CN114786850A - 钻头以及切削加工物的制造方法 - Google Patents

Abstract

基于本公开的未被限定的一方面的钻头具有沿着旋转轴从第一端延伸至第二端，且能够绕旋转轴旋转的主体。主体具有第一刃、从第一刃朝向外周延伸的第二刃、沿着第一刃配置的修磨面、从第二刃及修磨面朝向第二端延伸的槽、以及外周面。外周面具有在旋转轴的旋转方向的后方沿着槽配置的第一刃带面、沿着第一刃带面配置的间隙面、以及沿着间隙面配置的第二刃带面。在朝向第一端观察的情况下，连结旋转轴与第一刃中的外周侧的端部的假想直线为第一直线，通过第一直线的中心且与第一直线正交的假想直线为第二直线，第二直线与第二刃带面相交。

Description

钻头以及切削加工物的制造方法

相关申请的相互参照

本申请主张在2019年12月11日申请的日本专利申请2019-223406号的优先权，并将该在先申请的公开整体援引于此以供参照。

技术领域

本公开通常涉及在被切削件的开孔加工中使用的钻头以及切削加工物的制造方法。作为钻头，可以列举出整体式钻头以及前端更换式钻头等。

背景技术

作为在对金属等被切削件进行开孔加工时使用的钻头，已知有例如日本特开2011-020256号公报(专利文献1)所记载的钻头。专利文献1所记载的钻头在外周面具有第一～第三刃带部。在像这样钻头具有多个刃带面的情况下，钻头的直进性提高。

近年来，谋求直进性更高的钻头。

发明内容

基于本公开的未被限定的一方面的钻头具有沿着旋转轴从第一端延伸至第二端，且能够绕所述旋转轴旋转的主体。所述主体具有位于所述第一端侧且从所述旋转轴朝向外周延伸的第一刃、从所述第一刃朝向外周延伸的第二刃、沿着所述第一刃配置的修磨面、从所述第二刃及所述修磨面朝向所述第二端绕所述旋转轴呈螺旋状地延伸的槽、以及外周面。所述外周面具有在所述旋转轴的旋转方向的后方沿着所述槽配置的第一刃带面、在所述旋转方向的后方沿着所述第一刃带面配置的间隙面、以及在所述旋转方向的后方沿着所述间隙面配置的第二刃带面。并且，在朝向所述第一端观察的情况下，连结所述旋转轴以及所述第一刃中的外周侧的端部的假想直线为第一直线，通过所述第一直线的中心且与所述第一直线正交的假想直线为第二直线，所述第二直线与所述第二刃带面相交。

附图说明

图1是示出本公开的未被限定的实施方式的钻头的立体图。

图2是朝向第一端观察图1所示的钻头时的俯视图。

图3是朝向第一端观察图1所示的钻头时的俯视图。

图4是从B1方向观察图2所示的钻头时侧视图。

图5是从B2方向观察图2所示的钻头时的侧视图。

图6是从B3方向观察图2所示的钻头时的侧视图。

图7是将图1所示的区域A1放大了的放大图。

图8是图6所示的钻头中的VIII截面的剖视图。

图9是朝向第一端观察本公开的未被限定的实施方式的钻头时的俯视图，且是与图3相当的图。

图10是示出本公开的未被限定的实施方式的切削加工物的制造方法中的一工序的概略图。

图11是示出本公开的未被限定的实施方式的切削加工物的制造方法中的一工序的概略图。

图12是示出本公开的未被限定的实施方式的切削加工物的制造方法中的一工序的概略图。

具体实施方式

<钻头>

以下，使用附图分别对本公开的未被限定的多个实施方式的钻头进行详细说明。其中，在以下所参照的各图中，为了便于说明，仅简化示出了说明各实施方式所需的主要构件。因此，钻头可能具备未在所参照的各图中示出的任意的构成构件。另外，各图中的构件的尺寸并非忠实地表示实际的构成构件的尺寸以及各构件的尺寸比率等。

在图1～图8中，作为钻头1的未被限定的一例，示出了整体式钻头。需要说明的是，钻头1不限定于整体式钻头，例如也可以是前端更换式钻头等。

如图1所示的未被限定的一例那样，钻头1可以具有主体3。主体3可以沿着旋转轴O1从第一端3a延伸至第二端3b。更具体而言，主体3可以是沿着旋转轴O1从第一端3a延伸至第二端3b的棒形状。通常，将第一端3a称作“前端”，将第二端3b称作“后端”。另外，主体3可以能够绕旋转轴O1旋转。需要说明的是，图1等中的箭头Y1表示旋转轴O1的旋转方向。

主体3可以具有柄部5以及切削部7。柄部5可以是能够被机床的旋转的主轴把持的部位。柄部5可以根据机床中的主轴的形状而设计。

切削部7相对于柄部5而位于第一端3a侧。切削部7是能够与被切削件接触、且能够在被切削件的切削加工(例如，开孔加工)中起到主要作用的部位。

切削部7的外径D不限定于特定的值。例如，外径D的最大值可以设定为4～50mm。另外，沿着旋转轴O1的方向上的切削部7的长度L可以设定为L＝1.5D～12D。

如图2所示的未被限定的一例那样，主体3可以具有第一刃9、第二刃11、修磨面13、槽15以及外周面17。第一刃9可以位于第一端3a侧。另外，第一刃9可以从旋转轴O1朝向外周延伸。第二刃11可以从第一刃9朝向外周延伸。修磨面13可以沿着第一刃9配置。槽15可以从第二刃11及修磨面13朝向第二端3b绕着旋转轴O1呈螺旋状地延伸。需要说明的是，第一刃9、第二刃11、修磨面13、槽15以及外周面17可以位于切削部7。

第一刃9能够在切削加工中用于切削被切削件。第一刃9的数量可以是一个，另外也可以是多个。在第一刃9的数量为多个的情况下，其数量可以是2～5。这些点对于第二刃11也是同样的。需要说明的是，图1所示的未被限定的一例中的钻头1是所谓的双刃型的钻头。

在第一刃9的数量为多个的情况下，朝向第一端3a观察时，多个第一刃9可以位于相对于旋转轴O1旋转对称的位置。具体地说，如图2所示的未被限定的一例那样，在第一刃9的数量为两个的情况下，朝向第一端3a观察时，两个第一刃9可以位于相对于旋转轴O1呈180度的旋转对称的位置。在该情况下，切削被切削件时的钻头1的直进性较高。这些点对于第二刃11也是同样的。

第一刃9可以具有横刃19。横刃19可以在第一刃9中位于最靠近旋转轴O1的位置。另外，横刃19也可以位于与旋转轴O1交叉的位置。在朝向第一端3a观察的情况下，横刃19可以是直线形状，另外也可以是曲线形状。图2所示的未被限定的一例中的横刃19在朝向第一端3a观察的情况下呈直线形状。

第一刃9可以具有修磨刃21。修磨刃21可以位于比横刃19靠近外周面17的位置。另外，修磨刃21的长度可以比横刃19的长度长。需要说明的是，横刃19以及修磨刃21可以相互连接，另外也可以在两者之间配置其他刃。在图2所示的未被限定的一例中，横刃19以及修磨刃21相互连接。

在朝向第一端3a观察的情况下，修磨刃21可以是直线形状，另外也可以是曲线形状。如图2所示的未被限定的一例那样，修磨刃21在朝向第一端3a观察的情况下可以是直线形状与曲线形状组合而成的形状。

第二刃11能够在切削加工中用于切削被切削件。第二刃11也被称作主切削刃。第二刃11的长度可以比第一刃9的长度长。第二刃11在朝向第一端3a观察的情况下呈直线形状，另外也可以是曲线形状。如图2所示的未被限定的一例那样，第二刃11在朝向第一端3a观察的情况下可以是凹曲线形状。

需要说明的是，第一刃9及第二刃11可以相互连接，另外也可以在两者之间配置其他刃。在图2所示的未被限定的一例中，第一刃9与第二刃11相互连接。

修磨面13能够作为供由第一刃9产生的切屑流动的面而发挥功能。另外，修磨面13也能够用于提高刀尖的强度、提高对被切削件的切入性。

槽15能够主要用于将由第二刃11产生的切屑向外部排出。槽15的数量可以是一个，另外也可以是多个。槽15的数量可以与第二刃11的数量相同。

槽15可以连接于第二刃11。在该情况下，对被切削件的切入性较高。另外，在槽15与第二刃11之间也可以配置将两者连接的前刀面。在该情况下，由第二刃11产生的切屑的排出方向容易稳定。从将切屑顺畅地排出至外部的观点出发，在与旋转轴O1正交的截面中，槽15可以是凹曲线形状。

槽15的深度不限定于特定的值。例如，槽15的深度可以相对于主体3(切削部7)的外径而设定为10％～40％。槽15的深度可以是在与旋转轴O1正交的截面中从主体3(切削部7)的半径减去槽15的底部与旋转轴O1之间的距离而得的值。底部可以是槽15中的最靠近旋转轴O1的部分。

外周面17可以具有第一刃带面23、间隙面25以及第二刃带面27。第一刃带面23可以在旋转轴O1的旋转方向Y1的后方沿着槽15配置。间隙面25可以在旋转方向Y1的后方沿着第一刃带面23配置。第二刃带面27可以在旋转方向Y1的后方沿着间隙面25配置。

第一刃带面23及第二刃带面27能够用于与由第一刃9及第二刃11形成的孔的内壁面滑动接触而使钻头1的操作性稳定。如图8所示的未被限定的一例那样，在与旋转轴O1正交的截面中，第一刃带面23及第二刃带面27可以是相当于主体3的外周的圆弧状的部位。

间隙面25能够用于在切削加工中减少与被切削件的摩擦。间隙面25可以相对于第一刃带面23及第二刃带面27凹陷。

需要说明的是，第一刃带面23、间隙面25以及第二刃带面27可以相互连接，另外也可以在相邻的面之间配置其他面。在图2所示的未被限定的一例中，第一刃带面23、间隙面25以及第二刃带面27相互连接。

在此，钻头1可以在朝向第一端3a观察的情况下具有如下结构。如图3所示的未被限定的一例那样，连结旋转轴O1与第一刃9中的外周侧的端部9a的假想直线可以是第一直线L1。另外，通过第一直线L1的中心(中点)L1a且与第一直线L1正交的假想直线可以是第二直线L2。并且，第二直线L2可以与第二刃带面27相交。需要说明的是，正交只要是大体正交即可，不需要严格意义上的正交。正交可以包含90度±2度的范围。

在上述的情况下，由于第一刃带面23及第二刃带面27与加工壁面接触，因此第一刃带面23及第二刃带面27容易成为开孔加工时的引导。因此，钻头1的直进性较高。

第一刃带面23的旋转方向Y1上的宽度W1与第二刃带面27的旋转方向Y1上的宽度W2可以相同，另外也可以不同。第二刃带面27与第一刃带面23相比，容易在第二刃11的附近位于施加于第二刃11的切削负荷的主分力的施加方向上。因此，如图3所示的未被限定的一例那样，在宽度W2比宽度W1宽的情况下，在第二刃带面27上容易稳定地承受对第二刃11施加的切削负荷。

间隙面25的旋转方向Y1上的宽度W3可以与宽度W1及宽度W2相同，另外也可以不同。如图3所示的未被限定的一例那样，在宽度W3比宽度W1及宽度W2宽的情况下，第一刃带面23及第二刃带面27相对于加工孔的壁面的接触面积较小，因此切削阻力容易减小。

需要说明的是，宽度W1、宽度W2以及宽度W3不限定于特定的值。例如，在与旋转轴O1正交的截面中，宽度W1可以相对于主体3(切削部7)的外周的全长而设定为0.15～4％。另外，宽度W2可以设定为14～23％。宽度W3可以设定为0.3～12％。

如图3所示的未被限定的一例那样，在朝向第一端3a观察的情况下，第二直线L2可以通过第二刃带面27的中心(中央)27a。在该情况下，施加于第一刃9的切削负荷容易在第二刃带面27中被稳定地承受。因此，不容易发生由于第一刃9切入被切削件引起的钻头1的振动。

如图2所示的未被限定的一例那样，主体3可以还具有二号后刀面29、三号后刀面31以及四号后刀面33。二号后刀面29可以沿着第二刃11配置。另外，二号后刀面29可以是平坦的。三号后刀面31可以在旋转方向Y1的后方沿着二号后刀面29配置，并且相对于二号后刀面29倾斜。另外，三号后刀面31可以是平坦的。四号后刀面33可以在旋转方向Y1的后方沿着三号后刀面31配置，并且相对于三号后刀面31倾斜。另外，四号后刀面33可以是平坦的。

第二刃带面27可以与三号后刀面31连接，并且与二号后刀面29以及四号后刀面33分离。在第二刃带面27与二号后刀面29分离的情况下，施加于第一刃9及第二刃11的切削负荷的主分力容易由第二刃带面27承受。另外，在第二刃带面27与四号后刀面33分离的情况下，与第二刃带面27连接于三号后刀面31的情况相比，第二刃带面27能够位于第一端3a的附近。因此，在开孔加工时，在第一端3a的附近第二刃带面27能够与被切削件接触，钻头1的直进稳定性容易提高。

需要说明的是，三号后刀面31以及四号后刀面33各自的倾斜角度不限定于特定的值。例如，三号后刀面31的倾斜角度可以设定为15°～35°。另外，四号后刀面33的倾斜角度可以设定为30°～55°。

二号后刀面29、三号后刀面31以及四号后刀面33可以相互连接，另外也可以在相邻的后刀面之间配置其他面。在图2所示的未被限定的一例中，二号后刀面29、三号后刀面31以及四号后刀面33相互连接。

如图7所示的未被限定的一例那样，间隙面25可以具有沿着第一刃带面23延伸的多个凸条部(凸部)35。在该情况下，间隙面25的表面积较大，散热性容易提高。因此，在切削加工时产生的热容易散逸至外部，容易避免钻头1过度地变为高温。

在朝向第一端3a观察的情况下，第二刃带面27的旋转方向Y1上的宽度W2可以与第一刃9的长度相同，另外也可以不同。在宽度W2与第一刃9的长度相同的情况下，由第一刃9产生的切削负荷容易由第二刃带面27稳定地承受。因此，不容易发生钻头1的振动。需要说明的是，宽度W2与第刃9的长度相同并不限定于两者的值严格相同。例如，两者的值可以存在10％程度的差。

作为主体3的材质，例如能够举出硬质合金以及金属陶瓷等。作为硬质合金的组成，例如能够举出WC-Co，WC-TiC-Co以及WC-TiC-TaC-Co。在此，WC、TiC以及TaC可以是硬质粒子，另外，Co可以是结合相。

另外，金属陶瓷可以是使金属与陶瓷成分复合而成的烧结复合材料。具体地说，作为金属陶瓷，能够举出以碳化钛(TiC)或者氮化钛(TiN)为主要成分的钛化合物。其中，上述材质是未被限定的一例，主体3不限定于这些材质。

主体3的表面可以使用化学蒸镀(CVD)法、或物理蒸镀(PVD)法利用涂层进行涂敷。作为涂层的组成，例如能够举出碳化钛(TiC)、氮化钛(TiN)、碳氮化钛(TiCN)以及氧化铝(Al₂O₃)等。

接下来，使用图9对未被限定的实施方式之一的钻头1a进行说明。以下，主要针对钻头1a中的与钻头1的不同点进行说明，关于具有与钻头1同样的结构这一点，有时省略详细的说明。

在钻头1a中，如图9所示的未被限定的一例那样，在朝向第一端3a观察的情况下，第二刃带面27中的位于比第二直线L2靠旋转方向Y1的后方的部分的宽度W21可以比第二刃带面27中的位于比第二直线L2靠旋转方向Y1的前方的部分的宽度W22大。在该情况下，在朝向第一端3a观察钻头1a时，容易设置第二刃带面27中的与第二刃11所成的角较小的部分。因此，不仅施加于第一刃9的切削负荷，而且施加于第二刃11的切削负荷也容易在第二刃带面27上被稳定地承受。因此，加工时的直进稳定性容易提高。

<切削加工物的制造方法>

接下来，参照图10～图12对未被限定的实施方式的切削加工物101的制造方法进行详细说明。需要说明的是，在图10～图12所示的未被限定的一例中，使用钻头1，但并不限定于这样的方式。例如，也可以使用钻头1a。

切削加工物101可以通过切削加工被切削件103来制作。切削加工物101的制造方法可以包括以下的(1)～(4)的工序。

(1)相对于所准备的被切削件103在上方配置钻头1的工序(参照图10)。

(2)使钻头1以旋转轴O1为中心沿箭头Y1的方向旋转，并使钻头1沿Y2方向向被切削件103接近的工序(参照图10)。

(1)以及(2)的工序例如可以如下那样进行：在安装有钻头1的机床的工作台上固定被切削件103，使钻头1在旋转了的状态下接近被切削件103。需要说明的是，在(2)的工序中，只要使被切削件103与钻头1相对地接近即可，例如也可以使被切削件103接近钻头1。

(3)通过使钻头1进一步接近被切削件103，使旋转着的钻头1与被切削件103的表面的期望的位置接触，从而在被切削件103上形成加工孔105的工序(参照图11)。

在(3)的工序中，可以以主体3中的切削部7的至少一部分位于加工孔105之中的方式来进行切削加工。主体3中的柄部5可以设定为位于加工孔105的外侧。另外，从得到良好的精加工面的观点出发，也可以设定为切削部7中的第二端3b侧的一部分位于加工孔105的外侧。能够使上述的一部分作为用于切屑排出的刃带区域来发挥功能，能够通过该区域起到优异的切屑排出性。

(4)使钻头1沿Y3方向从被切削件103离开的工序(参照图12)。

在(4)的工序中，也与上述的(2)的工序同样地，只要被切削件103与钻头1相对地分离即可，例如也可以使被切削件103从钻头1分离。

在经过以上那样的工序的情况下，能够发挥优异的加工性。具体而言，在未被限定的实施方式的切削加工物101的制造方法中，在使用钻头1的情况下，钻头1的直进性较高，因此能够得到具有精度高的加工孔105的切削加工物101。

需要说明的是，在多次进行以上所示那样的被切削件103的切削加工的情况下，例如，在针对一个被切削件103形成多个加工孔105的情况下，可以在保持使钻头1旋转了的状态的同时，反复进行使钻头1的第一刃9及第二刃11与被切削件103的不同位置接触的工序。

作为被切削件103的材质，例如能够举出铝、碳钢、合金钢、不锈钢、铸铁以及非铁金属等。

附图标记说明：

1、1a···钻头

3···主体

3a··第一端(前端)

3b··第二端(后端)

5···柄部

7···切削部

9···第一刃

9a··端部

11···第二刃

13···修磨面

15···槽

17···外周面

19···横刃

21···修磨刃

23···第一刃带面

25···间隙面

27···第二刃带面

27a··中心(中央)

29···二号后刀面

31···三号后刀面

33···四号后刀面

35···凸条部(凸部)

101···切削加工物

103···被切削件

105···加工孔

O1···旋转轴

Y1···旋转方向

L1···第一直线

L1a··中心(中点)

L2···第二直线。

Claims (8)

1.一种钻头，其中，

所述钻头具有主体，所述主体沿着旋转轴从第一端延伸至第二端，且能够绕所述旋转轴旋转，

所述主体具有：

第一刃，其位于所述第一端侧，从所述旋转轴朝向外周延伸；

第二刃，其从所述第一刃朝向外周延伸；

修磨面，其沿着所述第一刃配置；

槽，其从所述第二刃及所述修磨面朝向所述第二端绕着所述旋转轴呈螺旋状地延伸；以及

外周面，

所述外周面具有：

第一刃带面，其在所述旋转轴的旋转方向的后方沿着所述槽配置；

间隙面，其在所述旋转方向的后方沿着所述第一刃带面配置；以及

第二刃带面，其在所述旋转方向的后方沿着所述间隙面配置，

在朝向所述第一端观察的情况下，

连结所述旋转轴与所述第一刃中的外周侧的端部的假想直线为第一直线，

通过所述第一直线的中心且与所述第一直线正交的假想直线为第二直线，

所述第二直线与所述第二刃带面相交。

2.根据权利要求1所述的钻头，其中，

所述第二刃带面的所述旋转方向上的宽度比所述第一刃带面的所述旋转方向上的宽度宽。

3.根据权利要求1或2所述的钻头，其中，

在朝向所述第一端观察的情况下，所述第二直线通过所述第二刃带面的中心。

4.根据权利要求1或2所述的钻头，其中，

在朝向所述第一端观察的情况下，所述第二刃带面中的位于比所述第二直线靠所述旋转方向的后方的部分的宽度比所述第二刃带面中的位于比所述第二直线靠所述旋转方向的前方的部分的宽度大。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的钻头，其中，

所述主体还具有：

平坦的二号后刀面，其沿着所述第二刃配置；

三号后刀面，其在所述旋转方向的后方沿着所述二号后刀面配置，并且相对于所述二号后刀面倾斜；以及

四号后刀面，其在所述旋转方向的后方沿着所述三号后刀面配置，并且相对于所述三号后刀面倾斜，

所述第二刃带面与所述三号后刀面连接，并且与所述二号后刀面以及所述四号后刀面分离。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的钻头，其中，

所述间隙面具有沿着所述第一刃带面延伸的多个凸条部。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的钻头，其中，

在朝向所述第一端观察的情况下，所述第二刃带面的所述旋转方向上的宽度与所述第一刃的长度相同。

8.一种切削加工物的制造方法，其中，

所述切削加工物的制造方法包括如下工序：

使权利要求1至7中任一项所述的钻头旋转；

使旋转着的所述钻头与被切削件接触；以及

使所述钻头从所述被切削件离开。

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