[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

WO2022201298A1 - ドリルヘッド、先端交換式ドリル及びドリル - Google Patents

ドリルヘッド、先端交換式ドリル及びドリル Download PDF

Info

Publication number
WO2022201298A1
WO2022201298A1 PCT/JP2021/011958 JP2021011958W WO2022201298A1 WO 2022201298 A1 WO2022201298 A1 WO 2022201298A1 JP 2021011958 W JP2021011958 W JP 2021011958W WO 2022201298 A1 WO2022201298 A1 WO 2022201298A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cutting edge
thinning
central axis
flank
tip
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/011958
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
弘児 高橋
政章 神代
Original Assignee
住友電工ハードメタル株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 住友電工ハードメタル株式会社 filed Critical 住友電工ハードメタル株式会社
Priority to JP2021576418A priority Critical patent/JP7095832B1/ja
Priority to EP21932908.3A priority patent/EP4316710A4/en
Priority to PCT/JP2021/011958 priority patent/WO2022201298A1/ja
Priority to US17/772,625 priority patent/US20240165717A1/en
Priority to CN202180081811.7A priority patent/CN116615298A/zh
Publication of WO2022201298A1 publication Critical patent/WO2022201298A1/ja

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B51/00—Tools for drilling machines
    • B23B51/02—Twist drills
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B51/00—Tools for drilling machines
    • B23B51/0002—Drills with connected cutting heads, e.g. with non-exchangeable cutting heads; Drills with a single insert extending across the rotational axis and having at least two radially extending cutting edges in the working position
    • B23B51/0003—Drills with connected cutting heads, e.g. with non-exchangeable cutting heads; Drills with a single insert extending across the rotational axis and having at least two radially extending cutting edges in the working position with exchangeable heads or inserts
    • B23B51/0004—Drills with connected cutting heads, e.g. with non-exchangeable cutting heads; Drills with a single insert extending across the rotational axis and having at least two radially extending cutting edges in the working position with exchangeable heads or inserts with cutting heads or inserts attached by screw means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2251/00—Details of tools for drilling machines
    • B23B2251/04—Angles, e.g. cutting angles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2251/00—Details of tools for drilling machines
    • B23B2251/08—Side or plan views of cutting edges
    • B23B2251/082—Curved cutting edges
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2251/00—Details of tools for drilling machines
    • B23B2251/14—Configuration of the cutting part, i.e. the main cutting edges
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2251/00—Details of tools for drilling machines
    • B23B2251/18—Configuration of the drill point
    • B23B2251/182—Web thinning

Definitions

  • the present disclosure relates to drill heads, replaceable tip drills and drills.
  • Patent Document 1 describes a drill.
  • the drill described in Patent Literature 1 is rotated around its axis.
  • the drill described in Patent Document 1 has an outer peripheral surface, a discharge groove, a first flank, a second flank, a cutting edge, a thinning edge, and a gash portion.
  • the discharge groove is formed on the outer peripheral surface.
  • the discharge groove extends spirally around the axis from the tip end side of the drill toward the rear end side of the drill.
  • the discharge groove has an inner surface facing in the direction of rotation of the drill.
  • the cutting edge is provided on the ridge between the inner surface of the discharge groove and the first flank.
  • the second flank is opposite the first flank across the discharge groove.
  • a thinning edge extends from the inner end of the cutting edge toward the chisel.
  • the gash portion is connected to the discharge groove.
  • the gash portion has a thinning surface connected to the thinning blade from the side opposite to the first flank, and a gash surface connected to the second flank.
  • the ridgeline between the gash surface and the second flank is arcuate in an end view viewed along the axial direction from the tip side of the drill.
  • the drill head of the present disclosure is rotated around its central axis.
  • the drill head has a mounting surface that is an end surface in the direction of the central axis, a tip surface that is the opposite surface to the mounting surface in the direction of the central axis, an outer peripheral surface that is continuous with the mounting surface and the tip surface, and a tip surface that extends from the outer peripheral surface to the center.
  • a cutting edge extending toward the axis, a flute formed on the outer peripheral surface and extending spirally around the central axis so as to reach the mounting surface from the tip surface, and a thinning surface connecting to the tip surface and the flute.
  • the tip face has a first flank that continues to the cutting edge and a second flank that is opposite to the first flank across the flute.
  • the cutting edge has a main cutting edge continuous with the outer peripheral surface and a thinning cutting edge continuous with the main cutting edge and located closer to the central axis than the main cutting edge.
  • the main cutting edge includes a first end, which is the end on the outer peripheral surface side, and a second end, which is the end on the thinning cutting edge side.
  • the thinning face has a thinning rake face that continues to the thinning cutting edge from the side opposite to the first flank face, and a thinning heel face that connects to the second flank face.
  • the recess amount of the main cutting edge with respect to the imaginary straight line connecting the first end and the second end is -0.01 of the diameter of the circumscribed circle of the drill head. It is more than twice and less than 0.02 times.
  • the ridge between the thinning heel surface and the second flank is arcuate with a radius of 0.10 to 0.30 times the diameter.
  • FIG. 1 is a perspective view of a drill 100.
  • FIG. FIG. 2 is a perspective view of the drill head 10.
  • FIG. FIG. 3 is a front view of the drill head 10.
  • FIG. FIG. 4 is a rear view of the drill head 10.
  • FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the recess amount of the main cutting edge 15a.
  • FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the radial rake angle ⁇ 1 of the main cutting edge 15a.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view along VII-VII in FIG. 8 is a perspective view of the holder 20.
  • FIG. FIG. 9 is a front view of the holder 20.
  • FIG. FIG. 10 is a graph showing the results of the first cutting test.
  • FIG. 11 is a graph showing the results of the second cutting test.
  • FIG. 12 is a graph showing the results of the third cutting test.
  • the present disclosure has been made in view of the problems of the prior art as described above. More specifically, the present disclosure provides a drill head that tends to break chips.
  • the drill head of the present disclosure facilitates breakage of chips.
  • the drill head according to the embodiment is rotated around the central axis.
  • the drill head has a mounting surface that is an end surface in the direction of the central axis, a tip surface that is the opposite surface to the mounting surface in the direction of the central axis, an outer peripheral surface that is continuous with the mounting surface and the tip surface, and a tip surface that extends from the outer peripheral surface to the center.
  • a cutting edge extending toward the axis, a flute formed on the outer peripheral surface and extending spirally around the central axis so as to reach the mounting surface from the tip surface, and a thinning surface connecting to the tip surface and the flute.
  • the tip face has a first flank that continues to the cutting edge and a second flank that is opposite to the first flank across the flute.
  • the cutting edge has a main cutting edge continuous with the outer peripheral surface and a thinning cutting edge continuous with the main cutting edge and located closer to the central axis than the main cutting edge.
  • the main cutting edge includes a first end, which is the end on the outer peripheral surface side, and a second end, which is the end on the thinning cutting edge side.
  • the thinning face has a thinning rake face that continues to the thinning cutting edge from the side opposite to the first flank face, and a thinning heel face that connects to the second flank face.
  • the recess amount of the main cutting edge with respect to the imaginary straight line connecting the first end and the second end is -0.01 of the diameter of the circumscribed circle of the drill head. It is more than twice and less than 0.02 times.
  • the ridge between the thinning heel surface and the second flank is arcuate with a radius of 0.10 to 0.30 times the diameter.
  • the recess amount of the main cutting edge with respect to the imaginary straight line connecting the first end and the second end is It may be 0.00 to 0.01 times the diameter of the drill head.
  • the radius of the ridge between the arc-shaped thinning heel surface and the second flank is 0.13 to 0.24 times the diameter of the drill head. There may be.
  • the difference between the maximum value and the minimum value of the radial rake angle of the main cutting edge may be 20° or less.
  • the angle between the direction of the central axis and the thinning heel surface may be 28° or more and 32° or less.
  • the thinning cutting edge may extend linearly in an end view viewed from the tip side along the direction of the central axis.
  • a tip replaceable drill includes the drill head of (1) to (6) above and a holder attached to an attachment surface.
  • the drill according to the embodiment is rotated around the central axis.
  • the drill has a tip and a rear end, which are ends in the direction of the central axis, a tip surface at the tip, an outer peripheral surface connected to the tip surface, a cutting edge extending from the outer peripheral surface toward the central axis at the tip surface,
  • a flute is formed on the outer peripheral surface and extends spirally around the central axis from the front end surface toward the rear end side, and a thinning surface is provided that continues to the front end surface and the flute.
  • the tip face has a first flank that continues to the cutting edge and a second flank that is opposite to the first flank across the flute.
  • the cutting edge has a main cutting edge continuous with the outer peripheral surface and a thinning cutting edge continuous with the main cutting edge and located closer to the central axis than the main cutting edge.
  • the main cutting edge includes a first end, which is the end on the outer peripheral surface side, and a second end, which is the end on the thinning cutting edge side.
  • the thinning face has a thinning rake face that continues to the thinning cutting edge from the side opposite to the first flank face, and a thinning heel face that connects to the second flank face.
  • the recess amount of the main cutting edge with respect to the imaginary straight line connecting the first end and the second end is -0.01 times the diameter of the circumscribed circle of the drill. 0.02 times or less.
  • the ridge between the thinning heel surface and the second flank is arcuate with a radius of 0.10 to 0.30 times the diameter.
  • drill 100 A drill according to an embodiment (hereinafter referred to as "drill 100") will be described.
  • the drill 100 is a replaceable tip type drill.
  • FIG. 1 is a perspective view of the drill 100.
  • the drill 100 is rotated about a central axis A as shown in FIG.
  • Drill 100 has a leading end 100a and a trailing end 100b.
  • the trailing end 100b is the opposite end in the direction of the central axis A from the leading end 100a.
  • Leading edge 100a and trailing edge 100b are the ends of drill 100 in the direction of central axis A. As shown in FIG.
  • the drill 100 has a drill head 10, a holder 20 and a fixing member 30.
  • the drill head 10 is on the tip 100a side of the drill 100 .
  • the holder 20 is on the rear end 100b side of the drill 100 .
  • FIG. 10 is made of cemented carbide, for example.
  • FIG. 2 is a perspective view of the drill head 10.
  • FIG. 3 is a front view of the drill head 10.
  • FIG. 4 is a rear view of the drill head 10.
  • the drill head 10 is rotated around a central axis A1.
  • the central axis A1 is on the same straight line as the central axis A.
  • the drill head 10 has a mounting surface 11, a tip surface 12, and an outer peripheral surface 13.
  • the mounting surface 11 and the tip surface 12 are end surfaces of the drill head 10 in the direction of the central axis A1.
  • the mounting surface 11 faces the holder 20 side.
  • the tip surface 12 is the opposite surface of the mounting surface 11 in the direction of the central axis A1.
  • the tip face 12 is at the tip 100a.
  • the outer peripheral surface 13 continues to the mounting surface 11 and the tip surface 12 .
  • a plurality of grooves 11a are formed on the mounting surface 11.
  • the mounting surface 11 is recessed toward the tip surface 12 in the groove 11a.
  • the groove 11a extends from the central portion of the mounting surface 11 toward the outer peripheral surface 13 along the direction orthogonal to the central axis A1.
  • the diameter of the circumscribed circle of the drill head 10 be the outer diameter D1 in the end view seen from the tip surface 12 side along the direction of the central axis A1. In FIG. 3, this circumscribed circle is indicated by a dotted line.
  • the outer diameter D1 is, for example, 12 mm or more.
  • the outer diameter D1 may be 10 mm or more.
  • Two flutes 14 are formed on the outer peripheral surface 13 .
  • the flute 14 is spirally formed around the central axis A ⁇ b>1 so as to reach the attachment surface 11 from the tip surface 12 . From another point of view, the flute 14 extends spirally around the central axis A1 from the front end surface 12 toward the rear end 100b.
  • One flute 14 is positioned symmetrically to the other flute 14 with respect to the central axis A1 in an end view viewed from the tip surface 12 along the direction of the central axis A1.
  • the drill head 10 has two cutting edges 15.
  • the cutting edge 15 extends from the outer peripheral surface 13 toward the central axis A1 on the tip surface 12 .
  • the cutting edge 15 has a main cutting edge 15a and a thinning cutting edge 15b.
  • the thinning cutting edge 15b is closer to the central axis A1 than the main cutting edge 15a.
  • One cutting edge 15 is located symmetrically with respect to the other cutting edge 15 and the central axis A1 in an end view viewed from the tip surface 12 along the direction of the central axis A1.
  • the main cutting edge 15a has a first end 15aa and a second end 15ab.
  • the first end 15aa is the end on the outer peripheral surface 13 side.
  • the second end 15ab is the end opposite to the first end 15aa.
  • the main cutting edge 15a continues to the thinning cutting edge 15b at the second end 15ab.
  • the main cutting edge 15a extends substantially linearly along the direction of the central axis A1 in an end view viewed from the tip end face 12 side.
  • the thinning cutting edge 15b preferably extends linearly in an end view viewed from the tip surface 12 along the direction of the central axis A1.
  • FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the recess amount of the main cutting edge 15a.
  • FIG. 5 shows the shape of the main cutting edge 15a when the tip surface 12 is viewed in the direction from the tip 100a to the rear end 100b.
  • the direction substantially perpendicular to the main cutting edge 15a is shown enlarged from the direction substantially parallel to the main cutting edge 15a.
  • a virtual straight line connecting the first end 15aa and the second end 15ab is defined as a virtual straight line L1.
  • the distance between the imaginary straight line L1 and the main cutting edge 15a is defined as the distance DIS.
  • the maximum value of the distance DIS is the amount of depression of the main cutting edge 15a with respect to the imaginary straight line L1.
  • the amount of recession of the main cutting edge 15a with respect to the imaginary straight line L1 is -0.01 times or more and 0.02 times or less of the outer diameter D1.
  • the recess amount of the main cutting edge 15a with respect to the imaginary straight line L1 is 0.00 to 0.01 times the outer diameter D1. Note that when the main cutting edge 15a protrudes with respect to the straight line L, the recess amount of the main cutting edge 15a becomes a negative value. Further, when the main cutting edge 15a is recessed from the straight line L, the recess amount of the main cutting edge 15a becomes a positive value.
  • the amount of recession of the main cutting edge 15a shown in FIG. 5 with respect to the imaginary straight line L1 is a positive value.
  • FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the radial rake angle ⁇ 1 of the main cutting edge 15a.
  • FIG. 6 shows the shape of the main cutting edge 15a when the tip surface 12 is viewed in the direction from the tip 100a to the rear end 100b.
  • the direction substantially perpendicular to the main cutting edge 15a is shown enlarged from the direction substantially parallel to the main cutting edge 15a.
  • a specific position on the main cutting edge 15a is defined as position P1.
  • a virtual straight line connecting the central axis A1 and the position P1 is assumed to be a virtual straight line L2.
  • the angle formed by the tangent to the main cutting edge 15a at the position P1 and the imaginary straight line L2 is the radial rake angle ⁇ 1 of the main cutting edge 15a.
  • the difference between the maximum value and the minimum value of the radial rake angle ⁇ 1 of the main cutting edge 15a is preferably 20° or less.
  • the tip surface 12 has two first flanks 12a and two second flanks 12b.
  • the first flank 12a continues to the cutting edge 15 (main cutting edge 15a and thinning cutting edge 15b).
  • One first flank 12a is symmetrical to the other first flank 12a with respect to the central axis A1.
  • the flute 14 continues from the side opposite to the first flank 12a to the main cutting edge 15a. That is, the main cutting edge 15a is located on the ridge line between the first flank 12a and the flute 14.
  • the second flank 12b is on the opposite side of the flute 14 from the first flank 12a.
  • One of the second flanks 12b is symmetrical to the other of the second flanks 12b with respect to the central axis A1.
  • the drill head 10 has a thinning surface 16 as shown in FIG.
  • the thinning surface 16 is continuous with the tip surface 12 and the flutes 14 .
  • the thinning surface 16 has a thinning rake surface 16a and a thinning heel surface 16b.
  • the thinning rake face 16a continues to the thinning cutting edge 15b from the side opposite to the first flank face 12a. That is, the thinning cutting edge 15b is located on the ridge between the first flank 12a and the thinning rake face 16a.
  • the thinning heel surface 16b continues to the second flank 12b. As shown in FIG. 3, in an end view viewed from the tip end surface 12 side along the direction of the central axis A1, the ridgeline between the thinning heel surface 16b and the second flank surface 12b is arcuate.
  • This arc has a radius of curvature corresponding to a given point on the arc.
  • the arc may have substantially the same radius of curvature for all points of the arc.
  • the arc shape may have different radii of curvature corresponding to points on the arc.
  • the “radius” of an arc means the range of values of radius of curvature corresponding to all points of the arc.
  • the radius of this circular arc is 0.10 to 0.30 times the outer diameter D1.
  • the radius of this circular arc is preferably 0.13 to 0.24 times the outer diameter D1.
  • a ridge line between the thinning heel surface 16 b and the second flank surface 12 b may be divided by the through hole 17 .
  • the shape of the portion of the ridgeline between the thinning heel surface 16b and the second flank surface 12b on the side closer to the central axis A1. may be arc-shaped.
  • the radius of this circular arc is 0.10 to 0.30 times the outer diameter D1.
  • the radius of this circular arc is preferably 0.13 to 0.24 times the outer diameter D1.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view along VII-VII in FIG.
  • FIG. 7 shows a cross section of the drill head 10 parallel to the thinning rake face 16a.
  • the angle formed by the thinning heel surface 16b and the central axis A1 is defined as an angle ⁇ 2.
  • the angle ⁇ 2 is preferably 28° or more and 32° or less.
  • the drill head 10 has two through holes 17 formed therein.
  • the through hole 17 penetrates the drill head 10 along the direction of the central axis A1.
  • One through hole 17 is located symmetrically with the other through hole 17 with respect to the central axis A1.
  • the end of the through hole 17 on the side of the tip surface 12 opens at the second flank 12b.
  • the holder 20 is made of steel, for example. 8 is a perspective view of the holder 20.
  • FIG. FIG. 9 is a front view of the holder 20.
  • the central axis A2 is on the same straight line as the central axis A1.
  • the holder 20 has a mounting surface 21 and an outer peripheral surface 22 .
  • the mounting surface 21 is an end surface of the holder 20 in the direction of the central axis A2 and faces the drill head 10 side.
  • the outer peripheral surface 22 continues to the mounting surface 21 .
  • a plurality of ridges 21 a are formed on the mounting surface 21 .
  • the mounting surface 21 protrudes toward the drill head 10 at the protruding line 21a.
  • the ridge 21a extends from the central portion of the mounting surface 21 toward the outer peripheral surface 22 along the direction perpendicular to the central axis A2.
  • the mounting surface 21 is formed with two screw holes 21b.
  • the screw hole 21b extends from the mounting surface 21 toward the rear end 100b.
  • One screw hole 21b is located symmetrically to the other screw hole 21b with respect to the central axis A2.
  • the ridge 21a is fitted into the groove 11a.
  • the screw hole 21b is positioned so as to overlap the through hole 17 when the ridge 21a is fitted in the groove 11a.
  • the fixing member 30 is, for example, a screw. The fixing member 30 fastens the drill head 10 to the holder 20 by being passed through the through hole 17 and screwed into the screw hole 21b. Thus, the holder 20 is attached to the drill head 10 (attachment surface 11).
  • the main cutting edge 15a extends substantially linearly. That is, in the drill 100, the recess amount of the main cutting edge 15a with respect to the imaginary straight line L1 is -0.01 times or more and 0.02 times or less of the outer diameter D1. Therefore, in the drill 100, the distortion of the chip portion generated by the main cutting edge 15a is small, and the crack generated in the chip portion generated by the thinning cutting edge 15b is reduced to the chip generated by the main cutting edge 15a. It is easy to progress to the part of
  • the ridgeline between the thinning heel surface 16b and the second flank surface 12b is arcuate with a radius of 0.10 to 0.30 times the outer diameter D1. Therefore, in the drill 100, the chip portion generated by the thinning cutting edge 15b is likely to be curved by the thinning heel surface 16b, and cracks are likely to occur in the chip portion generated by the thinning cutting edge 15b.
  • the angle ⁇ 2 When the angle ⁇ 2 is large, chips may remain in the thinning, and cracks may be less likely to occur in the chips generated by the thinning cutting edge 15b. On the other hand, when the angle ⁇ 2 is small, it becomes difficult for the chips generated by the thinning cutting edge 15b to bend (hardly crack) due to contact with the thinning heel surface 16b. Therefore, by optimizing the range of the angle ⁇ 2 (more specifically, the angle ⁇ 2 is set to 28° or more and 32° or less), chips are more likely to be divided.
  • the thinning cutting edge 15b extends linearly in an end view viewed from the tip surface 12 side along the direction of the central axis A1
  • the distortion of the chip portion generated by the thinning cutting edge 15b is reduced, and generation It becomes easy for the generated cracks to propagate through the chips generated by the thinning cutting edge 15b. Therefore, in this case, chips are more likely to be divided.
  • ⁇ Cutting test> In order to confirm the effect of the drill 100, a first cutting test, a second cutting test and a third cutting test were conducted.
  • drills 100 with sample numbers 1-1 to 1-7 were used.
  • the radius of the ridge line between the arc-shaped thinning heel surface 16b and the second flank surface 12b was set to 0.20 times the outer diameter D1, and the angle ⁇ 2 was set to 30°.
  • the recess amount of the main cutting edge 15a with respect to the virtual straight line L1 was changed within a range of -0.01 times or more and 0.06 times or less of the outer diameter D1.
  • drills 100 with sample numbers 2-1 to 2-8 were used.
  • the recess amount of the main cutting edge 15a with respect to the virtual straight line L1 was set to 0.00 times the outer diameter D1
  • the angle ⁇ 2 was set to 30°.
  • the radius of the ridge line between the arc-shaped thinning heel surface 16b and the second flank surface 12b was changed within the range of 0.10 times or more and 0.40 times or less as large as the outer diameter D1.
  • FIG. 10 is a graph showing the results of the first cutting test.
  • the horizontal axis in FIG. 10 is the value obtained by dividing the recess amount of the main cutting edge 15a with respect to the imaginary straight line L1 by the outer diameter D1
  • the vertical axis in FIG. 10 is the chip splitting ratio (unit: percent). Chip Break Percentage is the weight of chips broken by one curl divided by the total weight of chips produced.
  • FIG. 11 is a graph showing the results of the second cutting test.
  • the horizontal axis in FIG. 11 is the value obtained by dividing the radius of the ridgeline between the arc-shaped thinning heel surface 16b and the second flank surface 12b by the outer diameter D1
  • the vertical axis in FIG. 11 is the chip splitting ratio.
  • the chip splitting ratio is 50%. That was it.
  • the chip splitting ratio was less than 50%.
  • the amount of recession of the main cutting edge 15a with respect to the imaginary straight line L1 is within the range of -0.01 times or more and 0.02 times or less of the outer diameter D1, and the arc-shaped thinning heel surface 16b and the second relief It has also been experimentally clarified that when the radius of the ridgeline with the surface 12b is in the range of 0.10 to 0.30 times the outer diameter D1, chips are easily split.
  • the chip splitting ratio was 77% or more. From this, it is experimentally confirmed that chips are more likely to be broken when the recess amount of the main cutting edge 15a with respect to the virtual straight line L1 is in the range of 0.00 to 0.01 times the outer diameter D1. was also revealed.
  • the chip splitting ratio is 80% or more. had become Therefore, the chips are further divided by setting the radius of the ridgeline between the arc-shaped thinning heel surface 16b and the second flank surface 12b to be in the range of 0.13 to 0.24 times the outer diameter D1. It has also been found experimentally to be easier.
  • drills 100 with sample numbers 3-1 to 3-7 were used.
  • the amount of recession of the main cutting edge 15a with respect to the virtual straight line L1 was set to 0.00 times the outer diameter D1
  • the radius of the ridgeline between the arc-shaped thinning heel surface 16b and the second flank surface 12b was set to the outer diameter. 0.20 times D1.
  • the angle ⁇ 2 was changed within the range of 25° or more and 45° or less.
  • FIG. 12 is a graph showing the results of the third cutting test.
  • the horizontal axis in FIG. 12 is the angle ⁇ 2 (unit:°).
  • the vertical axis in FIG. 12 is the chip splitting rate (unit: percent).
  • the angle .theta.2 is in the range of 28.degree. to 32.degree. From this, it has been experimentally clarified that chips are more likely to be split when the angle ⁇ 2 is in the range of 28° or more and 32° or less.
  • the drill 100 is an indexable drill in the above description, the drill 100 may be a solid drill. That is, the drill 100 does not have to be divided into the drill head 10 and the holder 20 .
  • 10 drill head 11 mounting surface, 11a groove, 12 tip surface, 12a first flank, 12b second flank, 13 outer peripheral surface, 14 flute, 15 cutting edge, 15a main cutting edge, 15aa first end, 15ab third 2 ends, 15b thinning cutting edge, 16 thinning surface, 16a thinning rake surface, 16b thinning heel surface, 17 through hole, 20 holder, 21 mounting surface, 21a ridge, 21b screw hole, 22 outer peripheral surface, 30 fixing member, 100 Drill, 100a tip, 100b rear end, A, A1, A2 central axis, D1, D2 outside diameter, DIS distance, L straight line, L1, L2 imaginary straight line, P1 position, ⁇ 1 radial rake angle, ⁇ 2 angle.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Drilling Tools (AREA)

Abstract

ドリルヘッドは、中心軸の回りに回転される。ドリルヘッドは、中心軸の方向における端面である取り付け面と、中心軸の方向における取り付け面の反対面である先端面と、取り付け面及び先端面に連なる外周面と、先端面において外周面から中心軸に向かって延びている切れ刃と、外周面に形成され、かつ、先端面から取り付け面に達するように中心軸回りの螺旋状に延びているフルートと、先端面及びフルートに連なるシンニング面とを備える。先端面は、切れ刃に連なる第１逃げ面と、フルートを挟んで第１逃げ面とは反対側にある第２逃げ面とを有している。切れ刃は、外周面に連なる主切れ刃と、主切れ刃に連なり、かつ、主切れ刃よりも中心軸側にあるシンニング切れ刃とを有している。

Description

ドリルヘッド、先端交換式ドリル及びドリル
　本開示は、ドリルヘッド、先端交換式ドリル及びドリルに関する。
　国際公開第２０１９／０４９２５７号（特許文献１）には、ドリルが記載されている。特許文献１に記載のドリルは、軸心回りに回転される。特許文献１に記載のドリルは、外周面と、排出溝と、第１逃げ面と、第２逃げ面と、切れ刃と、シンニング刃と、ギャッシュ部とを有している。
　排出溝は、外周面に形成されている。排出溝は、ドリルの先端側からドリルの後端側に向かって軸心回りの螺旋状に延びている。排出溝は、ドリルの回転方向側を向いている内面を有している。切れ刃は、排出溝の内面と第１逃げ面との稜線に設けられている。第２逃げ面は、排出溝を挟んで第１逃げ面の反対側にある。シンニング刃は、切れ刃の内端からチゼルに向かって延びている。ギャッシュ部は、排出溝に接続されている。
　ギャッシュ部は、第１逃げ面と反対側からシンニング刃に連なるシンニング面と、第２逃げ面に連なるギャッシュ面とを有している。ギャッシュ面と第２逃げ面との稜線は、ドリルの先端側から軸心の方向に沿って見た端面視において、円弧状である。
国際公開第２０１９／０４９２５７号
　本開示のドリルヘッドは、中心軸の回りに回転される。ドリルヘッドは、中心軸の方向における端面である取り付け面と、中心軸の方向における取り付け面の反対面である先端面と、取り付け面及び先端面に連なる外周面と、先端面において外周面から中心軸に向かって延びている切れ刃と、外周面に形成され、かつ、先端面から取り付け面に達するように中心軸回りの螺旋状に延びているフルートと、先端面及びフルートに連なるシンニング面とを備える。先端面は、切れ刃に連なる第１逃げ面と、フルートを挟んで第１逃げ面とは反対側にある第２逃げ面とを有している。切れ刃は、外周面に連なる主切れ刃と、主切れ刃に連なり、かつ、主切れ刃よりも中心軸側にあるシンニング切れ刃とを有している。主切れ刃は、外周面側の端である第１端と、シンニング切れ刃側の端である第２端とを含んでいる。シンニング面は、第１逃げ面とは反対側からシンニング切れ刃に連なるシンニングすくい面と、第２逃げ面に連なるシンニングヒール面とを有している。中心軸の方向に沿って先端面側から見た端面視において、第１端及び第２端を結んだ仮想直線に対する主切れ刃の凹み量は、ドリルヘッドの外接円の直径の－０．０１倍以上０．０２倍以下である。端面視において、シンニングヒール面と第２逃げ面との稜線は、半径が直径の０．１０倍以上０．３０倍以下の円弧状である。
図１は、ドリル１００の斜視図である。 図２は、ドリルヘッド１０の斜視図である。 図３は、ドリルヘッド１０の正面図である。 図４は、ドリルヘッド１０の背面図である。 図５は、主切れ刃１５ａの凹み量を説明するための模式図である。 図６は、主切れ刃１５ａの半径方向すくい角θ１を説明するための模式図である。 図７は、図３中のＶＩＩ－ＶＩＩにおける断面図である。 図８は、ホルダ２０の斜視図である。 図９は、ホルダ２０の正面図である。 図１０は、第１切削試験の結果を示すグラフである。 図１１は、第２切削試験の結果を示すグラフである。 図１２は、第３切削試験の結果を示すグラフである。
　［本開示が解決しようとする課題］
　特許文献１に記載のドリルでは、ドリルの先端側から軸心の方向に沿って見た端面視において、切れ刃が円弧状に延びている。そのため、特許文献１に記載のドリルでは、切れ刃から切り出された切り屑が湾曲し、分断されがたい。
　本開示は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものである。より具体的には、本開示は、切り屑が分断されやすいドリルヘッドを提供するものである。
　［本開示の効果］
　本開示のドリルヘッドによると、切り屑が分断されやすくなる。
　［本開示の実施形態の説明］
　まず、本開示の実施形態を列挙して説明する。
　（１）実施形態に係るドリルヘッドは、中心軸の回りに回転される。ドリルヘッドは、中心軸の方向における端面である取り付け面と、中心軸の方向における取り付け面の反対面である先端面と、取り付け面及び先端面に連なる外周面と、先端面において外周面から中心軸に向かって延びている切れ刃と、外周面に形成され、かつ、先端面から取り付け面に達するように中心軸回りの螺旋状に延びているフルートと、先端面及びフルートに連なるシンニング面とを備える。先端面は、切れ刃に連なる第１逃げ面と、フルートを挟んで第１逃げ面とは反対側にある第２逃げ面とを有している。切れ刃は、外周面に連なる主切れ刃と、主切れ刃に連なり、かつ、主切れ刃よりも中心軸側にあるシンニング切れ刃とを有している。主切れ刃は、外周面側の端である第１端と、シンニング切れ刃側の端である第２端とを含んでいる。シンニング面は、第１逃げ面とは反対側からシンニング切れ刃に連なるシンニングすくい面と、第２逃げ面に連なるシンニングヒール面とを有している。中心軸の方向に沿って先端面側から見た端面視において、第１端及び第２端を結んだ仮想直線に対する主切れ刃の凹み量は、ドリルヘッドの外接円の直径の－０．０１倍以上０．０２倍以下である。端面視において、シンニングヒール面と第２逃げ面との稜線は、半径が直径の０．１０倍以上０．３０倍以下の円弧状である。
　上記（１）のドリルヘッドによると、切り屑が分断されやすくなる。
　（２）上記（１）のドリルヘッドでは、中心軸の方向に沿って先端面側から見た端面視において、第１端及び第２端を結んだ仮想直線に対する主切れ刃の凹み量が、ドリルヘッドの直径の０．００倍以上０．０１倍以下であってもよい。
　上記（２）のドリルヘッドによると、切り屑がさらに分断されやすくなるとともに、切削加工の安定性が高まる。
　（３）上記（１）又は（２）のドリルヘッドでは、円弧状のシンニングヒール面と第２逃げ面との稜線の半径が、ドリルヘッドの直径の０．１３倍以上０．２４倍以下であってもよい。
　上記（３）のドリルヘッドによると、切り屑がさらに分断されやすくなる。
　（４）上記（１）から（３）のドリルヘッドでは、主切れ刃の半径方向すくい角の最大値と最小値との差が、２０°以下であってもよい。
　（５）上記（１）から（４）のドリルヘッドでは、中心軸の方向とシンニングヒール面との間の角度が、２８°以上３２°以下であってもよい。
　上記（５）のドリルヘッドによると、切り屑がさらに分断されやすくなる。
　（６）上記（１）から（５）のドリルヘッドでは、中心軸の方向に沿って先端面側から見た端面視において、シンニング切れ刃が、直線状に延びていてもよい。
　上記（６）のドリルヘッドによると、切り屑がさらに分断されやすくなる。
　（７）実施形態に係る先端交換式ドリルは、上記（１）から（６）のドリルヘッドと、取り付け面に取り付けられているホルダとを備える。
　（８）実施形態に係るドリルは、中心軸の回りに回転される。ドリルは、中心軸の方向における端である先端及び後端と、先端にある先端面と、先端面に連なる外周面と、先端面において外周面から中心軸に向かって延びている切れ刃と、外周面に形成され、かつ、先端面から後端側に向かって中心軸回りの螺旋状に延びているフルートと、先端面及びフルートに連なるシンニング面とを備える。先端面は、切れ刃に連なる第１逃げ面と、フルートを挟んで第１逃げ面とは反対側にある第２逃げ面とを有している。切れ刃は、外周面に連なる主切れ刃と、主切れ刃に連なり、かつ主切れ刃よりも中心軸側にあるシンニング切れ刃とを有している。主切れ刃は、外周面側の端である第１端と、シンニング切れ刃側の端である第２端とを含んでいる。シンニング面は、第１逃げ面とは反対側からシンニング切れ刃に連なるシンニングすくい面と、第２逃げ面に連なるシンニングヒール面とを有している。中心軸の方向に沿って先端面側から見た端面視において、第１端及び第２端を結んだ仮想直線に対する主切れ刃の凹み量は、ドリルの外接円の直径の－０．０１倍以上０．０２倍以下である。端面視において、シンニングヒール面と第２逃げ面との稜線は、半径が直径の０．１０倍以上０．３０倍以下の円弧状である。
　上記（８）のドリルによると、切り屑が分断されやすくなる。
　［本開示の実施態様の詳細］
　本開示の実施形態の詳細を、図面を参照しながら説明する。以下の図面では、同一又は相当する部分に同一の参照符号を付し、重複する説明は繰り返さない。
　実施形態に係るドリル（以下「ドリル１００」とする）を説明する。ドリル１００は、先端交換式のドリルである。
　（ドリル１００の構成）
　以下に、ドリル１００の構成を説明する。
　図１は、ドリル１００の斜視図である。図１に示されるように、ドリル１００は、中心軸Ａの回りに回転される。ドリル１００は、先端１００ａと、後端１００ｂとを有している。後端１００ｂは、中心軸Ａの方向における先端１００ａの反対側の端である。先端１００ａ及び後端１００ｂは、中心軸Ａの方向におけるドリル１００の端である。
　ドリル１００は、ドリルヘッド１０と、ホルダ２０と、固定部材３０とを有している。ドリルヘッド１０は、ドリル１００の先端１００ａ側にある。ホルダ２０は、ドリル１００の後端１００ｂ側にある。
　＜ドリルヘッド１０の詳細構成＞
　ドリルヘッド１０は、例えば、超硬合金により形成されている。図２は、ドリルヘッド１０の斜視図である。図３は、ドリルヘッド１０の正面図である。図４は、ドリルヘッド１０の背面図である。図２、図３及び図４に示されるように、ドリルヘッド１０は、中心軸Ａ１の回りに回転される。中心軸Ａ１は、中心軸Ａと同一直線上にある。
　ドリルヘッド１０は、取り付け面１１と、先端面１２と、外周面１３とを有している。取り付け面１１及び先端面１２は、中心軸Ａ１の方向におけるドリルヘッド１０の端面である。取り付け面１１は、ホルダ２０側を向いている。先端面１２は、中心軸Ａ１の方向における取り付け面１１の反対面である。先端面１２は、先端１００ａにある。外周面１３は、取り付け面１１及び先端面１２に連なっている。
　取り付け面１１には、複数の溝１１ａが形成されている。取り付け面１１は、溝１１ａにおいて先端面１２側に窪んでいる。溝１１ａは、中心軸Ａ１に直交する方向に沿って、取り付け面１１の中央部から外周面１３に向かって延びている。
　中心軸Ａ１の方向に沿って先端面１２側から見た端面視において、ドリルヘッド１０の外接円の直径を、外径Ｄ１とする。図３中において、この外接円は、点線により示されている。外径Ｄ１は、例えば、１２ｍｍ以上である。外径Ｄ１は、１０ｍｍ以上であってもよい。
　外周面１３には、２つのフルート１４が形成されている。フルート１４は、先端面１２から取り付け面１１に達するように中心軸Ａ１回りの螺旋状に形成されている。このことを別の観点から言えば、フルート１４は、先端面１２から後端１００ｂ側に向かって中心軸Ａ１回りの螺旋状に延びている。一方のフルート１４は、中心軸Ａ１の方向に沿って先端面１２側から見た端面視において、他方のフルート１４と中心軸Ａ１に関して対称な位置にある。
　ドリルヘッド１０は、２つの切れ刃１５を有している。切れ刃１５は、先端面１２において、外周面１３から中心軸Ａ１に向かって延びている。切れ刃１５は、主切れ刃１５ａとシンニング切れ刃１５ｂとを有している。シンニング切れ刃１５ｂは、主切れ刃１５ａよりも中心軸Ａ１側にある。一方の切れ刃１５は、中心軸Ａ１の方向に沿って先端面１２側から見た端面視において、他方の切れ刃１５と中心軸Ａ１に関して対称な位置にある。
　主切れ刃１５ａは、第１端１５ａａと第２端１５ａｂとを有している。第１端１５ａａは、外周面１３側の端である。第２端１５ａｂは、第１端１５ａａの反対側の端である。主切れ刃１５ａは、第２端１５ａｂにおいて、シンニング切れ刃１５ｂに連なっている。主切れ刃１５ａは、中心軸Ａ１の方向に沿って先端面１２側から見た端面視において、実質的に直線状に延びている。中心軸Ａ１の方向に沿って先端面１２側から見た端面視において、シンニング切れ刃１５ｂは、好ましくは、直線状に延びている。
　図５は、主切れ刃１５ａの凹み量を説明するための模式図である。図５には、先端１００ａから後端１００ｂに向かう方向に先端面１２を見た際の主切れ刃１５ａの形状が示されている。図５では、主切れ刃１５ａに略垂直な方向が、主切れ刃１５ａに略平行な方向よりも拡大して示されている。図５に示されるように、第１端１５ａａ及び第２端１５ａｂを結んだ仮想直線を、仮想直線Ｌ１とする。仮想直線Ｌ１と主切れ刃１５ａとの間の距離を、距離ＤＩＳとする。距離ＤＩＳの最大値が、主切れ刃１５ａの仮想直線Ｌ１に対する凹み量となる。
　主切れ刃１５ａの仮想直線Ｌ１に対する凹み量は、外径Ｄ１の－０．０１倍以上０．０２倍以下である。好ましくは、主切れ刃１５ａの仮想直線Ｌ１に対する凹み量は、外径Ｄ１の０．００倍以上０．０１倍以下である。なお、主切れ刃１５ａが直線Ｌに対して突出している場合に、主切れ刃１５ａの凹み量が負の値になる。また、主切れ刃１５ａが直線Ｌから窪んでいる場合に、主切れ刃１５ａの凹み量が正の値になる。図５に示されている主切れ刃１５ａの仮想直線Ｌ１に対する凹み量は、正の値になっている。
　図６は、主切れ刃１５ａの半径方向すくい角θ１を説明するための模式図である。図６には、先端１００ａから後端１００ｂに向かう方向に先端面１２を見た際の主切れ刃１５ａの形状が示されている。図６では、主切れ刃１５ａに略垂直な方向が、主切れ刃１５ａに略平行な方向よりも拡大して示されている。図６に示されるように、主切れ刃１５ａ上の特定の位置を、位置Ｐ１とする。中心軸Ａ１及び位置Ｐ１を結んだ仮想直線を、仮想直線Ｌ２とする。位置Ｐ１における主切れ刃１５ａの接線と仮想直線Ｌ２とのなす角度が、主切れ刃１５ａの半径方向すくい角θ１となる。主切れ刃１５ａの半径方向すくい角θ１の最大値と最小値との差は、２０°以下であることが好ましい。
　図３に示されるように、先端面１２は、２つの第１逃げ面１２ａと、２つの第２逃げ面１２ｂとを有している。第１逃げ面１２ａは、切れ刃１５（主切れ刃１５ａ及びシンニング切れ刃１５ｂ）に連なっている。一方の第１逃げ面１２ａは、中心軸Ａ１に関して他方の第１逃げ面１２ａと対称な位置にある。フルート１４は、第１逃げ面１２ａと反対側から主切れ刃１５ａに連なっている。すなわち、主切れ刃１５ａは、第１逃げ面１２ａとフルート１４との稜線にある。第２逃げ面１２ｂは、フルート１４を挟んで第１逃げ面１２ａの反対側にある。一方の第２逃げ面１２ｂは、中心軸Ａ１に関して他方の第２逃げ面１２ｂと対称な位置にある。
　図２に示されるように、ドリルヘッド１０は、シンニング面１６を有している。シンニング面１６は、先端面１２及びフルート１４に連なっている。シンニング面１６は、シンニングすくい面１６ａと、シンニングヒール面１６ｂとを有している。
　シンニングすくい面１６ａは、第１逃げ面１２ａとは反対側からシンニング切れ刃１５ｂに連なっている。すなわち、シンニング切れ刃１５ｂは、第１逃げ面１２ａとシンニングすくい面１６ａとの稜線にある。シンニングヒール面１６ｂは、第２逃げ面１２ｂに連なっている。図３に示されるように、中心軸Ａ１の方向に沿って先端面１２側から見た端面視において、シンニングヒール面１６ｂと第２逃げ面１２ｂとの稜線は、円弧状になっている。この円弧形状は、円弧状のある点を決めた場合に、対応する曲率半径を有している。この円弧形状は、円弧状の全ての点に対して実質的に同一の曲率半径を有していてもよい。この円弧形状は、円弧状の点に対応して異なる曲率半径を有していてもよい。本明細書において、円弧形状の「半径」とは、円弧状の全ての点に対応する曲率半径の値の範囲を意味している。この円弧形状の半径は、外径Ｄ１の０．１０倍以上０．３０倍以下である。この円弧形状の半径は、外径Ｄ１の０．１３倍以上０．２４倍以下であることが好ましい。シンニングヒール面１６ｂと第２逃げ面１２ｂとの稜線は、貫通穴１７により分断されていてもよい。貫通穴１７によりシンニングヒール面１６ｂと第２逃げ面１２ｂとの稜線が分断されている場合、シンニングヒール面１６ｂと第２逃げ面１２ｂとの稜線のうちの中心軸Ａ１に近い側の部分の形状が円弧形状になっていてもよい。この円弧形状の半径は、外径Ｄ１の０．１０倍以上０．３０倍以下である。この円弧形状の半径は、外径Ｄ１の０．１３倍以上０．２４倍以下であることが好ましい。
　図７は、図３中のＶＩＩ－ＶＩＩにおける断面図である。図７には、シンニングすくい面１６ａに平行なドリルヘッド１０の断面が示されている。図７に示されるように、シンニングヒール面１６ｂと中心軸Ａ１とのなす角度を、角度θ２とする。角度θ２は、好ましくは、２８°以上３２°以下である。
　図３及び図４に示されるように、ドリルヘッド１０には、２つの貫通穴１７が形成されている。貫通穴１７は、中心軸Ａ１の方向に沿ってドリルヘッド１０を貫通している。一方の貫通穴１７は、中心軸Ａ１に関して他方の貫通穴１７と対称な位置にある。貫通穴１７の先端面１２側の端は、第２逃げ面１２ｂにおいて開口している。
　＜ホルダ２０の詳細構成＞
　ホルダ２０は、例えば鋼により形成されている。図８は、ホルダ２０の斜視図である。図９は、ホルダ２０の正面図である。図８及び図９に示されるように、ホルダ２０は、中心軸Ａ２の回りに回転される。中心軸Ａ２は、中心軸Ａ１と同一直線上にある。ホルダ２０は、取り付け面２１と外周面２２とを有している。取り付け面２１は、中心軸Ａ２の方向におけるホルダ２０の端面であり、ドリルヘッド１０側を向いている。外周面２２は、取り付け面２１に連なっている。
　取り付け面２１には、複数の凸条２１ａが形成されている。取り付け面２１は、凸条２１ａにおいてドリルヘッド１０側に向かって突出している。凸条２１ａは、中心軸Ａ２に直交する方向に沿って、取り付け面２１の中央部から外周面２２に向かって延びている。取り付け面２１には、２つのねじ穴２１ｂが形成されている。ねじ穴２１ｂは、取り付け面２１から後端１００ｂ側に向かって延びている。一方のねじ穴２１ｂは、他方のねじ穴２１ｂと中心軸Ａ２に関して対称な位置にある。
　凸条２１ａは、溝１１ａに嵌め合わされる。凸条２１ａが溝１１ａに嵌め合わされた状態で、ねじ穴２１ｂは、貫通穴１７に重なる位置にある。固定部材３０は、例えば、ねじである。固定部材３０は、貫通穴１７に通された上でねじ穴２１ｂにねじ止めされることにより、ドリルヘッド１０をホルダ２０に締結する。このようにして、ホルダ２０は、ドリルヘッド１０（取り付け面１１）に取り付けられることになる。
　（ドリル１００の効果）
　以下に、ドリル１００の効果を説明する。
　ドリル１００で切削を行っている際には、切れ刃１５により被削材から切り屑が生成される。シンニング切れ刃１５ｂにより生成された切り屑の部分は、フルート１４に向かって移動される際にシンニングヒール面１６ｂと接触し、湾曲される。この湾曲が限界に達した際に、シンニング切れ刃１５ｂにより生成された切り屑の部分には、クラックが発生する。切り屑に発生したクラックは、切り屑の遠心力により主切れ刃１５ａにより生成された切り屑の部分に進展し、切り屑を破断する。
　ドリル１００では、主切れ刃１５ａが実質的に直線状に延びている。すなわち、ドリル１００では、主切れ刃１５ａの仮想直線Ｌ１に対する凹み量が、外径Ｄ１の－０．０１倍以上０．０２倍以下になっている。そのため、ドリル１００では、主切れ刃１５ａにより生成される切り屑の部分の歪みが小さく、シンニング切れ刃１５ｂにより生成された切り屑の部分に発生したクラックが主切れ刃１５ａにより生成される切り屑の部分に進展しやすい。
　中心軸Ａ１の方向に沿って先端面１２側から見た端面視においてシンニングヒール面１６ｂと第２逃げ面１２ｂとの稜線が直線状である場合には、シンニング切れ刃１５ｂにより生成された切り屑の部分がシンニングヒール面１６ｂにより湾曲されがたいため、シンニング切れ刃１５ｂにより生成された切り屑の部分にクラックが発生しがたい。
　しかしながら、ドリル１００では、シンニングヒール面１６ｂと第２逃げ面１２ｂとの稜線は、半径が外径Ｄ１の０．１０倍以上０．３０倍以下の円弧状になっている。そのため、ドリル１００では、シンニング切れ刃１５ｂにより生成された切り屑の部分がシンニングヒール面１６ｂにより湾曲されやすいため、シンニング切れ刃１５ｂにより生成された切り屑の部分にクラックが発生しやすい。
　以上のように、ドリル１００では、シンニング切れ刃１５ｂにより生成された切り屑の部分にクラックが発生しやすく、発生したクラックが主切れ刃１５ａにより生成された切り屑の部分に進展しやすいため、切り屑が分断されやすくなる。
　主切れ刃１５ａの仮想直線Ｌ１に対する凹み量が外径Ｄ１の０．００倍以上０．０１倍以下である場合、切り屑がさらに分断されやすくなる。また、この場合、切削加工の安定性を高めることができる。円弧状のシンニングヒール面１６ｂと第２逃げ面１２ｂとの稜線の半径が外径Ｄ１の０．１３倍以上０．２４倍以下である場合、切り屑がさらに分断されやすくなる。
　角度θ２が大きい場合、シンニング内に切り屑が停滞してしまうことにより、シンニング切れ刃１５ｂにより生成された切り屑の部分にクラックが発生しにくくなるおそれがある。他方で、角度θ２が小さい場合、シンニング切れ刃１５ｂにより生成された切り屑の部分が、シンニングヒール面１６ｂとの接触により湾曲しがたくなる（クラックが発生しにくくなる）。そのため、角度θ２の範囲を最適化する（より具体的には、角度θ２が２８°以上３２°以下にする）ことにより、切り屑がさらに分断されやすくなる。
　中心軸Ａ１の方向に沿って先端面１２側から見た端面視においてシンニング切れ刃１５ｂが直線状に延びている場合、シンニング切れ刃１５ｂにより生成された切り屑の部分の歪みが小さくなり、発生したクラックがシンニング切れ刃１５ｂにより生成された切り屑の部分を進展しやすくなる。そのため、この場合には、切り屑がさらに分断されやすくなる。
　＜切削試験＞
　ドリル１００の効果を確認するために、第１切削試験、第２切削試験及び第３切削試験を行った。
　第１切削試験では、試料番号１－１から試料番号１－７のドリル１００が用いられた。第１切削試験では、円弧状のシンニングヒール面１６ｂと第２逃げ面１２ｂとの稜線の半径が外径Ｄ１の０．２０倍とされ、角度θ２が３０°とされた。第１切削試験では、仮想直線Ｌ１に対する主切れ刃１５ａの凹み量が、外径Ｄ１の－０．０１倍以上０．０６倍以下の範囲内で変化された。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　第２切削試験では、試料番号２－１から試料番号２－８のドリル１００が用いられた。第２切削試験では、仮想直線Ｌ１に対する主切れ刃１５ａの凹み量が外径Ｄ１の０．００倍とされ、角度θ２が３０°とされた。第２切削試験では、円弧状のシンニングヒール面１６ｂと第２逃げ面１２ｂとの稜線の半径が、外径Ｄ１の０．１０倍以上０．４０倍以下の範囲内で変化された。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　図１０は、第１切削試験の結果を示すグラフである。図１０中の横軸は仮想直線Ｌ１に対する主切れ刃１５ａの凹み量を外径Ｄ１で除した値であり、図１０中の縦軸は切り屑分断割合（単位：パーセント）である。切り屑分断割合は、１カールで分断された切り屑の重量を生成された切り屑の全重量で除した値である。
　図１１は、第２切削試験の結果を示すグラフである。図１１中の横軸は円弧状のシンニングヒール面１６ｂと第２逃げ面１２ｂとの稜線の半径を外径Ｄ１で除した値であり、図１１中の縦軸は切り屑分断割合である。
　図１０に示されるように、仮想直線Ｌ１に対する主切れ刃１５ａの凹み量が外径Ｄ１の－０．０１倍以上０．０２倍以下の範囲内にある場合、切り屑分断割合は、５０パーセント以上であった。他方で、仮想直線Ｌ１に対する主切れ刃１５ａの凹み量が０．０３倍以上の範囲内にある場合、切り屑分断割合が５０パーセント未満であった。
　図１１に示されるように、円弧状のシンニングヒール面１６ｂと第２逃げ面１２ｂとの稜線の半径が外径Ｄ１の０．１０倍以上０．３０倍以下の範囲内にある場合、切り屑分断割合は、５０パーセント以上であった。他方で、円弧状のシンニングヒール面１６ｂと第２逃げ面１２ｂとの稜線の半径が外径Ｄ１の０．３５倍以上の範囲内にある場合、切り屑分断割合は、５０パーセント未満であった。
　上記の比較から、仮想直線Ｌ１に対する主切れ刃１５ａの凹み量が外径Ｄ１の－０．０１倍以上０．０２倍以下の範囲内にあり、かつ円弧状のシンニングヒール面１６ｂと第２逃げ面１２ｂとの稜線の半径が外径Ｄ１の０．１０倍以上０．３０倍以下の範囲内にあることにより切り屑が分断されやすくなることが、実験的にも明らかになった。
　仮想直線Ｌ１に対する主切れ刃１５ａの凹み量が外径Ｄ１の０．００倍以上０．０１倍以下の範囲内にある場合、切り屑分断割合が７７パーセント以上になっていた。このことから、仮想直線Ｌ１に対する主切れ刃１５ａの凹み量が外径Ｄ１の０．００倍以上０．０１倍以下の範囲内にあることにより切り屑がさらに分断されやすくなることが、実験的にも明らかになった。
　また、円弧状のシンニングヒール面１６ｂと第２逃げ面１２ｂとの稜線の半径が外径Ｄ１の０．１３倍以上０．２４倍以下の範囲内にある場合、切り屑分断割合が８０パーセント以上になっていた。このことから、円弧状のシンニングヒール面１６ｂと第２逃げ面１２ｂとの稜線の半径が外径Ｄ１の０．１３倍以上０．２４倍以下の範囲内にあることにより切り屑がさらに分断されやすくなることが、実験的にも明らかになった。
　第３切削試験では、試料番号３－１から試料番号３－７のドリル１００が用いられた。第３切削試験では、仮想直線Ｌ１に対する主切れ刃１５ａの凹み量が外径Ｄ１の０．００倍とされ、円弧状のシンニングヒール面１６ｂと第２逃げ面１２ｂとの稜線の半径が外径Ｄ１の０．２０倍とされた。また、第３切削試験では、角度θ２が２５°以上４５°以下の範囲内で変化された。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　図１２は、第３切削試験の結果を示すグラフである。図１２中の横軸は、角度θ２（単位：°）である。図１２中の縦軸は、切り屑分断割合（単位：パーセント）である。図１２に示されるように、角度θ２が２８°以上３２°以下の範囲内にある場合、切り屑分断割合が８２パーセント以上になっていた。このことから、角度θ２が２８°以上３２°以下の範囲内にあることにより切り屑がさらに分断されやすくなることが、実験的にも明らかになった。
　（変形例）
　上記においては、ドリル１００が刃先交換式のドリルである例を説明したが、ドリル１００は、ソリッドドリルであってもよい。すなわち、ドリル１００は、ドリルヘッド１０及びホルダ２０に分割されていなくてもよい。
　今回開示された実施形態は全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
　１０　ドリルヘッド、１１　取り付け面、１１ａ　溝、１２　先端面、１２ａ　第１逃げ面、１２ｂ　第２逃げ面、１３　外周面、１４　フルート、１５　切れ刃、１５ａ　主切れ刃、１５ａａ　第１端、１５ａｂ　第２端、１５ｂ　シンニング切れ刃、１６　シンニング面、１６ａ　シンニングすくい面、１６ｂ　シンニングヒール面、１７　貫通穴、２０　ホルダ、２１　取り付け面、２１ａ　凸条、２１ｂ　ねじ穴、２２　外周面、３０　固定部材、１００　ドリル、１００ａ　先端、１００ｂ　後端、Ａ，Ａ１，Ａ２　中心軸、Ｄ１，Ｄ２　外径、ＤＩＳ　距離、Ｌ　直線、Ｌ１，Ｌ２　仮想直線、Ｐ１　位置、θ１　半径方向すくい角、θ２　角度。

Claims (8)

  1. 　中心軸の回りに回転されるドリルヘッドであって、
    　前記中心軸の方向における端面である取り付け面と、
    　前記中心軸の方向における前記取り付け面の反対面である先端面と、
    　前記取り付け面及び前記先端面に連なる外周面と、
    　前記先端面において前記外周面から前記中心軸に向かって延びている切れ刃と、
    　前記外周面に形成され、かつ前記先端面から前記取り付け面に達するように前記中心軸回りの螺旋状に延びているフルートと、
    　前記先端面及び前記フルートに連なるシンニング面とを備え、
    　前記先端面は、前記切れ刃に連なる第１逃げ面と、前記フルートを挟んで前記第１逃げ面とは反対側にある第２逃げ面とを有し、
    　前記切れ刃は、前記外周面に連なる主切れ刃と、前記主切れ刃に連なり、かつ前記主切れ刃よりも前記中心軸側にあるシンニング切れ刃とを有し、
    　前記主切れ刃は、前記外周面側の端である第１端と、前記シンニング切れ刃側の端である第２端とを含み、
    　前記シンニング面は、前記第１逃げ面とは反対側から前記シンニング切れ刃に連なるシンニングすくい面と、前記第２逃げ面に連なるシンニングヒール面とを有し、
    　前記中心軸の方向に沿って前記先端面側から見た端面視において、前記第１端及び前記第２端を結んだ仮想直線に対する前記主切れ刃の凹み量は、前記ドリルヘッドの外接円の直径の－０．０１倍以上０．０２倍以下であり、
    　前記端面視において、前記シンニングヒール面と前記第２逃げ面との稜線は、半径が前記直径の０．１０倍以上０．３０倍以下の円弧状である、ドリルヘッド。
  2. 　前記端面視において、前記凹み量は前記直径の０．００倍以上０．０１倍以下である、請求項１に記載のドリルヘッド。
  3. 　前記半径は、前記直径の０．１３倍以上０．２４倍以下である、請求項１又は請求項２に記載のドリルヘッド。
  4. 　前記主切れ刃の半径方向すくい角は、最大値と最小値との差が２０°以下である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のドリルヘッド。
  5. 　前記中心軸の方向と前記シンニングヒール面との間の角度は、２８°以上３２°以下である、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のドリルヘッド。
  6. 　前記端面視において、前記シンニング切れ刃は、直線状に延びている、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のドリルヘッド。
  7. 　請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の前記ドリルヘッドと、
    　前記取り付け面に取り付けられているホルダとを備える、先端交換式ドリル。
  8. 　中心軸の回りに回転されるドリルであって、
    　前記中心軸の方向における端である先端及び後端と、
    　前記先端にある先端面と、
    　前記先端面に連なる外周面と、
    　前記先端面において前記外周面から前記中心軸に向かって延びている切れ刃と、
    　前記外周面に形成され、かつ前記先端面から前記後端側に向かって前記中心軸回りの螺旋状に延びているフルートと、
    　前記先端面及び前記フルートに連なるシンニング面とを備え、
    　前記先端面は、前記切れ刃に連なる第１逃げ面と、前記フルートを挟んで前記第１逃げ面とは反対側にある第２逃げ面とを有し、
    　前記切れ刃は、前記外周面に連なる主切れ刃と、前記主切れ刃に連なり、かつ前記主切れ刃よりも前記中心軸側にあるシンニング切れ刃とを有し、
    　前記主切れ刃は、前記外周面側の端である第１端と、前記シンニング切れ刃側の端である第２端とを含み、
    　前記シンニング面は、前記第１逃げ面とは反対側から前記シンニング切れ刃に連なるシンニングすくい面と、前記第２逃げ面に連なるシンニングヒール面とを有し、
    　前記中心軸の方向に沿って前記先端面側から見た端面視において、前記第１端及び前記第２端を結んだ仮想直線に対する前記主切れ刃の凹み量は、前記ドリルの外接円の直径の－０．０１倍以上０．０２倍以下であり、
    　前記端面視において、前記シンニングヒール面と前記第２逃げ面との稜線は、半径が前記直径の０．１０倍以上０．３０倍以下の円弧状である、ドリル。
PCT/JP2021/011958 2021-03-23 2021-03-23 ドリルヘッド、先端交換式ドリル及びドリル WO2022201298A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021576418A JP7095832B1 (ja) 2021-03-23 2021-03-23 ドリルヘッド、先端交換式ドリル及びドリル
EP21932908.3A EP4316710A4 (en) 2021-03-23 2021-03-23 DRILL HEAD, TIP INTERCHANGEABLE DRILLS AND DRILLS
PCT/JP2021/011958 WO2022201298A1 (ja) 2021-03-23 2021-03-23 ドリルヘッド、先端交換式ドリル及びドリル
US17/772,625 US20240165717A1 (en) 2021-03-23 2021-03-23 Drill head, tip exchange drill, and drill
CN202180081811.7A CN116615298A (zh) 2021-03-23 2021-03-23 钻头头部、前端更换式钻头及钻头

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2021/011958 WO2022201298A1 (ja) 2021-03-23 2021-03-23 ドリルヘッド、先端交換式ドリル及びドリル

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022201298A1 true WO2022201298A1 (ja) 2022-09-29

Family

ID=82308085

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2021/011958 WO2022201298A1 (ja) 2021-03-23 2021-03-23 ドリルヘッド、先端交換式ドリル及びドリル

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20240165717A1 (ja)
EP (1) EP4316710A4 (ja)
JP (1) JP7095832B1 (ja)
CN (1) CN116615298A (ja)
WO (1) WO2022201298A1 (ja)

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4756650A (en) * 1986-11-26 1988-07-12 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Twist drill
JPH0263912U (ja) * 1988-11-02 1990-05-14
JPH1058291A (ja) * 1996-08-19 1998-03-03 O S G Kk ドリルの研削方法およびドリル
JP2006231468A (ja) * 2005-02-25 2006-09-07 Osg Corp 非鉄金属加工用ドリル
JP2013215857A (ja) * 2012-04-11 2013-10-24 Sumitomo Electric Hardmetal Corp 刃先交換式ドリル
JP2014087873A (ja) * 2012-10-30 2014-05-15 Sumitomo Electric Hardmetal Corp ２枚刃ダブルマージンドリル
JP2017042879A (ja) * 2015-08-27 2017-03-02 三菱マテリアル株式会社 ドリル
JP2017077597A (ja) * 2015-10-20 2017-04-27 日進工具株式会社 ドリル
WO2019049257A1 (ja) 2017-09-07 2019-03-14 オーエスジー株式会社 ドリル
JP2019171493A (ja) * 2018-03-27 2019-10-10 三菱マテリアル株式会社 ドリル
JP6750790B1 (ja) * 2019-10-15 2020-09-02 住友電工ハードメタル株式会社 ドリル
JP2021011013A (ja) * 2019-07-08 2021-02-04 三菱マテリアル株式会社 ドリル

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3515168B2 (ja) * 1994-05-13 2004-04-05 三菱マテリアル株式会社 ドリル
JP2012030306A (ja) * 2010-07-29 2012-02-16 Hitachi Tool Engineering Ltd ドリル及びそれを用いた穴加工方法
JP5927671B2 (ja) * 2012-10-25 2016-06-01 住友電工ハードメタル株式会社 小径ドリル
JP6252717B1 (ja) * 2016-04-15 2017-12-27 三菱日立ツール株式会社 小径ドリル
WO2019176452A1 (ja) * 2018-03-16 2019-09-19 三菱日立ツール株式会社 ドリル
WO2019224862A1 (ja) * 2018-05-21 2019-11-28 オーエスジー株式会社 ドリル
US11865626B2 (en) * 2019-08-30 2024-01-09 Osg Corporation Drill

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4756650A (en) * 1986-11-26 1988-07-12 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Twist drill
JPH0263912U (ja) * 1988-11-02 1990-05-14
JPH1058291A (ja) * 1996-08-19 1998-03-03 O S G Kk ドリルの研削方法およびドリル
JP2006231468A (ja) * 2005-02-25 2006-09-07 Osg Corp 非鉄金属加工用ドリル
JP2013215857A (ja) * 2012-04-11 2013-10-24 Sumitomo Electric Hardmetal Corp 刃先交換式ドリル
JP2014087873A (ja) * 2012-10-30 2014-05-15 Sumitomo Electric Hardmetal Corp ２枚刃ダブルマージンドリル
JP2017042879A (ja) * 2015-08-27 2017-03-02 三菱マテリアル株式会社 ドリル
JP2017077597A (ja) * 2015-10-20 2017-04-27 日進工具株式会社 ドリル
WO2019049257A1 (ja) 2017-09-07 2019-03-14 オーエスジー株式会社 ドリル
JP2019171493A (ja) * 2018-03-27 2019-10-10 三菱マテリアル株式会社 ドリル
JP2021011013A (ja) * 2019-07-08 2021-02-04 三菱マテリアル株式会社 ドリル
JP6750790B1 (ja) * 2019-10-15 2020-09-02 住友電工ハードメタル株式会社 ドリル

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP4316710A4

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2022201298A1 (ja) 2022-09-29
EP4316710A4 (en) 2024-05-15
EP4316710A1 (en) 2024-02-07
US20240165717A1 (en) 2024-05-23
CN116615298A (zh) 2023-08-18
JP7095832B1 (ja) 2022-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5266813B2 (ja) エンドミル
US8845241B2 (en) Radius end mill and cutting insert
WO2010050391A1 (ja) ボールエンドミル
US8277152B2 (en) End mill
US20130017025A1 (en) End mill
EP2258505A1 (en) Radius end mill and cutting insert
JPH05116019A (ja) スローアウエイチツプ
WO2019188135A1 (ja) エンドミル本体及びエンドミル
JP7447707B2 (ja) ドリル
JP5956705B1 (ja) エンドミル
JPH07237027A (ja) スローアウェイチップ及び切削工具
WO2022201298A1 (ja) ドリルヘッド、先端交換式ドリル及びドリル
JP2007136627A (ja) エンドミル
JP4961061B2 (ja) ボールエンドミル
JP6994166B1 (ja) 切削工具
JP2020175465A (ja) ドリル
JP7497588B2 (ja) ドリル
WO2022049659A1 (ja) 回転切削工具用切削インサートおよび回転切削工具
WO2023132056A1 (ja) ボールエンドミル
WO2021074958A1 (ja) ドリル
JP7409244B2 (ja) ボールエンドミル
JP2022016103A (ja) ボールエンドミル
WO2024004075A1 (ja) ドリル及び切削方法
JP7491105B2 (ja) ボールエンドミル
JP2023140813A (ja) エンドミル

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021576418

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 17772625

Country of ref document: US

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21932908

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202180081811.7

Country of ref document: CN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2021932908

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021932908

Country of ref document: EP

Effective date: 20231023