(57)【要約】【課題】本発明は、高送り加工を行った場合にも、切れ刃の摩耗を防止してドリルの長寿命化を図ることができるドリルを提供することを目的とする。【解決手段】切れ刃５は、曲率半径Ｒ１の凸円弧形状の主切れ刃部５１と、当該主切れ刃部５１に連なり、ドリル１の回転方向Ｔ側において、主切れ刃部５１に対向するシンニング７のドリル中央部側のコーナー部７１とを曲率半径Ｒ２の凸円弧形状に結ぶ中心部切れ刃５２とから構成される。主切れ刃部５１の曲率半径Ｒ１は、ドリル径の０．２５倍以上１倍以下とし、主切れ刃部５１の外周部（外周コーナー）でのドリル１の半径方向のすくい角θは、−１５°〜−５０°であり、シンニングのコーナー部７１の曲率半径Ｒ３は、０．１mm以上ドリル径の０．０５倍以下であるので、切れ刃の耐摩耗性を向上し、切り屑の排出をスムーズにできる。【選択図】図３
2008001412.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線回りに回転されるドリル本体の側面に、当該ドリル本体の先端から基端側に向けて切り屑を排出する溝が形成され、当該溝のドリル回転方向側を向く壁面と前記ドリル本体の先端の逃げ面との交差稜線部に切れ刃が形成され、前記ドリル本体の先端の心厚部にシンニングが施されたドリルにおいて、
前記切れ刃をドリル径の０．２５倍以上、１倍以下の曲率半径の凸円弧形状に形成し、
前記切れ刃の外周部において半径方向でのすくい角が−１５°以上、−６０°以下であり、
前記ドリルの先端部中央側のシンニングのコーナー部を０．１mm以上、ドリル径の０．０５倍以下の曲率半径の円弧形状に形成したことを特徴とするドリル。
【請求項２】
前記ドリルは、前記溝を３本有し、且つ、前記切れ刃を３枚有することを特徴とする請求項１に記載のドリル。
【請求項３】
前記ドリルの先端部には、チゼルエッジが形成されていることを特徴とする請求項２に記載のドリル。
【請求項４】
前記ドリルは、超硬材料により形成されていることを特徴とする請求項１に記載のドリル。
【請求項５】
前記切れ刃と、その切れ刃に対してドリル回転方向側の前記シンニングのコーナー部との間の部分に、直線状の中心部切れ刃を形成したことを特徴とする請求項１に記載のドリル。
【請求項６】
前記切れ刃と、その切れ刃に対してドリル回転方向側の前記シンニングのコーナー部との間の部分に、前記切れ刃の曲率半径より大きい曲率半径の円弧形状の中心部切れ刃を形成したことを特徴とする請求項１に記載のドリル。
【請求項７】
前記切れ刃と、その切れ刃に対してドリル回転方向側の前記シンニングのコーナー部との間の部分を、前記切れ刃から直線形状の第１中心部切れ刃、当該第１中心部切れ刃から円弧形状の第２中心部切れ刃、当該第２中心部切れ刃から前記シンニングのコーナー部と連なるように形成したことを特徴とする請求項１に記載のドリル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドリルに関し、詳細には、一回転当たりの送り量を通常よりも高めた高送りドリルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、直線切れ刃のドリルで、一回転当たりの送り量をドリル径の５％を超える高送り加工をした場合には、切れ刃コーナー部の強度不足の為に切れ刃に欠損等を誘発するため、加工ができなくなる場合があった。また、一回転当たりの送り量がドリル径の２〜３％の一般条件で使用した場合でも、ドリルの切れ刃コーナー部が欠損したり全摩耗状態になり耐久限度に達する場合が多かった。【０００３】
そこで、特許文献１には、切れ刃が欠け難く、切り屑のカール処理も良好にでき、深穴加工、貫通穴加工を安定して行えるドリルが提案されている。このドリルでは、主切れ刃部の中心切れ刃部寄りの部分を直線又は曲率半径の大きな凸円弧にし、外周側は、外周に向かうにつれて曲率半径がドリル径の０．２５倍を下限にして徐々に小さくなる凸形彎曲刃として主切れ刃部の変曲点を無くし、外周部での径方向すくい角θが−１５°〜−５０°の範囲になるようにしている。このような形状の刃部を有するドリルでは、負荷が主切れ刃の全域に分散され、負荷の局部集中が起こらず、刃先欠損が生じ難く、工具の寿命が延びるという効果を奏する。
【特許文献１】特開２００３−２８５２１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載のドリルにおいても、一回転当たりの送り量を通常よりも大きくする高送り加工を行った場合には、切れ刃に損傷を生じる場合があり、また、高送り時に発生する厚みの厚い切り屑を分断させることができないという問題点があった。さらに、チゼルエッジへの切り屑の溶着、蓄積等の問題点もあった。【０００５】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、高送り加工を行った場合にも、切れ刃の摩耗や欠損を防止してドリルの長寿命化を図ることができるドリルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明のドリルは、軸線回りに回転されるドリル本体の側面に、当該ドリル本体の先端から基端側に向けて切り屑を排出する溝が形成され、当該溝のドリル回転方向側を向く壁面と前記ドリル本体の先端の逃げ面との交差稜線部に切れ刃が形成され、前記ドリル本体の先端の心厚部にシンニングが施されたドリルにおいて、前記切れ刃をドリル径の０．２５倍以上、１倍以下の曲率半径の凸円弧形状に形成し、前記切れ刃の外周部において半径方向でのすくい角が−１５°以上、−６０°以下であり、前記ドリルの先端部中央側のシンニングのコーナー部を０．１mm以上、ドリル径の０．０５倍以下の曲率半径の円弧形状に形成したことを特徴とする。【０００７】
また、前記ドリルは、前記溝を３本有し、且つ、前記切れ刃を３枚有していてもよい。【０００８】
また、前記ドリルの先端部には、チゼルエッジが形成されていてもよい。【０００９】
また、前記ドリルは、超硬材料により形成されていてもよい。【００１０】
また、前記ドリルは、前記切れ刃と、その切れ刃に対してドリル回転方向側の前記シンニングのコーナー部との間の部分に、直線状の中心部切れ刃を形成してもよい。【００１１】
また、前記ドリルは、前記切れ刃と、その切れ刃に対してドリル回転方向側の前記シンニングのコーナー部との間の部分に、前記切れ刃の曲率半径より大きい曲率半径の円弧形状の中心部切れ刃を形成してもよい。【００１２】
また、前記ドリルは、前記切れ刃と、その切れ刃に対してドリル回転方向側の前記シンニングのコーナー部との間の部分を、前記切れ刃から直線形状の第１中心部切れ刃、当該第１中心部切れ刃から円弧形状の第２中心部切れ刃、当該第２中心部切れ刃から前記シンニングのコーナー部と連なるように形成してもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のドリルは、切れ刃をドリル径の０．２５倍以上、１倍以下の曲率半径の凸円弧形状に形成し、切れ刃の外周部において半径方向でのすくい角が−１５°以上、−６０°以下であり、前記ドリルの先端部中央側のシンニングのコーナー部を０．１mm以上、ドリル径の０．０５倍以下の曲率半径の円弧形状に形成したので、ドリルの一回転当たりの送り量を通常よりも大きくする高送り加工をした場合にも、切れ刃の外周コーナーの摩耗や欠損が防止できる。また、切り屑の排出が容易に出来るので、ドリルの先端部への切り屑の溶着や蓄積を防止でき、切れ刃の損傷を防ぎ、ドリルの長寿命化を図ることができる。【００１４】
また、本発明を、溝を３本有し、且つ、切れ刃を３枚有する３枚刃のドリルに適用した場合には、上記効果に加えて、穴あけ加工時のドリルのぶれを防止でき、穴あけ加工の精度を向上することができる。【００１５】
また、本発明をチゼルエッジを形成したドリルに適用した場合には、チゼルエッジを形成しないものに比べて、穴あけ加工の開始時に、ドリルの先端部が移動することがなく、穴あけの精度を向上することができる。さらに、チゼルエッジへの切り屑の溶着や蓄積を防止できる。【００１６】
また、本発明のドリルを超硬材料により形成した場合には、ドリルの摩耗をより防止でき、更なるドリルの長寿命化を図ることができる。【００１７】
また、本発明のドリルの切れ刃と、その切れ刃に対してドリル回転方向側の前記シンニングのコーナー部との間の部分に、直線状の中心部切れ刃を形成した場合には、切り屑を収容するチップルームの容量を確保でき、切り屑の排出がスムーズにできる。従って、チゼルエッジへの切り屑の溶着、蓄積も防止できる。【００１８】
また、本発明のドリルの切れ刃と、その切れ刃に対してドリル回転方向側の前記シンニングのコーナー部との間の部分に、前記切れ刃の曲率半径より大きい曲率半径の円弧形状の中心部切れ刃を形成した場合にも、切り屑を収容するチップルームの容量を確保でき、切り屑の排出がスムーズにできる。従って、チゼルエッジへの切り屑の溶着、蓄積も防止できる。【００１９】
また、本発明のドリルの切れ刃と、その切れ刃に対してドリル回転方向側の前記シンニングのコーナー部との間の部分を、前記切れ刃から直線形状の第１中心部切れ刃、当該第１中心部切れ刃から円弧形状の第２中心部切れ刃、当該第２中心部切れ刃から前記シンニングのコーナー部と連なるように形成した場合にも、切り屑を収容するチップルームの容量を確保でき、切り屑の排出がスムーズにできる。従って、チゼルエッジへの切り屑の溶着、蓄積も防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の第１実施の形態であるドリル１を図１乃至図３を参照して説明する。図１は、ドリル１の側面図であり、図２は、ドリル１のボデー３の先端部の拡大図であり、図３は、ドリル１の先端部の正面図である。図１に示すように、本実施の形態のドリル１は、超硬やハイス（高速度工具鋼）等の硬質材料により略円筒形状に形成され、シャンク２と当該シャンク２から延設されたボデー３とを備えている。また、ボデー３には、切り屑を排出するための３条のねじれた溝４が形成され、ボデー３の先端部には、３枚の切れ刃５が設けられている。従って、ドリル１は３枚刃のドリルであり、一回転当たりの送り量を通常よりも大きくする高送り加工に用いる高送り加工用のツイストドリルである。【００２１】
次に、図２及び図３を参照して、ドリル１の先端部の構成について説明する。図２及び図３に示すように、ドリル１の溝４の回転方向Ｔ側を向く内壁面４１と、ドリル１の先端部の逃げ面６との交差稜線部に切れ刃５が各々形成され、逃げ面６のドリル１の回転方向Ｔ側と反対方向側に、心厚を薄くするためのシンニング７が形成されている。このシンニング７のドリル中央部側のコーナー部７１は、所定の曲率半径Ｒ３の円弧形状に形成されている。【００２２】
次に、図３を参照して、切れ刃５の構造について説明する。図３に示すように、切れ刃５は、ドリル１の回転方向Ｔ側に向けて突出した曲率半径Ｒ１の凸円弧形状に形成された主切れ刃部５１と、当該主切れ刃部５１に連なり、且つ、ドリル１の回転方向Ｔ側において、当該主切れ刃部５１に対向するシンニング７のドリル中央部側のコーナー部７１とを曲率半径Ｒ２の凸円弧形状に結ぶ中心部切れ刃５２とから構成されている。また、主切れ刃部５１の外周部コーナーには、マージン５３が所定幅で形成されている。【００２３】
そして、主切れ刃部５１の曲率半径Ｒ１は、一例として、ドリル径（Ｄ）の０．２５倍以上、１倍以下（０．２５Ｄ以上、１Ｄ以下）の曲率半径とし、主切れ刃部５１の外周部（外周コーナー）でのドリル１の半径方向のすくい角θは、−１５°以上、−６０°以下とすることが望ましい。尚、この数値限定の根拠は、後述する第１耐久試験の試験結果に基づくものである。さらに、中心部切れ刃５２の曲率半径Ｒ２は、主切れ刃部５１の曲率半径Ｒ１より大きい方が切り屑の排出を容易にするので望ましい。【００２４】
また、ドリル１の先端部の中心部には、チゼルエッジ８が形成されている。しかしながら、シンニング７のドリル中央部側のコーナー部７１は、曲率半径Ｒ３の円弧形状に形成されているので、切り屑を収容するチップルームの容量を確保でき、切り屑の排出がスムーズにできる。従って、チゼルエッジ８への切り屑の溶着、蓄積等も防止できる。尚、このシンニング７のドリル中央部側のコーナー部７１の曲率半径Ｒ３は、０．１mm以上、ドリル径（Ｄ）の０．０５倍（０．０５Ｄ）以下の曲率半径の円弧形状に形成することが望ましい。尚、この数値限定の根拠は、後述する第２耐久試験の試験結果に基づくものである。【００２５】
次に、図４を参照して、第２実施の形態のドリル１１を説明する。図４は、第２実施の形態であるドリル１１の先端部の正面図である。図４に示す第２実施の形態のドリル１１では、上記第１実施の形態のドリル１と異なる点は、中心部切れ刃５４の形状が直線形状となっている点であり、他の構成は、第１実施の形態のドリル１と同じである。この第２実施の形態のドリル１１では、中心部切れ刃５４の形状が直線形状となっているので、切り屑を収容するチップルームの容量を確保でき、切り屑の排出がスムーズにできる。従って、チゼルエッジ８への切り屑の溶着、蓄積等も防止できる。【００２６】
次に、図５を参照して、第３実施の形態のドリル１２の先端部の構成を説明する。図５は、第３実施の形態であるドリル１２の先端部の正面図である。図５に示す第３実施の形態のドリル１２では、上記第１実施の形態のドリル１と異なる点は、主切れ刃部５１に連なる第１中心部切れ刃５５が直線形状となっており、当該第１中心部切れ刃５５とシンニングのコーナー部７１とを繋ぐ第２中心部切れ刃５６が曲率半径Ｒ４の円弧形状になっている点である。尚、第２中心部切れ刃５６の曲率半径Ｒ４は、主切れ刃部５１の曲率半径Ｒ１より大きい方が切り屑の排出を容易にするので望ましい。この第３実施の形態のドリル１２では、第１中心部切れ刃５５の形状が直線形状となっており、当該第１中心部切れ刃５５とシンニングのコーナー部７１とを繋ぐ第２中心部切れ刃５６が曲率半径Ｒ４の円弧形状になっているので、切り屑を収容するチップルームの容量を確保でき、切り屑の排出がスムーズにできる。従って、チゼルエッジ８への切り屑の溶着、蓄積等も防止できる。【００２７】
次に、上記構成を有する第１実施の形態のドリル１の第１試験例乃至第４試験例及び第１比較例を用いた第１耐久試験の試験結果について、図６乃至図１２を参照して説明する。図６は、第１試験例のドリル１３の先端部の正面図であり、図７は、第２試験例のドリル１４の先端部の正面図であり、図８は、第３試験例のドリル１５の先端部の正面図であり、図９は、第４試験例のドリル１６の先端部の正面図であり、図１０は、第１比較例のドリル１７の先端部の正面図であり、図１１は、第１耐久試験の試験結果を示す表であり、図１２は、第１耐久試験の試験結果を示すグラフである。【００２８】
この第１耐久試験では、切れ刃５の曲率半径を変化させて耐久試験を行った。尚、切れ刃５の曲率半径を変化させたので、切れ刃５の外周部において半径方向でのすくい角θも変化した。図６に示すように、第１試験例のドリル１３は、ドリル径が１０mmの第１実施の形態のドリル１と同様の構成の３枚刃のドリルであり、切れ刃５の曲率半径がドリル径（Ｄ）の０．３倍（０．３Ｄ）の凸円弧形状とし、切れ刃５の外周部において半径方向でのすくい角θが−５０°である。【００２９】
また、図７に示すように、第２試験例のドリル１４は、ドリル径が１０mmの第１実施の形態のドリル１と同様の構成の３枚刃のドリルであり、切れ刃５の曲率半径がドリル径（Ｄ）の０．７倍（０．７Ｄ）の凸円弧形状とし、切れ刃５の外周部において半径方向でのすくい角θが−３０°である。【００３０】
また、図８に示すように、第３試験例のドリル１５は、ドリル径が１０mmの第１実施の形態のドリル１と同様の構成の３枚刃のドリルであり、切れ刃５の曲率半径がドリル径（Ｄ）の０．９倍（０．９Ｄ）の凸円弧形状とし、切れ刃５の外周部において半径方向でのすくい角θが−２０°である。【００３１】
また、図９に示すように、第４試験例のドリル１６は、ドリル径が１０mmの第１実施の形態のドリル１と同様の構成の３枚刃のドリルであり、切れ刃５の曲率半径がドリル径（Ｄ）の１．５倍（１．５Ｄ）の凸円弧形状とし、切れ刃５の外周部において半径方向でのすくい角θが−１３°である。【００３２】
また、図１０に示すように、第１比較例のドリル１７は、ドリル径が１０mmの第１実施の形態と同様の構成の３枚刃のドリルであり、切れ刃５が凹刃であり、切れ刃５の外周部において半径方向でのすくい角θが＋３°である。【００３３】
次に、これらの第１試験例乃至第４試験例と、第１比較例とを用いて行った第１耐久試験の試験結果について説明する。上記の第１試験例乃至第４試験例及び第１比較例のドリルを用いた第１耐久試験は、以下の条件により行った。
ドリル径：１０mm
溝底径：３．５mm（ドリル径の３５％）
被削材：ＦＣＤ６００（鋳物）
使用機械：立型マシニングセンタ
給油方式：センタースルー（図示外のオイルホールが各逃げ面６に設けられている。）
切削油剤：水溶性切削油剤
加工深さ：５０mm（ドリル径の５倍）
切削速度：１００m／min
回転当たり送り量：１mm／rev（ドリル径の１０％）【００３４】
次に、第１耐久試験の試験結果を図１１に示す試験結果の表及び図１２に示すグラフを用いて説明する。この第１耐久試験では、切れ刃５の外周コーナーのＶＢ摩耗幅が、０．２mmに達した時を耐久限界の摩耗とし、それ以下を正常摩耗とし、その耐久限界までに形成した穴の数及び刃欠けを生じた時までに形成した穴の数を比較した。図１１及び図１２に示すように、第１試験例のドリル１３では、３９８５穴の耐久数であり、第２試験例のドリル１４では、３４５０穴の耐久数であり、第３試験例のドリル１５では、２９８５穴の耐久数であり、第４試験例のドリル１６では、１５１１穴で、切れ刃５に刃欠けを生じ耐久限界となった。これに対して、第１比較例のドリル１７では、８５２穴で、切れ刃５に刃欠けを生じ耐久限界となった。【００３５】
上記第１耐久試験の試験結果が示すように、第１比較例のドリル１７では、切れ刃５が凹刃なので、切れ刃５の外周部において半径方向でのすくい角θが＋３°であり、切れ刃５が欠損し易く、耐久数が８５２穴しかなく耐久性に欠ける。これに対して、第４試験例のドリル１６のように、切れ刃５の曲率半径がドリル径（Ｄ）の１．５倍（１．５Ｄ）の凸円弧形状とし、切れ刃５の外周部において半径方向でのすくい角θを−１３°とした場合には、耐久数が１５１１穴となり、第１比較例に比べて、耐久性が向上する。また、第３試験例のドリル１５のように、切れ刃５の曲率半径がドリル径（Ｄ）の０．９倍（０．９Ｄ）の凸円弧形状とし、切れ刃５の外周部において半径方向でのすくい角θを−２０°とした場合には、刃欠けを生じずに耐久数が２９８５穴となり、第１比較例に比べて、耐久性が格段に向上する。また、第２試験例のドリル１４のように、切れ刃５の曲率半径がドリル径（Ｄ）の０．７倍（０．７Ｄ）の凸円弧形状とし、切れ刃５の外周部において半径方向でのすくい角θを−３０°とした場合には、刃欠けを生じずに耐久数が３４５０穴となり、第１比較例に比べて、耐久性が格段に向上する。また、第１試験例のドリル１３のように、切れ刃５の曲率半径がドリル径（Ｄ）の０．３倍（０．３Ｄ）の凸円弧形状とし、切れ刃５の外周部において半径方向でのすくい角θを−５０°とした場合には、刃欠けを生じずに耐久数が３９８５穴となり、第１比較例に比べて、耐久性が格段に向上する。【００３６】
従って、一回転当たりのドリルの送り量をドリル径の１０％とするような高送りを行った場合に、刃欠けを生じずに耐久性を向上するためには、切れ刃５を凸円弧形状とし、その曲率半径がドリル径の１．５倍以上あれば十分と考えられるが、好ましくは、曲率半径がドリル径の１．０倍以上あればよい。また、切れ刃の曲率半径がドリル径の０．３倍でも、良好な耐久性を示すので、切れ刃の曲率半径は、少なくとも、ドリル径の０．２５倍以上あればよいと判断できる。【００３７】
さらに、切れ刃５の外周部において半径方向でのすくい角θは、第４試験例のドリル１６のように、−１３°以上あれば、耐久数が１５１１穴であることから、当該すくい角θは、−１５°以上あれば十分と判断できる。また、当該すくい角θを−５０°とした場合には、刃欠けを生じずに耐久数が３９８５穴となり、第１比較例に比べて、耐久性が格段に向上することから、当該すくい角θは、−６０°までは、望ましいと判断できる。【００３８】
次に、第１実施の形態のドリル１の第５試験例乃至第７試験例及び第２比較例を用いた第２耐久試験の試験結果について、図１３乃至図１８を参照して説明する。図１３は、第５試験例のドリル１８の先端部の正面図であり、図１４は、第６試験例のドリル１９の先端部の正面図であり、図１５は、第７試験例のドリル２０の先端部の正面図であり、図１６は、第２比較例のドリル２１の先端部の正面図であり、図１７は、第２耐久試験の試験結果を示す表であり、図１８は、第２耐久試験の試験結果を示すグラフである。【００３９】
この第２耐久試験では、シンニング７のドリル中央部側のコーナー部７１の曲率半径Ｒ３を変化させて耐久試験を行った。図１３に示すように、第５試験例のドリル１８は、ドリル径が１０mmであり、上述した第１実施の形態と同様の構成の３枚刃のドリルであり、シンニング７のドリル中央部側のコーナー部７１の曲率半径Ｒ３は、０．７５０mm（ドリル径（Ｄ）の７．５％）である。また、図１４に示すように、第６試験例のドリル１９は、ドリル径が１０mmであり、上述した第１実施の形態と同様の構成の３枚刃のドリルであり、シンニング７のドリル中央部側のコーナー部７１の曲率半径Ｒ３は、０．４００mm（ドリル径（Ｄ）の４％）である。また、図１５に示すように、第７試験例のドリル２０は、ドリル径が１０mmであり、上述した第１実施の形態と同様の構成の３枚刃のドリルであり、シンニング７のドリル中央部側のコーナー部７１の曲率半径Ｒ３は、０．１５０mm（ドリル径（Ｄ）の１．５％）である。さらに、図１６に示すように、第２比較例のドリル２１は、ドリル径が１０mmであり、上述した第１実施の形態と同様の構成の３枚刃のドリルであり、シンニング７のドリル中央部側のコーナー部７１の曲率半径Ｒ３は、０．００４mm（ほぼ鋭角）である。【００４０】
次に、これらの第５試験例乃至第７試験例のドリルと、第２比較例のドリルとを用いて行った第２耐久試験の試験結果について説明する。上記の第５試験例乃至第７試験例及び第２比較例のドリルを用いた第２耐久試験は、以下の条件により行った。
ドリル径：１０mm
溝底径：３．５mm（ドリル径の３５％）
被削材：ＦＣＤ６００（鋳物）
使用機械：立型マシニングセンタ
給油方式：センタースルー（図示外のオイルホールが各逃げ面６に設けられている。）
切削油剤：水溶性切削油材
加工深さ：５０mm（ドリル径の５倍）
切削速度：１００m／min
回転当たり送り量：１mm／rev（ドリル径の１０％）【００４１】
次に、第２耐久試験の試験結果を図１７に示す表及び図１８に示すグラフを用いて説明する。この第２耐久試験では、切れ刃５の外周コーナーのＶＢ摩耗幅が、０．２mmに達した時を耐久限界とし、その耐久限界までに形成した穴の数及び切れ刃５に刃欠けを生じた時までに形成した穴の数を比較した。図１７及び図１８に示すように、第５試験例のドリル１８（図１３参照）では、２５３穴で切れ刃５に刃欠けを生じた。また、第６試験例のドリル１９（図１４参照）では、３７００穴の耐久数であり、第７試験例のドリル２０（図１５参照）では、４１００穴の耐久数であり、第２比較例のドリル２１（図１６参照）では、６６７穴で切れ刃５に刃欠けを生じた。【００４２】
上記第２耐久試験の結果が示すように、第２比較例のドリル２１では、シンニング７のドリル中央部側のコーナー部７１の曲率半径Ｒ３は、０．００４mmしかなく、ほぼ鋭角であり、切り屑を貯めるチップルームが殆どない。従って、切り屑の排出がスムーズに出来ず、６６７穴で切れ刃に刃欠けを生じた。これに対して、第７試験例のドリル２０では、シンニング７のドリル中央部側のコーナー部７１の曲率半径Ｒ３は、０．１５０mmであり、チップルームも形成され、切り屑の排出がスムーズに出来るので、４１００穴の耐久数であった。また、第６試験例のドリル１９では、シンニング７のドリル中央部側のコーナー部７１の曲率半径Ｒ３は、０．４００mmであり、チップルームも形成され、切り屑の排出がスムーズに出来るので、３７００穴の耐久数であった。しかしながら、第５試験例のドリル１８では、シンニング７のドリル中央部側のコーナー部７１の曲率半径Ｒ３は、０．７５０mmであるが、２５３穴で切れ刃５に刃欠けを生じた。【００４３】
従って、上記第２耐久試験の試験結果から分かるように、一回転当たりのドリルの送り量をドリル径の１０％とするような高送りを行った場合に、耐久性を向上するためには、シンニング７のドリル中央部側のコーナー部７１の曲率半径Ｒ３は、鋭角ではだめで、大きすぎてもだめなことが判明した。上記第２耐久試験の試験結果からは、少なくとも、０．１mm（ドリル径（Ｄ）の０．０１倍、即ち１％）以上、ドリル径（Ｄ）の０．０５倍（ドリル径（Ｄ）の５％）以下の曲率半径の円弧形状に形成すれば、良いと判断される。更に、好ましくは、０．１５mm（ドリル径（Ｄ）の０．０１５倍、即ち１．５％）以上、ドリル径（Ｄ）の０．０４倍（４％）以下の曲率半径の円弧形状に形成すれば良い。【００４４】
以上説明したように、上記実施の形態のドリルでは、主切れ刃部５１の曲率半径Ｒ１をドリル径（Ｄ）の０．２５倍以上、１倍以下とし、主切れ刃部５１の外周部（外周コーナー）でのドリル１の半径方向のすくい角θを、−１５°以上−６０°とした場合には、一回転当たりのドリルの送り量をドリル径の１０％とするような高送りを行った場合でも、主切れ刃部５１の外周部（外周コーナー）の耐摩耗性を高めることができる。また、シンニングのコーナー部７１の曲率半径Ｒ３を０．１mm以上ドリル径の０．０５倍以下とすれば、チップルームが十分に形成され、切り屑の排出をスムーズにできるので、チゼルエッジへの切り屑の溶着、蓄積等を防止でき、切れ刃の刃欠け等を防止して、ドリルの耐久性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】ドリル１の側面図である。
【図２】ドリル１のボデー３の先端部の拡大図である。
【図３】ドリル１の先端部の正面図である。
【図４】第２実施の形態であるドリル１１の先端部の正面図である。
【図５】第３実施の形態であるドリル１２の先端部の正面図である。
【図６】第１試験例のドリル１３の先端部の正面図である。
【図７】第２試験例のドリル１４の先端部の正面図である。
【図８】第３試験例のドリル１５の先端部の正面図である。
【図９】第４試験例のドリル１６の先端部の正面図である。
【図１０】第１比較例のドリル１７の先端部の正面図である。
【図１１】第１耐久試験の試験結果を示す表である。
【図１２】第１耐久試験の試験結果を示すグラフである。
【図１３】第５試験例のドリル１８の先端部の正面図である。
【図１４】第６試験例のドリル１９の先端部の正面図である。
【図１５】第７試験例のドリル２０の先端部の正面図である。
【図１６】第２比較例のドリル２１の先端部の正面図である。
【図１７】第２耐久試験の試験結果を示す表である。
【図１８】第２耐久試験の試験結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４６】
１  ドリル
２  シャンク
３  ボデー
４  溝
５  切れ刃
６  逃げ面
７  シンニング
８  チゼルエッジ
１１  第２実施の形態のドリル
１２  第３実施の形態のドリル
１３  第１試験例のドリル
１４  第２試験例のドリル
１５  第３試験例のドリル
１６  第４試験例のドリル
１７  第１比較例のドリル
１８  第５試験例のドリル
１９  第６試験例のドリル
２０  第７試験例のドリル
２１  第２比較例のドリル
４１  内壁面
５１  主切れ刃部
５２  中心部切れ刃
５３  マージン
５４  中心部切れ刃
５５  第１中心部切れ刃
５６  第２中心部切れ刃
７１  シンニングのコーナー部
【図１】
2008001412.tif 000003
【図２】
2008001412.tif 000004
【図３】
2008001412.tif 000005
【図４】
2008001412.tif 000006
【図５】
2008001412.tif 000007
【図６】
2008001412.tif 000008
【図７】
2008001412.tif 000009
【図８】
2008001412.tif 000010
【図９】
2008001412.tif 000011
【図１０】
2008001412.tif 000012
【図１１】
2008001412.tif 000013
【図１２】
2008001412.tif 000014
【図１３】
2008001412.tif 000015
【図１４】
2008001412.tif 000016
【図１５】
2008001412.tif 000017
【図１６】
2008001412.tif 000018
【図１７】
2008001412.tif 000019
【図１８】
2008001412.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成19年10月18日(2007.10.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線回りに回転されるドリル本体の側面に、当該ドリル本体の先端から基端側に向けて切り屑を排出する溝が形成され、当該溝のドリル回転方向側を向く壁面と前記ドリル本体の先端の逃げ面との交差稜線部に切れ刃が形成され、前記ドリル本体の先端の心厚部にシンニングが施されたドリルにおいて、
前記切れ刃をドリル径の０．２５倍以上、１倍以下の曲率半径の凸円弧形状に形成し、
前記切れ刃の外周部において半径方向でのすくい角が−１５°以上、−６０°以下であり、
前記ドリルの先端部中央側のシンニングのコーナー部を０．１ｍｍ以上、ドリル径の０．０５倍以下の曲率半径の円弧形状に形成し、
前記ドリルは、前記溝を３本有し、且つ、前記切れ刃を３枚有することを特徴とするドリル。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
前記ドリルの先端部には、チゼルエッジが形成されていることを特徴とする請求項１に記載のドリル。
【請求項４】
前記ドリルは、超硬材料により形成されていることを特徴とする請求項１に記載のドリル。
【請求項５】
前記切れ刃と、その切れ刃に対してドリル回転方向側の前記シンニングのコーナー部との間の部分に、直線状の中心部切れ刃を形成したことを特徴とする請求項１に記載のドリル。
【請求項６】
前記切れ刃と、その切れ刃に対してドリル回転方向側の前記シンニングのコーナー部との間の部分に、前記切れ刃の曲率半径より大きい曲率半径の円弧形状の中心部切れ刃を形成したことを特徴とする請求項１に記載のドリル。
【請求項７】
前記切れ刃と、その切れ刃に対してドリル回転方向側の前記シンニングのコーナー部との間の部分を、前記切れ刃から直線形状の第１中心部切れ刃、当該第１中心部切れ刃から円弧形状の第２中心部切れ刃、当該第２中心部切れ刃から前記シンニングのコーナー部と連なるように形成したことを特徴とする請求項１に記載のドリル。
【手続補正書】
【提出日】平成21年6月23日(2009.6.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線回りに回転されるドリル本体の側面に、当該ドリル本体の先端から基端側に向けて切り屑を排出する溝が形成され、当該溝のドリル回転方向側を向く壁面と前記ドリル本体の先端の逃げ面との交差稜線部に切れ刃が形成され、前記ドリル本体の先端の心厚部にシンニングが施されたドリルにおいて、
前記切れ刃をドリル径の０．２５倍以上、１倍以下の曲率半径の凸円弧形状に形成し、
前記切れ刃の外周部において半径方向でのすくい角が−１５°〜−６０°の範囲内であり、
前記ドリルの先端部中央側のシンニングのコーナー部を０．１mm以上、ドリル径の０．０５倍以下の曲率半径の円弧形状に形成し、
前記ドリルは、前記溝を３本有し、且つ、前記切れ刃を３枚有することを特徴とする請求項１に記載のドリル。
【請求項２】
前記ドリルの先端部には、チゼルエッジが形成されていることを特徴とする請求項１に記載のドリル。
【請求項３】
前記ドリルは、超硬材料により形成されていることを特徴とする請求項１に記載のドリル。
【請求項４】
前記切れ刃と、その切れ刃に対してドリル回転方向側の前記シンニングのコーナー部との間の部分に、直線状の中心部切れ刃を形成したことを特徴とする請求項１に記載のドリル。
【請求項５】
前記切れ刃と、その切れ刃に対してドリル回転方向側の前記シンニングのコーナー部との間の部分に、前記切れ刃の曲率半径より大きい曲率半径の円弧形状の中心部切れ刃を形成したことを特徴とする請求項１に記載のドリル。
【請求項６】
前記切れ刃と、その切れ刃に対してドリル回転方向側の前記シンニングのコーナー部との間の部分を、前記切れ刃から直線形状の第１中心部切れ刃、当該第１中心部切れ刃から円弧形状の第２中心部切れ刃、当該第２中心部切れ刃から前記シンニングのコーナー部と連なるように形成したことを特徴とする請求項１に記載のドリル。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドリルに関し、詳細には、一回転当たりの送り量を通常よりも高めた高送りドリルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、直線切れ刃のドリルで、一回転当たりの送り量をドリル径の５％を超える高送り加工をした場合には、切れ刃コーナー部の強度不足の為に切れ刃に欠損等を誘発するため、加工ができなくなる場合があった。また、一回転当たりの送り量がドリル径の２〜３％の一般条件で使用した場合でも、ドリルの切れ刃コーナー部が欠損したり全摩耗状態になり耐久限度に達する場合が多かった。
【０００３】
そこで、特許文献１には、切れ刃が欠け難く、切り屑のカール処理も良好にでき、深穴加工、貫通穴加工を安定して行えるドリルが提案されている。このドリルでは、主切れ刃部の中心切れ刃部寄りの部分を直線又は曲率半径の大きな凸円弧にし、外周側は、外周に向かうにつれて曲率半径がドリル径の０．２５倍を下限にして徐々に小さくなる凸形彎曲刃として主切れ刃部の変曲点を無くし、外周部での径方向すくい角θが−１５°〜−４０°の範囲になるようにしている。このような形状の刃部を有するドリルでは、負荷が主切れ刃の全域に分散され、負荷の局部集中が起こらず、刃先欠損が生じ難く、工具の寿命が延びるという効果を奏する。
【特許文献１】特開２００３−２８５２１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載のドリルにおいても、一回転当たりの送り量を通常よりも大きくする高送り加工を行った場合には、切れ刃に損傷を生じる場合があり、また、高送り時に発生する厚みの厚い切り屑を分断させることができないという問題点があった。さらに、チゼルエッジへの切り屑の溶着、蓄積等の問題点もあった。
【０００５】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、高送り加工を行った場合にも、切れ刃の摩耗や欠損を防止してドリルの長寿命化を図ることができるドリルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明のドリルは、軸線回りに回転されるドリル本体の側面に、当該ドリル本体の先端から基端側に向けて切り屑を排出する溝が形成され、当該溝のドリル回転方向側を向く壁面と前記ドリル本体の先端の逃げ面との交差稜線部に切れ刃が形成され、前記ドリル本体の先端の心厚部にシンニングが施されたドリルにおいて、前記切れ刃をドリル径の０．２５倍以上、１倍以下の曲率半径の凸円弧形状に形成し、前記切れ刃の外周部において半径方向でのすくい角が−１５°〜−６０°の範囲内であり、前記ドリルの先端部中央側のシンニングのコーナー部を０．１mm以上、ドリル径の０．０５倍以下の曲率半径の円弧形状に形成したことを特徴とする。
【０００７】
また、前記ドリルは、前記溝を３本有し、且つ、前記切れ刃を３枚有していてもよい。
【０００８】
また、前記ドリルの先端部には、チゼルエッジが形成されていてもよい。
【０００９】
また、前記ドリルは、超硬材料により形成されていてもよい。
【００１０】
また、前記ドリルは、前記切れ刃と、その切れ刃に対してドリル回転方向側の前記シンニングのコーナー部との間の部分に、直線状の中心部切れ刃を形成してもよい。
【００１１】
また、前記ドリルは、前記切れ刃と、その切れ刃に対してドリル回転方向側の前記シンニングのコーナー部との間の部分に、前記切れ刃の曲率半径より大きい曲率半径の円弧形状の中心部切れ刃を形成してもよい。
【００１２】
また、前記ドリルは、前記切れ刃と、その切れ刃に対してドリル回転方向側の前記シンニングのコーナー部との間の部分を、前記切れ刃から直線形状の第１中心部切れ刃、当該第１中心部切れ刃から円弧形状の第２中心部切れ刃、当該第２中心部切れ刃から前記シンニングのコーナー部と連なるように形成してもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のドリルは、切れ刃をドリル径の０．２５倍以上、１倍以下の曲率半径の凸円弧形状に形成し、切れ刃の外周部において半径方向でのすくい角が−１５°〜−６０°の範囲内であり、前記ドリルの先端部中央側のシンニングのコーナー部を０．１mm以上、ドリル径の０．０５倍以下の曲率半径の円弧形状に形成したので、ドリルの一回転当たりの送り量を通常よりも大きくする高送り加工をした場合にも、切れ刃の外周コーナーの摩耗や欠損が防止できる。また、切り屑の排出が容易に出来るので、ドリルの先端部への切り屑の溶着や蓄積を防止でき、切れ刃の損傷を防ぎ、ドリルの長寿命化を図ることができる。
【００１４】
また、本発明を、溝を３本有し、且つ、切れ刃を３枚有する３枚刃のドリルに適用した場合には、上記効果に加えて、穴あけ加工時のドリルのぶれを防止でき、穴あけ加工の精度を向上することができる。
【００１５】
また、本発明をチゼルエッジを形成したドリルに適用した場合には、チゼルエッジを形成しないものに比べて、穴あけ加工の開始時に、ドリルの先端部が移動することがなく、穴あけの精度を向上することができる。さらに、チゼルエッジへの切り屑の溶着や蓄積を防止できる。
【００１６】
また、本発明のドリルを超硬材料により形成した場合には、ドリルの摩耗をより防止でき、更なるドリルの長寿命化を図ることができる。
【００１７】
また、本発明のドリルの切れ刃と、その切れ刃に対してドリル回転方向側の前記シンニングのコーナー部との間の部分に、直線状の中心部切れ刃を形成した場合には、切り屑を収容するチップルームの容量を確保でき、切り屑の排出がスムーズにできる。従って、チゼルエッジへの切り屑の溶着、蓄積も防止できる。
【００１８】
また、本発明のドリルの切れ刃と、その切れ刃に対してドリル回転方向側の前記シンニングのコーナー部との間の部分に、前記切れ刃の曲率半径より大きい曲率半径の円弧形状の中心部切れ刃を形成した場合にも、切り屑を収容するチップルームの容量を確保でき、切り屑の排出がスムーズにできる。従って、チゼルエッジへの切り屑の溶着、蓄積も防止できる。
【００１９】
また、本発明のドリルの切れ刃と、その切れ刃に対してドリル回転方向側の前記シンニングのコーナー部との間の部分を、前記切れ刃から直線形状の第１中心部切れ刃、当該第１中心部切れ刃から円弧形状の第２中心部切れ刃、当該第２中心部切れ刃から前記シンニングのコーナー部と連なるように形成した場合にも、切り屑を収容するチップルームの容量を確保でき、切り屑の排出がスムーズにできる。従って、チゼルエッジへの切り屑の溶着、蓄積も防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の第１実施の形態であるドリル１を図１乃至図３を参照して説明する。図１は、ドリル１の側面図であり、図２は、ドリル１のボデー３の先端部の拡大図であり、図３は、ドリル１の先端部の正面図である。図１に示すように、本実施の形態のドリル１は、超硬やハイス（高速度工具鋼）等の硬質材料により略円筒形状に形成され、シャンク２と当該シャンク２から延設されたボデー３とを備えている。また、ボデー３には、切り屑を排出するための３条のねじれた溝４が形成され、ボデー３の先端部には、３枚の切れ刃５が設けられている。従って、ドリル１は３枚刃のドリルであり、一回転当たりの送り量を通常よりも大きくする高送り加工に用いる高送り加工用のツイストドリルである。
【００２１】
次に、図２及び図３を参照して、ドリル１の先端部の構成について説明する。図２及び図３に示すように、ドリル１の溝４の回転方向Ｔ側を向く内壁面４１と、ドリル１の先端部の逃げ面６との交差稜線部に切れ刃５が各々形成され、逃げ面６のドリル１の回転方向Ｔ側と反対方向側に、心厚を薄くするためのシンニング７が形成されている。このシンニング７のドリル中央部側のコーナー部７１は、所定の曲率半径Ｒ３の円弧形状に形成されている。
【００２２】
次に、図３を参照して、切れ刃５の構造について説明する。図３に示すように、切れ刃５は、ドリル１の回転方向Ｔ側に向けて突出した曲率半径Ｒ１の凸円弧形状に形成された主切れ刃部５１と、当該主切れ刃部５１に連なり、且つ、ドリル１の回転方向Ｔ側において、当該主切れ刃部５１に対向するシンニング７のドリル中央部側のコーナー部７１とを曲率半径Ｒ２の凸円弧形状に結ぶ中心部切れ刃５２とから構成されている。また、主切れ刃部５１の外周部コーナーには、マージン５３が所定幅で形成されている。
【００２３】
そして、主切れ刃部５１の曲率半径Ｒ１は、一例として、ドリル径（Ｄ）の０．２５倍以上、１倍以下（０．２５Ｄ以上、１Ｄ以下）の曲率半径とし、主切れ刃部５１の外周部（外周コーナー）でのドリル１の半径方向のすくい角θは、−１５°〜−６０°の範囲内とすることが望ましい。尚、この数値限定の根拠は、後述する第１耐久試験の試験結果に基づくものである。さらに、中心部切れ刃５２の曲率半径Ｒ２は、主切れ刃部５１の曲率半径Ｒ１より大きい方が切り屑の排出を容易にするので望ましい。
【００２４】
また、ドリル１の先端部の中心部には、チゼルエッジ８が形成されている。しかしながら、シンニング７のドリル中央部側のコーナー部７１は、曲率半径Ｒ３の円弧形状に形成されているので、切り屑を収容するチップルームの容量を確保でき、切り屑の排出がスムーズにできる。従って、チゼルエッジ８への切り屑の溶着、蓄積等も防止できる。尚、このシンニング７のドリル中央部側のコーナー部７１の曲率半径Ｒ３は、０．１mm以上、ドリル径（Ｄ）の０．０５倍（０．０５Ｄ）以下の曲率半径の円弧形状に形成することが望ましい。尚、この数値限定の根拠は、後述する第２耐久試験の試験結果に基づくものである。
【００２５】
次に、図４を参照して、第２実施の形態のドリル１１を説明する。図４は、第２実施の形態であるドリル１１の先端部の正面図である。図４に示す第２実施の形態のドリル１１では、上記第１実施の形態のドリル１と異なる点は、中心部切れ刃５４の形状が直線形状となっている点であり、他の構成は、第１実施の形態のドリル１と同じである。この第２実施の形態のドリル１１では、中心部切れ刃５４の形状が直線形状となっているので、切り屑を収容するチップルームの容量を確保でき、切り屑の排出がスムーズにできる。従って、チゼルエッジ８への切り屑の溶着、蓄積等も防止できる。
【００２６】
次に、図５を参照して、第３実施の形態のドリル１２の先端部の構成を説明する。図５は、第３実施の形態であるドリル１２の先端部の正面図である。図５に示す第３実施の形態のドリル１２では、上記第１実施の形態のドリル１と異なる点は、主切れ刃部５１に連なる第１中心部切れ刃５５が直線形状となっており、当該第１中心部切れ刃５５とシンニングのコーナー部７１とを繋ぐ第２中心部切れ刃５６が曲率半径Ｒ４の円弧形状になっている点である。尚、第２中心部切れ刃５６の曲率半径Ｒ４は、主切れ刃部５１の曲率半径Ｒ１より大きい方が切り屑の排出を容易にするので望ましい。この第３実施の形態のドリル１２では、第１中心部切れ刃５５の形状が直線形状となっており、当該第１中心部切れ刃５５とシンニングのコーナー部７１とを繋ぐ第２中心部切れ刃５６が曲率半径Ｒ４の円弧形状になっているので、切り屑を収容するチップルームの容量を確保でき、切り屑の排出がスムーズにできる。従って、チゼルエッジ８への切り屑の溶着、蓄積等も防止できる。
【００２７】
次に、上記構成を有する第１実施の形態のドリル１の第１試験例乃至第４試験例及び第１比較例を用いた第１耐久試験の試験結果について、図６乃至図１２を参照して説明する。図６は、第１試験例のドリル１３の先端部の正面図であり、図７は、第２試験例のドリル１４の先端部の正面図であり、図８は、第３試験例のドリル１５の先端部の正面図であり、図９は、第４試験例のドリル１６の先端部の正面図であり、図１０は、第１比較例のドリル１７の先端部の正面図であり、図１１は、第１耐久試験の試験結果を示す表であり、図１２は、第１耐久試験の試験結果を示すグラフである。
【００２８】
この第１耐久試験では、切れ刃５の曲率半径を変化させて耐久試験を行った。尚、切れ刃５の曲率半径を変化させたので、切れ刃５の外周部において半径方向でのすくい角θも変化した。図６に示すように、第１試験例のドリル１３は、ドリル径が１０mmの第１実施の形態のドリル１と同様の構成の３枚刃のドリルであり、切れ刃５の曲率半径がドリル径（Ｄ）の０．３倍（０．３Ｄ）の凸円弧形状とし、切れ刃５の外周部において半径方向でのすくい角θが−５０°である。
【００２９】
また、図７に示すように、第２試験例のドリル１４は、ドリル径が１０mmの第１実施の形態のドリル１と同様の構成の３枚刃のドリルであり、切れ刃５の曲率半径がドリル径（Ｄ）の０．７倍（０．７Ｄ）の凸円弧形状とし、切れ刃５の外周部において半径方向でのすくい角θが−３０°である。
【００３０】
また、図８に示すように、第３試験例のドリル１５は、ドリル径が１０mmの第１実施の形態のドリル１と同様の構成の３枚刃のドリルであり、切れ刃５の曲率半径がドリル径（Ｄ）の０．９倍（０．９Ｄ）の凸円弧形状とし、切れ刃５の外周部において半径方向でのすくい角θが−２０°である。
【００３１】
また、図９に示すように、第４試験例のドリル１６は、ドリル径が１０mmの第１実施の形態のドリル１と同様の構成の３枚刃のドリルであり、切れ刃５の曲率半径がドリル径（Ｄ）の１．５倍（１．５Ｄ）の凸円弧形状とし、切れ刃５の外周部において半径方向でのすくい角θが−１３°である。
【００３２】
また、図１０に示すように、第１比較例のドリル１７は、ドリル径が１０mmの第１実施の形態と同様の構成の３枚刃のドリルであり、切れ刃５が凹刃であり、切れ刃５の外周部において半径方向でのすくい角θが＋３°である。
【００３３】
次に、これらの第１試験例乃至第４試験例と、第１比較例とを用いて行った第１耐久試験の試験結果について説明する。上記の第１試験例乃至第４試験例及び第１比較例のドリルを用いた第１耐久試験は、以下の条件により行った。
ドリル径：１０mm
溝底径：３．５mm（ドリル径の３５％）
被削材：ＦＣＤ６００（鋳物）
使用機械：立型マシニングセンタ
給油方式：センタースルー（図示外のオイルホールが各逃げ面６に設けられている。）
切削油剤：水溶性切削油剤
加工深さ：５０mm（ドリル径の５倍）
切削速度：１００m／min
回転当たり送り量：１mm／rev（ドリル径の１０％）
【００３４】
次に、第１耐久試験の試験結果を図１１に示す試験結果の表及び図１２に示すグラフを用いて説明する。この第１耐久試験では、切れ刃５の外周コーナーのＶＢ摩耗幅が、０．２mmに達した時を耐久限界の摩耗とし、それ以下を正常摩耗とし、その耐久限界までに形成した穴の数及び刃欠けを生じた時までに形成した穴の数を比較した。図１１及び図１２に示すように、第１試験例のドリル１３では、３９８５穴の耐久数であり、第２試験例のドリル１４では、３４５０穴の耐久数であり、第３試験例のドリル１５では、２９８５穴の耐久数であり、第４試験例のドリル１６では、１５１１穴で、切れ刃５に刃欠けを生じ耐久限界となった。これに対して、第１比較例のドリル１７では、８５２穴で、切れ刃５に刃欠けを生じ耐久限界となった。
【００３５】
上記第１耐久試験の試験結果が示すように、第１比較例のドリル１７では、切れ刃５が凹刃なので、切れ刃５の外周部において半径方向でのすくい角θが＋３°であり、切れ刃５が欠損し易く、耐久数が８５２穴しかなく耐久性に欠ける。これに対して、第４試験例のドリル１６のように、切れ刃５の曲率半径がドリル径（Ｄ）の１．５倍（１．５Ｄ）の凸円弧形状とし、切れ刃５の外周部において半径方向でのすくい角θを−１３°とした場合には、耐久数が１５１１穴となり、第１比較例に比べて、耐久性が向上する。また、第３試験例のドリル１５のように、切れ刃５の曲率半径がドリル径（Ｄ）の０．９倍（０．９Ｄ）の凸円弧形状とし、切れ刃５の外周部において半径方向でのすくい角θを−２０°とした場合には、刃欠けを生じずに耐久数が２９８５穴となり、第１比較例に比べて、耐久性が格段に向上する。また、第２試験例のドリル１４のように、切れ刃５の曲率半径がドリル径（Ｄ）の０．７倍（０．７Ｄ）の凸円弧形状とし、切れ刃５の外周部において半径方向でのすくい角θを−３０°とした場合には、刃欠けを生じずに耐久数が３４５０穴となり、第１比較例に比べて、耐久性が格段に向上する。また、第１試験例のドリル１３のように、切れ刃５の曲率半径がドリル径（Ｄ）の０．３倍（０．３Ｄ）の凸円弧形状とし、切れ刃５の外周部において半径方向でのすくい角θを−５０°とした場合には、刃欠けを生じずに耐久数が３９８５穴となり、第１比較例に比べて、耐久性が格段に向上する。
【００３６】
従って、一回転当たりのドリルの送り量をドリル径の１０％とするような高送りを行った場合に、刃欠けを生じずに耐久性を向上するためには、切れ刃５を凸円弧形状とし、その曲率半径がドリル径の１．５倍以下あれば十分と考えられるが、好ましくは、曲率半径がドリル径の１．０倍以下であればよい。また、切れ刃の曲率半径がドリル径の０．３倍でも、良好な耐久性を示すので、切れ刃の曲率半径は、少なくとも、ドリル径の０．２５倍以上あればよいと判断できる。
【００３７】
さらに、切れ刃５の外周部において半径方向でのすくい角θは、第４試験例のドリル１６のように、−１３°であれば、耐久数が１５１１穴であることから、当該すくい角θは、−１５°以下であれば十分と判断できる。また、当該すくい角θを−５０°とした場合には、刃欠けを生じずに耐久数が３９８５穴となり、第１比較例に比べて、耐久性が格段に向上することから、当該すくい角θは、−６０°までは、望ましいと判断できる。
【００３８】
次に、第１実施の形態のドリル１の第５試験例乃至第７試験例及び第２比較例を用いた第２耐久試験の試験結果について、図１３乃至図１８を参照して説明する。図１３は、第５試験例のドリル１８の先端部の正面図であり、図１４は、第６試験例のドリル１９の先端部の正面図であり、図１５は、第７試験例のドリル２０の先端部の正面図であり、図１６は、第２比較例のドリル２１の先端部の正面図であり、図１７は、第２耐久試験の試験結果を示す表であり、図１８は、第２耐久試験の試験結果を示すグラフである。
【００３９】
この第２耐久試験では、シンニング７のドリル中央部側のコーナー部７１の曲率半径Ｒ３を変化させて耐久試験を行った。図１３に示すように、第５試験例のドリル１８は、ドリル径が１０mmであり、上述した第１実施の形態と同様の構成の３枚刃のドリルであり、シンニング７のドリル中央部側のコーナー部７１の曲率半径Ｒ３は、０．７５０mm（ドリル径（Ｄ）の７．５％）である。また、図１４に示すように、第６試験例のドリル１９は、ドリル径が１０mmであり、上述した第１実施の形態と同様の構成の３枚刃のドリルであり、シンニング７のドリル中央部側のコーナー部７１の曲率半径Ｒ３は、０．４００mm（ドリル径（Ｄ）の４％）である。また、図１５に示すように、第７試験例のドリル２０は、ドリル径が１０mmであり、上述した第１実施の形態と同様の構成の３枚刃のドリルであり、シンニング７のドリル中央部側のコーナー部７１の曲率半径Ｒ３は、０．１５０mm（ドリル径（Ｄ）の１．５％）である。さらに、図１６に示すように、第２比較例のドリル２１は、ドリル径が１０mmであり、上述した第１実施の形態と同様の構成の３枚刃のドリルであり、シンニング７のドリル中央部側のコーナー部７１の曲率半径Ｒ３は、０．００４mm（ほぼ鋭角）である。
【００４０】
次に、これらの第５試験例乃至第７試験例のドリルと、第２比較例のドリルとを用いて行った第２耐久試験の試験結果について説明する。上記の第５試験例乃至第７試験例及び第２比較例のドリルを用いた第２耐久試験は、以下の条件により行った。
ドリル径：１０mm
溝底径：３．５mm（ドリル径の３５％）
被削材：ＦＣＤ６００（鋳物）
使用機械：立型マシニングセンタ
給油方式：センタースルー（図示外のオイルホールが各逃げ面６に設けられている。）
切削油剤：水溶性切削油材
加工深さ：５０mm（ドリル径の５倍）
切削速度：１００m／min
回転当たり送り量：１mm／rev（ドリル径の１０％）
【００４１】
次に、第２耐久試験の試験結果を図１７に示す表及び図１８に示すグラフを用いて説明する。この第２耐久試験では、切れ刃５の外周コーナーのＶＢ摩耗幅が、０．２mmに達した時を耐久限界とし、その耐久限界までに形成した穴の数及び切れ刃５に刃欠けを生じた時までに形成した穴の数を比較した。図１７及び図１８に示すように、第５試験例のドリル１８（図１３参照）では、２５３穴で切れ刃５に刃欠けを生じた。また、第６試験例のドリル１９（図１４参照）では、３７００穴の耐久数であり、第７試験例のドリル２０（図１５参照）では、４１００穴の耐久数であり、第２比較例のドリル２１（図１６参照）では、６６７穴で切れ刃５に刃欠けを生じた。
【００４２】
上記第２耐久試験の結果が示すように、第２比較例のドリル２１では、シンニング７のドリル中央部側のコーナー部７１の曲率半径Ｒ３は、０．００４mmしかなく、ほぼ鋭角であり、切り屑を貯めるチップルームが殆どない。従って、切り屑の排出がスムーズに出来ず、６６７穴で切れ刃に刃欠けを生じた。これに対して、第７試験例のドリル２０では、シンニング７のドリル中央部側のコーナー部７１の曲率半径Ｒ３は、０．１５０mmであり、チップルームも形成され、切り屑の排出がスムーズに出来るので、４１００穴の耐久数であった。また、第６試験例のドリル１９では、シンニング７のドリル中央部側のコーナー部７１の曲率半径Ｒ３は、０．４００mmであり、チップルームも形成され、切り屑の排出がスムーズに出来るので、３７００穴の耐久数であった。しかしながら、第５試験例のドリル１８では、シンニング７のドリル中央部側のコーナー部７１の曲率半径Ｒ３は、０．７５０mmであるが、２５３穴で切れ刃５に刃欠けを生じた。
【００４３】
従って、上記第２耐久試験の試験結果から分かるように、一回転当たりのドリルの送り量をドリル径の１０％とするような高送りを行った場合に、耐久性を向上するためには、シンニング７のドリル中央部側のコーナー部７１の曲率半径Ｒ３は、鋭角ではだめで、大きすぎてもだめなことが判明した。上記第２耐久試験の試験結果からは、少なくとも、０．１mm（ドリル径（Ｄ）の０．０１倍、即ち１％）以上、ドリル径（Ｄ）の０．０５倍（ドリル径（Ｄ）の５％）以下の曲率半径の円弧形状に形成すれば、良いと判断される。更に、好ましくは、０．１５mm（ドリル径（Ｄ）の０．０１５倍、即ち１．５％）以上、ドリル径（Ｄ）の０．０４倍（４％）以下の曲率半径の円弧形状に形成すれば良い。
【００４４】
以上説明したように、上記実施の形態のドリルでは、主切れ刃部５１の曲率半径Ｒ１をドリル径（Ｄ）の０．２５倍以上、１倍以下とし、主切れ刃部５１の外周部（外周コーナー）でのドリル１の半径方向のすくい角θを、−１５°〜−６０°の範囲内とした場合には、一回転当たりのドリルの送り量をドリル径の１０％とするような高送りを行った場合でも、主切れ刃部５１の外周部（外周コーナー）の耐摩耗性を高めることができる。また、シンニングのコーナー部７１の曲率半径Ｒ３を０．１mm以上ドリル径の０．０５倍以下とすれば、チップルームが十分に形成され、切り屑の排出をスムーズにできるので、チゼルエッジへの切り屑の溶着、蓄積等を防止でき、切れ刃の刃欠け等を防止して、ドリルの耐久性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】ドリル１の側面図である。
【図２】ドリル１のボデー３の先端部の拡大図である。
【図３】ドリル１の先端部の正面図である。
【図４】第２実施の形態であるドリル１１の先端部の正面図である。
【図５】第３実施の形態であるドリル１２の先端部の正面図である。
【図６】第１試験例のドリル１３の先端部の正面図である。
【図７】第２試験例のドリル１４の先端部の正面図である。
【図８】第３試験例のドリル１５の先端部の正面図である。
【図９】第４試験例のドリル１６の先端部の正面図である。
【図１０】第１比較例のドリル１７の先端部の正面図である。
【図１１】第１耐久試験の試験結果を示す表である。
【図１２】第１耐久試験の試験結果を示すグラフである。
【図１３】第５試験例のドリル１８の先端部の正面図である。
【図１４】第６試験例のドリル１９の先端部の正面図である。
【図１５】第７試験例のドリル２０の先端部の正面図である。
【図１６】第２比較例のドリル２１の先端部の正面図である。
【図１７】第２耐久試験の試験結果を示す表である。
【図１８】第２耐久試験の試験結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４６】
１  ドリル
２  シャンク
３  ボデー
４  溝
５  切れ刃
６  逃げ面
７  シンニング
８  チゼルエッジ
１１  第２実施の形態のドリル
１２  第３実施の形態のドリル
１３  第１試験例のドリル
１４  第２試験例のドリル
１５  第３試験例のドリル
１６  第４試験例のドリル
１７  第１比較例のドリル
１８  第５試験例のドリル
１９  第６試験例のドリル
２０  第７試験例のドリル
２１  第２比較例のドリル
４１  内壁面
５１  主切れ刃部
５２  中心部切れ刃
５３  マージン
５４  中心部切れ刃
５５  第１中心部切れ刃
５６  第２中心部切れ刃
７１  シンニングのコーナー部
【国際調査報告】
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2008001412.tif 000022
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