JP2003285211A

JP2003285211A - ツイストドリル

Info

Publication number: JP2003285211A
Application number: JP2002086135A
Authority: JP
Inventors: Naohiro Nakamura; 直宏中村; Shinya Fujisawa; 伸也藤沢
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2002-03-26
Filing date: 2002-03-26
Publication date: 2003-10-07

Abstract

(57)【要約】【課題】切れ刃が欠け難く、切屑のカール処理も良好
になされて深穴加工、貫通穴加工を安定して行えるツイ
ストドリルを提供する。【解決手段】主切れ刃部２２の中心切れ刃部２１寄り
側を直線又はＲ半径の大きな凸円弧にし、外周側は、外
周に向かうにつれてＲ半径がドリル径の０．２５倍を下
限にして徐々に小さくなる凸形彎曲刃となして主切れ刃
部の変曲点を無くし、外周部での径方向すくい角θが−
１５°〜−４０°の範囲にあるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、切れ刃の耐欠損
性と切屑処理性能を向上させた金属加工用のツイストド
リルに関する。

【０００２】

【従来の技術】切屑のカール性や切れ刃の耐欠損性など
を高める目的で刃形を改善したドリルとしては、下記の
ものがある。

【０００３】実開平３−９６１１４号公報のドリル。こ
れは、切れ刃の外周側から回転中心までが凸円弧の曲線
稜で結ばれ、その曲線稜の曲率半径Ｒが刃先径Ｄに対
し、Ｄ≧Ｒ≧１／２Ｄの範囲で一定した刃形にして切屑
カールの円滑化を図っている。

【０００４】特開２０００−１９８０１１号のドリル。
これは、中心切れ刃の外方に連なる主切れ刃と、主切れ
刃の中間部から角度を付けて後退する外方コーナ切れ刃
を有する。コーナ切れ刃は長さがドリル径の５〜２０％
であり、主切れ刃とのなす角が１５０°〜１７５°にな
っている。

【０００５】特開２００１−１６２４２１号公報のドリ
ル。これは、芯厚近傍から外周部に向けて直線或いは凹
円弧状に形成した先端刃の途中に変曲点を設け、その変
曲点から外周刃をドリル回転方向とは逆方向に後退さ
せ、先端刃と外周刃を曲線でつないで変曲点のエッジを
無くした刃形にしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】実開平３−９６１１４
号公報のドリルは、切れ刃に変曲点が無く、このため、
幅の広い、流出し難い切屑が生じて深穴加工が行えな
い。

【０００７】一方、特開２０００−１９８０１１号公
報、特開２００１−１６２４２１号公報のドリルは、主
切れ間の中間部に変曲点があり、そこに負荷が集中して
変曲部の切れ刃が欠損し易いと言う欠点がある。また、
切れ刃の変曲部で切り屑が部分的に断面山形となるよう
に変形し、それにより切り屑のカール径が大きくなるた
め切屑が詰まり易く、深穴加工が行えない。

【０００８】さらに、変曲点までの主切れ刃が直線又は
凹円弧をなし、半径方向すくい角が正から小さな負にな
るため、穴貫通時に生じる長い髭状切屑のカールが不安
定でカール径も大きくなり、この髭状切屑がドリルに絡
みつくことが多かった。

【０００９】この切屑の絡みつきは、段付きドリルにお
いても生じている。段付きドリルの段部の切れ刃（面取
り刃）は短く、その部分では分断されない髭状切屑が生
成され、これが切屑排出溝の円弧溝面に沿って溝を斜め
に横切る方向に流れ、切屑のカール径が大きくなってド
リルに絡みつく。

【００１０】この発明は、上記の不具合を無くすことを
課題としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明においては、先端の切れ刃が、シンニング
溝に沿う中心切れ刃部とそれに連なる主切れ刃部とで構
成されるツイストドリルの刃形を、ドリルの正面視で主
切れ刃部の中心切れ刃部寄り側が直線又はＲ半径の大き
な凸円弧をなし、外周側は変曲点の無い状態で中心切れ
刃部寄り側の刃に連なって凸形に彎曲し、かつ外周に向
かうにつれてＲ半径が徐々に小さくなって最外周部での
Ｒ半径がドリル径の０．２５倍以上となり、外周部での
径方向すくい角θが−１５°〜−４０°になる形に改善
する。

【００１２】また、もうひとつの刃形として、ドリルの
正面で主切れ刃部の中心切れ刃部寄り側から外端までが
凸円弧をなし、その円弧のＲ半径がドリル径の０．５〜
１．５倍の範囲において一定し、外周部での径方向すく
い角θが−１５°〜−４０°になる形に改善する。

【００１３】さらに、段付きドリルにおいては、小径部
と大径部間の段部に形成される面取り刃の径方向すくい
角αを−２０°〜−４０°の範囲に設定する。

【００１４】

【作用】この発明では、主切れ刃を変曲点の無い形状に
したので、負荷が主切れ刃の全域に分散され、負荷の局
部集中が起こらない。従って、刃先欠損が生じ難く、工
具寿命が延びる。

【００１５】また、主切れ刃部に変曲点が無いため、く
せの少ない切屑が生じて円滑にカールし、カール径も小
さくなる。これに加え、主切れ刃部がシンニング部に形
成される中心切れ刃部に対し、角度をもって連なるた
め、両切れ刃部で生成される切屑が分割され、そのた
め、切屑の流出がスムーズになり、深穴加工でも切屑詰
まりが起こらない。

【００１６】さらに、主切れ刃部の少なくとも外周側が
凸形に彎曲して径方向すくい角が大きな負の角度にな
り、しかも、その負の角度が外周側ほど大きくなるた
め、加工穴貫通時に生じる髭状切屑のカールが安定す
る。図４に示すように、ドリル１の先端の大部分が被削
材Ｗを貫通すると、この後の加工は主切れ刃の外周側の
みでなされて取り幅Ｓが徐々に減少していく。その取り
幅減少に合わせて切れ刃の負の角度が増していくため、
髭状切屑のカール径が小さく安定し、ドリルに対する絡
みつきが起こらない。

【００１７】段付きドリルについては、面取り刃に大き
な負の径方向すくい角を付与したので、面取り刃によっ
て生成される髭状切屑の流れがねじれ溝方向となり、さ
らに、切屑のカールも安定してカール径が小さくなり、
その切屑のドリルに対する絡みつきが生じない。

【００１８】

【発明の実施の形態】この発明のツイストドリルの実施
形態を図１及び図２に基づいて説明する。

【００１９】図１に示すように、このツイストドリル１
は、中心対称の２枚の切れ刃２と２条のねじれ溝３を有
する。４はマージン部、５はシンニング溝である。

【００２０】切れ刃２は、中心切れ刃部２１とそれに連
なる主切れ刃部２２とで構成されている。中心切れ刃部
２１は、シンニング溝５と逃げ面６との交差稜によって
形成される回転中心域の切れ刃である。

【００２１】その中心切れ刃部２１に対し、主切れ刃部
２２は角度をもって連なっている。両切れ刃部は変曲点
２３のエッジを無くすために小円弧の曲線で結んでい
る。

【００２２】また、主切れ刃部２２は、中心切れ刃部２
１寄り側から外側に向かってＲ半径が徐々に小さくなる
凸形彎曲刃にしている。ここでは半径Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃
（Ｒ ₁＞Ｒ₂＞Ｒ₃）の３つの円弧を変曲点が無い状態
に連ならせた刃形にしているが、Ｒ半径の異なる３つ以
上の円弧を連ならせた刃形にしてもよい。また、Ｒ₁部
の刃は直線にしてもよい。要は、最外周部でのＲ半径
（図はＲ₃）が０．２５Ｄ（Ｄはドリル径）以上あり、
かつ、外周部での径方向すくい角θが−１５°〜−４０
°の範囲にあるようにしておけばよい。

【００２３】図２に示すように、主切れ刃部２２を、Ｒ
＝０．５Ｄ〜１．５Ｄの範囲でＲ半径が一定した凸円弧
の刃にしてもθ＝−１５°〜−４０°の条件を満足させ
得る。この場合も、主切れ刃部２２に変曲点ができず、
また、外周部における切れ刃の半径方向すくい角（負の
角度）が外端に向かって徐々に増大する。従って、この
図２の刃形でも図１のドリルと同等の効果が得られる
が、曲率が一定した凸円弧の切れ刃を形成するのは非常
に難しいので、製作面では図２の刃形よりも図１の刃形
の方が有利と言える。

【００２４】図５は、穴貫通時に生成される切屑形状を
示している。図５（ａ）に示す切屑は、図３に示す従来
ドリル（主切れ刃部２２の外端に変曲点２４を介して直
線のコーナ切れ刃部２５を連ならせたもの）によるもの
であって、主切れ刃部２２によって生成される切屑Ａの
カール径が大きくドリルに絡みつき易い形になってい
る。また、コーナ切れ刃部２５により生成されて髭状に
なる切屑Ｂもカールが不安定で流出し難い形になってい
る。これに対し、この発明のドリルによる図５（ｂ）の
切屑は、次第に細くなっていく髭状切屑も含めて全体が
安定してほぼ一定した小さな曲率で規則的にカールして
おり、流出し易く、ドリルに絡みつくこともない。

【００２５】図６は、段付きツイストドリルの実施形態
である。このドリル１は、小径部１ａとその後方に連ね
た大径部１ｂとの間の段部に面取り刃７を有する。

【００２６】小径部１ａの先端には、図１又は図２の刃
形の切れ刃２が形成される。図６のドリルは、小径部１
ａのねじれ溝３の溝面を主切れ刃部２２の刃形に対応さ
せてドリルの軸直角断面において凸形に彎曲させ、その
溝面の径方向延長上に大径部１ｂのねじれ溝溝面を設け
ている。そして、その大径部の溝面と段部の前面（斜
面）との交差稜で面取り刃７を構成しており、その面取
り刃７のドリル径方向すくい角α（図６（ｃ））が−２
０°〜−４０°となっている。

【００２７】ねじれ溝３の溝面の形状によっては、図７
に示すように、小径部１ａのねじれ溝の溝面に対して、
大径部１ｂのねじれ溝の溝面が角度をもつように大径部
の溝を面取りして面取り刃７のドリル径方向すくい角α
を−２０°〜−４０°にする。このときの面取りは、大
径部側の溝の長手方向全域を面取りしてもよいし、面取
り刃７の近傍のみを面取りしてもよい。後者の場合、面
取り刃７の軸方向すくい角が局部面取りによって小さく
なるので、再研削量に不足をきたさないように面取り領
域を設定する。

【００２８】面取り刃７の径方向すくい角を、図６、図
７のように大きな負角にすると、その刃によって生成さ
れる切屑の流れがねじれ溝方向（溝長手方向）になり、
小さくカールした切屑がスムーズに排出されてドリルへ
の絡みつきがなくなる。

【００２９】

【発明の効果】以上述べたように、この発明のドリル
は、主切れ刃部に変形点がなく、負荷が主切れ刃の全域
に分散されるので、刃先欠損が生じ難く、寿命が延び
る。

【００３０】また、主切れ刃部が中心切れ刃部に対し、
角度をもって連なるため、切屑が２分されてその幅が狭
くなる。これに加え、主切れ刃部においても、くせの少
ないカールし易い切屑が生じ、切屑のカール径が小さく
なるため、深穴加工でも切屑排出が良好になされる。

【００３１】さらに、主切れ刃部の外周側の径方向すく
い角が大きな負の角度になり、その負の角度が外周側ほ
ど大きくなるため、穴貫通時に生じる髭状切屑もカール
が安定し、ドリルに絡みつかない。

【００３２】これ等により、より深い穴や貫通穴を安定
して加工することが可能になる。

【００３３】また、段付きドリルにおいては、面取り刃
も主切れ刃の外周側と同様の機能を発揮し、面取り刃で
生成された切屑のドリルへの絡みつきもなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）この発明のドリルの一例を示す側面図（ｂ）同上のドリルの正面図

【図２】刃形の変形例を示す正面図

【図３】（ａ）従来ドリルの一例を示す側面図（ｂ）同上のドリルの正面図

【図４】穴貫通時の加工の説明図

【図５】（ａ）図４のドリルによる穴貫通時の切屑形状
を示す図（ｂ）この発明のドリルによる穴貫通時の切屑形状を示
す図

【図６】（ａ）段付きドリルの実施形態を示す側面図（ｂ）同上のドリルの正面図（ｃ）図６（ａ）のＸ−Ｘ線部の正面図

【図７】段付きドリルの面取り刃の他の例を示す正面図

【符号の説明】

１ドリル１ａ小径部１ｂ大径部２切れ刃３ねじれ溝４マージン部５シンニング溝６逃げ面７面取り刃２１中心切れ刃部２２主切れ刃部２３変曲点 θ、α ドリル径方向すくい角

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】先端の切れ刃が、シンニング溝に沿う中
心切れ刃部とそれに連なる主切れ刃部とで構成されるツ
イストドリルにおいて、ドリルの正面視で主切れ刃部の
中心切れ刃部寄り側が直線又はＲ半径の大きな凸円弧を
なし、外周側は変曲点の無い状態で中心切れ刃部寄り側
の刃に連なって凸形に彎曲し、かつ外周に向かうにつれ
てＲ半径が徐々に小さくなって最外周部でのＲ半径がド
リル径の０．２５倍以上となり、外周部での径方向すく
い角θが−１５°〜−４０°になっていることを特徴と
するツイストドリル。
【請求項２】先端の切れ刃が、シンニング部に沿う中
心切れ刃部とそれに連なる主切れ刃部とで構成されるツ
イストドリルにおいて、ドリルの正面視で主切れ刃部の
中心切れ刃部寄り側から外端までが凸円弧をなし、その
円弧のＲ半径がドリル径の０．５〜１．５倍の範囲にお
いて一定し、外周部での径方向すくい角θが−１５°〜
−４０°になっていることを特徴とするツイストドリ
ル。
【請求項３】前記ドリルが、小径部の後方に大径部を
有する段付きドリルであり、段部に形成される面取り刃
が、小径部終端の正面視において、凸形に彎曲した小径
部のねじれ溝溝面の径方向延長上に位置し、その面取り
刃の径方向すくい角αが−２０°〜−４０°になってい
る請求項１又は２記載のツイストドリル。
【請求項４】小径部の後方に大径部を有する段付きド
リルにおいて、段部に形成される面取り刃が、小径部終
端の正面視において、小径部のねじれ溝溝面の外端に角
度をもって連なり、その面取り刃の径方向すくい角αが
−２０°〜−４０°になっていることを特徴とする段付
きドリル。