(57)【要約】【課題】高いドリル本体剛性と良好な切り屑排出性をバランスさせることでドリル先端部の溝部心厚Ｗ１付近での切り屑詰まりによる折損を防止し、安定した深穴明け加工を可能とした超硬合金製ツイストドリルを提供。【解決手段】ドリル先端部の溝部心厚Ｗ１はドリル直径Ｄの25％〜40％とし、溝切れ上がり部 4の溝部心厚Ｗ３をドリル直径Ｄの23％以上とし、ドリル先端部から溝切れ上がり部 4までの 1/3の位置まで溝部心厚Ｗを凹曲線状WCに急激に減少させ、  ドリル先端部から溝切れ上がり部 4までの 1/3の位置の溝部心厚Ｗ２を、    Ｗ２≒Ｗ１−〔（Ｗ１−溝切れ上がり部の溝部心厚Ｗ３）×1/2 〕とし、かつ前記 1/3の位置での溝部心厚Ｗ２から溝切れ上がり部 4の溝部心厚Ｗ３まで心厚テーパの勾配が減少したほぼ直線状SLにしたものである。【選択図】図１
2009066701.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドリル本体の先端部に２枚の切れ刃と、各切れ刃間に配置された１対のドリルねじれ刃溝と、ドリルねじれ刃溝に沿ってドリル先端面に開口する１対の油穴とを有し、油穴から微量のミスト又は水溶性切削油剤を吐出しながらドリル直径の７倍以上の穴明けが可能な超硬合金製ツイストドリルにおいて、ドリル先端部の溝部心厚Ｗ１はドリル直径の25％〜40％とし、溝切れ上がり部の溝部心厚Ｗ３をドリル直径の23％以上とし、ドリル先端部から溝部心厚Ｗを凹曲線状に急激に減少させ、ドリル先端部から溝切れ上がり部までの 1/3の位置での溝部心厚Ｗ２を、
Ｗ２＝Ｗ１−〔（Ｗ１−溝切れ上がり部の溝部心厚Ｗ３）×1/2 〕
とし、かつ前記 1/3の位置での溝部心厚Ｗ２から溝切れ上がり部の溝部心厚Ｗ３まで心厚テーパの勾配が減少したほぼ直線状にしたことを特徴とする超硬合金製ツイストドリル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドリル本体の先端部に２枚の切れ刃と、各切れ刃間に配置された１対のドリルねじれ刃溝と、ドリルねじれ刃溝に沿ってドリル先端面に開口する１対の油穴とを有し、油穴から微量のミスト又は水溶性切削油剤を吐出しながらドリル直径の７倍以上の穴明けが可能な超硬合金製ツイストドリルに関する。
【背景技術】
【０００２】
ドリル直径の７倍以上の深穴明け加工に使用されるドリルは、溝長が長くなるためドリル本体の剛性が低下し、また切り屑はドリルねじれ刃溝に沿って排出されるので、穴深さが増すにつれ切り屑排出は困難になり折損に至る。従来、かかるドリル直径の７倍以上の深穴明け加工に使用されるドリルとして、特許文献１では深穴明け加工における切り屑排出性を向上させるため、ドリル先端部の溝部心厚Ｗ１を溝切れ上がり部の溝部心厚Ｗ３に向けてほぼ直線状に心厚テーパの勾配を減少させたものを提案し、特許文献２では図２に示すような溝部心厚Ｗがそれぞれほぼ一定のドリル先端部側の第１心厚部Ｗａと溝切れ上がり部側の第２心厚部Ｗｂとを備え、第１心厚部Ｗａの溝部心厚Ｗ１を第２心厚部Ｗｂの溝部心厚Ｗ３より大としたものを提案する。
【特許文献１】実開昭５２−８６８８４号公報
【特許文献２】特開２００２−３０１６１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１では、ドリル先端部の溝部心厚Ｗ１を溝切れ上がり部の溝部心厚Ｗ３に向けてほぼ直線状に心厚テーパの勾配を減少させているが、ドリル先端部の溝部心厚Ｗ１付近で穴深さが増すにつれ切り屑排出は困難になった。また特許文献２においても、ドリル先端部側の第１心厚部の溝部心厚Ｗがほぼ一定であるので、ドリル先端部の第１心厚部付近で穴深さが増すにつれ切り屑排出は困難になった。
【０００４】
本発明の課題は、ドリル本体の先端部に２枚の切れ刃と、各切れ刃間に配置された１対のドリルねじれ刃溝と、ドリルねじれ刃溝に沿ってドリル先端面に開口する１対の油穴とを有し、油穴から微量のミスト又は水溶性切削油剤を吐出しながらドリル直径の７倍以上の穴明けが可能な超硬合金製ツイストドリルにおいて、従来技術のかかる課題を解決した、高いドリル本体剛性と良好な切り屑排出性をバランスさせることでドリル先端部の溝部心厚Ｗ１付近での切り屑詰まりによる折損を防止し、安定した深穴明け加工を可能とした超硬合金製ツイストドリルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このため本発明によると、ドリル本体の先端部に２枚の切れ刃と、各切れ刃間に配置された１対のドリルねじれ刃溝と、ドリルねじれ刃溝に沿ってドリル先端面に開口する１対の油穴とを有し、油穴から微量のミスト又は水溶性切削油剤を吐出しながらドリル直径の７倍以上の穴明けが可能な超硬合金製ツイストドリルにおいて、ドリル先端部の溝部心厚Ｗ１はドリル直径の25％〜40％とし、溝切れ上がり部の溝部心厚Ｗ３をドリル直径の23％以上とし、ドリル先端部から溝切れ上がり部までの 1/3の位置まで溝部心厚Ｗを凹曲線状に急激に減少させ、
ドリル先端部から溝切れ上がり部までの 1/3の位置の溝部心厚Ｗ２を、
Ｗ２≒Ｗ１−〔（Ｗ１−溝切れ上がり部の溝部心厚Ｗ３）×1/2 〕
とし、かつ前記 1/3の位置での溝部心厚Ｗ２から溝切れ上がり部の溝部心厚Ｗ３まで心厚テーパの勾配が減少したほぼ直線状にしたことを特徴とする超硬合金製ツイストドリルを提供することにより上記課題を解決した。
【発明の効果】
【０００６】
かかる構成により、本発明では、ドリル先端部の溝部心厚Ｗ１はドリル直径の25％〜40％とし、溝切れ上がり部の溝部心厚Ｗ３をドリル直径の23％以上とし、ドリル先端部から溝切れ上がり部までの 1/3の位置まで溝部心厚Ｗを凹曲線状に急激に減少させ、かつ前記 1/3の位置での溝部心厚Ｗ２から溝切れ上がり部の溝部心厚Ｗ３まで心厚テーパの勾配が減少したほぼ直線状にしたので、ドリル先端部から溝切れ上がり部までの 1/3の位置まで溝部心厚Ｗを凹曲線状に急激に減少させることによりドリル先端部の溝部心厚Ｗ１付近での切り屑の流れをよくし切り屑詰まりによる折損を防止し、前記 1/3の位置での溝部心厚Ｗ２から溝切れ上がり部の溝部心厚Ｗ３まで心厚テーパの勾配が減少したほぼ直線状にしかつドリル先端部の溝部心厚Ｗ１はドリル直径の25％〜40％とし溝切れ上がり部の溝部心厚Ｗ３をドリル直径の23％以上とすることで、高いドリル本体剛性と良好な切り屑排出性をバランスさせ安定した深穴明け加工を可能とした超硬合金製ツイストドリル提供するものとなった。ドリル先端部の溝部心厚Ｗ１はドリル直径の25％未満ではドリル本体剛性の低下による折損の原因となり、40％を越えると切り屑詰まりの原因となる。又、溝切れ上がり部の溝部心厚Ｗ３がドリル直径の23％未満ではドリル本体剛性の低下による折損や穴曲がりの原因となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は本発明を実施するための最良の形態の一例の超硬合金製ツイストドリルを示し、（ａ）は概略横断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ方向からみたドリル先端部の平面図、（ｃ）は（ａ）のドリルの溝部心厚Ｗの構成を示す要部切断面図である。図２は特許文献２に開示する従来品の超硬合金製ツイストドリルを示し、（ａ）は概略横断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ方向からみたドリル先端部の平面図、（ｃ）は（ａ）のドリルの溝部心厚Ｗの構成を示す要部切断面図である。
【０００８】
図１に示すように、本発明の実施形態の超硬合金製ツイストドリルは、ドリル本体の先端部に２枚の切れ刃 2、2と、切れ刃 2、2間に配置された刃溝ねじれ角θを有する１対のドリルねじれ刃溝 3、3と、ドリルねじれ刃溝 3、3に沿ってドリル先端面に開口する１対の油穴 5、5とを有し、油穴 5、5から図示しない微量のミスト又は水溶性切削油剤を吐出しながらドリル直径の７倍以上の穴明けが可能な超硬合金製ツイストドリルにおいて、ドリル先端部の溝部心厚Ｗ１はドリル直径Ｄの25％〜40％とし、溝切れ上がり部 4の溝部心厚Ｗ３をドリル直径Ｄの23％以上とし、ドリル先端部から溝切れ上がり部 4までの 1/3の位置まで溝部心厚Ｗを凹曲線状WCに急激に減少させ、
ドリル先端部から溝切れ上がり部 4までの 1/3の位置の溝部心厚Ｗ２を、
Ｗ２≒Ｗ１−〔（Ｗ１−溝切れ上がり部の溝部心厚Ｗ３）×1/2 〕
とし、かつ前記 1/3の位置での溝部心厚Ｗ２から溝切れ上がり部 4の溝部心厚Ｗ３まで心厚テーパの勾配が減少したほぼ直線状SLにしたものである。 6はガイドランドである。
【実施例１】
【０００９】
本発明の実施例１として、図１に示す発明品である、ドリル直径Ｄ 5mm、溝長 150mm、全長 200mm、シャンク径Ｄｓ 5mmの超硬合金製ツイストドリルで、ドリル先端部の溝部心厚Ｗ１をドリル直径Ｄの33％の1.65mm、溝切れ上がり部 4の溝部心厚Ｗ３をドリル直径Ｄの23％の1.15mm、ドリル先端部から溝切れ上がり部 4までの 1/3の位置の溝部心厚Ｗ２を、  Ｗ２≒Ｗ１−〔（Ｗ１−Ｗ３）×1/2 〕≒(1.65mm −1.15mm）×1/2 ≒ 1.4mm
（ドリル直径Ｄの28％）とし、ドリル先端部から溝切れ上がり部 4までの 1/3の位置まで溝部心厚Ｗを凹曲線状WCに急激に減少させ、かつ前記 1/3の位置での溝部心厚Ｗ２から溝切れ上がり部 4の溝部心厚Ｗ３まで心厚テーパの勾配が減少したほぼ直線状SLにした発明品と、図２に示す（説明の便宜上溝部心厚Ｗを強調して示す）特許文献２に開示する従来品である、ドリル直径Ｄ 5mm、溝長 150mm、全長 200mm、シャンク径Ｄｓ 5mmの超硬合金製ツイストドリルで、溝部心厚Ｗがそれぞれほぼ一定のドリル先端部側の第１心厚部Ｗａの溝部心厚Ｗ１をドリル直径Ｄの33％の1.65mm、溝切れ上がり部側の第２心厚部Ｗｂの溝部心厚Ｗ３をドリル直径Ｄの30％の 1.5mmとした従来品と、について、被削材を炭素鋼Ｓ５０Ｃとし、穴あけ深さ： 130mmの穴あけを、切削速度70m/min 、送り速度 600mm/min（10mm/sec）で、油穴から微量のミストを吐出しながら比較切削試験を行った。
【００１０】
発明品の比較切削試験結果を図３に示す。本発明品（発明品）は、１穴目から５穴目まで、それぞれ、送り速度 600mm/min（10mm/sec）で13秒間の深さ 130mmの穴あけ切削において、安定した通常の主軸負荷電圧波形を示した。これに対し、図４に示す図２に示す特許文献２に開示する従来品（従来品）では、送り速度 600mm/min（10mm/sec）で10秒間以上の、穴あけ深さ 100mm以上の穴あけ切削において、通常の主軸負荷電圧に対して50％以上の主軸負荷電圧波形、即ち経験的にドリル折損の前兆となる主軸負荷電圧波形、をそれぞれ示し、切り屑詰まりによる主軸負荷電圧値の上昇が見られた。
【実施例２】
【００１１】
本発明の実施例２として、実施例１と同じ図１に示す本発明品（発明品）と、図２に示す従来品（従来品）の超硬合金製ツイストドリルで、それぞれ実施例１と同じ被削材：炭素鋼Ｓ５０Ｃ、穴あけ深さを 130mmの穴あけを、切削速度70m/min 、送り速度 600mm/min（10mm/sec）で、油穴から微量のミストを吐出しながら、それぞれドリル折損に至るまでの穴あけ個数を調査した。穴あけ個数調査の結果を図５に示す。
図５に示すように、従来品（従来品）はわずか６穴でドリル折損となったのに対し、本発明品（発明品）は 400穴以上の穴あけができ（ 400穴で中止）、極めて良好な結果を示した。
【００１２】
本発明の実施形態の超硬ツイストドリルは、ドリル先端部の溝部心厚Ｗ１はドリル直径の25％〜40％とし、溝切れ上がり部の溝部心厚Ｗ３をドリル直径の23％以上とし、ドリル先端部から溝切れ上がり部までの 1/3の位置まで溝部心厚Ｗを凹曲線状に急激に減少させ、かつ前記 1/3の位置での溝部心厚Ｗ２から溝切れ上がり部の溝部心厚Ｗ３まで心厚テーパの勾配が減少したほぼ直線状にしたので、ドリル先端部から溝切れ上がり部までの 1/3の位置まで溝部心厚Ｗを凹曲線状に急激に減少させることによりドリル先端部の溝部心厚Ｗ１付近での切り屑の流れをよくし切り屑詰まりによる折損を防止し、前記 1/3の位置での溝部心厚Ｗ２から溝切れ上がり部の溝部心厚Ｗ３まで心厚テーパの勾配が減少したほぼ直線状にしかつドリル先端部の溝部心厚Ｗ１はドリル直径の25％〜40％とし溝切れ上がり部の溝部心厚Ｗ３をドリル直径の23％以上とすることで、高いドリル本体剛性と良好な切り屑排出性をバランスさせ安定した深穴明け加工を可能とした超硬合金製ツイストドリル提供するものとなった。ドリル先端部の溝部心厚Ｗ１はドリル直径の25％未満ではドリル本体剛性の低下による折損の原因となり、40％を越えると切り屑詰まりの原因となる。又、溝切れ上がり部の溝部心厚Ｗ３をドリル直径の23％未満ではドリル本体剛性の低下による折損や穴曲がりの原因となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明を実施するための最良の形態の一例の超硬合金製ツイストドリルを示し、（ａ）は概略横断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ方向からみたドリル先端部の平面図、（ｃ）は（ａ）のドリルの溝部心厚Ｗの構成を示す要部切断面図である。
【図２】特許文献２に開示する従来品の超硬合金製ツイストドリルを示し、（ａ）は概略横断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ方向からみたドリル先端部の平面図、（ｃ）は（ａ）のドリルの溝部心厚Ｗの構成を示す要部切断面図である。
【図３】実施例１の発明品の比較切削試験結果を示す、穴あけ切削と主軸負荷電圧との関係を示すグラフ。
【図４】実施例１の特許文献２に開示する従来品の比較切削試験結果を示す、穴あけ切削と主軸負荷電圧との関係を示すグラフ。
【図５】実施例２の本発明品と従来品穴あけ個数調査の結果を示すグラフ。
【符号の説明】
【００１４】
２：切れ刃、３：ドリルねじれ刃溝、４：溝切れ上がり、５：油穴
Ｄ：ドリル直径、Ｗ１：ドリル先端部の溝部心厚
Ｗ２：ドリル先端部から溝切れ上がり部までの 1/3の位置の溝部心厚
Ｗ３：溝切れ上がり部の溝部心厚
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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