以下、この発明の実施の形態を、添付図面� ��図1~図6に基づいて説明する。図1~図5は、こ� ��発明のスローアウェイドリルの具体例を示� ��ている。このドリル10は、ドリル本体1と、� ��のドリル本体の先端外周に装着する2個のス ローアウェイチップ5 _-1 ,5 _-2 (付加記号の _-1 、 _-2 は区別の便宜上付した)と、各スローアウェ� �チップ5 _-1 ,5 _-2 をドリル本体1に着脱自在に固定するクラン� �ねじ7とで構成されている。

 ドリル本体1は、外周に切屑排出用の2条� �溝2を有し、さらに、先端のドリル周方向に� ��周した位置にチップ座3,3を有する。溝2はス トレート溝も考えられるが、例示のドリルで はねじれ溝を採用しており、また、チップ座 3,3は、回転中心Oからの距離を異ならせた位� �に設けられている。

 スローアウェイチップ5 _-1 ,5 _-2 は、中心にクランプ穴6を設けた平行四辺形� �チップであり、同一仕様(同一形状、同一寸� ��)のチップが採用されている。この2個のス� �ーアウェイチップ5 _-1 ,5 _-2 が、ドリル本体1の先端に設けたチップ座3,3� �装着され、クランプねじ7によってドリル本� ��1に固定されている。

 一方のスローアウェイチップ(第1スローア� �ェイチップ)5 _-1 は、ドリル本体1の中心側に回転中心Oを越え� ��状態に配置されており、このチップ5 _-1 の鈍角コーナのひとつを含む長辺の稜線によ ってドリルの中心刃8が形成されている。ま� �、他方のスローアウェイチップ(第2スローア ウェイチップ)5 _-2 はドリル本体1の外周部に配置されており、� �のチップ5 _-2 の鋭角コーナのひとつを含む短辺の稜線によ ってドリルの外周刃9が形成されている。

 その中心刃8と外周刃9は、図1、図2に示す ように、共に径方向外端側が軸方向前方に突 出する方向に傾いた刃として形成されて図4� �示すように、外周刃9が中心刃8よりも軸方向 前方にh突出するように配置されており、そ� �ために、ワークに対するドリルの食いつき� �貫通穴加工時のドリルの切り抜けが共に外� �刃9の外端コーナ部9aの位置から起こる。そ� �によって、食いつき当初の水平分力の変動� �小さくなり、切削バランスの崩れが抑制さ� �て入口穴精度のばらつきが抑制される。ま� �、貫通穴の加工では、穴の外径側が先に切� �抜けるため、出口穴径の縮小傾向がなくな� �、ばりも発生し難くなる。なお、中心刃8に� ��する外周刃9の突出量hは、外周刃9の外端コ� ��ナ部9aがワークに食いついてからドリルが1� ��転するまでの間に中心刃8がワークに食いつ くように設定すると食いつき当初の回転バラ ンスの崩れが起こり難い。その突出量hは、� �リルの使用時の送り量を考慮して適正な値� �設定するとよい。

 図6に示す中心刃8の切削負担量Aは外周刃9 の切削負担量Bよりも大きい。図6の1/2Dはドリ ル半径を表す。中心刃8の切削負担量Aと外周� ��9の切削負担量Bの割合は、A:B=52:48~55:45の範� �に設定されており、この割合は、ドリル径� �関係なく固定され、ドリル径を変更すると� �(同一仕様のチップを使用して外径の異なる� ��リルを作るとき)にも同一割合での設定がな される。

 ドリル径の変更は、中心刃8と外周刃9を形� �するスローアウェイチップ5 _-1 ,5 _-2 の相対位置を、図6(a)から図6(b)のように、或� ��は図6(b)から図6(a)のように変化させて変更� �、そのときに各刃の切削負担量A、Bの比率が ドリル径変更後も維持される位置にスローア ウェイチップを配置する方法でなされる。図 6(a)、(b)のように、外周刃9だけでなく中心刃8 の固定位置も変えるようにすることで、ドリ ル径の選択範囲を広げることができる。

 設置点を変更した2個のスローアウェイチッ プ5 _-1 ,5 _-2 を、ドリル本体(これは径変更前のドリル本� �とは仕様が異なる)に装着して外径の異なる� ��リルを作成する。そのドリルは、中心刃の� ��削負担量Aと外周刃の切削負担量Bの割合が� �リル径を変更する前と同じになるように設� �されているので、切削負担量の割合の変化� �起因した切削性能の変動は起こらない。

 図6のように、中心刃8と外周刃9として同� ��仕様の平行四辺形のスローアウェイチップ� ��使用する場合、切削負担量の大きい中心刃8 に長辺の稜線を、切削負担量の小さい外周刃 9に短辺の稜線を各々割り当てるとよい。こ� �により、径の異なるドリルに対して、同一� �様のスローアウェイチップを対応させるこ� �が可能になる。このときのスローアウェイ� �ップの形状は、短辺の稜線の長さに対して� �辺の稜線の長さを1.1倍程度にすると、中心� �と外周刃の最適長さの比率を保ちつつ幅広� �径展開を行なうことができて好ましい。

 例示のドリル10の切屑排出用の溝2(ねじれ 溝)は、ドリル本体1の周囲をほぼ1/4周する溝� ��し、図5(a)のドリル端面視において、各ねじ れ溝の終端の切れ上がり開始点2a(その開始点 の溝幅方向中心点)を、外周刃9から周方向に� �=85~95°回転した位置に設定してあり、そのた めに、ドリル本体1の2箇所のランド部4の終端 がドリルの正面視においてチップ設置部のド リル軸方向後方、すなわち、穴加工時に水平 分力が作用する方向の両側に位置してその位 置にドリル本体の肉が残され、これにより、 ドリル本体1の根元側の水平分力に耐える方� �の強度が確保され、水平分力によるドリル� �体の振れが小さく抑えられる。

 なお、例示のドリル10は、中心刃8と外周� ��9の回転中心と直角な線に対する傾き角θ(図 1、図2参照)を共に5°としたが、この角度は外 周刃の半径方向すかし角β(図6(a)参照)が0°と� ��らない範囲で任意に設定することができる� ��

 また、中心刃8の半径方向すくい角γ1を-5� �、外周刃9の半径方向すくい角γ2、を+5°に設 定したが、その半径方向すくい角は切れ味や チップの耐久性に支障の出ない範囲で任意に 変更してよい。

 さらに、中心刃8は、直線である必要はな く、例えば、径方向途中が軸方向前方に突き 出す山形の刃などであってもよい。

 このほか、この発明のドリルは、スペー� ��的な問題がなければスローアウェイチップ� ��3個、或いはそれ以上組み合わせて切れ刃を 構成しても構わない。

-実施例1-
 中心刃の切削負担量Aと外周刃9の切削負担� �Bの割合を、A:B=52:48~55:45としてドリル径を変� ��するときにもその割合を維持することの有� ��性を確認するために、直径D=18.5mm、20.0mm、22 .5mmの3種類のドリル(いずれも図1~図5に示す形 状)を使用して以下の実験を行った。
 実験は、各ドリルについて、外周刃に対す� ��中心刃の切削負担量の割合を50%にした試料I 、52.5%にした試料II、55.0%にした試料IIIをそれ ぞれ準備し、以下の
条件で穴あけを行ってそのときのスラストと 水平分力を、キスラー動力計を使用して測定 した。また、送りを変えたときのドリル径の 実測値と加工された穴の入口径、中間径(深� �方向中間点の径)、出口径をそれぞれ求めた� ��
-切削条件-
 ワーク材質:S50C
 切削速度V=175m/min
 送りf=0.08mm/rev及びf=0.15mm/rev
 湿式切削

 この試験の結果を、図7~図12に示す。図7~図9 は、試料I~IIIに関するf=0
.08mm/revのときとf=0.15mm/revのときのスラストS� �水平分力Fを表している。
 また、図10~図12は、試料I~IIIに関するf=0.08mm/ revのときとf=0.15mm/revのときのドリル径の実測 値と加工された穴の径をそれぞれ表している 。

 図7~図9のデータからわかるように、中心� ��の切削負担量Aの割合を52.5%にした試料IIは� �Aの値を50.0%にした試料Iや55.0%にした試料III� �比べてスラストSと水平分力Fが明らかに小さ くて安定している。また、試料IIは、図10~図1 2のデータからわかるように、送り量変更に� �うトルク変動に対して送り量変更前後の穴� �の変化の傾向も近似しており、試料I、IIIよ� ��も切削性能が安定していることがわかる。

-実施例2-
 直径D=20mmの図1~図5に示す形状のドリル(発明 品)と、同一外径の比較ドリル(住友電工ハー� ��メタル社製 WDS200M3S25 その刃先形状は図13� �参照)を使用して以下の条件で穴あけを行い� ��この実験における食いつき時の水平分力X、 Yをキスラー動力計で測定した。
-切削条件-
 ワーク材質:SCM415
 切削速度V=130m/min
 送りf=0.10mm/rev
 加工穴:深さd=50mmの貫通穴
 湿式切削

 この試験で得られたデータを図14に示す� �この発明のドリルは、ワークに対する食い� �き時の水平分力X、Yが比較品に比べて小さく 、その分力の変動も少ない。

 また、送りf=0.10mm/revの条件と、f=0.15mm/rev� ��条件(その他の条件は変化なし)でのドリル� �の実測値に対する加工穴の入口径、中間径� �出口径の変化状況を調べた。その結果を図15 に示す。比較品は送りが変化したときの穴径 変動が大きく、送りf=0.15mm/revでの穴出口径の 縮小傾向も顕著であるが、発明品は送り量が 変化しても穴径の変化傾向が安定しており、 また、穴出口径の縮小傾向が殆ど生じていな い。

-実施例3-
 実施例2で用いた発明品のドリルと比較ドリ ルを使用して以下の条件で貫通穴の加工を行 い、加工された穴の出口側(切り抜け側)にお� ��るばりの発生状況を調べた。
-切削条件-
 ワーク材質:SUS304
 切削速度V=140m/min
 回転数N=1783min ^-1
 送りf=0.10mm/rev及びf=0.15mm/rev
 加工穴:深さd=50mmの貫通穴
 湿式切削

 その結果を以下に比較して示す。
 送りf=0.10mm/rev時の発生ばり高さ(図19のs1)。� ��明品ドリル:Max0.80mm、比較ドリル:Max1.20mm
 送りf=0.15mm/rev時に発生したばりの高さ。発� ��品ドリル:Max0.95mm、比較ドリル:Max1.20mm

 この試験結果から、切れ刃の径方向外端� ��先に切り抜けるこの発明のドリルは、ばり� ��抑制効果も得られることがわかる。

-実施例4-
 ドリル本体の外周に設ける切屑排出用の溝� ��、ドリル本体の周囲をほぼ1/4周するねじれ� ��にして各ねじれ溝の終端側切れ上がり開始� ��を、前記外周刃から周方向に85~95°回転した 位置に設定したドリルの性能評価試験を行っ た。その評価試験は、図20に示す、タイプ1~� �イプ5の形状の評価ドリル(ドリル径D=φ20.0mm� �L/D=4)を用いて行った。Lは有効長さである。

 試験は、ドリル本体に負担を与える加工と� ��て、いわゆるだるま穴の加工{図21(a)に示す� ��るま穴の斜線部の加工}と、ワークに対する 斜め食い付き加工{図21(b)の45°傾斜の面を有� �るワークに対する穴加工}を行って、切屑排� ��用の溝の切れ上がり位置の違いによる加工� ��の穴面性状の違いを比較した。
 だるま穴加工での加工条件は、ワーク:S50C� �切削速度V=130m/min、送りf=0.10mm/rev、湿式切削� ��ある。斜め食い付き加工での加工条件も、� ��るま穴加工での条件と同一とした。

 だるま穴加工で得られた加工面の写真を� ��22に、斜め食い付き加工で得られた加工面� �写真を図23にそれぞれ示す。タイプ1~タイプ5 の形状のドリルは、だるま穴加工、斜め食い 付き加工のどちらにおいても、切削抵抗値の 差はほとんど無かったが、加工面の性状はタ イプ3のドリルによるものが他のドリルによ� �ものに比べて良好であった。

 だるま穴加工では、タイプ4,5のドリルは� ��工面全体に擦れ痕が発生し、戻りマークも� ��生している。その原因は、ドリル本体の剛� ��が弱く、撓みながらの切削がなされたこと� ��あると推測される。タイプ1のドリルは擦れ 痕の発生はないが、戻りマークが発生してお り、これも撓みながらの切削になったことが 原因と推測される。タイプ2、3のドリルは、� ��干のビビリ痕、擦れ痕が見られるが、全体� ��には良好レベルの加工面が得られていると� ��える。

 斜め食い付き加工では、タイプ1,2,4,5のド リルは加工面全体に擦れ痕が発生し、戻りマ ークも発生している。その原因は、ドリル本 体の剛性が弱く撓みながらの切削になったか らであると推測される。タイプ3のドリルは� �干の擦れ痕が見られるが、全体的には良好� �ベルの加工面が得られている。