは０．０５〜０．１５ｍｍの範囲内である。図１は、図２の(b) に相当する図である。
【００３４】
そして、このような本実施例の低加工硬化超硬ドリル５０によれば、ドリル先端の中心部分に設けられる食付き刃部５４の先端角α１が１３５°〜１５０°の範囲内で、周辺刃部５６の先端角α２（＝α）よりも大きくされているため、肩部２２の強度を損なうことなく中心部分の強度が高くなり、穴明け加工時の負荷が大きい大径穴（例えば穴径が１２ｍｍ以上）を加工する大径の超硬ドリルにおいても、先端中心部分の切れ刃５２すなわち食付き刃部５４の欠損が抑制されて、実用上満足できる耐久性が得られるようになる。
【００３５】
また、このように先端角を途中で変化させると、その境界部分には先端角α１、α２の相違に基づいて角部が生じるため、その角部に応力が集中して欠損等が生じたり摩耗が急進行したりする恐れがあるが、先端角α１は１３５°〜１５０°の範囲内で、先端角α２は１２５°〜１３５°の範囲内であるため、角部の交差角度（外角）は最大でも２５°であり、且つ、その角部には０．０１Ｄより大きく且つ０．４Ｄより小さい半径Ｒの凸円弧形状の接続刃部５８が設けられ、食付き刃部５４と周辺刃部５６とが滑らかに接続されるようになっているため、上記応力集中による欠損や摩耗の急進行等が防止される。
【００３６】
また、ドリル先端の外周部分に設けられる周辺刃部５６の先端角α２は１２５°〜１３５°の範囲内で、ねじれ角βは２０°〜３０°の範囲内で、シンニング１８により形成される軸心付近の切れ刃５２の軸方向すくい角γは−５°〜＋５°の範囲内で、ホーニングによって形成される切れ刃５２の刃先のネガランド１７の幅寸法Ｌは０．０５〜０．１５ｍｍの範囲内であるため、肩部２２の欠けや切れ刃５２の刃欠け、チッピング等が抑制されるとともに所定の切れ味が得られ、長期に亘って優れた加工精度が得られるようになり、リーディングエッジ２０と加工穴との摩擦が軽減されて摩擦熱による加工硬化が抑制される点は、前記低加工硬化超硬ドリル１０と同じである。
【００３７】
ここで、前記食付き刃部５４の先端角α１＝１４０°、周辺刃部５６の先端角α２＝１３０°で、それ等の境界の接続刃部５８の半径Ｒを０．０１Ｄ、０．０２Ｄ、０．１Ｄ、０．２Ｄ、０．３Ｄ、０．４Ｄとした６種類の試験品を用いて、以下の加工条件で穴明け加工を行い、ドリル寿命および加工硬化量を調べたところ、図６に示す結果が得られた。なお、各試験品のねじれ角β＝２５°、シンニング１８の軸方向すくい角γ＝０°、切れ刃５２の刃先のネガランド１７の幅寸法Ｌ＝０．１０ｍｍで、接続刃部５８は径方向の中央部分すなわち軸心Ｏを中心とする径寸法が０．５Ｄ程度付近に設けられている。
（加工条件）
・被削材    ：Ｓ５５Ｃ（炭素鋼）
・穴深さ    ：１１ｍｍ貫通穴
・穴径      ：１３．９ｍｍ
・切削速度  ：７０ｍ／ｍｉｎ
・送り量    ：０．２５ｍｍ／ｒｅｖ
【００３８】
図６から明らかなように、Ｒ＝０．０１Ｄの場合には、円弧形状の接続刃部５８を設けることによる効果が十分に得られず、食付き刃部５４と周辺刃部５６との境界部分に比較的シャープな角部が生じるため、その角部に応力が集中して欠けが生じ易く、１２５０穴で加工不可になった。Ｒ＝０．０２Ｄ、０．１Ｄ、０．２Ｄ、０．３Ｄでは、何れも４０００穴以上の穴明け加工が可能で、加工硬化量も少ない。Ｒ＝０．４Ｄの場合は、摩耗進行時に接触面積が急激に増加し、切削抵抗が大きくなることによりドリルが折損するとともに加工硬化量も大きくなり、２５６６穴で加工不可になった。この結果から、半径Ｒは、０．０１Ｄより大きく且つ０．４Ｄより小さい必要がある。
【００３９】
また、図７は、周辺刃部５６の先端角α２＝１３０°、接続刃部５８の半径Ｒ＝０．１Ｄ、ねじれ角β＝２５°、シンニング１８の軸方向すくい角γ＝０°、切れ刃５２の刃先のネガランド１７の幅寸法Ｌ＝０．１０ｍｍの低加工硬化超硬ドリル５０において、食付き刃部５４の先端角α１を１３５°、１４０°、１４５°、１５０°、１５５°とした５種類の試験品を用いて、以下の加工条件で穴明け加工を行い、加工穴数と穴拡大量との関係を調べた結果である。なお、何れの試験品も、接続刃部５８は径方向の中央部分すなわち軸心Ｏを中心とする径寸法が０．５Ｄ程度付近に設けられている。
（加工条件）
・被削材    ：Ｓ５５Ｃ（炭素鋼）
・穴深さ    ：１１ｍｍ貫通穴
・穴径      ：１３．９ｍｍ
・切削速度  ：７０ｍ／ｍｉｎ
・送り量    ：０．２５ｍｍ／ｒｅｖ
【００４０】
図７において、α１＝１３５°、１４０°、１４５°の場合、１０００穴までの加工では何れも穴拡大量が０．０１５ｍｍ以下で、高い加工精度が得られ、刃欠けによる心振れが殆ど無いと考えられる。α１＝１５０°では、食付き性が悪くなるとともに負荷（スラスト荷重）が大きくなり、摩耗或いは刃欠けなどで求心性が低下し、加工に伴って徐々に穴拡大量が増加しているが、１０００穴までの加工では穴拡大量が０．０２ｍｍ以下で、実用上許容できる範囲である。α１＝１５５°になると、食付き性が悪いとともに負荷（スラスト荷重）が大きく、１０００穴以下の加工初期においても心振れなどで穴拡大量が０．０２ｍｍ以上になり、許容範囲を超えている。
【００４１】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施例を説明する図で、前提となる低加工硬化超硬ドリルを示す図２の(b) に相当する図である。
【図２】本発明の前提となる低加工硬化超硬ドリルの先端部形状を示す図である。
【図３】図２の超硬ドリルにおいてホーニングにより切れ刃に設けられたネガランドを説明する断面図である。
【図４】図２の超硬ドリルを基本とする幾つかの試験品について耐久性および加工硬化量を調べた結果を示す図である。
【図５】図４の「定数／寿命時」の加工硬化量を加工穴数との関係でグラフにした図である。
【図６】図１における接続刃部の半径Ｒを変更した幾つかの試験品を用いて穴明け加工を行い、ドリル寿命および加工硬化量を調べた結果を示す図である。
【図７】図１における食付き刃部の先端角α１を変更した幾つかの試験品を用いて穴明け加工を行い、加工穴数と穴拡大量との関係を調べた結果を示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１４：切り屑排出溝    １７：ネガランド    １８：シンニング    ５０：低加工硬化超硬ドリル    ５２：切れ刃    ５４：食付き刃部    ５６：周辺刃部    ５８：接続刃部
【図１】
0004471894.tif 000002
【図２】
0004471894.tif 000003
【図３】
0004471894.tif 000004
【図４】
0004471894.tif 000005
【図５】
0004471894.tif 000006
【図６】
0004471894.tif 000007
【図７】
0004471894.tif 000008