JP2006231430A - Centering drill and machining method using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はセンタ穴加工及び面取り加工に用いられるセンタリングドリル及びその加工方法に関する。 The present invention relates to a centering drill used for center hole machining and chamfering and a machining method thereof.
通常、HSS(高速度工具鋼)ドリルによる穴あけ加工やL/D(加工穴深さ/加工穴径)が11を超える深穴加工では、加工穴の穴位置精度や穴曲がりを改善するため、穴あけ加工前にセンタリング加工、皿もみ加工又はリーディング加工等と呼ばれるセンタ穴加工が行われる場合がある。超硬ドリルによりL/Dが11以下の穴あけ加工を行うときには、穴位置精度や穴曲がりの問題が生じにくいが、旋盤加工における被削材中心部への穴あけ加工のように喰い付き面に加工残りがある場合、喰い付き面の平坦度が良好でない鋳造品に穴あけ加工する場合又は傾斜面への穴あけ加工する場合には、ドリルの材質、加工穴深さにかかわらず上記のセンタ穴加工が行われる。 Usually, in drilling with HSS (high speed tool steel) drill and deep hole machining with L / D (working hole depth / working hole diameter) exceeding 11, in order to improve the hole position accuracy and hole bending of the machined hole, There is a case where center hole processing called centering processing, countersink processing or leading processing is performed before drilling. When drilling with an L / D of 11 or less with a carbide drill, the problems of hole position accuracy and hole bending are less likely to occur, but the biting surface is processed like drilling at the center of the work material in turning. When there is a residue, when drilling into a cast product with a flatness of the biting surface or when drilling into an inclined surface, the above-mentioned center hole processing is performed regardless of the drill material and processing hole depth. Done.
一般的には、上記のセンタ穴加工においては、センタリングドリル又はリーディングドリルと呼ばれている比較的切屑排出溝の溝長が短いドリルが使用されており、この種のドリルの先端角は、一般に120°〜140°の範囲に設定されている。また、センタ穴加工と、穴あけ加工した加工穴に対する面取り加工とを行うことができる、本発明のセンタリングドリルと同種のものも従来からある。 Generally, in the above-described center hole machining, a drill called a centering drill or a leading drill with a relatively short chip discharge groove length is used, and the tip angle of this type of drill is generally It is set in the range of 120 ° to 140 °. Moreover, the same kind as the centering drill of this invention which can perform a center hole process and the chamfering with respect to the drilled hole is also conventionally known.
センタ穴と面取りの加工が可能な従来センタリングドリルについて以下に説明する。図6に例示したセンタリングドリルは振れ回りを防止することを目的としたものであり、軸心(O)回りに回転される軸状をなす工具本体(11)の先端部にn角錐(n>2)状の切刃部(12)が形成されたものである(例えば、特許文献1参照)。 A conventional centering drill capable of processing a center hole and chamfering will be described below. The centering drill illustrated in FIG. 6 is intended to prevent swinging, and an n-sided pyramid (n>) is provided at the tip of the shaft-shaped tool body (11) rotated about the axis (O). 2) A shaped cutting edge (12) is formed (see, for example, Patent Document 1).
図7に示すセンタリングドリルは切刃の先端角が120°前後と90°前後の2段の角度に設定されセンタ穴加工と面取り加工を可能としたものである(例えば、特許文献2参照)。 In the centering drill shown in FIG. 7, the tip angle of the cutting edge is set to a two-stage angle of around 120 ° and around 90 ° to enable center hole machining and chamfering (see, for example, Patent Document 2).
図8に示すセンタリングドリルは先端角が60°〜120°の範囲に設定されるとともに先端中心部に略三角形をなす面取り状のシンニング面(8)を設けたものである(例えば、特許文献3参照)。 The centering drill shown in FIG. 8 has a tip angle set in the range of 60 ° to 120 ° and a chamfered thinning surface (8) having a substantially triangular shape at the center of the tip (for example, Patent Document 3). reference).
図9に示すセンタリングドリルはドリル本体(1)に先端角120°〜140°の第1切刃(5a)を設け、この第1切刃(5a)に連続する先端角60°〜120°の第2切刃(5b)を設けたものである(例えば、特許文献4参照)。 The centering drill shown in FIG. 9 has a drill body (1) provided with a first cutting edge (5a) having a tip angle of 120 ° to 140 °, and a tip angle of 60 ° to 120 ° continuous with the first cutting blade (5a). A second cutting edge (5b) is provided (for example, see Patent Document 4).
しかしながら、特許文献1〜3に開示されたセンタリングドリルによって得られる凹み円錐テーパー状をなすセンタ穴の円錐角は、穴あけ加工用ドリルの一般的な先端角(超硬合金製ドリルの先端角は140°程度)よりも小さいうえに上記円錐角と上記先端角との差が大きいことから、上記穴あけ加工用ドリルにおいては、切刃外周縁部から喰い付きが開始するため触れ回りが生じやすく上記切刃外周縁部に異常損傷が生じやすくなる。また、ドリルの喰い付き開始から切刃全体が喰い付くまでの切削距離及び切削時間、すなわち不安定な切削状態が長いため、切削性能及び工具寿命が悪化するおそれがある。また、上記の不安定な切削状態では、切屑の幅(切刃に沿う方向の幅)が小さくなるため切屑が伸びやすく場合によってはドリル本体に絡み付いてしまう問題があった。
However, the conical angle of the center hole having a concave conical taper shape obtained by the centering drill disclosed in
さらに、特許文献1に開示されたセンタリングドリルは、先端軸心部分にチゼルエッジが形成されないうえに切刃の先端角が小さいため、上記先端軸心部分の強度が低下してしまい満足な工具寿命が得られないおそれがあった。
Furthermore, since the centering drill disclosed in
特許文献2及び特許文献4に開示されたセンタリングドリルは、先端角が大きく設定された内周部の切刃の直径がドリル径に対して小さいため、穴あけ加工用ドリルにおいては、上述した不安定な切削状態が長いため切削性能及び工具寿命が悪化するおそれがあった。
In the centering drills disclosed in
特許文献3及び特許文献4に開示されたセンタリングドリルは、切屑排出溝の溝長がドリル径に比して長くドリルの剛性が低下するため、上記の不安定な切削状態による切削性能及び工具寿命の悪化が著しくなるとともに、軸心直角方向の切削抵抗が大きくなる面取り加工においてドリル本体のたわみが生じやすくなる。そのため、工具びびりによる面取り加工面の精度悪化、切刃のチッピングや欠損が発生するおそれがあった。
In the centering drills disclosed in
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、穴あけ加工に用いられるドリルの喰い付きの安定性を高めるセンタ穴が得られるとともに、面取り加工時のドリル本体の剛性を高めたセンタリングドリル及びそれを用いた加工方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a centering drill that improves the bite stability of a drill used for drilling, and has improved the rigidity of the drill body during chamfering, and the centering drill. It aims at providing the processing method using this.
上記の課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明のセンタリングドリルは、軸心まわりに回転されるドリル本体の外周面には、上記ドリル本体の先端の先端逃げ面から後端側に向かって延びる一対の切屑排出溝が形成され、これら切屑排出溝の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一対の切刃が形成された、センタ穴を加工するためのセンタリングドリルにおいて、上記切刃は、その内周部に形成され且つ先端角(θ1)が145°〜155°の範囲に設定された第1切刃と、この第1切刃に連続して外周端部まで延び且つ先端角(θ2)が60°〜120°の範囲に設定された第2切刃とから構成され、さらに、上記切屑排出溝の溝長(L)がドリル径(D)の0.5〜1.5倍の範囲に設定されていることを特徴とするセンタリングドリルである。 In order to solve the above-described problems and achieve such an object, the centering drill of the present invention has an outer peripheral surface of a drill body rotated about an axial center from a tip flank of the tip of the drill body. A pair of chip discharge grooves extending toward the rear end side are formed, and a pair of cutting edges are formed on the intersecting ridge line portion between the wall surface facing the rotation direction of the chip discharge grooves and the tip flank, and machining a center hole In the centering drill, the cutting blade is formed on the inner peripheral portion thereof, and the first cutting blade whose tip angle (θ1) is set in the range of 145 ° to 155 ° is continuous with the first cutting blade. And a second cutting edge whose tip angle (θ2) is set in the range of 60 ° to 120 °, and the groove length (L) of the chip discharge groove is a drill diameter ( D) must be set within the range of 0.5 to 1.5 times A centering drill which is characterized.
上記のセンタリングドリルにおいて、上記第1切刃の直径(D1)がドリル径(D)の45%〜70%の範囲に設定され、また、上記ドリル本体の先端芯厚部にシンニングが施され、このシンニングにより回転方向を向くシンニング面と上記先端逃げ面との交差稜線部には、上記軸心から又はチゼルエッジの両端から直線状又は曲線状に延びて上記第1切刃に連なるシンニング刃が形成されていることが好ましい。 In the centering drill, the diameter (D1) of the first cutting edge is set in a range of 45% to 70% of the drill diameter (D), and the tip core thickness portion of the drill body is thinned, A thinning blade extending linearly or curvedly from the axial center or from both ends of the chisel edge is formed at the intersection ridge line portion of the thinning surface facing the rotation direction and the tip flank surface by this thinning. It is preferable that
上記シンニングが設けられたセンタリングドリルにおいて、上記切屑排出溝の回転方向の前方側を向く壁面と後方側を向く壁面との交差する谷線が先端から後端側に行くにしたがって軸心から外周側へ漸次離間するように上記軸心に対して傾斜角度(α1)でもって傾斜し、且つ、上記先端逃げ面に交差し回転方向を向くシンニング面とこのシンニング面に連なり外周側へ延びる先端研ぎ出し面との谷線が軸心に交差するとともに後端側に行くにしたがって外周側へ漸次離間するように上記軸心に対して傾斜角度(α2)でもって傾斜し、さらに、上記傾斜角度(α1)が上記傾斜角度(α2)よりも小さく設定されるのが好ましく、上記傾斜角度(α1)が20°〜45°の範囲に設定され且つ上記傾斜角度(α2)が40°〜60°の範囲に設定されていることがより好ましい。 In the centering drill provided with the above-mentioned thinning, the valley line intersecting the wall surface facing the front side and the wall surface facing the rear side in the rotation direction of the chip discharge groove extends from the axial center to the outer peripheral side as it goes from the front end to the rear end side. A thinning surface that is inclined at an inclination angle (α1) with respect to the axial center so as to be gradually separated from each other, and that intersects with the tip clearance surface and faces the rotation direction, and a tip sharpening surface that extends to the outer peripheral side connected to the thinning surface Is inclined with an inclination angle (α2) with respect to the axial center so that the valley line intersects the axial center and gradually separates toward the outer peripheral side toward the rear end side, and further, the inclination angle (α1) Is preferably set smaller than the inclination angle (α2), the inclination angle (α1) is set in a range of 20 ° to 45 °, and the inclination angle (α2) is set in a range of 40 ° to 60 °. Setting And more preferably it is.
さらに、上記切屑排出溝の回転方向前方側の壁面と後方側の壁面とのなす挟角(β1)が、上記シンニング刃に連なり回転方向を向くシンニング面とこのシンニング面に連なり外周側へ延びる上記先端研ぎ出し面とのなす挟角(β2)よりも小さく設定されるのが好ましく、上記挟角(β1)が80°〜120°の範囲に設定され且つ上記挟角(β2)が90°〜140°の範囲に設定されていることがより好ましい。 Further, the included angle (β1) formed by the front wall surface and the rear wall surface in the rotation direction of the chip discharge groove is connected to the thinning blade and faces the rotation direction, and extends to the outer peripheral side connected to the thinning surface. The included angle (β2) is preferably set smaller than the included angle (β2) formed with the tip sharpened surface, and the included angle (β1) is set in the range of 80 ° to 120 °, and the included angle (β2) is set to 90 ° to 140. More preferably, it is set in the range of °.
また、本発明の加工方法は、第1切刃のみを用いてセンタ穴を加工する工程と、この工程の後に穴あけ加工用ドリルを用いて穴あけ加工する工程と、上記穴あけ加工用ドリルによりあけられた加工穴の口元周縁部に上記センタリングドリルの第2切刃により面取り加工する工程とを含むことを特徴とする加工方法である。 Further, the machining method of the present invention is formed by the process of machining the center hole using only the first cutting edge, the process of drilling using the drill for drilling after this process, and the above drill for drilling. And a chamfering process with the second cutting edge of the centering drill at the peripheral edge of the processed hole.
上記加工方法において、センタ穴の直径(Da)が上記穴あけ加工用ドリルのドリル径(Db)の60%〜95%の範囲にあることが好ましい。 In the said processing method, it is preferable that the diameter (Da) of a center hole exists in the range of 60%-95% of the drill diameter (Db) of the said drill for drilling.
本発明のセンタリングドリルによれば、切刃の内周部に形成された第1切刃の先端角(θ1)を従来センタリングドリルよりも大きい145°〜155°の範囲に設定したことから、この第1切刃により形成された凹み円錐テーパー状をなすセンタ穴の円錐角は、ほぼ上記先端角(θ1)と等しくなり穴あけ加工用ドリルの先端角との差が非常に小さくなるため、上記ドリルの喰い付き開始から切刃全体が喰い付くまでの切削距離及び切削時間を短縮することができる。よって、上記ドリルの喰い付き時の安定性が増すため加工穴の穴位置精度及び穴曲がり、ならびに上記ドリルの工具寿命を改善することができる。さらに、切刃全体が喰い付くまでの不安定な切削状態において生成される幅(切刃に沿う方向の幅)の狭い切屑を極力減少させることからドリル本体への切屑絡み付きを防止することができる。センタ穴の円錐角が穴あけ加工用ドリルの先端角よりも大きくなると、上記ドリルはその先端軸心部から喰い付くため、求心性がいっそう高くなり穴位置精度及び穴曲がりならびに上記ドリルの工具寿命の改善効果がきわめて高くなる。第1切刃の先端角(θ1)が145°未満又は155°を超えると、上記ドリルの喰い付き開始から切刃全体が喰い付くまでの不安定な切削状態での切削距離及び切削時間が長くなり上記ドリルの切刃にチッピングや欠損を生じるおそれがあり、155°を超える場合にはセンタリングドリルのスラストが高くなり切削性能が低下するおそれがある。さらに、切屑排出溝の溝長(L)をドリル径(D)の0.5〜1.5倍の範囲に限定しドリル本体の剛性を高めたことから、軸心直角方向の切削抵抗が大きくなる第2切刃による面取り加工において、ドリル本体のたわみが大幅に減少し加工精度及び工具寿命が極めて良好となる。切屑排出溝の溝長(L)がドリル径(D)の0.5倍未満の場合には、センタ穴加工時の切屑が円滑に排出されないおそれがあり、1.5倍を超える場合には、ドリル本体の剛性が低下してしまい面取り加工におけるドリル本体のたわみ防止の効果が得られない。 According to the centering drill of the present invention, the tip angle (θ1) of the first cutting edge formed on the inner peripheral portion of the cutting edge is set in a range of 145 ° to 155 ° larger than that of the conventional centering drill. Since the conical angle of the center hole having a conical tapered shape formed by the first cutting edge is substantially equal to the tip angle (θ1), the difference from the tip angle of the drill for drilling is very small. The cutting distance and the cutting time from the start of biting until the entire cutting edge bites can be shortened. Therefore, since the stability at the time of biting of the drill is increased, the hole position accuracy and hole bending of the processed hole and the tool life of the drill can be improved. Furthermore, since the chip | tip with the narrow width | variety (width | variety along the direction of a cutting edge) produced | generated in the unstable cutting state until the whole cutting edge bites is reduced as much as possible, it can prevent the entanglement of the chip to a drill main body. . When the conical angle of the center hole becomes larger than the tip angle of the drill for drilling, the drill bites from the tip axial center, so that the centripetality is further increased, and the hole position accuracy, the hole bending, and the tool life of the drill are improved. The improvement effect becomes extremely high. When the tip angle (θ1) of the first cutting edge is less than 145 ° or exceeds 155 °, the cutting distance and the cutting time in the unstable cutting state from the start of biting of the drill until the whole cutting blade bites are long. There is a risk of chipping or chipping on the cutting edge of the drill, and when it exceeds 155 °, the thrust of the centering drill becomes high and the cutting performance may be deteriorated. Furthermore, since the groove length (L) of the chip discharge groove is limited to a range of 0.5 to 1.5 times the drill diameter (D) and the rigidity of the drill body is increased, the cutting resistance in the direction perpendicular to the axis is large. In the chamfering process with the second cutting edge, the deflection of the drill body is greatly reduced, and the machining accuracy and tool life are extremely good. If the groove length (L) of the chip discharge groove is less than 0.5 times the drill diameter (D), the chips during center hole processing may not be discharged smoothly. As a result, the rigidity of the drill body is lowered, and the effect of preventing the deflection of the drill body in the chamfering process cannot be obtained.
第1切刃の直径(D1)をドリル径(D)の45〜70%の範囲に設定した場合には、従来センタリングドリルにくらべセンタ穴の最大径となる口元の直径が大きくなる。よって、穴あけ加工用ドリルの喰い付き開始から切刃全体が喰い付くまでの切削距離及び切削時間がいっそう短縮されることとなり上記ドリルの喰い付きの安定性が極めて高くなる。第1切刃の直径(D1)がドリル径(D)の45%未満の場合には、上記ドリルの喰い付きの安定性を高める効果が得られないおそれがあり、70%を超える場合には、センタリングドリルのセンタ穴加工時のスラストが大きくなるおそれがあるほか、第2切刃の長さが短くなるため1度に加工できる面取りの寸法又は形状が制約されてしまう。 When the diameter (D1) of the first cutting edge is set in the range of 45 to 70% of the drill diameter (D), the diameter of the mouth that is the maximum diameter of the center hole is larger than that of the conventional centering drill. Therefore, the cutting distance and the cutting time from the start of biting of the drill for drilling until the entire cutting edge bites are further reduced, and the biting stability of the drill becomes extremely high. When the diameter (D1) of the first cutting edge is less than 45% of the drill diameter (D), there is a possibility that the effect of improving the biting stability of the drill may not be obtained. Besides, there is a possibility that the thrust at the time of processing the center hole of the centering drill becomes large, and since the length of the second cutting edge is shortened, the size or shape of the chamfer that can be processed at one time is restricted.
ドリル本体の先端芯厚部にシンニングを施すことにより回転方向を向くシンニング面と先端逃げ面との交差稜線部に、軸心から直線状に延びて上記第1切刃に連なるシンニング刃を形成することにより、ドリル本体の剛性が低下することなくシンニング刃から生成される切屑の排出性が向上するほか、切れ味に劣るチゼルエッジを減じた又は無くしたことから喰い付きの振れ回りを防止し求心性が大幅に高められる。 By thinning the tip core portion of the drill body, a thinning blade extending linearly from the axial center and continuing to the first cutting blade is formed at the intersecting ridge line portion between the thinning surface facing the rotation direction and the tip flank surface. This improves the discharge of chips generated from the thinning blade without lowering the rigidity of the drill body, and reduces or eliminates the chisel edge that is inferior in sharpness to prevent biting around and prevent centripetality. Greatly enhanced.
上記のシンニングが設けられたセンタリングドリルにおいて、切屑排出溝の回転方向の前方側を向く壁面と後方側を向く壁面との交差する谷線が先端から後端側に行くにしたがって軸心から外周側へ漸次離間するように上記軸心に対して傾斜角度(α1)でもって傾斜し、且つ、上記先端逃げ面に交差し回転方向を向くシンニング面とこのシンニング面に連なり外周側へ延びる先端研ぎ出し面との谷線が軸心に交差するとともに後端側に行くにしたがって外周側へ漸次離間するように上記軸心に対して傾斜角度(α2)でもって傾斜し、さらに、上記傾斜角度(α1)が上記傾斜角度(α2)よりも小さく設定されていることから、ドリル本体の剛性が切屑排出溝の後端側に行くにしたがって高められ、しかも、先端軸心近傍のシンニングを切屑排出溝よりもさらに外周側に向かって傾斜させたことからこの先端軸心近傍の剛性が向上する。切屑排出溝における上記傾斜角度(α1)が20°未満になるとドリル本体の剛性向上の効果が得られないおそれがあり、45°を超えると切屑の排出性が悪化するおそれがあるため、上記傾斜角度(α1)は20°〜45°の範囲に設定するのが好ましい。一方、シンニングにおける上記傾斜角度(α2)が40°未満になるとドリル本体の先端軸心近傍の剛性を向上させる効果が得られないおそれがあり、60°を超えると、シンニング刃の切屑の排出性が悪化するおそれがあるため、上記傾斜角度(α2)は40°〜60°の範囲に設定するのが好ましい。 In the centering drill provided with the above-mentioned thinning, the valley line intersecting the wall surface facing the front side and the wall surface facing the rear side in the rotation direction of the chip discharge groove extends from the axial center to the outer peripheral side as it goes from the front end to the rear end side. A thinning surface that is inclined at an inclination angle (α1) with respect to the axial center so as to be gradually separated from each other, and that intersects with the tip clearance surface and faces the rotation direction, and a tip sharpening surface that extends to the outer peripheral side connected to the thinning surface Is inclined with an inclination angle (α2) with respect to the axial center so that the valley line intersects the axial center and gradually separates toward the outer peripheral side toward the rear end side, and further, the inclination angle (α1) Is set smaller than the inclination angle (α2), the rigidity of the drill body increases as it goes to the rear end side of the chip discharge groove, and thinning near the tip axis is cut. Stiffness of the tip axis near since it is inclined further toward the outer circumferential side of the discharge groove is improved. If the inclination angle (α1) in the chip discharge groove is less than 20 °, the effect of improving the rigidity of the drill body may not be obtained, and if it exceeds 45 °, the chip discharge property may be deteriorated. The angle (α1) is preferably set in the range of 20 ° to 45 °. On the other hand, if the inclination angle (α2) in thinning is less than 40 °, the effect of improving the rigidity in the vicinity of the tip axis of the drill body may not be obtained. The inclination angle (α2) is preferably set in the range of 40 ° to 60 °.
上記のシンニングが設けられたセンタリングドリルにおいて、切屑排出溝の回転方向前方側の壁面と後方側の壁面とのなす挟角(β1)が、シンニング刃に連なり回転方向を向くシンニング面とこのシンニング面に連なり外周側へ延びる上記先端研ぎ出し面とのなす挟角(β2)よりも小さく設定されていることから、切屑排出溝に起因するドリル本体の剛性低下を防止するとともに、シンニング刃から生成される切屑の排出性が向上する。切屑排出溝における上記挟角(β1)が80°未満になると、切屑の排出性が悪化するおそれがあり、120°を超えるとドリル本体の剛性向上の効果が得られないおそれがあるため、上記挟角(β1)は80°〜120°の範囲に設定されることが好ましい。一方、シンニングにおける上記挟角(β2)が90°未満になるとシンニング刃から生成される切屑の排出性が悪化するおそれがあり、140°を超えると当該シンニングが施された部分の剛性が低下するおそれがあるため、上記挟角(β2)は90°〜140°の範囲に設定されるのが好ましい。 In the centering drill provided with the above-mentioned thinning, a thinning surface in which the included angle (β1) formed between the wall surface on the front side and the rear side wall in the rotation direction of the chip discharge groove is connected to the thinning blade and faces the rotation direction, and the thinning surface Since it is set to be smaller than the included angle (β2) formed with the tip sharpening surface that extends to the outer peripheral side, it is generated from the thinning blade while preventing a reduction in the rigidity of the drill body due to the chip discharge groove. Chip discharge is improved. If the included angle (β1) in the chip discharge groove is less than 80 °, the chip discharge property may be deteriorated, and if it exceeds 120 °, the effect of improving the rigidity of the drill body may not be obtained. The included angle (β1) is preferably set in the range of 80 ° to 120 °. On the other hand, if the included angle (β2) in the thinning is less than 90 °, there is a concern that the discharge of chips generated from the thinning blade may be deteriorated, and if it exceeds 140 °, the rigidity of the portion subjected to the thinning is lowered. For this reason, the included angle (β2) is preferably set in the range of 90 ° to 140 °.
また、上記のセンタリングドリルを用いた加工方法によれば、穴あけ加工の前工程のセンタ穴加工においては、円錐角が145°〜155°の範囲にある凹み円錐テーパー状のセンタ穴のみが加工されるため、穴あけ加工におけるドリルの喰い付き不安定状態がいっそう短縮されることから、上記ドリルの喰い付き時の安定性が増すため工具寿命が大幅に改善されるほか、切刃全体が喰い付くまでの間、幅(切刃に沿う方向の幅)の狭い切屑の発生量が減少するため上記ドリルの切屑の絡み付きを防止できる。さらに、穴あけ加工の後工程の面取り加工においては、第2切刃による面取りの単独加工となるので、センタ穴と面取りの同一工程による加工にくらべ切削抵抗が大幅に低減し面取りの仕上げ面精度及び面粗さが極めて良好となる。ここで、第1切刃の先端角(θ1)を穴あけ加工用ドリルの先端角よりも大きく設定した場合には、上記ドリルの先端軸心部から喰い付きを開始しすみやかに切刃全体が喰い付くことになるので、求心性が高くきわめて振れ回りの少ない穴あけ加工が可能となる。センタ穴の直径(Da)が穴あけ加工用ドリルのドリル径(Db)の60%未満の場合には、上記ドリルの安定性を高める効果が得られにくくなり、95%を超えると穴あけ加工後の加工穴の口元にセンタ穴の一部が残存するおそれがある。 Further, according to the above-described machining method using the centering drill, in the center hole drilling process prior to the drilling process, only the concave conical tapered center hole whose cone angle is in the range of 145 ° to 155 ° is machined. Therefore, the unstable state of drill biting during drilling is further shortened, so the stability of the above drill biting increases, so tool life is greatly improved and the entire cutting edge bites. During this period, the generation amount of chips with a narrow width (width in the direction along the cutting edge) is reduced, so that the entanglement of the chips of the drill can be prevented. Furthermore, the chamfering process in the post-drilling process is a single chamfering process with the second cutting edge, so the cutting resistance is greatly reduced compared to machining in the same process of the center hole and chamfering, and the chamfer finish surface accuracy and The surface roughness is extremely good. Here, when the tip angle (θ1) of the first cutting edge is set to be larger than the tip angle of the drill for drilling, biting starts from the tip axial center portion of the drill and the whole cutting blade bites immediately. Since it is attached, drilling with high centripetality and very little swing is possible. When the diameter (Da) of the center hole is less than 60% of the drill diameter (Db) of the drill for drilling, it becomes difficult to obtain the effect of improving the stability of the drill. There is a possibility that a part of the center hole may remain at the end of the processed hole.
次に本発明を適用したセンタリングドリルの実施の形態について図を用いながら説明する。図1及び図2はそれぞれ本センタリングドリルの正面図、先端視側面図である。図3は図1に示すセンタリングドリルの先端部の拡大斜視図である。図4及び図5は本センタリングドリルの加工状態を説明する図である。 Next, an embodiment of a centering drill to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings. 1 and 2 are a front view and a front view side view of the centering drill, respectively. FIG. 3 is an enlarged perspective view of the tip of the centering drill shown in FIG. 4 and 5 are diagrams for explaining the machining state of the centering drill.
図1に示すように、本センタリングドリル(1)は、軸心(CL)まわりに回転される略丸棒状をなすドリル本体(2)の外周面に、当該ドリル本体(2)の先端に形成された先端逃げ面(4)から後端側に向かって延びる一対の切屑排出溝(3)が軸心(CL)に対して対称的に形成され、これら切屑排出溝(3)と先端逃げ面(4)との交差稜線部に一対の切刃(5)が形成されてなる。これらの切刃(5)は軸心(CL)を基準として対照的に設けられてあり、センタ穴を加工するときドリル本体(2)が受ける切削抵抗のバランスを保つ作用がある。少なくとも切刃(5)は超硬合金、サーメット、セラミック、あるいはダイヤモンド及び/又は立方晶窒化硼素焼結体等の硬質材料からなり、切削速度の高い加工を可能としている。本センタリングドリル(1)全体が上記硬質材料から構成されるのが好ましいが、鋼等からなるドリル本体(2)に上記硬質材料からなる切刃(5)がろう付けされてもよい。 As shown in FIG. 1, the centering drill (1) is formed on the outer peripheral surface of a drill body (2) having a substantially round bar shape rotated about an axis (CL) at the tip of the drill body (2). A pair of chip discharge grooves (3) extending from the tip end flank (4) toward the rear end side are formed symmetrically with respect to the axis (CL), and these chip discharge grooves (3) and the tip flank A pair of cutting edges (5) are formed at the intersection ridge line with (4). These cutting edges (5) are provided in contrast with the axis (CL) as a reference, and have an action of maintaining a balance of cutting resistance received by the drill body (2) when machining the center hole. At least the cutting edge (5) is made of a hard material such as cemented carbide, cermet, ceramic, or diamond and / or cubic boron nitride sintered body, and enables machining with a high cutting speed. The centering drill (1) as a whole is preferably made of the hard material, but a cutting blade (5) made of the hard material may be brazed to a drill body (2) made of steel or the like.
図1に示すように、切刃(5)は、その内周部に先端角(θ1)が145°〜155°の範囲に設定された第1切刃(5a)と、この第1切刃(5a)に連続して外周端部まで延び且つ先端角(θ2)が60°〜120°の範囲に設定された第2切刃(5b)とから構成されている。さらに、第1切刃(5a)はその直径(D1)が切刃(5)の最外径であるドリル径(D)の45%〜75%の範囲になるように形成されている。第1切刃(5a)は、穴あけ加工用ドリル(100)のガイドとなる凹み円錐テーパー状のセンタ穴を加工するものであり、第2切刃(5b)は、上記穴あけ加工用ドリルによってあけられた加工穴の口元周縁部に面取りを加工するものである。本センタリングドリル(1)によるセンタ穴の加工方法としては、穴あけ加工に先行する前工程として、第1切刃(5a)によるセンタ穴の加工と第2切刃(5b)による面取りの加工とを1工程で行う方法と、穴あけ加工の前工程である第1切刃(5a)のみによるセンタ穴の加工(第1工程)、上記穴あけ加工の後工程である加工穴の口元周縁部への第2切刃(5b)のみによる面取りの加工(第2工程)を分割して2工程で行う方法とがある。なお、第2切刃(5b)による面取り加工においては、加工穴の口元周縁部に行うに限らず隣接する面同士が交差する直線状及び/又は曲線状の稜線部に沿って、エンドミル加工のように面取り加工が行われてもよい。 As shown in FIG. 1, the cutting edge (5) has a first cutting edge (5a) whose tip angle (θ1) is set in the range of 145 ° to 155 ° on the inner periphery thereof, and the first cutting edge. It is comprised from the 2nd cutting blade (5b) extended to the outer peripheral edge part continuously to (5a), and the front-end | tip angle ((theta) 2) set to the range of 60 degrees-120 degrees. Furthermore, the first cutting edge (5a) is formed such that its diameter (D1) is in the range of 45% to 75% of the drill diameter (D), which is the outermost diameter of the cutting edge (5). The first cutting edge (5a) is for machining a concave conical tapered center hole that serves as a guide for the drilling drill (100), and the second cutting edge (5b) is opened by the drill for drilling. The chamfering is processed at the peripheral edge portion of the processed hole. As a center hole machining method using the centering drill (1), as a preceding process prior to drilling, the center hole machining by the first cutting edge (5a) and the chamfering machining by the second cutting edge (5b) are performed. A method performed in one step, a center hole machining (first step) using only the first cutting edge (5a), which is a pre-process of drilling, and a first process to the peripheral edge of the machined hole, which is a post-process of the above-described drilling. There is a method in which chamfering processing (second step) using only two cutting edges (5b) is divided and performed in two steps. In the chamfering process by the second cutting edge (5b), it is not limited to the peripheral edge part of the hole of the processing hole, but the end milling process is performed along a linear and / or curved ridge line part where adjacent surfaces intersect each other. Thus, chamfering may be performed.
本センタリングドリル(1)は、第1切刃(5a)の先端角(θ1)を従来センタリングドリルの先端角よりも大きくしたことから、加工されたセンタ穴の円錐角と、穴あけ加工に用いられるドリル(100)の先端角との差が小さくなり、上記ドリル(100)の切刃が喰い付きを開始してから切刃全体が喰い付くまでの切削距離及び切削時間(以下、「喰い付き不安定状態」という。)を短縮することができる。よって、上記ドリル(100)の喰い付き時の安定性が増すため工具寿命の悪化が防止できるほか、切刃全体が喰い付くまでの間、幅(切刃に沿う方向の幅)の狭い切屑の発生量が減少するため上記ドリル(100)の切屑の絡み付きを防止できる。センタ穴の加工方法を上述した2工程に分割する方法は、前工程において円錐角の大きい凹み円錐テーパー状のセンタ穴のみが形成されるため、穴あけ加工用ドリル(100)の喰い付き不安定状態がいっそう短縮することになるので非常に好ましい。第1切刃(5a)の先端角(θ1)を穴あけ加工用ドリル(100)の先端角よりも大きく設定した場合には、上記ドリル(100)の先端軸心部から喰い付きを開始しすみやかに切刃全体が喰い付くことになるので、求心性が高くきわめて振れ回りの少ない穴あけ加工が可能となる。第1切刃(5a)の先端角(θ1)が145°未満又は155°を超えると、センタ穴の円錐角と穴あけ加工用ドリル(100)の先端角との差が大きくなり上記ドリル(100)の喰い付き不安定状態を短縮することができず、上記ドリル(100)の切刃にチッピングや欠損を生じたり上記ドリル(100)に切屑の絡み付きが生じたりするおそれがある。第1切刃(5a)の先端角(θ1)が155°を超える場合には、本センタリングドリル(1)のスラストが高くなり工具びびりや切刃(5)の異常損傷を生じるおそれがある。さらに、本センタリングドリル(1)においては、第1切刃(5a)の直径(D1)をドリル径(D)の45〜70%の範囲に設定したことから、円錐角が145°〜155°の範囲にある凹み円錐テーパー状をなすセンタ穴の口元の直径(Da)の大径化がはかられるため、穴あけ加工用ドリル(100)の喰い付き不安定状態がいっそう短縮されることとなり上記ドリル(100)の喰い付き時の安定性が極めて高くなる。第1切刃(5a)の直径(D1)がドリル径(D)の45%未満の場合には、上記ドリル(100)の喰い付きの安定性を高める効果が得られないおそれがあり、70%を超える場合には、本センタリングドリル(1)のスラストが大きくなるおそれがあるほか、第2切刃(5b)の長さが短くなるため1度に加工できる面取りの寸法又は形状が制約されてしまう。 The centering drill (1) has a tip angle (θ1) of the first cutting edge (5a) larger than the tip angle of the conventional centering drill. The difference between the tip angle of the drill (100) becomes small, and the cutting distance and the cutting time (hereinafter referred to as “biting failure”) from when the cutting edge of the drill (100) starts to bite until the whole cutting edge bites. "Stable state") can be shortened. Therefore, the stability of the drill (100) when it bites increases, so that the tool life can be prevented from being deteriorated, and the width of the chip (width in the direction along the cutting edge) is reduced until the entire cutting edge bites. Since the generation amount is reduced, the entanglement of the chips of the drill (100) can be prevented. In the method of dividing the center hole machining method into the above-described two steps, since only the center hole having a conical tapered shape with a large cone angle is formed in the previous step, the biting unstable state of the drilling drill (100) is formed. Is very preferable because it will be further shortened. When the tip angle (θ1) of the first cutting edge (5a) is set larger than the tip angle of the drilling drill (100), the biting starts from the tip axial center of the drill (100) and is quick. Since the entire cutting edge bites into the hole, drilling with high centripetality and very little swing is possible. When the tip angle (θ1) of the first cutting edge (5a) is less than 145 ° or exceeds 155 °, the difference between the cone angle of the center hole and the tip angle of the drilling drill (100) becomes large, and the drill (100 ) Cannot be shortened, and chipping or chipping may occur in the cutting edge of the drill (100), or entanglement of chips may occur in the drill (100). When the tip angle (θ1) of the first cutting edge (5a) exceeds 155 °, the thrust of the centering drill (1) becomes high, which may cause tool chatter and abnormal damage to the cutting edge (5). Furthermore, in this centering drill (1), since the diameter (D1) of the first cutting edge (5a) is set in the range of 45 to 70% of the drill diameter (D), the cone angle is 145 ° to 155 °. Since the diameter of the center hole (Da) of the center hole having a conical tapered shape in the range of can be increased, the biting instability state of the drilling drill (100) is further shortened. The stability when the drill (100) bites is extremely high. When the diameter (D1) of the first cutting edge (5a) is less than 45% of the drill diameter (D), the effect of improving the biting stability of the drill (100) may not be obtained. If the ratio exceeds 50%, the thrust of the centering drill (1) may be increased, and the length of the second cutting edge (5b) will be shortened, limiting the size or shape of the chamfer that can be processed at one time. End up.
ドリル本体(2)の先端芯厚部にはシンニング(6)が施されることにより回転方向(K)を向くシンニング面(6b)と先端逃げ面(4)との交差稜線部に、軸心(CL)を基準として対称的に一対のシンニング刃(6a)が形成されている。図2に示すように軸心方向先端視において、各々のシンニング刃(6a)は、軸心(CL)に交差し直線状に外周側へ延びており第1切刃(5a)に鈍角に交差して連なる。なお、必ずしもシンニング刃(6a)を軸心(CL)に交差させる必要はなく、先端軸心部にチゼルエッジをわずかに残しこのチゼルエッジの両端に連なるシンニング刃(6a)が形成されてもよい。このときチゼルエッジの長さは、製作の容易性及び加工時のスラスト軽減の点から、好ましくは0.1mm〜1.0mmの範囲、より好ましくは0.2mm〜0.5mmの範囲に設定される。また、シンニング刃(6a)と第1切刃(5a)とを滑らかに接続するように相互の交差部を曲線状に形成してもよい。また、シンニング刃(6a)全体を曲線状に形成してもよい。シンニング(6)が施されることによって、ドリル本体(2)の剛性が低下することなくシンニング刃(6a)から生成する切屑の排出性が高められるほか、切れ味に劣るチゼルエッジを減じた又は無くしたことから喰い付きの振れ回りが抑止されて求心性が大幅に高められる。 Thinning (6) is applied to the tip core thickness portion of the drill body (2), so that the axial center is located at the intersection ridge line portion of the thinning surface (6b) facing the rotation direction (K) and the tip flank (4). A pair of thinning blades (6a) are formed symmetrically with respect to (CL). As shown in FIG. 2, each thinning blade (6 a) intersects the shaft center (CL) and extends linearly to the outer peripheral side and intersects the first cutting blade (5 a) at an obtuse angle when viewed from the front end in the axial direction. Then they are connected. Note that the thinning blade (6a) does not necessarily need to intersect the axis (CL), and a thinning blade (6a) that is connected to both ends of the chisel edge may be formed by leaving a slight chisel edge at the tip axial center. At this time, the length of the chisel edge is preferably set in the range of 0.1 mm to 1.0 mm, more preferably in the range of 0.2 mm to 0.5 mm, from the viewpoint of ease of manufacturing and reduction of thrust during processing. . Moreover, you may form a cross | intersection part in a curve shape so that the thinning blade (6a) and the 1st cutting blade (5a) may be connected smoothly. Moreover, you may form the whole thinning blade (6a) in the shape of a curve. By applying the thinning (6), it is possible to improve the discharge of chips generated from the thinning blade (6a) without reducing the rigidity of the drill body (2), and to reduce or eliminate the chisel edge that is inferior in sharpness. As a result, biting-out swinging is suppressed and centripetality is greatly enhanced.
図1からわかるように、切屑排出溝(3)は、その溝長(L)がドリル径(D)の0.5倍〜1.5倍の範囲の長さとなるように形成してありドリル本体(2)の剛性が高められている。そのため、軸心(CL)直角方向の切削抵抗が大きくなる第2切刃(5b)による面取り加工において、ドリル本体(2)のたわみが大幅に減少し面取りの加工精度及び本センタリングドリル(1)の工具寿命が極めて良好となる。切屑排出溝(3)の溝長(L)がドリル径(D)の0.5倍未満の場合には、センタ穴及び面取り加工時の切屑が円滑に排出されないおそれがあり、1.5倍を超える場合には、ドリル本体(2)の剛性が低下してセンタ穴及び面取り加工時のドリル本体(2)のたわみ防止の効果が得られず工具びびりが生じたり切刃(5)のチッピングや欠損が生じたりするおそれがある。 As can be seen from FIG. 1, the chip discharge groove (3) is formed so that the groove length (L) is in the range of 0.5 to 1.5 times the drill diameter (D). The rigidity of the main body (2) is increased. Therefore, in the chamfering by the second cutting edge (5b) in which the cutting force in the direction perpendicular to the axis (CL) increases, the deflection of the drill body (2) is greatly reduced, and the chamfering accuracy and the centering drill (1) The tool life is extremely good. If the groove length (L) of the chip discharge groove (3) is less than 0.5 times the drill diameter (D), the center hole and the chips during the chamfering process may not be discharged smoothly. In the case of exceeding, the rigidity of the drill body (2) is lowered, the effect of preventing the deflection of the drill body (2) at the center hole and chamfering processing is not obtained, and tool chattering occurs or chipping of the cutting edge (5) There is a risk of damage.
各々の切屑排出溝(3)においては、回転方向(K)の前方側を向く壁面(3a)と後方側を向く壁面(3b)との交差する谷線が先端から後端側に行くにしたがって軸心(CL)から外周側へ漸次遠ざかるように上記軸心(CL)に対して傾斜しており、その傾斜角度(α1)は20°〜45°の範囲に設定されている。上記傾斜角度(α1)は一定に限らず上記の範囲内であれば途中で変化してもよい。また、切屑排出溝(3)を構成する壁面(3a、3b)は平坦面に限らず曲面であってもよい。一方、シンニング(6)においては、シンニング面(6b)とこのシンニング面(6b)に隣接し且つ外周側へ延びる先端研ぎ出し面(6c)との交差する谷線が先端から後端側に行くにしたがって軸心(CL)から外周側へ漸次遠ざかるように上記軸心(CL)に対して傾斜しており、その傾斜角度(α2)は40°〜60°の範囲に設定されている。傾斜角度(α2)は一定に限らず上記の範囲内であれば途中で変化してもよい。さらに、切屑排出溝(3)の谷線の傾斜角度(α1)はシンニング(6)の谷線の傾斜角度(α2)よりも小さくなるように設定してあり、ドリル本体(2)の剛性が切屑排出溝(3)の後端側に行くにしたがって漸次高められ、しかも、シンニング(6)を切屑排出溝(3)よりもさらに外周側に向かうように傾斜させたことからこの先端軸心近傍の剛性が向上する。切屑排出溝(3)の谷線の傾斜角度(α1)を20°〜45°の範囲に限定した理由は、上記傾斜角度(α1)が20°未満になるとドリル本体(2)の剛性向上の効果が得られないおそれがあり、45°を超えると切屑の排出性が悪化するおそれがあるからである。一方、シンニング(6)の谷線の傾斜角度(α2)を40°〜60°の範囲に限定した理由は、上記傾斜角度(α2)が40°未満になるとドリル本体(2)の先端軸心近傍の剛性向上の効果が得られないおそれがあり、60°を超えると、シンニング刃(6a)の切屑の排出性が悪化するおそれがあるからである。 In each chip discharge groove (3), as the valley line intersecting the wall surface (3a) facing the front side in the rotational direction (K) and the wall surface (3b) facing the rear side goes from the front end to the rear end side. It inclines with respect to the said axial center (CL) so that it may gradually distance from an axial center (CL) to an outer peripheral side, The inclination angle ((alpha) 1) is set to the range of 20 degrees-45 degrees. The inclination angle (α1) is not limited to a certain value, and may change midway as long as it is within the above range. The wall surfaces (3a, 3b) constituting the chip discharge groove (3) are not limited to flat surfaces but may be curved surfaces. On the other hand, in the thinning (6), the valley line intersecting the thinning surface (6b) and the tip sharpening surface (6c) adjacent to the thinning surface (6b) and extending to the outer peripheral side goes from the tip to the rear end. Accordingly, it is inclined with respect to the axis (CL) so as to gradually move away from the axis (CL) to the outer peripheral side, and the inclination angle (α2) is set in the range of 40 ° to 60 °. The inclination angle (α2) is not limited to a fixed value, and may change midway as long as it is within the above range. Further, the inclination angle (α1) of the valley line of the chip discharge groove (3) is set to be smaller than the inclination angle (α2) of the valley line of the thinning (6), and the rigidity of the drill body (2) is set. Since it is gradually raised toward the rear end side of the chip discharge groove (3), and the thinning (6) is inclined further toward the outer peripheral side than the chip discharge groove (3), the vicinity of the tip axial center The rigidity is improved. The reason why the inclination angle (α1) of the valley line of the chip discharge groove (3) is limited to the range of 20 ° to 45 ° is that the rigidity of the drill body (2) is improved when the inclination angle (α1) is less than 20 °. This is because the effect may not be obtained, and if it exceeds 45 °, the chip dischargeability may deteriorate. On the other hand, the reason why the inclination angle (α2) of the valley line of the thinning (6) is limited to the range of 40 ° to 60 ° is that when the inclination angle (α2) is less than 40 °, the tip axis of the drill body (2) This is because the effect of improving the rigidity in the vicinity may not be obtained, and if it exceeds 60 °, the chip dischargeability of the thinning blade (6a) may be deteriorated.
図3から理解されるように、切屑排出溝(3)の回転方向(K)前方側を向く壁面(3a)と後方側を向く壁面(3b)とのなす挟角(β1)は80°〜120°の範囲に設定される。一方、シンニング(6)を構成するシンニング面(6b)と先端研ぎ出し面(6c)とのなす挟角(β2)は90°〜140°の範囲に設定され、さらに、切屑排出溝(6)の挟角(β1)はシンニング(6)の挟角(β2)よりも小さく設定してあるため、切屑排出溝(3)に起因するドリル本体(2)の剛性低下を防止するとともに、シンニング刃(6a)から生成される切屑の排出性が向上する。切屑排出溝(3)における上記挟角(β1)を80°〜120°の範囲に限定した理由は、上記挟角(β1)が80°未満になると、切屑の排出性が悪化するおそれがあり、120°を超えるとドリル本体(2)の剛性向上の効果が得られないおそれがあるからである。一方、シンニング(6)における上記挟角(β2)を90°〜140°の範囲に限定した理由は、上記挟角(β2)が90°未満になるとシンニング刃(6a)から生成される切屑の排出性が悪化するおそれがあり、140°を超えるとシンニング(6)が施されたドリル本体(2)の先端軸心近傍の剛性が低下するおそれがあるからである。 As understood from FIG. 3, the included angle (β1) formed by the wall surface (3a) facing the rotation direction (K) front side and the wall surface (3b) facing the rear side of the chip discharge groove (3) is 80 ° to The range is set to 120 °. On the other hand, the included angle (β2) formed by the thinning surface (6b) constituting the thinning (6) and the tip sharpening surface (6c) is set in the range of 90 ° to 140 °, and further, the chip discharge groove (6) Since the included angle (β1) is set smaller than the included angle (β2) of the thinning (6), the drill body (2) is prevented from being lowered in rigidity due to the chip discharge groove (3), and the thinning blade ( The discharge property of the chips generated from 6a) is improved. The reason why the included angle (β1) in the chip discharge groove (3) is limited to the range of 80 ° to 120 ° is that if the included angle (β1) is less than 80 °, the chip discharge property may be deteriorated. If the angle exceeds 120 °, the effect of improving the rigidity of the drill body (2) may not be obtained. On the other hand, the reason for limiting the included angle (β2) in the range of 90 ° to 140 ° in the thinning (6) is that the chips generated from the thinning blade (6a) when the included angle (β2) is less than 90 °. This is because the discharge performance may be deteriorated, and if it exceeds 140 °, the rigidity in the vicinity of the tip axis of the drill body (2) subjected to the thinning (6) may be lowered.
本センタリングドリル(1)を用いたセンタ穴及び面取りの加工方法としては、図4の(a)及び(b)に示されるように、穴あけ加工の前工程として、本センタリングドリル(1)の第1切刃(5a)によるセンタ穴の加工と、第2切刃(5b)による面取りの加工とを同一工程で行う方法のほかに、図5の(a)〜(c)に順次示されるように、穴あけ加工(図5(b)参照)の前工程として、本センタリングドリル(1)の第1切刃(5a)のみによるセンタ穴の加工(第1工程、図5(a)参照)と、後工程として、本センタリングドリル(1)の第2切刃(5b)のみによる加工穴の口元周縁部の面取り加工(第2工程、図5(c)参照)とを別工程で行う方法がある。この加工方法のようにセンタ穴加工及び面取り加工をそれぞれ穴あけ加工の前後の第1工程及び第2工程の2つの工程に分割した場合、第1工程のセンタ穴加工においては、円錐角が145°〜155°の範囲にある凹み円錐テーパー状のセンタ穴のみが加工されるため、穴あけ加工におけるドリル(100)の喰い付き不安定状態がいっそう短縮されることから、上記ドリル(100)の喰い付き時の安定性が増すため工具寿命が大幅に改善されるほか、切刃全体が喰い付くまでの間、幅(切刃に沿う方向の幅)の狭い切屑の発生量が減少するため上記ドリル(100)の切屑の絡み付きを防止できる。さらに、第2工程の面取り加工においては、第2切刃(5b)による面取りの単独加工となるので、センタ穴と面取りの同一工程による加工にくらべ切削抵抗が大幅に低減し面取りの仕上げ面精度及び面粗さが極めて良好となる。なお、面取り加工は、加工穴の口元周縁部に行うに限らず隣接する面同士が交差する直線状及び/又は曲線状の稜線部に沿って、エンドミル加工のように行われてもよい。 As the center hole and chamfering processing method using the centering drill (1), as shown in FIGS. 4 (a) and (b), the centering drill (1) is used as a pre-process for drilling. As shown in FIGS. 5A to 5C in addition to the method of performing the center hole machining by the first cutting edge (5a) and the chamfering machining by the second cutting edge (5b) in the same process. In addition, as a pre-process of drilling (see FIG. 5B), processing of the center hole by only the first cutting edge (5a) of the centering drill (1) (first process, see FIG. 5A) As a post-process, there is a method in which the chamfering process (see the second process, FIG. 5C) of the peripheral edge of the processing hole by only the second cutting edge (5b) of the centering drill (1) is performed in a separate process. is there. When the center hole machining and the chamfering process are divided into two steps of the first step and the second step before and after the drilling as in this machining method, the cone angle is 145 ° in the center hole machining in the first step. Since only the concave conical taper-shaped center hole in the range of ˜155 ° is machined, the bite instability of the drill (100) in the drilling process is further shortened, so that the bite of the drill (100) is In addition to greatly improving tool life due to increased stability at the time, the amount of chips generated with a narrow width (width in the direction along the cutting edge) is reduced until the entire cutting edge bites. 100) of the chips can be prevented. Furthermore, the chamfering process in the second step is a single chamfering process using the second cutting edge (5b), so that the cutting resistance is greatly reduced compared to the machining in the same process of chamfering with the center hole, and the chamfering finish surface accuracy. And surface roughness becomes very good. The chamfering process is not limited to the peripheral edge of the hole of the machining hole, but may be performed like end milling along a linear and / or curved ridge line where adjacent surfaces intersect each other.
センタ穴及び面取りの加工を上述した同一工程で行う方法と、別工程で行う方法との双方において、センタ穴はその直径(Da)が穴あけ加工用のドリル(100)のドリル径(Db)よりも小さくなるように形成される。センタ穴の直径(Da)が穴あけ加工用のドリル(100)のドリル径(Db)の60%未満になると、上記ドリル(100)の安定性を高める効果が得られにくくなり、95%を超えると穴あけ加工後の加工穴の口元にセンタ穴の一部が残存するおそれがあるため、センタ穴の直径(Da)は穴あけ加工用のドリル(100)のドリル径(Db)の60〜95%の範囲であることが好ましい。 In both the method of performing the center hole and chamfering process in the same process as described above and the method of performing the process in a separate process, the diameter (Da) of the center hole is greater than the drill diameter (Db) of the drill for drilling (100). Is also formed to be small. When the diameter (Da) of the center hole is less than 60% of the drill diameter (Db) of the drill for drilling (100), it becomes difficult to obtain the effect of improving the stability of the drill (100), and exceeds 95%. Since there is a possibility that part of the center hole may remain at the end of the drilled hole, the center hole diameter (Da) is 60 to 95% of the drill diameter (Db) of the drill for drilling (100). It is preferable that it is the range of these.
本センタリングドリル(1)によるセンタ穴加工及び面取り加工の実施例について、以下に説明する。穴あけ加工に用いられるドリル(100)は、ドリル径(Db)が8.5mm、先端角が140°の2枚刃のドリルである。このドリル(100)の切削条件は、切削速度50m/min、送り0.1mm/revとした。本センタリングドリル(以下、本発明品という。)は、ドリル径(D)が12.0mm、第1切刃(5a)の先端角(θ1)が145°、第2切刃(5b)の先端角(θ2)が90°、第1切刃(5a)の直径(D1)が6.0mmで上記ドリル径(D)の50%である2枚刃のセンタリングドリルである。比較用センタリングドリルの1つ(以下、比較品1という。)は、第1切刃(5a)の先端角(θ1)を120°とした点以外は上記の本発明品と同一である。比較用センタリングドリルの他の1つ(以下、比較品2という。)は、ドリル径(D)が12.0mm、第1切刃(5a)の先端角(θ1)が120°、第2切刃(5b)の先端角(θ2)が90°、第1切刃(5a)の直径(D1)が2.5mmで上記ドリル径(D)の20.8%である2枚刃のセンタリングドリルである。比較用センタリングドリルのさらに他の1つ(以下、比較品3という。)は、ドリル径(D)が12.0mm、先端角が90°一定である2枚刃のセンタリングドリルである。
Examples of center hole processing and chamfering processing by the centering drill (1) will be described below. The drill (100) used for drilling is a two-blade drill having a drill diameter (Db) of 8.5 mm and a tip angle of 140 °. The cutting conditions of the drill (100) were a cutting speed of 50 m / min and a feed of 0.1 mm / rev. The centering drill (hereinafter referred to as the present invention product) has a drill diameter (D) of 12.0 mm, a tip angle (θ1) of the first cutting edge (5a) of 145 °, and a tip of the second cutting edge (5b). This is a two-blade centering drill having an angle (θ2) of 90 °, a diameter (D1) of the first cutting edge (5a) of 6.0 mm and 50% of the drill diameter (D). One of the comparative centering drills (hereinafter referred to as “
穴径8.5mmの加工穴の口元周縁部にC1.0の面取りをした加工穴を得るため、各々のセンタリングドリルを用いてセンタ穴加工と面取り加工を同一工程で行い、その後の穴あけ加工において、穴あけ加工用ドリル(100)が喰い付きを開始してから切刃全体が喰い付くまでの軸心方向の切削距離及び切削時間について比較した。 In order to obtain a processed hole with C1.0 chamfered at the peripheral edge of the hole with a hole diameter of 8.5 mm, the center hole drilling and chamfering are performed in the same process using each centering drill. The cutting distance and the cutting time in the axial direction from when the drill for drilling (100) started to bite until the entire cutting edge bites were compared.
比較品1では上記切削距離が3.0mm(切削時間が1.0秒)となり、比較品2では上記切削距離が3.7mm(切削時間が1.2秒)となった。上記比較品1にくらべ第1切刃(5a)の先端角(θ1)が大きく、上記比較品2にくらべ第1切刃(5a)の直径(D1)が大きい本発明品では、上記切削距離が2.2mm(切削時間が0.7秒)となり、穴あけ加工用ドリル(100)の喰い付き不安定状態が短縮された。最も切刃の先端角が小さい比較品3では、上記切削距離が4.3mm(切削時間が1.4秒)となり、穴あけ加工用ドリル(100)の喰い付き不安定状態が最も長くなった。この結果のとおり、本センタリングドリル(1)は、第1切刃(5a)の先端角(θ1)及び直径(D1)を従来センタリングドリルよりも大きく設定したことから、穴あけ加工用ドリル(100)の喰い付きの不安定状態を短縮することが可能となり、上記ドリル(100)の切削性能及び工具寿命ならびに切屑の絡み付きを改善することができる。
In
1 センタリングドリル
2 ドリル本体
3 切屑排出溝
4 先端逃げ面
5 切刃
5a 第1切刃
5b 第2切刃
6 シンニング
6a シンニング刃
6b シンニング面
6c 先端研ぎ出し面
100 穴あけ加工に用いられるドリル(穴あけ加工用ドリル)
CL 軸心
D ドリル径
D1 第1切刃の直径
L 切屑排出溝の溝長
θ1 第1切刃の先端角
θ2 第2切刃の先端角
α1 軸心に対する切屑排出溝の谷線の傾斜角
α2 軸心に対するシンニングの谷線の傾斜角
β1 切屑排出溝の挟角
β2 シンニングの挟角
Da センタ穴の口元の直径
Db 穴あけ加工用ドリルのドリル径
DESCRIPTION OF
CL shaft center D drill diameter D1 first cutting edge diameter L flute length of the chip discharge groove θ1 first cutting edge angle θ2 second cutting edge angle α1 inclination angle α2 of the chip discharging groove valley with respect to the axial center Tilting angle β1 of the thinning line with respect to the axial center Tilting angle β2 of the chip discharge groove Dinning angle Da of the thinning Db Diameter of the center hole mouth Db Drill diameter of the drill for drilling
Claims (9)
上記切刃は、その内周部に形成され且つ先端角(θ1)が145°〜155°の範囲に設定された第1切刃と、この第1切刃に連続して外周端部まで延び且つ先端角(θ2)が60°〜120°の範囲に設定された第2切刃とから構成され、さらに、上記切屑排出溝の溝長(L)がドリル径(D)の0.5〜1.5倍の範囲に設定されていることを特徴とするセンタリングドリル。 A pair of chip discharge grooves extending from the tip flank at the front end of the drill body toward the rear end side are formed on the outer peripheral surface of the drill main body rotated about the axis, and facing the rotation direction of the chip discharge grooves. In the centering drill for processing the center hole, a pair of cutting blades are formed at the intersecting ridge line part of the wall surface and the tip flank,
The cutting edge has a first cutting edge formed on an inner peripheral portion thereof and having a tip angle (θ1) set in a range of 145 ° to 155 °, and extends to the outer peripheral end portion continuously to the first cutting blade. And the tip angle (θ2) is composed of a second cutting edge set in the range of 60 ° to 120 °, and the groove length (L) of the chip discharge groove is 0.5 to the drill diameter (D). A centering drill characterized by being set in a range of 1.5 times.
9. The processing method according to claim 8, wherein a diameter (Da) of the center hole is in a range of 60% to 95% of a drill diameter (Db) of the drill for drilling.
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20110222 |