CN103781580A

CN103781580A - 深孔切削用钻头

Info

Publication number: CN103781580A
Application number: CN201180071840.1A
Authority: CN
Inventors: 野村倬司
Original assignee: Individual
Current assignee: Botek Praezisionsbohrtechnik GmbH
Priority date: 2011-05-16
Filing date: 2011-05-16
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2031-05-16
Also published as: US20170182564A1; EP2711114B1; EP2711114A1; EP2711114A4; US20140154022A1; CN103781580B; WO2012157063A1; US9656327B2

Abstract

本发明提供一种对切削刃刀片进行钎焊的形态的深孔切削用钻头，该深孔切削用钻头即便切削加工数增加，也能维持非常稳定的切削状态，从而可长时间持续形成圆度、圆柱度、直度等优异的切削孔，具有极高精度的加工性和卓越的耐久性。一种深孔切削用钻头(D1)，在头部顶端面(1a)开口的切屑排出口(11、12)中通过钎焊安装有切削刃刀片(2A～2C)，在头部顶端侧的周面(1b)的多个部位安装有导向块(3A、3B)，并将中空内部作为与切屑排出口(11、12)连通的切屑排出路(10)，其中，在周边部切削刃刀片(2B)的外端面上，形成有滑动接触于切削孔(H)内周的呈圆弧面的导向块部(4)。

Description

深孔切削用钻头

技术领域

本发明涉及一种深孔切削用钻头，该深孔切削用钻头面向在头部顶端面开口的切屑排出口而通过钎焊安装有切削刃刀片，并将中空内部作为与切屑排出口连通的切屑排出路。

背景技术

作为这种深孔切削用钻头，将以往通用的分割刃型钻头示于图5（a）～（c）中。关于该钻头D0，头部本体1呈具有朝基端侧开放的中空部10的大致圆筒状，在该钻头的大致钝角圆锥形的头部顶端面1a上具有与中空部10连通的大小两个切屑排出口11、12，在大切屑排出口11的沿头部径向

的开口侧缘以使切削刃20沿该径向

的状态钎焊有中央部切削刃刀片2A及周边部切削刃刀片2B，在小切屑排出口12的沿相同头部径向

的开口侧缘以使切削刃20沿该径向

的状态钎焊有中间部切削刃刀片2C。并且，在头部本体1顶端侧的外周面1b上，在相对于周边部切削刃刀片2B的径向相反侧的位置、和从该位置沿切削旋转方向到达周边部切削刃刀片2B之间的中间位置上，钎焊有滑动接触于图5（b）的假想线所示的切削孔H内周的呈圆弧面的导向块3A、3B。并且，周边部切削刃刀片2B的外端面是由面向切削旋转方向的前缘的边缘部21、和从该边缘部21沿切削旋转方向的后方远离切削孔内周的刀腹面22构成。此外，切削刃刀片2A～2C及导向块3A、3B包含超硬合金或金属陶瓷等超硬质材料。

在这种钻头D0中，将在外周设置有公螺纹13的基部14侧螺入安装于中空状钻杆（图示省略）的顶端部，通过将该钻杆与工作机械的主轴等驱动轴连接而加以旋转驱动，或者使被切削材侧旋转，而利用各切削刃刀片2A～2C的切削刃20切削被切削材，从而形成深孔。在该切削加工中，通过切削孔H与钻杆的间隙，以高压向切削部位供给冷却剂，并使冷却剂与在切削部位产生的切屑一并从切屑排出口11、12流入至中空部10内，通过中空状钻杆内向外部排出。

并且，导向块3A、3B承担着如下作用，即，通过在加工中滑动接触于切削孔H的内周，使各切削刃刀片2A～2C的切削刃20所引起的切削反作用力作用于切削孔内周面，从而使导向块的滑动接触部位与各切削刃20的位置关系保持固定，即所谓的消力作用，由此将钻头维持于无偏移的定轴线的旋转状态而提高切削精度，并压平伴随切削而产生的孔内周的凹凸而平整平滑。并且，边缘部21宽度为0.2～1.0mm左右，包括相对于刀片厚度方向的倾角为1～6°左右的倾斜面或圆弧面，由此周边部切削刃刀片2B的与切削孔H内周线接触的外端前缘部的角度增大而不易缺损，并且与导向块3A、3B同样地通过滑动接触于切削孔H内周而承担稳定切削状态的作用。此外，对于在设置于头部顶端面的单一切屑排出口的开口侧缘钎焊有一片切削刃的单刃型钻头、或者包括切削刃可拆装且可通过旋转移位而多次更新刀尖的不磨刃刀片的钻头，也通常在前述相同的两处设置导向块，并不限于例示的分割刃型。

然而，近年来，深孔切削的加工精度进一步提高，因此要求进一步提高切削孔的圆度、圆柱度、直度等。因此，本发明者以往提出有一种这种深孔切削用钻头，即，针对承担周边侧的切削的切削刃刀片的边缘部和两处导向块，使轴方向长度及前后端位置在周向上实质上一致，由此取得切削加工中的压力平衡，提高加工精度（专利文献1）。

[先前技术文献]

(专利文献)

专利文献1：日本专利特开2006-334749号公报

发明内容

[发明所要解决的问题]

在前述提案的深孔切削用钻头中，由于边缘部和两处导向块以良好的压力平衡滑动接触于切削孔的内周，因此切削状态非常稳定，从而可获得较高的加工精度。但存在如下缺点：由于边缘部的周向宽度明显窄于导向块，因此随着切削加工数的增加，边缘部相较于导向块而言磨耗格外迅速，由此压力平衡逐渐崩溃而无法持续稳定的切削状态，加工精度恶化而导致切削孔的圆度、圆柱度、直度等降低。并且，这种缺点在边缘部较短的普通钻头中表现得更明显。

鉴于所述情况，本发明的目的在于提供一种尤其是对切削刃刀片进行钎焊的形态的深孔切削用钻头，即，即便切削加工数增加，也能维持非常稳定的切削状态，因此可长时间持续形成圆度、圆柱度、直度等优异的切削孔，具有极高精度的加工性和卓越的耐久性。

[解决问题的技术手段]

若附加图式的参照符号来表示用以达成所述目的的机构，则权利要求1的发明为一种深孔切削用钻头D1～D3，在面向于在头部顶端面1a开口的切屑排出口11、12、18而通过钎焊安装有一片或多片切削刃刀片2A～2D，并在头部顶端侧的周面1b的多个部位安装有导向块3A、3B，将中空内部10作为与前述切屑排出口11、12、18连通的切屑排出路14；该深孔切削用钻头D1～D3的特征在于：在承担周边侧的切削的前述切削刃刀片2B、2D的外端面上，形成有滑动接触于切削孔H内周的呈圆弧面的导向块部4。

权利要求2的发明是如所述权利要求1所述的深孔切削用钻头D1～D3，该深孔切削用钻头D1～D3的构成为：以承担周边侧的切削的切削刃刀片2B、2D的刀尖侧为上，在该切削刃刀片2B、2D的外端面的上部侧形成有面向切削旋转方向的前缘的边缘部5、和从该边缘部5沿切削旋转方向的后方远离切削孔内周的刀腹面6，并在该切削刃刀片2B、2D的外端面的下部侧形成有导向块部4。

权利要求3的发明是如所述权利要求2所述的深孔切削用钻头D1、D3，该深孔切削用钻头D1、D3的构成为：边缘部5与导向块部4呈连续的圆弧面。

权利要求4的发明是如所述权利要求2所述的深孔切削用钻头D2，该深孔切削用钻头D2的构成为：边缘部5与导向块部4由槽部7隔开。

权利要求5的发明是如所述权利要求1所述的深孔切削用钻头D1～D3，该深孔切削用钻头D1～D3的构成为：在相对于承担周边侧的切削的切削刃刀片2B、2D的径向相反侧的位置、和从该位置沿切削旋转方向到达该切削刃刀片2B、2D的安装部之间的中间位置上，通过钎焊安装有导向块部4。

权利要求6的发明是如所述权利要求1所述的深孔切削用钻头D1～D3，该深孔切削用钻头D1～D3的构成为：前述切削刃刀片2A～2D嵌合钎焊于前述头部顶端侧所凹设的安装座15上。

权利要求7的发明是如所述权利要求1所述的深孔切削用钻头D1～D3，该深孔切削用钻头D1～D3的构成为：在前述切削刃刀片2A～2D的前表面形成有阶梯状断屑槽23。

权利要求8的发明是如所述权利要求1所述的深孔切削用钻头D1～D3，该深孔切削用钻头D1～D3的构成为：前述切削刃刀片2A～2D包含超硬合金或金属陶瓷等超硬质材料。

权利要求9的发明是如所述权利要求1所述的深孔切削用钻头D1～D3，该深孔切削用钻头D1～D3的构成为：前述导向块3A、3B包含超硬合金或金属陶瓷等超硬质材料。

权利要求10的发明是如所述权利要求1所述的深孔切削用钻头D1～D3，该深孔切削用钻头D1～D3的构成为：在较安装于前述头部顶端侧的周面1b的多个部位的导向块3A、3B的安装位置更靠近基端侧的径向对向位置上，形成有各扭转操作用的楔形槽17。

(发明效果)

附加图式的参照符号对本发明的效果进行说明。根据本发明的深孔切削用钻头D1～D3，在切削加工中，安装于头部顶端侧的周面1b的多个导向块3A、3B与形成于承担周边侧的切削的切削刃刀片2B、2D的外端面的导向块部4一起滑动接触于切削孔H内周，因此伴随切削而施加于头部顶端部的负荷平衡性良好地分散至这些滑动接触部位并作用于切削孔H内周面，因此可获得无偏移的非常稳定的切削状态。并且，在该钻头D1～D3中，可在刀片的厚度范围内将切削刃刀片2B、2D的外端面的导向块部4的宽度设定为较宽，与以往构成中的切削刃刀片的边缘部相比，该导向块部4的磨耗进行得非常缓慢，因此即便切削加工数增加，也能维持基于所述非常稳定的切削状态的高加工精度，因此可长期稳定地形成圆度、圆柱度、直度等优异的切削孔。并且，在该构成中，切削刃刀片2B、2D兼作导向块来使用，无需在刀片附近新设置导向块用安装座，因此可直接利用以往结构的头部本体作为头部本体1，从而可避免伴随结构改变而产生的制造成本上升。

并且，根据本发明，在所述深孔切削用钻头D1～D3中，由于在承担周边侧的切削的切削刃刀片2B、2D的外端面的上部侧形成有边缘部5和刀腹面6，在切削刃刀片2B、2D的外端面的下部侧形成有导向块部4，因此利用该导向块部4来确保稳定的切削状态，并通过边缘部5使切削刃刀片2B、2D的刀尖得以强化而不易缺损。

并且，根据本发明，由于所述边缘部5与导向块部4呈连续的圆弧面，因此具有可通过一次加工同时形成5、4两个部分的优点。

并且，根据本发明，由于所述边缘部5与导向块部4由槽部7隔开，因此边缘部5侧可根据刀尖部的要求特性选择倾斜面和圆弧面中的任一种，并且倾斜面的角度或圆弧面的曲率也可任意设定。

并且，根据本发明，由于在头部顶端侧的周面1b上的特定两处安装有导向块3A、3B，因此切削加工中的压力平衡更为良好，因此可进行更高精度的切削加工。此外，关于除此以外的效果，将在后文叙述的实施方式中得以明确。

附图说明

图1表示用于本发明的第一及第二实施方式的深孔切削用钻头的周边侧切削刃刀片，（a）为第一实施方式用的深孔切削用钻头的周边侧切削刃刀片的立体图，（b）为第二实施方式用的深孔切削用钻头的周边侧切削刃刀片的立体图。

图2表示本发明的第一实施方式的深孔切削用钻头，（a）为整体的前视图，（b）为整体的俯视图，（c）为头部本体的左侧视图。

图3表示本发明的第二实施方式的深孔切削用钻头，（a）为整体的前视图，（b）为整体的俯视图，（c）为头部本体的左侧视图。

图4表示本发明的第三实施方式的深孔切削用钻头，（a）为切削刃刀片的立体图，（b）为整体的俯视图，（c）为整体的左侧视图，（d）为整体的前视图。

图5表示以往的深孔切削用钻头的构成例，（a）为整体的前视图，（b）为整体的俯视图，（c）为头部本体的左侧视图。

具体实施方式

以下，参照图式对本发明的深孔切削用钻头的实施方式进行具体说明。图1～图3所示的第一及第二实施方式的钻头D1、D2为分割刃型，图4所示的第三实施方式的钻头D3为单刃型。此外，在这些实施方式的钻头D1～D3和前文所述的图5所示的钻头D0中，对于共通或同义的各构成部分标注同一符号。

第一及第二实施方式的深孔切削用钻头D1、D2，如图2（a）～（c）及图3（a）～（c）所示，头部本体1具有朝基端侧开放的中空部10并呈大致圆筒状，在头部本体1的大致钝角圆锥形的头部顶端面1a上，以与径向相对向的方式形成有连通于中空部10的大小两个切屑排出口11、12。并且，在大切屑排出口11的沿头部径向

的开口侧缘以使切削刃20沿该径向

的状态将中央部切削刃刀片2A及周边部切削刃刀片2B嵌合钎焊于头部本体1侧所凹设的安装座15上，在小切屑排出口12的沿相同头部径向

的开口侧缘以使切削刃20沿该径向

的状态将中间部切削刃刀片2C嵌合钎焊于头部本体1侧所凹设的安装座15上。

并且，中央部切削刃刀片2A的切削刃20是以朝头部中心O侧降低的方式倾斜，相对于此，周边部切削刃刀片2B及中间部切削刃刀片2C的切削刃20相反地是以朝头部中心O侧升高的方式倾斜。并且，在各切削刃刀片2A～2C的前表面形成有沿切削刃20的阶梯状断屑槽23。

此处，第一实施方式的深孔切削用钻头D1中的周边部切削刃刀片2B，如图1（a）所示，在外端面的上部侧形成有面向切削旋转方向的前缘的边缘部5、和从该边缘部5沿切削旋转方向的后方远离切削孔H[图2（b）的假想线]内周的刀腹面6，并且在该外端面的下部侧形成有导向块部4，该边缘部5与导向块部4呈连续的圆弧面。另一方面，第二实施方式的深孔切削用钻头D2中的周边部切削刃刀片2B，如图1（b）所示，与第一实施方式同样地在外端面的上部侧形成有边缘部5及刀腹面6，在外端面的下部侧形成有呈圆弧面的导向块部4，但该边缘部5与导向块部4由沿刀片宽度方向的槽部7隔开。

并且，在这些钻头D1、D2的头部本体1顶端侧的外周面1b上，在相对于周边部切削刃刀片2B的径向相反侧的位置、和从该位置沿切削旋转方向到达周边部切削刃刀片2B之间的中间位置即中央部切削刃刀片2A的背方侧，在凹设于头部本体1侧的安装座16上嵌合钎焊有呈圆弧面的导向块3A、3B。并且，两导向块3A、3B和周边部切削刃刀片2B的导向块部4是以这些圆弧面滑动接触于图2（b）及图3（b）的假想线所示的切削孔H的内周的方式配置。

此外，在头部本体1中的较导向块3A、3B的安装位置更靠近基端侧的径向对向位置上，形成有各扭转操作用的楔形槽17。并且，在外径小于头部本体1的基部14的外周面1c上形成有公螺纹13，通过将该基部14侧螺入未图示的中空状钻杆的具有母螺纹的顶端部，将钻头D1、D2连结至该钻杆的顶端。

在利用这些第一及第二实施方式的深孔切削用钻头D1、D2所实施的深孔加工中，一面使前文所述的连结至钻杆（图示省略）的该钻头D1、D2或被切削材旋转，一面将通过切削孔H的内周与中空状钻杆及钻头D1、D2的外周的间隙而供给的冷却剂连续输送至切削部位，将在该切削部位产生的切屑卷入至该冷却剂中，并从该钻头D1、D2的切屑排出口11、12通过中空部10及钻杆的中空内部向外部排出。

在该切削加工中，由于安装于头部顶端侧的外周面1b的导向块3A、3B与设置于周边部切削刃刀片2B的外端面的导向块部4一起滑动接触于切削孔H内周，因此伴随切削而施加于头部顶端部的负荷平衡性良好地分散至这些滑动接触部位而作用于切削孔H内周面，由此可获得无偏移的非常稳定的切削状态，从而可达成极高的加工精度。并且，切削刃刀片2B的导向块部4较边缘部5而言特别宽，因此与导向块3A、3B一样，与切削孔H内周面的滑动接触所引起的磨耗进行得较缓慢，因此即便切削加工数增加，所述负荷的分散平衡也不易崩溃，可维持基于稳定的切削状态的高加工精度，从而可长期稳定地形成圆度、圆柱度、直度等优异的切削孔。并且，通过边缘部5而使切削刃刀片2B的刀尖得以强化而不易缺损，且导向块部4相对于切削孔H内周的滑动接触面积较大，因此该边缘部5本身的磨耗也减少，从而使周边部切削刃刀片2B的耐久性乃至钻头D1、D2整体的耐久性较大程度地提高。

并且，在这些钻头D1、D2的构成中，由于周边部切削刃刀片2B兼作导向块来使用，无需在该切削刃刀片2B的附近新设置导向块用安装座，因此也具有可直接利用以往结构的头部本体及基部作为头部本体1及基部14，从而可避免伴随结构改变而产生的制造成本上升的优点。

此外，在第一实施方式的深孔切削用钻头D1中，由于周边部切削刃刀片2B的边缘部5与导向块部4呈连续的圆弧面，因此具有可通过一次加工同时形成5、4两个部分的优点。另一方面，在第二实施方式的深孔切削用钻头D2中，由于周边部切削刃刀片2B的边缘部5与导向块部4由槽部7隔开，因此边缘部5侧可根据刀尖部的要求特性选择倾斜面和圆弧面中的任一种，并且该倾斜面的角度或圆弧面的曲率也可任意设定。

虽然所述第一及第二实施方式的深孔切削用钻头D1、D2为分割刃型，但本发明也可同样地应用于图4（a）～（d）所示的第三实施方式的深孔切削用钻头D3之类的单刃型。

该第三实施方式的深孔切削用钻头D3，在具有朝基端侧开放的中空部10的大致圆筒状的头部本体1的呈大致钝角圆锥形的头部顶端面1a上，形成有与中空部10连通的一个大致扇形的切屑排出口18，在头部本体1的沿头部径向

的开口侧缘，在凹设于头部本体1侧的安装座15上以使切削刃20沿该径向

的状态嵌合钎焊有一片切削刃刀片2D。并且，与第一及第二实施方式一样，在头部本体1顶端侧的外周面1b上，在相对于切削刃刀片2D的径向相反侧的位置和该切削刃刀片2D的背方侧的位置，在凹设于头部本体1侧的安装座16上嵌合钎焊有呈圆弧面的导向块3A、3B。并且，基部14的外径略大于头部本体，且在内周形成有母螺纹19。

该钻头D3中的切削刃刀片2D，内端位于略微超过头部轴心O的位置，切削刃20从头部周边侧朝头部轴心O侧呈两阶梯状地向上倾斜，并从切削刃20的顶部进一步朝内端侧向下倾斜，且在前表面侧具有沿切削刃20的向上倾斜的断屑槽23。并且，在该切削刃刀片2D的外端面，与第一实施方式中的切削刃刀片2B一样，在上部侧形成有面向切削旋转方向的前缘的边缘部5和沿切削旋转方向的后方远离切削孔H[图4（b）的假想线]内周的刀腹面6，并且在该切削刃刀片2D的外端面的下部侧形成有导向块部4，该边缘部5与导向块部4呈连续的圆弧面。

在利用这种深孔切削用钻头D3所实施的深孔加工中，将钻杆（图示省略）的公螺纹型顶端部螺插连结至钻头D3的具有母螺纹19的基部14内，一面使该钻头D3或被切削材旋转，一面将通过切削孔H的内周与中空状钻杆及钻头D3的外周的间隙而供给的冷却剂连续输送至切削部位，将切屑卷入至该冷却剂中，并从该钻头D3的切屑排出口18通过中空部10及钻杆的中空内部向外部排出。

在该第三实施方式的深孔切削用钻头D3中，也与前文所述的第一及第二实施方式一样，导向块3A、3B与切削刃刀片2D的外端面的导向块部4一起滑动接触于切削孔H内周，伴随切削而施加于头部本体1的负荷平衡性良好地分散至这些滑动接触部位而作用于切削孔H内周面，因此可在无偏移的非常稳定的切削状态下获得极高的加工精度，而且由于导向块部4不易磨耗，因此即便切削加工数增加，也可维持稳定的切削状态，从而可长期稳定地形成圆度、圆柱度、直度等优异的切削孔。并且，通过边缘部5而使切削刃刀片2D的刀尖不易缺损，而且该边缘部5本身的磨耗也减少，因此使切削刃刀片2D的耐久性乃至钻头D3整体的耐久性较大程度地提高。

在本发明的深孔切削用钻头中，设置于承担周边侧的切削的切削刃刀片的外端面的导向块部的圆弧面的曲率，最好与切削孔H的曲率相同或略大于切削孔H的曲率。并且，安装于头部本体的外周面的导向块的位置，并不特别限定切削工具，通过如第一～第三实施方式所例示般设定在相对于承担周边侧的切削的切削刃刀片的径向相反侧的位置、和从该位置沿切削旋转方向到达承担周边侧的切削的切削刃刀片之间的中间位置上，而使切削加工中的压力平衡变得最良好，从而可进行更高精度的切削加工。

此外，在本发明中，可对切削刃刀片的形状、导向块的形状等细节构造进行实施方式以外的各种设计变更。

附图标记列表

1 头部本体

1a 头部顶端面

1b 周面

10 中空部（切屑排出路）

11、12 切屑排出口

14 基部

18 切屑排出口

2A～2D 切削刃刀片

3A、3B 导向块

4 导向块部

5 边缘部

6 刀腹面

7 槽部

20 切削刃

23 断屑槽

D1～D3 深孔切削用钻头

H 切削孔

Claims

1.一种深孔切削用钻头，在面向于在头部顶端面开口的切屑排出口而通过钎焊安装有一片或多片切削刃刀片，并在头部顶端侧的周面的多个部位安装有导向块，将中空内部作为与前述切屑排出口连通的切屑排出路；

该深孔切削用钻头的特征在于：在承担周边侧的切削的前述切削刃刀片的外端面上，形成有滑动接触于切削孔内周的呈圆弧面的导向块部。

2.如权利要求1所述的深孔切削用钻头，以承担周边侧的切削的前述切削刃刀片的刀尖侧为上，在该切削刃刀片的外端面的上部侧形成有面向切削旋转方向的前缘的边缘部、和从该边缘部沿切削旋转方向的后方远离切削孔内周的刀腹面，并在该切削刃刀片的外端面的下部侧形成有前述导向块部。

3.如权利要求2所述的深孔切削用钻头，前述边缘部与导向块部呈连续的圆弧面。

4.如权利要求2所述的深孔切削用钻头，前述边缘部与导向块部由槽部隔开。

5.如权利要求1所述的深孔切削用钻头，在相对于承担周边侧的切削的前述切削刃刀片的径向相反侧的位置、和从该位置沿切削旋转方向到达该切削刃刀片的安装部之间的中间位置上，通过钎焊安装有前述导向块部。

6.如权利要求1所述的深孔切削用钻头，前述切削刃刀片嵌合钎焊于前述头部顶端侧所凹设的安装座上。

7.如权利要求1所述的深孔切削用钻头，在前述切削刃刀片的前表面形成有阶梯状断屑槽。

8.如权利要求1所述的深孔切削用钻头，前述切削刃刀片包含超硬合金或金属陶瓷等超硬质材料。

9.如权利要求1所述的深孔切削用钻头，前述导向块包含超硬合金或金属陶瓷等超硬质材料。

10.如权利要求1所述的深孔切削用钻头，在较安装于前述头部顶端侧的周面的多个部位的导向块的安装位置更靠近基端侧的径向对向位置上，形成有各扭转操作用的楔形槽。