CN109641288A - 钻头 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的钻头设置有前刀面、后刀面和外周表面。后刀面与前刀面相接。外周表面与前刀面和后刀面两者均相接。前刀面和后刀面之间的棱线构成切削刃。前刀面和外周表面之间的棱线构成外周端部。前刀面具有凹槽，该凹槽周期性地形成在前刀面中且相对于钻头的轴线以比钻头的螺旋角度大的角度延伸。凹槽的深度为1.5μm以上。

Description

钻头
技术领域
本发明涉及钻头。本申请要求2017年6月13日提交的日本专利申请No.2017-116019的优先权，该申请的全部内容通过引用并入本文。
背景技术
在日本国家专利公布No.2016-500028(PTL1)、日本专利公报No.2004-181593(PTL2)、日本专利公报No.2007-245270(PTL3)和日本专利公报No.2013-212572(PTL4)中均描述了在基材上设有表面涂膜的切削工具。在日本国家专利公布No.2016-500028中描述的切削工具的基材中，设有凹部。凹部至少部分地填充有表面涂膜。
引用列表
专利文献
PTL1：日本国家专利公布No.2016-500028
PTL2：日本专利公报No.2004-181593
PTL3：日本专利公报No.2007-245270
PTL4：日本专利公报No.2013-212572
发明内容
根据本发明的一个实施例的钻头包括：前刀面、后刀面和外周表面。后刀面与前刀面相接。外周表面与前刀面和后刀面两者均相接。前刀面和后刀面之间的棱线构成切削刃。前刀面与外周表面之间的棱线构成外周端部。凹槽周期性地设置在前刀面中而相对于钻头的轴线以比钻头的螺旋角度大的角度延伸。凹槽的深度为1.5μm以上。
附图说明
图1是示出根据第一实施例的钻头的构造的示意性正视图。
图2是示出根据第一实施例的钻头的构造的示意性平面图。
图3是示出根据第一实施例的钻头的前刀面的构造的示意性透视图。
图4是图3的区域IV的放大示意图。
图5是沿着图4的V-V线截取的示意性截面图。
图6是图3的区域VI的放大示意图。
图7是沿着图6的VII-VII线截取的示意性截面图。
图8是示出根据第二实施例的钻头的构造的示意性截面图，并且对应于图5中的第一实施例的钻头的视野。
图9是示出根据第二实施例的钻头的构造的示意性截面图，并且对应于图7中的第一实施例的钻头的视野。
图10示出体积磨损量和最大高度粗糙度之间的关系。
具体实施方式
[本公开要解决的问题]
日本国家专利公布No.2016-500028中描述的凹部的宽度朝向其开口变宽。因此，填充凹部的表面涂膜的上表面相对光滑。在前刀面相对光滑的情况下，在切削过程中当切屑与前刀面接触地通过时，切屑与前刀面之间的接触面积变大。因此，前刀面易于磨损。此外，在切削过程中，表面涂膜随着时间的推移而磨损。因此，当表面涂膜中的凹凸结构小时，该凹凸结构立即被磨损，其结果是前刀面变得光滑。结果，前刀面的磨损量变大。
如上所述，在日本国家专利公布No.2016-500028中描述的切削工具中，难以充分地抑制前刀面的磨损。
本发明的一个实施例的目的是提供一种能够抑制前刀面磨损的钻头。
[本公开的有益效果]
根据本发明的一个实施例，可以提供一种能够抑制前刀面磨损的钻头。
[本发明的实施例的描述]
首先，下面描述本发明的实施例的概述。
(1)根据本发明的一个实施例的钻头100包括：前刀面10、后刀面20和外周表面30。后刀面20与前刀面10相接。外周表面30与前刀面10和后刀面20两者均相接。前刀面10和后刀面20之间的棱线构成切削刃7。前刀面10和外周表面30之间的棱线构成外周端部8。凹槽周期性地设置在前刀面10中而相对于钻头100的轴线A以比钻头的螺旋角度θ2大的角度θ1延伸。凹槽的深度为1.5μm以上。由于凹槽设置在前刀面中，所以前刀面与切屑之间的接触面积减小。因此，可以抑制前刀面磨损。
(2)根据第(1)项的钻头100可以具有基材5和涂膜6。涂膜6可以设置在基材5上。前刀面10、后刀面20和外周表面30可以由涂膜6构成。凹槽可以是第一凹槽1，第一凹槽1设置在涂膜6中且从切削刃7朝向外周端部8延伸。第一凹槽1的深度为1.5μm以上。
第一凹槽1设置在根据第(2)项的钻头100的前刀面10中且从切削刃7朝向外周端部8延伸，并且第一凹槽1的深度H1为1.5μm以上。由于第一凹槽设置在前刀面中，所以前刀面与切屑之间的接触面积减小。此外，由于第一凹槽的深度为1.5μm以上，所以即使当切削过程中涂膜的一部分磨损时，前刀面与切屑之间的接触面积减小的状态也可以长时间维持。此外，在切削过程中，润滑剂便于沿着第一凹槽从切削刃流向外周端部。因此，前刀面的润滑性得到增加，以减小从切屑受到的载荷。结果，可以抑制前刀面磨损。
(3)在根据第(2)项的钻头100中，在与第一凹槽1对应的位置处在基材5中可以周期性地设置有第二凹槽2。第二凹槽2的深度可以为1.5μm以上。因此，即使当由于磨损进展到与膜厚度大约一样大的深度而部分地暴露基材的突出部时，在设置于基材中的第二凹槽中仍留有涂膜。通常，基材对工件的亲和力(affinity)比涂膜对工件的亲和力高几倍，使得当切屑与基材接触地通过时，基材中的磨损比涂膜中的磨损进展得更快。由于在设置于基材中的第二凹槽中仍留有涂膜，所以基材和涂膜沿着切屑与基材接触地通过的方向交替地布置。因此，可以抑制切屑与基材完全接触。结果，由于切屑与基材接触地通过而导致的磨损的进展得到减缓，从而可以抑制前刀面磨损。
(4)在根据第(1)至(3)项中的任一项的钻头100中，前刀面10的最大高度粗糙度(Rz)可以为1.5μm以上且50μm以下。因此，可以进一步抑制前刀面磨损。
(5)在根据第(2)或(3)项的钻头100中，钻头可以构造成能够围绕轴线A旋转。涂膜6可以进一步包括容屑槽部分，容屑槽部分与前刀面10相接且围绕轴线A呈螺旋的形式设置。
(6)在根据第(5)项的钻头100中，从凹槽的延伸方向相对于轴线A的角度θ1减去螺旋角度θ2而得到的值可以为0°以上且15°以下。
(7)在根据第(1)至(6)中的任一项的钻头100中，凹槽可以具有多个凹槽部分。多个凹槽部分之间的节距可以为10μm以上且70μm以下。
(8)在根据第(3)项的钻头100中，涂膜6的厚度可以大于第二凹槽2的深度。因此，第二凹槽可以充分地填满涂膜。因此，即使当涂膜的突起部的一部分由于磨损而脱落时，在设置于基材中的第二凹槽中仍留有具有充分厚度的涂膜。结果，涂膜的润滑效果可以长时间保持。
(9)在根据第(2)、(3)、(5)、(6)和(8)项中的任一项的钻头100中，涂膜6可以进一步包括修磨横刃面50，修磨横刃面50与后刀面20和前刀面10两者均相接。在前刀面10中可以设置有第三凹槽3，第三凹槽3从修磨横刃面50和前刀面10之间的棱线朝向外周端部8延伸。因此，由于切屑与前刀面接触地通过而导致的磨损的进展得到减缓，从而可以抑制前刀面磨损。
(10)在根据第(9)项的钻头100中，第三凹槽3的深度可以为1.5μm以上。因此，由于切屑与前刀面接触地通过而导致的磨损的进展得到减缓，从而可以抑制前刀面磨损。
(11)在根据第(9)或(10)项的钻头100中，修磨横刃面50的最大高度粗糙度(Rz)可以小于前刀面10的最大高度粗糙度(Rz)。由于修磨横刃面受到来自工件的大压力，所以当修磨横刃面粗糙时易于发生压力粘附(pressure adhesion)。由于修磨横刃面的最大高度粗糙度小于前刀面的最大高度粗糙度，所以可以抑制前刀面磨损，同时抑制压力粘附并抑制修磨横刃面磨损。
(12)在根据第(1)至(11)项中的任一项的钻头100中，后刀面20可以具有切削刃处理面21和主后刀面部分22，切削刃处理面21构成切削刃7，主后刀面部分22与切削刃处理面21相接，主后刀面部分22相对于切削刃处理面21倾斜。切削刃处理面21的最大高度粗糙度(Rz)可以小于前刀面10的最大高度粗糙度(Rz)。由于切削刃处理面受到来自工件的大压力，所以当切削刃处理面粗糙时易于发生压力粘附。由于切削刃处理面的最大高度粗糙度小于前刀面的最大高度粗糙度，所以可以抑制前刀面磨损，同时抑制压力粘附并抑制切削刃处理面磨损。
(13)在根据第(1)至(12)项中的任一项的钻头100中，外周表面30可以具有返回面31和主外周表面部分32，返回面31构成外周端部8，主外周表面部分32与返回面31相接，主外周表面部分32相对于返回面31倾斜。返回面31的最大高度粗糙度(Rz)可以小于前刀面10的最大高度粗糙度(Rz)。由于返回面受到来自工件的大压力，所以当返回面粗糙时易于发生压力粘附。由于返回面的最大高度粗糙度小于前刀面的最大高度粗糙度，所以可以抑制前刀面磨损，同时抑制压力粘附并抑制返回面磨损。
[本发明的实施例的细节]
下面基于附图描述本发明的实施例(以下称为“本实施例”)的细节。应当注意，在下述附图中，相同或相应的部分被赋予相同的附图标记并且不再重复描述。
(第一实施例)
首先，将描述根据第一实施例的钻头的构造。
如图1和图2所示，根据第一实施例的钻头100主要具有前刀面10、后刀面20、外周表面30、修磨横刃面50、后方后刀面12、容屑槽部分40、末端部15、后端部分16以及柄部13。后刀面20与前刀面10相接。前刀面10和后刀面20之间的棱线构成切削刃7。外周表面30与前刀面10和后刀面20两者均相接。前刀面10和外周表面30之间的棱线构成外周端部8。修磨横刃面50相对于后刀面20设置在外周表面30的相对侧。修磨横刃面50与后刀面20和前刀面10两者均相接。修磨横刃面50与末端部15相接。
钻头100构造成能够围绕轴线A旋转。容屑槽部分40围绕轴线A呈螺旋状设置。容屑槽部分40与前刀面10相接。后方后刀面12在旋转方向上相对于后刀面20布置在后方。后方后刀面12与后刀面20相接。后方后刀面12相对于后刀面20倾斜。后方后刀面12可以从后方后刀面12和后刀面20之间的边界朝后端部分16延伸。润滑剂供应孔11例如设置在后方后刀面12中。润滑剂供应孔11可以延伸穿过柄部13并且可以在后端部分16处开口。
如图1和图3所示，后刀面20可以具有切削刃处理面21和主后刀面部分22。切削刃处理面21构成切削刃7。主后刀面部分22与切削刃处理面21相接。主后刀面部分22相对于切削刃处理面21倾斜。主后刀面部分22在旋转方向上相对于切削刃处理面21位于后方。主后刀面部分22与末端部15相接，并且从末端部15朝外圆周方向延伸。切削刃处理面21可以与末端部15分离。切削刃处理面21与前刀面10相接。
如图1和图3所示，外周表面30可以具有返回面21和主外周表面部分32。返回面21构成外周端部8。主外周表面部分32与返回面31相接。主外周表面部分32相对于返回面31倾斜。返回面31与切削刃处理面21相接。返回面31从切削刃处理面21朝向后端部分16延伸。返回面31与前刀面10相接。主外周表面部分32在旋转方向上相对于返回面31位于后方。
如图2和图3所示，在前刀面10中设置有第一凹槽1。第一凹槽1从切削刃7朝向外周端部8延伸。第一凹槽1与切削刃7相接。第一凹槽1与外周端部8相接。第一凹槽1具有多个第一凹槽部分1a。多个第一凹槽部分1a中的每一个从切削刃7朝向外周端部8延伸。多个第一凹槽部分1a中的每一个与切削刃7相接。多个第一凹槽部分1a中的每一个与外周端部8相接。
如图2所示，第一凹槽1周期性地设置在前刀面10中而相对于钻头的轴线A以比钻头的螺旋角度θ2大的角度θ1延伸。当沿垂直于轴线A的方向观看时，第一凹槽1的延伸方向相对于轴线A的角度θ1大于容屑槽部分40相对于轴线A的螺旋角度θ2。应当注意，容屑槽部分40的螺旋角度θ2是指当沿垂直于轴线A的方向观看时，由轴线A和在容屑槽部分40的侧面端部分40a与轴线A之间的交叉部40b处侧面端部分40a的切线40c形成的角度。第一凹槽1的延伸方向相对于轴线A的角度θ1可以比容屑槽部分40的螺旋角度θ2大一角度值，该角度值大于0°且为15°以下。螺旋角度θ2例如为30°。角度θ1例如为30°以上且45°以下。从角度θ1减去螺旋角度θ2而得到的值可以为2°以上且12°以下，或者可以为4°以上且9°以下。
如图3和图4所示，多个第一凹槽部分1a可以彼此基本平行地延伸。当沿垂直于前刀面10的方向观看时，多个第一凹槽部分1a之间在与多个第一凹槽部分1a中的每一个垂直的方向上的节距B例如为10μm以上且70μm以下。多个第一凹槽部分1a之间的节距B可以例如为15μm以上且65μm以下，或者可以为20μm以上且50μm以下。在约200μm的长度范围L(参见图4)中设置了约三个以上且二十个以下的第一凹槽部分1a。
如图5所示，钻头100可以具有基材5和涂膜6。涂膜6设置在基材5上。前刀面10、后刀面20、外周表面30、修磨横刃面50、后方后刀面12和容屑槽部分40由涂膜6构成。换句话说，涂膜6包括前刀面10、后刀面20、外周表面30、修磨横刃面50、后方后刀面12和容屑槽部分40。基本上，涂膜6设置在基材5的整个表面上；然而，基材5的一部分可以经由涂膜6暴露。
对于基材5，例如使用硬质合金。硬质合金是包含WC(碳化钨)粉末或类似物以及诸如Co(钴)等的粘结剂的烧结材料。应当注意，基材5不限于硬质合金，可以是例如金属陶瓷、陶瓷或类似物。涂膜6是含有例如金刚石晶体的层。涂膜6是包含例如金刚石的膜。涂膜6例如可以是DLC(类金刚石碳)，或者可以是例如金刚石多晶膜。
如图5所示，第一凹槽1可以设置在涂膜6中。第一凹槽1的深度H1为1.5μm以上。例如，第一凹槽1的深度H1可以为1.9μm以上，或者可以为2.4μm以上。第一凹槽1的深度H1的上限例如为50μm以下。在与第一凹槽1对应的位置处在基材5中设置有第二凹槽2。当第一凹槽1具有多个第一凹槽部分1a时，在基材5中设有与多个第一凹槽部分1a对应的多个相应的第二凹槽部分2a。涂膜6与基材5的上表面17接触。涂膜6设置在设置于基材5中的第一凹槽1内，以填充第一凹槽1。
前刀面10具有上端表面10a并且设置有多个第一凹槽部分1a。多个第一凹槽部分1a中的每一个具有最大深度部分1b和平坦部分1c。在一个节距B中，设有最大深度部分1b、平坦部分1c和上端表面10a。在平行于上端表面10a的方向上，平坦部分1c位于最大深度部分1b与上端表面10a之间。最大深度部分1b用作与平坦部分1c相比而言的凹部。上端表面10a用作与平坦部分1c相比而言的突起部。换句话说，平坦部分1c形成在最大深度部分1b与上端表面10a之间的深度处。
利用这种构造，即使当涂膜6由于例如切屑与该涂膜接触地通过而磨损到磨损位置E1(参见图5)时，也可以抑制与通过的切屑接触的面积的增加。因此，切屑仅与涂膜6的上表面的一部分而不是整个上表面抵接。结果，接触面积减小的状态可以长时间保持。此外，即使当磨损进行到磨损位置E2(参见图5)以使基材5的一部分暴露时，在最大深度部分1b和平坦部分1c处仍留有具有高润滑性的涂膜6。因此，可以抑制切屑与基材5的整个上表面抵接。因此，与基材5的上表面光滑的情况相比，涂膜6的润滑效果可以保持更长的时间。结果，可以抑制磨损的进展，从而实现钻头的长寿命。
第二凹槽2的深度H2可以与第一凹槽1的深度H1基本相同，或者可以大于第一凹槽1的深度。第二凹槽2的深度H2例如为1.5μm以上。例如，第二凹槽2的深度H2可以为1.9μm以上，或者可以为2.4μm以上。例如，第二凹槽2的深度H2的上限可以为50μm以下，可以为10μm以下，或者可以为5μm以下。涂膜6的厚度T可以大于第二凹槽2的深度H2。类似地，涂膜6的厚度T可以大于第一凹槽1的深度H1。涂膜6的厚度T例如为1μm以上且5μm以下。涂膜6的厚度T是在基材5的基本平坦的上端表面5a上的涂膜6的厚度。
基材5的上表面17具有上端表面5a并且设置有多个第二凹槽部分2a。多个第二凹槽部分2a中的每一个具有最大深度部分2b和平坦部分2c。在一个节距B中，设有最大深度部分2b、平坦部分2c和上端表面5a。在平行于上端表面5a的方向上，平坦部分2c位于最大深度部分2b与上端表面5a之间。最大深度部分2b用作与平坦部分2c相比而言的凹部。上端表面5a用作与平坦部分2c相比而言的突出部。换句话说，平坦部分2c形成在最大深度部分2b与上端表面5a之间的深度处。
如图2和图3所示，在前刀面10中设置有第三凹槽3。第三凹槽3从修磨横刃面50和前刀面10之间的棱线朝向外周端部8延伸。第三凹槽3与修磨横刃面50和前刀面10之间的棱线相接。第三凹槽3与外周端部8相接。第三凹槽3具有多个第三凹槽部分3a。多个第三凹槽部分3a中的每一个从修磨横刃面50和前刀面10之间的棱线朝向外周端部8延伸。多个第三凹槽部分3a中的每一个可以与修磨横刃面50和前刀面10之间的棱线相接。多个第三凹槽部分3a中的每一个可以与外周端部8相接。如图6所示，多个第三凹槽部分3a可以彼此基本平行地延伸。除了其布置的区域不同以外，第三凹槽部分3a的构造与第一凹槽部分1a的构造相同。
如图7所示，第三凹槽3的深度H3与第一凹槽1的深度H1相同。即，第三凹槽3的深度H3例如为1.5μm以上。例如，第三凹槽3的深度H3可以为1.9μm以上，或者可以为2.4μm以上。第三凹槽3的深度H3的上限例如为50μm以下。与第一凹槽1一样，基材5在与第三凹槽3对应的位置处设置有第四凹槽4。当第三凹槽3具有多个第三凹槽部分3a时，基材5设置有与多个相应的第三凹槽部分3a对应的多个相应的第四凹槽部分4a。涂膜6设置在设置于基材5中的第三凹槽3内，以填充第三凹槽3。前刀面10设置有多个第三凹槽部分3a。多个第三凹槽部分3a中的每一个具有最大深度部分3b和平坦部分3c。
第四凹槽4的深度H4与第二凹槽2的深度H2相同。第四凹槽4的深度H4可以与第三凹槽3的深度H3基本相同，或者可以大于第三凹槽3的深度。即，第四凹槽4的深度H4例如为1.5μm以上。例如，第四凹槽4的深度H4可以为1.9μm以上，或者可以为2.4μm以上。例如，第四凹槽4的深度H4的上限可以为50μm以下，可以为10μm以下，或者可以为5μm以下。涂膜6的厚度T可以大于第四凹槽4的深度H4。类似地，涂膜6的厚度T可以大于第三凹槽3的深度H3。基材5的上表面17设置有多个第四凹槽部分4a。多个第四凹槽部分4a中的每一个具有最大深度部分4b和平坦部分4c。除了其布置的区域不同以外，第四凹槽部分4a的构造与第二凹槽部分2a的构造相同。
前刀面10具有例如1.5μm以上的最大高度粗糙度(Rz)。例如，前刀面10的最大高度粗糙度(Rz)可以为1.9μm以上，或者可以为2.4μm以上。前刀面10的最大高度粗糙度(Rz)的上限可以为50μm以下，可以为10μm以下，或者可以为5μm以下。修磨横刃面50的最大高度粗糙度(Rz)可以小于前刀面10的最大高度粗糙度(Rz)。切削刃处理面21的最大高度粗糙度(Rz)可以小于前刀面10的最大高度粗糙度(Rz)。返回面31的最大高度粗糙度(Rz)可以小于前刀面10的最大高度粗糙度(Rz)。
如图2所示，在前刀面10中可以设置有第五凹槽9。第五凹槽9延伸至与外周端部8相接。第五凹槽9与切削刃7以及修磨横刃面50分离。第五凹槽9可以设置在容屑槽部分40中。在切削刃附近，第五凹槽9的深度可以与第一凹槽1的深度基本相同。第五凹槽9可以设置在从末端部15沿轴线A的方向到钻头直径D的两倍大位置的距离的区域中，或者可以设置在整个容屑槽部分40中。因此，可以减少当切屑与容屑槽部分接触地通过时的磨损。
(用于测量凹槽的深度和前刀面的最大高度粗糙度的方法)
接下来，下面描述用于测量每个凹槽的深度和前刀面的最大高度粗糙度的方法。
为了测量凹槽的深度和最大高度粗糙度，例如使用基恩士(KEYENCE)提供的激光显微镜(型号：VK-X100)。首先，将钻头布置在设置于块体中的V形凹槽中。钻头布置成使得钻头的切削刃与激光显微镜的透镜水平。激光显微镜的视野放大倍数约为x1000。如图4所示，激光显微镜捕获前刀面的与切削刃相距约0.1mm的区域IV(参见图3)的图像。
在图4中，在与第一凹槽的延伸方向垂直的方向C上的200μm的长度范围L中，测量捕获区域在高度方向上的轮廓并且测量前刀面中的最大高度粗糙度(Rz)。基于国际标准化组织的“ISO4287：1997”计算最大高度粗糙度(Rz)。此外，在捕获区域的沿高度方向的轮廓中，指定设置有第一凹槽1的部分和没有设置第一凹槽1的基本平坦的上端表面10a。将第一凹槽1的底部的高度与基本平坦的上端表面10a的平均高度之间的距离计算为第一凹槽1的深度H1。
基材5的第二凹槽2的深度H2可以基于在沿着图4的V-V线截取的钻头的截面中基材与涂膜之间的界面的图像来测量。使用显微镜或类似装置来捕获图像。
接下来，下面描述根据第一实施例的钻头的功能和效果。
按照根据第一实施例的钻头100，凹槽周期性地设置在前刀面10中而相对于钻头的轴线A以大于钻头的螺旋角度θ2的角度θ1延伸。凹槽具有1.5μm以上的深度。因此，前刀面与切屑之间的接触面积减小。因此，可以抑制前刀面磨损。
此外，按照根据第一实施例的钻头100，第一凹槽1设置在钻头100的前刀面10中而从切削刃7朝向外周端部8延伸，并且第一凹槽1具有1.5μm以上的深度H1。由于第一凹槽设置在前刀面中，所以前刀面与切屑之间的接触面积减小。此外，由于第一凹槽的深度为1.5μm以上，所以即使当切削过程中涂膜的一部分磨损时，前刀面与切屑之间的接触面积减小的状态也可以长时间保持。此外，在切削过程中，润滑剂便于沿着第一凹槽从切削刃流向外周端部。因此，前刀面的润滑性增加，以减少从切屑受到的载荷。结果，可以抑制前刀面磨损。
此外，按照根据第一实施例的钻头100，第二凹槽2在与第一凹槽1对应的位置处周期性地设置在基材5中。第二凹槽2的深度为1.5μm以上。因此，即使当由于磨损的进展到与膜厚度大约一样大的深度而部分地暴露基材的突出部时，在设置于基材中的第二凹槽中仍留有涂膜。通常，基材对工件的亲和力比涂膜对工件的亲和力高几倍，使得当切屑与基材接触地通过时，基材中的磨损比涂膜中的磨损进展得更快。由于在设置于基材中的第二凹槽中仍留有涂膜，所以基材和涂膜沿着切屑与基材接触地通过的方向交替地布置。因此，可以抑制切屑与基材完全接触。结果，由于切屑与基材接触地通过而导致的磨损的进展得到减缓，从而可以抑制前刀面磨损。
此外，按照根据第一实施例的钻头100，前刀面10的最大高度粗糙度(Rz)为1.5μm以上且50μm以下。因此，可以进一步抑制前刀面磨损。
此外，按照根据第一实施例的钻头100，涂膜6的厚度大于第二凹槽的深度。因此，第二凹槽可以充分地被涂膜填充。因此，即使当涂膜的突起部的一部分由于磨损而脱落时，在设置于基材中的第二凹槽中仍留有具有充分厚度的涂膜。结果，涂膜的润滑效果可以长时间保持。
此外，按照根据第一实施例的钻头100，涂膜6进一步包括与后刀面20和前刀面10两者均相接的修磨横刃面50。第三凹槽3设置在前刀面10中而从修磨横刃面50和前刀面10之间的棱线朝向外周端部8延伸。因此，由于切屑与前刀面接触地通过而导致的磨损的进展得到减缓，从而可以抑制前刀面磨损。
此外，按照根据第一实施例的钻头100，第三凹槽3的深度为1.5μm以上。因此，由于切屑与第三凹槽接触地通过而导致的磨损的进展得到减缓，从而可以抑制前刀面磨损。
此外，按照根据第一实施例的钻头100，修磨横刃面50的最大高度粗糙度(Rz)小于前刀面10的最大高度粗糙度(Rz)。由于修磨横刃面受到来自工件的大压力，所以当修磨横刃面粗糙时易于发生压力粘附。由于修磨横刃面的最大高度粗糙度小于前刀面的最大高度粗糙度，所以可以抑制前刀面磨损，同时抑制压力粘附并抑制修磨横刃面磨损。
此外，按照根据第一实施例的钻头100，后刀面20具有切削刃处理面21和主后刀面部分22，切削刃处理面21构成切削刃7，主后刀面部分22与切削刃处理面21相接，主后刀面部分22相对于切削刃处理面21倾斜。切削刃处理面21的最大高度粗糙度(Rz)小于前刀面10的最大高度粗糙度(Rz)。由于切削刃处理面受到来自工件的大压力，所以当切削刃处理面粗糙时易于发生压力粘附。由于切削刃处理面的最大高度粗糙度小于前刀面的最大高度粗糙度，所以可以抑制前刀面磨损，同时抑制压力粘附并抑制切削刃处理面磨损。
此外，按照根据第一实施例的钻头100，外周表面30具有返回面31和主外周表面部分32，返回面31构成外周端部8，主外周表面部分32与返回面31相接，主外周表面部分32相对于返回面31倾斜。返回面31的最大高度粗糙度(Rz)小于前刀面10的最大高度粗糙度(Rz)。由于返回面受到来自工件的大压力，所以当返回面粗糙时易于发生压力粘附。由于返回面的最大高度粗糙度小于前刀面的最大高度粗糙度，所以可以抑制前刀面磨损，同时抑制压力粘附并抑制返回面磨损。
(第二实施例)
接下来，下面描述根据第二实施例的钻头的构造。
根据第二实施例的钻头与根据第一实施例的钻头的不同之处在于以下构造：涂膜6的厚度T小于第二凹槽2的深度H2。根据第二实施例的钻头的其它构造与根据第一实施例的钻头的其它构造相同。在下面的描述中，将主要描述与根据第一实施例的钻头的构造不同的构造。
如图8所示，涂膜6的厚度T可以小于第一凹槽1的深度H1。类似地，涂膜6的厚度T可以小于第二凹槽2的深度H2。当第一凹槽1的深度H1和第二凹槽2的深度H2中的每一个均为2μm以上时，涂膜6的厚度T例如小于2μm。第二凹槽2在与第一凹槽1对应的位置处设置在基材5中。第一凹槽1的一部分可以延伸到第二凹槽2中。第一凹槽1的底部的高度可以低于基本平坦的上端表面5a的高度。
如图9所示，涂膜6的厚度T可以小于第三凹槽3的深度H3。类似地，涂膜6的厚度T可以小于第四凹槽4的深度H4。当第三凹槽3的深度H3和第四凹槽4的深度H4中的每一个均为2μm以上时，涂膜6的厚度T例如小于2μm。第四凹槽4在与第三凹槽3对应的位置处设置在基材5中。第三凹槽3的一部分可以延伸到第四凹槽4中。第三凹槽3的底部的高度可以低于基本平坦的上端表面5a的高度。
在上述每个实施例中，已经描述了钻头100具有基材5和涂膜6；然而，钻头100可以没有涂膜6。在这种情况下，凹槽(第二凹槽2)设置在基材5的前刀面10中。当钻头100没有涂膜6时，前刀面10、后刀面20、外周表面30、修磨横刃面50、后方后刀面12和容屑槽部分40由基材5构成。
[实例]
(样品的制备)
首先，制备就前刀面中的最大高度粗糙度而言彼此不同的样品1至8的钻头。样品1至8的钻头的前刀面10(参见图3)中的各个最大高度粗糙度(Rz)分别为0.37μm、0.66μm、1.05μm、1.52μm、1.93μm、2.20μm、2.62μm和3.00μm。由于每个前刀面的最大高度粗糙度遵循基材的最大高度粗糙度，所以通过改变基材5中所形成的第二凹槽2的深度H2来调节每个前刀面的最大高度粗糙度。通过使用磨石研磨基材来形成第二凹槽2。通过改变磨石的进给速率来调节第二凹槽2的深度。通过在基材5中设置第二凹槽2之后在基材5上形成涂膜6，在涂膜6中形成第一凹槽1。由涂膜6构成的前刀面10中的最大高度粗糙度(Rz)通过KEYENCE提供的激光显微镜(型号：VK-X100)来测量。
(评价方法)
接下来，使用样品1至8的钻头中的每一个进行切削测试。工件是S50C。周速设定为80mm/min。进给设定为0.25mm/转。形成通孔，并且每个孔的深度为38mm。使用立式加工中心作为设备。乳液是内部供应的。供应压力设定为2.0MPa。切孔的数量为1600。在切削测试后测量前刀面的磨损量。具体地，使用KEYENCE提供的显微镜(型号：VHX-5000)来测量磨损部分的面积。具体地，将钻头布置在块体的凹槽中，使得钻头的切削刃是水平的。通过激光显微镜捕获前刀面的图像。将捕获的图像二值化以确定磨损部分的面积。接下来，测量磨损部分的深度。具体地，使用KEYENCE提供的激光显微镜(型号：VK-X100)来测量磨损部分的深度。具体地，测量在切削刃的中心位置处的截面轮廓，并且基于截面轮廓确定磨损部分的深度。将磨损部分的面积(μm2)和磨损部分的深度(μm)的乘积的一半的值定义为体积磨损量(μm3)。
(评价结果)
图10示出了前刀面的体积磨损量与前刀面的最大高度粗糙度(Rz)之间的关系。如图10所示，确认了前刀面的体积磨损量随着前刀面的最大高度粗糙度(Rz)变大而减小。特别地，确认了当前刀面的最大高度粗糙度为1.5μm以上且5μm以下时前刀面的体积磨损量显著减小。
本文公开的实施例和实例在任何方面都是说明性的而非限制性的。本发明的范围由权利要求的条款限定，而不是由上述实施例限定，并且旨在包括在该范围内的任何修改以及与权利要求的条款等同的含义。
附图标记列表
1：第一凹槽；1a：第一凹槽部分；1b、2b、3b、4b：最大深度部分；1c、2c、3c、4c：平坦部分；2：第二凹槽；2a：第二凹槽部分；3：第三凹槽；3a：第三凹槽部分；4：第四凹槽；4a：第四凹槽部分；5：基材；5a、10a：上端表面；6：涂膜；7：切削刃；8：外周端部；9：第五凹槽；10：前刀面；11：润滑剂供应孔；12：后方后刀面；13：柄部；15：末端部；16：后端部分；17：上表面；20：后刀面；21：切削刃处理面；22：主后刀面部分；30：外周表面；31：返回面；32：主外周表面部分；40：容屑槽部分；40a：侧面端部分；40b：交叉部；40c：切线；50：修磨横刃面；100：钻头；A：轴线；B：节距；C：方向；D：钻头直径；E1、E2：磨损位置；H1、H2、H3、H4：深度；L：范围；T：厚度。

Claims (13)

1.一种钻头，包括：
前刀面；
后刀面，其与所述前刀面相接；以及
外周表面，其与所述前刀面和所述后刀面两者均相接，其中，
所述前刀面和所述后刀面之间的棱线构成切削刃，
所述前刀面和所述外周表面之间的棱线构成外周端部，
凹槽周期性地设置在所述前刀面中而相对于所述钻头的轴线以比所述钻头的螺旋角度大的角度延伸，并且
所述凹槽的深度为1.5μm以上。
2.根据权利要求1所述的钻头，其中，
所述钻头具有基材和涂膜，所述涂膜设置在所述基材上，
所述前刀面、所述后刀面和所述外周表面由所述涂膜构成，并且
所述凹槽是第一凹槽，所述第一凹槽设置在所述涂膜中且从所述切削刃朝向所述外周端部延伸，并且所述第一凹槽的深度为1.5μm以上。
3.根据权利要求2所述的钻头，其中，在与所述第一凹槽对应的位置处在所述基材中周期性地设置有第二凹槽，并且所述第二凹槽的深度为1.5μm以上。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的钻头，其中，所述前刀面的最大高度粗糙度为1.5μm以上且50μm以下。
5.根据权利要求2或3所述的钻头，其中，
所述钻头构造成能够围绕所述轴线旋转，
所述涂膜进一步包括容屑槽部分，所述容屑槽部分与所述前刀面相接且围绕所述轴线呈螺旋的形式设置。
6.根据权利要求5所述的钻头，其中，从所述凹槽的延伸方向相对于所述轴线的所述角度减去所述螺旋角度而得到的值大于0°且小于或等于15°。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的钻头，
所述凹槽具有多个凹槽部分，并且
所述多个凹槽部分之间的节距为10μm以上且70μm以下。
8.根据权利要求3所述的钻头，其中，所述涂膜的厚度大于所述第二凹槽的所述深度。
9.根据权利要求2、3、5、6和8中的任一项所述的钻头，其中，
所述涂膜进一步包括修磨横刃面，所述修磨横刃面与所述后刀面和所述前刀面两者均相接，并且
在所述前刀面中设置有第三凹槽，所述第三凹槽从所述修磨横刃面和所述前刀面之间的棱线朝向所述外周端部延伸。
10.根据权利要求9所述的钻头，其中，所述第三凹槽的深度为1.5μm以上。
11.根据权利要求9或10所述的钻头，其中，所述修磨横刃面的最大高度粗糙度小于所述前刀面的最大高度粗糙度。
12.根据权利要求1至11中的任一项所述的钻头，其中，
所述后刀面具有切削刃处理面和主后刀面部分，所述切削刃处理面构成所述切削刃，所述主后刀面部分与所述切削刃处理面相接，所述主后刀面部分相对于所述切削刃处理面倾斜，并且
所述切削刃处理面的最大高度粗糙度小于所述前刀面的最大高度粗糙度。
13.根据权利要求1至12中的任一项所述的钻头，其中，
所述外周表面具有返回面和主外周表面部分，所述返回面构成所述外周端部，所述主外周表面部分与所述返回面相接，所述主外周表面部分相对于所述返回面倾斜，并且
所述返回面的最大高度粗糙度小于所述前刀面的最大高度粗糙度。
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