JPS5939245B2 - 高マンガン系非磁性鋼加工用ドリル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高マンガン系非磁性鋼の穿孔加工に適したドリ
ルに関するものである。

高マンガン系非磁性鋼は、従来の非磁性鋼のオーステナ
イト系ステンレス鋼に比較して機械的強度が数段すぐれ
た新しい合金鋼として開発されたものであるが、機械的
強度がすぐれている反面、その被剛性が極めて悪く加工
特性から見れば所謂難削材に該当するものであり、その
難削度合は従来の難削材用さして開発されたドリルでの
穴明加工数にして２〜３個程度である。

それゆえ、この機械的強度のすぐれた高マンガン系非磁
性鋼を各種用途に利用する上で性能のすぐれたドリルが
希求されていた。

そこで本発明者等は前述せる現状に鑑み、以下の如く各
種実験を行なった。

一般的に難削材に対しては通常より大きな先端角が推奨
されているので、まず、１４０度の先端角を付与したド
リルで高マンガン系非磁性鋼を加工した、ドリル諸元の
詳細を表１に、切削条件を表２に示す。

その結果、上記各種切削条件下でいずれも１〜２個の孔
明しかできず、寿命後のドリルを観察したところ、チゼ
ル部が完全に磨滅しており、これが寿命を決定した根源
と推測された。

この理由としては、知られるようにドリルのチゼル角β
は第１図に示す如く負角であることと、チゼル部Ｃの切
削速度が零に近いことから、チゼル部Ｃはほとんど切削
せずに押し込まれる状態にさらされることと、高マンガ
ン系非磁性鋼の材料特性として加工硬化が著しいこさと
が相俟って、チゼル部の損傷により切削抵抗を増大させ
工具寿命を低下せしめているものき考えられる。

そこで、次に上記チゼル部Ｃの長さを変える目的で前記
ドリルに第２図の如く各種シンニングＳを施して表２と
同一条件にて切削したところ、シンニングにより形成さ
れたチゼル部の二次切刃りの磨滅が著しく、寿命的にも
全く変化のない結果であった。

これは通常のシンニングで形成される主切刃の一次切刃
と副切刃の二次切刃の二段形切刃形状では、こさ高マン
ガン系非磁性鋼では全く効果のないものであることを示
すものであった。

そこで、第３図に示す如くチゼル部をほとんどなくして
チゼルポイントｃｐ、＝し、即ち二次切刃を形成しない
よう切刃１，１を略−直線上に配置した状態にシンニン
グを施して刃立し、先端心厚ｐを２．５ｍｍ、 １．５
ｍｍ、 ０．５ｍｍの３種にして表２の切削条件の内、
切削速度４．０８ｍ／ｍｉ口、送り０．１ｍｍ／ ｒｅ
Ｖ ｓ切削法さ３０ｍｍで加工したところ、第４図にそ
の結果を示すように二次切刃のない状態で、先端心厚Ｐ
が小さくなるほど加工孔明数Ｎ、即ち工具寿命が延長さ
れることを知見した。

更にアキシャルレーキαの作用・効果を調べるために、
上記ドリルで最も寿命の長かった先端心厚Ｐが０．５ｍ
ｍのドリルに、−５度、０度、５度の３水準の一定のア
キシャルレーキを付与して切削条件を変えずにアキシャ
ルレーキのみを変化させて、アキシャルレーキの影響を
調べた。

これは一般に通常の刃立を施されたドリル切刃のアキシ
ャルレーキは、ドリルの溝形状により一義的にそうなる
のだが、一定値で存在せず外周マージン部２からチゼル
部Ｃに至るに従い、負の方向に立ち上る傾向を持つため
、アキシャルレーキのおよばす影響が正確に把握されて
いなかったことに基くものである。

この結果、前記の不定のアキシャルレーキのドリルでは
第４図の如くであったのに対し、第５図の如くアキシャ
ルレーキαを正の一定値にすることにより工具寿命がさ
らに延長されることを知見した。

本発明は前述せる各知見に基きなされたもので、その特
徴とするところは、１３０度乃至１５０度の先端角を有
したドリルにおいて、チゼルポイントを挟んだ一対の切
刃をほぼ一直線上に配置し、チゼルポイントから外周マ
ージン部に到る切刃全域に一定な正のアキシャルレーキ
を付与した点にある。

以下、本発明を図示の実施例に基き詳細に説明する。

第６図において、φは先端角、γは先端二番角、ＣＰは
チゼルポイント、Ｐは先端心厚、αはアキシャルレーキ
を示すが、このアキシャルレーキαはまず先端角φが１
４０度に、先端二番角γが６度に、チゼルポイントＣＰ
を挟んで切刃１，１がほぼ一直線上に配置されるようか
つ、二次切刃を形成しないようシンニングされ、刃立さ
れたドリルＤの切刃すくい面３を、チゼルポインＩ−Ｃ
Ｐから外周マージン部２に至る切刃１，１全域に一定の
正のアキシャルレーキがつくよう図中破線で示す如く削
り込んで形成される。

本発明の特徴的要件は、切刃１，１をほぼ一直線上に配
置して二次切刃を形成しないようにしたことと、切刃１
，１全域に亘って一定の正のアキシャルレーキを付与す
る点にあるが、これにより第２図と第６図を比較して明
かなように、従来のドリルにおいては切刃外周側コーナ
部４が極めて鋭利に形成されるのに対し、本発明のドリ
ルでは前記コーナ部が削除された平坦部５として形成さ
れ、これも工具寿命に好影響をもたらしている。

即ち、鋭利な状態では加工硬化の激しい高マンガン系非
磁性鋼では、すぐに磨耗するが、平坦部５では形状的に
磨耗しにくいものである。

前述せる構成をとる本発明のドリルによる切削性能は前
記第５図に◎で示されている如く、従来の数十倍の工具
寿命が得られ、本発明により従来はとんど加工のできな
かった高マンガン系非磁性鋼が加工できるドリルを提供
することができる。

尚、一定の正のアキシャルレーキを付与すれば良いこと
は明かであるが、極端に大きくすると逆に切刃強度が著
しく低下するので実際的には３度乃至１５度が好ましい
。

【図面の簡単な説明】

第１図はチゼル角の説明図、第２図は従来のシンニング
の説明図、第３図はチゼルポイントの説明図、第４図は
先端心厚の寿命におよばす影響を示す線図、第５図はア
キシャルレーキの寿命におよぼす影響を示す線図、第６
図は本発明の詳細な説明図である。 １：切刃、２：外周マージン部、３：すくい面、４：切
刃外周コーナ部、５：平坦部、α：アキシャルレーキ、
Ｌ：二次切刃、Ｂ：チゼル角、Ｓ：シンニング部、φ：
先端角、Ｐ：先端心厚、γ：先端二番角、ＣＰ：チゼル
ポイント。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １１３０度乃至１５０度の先端角を有したドリルにおい
   て、チゼルポイントを挟んだ一対の切刃をほぼ一直線上
   に配置し、チゼルポイントから外周マージン部に到る切
   刃全域に一定な正のアキシャルレーキを付与したことを
   特徴とする高マンガン系非磁性鋼加工用ドリル。 ２ 前記アキシャルレーキが３度乃至１５度であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のドリル。