CN102728870B - 碳素纤维强化树脂复合材料用切削刀具 - Google Patents

Abstract

一种碳素纤维强化树脂复合材料用切削刀具，其耐磨性优良，抑制伴随切削刃前端的磨损的切削性能的下降，切削性能可以持续更长的加工时间。在切削刃上实施耐磨覆膜，切削刃的后角大于或等于20度且小于或等于40度，在被切削材料的切削过程中，前倾面上的覆膜的切削刃前端的边缘部磨损，随着该磨损向半径方向内侧的进行，后隙面上的覆膜的切削刃前端的边缘部由于与被切削材料摩擦而削减，其下面的母材露出，然后该露出的母材磨损而使后隙面向半径方向内侧后退，切削刃变尖而保持锐利。切削刃在使其切削刃前端从刀具前端向轴方向后方延伸后，向成为最大径的切削刃最大径位置的轴方向的更后方扩大而形成，切削刃最大径位置由于磨损而向轴方向后方后退。

Description

碳素纤维强化树脂复合材料用切削刀具

技术领域

本发明涉及一种在切削刃上实施了耐磨覆膜的碳素纤维强化树脂复合材料用切削刀具。

背景技术

在使用钻头等切削刀具在碳素纤维强化树脂复合材料上加工孔的情况下，层离(层间剥离)、纤维的断裂、毛刺等成为问题。

当前，作为不容易产生这种问题的钻头，使用专利文献1、2中记载的双角钻头。

对于专利文献1记载的双角钻头，为了使耐磨性提高，在前端部实施金刚石覆膜。

专利文献1：日本实开平6－075612号公报

专利文献2：日本特开2008－036759号公报

发明内容

在这里，对当前典型的在钻头上实施了耐磨覆膜的情况进行说明。

如图10所示的钻头，是当前典型的钻头的一个例子。对于图10所示的钻头，在前端部101和柄部102之间的部分形成两条槽103。在图10中，作为槽103例示了螺旋槽。在前端部101上形成两对切削刃107、107。在切削刃107的一侧形成前倾面106，在相反侧形成后隙面110。

前端部101被横刃修磨，槽103与修磨部111连续。在因修磨部111及槽103而凹陷的部分上形成前倾面106。前倾面106和后隙面110形成锐角，在切削刃107的前端汇合。切削刃107从刀具前端O至切削刃最大径位置RX以固定的前端角形成。

从切削刃最大径位置RX向轴AX方向的后方形成刃带105。也就是说，在切削刃最大径位置RX处切削刃107的前端棱线116A(参照图10(c))和刃带105连接。切削刃107的前端棱线116A和刃带105不平滑地连续，在切削刃最大径位置RX处形成相对角。刃带105是与被加工孔的内表面接触而支撑钻头的部分，以与被加工孔的内表面平行的方式形成，另一方面，由于切削刃107从刀具前端O开始以固定的前端角形成，因此二者在切削刃最大径位置RX处的角度不一致、不连续。

如图11(a1)(a2)(a3)(a4)的剖面示意图所示，在该钻头上，从切削刃107开始在刃带105的形成部分的整个范围内实施耐磨覆膜112。

在还未用于切削的初始状态下，切削刃107具有在图10(b)(c)中以实线表示的前端棱线116A，未产生磨损，切削刃形状和耐磨覆膜112的状态如图11(a1)(a2)(a3)(a4)所示。

如果将钻头用于切削，则如图11(b1)(b2)(b3)(b4)所示，由于因与被切削材料W的磨擦而产生的磨损，耐磨覆膜112削减。对于一定磨损后的切削刃107如图11(b1)(b2)所示，其母材露出，露出的母材开始磨损，磨损进一步发展。由于半径越大相对于被切削材料W的速度越大，切削负载越高，因此与图11(b1)所示的较前端侧的A-A剖面相比，在图11(b2)所示的较后端侧的A1-A1剖面上，磨损发展得较大。

对于图11(b3)(b4)所示的刃带形成部，半径也较大，但由于不利用刃带105进行切削，并且仅刃带105的宽度部分与被切削材料W的接触面积较大，每单位面积的摩擦负载变小，因此其不如切削刃107磨损严重。

上述结果，对于一定磨损后的切削刃107，如图10(b)(c)中双点划线所示，在作为与刃带105的交界的切削刃最大径位置RX附近损坏，变化为弯曲的切削刃前端棱线116B。在图10(c)中，Ho表示通过切削刃最大径位置RX且与刀具中心轴AX平行的辅助线，Ha表示切削刃最大径位置RX处的初始切削刃前端棱线116A的延长辅助直线，Hb表示切削刃最大径位置RX处的一定磨损后的切削刃前端棱线116b的延长辅助直线。从该延长辅助直线Hb可知，在切削刃最大径位置RX处，切削刃前端角接近180度。在180度的前端角的切削刃处，由于外周部的刃带变薄而给孔径及孔的内表面的表面精度带来恶劣影响。因此，在切削刃最大径位置RX处的切削刃前端角接近180度的某个阶段，存在切削性能显著下降而使作为切削刀具的使用寿命缩短的问题。

该问题，即使使用使切削刃的前端角变化的双角钻头也无法解决。另外，即使使切削刃前端棱线及刃带平滑地连续，在切削刃和刃带形成部处磨损量的不同也不会改变，仍然无法解决该问题。

根据本发明人的研究可以确认，通过使切削刃的后角减小，而与上述的刃带形成部相同地，与被切削材料W的接触面积变大，每单位面积的磨擦负载变小，因此可以将磨损的进行抑制得较小。因此，在切削刃和刃带形成部处使磨损量接近。但是产生下述问题。如图12所示，如果将切削刃207的后隙面210的后角减小(10度左右)，则磨损以图12(a)→(b)→(c)→(d)的顺序进行。伴随磨损的进行，后隙面210上的耐磨覆膜212与被切削材料W的接触面S1的面积变大。另一方面，后隙面206上的耐磨覆膜210与被切削材料W的接触面的面积，始终与耐磨覆膜212的层厚方向的剖面积大致相等。由此，后隙面206上的耐磨覆膜212及切削刃前端215的露出的母材的磨损仍然发展，另一方面，由于后隙面210上的耐磨覆膜212的磨损发展变得较慢，因此切削刃前端215的R变大，产生切削性能下降而使作为切削刀具的使用寿命缩短的问题。

本发明就是鉴于上述现有技术中的问题而提出的，其课题在于提供一种切削刀具，该切削刀具耐磨性优良，并且抑制伴随切削刃前端磨损的切削性能的下降，切削性能可以持续更长的加工时间。

用于解决上述课题的技术方案1所述的发明提供一种碳素纤维强化树脂复合材料用切削刀具，其特征在于，切削刃以下述方式形成，即，其切削刃前端从刀具前端向轴向后方延伸，一直到达比初次成为最大径的切削刃最大径位置更靠轴向后方，从切削刃的前倾面直至后隙面实施耐磨性比前述切削刃的母材高的材料的覆膜，使前述切削刃的后角大于或等于20度且小于或等于40度，在被切削材料的切削过程中，前述前倾面上的前述覆膜的切削刃前端的边缘部由于与前述被切削材料的磨擦而磨损，随着该磨损向半径方向内侧发展，前述后隙面上的前述覆膜的切削刃前端的端部由于与前述被切削材料的摩擦而削减，其下面的前述母材露出，然后该露出的母材因与前述被切削材料的磨擦而磨损，由此前述后隙面向半径方向内侧后退，由于与被切削材料的磨擦，前述切削刃前端磨损而向半径方向内侧位移，并且前述后隙面向半径方向内侧后退，从而使前述切削刃变尖，前述切削刃保持锐利，前述切削刃因与被切削材料的磨擦而磨损，从而前述切削刃最大径位置向轴向后方后退。

根据技术方案1所述的切削刀具，其特征在于，由于与被切削材料的磨擦，前述切削刃前端磨损而向半径方向内侧位移，但由于前述切削刃最大径位置向轴向后方后退，因此在前述切削刃最大径位置的轴向前后的整个范围内的前述切削刃的前端棱线不弯曲，保持为平缓且凸出的曲线。

根据技术方案1所述的切削刀具，其特征在于，将超硬质合金作为母材而形成前述切削刃，前述覆膜为金刚石覆膜。

根据技术方案1所述的切削刀具，其特征在于，前述切削刃，其前端角从切削刃最大径位置处的前端角0度开始朝向轴向前方连续变化地增加，并且直至刀具前端或至刀具前端的中途连续地形成。

根据技术方案1所述的切削刀具，其特征在于，前述覆膜，其维氏硬度即HV大于或等于2500。

发明的效果

根据本发明，由于从切削刃的前倾面直至后隙面实施耐磨性比切削刃的母材高的材料的覆膜，因此耐磨性优良，可以利用锐利的切削刃高效地切削被切削材料，即使由于被切削材料的切削而进行切削刃前端的磨损，由于后隙面向半径方向内侧后退使切削刃变尖而保持锐利，并且，由于切削刃最大径位置向轴方向后侧后退，因此在切削刃最大径位置的轴向前后的整个范围内的切削刃的前端棱线不弯曲，保持为平缓且凸出的曲线，可以继续用于切削。

因此，根据本发明，具有下述效果：耐磨性优良，并且抑制伴随切削刃前端的磨损的切削性能的下降，切削性能可以持续更长的加工时间。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式涉及的钻头的整体侧视图。

图2与本发明的第1实施方式有关，图(a)是钻头的前端部侧视图，图(b)是从图(a)中示出的箭头α方向观察的向视图，图(c)是从图(a)中示出的箭头β方向观察的向视图

图3与本发明的第1实施方式有关，图(a)是钻头的前端部侧视图，图(b)是从图(a)中示出的箭头β方向观察的向视图，图(c1)是切削刃的A-A剖面示意图，图(c2)是切削刃的B-B剖面示意图，图(c3)是切削刃的B1-B1剖面示意图，图(c4)是切削刃的C-C剖面示意图。此外，表示还未用于被切削材料的切削的初始状态。

图4与本发明的第1实施方式有关，图(a)是图1中示出的钻头的前端部的放大图，图(b)是从图(a)中示出的箭头β方向观察的向视图，图(c1)是切削刃的A-A剖面示意图，图(c2)是切削刃的B-B剖面示意图，图(c3)是切削刃的B1-B1剖面示意图，图(c4)是切削刃的C-C剖面示意图。其中，表示由于被切削材料的切削而被磨损的中期状态。

图5与本发明的第1实施方式有关，图(a)是图1中示出的钻头的前端部的放大图，图(b)是从图(a)中示出的箭头β方向观察的向视图，图(c1)是切削刃的A-A剖面示意图，图(c2)是切削刃的B-B剖面示意图，图(c3)是切削刃的B1-B1剖面示意图，图(c4)是切削刃的C-C剖面示意图。其中，表示由于被切削材料的切削而进一步被磨损的末期状态。

图6是被磨损后的切削刃的剖面示意图。

图7与本发明的第2实施方式有关，图(a)是钻头的前端部侧视图，图(b)是从图(a)中示出的箭头β方向观察的向视图，图(c1)是切削刃的A-A剖面示意图，图(c2)是切削刃的B-B剖面示意图，图(c3)是切削刃的B1-B1剖面示意图，图(c4)是切削刃的C-C剖面示意图。此外，表示还未用于被切削材料的切削的初始状态。

图8与本发明的第2实施方式有关，图(a)是图1中示出的钻头的前端部的放大图，图(b)是从图(a)中示出的箭头β方向观察的向视图，图(c1)是切削刃的A-A剖面示意图，图(c2)是切削刃的B-B剖面示意图，图(c3)是切削刃的B1-B1剖面示意图，图(c4)是切削刃的C-C剖面示意图。其中，表示由于被切削材料的切削而被磨损末期状态。

图9是图8中示出的D2部的详细图。

图10与现有的一个例子相关，图(a)是钻头的整体侧视图，图(b)是前端部侧视图，图(c)是图(b)中示出的D1部的详细图。

图11(a1)是切削刃的图10(b)中示出的A-A剖面示意图，图(a2)是切削刃的图9(b)中示出的A1-A1剖面示意图，图(a3)是切削刃的图10(b)中示出的B-B剖面示意图，图(a4)是切削刃的图10(b)中示出的C-C剖面示意图，表示还未用于被切削材料的切削的初始状态。图(b1)是切削刃的图10(b)中示出的A-A剖面示意图，图(b2)是切削刃的图10(b)中示出的A1-A1剖面示意图，图(b3)是切削刃的图10(b)中示出的B-B剖面示意图，图(b4)是切削刃的图10(b)中示出的C-C剖面示意图，表示由于被切削材料的切削而被磨损的末期状态。

图12是表示实施了耐磨覆膜的后角较小的切削刃的磨损的进行状态的剖面示意图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。下面是本发明的一个实施方式，并不是限定本发明。

(第1实施方式)

首先，参照图1至图5对本发明的第一实施方式进行说明。

如图1所示，本实施方式的钻头具有前端部1和柄部2。在前端部1和柄部2之间的部分形成两条直槽3。

如图2所示，在前端部1上，相对于中心轴AX对称地设置一对切削刃。切削刃从前端开始由一次切削刃7和二次切削刃8构成。一次切削刃7在从二次切削刃8的形成部位凸出的部分的前端形成，在轴向上与二次切削刃8分离。一次切削刃7的最大径和二次切削刃8的最小径一致。切削刃7从刀具前端O以固定的前端角形成。形成二次切削刃8的前端棱线由平滑的曲线形成，越向后方前端角越小，在切削刃最大径位置前端角变为0。

也就是说，如图3(a)所示，二次切削刃8形成为，其前端角从切削刃最大径位置处的前端角0度开始，朝向轴AX方向前方连续变化地增加，并且在直至到达刀具前端O的中途为止连续地形成。也可以一直形成至刀具前端O，去除直线状的切削刃7，仅形成R形状的切削刃8。

在切削刃上分别形成前倾面6及后隙面9、10、13。

前端部1被横刃修磨，直槽3、3与修磨部11、11连续。在因修磨部11、11及直槽3、3而凹陷的部分处形成前倾面6。

前倾面6和切削刃第二后隙面9形成锐角，在一次切削刃7的前端汇合。另外，前倾面6和切削刃第二后隙面10形成锐角，在二次切削刃8的前端汇合。在切削刃第二后隙面10的切削方向的后方连续地形成切削刃第三后隙面13。由切削刃第三后隙面13和切削刃第二后隙面10形成的内角成为比180度小的角度。

在直槽3、3之间的部分上，在沿直槽3、3的两边缘形成刃带5、5。在两边缘的刃带5、5之间形成平面切削后隙面4。切削方向前缘的刃带5在切削刃第二后隙面10的轴AX方向后方连续地形成。在切削刃第三后隙面13的轴AX方向后方连续地形成平面切削后隙面4及切削方向后缘的刃带5。4个刃带5、5、5、5与被加工孔的内表面接触而支撑钻头。

如图3(a)(b)所示，二次切削刃8与切削刃最大径位置RX处相比，进一步向轴AX方向后方形成。将二次切削刃8中的在初始的切削刃最大径位置RX的轴AX方向后方形成的切削刃称为后方预备刃14(不包含初始的切削刃最大径位置RX)

后方预备刃14以前端角为0而形成。如图3(c1)(c2)(c3)所示，包含后方预备刃14在内的二次切削刃8设置有后角。为了得到后隙面的适当耐磨性和切削刃所必要的强度，切削刃7、8的后角成为大于或等于15度而小于或等于45度。进一步优选大于或等于20度而小于或等于40度。

如图3(c1)(c2)所示，在切削刃最大径位置RX及其前方位置处，二次切削刃8形成为前倾面6和切削刃第二后隙面10在切削刃前端15处汇合的锐利形状。后方预备刃14也相同地，也可以形成为前倾面6和切削刃第二后隙面10在切削刃前端15处汇合的锐利形状。但是，担心由于切削刃第二后隙面10的形成误差会使切削刃前端15相对于轴AX的半径不同。为了将由该形成误差对切削刃半径的影响吸收，如图3(c3)所示，也可以对于前倾面6设置少许刃带17而形成切削刃第二后隙面10。该误差吸收用的刃带17与上述的钻头支撑用的刃带5相同地，在与以轴AX为中心的半径方向垂直的面上形成，但刃带17的宽度小于或等于0.1mm。刃带5的宽度例如为1.0mm。

切削刃的母材为超硬质合金。如图3(c1)(c2)(c3)(c4)所示，对一次切削刃7、二次切削刃8(包含后方预备刃14)及刃带5实施耐磨覆膜12。对于一次切削刃7、二次切削刃8，耐磨覆膜12从前倾面6开始直至后隙面9、10而实施。对于刃带5，耐磨覆膜12从前倾面6开始直至刃带5、后隙面4而实施。由于耐磨覆膜12是为了使耐磨性提高，因此要求其是耐磨性比切削刃的母材高的材料，例如，对于超硬质合金的母材实施金刚石覆膜作为耐磨覆膜12。

下面，对将上述实施方式的钻头用于切削时的作用进行说明。被切削材料W为碳素纤维强化树脂复合材料。

如果将该钻头用于被切削材料W的切削，则相对于图3所示的还未用于被切削材料的切削的初始状态，如图4及图5所示，耐磨覆膜12及从耐磨覆膜12露出的母材被磨损。

如图3(c1)→图4(c1)→图5(c1)及图3(c2)→图4(c2)→图5(c2)所示，在进行被切削材料W的切削过程中，前倾面6上的耐磨覆膜12的切削刃前端15的端部由于与被切削材料的摩擦而磨损。伴随该磨损向半径方向内侧的进行，后隙面10上的耐磨覆膜12的切削刃前端15的端部由于与被切削材料的摩擦而削减，其下面的母材露出。该露出的母材因与被切削材料的磨擦而进一步磨损，因此与切削刃前端15相邻的后隙面向半径方向内侧后退。这样，由于与被切削材料W的摩擦，切削刃前端15磨损而向半径方向内侧位移，但由于后隙面向半径方向内侧后退而使切削刃变尖，从而使切削刃保持锐利。

为了得到这种作用，即用于使切削刃保持锐利的后隙面的适当耐磨性，如上所述，后角成为大于或等于15度，优选大于或等于20度。

在图6中示出后角θ、后隙面10上的耐磨覆膜12与被切削材料W的接触宽度x、以及耐磨覆膜12的厚度t。并且，在后角θ变为5度、10度…45度、50度时，接触宽度x如表1所示变化。

[表1]

由于后角θ越小，接触宽度x变得越大，从而与被切削材料W的接触面积变大，每单位面积的摩擦负载变小，因此可以将磨损的发展抑制得较小。因此，后隙面10上的耐磨覆膜12也如表1记载所示，后角θ越小越不容易磨损，后角θ越大越容易磨损。

由此，为了使后隙面的耐磨性提高，只要将后角增大即可。

此外，在后隙面10上的耐磨覆膜12上，作用由于与被切削材料W的摩擦而作用使其从母材上剥离的方向的力，另一方面，在前倾面6上的耐磨覆膜12上，作用由于与被切削材料W的摩擦而挤压母材的方向的力。在这点上，与前倾面6上的耐磨覆膜12相比，后隙面10上的耐磨覆膜12具有容易磨损的倾向。该倾向与通过将后角θ增大而使后隙面10的耐磨性提高相均衡，前倾面6上的耐磨覆膜12的磨损发展与后隙面10上的耐磨覆膜12的磨损发展保持平衡。

另一方面，如果使后角θ增大，则切削刃变薄，强度下降，容易产生缺口。切削刃也如表1记载所示，后角θ越小越不容易产生缺口，后角θ越大越容易产生缺口。

在表1中，项目E、F、G是切削耐久试验结果的相对评价。

项目E为“层离的发生度”，发生度以◎、○、△、X的顺序增多。后隙面越靠近被加工面而层离越容易发生。

项目F为“寿命”，寿命以◎、○、△的顺序变短。项目G为“切削刃破损的发生度”。如果后角θ过大，则切削刃过早磨损，或在切削刃上产生缺口，寿命变短。

由于以上所述，为了得到后隙面适当的耐磨性及切削刃必要的强度，另外，为了抑制耐磨覆膜12和后隙面10上的耐磨覆膜12的磨损发展的不平衡，并且为了抑制相对于碳素纤维强化树脂复合材料的层离的产生，切削刃7、8的后角成为大于或等于15度小于或等于45度，进一步优选大于或等于20度小于或等于40度。

另外，如图3(a)(b)→图4(a)(b)→图5(a)(b)所示，在进行被切削材料W的切削过程中，由于因与被切削材料W的摩擦而产生的切削刃8的磨损，切削刃最大径位置RX向轴AX方向后方后退。

在如图3(a)(b)所示的初始状态下，切削刃最大径位置RX位于B-B剖面上。在磨损发展后而如图4(a)(b)所示的状态下，切削刃最大径位置RX向B-B剖面的后方移动。后方预备刃14开始用于为了被切削材料上已有孔径的扩大的切削中。

在磨损进一步发展而如图5(a)(b)所示的状态下，切削刃最大径位置RX移动至B1-B1剖面的后方。后方预备刃14的一半以上的全部长度用于为了被切削材料的孔径扩大的切削中。

将图3(a)所示的初始状态中的切削刃前端棱线16A在该图中由实线表示，在图4(a)及图5(a)中以双点划线表示。图4(a)中的切削刃前端棱线是16B，图5(a)中的切削刃前端棱线是16C。

由于与被切削材料W的摩擦，切削刃前端产生磨损而向半径方向内侧位移，棱线以16A→16B→16C的顺序变化，但由于切削刃最大径位置RX向轴AX方向后方后退，因此在切削刃最大径位置RX的轴AX方向的前后的整个范围内的切削刃8的前端棱线保持为平缓且凸出的曲线。由于切削刃最大径位置RX向轴AX方向后方后退，因此在切削刃最大径位置RX的轴AX方向的前后的整个范围内的切削刃8的前端棱线，其曲率不会从初始状态开始增大，而保持为平缓且凸出的曲线。

根据上述说明的本实施方式的钻头，由于从切削刃7、8的前倾面6开始直至后隙面9、10实施耐磨性比切削刃的母材高的材料的覆膜12，因此耐磨性优良，可以利用锐利的切削刃高效地切削被切削材料，即使由于被切削材料的切削而切削刃前端的磨损发展，由于后隙面向半径方向内侧后退也会使切削刃7、8变尖而保持锐利，并且，由于切削刃最大径位置RX向轴方向后侧后退，因此在切削刃最大径位置RX的轴AX方向前后的整个范围内的切削刃的前端棱线保持为平缓且凸出的曲线，可以继续用于切削。

因此，该钻头耐磨性优良，并且抑制伴随切削刃前端的磨损的切削性能的下降，切削性能可以持续更长的加工时间。

(第2实施方式)

下面，参照图7至图9对本发明的第2实施方式进行说明。本实施方式是用于表示上述第1实施方式的后方预备刃14的有效性的对比实施方式。因此，如图7所示，本实施方式的钻头的不同点是：二次切削刃8不具有后方预备刃14。也就是说，本钻头的二次切削刃8不向最大径位置RX的轴AX方向的更后方扩大形成，二次切削刃8后方末端为切削刃最大径位置RX，从切削刃最大径位置至后方形成刃带5。其他形状与上述第1实施方式相同。

如果将不具有该后方预备刃14的本钻头用于切削，则从图7所示的初始状态磨损为图8所示的状态。初始的切削刃前端棱线16A，由于磨损而变化为图8(a)所示的切削刃前端棱线16D。切削刃最大径位置RX附近的切削刃前端棱线16的形状变为如图9所示。在图9中，Ho表示通过切削刃最大径位置RX且与刀具中心轴AX平行的辅助线。辅助线Ho也相当于切削径最大径位置RX处的初始切削刃前端棱线16A的延长直线。另外在图9中，Hc表示切削刃最大径位置RX处的产生一定磨损后的切削刃前端棱线16D的延长辅助直线。

对于图8(c2)(c3)(c4)所示的刃带形成部，由于刃带5不进行切削，并且刃带5的宽度部分与被切削材料W的接触面积较大，每单位面积的摩擦负载变小，因此磨损不如切削刃8严重。其结果，对于产生一定磨损后的切削刃8，如图8(a)及图9所示，在作为与刃带5的交界的切削刃最大径位置RX附近产生变动而变化为弯曲的切削刃前端棱线16D。

由该延长辅助直线Hc可知：在切削刃最大径位置RX处，切削刃前端角接近180度。180度的前端角的切削刃无法进行切削。因此，在切削刃最大径位置RX处的切削刃前端角接近180度的某阶段，切削性能显著下降，使作为切削刀具的使用寿命缩短。

图8、图9所示的本实施方式的钻头的直至使用寿命为止的加工时间，达不到图5所示的上述第1实施方式的钻头的直至使用寿命为止的加工时间。也就是说，对于不具有后方预备刃14的本实施方式的钻头，与具有后方预备刃14的上述第1实施方式的钻头相比，会提前迎来使用寿命。

另外，对于本实施方式的钻头，由于至使用寿命为止的加工数较少，因此如图8(c1)所示，在切削刃8上实施的耐磨覆膜12的磨损不如图4(c1)或图5(c1)所示的上述第1实施方式的磨损严重。因此，为了得到用于使切削刃保持锐利的后隙面的适当耐磨性而使后角成为大于或等于15度，优选大于或等于20度，作用不如上述第1实施方式有效，使用寿命缩短。

此外，作为可以有效地使用本发明的切削刀具的被切削材料，不限于上述的材料。对于产生图12所示的切削刃磨损现象的被切削材料，可以有效地使用本发明的切削刀具，由此得到本发明的效果。具体地说，对于纤维强化树脂复合材料、混凝土等，可以有效地使用本发明的切削刀具。对于粘度较高的金属材料，由于切削刃变得不能使用的过程不是由图12所示的磨损现象产生的，因此对于这种材料，根据上述的本发明的切削刃维持原理不能有效地发挥。对于金属或铸物等粘度较低的材料，可以有效地使用本发明的切削刀具。

此外，当前已知为了在超硬质合金上实施金刚石覆膜，超硬质合金的钴含有率必须小于或等于6％(重量浓度，下面相同)。这是由于钴含有率增大，金刚石覆膜会剥离。

由于本发明的切削刃维持原理在于通过切削时的磨损使后隙面的母材减少，因此优选母材为低硬度。因此在使用金刚石覆膜的情况下，优选使超硬质合金的钴含有率最高为现有的上限6％。

为了更好地发挥本发明的切削刃维持原理，在将来，构成“将钴含有率超过6％的超硬质合金作为母材而形成切削刃，在前述切削刃上实施金刚石覆膜的切削刀具”是有效的。

(第3实施方式)

下面，对本发明的第3实施方式进行说明。

为了发挥上述的本发明的切削刃维持原理，将高速工具钢作为母材而形成切削刃的钻头也是有效的。本实施方式的钻头为，在上述第1实施方式的钻头中，使母材为高速工具钢，使用下面列举的材料作为耐磨覆膜12。

例如，使用SKH51或HAP72作为母材的高速工具钢。SKH51的维氏硬度(HV)为700，HAP72的维氏硬度(HV)为940。

作为从切削刃的前倾面直至后隙面实施的耐磨覆膜12，可以使用利用物理气相沉积法(PhysicalVaporDeposition；PVD)或化学气相沉积法(ChemicalVaporDeposition；CVD)在母材上形成的薄膜。其中，作为可在上述的SKH51上成膜的薄膜，可以例举TiAlN膜(例如，日本エリコンバルザース公司生产的BALINIT-SQ(BALINIT为注册商标)，HV＝3300)，TiCN膜(例如，日本エリコンバルザース公司生产的BALINIT-B(BALINIT为注册商标)，HV＝3000)等。

如这些薄膜所示，如果维氏硬度(HV)大于或等于2500，则相对于母材的高速工具钢的硬度充分高，可以使耐磨性提高，并且由于磨损发展而可以良好地实现上述的本发明的切削刃维持原理。

切削刃形状与上述第1实施方式相同，相同地，由于在上述第1实施方式中说明的耐磨覆膜12及母材的磨损发展而产生切削刃前端形状的改变，同样得到切削性能持续更长的加工时间的效果。

也就是说，如图3(c1)→图4(c1)→图5(c1)及图3(c2)→图4(c2)→图5(c2)所示，在进行被切削材料W的切削过程中，前倾面6上的耐磨覆膜12的切削刃前端15的边缘部由于与被切削材料的摩擦而磨损。伴随该磨损向半径方向内侧的发展，后隙面10上的耐磨覆膜12的切削刃前端15的边缘部由于与被切削材料W的摩擦而削减，其下面的母材露出。该露出的母材因与被切削材料W的摩擦而进一步磨损，因此与切削刃前端15相邻的后隙面向半径方向内侧后退。这样，由于与被切削材料W的摩擦，切削刃前端15磨损而向半径方向内侧位移，但由于后隙面向半径方向内侧后退而使切削刃变尖，从而使切削刃保持锐利。

为了良好地实现该效果，后角与上述第1实施方式相同地，优选大于或等于15度。

此外，由于与超硬质合金相比高速工具钢韧性较高，因此与使母材为超硬质合金的情况对比，在使母材为高速工具钢的本实施方式中，即使将后角增大，切削刃的刚性减弱，也容易确保不引起缺口等破损的必要强度。因此，也容易使后角大于或等于20度，进而大于或等于30度，大于或等于40度。

另外，由于与被切削材料W的摩擦，切削刃前端产生磨损而向半径方向内侧位移，棱线以16A→16B→16C的顺序变化，但由于切削刃最大径位置RX向轴AX方向后方后退，因此在切削刃最大径位置RX的轴AX方向的前后的整个范围内的切削刃8的前端棱线保持为平缓且凸出的曲线。由于切削刃最大径位置RX向轴AX方向后方后退，因此在切削刃最大径位置RX的轴AX方向的前后的整个范围内的切削刃8的前端棱线，其曲率不会从初始状态开始增大，而保持为平缓且凸出的曲线。

根据本实施方式的钻头，由于从切削刃7、8的前倾面6开始直至后隙面9、10实施耐磨性比切削刃的母材高的材料的覆膜12，因此耐磨性优良，可以利用锐利的切削刃高效地切削被切削材料，即使由于被切削材料的切削而切削刃前端的磨损发展，由于后隙面向半径方向内侧后退也会使切削刃7、8变尖而保持锐利，并且，由于切削刃最大径位置RX向轴AX方向后方后退，因此在切削刃最大径位置RX的轴AX方向的前后的整个范围内的切削刃的前端棱线保持为平缓且凸出的曲线，可以继续用于切削。

因此，该钻头耐磨性优良，并且抑制伴随切削刃前端的磨损的切削性能的下降，切削性能可以持续更长的加工时间。

Claims (5)

1.一种碳素纤维强化树脂复合材料用切削刀具，其特征在于，

切削刃以下述方式形成，即，其切削刃前端从刀具前端向轴向后方延伸，一直到达比初次成为最大径的切削刃最大径位置更靠轴向后方，

从前述切削刃的前倾面直至后隙面实施耐磨性比前述切削刃的母材高的材料的覆膜，

使前述切削刃的后角大于或等于20度且小于或等于40度，

在被切削材料的切削过程中，前述前倾面上的前述覆膜的切削刃前端的边缘部由于与前述被切削材料的磨擦而磨损，随着该磨损向半径方向内侧发展，前述后隙面上的前述覆膜的切削刃前端的端部由于与前述被切削材料的摩擦而削减，其下面的前述母材露出，然后该露出的母材因与前述被切削材料的磨擦而磨损，由此前述后隙面向半径方向内侧后退，由于与被切削材料的磨擦，前述切削刃前端磨损而向半径方向内侧位移，并且前述后隙面向半径方向内侧后退，从而使前述切削刃变尖，前述切削刃保持锐利，前述切削刃因与被切削材料的磨擦而磨损，从而前述切削刃最大径位置向轴向后方后退。

2.根据权利要求1所述的碳素纤维强化树脂复合材料用切削刀具，其特征在于，

由于与被切削材料的磨擦，前述切削刃前端磨损而向半径方向内侧位移，但由于前述切削刃最大径位置向轴向后方后退，因此在前述切削刃最大径位置的轴向前后的整个范围内的前述切削刃的前端棱线不弯曲，保持为平缓且凸出的曲线。

3.根据权利要求1所述的碳素纤维强化树脂复合材料用切削刀具，其特征在于，

将超硬质合金作为母材而形成前述切削刃，

前述覆膜为金刚石覆膜。

4.根据权利要求1所述的碳素纤维强化树脂复合材料用切削刀具，其特征在于，

前述切削刃，其前端角从切削刃最大径位置处的前端角0度开始朝向轴向前方连续变化地增加，并且直至刀具前端或至刀具前端的中途连续地形成。

5.根据权利要求1所述的碳素纤维强化树脂复合材料用切削刀具，其特征在于，

前述覆膜，其维氏硬度即HV大于或等于2500。