CN105451918A - 钻头以及使用了该钻头的切削加工物的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的一方式的钻头具备：设置在钻头主体的外周且从第一切削刃朝向钻头主体的后端部绕旋转轴以螺旋状延伸的第一切屑排出槽；设置在钻头主体的外周且从第二切削刃朝向钻头主体的后端部绕旋转轴以螺旋状延伸的第二切屑排出槽；以及设置在钻头主体的外周且在旋转轴的旋转方向的前方侧沿着第二切屑排出槽延伸的辅助槽，第二切屑排出槽的后端比第一切屑排出槽的后端向钻头主体的后端部延伸，第一切屑排出槽的后端与辅助槽汇合。

Description

钻头以及使用了该钻头的切削加工物的制造方法

技术领域

本发明涉及切削加工中使用的钻头以及切削加工物的制造方法。

背景技术

一直以来，作为金属构件等被切削件的切削加工中使用的钻头，已知日本特开2007-307642号公报(专利文献1)以及日本特开2012-110984号公报(专利文献2)中公开的钻头。专利文献1以及2中公开的钻头具有：主体、形成在主体的前端的两个切削刃、供由各切削刃生成的切屑排出的两个扭转的槽。这两个槽的螺旋角相互不同。通过使一方的槽的螺旋角与另一方的槽的螺旋角不同，使得两个槽在从主体的前端后退规定量的位置处汇合，在比汇合点靠后方成为一个槽。通过使上述两个槽汇合，能够进行切削平衡的良好加工，并且能够提高主体的后部侧的刚性。

在专利文献1以及2所公开的钻头中，在两个槽汇合的位置处切屑的流动方向改变。然而，由于两个槽直接汇合，因此在这些槽汇合的部位，切屑的流动空间不足够大，而存在切屑的流动停滞而导致切屑堵塞的可能性。

本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种即使采用多个槽汇合的方式也能够良好地排出切屑的钻头。

发明内容

基于本发明的一方式的钻头具备：绕旋转轴旋转的棒状的钻头主体；位于该钻头主体的前端部的第一切削刃以及第二切削刃；设置在所述钻头主体的外周且从所述第一切削刃朝向所述钻头主体的后端部绕所述旋转轴以螺旋状延伸的第一切屑排出槽；设置在所述钻头主体的外周且从所述第二切削刃朝向所述钻头主体的所述后端部绕所述旋转轴以螺旋状延伸的第二切屑排出槽；以及设置在所述钻头主体的外周且在所述旋转轴的旋转方向上的前方侧沿着所述第二切屑排出槽延伸的辅助槽。所述第二切屑排出槽的后端比所述第一切屑排出槽的后端向所述钻头主体的所述后端部延伸，所述第一切屑排出槽的后端与所述辅助槽汇合。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的钻头的立体图。

图2是将图1所示的钻头的区域A1放大了的放大立体图。

图3是从图2所示的钻头的前端方向观察时的主视图。

图4是从图3所示的钻头的B1方向观察时的侧视图。

图5是从图3所示的钻头的B2方向观察时的侧视图。

图6是从图3所示的钻头的B3方向观察时的侧视图。

图7是从图3所示的钻头的B4方向观察时的侧视图。

图8是将图1所示的钻头的外周面展开了的示意图。

图9是图4所示的钻头的D1剖面的剖视图。

图10是图4所示的钻头的D2剖面的剖视图。

图11是图4所示的钻头的D3剖面的剖视图。

图12是图4所示的钻头的D4剖面的剖视图。

图13是图4所示的钻头的D5剖面的剖视图。

图14是图4所示的钻头的D6剖面的剖视图。

图15是表示图1所示的钻头的变形例的立体图。

图16是将图15所示的钻头的区域A2放大了的放大立体图。

图17是从图16所示的钻头的前端方向观察时的主视图。

图18是从图17所示的钻头的B5方向观察时的侧视图。

图19是从图17所示的钻头的B6方向观察时的侧视图。

图20是从图17所示的钻头的B7方向观察时的侧视图。

图21是从图17所示的钻头的B8方向观察时的侧视图。

图22是将图15所示的钻头的外周面展开了的示意图。

图23是表示本发明的一实施方式的切削加工物的制造方法的一工序的概要图。

图24是表示本发明的一实施方式的切削加工物的制造方法的一工序的概要图。

图25是表示本发明的一实施方式的切削加工物的制造方法的一工序的概要图。

具体实施方式

<钻头>

以下，利用附图对本发明的一实施方式的钻头1进行详细说明。其中，为了便于说明，以下参照的各图仅简略示出实施方式的构成构件中为了说明本发明所需的主要构件。因此，本发明的钻头可以具备参照的各图中未示出的任意的构成构件。另外，各图中的构件的尺寸并未如实地示出实际的构成构件的尺寸以及各构件的尺寸比率等。

如图2所示，本实施方式的钻头1具备：钻头主体3、第一切削刃5、第二切削刃7、第一切屑排出槽9、第二切屑排出槽11。

如图1所示，钻头主体3具有旋转轴X，成为沿着该旋转轴X延伸的棒形状的结构。钻头主体3在其使用时绕旋转轴X旋转。本实施方式的钻头主体3具备：由机床(未图示)的旋转的主轴等把持的把持部13、位于该把持部13的前端侧的切削部15。把持部13是与机床的主轴的形状对应地设计的部位，一般被称为刀柄。切削部15是与被切削件接触的部位而且是在被切削件的切削加工中起到主要作用的部位，一般被称为主体。需要说明的是，图1中的箭头Y示出了钻头主体3的旋转方向。

作为钻头主体3的材质，可以列举：含有WC(碳化钨)且作为粘合剂而含有Co(钴)的超硬合金、在该超硬合金中含有TiC(碳化钛)或者TaC(碳化钽)那样的添加物的合金、不锈钢以及钛那样的金属等。

本实施方式中的切削部15的外径D可以设定为0.05mm～40mm。另外，切削部15的沿着旋转轴X的方向的长度可以设定为3D～25D左右。

如图2所示，第一切削刃5以及第二切削刃7位于钻头主体3的前端部，即切削部15的前端部分。钻头主体3的前端部是与被切削件接触而通过第一切削刃5以及第二切削刃7切削被切削件的部位。钻头主体3的前端部呈与旋转轴X正交的方向上的宽度随着朝向钻头1的前端侧而变小的圆锥形状。

如图3所示，第一切削刃5以及第二切削刃7设置在从前端侧正面观察钻头1的情况下，以旋转轴X为中心互为180°旋转对称的位置。本实施方式的钻头1通过具有由第一切削刃5以及第二切削刃7构成的多个切削刃，从而与具有一个切削刃的情况相比可以得到良好的切削平衡。

在钻头主体3的最前端部侧设有横刃17。第一切削刃5以及第二切削刃7隔着横刃17而离开。通过第一切削刃5、第二切削刃7以及横刃17来切削被切削件。圆锥形状的前端部在侧面观察的情况下的前端角设定为100～140°左右。另外，横刃17的横刃斜角设定为130～170°左右。

如图2所示，在钻头主体3的外周设置有第一切屑排出槽9以及第二切屑排出槽11。第一切屑排出槽9是用于向外部排出由第一切削刃5切削的被切削件的切屑的槽。因此，第一切屑排出槽9从第一切削刃5朝向钻头主体3的后端部绕旋转轴X以螺旋状延伸。以下，将第一切屑排出槽9简称为第一槽9。

同样，第二切屑排出槽11是用于向外部排出由第二切削刃7切削的被切削件的切屑的槽。因此，第二切屑排出槽11从第二切削刃7朝向钻头主体3的后端部绕旋转轴X以螺旋状延伸。以下，将第二切屑排出槽11简称为第二槽11。此时，为了通过机床稳定地把持钻头主体3，而仅在钻头主体3的切削部15上形成第一槽9以及第二槽11，而未在把持部13上形成第一槽9以及第二槽11。

在本实施方式的钻头1中，如图8所示，第一槽9的螺旋角设置成与第二槽11的螺旋角不同的值。具体而言，第一槽9的螺旋角θ1设置成比第二槽11的螺旋角θ2大的值。因此，第一槽9朝向钻头主体3的旋转方向相反侧与第二槽11靠近，在从钻头主体3的前端部朝向后端部延伸的中途与第二槽11汇合。像这样使第一槽9与第二槽11汇合能够提高钻头主体3的刚性。

具体而言，在钻头具有多个切削刃与多个切屑排出槽且这些多个切屑排出槽不汇合地朝向钻头的后端部分延伸的情况下，难以增大钻头的轴芯、所谓的钻心的厚度。

特别是，在切削加工时容易沿与旋转轴X正交的方向对钻头1的后端部分施加较大的力，因此存在该后端部分的耐久性降低的可能性。然而，通过使第一槽9与第二槽11汇合，能够增大容易施加有较大的力的钻头1的后端部分的钻心的厚度。

另一方面，在因将两个切屑排出槽的螺旋角设为相互不同的值而使得这些切屑排出槽直接汇合的情况下，汇合侧的切屑排出槽中前进的切屑的流动方向在这些切屑排出槽的汇合地点处急剧地改变。因此，可能导致在该汇合地点处切屑的流动停滞而导致切屑堵塞的可能性。

在本实施方式的钻头1中，如图8所示，在钻头主体3的外周，除第一槽9以及第二槽11以外还设置有辅助槽19。辅助槽19在旋转轴X的旋转方向的前方侧沿着第二槽11延伸。而且，第一槽9并非单纯地与第二槽11汇合，而第一槽9的后端与辅助槽19汇合。

像这样，在第一槽9与第二槽11汇合的部位设置有辅助槽19，第一槽9的后端通过与辅助槽19汇合而与第二槽11间接地汇合。由于设置有辅助槽19，因此能够将第一槽9与第二槽11的汇合地点的空间确保得较宽。因此，抑制了从第一槽9中流过来的切屑流入第二槽11时，切屑的流动方向急剧地改变。

具体而言，在辅助槽19中能够调节从第一槽9中流过来而流入第二槽11中的切屑的流量以及流出方向，从而抑制了切屑急剧地流入第二槽11。结果使得切屑的流动良好，切屑堵塞的可能性变小。从第一槽9中流过来的切屑流入第二槽11，因此第二槽11的后端比第一槽9的后端向钻头主体3的后端部延伸。

另外，辅助槽19并非沿着从第二槽11的前端至后端的整体，而是与第二槽11局部相邻地设置。因此，能够抑制辅助槽19必要以上地形成而导致钻心的厚度变小。

如图8所示，第二槽11的后端比辅助槽19的后端还向钻头主体3的后端部延伸。如已说明的那样，在切削加工时对钻头1的后端部分容易施加较大的力。然而，辅助槽19的后端位于比第二槽11的后端靠前端侧，因此包括钻头主体3的切削部15的后端部分在内能够进一步增大与旋转轴X正交的剖面上的钻心的厚度。

作为钻心的厚度、即钻头主体3的与旋转轴X正交的剖面上的内切圆的直径，优选达到外接圆的直径的20％以上。具体而言，例如，在钻头主体3的外径D(外接圆的直径)是1mm的情况下，优选钻心的厚度达到0.2mm以上。另外，据此作为第一槽9以及第二槽11的深度，优选达到外接圆的直径的40％以下。

如图8所示，本实施方式中的辅助槽19具有：位于钻头主体3的前端部侧的第一区域21、位于比该第一区域21靠钻头主体3的后端部侧的第二区域23。第一区域21的深度随着朝向钻头主体3的后端部而变深。第二区域23的深度随着朝向钻头主体3的后端部而变浅。而且，第一槽9的后端在辅助槽19的第一区域21汇合。需要说明的是，上述的辅助槽19的深度是指，与旋转轴X正交的剖面中的、从钻头主体3的半径减去辅助槽19的底与旋转轴X的距离而得到的值。

第一槽9与深度逐渐变深的第一区域21汇合的情况下，能够逐渐增大从第一槽9流入辅助槽19的切屑的量。因此，能够抑制切屑从第一槽9向辅助槽19急剧地流入，因此切屑的流动顺畅。

需要说明的是，在上述的情况下，只要第一区域21的深度随着朝向钻头主体3的后端部不变浅即可，因此第一区域21也可以具有深度局部恒定的区域。

另外，本实施方式中的辅助槽19的第二区域23位于比第一槽9的后端靠钻头主体3的后端部侧，在切屑全部从第一槽9向辅助槽19流动的阶段，辅助槽19的深度足够深。因此，能够充分确保切屑的流动空间，因此能够抑制从第一槽9中流过来的切屑与从第二槽11中流过来的切屑过度地碰撞。结果使得切屑的流动非常良好。

需要说明的是，本实施方式中的辅助槽19由第一区域21以及第二区域23构成，然而不限定于这样的结构。例如，在第一区域21与第二区域23之间还可以具有深度恒定的第三区域(未图示)。

本实施方式中的辅助槽19的第二区域23比第一区域21的与旋转轴X平行的方向的长度长。具体而言，L2所示的第二区域23的长度比L1所示的第一区域21的长度长。在辅助槽19的第一区域21，切屑从第一槽9向辅助槽19流动。因此，第一区域21只要具有能够抑制从第一槽9流过来的切屑的流动方向急剧地改变的程度的长度即可。

另一方面，在第二区域23，从第一槽9流过来的切屑从第二区域23向第二槽11流动，因此会与从第二槽11中流过来的切屑碰撞。因此，优选确保第二区域23与第二槽11汇合的长度比第一区域21与第二槽11汇合的长度长。在本实施方式的钻头1中，第二区域23比第一区域21的与旋转轴X平行的方向的长度长，因此切屑的流动更加良好。

本实施方式中的辅助槽19的第二区域23在侧面观察的情况下的与旋转轴X正交的方向的宽度L3随着朝向钻头主体3的后端部而变短。因此，能够抑制在第二区域23中流动的切屑急剧地流入第二槽11，能够使从第二区域23向第二槽11的切屑的流动顺畅。

本实施方式中的第二槽11在比经由辅助槽19而与第一槽9汇合的区域靠钻头主体3的后端部侧，深度随着朝向钻头主体3的后端部而变浅。由此，随着朝向钻头主体3的后端部能够增大钻心的厚度。因此，能够提高容易施加有较大的力的钻头1的后端部分的刚性。

需要说明的是，在上述的情况下，在比经由辅助槽19而与第一槽9汇合的区域靠钻头主体3的后端部侧，第二槽11的深度随着朝向钻头主体3的后端部不变深即可，因此，也可以具有局部深度恒定的区域。

本实施方式中的钻头主体3的外周具有：在比第一槽9靠旋转轴X的旋转方向的后方侧沿着第一槽9设置的第一外周面25；以及在比该第一外周面25靠旋转轴X的旋转方向的后方侧、沿着第二槽11且比第二槽11靠旋转轴X的旋转方向的前方侧设置的所谓的铲背面24。第一外周面25作为所谓的边缘部分而发挥功能。铲背面比第一外周面25向旋转轴X靠近地凹陷，其一部分作为第一间隙面27而发挥功能。

另外，钻头主体3的外周具有：在比第二槽11靠旋转轴X的旋转方向的后方侧沿着第二槽11设置的第二外周面29；以及在比该第二外周面29靠旋转轴X的旋转方向的后方侧、沿着第一槽9且比第一槽9靠旋转轴X的旋转方向的前方侧设置的铲背面。第二外周面29与第一外周面25相同，作为边缘部分而发挥功能。铲背面比第二外周面29向旋转轴X靠近地凹陷，其一部分作为第二间隙面31而发挥功能。

在本实施方式的钻头1中，沿着第二槽11设置的铲背面24的距旋转轴X的距离不恒定，从位于比第一槽9与第二槽11的汇合地点靠前端侧的特定的地点起至钻头主体3的后端部，铲背面24距旋转轴X的距离变小。换言之，在比上述的特定的地点靠钻头主体3的后端部侧，铲背面24以比第一外周面25向旋转轴X靠近的方式相对大幅度地凹陷。

即，在本实施方式的钻头1中，从铲背面24中的比第一槽9与第二槽11的汇合地点靠前端侧的特定的地点起向前端是距旋转轴X的距离恒定的第一间隙面27，从铲背面24中的比上述的汇合地点靠钻头主体3的后端部侧的上述的特定的地点起至前端是距旋转轴X的距离相对较小的辅助槽19。

因此，在本实施方式的钻头1中，第一间隙面27比辅助槽19靠钻头主体3的前端部侧地设置且与辅助槽19连续，第一槽9在第一外周面25的后端的后方经由辅助槽19而与第二槽11汇合。

需要说明的是，在本实施方式中，将铲背面24的一部分作为辅助槽19，然而并不特别地限定于这样的方式。第一槽9经由辅助槽19而与第二槽11汇合即可，也可以将辅助槽19构成为与铲背面24互为不同体。另外，也可以是第一外周面25延伸至辅助槽19的第一区域21内的结构。

另外，在本实施方式的钻头1中，如图8所示，第二间隙面31未形成为与从第二外周面29的前端至后端的第二外周面29的几乎整体相邻，而仅形成在与第二外周面29的前端侧的一部分相邻的区域。具体而言，第二间隙面31仅形成在从第二外周面29的前端至与第一间隙面27和辅助槽19的边界对应的区域。

因此，第一间隙面27和辅助槽19的边界、与第二间隙面31的后端构成为，在沿着旋转轴X的方向上距钻头主体3的前端部的距离相同。在第二间隙面31的后方未形成第二间隙面31而宽幅地形成有第二外周面29。

通过将铲背面24的一部分设为辅助槽19，而使得第一槽9经由辅助槽19与第二槽11汇合，因此能够使切屑的流动良好。然而，形成辅助槽19会导致钻心的厚度变小。在本实施方式的钻头1中，与形成有辅助槽19的部分对应地，较大地形成第二外周面29，因此即使在钻头主体3的形成有辅助槽19的部分也能够增大钻心的厚度。

<变形例>

接下来，利用附图对一变形例的钻头1进行详细说明。需要说明的是，图15～22是表示本变形例的附图。

在上述的实施方式的钻头1中，将第一槽9的螺旋角θ1设为与第二槽11的螺旋角θ2不同的值，从而使第一槽9与辅助槽19汇合。另外，钻头主体3的外周具有第一外周面25以及铲背面24，该铲背面具有第一间隙面27以及辅助槽19。然而，作为使第一槽9与第二槽11汇合的结构，不限定于该结构。

如图22所示，在本变形例中，第一槽9的螺旋角θ3与第二槽11的螺旋角θ4成为相同的值。另外，如图22所示，钻头主体3的外周不具有铲背面。并且，钻头主体3的外周的第一外周面25具有：位于钻头主体3的前端部侧且距旋转轴X的距离恒定的区域、位于比该区域靠钻头主体3的后端部侧且距旋转轴X的距离相对变小的区域。

而且，这些区域中的、位于钻头主体3的前端部侧的部分作为边缘部分而发挥功能，并且位于钻头主体3的后端部侧的部分作为辅助槽19而发挥功能。

如本变形例那样，即使在设置第一槽9、第二槽11以及辅助槽19的情况下，也能够使第一槽9与辅助槽19汇合。在如本变形例那样设有第一槽9、第二槽11以及辅助槽19的情况下，切屑的流动变得更加顺畅，因此能够进一步减小切屑堵塞的可能性。另外，由于未设有铲背面，因此能够提高钻头主体3的强度。

需要说明的是，在本变形例中，上述的部位以外具有与上述的实施方式的钻头1相同的结构。例如，本变形例的钻头1中的第一切削刃5以及第二切削刃5具有与上述的实施方式的钻头1中的第一切削刃5以及第二切削刃5相同的结构。

<切削加工物的制造方法>

接下来，列举使用上述的实施方式的钻头1的情况对本发明的实施方式的切削加工物的制造方法进行详细说明。以下，参照图23～25进行说明。需要说明的是，在图23～25中，省略了钻头1的把持部13的后端侧的部分。

本实施方式的切削加工物的制造方法具备以下的(1)～(4)的工序。

(1)在准备好的被切削件101的上方配置钻头1的工序(参照图23)。

(2)使钻头1以旋转轴X为中心地沿箭头Y的方向旋转，使钻头1朝向被切削件101沿Z1方向靠近的工序(参照图23、24)。

在本工序中，例如，能够将被切削件101固定于安装有钻头1的机床的工作台上，使钻头1在旋转的状态下靠近被切削件101。需要说明的是，在本工序中，被切削件101与钻头1相对地靠近即可，例如也可以使被切削件101靠近钻头1。

(3)通过使钻头1进一步靠近被切削件101，使旋转着的钻头1的第一切削刃及第二切削刃与被切削件101表面的所需的位置接触，并在被切削件101形成加工孔103(贯通孔)的工序(参照图24)。

在本工序中，从获得良好的加工面的观点出发，优选设定为钻头1的切削部中的后端侧的一部分的区域不贯通被切削件101。即，通过使该一部分区域作为切屑排出用的区域而发挥功能，借助该区域能够取得优异的切屑排出性。

(4)使钻头1从被切削件101沿Z2方向离开的工序(参照图25)。

在本工序中，与上述的(2)的工序相同，使被切削件101与钻头1相对离开即可，例如也可以使被切削件101从钻头1离开。

通过经过以上那样的工序，能够发挥优异的孔加工性。

需要说明的是，当对上述所示那样的被切削件101进行多次切削加工时，例如，当对一个被切削件101形成多个加工孔103时，重复在保持使钻头1旋转的状态下使钻头1的第一切削刃及第二切削刃与被切削件101的不同部位接触的工序即可。

以上，虽然例示出本发明所涉及的一实施方式，但本发明并不局限于上述实施方式，只要不脱离本发明的主旨，便能够设置成任意的结构，这是无需言及的。

附图标记说明

1钻头

3钻头主体

5第一切削刃

7第二切削刃

9第一切屑排出槽(第一槽)

11第二切屑排出槽(第二槽)

13把持部

15切削部

17横刃

19辅助槽

21第一区域

23第二区域

25第一外周面

27第一间隙面

29第二外周面

31第二间隙面

101被切削件

103加工孔(贯通孔)

Claims (6)

1.一种钻头，其特征在于，具备：

绕旋转轴旋转的棒状的钻头主体；

位于该钻头主体的前端部的第一切削刃以及第二切削刃；

设置在所述钻头主体的外周且从所述第一切削刃朝向所述钻头主体的后端部绕所述旋转轴以螺旋状延伸的第一切屑排出槽；

设置在所述钻头主体的外周且从所述第二切削刃朝向所述钻头主体的所述后端部绕所述旋转轴以螺旋状延伸的第二切屑排出槽；以及

设置在所述钻头主体的外周且在所述旋转轴的旋转方向上的前方侧沿着所述第二切屑排出槽延伸的辅助槽，

所述第二切屑排出槽的后端比所述第一切屑排出槽的后端向所述钻头主体的所述后端部延伸，

所述第一切屑排出槽的后端与所述辅助槽汇合。

2.根据权利要求1所述的钻头，其特征在于，

所述第二切屑排出槽的所述后端比所述辅助槽的后端向所述钻头主体的所述后端部延伸。

3.根据权利要求1所述的钻头，其特征在于，

所述辅助槽具有：位于所述钻头主体的前端部侧且随着朝向所述钻头主体的所述后端部而深度变深的第一区域；以及位于比该第一区域靠所述钻头主体的后端部侧且随着朝向所述钻头主体的所述后端部而深度变浅的第二区域，

所述第一切屑排出槽的所述后端与所述第一区域汇合。

4.根据权利要求3所述的钻头，其特征在于，

所述第二区域与所述第一区域相比，在与所述旋转轴平行的方向上的长度长。

5.根据权利要求1所述的钻头，其特征在于，

所述第二切屑排出槽在比所述第一切屑排出槽与所述辅助槽汇合的部分靠所述钻头主体的后端部侧，随着朝向所述钻头主体的所述后端部而深度变浅。

6.一种切削加工物的制造方法，其中，包括：

使权利要求1至5中任一项所述的钻头绕所述旋转轴旋转的工序；

使旋转的所述钻头的所述第一切削刃以及所述第二切削刃与被切削件接触的工序；以及

使所述钻头从所述被切削件离开的工序。