本発明の深穴加工用小径ドリルの例を図1 、図2に示す。以下、本発明の深穴加工用小� �ドリルのことを便宜上小径ドリルとも略称� �る。図1は首部6にガイド部13のないもの、図2 は首部6にガイド部13のある例である。いずれ の図でも、小径ドリル1は切刃3、溝4と縮径部 14の最小径部8を有するドリル部5、溝4の終端9 、テーパ状の拡径部10、略円柱状の首部6、首 部6より大径のシャンク部7を有する。図2に示 す例ではさらに首部6にガイド部13を有する。 ドリル径2は図1の切刃3の最大径で定義され、 溝長11とは切刃3の最大径部分から溝4の終端9� ��での直線距離である。

 本発明の小径ドリル1のドリル部5は、ド� �ル部5の長手方向の途中に縮径部14の最小径� �8を有する。前記縮径部14の最小径部8の形状� ��、切刃3からドリル部5の後方に向かって縮� �した後に拡径した形状が望ましい。前記溝4� ��終端9でのドリル部5の外径は、前記ドリル� �2の0.9倍以上0.98倍以下であり、前記ドリル部 5の後端は、前記溝4の終端9の外径より前記ド リル径2の1倍以下まで拡径する拡径部10を有� �、シャンク部7につながる前記首部6の外径は 前記ドリル径2より小さく、かつ、首部6の長� ��12はドリル径2の10倍以上である。

 本発明の小径ドリル1のドリル部5は、切� �3からドリル部5の後方に向かって縮径部14の� ��小径部8まで縮径した後に拡径し、前記溝4� �終端9でのドリル部5の外径は、前記ドリル径 2の0.9倍以上0.98倍以下とするのが望ましい。� ��リル部5が切刃3からドリル部5の後方に向か� ��て縮径した後に拡径するとは、切刃3から見 たドリル部5の後方のいずこかに、ドリル部5� ��最小径部8を有することと言い換えることが 出来る。

 溝4の終端9でのドリル部5の外径は縮径部1 4から見れば拡径していることになる。この� �状により、切屑が溝4の終端9からドリル部5� �後方へ飛び出し、ドリル部5の外周面や首部6 の外周面に噛み込むことを抑制し、折損を抑 制できる。また、切削中に切屑が溝4の終端9� ��乗り越えて首部6に噛み込むことを抑制して 切屑が溝4の内部に滞留し、切削を安定させ� �良好な真直度が得られる。

 ドリル部5の外径が、溝4の終端9でドリル� ��2の0.9倍未満であると、切屑がドリル部5の� �方へ移動して首部6へ移動し、切削トルクの� ��動を起こし、真直度が悪化する。また、折� ��のおそれもある。一方、ドリル部5の外径が 、溝4の終端9でドリル径2の0.98倍を超えると� �後述するテーパ状の拡径部10を十分な外径に 設けることができない。ドリル部5の最小径� �8から溝4の終端9に至るまでは、ドリル部5は� ��ーパ状で拡径することが好ましい。

ドリル部5の縮径部14の作用により、縮径部 14での切屑が小径ドリル1と加工穴に噛み込む ことなく切屑の排出を容易にする。この縮径 部14の最小径部8は、ドリル径2の0.85倍以上0.96 倍以下に設ける。この範囲の縮径部14を設け� ��ことで、縮径部14の外周面前端が加工穴の� �周面と擦過することを抑制し、切削トルク� �増加を抑制でき、真直度の良好な穴が加工� �きる。

 小径ドリル1の縮径部14の最小径部8は、ド リル径2の0.85倍未満の場合、大きな切屑が入� ��込みやすくなるため、内周面の面粗さを損� ��い、また、小径ドリル1の剛性を損ない折損 が発生しやすくなる。ドリル部5の縮径部14の 最小径部8がドリル径2の0.96倍を超える場合に は、切屑を押し戻すための効果を得るテーパ 状の拡径を十分に設けることができない。

 本発明の小径ドリル1の形状的な大きな特 徴の一つは、ドリル部5後端に、前記ドリル� �2の1倍以下まで拡径した拡径部10が設けられ� ��いることである。拡径部10の最大径部18まで は、ドリル部5の溝4の終端9から、首部6に向� �って、テーパ状にドリル径2の1倍まで拡径す るのが良い。

 この拡径部10の作用は、前述した溝4の終� ��9の構成により大半の切屑の噛み込みが抑制 されるものの、それよりも細かい切屑が溝4� �ら飛び出した場合には、拡径部10により小径 ドリル1の先端側へ押し戻すことができる。� �らに切屑を溝4の内部に滞留させて、縮径部1 4の外周面や首部6の外周面に切屑を噛み込む� ��とを抑制する。拡径部10はこれらの作用に� �って加工穴の良好な真直度を得ることと、� �径ドリル1の折損を抑制する効果を発揮する� ��

 拡径部10は図1のように直線的にテーパ状� ��拡径するのが小径ドリル1の製造上容易であ るが、曲線状に拡径しても良い。テーパ状の 拡径部10の最大径がドリル径2に近いほど、こ の拡径部10がドリル部5をガイドし、加工穴の 真直度を高めることができる。

 ドリル部5の縮径の態様は、ドリル部5を� �大して図3~5に示すように、バックテーパを� �ける態様(図3)、アンダーカットを設ける態� �(図4)、あるいはバックテーパとアンダーカ� �トの形状の組み合わせた態様(図5)などが良� �。いずれの場合にも、ドリル部5には縮径部1 4の最小径部8を有する。前記バックテーパの� ��は0.4/100mm以上2.0/100mm以下であることが好ま� ��い。

 更に、本発明の小径ドリル1において、前 記溝長11は前記ドリル径2の5倍以上10倍以下と する。この範囲での溝長11は、溝4の容積を確 保し、小径ドリル1が深穴内を移動する間、� �屑を溝4にため込むことができる。溝長11が� �リル径2の5倍を下回ると、ステップ加工にお けるステップ毎の小径ドリル1の送り量を小� �くせざるを得ず、切刃3の摩耗が進行しやす� ��。また、10倍を超えると小径ドリル1の剛性� ��下により、真直度が悪化する。特に小径ド� ��ル1の剛性を確保するためにはできるだけ7� �以下であることが好ましい。

 ドリル部5の長さはドリル径2の12倍以下と する。ドリル部5の長さがドリル径2の12倍を� �えると小径ドリル1の剛性が劣化するので好� ��しくないからである。ドリル径2の12倍以上� ��深い穴加工には首部6を長くすることで対応 することが出来る。首部6の外径はドリル径2� ��0.85倍以上1.0倍未満が良い。

 首部6の外径がドリル径2の0.85倍未満では� ��すぎて小径ドリル1の折損の危険性が高まる からであり、1.0倍になると首部6の外径がド� �ル径2と同一ということであり、ドリル切削� ��抵抗が大きくなるので問題となるからであ� ��。

 本発明では、L/Dが大きい加工穴深さには� ��部6の長さ12を長くすることで対応するため� ��首部6の長さ12はドリル径2の10倍以上とする� ��本発明のドリル加工の最終段階では、ドリ� ��部5は加工穴内へ収容される。小径ドリル1� �たわみを抑制して真直度の高い深穴を加工� �るためには、首部6の外径をドリル径2の0.85� �ないし0.98倍未満とし、前記首部6には図2に� �すように、ドリル径2の0.98倍以上1.0以下の外 径のガイド部13を少なくとも1箇所以上設ける と良い。

 ガイド部13の外径をドリル径2の0.98倍以上 1.0倍以下とすることでガイド部13を加工穴内� ��と接触させることができ、首部6がドリル部 5によって加工された深穴部を進行するとき� �、加工穴の壁に沿ってドリル部5をガイドで� ��る。

 望ましくは、このガイド部13の個々の長� �はドリル径2の0.2倍以上0.5倍以下とするのが� ��い。一箇所のガイド部13の長さ47はガイド部 13の強度面から長いほうが良いが、ガイド部1 3の長さ47が0.5倍を超えると部分的に切削抵抗 が増大して振動が発生し、加工穴の真直性を 損なうおそれがある。ガイド部13の一箇所の� ��さが0.2倍未満の場合には、ガイド部13の強� �を確保することが困難になり、ガイド部13の チッピングの発生によりガイドの効果が十分 に得られなくなったり、チッピングの発生し た部分が加工穴面に接触することで加工穴の 内周面の面粗さを損なうおそれがある。

 ガイド部13の間隔はドリル径2の5倍以上10� ��以下とするのが良い。ガイド部13が、加工� �へ収容され、加工穴の内周面と接触するこ� �でガイドの効果を得ることができ、加工穴� �真直性を良好なものにする作用がある。し� �し、ドリル径2の5倍未満の場合、たわみを抑 制する効果は十分に得られると考えられるが 、ガイド部13の間隔が小さいため部分的な切� ��抵抗の増大が発生し、振動の発生により、� ��工穴の真直性を損なうおそれがある。一方� ��ドリル径2の10倍を超えるとガイド部13の間� �が大きいため、次のガイド部13が加工穴へ収 容されるまでの間に発生するたわみを十分に 抑制することが困難になり、加工穴の真直性 を損なうおそれがある。

 ガイド部13は、先に加工穴へ収容された� �分でガイドの効果が得られるので、ガイド� �13は首部6全体にわたり、均等な間隔で設け� �必要はなく、ガイド部13の他の態様として、 図6~7に示すように、切刃3側ほどガイド部13の 数や面積を多くしてガイドの効果を持たせた ほうが好ましい。

 これは、加工穴の深さに対してドリル部5 からガイド部13までの距離が短いほどガイド� ��13が加工穴へ収容されるのが早くなり、ガ� �ド部13で真直性を保つ効果を早期に発揮させ るためである。このガイド部13には、小径ド� ��ル1のたわみを抑え、小径ドリル1が真直度� �保つ作用があり、特にL/Dが50倍から100倍の深 穴加工の場合にはたわみやすくなるのでガイ ド部13が顕著な効果を発揮する。

 本発明の小径ドリル1の溝4の溝長11は、ド リル径2の5倍以上10倍以下に設ける。これに� �り、溝4の容積を確保し、小径ドリル1が深穴 内を移動する間、切屑を溝4内にため込むこ� �ができる。溝長11がドリル径2の5倍を下回る� ��、ステップ加工におけるステップ毎の小径� ��リル1の送り量を小さくせざるを得ず、切刃 3の摩耗が進行しやすい。また、溝4の溝長11� �ドリル径2の10倍を超えると小径ドリル1の剛� ��低下により、真直度が悪化する。

 本発明でいう微細深穴加工方法とは、ド� ��ル径が1mm以下、望ましくは0.5mm以下の小径� �リル1を用いて、加工穴の形状がL/Dで15倍以� �である深穴加工、特に望ましくはL/Dが今ま� �実現されていなかった50倍以上の深穴加工を 行う場合をいう。

 このような微細深穴加工方法の場合には� ��従来はドリルでガイド穴を形成するのが通� ��である。例えば、特許文献3、特許文献5の� �リルを用いて位置決め加工を施したとして� �、ドリルには外周刃がないため、穴の内周� �の加工が不十分で、ガイド穴の真円度が悪� �、それにより、小径ドリル1がガイド穴を通� ��て食い付く際に、極めて不安定な状態とな� ��、高精度な穴あけ加工ができない。また、� ��径ドリル1の刃先に異常摩耗が発生したり、 加工穴の入り口にバリが発生したりして、折 損を起こすという問題があった。

 特許文献4に記載されているようなドリル によるガイド穴加工についてもドリル加工特 有の問題点があり、それを図8~図11で説明す� �。

 図8に示すように、ガイド穴の底形状はあ る一定の開き角19をもっており、そこに所定� ��小径ドリル1を用いて深穴加工を行うことに なるが、仮に小径ドリル1の先端角16がガイド 穴に形成された開き角19よりも小さい場合、� ��8からもわかるように、小径ドリル1は被削� �20に形成された案内部21に接触する際、特定� ��幅をもったチゼル22から切削することにな� �。

その後、図9に示すように、徐々に切削点23 が外周方向へ、つまり切削点移動方向へと移 動していく。小径ドリル1を用いる場合は、� �ゼル22があたると不安定な状態になりやすく 穴精度にばらつきが生じる可能性があるため 、このような切削は問題である。

 また、小径ドリル1の先端角16がガイド穴� ��形成された開き角19よりも大きい場合、図10 からもわかるように、小径ドリル1は外周コ� �ナ26から切削を開始し、切削点移動方向に向 かって切削点23が移動していくが、切削初期� ��はチゼル22の部分は切削しないため、小径� �リル1がより振られやすく安定した穴精度が� ��にくいため、このような切削は問題である� ��

 また小径ドリル1の先端角16と開き角19が� �じ角度とした場合、図11からもわかるように 、小径ドリル1の切刃3全体が同時に切削に関� ��するため、急に抵抗が上がりすぎ、振動が� ��生し、穴精度を確保できなくなる。

 これに対して、図12の1~4で本発明の小径� �リル1を用いたステップ加工の動作順序を示� ��、図12の1に示す所定の切込み28を行った後� �、すなわちステップ量分切り込んだ後に、� �12の2に示す小径ドリル1をステップバック30� �より一旦、加工穴入り口外まで戻し、次の� �テップ量分を切り込むために、図12の3に示� �ように再度小径ドリル1をステップフォワー� ��31により加工点付近まで戻して、図12の4に� �す次の所定の切込み29を行う。

 ステップ加工とは図12の1~4までの動作の� �り返しを行う加工のことをいう。このステ� �プ加工により、深穴であっても溝4にたまっ� ��切屑を確実に外部へ排出することができる� ��ここでいうステップバック30とは、ステッ� �量分切り込んだ後に、小径ドリル1を一旦、� ��工穴外まで移動することをいう。また、ス� ��ップフォワード31とは、ステップバック30を 行った後、小径ドリル1を加工点付近まで戻� �ことをいう。

 本発明の微細深穴加工方法において、特� ��加工穴径の50倍以上の深穴加工をする場合� �図13によって説明をする。図13はステップバ� ��ク30した時の本発明の小径ドリル1の外周コ� ��ナ26の外周コーナの位置33を示す。図13に示� ��ように、ステップバック30した時の前記小� �ドリル1の外周コーナの位置33が、加工穴入� �口端面32より穴加工方向(マイナス方向とす� �。)すなわち加工穴内にあり、外周コーナの� ��置33は前記加工穴入り口端面32からドリル径 2の0.03倍以上1.0倍以下とするのが望ましい。

 本来、一般的にステップ加工を行う場合� ��所定の切込み28を行った後に、小径ドリル1� ��外周コーナの位置33が加工穴入り口端面32か ら確実に抜ける位置(プラス方向とする。)す� ��わち加工穴外まで戻し、そこで確実に切屑� ��外部に排出させる。

 しかし、L/Dが50倍を超えるような極めて� �い微細深穴加工を行う場合、首部6の長さ12� �極めて長い小径ドリル1を使用することにな� ��、ステップバック30時に前記小径ドリル1の� ��周コーナ26を加工穴入り口端面32から確実に 抜ける位置まで戻すと、工具回転によって小 径ドリル1が左右に振られ、再度小径ドリル1� ��加工穴の中に戻す際に、位置ずれや折損を� ��こす恐れがある。

 そのため、ステップバック30した時の前� �小径ドリル1の外周コーナ26は、加工穴入り� �端面32より穴加工方向、すなわち加工穴内が 好ましい。これにより、工具回転した小径ド リル1が左右に振られることなく、より安定� �て加工ができる。

 従来のように工具径が太い場合やL/Dがそ� ��程大きくない場合の工具の移動送り速度は� ��一般的に10~20m/minである。しかし、加工穴径 が1mm以下で、加工穴深さが穴径の50倍を超え� ��ような極めて深い穴を加工する微細深穴加� ��の場合、非加工時の小径ドリル1の移動送り 速度が速すぎると、小径ドリル1の首下長さ17 が長いため工具の振動が起こりやすく、逆に 遅すぎても、切屑と加工穴の内周面の接触時 間が長くなるため、内周面を悪化させる恐れ があり、さらに実用的に考えて加工能率が低 くなってしまう。ここでいう非加工時とは、 一連のステップ加工の中で、小径ドリル1を� �旦、加工穴入り口端面32付近まで戻し、再度 小径ドリル1を加工点付近まで戻す間のこと� �いう。

 そのために本発明の微細深穴加工方法に� ��いては、ステップ加工中における非加工時� ��小径ドリル1の移動送り速度は1m/min以上4m/min 以下であることが望ましい。

 以上のような条件で本発明を適用するこ� ��により、新しいガイド穴の形成法で良好で� ��定した位置決め精度が得られ、ステップを� ��り返しながらドリル加工をすることで、L/D� ��15倍以上であっても真直度の高い穴あけを� �現し、また真円度の高いガイド穴が形成さ� �ることで、本発明の小径ドリル1が振動する� ��となく安定して加工できるため、小径ドリ� ��1自体の長寿命化が可能となる。

 本発明は、外周刃を有するボールエンド� ��ルを用いてガイド穴を加工することを特徴� ��する。このガイド穴加工の第1の作用として 、ボールエンドミルが外周刃を有することに より、ガイド穴の内周面を良好に切削でき、 ガイド穴の精度が向上し、バリの少ない良好 な真円度でガイド穴が形成される。

 エンドミルの種類としては、スクエアエ� ��ドミルやコーナラジアスエンドミルにおい� ��も外周刃を有しているが、突っ込み時に外� ��エンド付近から接触するため安定せず良好� ��真円度が得られない。それに対して、ボー� ��エンドミルの場合、チゼル部付近が接触し� ��徐々に工具径が大きくなって接触するため� ��安定した突っ込み加工が可能となり、さら� ��外周刃で加工されるガイド穴の真円度が極� ��て良くなる。

 ボールエンドミルは一般的なドリルのよ� ��に切屑を処理するために極端にチップポケ� ��トを設ける必要がなく、剛性のある状態で� ��工ができるため格段にガイド穴の精度が向� ��することになる。ボールエンドミルはその� ��途上、基本的にボール刃しか使用しないこ� ��から、一般的なドリルのように溝長を長く� ��る必要がなく、外周刃を短く外周溝を浅く� ��計できる。また、用途的にも3次元切削を行 うためにボール刃は高精度に研削されている ため、ボールエンドミルが振られず、ガイド 穴の真円度の精度を向上できる。

 本発明でボールエンドミルをガイド穴加� ��に用いる第2の作用を図14、図15によって説� �する。図14、図15は微細深穴加工で使用する� ��発明の小径ドリル1の食い付き時に発生する 振動を大幅に抑制することができる理由を示 す図である。

 本発明の例示である図14、図15に示すよう に、一般的にエンドミル回転軸直角方向に移 動して加工するボールエンドミルをエンドミ ル回転軸方向のみに送る。つまり本発明での ボールエンドミルの先端を利用したガイド穴 加工法は、ガイド穴の底面を略半球面状に設 けることができ、小径ドリル1を用いた微細� �穴加工において、小径ドリル1の先端角16に� �わらず、ガイド穴コーナ27に外周コーナ26が� ��い付き、切削点24が切削点移動方向に向か� �て移動していく。またそれと同時に、小径� �リル1のチゼル22が被削材20に食い付き、切削 点25が切削点移動方向に向かって移動してい� ��。つまり、切削点24と切削点25の両方の切削 箇所で微細深穴加工で使用する小径ドリル1� �保持され、安定した微細深穴加工が可能と� �る。

 微細深穴加工に用いる小径ドリル1の安定 性は前記小径ドリル1の食い付き開始時から� �イド穴底面部が完全に加工されるまでの間� �、いかに工具の振動を抑えるかによって大� �く変わる。本発明のボールエンドミルによ� �ガイド穴加工は、この段階で大きな効果を� �揮する。これに対して、従来のドリルによ� �ガイド穴加工のように、ガイド穴底面部の� �工中に振動が大きくなると最終的に精度が� �しく低下し小径ドリル1の損傷も受けやすく� ��る。

 本発明のボールエンドミルと従来の全長� ��短いドリルでそれぞれ実際に加工したガイ� ��穴の状態を図16に示す。テスト条件として� �回転数が20000min-1、送り速度100mm/min、1回当た りのステップ量を0.16mm/回で被削材であるSUS30 4のブロック材の一面に、0.48mmの深さまでガ� �ド穴の加工を湿式切削で行った。

 図16に示すように、ボールエンドミルを� �いたガイド穴の精度は極めて真円度が良好� �結果であるのに対して、ドリルでガイド穴� �加工すると、ガイド穴にバリが発生し真円� �が極めて悪く精度が十分得られていない。� �れにより微細深穴加工で用いる小径ドリル1� ��、ガイド穴の内周面でガイドされる際に、� ��らついて振動が発生して、小径ドリル1の異 常摩耗を誘発し、加工穴の真直度が悪化する ことがわかる。

 また、好ましくは、ボールエンドミルの� ��数が少ない方が、より切屑排出性が向上し� ��高精度にガイド穴を形成できるので、2枚刃 が望ましい。さらに、ボールエンドミルのチ ゼル幅を0.01mm以下の範囲に設けることが好ま しい。これはチゼル刃が被削材に食い付く時 の切削抵抗を低減でき、ボールエンドミルが 振られず、より高精度なガイド穴が形成でき るからである。

 本発明は、ガイド穴の穴径を、小径ドリ� ��1のドリル径2の0.90倍~1.05倍に設けることを� �明の条件の一つとしており、これにより、� �細深穴加工に用いる小径ドリル1の負荷を抑� ��できる。

 ガイド穴の穴径が小径ドリル1のドリル径 2の0.90倍未満であると、微細深穴加工に用い� ��小径ドリル1の負荷が大きくなりすぎて小径 ドリル1の曲げが発生してしまい、真直度の� �い微細穴加工ができない。また、ガイド穴� �穴径が、小径ドリル1のドリル径2の1.05倍を� �えると、微細深穴加工で使用する小径ドリ� �1との間に隙間が発生しすぎて加工中に小径� ��リル1が不安定な状態となって真直度に影響 を及ぼす。

 本発明はガイド穴の深さを、小径ドリル1 のドリル径2の0.6倍以上2倍以下に加工する。� ��れにより、ガイド穴に小径ドリル1の外周を ガイドするための深穴方向の穴径が一定の内 周面を設けることができ、微細深穴加工に用 いる小径ドリル1のふらつきを抑制し、真直� �の良好な微細深穴加工することができる。� �記深さであれば、ボールエンドミルでガイ� �穴加工を行っても、切屑がボールエンドミ� �の溝に詰まることがなく、ガイド穴の真円� �、位置決め精度が優れる。

 ここで、ガイド穴の深さが小径ドリル1の ドリル径2の0.6倍未満であると、ガイド穴の� �さが短すぎて微細深穴加工に用いる小径ド� �ル1を十分にガイドすることができず、不安� ��な状態となり穴精度が十分に得られない。� ��た、ガイド穴の深さが小径ドリル1のドリル 径2の2倍を超えると、ガイド穴を形成させる� ��に、ボールエンドミルに切屑がつまり、振� ��が発生し十分な精度のガイド穴ができない� ��

 本発明に使用するステップを繰り返しな� ��らドリル加工をする小径ドリル1の形状的特 徴について以下に説明する。本発明の微細深 穴加工方法で使用する小径ドリル1の一例は� �図17に示すように溝長11が小径ドリル1のドリ ル径2の5倍以上10倍以下、首部6の長さ12が小� �ドリル1のドリル径2の10倍以上である。

 前記小径ドリル1を用いてステップを繰り 返しながらドリル加工をすることで、切屑を 溝4内に滞留させ、ステップバック30に確実に その切屑は排出し、切屑の噛み込みを抑制す ることで、加工穴の良好な真直度が得られる 。この効果は、本発明の加工方法の特徴であ る、新しいガイド穴加工方法による工具の安 定性との相乗効果で得られるものである。

 また本発明の微細深穴加工方法で使用す� ��小径ドリル1の他の実施形態は図18に示すよ� ��に溝4と首部6の間にシャンク部7に向かって� ��径したテーパ状の拡径部10を有し、溝長11が 小径ドリル1のドリル径2の5倍以上10倍以下、� ��部6の長さ12が小径ドリル1のドリル径2の10倍 以上である。

 前記小径ドリル1を用いてステップを繰り 返しながら深穴加工をすることで、溝長11と� ��部6の間に設けられたテーパ状の拡径部10を� ��しているため、溝4の終端9から飛び出した� �屑が溝4へ押し戻され、切屑を溝4内に確実に 滞留させることができるため、首部6に切屑� �噛み込むことなく、ステップバック30した時 に確実にその切屑は排出され、加工穴の良好 な真直度が得られる。

 テーパ状の拡径部10は本発明の加工方法� �しては必ずしも必要ではないが、テーパ状� �拡径部10の存在は、首部6への切屑の噛み込� �防止により、さらに安定した微細深穴加工� �できるという効果をもたらす。

 加工穴径が1mm以下で加工深さが加工穴径� ��50倍を超えるような微細深穴加工は、切削� �おいては精度に関係なく加工すること自体� �可能に等しかった。これは、加工穴深さが� �リル径2の50倍以上の首下長さ17を持つ小径ド リル1を使用するため、ドリル剛性が著しく� �さく、その安定性は、ガイド穴の精度に大� �く依存するためである。しかし、本発明で� �上記で説明したように、外周刃を有するボ� �ルエンドミルを用いてエンドミル回転軸方� �のみに送ることによりガイド穴を加工する� �で、外周刃で加工される案内部の真円度が� �めて良くなる。

 また本発明ではガイド穴の底面を略半球� ��状に設けることができるため、図14、図15で 説明したように微細深穴加工に用いる小径ド リル1の先端角16に関わらず、小径ドリル1の� �動を大幅に抑制することができ、安定した� �細深穴加工が可能となる。さらに、本発明� �は、本発明の上記のガイド穴の効果に加え� �小径ドリル1を用いてステップを繰り返しな� ��らドリル加工をすることで、加工中の切屑� ��噛み込みを抑制し、加工穴の真直度が一層� ��上するのである。

 本発明では、工具の回転時の左右への振� ��を極めて小さくするために、望ましくは、� ��テップバック30した時の前記小径ドリル1の� ��周コーナの位置33が、加工穴入り口端面32よ り穴加工方向にあり、その位置は前記加工穴 入り口端面32から小径ドリル1のドリル径2の0. 03倍以上1.0倍以下であることが好ましい。

 L/Dが50倍を超えるような極めて深い微細� �穴加工を行う場合、首部6の長さ12が極めて� �い小径ドリル1を使用することになり、ステ� ��プバック30時に前記小径ドリル1の外周コー� ��26を加工穴入り口端面32から確実に抜ける位 置まで戻すと、工具回転によって小径ドリル 1が左右に振られ、再度小径ドリル1を加工穴� ��中に戻す際に、位置ずれを起こす恐れがあ� ��。

 そのため、ステップバック30した時の前� �小径ドリル1の外周コーナの位置33は、加工� �入り口端面32より穴加工方向、すなわち、加 工穴入り口端面32から確実に抜ける位置まで� ��さない方が好ましい。これにより、工具回� ��した小径ドリル1が左右に振られることなく 、より安定して加工ができる。

 外周コーナの位置33の範囲としては、加� �穴入り口端面32から小径ドリル1のドリル径2� ��0.03倍より小さいと、左右への振動を十分に 抑制することができず、ドリル径2の1倍を超� ��ると、溝4に滞留した切屑を確実に排出する という点で問題がでる可能性があるため上記 のような範囲がより好ましい。この方法によ り、ステップバック30した時の小径ドリル1の 挙動が安定し、左右に振られることなく、よ り真直度が向上する。

 本発明の微細深穴加工方法において、非� ��工時の小径ドリル1の移動送り速度が1m/min以 上4m/min以下であることが好ましい。従来より 工具の移動送り速度は、工具の直径が太い場 合やL/Dがそれ程大きくない場合には、一般的 に10m/min~20m/minである。

 しかし、加工穴径が1mm以下で加工穴深さ� ��穴径の50倍を超えるような極めて深い穴を� �工する微細深穴加工の場合において、非加� �時の小径ドリル1の移動送り速度が1m/min未満� ��は、遅すぎて切屑と加工穴の内周面の接触� ��間が長くなるため、内周面を悪化させる恐� ��があり、さらに実用的に考えて加工能率が� ��くなってしまう。

 また、非加工時の小径ドリル1の移動送り 速度が20m/minを超えて速すぎると、小径ドリ� �1の首部6の長さ12が長いため工具の振動が起� ��りやすくなり、加工穴の内周面を悪化させ� ��恐れがある。

 以下に、本発明の微細深穴加工方法のう� ��、貫通穴加工について図25及び図26に基づい て説明する。従来、微細な貫通穴加工をする 場合、ドリルを用いて加工すると、精度を維 持することが難しく、特に内面精度が必要な 場合は、ドリル加工を行った後にリーマ加工 をする必要があり、高能率な加工はできなか った。また深穴加工になってくるとドリルで 加工することができない状態であった。

 本発明者は、図1のようにテーパ状の拡径 部10の最大径を、ドリル径2とほぼ同径とする と、貫通穴加工のときに、拡径部10はガイド� ��果だけではなく、加工穴の精度を向上させ� ��リーマ効果があることを見出した。

 特に拡径部10の最大径部18は、小径ドリル 1の長さ方向にドリル径2とほぼ同径の円筒状� ��あり、ある程度の長さを有している方が、� ��通穴精度をより向上させるのに最適であり� ��加工時のドリル部5のガイドの役割も向上す ることを見出した。ここで、拡径部10の最大� ��部18にいたる形状としては、直線状のテー� �部以外に例えば、図20~図22に示すような形状 が選択できる。

 本発明のうち、貫通した微細深穴を精度� ��く加工するための微細深穴加工方法は、図1 、図23、図24に示すような特殊な形状をした� �径ドリル1を用いる。すなわち、小径ドリル1 は、ドリル部5と首部6の間に、少なくともシ� ��ンク部7に向かって最大径部18がドリル径2と ほぼ同径まで拡径した拡径部10を有している� ��

 本発明は、小径ドリル1の溝長11はドリル� ��2の5倍以上10倍以下、首部6の長さ12がドリル 径2の10倍以上である小径ドリル1を用いて、� �なくとも前記小径ドリル1のドリル径2とほぼ 同径である拡径部10の最大径部18、またはド� �ル径2とほぼ同径の円筒部が加工穴を完全に� ��通するまでステップ加工を繰り返しながら� ��リル加工をすることを特徴とする微細深穴� ��工方法である。

 本発明の加工方法は途中の段階までは、� ��25に示すように、本発明では(a)→(b)→(c)の� �工順番で、ある一定のステップ量41で切り込 みながら下矢印の方向へ切り込み加工を行う が、そのステップ加工を繰り返しながら加工 を行う際に、拡径部10の最大径部18、または� �記拡径部10と同一径の円筒部の組み合わせに よる最大径部18が加工穴の内面をこすり、こ� ��り効果によって加工穴の内面粗さ及び内面� ��度を向上させる働きがある。これにより、� ��具が摩耗しても内面粗さが悪化することな� ��、摩耗の影響での段差等も発生しない。

 また、前記最大径部18によるこすり効果� �内面精度は極めて良くなり、小径ドリル1の� ��の加工で高能率仕上げ加工を可能にするも� ��である。さらにドリル径2とほぼ同径の前記 最大径部18を有するので、ステップ加工のガ� ��ドの役割もはたして、加工穴の中における� ��径ドリル1の左右の振れを抑制し、加工穴の 真直度の向上にも貢献する。またこの最大径 部18があることで、加工中に生成された切屑� ��首部6などに噛みこむことを抑制して、真直 度の向上も図ることができる。

 本発明の加工方法による加工の貫通最終� ��階の状況を図26(a)に示し、貫通最終段階の� �来例を図26(b)に示した。従来の貫通深穴加工 方法であれば、ドリル先端が被加工材から突 き出た長さで定義される小径ドリル1の貫通� �39は、図26(b)のように穴深さよりも少し抜け� ��る程度あれば十分である。

 しかし本発明の加工方法においては、意� ��的に穴深さよりもさらに深く小径ドリル1を 貫通させ、ドリル部5の後端に設けられた拡� �部10の最大径部18が完全に加工穴の出口部38� �抜け出るまで加工する。すなわち、本発明� �方法によれば図26(a)のように、シャンク部7� �向かってドリル径2まで拡径したテーパ部を� ��する拡径部10はその最大径部18が加工穴を抜 け出るまで加工することになる。本発明のド リル加工とはこの段階までを意味する。

 したがって、本発明の小径ドリル1の貫通 量39は、図26(a)に示すように従来の加工方法� �比較してかなり大きいものとなる。本発明� �加工方法は、使用する小径ドリル1の形状の� ��徴と加工方法の特徴の相乗効果によって、� ��通穴において穴の入り口37から出口38までの 全面において高精度な内面精度が得られ、加 工穴径が1mm以下、深さが加工穴径の10倍以上� ��いう条件の厳しい貫通穴にもかかわらずに� ��優れた加工穴の真直度をも得ることができ� ��。この部分を図26(a)では、拡径部10の最大径 部18の効果が得られた内面43として示してい� �。

 本発明ではステップ加工を繰り返しなが� ��ドリル加工を行う際に、貫通穴精度向上手� ��である拡径部10の最大径部18が加工穴の内面 をこすり、こすり効果によって加工穴の内面 粗さ及び内面精度を向上させる働きがあり、 内面43のように、加工穴の入り口から出口ま� ��全面で高精度な内面精度を得ることができ� ��。またこの拡径部10の最大径部18で内面をこ すっていくことから、工具が摩耗しても内面 粗さが悪化することなく、摩耗の影響で段差 等も発生しない。

また、拡径部10の最大径部18によるこすり� �果で内面精度は極めて良くなり、小径ドリ� �1のみの加工で高能率仕上げ加工を可能にす� ��ものである。すなわち、従来の加工法であ� ��ばドリル加工の後に度々行われるリーマ加� ��が不要となる。

 本発明においては、加工に用いる小径ド� ��ル1の貫通穴精度向上手段は、前記のこすり 効果と共に、ドリル径2とほぼ同径の拡径部10 を有するので、ステップ加工のガイドの役割 も果たして、加工穴の中における小径ドリル 1の左右の振れを極小にすることになり、貫� �穴の真直度の向上にも貢献する。

 一方、図26(b)に示すように、従来の加工� �法では、たとえ本発明のような小径ドリル1� ��用いたとしても、途中までは拡径部10の最� �径部18の効果が得られた内面43が得られるが� ��内面44に関しては、拡径部10の最大径部18の� ��果が得られない内面44となってしまう。

 本発明の微細深穴とは、加工穴径が1mm以� ��、深さが加工穴径の10倍以上、特に深さが� �工穴径の15倍以上の貫通穴をいう。このよう な微細深穴は特に加工時の精度の維持が大切 であり、予め設けたガイド穴に前記小径ドリ ル1をガイドさせて加工することが望ましい� �予め加工されるガイド穴は小径ドリル1の軸� ��向を、目的とする加工穴の中心の位置がず� ��ないように制御する作用をする。

 すなわち、本発明の他の微細深穴加工方� ��は、加工穴径が1mm以下、深さが加工穴径の1 0倍以上の貫通穴を、予め設けたガイド穴に� �径ドリル1をガイドさせて加工する深穴加工� ��法であって、小径ドリル1は、ドリル部5と� �部6の間にシャンク部7に向かって拡大し、最 大径がドリル径2とほぼ同径の拡径部10を有し 、溝長11がドリル径2の5倍以上10倍以下、首部 6の長さ12がドリル径2の10倍以上である小径ド リル1を用いて、少なくとも前記小径ドリル1� ��ドリル径2とほぼ同径である拡径部10の最大� ��部18が加工穴を完全に貫通するまでステッ� �加工を繰り返しながらドリル加工をするこ� �を特徴とする微細深穴加工方法である。

 拡径部10の最大径部18は小径ドリル1の長� �方向に最大径と同径で円筒状である程度の� �さを有している方が、より貫通穴精度を向� �させるのに最適であり、加工時のガイドの� �割も向上する。

 したがって、本発明の他の加工方法は、� ��工穴径が1mm以下、深さが加工穴径の10倍以� �の貫通穴を小径ドリル1で加工する深穴加工� ��法であって、前記小径ドリル1はドリル部5� �首部6の間に、シャンク部7に向かって最大径 部18がドリル径2とほぼ同径まで拡径したテー パ部、及び最大径と同径の円筒部からなる拡 径部10を有し、溝長11がドリル径の5倍以上10� �以下、首部6の長さ12がドリル径2の10倍以上� �ある小径ドリル1であって、小径ドリル1を用 いて少なくとも前記小径ドリル1のドリル径2� ��ほぼ同径である拡径部10の最大径部18、また はドリル径2とほぼ同径の円筒部が加工穴を� �全に貫通するまでステップ加工を繰り返し� �がらドリル加工をすることを特徴とする微� �深穴加工方法である。

 この方法の場合にも、予め設けたガイド� ��に小径ドリル1をガイドさせて加工すること が望ましい。本発明方法は、特にL/Dが30倍以� ��である貫通深穴加工に特に威力を発揮する� ��

 ドリル径2とほぼ同径の最大径部18につな� ��る最大径と同径の円筒部の長さはドリル径2 の2倍以下の長さであるのが良い。2倍を超え� ��長くなると、切削時の抵抗が大きくなるか� ��である。

 溝4のねじれ角は、ステンレスなどの高強 度の展延性に富んだ鋼の穴あけの場合は30度~ 40度、アルミ合金、銅合金といった低強度の� ��延性に富んだ合金の場合は40度~50度に設定� �るとよい。これらのねじれ角により切削ト� �クを低減できるので、小径ドリル1が屈曲し� ��ドリル部5や首部6が加工穴の内周面に接触� �て切削トルクの変動を起こし、真直度が悪� �することを抑制できる。

 溝4のウェブ厚さはドリル径2の40%~50%に設け� ��ことが剛性の観点から好ましい。本発明の� ��径ドリル1は、1回のステップ送り量が15%以� �でも折損することなく使用できる。
 以下、具体的に実施例に基づき本発明を説� ��する。