CN105473262A - 钻头 - Google Patents

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Abstract

一种钻头，包括：减薄部，其形成在旋转中心处；以及切削刃，其包括形成在减薄部处的减薄部切削刃以及从减薄部切削刃的外端延伸出的凹圆弧切削刃部，其中，在切削刃的整个长度上形成有珩磨面或负倒棱。在与钻头轴线垂直地观察时珩磨面或负倒棱的沿钻头轴线方向的宽度从旋转中心至减薄部切削刃的外端逐渐增大，从减薄部切削刃的外端至凹圆弧切削刃部的中间点逐渐减小，以及从中间点至切削刃的外端逐渐增大。

Description

钻头
技术领域
本发明涉及一种切削刃被进行了强化处理的钻头，尤其涉及一种在保持切削刃的强度的情况下减小了切削载荷的钻头。
背景技术
通常利用使切削刃变钝的方法对钻头的切削刃进行强化处理。例如，利用下文引用的PTL(专利文献)1和PTL2所示的方法使切削刃变钝。
在PTL1的钻头中，使切削刃变钝的负倒棱形成在前刀面上，并且使钻头前视图中的设置在减薄部切削刃中的负倒棱的宽度比设置在主切削刃中的负倒棱的宽度大。
此外，在PTL2的钻头中，在切削刃部上进行对切削刃倒圆的珩磨处理。在减薄部切削刃的整个长度上使减薄部切削刃的珩磨宽度恒定，并且与减薄部切削刃的径向外端连接的外周切削刃的珩磨宽度扩大到径向外侧边缘处的减薄部切削刃的珩磨宽度的1.5倍以上。
引用列表
专利文献
PTL1:
日本未经审查的专利申请公开No.2009-18360
PTL2:
日本未经审查的专利申请公开No.2004-268230
发明内容
技术问题
作为对切削刃的强化处理，通常采用以下处理：对减薄部切削刃而言，使负倒棱或珩磨面的宽度恒定，或对外周部切削刃而言，使外周部切削刃的宽度恒定，或使宽度从旋转中心侧至外周侧增大。然而，在这种强化处理中，在不太可能被施加切削载荷的部分处不必要地使切削刃变钝，并且由于这一点，增大了切削载荷。
切削载荷的增大降低了处理的稳定性，并具有对钻头寿命的不利影响。
因此，本发明涉及切削刃被进行了加强处理(钝化处理)的钻头的改进，并且本发明的目的在于在保持钻头的切削刃的强度的同时减小切削载荷。
解决技术问题的方案
为了解决上述问题，本发明提供了一种钻头，包括：减薄部，其形成在旋转中心处；以及切削刃，其包括形成在减薄部处的减薄部切削刃以及与减薄部切削刃的外端相连续的凹圆弧切削刃部，其中，在切削刃的整个长度上形成有珩磨面或负倒棱，并且钻头轴线垂直视图中的珩磨面或负倒棱的钻头轴向宽度从旋转中心至减薄部切削刃的外端逐渐增大，从减薄部切削刃的外端至凹圆弧切削刃部的中间点逐渐减小，以及从中间点至切削刃的外端逐渐增大。
本发明的有益效果
在本发明的钻头中，如上所述形成用于强化切削刃的珩磨面和负倒棱，并且与进行常规的切削刃加强处理的钻头相比，减小了切削载荷。
附图说明
图1是示出了本发明的钻头的实例的侧视图。
图2是图1的钻头的钻头轴线垂直视图，并是钻头一侧的一部分的放大视图。
图3是以放大的比例示出了图1的钻头的前部的视图。
图4是在沿着图3的线X-X的位置处的放大截面图。
图5是示出了本发明的钻头切削刃处理的另一个实例的放大截面图。
图6是将性能评估试验中的轴向切削载荷的测量值进行比较的曲线图。
具体实施方式
在下文中，将基于图1至图5的附图对本发明的钻头的实施例进行描述。所示的钻头1是麻花钻，该麻花钻具有位于主体2的外周上的扭转沟槽3。
扭转沟槽3的顶端处的沟槽面是前刀面4，并且切削刃6由位于前刀面4与顶端处的后刀面5相交的位置处的脊线以及位于形成在主体2的顶端中心处的减薄部7的沟槽面与后刀面5相交的位置处的脊线形成。
钻头具有刃带8和与主体2的后部相连续的刀柄9。
如图3所示，切削刃6由沿着减薄部的减薄部切削刃6a以及与减薄部切削刃6a的径向外端相连续的外周切削刃6b组成。
所示的外周切削刃6b由凹圆弧切削刃部6b-1和凸圆弧切削刃部6b-2组成，凹圆弧切削刃部6b-1与减薄部切削刃6a的外端连接，凸圆弧切削刃部6b-2从凹圆弧切削刃部6b-1的外端延伸至最外周。
这里，就钻头的旋转方向而言，沿与旋转方向相反的方向凹陷的切削刃称为凹圆弧切削刃部，而沿旋转方向凸出的切削刃部称为凸圆弧切削刃部。
在切削刃6中，在切削刃的整个范围上对切削刃进行强化处理。在对所示钻头的切削刃进行的强化处理中，利用珩磨处理对切削刃进行倒圆。在图2和图3中，附图标记10表示通过对切削刃进行强化处理而形成的珩磨面。
在珩磨面10上，钻头轴线垂直视图(图2)中的钻头轴向宽度w从旋转中心至减薄部切削刃6a的外端逐渐增大。
此外，珩磨面10形成为：使得钻头轴线垂直视图中的钻头轴向宽度w从减薄部切削刃6a的外端朝凹圆弧切削刃部6b-1的最凹入的中间点Mp逐渐减小，而钻头轴线垂直视图中的钻头轴向宽度从中间点Mp至切削刃6的外端(凸圆弧切削刃部6b-2的径向外端)再次逐渐增大。
钻头轴线垂直视图中的珩磨面10的钻头轴向宽度w优选地为0.02mm至0.06mm。0.02mm以上的宽度允许充足地得到切削刃的强化效果。
此外，0.06mm以下的宽度使得不丧失减小切削载荷的效果。
当适当地设定了凹圆弧切削刃部6b-1的曲率半径时，例如，曲率半径设定为0.5D(D是钻头直径)以上，不太可能在凹圆弧切削刃部6b-1的中间点Mp处发生切削载荷的集中，并且对中间点Mp施加的切削载荷变得比对减薄部切削刃6a的外端施加的切削载荷小。
因此，凹圆弧切削刃部6b-1的中间点Mp附近的切削刃的强化程度(其由钻头轴线垂直视图中的珩磨面10的钻头轴向宽度w确定)可以比减薄部切削刃6a的外端处的强化程度小，从而抑制使不太可能被施加切削载荷的区域不必要地变钝，并可以减小切削载荷。
值得注意的是，珩磨面10可以被如图5所示的负倒棱11替代。利用前刀面通过抛光和研磨而设置有负倒棱11的结构可以强化切削刃。
同样在该构造中，钻头轴线垂直视图中的负倒棱的钻头轴向宽度从旋转中心处至减薄部切削刃的外端逐渐增大，然后从减薄部切削刃的外端至凹圆弧切削刃部的中间点逐渐减小，以及从该中间点至切削刃的外端再次逐渐增大，从而抑制切削刃的不太可能被施加切削载荷的部分不必要地变钝，并可以减小切削载荷。
值得注意的是，在所示钻头的外周切削刃6b中，凸圆弧切削刃部6b-2形成在外端侧。外周切削刃6b的从与减薄部切削刃6a的外端相连续的内端至到达钻头的外周的外端的整个长度可以如PTL2的图2所示的那样由凹圆弧切削刃部形成。
实例
将直径D＝φ8mm且具有图1中所示的呈刃形的两片刀刃的超硬麻花钻(样品1)作为原型。在样品1中，在切削刃的整个长度上形成用于强化切削刃的珩磨面。
在珩磨面中，钻头轴线垂直视图中的钻头轴向宽度从减薄部切削刃的内端至外端逐渐增大，然后从减薄部切削刃的外端至凹圆弧切削刃部的中间点逐渐减小，以及从凹圆弧切削刃部的中间点至切削刃的最外端再次逐渐增大。
钻头轴线垂直视图中的珩磨面在减薄部切削刃的内端处的钻头轴向宽度是0.02mm，珩磨面在减薄部切削刃的外端处的钻头轴向宽度是0.05mm，珩磨面在凹圆弧切削刃部的中间点处的钻头轴向宽度是0.02mm，并且珩磨面在切削刃的最外端处的钻头轴向宽度是0.06mm。
为了进行比较，还将具有相同直径和相同刃形的超硬麻花钻(样品2，样品3)作为原型。在样品2中，钻头轴线垂直视图中的珩磨面的钻头轴向宽度在切削刃的整个长度上均为0.06mm。
此外，在样品3中，钻头轴线垂直视图中的珩磨面的在旋转中心处的钻头轴向宽度是0.02mm，珩磨面在切削刃的最外端处的钻头轴向宽度是0.06mm，并且珩磨面的钻头轴向宽度从旋转中心至切削刃的最外端逐渐增大。
使用样品1至样品3这些钻头，均在下述条件下执行对2个孔的钻孔，并在钻孔期间测量切削载荷。
-切削条件-
要切削的材料：SUS304
切削速度(周向速度)Vc＝60m/min
进给量f＝0.15mm/转(rev)
以如下方式进行切削载荷的测量：要切削的材料被放置在测量工具(由奇石乐日本(KistlerJapan)制造的切削测力仪)上，从上方切削要切削的材料，并测量对测量仪器施加的轴向载荷。
图6示出了测量结果。从图6可以看出，样品1中的切削载荷比样品2减小了约300Kgf·cm。此外，样品2中的切削载荷的波动为约300Kgf·cm，而样品1中的切削载荷的波动稍小于200Kgf·cm，这比样品2中的切削载荷的波动小。
此外，在样品3中，在切削的初始阶段切削载荷峰值增加到约1500Kgf·cm，而在样品1中，切削载荷的上限值为约1200Kgf·cm且从切削的初始阶段至处理完成时都比较稳定，并且在处理期间切削载荷的波动也比样品3中的切削载荷的波动小。
评估试验的结果表明了根据为了强化切削刃而提供的切削刃、珩磨面和负倒棱的位置来对钻头轴线垂直视图中的珩磨面和负倒棱的钻头轴向宽度进行改变的有效性。
附图标记列表
1钻头
2主体
3扭转沟槽
4前刀面
5后刀面
6切削刃
6a减薄部切削刃
6b外周切削刃
6b-1凹圆弧切削刃部
6b-2凸圆弧切削刃部
7减薄部
8刃带
9刀柄
10珩磨面
11负倒棱

Claims (3)

1.一种钻头，包括：减薄部，其形成在旋转中心处；以及切削刃，其包括形成在所述减薄部处的减薄部切削刃以及与所述减薄部切削刃的外端相连续的凹圆弧切削刃部，其中，在所述切削刃的整个长度上形成有珩磨面或负倒棱，并且
钻头轴线垂直视图中的所述珩磨面或所述负倒棱的钻头轴向宽度从所述旋转中心至所述减薄部切削刃的所述外端逐渐增大，从所述减薄部切削刃的所述外端至所述凹圆弧切削刃部的中间点逐渐减小，以及从所述中间点至所述切削刃的外端逐渐增大。
2.根据权利要求1所述的钻头，
其中，所述钻头轴线垂直视图中的所述珩磨面或所述负倒棱的所述钻头轴向宽度为0.02mm至0.06mm。
3.根据权利要求1或2所述的钻头，
其中，所述凹圆弧切削刃部的曲率半径设定为钻头直径的0.5倍以上。
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