CN111093870A - 深孔加工方法 - Google Patents

Abstract

钻头是具有螺旋角为25°的排出槽并且槽长为30D以上的长钻头。对钻头的顶端部实施修磨处理，形成有在比外周面靠径向内侧的位置与排出槽相连接的凹缺部。在修磨面与凹缺面相连接的部分形成有圆弧槽，能够提高切屑排出性。在形成深孔时，在引导孔形成工序中，形成内径d为D+0.03mm以下且深度W为3D以上的引导孔(S2～S6)。在插入工序中，钻头反向旋转，向引导孔插入到底部近前(S11～S13)。在深孔形成工序中，钻头正向旋转，从引导孔的底部进行切削，形成深孔(S16～S18)。

Description

深孔加工方法

技术领域

本发明涉及一种深孔加工方法。

背景技术

以往，在工件上形成深度较深的深孔的情况下，在形成深孔之前，形成与深孔相比直径稍大且深度较浅的引导孔。安装于机床的主轴上的钻头在沿切削时的旋转方向以低速旋转的状态下向引导孔插入。当钻头的顶端部插入到引导孔的底部近前时，钻头以切削时的速度进行旋转，在该状态下进行切削，从而形成深孔。

尤其是在形成30D以上的深孔的情况下，对于在外周面以螺旋状形成有切屑的排出槽的麻花钻而言，孔越深，加工中切屑越容易堵塞，因此使用以直线状形成有排出槽的枪钻(gun drill)(例如参照专利文献1)。在专利文献1中，通过与加工阶段相应地使冷却剂的供给最优化，确保切屑的排出性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第4990650号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，枪钻无法提高加工效率，并且刀具寿命也短，因此期待使用麻花钻。

本发明的目的在于提供如下的深孔加工方法，即，能够使用能提高刚性和切屑的排出性的钻头来形成深孔，并且能够抑制加工时的钻头主体的损伤。

根据本发明的一技术方案，提供一种深孔加工方法，利用安装有钻头的机床在工件上形成深孔，该深孔加工方法的特征在于，所述钻头具有：钻头主体，其以轴心为中心进行旋转；多个排出槽，它们从所述钻头主体的顶端部朝向基端部以螺旋角为15°以上且35°以下的螺旋状设置在所述钻头主体的外周面；切削刃，其形成于所述排出槽的朝向所述钻头主体的旋转方向侧的内表面与所述顶端部中的所述钻头主体的后刀面之间的棱线部分；修磨刃，其是通过对所述钻头主体的所述顶端部实施的修磨处理而设置的，该修磨刃从所述切削刃的内端朝向所述钻头主体的顶端部分即横刃部延伸；以及凹缺部，其是通过所述修磨处理而设置的，该凹缺部与所述后刀面之间的棱线从所述修磨刃的内端以圆弧状延伸，且在比所述钻头主体的所述外周面靠内周侧的位置与所述排出槽相连接，在所述机床使用所述钻头对所述工件进行的加工中，包括：引导孔形成工序，在该工序中，预先使用其他钻头在所述工件上形成引导孔，该引导孔能够供所述钻头主体的所述顶端部插入，该引导孔具有比所述钻头主体的外径D大的内径d，且深度为W；插入工序，在该工序中，在使所述钻头主体以比加工时低的速度向与切削时的旋转方向相反的反转方向旋转的同时，将所述钻头主体的所述顶端部插入到所述引导孔的底部近前；以及深孔形成工序，在该工序中，在使所述钻头主体向切削时的旋转方向即正转方向旋转的同时，对所述引导孔进一步进行切削，形成所述深孔。

钻头是排出槽的螺旋角为15°以上且35°以下的麻花钻，与例如枪钻相比，切屑排出性较高，加工效率较高，并且刀具寿命也长。在使用这样的钻头来形成深孔时，若对因自重导致的钻头主体的挠曲作用离心力，则存在钻头振摆回转的情况。通过在插入工序中使钻头主体以比加工时低的速度旋转，能够抑制钻头的振摆回转。振摆回转被抑制的钻头容易使顶端部向预先形成的引导孔插入。通过钻头的顶端部向引导孔插入，从而钻头以其两端被引导孔和机床支承的状态进行旋转，因此能够矫正钻头主体的挠曲。另外，使钻头主体向反转方向旋转，从钻头的不带有切削刃的跟部侧沿着引导孔向引导孔插入，从而能够抑制顶端部抵接于引导孔的周缘部分或者与内壁相接触，能够防止钻头主体的损伤的进一步发展，能够防止缺损和折损。并且，在插入工序中，钻头主体向反转方向旋转，因此，能够防止在钻头主体的切削刃与引导孔的周缘部分或内壁相接触时刀尖向工件切入，能够抑制切削刃的缺损。另外，钻头具有凹缺部，凹缺部未到达钻头主体的外周面，而是在比外周面靠内周侧的位置与排出槽相连接。由此，切屑容易卷曲且容易切断，因此，钻头能够提高切屑的排出性。因此，在形成深孔时，能够防止钻头主体折损。

在本技术方案中，也可以是，所述排出槽的槽长L为30D以上。因自重导致的钻头主体的挠曲的影响在槽长L越长的情况下越容易产生，即，在钻头主体的长度越长的情况下越容易产生。通过使用槽长L为30D以上的钻头并利用本申请方案的深孔加工方法对工件进行加工，能够更显著地发挥防止插入工序中的钻头主体折损的效果。

在本技术方案中，也可以是，所述引导孔的所述内径d为D+0.03mm以下，所述深度W为3D以上。在内径d比D+0.03mm大的情况下，在深孔形成工序中，切削刃和修磨(thinning)刃向工件切入时的稳定性下降。在深度W小于3D的情况下，工件的深孔的始端侧的开口位置与终端侧的开口位置的偏差比深度W为3D以上的情况大，深孔的形成精度下降。

在本技术方案中，也可以是，所述钻头具有截面呈圆弧状的圆弧槽，该圆弧槽设于修磨面与所述凹缺部的凹缺面相连接的部分，所述修磨面是所述修磨刃的前刀面且将所述修磨刃与所述排出槽之间连接起来，所述排出槽的螺旋角为25°。排出槽的螺旋角为25°的钻头比螺旋角为30°的普通的钻头的刚性高，但切屑的排出性下降。通过在该钻头设置圆弧槽，能够扩大凹缺部的容屑槽，能够提高切屑的排出性。通过使用这样的钻头并利用本申请方案的深孔加工方法对工件进行加工，能够更显著地发挥防止深孔形成工序中的钻头主体折损的效果。

附图说明

图1是钻头1的侧视图。

图2是钻头1的顶端部的主视图。

图3是钻头101的侧视图。

图4是钻头101的顶端部的主视图。

图5是机床200的概略结构图。

图6是深孔加工用NC程序的流程图。

图7是表示利用螺旋角20°的钻头形成深孔时的振动的图表。

图8是表示利用螺旋角25°的钻头形成深孔时的振动的图表。

图9是表示利用螺旋角30°的钻头形成深孔时的振动的图表。

图10是表示利用螺旋角35°的钻头形成深孔时的振动的图表。

图11是表示引导孔的内径d与钻头的外径D之间的径差和切入(日文：食い付き)的状况的表。

图12是表示引导孔的大小与贯通孔的开口部的错位的关系的图表。

图13是在形成22个孔之后拍摄在插入工序中正向旋转的钻头的顶端部所得到的图。

图14是在形成60个孔之后拍摄在插入工序中反向旋转的钻头的顶端部所得到的图。

具体实施方式

以下，参照附图来说明利用本发明的深孔加工方法形成深孔时所使用的钻头1、101。钻头1是在顶端部形成有两个切削刃5的双刃钻头的一个例子。钻头101是在顶端部形成有3个切削刃105的三刃钻头的一个例子。

首先，对双刃钻头1进行说明。如图1所示，钻头1由超硬合金、高速刀具钢(高速钢)等硬质材料形成。钻头1具有柄2和从柄2沿着轴心AX延伸设置的主体3。柄2是将钻头1保持于机床200的主轴206(参照图5)的部分，相对于主体3而言，柄2侧为钻头1的后端侧。在主体3的外周面31以螺旋状形成有用于排出切屑的两条排出槽4。钻头1是形成为排出槽4的螺旋角θ处于15°以上且35°以下的范围内的麻花钻。此外，螺旋角θ越小，主体3的刚性越高，但切屑的排出性越下降。

排出槽4在主体3的顶端部开口，在开口部分形成有两片切削刃5。钻头1具有槽长L相对于外径D为10倍以上(10D以上)的长度，也能够应用于例如具有30D以上的长度的、所谓的长钻头。钻头1通过以轴心AX为中心进行旋转，从而利用切削刃5对被切削物(工件)进行切削，一边利用排出槽4排出切屑，一边形成深孔。加工时的钻头1的旋转方向T在主视时为逆时针方向。即，将钻头1保持于主轴206的机床200(参照图5)使主轴206向右旋转来对工件进行切削。

如图1、图2所示，切削刃5形成于排出槽4的朝向旋转方向T侧的内表面41与钻头1的顶端部的后刀面6交叉的棱线部分。切削刃5在主视时呈大致字母S形状。排出槽4的内表面41中的处于切削刃5附近的内表面41是拾起由切削刃5切削出的切屑并使之流向排出槽4的、所谓的前刀面。排出槽4的内表面41中的切削刃5侧的内表面41与主体3的外周面31交叉的部分为前缘(leading edge)33。外周面31同与切削刃5相反的那一侧的内表面41交叉的部分为跟部34。在外周面31中，在前缘33与跟部34之间的中间部分设有直径比钻头1的外径D小的背部去除部(日文：背抜き)32。通过设置背部去除部32，从而钻头1能够减少在形成深孔时由深孔的内表面与主体3的外周面31的接触所产生的摩擦阻力，能够抑制发热、加工扭矩。

钻头1具有沿着排出槽4在主体3内以螺旋状延伸的两条油孔11。两条油孔11在钻头1内从柄2的后端贯通到钻头1的顶端，并分别在后刀面6开口。加工时向油孔11内供给的切削油能够减少切削阻力，抑制发热、加工扭矩。另外，切屑与切削油一同在排出槽4流动，被顺畅地排出。

对钻头1的顶端部实施用于使横刃9附近的芯厚变薄的修磨处理。修磨处理是如下的处理，即，在使例如磨石旋转的同时，从切削刃5的轴心AX侧的内侧端部即内端51向横刃9侧削入排出槽4的开口部分，形成修磨刃7。修磨刃7在使磨石和钻头1相对地移动的同时形成，从切削刃5的内端51朝向横刃9以主视圆弧状延伸。通过修磨刃7的形成，从而在钻头1的顶端部形成有修磨刃7的朝向旋转方向T侧的前刀面即修磨面71。

在修磨处理中，在形成修磨刃7之后，使磨石朝向跟部34侧与钻头1相对地移动并进一步削入，形成与排出槽4相连接的凹缺(gash)部8。凹缺部8的内表面即凹缺面81与钻头1的顶端部的后刀面6交叉的棱线从修磨刃7的轴心AX侧的内侧端部即内端72以圆弧状延伸，且在比外周面31靠径向的内侧的位置与排出槽4相连接。即，凹缺面81形成为向内侧凹陷的曲面。因而，凹缺部8能够确保对利用修磨刃7切削出的切屑进行收纳的容屑槽的容量更大，能够顺畅地将切屑向排出槽4送出，而不会堵塞。

在加工时，在横刃9附近延伸的修磨刃7向工件切入而产生的切屑被修磨面71拾起，并被向凹缺部8推出。切屑被呈曲面的凹缺面81卷起来而卷曲，并被前缘33切断，被向排出槽4送出。这时，若切屑进入钻头1的外周面31与深孔的内表面之间，则有时切屑不会被前缘33切断，而是较长地伸长。在钻头1中，凹缺部8的外周侧的端部没有到达钻头1的外周面31，因此，切屑不易向外周面31侧流动，不易到达外周面31与深孔的内表面之间。因此，钻头1通过将切屑切断成比较小且使切屑较小地卷起来，能够将切屑从排出槽4顺畅地排出，能够减少切削阻力。因而，钻头1能够防止在形成深孔时发生折损。

在凹缺面81与修磨面71相连接的部分形成有圆弧槽10。圆弧槽10从横刃9附近朝向排出槽4笔直地延伸，且延伸方向上的截面呈圆弧状。圆弧槽10使利用修磨刃7切削并利用修磨面71拾起的切屑顺畅地流向排出槽4。钻头1在凹缺面81与修磨面71之间具有圆弧槽10，从而能够将切屑从修磨面71向凹缺部8顺畅地推出。此外，圆弧槽10形成为，截面的曲率半径R处于0.01D以上且0.03D以下的范围内。在曲率半径R小于0.01D的情况下，切屑在从修磨面71被向凹缺部8推出时容易卡住，有可能导致切屑从凹缺部8向排出槽4排出的排出性下降。另一方面，在曲率半径R比0.03D大的情况下，在由圆弧槽10、修磨面71以及凹缺面81形成的容屑槽中，为了使圆弧槽10构成将修磨面71和凹缺面81平滑地连接的截面形状，需要在更浅的位置形成圆弧槽10。在该情况下，若根据规格来形成横刃9的直径、宽度，则修磨刃7的厚度变薄，有可能因应力集中导致突发折损。

接着，对三刃钻头101进行说明。三刃钻头101和双刃钻头1的刃数不同，而基本的结构大致相同，因此，下面简化对钻头101的说明。

如图3、图4所示，钻头101在主体103的外周面131以螺旋状形成有3条排出槽104。钻头101是形成为排出槽104的螺旋角θ处于15°以上且35°以下的范围内的麻花钻。在主体103的顶端部，在排出槽104的开口部分形成有3片切削刃105。切削刃105形成于排出槽104的朝向旋转方向T侧的内表面141与钻头101的顶端部的后刀面106交叉的棱线部分。沿着排出槽104在主体103内以螺旋状延伸的3条油孔111分别在后刀面106开口。对钻头101的顶端部实施修磨处理，形成修磨刃107。另外，对于通过修磨处理而形成的凹缺部108而言，凹缺面181与后刀面106之间的棱线从横刃109侧以圆弧状延伸，在比外周面131靠径向内侧的位置与排出槽104相连接。

在凹缺面181与修磨面171相连接的部分形成有圆弧槽110。圆弧槽110以截面呈圆弧状的形状从横刃109附近朝向排出槽104笔直地延伸。此外，圆弧槽110与钻头1同样地，形成为截面的曲率半径R处于0.01D以上且0.03D以下的范围内。

接着，对安装有钻头1或钻头101并加工深孔的机床200进行说明。此外，为了方便，将纸面左右方向设为机床200的前后方向，将纸面表里方向设为机床200的左右方向。另外，为了方便，设为在机床200安装有钻头1。

如图5所示，机床200为使刀具从工件的侧方相对地靠近来对工件进行加工的卧式加工中心。机床200具有机座201、立柱202、X轴移动机构203、Y轴移动机构204、主轴马达205、主轴206、刀柄207、工作台208、Z轴移动机构209、换刀装置210以及控制器211等。机座201为金属制的大致长方体状的基台。立柱202在机座201的后端部上竖立设置。主轴马达205设于立柱202的前表面侧，利用X轴移动机构203和Y轴移动机构204沿左右方向和上下方向移动。主轴206向主轴马达205的前方延伸，在主轴马达205的驱动下以前后方向为轴向进行旋转。在主轴206的顶端部固定有刀柄207。刀柄207使钻头1的轴心AX沿着前后方向，在使顶端部朝向前方的状态下保持柄2。钻头1伴随着主轴马达205的驱动进行旋转。

工作台208在机座201上设于立柱202的前侧。工作台208在其上表面载置工件M，利用Z轴移动机构209沿前后方向移动。换刀装置210设于立柱202的左侧，其按照控制器211的指示，将保持着后述的用于形成引导孔的钻头220的状态下的刀柄221和保持着钻头1的状态下的刀柄207交换，并安装于主轴206。控制器211搭载具有CPU、ROM、RAM、存储装置的数值控制装置(图示略)，按照NC程序对X轴移动机构203、Y轴移动机构204、主轴马达205以及Z轴移动机构209的动作进行控制。因而，钻头1能够相对于工件M沿前后方向、左右方向以及上下方向移动，且能够以前后方向为轴向进行旋转。另外，机床200具有覆盖装置整体的保护罩等，不过，该内容未图示。

接着，说明机床200的控制器211按照NC程序利用钻头1在工件M上形成深孔的过程。钻头1是槽长L为例如30D以上的长钻头。机床200在使钻头1的轴心AX沿前后方向即向侧方延伸的状态下保持钻头1，对工件M进行加工。因而，钻头1有可能在因自重产生的挠曲的影响下，在加工时在主体3产生弯曲。另外，钻头1有可能在与机床200的驱动相伴随的振动的作用下，在主体3产生弯曲。

因此，根据本实施方式的深孔加工方法，机床200在利用钻头1形成深孔之前，利用钻头220形成引导孔。引导孔形成为，深度W相对于钻头1的外径D为3D以上，内径d为D+0.03mm以下。在深度W小于3D的情况下，有可能导致工件M中的深孔的始端侧的开口位置与终端侧的开口位置的偏差比深度W为3D以上的情况大，有可能导致深孔的形成精度下降。另外，在内径d比D+0.03mm大的情况下，有可能导致在形成深孔时切削刃5和修磨刃7向工件M切入时的稳定性下降。

另外，根据深孔加工方法，钻头1使用如下的钻头，即，具有在比外周面31靠内周侧的位置与排出槽4相连接的圆弧状的凹缺部8，且在修磨面71与凹缺面81之间的连接部分具有圆弧槽10，并且排出槽4的螺旋角θ为25°。由于排出槽4的螺旋角θ为25°的钻头1比以往的钻头刚性高，因此难以挠曲。另外，切屑的排出性比以往的钻头下降，但通过具有本申请形状的凹缺部8和圆弧槽10来提高排出性，从而钻头1能够同时确保刚性和切屑的排出性。

控制器211的数值控制装置将存储于存储装置的NC程序读入RAM，执行各种动作。如图6所示，控制器211驱动换刀装置210，将保持着钻头220的刀柄221安装于主轴206(S1)。钻头220的外径为d，比钻头1的外径D大，为D+0.03mm以下。控制器211控制X轴移动机构203和Y轴移动机构204的驱动，使钻头220的顶端部向工件M中的深孔的形成预定位置的后方移动(S2)。

[引导孔形成工序]控制器211控制主轴马达205的驱动，使保持钻头220的主轴206以加工时的旋转速度进行正向旋转(沿旋转方向T旋转)(S3)。控制器211控制Z轴移动机构209的驱动，使载置工件M的工作台208向后方移动(S5)。钻头220的顶端部与工件M的后表面相接触，工件M被切削，开始形成引导孔。引导孔的深度W设定为例如3D。控制器211继续使工作台208和工件M移动，直到工作台208的位置从工件M与钻头220相接触的位置进一步向后方移动相当于深度W的距离为止(S6：否)。

当引导孔的深度W达到3D而完成引导孔的形成时(S6：是)，控制器211使工作台208向前方移动(S7)。形成有引导孔的工件M向前方移动，钻头220从引导孔拔出。控制器211使主轴马达205的驱动停止，使主轴206的旋转停止(S8)。

控制器211驱动换刀装置210，将保持着钻头1的刀柄207安装于主轴206(S10)。控制器211控制主轴马达205的驱动，使保持钻头1的主轴206以比加工时的旋转速度低的引导速度进行反向旋转(沿与旋转方向T相反的方向旋转)(S11)。如前述那样，钻头1是槽长L为例如30D以上的长钻头。因此，钻头1由于将轴心AX设为横向地保持于机床200，因此容易因自重而挠曲。在S11中，通过使钻头1以比加工时低速的引导速度进行旋转，能够抑制钻头1的振摆回转。

[插入工序]控制器211控制Z轴移动机构209的驱动，使载置工件M的工作台208向后方移动(S12)。钻头1的顶端部向形成于工件M的引导孔插入。振摆回转被抑制的钻头1容易使顶端部向引导孔插入。通过钻头1的顶端部向引导孔插入，从而钻头1在其两端支承于引导孔和主轴马达205的同时进行旋转，因此能够矫正挠曲。另外，钻头1通过进行反向旋转，从而从钻头1的不带有切削刃5的跟部34侧沿着引导孔向引导孔插入。因此，钻头1能够抑制顶端部抵接于引导孔的周缘部分或者与内壁相接触，能够防止损伤进一步发展，能够防止缺损和折损。并且，由于钻头1反向旋转，因此，能够防止在切削刃5与引导孔的周缘部分或内壁相接触时刀尖向工件M切入，能够抑制切削刃的缺损。

控制器211在钻头1的顶端位于引导孔的开口部分之后，继续使工作台208和工件M向后方移动比引导孔的深度W稍短的距离(S13：否)。当工作台208移动比深度W稍短的距离并且钻头1的顶端部到达引导孔的底部近前时(S13：是)，控制器211使工作台208和工件M的移动停止(S15)。

[深孔形成工序]控制器211控制主轴马达205的驱动，使保持钻头1的主轴206以加工时的旋转速度进行正向旋转(沿旋转方向T旋转)(S16)。控制器211控制Z轴移动机构209的驱动，使载置工件M的工作台208向后方移动(S17)。钻头1的顶端部与引导孔的底面相接触，工件M被切削，开始形成深孔。深孔被设定为预定的深度，例如相当于槽长L的90％的长度的深度。控制器211在钻头1的顶端位于引导孔的开口部分之后，继续使工作台208和工件M向后方移动相当于预定的深度的距离(S18：否)。

当工作台208和工件M向后方移动相当于预定深度的长度而完成深孔的形成时(S18：是)，控制器211使工作台208向前方移动(S20)。形成有深孔的工件M向前方移动，钻头1从深孔拔出。控制器211使主轴马达205的驱动停止，使主轴206的旋转停止(S21)。

在按照NC程序连续地进行深孔的形成的情况下(S22：是)，控制器211使处理返回S1。在结束深孔的形成的情况下(S22：否)，控制器211结束NC程序的执行。此外，关于使用钻头101的深孔加工方法，与使用钻头1的情况相同。

像以上说明的那样，钻头1、101是排出槽4、104的螺旋角为15°以上且35°以下的麻花钻，与例如枪钻相比，切屑排出性较高，加工效率较高，并且刀具寿命也长。在使用这样的钻头1、101形成深孔时，若对因自重导致的钻头1、101的挠曲作用离心力，则存在钻头1、101振摆回转的情况。在本申请方案的深孔加工方法中，通过在插入工序中使钻头1、101以比加工时低的速度进行旋转，能够抑制钻头1、101的振摆回转。振摆回转被抑制的钻头1、101容易使顶端部向引导孔插入。通过钻头1、101的顶端部向引导孔插入，从而钻头1、101在其两端支承于引导孔和主轴马达205的状态下进行旋转，因此能够矫正挠曲。另外，使钻头1、101向反转方向旋转，从钻头1、101的不带有切削刃5、105的跟部34侧沿着引导孔向引导孔插入，从而能够抑制顶端部抵接于引导孔的周缘部分或者与内壁相接触，能够防止钻头1、101的损伤的进一步发展，能够防止缺损和折损。并且，在插入工序中，钻头1、101向反转方向旋转，因此，能够防止在钻头1、101的切削刃5、105与引导孔的周缘部分或内壁相接触时刀尖向工件M切入，能够抑制切削刃5、105的缺损。另外，钻头1、101具有凹缺部8、108，凹缺部8、108未到达钻头1、101的外周面31、131，而是在比外周面31、131靠内周侧的位置与排出槽4、104相连接。由此，切屑容易卷曲且容易切断，因此，钻头1、101能够提高切屑的排出性。因此，在形成深孔时，能够防止钻头1、101折损。

因自重导致的钻头1、101的挠曲的影响在槽长L越长的情况下越容易产生，即，在钻头1、101的长度越长的情况下越容易产生。

通过按照本申请方案的深孔加工方法，使用槽长L为30D以上的钻头1、101对工件M进行加工，能够更显著地发挥防止插入工序中的钻头1、101折损的效果。

在内径d比D+0.03mm大的情况下，在深孔形成工序中，切削刃5、105和修磨刃7、107向工件M切入时的稳定性下降。在深度W小于3D的情况下，工件M中的深孔的始端侧的开口位置与终端侧的开口位置的偏差比深度W为3D以上的情况大，深孔的形成精度下降。

排出槽4的螺旋角为25°的钻头1、101比螺旋角为30°的普通的钻头的刚性高，但切屑的排出性下降。通过在该钻头1、101设置圆弧槽10、110，能够扩大凹缺部8、108的容屑槽，能够提高切屑的排出性。通过使用这样的钻头1、101，利用本申请方案的深孔加工方法对工件M进行加工，能够更显著地发挥防止深孔形成工序中的钻头1、101折损的效果。

此外，本发明并不限定于上述的各实施方式，能够进行各种变更。也可以是，钻头1、101在加工时的旋转方向T为主视顺时针方向。也可以是，钻头1、101不具有圆弧槽10、110。排出槽4、104的螺旋角θ优选为25°，但也可以处于15°以上且35°以下的范围。

为了确认使用与以上说明的钻头1、101相同的结构的样品，并按照本申请方案的深孔加工方法在工件M形成深孔的效果，进行了各种评价试验。

【实施例1】

首先，进行确认作为深孔的形成所使用的钻头使排出槽的螺旋角θ形成为25°所产生的效果的第一试验。在第一试验中，作为试验用样品，分别准备了外径D为Φ6、槽长L为60D并且螺旋角θ形成为20°、25°、30°、35°的本申请结构的钻头。各钻头在顶端部形成有在比外周面靠内周侧的位置与排出槽相连接的凹缺部，且具有圆弧槽。在第一试验中，测量了通过本申请方案的深孔形成方法利用各钻头在工件M(相当于SCM440的材料)上形成贯通孔时的振动的大小。在图7～图10的图表中示出第一试验的结果。此外，横轴所示的时间为从加工开始起所经过的时间。

如图8所示，在螺旋角θ为25°的钻头中，深孔形成时(8～45秒)的振动维持在较小的状态，振动状态的细微的变化(所谓的颤动)也较少。与此相对，如图7所示，在螺旋角θ为20°的钻头中，深孔形成时(18～40秒)的振动维持在较小的状态，从形成开始到中间阶段为止(18～35秒)，颤动也较少，但在后半阶段(35～40秒)，颤动变大。可以认为其原因在于，与螺旋角θ为25°的钻头相比，螺旋角θ为20°的钻头的刚性较高，但是切屑的排出性比螺旋角θ为25°的钻头差，因此，在最后阶段产生了切屑的堵塞。另外，如图9所示，在螺旋角θ为30°的钻头中，深孔形成时(8～44秒)的振动维持在较小的状态，但在刚开始(10～15秒)和后半阶段(33～40秒)，能够看到颤动。可以认为其原因在于，与螺旋角θ为25°的钻头相比，螺旋角θ为30°的钻头的刚性较低。如图10所示，在螺旋角θ为35°的钻头中，深孔形成时(7～42秒)的振动以较大的状态产生，也产生了颤动。可以认为其原因在于，与螺旋角θ为25°的钻头相比，螺旋角θ为35°的钻头的刚性更低。根据第一试验的结果，能够确认是的，使用比普通的钻头提高了刚性的、螺旋角θ为25°的钻头，且在顶端部形成有在比外周面靠内周侧的位置与排出槽相连接的凹缺部，且具有圆弧槽来提高切屑的排出性，从而能够抑制深孔形成时的振动，能够进行稳定的加工。

【实施例2】

接着，为了确认在本申请方案的深孔加工方法中，在引导孔形成工序中形成引导孔所产生的效果，进行了第二试验和第三试验。首先，在第二试验中，在深孔形成工序中，确认了由引导孔的内径d与钻头的外径D的径差所引起的切入时的动作。在试验中，预先形成内径d不同多个引导孔，使外径D为Φ5.983且槽长L为50D的本申请结构的钻头插入引导孔来形成深孔。然后，在自引导孔的底部形成了2mm的孔时停止深孔的加工，拔出钻头，然后观察切入状态。在图11的表中示出第二试验的结果。

如图11所示，在引导孔的内径d与钻头的外径D的径差为0.031mm以下的引导孔(1、2、3、7、9、12号)中，深孔形成时的切入良好。与此相对，在引导孔的内径d与钻头的外径D的径差为0.049mm以上的引导孔(4、5、6、8、10、11号)中，在深孔形成时的切入过程中发生轴抖动等不良。根据第二试验的结果，能够确认的是，若将引导孔的内径d与钻头的外径D的径差设为0.03mm以下，则深孔形成时的钻头的切入良好。

【实施例3】

接着，在第三试验中，在使用外径D为5.983mm且槽长L为50D的本申请结构的钻头并利用本申请方案的深孔加工方法形成贯通孔时，测量了被切削材料的表面与背面的开口位置的偏差。此外，在第三试验中，在条件不同的3个组A～C中，分别大致形成了45个长度为300mm的深孔。组A是利用使螺旋角θ形成为30°的钻头制成内径d为6.03mm且深度W为3D的引导孔，然后形成45个贯通孔。内径d与钻头的外径D的径差为0.047mm。组B是利用使螺旋角θ形成为30°的钻头制成内径d为6.01mm且深度W为5D的引导孔，然后形成45个贯通孔。内径d与钻头的外径D的径差为0.027mm。组C利用使螺旋角θ形成为25°的钻头制成内径d为6.01mm且深度W为5D的引导孔，然后形成42个贯通孔。内径d与钻头的外径D的径差为0.027mm。在图12的图表中示出第三试验的结果。此外，关于横轴所示的孔数，以错位从大到小的顺序来排列各组A～C各自的贯通孔的错位的分布。

如图12所示，表示组B的结果的折线图表整体比表示组A的结果的折线图表向下方移位，其中，组B表示利用使螺旋角θ形成为30°的钻头来形成内径d为6.01mm且深度W为5D的引导孔的情况下的各贯通孔的错位，组A表示利用相同结构的钻头来形成内径d为6.03mm且深度W为3D的引导孔的情况下的各贯通孔的错位。另外，表示组C的结果的折线图表整体比表示组B的结果的折线图表稍微向下方移位，其中，组C表示利用使螺旋角θ形成为25°的钻头来形成内径d为6.01mm且深度W为5D的引导孔的情况下的各贯通孔的错位。由此能够确认的是，在形成贯通孔(深孔)之前，形成内径d设为D+0.03mm以下且深度W设为5D以上的引导孔，从而能够在贯通孔形成时，提高切削刃和修磨刃向工件M切入时的稳定性，因此能够减小贯通孔的错位。并且能够确认的是，通过将钻头的螺旋角θ设为25°而不是30°，能够确保钻头自身的刚性，因此能够进一步减小贯通孔的错位。

此外，组A的贯通孔的错位整体上比组B的贯通孔的错位大。将引导孔的深度W设为小于3D的情况下的贯通孔的错位比组A与组B之差更大，会向组A的上方移位，不过，该内容未图示。可知当深孔形成时的钻头的切入状态不良时，贯通孔的错位具有变大的倾向。换言之，若深孔形成时的钻头的切入状态为良好的状态，则错位能够处于较小的范围。并且，根据实施例2的结果(参照图11)，即使引导孔的深度W为3D，若引导孔的内径d与钻头的外径D的径差为0.03mm以下，则深孔形成时的钻头的切入状态良好。即，虽然组A的贯通孔的错位整体比组B的贯通孔的错位大，但可以说是处于容许范围内。因而，引导孔的深度W只要为3D以上，就能够充分地减小贯通孔的错位。

【实施例4】

接着，为了确认在本申请方案的深孔加工方法中，在插入工序中使钻头反向旋转地插入引导孔所产生的效果，进行了第四试验。在第四试验中，制成了两个外径D为Φ9且槽长L为50D的本申请结构的钻头的样品。一个钻头比较了以正向旋转插入内径d为Φ9且深度W为5D的引导孔，并且在被切削材料上连续地形成多个430mm的盲孔时的耐久性。另一个钻头比较了以反向旋转插入同样大小的引导孔，并且在被切削材料上连续地形成多个430mm的盲孔时的耐久性。此外，第四试验通过以下的条件进行。

被切削材料：相当于SCM440的材料

使用机床：卧式加工中心

加工深度：430mm盲孔

切削油：水溶性切削油剂(稀释率20倍)

在插入工序中以正向旋转插入引导孔的一个钻头在形成第30孔的过程中折损。如图13所示，一个钻头在形成了22个孔的时刻，前缘已经较大地磨耗。与此相对，在插入工序中以反向旋转插入引导孔的另一个钻头在形成第60孔时也没有折损。如图14所示，另一个钻头在形成了60个孔之后，前缘的磨耗也比一个钻头少。根据第四试验的结果，能够确认的是，通过在插入工序中使钻头以反向旋转向引导孔插入，能够抑制钻头的顶端部抵接于引导孔的周缘部分或者与内壁相接触，能够防止钻头的损伤的进一步发展，能够防止缺损和折损。

Claims (4)

1.一种深孔加工方法，利用安装有钻头的机床在工件上形成深孔，该深孔加工方法的特征在于，

所述钻头具有：

钻头主体，其以轴心为中心进行旋转；

多个排出槽，它们从所述钻头主体的顶端部朝向基端部以螺旋角为15°以上且35°以下的螺旋状设置在所述钻头主体的外周面；

切削刃，其形成于所述排出槽的朝向所述钻头主体的旋转方向侧的内表面与所述顶端部中的所述钻头主体的后刀面之间的棱线部分；

修磨刃，其是通过对所述钻头主体的所述顶端部实施的修磨处理而设置的，该修磨刃从所述切削刃的内端朝向所述钻头主体的顶端部分即横刃部延伸；以及

凹缺部，其是通过所述修磨处理而设置的，该凹缺部与所述后刀面之间的棱线从所述修磨刃的内端以圆弧状延伸，且在比所述钻头主体的所述外周面靠内周侧的位置与所述排出槽相连接，

在所述机床使用所述钻头对所述工件进行的加工中，包括：

引导孔形成工序，在该工序中，预先使用其他钻头在所述工件上形成引导孔，该引导孔能够供所述钻头主体的所述顶端部插入，该引导孔具有比所述钻头主体的外径D大的内径d，且深度为W；

插入工序，在该工序中，在使所述钻头主体以比加工时低的速度向与切削时的旋转方向相反的反转方向旋转的同时，将所述钻头主体的所述顶端部插入到所述引导孔的底部近前；以及

深孔形成工序，在该工序中，在使所述钻头主体向切削时的旋转方向即正转方向旋转的同时，对所述引导孔进一步进行切削，形成所述深孔。

2.根据权利要求1所述的深孔加工方法，其特征在于，

所述排出槽的槽长L为30D以上。

3.根据权利要求1或2所述的深孔加工方法，其特征在于，

所述引导孔的所述内径d为D+0.03mm以下，所述深度W为3D以上。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的深孔加工方法，其特征在于，

所述钻头具有截面呈圆弧状的圆弧槽，该圆弧槽设于修磨面与所述凹缺部的凹缺面相连接的部分，所述修磨面是所述修磨刃的前刀面且将所述修磨刃与所述排出槽之间连接起来，

所述排出槽的螺旋角为25°。

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