(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円柱状をなすドリル本体１の一端にシャンク部を形成し、他端に刃部２を形成し、刃部２の外周上には主切りくず排出溝３を設けるとともに、主切りくず排出溝３の回転方向ｘ前方には軸方向に沿って平行に延びる押圧部５を設け、さらに前記刃部２の先端には先端角αなる一対の主刃６を備えたドリルにおいて、
前記主刃６の外周コーナにはダイヤモンド焼結体から成る面取形の仕上刃８を形成し、当該仕上刃８の回転方向ｘ後方の略９０°位相の異なる位置にあり、前記主刃６の回転半径Ｒ１より大径、かつ、前記仕上刃８の回転半径Ｒ３より小径の回転半径Ｒ２なる刃部２の外周に、切れ刃角βなる面取形の中間刃７を形成し、当該中間刃７の最外点の軸方向の位置を、前記主刃６の最外点と前記仕上刃８の最外点との間に配置するとともに、回転軌跡においては前記仕上刃８より軸方向前方に突出して配置していることを特徴とするドリル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高精度に穴明け加工を行なうドリルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
リーマ加工は、予めドリル加工により穿設された下穴に倣って拡径する加工であり、所望の穴径と仕上面などを得るための仕上加工である。しかし、ドリル加工とリーマ加工とによる２工程の加工は加工能率が悪く、また、穿設された下穴径の良否によって切込み量が変動し、期待する精度に加工できない場合があった。
【０００３】
そこで、期待する精度を得るためと加工能率の向上を図るために、ドリル加工とリーマ加工とを同時に行い得る工具が開発され、提供されている。
【０００４】
先ず、図７に示すドリルは、円柱状のシャンクに連なる異形断面のドリル本体の先端部に互いに対向する切れ刃２０とこの切れ刃２０に連なる回転方向ｘ後方の斜面２１とこの斜面２１の縁から軸方向後方に延びる案内面２２とを形成しているものである。切れ刃２０は、先端部の軸心から径方向外側にいくにしたがい後端側に後退する一定の切れ刃角を有している。切れ刃２０の軸心近傍は超硬合金で構成され、外周側はろう付けにて固定されたダイヤモンド焼結体で構成されている。
【０００５】
次に、実公平７−３１９２６号公報に開示されたものは図８に示す如く、シャンクに連なる円柱状のドリル本体の先端部に、ドリル本体の最大外径より小さい小径部３０が段部から先端側に向けて形成されている。この小径部３０の先端には、径外方向にいくにしたがいシャンクに近付く方向に第１の切れ刃角をもって傾斜する第１の切れ刃３１が形成されている。先端視、第１の切れ刃３１と直交する方向の小径部先端外周には、径外方向にいくにしたがいシャンクから遠ざかる方向に第２の切れ刃角をもって傾斜する第２の切れ刃３２が形成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ここで以下に、従来技術の問題点を記述する。
【０００７】
前記第１の従来技術は、殊に、切削初期の喰い付き性が悪いため、ドリル本体先端部に振れ回りを誘発する場合があり、それによって、穴径の拡大代を増大させたり、穴内壁面の仕上面粗さを悪くすることがある。また、外周刃をダイヤモンド焼結体により形成し、加工精度の向上を図ったものであるものの、仕上代の一定しない加工はチッピングや欠損を生ずることがあり、切削不能となる場合がある。これは、ダイヤモンド焼結体自体の性質が高硬度である反面脆い材料であることによるものである。
【０００８】
また、次に、前記第２の従来技術は、第１の切れ刃と第２の切れ刃とがドリル本体の同一の軸心に対して交差するように配置されたものであり、それぞれの切れ刃に切りくず排出溝が隣接されている。仕上刃としての第２の切れ刃においては、一定量の仕上代を確保できる構成となっているため、前記第１の従来技術の弊害が防止され、切削安定性、加工穴の寸法精度・仕上面粗さを向上させることができるものである。
【０００９】
しかしながら、ドリル本体の軸方向の送り量を高めて高能率に加工を行なう場合には、切れ刃の負担が増大し、チッピングを誘発する場合がある。このような場合に、ダイヤモンド焼結体は、特に、不利となりやすい。また、仕上刃とされる第２の切れ刃によって生成する切りくずを排出するための空間が浅く・幅狭とならざるを得なく、ドリル本体の先端側から基端側に切りくずを円滑に搬出することが困難となる。加工中に切りくずが滞留すると、切れ刃が切りくずを噛み込むことによりチッピングを誘発したり、ドリル本体の側面と穴内壁との間に切りくずを巻き込んだりして、加工穴内壁面にキズを付けたりすることがある。また、切削液も侵入し難いため、切れ刃の発熱を招き、切れ刃の摩耗を早めたり、溶着物・付着物の生成により仕上面粗さを低下させたりすることがある。
【００１０】
そこで、本発明は、主刃と仕上刃との間に中間刃を形成するとともに、仕上刃を主切りくず排出溝に隣接して形成することにより、切れ刃の損傷を防止し、併せて穴精度・仕上面粗さを向上させることのできる工具を提供するものである。
【００１１】
【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、円柱状をなすドリル本体の一端にシャンク部を形成し、他端に刃部を形成し、刃部の外周上には主切りくず排出溝を設けるとともに、主切りくず排出溝の回転方向前方には軸方向に沿って平行に延びる押圧部を設け、さらに前記刃部の先端には所定の先端角なる一対の主刃６を備えたドリルにおいて、前記主刃の外周コーナにはダイヤモンド焼結体から成る面取形の仕上刃を形成し、当該仕上刃の回転方向後方の略９０°位相の異なる位置にあり、前記主刃の回転半径より大径、かつ、前記仕上刃の回転半径より小径の回転半径なる刃部の外周に、所定の切れ刃角なる面取形の中間刃を形成し、当該中間刃の最外点の軸方向の位置を、前記主刃の最外点と前記仕上刃の最外点との間に配置するとともに、回転軌跡においては前記仕上刃より軸方向前方に突出して配置していることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態について図を参照しながら説明する。
【００１３】
図１乃至図３は本発明によるドリルを示したものである。ドリル本体１は円柱形状を成すシャンク部と円の一部が扇状に切欠きされた異形断面の刃部２とから概略構成されている。刃部２の外周には、切りくずを搬出するための主切りくず排出溝３と副切りくず排出溝４とがドリル本体１の軸方向に沿って平行に並設されるとともに、主切りくず排出溝３の回転方向ｘ前方に押圧部５が軸方向に延在して配設されている。
【００１４】
切りくず排出溝は、加工中に生成された切りくずを切削液とともにこれらの溝を通じてドリル本体１の先端側から基端側に円滑に搬出するためのものである。しかし、切りくずの排出性は、切りくず排出溝の深さ・幅によって異なるものである。この点、深く・幅広の主切りくず排出溝３は円滑に切りくずを排出することができる。
【００１５】
押圧部５は、ドリル本体１の振動を抑制し、求心性のよい加工を行なうためのものである。押圧部５の先端は、ドリル本体１の先端より離間して軸方向に後退して位置している。押圧部５の外周側面は、加工穴内壁の曲率と同一又は幾分小さい湾曲した円弧形状に形成されており、これにより、加工穴内壁面の仕上面粗さが向上する。
【００１６】
図１に示す如く、刃部２の先端内周側には、下穴加工を行なうための主刃６が備えられ、刃部２の先端外周側には下穴を拡径するための中間刃７および仕上刃８とが備えられている。先端視、主刃６および仕上刃８は同一面上に配列して位置し、中間刃７はそれらより回転方向ｘ後方に離間して位置している。各切れ刃の最外点の半径方向の位置関係は、主刃６・中間刃７・仕上刃８の順に大径をなす関係にある。
【００１７】
先ず、主刃６は、軸心を含むチゼル部９に続いて先端から外周側へ向かう方向に所定の角度α（以下「先端角」という。）でもって、刃部外周の手前まで延在して形成されている。主刃６の中心軸ｏ近傍の小領域には、主刃６に隣接する凹溝が形成されている（以下単に「シンニング」という）。通常、この部分は切削作用よりも押し込み作用を行なう部分として、先端の一部を構成しているものであるが、シンニングを形成することによって切削速度の低い中心軸ｏ近傍のこの小領域にも切削作用を行わせることが可能となる。これにより、ドリル本体１軸方向への押し込み力が減少し、求心性・喰付き性、位置決め精度の向上等を図ることが可能となる。
【００１８】
主刃６の回転方向ｘ後方には、半径方向外側にいくにしたがい軸方向後方に傾斜する先端部逃げ面１０が形成されている。この先端部逃げ面１０には油穴を形成することもできる。さらに、この先端部逃げ面１０に連なって、ドリル本体１の軸方向に平行に延在する外周部逃げ面１１が形成されている。これら逃げ面を形成することにより、加工中に、切れ刃以外の部分が加工穴内壁面に干渉することを防止している。
【００１９】
次に、中間刃７は、主刃６および後述する仕上刃８に対して回転方向ｘ後方の略９０°位相の異なる位置にあり、主刃６の回転半径Ｒ１より大径、かつ、仕上刃８の回転半径Ｒ３より小径の回転半径Ｒ２なる刃部２の外周に、切れ刃角βなる面取形の切れ刃を形成している。図３より、中間刃７の最外点は、先端角αにて半径方向外側へ延びる主刃６の最外点と刃部２の最外径上にある仕上刃８の最外点との間に位置するとともに、回転軌跡においては仕上刃８より軸方向前方に突出して位置する。これにより、中間刃７は、後続する仕上刃８の負担軽減、加工能率の向上、ドリル本体１の回転バランスの向上等に寄与する。
【００２０】
すなわち、中間刃７と仕上刃８とにより、本来の仕上代δがε１とε２とに２段に分担され、低切削抵抗のバランスのよい加工が行われる。また、軸方向の送り量を高めることができ、高能率加工も可能となる。なお、削り代ε２は、仕上面の傷や微小の凹凸などを除去することができる程度に設定される。削り代ε２を大きくし過ぎると、取り代δを２段に分担したことの意義が薄れ、切削抵抗の増大を招来することになるからである。
【００２１】
仕上刃８は、先端角αなる主刃６に連なり、所定の切れ刃角γなる面取形の切れ刃に形成されている。切れ刃角γは切れ刃強度と切れ味との均衡を考慮して決定されるものであり、本構成では切れ刃強度を優先した構成としている。また、仕上刃８は深く・幅広の主切りくず排出溝３に隣接して形成されており、切りくずが加工穴内壁と切れ刃との間又は加工穴内壁とドリル本体１側面との間に入り込み、加工穴内壁に筋状の傷を残すという問題も生じない。したがって、前述した如く良好な仕上面粗さを確保することができる。
【００２２】
更に、仕上刃８により所望の穴径精度および仕上面あらさを得るためには、切れ刃の摩耗や溶着についての配慮も必要である。
【００２３】
いわゆるすきとり摩耗は、切削距離に比例して摩耗量が増大する摩耗形態であり、すなわち刃部２の内周側より外周側で摩耗量が大きくなる。したがって、刃部２の外周側に位置する仕上刃８には、靭性の高い材料よりも、例えばダイヤモンド焼結体の如き硬度の高い材料がより好適し、また切れ刃角γを配設した形状でもって強度低下をカバーしている。反面、刃部２の内周側に位置する主刃６には、硬度の高い材料よりも靭性の高い材料が適する。
【００２４】
溶着は、加工物の種類、切れ刃の構成材料などによる影響を受けやすい。特に、アルミニウム合金を加工物とする場合には、溶着物や構成刃先の発生が問題になる。ダイヤモンド焼結体は耐溶着性が高く、アルミニウム合金などの切削に適し、また耐摩耗性も高いため鋭利な切れ刃形状が維持され、仕上面のむしれや掘り起こし等も避けることができる。
【００２５】
したがって、切れ刃の摩耗を抑制し、溶着を回避するためにも、仕上刃８にはダイヤモンド焼結体がより好適な選択である。
【００２６】
図４乃至図６は本発明の第２の実施形態を示したものである。第１の実施形態と同一構成部分は同一番号を付して詳細な説明を省略する。
【００２７】
主刃６の外周コーナには、ドリル本体１の軸方向後方に延在する面１２（以下適宜「段部案内面」という。）および径方向外側に延在する面１３（以下適宜「段部端面」という。）とにより形成された段差部１４が切欠きして形成されている。仕上刃８は、主切りくず排出溝３を立設する溝側面１５と当該段部端面１３との交差稜線に形成されている。また、仕上刃８は第１の実施形態とは異なり、主刃６と分離して形成されている。
【００２８】
段部案内面１２を軸方向に傾斜して形成した場合、すなわちドリル本体１の先端より基端に向かうにしたがい小径となるように形成した場合には、切りくずの破断に有利な構成となる。反面、逆の場合には、主切りくず排出溝３を立設する溝側面１５と段部案内面１２との交差稜線に切削作用を生ずることになり、好ましくない。
【００２９】
段部端面１３は、中心軸ｏに対して軸直角方向に延びて形成されている。ここで、段部端面１３を半径方向外側にいくにしたがいドリル本体１の先端側に近付くように形成した場合には、いわゆる切れ味が良くなるとともに、主刃６の傾斜方向と仕上刃８の傾斜方向とが逆の向きとなるため、各切れ刃による切りくずの流出方向が相違し、切りくずの破断に有利となる。
【００３０】
【発明の効果】
前述したように、本来の仕上刃の仕上代が、中間刃と仕上刃とに２段に分担されているため、切削抵抗が低減し、切れ刃の損傷を防止することができる。さらに、仕上刃を主切りくず排出溝に隣接して配置することにより、切りくずを滞留させることなく、円滑に排出することが可能となり、良好な寸法精度および仕上面粗さを維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示すドリルの正面図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】図２の刃部外縁の拡大図である。
【図４】本発明の第２の実施形態を示すドリルの正面図である。
【図５】図４の側面図である。
【図６】図５の刃部外縁の拡大図である。
【図７】従来のドリルの一例を示す正面図である。
【図８】従来のドリルの他の一例を示す正面図である。
【符号の説明】
１  ドリル本体
２  刃部
３  主切りくず排出溝
６  主刃
７  中間刃
８  仕上刃
１４  段差部
【図１】
0003850000.tif 000002
【図２】
0003850000.tif 000003
【図３】
0003850000.tif 000004
【図４】
0003850000.tif 000005
【図５】
0003850000.tif 000006
【図６】
0003850000.tif 000007
【図７】
0003850000.tif 000008
【図８】
0003850000.tif 000009