JP7632092B2 - drill - Google Patents
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Description
本発明は、ドリルに関する。 The present invention relates to a drill.
従来のドリルとして、例えば、特許文献1に記載の脆性材料用切削工具が知られている。この脆性材料用切削工具は、工具先端面に切刃が配置されており、この切刃により、例えば、シリコン、各種セラミックス、ガラス、および炭化タングステン(WC)等の超硬合金材を含む高硬度な脆性材料(以下、単に「硬脆材料」と呼ぶ)に穴あけ加工を行う。特許文献1では、切刃のチッピングや欠損を抑制するため、切刃のすくい角が切刃全長にわたってネガティブ角とされている。
A known example of a conventional drill is a cutting tool for brittle materials described in
この種のドリルでは、硬脆材料等からなる被削材に穴あけ加工したときに、加工穴の内周部付近に生じる「コバ欠け」を抑制する点に改善の余地があった。特に、例えばSi系セラミックスなどの硬脆材料の穴あけ加工では、コバ欠けが生じやすい傾向がある。 With this type of drill, there is room for improvement in preventing "edge chipping" that occurs near the inner circumference of the drilled hole when drilling into a workpiece made of a hard and brittle material. In particular, edge chipping is prone to occur when drilling hard and brittle materials such as silicon-based ceramics.
本発明は、硬脆材料等の高硬度の被削材を穴あけ加工する場合であっても、安定して高精度な穴あけ加工を行うことができるドリルを提供することを目的の一つとする。 One of the objectives of the present invention is to provide a drill that can perform stable, high-precision drilling even when drilling hard workpieces such as brittle materials.
本発明のドリルの一つの態様は、中心軸を中心として軸方向に延びる刃部を備え、前記刃部は、すくい面と、逃げ面と、前記すくい面と前記逃げ面との稜線部に配置される切刃と、を備え、前記切刃は、前記刃部の軸方向の先端側を向く先端面に配置され、すくい角がネガティブ角とされた主切刃と、前記刃部の径方向外側の端部に配置されて前記主切刃と接続され、すくい角がポジティブ角とされたコーナ刃と、を有し、前記コーナ刃は、径方向外側へ向かうに従い軸方向の後端側に向けて凸曲線状に延びる。
また本発明のドリルの一つの態様は、中心軸を中心として軸方向に延びる刃部を備え、前記刃部は、すくい面と、逃げ面と、前記すくい面と前記逃げ面との稜線部に配置される切刃と、を備え、前記切刃は、前記刃部の軸方向の先端側を向く先端面に配置され、すくい角がネガティブ角とされた主切刃と、前記刃部の径方向外側の端部に配置されて前記主切刃と接続され、すくい角がポジティブ角とされたコーナ刃と、を有し、前記刃部は、前記先端面に開口し、軸方向に延びる切屑排出溝を備え、前記すくい面のうち前記主切刃と前記切屑排出溝との間に位置する部分の幅寸法が、径方向外側へ向かうに従い小さくなる。
また本発明のドリルの一つの態様は、中心軸を中心として軸方向に延びる刃部を備え、前記刃部は、すくい面と、逃げ面と、前記すくい面と前記逃げ面との稜線部に配置される切刃と、を備え、前記切刃は、前記刃部の軸方向の先端側を向く先端面に配置され、すくい角がネガティブ角とされた主切刃と、前記刃部の径方向外側の端部に配置されて前記主切刃と接続され、すくい角がポジティブ角とされたコーナ刃と、を有し、前記主切刃は、第1主切刃と、前記第1主切刃の径方向外側に配置され、両端部が前記第1主切刃と前記コーナ刃とに接続される第2主切刃と、を有し、前記第2主切刃の刃物角が、前記第1主切刃の刃物角以上であり、前記第2主切刃は、径方向外側へ向かうに従い、前記中心軸回りの周方向のうちドリル回転方向に向けて延びる。
また本発明のドリルの一つの態様は、中心軸を中心として軸方向に延びる刃部を備え、前記刃部は、すくい面と、逃げ面と、前記すくい面と前記逃げ面との稜線部に配置される切刃と、を備え、前記切刃は、前記刃部の軸方向の先端側を向く先端面に配置され、すくい角がネガティブ角とされた主切刃と、前記刃部の径方向外側の端部に配置されて前記主切刃と接続され、すくい角がポジティブ角とされたコーナ刃と、を有し、前記主切刃は、第1主切刃と、前記第1主切刃の径方向外側に配置され、両端部が前記第1主切刃と前記コーナ刃とに接続される第2主切刃と、を有し、前記第2主切刃の刃物角が、前記第1主切刃の刃物角以上であり、前記すくい面は、前記第1主切刃に接続する第1すくい面と、前記第2主切刃に接続する第2すくい面と、を有し、前記第1すくい面と前記第2すくい面とが、単一の平面に配置される。
また本発明のドリルの一つの態様は、中心軸を中心として軸方向に延びる刃部を備え、前記刃部は、すくい面と、逃げ面と、前記すくい面と前記逃げ面との稜線部に配置される切刃と、を備え、前記切刃は、前記刃部の軸方向の先端側を向く先端面に配置され、すくい角がネガティブ角とされた主切刃と、前記刃部の径方向外側の端部に配置されて前記主切刃と接続され、すくい角がポジティブ角とされたコーナ刃と、を有し、前記主切刃は、第1主切刃と、前記第1主切刃の径方向外側に配置され、両端部が前記第1主切刃と前記コーナ刃とに接続される第2主切刃と、を有し、前記第2主切刃の刃物角が、前記第1主切刃の刃物角以上であり、前記逃げ面は、前記第1主切刃に接続する第1逃げ面と、前記第2主切刃に接続する第2逃げ面と、を有し、前記第1逃げ面は、平面状であり、前記第2逃げ面は、凸曲面状である。
また本発明のドリルの一つの態様は、中心軸を中心として軸方向に延びる刃部を備え、前記刃部は、すくい面と、逃げ面と、前記すくい面と前記逃げ面との稜線部に配置される切刃と、を備え、前記切刃は、前記刃部の軸方向の先端側を向く先端面に配置され、すくい角がネガティブ角とされた主切刃と、前記刃部の径方向外側の端部に配置されて前記主切刃と接続され、すくい角がポジティブ角とされたコーナ刃と、を有し、前記主切刃は、第1主切刃と、前記第1主切刃の径方向外側に配置され、両端部が前記第1主切刃と前記コーナ刃とに接続される第2主切刃と、を有し、前記第2主切刃の刃物角が、前記第1主切刃の刃物角以上であり、前記主切刃は、径方向外側へ向かうに従い、軸方向の後端側に向けて延び、前記第2主切刃は、前記第1主切刃よりも前記中心軸に対する傾斜角が小さい。
One embodiment of the drill of the present invention comprises a cutting portion extending in the axial direction around a central axis, the cutting portion comprising a rake face, a clearance face, and a cutting edge arranged on a ridge between the rake face and the clearance face, the cutting edge having a main cutting edge arranged on a tip face facing the axial tip side of the cutting portion and having a negative rake angle, and a corner edge arranged on a radially outer end of the cutting portion, connected to the main cutting edge, and having a positive rake angle, the corner edge extending in a convex curve toward the rear end side in the axial direction as it extends radially outward .
Moreover, one aspect of the drill of the present invention comprises a cutting portion extending in the axial direction around a central axis, the cutting portion comprising a rake face, a clearance face, and a cutting edge arranged on a ridge between the rake face and the clearance face, the cutting edge comprising: a main cutting edge arranged on a tip face facing the axial tip side of the cutting portion and having a negative rake angle; and a corner edge arranged on a radially outer end of the cutting portion, connected to the main cutting edge, and having a positive rake angle, the cutting portion comprising a chip discharge groove opening on the tip face and extending in the axial direction, and a width dimension of a portion of the cutting face located between the main cutting edge and the chip discharge groove decreasing radially outward.
In one embodiment of the drill of the present invention, the drill has a cutting portion extending in the axial direction around a central axis, the cutting portion having a rake face, a clearance face, and a cutting edge arranged on a ridge between the rake face and the clearance face, the cutting edge having a main cutting edge arranged on a tip face facing the axial tip side of the cutting portion and having a negative rake angle, and a corner edge arranged on a radially outer end of the cutting portion and connected to the main cutting edge and having a positive rake angle, the main cutting edges having a first main cutting edge and a second main cutting edge arranged radially outward of the first main cutting edge and having both end portions connected to the first main cutting edge and the corner edge, the cutting angle of the second main cutting edge being equal to or greater than the cutting angle of the first main cutting edge, and the second main cutting edge extending radially outward in the circumferential direction around the central axis in the direction of drill rotation.
One embodiment of the drill of the present invention includes a cutting edge extending in the axial direction around a central axis, the cutting edge including a rake face, a flank, and a cutting edge disposed on a ridge between the rake face and the flank. The cutting edges include a main cutting edge disposed on a tip face facing the tip side in the axial direction of the cutting edge, the main cutting edge having a negative rake angle, and a corner edge disposed on a radially outer end of the cutting edge, connected to the main cutting edge, the corner edge having a positive rake angle. , the main cutting edge has a first main cutting edge and a second main cutting edge arranged radially outward of the first main cutting edge, both ends of which are connected to the first main cutting edge and the corner edge, the cutting angle of the second main cutting edge is equal to or greater than the cutting angle of the first main cutting edge, the cutting surface has a first cutting surface connected to the first main cutting edge and a second cutting surface connected to the second main cutting edge, and the first cutting surface and the second cutting surface are arranged in a single plane.
In one embodiment of the drill of the present invention, the drill has a cutting edge extending in the axial direction around a central axis, the cutting edge having a rake face, a flank, and a cutting edge disposed on a ridge between the rake face and the flank, the cutting edges being a main cutting edge disposed on a tip face facing the tip side in the axial direction of the cutting edge, the main cutting edge having a negative rake angle, and a corner cutting edge disposed on a radially outer end of the cutting edge, connected to the main cutting edge, the corner cutting edge having a positive rake angle. and the main cutting edge has a first main cutting edge and a second main cutting edge arranged radially outward of the first main cutting edge, both ends of which are connected to the first main cutting edge and the corner edge, the cutting edge angle of the second main cutting edge is equal to or greater than the cutting edge angle of the first main cutting edge, the flank has a first flank connected to the first main cutting edge and a second flank connected to the second main cutting edge, the first flank is flat and the second flank is convexly curved.
In one embodiment of the drill of the present invention, the drill has a cutting portion extending in the axial direction around a central axis, the cutting portion having a rake face, a clearance face, and a cutting edge arranged on a ridge between the rake face and the clearance face, the cutting edge having a main cutting edge arranged on a tip face facing the axial tip side of the cutting portion and having a negative rake angle, and a corner edge arranged on a radially outer end of the cutting portion, connected to the main cutting edge, and having a positive rake angle, the main cutting edges having a first main cutting edge and a second main cutting edge arranged radially outward of the first main cutting edge and having both end portions connected to the first main cutting edge and the corner edge, the cutting angle of the second main cutting edge being equal to or greater than the cutting angle of the first main cutting edge, the main cutting edge extending radially outward toward the rear end side in the axial direction, and the second main cutting edge having a smaller inclination angle with respect to the central axis than the first main cutting edge.
本発明のドリルは、主切刃のすくい角がネガティブ角であるため、主切刃の刃物角を大きく確保できる。主切刃の刃先強度を安定して高めることができ、高硬度の硬脆材料製の被削材を穴あけ加工する場合であっても、主切刃のチッピングや欠損等が抑えられ、効率よく穴あけ加工を行うことができる。例えば、窒化珪素系セラミックスやアルミナ系セラミックスなどの高硬度の硬脆材料からなる被削材を穴あけ加工する場合でも、刃先チッピング等の発生を抑制できる。 The drill of the present invention has a negative rake angle on the main cutting edge, so that the cutting edge angle of the main cutting edge can be made large. The cutting edge strength of the main cutting edge can be stably increased, and even when drilling a workpiece made of a hard, brittle material, chipping and damage to the main cutting edge can be suppressed, allowing efficient drilling. For example, even when drilling a workpiece made of a hard, brittle material such as silicon nitride ceramics or alumina ceramics, the occurrence of chipping on the cutting edge can be suppressed.
またコーナ刃は、被削材の加工穴の内周部を切削する。本発明のドリルによれば、コーナ刃のすくい角がポジティブ角であるため、コーナ刃の切れ味が高められており、加工穴の内周部付近のコバ欠けが抑制される。例えば、Si系セラミックスなどの硬脆材料からなる被削材を穴あけ加工する場合でも、加工穴にコバ欠けが生じることを抑制でき、加工精度の向上を図ることができる。
以上より本発明のドリルによれば、硬脆材料等の高硬度の被削材を穴あけ加工する場合であっても、安定して高精度な穴あけ加工を行うことができる。
上記ドリルにおいて、前記コーナ刃は、径方向外側へ向かうに従い軸方向の後端側に向けて凸曲線状に延びる。
この場合、コーナ刃が凸曲線状であるため、コーナ刃は、軸方向の後端側へ向かうに従い、中心軸に対する傾斜角が小さくなる。これにより、コーナ刃が加工穴を貫通するときに、加工穴の内周部付近に作用するスラスト方向への力が小さく抑えられる。このため、加工穴(特に穿孔出口側)のコバ欠けがより安定して抑制される。
上記ドリルにおいて、前記刃部は、前記先端面に開口し、軸方向に延びる切屑排出溝を備え、前記すくい面のうち前記主切刃と前記切屑排出溝との間に位置する部分の幅寸法が、径方向外側へ向かうに従い小さくなる。
穴あけ加工時には、すくい面のうち径方向外側に位置する部分ほど(周速が速い部分ほど)、切刃からの切屑供給量が多くなる。上記構成では、すくい面の幅寸法が、径方向外側へ向かうに従い小さくなるので、切屑がすくい面上から効率よく切屑排出溝に流入させられて、切屑排出性がよい。
The corner cutting edge cuts the inner periphery of the machined hole in the workpiece. According to the drill of the present invention, the rake angle of the corner cutting edge is a positive angle, so that the sharpness of the corner cutting edge is improved and edge chipping near the inner periphery of the machined hole is suppressed. For example, even when drilling a workpiece made of a hard and brittle material such as silicon-based ceramics, edge chipping of the machined hole can be suppressed, and machining accuracy can be improved.
As described above, the drill of the present invention can perform stable and high-precision drilling even when drilling a workpiece having high hardness, such as a hard and brittle material.
In the above drill, the corner edge extends in a convex curve toward the rear end side in the axial direction as it moves radially outward.
In this case, because the corner blade is convexly curved, the inclination angle of the corner blade with respect to the central axis decreases toward the rear end in the axial direction. This reduces the thrust force acting on the inner circumference of the hole when the corner blade penetrates the hole. This more stably prevents edge chipping of the hole (especially the hole exit side).
In the above drill, the cutting edge portion is provided with a chip discharge groove that opens to the tip surface and extends in the axial direction, and the width dimension of the portion of the cutting face that is located between the main cutting edge and the chip discharge groove decreases radially outward.
During drilling, the amount of chips supplied from the cutting blade increases toward the radially outer side of the rake face (the portion where the peripheral speed is higher). In the above configuration, the width of the rake face decreases toward the radially outer side, so that the chips are efficiently guided from the rake face into the chip discharge groove, resulting in good chip discharge performance.
上記ドリルにおいて、前記主切刃は、第1主切刃と、前記第1主切刃の径方向外側に配置され、両端部が前記第1主切刃と前記コーナ刃とに接続される第2主切刃と、を有し、前記第2主切刃の刃物角が、前記第1主切刃の刃物角以上である。 In the above drill, the main cutting edge has a first main cutting edge and a second main cutting edge arranged radially outside the first main cutting edge, both ends of which are connected to the first main cutting edge and the corner edge, and the cutting angle of the second main cutting edge is greater than or equal to the cutting angle of the first main cutting edge.
この場合、主切刃のうち、第1主切刃よりも中心軸からの距離が遠く、穴あけ加工時の周速つまり切削速度が速い第2主切刃の刃先強度が高められる。このため、主切刃のチッピングや欠損等がより抑えられ、効率よく安定して穴あけ加工を行うことができる。 In this case, the cutting edge strength of the second main cutting edge, which is farther from the central axis than the first main cutting edge and has a faster peripheral speed (cutting speed) during drilling, is increased. This further reduces chipping and damage to the main cutting edge, allowing for efficient and stable drilling.
上記ドリルにおいて、前記第2主切刃は、径方向外側へ向かうに従い、前記中心軸回りの周方向のうちドリル回転方向に向けて延びる。 In the above drill, the second main cutting edge extends radially outwardly and in the drill rotation direction in the circumferential direction about the central axis.
この場合、第2主切刃は、径方向外側へ向かうに従い、芯高が芯上がりとなる。このため、仮に、第2主切刃の直角刃物角(切刃が延びる刃長方向と垂直な断面の刃物角)が刃長方向に沿って略一定である場合でも、ドリル回転方向に沿う断面(中心軸を中心とする仮想円筒面)に表れる実質的な刃物角は、第2主切刃のうち径方向外側に位置する部分ほど、大きくなる。
すなわち第2主切刃のうち、中心軸からの距離が遠く、穴あけ加工時の周速つまり切削速度が速くなる部分ほど、実質的な刃物角が大きくなって刃先強度が高められるため、第2主切刃のチッピングや欠損等がより抑えられる。
In this case, the center height of the second main cutting edge rises toward the outside in the radial direction. Therefore, even if the perpendicular cutting edge angle of the second main cutting edge (the cutting edge angle of the cross section perpendicular to the cutting edge length direction along which the cutting edge extends) is substantially constant along the cutting edge length direction, the effective cutting edge angle that appears on the cross section along the drill rotation direction (the imaginary cylindrical surface centered on the central axis) becomes larger toward the outside in the radial direction of the second main cutting edge.
In other words, the greater the distance from the central axis of the second main cutting edge and the greater the peripheral speed, i.e., the faster the cutting speed, during drilling, the larger the effective tool angle and the greater the strength of the cutting edge, thereby further reducing chipping and damage to the second main cutting edge.
上記ドリルにおいて、前記すくい面は、前記第1主切刃に接続する第1すくい面と、前記第2主切刃に接続する第2すくい面と、を有し、前記第1すくい面と前記第2すくい面とが、単一の平面に配置される。 In the above drill, the cutting face has a first cutting face connected to the first main cutting edge and a second cutting face connected to the second main cutting edge, and the first cutting face and the second cutting face are arranged in a single plane .
この場合、すくい面の構成を簡素化でき、かつ、主切刃の一部に局所的に切削負荷が集中するような不具合が抑えられる。したがって、主切刃の刃先チッピング等がより抑制される。 In this case, the configuration of the cutting face can be simplified, and problems such as the cutting load being concentrated locally on one part of the main cutting edge can be suppressed. Therefore, chipping of the cutting edge of the main cutting edge can be further suppressed.
上記ドリルにおいて、前記逃げ面は、前記第1主切刃に接続する第1逃げ面と、前記第2主切刃に接続する第2逃げ面と、を有し、前記第1逃げ面は、平面状であり、前記第2逃げ面は、凸曲面状である。 In the above drill, the flank has a first flank connected to the first main cutting edge and a second flank connected to the second main cutting edge, the first flank being flat and the second flank being convexly curved.
この場合、第1逃げ面が平面状であるので、ドリル製造時に第1逃げ面を形成しやすい。また第2逃げ面が凸曲面状であるので、第2主切刃を曲線状に形成することが容易である。これにより、例えば、第2主切刃とコーナ刃とを滑らかに接続しやすい。
上記ドリルにおいて、前記主切刃は、径方向外側へ向かうに従い、軸方向の後端側に向けて延び、前記第2主切刃は、前記第1主切刃よりも前記中心軸に対する傾斜角が小さい。
この場合、第2主切刃とコーナ刃とを滑らかに接続しやすくなり、これらの接続部分におけるチッピングや欠損等が抑制される。
In this case, since the first flank is flat, it is easy to form the first flank during the manufacture of the drill. Also, since the second flank is convexly curved, it is easy to form the second main cutting edge in a curved shape. This makes it easy to smoothly connect, for example, the second main cutting edge and the corner edge.
In the above drill, the main cutting edge extends radially outwardly toward the rear end side in the axial direction, and the second main cutting edge has a smaller inclination angle with respect to the central axis than the first main cutting edge.
In this case, it becomes easier to smoothly connect the second main cutting edge and the corner edge, and chipping, breakage, etc. at the connection portion between them is suppressed.
上記ドリルにおいて、前記第2主切刃は、前記切刃が延びる刃長方向と垂直な断面における前記刃物角が、前記第2主切刃の前記刃長方向に沿って前記第1主切刃から前記コーナ刃へ向かうに従い、大きくなることが好ましい。 In the above drill, it is preferable that the cutting edge angle in a cross section perpendicular to the blade length direction in which the second main cutting edge extends increases from the first main cutting edge to the corner edge along the blade length direction of the second main cutting edge.
第2主切刃の中でも径方向外側に位置する部分ほど、つまりコーナ刃に近い部分ほど、穴あけ加工時のドリル回転方向の周速(切削速度)は速くなる。上記構成によれば、第2主切刃の直角刃物角が、刃長方向に沿って第1主切刃からコーナ刃に近づくに従い大きくなるので、第2主切刃のチッピングや欠損等がより安定して抑制される。 The more radially outward the second main cutting edge is located, i.e., the closer it is to the corner edge, the faster the circumferential speed (cutting speed) in the drill rotation direction during drilling. With the above configuration, the perpendicular cutting angle of the second main cutting edge increases as it approaches the corner edge from the first main cutting edge along the cutting edge length direction, so chipping and damage to the second main cutting edge are more stably suppressed.
上記ドリルにおいて、前記刃部を軸方向から見て、前記第2主切刃と前記コーナ刃との接続部分が、前記中心軸回りの周方向のうちドリル回転方向へ突出することが好ましい。 In the above drill, when the cutting edge is viewed from the axial direction, it is preferable that the connection portion between the second main cutting edge and the corner edge protrudes in the circumferential direction around the central axis in the direction of drill rotation.
この場合、第2主切刃とコーナ刃との接続部分がドリル回転方向に突出するため、その分、コーナ刃のねじれ角(軸方向すくい角)を大きく確保することができる。これにより、コーナ刃の切れ味がより高められる。 In this case, the connection between the second main cutting edge and the corner edge protrudes in the direction of rotation of the drill, so the twist angle (axial rake angle) of the corner edge can be made larger. This further improves the sharpness of the corner edge.
上記ドリルにおいて、前記第1主切刃の径方向寸法が、前記刃部の半径の40%以上50%以下であることが好ましい。 In the above drill, it is preferable that the radial dimension of the first main cutting edge is 40% or more and 50% or less of the radius of the cutting edge.
第1主切刃の径方向寸法が刃部の半径の40%以上であると、第1主切刃の刃長が大きく確保され、穴あけ加工をより効率よく行うことができる。
第1主切刃の径方向寸法が刃部の半径の50%以下であると、切刃のうち第1主切刃以外の第2主切刃およびコーナ刃の各刃長を大きく確保でき、第2主切刃およびコーナ刃による各機能が安定して奏功される。
When the radial dimension of the first main cutting edge is 40% or more of the radius of the cutting edge, a large cutting edge length of the first main cutting edge is ensured, and hole drilling can be performed more efficiently.
When the radial dimension of the first main cutting edge is 50% or less of the radius of the blade portion, the blade lengths of the second main cutting edge and the corner edge other than the first main cutting edge can be ensured to be large, and the functions provided by the second main cutting edge and the corner edge can be stably performed.
上記ドリルにおいて、前記主切刃の径方向寸法が、前記刃部の半径の70%以上80%以下であることが好ましい。 In the above drill, it is preferable that the radial dimension of the main cutting edge is 70% or more and 80% or less of the radius of the cutting edge.
主切刃の径方向寸法が刃部の半径の70%以上であると、主切刃の刃長が大きく確保され、穴あけ加工をより効率よく行うことができる。
主切刃の径方向寸法が刃部の半径の80%以下であると、切刃のうち主切刃以外のコーナ刃の刃長を大きく確保でき、コーナ刃による機能が安定して奏功される。
When the radial dimension of the main cutting edge is 70% or more of the radius of the cutting edge, a large cutting edge length of the main cutting edge is ensured, and hole drilling can be performed more efficiently.
When the radial dimension of the main cutting edge is 80% or less of the radius of the cutting portion, the cutting edge length of the corner cutting edge other than the main cutting edge can be ensured to be large, and the function of the corner cutting edge can be stably achieved.
上記ドリルにおいて、前記主切刃は、軸方向から見て、前記中心軸上から径方向外側に延びることが好ましい。 In the above drill, it is preferable that the main cutting edge extends radially outward from the central axis when viewed in the axial direction.
この場合、主切刃が中心軸上を通るため、刃部の先端面の中心軸付近には、チゼルエッジおよびチゼルシンニング等(以下、チゼルエッジ等と省略)が形成されない。このため上記構成によれば、チゼルエッジ等に起因する刃部の欠損等が抑制される。 In this case, since the main cutting edge passes along the central axis, no chisel edge or chisel thinning (hereinafter abbreviated as chisel edge, etc.) is formed near the central axis of the tip surface of the cutting part. Therefore, with the above configuration, chipping of the cutting part due to the chisel edge, etc. is suppressed.
本発明の一つの態様のドリルによれば、硬脆材料等の高硬度の被削材を穴あけ加工する場合であっても、安定して高精度な穴あけ加工を行うことができる。 The drill of one embodiment of the present invention can perform stable and highly accurate drilling even when drilling hard workpieces such as brittle materials.
本発明の一実施形態のドリル1について、図面を参照して説明する。本実施形態のドリル1は、硬脆材料からなる被削材を穴あけ加工するのに適している。具体的に、硬脆材料とは、例えば、サイアロンなどの窒化珪素系セラミックス、アルミナ系セラミックス、Si系セラミックスおよび単結晶シリコン等の高硬度の脆性材料である。
The
図1に示すように、ドリル1は、中心軸Cを中心とする柱状または軸状である。ドリル1は、シャンク部2と、刃部3と、を備える。シャンク部2と刃部3とは、中心軸Cが延びる方向において、互いに異なる位置に配置される。
As shown in FIG. 1, the
〔方向の定義〕
本実施形態では、ドリル1の中心軸Cが延びる方向を軸方向と呼ぶ。軸方向のうち、シャンク部2から刃部3へ向かう方向を軸方向の先端側または単に先端側と呼び、刃部3からシャンク部2へ向かう方向を軸方向の後端側または単に後端側と呼ぶ。
中心軸Cと直交する方向を径方向と呼ぶ。径方向のうち、中心軸Cに近づく方向を径方向内側と呼び、中心軸Cから離れる方向を径方向外側と呼ぶ。
中心軸C回りに周回する方向を周方向と呼ぶ。周方向のうち、穴あけ加工時にドリル1が回転させられる方向をドリル回転方向Tと呼び、ドリル回転方向Tとは反対方向を反ドリル回転方向と呼ぶ。
また本実施形態では、刃部3の後述する切刃7が延びる方向を、刃長方向と呼ぶ。
[Direction definition]
In this embodiment, the direction in which the central axis C of the
A direction perpendicular to the central axis C is called a radial direction. Of the radial directions, a direction approaching the central axis C is called a radially inner direction, and a direction away from the central axis C is called a radially outer direction.
The direction rotating around the central axis C is called the circumferential direction. Among the circumferential directions, the direction in which the
In this embodiment, the direction in which a
〔シャンク部〕
シャンク部2は、中心軸Cを中心として軸方向に延びる柱状である。シャンク部2は、例えば、図示しない工作機械の主軸やボール盤のチャック等(以下、主軸等と省略する)に着脱可能に保持される。ドリル1は、主軸等によってシャンク部2がドリル回転方向Tに回転させられつつ、軸方向の先端側に送られることで、刃部3により被削材に切り込んで、穴あけ加工を行う。
[Shank part]
The
〔刃部〕
図1~図3に示すように、刃部3は、中心軸Cを中心として軸方向に延びる略柱状である。刃部3の直径つまり刃径は、シャンク部2の直径よりも小さい。本実施形態では刃部3の直径が、例えば、2mm以下である。すなわち、ドリル1は、いわゆる小径ドリルである。
[Blade]
1 to 3, the cutting
刃部3のうち、少なくとも軸方向の先端側の端部(先端部)3aは、例えば、ダイヤモンド焼結体(Polycrystalline diamond,PCD)や単結晶ダイヤモンド等により構成される。本実施形態では、刃部3のうち図1および図3に符号Bで示す境界線よりも先端側に位置する部分が、PCDや単結晶ダイヤモンド等により構成される。なお本実施形態の構成に代えて、またはこの構成とともに、刃部3のうち少なくとも先端部3aに、ダイヤモンドコーティング膜が設けられてもよい。
At least the axial tip end (tip) 3a of the
刃部3は、切屑排出溝4と、すくい面5と、逃げ面6と、切刃7と、マージン8と、二番取り面9と、を有する。
切屑排出溝4は、刃部3の外周面から径方向内側に窪み、軸方向に延びる溝状である。切屑排出溝4は、刃部3の軸方向の先端側を向く先端面3bに開口する。具体的に、切屑排出溝4は、先端面3bから軸方向の後端側へ向かうに従い、反ドリル回転方向に向けて螺旋状に延びる。切屑排出溝4は、刃部3に、周方向に互いに間隔をあけて複数設けられる。本実施形態では切屑排出溝4が、周方向に等ピッチで2つ設けられる。
The cutting
The
切刃7は、すくい面5と逃げ面6との稜線部に配置される。切刃7は、刃部3に、周方向に互いに間隔をあけて複数設けられる。本実施形態では切刃7が、周方向に等ピッチで2つ設けられる。すなわち、本実施形態のドリル1は、2枚刃のツイストドリルである。
The
図2および図3に示すように、切刃7は、主切刃10と、コーナ刃11と、リーディングエッジ(外周刃)12と、を有する。
主切刃10は、刃部3の軸方向の先端側を向く先端面3bに配置される。主切刃10は、先端面3b上を略径方向に延びる。主切刃10は、図2に示すように軸方向から見て、中心軸C上から径方向外側に延びる。つまり主切刃10の径方向内端部は、中心軸C上に位置する。複数の切刃7の各主切刃10は、中心軸C上で互いの径方向内端部同士が接続される。このため本実施形態では、刃部3の先端面3bの中心軸C付近に、チゼルエッジ等が形成されていない。各主切刃10の径方向寸法は、刃部3の半径(つまり刃径の1/2)の70%以上80%以下である。
As shown in FIGS. 2 and 3 , the
The
主切刃10は、その刃長方向の全長にわたって、すくい角がネガティブ角(負角)とされている。主切刃10のすくい角は、例えば、-70°以上-60°以下(つまり負角の60°以上70°以下であり、以下においても表現は同様)であり、より好ましくは、-67°以上-63°以下である。また、図4~図6に示すように、主切刃10の刃長方向と垂直な断面の刃物角(直角刃物角)αは、例えば、110°以上145°以下であり、より好ましくは、120°以上130°以下である。
図3に示すように、主切刃10は、径方向外側へ向かうに従い、軸方向の後端側に向けて延びる。
The
As shown in FIG. 3, the
主切刃10は、第1主切刃10aと、第2主切刃10bと、を有する。
第1主切刃10aは、図2に示すように軸方向から見て、径方向に延びる。第1主切刃10aの径方向寸法は、刃部3の半径の40%以上50%以下である。図3に示すように、第1主切刃10aは、中心軸C上から径方向外側へ向かうに従い、軸方向の後端側に向けて延びる。第1主切刃10aは、直線状である。複数の主切刃10の各第1主切刃10a同士の間の先端角θは、例えば、120°以上150°以下であり、より好ましくは、130°以上140°以下である。
The
The first
第2主切刃10bは、第1主切刃10aの径方向外側に配置される。第2主切刃10bは、刃長方向の両端部が第1主切刃10aとコーナ刃11とに接続される。図2に示すように、第2主切刃10bは、径方向外側へ向かうに従いドリル回転方向Tに向けて延びる。すなわち、第2主切刃10bは、径方向外側へ向かうに従い、芯高が芯上がりとなる。
また図3に示すように、第2主切刃10bは、径方向外側へ向かうに従い、軸方向の後端側に向けて延びる。
The second
As shown in FIG. 3, the second
第2主切刃10bは、曲線状であり、湾曲して延びる。具体的に、第2主切刃10bは、図2に示すように軸方向から見て、反ドリル回転方向に窪む凹曲線状である。また、第2主切刃10bは、図3に示すように径方向から見て、軸方向の先端側に膨らむ凸曲線状である。
The second
図4~図6に示すように、第2主切刃10bの刃物角α2は、第1主切刃10aの刃物角α1以上である。また、第2主切刃10bは、刃長方向と垂直な断面における直角刃物角α2が、第2主切刃10bの刃長方向に沿って第1主切刃10aからコーナ刃11へ向かうに従い、大きくなる。具体的に、図6に示す第2主切刃10bの断面は、図5に示す第2主切刃10bの断面よりも径方向外側に位置しており(図3参照)、図6に示す刃物角α2は、図5に示す刃物角α2よりも大きい。
すなわち、本実施形態の主切刃10は、主切刃10の刃長方向に沿ってコーナ刃11に近づくに従い、刃物角αが大きくなる。
As shown in Figures 4 to 6, the tool angle α2 of the second
That is, in the
図3において、複数の主切刃10の各第2主切刃10b同士の間の先端角は、各第1主切刃10a同士の間の先端角θ以下である。図3に示すように径方向から見て、第2主切刃10bと中心軸Cとの間に形成される鋭角および鈍角のうち、鋭角の角度(傾斜角)は、第1主切刃10aと中心軸Cとの間に形成される鋭角および鈍角のうち、鋭角の角度よりも小さい。すなわち、第2主切刃10bは、第1主切刃10aよりも中心軸Cに対する傾斜角が小さい。
In FIG. 3, the tip angle between the second main cutting
コーナ刃11は、刃部3の径方向外側の端部に配置されて、主切刃10と接続される。コーナ刃11は、径方向外側へ向かうに従い軸方向の後端側に向けて凸曲線状に延びる。図1および図2に示すように、コーナ刃11は、主切刃10との接続部分から軸方向の後端側へ向かうに従い、ねじれ角が大きくなる。
具体的に、コーナ刃11は、第2主切刃10bの径方向外端部と接続される。図2に示すように、刃部3を軸方向から見て、第2主切刃10bとコーナ刃11との接続部分13は、ドリル回転方向Tへ突出する凸状をなす。
The
Specifically, the
コーナ刃11は、その刃長方向の全長にわたって、すくい角がポジティブ角(正角)とされている。コーナ刃11のすくい角は、例えば、5°以上25°以下であり、より好ましくは、10°以上22°以下である。また、図7に示すように、コーナ刃11の刃長方向と垂直な断面の刃物角(直角刃物角)βは、例えば、45°以上65°以下であり、より好ましくは、58°以上62°以下である。
The
図3に示すように、リーディングエッジ12は、刃部3の外周部に配置されて、コーナ刃11と接続される。具体的に、リーディングエッジ12は、コーナ刃11の径方向外端部かつ軸方向の後端部と接続される。リーディングエッジ12は、軸方向の後端側へ向かうに従い、反ドリル回転方向に向けて螺旋状に延びる。リーディングエッジ12は、その刃長方向の全長にわたって、すくい角がポジティブ角とされている。
なおリーディングエッジ12には、バックテーパが付与されていてもよい。この場合、リーディングエッジ12は、軸方向の後端側へ向かうに従い、わずかに径方向内側に位置する。
As shown in Fig. 3, the leading
The leading
図2および図3に示すように、すくい面5は、刃部3に、周方向に互いに間隔をあけて複数設けられる。本実施形態ではすくい面5が、周方向に等ピッチで2つ設けられる。
すくい面5は、主すくい面21と、コーナすくい面22と、外周すくい面23と、を有する。
2 and 3, a plurality of cutting faces 5 are provided at intervals in the circumferential direction on the cutting
The
主すくい面21は、刃部3の先端面3bに配置され、主切刃10に接続する。主すくい面21は、主切刃10のドリル回転方向Tに隣接配置される。主すくい面21は、すくい面5のうち、主切刃10と、主切刃10のドリル回転方向Tに隣り合う切屑排出溝4と、の間に位置する部分である。主すくい面21は、主切刃10に沿って延びる。主すくい面21は、主切刃10から軸方向の後端側へ向かうに従い、ドリル回転方向Tに位置する。すなわち、主すくい面21はすくい角がネガティブ角であり、これにより主切刃10のすくい角もネガとされる。
主すくい面21の幅寸法、すなわち、すくい面5のうち主切刃10と切屑排出溝4との間に位置する部分の幅寸法は、径方向外側へ向かうに従い小さくなる。本実施形態では主すくい面21が、略三角形状の単一の平面により構成される。
The
The width dimension of the
主すくい面21は、第1すくい面21aと、第2すくい面21bと、を有する。つまりすくい面5は、第1すくい面21aと、第2すくい面21bと、を有する。
第1すくい面21aは、主すくい面21のうち径方向内側に位置する部分である。第1すくい面21aは、第1主切刃10aに接続する。第2すくい面21bは、主すくい面21のうち径方向外側に位置する部分である。第2すくい面21bは、第2主切刃10bに接続する。第1すくい面21aと第2すくい面21bとは、単一の平面に配置される。つまり第1すくい面21aと第2すくい面21bとは、単一の平面により一体に形成される。
The
The
図3に示すように、コーナすくい面22は、刃部3の先端外周部に配置され、コーナ刃11に接続する。コーナすくい面22は、コーナ刃11の径方向内側に隣接配置される。コーナすくい面22は、切屑排出溝4のうちドリル回転方向Tを向く壁部に位置する。コーナすくい面22は、コーナ刃11に沿って延びる。コーナすくい面22は、コーナ刃11から径方向内側へ向かうに従い、反ドリル回転方向に位置する(図7参照)。すなわち、コーナすくい面22はすくい角がポジティブ角であり、これによりコーナ刃11のすくい角もポジとされる。コーナすくい面22は、凹曲面状である。
As shown in FIG. 3, the
図3に示すように、外周すくい面23は、刃部3の外周部に配置され、リーディングエッジ12に接続する。外周すくい面23は、リーディングエッジ12の径方向内側に隣接配置される。外周すくい面23は、切屑排出溝4のうちドリル回転方向Tを向く壁部に位置する。外周すくい面23は、リーディングエッジ12に沿って延びる。外周すくい面23は、リーディングエッジ12から径方向内側へ向かうに従い、反ドリル回転方向に位置する。すなわち、外周すくい面23はすくい角がポジティブ角であり、これによりリーディングエッジ12のすくい角もポジとされる。外周すくい面23は、凹曲面状である。
コーナすくい面22と外周すくい面23とは、単一の凹曲面に配置される。つまりコーナすくい面22と外周すくい面23とは、単一の凹曲面により一体に形成される。
As shown in Fig. 3, the
The
図2および図3に示すように、逃げ面6は、刃部3に、周方向に互いに間隔をあけて複数設けられる。本実施形態では逃げ面6が、周方向に等ピッチで2つ設けられる。
逃げ面6は、主逃げ面31と、コーナ逃げ面32と、を有する。
2 and 3, a plurality of
The
主逃げ面31は、刃部3の先端面3bに配置され、主切刃10に接続する。主逃げ面31は、主切刃10の反ドリル回転方向に隣接配置される。主逃げ面31は、主切刃10に沿って延びる。主逃げ面31は、主切刃10から反ドリル回転方向へ向かうに従い、軸方向の後端側に位置する。これにより主逃げ面31には、逃げ角が付与されている。
The
主逃げ面31は、第1逃げ面31aと、第2逃げ面31bと、を有する。つまり逃げ面6は、第1逃げ面31aと、第2逃げ面31bと、を有する。
第1逃げ面31aは、主逃げ面31のうち径方向内側に位置する部分である。第1逃げ面31aは、第1主切刃10aに接続する。第1逃げ面31aは、平面状である(図4参照)。第2逃げ面31bは、主逃げ面31のうち径方向外側に位置する部分である。第2逃げ面31bは、第2主切刃10bに接続する。第2逃げ面31bは、凸曲面状である(図5および図6参照)。
つまり第1逃げ面31aと第2逃げ面31bとは、互いに異なる面により形成される。第1逃げ面31aと第2逃げ面31bとは、互いに滑らかに接続される。
The
The
That is, the
図2および図3に示すように、コーナ逃げ面32は、刃部3の先端面3bの径方向外端部に配置され、コーナ刃11に接続する。コーナ逃げ面32は、コーナ刃11の反ドリル回転方向に隣接配置される。コーナ逃げ面32は、コーナ刃11に沿って延びる。コーナ逃げ面32は、コーナ刃11から反ドリル回転方向へ向かうに従い、径方向内側に位置する(図7参照)。これによりコーナ逃げ面32には、逃げ角が付与されている。
As shown in Figures 2 and 3, the
図1~図3に示すように、マージン8は、刃部3の外周面に配置され、リーディングエッジ12に接続する。マージン8は、リーディングエッジ12の反ドリル回転方向に隣接配置される。マージン8は、リーディングエッジ12に沿って螺旋状に延びる。マージン8の軸方向の先端部は、先端面3bに接続する。マージン8は、リーディングエッジ12を中心軸C回りに回転させて得られる図示しない円筒状の回転軌跡上に位置する。マージン8は、中心軸Cと垂直な断面において、中心軸Cを中心とする円弧状をなす。
As shown in Figures 1 to 3, the
二番取り面9は、刃部3の外周面のうち、マージン8と、マージン8の反ドリル回転方向に隣り合う切屑排出溝4と、の間に配置される。二番取り面9は、マージン8よりも径方向内側に位置する。二番取り面9の軸方向の先端部は、先端面3bに接続する。
The chamfered
〔本実施形態による作用効果〕
以上説明した本実施形態のドリル1は、主切刃10のすくい角がネガティブ角であるため、主切刃10の刃物角αを大きく確保できる。主切刃10の刃先強度を安定して高めることができ、高硬度の硬脆材料製の被削材を穴あけ加工する場合であっても、主切刃10のチッピングや欠損等が抑えられ、効率よく穴あけ加工を行うことができる。例えば、窒化珪素系セラミックスやアルミナ系セラミックスなどの高硬度の硬脆材料からなる被削材を穴あけ加工する場合でも、刃先チッピング等の発生を抑制できる。
[Effects of this embodiment]
In the
またコーナ刃11は、被削材の加工穴の内周部を切削する。本実施形態のドリル1によれば、コーナ刃11のすくい角がポジティブ角であるため、コーナ刃11の切れ味が高められており、加工穴の内周部付近のコバ欠けが抑制される。例えば、Si系セラミックスなどの硬脆材料からなる被削材を穴あけ加工する場合でも、加工穴にコバ欠けが生じることを抑制でき、加工精度の向上を図ることができる。
以上より本実施形態のドリル1によれば、硬脆材料等の高硬度の被削材を穴あけ加工する場合であっても、安定して高精度な穴あけ加工を行うことができる。
The
As described above, the
また本実施形態では、第2主切刃10bの刃物角α2が、第1主切刃10aの刃物角α1以上である。
この場合、主切刃10のうち、第1主切刃10aよりも中心軸Cからの距離が遠く、穴あけ加工時の周速つまり切削速度が速い第2主切刃10bの刃先強度が高められる。このため、主切刃10のチッピングや欠損等がより抑えられ、効率よく安定して穴あけ加工を行うことができる。
In this embodiment, the cutting angle α2 of the second
In this case, the cutting edge strength of the second
また本実施形態では、第2主切刃10bが、径方向外側へ向かうに従いドリル回転方向Tに向けて延びる。
この場合、第2主切刃10bは、径方向外側へ向かうに従い、芯高が芯上がりとなる。このため、仮に、第2主切刃10bの直角刃物角(切刃7が延びる刃長方向と垂直な断面の刃物角)α2が刃長方向に沿って略一定である場合でも、ドリル回転方向Tに沿う断面(中心軸Cを中心とする仮想円筒面)に表れる実質的な刃物角は、第2主切刃10bのうち径方向外側に位置する部分ほど、大きくなる。
すなわち第2主切刃10bのうち、中心軸Cからの距離が遠く、穴あけ加工時の周速つまり切削速度が速くなる部分ほど、実質的な刃物角が大きくなって刃先強度が高められるため、第2主切刃10bのチッピングや欠損等がより抑えられる。
In this embodiment, the second
In this case, the center height of the second
In other words, the greater the distance from the central axis C of the second
また本実施形態では、主すくい面21の第1すくい面21aと第2すくい面21bとが、単一の平面に配置される。
この場合、主すくい面21すなわちすくい面5の構成を簡素化でき、かつ、主切刃10の一部に局所的に切削負荷が集中するような不具合が抑えられる。したがって、主切刃10の刃先チッピング等がより抑制される。
In this embodiment, the
In this case, the configuration of the
また本実施形態では、主逃げ面31のうち、第1逃げ面31aは平面状であり、第2逃げ面31bは凸曲面状である。
この場合、第1逃げ面31aが平面状であるので、ドリル製造時に第1逃げ面31aを形成しやすい。また第2逃げ面31bが凸曲面状であるので、第2主切刃10bを曲線状に形成することが容易である。これにより、図3に示すように、第2主切刃10bとコーナ刃11とを滑らかに接続しやすい。
In this embodiment, of the
In this case, since the
また本実施形態では、第2主切刃10bの直角刃物角α2が、第2主切刃10bの刃長方向に沿って第1主切刃10aからコーナ刃11へ向かうに従い、大きくなる。
第2主切刃10bの中でも径方向外側に位置する部分ほど、つまりコーナ刃11に近い部分ほど、穴あけ加工時のドリル回転方向Tの周速(切削速度)は速くなる。上記構成によれば、第2主切刃10bの直角刃物角α2が、刃長方向に沿って第1主切刃10aからコーナ刃11に近づくに従い大きくなるので、第2主切刃10bのチッピングや欠損等がより安定して抑制される。
In this embodiment, the perpendicular cutting angle α2 of the second
The peripheral speed (cutting speed) in the drill rotation direction T during drilling is faster at a portion of the second
また本実施形態では、主切刃10が、径方向外側へ向かうに従い軸方向の後端側に向けて延び、第2主切刃10bは、第1主切刃10aよりも中心軸Cに対する傾斜角が小さい。
この場合、第2主切刃10bとコーナ刃11とを滑らかに接続しやすくなり、これらの接続部分におけるチッピングや欠損等が抑制される。
In this embodiment, the
In this case, it becomes easier to smoothly connect the second
また本実施形態では、図2に示すように刃部3を軸方向から見て、第2主切刃10bとコーナ刃11との接続部分13が、ドリル回転方向Tへ突出する。
この場合、第2主切刃10bとコーナ刃11との接続部分13がドリル回転方向Tに突出するため、その分、コーナ刃11のねじれ角(軸方向すくい角)を大きく確保することができる。これにより、コーナ刃11の切れ味がより高められる。
In this embodiment, as shown in FIG. 2, when the cutting
In this case, the
また本実施形態では、第1主切刃10aの径方向寸法が、刃部3の半径の40%以上50%以下である。
第1主切刃10aの径方向寸法が刃部3の半径の40%以上であると、第1主切刃10aの刃長が大きく確保され、穴あけ加工をより効率よく行うことができる。
第1主切刃10aの径方向寸法が刃部3の半径の50%以下であると、切刃7のうち第1主切刃10a以外の第2主切刃10bおよびコーナ刃11の各刃長を大きく確保でき、第2主切刃10bおよびコーナ刃11による各機能が安定して奏功される。
In this embodiment, the radial dimension of the first
When the radial dimension of the first
When the radial dimension of the first
また本実施形態では、主切刃10の径方向寸法が、刃部3の半径の70%以上80%以下である。
主切刃10の径方向寸法が刃部3の半径の70%以上であると、主切刃10の刃長が大きく確保され、穴あけ加工をより効率よく行うことができる。
主切刃10の径方向寸法が刃部3の半径の80%以下であると、切刃7のうち主切刃10以外のコーナ刃11の刃長を大きく確保でき、コーナ刃11による機能が安定して奏功される。
In this embodiment, the radial dimension of the
When the radial dimension of the
When the radial dimension of the
また本実施形態では、主切刃10が、軸方向から見て、中心軸C上から径方向外側に延びる。
この場合、主切刃10が中心軸C上を通るため、刃部3の先端面3bの中心軸C付近には、チゼルエッジ等が形成されない。このため上記構成によれば、チゼルエッジ等に起因する刃部3の欠損等が抑制される。
In this embodiment, the
In this case, since the
また本実施形態では、コーナ刃11は、主切刃10との接続部分13から軸方向の後端側へ向かうに従い、ねじれ角が大きくなる。
この場合、コーナ刃11は、軸方向の後端側へ向かうほど切れ味が高められる。コーナ刃11の特に軸方向後端部によって、加工穴の内周部の加工精度が安定して高められ、加工穴のコバ欠けがより抑制される。
In this embodiment, the
In this case, the sharpness of the
また本実施形態では、コーナ刃11は、径方向外側へ向かうに従い軸方向の後端側に向けて凸曲線状に延びる。
この場合、コーナ刃11が凸曲線状であるため、コーナ刃11は、軸方向の後端側へ向かうに従い、中心軸Cに対する傾斜角が小さくなる。これにより、コーナ刃11が加工穴を貫通するときに、加工穴の内周部付近に作用するスラスト方向への力が小さく抑えられる。このため、加工穴(特に穿孔出口側)のコバ欠けがより安定して抑制される。
In this embodiment, the
In this case, since the
また本実施形態では、すくい面5のうち主切刃10と切屑排出溝4との間に位置する部分(つまり主すくい面21)の幅寸法が、径方向外側へ向かうに従い小さくなる。
穴あけ加工時には、すくい面5(主すくい面21)のうち径方向外側に位置する部分ほど(周速が速い部分ほど)、切刃7からの切屑供給量が多くなる。上記構成では、すくい面5の幅寸法が、径方向外側へ向かうに従い小さくなるので、切屑がすくい面5上から効率よく切屑排出溝4に流入させられて、切屑排出性がよい。
In this embodiment, the width of the portion of the
During drilling, the radially outer portion of the rake face 5 (main rake face 21) (the portion having a higher peripheral speed) receives a larger amount of chips from the
〔本発明に含まれるその他の構成〕
なお、本発明は前述の実施形態に限定されず、例えば下記に説明するように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において構成の変更等が可能である。
[Other configurations included in the present invention]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and the configuration may be modified within the scope of the present invention, for example as described below.
前述の実施形態では、ドリル1として、刃部3の直径(刃径)が2mm以下の小径ドリルを例に挙げて説明したが、これに限らない。ドリル1は、小径ドリルに限らず、刃部3の刃径が2mmを超えてもよい。
In the above embodiment, the
前述の実施形態では、ドリル1が、2枚刃のツイストドリルである例を挙げたが、これに限らない。ドリル1は、1枚刃または3枚刃以上であってもよい。
In the above embodiment, the
またドリル1は、刃部3とシャンク部2とが互いに別体に設けられ、これらが組み立てられた構成や、ロウ付けにより一体化された構成であってもよい。あるいは、ドリル1は、刃部3とシャンク部2とが単一の部材により一体に形成された構成でもよい。
また、ドリル1は、刃部3がネジ等によってシャンク部2に着脱可能に装着される、刃先交換式ドリルであってもよい。この場合、刃部3は、ドリルヘッド3と言い換えてもよい。
The
The
本発明は、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において、前述の実施形態および変形例等で説明した各構成を組み合わせてもよく、また、構成の付加、省略、置換、その他の変更が可能である。また本発明は、前述した実施形態等によって限定されず、特許請求の範囲によってのみ限定される。 The present invention may be implemented by combining the various configurations described in the above-mentioned embodiments and modifications, etc., without departing from the spirit of the present invention, and addition, omission, substitution, and other modifications of configurations are possible. Furthermore, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, etc., but is limited only by the scope of the claims.
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。ただし本発明はこの実施例に限定されない。 The present invention will be described in detail below with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.
[加工穴のコバ欠け確認試験]
本発明の実施例として、前述の実施形態で説明したドリル1を用いて、硬脆材料(Si材)からなる被削材に穴あけ加工を行った。また、従来例として、工具先端面に配置される切刃のすくい角が、刃長方向の全長にわたってネガティブ角とされたドリルを用いて、硬脆材料(Si材)からなる被削材に穴あけ加工を行った。
実施例および従来例ともに、切削条件は下記の通りとし、被削材に加工穴を50個加工して、加工穴の内周部付近に生じるコバ欠けの程度(状態)を確認した。
[Check test for chipping of processed holes]
As an example of the present invention, the
In both the embodiment and the conventional example, the cutting conditions were as follows, 50 holes were machined in the workpiece, and the degree (condition) of edge chipping occurring near the inner circumference of the machined holes was confirmed.
<切削条件>
・ドリル:刃径φ1.5mm PCDドリル
・被削材の平面度:80mm×80mmあたり40μm以内
・切削速度:vc=21.7m/min
・送り:fr=0.001mm/rev
・穴あけ長さ:ld=3.5mm(止り)
・ステップ(加工)量:0.3mm
・戻り:平面より0.2mm
・切削油剤:エマルションAP-EX-E1[10%] 外部給油
<Cutting conditions>
Drill: Blade diameter φ1.5mm PCD drill Flatness of workpiece: Within 40μm per 80mm x 80mm Cutting speed: vc = 21.7m/min
Feed: fr = 0.001 mm/rev
・Drilling length: ld = 3.5 mm (stop)
・Step (machining) amount: 0.3 mm
・Return: 0.2 mm from the flat surface
・Cutting fluid: Emulsion AP-EX-E1 [10%] External oil supply
図8は、実施例のドリル1により穿孔された加工穴(50穴目)を表す画像である。図9は、従来例のドリルにより穿孔された加工穴(50穴目)を表す画像である。
図8および図9に示すように、従来例に比べて実施例のドリル1では、50穴目の加工穴についても、内周部付近のコバ欠けが安定して抑制されることが確認された。
Fig. 8 is an image showing a machined hole (50th hole) drilled by the
As shown in Figs. 8 and 9, it was confirmed that, compared to the conventional example, the
本発明のドリルによれば、硬脆材料等の高硬度の被削材を穴あけ加工する場合であっても、安定して高精度な穴あけ加工を行うことができる。したがって、産業上の利用可能性を有する。 The drill of the present invention can perform stable and highly accurate drilling even when drilling hard workpieces such as brittle materials. Therefore, it has industrial applicability.
1…ドリル
3…刃部
3b…先端面
4…切屑排出溝
5…すくい面
6…逃げ面
7…切刃
10…主切刃
10a…第1主切刃
10b…第2主切刃
11…コーナ刃
13…接続部分
21a…第1すくい面
21b…第2すくい面
31a…第1逃げ面
31b…第2逃げ面
C…中心軸
T…ドリル回転方向
α…刃物角(直角刃物角)
α1…第1主切刃の刃物角
α2…第2主切刃の刃物角
1...
α1…Cutting edge angle of the first main cutting edge α2…Cutting edge angle of the second main cutting edge
Claims (11)
前記刃部は、
すくい面と、
逃げ面と、
前記すくい面と前記逃げ面との稜線部に配置される切刃と、を備え、
前記切刃は、
前記刃部の軸方向の先端側を向く先端面に配置され、すくい角がネガティブ角とされた主切刃と、
前記刃部の径方向外側の端部に配置されて前記主切刃と接続され、すくい角がポジティブ角とされたコーナ刃と、を有し、
前記コーナ刃は、径方向外側へ向かうに従い軸方向の後端側に向けて凸曲線状に延びる、
ドリル。 The cutting edge portion extends in an axial direction around a central axis,
The blade portion is
A scooping surface and
The relief surface and
A cutting edge is disposed on a ridge line between the rake face and the flank face,
The cutting blade is
A main cutting edge is disposed on a tip surface of the cutting portion facing the tip side in the axial direction, and has a negative rake angle;
A corner edge is disposed at an end portion on the radially outer side of the cutting edge, connected to the main cutting edge, and has a positive rake angle.
The corner edge extends in a convex curve shape toward the rear end side in the axial direction as it moves radially outward.
drill.
前記刃部は、The blade portion is
すくい面と、A scooping surface and
逃げ面と、The relief surface and
前記すくい面と前記逃げ面との稜線部に配置される切刃と、を備え、A cutting edge is disposed on a ridge line between the rake face and the flank face,
前記切刃は、The cutting blade is
前記刃部の軸方向の先端側を向く先端面に配置され、すくい角がネガティブ角とされた主切刃と、A main cutting edge is disposed on a tip surface of the cutting portion facing the tip side in the axial direction, and has a negative rake angle;
前記刃部の径方向外側の端部に配置されて前記主切刃と接続され、すくい角がポジティブ角とされたコーナ刃と、を有し、A corner edge is disposed at an end portion on the radially outer side of the cutting edge, connected to the main cutting edge, and has a positive rake angle.
前記刃部は、前記先端面に開口し、軸方向に延びる切屑排出溝を備え、The blade portion is provided with a chip discharge groove that opens on the tip surface and extends in the axial direction,
前記すくい面のうち前記主切刃と前記切屑排出溝との間に位置する部分の幅寸法が、径方向外側へ向かうに従い小さくなる、A width dimension of a portion of the rake face located between the main cutting edge and the chip discharge groove becomes smaller toward the radially outer side.
ドリル。Drill.
前記刃部は、The blade portion is
すくい面と、The scooping surface and
逃げ面と、The relief surface and
前記すくい面と前記逃げ面との稜線部に配置される切刃と、を備え、A cutting edge is disposed on a ridge line between the rake face and the flank face,
前記切刃は、The cutting blade is
前記刃部の軸方向の先端側を向く先端面に配置され、すくい角がネガティブ角とされた主切刃と、A main cutting edge is disposed on a tip surface of the cutting portion facing the tip side in the axial direction, and has a negative rake angle;
前記刃部の径方向外側の端部に配置されて前記主切刃と接続され、すくい角がポジティブ角とされたコーナ刃と、を有し、A corner edge is disposed at an end portion on the radially outer side of the cutting edge, connected to the main cutting edge, and has a positive rake angle.
前記主切刃は、The main cutting edge is
第1主切刃と、A first main cutting edge;
前記第1主切刃の径方向外側に配置され、両端部が前記第1主切刃と前記コーナ刃とに接続される第2主切刃と、を有し、a second main cutting edge disposed radially outward of the first main cutting edge, the second main cutting edge having both ends connected to the first main cutting edge and the corner edge;
前記第2主切刃の刃物角が、前記第1主切刃の刃物角以上であり、The cutting edge angle of the second main cutting edge is equal to or greater than the cutting edge angle of the first main cutting edge,
前記第2主切刃は、径方向外側へ向かうに従い、前記中心軸回りの周方向のうちドリル回転方向に向けて延びる、The second main cutting edge extends in a drill rotation direction in a circumferential direction around the central axis as it moves radially outward.
ドリル。Drill.
前記刃部は、The blade portion is
すくい面と、The scooping surface and
逃げ面と、The relief surface and
前記すくい面と前記逃げ面との稜線部に配置される切刃と、を備え、A cutting edge is disposed on a ridge line between the rake face and the flank face,
前記切刃は、The cutting blade is
前記刃部の軸方向の先端側を向く先端面に配置され、すくい角がネガティブ角とされた主切刃と、A main cutting edge is disposed on a tip surface of the cutting portion facing the tip side in the axial direction, and has a negative rake angle;
前記刃部の径方向外側の端部に配置されて前記主切刃と接続され、すくい角がポジティブ角とされたコーナ刃と、を有し、A corner edge is disposed at an end portion on the radially outer side of the cutting edge, connected to the main cutting edge, and has a positive rake angle.
前記主切刃は、The main cutting edge is
第1主切刃と、A first main cutting edge;
前記第1主切刃の径方向外側に配置され、両端部が前記第1主切刃と前記コーナ刃とに接続される第2主切刃と、を有し、a second main cutting edge disposed radially outward of the first main cutting edge, the second main cutting edge having both ends connected to the first main cutting edge and the corner edge;
前記第2主切刃の刃物角が、前記第1主切刃の刃物角以上であり、The cutting edge angle of the second main cutting edge is equal to or greater than the cutting edge angle of the first main cutting edge,
前記すくい面は、The rake face is
前記第1主切刃に接続する第1すくい面と、A first cutting face connected to the first main cutting edge;
前記第2主切刃に接続する第2すくい面と、を有し、A second cutting face connected to the second main cutting edge,
前記第1すくい面と前記第2すくい面とが、単一の平面に配置される、The first rake face and the second rake face are disposed in a single plane.
ドリル。Drill.
前記刃部は、The blade portion is
すくい面と、The scooping surface and
逃げ面と、The relief surface and
前記すくい面と前記逃げ面との稜線部に配置される切刃と、を備え、A cutting edge is disposed on a ridge line between the rake face and the flank face,
前記切刃は、The cutting blade is
前記刃部の軸方向の先端側を向く先端面に配置され、すくい角がネガティブ角とされた主切刃と、A main cutting edge is disposed on a tip surface of the cutting portion facing the tip side in the axial direction, and has a negative rake angle;
前記刃部の径方向外側の端部に配置されて前記主切刃と接続され、すくい角がポジティブ角とされたコーナ刃と、を有し、A corner edge is disposed at an end portion on the radially outer side of the cutting edge, connected to the main cutting edge, and has a positive rake angle.
前記主切刃は、The main cutting edge is
第1主切刃と、A first main cutting edge;
前記第1主切刃の径方向外側に配置され、両端部が前記第1主切刃と前記コーナ刃とに接続される第2主切刃と、を有し、a second main cutting edge disposed radially outward of the first main cutting edge, the second main cutting edge having both ends connected to the first main cutting edge and the corner edge;
前記第2主切刃の刃物角が、前記第1主切刃の刃物角以上であり、The cutting edge angle of the second main cutting edge is equal to or greater than the cutting edge angle of the first main cutting edge,
前記逃げ面は、The flank surface is
前記第1主切刃に接続する第1逃げ面と、A first flank surface connected to the first main cutting edge;
前記第2主切刃に接続する第2逃げ面と、を有し、A second flank surface connected to the second main cutting edge,
前記第1逃げ面は、平面状であり、The first flank surface is planar,
前記第2逃げ面は、凸曲面状である、The second flank surface is a convex curved surface.
ドリル。Drill.
前記刃部は、The blade portion is
すくい面と、A scooping surface and
逃げ面と、The relief surface and
前記すくい面と前記逃げ面との稜線部に配置される切刃と、を備え、A cutting edge is disposed on a ridge line between the rake face and the flank face,
前記切刃は、The cutting blade is
前記刃部の軸方向の先端側を向く先端面に配置され、すくい角がネガティブ角とされた主切刃と、A main cutting edge is disposed on a tip surface of the cutting portion facing the tip side in the axial direction, and has a negative rake angle;
前記刃部の径方向外側の端部に配置されて前記主切刃と接続され、すくい角がポジティブ角とされたコーナ刃と、を有し、A corner edge is disposed at an end portion on the radially outer side of the cutting edge, connected to the main cutting edge, and has a positive rake angle.
前記主切刃は、The main cutting edge is
第1主切刃と、A first main cutting edge;
前記第1主切刃の径方向外側に配置され、両端部が前記第1主切刃と前記コーナ刃とに接続される第2主切刃と、を有し、a second main cutting edge disposed radially outward of the first main cutting edge, the second main cutting edge having both ends connected to the first main cutting edge and the corner edge;
前記第2主切刃の刃物角が、前記第1主切刃の刃物角以上であり、The cutting edge angle of the second main cutting edge is equal to or greater than the cutting edge angle of the first main cutting edge,
前記主切刃は、径方向外側へ向かうに従い、軸方向の後端側に向けて延び、The main cutting edge extends radially outwardly toward the rear end side in the axial direction,
前記第2主切刃は、前記第1主切刃よりも前記中心軸に対する傾斜角が小さい、The second main cutting edge has a smaller inclination angle with respect to the central axis than the first main cutting edge.
ドリル。Drill.
請求項3から6のいずれか1項に記載のドリル。 The second main cutting edge has a cutting edge angle in a cross section perpendicular to a cutting edge length direction in which the cutting edge extends, the cutting edge angle increasing from the first main cutting edge to the corner edge along the cutting edge length direction of the second main cutting edge.
A drill according to any one of claims 3 to 6 .
請求項3から7のいずれか1項に記載のドリル。 When the cutting edge is viewed from the axial direction, a connection portion between the second main cutting edge and the corner edge protrudes in a drill rotation direction in a circumferential direction around the central axis.
A drill according to any one of claims 3 to 7.
請求項3から8のいずれか1項に記載のドリル。 The radial dimension of the first main cutting edge is 40% or more and 50% or less of the radius of the blade portion.
A drill according to any one of claims 3 to 8.
請求項1から9のいずれか1項に記載のドリル。 The radial dimension of the main cutting edge is 70% or more and 80% or less of the radius of the cutting edge.
A drill according to any one of claims 1 to 9.
請求項1から10のいずれか1項に記載のドリル。 The main cutting edge extends radially outward from the central axis when viewed in the axial direction.
A drill according to any one of claims 1 to 10.
Priority Applications (1)
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- 2021-06-07 JP JP2021094885A patent/JP7632092B2/en active Active
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