(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ストレートもしくはねじれた切屑排出溝を有する段付きドリルにおいて、小径部副切れ刃及び大径部副切れ刃と平行で、小径部と大径部間にある段部切れ刃の内端よりもドリル中心側に入り込んだ位置にブレーカ壁を備え、小径部副切れ刃の一部と段部切れ刃と大径部副切れ刃を切屑排出溝の副切れ刃に沿う側の溝面からドリルの回転方向後方に段落ちさせる溝を設け、
この溝の側面が前記ブレーカ壁として構成されていることを特徴とする段付きドリル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、金属に段付き穴を明けたり、穴明けと同時に穴縁の面取りを行う場合に用いる段付きドリルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ドリル径が途中から太くなっている段付きドリルにおいては、図６に示すように小径部１と大径部２の間にある段部切れ刃４からも切屑が生成される。その段部切れ刃部から流出する切屑は、一般に幅が狭く、また、主切れ刃３から流出する切屑と違って内側と外側の流出速度差が小さくてその速度差による歪もあまり加わらないため、非常に折れ難い。
【０００３】
にも拘らず、通常の段付きドリルは、図６のように、切屑排出溝５の溝面を段部切れ刃のすくい面９として併用する位置に段部切れ刃４を形成しており、段部切れ刃部から流出する切屑に対してブレーキング歪を与える機能が無い。このため、段部切れ刃部で生成された切屑が折れずに長く伸び出し、工具にからみつくことがある。
【０００４】
そこで、この問題の解決策として、実開平４−９７６０６号は、大径部の外周切れ刃部（本願で云う段部切れ刃部）にブレーカ溝を設けることを提案している。また、特開平４−２７５８１３号は、段部切れ刃と平行なブレーカ溝を切屑排出溝の長手方向に定ピッチで複数設け、段部切れ刃の再研削後も初期のブレーカと同様のチップブレーカが再現される技術を提案している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
実開平４−９７６０６号公報のドリルの大径部外周切れ刃部に付されているブレーカ溝は、溝と称している点から考えると、すくい面を単に掘り下げたものであろうと思われる。しかし、このような単純なブレーカ溝では、切屑がすくい面から浮き上り易いアルミニウムやアルミニウム合金等の軟質金属であったり、薄いもの或いはより細いものであったりするとブレーカ溝を乗り越えてしまい、ブレーカ溝がブレーカとして機能しないことがある。
また、切屑は段部切れ刃と小径部とが交わるコーナ部からも発生するので、そのコーナ部に切屑が滞留して切屑詰まりが発生する問題があった。
【０００６】
特開平４−２７５８１３号公報のドリルも同様であり、これ等の従来技術では工具に対する切屑からみつきの問題が充分に解消されない。
【０００７】
そこで、この発明は、段部切れ刃によって生成される切屑がすくい面から浮き易いものであっても確実に分断処理されるようにすることを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明においては、小径部副切れ刃及び大径部副切れ刃と平行で、小径部と大径部間にある段部切れ刃の内端よりもドリル中心側に入り込んだ位置にブレーカ壁を備え、小径部副切れ刃の一部と段部切れ刃と大径部副切れ刃を切屑排出溝の副切れ刃に沿う側の溝面からドリルの回転方向後方に段落ちさせる溝を設け、この溝の側面が前記ブレーカ壁として構成されるようにしたのである。
【０００９】
【作用】
この発明のドリルは、段部切れ刃を切屑排出溝の溝面よりも低い位置に置くことによって切屑の排出性を悪化させずにすくい面上にブレーカ溝ではなく、ブレーカ突起を生じさせたものである。
【００１０】
ブレーカ溝の場合、段部切れ刃と切屑排出溝との間に段差が生じないため、すくい面から浮き易い切屑はブレーカ溝を乗り越えてしまうが、段部切れ刃で生成された切屑の流出先にブレーカ壁が立ち塞がっていれば、切屑はそのブレーカ壁に衝突し、確実にカールして分断される。また、同様の効果を、切屑排出溝内にブレーカ突起を設ける方法で生じさせると、ブレーカ突起が障害となって切屑の円滑な排出が妨げられるのに対し、この発明では、ブレーカ壁が切屑排出溝の溝面よりも下がった位置にあり、溝面の平坦さが保たれるため、切屑の良好な排出性も維持される。
また、ブレーカ壁が小径部の長手途中から大径部の位置に連なって設けられているので、段部切れ刃と小径部とが交わるコーナ部から発生した切屑も良好に分断処理される効果もある。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１及び図２に、この発明の段付きドリルの実施形態を示す。このドリルは、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、シャンク１６の先端に大径部２と小径部１を順に連ねて小径部１の先端に主切れ刃３、チゼル刃６（図１（ｃ）参照）及びチゼル刃の幅を狭めるシンニング溝７を設け、さらに、小径部１と大径部２の境界部に段部切れ刃４を設けている。５は１８０°対称位置に設けた切屑排出溝、８は主切れ刃すくい面、９は段部切れ刃すくい面、１０は小径部副切れ刃、１１は大径部副切れ刃、１２は小径部マージン、１３は大径部マージン、１４は小径部１の直径と同径の小径部丸ランド、１５は大径部２の直径と同径の大径部丸ランドである。
【００１２】
切屑排出溝５は、図示のストレート溝であるとランド部外周の二番取り（逃げの加工）がし易く、ドリルの振れ止めに有効な丸ランド１４、１５も簡単に付与できるが、ねじれ溝を設けるツイストドリルにもこの発明は有効である。
【００１３】
主切れ刃すくい面８は、切屑排出溝５の溝面で、また、小径部副切れ刃１０は、切屑排出溝５の溝面と二番取りをしていない小径部マージン１２との交差稜で各々形成されている。
【００１４】
以上の構成は、従来の段付きドリルと同じである。即ち、この発明では、小径部副切れ刃１０の終端側の一部と、段部切れ刃４、その切れ刃の外端に連なる大径部副切れ刃１１の位置を、図２の（ｂ）及び（ｃ）に示すように、切屑排出溝５の副切れ刃側溝面よりも低くする溝を切屑排出溝５内に設けて段部切れ刃４の近傍に段部切れ刃すくい面９の位置から切屑排出溝５に向けて立ち上るブレーカ壁１７を生じさせており、この点が従来の段付きドリルと異なる。すくい面９はこの発明で追設した溝の溝底面で、また、ブレーカ壁１７は同溝の側面で構成されている。
【００１５】
ブレーカ壁１７は、小径部副切れ刃１０及び大径部副切れ刃１１と平行にして小径部副切れ刃１０の長手途中（終端近く）から大径部副切れ刃１１の終端近くまで伸ばしてある。このようにしておくと、段部切れ刃及びブレーカ壁再生のための再研削を通常の段付きドリルと同じ方法で行え、特別の設備を必要としない。また、段部切れ刃４の内端側で生じた切屑も良好に処理される。
【００１６】
大径部マージン１３と交差する大径部副切れ刃のすくい面は、再研削により段部切れ刃すくい面に変わっていく。従って、ここでは段部切れ刃すくい面と大径部副切れ刃すくい面を区別することを避けた。
【００１７】
なお、ブレーカ壁１７は、図２（ｃ）のように、すくい面９に対してθの角度をもつ角度面のほか、図３のような曲面であってもよい。角度面の場合、θの値は９０°〜４５°程度が適当である。また、段部切れ刃４及び大径部副切れ刃１１の切屑排出溝溝面との段差Ｓ（図２（ｃ）及び図３参照）は０．７mm程度、すくい面９の幅Ｗは段部切れ刃４の内端４ａ（図２（ａ）又は（ｃ）参照）から１mm程度内側に入り込む値が適当である。θ、Ｓが過度に大きい場合、或いはＷが小さ過ぎる場合には切屑が若干詰まり気味になり、逆にθ、Ｓが小さ過ぎる場合やＷが大き過ぎる場合には切屑が伸び気味になる。さらに、図４に示すように、すくい面９を刃先角が鋭くなる方向に傾けてもよい。
【００１８】
このように構成したこの発明の段付きドリルは、図２の（ａ）、（ｂ）に示すように、段部切れ刃４によってすくい取られた切屑１８がブレーカ壁１７に突き当ってカールし、細かく分断される。
【００１９】
図５に、図１に示すこの発明のドリルと図６の従来ドリル（チップブレーカ無し）の段部切れ刃による切屑形状を比較して示す。
【００２０】
比較テストは、小径部１の直径１７．５mm、大径部２の直径１９mm（径差は片側で０．７５mm）のドリルを用いて行った。発明品のドリルは図２（ｃ）の段差Ｓを０．７mmとし、Ｗとθについては、その数値を図５に示すように変えたものを用いた。
【００２１】
被削材は、アルミニウム合金（ＡＣ４Ｃ−Ｔ６）とし、ドリル回転数１９００ｒｐｍ（外周切削速度Ｖ≒１１３ｍ／ｍｉｎ）、送り速度０．１５mm／ｒｅｖの条件で水溶性切削油を使用して加工を行った。また、このテストでは、小径部による加工域を予め別のドリルで加工し、切屑が段部切れ刃部のみから生じるようにした。
【００２２】
図５から判るように、ブレーカ無しの従来ドリルによる切屑は折れずに長く伸び出している。これに対し、この発明のドリルの段部切れ刃で生成された切屑（図５のNo１〜No８）は、切れずに長く伸び出したものがない。No１〜No３の切屑は若干詰まり気味の傾向にあるが、分断は確実になされている。また、No４〜No７の切屑はスムーズにカールして細かく分断されている。さらに、No８の切屑は伸び気味ではあるが、従来ドリルの切屑と違ってカールし、いくつかに分断されており、従来ドリルよりは良好な結果が得られている。
【００２３】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明の段付きドリルは、小径部副切れ刃の一部と段部切れ刃と大径部副切れ刃を段落ちさせて段部切れ刃の近くにブレーカ突起に相当するブレーカ壁を生じさせたので、切屑排出性を悪化させずに段部切れ刃部から生じた切屑を、その切屑がすくい面から浮き上り易いものである場合にも確実に分断処理することができ、切屑が長く伸び出して工具にからみつく不具合を解消して切削の中断を無くすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）この発明のドリルの実施形態を示す側面図
（ｂ）同上のドリルの９０°回転した位置の側面図
（ｃ）同上のドリルの正面図
【図２】（ａ）図１（ａ）の鎖線枠で囲った部分の拡大図
（ｂ）図２（ａ）のＡ−Ａ線部の断面図
（ｃ）同じくＢ−Ｂ線部の断面図
【図３】ブレーカ壁の変形例を示す断面図
【図４】溝設置部のすくい面の変形例を示す断面図
【図５】この発明のドリルと従来ドリルによる段部切屑の形状を比較した図
【図６】（ａ）従来の段付きドリルの側面図
（ｂ）同上のドリルの正面図
【符号の説明】
１  小径部
２  大径部
３  主切れ刃
４  段部切れ刃
４ａ  段部切れ刃の内端
５  切屑排出溝
６  チゼル刃
７  シンニング溝
８  主切れ刃すくい面
９  段部切れ刃すくい面
１０  小径部副切れ刃
１１  大径部副切れ刃
１２  小径部マージン
１３  大径部マージン
１４  小径部丸ランド
１５  大径部丸ランド
１６  シャンク
１７  ブレーカ壁
１８  切屑
【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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【図６】
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