CN102149497A

CN102149497A - 钻头

Info

Publication number: CN102149497A
Application number: CN2009801359150A
Authority: CN
Inventors: 柳田一也; 成毛康一郎
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2008-09-10
Filing date: 2009-09-04
Publication date: 2011-08-10
Anticipated expiration: 2029-09-04
Also published as: WO2010029891A1; EP2322303A1; KR101230107B1; US20110211924A1; US8876445B2; JP2010064186A; JP5035189B2; CN102149497B; EP2322303A4; EP2322303B1; KR20110055612A

Abstract

利用导向部来防止跳绳现象所导致的孔弯曲，同时防止加工孔的内壁面受损，实现面粗糙度的提高。在围绕轴线(O)旋转的轴状的钻头主体(1)的外周，从其前端后刀面(3)朝向后端侧形成排屑槽(4)，在排屑槽(4)的朝向钻头旋转方向(T)的壁面(4A)和前端后刀面(3)的交叉棱线部，形成切削刃(2A)，形成切削刃(2A)的钻头主体(1)前端侧的切削刃部(2)的轴线(O)方向后端侧的外径小于切削刃(2A)的外径(D)，并且，在切削刃部(2)的后端侧，形成在前端外周侧具有最大外径部(6A)的导向部(6)，该最大外径部(6A)的直径大于切削刃部(2)后端的外径，小于或等于切削刃(2A)的外径(D)，导向部(6)的最大外径部(6A)，在围绕轴线(O)的旋转轨迹中成为平滑的凸曲线状。

Description

钻头

技术领域

本发明涉及一种对工件进行钻孔加工的钻头，尤其是涉及一种形成导向部的钻头，该导向部对该钻头主体前端的切削刃部进行引导。

背景技术

作为具备这种导向部的钻头，例如在专利文献1中提出了一种设有导向部的长钻头，该长钻头在从钻头前端后退规定长度的位置的外周面设有导向部，该导向部的直径与接触加工孔的孔面的钻头直径相同或者小于该钻头直径。另外，在专利文献2中也公开了一种镶刃钻头，该镶刃钻头安装有具有前端切削刃和刃带部而成的切削刃，在柄部设有螺旋状或者倾斜状的导向块。

在形成这样的导向部的钻头中，通过伴随着钻头主体的进给而将导向部插入至钻头主体前端的切削刃部加工形成的加工孔，与加工孔内壁面滑动接触，尤其在专利文献1中记载的、钻头主体形成排屑槽部分的长度比切削刃外径长的钻头方面，能够抑制在咬进加工孔的切削刃部和装夹在机床主轴的柄部之间、钻头主体以沿径向弯曲的方式振动的所谓的跳绳现象，可维持加工孔的直线前进性，防止孔弯曲。

专利文献1：日本特开2007-196318号公报

专利文献2：日本实开昭56-48416号公报

发明内容

然而，在形成这样的导向部的钻头中，如上所述，由于导向部一边与加工孔的内壁面滑动接触，一边引导切削刃部，因而如果上述跳绳现象所导致的钻头主体的弯曲使得导向部被强力地按压在该内壁面，则该内壁面受损，导致面粗糙度劣化。而且，例如在加工燃料喷射(fuel injection)式的发动机的喷射孔的情况下，如果其内壁面受损，面粗糙度劣化，则朝向燃烧室的燃料喷射有可能产生偏向，妨碍均匀燃烧。

本发明是在这样的背景下完成的，其目的在于，提供一种钻头，该钻头能够利用导向部来防止跳绳现象所导致的孔弯曲，同时防止加工孔的内壁面受损，实现面粗糙度的提高。

为了解决上述问题，达到这样的目的，本发明的特征在于，在围绕轴线旋转的轴状的钻头主体的外周，从其前端后刀面朝向后端侧形成排屑槽，在该排屑槽的朝向钻头旋转方向的壁面和上述前端后刀面的交叉棱线部形成切削刃，上述钻头主体前端侧的切削刃部的上述轴线方向后端侧的外径小于上述切削刃的外径，并且，在该切削刃部的后端侧，形成在前端外周侧具有最大外径部的导向部，该最大外径部的直径大于该切削刃部后端的外径，小于或等于上述切削刃的外径，该导向部的上述最大外径部在围绕上述轴线的旋转轨迹中，成为平滑的凸曲线状。

这样的钻头，在其穿过工件加工孔的切削刃部后端侧形成的导向部插入加工孔，并与其内壁面滑动接触，使得切削刃部以被该加工孔内壁面引导的方式沿轴线方向直线前进，因而能够防止跳绳现象所导致的孔弯曲。而且，由于这样地与加工孔的内壁面滑动接触的该导向部的最大外径部，在围绕轴线的旋转轨迹中成为平滑的凸曲线状，因而，即使该最大外径部被按压在内壁面，也不会切入工件，因此，能够防止该内壁面受损，实现面粗糙度的提高。

另外，通过导向部的最大外径部这样地成为凸曲线状，从而如上所述地在导向部插入加工孔时，能够实现顺利的插入，能够可靠地引导切削刃部。另一方面，由于该最大外径部成为凸曲线状，因而分散并缓和了该导向部插入加工孔时的冲击或最大外径部与加工孔内壁面滑动接触所导致的负荷，所以，能够防止由于这样的冲击或负荷使导向部受损。

在此，优选的是，上述导向部的最大外径部在围绕上述轴线的旋转轨迹中所成的凸曲线的曲率半径处于0.1mm～0.5mm的范围内。如果该曲率半径小于上述范围，则接近最大外径部与加工孔内壁面在各个点滑动接触的状态，内壁面有可能受损，反之，如果曲率半径大于上述范围，则最大外径部朝向加工孔内壁面的滑动接触长度有可能变得过长，导致阻力增大。

另外，优选的是，上述导向部的上述轴线方向后端侧的外径小于上述最大外径部，并且，在上述切削刃部的后端侧，沿上述轴线方向形成多个该导向部，由此，在各个导向部，能够抑制最大外径部朝向加工孔内壁面的滑动接触所导致的阻力的增大，同时能够利用多个导向部来进一步可靠地引导前端的切削刃部。

此外，优选的是，尤其在这样的上述切削刃部的后端侧，在沿上述轴线方向形成多个该导向部的情况下，这些导向部中的最后端的导向部的最大外径部形成为，位于从切削刃部的前端至排屑槽的轴线方向的槽长度L的L/2为止的范围内。即，如果最后端的导向部的最大外径部位于上述范围的后端侧，则也有可能导致阻力的增大。

如以上说明地，依照本发明，能够利用导向部而沿轴线方向笔直地引导切削刃部，确保加工孔的直线前进性，并且，通过该导向部的滑动接触，能够防止加工孔内壁面受损，实现其面粗糙度的提高，例如，即使在加工燃料喷射式发动机的喷射孔的情况下，也可以以高的直线度加工燃料喷射时不产生偏向的、能够在燃烧室促进均匀燃烧的喷射孔。

附图说明

图1是显示本发明的一个实施方式的钻头主体1的前端部的侧视图。

图2是显示图1所示的实施方式的钻头主体1的前端部的围绕轴线O的旋转轨迹的概略图(切削刃部2和导向部6的形状、倒锥形被简化或者夸张地显示)。

标号说明

1 钻头主体

2 切削刃部

2A 切削刃

3 前端后刀面

4 排屑槽

5 外周面

5A 第1刃带部

5B 第2刃带部

6 导向部

6A 导向部6的最大外径部

O 钻头主体1的轴线

T 钻头旋转方向

D 切削刃2A的外径

R 导向部6的最大外径部6A所成的凸曲线的曲率半径

L 从切削刃部2的前端起的排屑槽4在轴线O方向上的槽长度

具体实施方式

图1和图2显示了将本发明应用于整体钻头的情况下的一个实施方式。即，在本实施方式中，钻头主体1由硬质合金等的硬质材料一体地形成，成为以轴线O为中心的大致圆柱轴状，图中未显示的后端部(比图1和图2所示的部分更位于右侧的部分)为柄部，该柄部通过装夹在机床的主轴，围绕上述轴线O而沿钻头旋转方向T旋转，同时向轴线O方向前端侧(在图1和图2中，为左侧)进给，从而利用在该钻头主体1前端侧的切削刃部2形成的切削刃2A，在工件上加工孔。

在此，在图1和图2所示的钻头主体1的前端部的外周，从该钻头主体1的前端后刀面3朝向后端侧围绕轴线O向钻头旋转方向T的后方侧扭转的排屑槽4，例如形成为到达上述柄部的前端，在该排屑槽4的朝向钻头旋转方向T的壁面4A和前端后刀面3的交叉棱线部，形成上述切削刃2A。此外，在该钻头主体1前端部，一对排屑槽4和切削刃2A形成为关于轴线O而成为180°旋转对称，并且，在沿圆周方向位于这些排屑槽4之间的外周面5，与排屑槽4同样地扭转的冷却孔1A从柄部后端贯穿设置在钻头主体1内，在上述前端后刀面3开口。

另外，在本实施方式中，在上述外周面5的钻头旋转方向T侧的边缘部，形成第1刃带部5A，该第1刃带部5A与该钻头旋转方向T侧的排屑槽4的上述壁面4A交叉，并且，在钻头旋转方向T后方侧的边缘部，形成第2刃带部5B，该第2刃带部5B与邻接于该钻头旋转方向T后方侧的排屑槽4的朝向钻头旋转方向T后方侧的壁面交叉。这些第1、第2刃带部5A、5B形成为，在与轴线O垂直的截面中，成为以该轴线O为中心的外径相互相等的圆弧状，并且，这些第1、第2刃带部5A、5B之间的外周面5的外径仅略微小于第1、第2刃带部5A、5B的上述外径。

再者，在钻头主体1前端侧的切削刃部2中，通过对这些第1、第2刃带部5A、5B赋予例如0.15/100～0.2/100左右的锥度的倒锥形，使得其外径分别随着从与前端后刀面3交叉的交叉棱线朝向后端侧而逐渐变小，所以，该切削刃部2的后端处的外径D1仅略微小于上述切削刃2A的外径D。

而且，在该切削刃部2的后端侧，形成在前端侧具有最大外径部6A的导向部6，该最大外径部6A的外径D2大于该切削刃部2后端处的外径D1，但是小于或等于切削刃2A的外径D，该导向部6的上述最大外径部6A形成为，在围绕轴线O的旋转轨迹中，成为平滑的凸曲线状。换言之，在钻头主体1前端侧，从其最前端的切削刃2A至该导向部6近前的外径D1的部分为止，为本实施方式的切削刃部2。

在此，在本实施方式中，该导向部6形成为，该导向部6的上述第1、第2刃带部5A、5B，在围绕轴线O的旋转轨迹中，从上述切削刃部2后端起成为半径R的凸圆弧状而向外周侧扩大直径，同时朝向后端侧延伸，到达上述最大外径部6A，在从该最大外径部6A保持着上述半径R的凸圆弧略微朝向后端侧且向内周侧延伸之后，成为与该凸圆弧平滑地相接的直线状，随着朝向后端侧而向内周侧延伸，使得形成为如上所述的最大外径部6A位于前端侧。另外，上述半径R在本实施方式中处于0.1mm～0.5mm的范围内。

所以，在该导向部6，在上述最大外径部6A所成的凸圆弧的后端侧，对第1、第2刃带部5A、5B赋予倒锥形，其锥度例如为0.10/100～0.15/100左右，比切削刃部2的倒锥形更平缓。另外，在本实施方式中，通过这样地赋予倒锥形，使得导向部6的后端处的外径D3小于最大外径部6A的外径D2。但是，在本实施方式中，该导向部6后端处的外径D3与切削刃部2后端的外径D1相等。

再者，在本实施方式中，这样的导向部6在切削刃部2的后端侧朝向轴线O方向以多个(图2中，为4个)连续的方式形成。这些导向部6形成为，围绕轴线O的旋转轨迹相互为相同形状和相同大小，从前端侧的导向部6的作为外径D3的上述后端起，其后端侧的导向部6的最大外径部6A，在围绕轴线O的旋转轨迹中如上所述地成为凸圆弧状而向外周侧突起，所以，最大外径部6A的轴线O方向的间隔以成为等间隔的方式配置。

另外，这样地形成多个的导向部6中的最后端的导向部6的最大外径部6A，相对于从上述切削刃部2的前端即钻头主体1的最前端至上述柄部前端为止的排屑槽4在轴线O方向上的槽长度L，位于L/3～L/2的范围内。所以，在其后端侧不形成导向部6，围绕轴线O的钻头主体1的旋转轨迹如图2所示，成为外径D3的圆柱状外形，排屑槽4形成在如此的外形，延伸至柄部前端。

此外，在本实施方式中，从该切削刃部2的前端起的排屑槽4在轴线O方向上的槽长度L相对于切削刃2A的外径D的比L/D为10以上，并且，切削刃2A的外径D自身例如为0.1mm～6mm，即，本实施方式的钻头为小直径长尺寸的整体钻头(双刃麻花钻)。另外，切削刃部2的轴线O方向的长度M相对于切削刃2A的外径D的比M/D为2～5的范围，在本实施方式中，切削刃部2的轴线O方向的长度M短于排屑槽4的导程，并且，各个导向部6的轴线O方向的长度N相对于外径D的比N/D为1～4的范围，在本实施方式中，该导向部6的长度N仅略微短于切削刃部2的长度M。

在这样地构成的钻头中，伴随着钻孔加工时的钻头主体1的进给，设在切削刃部2的后端侧的导向部6跟随着切削刃部2而插入加工孔，其最大外径部6A与该加工孔的内壁面滑动接触，由此，以切削刃部2部分的轴线O与加工孔的中心一致的方式支撑并引导该切削刃部2。所以，即使由于其后端侧的钻头主体1在与柄部之间弯曲并沿径向振动而产生跳绳现象，也能够沿着轴线O笔直地进行孔加工，即，能够防止孔弯曲，提高其直线前进性或直线度。

而且，在上述结构的钻头中，还由于该导向部6的最大外径部6A在围绕轴线O的旋转轨迹中形成为平滑的凸曲线(凸圆弧)状，因而，如上所述，在该最大外径部6A与加工孔的内壁面滑动接触时，不会切入工件带来损伤，能够防止由于这样的损伤而损害内壁面的面粗糙度。因此，例如在利用该钻头来加工燃料喷射式发动机的喷射孔的情况下，可以加工出燃料喷射时不产生偏向的、能够促进均匀燃烧的喷射孔。

另外，通过这样地导向部6的最大外径部6A形成为平滑的凸曲线状，从而在该导向部6插入加工孔时不会卡住，能够顺畅地将导向部6插入，并可靠且快速地引导切削刃部2。再者，由于能够分散并缓和该导向部6插入加工孔时的冲击或最大外径部6A与内壁面滑动接触所导致的负荷，因而能够防止在导向部6产生破损等损伤。

另外，在本实施方式中，该导向部6的最大外径部6A在围绕轴线O的旋转轨迹中所成的上述凸曲线的曲率半径R处于0.1mm～0.5mm的范围内，由此，能够更加可靠地起到如上所述的效果。即，如果该曲率半径小于上述范围，则接近最大外径部6A与加工孔内壁面在各个点滑动接触的状态，因而有可能切入内壁面，带来损伤。另一方面，反之，如果曲率半径大于上述范围，则最大外径部6A与加工孔内壁面滑动接触的滑动接触长度变得过长，钻头主体1旋转时的阻力增大，尤其在如上所述的小直径的钻头中，有可能导致钻头主体1折断。

再者，在本实施方式中，从切削刃部2的后端朝向轴线O方向后端侧形成多个这样的导向部6，并且，其最大外径部6A位于各个导向部6的前端侧，通过对其后端侧赋予倒锥形，使得后端侧的直径小于最大外径部6A。因此，与导向部6的直径遍及其全长地等于最大外径部6A的情况等相比，能够防止滑动接触长度变得过长，然而，利用多个导向部6而能够可靠地引导切削刃部2，能够进一步提高直线前进性。

另外，在这样地设有多个导向部6的情况下，在本实施方式中，其中的最后端的导向部6的最大外径部6A形成为，位于从切削刃部2的前端至排屑槽4的轴线O方向的槽长度L的L/2为止的范围内，由此，能够降低钻头主体1旋转时的阻力，同时实现更加可靠地引导切削刃部2。

即，如果钻头主体1插入加工孔上述槽长度L的一半以上，则即使在其后端侧产生跳绳现象，影响也不波及到前端的切削刃部2，反之，如果存在导向部6，则旋转阻力有可能增大。另一方面，由于在从该切削刃部2的前端至槽长度L的L/2为止的范围内，配置有多个导向部，因而能够利用这些导向部而可靠地确保切削刃部2的直线前进性。

此外，在本实施方式中形成为，导向部6的最大外径部6A在围绕轴线O的旋转轨迹中从切削刃部2的后端或邻接于前端侧的导向部6的后端起成为凸圆弧状而向外周侧扩大直径，但是，如果该旋转轨迹是平滑的凸曲线状，那么，也可以是例如椭圆弧状等的其他凸曲线，另外，在例如从切削刃部2或前端侧的导向部6的后端至最大外径部6A的近前的部分，旋转轨迹也可以成为直线状或凹曲线状而扩大直径。

再者，在本实施方式中，多个导向部6在轴线O方向上等间隔地配置，但这些导向部6的间隔也可以为不等间隔。例如，在设有多个导向部6的部分，如果在钻头主体1的后端侧，增大导向部6的最大外径部6A彼此的轴线O方向的间隔，而另一方面，在接近切削刃部2的钻头主体1的前端侧，使导向部6的最大外径部6A彼此的轴线O方向的间隔小于其后端侧，那么，能够实现阻力的降低并进一步提高切削刃部2的引导性。

另外，在本实施方式中，在钻头主体1的外周面5的外周，在其钻头旋转方向T侧和钻头旋转方向T的后方侧，形成第1、第2刃带部5A、5B，这些第1、第2刃带部5A、5B的旋转轨迹成为如上所述的凸曲线状而形成导向部6的最大外径部6A，但是，也可以例如刃带部仅为第1刃带部5A，在该第1刃带部5A形成导向部6，该第1刃带部5A的钻头旋转方向T后方侧的外周面5为相对于该第1刃带部5A而向径向内周侧后退的后刀面。另外，与此相反，也可以将从第1刃带部5A至第2刃带部5B之间的外周面5的外周的整体作为与轴线O垂直的截面成为以该轴线O为中心的圆弧状的刃带部，成为其旋转轨迹具有凸曲线状的最大外径部6A的导向部6。

工业上的实用性

在本发明的钻头中，能够利用导向部而沿轴线方向笔直地引导切削刃部，确保加工孔的直线前进性，并且，通过该导向部的滑动接触，能够防止该加工孔内壁面受损，进行其表面状态提高的孔加工。例如，即使在加工燃料喷射式发动机的喷射孔的情况下，也可以以高的直线度加工燃料喷射时不产生偏向的、能够在燃烧室促进均匀燃烧的喷射孔。

Claims

1.一种钻头，其中，在围绕轴线旋转的轴状的钻头主体的外周，从前端后刀面朝向后端侧形成排屑槽，在该排屑槽的朝向钻头旋转方向的壁面和所述前端后刀面的交叉棱线部，形成切削刃，所述钻头主体前端侧的切削刃部的所述轴线方向后端侧的外径小于所述切削刃的外径，并且，在该切削刃部的后端侧，形成在前端外周侧具有最大外径部的导向部，该最大外径部的直径大于该切削刃部后端的外径，小于或等于所述切削刃的外径，该导向部的所述最大外径部，在围绕所述轴线的旋转轨迹中成为平滑的凸曲线状。

2.根据权利要求1所述的钻头，其特征在于，所述导向部的最大外径部在围绕所述轴线的旋转轨迹中所成的凸曲线的曲率半径处于0.1mm～0.5mm的范围内。

3.根据权利要求1或2所述的钻头，其特征在于，所述导向部的所述轴线方向后端侧的外径小于所述最大外径部，并且，在所述切削刃部的后端侧，沿所述轴线方向形成多个该导向部。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的钻头，其特征在于，在所述切削刃部的后端侧，沿所述轴线方向形成多个该导向部，其中最后端的导向部的所述最大外径部形成为，位于从所述切削刃部的前端至所述排屑槽的所述轴线方向的槽长度L的L/2为止的范围内。