成果報告書詳細
管理番号20110000001025
タイトル平成21年度成果報告書 エコイノベーション推進事業「新形状による次世代型高精度・高耐久性穴あけ加工用ドリル事前調査」
公開日2011/7/2
報告書年度2009 - 2009
委託先名農工大ティー・エル・オー株式会社 国立大学法人東京農工大学
プロジェクト番号P07026
部署名研究開発推進部
和文要約一般的に広く使用されている2枚刃ツイストドリルでは、歩行現象やびびり振動のために3,5,7角形のひずみを持つ円形状の穴があけられる。そこで、 2枚刃ツイストドリルの刃を非対称化した新形状ドリルを使うと、歩行現象やびびり振動を抑制して高精度穴あけ加工ができることを原理確認した。
原理確認実験・研究を行った結果、(1)非対称角度14°や17°の非対称刃ドリルでは切削条件によらず高い真円度と穴寸法精度が得られる、(2)非対称角度14°や17°の非対称刃ドリルでは、ドリル貫通時の切削力変動が小さくなり、刃や被削材の欠けなどの損傷が少なくなると推察される。
(3)アルミニウム合金,黄銅,構造用鋼,ステンレス鋼の何れの場合でも非対称角度14°付近の非対称刃ドリルで真円度が向上する、(4)ドリル径を6mmから12mmの範囲で変えて実験を行った結果、非対称角度10°や14°付近で真円度が良くなる、(5)X-Y方向の力のリサージュ図形は真円度や穴寸法に密接に関係する,という結果が確認できた。
「非対称刃ドリル」は「3枚刃ドリル」に対し性能、コスト面で優位な技術であり、2015年度に100億円超になると予想される「3枚刃ドリル」の市場に対し、リプレース市場を形成することが十分見込まれることから、本技術の事業化可能性は極めて高いと結論づけられた。
英文要約In order to make a hole, drilling is widely used. In this process, a twist drill with two cutting edges is usually used. The cutting edges of the conventional twist drill are arranged symmetric. In the drilling, a whirling of the drill and a self-excited chatter vibration is occurred. So, the drilled hole shape becomes a triangle and a pentagon, etc. Its roundness becomes worse.
Therefore, the drill with a two asymmetric cutting edges has been developed to improve the roundness of the drilled hole. In this study, its principle has been verified and the following results have been obtained. (1) A drilled hole with high roundness can be obtained for a various cutting conditions using the asymmetric drill of 14 and 17 degree in the asymmetric angle. (2) A fluctuation of the cutting force becomes small when the drill perforates a workpiece. (3) The roundness of the drilled hole improved by using the asymmetric edge drill when a workpiece is made of aluminum alloy, brass, steel, and stainless steel. (4) The roundness can be improved using the asymmetric drill of 14 and 17 degree in the asymmetric angle when the drill diameter is in the range from 6 to 12mm. (5) It seems that the Lissajous’ figure of the cutting forces in X and Y direction is closely related to the roundness.
Because of its advantages in cost performance and accuracy over drills with three cutting edges, whose market size is estimated to reach 10 billion yen to more in FY2015, the replacement demand for this newly invented drill is estimated to be substantially large.
This paper concludes that the feasibility in commercializing the drill is considerably high.
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