CN109070239B - 小径钻头 - Google Patents
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Abstract
该小径钻头在直径2mm以下且刃带长与直径之比为3以上的双刃带钻头主体(1)的前端形成有具有长度(W)差为0.04mm以下的主切削刃(7a)的两个切削刃(7),两个前端后刀面(5)彼此相互设置为一侧的第一前端后刀面(5a)与第二前端后刀面(5b)之间的直线状的第一交叉棱线(M1)朝向另一侧延伸的第一延长线(N1)位于比另一侧的第一交叉棱线(M1)更靠钻头旋转方向(T)侧且其间隔(d1)在0.04mm~0.08mm的范围内,一侧的第二前端后刀面(5b)与横刃修磨面(8a)之间的直线状的第二交叉棱线(M2)朝向另一侧延伸的第二延长线(N2)设置为与另一侧的第二交叉棱线(M2)呈一直线状或者设置为该第二延长线(N2)位于比另一侧的第二交叉棱线(M2)更靠钻头旋转方向(T)侧且其间隔(d2)在0.08mm以下的范围内。
Description
技术领域
本发明涉及一种长形双刃带小径钻头,该小径钻头在绕轴线旋转的钻头主体的前端的切削刃部上形成有切削刃,并且在切削刃部外周的刀瓣部上形成有第一、第二刃带部,切削刃的直径为2mm以下,刃带长度与切削刃的直径之比为3以上。
背景技术
在专利文献1中记载有两个刀瓣分别具有第一、第二刃带部的双刃带钻头。在该钻头中,与排屑槽的钻头旋转方向侧相邻的第二刃带部包括位于前端后刀面与横刃修磨部之间交叉棱线上的刀瓣部上的外周端,并且配置为从顶棱部朝向钻头旋转方向侧隔开规定间隔。
专利文献1:日本专利公开2005-305610号公报
切削刃的直径D为小径,而且对于从切削刃的外周端至刃带部的后端为止的轴线方向上的刃带长度L与上述直径D之比L/D较大的长形钻头来说,形成有切削刃且深入工件的切削刃部上容易产生切削阻力导致的振动。另外,在使用这种钻头的切削加工中,尤其在对工件形成贯通孔的情况下,因穿孔时切削刃部大幅振动而有可能破坏孔精度。
关于这一点,在如专利文献1所记载的具有两个刃的双刃带钻头中,由于合计四个刃带部与加工孔的内周面滑动接触,因此某种程度上能够控制切削刃部的振动。然而,如果是切削刃的直径D为2mm以下且上述比例L/D为3以上的长形小径钻头,则会导致切削刃部的刚性变小,且因切削刃部的振动导致的孔精度降低很显著。其结果,钻孔加工时有可能导致切削刃部折损。
发明内容
本发明是在这种背景下提出的,其目的是提供一种小径钻头,该小径钻头即便是如上所述的长形小径钻头,也能够防止孔精度降低,还能防止切屑刃部的折损。
为了解决上述问题并实现这种目的,本发明的小径钻头在绕轴线旋转的钻头主体的前端部外周上关于所述轴线对称地形成有两个排屑槽,所述排屑槽在该钻头主体的前端后刀面上开口且朝向后端侧延伸,在这些排屑槽的朝向钻头旋转方向的壁面与所述前端后刀面之间的交叉棱线部上分别形成有切削刃,并且在所述排屑槽之间的刀瓣部上形成有与该排屑槽的钻头旋转方向的相反侧相邻的第一刃带部和与该排屑槽的钻头旋转方向侧相邻的第二刃带部,所述切削刃的直径D为2mm以下,所述小径钻头的特征在于,从所述切削刃的外周端至所述第一刃带部及所述第二刃带部的后端为止的所述轴线方向上的刃带长度L与所述直径D之比L/D为3以上,在所述排屑槽的前端部内周上形成有横刃修磨部,所述横刃修磨部具有朝向钻头旋转方向的相反侧的横刃修磨面,所述切削刃具备:主切削刃,从所述轴线方向前端侧观察时所述主切削刃从所述钻头主体的外周朝向内周侧以直线状延伸;和横刃修磨刃,在该主切削刃的内周侧弯曲且形成在所述横刃修磨部与所述前端后刀面之间的交叉棱线部上,从所述轴线方向前端侧观察时两个所述主切削刃的长度差为0.04mm以下,所述前端后刀面具备第一前端后刀面和第二前端后刀面,所述第一前端后刀面与所述切削刃的钻头旋转方向的相反侧相连,所述第二前端后刀面与所述第一前端后刀面的钻头旋转方向的进一步相反侧相连且与所述横刃修磨面交叉,所述第二前端后刀面的后角大于所述第一前端后刀面的后角,从所述轴线方向前端侧观察时,所述第一前端后刀面与所述第二前端后刀面之间的第一交叉棱线和所述第二前端后刀面与所述横刃修磨面之间的第二交叉棱线呈直线状,从所述轴线方向前端侧观察时,两个所述前端后刀面彼此相互设置为一侧的所述前端后刀面上的所述第一交叉棱线朝向另一侧前端后刀面侧延伸的第一延长线位于比另一侧前端后刀面的所述第一交叉棱线更靠钻头旋转方向侧,从所述轴线方向前端侧观察时,所述第一延长线与所述第一交叉棱线之间的间隔在0.04mm~0.08mm的范围内,从所述轴线方向前端侧观察时,两个所述前端后刀面彼此相互设置为一侧的所述前端后刀面上的所述第二交叉棱线朝向另一侧前端后刀面侧延伸的第二延长线与另一侧前端后刀面的所述第二交叉棱线呈一直线状或者设置为该第二延长线位于比另一侧前端后刀面的所述第二交叉棱线更靠钻头旋转方向侧,从所述轴线方向前端侧观察时,所述第二延长线与所述第二交叉棱线之间的间隔在0.8mm以下的范围内。
这种小径钻头首先由于是在两个刀瓣部上分别形成有第一、第二刃带部的双刃带钻头,因此能够通过合计四个刃带部将切削刃部支撑在加工孔的内周面上,即使在贯通孔的穿孔时也能够防止切削刃部的振动。此外,由于两个所述切削刃中的从轴线方向前端侧观察时呈直线状的两个主切削刃的长度差为0.4mm以下,并且作用于这两个主切削刃的切削阻力差也较小,因此能够抑制切削刃部的振动。即在切削刃的直径为2mm以下的小径钻头中,如果所述主切削刃的长度差大于0.04mm,则因阻力差而破坏相对于轴线的径向负载的平衡,有可能在切削刃部上产生振动。
并且,两个前端后刀面彼此设置为来自一侧前端后刀面的所述第一延长线位于比另一侧前端后刀面的所述第一交叉棱线更靠钻头旋转方向侧。即,两个第一前端后刀面的宽度较大以至从轴线方向前端侧观察时两者在与第一交叉棱线正交的方向上重合。因此,能够通过后角较小的第一前端后刀面来确保切削刃的刚性,即便是长形小径钻头也能够充分抵抗切削阻力来防止振动导致的孔精度降低。
在此,如果该一侧前端后刀面的第一延长线与另一侧前端后刀面的第一交叉棱线之间的从轴线方向前端侧观察时的间隔小于0.04mm,则难以如此充分确保切削刃的刚性。另外,如果该间隔大于0.08mm,则有可能因后角较小的第一前端后刀面的第一交叉棱线侧的部分与加工孔的孔底接触而增加阻力以及促进磨损。
此外,两个前端后刀面彼此设置为来自一侧前端后刀面侧的所述第二延长线与另一侧前端后刀面的所述第二交叉棱线呈一直线状,或者第二延长线位于比该第二交叉棱线更靠钻头旋转方向侧且以0.08mm以下范围内的间隔与该第二交叉棱线相隔。对于两个第二前端后刀面彼此,也从轴线方向前端侧观察时,至少第二交叉棱线彼此在与该第二交叉棱线正交的方向上重叠。因此,即使在后角较大的第二前端后刀面中也能确保切削刃的刚性。但是,如果该间隔大于0.08mm,则有可能因第二前端后刀面与孔底接触而增加阻力或促进磨损。
另外,通过将所述排屑槽的表面设为ISO25178中规定的峰顶点的算数平均曲率Spc为800以下的光滑表面,能够抑制切屑堵塞而大幅降低前刀面的磨损或突发性的折损,其中Spc的单位为1/mm。
此外,由于第二刃带部沿圆周方向从前端后刀面遍及横刃修磨面形成,因此第二刃带部提前与加工孔的内周面滑动接触,能够抑制钻头主体在加工中振动。
如上所述,根据本发明,即便是长形小径钻头,也当然能够通过双刃带来支撑切削刃部,而且缩小作用于两个主切削刃的切削阻力差,并且能够充分确保切削刃的刚性,从而抑制切削刃部的振动,而且能够以高精度进行折损少的孔加工。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的侧视图。
图2是从轴线方向前端侧观察图1所示实施方式的放大主视图。
具体实施方式
图1及图2表示本发明的一实施方式。在本实施方式中,钻头主体1由硬质合金等的硬质材料一体形成为以轴线O为中心的多级大致圆柱状。钻头主体1的后端侧(在图1中为右侧)部分为保持圆柱状的刀柄部2。钻头主体1的前端侧(在图1中为左侧)部分为直径小于刀柄部2的直径且外形呈大致圆柱状的切削刃部3。该刀柄部2与该切削刃部3之间的部分为随着朝向前端侧逐渐缩径的圆锥台状的锥颈部4。
这种小径钻头的上述刀柄部2被把持到机床的主轴,并且绕轴线O沿钻头旋转方向T旋转的同时向轴线O方向前端侧被送出,从而利用上述切削刃部3对由不锈钢或碳钢等金属形成的工件进行如形成贯通孔的穿孔加工。
在切削刃部3的外周部上关于轴线O对称地形成有两个排屑槽6,该排屑槽6在切削刃部3前端的前端后刀面5上开口且随着朝向轴线O方向后端侧而朝向钻头旋转方向T的相反侧扭曲。在这些排屑槽6的朝向钻头旋转方向T的壁面与上述前端后刀面5之间的交叉棱线部上分别形成有将上述壁面作为前刀面的切削刃7。另外,在排屑槽6的前端部内周,以切开排屑槽6的朝向钻头旋转方向T的壁面的内周部至朝向钻头旋转方向T的相反侧的壁面的外周的方式形成有横刃修磨部8。
如图2所示,上述切削刃7具备主切削刃7a和横刃修磨刃7b。从轴线O方向前端侧观察时,主切削刃7a从钻头主体1的切削刃部3的外周朝向内周侧以直线状延伸。从轴线O方向前端侧观察时,横刃修磨刃7b在主切削刃7a的内周相对于主切削刃7a以钝角弯曲且向轴线O侧延伸。横刃修磨刃7b形成在横刃修磨部8的朝向钻头旋转方向T的壁面与前端后刀面5之间的交叉棱线部上。切削刃7的直径即切削刃7的外周端在绕轴线O的旋转轨迹上所成的圆的直径为2mm以下,在本实施方式中为1mm。
并且,从轴线O方向前端侧观察时直线状的两个主切削刃7a的长度W差即从轴线O方向前端侧观察时从两个切削刃7的外周端(两个主切削刃7a的外周端)至主切削刃7a与横刃修磨刃7b之间的交点的长度差为0.04mm以下。此外,主切削刃7a的上述长度W长于从轴线O方向前端侧观察时的横刃修磨刃7b的长度。此外,横刃修磨刃7b不会到达轴线O,在两个切削刃7的横刃修磨刃7b之间,作为两个前端后刀面5彼此的交叉棱线形成有与轴线O正交的横刃7c。
另外,在切削刃部3的外周部中的作为两个排屑槽6之间的部分的刀瓣部9的外周面上形成有第一刃带部10a和第二刃带部10b。第一刃带部10a与排屑槽6的钻头旋转方向T的相反侧即切削刃7侧相邻。第二刃带部10b与排屑槽6的钻头旋转方向T侧即顶棱11侧相邻。这些第一、第二刃带部10a、10b的外周面被形成为位于如下的圆筒面上:该圆筒面的直径与切削刃7的直径D即切削刃7的外周端在绕轴线O的旋转轨迹上所成的圆的直径相等,且该圆筒面的中心为轴线O。在本实施方式中,在刀瓣部9的外周面上的圆周方向的两端分别形成有第一、第二刃带部10a、10b。
此外,从切削刃7的外周端至第一、第二刃带部10a、10b的后端为止的轴线O方向上的刃带长度L与上述直径D之比L/D为3以上,在本实施方式中大致为7。因此,本实施方式的小径钻头为双刃且双刃带的长形小径麻花钻。此外,当第一、第二刃带部10a、10b的后端在轴向O方向上的位置不同时,上述刃带长度L为截至较短刃带部的后端的长度。
在此,在本实施方式中,如图1所示,第一、第二刃带部10a、10b形成至切削刃部3的中途,在其后端侧的切削刃部3的外周面为上述直径D的以轴线O为中心的圆筒面。另外,虽然未图示,但从与轴线O方向垂直的方向观察钻头主体时,在从轴线O方向前端侧至小于直径D的约0.6倍的范围内,第一刃带部10a的圆周方向的宽度大于第二刃带部10b的圆周方向的宽度。当从与轴线O方向垂直的方向观察钻头主体时,在距轴线O方向前端侧为直径D的约0.7倍以后的范围内,第一刃带部10a的圆周方向的宽度与第二刃带部10b的圆周方向的宽度大致相同。
此外,刀瓣部9的第一、第二刃带部10a、10b之间的部分为位于直径稍微小于上述直径D且以轴线O为中心的圆筒面上的外周铲背面10c。
另一方面,上述前端后刀面5形成为随着从切削刃7朝向钻头旋转方向T的相反侧而朝向钻头主体1的后端侧延伸,并且随着朝向外周侧而朝向钻头主体1的后端侧延伸。由此对切削刃7赋予规定的后角和前端角。此外,该前端后刀面5具备第一前端后刀面5a和第二前端后刀面5b。第一前端后刀面5a与切削刃7的钻头旋转方向T的相反侧相连且具有恒定的较小的后角。第二前端后刀面5b与第一前端后刀面5a的钻头旋转方向T的进一步相反侧相连。第二前端后刀面5b具有大于第一前端后刀面5a的后角的恒定的后角。
另外,上述横刃修磨部8的作为朝向钻头旋转方向T的相反侧的壁面的横刃修磨面8a与第二前端后刀面5b的钻头旋转方向T的相反侧交叉。此外,在钻头主体1中,从刀柄部2的后端面以与排屑槽6的扭曲吻合地扭曲的方式关于轴线O对称地穿设有两个冷却孔12。这些冷却孔12经过切削刃部3的刀瓣部9的内部在前端后刀面5的第二前端后刀面5b上分别开口。在穿孔加工时,经由这些冷却孔12向切削刃7或工件的切削部位供给冷却剂。
此外,从轴线O方向前端侧观察时,作为第一、第二前端后刀面5a、5b的交叉棱线的第一交叉棱线M1呈与切削刃7的主切削刃7a平行延伸的直线状。另外,从轴线O方向前端侧观察时,作为第二前端后刀面5b与上述横刃修磨面8a之间的交叉棱线的第二交叉棱线M2也呈沿与第一交叉棱线M1以锐角交叉的方向延伸的大致直线状。
从轴线O方向前端侧观察时,与两个切削刃7的钻头旋转方向T的相反侧相邻的两个前端后刀面5彼此相互设置为作为一侧前端后刀面5中的第一交叉棱线M1朝向另一侧前端后刀面5侧延伸的延长线的第一延长线N1位于比该另一侧前端后刀面5的第一交叉棱线M1更靠钻头旋转方向T侧。因此,从轴线O方向前端侧观察时,这两个前端后刀面5的第一交叉棱线M1及第一延长线N1彼此相互平行。此外,来自该一侧前端后刀面5的第一延长线N1与另一侧前端后刀面5的第一交叉棱线M1之间的间隔d1在0.04mm~0.08mm的范围内。
另外,从轴线O方向前端侧观察时,与两个切削刃7的钻头旋转方向T的相反侧相连的两个前端后刀面5彼此相互设置为作为一侧前端后刀面5中的上述第二交叉棱线M2朝向另一侧前端后刀面5侧延伸的延长线的第二延长线N2以与该另一侧前端后刀面5的第二交叉棱线M2呈一直线状的方式延伸,或者该第二延长线N2以位于比另一侧前端后刀面5的第二交叉棱线M2更靠钻头旋转方向T侧的方式平行延伸。并且,来自该一侧前端后刀面5的第二延长线N2与另一侧前端后刀面5的第二交叉棱线M2之间的间隔d2在0.08mm以下的范围内,间隔d2的下限值为在第二延长线N2和第二交叉棱线M2呈一直线状时的0mm。
如此构造的小径钻头为双刃带钻头,在两个刀瓣部9的外周面上分别形成有第一、第二刃带部10a、10b,在孔加工时能够通过使该合计四个第一、第二刃带部10a、10b与由切削刃7形成的加工孔的内周面滑动接触来支撑切削刃部3。因此,例如在贯通孔的穿孔时,也能够通过以与加工孔滑动接触的状态残留的四个第一、第二刃带部10a、10b来支撑切削刃部3,从而防止在切削刃部3上发生相对于轴线O的径向振动。
此外,优选沿圆周方向从第二前端后刀面5b遍及横刃修磨面8a形成有第二刃带部10b。如此通过从第二前端后刀面5b的钻头旋转方向T侧至横刃修磨面8a形成第二刃带部10b,能够使第二刃带部10b提前与加工孔内周面滑动接触,能够抑制钻头主体1在加工过程中振动。因此,加工出的孔的直线度优良,能够抑制孔弯曲导致的钻头主体1的折损。
另外,在上述结构的小径钻头中,从轴线O方向前端侧观察时,切削刃7中的主要进行切削且呈直线状的两个主切削刃7a的长度W之差为0.04mm以下。关于这一点,理想的是两个主切削刃7a的长度W之差为0mm,但现实中难以成为0mm。因此,虽然无法避免产生哪怕是轻微的差,但通过将长度W之差设为极小的0.04mm以下,从而根据上述结构的钻头,在穿孔加工时能够缩小作用于两个切削刃7a的切削阻力差。其结果,能够实现对切削刃部3的相对于轴线O的径向负载的平衡,能够有助于抑制切削刃部3的振动。此外,主切削刃7a的长度W之差优选为0.02mm以下。
此外,从轴线O方向前端侧观察时,上述两个前端后刀面5彼此设置为来自一侧前端后刀面5的上述第一延长线N1位于比另一侧前端后刀面5的上述第一交叉棱线M1更靠钻头旋转方向T侧。如图2所示,两个第一前端后刀面5a彼此以在与第一交叉棱线M1正交的方向上越过轴线O彼此重合的方式宽幅形成。即,通过将后角小且楔角大的第一前端后刀面5a设为宽幅,从而能够确保切削刃7相对于切削阻力的刚性,由此还能够抑制切削刃部3的振动。
此外,该两个前端后刀面5彼此设置为从轴线O方向前端侧观察时来自一侧前端后刀面5的上述第二延长线N2也与另一侧前端后刀面5的上述第二交叉棱线M2呈一直线状,或者该第二延长线N2位于比该第二交叉棱线M2更靠钻头旋转方向T侧且以0.08mm以下范围内的间隔d2与该第二交叉棱线M2相隔。即,该两个第二前端后刀面5b彼此也设置为在与第二交叉棱线M2正交的方向上至少第二交叉棱线M2彼此重合或者第二前端后刀面5b自身重合。由此,即使在后角大的这些第二前端后刀面5b中也能够确保切削刃7的刚性。
因此,根据上述结构的小径钻头,即使在切削刃7的直径D为2mm以下且刃带长度L与该直径D之比L/D为3以上的小径钻头中,也能够通过由上述这些结构带来的相乘效果来切实地抑制切削刃部3的振动,能够提高孔精度的同时还能够防止切削刃部3的折损等。此外,直径D的下限值优选为0.5mm,进一步优选为1.0mm。另外,上述比例L/D的上限值优选为45,比例L/D的上限值进一步优选为30。
此外,冷却剂的排出量依赖于冷却孔12的内径。因此,通过加大冷却孔12的内径来增加冷却剂排出量,从而排屑性优良。为了对小径钻头进一步提高排屑性,优选冷却孔12的内径(直径)相对于切屑刃7的直径D为0.1×D,进一步优选为0.13×D以上。然而,如果该冷却孔12的内径过大,则小径钻头的切削刃部3的刚性降低而容易产生折损。因此,优选冷却孔12的内径相对于切削刃7的直径D为0.2×D以下。
在此,如果从轴线O方向前端侧观察时两个主切削刃7a的长度W之差大于0.04mm,则尤其在长形且小径的上述结构的钻头中,有可能难以实现对切削刃部3的相对于轴线O的径向负载的平衡。另外,如果同样从轴线O方向前端侧观察时,一侧前端后刀面5的第一延长线N1与另一侧前端后刀面5的第一交叉棱线M1之间的间隔d1小于0.04mm,则无法如上述那样充分确保切削刃的刚性。相反,如果该间隔d1大于0.08mm,则有可能因后角小的第一前端后刀面5a的尤其第一交叉棱线M1侧的部分与加工孔的孔底接触而增大阻力,并且促进前端后刀面5的磨损。
此外,如果从轴线O方向前端侧观察时,来自一侧前端后刀面5的上述第二延长线N2位于另一侧前端后刀面5的上述第二交叉棱线M2的钻头旋转方向T的相反侧(即,上述间隔d2小于0mm),则有可能导致利用如上所述的第二前端后刀面5b来确保的切削刃7的刚性不够充分。另一方面,如果该间隔d2大于0.08mm,则在切削刃7的直径D为2mm以下的小径钻头中,仍然有可能因第二前端后刀面5b与加工孔的孔底接触而增大阻力或促进磨损。
另外,在不得不限制排屑槽6的剖面积的小径钻头中,可通过将该排屑槽6的表面平滑设置来抑制切屑堵塞,从而大幅降低前刀面的磨损或突发性的折损。并且,尤其为了抑制长形小径钻头的突发性的折损等,如果只是将作为一般的线评价中的表面粗糙度的算数平均粗糙度Ra或最大高度粗糙度Rz平滑设置,则工具性能的偏差较大,因此重要的是在更广的面评价中控制表面粗糙度。并且,为了抑制小径钻头的突发性折损等,对于排屑槽6的表面,在面评价中的表面粗糙度中尤其控制由ISO251178规定的峰顶点的算数平均曲率Spc。在此,峰顶点的算数平均曲率Spc为峰顶点的尖锐程度的指标。如果峰顶点的算数平均曲率Spc值较小,则表示与其他物体接触的峰顶点圆润的状态。如果峰顶点的算数平均曲率Spc值较大,则表示与其他物体接触的峰顶点尖锐的状态。如果排屑槽6的表面算数平均曲率Spc值较大,则表示在排屑槽6的表面存在较多的尖锐的峰顶点,即使将作为一般表面粗糙度的算数平均粗糙度Ra或最大高度粗糙度Rz平滑设置,也会成为排屑槽6中容易发生切屑堵塞的趋势。
因此,在本实施方式中,通过将该排屑槽6的表面设为ISO25178中规定的峰顶点的算数平均曲率Spc为800以下,从而能够减少排屑槽6表面中的尖锐的峰顶点。其结果,能够抑制切屑堵塞并能够抑制前刀面的磨损或突发性的缺损。该排屑槽6表面的由ISO25178规定的峰顶点的算数平均曲率Spc优选为700以下,该表面的峰顶点的算数平均曲率Spc进一步优选为650以下。其中Spc的单位为1/mm。
此外,如此为了将排屑槽6的表面平滑设置,优选利用能够包覆很少发生微滴(ドロップレット)的平滑的硬质被膜的溅射法,在通过平滑处理降低研磨痕的平滑的基材表面上包覆硬质被膜之后,进一步通过鼓风等对该硬质被膜的表面照射研磨剂来进行平滑处理。另外,这种硬质被膜优选为金属的氮化物或碳氮化物,特别优选为耐热性和耐磨性优异的金属氮化物。
至于本发明中评价的排屑槽6的表面粗糙度,测量包覆有硬质被膜的部分即可。
实施例1
接着,通过列举本发明的实施例来证实本发明的效果。首先,在实施例1中实施关于钻头主体1的形状的评价。
在该实施例1中,评价了作为本发明例1的如下的硬质合金制的小径钻头:即,该小径钻头的切削刃7的直径D为1mm,槽长度为23mm,刃带长度L为10mm,从轴线O方向前端侧观察时的切削刃部3的形状以如图2所示的上述实施方式的形状为基础。
此外,在该本发明例1中,从轴线O方向前端侧观察时的两个主切削刃7a的长度W之差为0.04mm以下的0.01mm。另外,一侧的第一前端后刀面5a与第二前端后刀面5b之间的直线状的第一交叉棱线M1朝向另一侧延伸的第一延长线N1位于比另一侧的第一交叉棱线M1更靠钻头旋转方向T侧,且其间隔d1为0.04mm~0.08mm内的0.06mm。另外,一侧的第二前端后刀面5b与横刃修磨面8a之间的直线状的第二交叉棱线M2朝向另一侧延伸的第二延长线N2位于比另一侧的第二交叉棱线M2更靠钻头旋转方向T侧,且其间隔d2为0.08mm以下的0.06mm。
另外,评价了作为与此相对的比较例1的如下的小径钻头:即,从轴线O方向前端侧观察时,该小径钻头的两个主切削刃7a的长度W之差为大于0.04mm的0.05mm,除此之外,该小径钻头的形状及大小与上述本发明例1的形状及大小相同。
此外,评价了作为比较例2的如下的小径钻头:即,该小径钻头的刃带部为单刃带,只有与排屑槽6的钻头旋转方向T的相反侧相邻的第一刃带部10a,而未形成第二刃带部10b,除此之外,该小径钻头的形状及大小与上述本发明例1的形状及大小相同。
此外,评价了作为比较例3的如下的小径钻头:即,该小径钻头的一侧的第一前端后刀面5a与第二前端后刀面5b之间的直线状的第一交叉棱线M1朝向另一侧延伸的第一延长线N1位于比另一侧的第一交叉棱线M1更靠钻头旋转方向T侧,且其间隔d1为0.03mm,除此之外,该小径钻头的形状及大小与上述本发明例1的形状及大小相同。
此外,评价了作为比较例4的如下的小径钻头:即,该小径钻头的一侧的第二前端后刀面5b与横刃修磨面8a之间的直线状的第二交叉棱线M2朝向另一侧延伸的第二延长线N2位于比另一侧的第二交叉棱线M2更靠钻头旋转方向T侧,且其间隔d2为0.10mm,除此之外,该小径钻头的形状及大小与上述本发明例1的形状及大小相同。
此外,这些本发明例1及比较例1~4的小径钻头在包含排屑槽6的表面在内的切削刃部3的表面上以约1μm的平均膜厚包覆有Ti和Si的氮化物被膜。
并且,利用这些本发明例1和比较例1~4的小径钻头,在Vc=30m/分、转速=9549转/分,进给量=0.02mm/转、进给速度=190mm/分、加工孔深度18mm以及无停顿进给加工的条件下,对150mm×190mm×40mm的SUS304制的工件进行穿孔加工。
其结果,在本实施例1中进行3000孔以上的加工也没有发生折损等,并且能够继续进行加工。
相对于此,在比较例1中由于对两个主切削刃的加工负载不均匀,发生了孔弯曲,在小于10孔的加工中提前发生折损。
另外,在比较例2中由于是单刃带,发生了磨损,从而导致对两个主切削刃的加工负载不均匀而发生孔弯曲,在加工比本发明例1少的1671孔之后发生折损而达到寿命。
另外,在比较例3中在发生后刀面的磨损时,后刀面的接触面积大于其他小径钻头的后刀面的接触面积,在加工比本发明例1少的1323孔之后发生折损而达到寿命。
另外,在比较例4中,钻头切入时的接触面积较小,加工不稳定,在加工200孔之后发生折损而达到寿命。
实施例2
接着,作为实施例2,对通过在排屑槽6的表面上包覆硬质被膜而使之平滑的情况下的影响进行了评价。在该实施例2中,将硬质合金制的两种形状及大小相同的如下的小径钻头作为本发明例10、11来进行评价:该小径钻头的切削刃7的直径D为1mm,槽长度为33mm,刃带长度L为12mm,从轴线O方向前端侧观察时的切削刃部3的形状以如图2所示的上述实施方式的形状为基础。
其中,在本发明例10中,利用溅射法在包含排屑槽6的表面在内的切削刃部3的整个表面上以平均膜厚约1μm来包覆Ti和Si的氮化物被膜之后,进一步对排屑槽6的表面照射研磨剂来进行平滑处理。
另外,在本发明例11中,利用电弧离子镀法同样在包含排屑槽6的表面在内的切削刃部3的整个表面上以平均膜厚约1μm包覆Ti和Si的氮化物被膜之后,进一步在与本发明例10相同的条件下对排屑槽6的表面照射研磨剂来进行平滑处理。
并且,首先对这些本发明例10、11的小径钻头中的形成有硬质被膜的排屑槽6测量由ISO25178规定的表面算数平均高度Sa和峰顶点的算数平均曲率Spc。此外,在测量时使用由基恩士株式会社(株式会社キーエンス)制造的形状解析激光显微镜(VK-X250),在截断值为0.25mm且倍率为50倍下进行观察,从而测量60μm×100μm区域三处,并且从其平均算出测量值。其中,Sa的单位为μm,Spc的单位为1/mm。
接着,利用这些本发明例10、11的小径钻头,在Vc=50m/分、转速=16000转/分,进给量=0.02mm/转、进给速度=320mm/分、加工孔深度28mm以及无停顿进给加工的条件下,对与实施例1同样的150mm×190mm×40mm的SUS304制的工件进行穿孔加工,测量可加工孔数。将这些面的算数平均高度Sa和峰顶点的算数平均曲率Spc的测量结果和切削评价(孔数)一并示于表1。其中,Sa的单位为μm,Spc的单位为1/mm。
[表1]
从该表1的结果可知,在这些本发明例10、11中,由于硬质被膜的表面平滑设置,因此在这两个发明例中表面算数平均高度Sa均为大致相等的测量值而平滑,并且可加工孔数也为3000孔以上,能够得到优异的钻头寿命,其中Sa的单位为μm。特别是,在利用溅射法包覆硬质被膜的本发明例10中,峰顶点的算数平均曲率Spc为610,该Spc的单位为1/mm,其为800以下,在排屑槽6的表面上形成尖锐的峰顶点的情况较少,因此不易发生切屑堵塞且大幅提高钻头寿命。
产业上的可利用性
如前所述,根据本发明,即便是长形小径钻头,也当然能够通过双刃带来支撑切削刃部,而且缩小作用于两个主切削刃的切削阻力差,并且能够充分确保切削刃的刚性,从而抑制切削刃部的振动,而且能够以高精度进行折损少的孔加工。
附图标记说明
1 钻头主体
2 刀柄部
3 切削刃部
4 锥颈部
5 前端后刀面
5a 第一前端后刀面
5b 第二前端后刀面
6 排屑槽
7 切削刃
7a 主切削刃
7b 横刃修磨刃
7c 横刃
8 横刃修磨部
8a 横刃修磨面
9 刀瓣部
10a 第一刃带部
10b 第二刃带部
10c 外周铲背面
11 顶棱
12 冷却孔
O 钻头主体1的轴线
T 钻头旋转方向
D 切削刃7的直径
L 刃带长度
W 从轴线O方向前端侧观察时的主切削刃7a的长度
M1 第一交叉棱线
M2 第二交叉棱线
N1 第一延长线
N2 第二延长线
d1 从轴线O方向前端侧观察时的第一延长线N1与第一交叉棱线M1之间的间隔
d2 从轴线O方向前端侧观察时的第二延长线N2与第二交叉棱线M2之间的间隔
Claims (3)
1.一种小径钻头,在绕轴线旋转的钻头主体的前端部外周上关于所述轴线对称地形成有两个排屑槽,所述排屑槽在该钻头主体的前端后刀面上开口且朝向后端侧延伸,在这些排屑槽的朝向钻头旋转方向的壁面与所述前端后刀面之间的交叉棱线部上分别形成有切削刃,并且在所述排屑槽之间的刀瓣部上形成有与该排屑槽的钻头旋转方向的相反侧相邻的第一刃带部和与该排屑槽的钻头旋转方向侧相邻的第二刃带部,所述切削刃的直径D为2mm以下,所述小径钻头的特征在于,
从所述切削刃的外周端至所述第一刃带部及所述第二刃带部的后端为止的所述轴线方向上的刃带长度L与所述直径D之比L/D为3以上,
在所述排屑槽的前端部内周上形成有横刃修磨部,
所述横刃修磨部具有朝向钻头旋转方向的相反侧的横刃修磨面,
所述切削刃具备:主切削刃,从所述轴线方向前端侧观察时所述主切削刃从所述钻头主体的外周朝向内周侧以直线状延伸;和横刃修磨刃,在该主切削刃的内周侧弯曲且形成在所述横刃修磨部与所述前端后刀面之间的交叉棱线部上,
从所述轴线方向前端侧观察时两个所述主切削刃的长度差为0.04mm以下,
所述前端后刀面具备第一前端后刀面和第二前端后刀面,
所述第一前端后刀面与所述切削刃的钻头旋转方向的相反侧相连,
所述第二前端后刀面与所述第一前端后刀面的钻头旋转方向的进一步相反侧相连且与所述横刃修磨面交叉,所述第二前端后刀面的后角大于所述第一前端后刀面的后角,
从所述轴线方向前端侧观察时,所述第一前端后刀面与所述第二前端后刀面之间的第一交叉棱线和所述第二前端后刀面与所述横刃修磨面之间的第二交叉棱线呈直线状,
从所述轴线方向前端侧观察时,两个所述前端后刀面彼此相互设置为一侧的所述前端后刀面上的所述第一交叉棱线朝向另一侧前端后刀面侧延伸的第一延长线位于比另一侧前端后刀面的所述第一交叉棱线更靠钻头旋转方向侧,
从所述轴线方向前端侧观察时,所述第一延长线与所述第一交叉棱线之间的间隔在0.04mm~0.08mm的范围内,
从所述轴线方向前端侧观察时,两个所述前端后刀面彼此相互设置为一侧的所述前端后刀面上的所述第二交叉棱线朝向另一侧前端后刀面侧延伸的第二延长线与另一侧前端后刀面的所述第二交叉棱线呈一直线状或者设置为该第二延长线位于比另一侧前端后刀面的所述第二交叉棱线更靠钻头旋转方向侧,
从所述轴线方向前端侧观察时,所述第二延长线与所述第二交叉棱线之间的间隔在0.8mm以下的范围内。
2.根据权利要求1所述的小径钻头,其特征在于,
所述排屑槽的表面的由ISO25178规定的峰顶点的算数平均曲率Spc为800以下,其中Spc的单位为1/mm。
3.根据权利要求1或2所述的小径钻头,其特征在于,
所述第二刃带部沿圆周方向从所述前端后刀面遍及所述横刃修磨面形成。
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