超硬合金製ドリル
【課題】特に鋳鉄のような被削材に貫通穴を穴明け加工するのに用いても、切刃強度を確保して摩耗やチッピング、欠損を防ぎつつ、鋭い切れ味は維持してバリやコバ欠けの発生を効果的に抑制する。
【解決手段】軸線Ｏ回りに回転されるドリル本体１の先端部外周に形成された切屑排出溝４のドリル回転方向Ｔを向く壁面と先端逃げ面３との交差稜線部に切刃５が形成され、ドリル本体１は超硬合金により形成されているとともに、切刃５は、ドリル本体１内周側の主切刃８と、この主切刃８よりも先端角θが小さくて長さＬの短い外周側のバリ取り刃１２とを備え、主切刃８にはホーニングが施される一方、バリ取り刃１２には、ホーニングが施されないか、または主切刃１２よりもホーニング幅の小さいホーニングが施される。
【解決手段】軸線Ｏ回りに回転されるドリル本体１の先端部外周に形成された切屑排出溝４のドリル回転方向Ｔを向く壁面と先端逃げ面３との交差稜線部に切刃５が形成され、ドリル本体１は超硬合金により形成されているとともに、切刃５は、ドリル本体１内周側の主切刃８と、この主切刃８よりも先端角θが小さくて長さＬの短い外周側のバリ取り刃１２とを備え、主切刃８にはホーニングが施される一方、バリ取り刃１２には、ホーニングが施されないか、または主切刃１２よりもホーニング幅の小さいホーニングが施される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に鋳鉄等の貫通穴明け加工における加工穴出口のバリの発生やコバ欠けを防止することが可能な超硬合金製ドリルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このような、被削材に貫通穴を穴明け加工する際の加工穴の出口におけるバリの発生を抑制する機能を備えたドリルとしては、例えば特許文献１に、先端に切れ刃をそなえると共に切り屑排出用のねじれ溝をそなえたツイストドリルにおいて、切れ刃に連続して面取りを設け、切れ刃の先端角αを１１８°〜１３５°とし、面取りの面取り角βを６０°〜９０°とし、ねじれ溝のねじれ角γを３０°〜４５°としたツイストドリルが提案されている。
【特許文献１】特開平９−２７７１０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、この特許文献１に記載のドリルでは、面取り角βが小さくされた面取り部分における切刃の長さが長くされており、被削材との接触長さも長くなるために切削抵抗が増大して、この部分の切刃の摩耗進行が速くなり、切れ味が鈍くなってバリの抑制効果が早期に失われるおそれがある。特に、特許文献１に記載のドリルは、クロム鋼のような鋼材穴明け用の高速度工具鋼製のハイスドリルであって、鋳鉄のような被削材の穴明け加工では切刃の摩耗が一層促進されることになる。
【０００４】
ここで、このような切刃の摩耗を抑えるため、耐摩耗性が高い超硬合金製のドリルを鋳鉄の穴明け加工に用いると、切刃の摩耗は抑制できるものの、ドリル本体と被削材とがともに硬くて脆い材質となるため、切刃にチッピングや欠損が生じ易くなる。そこで、切刃強度を確保してこのようなチッピングや欠損を防ぐために切刃にホーニングを施すと、バリ取りに用いられる切刃の面取りにおいても切れ味が鈍くなって、バリやコバ欠けの抑制効果が一層損なわれる結果となる。
【０００５】
本発明は、このような背景の下になされたもので、特に鋳鉄のような被削材に貫通穴を穴明け加工するのに用いても、切刃強度を確保して摩耗やチッピング、欠損を防ぎつつ、鋭い切れ味は維持してバリやコバ欠けの発生を効果的に抑制することが可能な超硬合金製ドリルを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、軸線回りに回転されるドリル本体の先端部外周に切屑排出溝が、上記ドリル本体の先端逃げ面に開口して後端側に延びるように形成され、この切屑排出溝のドリル回転方向を向く壁面と上記先端逃げ面との交差稜線部に切刃が形成されてなるドリルであって、上記ドリル本体は超硬合金により形成されているとともに、上記切刃は、上記ドリル本体の内周側の主切刃と、この主切刃よりも先端角が小さくて長さの短い外周側のバリ取り刃とを備え、上記主切刃にはホーニングが施される一方、上記バリ取り刃には、ホーニングが施されないか、または上記主切刃よりもホーニング幅の小さいホーニングが施されていることを特徴とする。
【０００７】
従って、このように構成されたドリルにおいては、ドリル本体が超硬合金製であるので耐摩耗性が高く、鋳鉄のような被削材に対しても切刃の摩耗を抑制することができる。そして、このドリル本体に形成される切刃が、内周側の主切刃と、これよりも先端角が小さい外周側のバリ取り刃とを備え、このうちバリ取り刃よりも切刃長さの長い主切刃にはホーニングが施されているので、その強度を確保してチッピングや欠損の発生を防止することができる。
【０００８】
その一方で、先端角の小さいバリ取り刃は、切刃長さが短いため必要以上に被削材との接触長さが長くなることはなく、ドリル本体が超硬合金製であることとも相俟って摩耗の進行を抑えることができる。そして、このバリ取り刃には、ホーニングが施されないか、あるいはホーニングが施されるにしても主切刃よりもホーニング幅が小さくされているので、鋭い切れ味を与えることができ、しかも摩耗の進行が抑制されるためにこの鋭い切れ味を長期に亙って維持して、加工穴の出口でのバリやコバ欠けの発生を防止することが可能となる。
【０００９】
ここで、このようにホーニングが施される主切刃のホーニング幅は０．０２５ｍｍ〜０．１ｍｍの範囲とされるのが望ましく、これよりもホーニング幅が小さいとチッピングや欠損が生じるおそれがある一方、これよりもホーニング幅が大きいと主切刃自体の切れ味が鈍って切削抵抗の増大を招くおそれがある。また、バリ取り刃のホーニング幅は、ホーニングが施されない場合の０ｍｍから、ホーニングが施される場合でも０．０２５ｍｍまでの範囲で主切刃のホーニング幅より小さくされるのが望ましく、この範囲よりも大きいと、バリやコバ欠けの発生を防止するための鋭い切れ味を確保することができなくなるおそれが生じる。
【００１０】
また、上記バリ取り刃は、上記軸線回りの回転軌跡において一直線状に上記主切刃と交差するように形成されていてもよく、この場合にはバリ取り刃の上記先端角は３０°〜６０°の範囲とされているのが望ましい。特許文献１に記載のドリルのようにバリ取りを行う面取りした切刃の面取り角が６０°〜９０°と比較的大きな範囲であると、鋳鉄などのコバ欠けし易い被削材では加工穴の抜け際で欠けやむしれが生じて十分なバリ抑制効果を得られないおそれがある。
【００１１】
さらに、こうしてバリ取り刃を軸線回りの回転軌跡で一直線状に主切刃と交差するように形成した場合には、このバリ取り刃の長さは、外周端までの切刃全体の外径Ｄに対して０．０５×Ｄ〜０．１５×Ｄの範囲とされるのが望ましい。バリ取り刃の長さがこの範囲よりも短いと、確実にバリを削り取ることができなくなるおそれがある一方、バリ取り刃の長さがこの範囲よりも長いと、被削材との接触長さが長くなって切削抵抗の増大を招くおそれが生じる。
【００１２】
一方、上記バリ取り刃は、上記ドリル本体の内周側に向かうに従い先端角が大きくなる複数のバリ取り刃部によって構成されていてもよい。外周側のバリ取り刃部によって先端角を小さくして鋳鉄のような被削材でもコバ欠けによるバリを一層確実に防ぎつつ、内周側に向けて先端角の大きくなるバリ取り刃部を設けることで、被削材との接触長さをさらに短く抑えて切削抵抗の低減を図ることができる。
【００１３】
なお、こうしてバリ取り刃を複数のバリ取り刃部によって構成した場合において、当該バリ取り刃が、上記ドリル本体の外周側の第１バリ取り刃部と内周側の第２バリ取り刃部とを備えているときには、第１バリ取り刃部の先端角は、上述のようにバリ取り刃が一直線状の場合と同様に３０°〜６０°の範囲とされるのが望ましい。そして、このとき、第２バリ取り刃部の先端角は６０°〜９０°の範囲とされ、かつこれら第１、第２バリ取り刃部の長さは、それぞれ上記切刃の外径Ｄに対して０．０３×Ｄ〜０．１０×Ｄの範囲とされるのが望ましい。
【００１４】
すなわち、第２バリ取り刃部の先端角が上記範囲よりも小さいと、第１バリ取り刃部との角度差が小さくなる一方、第２バリ取り刃部の先端角が上記範囲よりも大きいと、主切刃との角度差が小さくなり、いずれの場合もバリ取り刃を複数のバリ取り刃部によって構成することによる上記効果が損なわれるおそれがある。さらに、これら第１、第２バリ取り刃部の長さが上記範囲よりも短いと、やはり確実にバリ取りできなくなるおそれがある一方、上記範囲よりも長いと、被削材との接触長さが長くなって切削抵抗の増大を招くおそれがある。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明によれば、ドリル本体を超硬合金製とすることにより耐摩耗性の向上を図りつつ、先端角が大きくて切刃長さの長い主切刃にはホーニングを施してチッピングや欠損の発生を防ぐことができる一方、先端角の小さいバリ取り刃は切刃長さを短くして被削材との接触による摩耗を抑えるとともに、ホーニングを施さないか、主切刃のホーニングよりも小さなホーニング幅とすることにより、鋭い切れ味を維持することができる。このため、特に鋳鉄のような被削材に貫通穴を穴明け加工する場合でも、加工穴出口でのバリやコバ欠けの発生を長期に亙って抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、本発明の第１の実施形態の超硬合金製ドリルの先端部の側面図である。本実施形態において、ドリル本体１は、軸線Ｏを中心とした概略円柱状をなし、図示されないその後端部は円柱状のままのシャンク部とされるとともに、先端部は刃部２とされ、上記シャンク部が工作機械の主軸に把持されて軸線Ｏ回りにドリル回転方向Ｔに回転されつつ該軸線Ｏ方向先端側（図１における左側）に送り出されることにより、例えば鋳鉄のような被削材に貫通穴を形成する。そして、このドリル本体１は、上記シャンク部から刃部２の先端にかけてのその全体が、超硬合金によって一体に形成されている。
【００１７】
刃部２には、その外周に、ドリル本体１の先端側を向く先端逃げ面３から後端側に向けて延びる切屑排出溝４が、後端側に向かうに従い軸線Ｏ回りにドリル回転方向Ｔの後方側に捩れるように、該軸線Ｏを挟んで対称に一対形成されており、この切屑排出溝４のドリル回転方向Ｔ側を向く壁面と上記先端逃げ面３との交差稜線部に切刃５が形成されている。ここで、先端逃げ面３には、切刃５からドリル回転方向Ｔ後方側に向かうに従い軸線Ｏ方向後端側に向かうように逃げ角が与えられるとともに、該軸線Ｏからドリル本体１の外周側に向けても軸線Ｏ方向後端側に向かうように形成されていて、これにより切刃５には所定の先端角が与えられる。
【００１８】
また、切刃５の内周側においては、軸線Ｏ近傍の切屑排出溝４の内壁面が該軸線Ｏ側に向けて切り欠かれるようにしてシンニング面６が形成されることにより、このシンニング面６と先端逃げ面３との交差稜線部にシンニング刃７が形成されている。さらに、このシンニング刃７から外周側に向けての切刃５部分には１３５°〜１５０°の範囲内の略一定の先端角αが与えられていて、この部分が主切刃８とされている。
【００１９】
そして、このシンニング刃７も含めた主切刃８には、図１にハッチングで示したようにホーニングが施されている。ここで、この主切刃８に施されるホーニングは、先端逃げ面３と切屑排出溝４の壁面とに角度をもって交差するようにされた平坦なチャンファホーニングでもよく、また凸曲面状の丸ホーニングでもよく、これらの複合ホーニングでもよい。ただし、そのホーニング幅は、０．０２５ｍｍ〜０．１ｍｍの範囲内の一定幅とされるのが望ましい。
【００２０】
一方、刃部２の外周面には、その切屑排出溝４のドリル回転方向Ｔを向く壁面との交差稜線部に沿って、後述する切刃５の外径Ｄと等しい外径で軸線Ｏを中心とした断面凸円弧状をなす外周面を有するマージン９が形成されている。また、このマージン９のドリル回転方向Ｔ後方側に連なる外周面は、該マージン９よりも外径が僅かに一段小さくされた外周逃げ面１０とされている。
【００２１】
そして、こうしてマージン９と外周逃げ面１０とが形成された刃部２の外周面と上記先端逃げ面３との交差稜線部には、これら外周面と先端逃げ面３とに角度をもって交差するように面取部１１が形成されており、この面取部１１と切屑排出溝４のドリル回転方向Ｔを向く壁面との交差稜線部に、切刃５の外周側部分を構成するバリ取り刃１２が形成されている。従って、このバリ取り刃１２は、外周面とはマージン部９と交差させられるとともに、切刃５の主切刃８とも角度をもって交差するように形成されていて、本実施形態では軸線Ｏ回りの回転軌跡において一直線状に延びて主切刃８と交差させられており、その先端角θは主切刃８の先端角αよりも小さく、３０°〜６０°の範囲とされている。
【００２２】
ここで、上記面取部１１は、切屑排出溝４のドリル回転方向Ｔ後方側を向く壁面との交点からドリル回転方向Ｔ側に向けて、その幅が大きくなるように形成されており、バリ取り刃１２が形成された切屑排出溝４のドリル回転方向Ｔを向く壁面との交差稜線で最も幅広となるようにされている。ただし、この面取部１１の幅が最大となるバリ取り刃１２の部分においても、その幅すなわちバリ取り刃１２の長さＬは、シンニング刃７も含めた主切刃８の長さよりは十分短く、本実施形態では切刃５の外径Ｄに対して０．０５×Ｄ〜０．１５×Ｄの範囲とされている。なお、切刃５の外径Ｄは、このバリ取り刃１２の外周端が軸線Ｏ回りになす円の直径となる。
【００２３】
さらに、このバリ取り刃１２は、上記主切刃８に施されていたホーニングが施されずに面取部１１が切屑排出溝４のドリル回転方向Ｔを向く壁面と鋭角に交差させられたままのシャープエッジとされるか、あるいはホーニングが施されるにしても、主切刃８に施されていたものよりはホーニング幅が小さな、極微小ホーニングとされている。すなわち、このバリ取り刃１２に与えられるホーニング幅は、ホーニングが施されない場合の０ｍｍを含み、ホーニングが施されるにしても主切刃８に施されるホーニングの幅０．０２５ｍｍ〜０．１ｍｍ以下となる、０ｍｍ〜０．０２５ｍｍの範囲とされるのが望ましい。
【００２４】
このように構成されたドリルでは、上述のようにドリル本体１が送り出されて切刃５が被削材を貫通する抜け際で、まず切刃５のうち先端内周側の主切刃８が被削材を突き抜け、このとき主切刃８の大きな先端角αによって被削材が押し広げられるようにして変形したり欠けたりすることにより貫通穴出口周縁に発生したバリやコバ欠けを、続いて切刃５のうち後端外周側の小さな先端角θとされたバリ取り刃１２が抜け出るときに削り取ってバリ取りしてゆく。
【００２５】
そして、上記構成の超硬合金製ドリルでは、このようにドリル本体１が超硬合金製であって耐摩耗性が高いため、切刃５のうち、特にホーニングが施されないシャープエッジか極微小ホーニングとされたバリ取り刃１２の摩耗を抑えることができる。しかも、このバリ取り刃１２は、その切刃長さＬが主切刃８の長さよりも短く、特に本実施形態では切刃５の外径Ｄに対して０．０５×Ｄ〜０．１５×Ｄの範囲とされているので、被削材との接触長さを極短くすることができ、これによっても摩耗を抑えることができて、バリやコバ欠けを削り取るための鋭い切れ味を長期に亙って維持することが可能となる。
【００２６】
すなわち、バリ取り刃１２の長さＬが上記範囲よりも長いと、被削材との接触長さも長くなって摩耗が促進されるおそれがある。ただし、上記範囲より短いと、ドリル本体１の送りを高くして高速で穴加工したときに、バリやコバ欠けを確実に抑制することができなくなるおそれが生じる。
【００２７】
その一方で、被削材に貫通穴を専ら形成することになる主切刃８にはホーニングが施されているので、その切刃強度を十分に確保することができ、ドリル本体１が超硬合金製であるとともに被削材が鋳鉄である場合のように、どちらも硬くて脆い材質であっても、食い付き時等の衝撃的な負荷によって主切刃８にチッピングや欠損が生じたりするのを防ぐことができる。従って、上記構成の超硬合金製ドリルによれば、このような鋳鉄製の被削材に対しても、バリやコバ欠けのない高品位の貫通穴を安定して形成することが可能となる。
【００２８】
特に、本実施形態では、この主切刃８に施されるホーニングの幅が０．０２５ｍｍ〜０．１ｍｍの範囲とされており、主切刃８についても切れ味を損なうことなくチッピングや欠損の発生をより確実に防止することができる。すなわち、この主切刃８のホーニング幅が０．０２５ｍｍを下回るほど小さいと切刃強度を十分に確保することができなくてチッピングや欠損が生じ易くなるおそれがある一方、０．１ｍｍを越えるほど大きいと主切刃８の切れ味が鈍って切削抵抗の増大を招き、被削材の貫通穴出口にバリやコバ欠けが発生し易くなるおそれがある。
【００２９】
また、これに対して、バリ取り刃１２に与えられるホーニング幅は、最大でも０．０２５ｍｍとされて、主切刃８のホーニング幅よりも小さくされており、上述のような鋭い切れ味によって確実にバリやコバ欠けを削り取ることができる。すなわち、このバリ取り刃１２のホーニング幅が０．０２５ｍｍを上回るほど大きいと、貫通穴出口に生じたバリやコバ欠けを鋭く削り取って除去することができなくなるおそれが生じる。
【００３０】
さらに、本実施形態では、このホーニングが施された主切刃８の先端角αが１３５°〜１５０°と、特許文献１に記載のドリルなどに対して比較的大きな範囲とされている一方で、バリ取り刃１２の先端角θは３０°〜６０°と逆に比較的小さな範囲とされており、特に鋳鉄のような被削材に対して、切刃５全体の長さが長くなることによる切削抵抗の増大は防ぎつつ、バリやコバ欠けは確実に除去することが可能となる。
【００３１】
すなわち、切刃長の長い主切刃８の先端角αが上記範囲よりも小さいと切刃５が全体的に長くなって被削材との接触長さも長くなることにより切削抵抗が増大するおそれがあり、またバリ取り刃１２の先端角θが上記範囲よりも大きいと、主切刃８による貫通穴出口に生じたバリがバリ取り刃１２によっても押し広げられるようにして変形したり、特にコバ欠けしやすい鋳鉄では欠けが広がったりむしれを生じたりして、貫通穴出口を高品位に形成することができなくなるおそれが生じる。
【００３２】
ただし、主切刃８の先端角αが大きくなりすぎて軸線Ｏに垂直に近くなると、貫通穴の抜け際で被削材を押し広げる作用が大きくなりすぎて、バリ取り刃１２によっても除去しきれない大きさのバリやコバ欠けが発生するおそれがあり、またバリ取り刃１２の先端角θが小さすぎても、バリ取り刃１２が軸線Ｏに平行に近くなってマージン９と同じように貫通穴の内周に摺接するだけとなり、十分なバリ取り効果が期待できない。このため、本実施形態では主切刃８の先端角αは１３５°〜１５０°の範囲とするとともにバリ取り刃１２の先端角θは３０°〜６０°の範囲としている。なお、主切刃８の先端角αは１３５°よりも大きくされるのがより望ましく、またバリ取り刃１２の先端角θは６０°未満とされるのがより望ましい。
【００３３】
次に、図２は、本発明の第２の実施形態の超硬合金製ドリルの先端部を示す側面図であり、図１に示した第１の実施形態と共通する部分には同一の符号を配して説明を省略する。すなわち、上記第１の実施形態では、超硬合金によって一体形成されたドリル本体１の先端部（刃部２）に形成された切刃５のうちのバリ取り刃１２が回転軌跡において一直線状に延びるようにされていたのに対し、本第２の実施形態におけるバリ取り刃２１は、ドリル本体１の内周側に向かうに従い先端角θが大きくなる複数のバリ取り刃部（本実施形態では第１、第２バリ取り刃部２１Ａ、２１Ｂの２つのバリ取り刃部）によって構成されていることを特徴とする。
【００３４】
ここで、これら第１、第２バリ取り刃部２１Ａ、２１Ｂは、それぞれが軸線Ｏ回りの回転軌跡において一直線状をなすように延びているとともに、ドリル本体１の外周側に位置する第１バリ取り刃部２１Ａは、その先端角θ１が第１の実施形態のバリ取り刃１２と同じく３０°〜６０°の範囲とされている。これに対して内周側の第２バリ取り刃部２１Ｂの先端角θ２は、上記先端角θ１よりは大きく、かつ主切刃８の先端角αよりは小さい６０°〜９０°の範囲とされている。
【００３５】
なお、このような複数のバリ取り刃部２１Ａ、２１Ｂを形成するには、図２に示すように面取部１１を複数段の面取部１１Ａ、１１Ｂによって構成すればよい。本実施形態では、同図２に示すようにマージン９の先端面が概ね外周側の第１面取部１１Ａとされるとともに、このマージン９よりも外径が僅かに一段小さくされた外周逃げ面１０と先端逃げ面３との交差稜線に沿った部分が内周側の第２面取部とされ、それぞれ切屑排出溝４のドリル回転方向Ｔを向く壁面との交差稜線に上述のような先端角θ１、θ２の第１、第２バリ取り刃部２１Ａ、２１Ｂが形成されるように面取りされている。
【００３６】
また、これら第１、第２バリ取り刃部２１Ａ、２１Ｂの切刃長さＬ１、Ｌ２は、それぞれ上記切刃５の外径（第１バリ取り刃部２１Ａの外周端が軸線Ｏ回りになす円の直径）Ｄに対して０．０３×Ｄ〜０．１０×Ｄの範囲とされて、いずれもシンニング刃７も含めた主切刃８の長さよりは短く、またこれらの切刃長さＬ１、Ｌ２を合わせたバリ取り刃２１の長さでも主切刃８の長さよりは十分短くされている。なお、本実施形態では図示のように第１バリ取り刃部２１Ａの長さＬ１が第２バリ取り刃部２１Ｂの長さＬ２よりもさらに短くされており、すなわち複数のバリ取り刃部２１Ａ、２１Ｂはドリル本体１の外周側に向かうに従いその切刃長さが短くされている。
【００３７】
このように構成された第２の実施形態の超硬合金製ドリルでも、切刃５のうちドリル本体１内周側の主切刃８にはホーニングが施されるとともに、外周側のバリ取り刃１２を構成する第１、第２バリ取り刃部２１Ａ、２１Ｂにはホーニングが施されないか、施されるにしても主切刃８より幅狭のホーニングであるので、主切刃８におけるチッピングや欠損を防ぎつつ、バリ取り刃１２においては鋭い切れ味を確保して、鋳鉄等の被削材に対しても貫通穴の出口でのバリやコバ欠けの発生を抑制することができる。また、バリ取り刃２１は主切刃８より短いので、その摩耗を抑えて長期に亙ってこの鋭い切れ味を維持することができる。
【００３８】
そして、第２の実施形態では、このバリ取り刃２１自体もさらに内周側で先端角が大きくなる複数のバリ取り刃部２１Ａ、２１Ｂによって構成されているので、第１の実施形態のように先端角の小さいバリ取り刃１２が一直線状に延びて主切刃８と交差している場合に比べ、バリ取り刃１２、２１と主切刃８の交点の位置、切刃５の外径Ｄ、およびバリ取り刃１２の先端角θと外周側の第１バリ取り刃部２１Ａの先端角θ１とが同じであれば、バリ取り刃２１の切刃長さを一層短くすることができる。従って、被削材との接触長さも一層短くすることができ、ドリル本体１が超硬合金製であることとも相俟って、バリ取り刃２１の摩耗をさらに効果的に抑制することが可能となり、鋭い切れ味をより長期に亙って維持してバリやコバ欠けの防止を図ることができる。
【００３９】
また、この第２の実施形態における複数のバリ取り刃部である第１、第２バリ取り刃部２１Ａ、２１Ｂは、その長さＬ１、Ｌ２がそれぞれ切刃５の外径Ｄに対して０．０３×Ｄ〜０．１０×Ｄの範囲とされており、従って第１の実施形態と同様にバリやコバ欠けを除去するのに必要な長さは確保しつつ、一層確実に被削材との接触長さを抑えて摩耗の抑制を図ることができる。さらに、このうち外周側の第１のバリ取り刃部２１Ａは、その先端角θ１が、第１の実施形態のバリ取り刃１２の先端角θと同じ３０°〜６０°の範囲とされていて、十分なバリ取り効果を奏しつつ高品位の貫通穴を形成することができる。
【００４０】
一方、バリ取り刃２１のうち内周側の第２バリ取り刃部２１Ｂは、その先端角θ２が６０°〜９０°の範囲とされていて、主切刃８の１３５°〜１５０°の先端角αよりは十分小さく、チッピングや欠損は防ぎつつも、第１のバリ取り刃部２１Ａによるバリ取りに先立ってある程度のバリやコバ欠けの除去を図ることができる。
【００４１】
すなわち、この先端角θ２が上記範囲より大きいと主切刃８の先端角αに近くなり、ホーニングが施されないか、主切刃８よりも小さな幅のホーニングが施されているだけの第２バリ取り刃部２１Ｂではチッピングや欠損を防ぐことができなくなるおそれが生じる。また、先端角θ２が上記範囲よりも小さいと第１バリ取り刃部２１Ａとの角度差が小さくなって、複数のバリ取り刃部２１Ａ、２１Ｂを設ける効果が少なくなる。
【００４２】
なお、本実施形態では、この第２バリ取り刃部２１Ｂの切刃長さＬ２よりも第１バリ取り刃部２１Ａの切刃長さＬ１が短くされており、貫通穴の抜け際で最終的にバリを除去する第１バリ取り刃部２１Ａの被削材との接触長さを一層短く抑えて、摩耗をより確実に防止することができる。ただし、望ましくは上記範囲内であれば、逆に第１バリ取り刃部２１Ａの長さＬ１よりも第２バリ取り刃部２１Ｂの切刃長さＬ２が短くされていてもよく、またこれらが互いに等しい長さとされていてもよい。
【００４３】
また、これら第１、第２バリ取り刃部２１Ａ、２１Ｂには、その両方にホーニングが施されていなくてもよく、あるいは逆に、その両方に主切刃８のホーニング幅よりも小さな幅の、望ましくは０．０２５ｍｍ以下の幅のホーニングが施されていてもよい。さらに、複数のバリ取り刃部２１Ａ、２１Ｂのうち、一部のバリ取り刃部（例えば、第１バリ取り刃部２１Ａ）にはホーニングが施されず、残りのバリ取り刃部（例えば、第２バリ取り刃部２１Ｂ）に主切刃８よりも幅狭のホーニングが施されていたり、すべてのバリ取り刃部にホーニングが施されるにしても、一部のバリ取り刃部（例えば、第１バリ取り刃部２１Ａ）のホーニング幅が残りのバリ取り刃部（例えば、第２バリ取り刃部２１Ｂ）のホーニング幅より小さくされていたりしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１の実施形態を示すドリル本体１の先端部の側面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態を示すドリル本体１の先端部の側面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１ ドリル本体
２ 刃部（ドリル本体１の先端部）
３ 先端逃げ面
４ 切屑排出溝
５ 切刃
８ 主切刃
９ マージン
１０ 外周逃げ面
１１ 面取部
１２、２１ バリ取り刃
２１Ａ 第１バリ取り刃部
２１Ｂ 第２バリ取り刃部
Ｏ ドリル本体１の軸線
Ｔ ドリル回転方向
α 主切刃８の先端角
θ バリ取り刃１２の先端角
θ１ 第１バリ取り刃部２１Ａの先端角
θ２ 第２バリ取り刃部２１Ｂの先端角
Ｌ バリ取り刃１２の長さ
Ｌ１ 第１バリ取り刃部２１Ａの長さ
Ｌ２ 第２バリ取り刃部２１Ｂの長さ
Ｄ 切刃５の外径
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に鋳鉄等の貫通穴明け加工における加工穴出口のバリの発生やコバ欠けを防止することが可能な超硬合金製ドリルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このような、被削材に貫通穴を穴明け加工する際の加工穴の出口におけるバリの発生を抑制する機能を備えたドリルとしては、例えば特許文献１に、先端に切れ刃をそなえると共に切り屑排出用のねじれ溝をそなえたツイストドリルにおいて、切れ刃に連続して面取りを設け、切れ刃の先端角αを１１８°〜１３５°とし、面取りの面取り角βを６０°〜９０°とし、ねじれ溝のねじれ角γを３０°〜４５°としたツイストドリルが提案されている。
【特許文献１】特開平９−２７７１０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、この特許文献１に記載のドリルでは、面取り角βが小さくされた面取り部分における切刃の長さが長くされており、被削材との接触長さも長くなるために切削抵抗が増大して、この部分の切刃の摩耗進行が速くなり、切れ味が鈍くなってバリの抑制効果が早期に失われるおそれがある。特に、特許文献１に記載のドリルは、クロム鋼のような鋼材穴明け用の高速度工具鋼製のハイスドリルであって、鋳鉄のような被削材の穴明け加工では切刃の摩耗が一層促進されることになる。
【０００４】
ここで、このような切刃の摩耗を抑えるため、耐摩耗性が高い超硬合金製のドリルを鋳鉄の穴明け加工に用いると、切刃の摩耗は抑制できるものの、ドリル本体と被削材とがともに硬くて脆い材質となるため、切刃にチッピングや欠損が生じ易くなる。そこで、切刃強度を確保してこのようなチッピングや欠損を防ぐために切刃にホーニングを施すと、バリ取りに用いられる切刃の面取りにおいても切れ味が鈍くなって、バリやコバ欠けの抑制効果が一層損なわれる結果となる。
【０００５】
本発明は、このような背景の下になされたもので、特に鋳鉄のような被削材に貫通穴を穴明け加工するのに用いても、切刃強度を確保して摩耗やチッピング、欠損を防ぎつつ、鋭い切れ味は維持してバリやコバ欠けの発生を効果的に抑制することが可能な超硬合金製ドリルを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、軸線回りに回転されるドリル本体の先端部外周に切屑排出溝が、上記ドリル本体の先端逃げ面に開口して後端側に延びるように形成され、この切屑排出溝のドリル回転方向を向く壁面と上記先端逃げ面との交差稜線部に切刃が形成されてなるドリルであって、上記ドリル本体は超硬合金により形成されているとともに、上記切刃は、上記ドリル本体の内周側の主切刃と、この主切刃よりも先端角が小さくて長さの短い外周側のバリ取り刃とを備え、上記主切刃にはホーニングが施される一方、上記バリ取り刃には、ホーニングが施されないか、または上記主切刃よりもホーニング幅の小さいホーニングが施されていることを特徴とする。
【０００７】
従って、このように構成されたドリルにおいては、ドリル本体が超硬合金製であるので耐摩耗性が高く、鋳鉄のような被削材に対しても切刃の摩耗を抑制することができる。そして、このドリル本体に形成される切刃が、内周側の主切刃と、これよりも先端角が小さい外周側のバリ取り刃とを備え、このうちバリ取り刃よりも切刃長さの長い主切刃にはホーニングが施されているので、その強度を確保してチッピングや欠損の発生を防止することができる。
【０００８】
その一方で、先端角の小さいバリ取り刃は、切刃長さが短いため必要以上に被削材との接触長さが長くなることはなく、ドリル本体が超硬合金製であることとも相俟って摩耗の進行を抑えることができる。そして、このバリ取り刃には、ホーニングが施されないか、あるいはホーニングが施されるにしても主切刃よりもホーニング幅が小さくされているので、鋭い切れ味を与えることができ、しかも摩耗の進行が抑制されるためにこの鋭い切れ味を長期に亙って維持して、加工穴の出口でのバリやコバ欠けの発生を防止することが可能となる。
【０００９】
ここで、このようにホーニングが施される主切刃のホーニング幅は０．０２５ｍｍ〜０．１ｍｍの範囲とされるのが望ましく、これよりもホーニング幅が小さいとチッピングや欠損が生じるおそれがある一方、これよりもホーニング幅が大きいと主切刃自体の切れ味が鈍って切削抵抗の増大を招くおそれがある。また、バリ取り刃のホーニング幅は、ホーニングが施されない場合の０ｍｍから、ホーニングが施される場合でも０．０２５ｍｍまでの範囲で主切刃のホーニング幅より小さくされるのが望ましく、この範囲よりも大きいと、バリやコバ欠けの発生を防止するための鋭い切れ味を確保することができなくなるおそれが生じる。
【００１０】
また、上記バリ取り刃は、上記軸線回りの回転軌跡において一直線状に上記主切刃と交差するように形成されていてもよく、この場合にはバリ取り刃の上記先端角は３０°〜６０°の範囲とされているのが望ましい。特許文献１に記載のドリルのようにバリ取りを行う面取りした切刃の面取り角が６０°〜９０°と比較的大きな範囲であると、鋳鉄などのコバ欠けし易い被削材では加工穴の抜け際で欠けやむしれが生じて十分なバリ抑制効果を得られないおそれがある。
【００１１】
さらに、こうしてバリ取り刃を軸線回りの回転軌跡で一直線状に主切刃と交差するように形成した場合には、このバリ取り刃の長さは、外周端までの切刃全体の外径Ｄに対して０．０５×Ｄ〜０．１５×Ｄの範囲とされるのが望ましい。バリ取り刃の長さがこの範囲よりも短いと、確実にバリを削り取ることができなくなるおそれがある一方、バリ取り刃の長さがこの範囲よりも長いと、被削材との接触長さが長くなって切削抵抗の増大を招くおそれが生じる。
【００１２】
一方、上記バリ取り刃は、上記ドリル本体の内周側に向かうに従い先端角が大きくなる複数のバリ取り刃部によって構成されていてもよい。外周側のバリ取り刃部によって先端角を小さくして鋳鉄のような被削材でもコバ欠けによるバリを一層確実に防ぎつつ、内周側に向けて先端角の大きくなるバリ取り刃部を設けることで、被削材との接触長さをさらに短く抑えて切削抵抗の低減を図ることができる。
【００１３】
なお、こうしてバリ取り刃を複数のバリ取り刃部によって構成した場合において、当該バリ取り刃が、上記ドリル本体の外周側の第１バリ取り刃部と内周側の第２バリ取り刃部とを備えているときには、第１バリ取り刃部の先端角は、上述のようにバリ取り刃が一直線状の場合と同様に３０°〜６０°の範囲とされるのが望ましい。そして、このとき、第２バリ取り刃部の先端角は６０°〜９０°の範囲とされ、かつこれら第１、第２バリ取り刃部の長さは、それぞれ上記切刃の外径Ｄに対して０．０３×Ｄ〜０．１０×Ｄの範囲とされるのが望ましい。
【００１４】
すなわち、第２バリ取り刃部の先端角が上記範囲よりも小さいと、第１バリ取り刃部との角度差が小さくなる一方、第２バリ取り刃部の先端角が上記範囲よりも大きいと、主切刃との角度差が小さくなり、いずれの場合もバリ取り刃を複数のバリ取り刃部によって構成することによる上記効果が損なわれるおそれがある。さらに、これら第１、第２バリ取り刃部の長さが上記範囲よりも短いと、やはり確実にバリ取りできなくなるおそれがある一方、上記範囲よりも長いと、被削材との接触長さが長くなって切削抵抗の増大を招くおそれがある。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明によれば、ドリル本体を超硬合金製とすることにより耐摩耗性の向上を図りつつ、先端角が大きくて切刃長さの長い主切刃にはホーニングを施してチッピングや欠損の発生を防ぐことができる一方、先端角の小さいバリ取り刃は切刃長さを短くして被削材との接触による摩耗を抑えるとともに、ホーニングを施さないか、主切刃のホーニングよりも小さなホーニング幅とすることにより、鋭い切れ味を維持することができる。このため、特に鋳鉄のような被削材に貫通穴を穴明け加工する場合でも、加工穴出口でのバリやコバ欠けの発生を長期に亙って抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、本発明の第１の実施形態の超硬合金製ドリルの先端部の側面図である。本実施形態において、ドリル本体１は、軸線Ｏを中心とした概略円柱状をなし、図示されないその後端部は円柱状のままのシャンク部とされるとともに、先端部は刃部２とされ、上記シャンク部が工作機械の主軸に把持されて軸線Ｏ回りにドリル回転方向Ｔに回転されつつ該軸線Ｏ方向先端側（図１における左側）に送り出されることにより、例えば鋳鉄のような被削材に貫通穴を形成する。そして、このドリル本体１は、上記シャンク部から刃部２の先端にかけてのその全体が、超硬合金によって一体に形成されている。
【００１７】
刃部２には、その外周に、ドリル本体１の先端側を向く先端逃げ面３から後端側に向けて延びる切屑排出溝４が、後端側に向かうに従い軸線Ｏ回りにドリル回転方向Ｔの後方側に捩れるように、該軸線Ｏを挟んで対称に一対形成されており、この切屑排出溝４のドリル回転方向Ｔ側を向く壁面と上記先端逃げ面３との交差稜線部に切刃５が形成されている。ここで、先端逃げ面３には、切刃５からドリル回転方向Ｔ後方側に向かうに従い軸線Ｏ方向後端側に向かうように逃げ角が与えられるとともに、該軸線Ｏからドリル本体１の外周側に向けても軸線Ｏ方向後端側に向かうように形成されていて、これにより切刃５には所定の先端角が与えられる。
【００１８】
また、切刃５の内周側においては、軸線Ｏ近傍の切屑排出溝４の内壁面が該軸線Ｏ側に向けて切り欠かれるようにしてシンニング面６が形成されることにより、このシンニング面６と先端逃げ面３との交差稜線部にシンニング刃７が形成されている。さらに、このシンニング刃７から外周側に向けての切刃５部分には１３５°〜１５０°の範囲内の略一定の先端角αが与えられていて、この部分が主切刃８とされている。
【００１９】
そして、このシンニング刃７も含めた主切刃８には、図１にハッチングで示したようにホーニングが施されている。ここで、この主切刃８に施されるホーニングは、先端逃げ面３と切屑排出溝４の壁面とに角度をもって交差するようにされた平坦なチャンファホーニングでもよく、また凸曲面状の丸ホーニングでもよく、これらの複合ホーニングでもよい。ただし、そのホーニング幅は、０．０２５ｍｍ〜０．１ｍｍの範囲内の一定幅とされるのが望ましい。
【００２０】
一方、刃部２の外周面には、その切屑排出溝４のドリル回転方向Ｔを向く壁面との交差稜線部に沿って、後述する切刃５の外径Ｄと等しい外径で軸線Ｏを中心とした断面凸円弧状をなす外周面を有するマージン９が形成されている。また、このマージン９のドリル回転方向Ｔ後方側に連なる外周面は、該マージン９よりも外径が僅かに一段小さくされた外周逃げ面１０とされている。
【００２１】
そして、こうしてマージン９と外周逃げ面１０とが形成された刃部２の外周面と上記先端逃げ面３との交差稜線部には、これら外周面と先端逃げ面３とに角度をもって交差するように面取部１１が形成されており、この面取部１１と切屑排出溝４のドリル回転方向Ｔを向く壁面との交差稜線部に、切刃５の外周側部分を構成するバリ取り刃１２が形成されている。従って、このバリ取り刃１２は、外周面とはマージン部９と交差させられるとともに、切刃５の主切刃８とも角度をもって交差するように形成されていて、本実施形態では軸線Ｏ回りの回転軌跡において一直線状に延びて主切刃８と交差させられており、その先端角θは主切刃８の先端角αよりも小さく、３０°〜６０°の範囲とされている。
【００２２】
ここで、上記面取部１１は、切屑排出溝４のドリル回転方向Ｔ後方側を向く壁面との交点からドリル回転方向Ｔ側に向けて、その幅が大きくなるように形成されており、バリ取り刃１２が形成された切屑排出溝４のドリル回転方向Ｔを向く壁面との交差稜線で最も幅広となるようにされている。ただし、この面取部１１の幅が最大となるバリ取り刃１２の部分においても、その幅すなわちバリ取り刃１２の長さＬは、シンニング刃７も含めた主切刃８の長さよりは十分短く、本実施形態では切刃５の外径Ｄに対して０．０５×Ｄ〜０．１５×Ｄの範囲とされている。なお、切刃５の外径Ｄは、このバリ取り刃１２の外周端が軸線Ｏ回りになす円の直径となる。
【００２３】
さらに、このバリ取り刃１２は、上記主切刃８に施されていたホーニングが施されずに面取部１１が切屑排出溝４のドリル回転方向Ｔを向く壁面と鋭角に交差させられたままのシャープエッジとされるか、あるいはホーニングが施されるにしても、主切刃８に施されていたものよりはホーニング幅が小さな、極微小ホーニングとされている。すなわち、このバリ取り刃１２に与えられるホーニング幅は、ホーニングが施されない場合の０ｍｍを含み、ホーニングが施されるにしても主切刃８に施されるホーニングの幅０．０２５ｍｍ〜０．１ｍｍ以下となる、０ｍｍ〜０．０２５ｍｍの範囲とされるのが望ましい。
【００２４】
このように構成されたドリルでは、上述のようにドリル本体１が送り出されて切刃５が被削材を貫通する抜け際で、まず切刃５のうち先端内周側の主切刃８が被削材を突き抜け、このとき主切刃８の大きな先端角αによって被削材が押し広げられるようにして変形したり欠けたりすることにより貫通穴出口周縁に発生したバリやコバ欠けを、続いて切刃５のうち後端外周側の小さな先端角θとされたバリ取り刃１２が抜け出るときに削り取ってバリ取りしてゆく。
【００２５】
そして、上記構成の超硬合金製ドリルでは、このようにドリル本体１が超硬合金製であって耐摩耗性が高いため、切刃５のうち、特にホーニングが施されないシャープエッジか極微小ホーニングとされたバリ取り刃１２の摩耗を抑えることができる。しかも、このバリ取り刃１２は、その切刃長さＬが主切刃８の長さよりも短く、特に本実施形態では切刃５の外径Ｄに対して０．０５×Ｄ〜０．１５×Ｄの範囲とされているので、被削材との接触長さを極短くすることができ、これによっても摩耗を抑えることができて、バリやコバ欠けを削り取るための鋭い切れ味を長期に亙って維持することが可能となる。
【００２６】
すなわち、バリ取り刃１２の長さＬが上記範囲よりも長いと、被削材との接触長さも長くなって摩耗が促進されるおそれがある。ただし、上記範囲より短いと、ドリル本体１の送りを高くして高速で穴加工したときに、バリやコバ欠けを確実に抑制することができなくなるおそれが生じる。
【００２７】
その一方で、被削材に貫通穴を専ら形成することになる主切刃８にはホーニングが施されているので、その切刃強度を十分に確保することができ、ドリル本体１が超硬合金製であるとともに被削材が鋳鉄である場合のように、どちらも硬くて脆い材質であっても、食い付き時等の衝撃的な負荷によって主切刃８にチッピングや欠損が生じたりするのを防ぐことができる。従って、上記構成の超硬合金製ドリルによれば、このような鋳鉄製の被削材に対しても、バリやコバ欠けのない高品位の貫通穴を安定して形成することが可能となる。
【００２８】
特に、本実施形態では、この主切刃８に施されるホーニングの幅が０．０２５ｍｍ〜０．１ｍｍの範囲とされており、主切刃８についても切れ味を損なうことなくチッピングや欠損の発生をより確実に防止することができる。すなわち、この主切刃８のホーニング幅が０．０２５ｍｍを下回るほど小さいと切刃強度を十分に確保することができなくてチッピングや欠損が生じ易くなるおそれがある一方、０．１ｍｍを越えるほど大きいと主切刃８の切れ味が鈍って切削抵抗の増大を招き、被削材の貫通穴出口にバリやコバ欠けが発生し易くなるおそれがある。
【００２９】
また、これに対して、バリ取り刃１２に与えられるホーニング幅は、最大でも０．０２５ｍｍとされて、主切刃８のホーニング幅よりも小さくされており、上述のような鋭い切れ味によって確実にバリやコバ欠けを削り取ることができる。すなわち、このバリ取り刃１２のホーニング幅が０．０２５ｍｍを上回るほど大きいと、貫通穴出口に生じたバリやコバ欠けを鋭く削り取って除去することができなくなるおそれが生じる。
【００３０】
さらに、本実施形態では、このホーニングが施された主切刃８の先端角αが１３５°〜１５０°と、特許文献１に記載のドリルなどに対して比較的大きな範囲とされている一方で、バリ取り刃１２の先端角θは３０°〜６０°と逆に比較的小さな範囲とされており、特に鋳鉄のような被削材に対して、切刃５全体の長さが長くなることによる切削抵抗の増大は防ぎつつ、バリやコバ欠けは確実に除去することが可能となる。
【００３１】
すなわち、切刃長の長い主切刃８の先端角αが上記範囲よりも小さいと切刃５が全体的に長くなって被削材との接触長さも長くなることにより切削抵抗が増大するおそれがあり、またバリ取り刃１２の先端角θが上記範囲よりも大きいと、主切刃８による貫通穴出口に生じたバリがバリ取り刃１２によっても押し広げられるようにして変形したり、特にコバ欠けしやすい鋳鉄では欠けが広がったりむしれを生じたりして、貫通穴出口を高品位に形成することができなくなるおそれが生じる。
【００３２】
ただし、主切刃８の先端角αが大きくなりすぎて軸線Ｏに垂直に近くなると、貫通穴の抜け際で被削材を押し広げる作用が大きくなりすぎて、バリ取り刃１２によっても除去しきれない大きさのバリやコバ欠けが発生するおそれがあり、またバリ取り刃１２の先端角θが小さすぎても、バリ取り刃１２が軸線Ｏに平行に近くなってマージン９と同じように貫通穴の内周に摺接するだけとなり、十分なバリ取り効果が期待できない。このため、本実施形態では主切刃８の先端角αは１３５°〜１５０°の範囲とするとともにバリ取り刃１２の先端角θは３０°〜６０°の範囲としている。なお、主切刃８の先端角αは１３５°よりも大きくされるのがより望ましく、またバリ取り刃１２の先端角θは６０°未満とされるのがより望ましい。
【００３３】
次に、図２は、本発明の第２の実施形態の超硬合金製ドリルの先端部を示す側面図であり、図１に示した第１の実施形態と共通する部分には同一の符号を配して説明を省略する。すなわち、上記第１の実施形態では、超硬合金によって一体形成されたドリル本体１の先端部（刃部２）に形成された切刃５のうちのバリ取り刃１２が回転軌跡において一直線状に延びるようにされていたのに対し、本第２の実施形態におけるバリ取り刃２１は、ドリル本体１の内周側に向かうに従い先端角θが大きくなる複数のバリ取り刃部（本実施形態では第１、第２バリ取り刃部２１Ａ、２１Ｂの２つのバリ取り刃部）によって構成されていることを特徴とする。
【００３４】
ここで、これら第１、第２バリ取り刃部２１Ａ、２１Ｂは、それぞれが軸線Ｏ回りの回転軌跡において一直線状をなすように延びているとともに、ドリル本体１の外周側に位置する第１バリ取り刃部２１Ａは、その先端角θ１が第１の実施形態のバリ取り刃１２と同じく３０°〜６０°の範囲とされている。これに対して内周側の第２バリ取り刃部２１Ｂの先端角θ２は、上記先端角θ１よりは大きく、かつ主切刃８の先端角αよりは小さい６０°〜９０°の範囲とされている。
【００３５】
なお、このような複数のバリ取り刃部２１Ａ、２１Ｂを形成するには、図２に示すように面取部１１を複数段の面取部１１Ａ、１１Ｂによって構成すればよい。本実施形態では、同図２に示すようにマージン９の先端面が概ね外周側の第１面取部１１Ａとされるとともに、このマージン９よりも外径が僅かに一段小さくされた外周逃げ面１０と先端逃げ面３との交差稜線に沿った部分が内周側の第２面取部とされ、それぞれ切屑排出溝４のドリル回転方向Ｔを向く壁面との交差稜線に上述のような先端角θ１、θ２の第１、第２バリ取り刃部２１Ａ、２１Ｂが形成されるように面取りされている。
【００３６】
また、これら第１、第２バリ取り刃部２１Ａ、２１Ｂの切刃長さＬ１、Ｌ２は、それぞれ上記切刃５の外径（第１バリ取り刃部２１Ａの外周端が軸線Ｏ回りになす円の直径）Ｄに対して０．０３×Ｄ〜０．１０×Ｄの範囲とされて、いずれもシンニング刃７も含めた主切刃８の長さよりは短く、またこれらの切刃長さＬ１、Ｌ２を合わせたバリ取り刃２１の長さでも主切刃８の長さよりは十分短くされている。なお、本実施形態では図示のように第１バリ取り刃部２１Ａの長さＬ１が第２バリ取り刃部２１Ｂの長さＬ２よりもさらに短くされており、すなわち複数のバリ取り刃部２１Ａ、２１Ｂはドリル本体１の外周側に向かうに従いその切刃長さが短くされている。
【００３７】
このように構成された第２の実施形態の超硬合金製ドリルでも、切刃５のうちドリル本体１内周側の主切刃８にはホーニングが施されるとともに、外周側のバリ取り刃１２を構成する第１、第２バリ取り刃部２１Ａ、２１Ｂにはホーニングが施されないか、施されるにしても主切刃８より幅狭のホーニングであるので、主切刃８におけるチッピングや欠損を防ぎつつ、バリ取り刃１２においては鋭い切れ味を確保して、鋳鉄等の被削材に対しても貫通穴の出口でのバリやコバ欠けの発生を抑制することができる。また、バリ取り刃２１は主切刃８より短いので、その摩耗を抑えて長期に亙ってこの鋭い切れ味を維持することができる。
【００３８】
そして、第２の実施形態では、このバリ取り刃２１自体もさらに内周側で先端角が大きくなる複数のバリ取り刃部２１Ａ、２１Ｂによって構成されているので、第１の実施形態のように先端角の小さいバリ取り刃１２が一直線状に延びて主切刃８と交差している場合に比べ、バリ取り刃１２、２１と主切刃８の交点の位置、切刃５の外径Ｄ、およびバリ取り刃１２の先端角θと外周側の第１バリ取り刃部２１Ａの先端角θ１とが同じであれば、バリ取り刃２１の切刃長さを一層短くすることができる。従って、被削材との接触長さも一層短くすることができ、ドリル本体１が超硬合金製であることとも相俟って、バリ取り刃２１の摩耗をさらに効果的に抑制することが可能となり、鋭い切れ味をより長期に亙って維持してバリやコバ欠けの防止を図ることができる。
【００３９】
また、この第２の実施形態における複数のバリ取り刃部である第１、第２バリ取り刃部２１Ａ、２１Ｂは、その長さＬ１、Ｌ２がそれぞれ切刃５の外径Ｄに対して０．０３×Ｄ〜０．１０×Ｄの範囲とされており、従って第１の実施形態と同様にバリやコバ欠けを除去するのに必要な長さは確保しつつ、一層確実に被削材との接触長さを抑えて摩耗の抑制を図ることができる。さらに、このうち外周側の第１のバリ取り刃部２１Ａは、その先端角θ１が、第１の実施形態のバリ取り刃１２の先端角θと同じ３０°〜６０°の範囲とされていて、十分なバリ取り効果を奏しつつ高品位の貫通穴を形成することができる。
【００４０】
一方、バリ取り刃２１のうち内周側の第２バリ取り刃部２１Ｂは、その先端角θ２が６０°〜９０°の範囲とされていて、主切刃８の１３５°〜１５０°の先端角αよりは十分小さく、チッピングや欠損は防ぎつつも、第１のバリ取り刃部２１Ａによるバリ取りに先立ってある程度のバリやコバ欠けの除去を図ることができる。
【００４１】
すなわち、この先端角θ２が上記範囲より大きいと主切刃８の先端角αに近くなり、ホーニングが施されないか、主切刃８よりも小さな幅のホーニングが施されているだけの第２バリ取り刃部２１Ｂではチッピングや欠損を防ぐことができなくなるおそれが生じる。また、先端角θ２が上記範囲よりも小さいと第１バリ取り刃部２１Ａとの角度差が小さくなって、複数のバリ取り刃部２１Ａ、２１Ｂを設ける効果が少なくなる。
【００４２】
なお、本実施形態では、この第２バリ取り刃部２１Ｂの切刃長さＬ２よりも第１バリ取り刃部２１Ａの切刃長さＬ１が短くされており、貫通穴の抜け際で最終的にバリを除去する第１バリ取り刃部２１Ａの被削材との接触長さを一層短く抑えて、摩耗をより確実に防止することができる。ただし、望ましくは上記範囲内であれば、逆に第１バリ取り刃部２１Ａの長さＬ１よりも第２バリ取り刃部２１Ｂの切刃長さＬ２が短くされていてもよく、またこれらが互いに等しい長さとされていてもよい。
【００４３】
また、これら第１、第２バリ取り刃部２１Ａ、２１Ｂには、その両方にホーニングが施されていなくてもよく、あるいは逆に、その両方に主切刃８のホーニング幅よりも小さな幅の、望ましくは０．０２５ｍｍ以下の幅のホーニングが施されていてもよい。さらに、複数のバリ取り刃部２１Ａ、２１Ｂのうち、一部のバリ取り刃部（例えば、第１バリ取り刃部２１Ａ）にはホーニングが施されず、残りのバリ取り刃部（例えば、第２バリ取り刃部２１Ｂ）に主切刃８よりも幅狭のホーニングが施されていたり、すべてのバリ取り刃部にホーニングが施されるにしても、一部のバリ取り刃部（例えば、第１バリ取り刃部２１Ａ）のホーニング幅が残りのバリ取り刃部（例えば、第２バリ取り刃部２１Ｂ）のホーニング幅より小さくされていたりしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１の実施形態を示すドリル本体１の先端部の側面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態を示すドリル本体１の先端部の側面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１ ドリル本体
２ 刃部（ドリル本体１の先端部）
３ 先端逃げ面
４ 切屑排出溝
５ 切刃
８ 主切刃
９ マージン
１０ 外周逃げ面
１１ 面取部
１２、２１ バリ取り刃
２１Ａ 第１バリ取り刃部
２１Ｂ 第２バリ取り刃部
Ｏ ドリル本体１の軸線
Ｔ ドリル回転方向
α 主切刃８の先端角
θ バリ取り刃１２の先端角
θ１ 第１バリ取り刃部２１Ａの先端角
θ２ 第２バリ取り刃部２１Ｂの先端角
Ｌ バリ取り刃１２の長さ
Ｌ１ 第１バリ取り刃部２１Ａの長さ
Ｌ２ 第２バリ取り刃部２１Ｂの長さ
Ｄ 切刃５の外径
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線回りに回転されるドリル本体の先端部外周に切屑排出溝が、上記ドリル本体の先端逃げ面に開口して後端側に延びるように形成され、この切屑排出溝のドリル回転方向を向く壁面と上記先端逃げ面との交差稜線部に切刃が形成されてなるドリルであって、上記ドリル本体は超硬合金により形成されているとともに、上記切刃は、上記ドリル本体の内周側の主切刃と、この主切刃よりも先端角が小さくて長さの短い外周側のバリ取り刃とを備え、上記主切刃にはホーニングが施される一方、上記バリ取り刃には、ホーニングが施されないか、または上記主切刃よりもホーニング幅の小さいホーニングが施されていることを特徴とする超硬合金製ドリル。
【請求項２】
上記主切刃のホーニング幅が０．０２５ｍｍ〜０．１ｍｍの範囲とされるとともに、上記バリ取り刃のホーニング幅は０ｍｍ〜０．０２５ｍｍの範囲とされていることを特徴とする請求項１に記載の超硬合金製ドリル。
【請求項３】
上記バリ取り刃は、上記軸線回りの回転軌跡において一直線状に上記主切刃と交差するように形成されていて、上記先端角が３０°〜６０°の範囲とされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の超硬合金製ドリル。
【請求項４】
上記バリ取り刃の長さが、上記切刃の外径Ｄに対して０．０５×Ｄ〜０．１５×Ｄの範囲とされていることを特徴とする請求項３に記載の超硬合金製ドリル。
【請求項５】
上記バリ取り刃は、上記ドリル本体の内周側に向かうに従い先端角が大きくなる複数のバリ取り刃部によって構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の超硬合金製ドリル。
【請求項６】
上記バリ取り刃は、上記ドリル本体の外周側の第１バリ取り刃部と内周側の第２バリ取り刃部とを備え、上記第１バリ取り刃部の先端角が３０°〜６０°の範囲とされるとともに、上記第２バリ取り刃部の先端角は６０°〜９０°の範囲とされ、かつこれら第１、第２バリ取り刃部の長さが、それぞれ上記切刃の外径Ｄに対して０．０３×Ｄ〜０．１０×Ｄの範囲とされていることを特徴とする請求項５に記載の超硬合金製ドリル。
【請求項１】
軸線回りに回転されるドリル本体の先端部外周に切屑排出溝が、上記ドリル本体の先端逃げ面に開口して後端側に延びるように形成され、この切屑排出溝のドリル回転方向を向く壁面と上記先端逃げ面との交差稜線部に切刃が形成されてなるドリルであって、上記ドリル本体は超硬合金により形成されているとともに、上記切刃は、上記ドリル本体の内周側の主切刃と、この主切刃よりも先端角が小さくて長さの短い外周側のバリ取り刃とを備え、上記主切刃にはホーニングが施される一方、上記バリ取り刃には、ホーニングが施されないか、または上記主切刃よりもホーニング幅の小さいホーニングが施されていることを特徴とする超硬合金製ドリル。
【請求項２】
上記主切刃のホーニング幅が０．０２５ｍｍ〜０．１ｍｍの範囲とされるとともに、上記バリ取り刃のホーニング幅は０ｍｍ〜０．０２５ｍｍの範囲とされていることを特徴とする請求項１に記載の超硬合金製ドリル。
【請求項３】
上記バリ取り刃は、上記軸線回りの回転軌跡において一直線状に上記主切刃と交差するように形成されていて、上記先端角が３０°〜６０°の範囲とされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の超硬合金製ドリル。
【請求項４】
上記バリ取り刃の長さが、上記切刃の外径Ｄに対して０．０５×Ｄ〜０．１５×Ｄの範囲とされていることを特徴とする請求項３に記載の超硬合金製ドリル。
【請求項５】
上記バリ取り刃は、上記ドリル本体の内周側に向かうに従い先端角が大きくなる複数のバリ取り刃部によって構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の超硬合金製ドリル。
【請求項６】
上記バリ取り刃は、上記ドリル本体の外周側の第１バリ取り刃部と内周側の第２バリ取り刃部とを備え、上記第１バリ取り刃部の先端角が３０°〜６０°の範囲とされるとともに、上記第２バリ取り刃部の先端角は６０°〜９０°の範囲とされ、かつこれら第１、第２バリ取り刃部の長さが、それぞれ上記切刃の外径Ｄに対して０．０３×Ｄ〜０．１０×Ｄの範囲とされていることを特徴とする請求項５に記載の超硬合金製ドリル。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−１１５７５０（Ｐ２０１０−１１５７５０Ａ）
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９１０２６（Ｐ２００８−２９１０２６）
【出願日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]