(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイプ状をなすシャンクの先端には超硬合金チップが取付けられ、該超硬合金チップの先端にはダイヤモンド焼結体チップが取付けられ、該ダイヤモンド焼結体チップに外切刃および内切刃が形成されるようにしたダイヤモンド焼結体付きガンドリルにおいて、
外切刃の長さおよび内切刃の長さがこれら外切刃と内切刃の長さを合わせた切刃長さの３０％以上かつ７０％以下の範囲にそれぞれ設定され、これら外切刃及び内切刃から延びるすくい面が平坦面で形成され、前記外切刃または前記内切刃のいずれか一方に角度形の切刃ホーニングが付設されることを特徴とするダイヤモンド焼結体付きガンドリル。
【請求項２】
前記切刃ホーニングは、すくい面に対するホーニング角度が５〜４５゜にあり、すくい面視のホーニング幅が０．０３〜０．３ｍｍにあることを特徴とする請求項１に記載のダイヤモンド焼結体付きガンドリル。
【請求項３】
前記切刃ホーニングの面粗さＲｚが０．５〜２．０μｍであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のダイヤモンド焼結体付きガンドリル。
【請求項４】
パイプ状をなすシャンクの先端には、超硬合金チップが取付けられ、該超硬合金チップの先端にはダイヤモンド焼結体チップが取付けられ、該ダイヤモンド焼結体チップに外切刃および内切刃が形成されるようにしたダイヤモンド焼結体付きガンドリルにおいて、
外切刃の長さおよび内切刃の長さがこれら外切刃と内切刃の長さを合わせた切刃長さの３０％以上かつ７０％以下の範囲にそれぞれ設定され、前記外切刃または前記内切刃のいずれか一方に角度形の切刃ホーニングが付設され、他方がシャープエッジに仕上げられ、該切刃ホーニングのすくい面に対するホーニング角度が５〜４５゜にあり、すくい面視のホーニング幅が０．０３〜０．３ｍｍにあり、該切刃ホーニングの面粗さＲｚが０．５〜２．０μｍであることを特徴とするダイヤモンド焼結体付きガンドリル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はダイヤモンド焼結体付きガンドリルに関し、特にシリコンを多く含むアルミニウム合金のガンドリル加工における切屑排出性の改善に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シリコン含有量の多いアルミニウム合金は、軽量かつ機械的強度が高いので自動車部品などに使用されるが、切削加工に関しては、硬質粒子であるシリコンが含有されているために工具摩耗を早めることになり、工具寿命を縮めるという問題が生じる。深穴加工の分野でいえば、このようなアルミニウム合金の加工には従来より超硬合金ガンドリルが使われているが、工具寿命に満足できない場合は、ダイヤモンド焼結体を切刃としたガンドリルが使われる。
【０００３】
ダイヤモンド焼結体付きガンドリルは、超硬合金ガンドリルの切刃をダイヤモンド焼結体チップにそのまま置き換えしたものであって、基本的に切刃はシャープエッジに仕上げられ、さらに、被削材との滑りをよくするために面粗さＲｚが０．２μｍ程度以下となるようにすくい面を鏡面仕上げすることが多い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
超硬合金ガンドリルによってアルミニウム合金のような軽金属を加工する場合、超硬合金は被削材との親和性が高いために、構成刃先が切刃近傍のすくい面上に生成されやすい。構成刃先が生成されると、実質的にすくい角が正角となり、切屑はカール半径が小さくなる変形作用を受けて短く分断される。
【０００５】
一方、耐摩耗改善のためにダイヤモンド焼結体付きガンドリルとした場合は、切刃をシャープエッジに仕上げることにより切れ味が保たれるように、従来はすくい面を積極的に鏡面仕上げとして溶着を防ぐようにしているわけである。これはダイヤモンド焼結体がもともともつ切屑溶着しにくい性質を生かすことでもあって、当然構成刃先は生成されない。このため切屑は、すくい面上を工具軸方向に延びるように流出するようになり、前記超硬合金ガンドリルによる切屑に比較しカール半径の大きな切屑となる。
【０００６】
カール半径の大きな切屑であっても切削油圧を上げられる場合は切屑排出の問題はないが、従来通りの切削油圧のままで加工する場合は、切削液による強制排出がなされず、加工穴の奥で切屑詰りが発生するという問題が起きる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の如き課題に鑑みなされたもので、パイプ状をなすシャンクの先端には超硬合金チップが取付けられ、該超硬合金チップの先端にはダイヤモンド焼結体チップが取付けられ、該ダイヤモンド焼結体チップに外切刃および内切刃が形成されるようにしたダイヤモンド焼結体付きガンドリルにおいて、外切刃の長さおよび内切刃の長さがこれら外切刃と内切刃の長さを合わせた切刃長さの３０％以上かつ７０％以下の範囲にそれぞれ設定され、これら外切刃及び内切刃から延びるすくい面が平坦面で形成され、前記外切刃または前記内切刃のいずれか一方に角度形の切刃ホーニングが付設されることを特徴とする。特に好ましくは、パイプ状をなすシャンクの先端には、超硬合金チップが取付けられ、該超硬合金チップの先端にはダイヤモンド焼結体チップが取付けられ、該ダイヤモンド焼結体チップに外切刃および内切刃が形成されるようにしたダイヤモンド焼結体付きガンドリルにおいて、外切刃の長さおよび内切刃の長さがこれら外切刃と内切刃の長さを合わせた切刃長さの３０％以上かつ７０％以下の範囲にそれぞれ設定され、前記外切刃または前記内切刃のいずれか一方に角度形の切刃ホーニングが付設され、該切刃ホーニングのすくい面に対するホーニング角度が５〜４５゜にあり、すくい面視のホーニング幅が０．０３〜０．３ｍｍにあり、該切刃ホーニングの面粗さＲｚが０．５〜２．０μｍであることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の一実施形態について、図を参照しながら説明する。
【０００９】
図１および図２は本発明ダイヤモンド焼結体付きガンドリルを示し、機械の主軸に把持されるドライバ１の一端にパイプ状をなすシャンク２が一体に固定されている。シャンク２の先端には超硬合金チップ３が接合され、該超硬合金チップ３の先端には切り欠き段部が設けられてダイヤモンド焼結体チップ４が鑞付け固定されている。シャンク２は工具軸沿いにＶ溝５の配設された異形パイプであり、このＶ溝５はダイヤモンド焼結体チップ４の先端まで連通している。
【００１０】
ダイヤモンド焼結体チップ４には外切刃６ａおよび内切刃６ｂからなる切刃６が形成されている。ドライバ１の後端からは、シャンク２を通り超硬合金チップ３の先端で開口する油穴が貫通していて、切刃６により生成された切屑は、油穴の先端から高圧噴射される切削液とともにＶ溝５を流路として加工穴の外へと強制排出される。
【００１１】
本発明において、ダイヤモンド焼結体チップ４には切刃６の長さの３０〜１００％に角度形の切刃ホーニングを施すことを特徴とする。この一実施形態は外切刃６ａと内切刃６ｂの両方に切刃ホーニング７を付設したもので、つまり全切刃長に亘る切刃ホーニングの例である。そして、切刃ホーニング７の面粗さＲｚは０．５〜２．０μｍに研削される。また、切刃ホーニング７の形状は、図３のＡ−Ａ線断面図に示すように、すくい面に対するホーニング角度αが５〜４５゜にあり、すくい面視のホーニング幅ｗが０．０３〜０．３ｍｍにあるようにする。
【００１２】
ホーニング角度αの負角作用によりカール半径の小さな切屑が生成されるようになり、切屑は短く分断される。切屑がホーニング面上を滑りにくくなることによるカール変形の促進を目的として、切刃ホーニング７の面粗さＲｚを０．５μｍより粗くする。しかしながら、切刃ホーニング７の面粗さＲｚが２．０μｍを超えるようになると、切れ味低下や切刃６の微少チッピングを招くことになる。ホーニング角度αは、被削材の延性に従って５〜４５゜の範囲で適宜選択される。ホーニング角度αが４５゜を超えることも切れ味低下の問題があって推奨されない。ホーニング幅ｗに関しては、本発明者の実用試験の結果より得られたものであって、後に詳述する。
【００１３】
切刃６の３０％以上に角度形の切刃ホーニングを付設することの他の２つの実施形態が図４ならびに図５に示されている。図４は外切刃６ａのみに、図５は内切刃６ｂのみに切刃ホーニング７を付設した例である。通常、アペックスポイント８は、ガンドリルの外切刃６ａと内切刃６ｂの切削力の均衡を図ることから、ガンドリル半径の１／２のところに設けられる。アウター角とインナー角とが異なる場合には、切刃６の長さでみるとアペックスポイント８の位置は厳密には１／２でなくなるが大差なく、外切刃６ａのみの場合も、内切刃６ｂのみの場合も、ともに切刃６の３０％以上の切刃ホーニングをもつということを満足している。また、特殊な例でもアペックスポイント８は、アウターコーナ９よりガンドリル半径の１／３のところより外周側に設定されることがないので、外切刃６ａに付設された切刃ホーニングは切刃６の３０％以上の長さをもつことになる。
【００１４】
以上のように、切刃６の少なくとも３０％に切刃ホーニングを施すことにより、当該部分で起きる切屑カール作用が切刃ホーニングの付設されていない部分にまで影響して、切屑全体としてカールするようになり、切屑はその表面に生じる亀裂から細かく分断するようになる。なお、上記３つの実施形態は外切刃６ａおよび／または内切刃６ｂに切刃ホーニングを付設したものであるが、切刃６の中間部にのみ付設されたものであっても構わない。
次に切刃ホーニングの範囲およびホーニング幅ｗに関する実験結果を紹介する。使用した工具は直径１０．５ｍｍのダイヤモンド焼結体付きガンドリルで、図４のように外切刃６ａにのみ切刃ホーニングを施し、その長さがアウターコーナ９より切刃６の６０％または３５％の位置に正確にあるようにアペックスポイント８を設定した２種類のガンドリルを用意した。被削材はアルミニウム合金で、他の切削条件は以下の通りである。
切削速度  １３０ｍ／ｍｉｎ
穴深さ    １３５ｍｍ
切削油圧  ５ＭＰａ
ホーニング角度α  ２０゜
【００１５】
【表１】
0003909783.tif 000002
【００１６】
切刃ホーニングの施されていないシャープエッジのガンドリル（表１の▲１▼）による切屑は、すくい面と接する側の表面に光沢をもつ比較的大きな扇状の切屑が生成されており、加工途中で切屑詰まりが発生した。このときの切屑１０の生成状態は図６のようであると考えられる。
外切刃６ａが切刃６の６０％にあって切刃ホーニングの付設されたガンドリル（表１の▲２▼と▲３▼）は、送りによって切屑形状の良否判定が分かれた。良好のものは、針状に細分化された切屑となって流出し、切屑詰まりなどの問題もなく排出され、所定の穴深さまで加工することができた。このときの切屑１０の生成状態は図７のようであると考えられる。
しかしながら、表１の▲２▼の一部は送りの高い条件で切刃ホーニングの効果が現れず、切屑不良という結果となった。これは、送りに比較してホーニング幅ｗが小さすぎる場合は、ホーニングの負角作用が全体には及ばないということである。これより、本発明者は、ホーニング幅ｗが送りの６０％以上あることが必要であるという結論を得た。したがって、好適するホーニング幅ｗは実用される送りから逆算でき、その大きさが０．０３〜０．３ｍｍというわけである。
【００１７】
ホーニング幅ｗが送りの６０％以上あっても、外切刃６ａが切刃６の３５％でしかないもの（表１の▲４▼）は、針状の切屑のほかに、針状の切屑が分断しきれずに繋がって幅広となった切屑とが入り混じった状態であった。この切屑は、切屑排出上の問題は特に起きなかったものの、良否の境界的様相を呈したものであるといえる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明超高圧焼結体付きガンドリルは、切刃の３０％以上かつ７０％以下の範囲の長さにそれぞれ設定された、外切刃または内切刃のいずれか一方に付設した角度形の切刃ホーニングの負角作用により、切屑全体が小さな半径でカールして短く分断するようになり、従来の超硬合金ガンドリルと同等の切削油圧のままで、切屑詰まりを起こすことなく深穴加工ができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明ダイヤモンド焼結体付きガンドリルの一実施形態を示す正面図である。
【図２】図１のガンドリル先端部の拡大図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態を示すガンドリル先端部の拡大図である。
【図５】本発明の他の実施形態を示すガンドリル先端部の拡大図である。
【図６】従来のダイヤモンド焼結体付きガンドリルによる切屑生成状態の図である。
【図７】本発明ダイヤモンド焼結体付きガンドリルによる切屑生成状態の図である。
【符号の説明】
３    超硬合金チップ
４    ダイヤモンド焼結体チップ
６    切刃
６ａ    外切刃
６ｂ    内切刃
７    切刃ホーニング
α    ホーニング角度
ｗ    ホーニング幅
【図１】
0003909783.tif 000003
【図２】
0003909783.tif 000004
【図３】
0003909783.tif 000005
【図４】
0003909783.tif 000006
【図５】
0003909783.tif 000007
【図６】
0003909783.tif 000008
【図７】
0003909783.tif 000009