CN102825304A

CN102825304A - 钻头

Info

Publication number: CN102825304A
Application number: CN2012102049579A
Authority: CN
Inventors: 东胁启文; 桥本英二; 斋藤学; 渡边政雄; 中畑达雄
Original assignee: Makotoloy Co Ltd; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2011-06-17
Filing date: 2012-06-18
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2032-06-18
Also published as: US20120321403A1; CN102825304B; KR20150127831A; EP2535129A1; JP2013000843A; US9409239B2; EP2535129B1; JP5933935B2

Abstract

本发明提供一种钻头，其在一次对将金属部件和纤维增强树脂复合材料层叠而成的被切削材料进行穿孔的过程中，可以长期稳定地高精度地进行穿孔。上述钻头为将切削刃沿轴向分割而具有大于或等于2段的台阶状的切削刃a，从前端开始的第1段切削刃形成为，相对于第2段及以后的切削刃，切削刃个数较少或前角较大或后角较大，从而其特性为，与切削刃个数、前角、后角与第2段及以后的切削刃相同的情况相比，切削的轴向阻力较小。例如，使用第1段切削刃2个刀刃、第2段4个刀刃、第3段4个刀刃，前角θ1>θ2>θ3、后角γ1≧γ2≧γ3的条件，各个第1、2段前角一定，第3段随着向钻头后端侧移动前角逐渐减小，使刀刃棱线形成为平滑的曲线形状。

Description

钻头

技术领域

本发明涉及一种切削刃沿轴向被分割成台阶状的钻头。

背景技术

如公知所示，作为穿孔工具而使用钻头。2刃钻头被广泛使用（例如，专利文献1）。

现有的典型的钻头，如图10及图11所示的钻头b所示，在前端部具有前角一定的2个切削刃。

另一方面，在各种产业中，要求利用一个钻头一次对下述被切削材料W进行穿孔加工，该切削材料W为图10及图11所示的金属部件W1和树脂复合材料W2层叠而成。这是因为，通过使用纤维增强树脂复合材料实现轻量化，且在内表面或外表面配置金属面，在设在这两种部件的孔中插入螺栓等连结件而构成，在各个部件的对应位置高效及高精度地进行穿孔作业。作为金属部件W1的例子，可以列举铝，作为纤维增强树脂复合材料W2的例子，可以列举碳纤维增强树脂复合材料。

作为被切削材料W，不限定于图示材料，在金属部件W1为多层的情况及纤维增强树脂复合材料W2为多层的情况下，以及在上述各种情况下不同的材料层交互层叠等的情况下，考虑各种情况，需要可以应对任何一种情况的钻头。

另外，作为进行穿孔作业时固定被切削材料W的方法，如图10及图11所示的固定件CL所示，希望在从穿孔位置远离的位置进行固定，从而不在钻头拔出一侧配置定位材料而进行支撑。如果使用定位材料，则会存在材料过多而使钻头进行多余的切削作业的产生过多切屑等的问题。

如图10及图11所示，在一侧表面配置金属部件W1，而在相反侧表面配置纤维增强树脂复合材料W2的被切削材料W的情况下，可以选择是从金属材料W1穿孔，或是从纤维增强复合材料W2穿孔。但是，例如在飞机制造业等使用上述部件的构造物的制造现场，由于该构造物的构造或与周围的部件的位置关系等，存在很多无法选择从哪一侧表面穿孔的情况，从而需要在任意一侧都可以良好地穿孔的钻头。

专利文献1：日本特开2008－36759号公报

发明内容

如图10及图11所示，在利用前端部具有前角一定的2个切削刃的现有的典型的钻头b，从纤维增强树脂复合材料W2穿孔的情况下，会发生下述现象。

首先，如图10（b1）所示，利用钻头b从纤维增强树脂复合材料W2切削，钻头b向前端方向进给。

如图10（b2）所示，如果钻头b的前端与金属部件W1接触，则如图10（b2）及图10（b3）所示，会使金属部件W1向钻头b的前端方向凸出地弯曲，继续进行由钻头b进行的金属部件W1的切削。这时，因为金属切屑容易累积很长，所以可能无法使金属的切屑穿过已经在纤维增强树脂复合材料W2上钻出的孔而向钻头b的后方排出。如果切屑的排出性恶化，则切削效率也会降低。另外，在金属部件W1与纤维增强树脂复合材料W2之间残留切屑也是问题。

然后，从钻头b的前端到达金属部件W1的表面并钻开很小的孔开始，利用由于当前的弯曲变形而在金属部件W1中产生的张力，如图11（b4）所示，金属部件W1将返回初始位置。这时，可能存在负载快速升高而使钻头驱动停止，或损伤切削刃的问题。另外，对于上述这种暂时弯曲后返回的孔来说，无法获得较高的加工精度。钻头b未设置在图11（b4）所示的时刻对设在金属部件W1上的孔进一步进行精加工的切削刃，在使用钻头b的加工结束后，要求进行相应的精加工。然后，如图11（b5）所示，使钻头b的切削刃的最大直径部穿过金属部件W1，结束穿孔加工。

从金属部件W1和纤维增强树脂复合材料W2中的任意一侧进行穿孔，对于上述现有的典型钻头b来说，都可能会在纤维增强树脂复合材料W2上产生脱层，从而很难高精度地对孔进行精加工，相对于金属部件W1或纤维增强树脂复合材料W2高精度地进行穿孔加工会受限制。

此外，如上所述，金属部件W1向钻头的前端方向凸出而弯曲时的弯曲量，不仅依赖于金属部件W1的特性，也依赖于钻头的特性。

表1表示与下述各种条件相对应的金属部件W1的弯曲量（mm）。

表1中记载与使金属部件W1的材料为铝（A7075）、钛合金（6－4Ti）这两种，使金属部件W1的厚度为3（mm）、4（mm），使钻头b的直径为4（mm）、5（mm）的条件的各种组合相对应的金属部件W1的最大弯曲量。如图10（b2）（b3）所示，金属部件W1被钻头b的前端按压而弯曲，表1中记载的弯曲量是金属部件W1在钻头轴向上的最大位移。此外，其条件为，使图10（b1）所示的固定件CL间的距离S为100（mm），使钻头的进给为0.15（mm/rev）。

参照表1可知，由钻头进行的穿孔加工时的金属部件W1的弯曲量为，与铝（A7075）相比，钛合金（6－4Ti）较大，金属部件W1的厚度越小弯曲量越大。这是由金属部件W1的弯曲刚性决定的。

另一方面，钻头直径越大，由钻头进行的穿孔加工时的金属部件W1的弯曲量越大。这是因为，钻头直径越大，通过钻头b施加在金属部件W1上且使金属部件W1弯曲的力，即，轴向力越大。

表1

本发明是鉴于上述现有技术提出的，以提供下述钻头为课题，即，在一次性对将金属部件与纤维增强树脂复合材料层叠而成的被切削材料进行穿孔的过程中，可以长时间稳定地且高精度地进行穿孔。

用于解决上述课题的技术方案1记载的发明为将切削刃沿轴向分割而具有大于或等于2段的台阶状的钻头，

其特征在于，从前端开始的第1段切削刃形成为，相对于第2段及以后的切削刃，切削刃个数较少、或前角较大、或后角较大，从而与切削刃个数、前角、后角与第2段及以后的切削刃相同的情况相比较，切削的轴向阻力较小。

技术方案2记载的发明是将切削刃沿轴向分割而具有大于或等于2段的台阶状的钻头，

其特征在于，从前端开始的第1段切削刃形成为，相对于第2段及以后的切削刃，切削刃个数较少，从而与切削刃个数与第2段及以后的切削刃相同的情况相比较，切削的轴向阻力较小。

技术方案3记载的发明为将切削刃沿轴向分割而具有大于或等于2段的台阶状的钻头，

其特征在于，从前端开始的第1段切削刃形成为，相对于第2段及以后的切削刃，前角较大，从而与前角与第2段及以后的切削刃相同的情况相比较，切削的轴向阻力较小。

技术方案4记载的发明为将切削刃沿轴向分割而具有大于或等于2段的台阶状的钻头，

其特征在于，从前端开始的第1段切削刃形成为，相对于第2段及以后的切削刃，后角较大，从而与后角与第2段及以后的切削刃相同的情况相比较，切削的轴向阻力较小。

技术方案5记载的发明是技术方案1至技术方案4中任意一项所述的钻头，

其特征在于，将切削刃沿轴向分割而具有大于或等于3段，

第2段及以后的切削刃相对于前端侧段的切削刃，切削刃个数相等或增加、或者前角相等或减小、或者后角相等或减小。

技术方案6记载的发明为技术方案1至技术方案4中任意一项所述的钻头，其特征在于，钻头前端与第2段切削刃在钻头轴向上的相隔距离，大于或等于第1段切削刃的直径。

技术方案7记载的发明为技术方案1至技术方案4中任意一项记载的钻头，其特征在于，第1段的切削刃为2个。

技术方案8记载的发明为技术方案1至技术方案4中任意一项所述的钻头，其特征在于，第2段切削刃为4个。

技术方案9记载的发明为技术方案1至技术方案4中任意一项所述的钻头，其特征在于，具有第3段切削刃，第3段切削刃为4个。

技术方案10记载的发明为技术方案1至技术方案4中任意一项所述的钻头，其特征在于，最终将被加工孔扩径的最终穿孔切削刃，在其钻头前端侧端具有小于前端侧段的切削刃的前角，随着向钻头后端侧移动而使前角逐渐减小，从而使刀刃棱线形成为平滑的曲线形状。

技术方案11记载的发明技术方案1至技术方案4中任意一项所述的钻头，其特征在于，最终将被加工孔直径扩大的最终穿孔切削刃的钻头后端侧端的前角为零。

技术方案12记载的发明为技术方案11所述的钻头，其特征在于，钻头在最终将被加工孔直径扩大的最终穿孔切削刃的前角为零的位置，直径最大。

技术方案13记载的发明为技术方案11所述的钻头，其特征在于，上述最终穿孔切削刃为，其钻头前端侧端的最小直径与该钻头后端侧端的最大直径的差大于或等于1mm。

技术方案14记载的发明为技术方案10所述的钻头，其特征在于，上述最终穿孔切削刃是第3段。

发明的效果

根据本发明，因为将切削刃沿轴向分割而具有大于或等于2段，所以第1段切削刃的直径小于穿孔的孔径，与利用直径与穿孔的孔径相同的切削刃进行切削的情况相比较，切削的轴向阻力较小。

另外，其特征在于，通过使第1段切削刃形成为，相对于第2段及以后的切削刃，切削刃个数较少、或前角较大、或后角较大，从而与切削刃个数、前角、后角与第2段及以后的切削刃相同的情况相比较，切削的轴向阻力较小。

因此，由首先对被切削材料进行切削的第1段切削刃进行的轴向阻力减小，不会对被切削材料施加较大的轴向的负载，从而可以稳定地进行切削。

即使从穿孔侧观察在背面配置金属部件，因为切削的轴向阻力较小，所以使用第1段切削刃使其弯曲的弯曲量自然会减小。

并且，在该金属部件的弯曲量减小而向钻头后端方向移动时，因为第2段切削刃相对于第1段切削刃沿钻头轴向远离地配置，所以该金属部件很难与第2段切削刃抵接，从而可以减少向切削刃施加的负载快速升高而使钻头的驱动停止，或损伤第2段驱动的可能性。因为在金属部件的弯曲量减小而向钻头后端方向移动时，金属部件很难与第2段切削刃抵接，所以优选确保钻头前端与第2段切削刃在钻头轴向上的间隔距离大于或等于第1段切削刃的直径。

此外，相对于第1段切削刃首先进行切削的孔，第2段及以后的切削刃进行切削而使被加工孔直径增大，由最终段的切削刃进行精加工，最终段的切削刃从被切削材料拔出后，穿孔加工结束。

因为最终使被加工孔直径增大的最终穿孔切削刃，进行被加工孔内表面的精加工，所以优选前角小于前端侧的任意一段，特别地，优选随着向钻头后端侧移动，前角逐渐减小而使刀刃棱线形成为平滑的曲线形状，且在钻头后端侧端，前角收敛为零，由此，不会在纤维增强树脂复合材料上产生脱层，可以以较高精度相对于金属部件及纤维增强树脂复合材料进行精加工，从而提高被加工孔的表面粗糙度。

此外，最终穿孔切削刃是穿过被加工孔而确定被加工孔的孔径的切削刃，在钻头上设置与最终穿孔切削刃相比在后方对被加工孔的开口边缘进行倒角的、进行锪孔的切削刃等不穿过被加工孔的切削刃是任意的。

为了减小切削的轴向阻力，第1段切削刃的数量优选2个。

第2段切削刃的数量优选4个。即使根据上述现象金属部件与第2段切削刃抵接，因为由较多的刀刃承受，所以也不易损伤，从而不易造成钻头的驱动停止。切削刃个数越多，相对于纤维增强树脂复合材料，越不容易产生脱层。

与最终段的切削刃相比，通过在钻头切断配置4个刀刃的切削刃，这4个刀刃利用向心力沿轴向高精度地保持最终段的外观切削刃并进行引导，从而可以加工尺寸精度较高的孔而结束。

为了抑制纤维增强树脂复合材料的脱层，最终穿孔切削刃的数量优选为大于或等于4个。切削刃个数越多，则每一个切削刃的切削量减少，可以延迟刀刃磨损的发展，从而可以在长时间内良好地确保孔径精度。

另外，因为切削刃沿钻头轴向分割，所以金属部件的切屑也被切得较小，从而使切屑的排出性良好。

第1段切削刃，如上所述，优选使切削的轴向阻力较小，最终穿孔切削刃优选减小切削阻力而确保精加工的稳定性。因此，优选并不是在第1段的后面配置最终穿孔切削刃，而是在第1段与最终穿孔切削刃之间配置一个或多个切削刃，从而缩短各个第1段及最终穿孔切削刃的切削刃长度，减小其切削阻力。在这种情况下，为了充分地进行精加工，优选利用最终穿孔切削刃对直径进行大于或等于1mm的扩径加工。

如上所述，通过抑制磨损、缺口等而实现工具寿命的长期化，通过增长工具更换周期，可以提高作业效率。

如上所述，根据本发明，可以在一次性对将金属部件和纤维增强树脂复合材料层叠形成的被切削材料穿孔的过程中，长时间地稳定且高精度地进行穿孔。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式涉及的钻头的刀部的正视图。与从图2所示的箭头C方向观察的图相当。

图2是从图1所示的箭头A方向观察的钻头的侧视图（a）、第1段的切削刃剖视图（b1）、第2段切削刃剖视图（b2）、及第3段切削刃剖视图（b3）。

图3是从图1的箭头B方向观察的钻头的侧视图（a）、第2段切削刃剖视图（b1）、及第3段切削刃剖视图（b2）。

图4是直至图2所示的直径φD₁部为止的从箭头C方向观察的正视图（a），图2所示的α－α线（φD₂部内）的剖视图（b），及图2所示的β－β线（φD₃部内）的剖视图（c）。

图5是表示由本发明的一个实施方式涉及的钻头进行的穿孔加工的被切削材料剖视示意图。

图6是表示图5之后的由本发明的一个实施方式涉及的钻头进行的穿孔加工的过程的被切削材料剖视示意图。

图7是表示图6之后的由本发明的一个实施方式涉及的钻头进行的穿孔加工的过程的被切削材料剖视示意图。

图8是表示图7之后的由本发明的一个实施方式涉及的钻头进行的穿孔加工的过程的被切削材料剖视示意图。

图9涉及本发明例及对比例，是表示相对于钻头的行进位置的轴向阻力的变化的曲线。

图10是表示由现有的典型的钻头进行的穿孔加工的过程的被切削材料剖视示意图。

图11是表示图10之后的由现有的典型的钻头进行的穿孔加工的过程的被切削材料剖视示意图。

图12是从图1所示的箭头A方向观察的钻头的侧视图（a）、第1段切削刃剖视图（b1）、第2段切削刃剖视图（b2）、及第3段切削刃剖视图（b3）。是对于将第3段切削刃的刀刃棱线变更为直线形状的其他方式生成的。

具体实施方式

下面，参照附图对于本发明的一个实施方式进行说明。以下是本发明的一个实施方式，而并非限定本发明。

如图1、图2及图3所示，本实施方式的钻头a具有凿刃部1和柄部2。形成从凿刃部1至柄部2的4条直线V槽3a、3b、3a、3b。

本实施方式的钻头a沿轴向分割而具有3段切削刃10、20、30。

第1段切削刃10是配置在围绕钻头轴彼此相隔180度的位置上的2个刀刃，从钻头前端开始形成，具有最大直径φD₁。

第2段切削刃20是配置在围绕钻头轴每隔90度的不同位置上的4个刀刃，从钻头前端向钻头后端方向相隔距离h1（如图2所示）的位置开始形成，在钻头前端侧具有最小直径φD₁，在钻头后端侧具有最大直径φD₂。

第3段切削刃30是配置在围绕钻头轴每隔90度的不同位置上的4个刀刃，从钻头前端向钻头后端方向相隔距离h1＋h2（如图2所示）的位置开始形成，在钻头前端侧具有最小直径φD₂，在钻头后端侧具有最大直径φD₃。

在各个第2段切削刃20及第3段切削刃30中，对于围绕钻头轴的位置，2个切削刃配置在与第1段切削刃10相同的位置。

如图2（a）所示，使第1段切削刃10的前角为θ₁。

如图2（a）所示，使第2段切削刃20的前角为θ₂。

如图2（a）所示，使第3段切削刃30的前角为θ₃。

如图2（b1）所示，使第1段切削刃10的后角为γ₁。

如图2（b2）及图3（b1）所示，使第2段切削刃20的后角为γ₂。

如图2（b3）及图3（b2）所示，使第3段切削刃30的后角为γ₃。

对于各段的切削刃个数、前角及后角进行说明。

如本实施方式的切削刃a所示，在将切削刃沿轴向分割而构成具有大于或等于2段的台阶状切削刃的情况下，如果简单地使各段的切削刃个数、前角及后角相同，则无法使第1段切削刃10特别地成为切削的轴向阻力较小的特性。

对于第1段切削刃10，以与第2段切削刃及以后的切削刃为切削刃个数、相同前角、相同后角的情况为基准，为了获得第1段切削刃10的切削轴向阻力较小的特性，可以根据下述条件1、2、3及其组合实现。

（条件1）作为条件1，是减少切削刃个数。这是因为切削刃个数少，与被切削材料抵接的切削刃的总长度减少，所以切削阻力减小。此外，该条件为，在第2段及以后的切削刃的切削刃个数不同的情况下，与任一个切削刃相比，均使切削刃个数减少，即，使切削刃个数少于第2段及以后的切削刃中最少的切削刃个数。但是，考虑到穿过被加工孔而决定被加工孔的孔径的最终穿孔切削刃为止。在本实施方式中，第3段切削刃30是最终穿孔切削刃。

（条件2）作为条件2，是增大前角。在一定的切削刃形成直径（在本实施方式的情况下是φD₁）内，前角越小，切削刃越长。因此，前角较大时，因为缩短与被切削材料抵接的切削刃的总长度，所以切削阻力减小。此外，其条件为，在第2段及以后的切削刃的前角不同的情况下，其大于任一个前角，即，使前角大于第2段及以后的切削刃中的最大前角（在本实施方式中是θ2）。但是，考虑到穿过被加工孔而决定被加工孔的孔径的最终穿孔切削刃为止。

（条件3）作为条件3，是增大后角。这是因为，后角越大，相对于被切削材料越锋利地切入，切削阻力越小。此外，其条件为，在第2段及以后的切削刃的后角不同的情况下，使其大于任一个后角，即，使后角大于第2段及以后的切削刃中的最大后角。但是，考虑到穿过被加工孔决定被加工孔的孔径的最终穿孔切削刃为止。

（单独或组合）可以仅实施上述条件1、2、3中的任意一个，也可以实施其中任意2个或全部。

对于本实施方式的钻头a来说，如上所述，因为是从前端开始有2个、4个、4个切削刃的3段结构，所以实施条件1。另外，对于本实施方式的钻头a来说，具有θ₁>θ₂>θ₃的条件。即，实施条件2。

对于本实施方式的钻头a来说，是γ1≧γ2≧γ3。即使在未实施条件3的情况下，也优选γ1＝γ2＝γ3。也可以是γ1＝γ2>γ3的关系。在实施条件3的情况下，以γ1>γ2>γ3、或γ1>γ2＝γ3的关系实施。

在将切削刃沿轴向分割而具有大于或等于3段的情况下，也可以以下述条件实施，即，第2段及以后的切削刃相对于前端侧段的切削刃，切削刃个数相等或增加，前角相等或减小，后角相等或减小。

在本实施方式中，第3段切削刃30相对于第2段切削刃20，切削刃个数相等，前角减小。后角在相等或减小的条件下实施。

对于距离h1，使用下述条件。

即，钻头前端与第2段切削刃在钻头轴向上的间隔距离h1，大于或等于第1段切削刃10的直径φD₁。由此，在构成被切削材料的金属部件的弯曲量减小而向钻头后端方向移动时，金属部件不易与第2段切削刃抵接。

在本实施方式中，使第1段切削刃10的前角θ₁一定，使第2段切削刃20的前角θ₂一定。因此，第1段切削刃10及第2段切削刃20的刀刃棱线为直线形状。

第3段切削刃30是最终对被加工孔进行扩径的最终穿孔切削刃，希望使用该第3段切削刃30高精度地对被加工孔进行精加工。因此，希望从与前端侧段的切削刃即第2段切削刃20接近的前角开始切削，并最终以前角为零结束，从而提高被加工孔的表面粗糙度。

因此，本实施方式的最终穿孔切削刃即第3段切削刃30的切削刃形状为，在其钻头前端侧端（＝φD₂位置），具有小于前端侧段的切削刃（＝第2段切削刃20）的前角θ₂的前角，随着向钻头后端侧移动而使前角逐渐减小，使刀刃棱线形成为平滑的曲线形状，钻头后端侧端（＝φD₃位置）的前角为零。

因此，第3段切削刃30的刀刃棱线为向外凸出的平滑的曲线形状，其棱线倾斜，随着从钻头前端侧端（＝φD₂位置）向钻头后端侧移动，而逐渐向钻头轴向靠近，在钻头后端侧端（＝φD₃位置）与钻头中心轴平行。

最终穿孔切削刃的第3段切削刃30，其钻头前端侧端的最小直径φD₂与该钻头后端侧端的最大直径φD₃的差大于或等于1mm。即，（φD₃－φD₂）>1mm。从而利用第3段切削刃30充分地确保精加工量。

此外，对于本实施方式的钻头a来说，φD₃是钻头最大直径。不限于此，也可以在钻头上还设有在最终穿孔切削刃之后对被加工孔的开口边缘部进行倒角的锪孔切削刃等不穿过被加工孔的切削刃，从而使钻头最大直径大于φD₃，这是任意的。

另外，根据具有上述结构的本发明实施方式的钻头a，对于在与图10及图11记载的材料相同的被切削材料W上穿孔的情况进行说明。与图10及图11所示的在前端部具有前角一定的2个切削刃的现有的典型钻头b的情况同样地，是从纤维增强树脂复合材料W2进行穿孔的情况。被切削材料W均是将金属部件W1与纤维增强树脂复合材料W2层叠而成。在固定件CL间的距离S等其他条件也相同，且二者均加工相同直径的孔φD₃的情况下进行比较。

从图5至图8表示由本钻头a进行的穿孔加工过程。与之相对的对比例是钻头b，其穿孔加工过程如图10及图11所示。

另外，将穿孔加工过程中的金属部件W1的切削相关的轴向阻力的变化，将使用本钻头a的情况与使用对比例的钻头b的情况一起表示为图9的曲线。

在图9的曲线中，纵轴是与金属部件W1的切削相关的轴向阻力。

在图9的曲线中，横轴是相对于被切削材料W的钻头的位置。在图9的曲线的横轴上，本发明例的钻头a的编号“1”与图5所示的图（a1）所示的钻头位置相对应，本发明例的钻头b的编号“2”与图5所示的图（a2）所示的钻头位置相对应，以后依次对应，最后的本发明例的钻头a的编号“11”与图8所示的图（a11）所示的钻头位置相对应。

在图9的曲线的横轴上，对比例的钻头b的编号“1”与图10所示的图（b1）所示的钻头位置相对应，钻头b的编号“2”与图10所示的图（b2）所示的钻头位置相对应，以后依次对应，最后的钻头b的编号“5”与图11所示的图（b5）所示的钻头位置相对应。

下面分别以钻头位置“a4”、钻头位置“b2”的方式进行指定。

在图9中，本钻头a的曲线用实线表示，对比例的钻头b的曲线用虚线表示。

在对比例的钻头b的情况下，通过前角一定的2个切削刃进行穿孔。在钻头位置“b1”→“b5”的进给行程中，在金属部件W1上完成φD₃的穿孔。因为轴向阻力较大，在钻头位置“b2”→“b3”的进给行程中，切削刃的大致整体与金属部件W1接触，所以成为最大的轴向阻力。

与此相对，对于本钻头a来说，以与“b1”→“b5”的进给行程距离相同的进给行程相当的钻头位置“a1”→“a5”的进给行程，利用第1段切削刃10在金属部件W1上进行φD₁的穿孔。因此，由第1段切削刃10进行切削的轴向阻力与由钻头b进行的阻力相比较小，因此，如图5（a2）（a3）所示，金属部件W1的弯曲量与钻头b的弯曲量（参照图10（b2）（b3））相比较小。

在钻头位置“a4”或“a5”，即使金属部件W1弯曲量减小并返回初始位置，最大弯曲量也很小，而且，第2段切削刃20从钻头前端远离距离h1，金属部件W1不会与第2段切削刃20抵接，从而可以防止向切削刃施加的负载快速升高而使钻头a的驱动停止，或损伤第2段切削刃。

然后，从钻头位置“a6”开始由第2段切削刃20进行的金属部件W1的切削。在钻头位置“a6”→“a9”的进给行程中，第2段切削刃20使金属部件W1的孔直径从φD₁扩大至φD₂。然后，在钻头位置“a9”→“a11”的进给行程中，第3段切削刃30将金属部件W1的孔直径扩大至φD₃，尺寸精度、表面精度较高地完成穿孔。

因为由第2段切削刃20进行的切削量（φD₂－φD₁），或由第3段切削刃30进行的切削量（φD₃－φD₂），小于由第1段切削刃10进行的切削量φD₁，所以由第2段、第3段切削刃20、30进行的切削的轴向阻力小于由第1段切削刃10引起的阻力。

在上述由本钻头a进行的切削过程中，因为本钻头a的切削刃沿钻头轴向被分割为3段，所以金属部件的切屑也被切得较小，切屑的排出性良好。

另外，如果假设没有第2段切削刃20的钻头，则必须将由第2段切削刃20进行的切削量（φD₂－φD₁），分配为第1段切削刃10的切削量和/或第3段切削刃30的切削量。由此，例如，如果使第1段切削刃10的直径为φD₂，则由第1段切削刃10进行切削的进退阻力增大，金属部件W1的弯曲量也增大。另外，考虑使第3段切削刃30的最小直径为φD₁。为了使第3段切削刃30充分地进行精加工，所以优选使直径增大1mm以上而进行扩径加工。但是，如果超过量过大，则切削阻力过大，可能会使精加工精度恶化。

另外，在利用第3段切削刃30切削被切削部件W时，通过首先使4个刀刃的第2段切削刃20利用向心力高精度地保持并引导第3段切削刃30，可以加工完成尺寸精度较高的孔。如果没有第2段切削刃20，则在第3段切削刃30前面的是第1段切削刃10，因为第1段切削刃10是2个刀刃，所以与4个切削刃相比较，轴保持性并不好。

在上述实施方式中，使钻头的槽为直槽，当然也可以是螺旋槽。

另外，在上述实施方式中，在第1段切削刃和最终段之间设置1段切削刃作为中间段，根据加工的孔径，也可以适当变更为不设置中间段，或使中间段大于或等于2段等。

此外，在上述实施方式中，第3段切削刃形状为，通过随着向钻头后端侧移动而使前角逐渐减小，使刀刃棱线形成为曲线，使钻头后端侧端的前角为零。根据要求的被加工孔的表面粗糙度，如图12所示，也可以与第2段切削刃同样地，使前角一定，而使第3段切削刃的刀刃棱线为直线。

此外，本发明的钻头，在对仅由纤维增强树脂复合材料构成的被切削材料穿孔的情况，或仅对由金属部件构成的被切削材料进行穿孔的情况下，也可以有效地使用。

Claims

1.一种钻头，其为将切削刃沿轴向分割而具有大于或等于2段的台阶状的钻头，

其特征在于，

从前端开始的第1段切削刃形成为，相对于第2段及以后的切削刃，切削刃个数较少、或前角较大、或后角较大，从而与切削刃个数、前角、后角与第2段及以后的切削刃相同的情况相比较，切削的轴向阻力较小。

2.一种钻头，其为将切削刃沿轴向分割而具有大于或等于2段的台阶状的钻头，

其特征在于，

从前端开始的第1段切削刃形成为，相对于第2段及以后的切削刃，切削刃个数较少，从而与切削刃个数与第2段及以后的切削刃相同的情况相比较，切削的轴向阻力较小。

3.一种钻头，其为将切削刃沿轴向分割而具有大于或等于2段的台阶状的钻头，

其特征在于，

从前端开始的第1段切削刃形成为，相对于第2段及以后的切削刃，前角较大，从而与前角与第2段及以后的切削刃相同的情况相比较，切削的轴向阻力较小。

4.一种钻头，其为将切削刃沿轴向分割而具有大于或等于2段的台阶状的钻头，

其特征在于，

从前端开始的第1段切削刃形成为，相对于第2段及以后的切削刃，后角较大，从而与后角与第2段及以后的切削刃相同的情况相比较，切削的轴向阻力较小。

5.如权利要求1至4中任意一项所述的钻头，其特征在于，

将切削刃沿轴向分割而具有大于或等于3段，

6.如权利要求1至4中任意一项所述的钻头，其特征在于，

钻头前端与第2段切削刃在钻头轴向上的相隔距离，大于或等于第1段切削刃的直径。

7.如权利要求1至4中任意一项所述的钻头，其特征在于，

第1段切削刃有2个。

8.如权利要求1至4中任意一项所述的钻头，其特征在于，

第2段切削刃有4个。

9.如权利要求1至4中任意一项所述的钻头，其特征在于，

设有第3段切削刃，第3段切削刃有4个。

10.如权利要求1至4中任意一项所述的钻头，其特征在于，

最终将被加工孔扩径的最终穿孔切削刃，在其钻头前端侧端具有小于前端侧段的切削刃的前角，随着向钻头后端侧移动而使前角逐渐减小，从而使刀刃棱线形成为平滑的曲线形状。

11.如权利要求1至4中任意一项所述的钻头，其特征在于，

最终将被加工孔扩径的最终穿孔切削刃在钻头后端侧端的前角为零。

12.如权利要求11所述的钻头，其特征在于，

在最终将被加工孔扩径的最终穿孔切削刃的前角为零的位置，成为钻头最大直径。

13.如权利要求11所述的钻头，其特征在于，

上述最终穿孔切削刃，其钻头前端侧端的最小直径与该钻头后端侧端的最大直径的差，大于或等于1mm。

14.如权利要求10所述的钻头，其特征在于，

上述最终穿孔切削刃是第3段。