JPH1029108A

JPH1029108A - スローアウェイ式ドリルおよびドリル用チップ

Info

Publication number: JPH1029108A
Application number: JP8201270A
Authority: JP
Inventors: Makoto Hiranaka; 誠平中
Original assignee: Toshiba Tungaloy Co Ltd
Current assignee: Tungaloy Corp
Priority date: 1996-07-11
Filing date: 1996-07-11
Publication date: 1998-02-03
Also published as: DE19729797A1; DE19729797C2; US5890853A

Abstract

(57)【要約】【課題】スローアウェイ式ドリルおよびドリル用チッ
プに関し、切れ刃強度の向上、切りくず処理性の向上、
切削バランスの向上を図り、円滑な穴明け加工を実現で
きるようにすること。【解決手段】略平行四辺形平板状のチップ７の長辺側
と短辺側を組合わせて装着することにより、外周刃７Ｂ
および中心刃７Ａとして兼用できるようにし、切りくず
処理性優先の外周刃７Ｂには、ブレーカ１０の幅を広幅
にとることのできる短辺側を底刃として用いて切りくず
処理性を向上させ、切れ刃強度優先の中心刃７Ａには、
ブレーカ１０の幅の狭幅な切れ刃もしくはブレーカの付
与されない切れ刃を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、中心刃と外周刃と
により底刃が形成されてなるスローアウェイ式ドリル、
およびブレーカの付与されたドリル用チップに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のスローアウェイ式ドリル
としては、例えば特開平６ー９１４１６号公報に開示さ
れたものがある。このドリルは、基本的に同形状同大の
菱形平板状のチップを使用したものであり、同形状同大
の上記チップを内周側切れ刃チップおよび外周側切れ刃
チップとして兼用できるものである。上記チップのすく
い面となる菱形面の各辺稜には、該菱形面の鋭角をなす
頂部にそれぞれ隣接して、一対の辺稜部切れ刃を形成す
るとともに、上記鋭角をなす頂部には、この頂部の二等
分線に対して対称に、かつ該頂部の頂角より大なる交差
角をなして、上記辺稜部切れ刃よりも短い一対のコーナ
部切れ刃をそれぞれＶ字状に形成している。上記チップ
の取付座には、取付座底面と取付座壁面とを備えてお
り、チップの工具本体への取付剛性および取付精度の向
上を図ったものである。

【０００３】また、実公平７ー３７７６９号公報に開示
されたものは、内周側切れ刃チップおよび外周側切れ刃
チップに異形状のドリル用チップを使用したものであ
り、内周側切れ刃チップには、略長方形平板状のチップ
を用い、長手方向の対向する端部に、回転対称形状の浅
いＶ字の切れ刃稜線を形成しており、外周側切れ刃チッ
プには、長方形平板状のチップを用い、対向する短辺側
および長辺側端部に直線切れ刃稜を形成しているのもの
である。上記内周側切れ刃チップおよび外周側切れ刃チ
ップは、その長手方向端が工具本体の軸方向に位置する
ことで、刃先径の小径化を可能としたものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来技術の問題点を以
下に記述する。スローアウェイ式ドリルを用いた場合に
生ずる問題点として、切りくず処理のトラブルと中心刃
の欠損がある。切りくず処理のトラブルについては、ド
リル先端部の底刃における切削速度の相違によるものが
あり、ドリル先端部をドリルの軸心方向から先端視した
場合、切削速度はドリル径と比例関係にあるため、切削
速度はドリルの外周で最も大きくなり、ドリル中心では
ゼロとなる。ドリル中心付近では、切削速度差が大きい
ために、切りくずは自然にカールするので、切りくず処
理によるトラブルは少ない。ドリル外周側では、切削速
度差が小さいため切りくずはカールしにくい傾向があ
り、生成された切りくずがドリル本体に巻き付くことが
ある。したがって、ドリル外周側では、充分なチップ破
断能力をもつチップブレーカを介して切りくずを除去す
る必要がある。上記公報に例示した菱形チップは、ブレ
ーカの備わるポジタイプのスローアウェイチップを使用
しているものの、ブレーカ幅を十分にとる余裕がないた
めに、広範な切りくず処理に対応することができない。
ブレーカ幅を広幅にした場合は、チップサイズが大きく
なり、ドリルの小径化を困難としていた。そこで、切り
くず処理性の向上とドリルの小径化を同時に満足させる
スローアウェイ式ドリルが要望されていた。

【０００５】中心刃の欠損は、切削速度がゼロとなるド
リルの中心付近の切れ刃に生じ、送り運動に伴う軸方向
圧力によるものである。ドリル中心付近におけるこのよ
うな現象を避けるため、上記従来技術にみられるスロー
アウェイ式ドリルの内周側に位置するチップは芯下げし
た状態に配置されている。しかしながら、芯下げだけで
はドリルの回転中心付近の切れ刃稜線の強さを高めるに
は不十分である。また、中心刃の欠損する原因として、
チップのはさみ角とドリルの回転中心線に対するチップ
切れ刃稜線の傾き角がある。はさみ角が大きく、傾き角
の大きいものほど切れ刃強度は高い。しかし、チップ形
状の制約、切削バランスなどの問題により容易に切れ刃
強度を高めることはできなかった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】ドリル先端部に、底刃の
中心部分を構成する中心刃と、底刃の外周部分を構成す
る外周刃を少なくとも１個装着したスローアウェイ式ド
リルにおいて、前記中心刃と前記外周刃には、同形状同
大のチップを用い、前記チップは略平行四辺形平板状の
ポジタイプのドリル用チップであって、短辺および長辺
の各辺稜が辺稜部切れ刃とされ、略平行四辺形平板の鋭
角なる頂部には短辺および長辺よりＶ字状に折れてなる
コーナ部切れ刃とこの２つのコーナ部切れ刃の交差部に
コーナＲ刃が形成されており、前記中心刃はチップの長
手方向端がドリルの径方向に配設され、長辺の辺稜部切
れ刃とこの長辺の辺稜部切れ刃に隣接して内周側に位置
する長辺のコーナ部切れ刃とが底刃とされ、かつ底刃と
された長辺のコーナ部切れ刃に隣接するコーナＲ刃が工
具本体の軸線を越えてオーバセンタとなるように配置さ
れ、前記外周刃は、チップの長手方向端がドリルの軸方
向に配設され、短辺の辺稜部切れ刃とこの短辺の辺稜部
切れ刃に隣接してその外周側に位置する短辺のコーナ部
切れ刃とが底刃とされ、底刃とされた短辺のコーナ部切
れ刃に隣接する長辺のコーナ部切れ刃は、バックテーパ
としての役割を有するようドリル本体の軸線に対して傾
斜して配置され、さらに、前記外周刃と前記中心刃と
は、前記外周刃の底刃とされる辺稜部切れ刃と前記中心
刃の底刃とされる辺稜部切れ刃とが前記ドリルの軸線を
含む平面上の回転軌跡において互いに交差するよう配設
されることを特徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】ドリルの中心刃では、その中心側
と外周側とで切削速度差が大きいことから、切削のせん
断角が異なり、切りくずは扇状に流出してカールし、自
然に分断されるために、必ずしもブレーカを必要としな
い。しかしながら、外周刃の切削速度は高速となるこ
と、また、切削幅が中心刃より小さくなることから切り
くずの内側と外側の流出速度差が小さく連続した切りく
ずが流出しやすくなる。いわゆる、連続した切りくずが
多量に流出すると、切りくずがドリル本体にからんだ
り、切りくずづまりを誘発してトラブルを生ずる。そこ
で、外周刃において流出する切りくずを分断させ、カー
ルさせるためには、強制的に曲げ応力を生ぜしめること
が有効である。そのためには、切りくずのカール半径を
小さくし、上向きカールとする必要がある。本発明のド
リル用チップは、外周刃の切りくず処理性を向上させる
ためにブレーカの位置及び形状を考慮したものである。
チップ形状は、いわば４辺の等しい菱形チップの１組の
向かい合う辺の長さをブレーカ幅相当延長させたもの
で、略平行四辺形平板状のドリル用チップである。ブレ
ーカには、チップの短辺側にのみ形成されたものや、短
辺側のブレーカ幅が長辺側のブレーカ幅と同幅または広
幅に形成されたものがある。前記ブレーカの横断面形状
は、すくい角０°の平行形あるいは緩い傾斜角の傾斜形
あるいは凹面形などであって、それと連続してボス面に
向かって立ち上がる傾斜面から構成されている。尚、中
心刃における切りくず処理性の配慮から、切りくずの内
側と外側の流出速度差が大きくなるように、中心刃の切
削幅を外周刃の切削幅より広幅となるようにチップが組
み込まれている。

【０００８】中心刃の切れ刃欠損についても、本発明品
のドリル用チップは有効である。切りくずが自然にカー
ルし、分断される中心刃においては、ブレーカの付与に
よる切りくず処理が外周刃ほど重要視されないため、中
心刃の底刃とされる長辺側に沿って形成されるブレーカ
幅を、外周刃の底刃とされる短辺側に沿って形成される
ブレーカ幅より狭幅にすることができ、さらにはブレー
カのないものであってもよく、もって切れ刃の強度が高
められている。また、底刃を形成する切れ刃稜のＶ字の
角度についても、外周刃のそれより大きく形成されてお
り、強度上有利である。チップの形状および配置の面か
らも、切れ刃強度を向上させるための工夫がなされてお
り、中心刃が工具本体の軸線を越えてオーバセンタとな
るよう位置され、かつドリルの回転中心付近にコーナＲ
刃を配置させ、それと連続する短辺のコーナ部切れ刃の
稜線とドリル本体の軸線に対する傾き角αをα＞０゜な
る角度でもって装着されている。α＞０゜は、チップの
はさみ角βをβ＞９０゜とし、かつ中心刃のアウターア
ングルを任意の角度に定めることにより得られる。

【０００９】この種のスローアウェイ式ドリルは、中心
刃および外周刃による切削力の直径方向分力が相殺して
０となることが好ましいが、直径方向成分が互いに打消
し合うことなく不均衡を生じた場合、ドリル先端は曲げ
作用を受けてアンバランスとなり、びびり振動などが誘
発される。びびり振動は、切れ刃チッピングや切れ刃欠
損などを生じ著しく工具寿命を低下させる。中心刃の切
れ刃始点位置と外周刃の切れ刃始点位置に差のある場合
も、ドリル食い付き時に不均衡を生ずる。本発明品は、
中心刃と外周刃の最先端位置を一致させ、同時食い付き
となるようにしたものであり、この点からも切れ刃欠損
に対する配慮がなされている。

【００１０】

【実施例】以下、本発明のスローアウェイ式ドリルおよ
びドリル用チップにおける一実施例について図を参照し
ながら説明する。図１ないし図３において、１は棒状を
なすスローアウェイ式ドリルの工具本体であり、その軸
方向後端には柄部２を備え、また、その先端から後端に
向かっては、軸心に対してほぼ対称の位置に第１フルー
ト溝３および第２フルート溝４が形成されている。これ
らの第１および第２フルート溝３、４には、チップ座
５、６が形成され、このチップ座５、６内には、中心刃
および外周刃として使用されるドリル用チップ７が中央
取付け穴８を利用して、ねじ９により固定されている。

【００１１】ドリル用チップ７は、図６および図７で明
示されるように、略平行四辺形平板状をなすポジタイプ
のドリル用チップであり、中心刃７Ａおよび外周刃７Ｂ
として兼用されるものである。ドリル用チップ７のすく
い面上には、切れ刃稜線よりボス面１２に向かって切上
るブレーカ１０を有している。図６に例示される如く、
全周形のブレーカを形成しているものは、短辺側のブレ
ーカ幅が長辺側のブレーカ幅と同幅または長辺側のブレ
ーカ幅より広幅になるよう形成されている。ブレーカ１
０の横断面形状は、切削条件、被削材料、加工形態など
によって平行形、傾斜形、凹形などが適宜選択される
が、本実施例では、ボス面１２より低位であり、かつボ
ス面に平行な平行形と称されるブレーカを形成してい
る。図７は第２の実施例を示し、同一箇所には同符号を
付してある。このドリル用チップ７は、短辺側切れ刃の
みに沿うブレーカ１０が形成されたもので、このような
チップであってもドリルとしての性能や切りくず処理性
が損なわれることはない。

【００１２】ドリル用チップ７は、２つの対向する回転
対称的な端部を有し、一方の長手方向の対向端部は、短
辺の辺稜部切れ刃７ａと短辺のコーナ部切れ刃７ｂで形
成され、他方の対向端部は、長辺の辺稜部切れ刃７ｃと
長辺のコーナ部切れ刃７ｄで形成されている。辺稜部切
れ刃７ａ、７ｃとコーナ部切れ刃７ｂ、７ｄとは、鈍角
の交差するＶ字状の切れ刃稜線を形成する。隣り合うコ
ーナ部切れ刃７ｂ、７ｄの交差部には、コーナＲ刃１１
が形成されている。前記コーナ部切れ刃７ｂ、７ｄの切
れ刃長Ｃ、Ｄと、辺稜部切れ刃とコーナ部切れ刃の交差
するＶ字の角度γ、δは、異なる長さおよび角度に形成
されており、切りくず処理を優先する外周刃７Ｂとして
使用されるコーナ部切れ刃７ｂは、切れ刃長Ｃを短く、
Ｖ字の角度γを小さく形成され、切れ刃強度を優先する
中心刃７Ａとして使用されるコーナ部切れ刃７ｄは、切
れ刃長Ｄを長く、Ｖ字の角度δを大きく形成されてい
る。中心刃７Ａには、工具本体軸方向のスラスト力が強
く作用するため、切れ刃欠損に対する配慮が最も必要と
されており、スラスト力に対する線荷重または面荷重を
低減するように、切れ刃長Ｄは長く形成されている。
尚、Ｖ字の角度δとγの大小関係は、δ＞γで与えられ
る。

【００１３】中心刃７Ａは、長辺の辺稜部切れ刃７ｃと
この辺稜部切れ刃７ｃに隣接して内周側に位置する短辺
のコーナ部切れ刃７ｄとを底刃とし、さらに図５に明示
されるように、中心刃の切れ刃欠損に対する配慮から、
ドリルの回転中心付近にコーナＲ１１を配置し、コーナ
部切れ刃７ｂのドリル本体の軸線Ｏに対する切れ刃稜線
の傾き角αをα＞０°なる角度で装着されている。α＞
０°は、チップのはさみ角βをβ＞９０°とし、かつ中
心刃のアウターアングルを任意の角度に定めることによ
り得られ、好ましくは、αの値を０°＜α≦２０°の範
囲に設定する。外周刃７Ｂは、短辺の辺稜部切れ刃７ａ
とこの辺稜部切れ刃７ａに隣接してその外周側に位置す
る短辺のコーナ部切れ刃７ｂとが底刃とされる。底刃と
されたコーナ部切れ刃７ｂにコーナＲ１１を介して隣接
するコーナ部切れ刃７ｄは、バックテーパとしての役割
を有するようドリル本体の軸線Ｏに対して逃げ角εの角
度で傾斜して配置している。さらに、前記中心刃７Ａと
前記外周刃７Ｂとは、辺稜部切れ刃７ｃと辺稜部切れ刃
７ａがドリルの軸線を含む平面上の回転軌跡において互
いに交差されるよう配設され、かつ前記交差される点Ｐ
は、外周刃７Ｂによる切削幅が中心刃７Ａによる切削幅
より短くなるようドリル用チップ７が組込まれている。

【００１４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば外周刃に
おける切りくず処理性と中心刃における切れ刃強度を同
時に向上させることができる。さらに、略平行四辺形平
板状のチップを中心刃および外周刃として兼用できるも
のであるため、１チップ当りの使用コーナ数が２コーナ
から４コーナとなり、工具コストを１／２に低減でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、本発明スローアウェイ式ドリルの一
実施例を示す正面図である。（ｂ）は、その底面図であ
る。

【図２】図１の工具先端部の拡大正面図である。

【図３】図１の工具先端部の拡大背面図である。

【図４】ドリル用チップの回転軌跡を示す説明図であ
る。

【図５】図４の一部拡大図である。

【図６】（ａ）は、ドリル用チップの第１実施例を示す
正面図である。（ｂ）は、その側面図である。（ｃ）
は、その断面図である。

【図７】（ａ）は、ドリル用チップの第２実施例を示す
正面図である。（ｂ）は、その側面図である。（ｃ）
は、その断面図である。

【符号の説明】

１工具本体３第１フルート溝４第２フルート溝７ドリル用チップ７Ａ中心刃７Ｂ外周刃７ａ，７ｃ辺稜部切れ刃７ｂ，７ｄコーナ部切れ刃１０ブレーカ１１コーナＲ刃Ａ，Ｂ切削幅Ｃ，Ｄ切れ刃長Ｏドリル本体の軸線 α 傾き角 β はさみ角 γ，δ Ｖ字の角度

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ドリル先端部に、底刃の中心部分を構成
する中心刃７Ａと、底刃の外周部分を構成する外周刃７
Ｂを少なくとも１個装着したスローアウェイ式ドリルに
おいて、前記中心刃７Ａと前記外周刃７Ｂには、同形状
同大のチップ７を用い、前記チップ７は略平行四辺形平
板状のポジタイプのドリル用チップであって、短辺およ
び長辺の各辺稜が辺稜部切れ刃７ａ、７ｃとされ、略平
行四辺形平板の鋭角なる頂部には短辺および長辺よりＶ
字状に折れてなるコーナ部切れ刃７ｂ、７ｄとこの２つ
のコーナ部切れ刃７ｂ、７ｄの交差部にコーナＲ刃１１
が形成されており、前記中心刃７Ａはチップ７の長手方
向端がドリルの径方向に配設され、長辺の辺稜部切れ刃
７ｃとこの長辺の辺稜部切れ刃７ｃに隣接して内周側に
位置する長辺のコーナ部切れ刃７ｄとが底刃とされ、か
つ底刃とされた長辺のコーナ部切れ刃７ｄに隣接するコ
ーナＲ刃１１が工具本体１の軸線Ｏを越えてオーバセン
タとなるように配置され、前記外周刃７Ｂは、チップの
長手方向端がドリルの軸方向に配設され、短辺の辺稜部
切れ刃７ａとこの短辺の辺稜部切れ刃７ａに隣接してそ
の外周側に位置する短辺のコーナ部切れ刃７ｂとが底刃
とされ、底刃とされた短辺のコーナ部切れ刃７ｂに隣接
する長辺のコーナ部切れ刃７ｄは、バックテーパとして
の役割を有するようドリル本体の軸線Ｏに対して傾斜し
て配置され、さらに、前記外周刃７Ｂと前記中心刃７Ａ
とは、前記外周刃７Ｂの底刃とされる辺稜部切れ刃７ａ
と前記中心刃７Ａの底刃とされる辺稜部切れ刃７ｃとが
前記ドリルの軸線Ｏを含む平面上の回転軌跡において互
いに交差するよう配設されることを特徴とするスローア
ウェイ式ドリル。
【請求項２】上記スローアウェイ式ドリルは、ドリル
の軸線Ｏを含む平面上の回転軌跡において、上記外周刃
７Ｂによる切削幅Ｂが上記中心刃７Ａによる切削幅Ａよ
り小さくなるようドリル用チップ７が組込まれたことを
特徴とする請求項１に記載のスローアウェイ式ドリル。
【請求項３】上記スローアウェイ式ドリルは、工具の
回転中心付近に中心刃７ＡのコーナＲ刃１１が配置さ
れ、かつオーバセンタとなるコーナ部切れ刃７ｂのドリ
ル本体の軸線Ｏに対する傾き角αをα＞０とした請求項
１および請求項２に記載のスローアウェイ式ドリル。
【請求項４】上記ドリル用チップ７は、チップ上面の
中央部に配された主たるボス面１２と、その外側に前記
ボス面１２より低位にあるように配設されたブレーカ１
０を有しており、前記ブレーカ１０は、上記略平行四辺
形平板の短辺側にのみ配設されることを特徴する請求項
１ないし請求項３に記載のドリル用チップ。
【請求項５】上記ドリル用チップ７において、上記ブ
レーカ１０はチップ７の全周に設けられており、かつ短
辺側のブレーカ幅が長辺側のブレーカ幅と同幅または広
幅に配設されることを特徴とする請求項１ないし請求項
３に記載のドリル用チップ。
【請求項６】上記ドリル用チップ７は、中心刃７Ａお
よび外周刃７Ｂの底刃とされる切れ刃稜に鈍角のＶ字状
の切れ刃稜線を形成しており、前記切れ刃稜のＶ字の角
度γ、δが外周刃７Ｂより中心刃７Ａで大きく形成され
ていることを特徴とする請求項１ないし請求項５に記載
のドリル用チップ。