JP2007069287A - Highly accurate three-groove drill - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、アルミ鋳物の鋳抜き穴仕上用の3溝ドリルに関する。 The present invention relates to a three-groove drill for finishing cast holes in aluminum castings.
従来、アルミニウム合金鋳物の鋳抜き穴仕上は、リーマにて加工していた。アルミニウム合金等の軟質材の穴あけ加工では、特許文献1に開示する、高精度の穴あけ用として3溝ドリルが知られている。
しかし、従来のアルミニウム合金鋳物の鋳抜き穴仕上をリーマで加工すると、下穴が偏心している場合、下穴にならい穴位置が不良となる、又、加工中にびびりが発生するという課題があり、かつ寿命が短かかった。特許文献1においては3枚刃ドリルを用い、アルミニウム合金等の高靱性軟質材を高精度に穿孔加工できると開示する。しかし、特許文献1のものでは、実施例として、図面上でみて約 140°の先端角を有する実施例が記載されている。特許文献1のものは、後述するように、先端角が 180°以下であり、下穴にならってしまい穴位置が不良となり、アルミニウム合金鋳物の鋳抜き穴仕上を高精度には穿孔加工できない。なお、段落〔0013〕に、「上述の実施例では、穿孔用ドリルとして、チゼル部にシンニングによる2次切刃を形成したが、下穴に対して穴径を拡大する穴拡大用ドリルであれば、2次切刃を形成する必要はなく、また、その場合には先端面を円錐面ではなく平坦面としてもよい。」と記載されているが、「上述の実施例」では、図面上でみて約 140°の先端角を有するが、この先端角の変更とそれに基づく効果については開示されていないので、「先端面を円錐面ではなく平坦面としてもよい。」とは、2次切刃を形成する必要がないから、中心部は切刃を形成せず、平坦面でもよいとの趣旨であることは明らかである。
However, when a conventional aluminum alloy casting is finished with a reamer, if the pilot hole is eccentric, there is a problem that the hole position is inferior to the pilot hole and chatter occurs during processing. And life span was short. In
本発明の課題は、前述した課題に鑑みて、リーマでの加工及び従来の特許文献1の3枚刃ドリルに比べ、アルミニウム合金鋳物の鋳抜き穴仕上を下穴が偏心している場合でも下穴にならい穴位置が不良となることがなく、加工中にびびりが発生することがなく、かつリーマでの加工より長寿命で、高精度に加工できる3溝ドリルを提供することである。
In view of the above-mentioned problems, the problem of the present invention is that even when the prepared hole is eccentric in the cast hole finishing of the aluminum alloy casting, compared to the processing with a reamer and the conventional 3-blade drill of
このため本発明は、チゼルと、チゼルから外方に延びる3個の、シンニングによって形成された、2次切れ刃と、各2次切れ刃からリーディングエッジまで延びる1次切れ刃と、3個のねじれ溝とを有しするアルミ合金等を加工する超硬合金または高速度工具鋼製3溝ドリルにおいて、先端角を 180°〜 190°(中凹)としたことを特徴とする3溝ドリルによって上述の本発明の課題を解決した。 Therefore, the present invention provides a chisel, three secondary cutting edges formed by thinning extending outward from the chisel, a primary cutting edge extending from each secondary cutting edge to the leading edge, and three A three-groove drill made of cemented carbide or high-speed tool steel for machining aluminum alloys and the like having a torsion groove, with a tip angle of 180 ° to 190 ° (indented). The problems of the present invention described above have been solved.
本発明では、先端角を 180°〜 190°(中凹)としたので、アルミニウム合金鋳物の鋳抜き穴加工において、喰い付き時に外周側よりあたるため、たとえ下穴が偏心していようともそれにならうことがなく精度よく加工でき、穴位置が不良となることがなく、加工中にびびりが発生することがなく、さらに3溝でガイド性が高く高精度な穴加工が可能であり、かつリーマでの加工より長寿命な3溝ドリルを提供するものとなった。 In the present invention, the tip angle is set to 180 ° to 190 ° (indented), so in the punching hole processing of aluminum alloy castings, it hits from the outer peripheral side when biting, so even if the pilot hole is eccentric, It can be machined with high accuracy without any defects, the hole position does not become defective, chattering does not occur during machining, and it is possible to drill holes with high guideability and high accuracy with 3 grooves. This provides a three-groove drill that has a longer life than machining at the same time.
アルミニウム合金鋳物の鋳抜き穴仕上だけの場合は、シンニングはなくても良いが、鋳抜き穴は穴底をむくから加工する場合もあり、好ましくは2次切れ刃の長さがドリル直径の 0.1倍乃至 0.2倍であり、前記2次切れ刃を形成するシンニング溝底の曲率半径Rをドリル直径の0.04倍乃至 0.1倍としたシンニングを施工すると、むくの穴加工も可能となる。より好ましくは、1次切れ刃は2次切れ刃に続く凹部と、凹部に続く中心角 180°毎の位置でほぼ直線状にリーディングエッジまで延びる直線部とを有することにより、より高精度な穴加工ができる。さらに直線部に続くドリル径の 0.1倍乃至 0.2倍の長さのドリル回転方向でみて後退する後退部を有することにより、さらに高精度な穴加工ができる。 Thinning is not necessary for aluminum alloy castings that are only finished with a punched hole, but the cast hole may be machined from the bottom of the hole, and the length of the secondary cutting edge is preferably 0.1 mm of the drill diameter. When the thinning is performed with the radius of curvature R of the bottom of the thinning groove forming the secondary cutting edge being 0.04 to 0.1 times the diameter of the drill, a hollow hole can be formed. More preferably, the primary cutting edge has a concave portion that follows the secondary cutting edge, and a straight portion that extends substantially linearly to the leading edge at a central angle of 180 ° that follows the concave portion, so that a more accurate hole can be obtained. Can be processed. Furthermore, by having a receding part that recedes in the direction of drill rotation, which is 0.1 to 0.2 times the diameter of the drill following the straight part, further accurate drilling can be performed.
本発明において、先端角を 180°〜 190°としたのは、先端角が 180°以下では、下穴にならってしまい穴位置が不良となり、先端角が 190°以上ではコーナ部の強度が低下してチッピングを生じてしまうからである。
又、2次切れ刃の長さがドリル直径の 0.1倍未満では2次切れ刃の効果がなく、2次切れ刃の長さがドリル直径の 0.2倍を越えると2次切れ刃より生ずる切屑の量が増大し、切屑ずまりが発生するため、2次切れ刃の長さをドリル直径の 0.1倍乃至 0.2倍に限定した。2次切れ刃を形成するシンニング溝底の曲率半径Rがドリル直径の0.04倍未満では切屑の流れが悪く、切屑ずまりを生じ、曲率半径Rがドリル直径の 0.1倍を越えるとチゼルエッジの長さが長くなり、シンニングの効果が小さくなるため、2次切れ刃を形成するシンニング溝底の曲率半径Rをドリル直径の0.04倍乃至 0.1倍に限定した。さらに直線部に続く後退部の長さは、ドリル径の 0.1倍未満では加工精度を上げる効果がなく、ドリル径の 0.2倍を越えると切削効率が悪くなるので、直線部に続く後退部の長さをドリル径の 0.1倍乃至 0.2倍に限定した。
In the present invention, the tip angle is set to 180 ° to 190 °. If the tip angle is 180 ° or less, it becomes a pilot hole and the hole position is poor, and if the tip angle is 190 ° or more, the corner strength decreases. This is because chipping occurs.
In addition, if the length of the secondary cutting edge is less than 0.1 times the diameter of the drill, the effect of the secondary cutting edge is not effective, and if the length of the secondary cutting edge exceeds 0.2 times the diameter of the drill, Since the amount increased and chip accumulation occurred, the length of the secondary cutting edge was limited to 0.1 to 0.2 times the drill diameter. If the radius of curvature R of the bottom of the thinning groove forming the secondary cutting edge is less than 0.04 times the drill diameter, the flow of chips will be poor, resulting in chip accumulation, and if the radius of curvature R exceeds 0.1 times the drill diameter, the chisel edge length Therefore, the radius of curvature R of the bottom of the thinning groove forming the secondary cutting edge is limited to 0.04 to 0.1 times the drill diameter. Furthermore, if the length of the retracted part following the straight part is less than 0.1 times the drill diameter, there will be no effect of increasing the machining accuracy, and if it exceeds 0.2 times the drill diameter, the cutting efficiency will deteriorate. The thickness was limited to 0.1 to 0.2 times the drill diameter.
本発明の実施の形態の一例を、図面に基づいて説明する。図1は本発明のドリルの側面図、図2は図1のA方向からみた正面拡大図でシンニングの詳細を示す。
本発明の実施の形態である3溝ドリルは、チゼル 1と、チゼル 1から外方に延びる3個の、シンニング 8によって形成された、2次切れ刃 3と、各2次切れ刃 3からリーディングエッジ 2まで延びる1次切れ刃 4と、3個のねじれ溝 5とを有するアルミ合金等を加工する高速度工具鋼製又は超硬合金製3溝ドリルにおいて、先端角αを 180°〜 190°(中凹)に先研ぎされる。7 は逃げ面である。
An example of an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view of a drill according to the present invention, and FIG. 2 is an enlarged front view seen from the direction A in FIG.
A three-groove drill according to an embodiment of the present invention is read from a
かかる先端角αを 180°〜 190°にした3溝ドリルにより、アルミニウム合金鋳物の鋳抜き穴加工において、喰い付き時に外周側よりあたるため、たとえ下穴が偏心していようともそれにならうことがなく精度よく加工でき、加工中にびびりが発生することがなく、さらに3溝でガイド性が高く高精度な穴加工が可能であり、かつリーマでの加工より長寿命な3溝ドリルを提供するものとなった。 With this three-groove drill with a tip angle α of 180 ° to 190 °, when punching holes in aluminum alloy castings, it hits from the outer periphery when biting, so even if the pilot hole is eccentric, it can follow that. Provides a three-groove drill that can be machined with high accuracy, has no chatter during machining, has a high guideability with three grooves, enables high-precision drilling, and has a longer life than reamer machining. It became a thing.
アルミニウム合金鋳物の鋳抜き穴仕上だけの場合は、シンニングはなくても良いが、鋳抜き穴は穴底をむくから加工する場合もあり、本発明の実施の形態である3溝ドリルでは、2次切れ刃 3の長さをドリル直径dの 0.1倍乃至 0.2倍とし、2次切れ刃 3を形成するシンニング溝底 6の曲率半径Rを、ドリル直径dの0.04倍乃至 0.1倍と短くしたシンニング 8を施工すると、むくの穴加工も可能となり高精度な穴加工ができる。
さらに1次切れ刃 4は2次切れ刃 3に続く凹部41と、凹部41に続く中心角 180°毎の位置でほぼ直線状にリーディングエッジまで延びる直線部42とを有することによりより高精度な穴加工ができる。さらに直線部42に続くドリル径の 0.1倍乃至 0.2倍の長さのドリル回転方向でみて後退する後退部43を有することによりさらに高精度な穴加工ができる。
Thinning may not be required in the case of just finishing a hole in an aluminum alloy casting, but the core hole may be processed by peeling the bottom of the hole. In the three-groove drill according to the embodiment of the present invention, 2 Thinning in which the length of the next cutting edge 3 is 0.1 to 0.2 times the drill diameter d and the radius of curvature R of the thinning groove bottom 6 forming the secondary cutting edge 3 is shortened to 0.04 to 0.1 times the drill diameter d. If 8 is installed, it will be possible to drill holes and perform highly accurate drilling.
Further, the primary cutting edge 4 has a
本発明の実施の形態の図1、図2に示す形状の超硬合金製3溝ドリルを製作した。ドリル直径d:8.5mm 、ねじれ角β:30°、先端角α: 180°、シンニング 7付きでありダイヤモンドライク(DLC)コーティングを施した。シンニング 7形状は溝底 6の曲率半径R:0.5mm (ドリル直径dの0.06倍)、2次切れ刃 3長さ: 1.2mm(ドリル直径dの0.14倍)とした。本超硬合金製3溝ドリルを用いADC12を加工した。加工条件は、切削速度: 200 m/min(7500m -1) 、送り量:0.51mm/rev(3820mm/min)であった。図3に実施例1で実験で加工した穴の加工概略図を示す。加工穴径a:φ8.5mm 、下穴径b:φ5.5mm 、下穴偏心量c:1 mm、下穴深さe:30mmに対し、穴深さf40mmを加工した。比較品として、先端角 150°の3溝ドリルと、先端角 140°の2枚刃ドリルとを用いて同条件にて加工した。 A cemented carbide three-groove drill having the shape shown in FIGS. 1 and 2 according to the embodiment of the present invention was manufactured. Drill diameter d: 8.5 mm, twist angle β: 30 °, tip angle α: 180 °, with thinning 7 and diamond-like (DLC) coating. The shape of the thinning 7 was a radius of curvature R of the groove bottom 6: 0.5 mm (0.06 times the drill diameter d), secondary cutting edge 3 length: 1.2 mm (0.14 times the drill diameter d). ADC12 was processed using this cemented carbide 3 groove drill. The machining conditions were cutting speed: 200 m / min (7500 m −1 ), feed amount: 0.51 mm / rev (3820 mm / min). FIG. 3 shows a machining schematic diagram of the holes machined in the experiment in Example 1. A hole depth f40 mm was machined against a drilled hole diameter a: φ8.5 mm, a pilot hole diameter b: φ5.5 mm, a pilot hole eccentricity c: 1 mm, and a pilot hole depth e: 30 mm. As comparative products, a three-groove drill with a tip angle of 150 ° and a two-blade drill with a tip angle of 140 ° were processed under the same conditions.
結果を図4に示す。図4は、仕上穴の位置ずれ量、穴曲がり量を記したものである。図4によれば、加工後の、先端角 150°と 140°の各3溝ドリルでは位置ずれ量が 0.2mmと 0.6mmであったが、本発明のドリルでは位置ずれ量が0.05mmとなり良好な結果を得た。 The results are shown in FIG. FIG. 4 shows the positional deviation amount and the hole bending amount of the finishing hole. According to FIG. 4, the misalignment amount was 0.2 mm and 0.6 mm for each of the three-groove drills with a tip angle of 150 ° and 140 ° according to FIG. Results were obtained.
さらに先端角 180°、シンニング形状を従来形状の溝底の曲率半径R:0.2mm (ドリル直径dの0.02倍)、第2切れ刃長さ 3mm(ドリル直径dの0.35倍)としたドリルでも加工を行った。このドリルでは、10穴にてシンニング部に切屑がつまり折損したが、本発明品のドリルでは 100穴連続加工してもシンニング部に切屑のつまりはみられなかった。 Furthermore, drilling with a tip angle of 180 °, a thinning shape with a radius of curvature R: 0.2mm (0.02 times the drill diameter d) and a second cutting edge length of 3mm (0.35 times the drill diameter d) is also possible. Went. In this drill, chips were clogged in the thinning part at 10 holes, but in the drill of the present invention, clogging of the thinning part was not observed even after 100 holes were continuously processed.
なお、本実施例においては、コーティングをダイヤモンドライク(DLC)コーティングとしたがコーティングはダイヤモンド等アルミ合金加工に適したコーティングであればよいことはいうまでもない。 In this embodiment, the coating is a diamond-like (DLC) coating, but it is needless to say that the coating may be a coating suitable for processing an aluminum alloy such as diamond.
1:チゼル、2:リーディングエッジ、3:2次切れ刃、4:1次切れ刃、
5:ねじれ溝、6:シンニング溝底、8:シンニング、41:1次切れ刃の凹部、
42:1次切れ刃の直線部、43:1次切れ刃の後退部、α:先端角、d:ドリル直径
1: chisel, 2: leading edge, 3: secondary cutting edge, 4: primary cutting edge,
5: Twist groove, 6: Thinning groove bottom, 8: Thinning, 41: Concave part of primary cutting edge,
42: Linear part of the primary cutting edge, 43: Retraction part of the primary cutting edge, α: Tip angle, d: Drill diameter
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