钻头的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种在绕轴线旋转的钻头主体的前端部外周形成有排肩槽，并且在钻头主体前端处在上述排肩槽的朝向钻头旋转方向的壁面与前端后刀面之间的交叉棱线部形成有切削刃的钻头，尤其涉及一种适用于高效加工的钻头。
【背景技术】
[0002]专利文献1、2中记载有在与轴线正交的截面上通过不同半径的两个凹圆弧来形成上述排肩槽的内壁面的钻头。其中，在专利文献1中记载的钻头中，从芯厚圆向顶棱侧延伸的第2凹曲面部的截面所呈的圆弧的半径大于从前缘侧朝向芯厚圆延伸的第1凹曲面部的截面所呈的圆弧的半径。并且，在专利文献2中记载的钻头中，在与轴线正交的截面上前缘侧的截面所呈的第1圆的半径反而大于顶棱侧的第2圆的半径。
[0003]专利文献1:日本专利第4120185号公报
[0004]专利文献2:日本专利第4894054号公报
[0005]然而，在这些专利文献1、2中记载的钻头中，上述第1、第2凹曲面部的截面所呈的圆弧或上述第1、第2圆均在与钻头主体前端部的排肩槽内切的芯厚圆上相切。因此，排肩槽的槽宽在任意钻头中都容易变宽，且因钻头主体前端部的截面积减小而使刚性和强度下降，因此在使钻头主体高速旋转而以高进给量进给的高效加工中，可能在钻头主体前端部发生折损等。
[0006]另一方面，若为了通过缩小排肩槽的槽宽来确保钻头主体前端部的截面积而要缩小上述圆弧或圆的半径，则在进行高效加工时，高速通过排肩槽内部的大量的切肩与槽的内壁面进行强烈摩擦而在内壁面形成擦痕，导致进行重磨时不得不增加研磨量或在切削刃或其附近容易发生破损。并且，若如此缩小上述圆弧或圆的半径，则尤其在顶棱侧的第2圆的半径小于前缘侧的第1圆的半径的专利文献1中所记载的钻头中，可能会使通过钻头主体的旋转而压入到排肩槽的顶棱侧的切肩无法被充分地卷曲，从而发生堵塞。
【发明内容】
[0007]本发明是在这种背景下完成的，其目的在于提供一种通过抑制排肩槽的槽宽变宽来确保钻头主体前端部的刚性和强度，并且能够防止因切肩引起的擦痕或切削刃等的破损和切肩堵塞的发生的适用于高效加工的钻头。
[0008]为了解决上述课题并达到这种目的，本发明的钻头中，在绕轴线旋转的钻头主体的前端部外周形成有排肩槽，并且在上述钻头主体的前端设置有切削刃，该钻头的特征在于，上述排肩槽的朝向钻头旋转方向的壁面在与上述轴线正交的截面上呈沿着第1圆弧的凹曲线状，并且与该壁面相连且朝向上述钻头主体的外周侧的上述排肩槽的底面在与上述轴线正交的截面上呈沿着第2圆弧的凹曲线状，上述第2圆弧与上述钻头主体前端部的芯厚圆外切，上述第1圆弧的半径大于上述第2圆弧，且上述第1圆弧在比上述第2圆弧与上述芯厚圆的切点更靠前缘侧与该第2圆弧相切。
[0009]在如此构成的钻头中，第1圆弧在比第2圆弧与芯厚圆的切点更靠前缘侧与第2圆弧相切，其中，上述第1圆弧为排肩槽的朝向钻头旋转方向的壁面的截面所呈的凹曲线所沿的圆弧，上述第2圆弧为排肩槽的朝向钻头主体外周侧的底面的截面所呈的凹曲线所沿的圆弧，因此例如相对于专利文献2中记载的钻头，若将第1、第2圆的半径与第1、第2圆弧的半径也设为相等，并且将芯厚圆的直径及钻头主体前端部的外径也设为相等，则第1圆弧以与第2圆弧相切的状态位于钻头旋转方向侧，因此能够缩小排肩槽的槽宽。因此，通过将钻头主体前端部的截面积在外周侧尤其设得较大来增大截面惯性矩，从而能够确保刚性和强度。
[0010]并且，若将排肩槽的槽宽设为相等，则能够进一步将第1圆弧的半径设得较大，因此通过抑制切肩在排肩槽的朝向钻头旋转方向的壁面上的摩擦，能够防止擦痕的形成。此夕卜，由于与第1圆弧相切的切点位于前缘侧，因此能够将第2圆弧设得较长，从而使通过钻头主体的旋转而从前缘侧压入到顶棱侧的切肩与呈沿着该第2圆弧的截面凹曲线状的排肩槽的上述底面滑动抵接，由此能够充分地卷曲切肩。
[0011]因此，根据上述结构的钻头，即便在高负载状态下有大量的切肩高速通过排肩槽内部的高效加工中，也能够防止钻头主体的前端部折损，或在进行重磨时增加研磨量，或在切削刃或其附近发生破损，或者发生切肩堵塞，并且能够延长钻头寿命且进行稳定的钻孔加工。
[0012]在此，与上述轴线正交的截面上的上述第1圆弧与第2圆弧的切点的位置优选位于从上述轴线起相对于上述切削刃的外径D为0.1XD?0.35XD的范围内。若该切点的位置与上述范围相比靠近轴线，且位于靠近第2圆弧与芯厚圆的切点的位置，则有可能无法可靠地发挥上述效果，另一方面，若与上述范围相比过于远离轴线，则在上述截面上呈沿着第1圆弧的凹曲线的排肩槽的朝向钻头旋转方向的壁面过小，即便槽宽形成得小也有可能使排肩槽的截面积不够充分而导致容量不足，且发生切肩堵塞。
[0013]并且，同样相对于上述切削刃的外径D，优选上述第1圆弧的半径在1.0XD?3.0XD的范围内，并且上述第2圆弧的半径在0.2XD?0.4XD的范围内。若第1、第2圆弧的半径分别大到超过上述范围，则有可能使排肩槽的槽宽过宽，相反，若小到不足上述范围，则有可能使切肩在朝向钻头旋转方向的壁面或朝向钻头主体外周侧的底面上的摩擦过大。
[0014]如以上说明，根据本发明，即便在通过使钻头主体高速旋转而以高进给量进给的高效加工中，也能够防止钻头主体损伤且延长寿命，并且通过顺畅地排出切肩来进行稳定的钻孔加工。
【附图说明】
[0015]图1为表示本发明的一实施方式的从轴线方向前端侧观察的主视图。
[0016]图2为图1所示的实施方式的侧视图。
[0017]图3为图1所示的实施方式的与钻头主体前端部的轴线正交的剖视图。
【具体实施方式】
[0018]图1至图3为表示本发明的一实施方式的图。本实施方式中，钻头主体1通过硬质合金等硬质材料形成为以轴线0为中心的圆柱状外形，未图示的后端部成为刀柄部，且该刀柄部被机床的主轴把持，由此一边绕着轴线0向钻头旋转方向Τ旋转，一边被进给到该轴线ο方向前端侧(图2中为左侧)，从而对工件进行钻孔加工。
[0019]在钻头主体1的前端部的外周形成有一对排肩槽2，其在该钻头主体1的前端面开口并随着朝向后端侧而绕轴线0向钻头旋转方向Τ的后方侧扭转，在本实施方式中相对于轴线0以180°旋转对称的方式形成有一对排肩槽，在这些排肩槽2的朝向钻头旋转方向Τ的壁面2Α与从上述钻头主体1前端面的排肩槽2的开口部向钻头旋转方向Τ后方侧延伸的前端后刀面3的交叉棱线部上分别形成有切削刃4。S卩，本实施方式的钻头为双刃麻花钻Ο
[0020]关于前端后刀面3，以随着朝向钻头旋转方向Τ后方侧而向钻头主体1的后端侧倾斜的方式对切削刃4赋予后角，并且以朝向钻头主体1的前端部外周侧也向后端侧倾斜的方式对切削刃4赋予前端角。另外，本实施方式中，该前端后刀面3上形成有在钻头旋转方向Τ后方与切削刃4相连的第1后刀面3Α及在钻头旋转方向Τ更后方侧与该第1后刀面3Α相连且具有比第1后刀面3Α更大的后角的第2后刀面3Β。
[0021]并且，关于钻头主体1前端部的外周面，在与排肩槽2的朝向钻头旋转方向Τ的上述壁面2Α的交叉棱线部形成有位于与切削刃4的外径D (省略图示。切削刃4的外周端绕轴线0所呈的圆的直径)相等的外径且以轴线0为中心的圆筒面上的刃带部5Α，并且与该刃带部5Α相比靠钻头旋转方向Τ后方侧的部分为直径稍小于上述外径D的副后刀面5Β。刃带部5Α与上述壁面2Α的交叉棱线成为钻头主体1前端部的前缘1Α，副后刀面5Β与排肩槽2的朝向钻头旋转方向Τ后方侧的壁面2Β的交叉棱线成为顶棱1Β。另外，也可以对刃带部5Α赋予倒锥。
[0022]此外，在排肩槽2的钻头主体1前端面上的开口部的内周侧即轴线0侧形成有将排肩槽2的朝向钻头旋转方向Τ的壁面的内周部向轴线0侧切开的修磨部6。在该修磨部6形成有朝向钻头旋转方向Τ的修磨面6Α和与朝向钻头旋转方向Τ后方侧且在钻头旋转方向Τ侧相邻的前端后刀面3的上述第2后刀面3Β交叉的修磨壁面6Β，在本实施方式中，该修磨壁面6Β延伸至钻头主体1前端部外周的上述顶棱1Β。
[0023]在上述切削刃4上形成有从该切削刃4的外周端向内周侧延伸的主切削刃4Α及与该主切削刃4Α的内周相连且形成于上述修磨部6的修磨面6Α与前端后刀面3(第1后刀面3Α)的交叉棱线部的修磨刃4Β。排肩槽2的朝向钻头旋转方向Τ的上述壁面2Α成为主切削刃4Α的前刀面，通过使排肩槽2如上述那样扭转，由此对主切削刃4Α赋予正前角，并且修磨面6Α成为修磨刃4Β的前刀面。
[0024]此外，在钻头主体1的前端部内的圆周方向上的一对排肩槽2之间的部分，分别形成有以与这些排肩槽2相等的导程扭转的冷却剂孔7。在本实施方式中，如图3所示，这些冷却剂孔7在与轴线0正交的截面上具备:凸曲的前孔壁面，位于钻头旋转方向Τ侧且与排肩槽2的上述壁面2Α之间的间隔大致恒定；凸曲的后孔壁面，位于钻头旋转方向Τ后方侧且与上述壁面2Β之间的间隔大致恒定；及凹曲的外周孔壁面，位于钻头主体1的外周侧且与上述副后刀面5Β之间的间隔大致恒定，并且冷却剂孔大致形成为三角形形状。
[0025]因此，该冷却剂孔7的上述前孔壁面与后孔壁面彼此的圆周方向的间隙随着朝向外周侧而逐渐增大，且该间隙的增大比例也随着朝向外周侧而逐渐变大。但是，在与轴线0正交的截面上，这些前后孔壁面所交叉的上述三角形的角部和前后孔壁面与外周孔壁面所交叉的角部通过半径较小的凹圆弧顺滑地相连。如图1所示，这种冷却剂孔7在钻头主体1的前端后刀面3中的上述第2后刀面3B上开口。
[0026]排肩槽2的内表面具备朝向钻头旋转方向T的上述壁面2A、朝向钻头旋转方向T后方侧的上述壁面2B及位于这些壁面2A、2B之间且朝向钻头主体1外周侧的底面2C。并且，如图3所示，在与轴线0正交的截面上，其中朝向钻头旋转方向T的壁面2A呈沿着第1圆弧C1的凹曲线状，并且朝向钻头主体1外周侧的底面2C呈沿着第2圆弧C2的凹曲线状，上述第2圆弧C2与钻头主体1前端部的芯厚圆E外切，第1圆弧C1的半径R1大于第2圆弧C2的半径R2，并且第1圆弧C1在比第2圆弧C2与芯厚圆E的切点P位于上述前缘1A侧的切点Q处与第2圆弧C2相切。
[0027]换言之，在与轴线0正交的截面上，从前缘1A至第1圆弧C1与第2圆弧C2的切点Q的部分成为排肩槽2的朝向钻头旋转方向T的壁面2A，从该切点Q经由第2圆弧C2与芯厚圆E的切点P而向顶棱