CN116829285A - 钻头 - Google Patents
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Abstract
钻头(1)在主体(3)的前端部具备后刀面。在后刀面设有油孔(12)。油孔(12)具有扇状截面。扇状截面被前方侧内壁面(121)、后方侧内壁面(122)、外周侧内壁面(123)、内周侧内壁面(124)包围地形成。与圆孔相比,油孔(12)的切削液的喷出性能较高。后方侧内壁面(122)朝向旋转方向(T)的前方呈圆弧状地弯曲。由此,钻头(1)能够确保后刀面的棱线部分与后方侧内壁面(122)之间的距离较宽。钻头(1)能够抑制对后刀面的棱线部分与油孔(12)之间的部分施加的应力,因此能够增大切削液的喷出量并且能够确保工具刚度。
Description
技术领域
本发明涉及一种钻头。
背景技术
钻头所采用的油孔的形状存在圆孔和非圆孔。圆孔在不能获取切削油的喷出量的加工环境、更高效率的加工环境下,大多无法充分地发挥工具性能。非圆孔比圆孔提高流量和喷出量,从而谋求润滑性和冷却性的提高。
专利文献1所公开的钻头的切削油供给孔具有扇状截面。扇状截面被前方侧内壁面、后方侧内壁面、外周侧内壁面、内周侧内壁面包围地形成。前方侧内壁面沿着径向位于钻头的旋转方向前方侧。前方侧内壁面沿着径向位于钻头的旋转方向后方侧并与前方侧内壁面在周向上相对。前方侧内壁面由以钻头的中心线为中心的部分圆柱面形成。内周侧内壁面由以钻头的中心线为中心且曲率半径小于外周侧内壁面的曲率半径的部分圆柱面形成,并与外周侧内壁面在径向上相对。上述钻头针对SUS、Ti合金等粘性的被切削材料、热导率较低的被切削材料能够获得较大幅度的性能提高。
专利文献2所公开的钻头具备凹缺部,该凹缺部具有呈圆弧状地弯曲的曲线部,该钻头还能够切削相对较硬的被切削材料。曲线部与后刀面之间的第一棱线自修磨刃的靠径向内侧的一端朝向径向外侧以朝向旋转方向弯曲的方式延伸。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特许第5926877号公报
发明内容
发明要解决的问题
在将专利文献1所述的切削油供给孔应用于专利文献2所述的钻头的情况下,由于切削油供给孔靠近曲线部,因而可能在曲线部与切削油供给孔之间的距离较短的部分产生应力集中。由此,在切削阻力较大的相对较粗的尺寸的钻头、高进给加工的情况下,可能由于工具刚度不足而使工具性能不稳定。
本发明的目的在于提供一种增大切削油的喷出量并且能够确保工具刚度的钻头。
用于解决问题的方案
本发明的一技术方案的钻头的特征在于,该钻头具备:棒状的工具主体,其以轴心为中心旋转;排出槽,其自所述工具主体的前端部朝向基端部呈螺旋状地设于外周面;切削刃,其形成于所述排出槽的朝向所述工具主体的旋转方向前方的内表面与所述前端部的后刀面之间的棱线部分;以及油孔,其设于所述后刀面,向所述切削刃侧供给切削油,所述油孔具备由前方侧内壁面、后方侧内壁面、外周侧内壁面和内周侧内壁面围成的扇状截面,该前方侧内壁面沿着所述径向位于所述工具主体的所述旋转方向前方侧,该后方侧内壁面沿着所述径向位于所述工具主体的所述旋转方向后方侧并与所述前方侧内壁面在周向上相对,该外周侧内壁面包括以所述工具主体的中心线为中心的部分圆柱面,该内周侧内壁面包括以所述工具主体的所述中心线为中心且曲率半径小于所述外周侧内壁面的曲率半径的部分圆柱面,并与所述外周侧内壁面在所述径向上相对,所述后方侧内壁面朝向所述旋转方向前方呈圆弧状地弯曲。
本技术方案具备扇状截面的油孔,因此,与圆孔相比,能够增大切削油的喷出量。而且,在本技术方案中,油孔的后方侧内壁面朝向旋转方向前方呈圆弧状地弯曲,因此,能够确保后刀面的棱线部分与后方侧内壁面之间的距离较宽。此外,后刀面的棱线部分是指排出槽的朝向工具主体的旋转方向后方的内表面与后刀面之间的棱线部分。由此,本技术方案能够抑制对棱线部分与油孔之间的部分施加的应力,因此能够确保工具刚度。通常,在扩大油孔的截面积时,工具刚度降低,但本技术方案的钻头能够确保工具刚度,因此本技术方案还能够利用于高进给加工。高进给加工是指高速地移动工具的加工。本技术方案对于切削阻力较大的相对较粗的尺寸也是有效的。
可以是,本技术方案的钻头具备凹缺部,该凹缺部与所述后刀面之间的棱线自所述切削刃的内端朝向所述径向外侧呈圆弧状地延伸,并与所述排出槽连接,所述后方侧内壁面在离开所述凹缺部的位置向与所述凹缺部相同的方向侧呈圆弧状地弯曲。本技术方案具备圆弧状的凹缺部,但通过使油孔的后方侧内壁面向与凹缺部相同的一侧呈圆弧状地弯曲,能够确保与后刀面的棱线部分之间的距离均等地较宽。
可以是,本技术方案的钻头的所述后方侧内壁面在所述截面中的曲率半径为0.35D以上且0.45D以下。由此,钻头能够增大切削油的喷出量且能够使切削性能稳定化。
附图说明
图1是钻头1的侧视图。
图2是钻头1的前端部的立体图。
图3是钻头1的主视图。
图4是图1所示的I-I线向视方向剖视图。
图5是对以往产品A、以往产品B、本发明产品各自的截面积进行比较的表。
图6是对以往产品A、以往产品B、本发明产品的变更了钻头直径的情况下的各自的截面积进行比较的表。
图7是表示评价试验的结果的表。
图8是表示耐久试验1的结果的图表。
图9是表示耐久试验2的结果的图表。
图10是表示耐久试验3的结果的图表。
图11是表示耐久试验4的结果的图表。
图12是表示耐久试验5的结果的图表。
图13是表示喷出量试验1的结果的图表。
图14是表示喷出量试验2的结果的图表。
图15是表示喷出量试验3的结果的图表。
图16是三刃的钻头100(变形例)的主视图。
具体实施方式
说明本发明的实施方式。本发明并不限定于下述的实施方式,而能够适当地进行设计变更。为了使说明清晰,适当地在附图中具有以与实际的尺寸比例不同的尺寸比例进行表示的部位。本发明不限定于下述实施方式的形状来解释。
参照图1~图3说明钻头1的结构。钻头1为双刃的长钻头。钻头1优选由硬质合金、高速工具钢(高速钢)等硬质材料形成。钻头1具备柄2和主体3。柄2和主体3是本发明的“工具主体”的一个例子。柄2安装于机床(省略图示)的主轴。主体3自柄2沿着轴心AX延伸。钻头1通过以轴心AX为中心旋转而对被切削材料进行切削,形成加工孔。加工时的钻头1的旋转方向T在从主体3的前端部侧观察时(以下称为“主视时”。)呈逆时针方向(参照图3)。
在主体3的外周面31设有两条排出槽4。两条排出槽4在主体3的前端部开口。各排出槽4自主体3的前端部朝向柄2的后端部而沿在主视时的顺时针方向形成为螺旋状。排出槽4在加工时将切屑自加工孔排出。如图2、图3所示,排出槽4具备内表面41和内表面42。内表面41是朝向旋转方向T侧的面。内表面42是朝向与旋转方向T相反的一侧的面。内表面41与外周面31交叉的棱线部分为前缘33。内表面42与外周面31交叉的棱线部分为跟部34。
在主体3的前端部设有两个后刀面6。两个后刀面6设于以轴心AX为中心互相对称的位置。在从正面观察主体3的前端部时,两个后刀面6和两个排出槽4在周向上交替地配置。在内表面41与后刀面6交叉的棱线部分设有切削刃5。主体3的前端部具备两个内表面41和两个后刀面6,因此,切削刃5为两个。切削刃5形成为在主视时呈大致字母S状,对被切削材料进行切削。切削刃5附近的内表面41为前刀面,该前刀面拾起由切削刃5切削出的切屑。
在主体3的前端部中心形成有横刃9。在横刃9附近设有修磨刃7。修磨刃7自切削刃5的内端51朝向横刃9侧呈圆弧状地向旋转方向T侧弯曲。修磨刃7设于修磨面71与后刀面6之间的棱线部分。修磨刃7具备修磨面71。修磨面71自修磨刃7向主体3的后端部侧延伸,并朝向旋转方向T侧。修磨面71为前刀面。
在主体3的前端部的内表面42设有凹缺部8。凹缺部8使加工时由前刀面拾起的切屑卷曲并且将其向排出槽4排出。凹缺部8具备曲线部81和直部82。曲线部81与后刀面6之间的棱线为第一棱线811。直部82与后刀面6之间的棱线为第二棱线821。
第一棱线811自修磨刃7的内端72朝向径向外侧延伸,并呈圆弧状地向旋转方向T侧弯曲。曲线部81形成为自第一棱线811向主体3的后端部侧延伸并且向旋转方向T侧弯曲的曲面状。曲线部81加强由修磨刃7切削出的切屑的卷曲。
第二棱线821自第一棱线811的外端812朝向径向外侧呈直线状地延伸。第二棱线821的外端822在比外周面31靠径向内侧的位置与排出槽4连接。直部82自第二棱线821朝向主体3的后端部侧以远离轴心AX的方式延伸,并沿着内表面42形成。直部82将被曲线部81卷曲的切屑向排出槽4引导。排出槽4使引导来的切屑流向主体3的后端侧。
在曲线部81的内端与修磨面71的内端的连接部分设有圆弧槽10。圆弧槽10自横刃9朝向排出槽4延伸,并朝向径向内侧呈圆弧状地弯曲。圆弧槽10使由修磨面71拾起的切屑顺畅地流向凹缺部8。
在主体3的前端部,在两个后刀面6分别设有油孔12。油孔12自柄2的后端朝向主体3的前端部与排出槽4大致平行地呈螺旋状地延伸,并在对应的后刀面6开口。油孔12朝向被切削材料的加工部位供给切削油。在主体3的前端部的表面覆盖有DLC(Diamond-LikeCarbo:类金刚石碳)。
参照图4对油孔12的形状进行说明。图4是钻头1的与轴心AX正交的剖视图,在一个油孔12附近,由双点划线假想地示出凹缺部8的第一棱线811。油孔12为非圆孔,具有扇状截面。扇状截面是指油孔12的与轴心AX正交的截面呈大致扇状。油孔12的扇状截面被前方侧内壁面121、后方侧内壁面122、外周侧内壁面123、内周侧内壁面124包围地形成,具备4个角部R1~R4。
前方侧内壁面121是沿着径向位于旋转方向T的前方侧的平面。后方侧内壁面122沿着径向位于旋转方向T的后方侧,并与前方侧内壁面121在周向上相对。后方侧内壁面122向与第一棱线811的弯曲方向大致相同的方向呈圆弧状地弯曲。外周侧内壁面123包括以轴心AX为中心的曲率半径D1的部分圆柱面。半径D1相当于油孔12的外接圆C1的半径。内周侧内壁面124包括以轴心AX为中心的曲率半径D2的部分圆柱面,并与外周侧内壁面123在径向上相对。曲率半径D2小于曲率半径D1。半径D2相当于油孔12的内接圆C2的半径。两个油孔12在以轴心AX为中心的半径D3的节圆(日文:ピッチ円)C3上等间隔地排列,是以轴心AX为基准互相点对称的形状。
角部R1是前方侧内壁面121和内周侧内壁面124呈圆弧状地互相连接的部分。角部R2是前方侧内壁面121和外周侧内壁面123呈圆弧状地互相连接的部分。角部R3是后方侧内壁面122和内周侧内壁面124呈圆弧状地互相连接的部分。角部R4是后方侧内壁面122和外周侧内壁面123呈圆弧状地互相连接的部分。
在后刀面6的周向上的中央部,将自轴心AX向径向外侧延伸的基准线设为B1。将相对于基准线B1以轴心AX为中心向旋转方向T侧旋转了角度A1的基准线设为B2。将相对于基准线B1以轴心AX为中心向与旋转方向T相反的一侧旋转了角度A1的基准线设为B3。将相对于基准线B1以内接圆C2同基准线B1的交点为中心向与旋转方向T相反的一侧旋转了角度A2的基准线设为B4。角度A2大于角度A1。优选以基准线B4与第一棱线811相对的方式确定角度A2。角度A1的一个例子为20°,角度A2的一个例子为44°。
在钻头1中,由于油孔12具备上述的扇状截面,因此能够确保横刃9附近的芯厚。由此,钻头1能够保持工具刚度。油孔12为非圆孔,因此,与以往的圆孔相比,能够增大截面积。由此,与圆孔相比,钻头1能够增大切削油的喷出量。例如,在与相同截面积的以往的圆孔相比的情况下,越靠油孔12的外周侧,则周向上的长度越大,且基于离心力的压力越高。由此,对于钻头1,即使不升高切削油的供给压,也能够使油孔12内的切削油的速度高速化,利用伴随钻头1的旋转产生的离心力,能够增大切削油的供给量。
前方侧内壁面121以沿着基准线B2的方式配置。后方侧内壁面122配置于基准线B4上,且向与第一棱线811的弯曲方向大致相同的一侧呈圆弧状地弯曲。如图3所示,在主体3的前端部,后方侧内壁面122隔着夹设壁部16与第一棱线811相对。夹设壁部16是油孔12与第一棱线811之间的壁部。
例如,在具有后方侧内壁面呈直线状的以往的扇状截面的油孔中,第一棱线811的顶点靠近后方侧内壁面,从而在加工时应力集中。相对于此,在本实施方式的油孔12中,后方侧内壁面122和第一棱线811是在它们之间夹着夹设壁部16的大致平行的曲线。因此,钻头1在加工时能够有效地抑制应力在夹设壁部16集中。另外,如后所述,对于φ6以上的直径相对较粗的钻头1,在与具有以往的扇状截面的油孔相比的情况下,能够减小油孔12的截面积。由此,与具有以往的扇状截面的油孔相比,钻头1能够提高工具刚度,因此,能够防止由刚度不足导致的突发折损。此外,后方侧内壁面122的曲率半径优选为0.35D以上且0.45D以下。
接着,对本发明产品和以往产品的油孔的形状和截面积进行比较。如图5所示,以往产品A是具备圆形形状的圆孔的以往的钻头。以往产品B是具备具有后方侧内壁面呈直线状的扇状截面的油孔的以往的钻头。本发明产品是具备本实施方式的油孔12的钻头1。钻头直径D均为φ3.2。以往产品A的油孔的截面积为0.126mm2,以往产品B的油孔的截面积为0.297mm2,本发明产品的油孔12的截面积为0.321mm2。将以往产品A的油孔的截面积设为100%的情况下,以往产品B的油孔的截面积为236%,本发明产品的油孔的截面积为255%。由此可知,在φ3.2的情况下,与以往产品A和2相比,本发明产品能够增大油孔的截面积。
接着,对于本发明产品和以往产品,对根据钻头直径而变化的油孔的截面积进行比较。如图6所示,变更以往产品A、以往产品B、本发明产品各自的钻头直径,测量油孔的截面积。以往产品A、以往产品B、本发明产品的基本形状与上述形状相同。所比较的钻头直径为φ3、φ4、φ5、φ6、φ8、φ10、φ12、φ16、φ20这9种。
在以往产品A中,φ3的油孔的截面积为0.126mm2,φ4的油孔的截面积为0.126mm2,φ5的油孔的截面积为0.385mm2,φ6的油孔的截面积为0.385mm2,φ8的油孔的截面积为0.785mm2,φ10的油孔的截面积为1.539mm2,φ12的油孔的截面积为1.539mm2,φ16的油孔的截面积为2.405mm2,φ20的油孔的截面积为3.142mm2。
在以往产品B中,φ3的油孔的截面积为0.15mm2,φ4的油孔的截面积为0.297mm2,φ5的油孔的截面积为0.489mm2,φ6的油孔的截面积为0.89mm2,φ8的油孔的截面积为1.575mm2,φ10的油孔的截面积为2.462mm2,φ12的油孔的截面积为3.546mm2,φ16的油孔的截面积为6.313mm2,φ20的油孔的截面积为9.079mm2。
在将以往产品A的截面积设为100%的情况下,以往产品B的φ3的油孔的截面积为119%,φ4的油孔的截面积为236%,φ5的油孔的截面积为127%,φ6的油孔的截面积为231%,φ8的油孔的截面积为201%,φ10的油孔的截面积为160%,φ12的油孔的截面积为230%,φ16的油孔的截面积为262%,φ20的油孔的截面积为289%。根据以上可知,与以往产品A的油孔相比,无论钻头的直径φ如何,以往产品B的油孔都能够增加截面积。
在本发明产品中,φ3的油孔12的截面积为0.183mm2,φ4的油孔12的截面积为0.32mm2,φ5的油孔12的截面积为0.504mm2,φ6的油孔12的截面积为0.731mm2,φ8的油孔12的截面积为1.293mm2,φ10的油孔12的截面积为2.021mm2,φ12的油孔12的截面积为2.912mm2,φ16的油孔12的截面积为5.184mm2,φ20的油孔12的截面积为7.316mm2。
在将以往产品A的截面积设为100%的情况下,本发明产品的φ3的油孔12的截面积为145%,φ4的油孔12的截面积为254%,φ5的油孔12的截面积为131%,φ6的油孔12的截面积为190%,φ8的油孔12的截面积为165%,φ10的油孔12的截面积为131%,φ12的油孔12的截面积为189%,φ16的油孔12的截面积为216%,φ20的油孔12的截面积为233%。
根据以上可知,与以往产品A的油孔相比,无论钻头直径如何,本发明产品都能够增加油孔12的截面积。另外,可知的是,在与以往产品B的关系中,在φ3~φ5的相对小径的钻头中,本发明产品相对于以往产品B能够增大截面积。因而,可知的是,在φ3~φ5的相对小径的本发明产品中,与以往产品B相比能够增大切削油的喷出量。
另一方面,与小径的钻头相比,φ6~φ20的相对较粗的直径的钻头的旋转时的惯性力较大,因此需要工具刚度。在φ6~φ20的钻头中,本发明产品的油孔的截面积大于以往产品A的油孔的截面积,但小于以往产品B的油孔的截面积。因而,可知的是,在φ6~φ20的相对较粗的直径的本发明产品中,与以往产品A相比能够增大切削油的喷出量,并且与以往产品B相比能够提高工具刚度。
参照图7对后方侧内壁面122的曲率半径的评价试验进行说明。在本试验中,制作变更了油孔12的后方侧内壁面122的曲率半径的8种钻头1,对切削油喷出量、与凹缺部8之间的距离、切削性能稳定性这3项进行评价。与凹缺部8之间的距离是夹设壁部16的宽度(与长度方向正交的方向上的长度)。
对加工条件进行说明。钻头直径设为φ3。被切削材料使用碳钢材料的S50C。切削速度设为100m/min。进给量设为0.18mm/rev。被切削材料的加工深度设定为15mm。切削油使用水溶性切削油。冷却剂压设为1MPa。
对评价方法进行说明。与以往产品B的油孔的切削油喷出量相比,切削油喷出量较少的情况判断为×,若是相同程度则判断为△,较多的情况判断为〇。对于与凹缺部8之间的距离,还包含加工排出槽4时的油孔12的对位的精度、制造钻头1时的两个油孔12的对称度的偏差等而综合地进行评价,并按照〇、△、×这3个等级进行判断。对于切削性能稳定性,对在上述的加工条件下对被切削材料进行重复切削孔时的钻头的耐久性、稳定性综合地进行评价,并按照〇、△、×这3个等级进行判断。
参照图7,对结果进行说明。对于曲率半径=0.20D的钻头,切削液喷出量为×,与凹缺部之间的距离为〇,切削性能稳定性为×。对于曲率半径=0.25D的钻头,切削液喷出量为×,与凹缺部之间的距离为〇,切削性能稳定性为△。对于曲率半径=0.30D的钻头,切削液喷出量为△,与凹缺部之间的距离为〇,切削性能稳定性为〇。对于曲率半径=0.35D的钻头,切削液喷出量为〇,与凹缺部之间的距离为〇,切削性能稳定性为〇。对于曲率半径=0.40D的钻头,切削液喷出量为〇,与凹缺部之间的距离为〇,切削性能稳定性为〇。对于曲率半径=0.45D的钻头,切削液喷出量为〇,与凹缺部之间的距离为〇,切削性能稳定性为〇。对于曲率半径=0.50D的钻头,切削液喷出量为〇,与凹缺部之间的距离为△,切削性能稳定性为△。对于曲率半径=0.55D的钻头,切削液喷出量为〇,与凹缺部之间的距离为×,切削性能稳定性为×。
根据以上的结果,切削液喷出量、与凹缺部之间的距离、切削性能稳定性全部为〇的曲率半径是0.35D、0.40D、0.45D。因而,后方侧内壁面122的曲率半径的最佳范围是0.35D~0.45D得到证实。
参照图8~图12,对钻头1的耐久性比较试验进行说明。耐久性比较试验由耐久试验1~5构成。在耐久试验1~5中,对于本发明产品、以往产品A、以往产品B这3种产品,变更加工条件,调查对被切削材料重复进行开孔加工时的加工孔数和工具的状态。以往产品A、以往产品B、本发明产品的基本形状与上述相同。耐久试验1~5的加工条件如以下所示。
(耐久试验1)
·钻头直径D=φ8.5
·被切削材料=S50C
·切削速度=100m/min
·进给量=0.255mm/rev
·孔深度=42.5mm
(耐久试验2)
·钻头直径D=φ6.8
·被切削材料=S50C
·切削速度=120m/min
·进给量=0.27mm/rev
·孔深度=25mm(贯穿被切削材料)
(耐久试验3)
·钻头直径D=φ6.8
·被切削材料=SCM440(30HRC)
·切削速度=70m/min
·进给量=0.27mm/rev
·孔深度=25mm(贯穿被切削材料)
(耐久试验4)
·钻头直径D=φ6.8
·被切削材料=SUS304
·切削速度=80m/min
·进给量=0.27mm/rev
·孔深度=25mm(贯穿被切削材料)
(耐久试验5)
·钻头直径D=φ3.4
·被切削材料=51CrV4
·切削速度=64m/min
·进给量=0.09mm/rev
·孔深度=17mm
参照图8,对耐久试验1的结果进行说明。以往产品A的加工孔数为1122个孔时钻头折损。以往产品B的加工孔数为818个孔时钻头折损。本发明产品的加工孔数为1685个孔时钻头局部缺损,但未折损。以往产品B的加工孔数少于以往产品A的加工孔数的理由被推测是因为油孔的截面积较大而工具刚度降低。与以往产品A、B相比,本发明产品的加工孔数增加。根据以上的结果可知,在耐久试验1的加工条件下,与以往产品A、B相比,本发明产品的耐久性能提高。
参照图9对耐久试验2的结果进行说明。以往产品A的加工孔数为6000个孔时钻头局部缺损。以往产品B的加工孔数为1578个孔时钻头折损。本发明产品的加工孔数为6000个孔时钻头局部缺损,但之后仍能够继续进行孔加工。与耐久试验1相比,以往产品B的加工孔数更加少于以往产品A的加工孔数的理由被推测为,切削速度和进给量大于耐久试验1中的切削速度和进给量从而以往产品B的钻头无法承受切削时的应力。根据以上的结果可知,在耐久试验2的加工条件下,与以往产品A、B相比,本发明产品的耐久性能提高。
参照图10,对耐久试验3的结果进行说明。以往产品A的加工孔数为1500个孔时钻头局部缺损。以往产品B的加工孔数为447个孔时钻头折损。本发明产品的加工孔数为1800个孔时钻头局部缺损。在耐久试验3中,将被切削材料代替为SCM440并进行加工,但与比较试验1、2同样地,本发明产品的加工孔数比以往产品A、B的加工孔数增加。根据以上的结果可知,在耐久试验3的加工条件下,与以往产品A、B相比,本发明产品的耐久性能也提高。
参照图11,对耐久试验4的结果进行说明。以往产品A的加工孔数为4000个孔时钻头的磨损较大。以往产品B的加工孔数为658个孔时钻头折损。本发明产品的加工孔数为5000个孔时钻头的磨损较大。在耐久试验4中,将被切削材料代替为SUS304并进行加工,但与比较试验1~3同样,本发明产品的加工孔数也比以往产品A、B的加工孔数增加。根据以上的结果可知,在耐久试验4的加工条件下,与以往产品A、B相比,本发明产品的耐久性能也提高。
参照图12,对耐久试验5的结果进行说明。以往产品A的加工孔数为5000个孔时钻头的磨损较大。以往产品B的加工孔数为3500个孔时钻头局部缺损。本发明产品的加工孔数为6000个孔且之后仍能够继续进行孔加工。在耐久试验5中,将被切削材料代替为51CrV4并进行加工,但与比较试验1~3同样,本发明产品的加工孔数也比以往产品A、B的加工孔数增加。根据以上的结果可知,在耐久试验5的加工条件下,与以往产品A、B相比,本发明产品的耐久性能也提高。
参照图13~图15对钻头1的喷出量比较试验进行说明。耐久性比较试验由喷出量试验1~3构成。在喷出量试验1~3中,对于本发明产品、以往产品A、以往产品B这3种产品,变更切削油的种类、钻头直径、冷却剂压,调查每单位时间内的切削油的喷出量。以往产品A、以往产品B、本发明产品的基本形状与上述相同。喷出量试验1使用非水溶性的切削油,钻头直径设为φ3.4,冷却剂压设为1.5MPa,测量时间设为1分钟。喷出量试验2使用水溶性的切削油,钻头直径设为φ3.4,冷却剂压设为1MPa和3MPa这两个模式,测量时间设为1分钟。喷出量试验3使用水溶性的切削油,钻头直径设为φ6.8,冷却剂压设为1.5MPa,测量时间设为30秒。此外,在喷出量试验1和2中,以往产品A的油孔设为φ0.4。在喷出量试验3中,以往产品A的油孔设为φ1。
参照图13,对喷出量试验1的结果进行说明。以往产品A的喷出量为110ml/min,以往产品B的喷出量为220ml/min,本发明产品的喷出量为220ml/min。根据以上的结果可知,在φ3.4的细径且使用了非水溶性的切削油的情况下,本发明产品能够确保比以往产品A多且与以往产品B相等的喷出量。
参照图14,对喷出量试验2的结果进行说明。在冷却剂压=1Pa的情况下,以往产品A的喷出量为295ml/min,以往产品B的喷出量为540ml/min,本发明产品的喷出量为562ml/min。在冷却剂压=3Pa的情况下,以往产品A的喷出量为547ml/min,以往产品B的喷出量为930ml/min,本发明产品的喷出量为972ml/min。根据以上的结果可知,在φ3.4的细径且使用了水溶性的切削油的情况下,与以往产品A、B相比,本发明产品能够增大喷出量。
参照图15,对喷出量试验3的结果进行说明。以往产品A的喷出量为1600ml/30s,以往产品B的喷出量为2800ml/30s,本发明产品的喷出量为2200ml/30s。根据以上的结果可知,在φ6.8的较粗的直径且使用了水溶性的切削油的情况下,本发明产品的喷出量比以往产品B少,但与以往产品A相比能够增加喷出量。
根据以上的喷出量试验1~3的结果可知,无论是水溶性的切削油还是非水溶性的切削油、并且无论钻头直径如何,本发明产品都能够使切削油的喷出量至少比以往产品A增大。另外可知,在相对较细的直径的情况下,与以往产品B相比,本发明产品能够增大喷出量。
根据以上说明那样,本实施方式的钻头1具备主体3、柄2、排出槽4、切削刃5、油孔12。主体3和柄2是以轴心AX为中心旋转的棒状。排出槽4自主体3的前端部朝向柄2的后端部呈螺旋状地设于外周面31。切削刃5形成于排出槽4的朝向主体3的旋转方向T上的前方的内表面41与前端部的后刀面6之间的棱线部分。油孔12设于后刀面6,向切削刃5侧供给切削液。油孔12具备扇状截面。扇状截面被前方侧内壁面121、后方侧内壁面122、外周侧内壁面123、内周侧内壁面124包围地形成。前方侧内壁面121沿着径向位于旋转方向T的前方侧。后方侧内壁面122沿着径向位于旋转方向T的后方侧并与前方侧内壁面121在周向上相对。外周侧内壁面123包括以轴心AX为中心的部分圆柱面。内周侧内壁面124包括以轴心AX为中心且曲率半径小于外周侧内壁面123的曲率半径的部分圆柱面,并与外周侧内壁面123在径向上相对。油孔12的后方侧内壁面122朝向旋转方向T的前方呈圆弧状地弯曲。
钻头1具备扇状截面的油孔12,因此,与圆孔相比,切削液的喷出性能较高。而且,钻头1的油孔12的后方侧内壁面122朝向旋转方向T的前方呈圆弧状地弯曲,因此,能够确保后刀面6的棱线部分与后方侧内壁面122之间的距离较宽。此外,后刀面6的棱线部分是指排出槽4的朝向主体3的旋转方向T的后方的内表面41与后刀面6之间的棱线部分。由此,钻头1能够抑制对于棱线部分与油孔12之间的部分施加的应力,因此,能够提高切削液的喷出性能,并且能够确保工具刚度。由于工具刚度提高,因此钻头1还能够利用于高进给加工。高进给加工是指高速地移动工具的加工。钻头1对于切削阻力较大的相对较粗的尺寸也是有效的。
钻头1还具备凹缺部8。凹缺部8与后刀面6之间的棱线自切削刃5的内端朝向径向外侧呈圆弧状地延伸,并与排出槽4连接。后方侧内壁面122在离开凹缺部8的位置向与凹缺部8相同的方向侧呈圆弧状地弯曲。钻头1具备圆弧状的凹缺部8,但通过使油孔12的后方侧内壁面122向与凹缺部8相同的方向侧呈圆弧状地弯曲,能够确保与后刀面6的棱线部分之间的距离均等地较宽。
此外,本发明并不限定于上述实施方式,而能够进行各种变更。钻头1为双刃,但也可以为三刃,还可以是三刃以上。例如,图16所示的钻头100为三刃。钻头100基本上具备上述实施方式的钻头1的形状,具备3条排出槽40、3个切削刃50、3个修磨刃70、3个凹缺部80、3个后刀面60、3个油孔120等,不过对此不进行详细说明。油孔120具有与上述实施方式相同的扇状截面,后方侧内壁面向与凹缺部8的第一棱线811相同的旋转方向T侧呈圆弧状地弯曲。由此,钻头100也能够获得与双刃的钻头1同样的效果。
油孔12自柄2的后端部朝向主体3的前端部呈螺旋状地延伸,但也可以不是螺旋状,例如可以是直线状。在主体3的前端部设有3个圆弧槽10,但也可以省略圆弧槽10。钻头1为长钻头,但也可以是一般的钻头。钻头1的材质不限定。在主体3的至少前端部的表面覆盖有DLC,但也可以在外周面31覆盖有DLC。也可以不在主体3覆盖DLC。也可以不形成修磨刃7。凹缺部8为圆弧状,但也可以是直线状。也可以省略修磨刃7、凹缺部8。在油孔12的扇状截面中,前方侧内壁面121为直线状,但也可以不是直线。
Claims (3)
1.一种钻头,其特征在于,
该钻头具备:
棒状的工具主体,其以轴心为中心旋转;
排出槽,其自所述工具主体的前端部朝向后端部呈螺旋状地设于外周面;
切削刃,其形成于所述排出槽的朝向所述工具主体的旋转方向前方的内表面与所述前端部的后刀面之间的棱线部分;以及
油孔,其设于所述后刀面,向所述切削刃侧供给切削液,
所述油孔具备由前方侧内壁面、后方侧内壁面、外周侧内壁面和内周侧内壁面围成的扇状截面,
该前方侧内壁面沿着所述径向位于所述工具主体的所述旋转方向前方侧,
该后方侧内壁面沿着所述径向位于所述工具主体的所述旋转方向后方侧并与所述前方侧内壁面在周向上相对,
该外周侧内壁面包括以所述工具主体的中心线为中心的部分圆柱面,
该内周侧内壁面包括以所述工具主体的所述中心线为中心且曲率半径小于所述外周侧内壁面的曲率半径的部分圆柱面,并与所述外周侧内壁面在所述径向上相对,
所述后方侧内壁面朝向所述旋转方向前方呈圆弧状地弯曲。
2.根据权利要求1所述的钻头,其特征在于,
该钻头具备凹缺部,该凹缺部与所述后刀面之间的棱线自所述切削刃的内端朝向所述径向外侧呈圆弧状地延伸,并与所述排出槽连接,
所述后方侧内壁面在离开所述凹缺部的位置向与所述凹缺部相同的方向侧呈圆弧状地弯曲。
3.根据权利要求2所述的钻头,其特征在于,
所述后方侧内壁面在所述截面中的曲率半径为0.35D以上且0.45D以下。
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