JP4120185B2 - Drill - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に高速乾式切削のような過酷な加工条件下でも円滑かつ安定した穴明け加工が可能なドリルに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
このような乾式あるいは微量の切削油剤しか用いない過酷な加工条件に対応することを目的としたドリルとしては、例えば特開2000−198011号公報に記載されたようなものが提案されている。すなわち、この公報記載のドリルでは、ドリル本体先端に形成される切刃の外周側に、この切刃の中間部から角度をつけてドリル回転方向に後退する外側コーナー切刃が形成されており、この外側コーナ切刃とドリル本体外周のマージン部との交差角を鈍角にすることができるため、上述のような加工条件でも切刃の外周端に欠けが生じたりするのを防ぐことが可能となる。また、このように切刃の外周端側をドリル回転方向後方側に折曲させたドリルとしては、例えば特公平4−46690号公報に記載のように切刃外周側の第1、第2次直線稜を略V字状の凸形状としたものも提案されており、この公報記載のドリルではさらにこの第2次直線稜の内周側を丸味を伴った凹形状としている。さらに、このように切刃を凹形状としたドリルとしては、例えば特公昭61−58246号公報などに、外周側の切刃部分の径方向すくい角が0°〜正になるように凹曲線で結んだものも提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
このうち、特公昭61−58246号公報に記載のように外周側の切刃部分を凹曲線としたものは、通常の加工条件では切屑のカーリングによる処理も円滑で安定した穴明けが可能であるものの、切刃の外周端側におけるマージン部との交差角が鋭角となって強度が不足するため、高速乾式切削のような過酷な条件下では直ぐにこの切刃の外周端側に欠けやチッピングが発生してしまい、工具寿命が極めて短期で費えてしまう。一方、特開2000−198011号公報や特公平4−46690号公報に記載のように切刃の外周端側をV字状の凸形状としてドリル回転方向後方側に角度をもって折曲したものでは、マージン部との交差角を鈍角にすることができて欠けやチッピングの発生は抑えられるものの、切刃によって生成される切屑がこの折曲点において分断されてしまうため、高速切削ではこれら分断された切屑が絡み合って切屑詰まりを起こすとともに、特に折曲点の外周端側で生成された切屑は外周側に流出しようとするのでカーリング性が悪く、ドリル本体にも大きな抵抗を与えるので摩耗が促進されたり加工時のドリル回転駆動力の増大を招いたりするおそれがある。
【0004】
本発明は、このような背景の下になされたもので、高速乾式切削等の過酷な加工条件でも工具寿命の短縮を防ぐとともに優れた切屑処理性を奏して円滑かつ安定した穴明け加工が可能なドリルを提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
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後端側に向けて延びる切屑排出溝が形成され、この切屑排出溝のドリル回転方向を向く内壁面と上記ドリル本体の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において、上記切刃の外周端側に、上記ドリル回転方向に凸となる曲線状をなす凸曲線状切刃部を形成するとともに、この凸曲線状切刃部の内周側には、ドリル回転方向の後方側に凹となる曲線状をなして上記凸曲線状切刃部に滑らかに連なる凹曲線状切刃部を形成して、この凹曲線状切刃部から上記凸曲線状切刃部にかけての上記切刃の外周端までを滑らかな曲線状に形成する一方、上記切屑排出溝のドリル回転方向後方側を向く内壁面には、その外周側に位置してヒール部に達し、上記軸線に直交する断面がドリル回転方向後方側に凸となる凸曲線をなす第2凸曲面部を形成したことを特徴とする。従って、このように構成されたドリルにおいては、切刃の外周端側にドリル回転方向に凸となる凸曲線状切刃部が形成されているため、この凸曲線状切刃部の外周側、すなわちドリル本体外周のマージン部との交差部ではその交差角を大きくして十分な強度を確保することができ、上述のような加工条件でも欠けやチッピングの発生を防止することができる。そして、この凸曲線状切刃部の内周側にはドリル回転方向後方側に凹となる凹曲線状切刃部が連ねられていて、この凹曲線状切刃部から凸曲線状切刃部にかけての切刃の外周端までが滑らかな曲線状に形成されることとなるので、内外周で切屑が分断されるようなことがなく、凹曲線状切刃部によって切屑を内周側に巻き込むようにして十分にカールさせ、円滑に処理することが可能となる。
【0006】
ここで、上記交差部における強度をより確実に確保するには、上記切刃の外周端側における径方向すくい角を負角側に設定するのが望ましい。また、上記切屑排出溝の内壁面の先端側に、切刃の内周端側に連なるシンニング部を形成し、このシンニング部に、凹曲面状の谷形をなし、その谷底部が上記内壁面に対して上記ドリル本体の内周側に後退しつつ上記切刃の内周端に向けて延びる第1シンニング部を備えることにより、切屑の内周端側部分をこの第1シンニング部がなす凹曲面に案内することによって切屑全体をさらに確実に内周側に巻き込んでカールさせることが可能となる。さらに、このシンニング部に、上記第1シンニング部の先端側に形成されて、上記谷底部に対してさらに内周側に後退しつつ上記切刃の内周端に達する第2シンニング部を備えることにより、この第2のシンニング部によってドリル本体先端のチゼルの幅を小さくして加工物への食い付き性を向上させることができる。また、このようにカールさせられた切屑の円滑な排出を促しつつも、ドリル本体の剛性を十分に確保するには、このドリル本体の芯厚を、上記切刃の外径Dに対して0.15×D〜0.3×Dの範囲に設定するのが望ましい。
【0007】
一方、上述のような切刃形状を、切屑排出溝のドリル回転方向を向く内壁面とドリル本体の先端逃げ面との交差稜線部に形成する場合、この切屑排出溝のドリル回転方向を向く内壁面には、上記凸曲線状切刃部に連なる凸曲面部と、上記凹曲線状切刃部に連なる第1凹曲面部とが形成されることとなり、上述のように凹曲線状切刃部によって内周側に巻き込むように生成した切屑をこの第1凹曲面部に摺接させてさらに確実にカールさせることができる。また、切屑排出溝のドリル回転方向後方側を向く内壁面には、ドリル回転方向に凹となる曲面状をなす第2の凹曲面部を上記第1凹曲面部に滑らかに連なるように形成すれば、この第1凹曲面部によってカールされた切屑の流れを阻害することなく円滑な排出を促すことができる。
【0008】
ただし、この場合、上記第1凹曲面部のドリル回転方向後方側への凹みが小さすぎると、切屑の摺接による十分なカーリングが図られなくなるおそれがある一方、逆にこの凹みが大きすぎると、切屑の摺接によるブレーキング作用が強くなりすぎ、切屑が潰れて排出性が損なわれたりドリル駆動力の増大を招いたりするおそれがある。また、上記第2凹曲面部についても、ドリル回転方向への凹みが小さすぎると、第1凹曲面部から流れた切屑がこの第2凹曲面部に強く押し付けられて大きなブレーキング作用が生じるおそれがある一方、逆にこの凹みが大きすぎると、切屑が第1凹曲面部との摺接だけによってカーリングさせられることになって、十分にカールさせられなくなるおそれがある。このため、上記の場合には、上記軸線に直交する断面において、該軸線と上記ドリル回転方向を向く内壁面の外周端とを結ぶ第1仮想直線からの上記第1凹曲面部の凹み量L1を、上記切刃の外径Dに対して−0.06×D〜0の範囲に設定するとともに、上記第1仮想直線に上記軸線において交差する第2仮想直線からの上記第2凹曲面部の凹み量L2を−0.06×D〜0.06×Dの範囲に設定するのが望ましい。
【0009】
また、このように切屑排出溝のドリル回転方向を向く内壁面に凸曲面部と第1凹曲面部とを、切屑排出溝のドリル回転方向後方側を向く内壁面には第1凹曲面部に滑らかに連なる第2凹曲面部を形成した場合、上記軸線に直交する断面において、この第2凹曲面部がなす凹曲線の曲率半径を、第1凹曲面部がなす凹曲線の曲率半径よりも大きくすることにより、曲率半径の小さな第1凹曲面部によって切屑に十分な巻き癖をつけてカールさせることができるとともに、こうしてカールされた切屑を、第2凹曲面部の曲率半径を第1凹曲面部より大きくすることでこの第2凹曲面部にはあまり強く押し付けずに、より円滑に排出することが可能となる。なお、このときこれら第1、第2凹曲面部の曲率半径はそれぞれにおいて一定でもよく、すなわち上記断面において第1、第2凹曲面部が半径の異なる円弧を1の接点で互いに滑らかに接するようにした形状であってもよく、また第1凹曲面部側から第2凹曲面部側に向けて曲率半径が漸次大きくなるように、例えば上記断面において楕円状やトロコイド、サイクロイド、インボリュート等の各種曲線状を呈するようにされていてもよい。
【0010】
さらにまた、このように第1凹曲面部と第2凹曲面部とを滑らかに連ねる場合にあっては、これら第1、第2凹曲面部の間に、上記軸線に直交する断面において第1凹曲面部がなす凹曲線と第2凹曲面部がなす凹曲線との双方に接する接線状をなす接続面を形成して、この接続面を介して上記第1、第2凹曲面部を接続してもよい。この場合には、これら第1、第2凹曲面部がなす凹曲線の曲率半径に制限されることなく、切屑排出溝の溝幅を確保することができて切屑のカーリング性と排出性とを同時に向上させることが可能となるとともに、第1凹曲面部から第2凹曲面部の間に上記接続面によって間隔をあけることができるので、第1凹曲面部でカールされた切屑が第2凹曲面部に押し付けられるのをより確実に防止して円滑な排出を図るとともにドリル回転駆動力の低減を促すことが可能となる。なお、このような接続面は凸曲面部と第1凹曲面部の間や凸曲面部、第2凹曲面部の外周側に形成されていてもよい。また、上記凸凹曲線状切刃部間に直線状の切刃部を介在させてこれらの曲線状切刃部を滑らかに連ねるようにしてもよい。
【0011】
なお、こうして切屑排出溝の内壁面に滑らかに連なる凸曲面部と第1,第2凹曲面部とを形成した場合、上記軸線に直交する断面においてまず上記凸曲面部がなす凸曲線の曲率半径は、これが大きすぎると相対的に切刃の凹曲線状切刃部の幅が小さくなって切屑のカーリングが不十分となるおそれがある一方、逆に小さすぎると凸曲線状切刃部の幅が小さくなってマージン部との交差部における十分な強度確保が図られなくなるおそれが生じるので、上記切刃の外径Dに対して0.1×D〜0.8×Dの範囲に設定されるのが望ましい。また、上記軸線に直交する断面において第1凹曲面部がなす凹曲線の曲率半径については、これが大きすぎると切屑を摺接させることによって十分にカールさせることができなくなるおそれがある一方、逆に小さすぎると切屑が急激にカールさせられてブレーキング作用が大きくなりすぎるおそれが生じるので、切刃の外径Dに対して0.18×D〜0.35×Dの範囲に設定されるのが望ましい。さらに、軸線に直交する断面において第2凹曲面部がなす凹曲線の曲率半径についても、これが大きすぎると切屑はこの第2凹曲面部には摺接しなくなって第1凹曲面部によってのみカールさせられるようなこととなる一方、逆に小さすぎると切屑の第2凹曲面部への摺接が強くなりすぎてやはり大きなブレーキング作用が生じることとなるので、切刃の外径Dに対して0.2×D〜0.5×Dの範囲に設定されるのが望ましい。さらにまた、ドリル本体の少なくとも先端部の表面に、TiN、TiCN、TiAlN等の硬質皮膜を被覆すれば、このドリル本体先端部の耐摩耗性の向上を図ることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
図1ないし図3は、本発明の一実施形態を示すものである。本実施形態においてドリル本体1は、超硬合金等の硬質材料により軸線Oを中心とした略円柱状に形成されており、その先端部には、先端逃げ面2から後端側に向かうに従い一定の捩れ角でドリル回転方向Tの後方側に捩れる一対の切屑排出溝3,3が軸線Oに対して対称に形成されていて、これらの切屑排出溝3,3のドリル回転方向T側を向く内壁面4,4と上記先端逃げ面2との交差稜線部にそれぞれ切刃5,5が形成されている。なお、このドリル本体1先端部には、その外周面や先端逃げ面2、切屑排出溝3に、TiN、TiCN、TiAlN等の硬質皮膜が被覆されている。
【0013】
ここで、上記内壁面4は、その外周側に位置してマージン部6に交差し、軸線Oに直交する断面において図2に示すようにドリル回転方向Tに凸となる凸曲線をなす第1の凸曲面部7と、この第1凸曲面部7の内周側に位置して、上記断面においてドリル回転方向Tの後方側に凹む凹曲線状をなす第1凹曲面部8とから構成されており、これら第1の凸凹曲面部7,8の断面がなす上記凸凹曲線は接点P1において滑らかに接するように連ねられている。また、本実施形態では切屑排出溝3のドリル回転方向T後方側を向く内壁面9も、その外周側に位置してヒール部10に達し、上記断面がドリル回転方向T後方側に凸となる凸曲線をなす第2凸曲面部11と、この第2凸曲面部11の内周側に位置してその断面がドリル回転方向T側に凹む凹曲線状をなす第2凹曲面部12とから構成され、これら第2の凸凹曲面部11,12がなす上記凸凹曲線も接点P2において滑らかに接するように連ねられるとともに、両内壁面4,9の第1、第2凹曲面部8,12同士も、その断面がなす凹曲線が接点P3において滑らかに接して連なるようにされている。なお、上記マージン部6からドリル回転方向T後方側に上記ヒール部10に至るランド部の外周面は、マージン部6から一段内周側に後退した円筒面状に形成されている。
【0014】
さらに、本実施形態では、上記断面において、第1、第2の凸凹曲面部7,8,11,12がなす凸凹曲線がそれぞれ点C1〜C4を中心とした半径R1〜R4の円弧となるようにされており、このうち第1凸曲面部7がなす凸円弧の中心C1は、この第1凸曲面部7とマージン部6との交点すなわち上記内壁面4の外周端13において該マージン部6に接する直線Q1よりも内周側に位置させられるとともに、第2凸曲面部11がなす円弧の中心C3は、上記外周端13が軸線O回りになす円と第2凸曲面部11がなす円弧の延長線との交点14において上記円に接する直線Q2よりもやはり内周側に位置させられている。従って、上記第1凸曲面部7は、軸線Oと内壁面4の外周端13とを結ぶ第1仮想直線S1よりもドリル回転方向T側に凸となって、この外周端13における第1凸曲面部7の接線は、外周側に向かうに従いドリル回転方向T後方側に延びるように第1仮想直線S1に対して傾斜させられるとともに、この第1仮想直線S1と直交する上記直線Q1とは鈍角をなして交差させられる。また、第2凸曲面部11も、ヒール部10との交点と軸線Oとを結ぶ直線よりもドリル回転方向T後方側に凸となるようにされている。一方、第1、第2凹曲面部8,12がなす円弧の中心C2,C4は、これらの円弧が接点P3で接していることから、両者とも軸線Oからこの接点P3を通る直線の延長線上に位置することとなる。さらに、この接点P3が切屑排出溝3の溝底となることから、本実施形態では軸線Oを中心としてこの接点P3を通る円がドリル本体1の芯厚円となり、この芯厚円の直径すなわちドリル本体1の芯厚dは、上記切刃5の外周端15が軸線O回りになす円の直径すなわち切刃5の外径Dに対し、0.15×D〜0.3×Dの範囲に設定されている。
【0015】
なお、第1凸凹曲面部7,8がなす凸凹曲線の接点P1は、軸線Oを中心として上記切刃5の外径Dの2/3の直径を有する円よりも外周側に位置させられており、より望ましくは軸線Oを中心として外径Dの5/6の直径を有する円よりも外周側に位置させられる。また、第1凹曲面部8のドリル回転方向T後方側への凹みの大きさは、上記第1仮想直線S1からの凹み量L1が切刃5の外径Dに対して−0.06×D〜0の範囲に設定されるとともに、第2凹曲面部12のドリル回転方向T側への凹みの大きさは、上記断面において第1仮想直線S1に軸線Oで直交する第2仮想直線S2からの凹み量L2が−0.06×D〜0.06×Dの範囲となるように設定されている。ただし、これらの凹み量L1,L2は、それぞれ上記断面において第1、第2仮想直線S1,S2に平行で第1、第2凹曲面部8,12がなす凹曲線に接する直線と第1、第2仮想直線S1,S2との間の距離とされており、かつ図2に示すように、第1凹曲面部8の凹み量L1については第1仮想直線S1からドリル回転方向T側を正、後方側を負とし、逆に第2凹曲面部12の凹み量L2については第2仮想直線S2からドリル回転方向T側を負、後方側を正としている。従って、本実施形態においては、第1凹曲面部8の全体が上記第1仮想直線S1よりもドリル回転方向T側に位置することはない。
【0016】
さらに、上記断面において第1、第2凸凹曲面部7,8,11,12がなす円弧の半径R1〜R4は、切刃5の外径Dに対し、第1凸曲面部7の半径R1が0.1〜0.8×Dの範囲に、第1凹曲面部8の半径R2が0.18〜0.35×Dの範囲に、第2凸曲面部11の半径R3が0.1〜0.8×Dの範囲に、第2凹曲面部12の半径R4が0.2〜0.5×Dの範囲に、それぞれ設定されている。そして、本実施形態では、このうち第2凹曲面部12の半径R4が、第1凹曲面部8の半径R2よりも大きくされている。なお、こうして形成された切屑排出溝3の溝幅比は、本実施形態では0.8〜1.2:1の範囲とされている。
【0017】
このような切屑排出溝3の上記内壁面4と先端逃げ面2との交差稜線部に形成される切刃5においては、この内壁面4が上記第1凸凹曲面部7,8によって形成されることにより、その外周端15側には、ドリル回転方向Tに凸となる曲線状をなす凸曲線状切刃部16が形成されてその後端側に上記第1凸曲面部7が連なるとともに、この凸曲線状切刃部16の内周側には、ドリル回転方向Tの後方側に凹となる曲線状をなして凸曲線状切刃部16に滑らかに接して連なる凹曲線状切刃部17が形成され、その後端側に上記第1凹曲面部8が連なることになって、これら凸凹曲線状切刃部16,17間で切刃5は軸線O方向先端視に緩やかに湾曲するS字状を呈することとなる。ただし、この切刃5には、先端逃げ面2が内周側から外周側に向かうに従いドリル本体1の後端側に向けて傾斜させられることにより先端角が付されており、これと切屑排出溝3が螺旋状に捩れていることとから、この切刃5の凸凹曲線状切刃部16,17が軸線O方向先端視においてなす上記S字状の凸凹曲線は、内壁面4の第1凸凹曲面部7,8が軸線Oに直交する断面においてなす凸凹曲線が、内周側に向かうに従いドリル回転方向T側に漸次ずれたような形状をなすこととなる。従って、この軸線O方向先端視において上記凸曲線状切刃部16は、その外周端15における接線が、上記断面において第1凸曲面部7がなす凸曲線の外周端13における接線よりも大きな傾斜で外周側に向かうに従いドリル回転方向T後方側に延びるようにされるとともに、マージン部6との交差角も第1凸曲面部7がなす鈍角より大きくされ、これにより切刃5が上記外周端15においてなす径方向すくい角αは負角側に設定される。
【0018】
一方、切屑排出溝3の内壁面4,9の先端側には、上記第1凹曲面部8の内周側から第2凹曲面部12および第2凸曲面部11までの先端逃げ面2との交差稜線部分を、ドリル本体1の後端側に向かうに従い切屑排出溝3の内側に向けて切り欠くようにして、ヒール部10に達するシンニング部18が形成されており、従って切刃5の内周端側は、このシンニング部18と先端逃げ面2との交差稜線部に形成されて、上記凹曲面状切刃部17の内周端から先端逃げ面2の中心の上記軸線Oに向けて延びるシンニング切刃部19とされている。なお、切刃5においてこのシンニング切刃部19と上記凹曲線状切刃部17とが交差する部分は、軸線O方向先端視にドリル回転方向Tに凸となる曲線または直線によって滑らかに接続されている。
【0019】
ここで、このシンニング部18のうち、切屑排出溝3の内壁面4,9に交差して先端側に延びる部分は第1シンニング部20とされており、この第1シンニング部20は、ドリル回転方向T後方側を向く切屑排出溝3の内壁面9と交差してヒール部10側に延びる部分においては平面状に形成される一方、この内壁面9とドリル回転方向T側を向く内壁面4とが交差する部分、すなわち上記第1、第2凹曲面部8,12の接点P3部分から、先端逃げ面2の中心に向けて延びる部分は、図3に示すようにこの先端逃げ面2の中心に向かう方向から見た場合に凹曲面状の谷形をなすように形成されており、その凹曲する谷底部21は、上記内壁面4,9に対してドリル本体1の内周側に後退するように傾斜しつつ、切刃5の内周端すなわちシンニング切刃部19の内周端に向けて先端側に延びるように形成されている。なお、この第1シンニング部20の凹曲する谷底部21がその断面においてなす凹曲線の曲率半径は、0.1〜0.5mmの範囲に設定されている。なお、この谷底部21の断面がなす凹曲線の曲率半径は、後端側に向かうに従い大きくなるようにされていてもよい。
【0020】
さらに、この第1シンニング部20の最先端の上記谷底部21が切刃5の内周端に達しようとする部分には、この谷底部21に対してさらにドリル本体1の内周側に後退するように一段傾斜しつつ切刃5内周端側に向けて延びる谷形の第2シンニング部22が形成されており、先端逃げ面2の中心の軸線O近傍においてはこの第2シンニング部22が先端逃げ面2に交差してその交差稜線部上に切刃5の内周端が形成される。ここで、この第2シンニング部22の谷底部の曲率半径は、第1シンニング部20の谷底部21の曲率半径よりも小さく、0.1mm未満とされており、場合によっては曲率半径が0、すなわちこの谷底部が凹湾曲しないV字谷状に形成されていてもよく、さらに第1シンニング部20の谷底部21と同様にドリル本体1の後端側に向かうに従い大きくなるようにされていてもよい。また、このように第1シンニング部20よりもさらに一段傾斜する第2シンニング部22と先端逃げ面2との交差稜線部に切刃5の内周端が形成されることにより、ドリル本体1先端の一対の切刃5,5間の間隔すなわち先端逃げ面2の中心に画成されるチゼルの幅は、第1シンニング部20をそのまま先端逃げ面2に交差させて切刃5の内周端を形成するのに比べて狭くなり、このチゼル幅は本実施形態では0〜0.2mmの範囲とされていて、すなわちこれら切刃5,5の内周端が軸線O上で一致するようにされていてもよい。
【0021】
このように構成されたドリルにおいては、まず、この切刃5の外周端15側にドリル回転方向Tに凸となる凸曲線状切刃部16が形成されており、従って軸線O方向先端視の外周端15における凸曲線状切刃部16とマージン部6との交差角を上述のように大きな角度に、しかも第1凸曲面部7との交差角よりも大きな角度にすることができ、この外周端15近傍におけるドリル本体1の強度を十分に確保することができる。このため、ドリル本体1外周に位置するために切削速度が最も高く、しかも切屑生成量も最も多くなるために過大な負荷が生じやすいこの切刃5の外周端15に欠けやチッピングなどが発生するのを防止することができ、たとえ高速乾式切削となるような過酷な加工条件下においても工具寿命の延長を図ることができる。しかも、本実施形態ではこの凸曲線状切刃部16が軸線O方向先端視に切刃5の外周端15と軸線Oとを結ぶ直線よりもドリル回転方向Tに凸となるように形成されていて、これにより上述のようにその径方向すくい角αが負角とされているので、マージン部6との上記交差角は鈍角になり、より確実にこの外周端15周辺におけるドリル本体1の強度を確保することが可能となる。
【0022】
そして、この凸曲線状切刃部16は、このようにドリル回転方向Tに凸となる曲線状をなしていて、従来のように切刃5が角度をもってV字状に折れ曲がるような折曲点が形成されることがなく、しかもその内周側にはドリル回転方向T後方側に凹となる凹曲線状切刃部17が該凸曲線状切刃部16に滑らかに連なるように形成されており、従って切刃5により生成される切屑は、上述のような曲折点で分断されたりすることなく、凹曲線状切刃部17によって生成された部分が内周側に向けて流れ出るのに伴い、全体的に内周側に巻き込まれるようにして円滑にカールさせられる。このため、分断された切屑が絡まり合って切屑詰まりを生じたりするようなこともなく、また外周端15側の切屑が外周側に流れ出て抵抗を増大させたりドリル本体1の摩耗を速めたりするようなこともなく、切屑の円滑かつ安定した処理を促して穴明け加工時のドリル回転駆動力の低減を図るとともに、摩耗を抑えて工具寿命を一層延長させることが可能となる。また、この切刃5を含めたドリル本体1の先端部には、TiN、TiCN、TiAlN等の硬質皮膜が被覆されているので、ドリル本体1の耐摩耗性の一層の向上を図ることができる。
【0023】
さらに、本実施形態では、切屑排出溝3の先端側にシンニング部18が形成されていて、これにより切刃5の内周端側は先端逃げ面2の中心に向かうシンニング切刃部19とされており、このシンニング切刃部19と上記凹曲線状切刃部17とが交差する部分が両切刃部17,19に滑らかに連なる凸曲線状または直線状とされるとともに、シンニング切刃部19に連なる第1シンニング部20は谷底部21が凹曲した谷形とされているので、切刃5の全長に亙って上述のような折曲点が形成されることはなく、しかもこのシンニング切刃部19によって生成された切屑の内周側部分をも、図3に黒塗り矢線で示すように第1シンニング部20の谷底部21断面がなす凹曲線に沿って内周側に巻き込むようにカールさせることができる。このため、上記凹曲線状切刃部17によって切屑が内周側に巻き込まれるのと相俟って、一層の切屑処理性の向上を図ることができ、特に難削材の加工において効果的である。なお、本実施形態ではこの第1シンニング部20の谷底部21がなす凹曲線の曲率半径を0.1〜0.5mmとしているが、これは、この曲率半径がこれよりも大きいと上記切屑の内周側部分を十分に巻き込んでカールさせることができなくなるおそれがある一方、逆にこれよりも小さいとこの切屑の内周側部分がシンニング部18内において詰まりを生じるおそれがあるからである。
【0024】
また、このシンニング部18の先端には、第1シンニング部20の上記谷底部21からさらに一段傾斜して先端逃げ面2に達する第2シンニング部22が形成されていて、この第2シンニング部22と先端逃げ面2との交差稜線部上に切刃5の内周端が形成されており、しかもこの第2シンニング部22の溝底の曲率半径が0.1mm未満と上記谷底部21よりも小さくされていることから、この切刃5の内周端はより内周側に配置されることとなり、これによってチゼルの幅が0〜0.2mmと極短い幅とされている。このため、当該ドリルが加工物に食い付く際の食い付き性や直進安定性の向上を図ってさらに安定かつ高精度の加工を行うことができるとともに、ドリル本体1にその軸線方向に作用するスラスト力を抑えることことができて、ドリル駆動力の一層の軽減を促すことも可能となる。しかも、このようにシンニング部18が切刃5の内周端に向けて傾斜の大きくなる第1、第2の複数のシンニング部20,22によって形成されることにより、先端の第2シンニング部22の溝底に沿った断面におけるドリル本体1の先端角度は、単一のシンニング部の溝底を同じチゼル幅となるように傾斜させた場合に比べて大きくなるので、本実施形態によればこのドリル本体1先端の回転中心周辺における強度も十分に確保して、食い付き時の衝撃的負荷などによっても損傷の生じることのないドリルを提供することができる。ただし、第1シンニング部20だけでドリル本体1の食い付き性や直進安定性と強度とが確保できるのであれば、第2シンニング部22はなくてもよい。
【0025】
一方、このような凸凹曲線状切刃部16,17を備えた切刃5を形成するのに、本実施形態では、切屑排出溝3のドリル回転方向Tを向く内壁面4にこれら凸凹曲線状切刃部16,17にそれぞれ連なる第1凸凹曲面部7,8を形成しており、従ってこの切刃5によって分断されることなく幅方向に連続して生成された切屑は、全体的に内周側に巻き込まれて第1凹曲面部8に摺接しつつ押し付けられることによりさらに小さくカールさせられ、ドリル本体1の回転に伴い後端側に押し出されて排出される。さらに、この第1凹曲面部7の内周側には、ドリル回転方向T後方側を向く切屑排出溝3の内壁面9の第2凹曲面部12が、この第1凹曲面部7と滑らかに連なるように形成されており、この第2凹曲面部12は第1凹曲面部8とは逆にドリル回転方向Tに凹むように形成されているので、第1凹曲面部8によってさらに小さくカールされた切屑の流れを阻害することなく、上述のようにして円滑に排出される。しかも、本実施形態ではこの第2凹曲面部12の外周側にやはり滑らかに連なるように第2凸曲面部11が形成されており、従って切屑の流れがヒール部10側で阻害されることもなく、またこのヒール部10におけるドリル本体1の強度も確保することができる。
【0026】
そして、さらに本実施形態では、これら第1、第2凹曲面部8,12の凹み量L1,L2を、第1凹曲面部8については軸線Oと内壁面4の外周端13とを結ぶ第1仮想直線S1から切刃5の外径Dに対して−0.06×D〜0の範囲となるように(ただし、ドリル回転方向T後方側が負)、また第2凹曲面部12については軸線Oにおいて上記第1仮想直線S1と直交する第2仮想直線S2から−0.06×D〜0.06×Dの範囲となるように(ただし、ドリル回転方向T側が負)それぞれ設定されており、これにより切屑を強すぎず弱すぎずに第1、第2凹曲面部8,12に摺接させて、適度なブレーキング作用を与えることができる。このため、過大なブレーキング作用によって切屑が潰れて円滑な排出性が損なわれたりドリル回転駆動力の増大を招いたりすることなく、しかしながら確実に切屑をカールさせて処理することができる。なお、このような作用効果をより確実に奏功せしめるには、本実施形態のように軸線Oに直交する断面において、第1凹曲面部8がなす凹曲線(凹円弧)の曲率半径R2は切刃5の外径Dに対して0.18〜0.35×Dの範囲に、また第2凹曲面部12の曲率半径R4は0.2〜0.5×Dの範囲に、それぞれ設定されるのが望ましい。
【0027】
また、本実施形態では、これら第1、第2凹曲面部8,12間においても、軸線Oに直交する断面において第2凹曲面部12がなす凹曲線の曲率半径すなわち上記半径R4が、第1凹曲面部8がなす凹曲線の曲率半径すなわち上記半径R2よりも大きくなるようにされており、従って切刃5によって生成された切屑を、まず比較的小さな半径R2の第1凹曲面部8に摺接させることにより、この切屑に十分な巻き癖をつけてカールさせるとともに、こうしてカールされた切屑を比較的大きな半径R4の第2凹曲面部12側に流出させることにより、この第2凹曲面部12においては切屑があまり強く押し付けられることがなくなり、より円滑な排出を促すとともにドリル回転駆動力の一層の軽減を図ることができる。しかも、これら第1、第2凹曲面部8,12がなす凹曲線が、本実施形態では1の上記接点P3で接して連続する凹曲線を描くようにされており、第1凹曲面部8から第2凹曲面部12への切屑の流れをよりスムーズにして、一層円滑な切屑排出を促すことが可能となる。
【0028】
ただし、このように第1、第2凹曲面部8,12を、その断面がなす凹曲線が1の接点P3で接して滑らかに連なるように形成する代わりに、例えば図4に示すように、これら第1、第2凹曲面部8,12の間に、軸線Oに直交する断面において第1凹曲面部8がなす凹曲線と第2凹曲面部12がなす凹曲線との双方に接点P4,P5で接する接線状をなす接続面23を形成して、この接続面23を介して両凹曲面部8,12が滑らかに連なるようにしてもよい。この場合にも、第1凹曲面部8によって巻き癖がつけられた切屑を、その流れを損なうことなく、しかもこの接続面23に強く押し付けてドリル回転駆動力の増大を招いたりすることもなく、第2凹曲面部12側に送り出して円滑に排出することが可能となる。また、その一方で、このような接続面23を第1、第2凹曲面部8,12間に介在させた場合には、これら第1、第2凹曲面部8,12の曲率半径R2,R4に制限されることなく切屑排出溝3の溝幅を設定することができるので、例えば上記とは逆に加工物の材質などに応じて第2凹曲面部12にも切屑を十分に摺接させてカールさせなければならない場合にその曲率半径R4を小さくしたとしても、溝幅は十分大きく確保して円滑な排出性を維持することも可能となる。
【0029】
さらに、本実施形態では、上記第1、第2凸曲面部7,11が上記断面においてなす凸曲線(凸円弧)の曲率半径R1,R3が、切刃5の外径Dに対してそれぞれ0.1〜0.8×Dの範囲に設定されており、これにより、ドリル本体1の内壁面4や切刃5の外周端13,15におけるマージン部6周辺の強度やヒール部10周辺における強度を十分に確保しつつ、第1、第2凹曲面部8,12の径方向の幅が小さくなりすぎるのを防いで、確実な切屑処理性の向上を図ることができる。なお、高速乾式切削のような条件下でも、このようにドリル本体1の強度確保と切屑処理性の向上とをより確実に両立させるには、本実施形態のように上記断面において第1凸凹曲面部7,8がなす凸凹曲線の接点P1を、軸線Oから切刃5の外径Dの2/3の直径の円より外周側に、より望ましくは外径Dの5/6の直径の円よりも外周側に位置させ、また切屑排出溝3の溝幅比を0.8〜1.2:1の範囲とするのが望ましい。
【0030】
さらにまた、本実施形態ではこのように切屑処理性の向上が図られてドリル回転駆動力の低減が図られるのに伴い、加工時にドリル本体1自体が受ける負荷も小さくなり、これによってその芯厚dも切刃5の外径Dに対して0.15×D〜0.3×Dと比較的小さな範囲に設定することができる。このため、上記ドリル本体1が受ける負荷のうち特にスラスト力を軽減させるとともに、切屑排出溝3の断面積を大きくしてさらに円滑な切屑排出を促し、これらによって穴明け加工時の動力の一層の軽減を図ることができる。その一方で、ドリル本体1の断面積は、上記曲率半径R1〜R4が上述のように適当な範囲に設定されることと、特に第1、第2凸曲面部7,11によって外周側で大きくなることとにより、必要かつ十分に確保することができ、従ってドリル本体1の剛性も維持することができるので、上述のように加工動力の一層の軽減が図られることとも相俟って、加工時に折損等が生じてドリル寿命が費えてしまうような事態をも防止することが可能となる。
【0031】
ここで、次表1は、図1〜図3に示した実施形態のドリルと、それぞれ第1凸曲面部7の半径R1の大きさと第1、第2凹曲面部8,12の大小、および芯厚dの大きさが異なる以外はこの実施形態と同様とされた比較ドリル1〜5とで、切削速度を変化させ、かつ乾式で穴明け加工試験を行ったときの結果を示すものであり、加工条件や評価は表下に示した通りである。
【0032】
【表1】
【0033】
この表1の結果より、まず第1凸曲面部7の半径R1が切刃5の外径Dに対して0.1×Dを下回る比較ドリル1では、この第1凸曲面部7の幅が小さくなるのに伴い先端の凸曲線状切刃部16の幅も小さくなって、この凸曲線状切刃部16ごと切刃5の肩すなわち上記外周端15部分にチッピングが生じ、またこれとは逆に半径R1が0.8×Dを上回る比較ドリル2では、これら第1凸曲面部7および凸曲線状切刃部16が幅広となって、相対的に第1凹曲面部8および凹曲線状切刃部17が幅狭となり、これにより切屑のカーリング性が損なわれて切屑排出溝3の内壁面4,9に切屑が強く押し付けられ、大きな摩耗を生じる結果となった。また、上記実施形態とは逆に第1凹曲面部8の半径R2を第2凹曲面部12の半径R4よりも大きくした比較ドリル3では、切屑が第2凹曲面部12に強く押し付けられることによって図5(ロ)に示すように潰れを生じ、またこの第2凹曲面部12の摩耗も著しかった。さらに、芯厚dを0.3×Dよりも大きくした比較ドリル4では、切屑排出溝3の断面積が小さくなってやはり切屑の擦過による摩耗が大きく、しかもスラスト力が増大してドリル駆動力も大きくなったのに対し、逆に芯厚dを0.15×Dより小さくした比較ドリル5では、スラスト力は小さくなったものの、剛性不足によって折損が生じてしまった。
【0034】
これらの比較ドリル1〜5に対して、上記実施形態のドリル1〜3では、いずれも排出された切屑が図5(イ)に示すように潰れを生じたりすることなく小さくカールさせられていて、切屑排出溝3の内壁面4,9等における工具摩耗も正常なものであり、特に芯厚dを0.23×Dとした実施形態ドリル2ではスラスト力、水平分力とも小さく、より安定した穴明け加工を行うことが可能であった。なお、これに対して芯厚dを0.20×Dとやや小さめにした実施形態ドリル3では、その分剛性も小さくなったため水平分力が大きくなる傾向となったが、比較ドリル5のように折損に至るようなことはなく、実用上十分な寿命を得ることができた。
【0035】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、切刃の外周端側には凸曲線状切刃部を形成することにより、切刃の外周端におけるドリル本体強度を確保してチッピングや欠けの発生を防止することができるとともに、この凸曲線状切刃部に滑らかに連なる凹曲線状切刃部を内周側に形成することにより、切屑全体を内周側に巻き込むようにしてカールさせることができ、その効率的な処理を図ることができる。従って、乾式でしかも高速切削となるような過酷な加工条件においても、ドリルの寿命の延長を図って円滑かつ安定した穴明け加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態を示す軸線O方向先端視の正面図である。
【図2】 図1に示す実施形態の軸線Oに直交する断面図である。
【図3】 図1に示す実施形態のシンニング部18を示すドリル本体1先端部の斜視図である。
【図4】 第1、第2凹曲面部8,12間に接続面23を形成した場合を示す断面図である。
【図5】 (イ)は本発明の実施形態によるドリルによって生成された切屑を示す図であり、(ロ)は実施形態とは第1、第2凹曲面部8,12の半径R2,R4の大小が反対とされた比較ドリル3による切屑を示す図である。
【符号の説明】
1 ドリル本体
2 先端逃げ面
3 切屑排出溝
4,9 切屑排出溝3の内壁面
5 切刃
7 第1凸曲面部
8 第1凹曲面部
11 第2凸曲面部
12 第2凹曲面部
13 内壁面4の外周端
15 切刃5の外周端
16 凸曲線状切刃部
17 凹曲線状切刃部
18 シンニング部
19 シンニング切刃部
20 第1シンニング部
21 第1シンニング部20の谷底部
22 第2シンニング部
23 接続面
O ドリル本体1の軸線
T ドリル回転方向
R1〜R4 第1、第2凸凹曲面部7,8,11,12が軸線Oに直交する断面においてなす曲線の曲率半径
S1,S2 第1、第2仮想直線
L1,L2 第1、第2凹曲面部8,12の凹み量
d ドリル本体1の芯厚
α 切刃5の外周端15側における径方向すくい角[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a drill capable of a smooth and stable drilling process even under severe processing conditions such as high-speed dry cutting.
[0002]
[Prior art]
As a drill intended to cope with such severe processing conditions that use only a dry or trace amount of cutting fluid, a drill described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-198011 has been proposed. That is, in the drill described in this publication, on the outer peripheral side of the cutting blade formed at the tip of the drill body, an outer corner cutting blade is formed that recedes in the drill rotation direction at an angle from the middle portion of the cutting blade, Since the crossing angle between the outer corner cutting edge and the margin of the outer periphery of the drill body can be made obtuse, it is possible to prevent the outer edge of the cutting edge from being chipped even under the above processing conditions. Become. Moreover, as a drill which bent the outer peripheral edge side of the cutting blade in the drill rotation direction rear side in this way, for example, as described in Japanese Patent Publication No. 4-46690, the first and second of the cutting blade outer peripheral side A straight ridge having a substantially V-shaped convex shape has been proposed, and in the drill described in this publication, the inner peripheral side of the secondary straight ridge is further formed into a concave shape with roundness. Further, as such a drill having a concave cutting edge, for example, in Japanese Examined Patent Publication No. 61-58246, a concave curve is used so that the rake angle in the radial direction of the cutting edge portion on the outer peripheral side becomes 0 ° to positive. A tied one has also been proposed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Of these, as described in Japanese Examined Patent Publication No. 61-58246, when the outer peripheral cutting edge portion has a concave curve, the processing by chip curling can be performed smoothly and stably under normal processing conditions. However, since the crossing angle with the margin part on the outer peripheral edge side of the cutting edge becomes an acute angle and the strength is insufficient, chipping and chipping immediately occur on the outer peripheral edge side of this cutting edge under severe conditions such as high-speed dry cutting. Will occur and the tool life will be very short. On the other hand, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-198011 and Japanese Patent Publication No. 4-46690, the outer peripheral end side of the cutting blade is bent in an angle toward the rear side in the drill rotation direction with a V-shaped convex shape. Although the crossing angle with the margin can be made obtuse and the occurrence of chipping and chipping can be suppressed, the chips generated by the cutting edge are divided at this bending point. Chips are entangled with each other and clogging the chips, and especially the chips generated on the outer peripheral edge side of the bending point tend to flow out to the outer peripheral side, resulting in poor curling and increased resistance to the drill body, which promotes wear. There is a risk of increasing the drill rotation driving force during machining.
[0004]
The present invention has been made under such a background, and prevents the shortening of the tool life even under severe processing conditions such as high-speed dry cutting and provides excellent chip disposal and enables smooth and stable drilling. The purpose is to provide a simple drill.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems and achieve such an object, according to the present invention, a chip discharge groove extending toward the rear end side is formed on the outer periphery of the distal end portion of the drill body rotated about the axis, and the chip is In a drill in which a cutting edge is formed at an intersecting ridge line portion between the inner wall surface of the discharge groove facing the drill rotation direction and the tip flank of the drill body, the outer peripheral end side of the cutting blade protrudes in the drill rotation direction. A convex curvilinear cutting edge portion is formed, and on the inner peripheral side of the convex curvilinear cutting blade portion, a convex curvilinear cutting edge is formed on the rear side in the drill rotation direction. A concave curved cutting edge portion that is smoothly connected to the blade portion is formed, and a smooth curved shape is formed from the concave curved cutting edge portion to the outer peripheral edge of the cutting blade from the convex curved cutting blade portion. On the other hand, on the inner wall surface facing the rear side in the drill rotation direction of the chip discharge groove, a convex curve is located on the outer peripheral side and reaches the heel portion, and the cross section perpendicular to the axis is convex rearward in the drill rotation direction. Forming the second convex curved surface part It is characterized by that. Therefore, in the drill configured in this way, since the convex curved cutting edge portion that is convex in the drill rotation direction is formed on the outer peripheral end side of the cutting blade, the outer peripheral side of the convex curved cutting blade portion, That is, at the intersection with the margin portion on the outer periphery of the drill body, the intersection angle can be increased to ensure sufficient strength, and the occurrence of chipping and chipping can be prevented even under the above processing conditions. And the concave curved cutting edge part which becomes a concave in the drill rotation direction back side is continued on the inner peripheral side of this convex curved cutting edge part, and the convex curved cutting edge part from this concave curved cutting edge part As a result, the cutting edge up to the outer peripheral edge is formed in a smooth curved shape, so that the chip is not divided at the inner and outer circumferences, and the chip is wound around the inner peripheral side by the concave curved cutting edge portion. In this way, it is possible to sufficiently curl and process smoothly.
[0006]
Here, in order to ensure the strength at the intersecting portion more reliably, it is desirable to set the radial rake angle on the outer peripheral end side of the cutting edge to the negative angle side. Further, a thinning portion connected to the inner peripheral end side of the cutting blade is formed on the distal end side of the inner wall surface of the chip discharge groove, and a concave curved valley is formed in the thinning portion, and the valley bottom portion is the inner wall surface. On the other hand, a first thinning portion extending toward the inner peripheral end of the cutting blade while retracting toward the inner peripheral side of the drill body is provided, so that the inner peripheral end side portion of the chip is formed by the first thinning portion. By guiding the curved surface, the entire chip can be more reliably wound and curled on the inner peripheral side. Further, the thinning portion includes a second thinning portion that is formed on the distal end side of the first thinning portion and reaches the inner peripheral end of the cutting blade while further retreating to the inner peripheral side with respect to the valley bottom portion. Thus, the width of the chisel at the tip of the drill body can be reduced by this second thinning portion, and the biting property to the workpiece can be improved. In order to ensure sufficient rigidity of the drill body while promoting smooth discharge of the curled chips, the core thickness of the drill body is set to 0 with respect to the outer diameter D of the cutting blade. It is desirable to set in the range of 15 × D to 0.3 × D.
[0007]
On the other hand, when the above-mentioned cutting edge shape is formed on the intersecting ridge line portion between the inner wall surface facing the drill rotation direction of the chip discharge groove and the tip clearance surface of the drill body, the inner portion of the chip discharge groove facing the drill rotation direction is formed. On the wall surface, a convex curved surface portion continuous with the convex curved cutting edge portion and a first concave curved surface portion continuous with the concave curved cutting edge portion are formed, and the concave curved cutting edge portion is formed as described above. Thus, the chips generated so as to be wound on the inner peripheral side can be brought into sliding contact with the first concave curved surface portion and further curled. In addition, a second concave curved surface portion having a curved shape that is concave in the drill rotating direction is formed on the inner wall surface facing the rear side in the drill rotating direction of the chip discharge groove so as to be smoothly connected to the first concave curved surface portion. For example, smooth discharge can be promoted without inhibiting the flow of chips curled by the first concave curved surface portion.
[0008]
However, in this case, if the dent on the rear side in the drill rotation direction of the first concave curved surface portion is too small, there is a possibility that sufficient curling due to the sliding contact of chips may not be achieved, but conversely if the dent is too large. Further, the braking action due to the sliding contact of the chips becomes too strong, and the chips may be crushed and the discharge performance may be impaired, or the drill driving force may be increased. Moreover, also about the said 2nd concave curved surface part, when the dent to a drill rotation direction is too small, the chip | tip which flowed from the 1st concave curved surface part may be strongly pressed against this 2nd concave curved surface part, and a big braking action may arise. On the other hand, if the dent is too large, the chips are curled only by sliding contact with the first concave curved surface portion, and may not be sufficiently curled. For this reason, in the above case, in the cross section orthogonal to the axis, the dent amount L1 of the first concave curved surface portion from the first imaginary straight line connecting the axis and the outer peripheral end of the inner wall surface facing the drill rotation direction. Is set in a range of −0.06 × D to 0 with respect to the outer diameter D of the cutting edge, and the second concave curved surface portion from the second imaginary straight line that intersects the first imaginary straight line at the axis. It is desirable to set the dent amount L2 in the range of −0.06 × D to 0.06 × D.
[0009]
Further, the convex curved surface portion and the first concave curved surface portion are formed on the inner wall surface facing the drill rotation direction of the chip discharge groove in this manner, and the first concave curved surface portion is formed on the inner wall surface facing the rear side of the chip discharge groove in the drill rotation direction. When the second concave curved surface portion that is smoothly connected is formed, the radius of curvature of the concave curve formed by the second concave curved surface portion is larger than the radius of curvature of the concave curve formed by the first concave curved surface portion in the cross section orthogonal to the axis. By enlarging, the first concave curved surface portion having a small radius of curvature can curl the chip with sufficient curl, and the curled chip has the curvature radius of the second concave curved surface portion set to the first concave surface. By making it larger than the curved surface portion, the second concave curved surface portion can be discharged more smoothly without being pressed too strongly. At this time, the radii of curvature of the first and second concave curved surface portions may be constant in each case, that is, the first and second concave curved surface portions in the cross section are in smooth contact with each other at one contact point with arcs having different radii. In addition, various shapes such as an ellipse, a trochoid, a cycloid, an involute, etc. in the cross section are used so that the radius of curvature gradually increases from the first concave curved surface portion side to the second concave curved surface portion side. It may be configured to exhibit a curved shape.
[0010]
Furthermore, in the case where the first concave curved surface portion and the second concave curved surface portion are smoothly connected in this way, the first and second concave curved surface portions are provided with a first cross section perpendicular to the axis. A tangential connection surface is formed in contact with both the concave curve formed by the concave curved surface portion and the concave curve formed by the second concave curved surface portion, and the first and second concave curved surface portions are connected via this connection surface. May be. In this case, the groove width of the chip discharge groove can be secured without being limited by the radius of curvature of the concave curve formed by the first and second concave curved surface portions, and the curling property and discharge performance of the chip can be ensured. At the same time, it is possible to improve the distance between the first concave curved surface portion and the second concave curved surface portion by the connecting surface, so that the chips curled by the first concave curved surface portion are second concave. It is possible to more surely prevent the surface from being pressed against the curved surface portion, to achieve smooth discharge, and to promote reduction of the drill rotation driving force. Such a connection surface may be formed between the convex curved surface portion and the first concave curved surface portion, or on the outer peripheral side of the convex curved surface portion or the second concave curved surface portion. Further, a linear cutting blade portion may be interposed between the uneven curved cutting blade portions so that the curved cutting blade portions are smoothly connected.
[0011]
When the convex curved surface portion and the first and second concave curved surface portions that are smoothly connected to the inner wall surface of the chip discharge groove are formed in this way, the curvature radius of the convex curve formed by the convex curved surface portion first in the cross section orthogonal to the axis. However, if this is too large, the width of the concave curved cutting edge portion of the cutting edge may be relatively small and curling of the chips may be insufficient. May be reduced, and sufficient strength may not be ensured at the intersection with the margin portion. Therefore, the outer diameter D of the cutting blade is set in a range of 0.1 × D to 0.8 × D. Is desirable. In addition, as for the radius of curvature of the concave curve formed by the first concave curved surface portion in the cross section perpendicular to the axis, there is a possibility that it cannot be sufficiently curled by sliding the chips if it is too large. If it is too small, the chips are abruptly curled and the braking action may become too large. Therefore, the cutting edge is set in a range of 0.18 × D to 0.35 × D with respect to the outer diameter D of the cutting edge. Is desirable. Furthermore, if the radius of curvature of the concave curve formed by the second concave curved surface portion in the cross section orthogonal to the axis is too large, the chips do not slide on the second concave curved surface portion and are curled only by the first concave curved surface portion. On the other hand, if it is too small, the sliding contact of the chips with the second concave curved surface portion becomes too strong and a large braking action is generated. It is desirable to set in the range of 0.2 × D to 0.5 × D. Furthermore, if the surface of at least the tip of the drill body is coated with a hard coating such as TiN, TiCN, TiAlN, etc., the wear resistance of the tip of the drill body can be improved.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 to 3 show an embodiment of the present invention. In the present embodiment, the
[0013]
Here, the
[0014]
Furthermore, in the present embodiment, in the cross section, the uneven curves formed by the first and second uneven
[0015]
The contact point P1 of the uneven curve formed by the first
[0016]
Further, in the cross section, the radii R1 to R4 of the arc formed by the first and second uneven
[0017]
In the
[0018]
On the other hand, the
[0019]
Here, a portion of the thinning
[0020]
Further, in the portion where the foremost
[0021]
In the drill constructed in this way, first, a convex curved
[0022]
The convex curved
[0023]
Furthermore, in this embodiment, the thinning
[0024]
Further, a second thinning
[0025]
On the other hand, in order to form the
[0026]
In the present embodiment, the dent amounts L1 and L2 of the first and second concave
[0027]
In the present embodiment, the radius of curvature of the concave curve formed by the second concave
[0028]
However, instead of forming the first and second concave
[0029]
Further, in the present embodiment, the curvature radii R1 and R3 of the convex curves (convex arcs) formed by the first and second convex
[0030]
Furthermore, in this embodiment, as the chip disposability is improved and the drill rotational driving force is reduced in this way, the load that the
[0031]
Here, the following table 1 shows the drill of the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, the size of the radius R1 of the first convex
[0032]
[Table 1]
[0033]
From the results of Table 1, first, in the
[0034]
With respect to these
[0035]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by forming a convex curvilinear cutting edge on the outer peripheral end side of the cutting edge, the strength of the drill body at the outer peripheral end of the cutting edge is secured, and chipping and chipping occur. By forming a concave curved cutting edge portion smoothly connected to the convex curved cutting edge portion on the inner peripheral side, the entire chip can be curled so as to be wound on the inner peripheral side. And efficient processing can be achieved. Therefore, even under severe conditions such as dry and high-speed cutting, the drill life can be extended and smooth and stable drilling can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of an embodiment of the present invention as viewed from the front in the direction of an axis O. FIG.
FIG. 2 is a cross-sectional view orthogonal to an axis O of the embodiment shown in FIG.
3 is a perspective view of the distal end portion of a
4 is a cross-sectional view showing a case where a
5A is a view showing chips generated by a drill according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5B is a view showing radii R2 and R4 of first and second concave
[Explanation of symbols]
1 Drill body
2 Tip flank
3 Chip discharge groove
4,9 Inner wall surface of
5 Cutting blade
7 First convex curved surface
8 first concave curved surface
11 Second convex curved surface
12 Second concave curved surface
13 Outer peripheral edge of
15 Outer edge of cutting
16 Convex curved cutting edge
17 Concave curved cutting edge
18 Thinning part
19 Thinning cutting edge
20 First thinning section
21 Valley bottom of first thinning
22 Second thinning section
23 Connection surface
O Axis of
T Drill rotation direction
R1 to R4 Curvature radii of curves formed by the first and second uneven
S1, S2 first and second virtual straight lines
L1, L2 Depression amount of the first and second concave
d Core thickness of
α Radial rake angle on the outer
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