(57)【要約】【課題】アルミニウム合金鋳物の鋳抜き穴仕上を下穴が偏心している場合も下穴にならい穴位置が不良となることがなく、加工中にびびりが発生することがなく、かつリーマでの加工より長寿命で、高精度に加工できる３溝ドリルを提供。【解決手段】チゼル 1と、チゼル 1から外方に延びる３個の２次切れ刃 3と、各２次切れ刃 3からリーディングエッジ 2まで延びる１次切れ刃 4と、３個のねじれ溝 5とを有しするアルミ合金等を加工する高速度工具鋼製（超硬合金製でもよい）３溝ドリルにおいて、先端角αを 180°〜 190°（中凹）に先研ぎされる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チゼルと、チゼルから外方に延びる３個の、シンニングによって形成された、２次切れ刃と、各２次切れ刃からリーディングエッジまで延びる１次切れ刃と、３個のねじれ溝とを有するアルミ合金等を加工する超硬合金または高速度工具鋼製３溝ドリルにおいて、先端角を 180°〜 190°としたことを特徴とする３溝ドリル。
【請求項２】
前記２次切れ刃の長さがドリル直径の 0.1倍乃至 0.2倍であり、前記２次切れ刃を形成するシンニング溝底の曲率半径Ｒをドリル直径の0.04倍乃至 0.1倍としたことを特徴とする請求項１記載の３溝ドリル。
【請求項３】
前記１次切れ刃は前記２次切れ刃に続く凹部と、前記凹部に続く中心角 180°毎の位置でほぼ直線状にリーディングエッジまで延びる直線部とを有することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の３溝ドリル。
【請求項４】
前記直線部に続くドリル径の 0.1倍乃至 0.2倍の長さのドリル回転方向でみて後退する後退部を有することを特徴とする請求項３記載の３溝ドリル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、アルミ鋳物の鋳抜き穴仕上用の３溝ドリルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アルミニウム合金鋳物の鋳抜き穴仕上は、リーマにて加工していた。アルミニウム合金等の軟質材の穴あけ加工では、特許文献１に開示する、高精度の穴あけ用として３溝ドリルが知られている。
【特許文献１】特開平５−３０１１０８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、従来のアルミニウム合金鋳物の鋳抜き穴仕上をリーマで加工すると、下穴が偏心している場合、下穴にならい穴位置が不良となる、又、加工中にびびりが発生するという課題があり、かつ寿命が短かかった。特許文献１においては３枚刃ドリルを用い、アルミニウム合金等の高靱性軟質材を高精度に穿孔加工できると開示する。しかし、特許文献１のものでは、実施例として、図面上でみて約 140°の先端角を有する実施例が記載されている。特許文献１のものは、後述するように、先端角が 180°以下であり、下穴にならってしまい穴位置が不良となり、アルミニウム合金鋳物の鋳抜き穴仕上を高精度には穿孔加工できない。なお、段落〔００１３〕に、「上述の実施例では、穿孔用ドリルとして、チゼル部にシンニングによる２次切刃を形成したが、下穴に対して穴径を拡大する穴拡大用ドリルであれば、２次切刃を形成する必要はなく、また、その場合には先端面を円錐面ではなく平坦面としてもよい。」と記載されているが、「上述の実施例」では、図面上でみて約 140°の先端角を有するが、この先端角の変更とそれに基づく効果については開示されていないので、「先端面を円錐面ではなく平坦面としてもよい。」とは、２次切刃を形成する必要がないから、中心部は切刃を形成せず、平坦面でもよいとの趣旨であることは明らかである。
【０００４】
本発明の課題は、前述した課題に鑑みて、リーマでの加工及び従来の特許文献１の３枚刃ドリルに比べ、アルミニウム合金鋳物の鋳抜き穴仕上を下穴が偏心している場合でも下穴にならい穴位置が不良となることがなく、加工中にびびりが発生することがなく、かつリーマでの加工より長寿命で、高精度に加工できる３溝ドリルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このため本発明は、チゼルと、チゼルから外方に延びる３個の、シンニングによって形成された、２次切れ刃と、各２次切れ刃からリーディングエッジまで延びる１次切れ刃と、３個のねじれ溝とを有しするアルミ合金等を加工する超硬合金または高速度工具鋼製３溝ドリルにおいて、先端角を 180°〜 190°（中凹）としたことを特徴とする３溝ドリルによって上述の本発明の課題を解決した。
【発明の効果】
【０００６】
本発明では、先端角を 180°〜 190°（中凹）としたので、アルミニウム合金鋳物の鋳抜き穴加工において、喰い付き時に外周側よりあたるため、たとえ下穴が偏心していようともそれにならうことがなく精度よく加工でき、穴位置が不良となることがなく、加工中にびびりが発生することがなく、さらに３溝でガイド性が高く高精度な穴加工が可能であり、かつリーマでの加工より長寿命な３溝ドリルを提供するものとなった。
【０００７】
アルミニウム合金鋳物の鋳抜き穴仕上だけの場合は、シンニングはなくても良いが、鋳抜き穴は穴底をむくから加工する場合もあり、好ましくは２次切れ刃の長さがドリル直径の 0.1倍乃至 0.2倍であり、前記２次切れ刃を形成するシンニング溝底の曲率半径Ｒをドリル直径の0.04倍乃至 0.1倍としたシンニングを施工すると、むくの穴加工も可能となる。より好ましくは、１次切れ刃は２次切れ刃に続く凹部と、凹部に続く中心角 180°毎の位置でほぼ直線状にリーディングエッジまで延びる直線部とを有することにより、より高精度な穴加工ができる。さらに直線部に続くドリル径の 0.1倍乃至 0.2倍の長さのドリル回転方向でみて後退する後退部を有することにより、さらに高精度な穴加工ができる。
【０００８】
本発明において、先端角を 180°〜 190°としたのは、先端角が 180°以下では、下穴にならってしまい穴位置が不良となり、先端角が 190°以上ではコーナ部の強度が低下してチッピングを生じてしまうからである。
又、２次切れ刃の長さがドリル直径の 0.1倍未満では２次切れ刃の効果がなく、２次切れ刃の長さがドリル直径の 0.2倍を越えると２次切れ刃より生ずる切屑の量が増大し、切屑ずまりが発生するため、２次切れ刃の長さをドリル直径の 0.1倍乃至 0.2倍に限定した。２次切れ刃を形成するシンニング溝底の曲率半径Ｒがドリル直径の0.04倍未満では切屑の流れが悪く、切屑ずまりを生じ、曲率半径Ｒがドリル直径の 0.1倍を越えるとチゼルエッジの長さが長くなり、シンニングの効果が小さくなるため、２次切れ刃を形成するシンニング溝底の曲率半径Ｒをドリル直径の0.04倍乃至 0.1倍に限定した。さらに直線部に続く後退部の長さは、ドリル径の 0.1倍未満では加工精度を上げる効果がなく、ドリル径の 0.2倍を越えると切削効率が悪くなるので、直線部に続く後退部の長さをドリル径の 0.1倍乃至 0.2倍に限定した。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の実施の形態の一例を、図面に基づいて説明する。図１は本発明のドリルの側面図、図２は図１のＡ方向からみた正面拡大図でシンニングの詳細を示す。
本発明の実施の形態である３溝ドリルは、チゼル 1と、チゼル 1から外方に延びる３個の、シンニング 8によって形成された、２次切れ刃 3と、各２次切れ刃 3からリーディングエッジ 2まで延びる１次切れ刃 4と、３個のねじれ溝 5とを有するアルミ合金等を加工する高速度工具鋼製又は超硬合金製３溝ドリルにおいて、先端角αを 180°〜 190°（中凹）に先研ぎされる。7 は逃げ面である。
【００１０】
かかる先端角αを 180°〜 190°にした３溝ドリルにより、アルミニウム合金鋳物の鋳抜き穴加工において、喰い付き時に外周側よりあたるため、たとえ下穴が偏心していようともそれにならうことがなく精度よく加工でき、加工中にびびりが発生することがなく、さらに３溝でガイド性が高く高精度な穴加工が可能であり、かつリーマでの加工より長寿命な３溝ドリルを提供するものとなった。
【００１１】
アルミニウム合金鋳物の鋳抜き穴仕上だけの場合は、シンニングはなくても良いが、鋳抜き穴は穴底をむくから加工する場合もあり、本発明の実施の形態である３溝ドリルでは、２次切れ刃 3の長さをドリル直径ｄの 0.1倍乃至 0.2倍とし、２次切れ刃 3を形成するシンニング溝底 6の曲率半径Ｒを、ドリル直径ｄの0.04倍乃至 0.1倍と短くしたシンニング 8を施工すると、むくの穴加工も可能となり高精度な穴加工ができる。
さらに１次切れ刃 4は２次切れ刃 3に続く凹部41と、凹部41に続く中心角 180°毎の位置でほぼ直線状にリーディングエッジまで延びる直線部42とを有することによりより高精度な穴加工ができる。さらに直線部42に続くドリル径の 0.1倍乃至 0.2倍の長さのドリル回転方向でみて後退する後退部43を有することによりさらに高精度な穴加工ができる。
【実施例１】
【００１２】
本発明の実施の形態の図１、図２に示す形状の超硬合金製３溝ドリルを製作した。ドリル直径ｄ：8.5mm 、ねじれ角β：30°、先端角α： 180°、シンニング 7付きでありダイヤモンドライク（ＤＬＣ）コーティングを施した。シンニング 7形状は溝底 6の曲率半径Ｒ：0.5mm （ドリル直径ｄの0.06倍）、２次切れ刃 3長さ： 1.2mm（ドリル直径ｄの0.14倍）とした。本超硬合金製３溝ドリルを用いＡＤＣ１２を加工した。加工条件は、切削速度： 200 m／min(7500m -1) 、送り量：0.51mm／rev(3820mm／min)であった。図３に実施例１で実験で加工した穴の加工概略図を示す。加工穴径ａ：φ8.5mm 、下穴径ｂ：φ5.5mm 、下穴偏心量ｃ：1 mm、下穴深さｅ：30mmに対し、穴深さｆ40mmを加工した。比較品として、先端角 150°の３溝ドリルと、先端角 140°の２枚刃ドリルとを用いて同条件にて加工した。
【００１３】
結果を図４に示す。図４は、仕上穴の位置ずれ量、穴曲がり量を記したものである。図４によれば、加工後の、先端角 150°と 140°の各３溝ドリルでは位置ずれ量が 0.2mmと 0.6mmであったが、本発明のドリルでは位置ずれ量が0.05mmとなり良好な結果を得た。
【実施例２】
【００１４】
さらに先端角 180°、シンニング形状を従来形状の溝底の曲率半径Ｒ：0.2mm （ドリル直径ｄの0.02倍）、第２切れ刃長さ 3mm（ドリル直径ｄの0.35倍）としたドリルでも加工を行った。このドリルでは、10穴にてシンニング部に切屑がつまり折損したが、本発明品のドリルでは 100穴連続加工してもシンニング部に切屑のつまりはみられなかった。
【００１５】
なお、本実施例においては、コーティングをダイヤモンドライク（ＤＬＣ）コーティングとしたがコーティングはダイヤモンド等アルミ合金加工に適したコーティングであればよいことはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のドリルの側面図を示す。
【図２】図１のＡ方向からみた正面拡大図でシンニングの詳細を示す。
【図３】実施例１で実験で加工した穴の加工概略図を示す。
【図４】実施例１の実験結果を示す表。
【符号の説明】
【００１７】
１：チゼル、２：リーディングエッジ、３：２次切れ刃、４：１次切れ刃、
５：ねじれ溝、６：シンニング溝底、８：シンニング、41：１次切れ刃の凹部、
42：１次切れ刃の直線部、43：１次切れ刃の後退部、α：先端角、ｄ：ドリル直径
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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