专利名称：刀头更换式钻头及钻头主体的制作方法
技术领域：
本发明涉及可拆装地安装切削用刀片的刀头更换式钻头及该刀头更换式钻头的钻头主体。
背景技术：
专利文献I公开了在切屑排出用槽的壁面上形成有沿着钻头主体的轴线方向延伸的多列槽的刀头更换式钻头。由于仅由这些多列槽形成的多个表面与切屑接触，所以使壁面与切屑的接触面积减小，减小在两者之间发生的摩擦力。由此，能够有效地促进切屑的排出，在进行孔的深度L与孔的直径D的比L/D较大的孔的加工、及不锈钢或低碳钢等难切削材料的开孔加工时，能够平顺地将切屑除去。专利文献I :特开平06 — 91416号公报。
发明内容
可是，专利文献I所公开的刀头更换式钻头通过形成在切屑排出用槽的壁面上的多列槽，能够使切屑排出槽的壁面与切屑的接触面积减小，另一方面，在多列槽与切屑之间产生的摩擦增大，多列槽的表面容易磨损。因此，有使切屑的排出平顺化的作用不会持久的问题。此外，上述刀头更换式钻头在开孔加工时使用中心刃刀片和外周刃刀片。由设在钻头主体的前端部上的两个刀片的各自的安装座形成壁厚比其他部分薄的薄壁化壁部，所以还存在如果对薄壁化壁部在开孔加工中施加较大的力则该薄壁化壁部容易损坏的问题。本发明是为了解决上述问题而做出的，其目的在于提供一种切屑排出效率提高、并且能够长期间得到良好的切屑排出效率的刀头更换式钻头及钻头主体。本发明的另一目的在于提供一种能够抑制钻头主体的刀片安装座的形成部位上的薄壁化壁部的过大的切削力带来的损坏的刀头更换式钻头及钻头主体。有关本发明的钻头主体，是具有形成在旋转轴线方向的前端侧的可拆装地安装切削用刀片的刀片安装座、和从上述旋转轴线方向的前端面朝向后端侧形成的、用来将由上述切削用刀片生成的切屑排出的切屑排出用槽的刀头更换式钻头的钻头主体，其特征在于，划定上述切屑排出用槽的壁面在其至少一部分上具有表面粗糙度在算术平均粗糙度Ra中为0. 5iim以下(JIS_B0601 :2001)的平滑化面。优选的是，上述钻头主体由碳素钢、合金钢或工具钢的某种材料形成，具有洛氏硬度为40HRC以上60HRC (JIS.Z2245 :2005)以下的硬度。优选的是，上述切屑排出用槽的壁面由第I壁面、和与其交叉的第2壁面划定；上述第I及第2壁面的交叉部分带有圆度。进而，优选的是，在上述切屑排出用槽的壁面上形成有比该壁面高硬度的覆膜。该 覆膜优选的是硬质铬镀层。上述刀片安装座包括用来将切削用刀片安装到旋转轴线附近的中心刃安装座、和用来将切削用刀片从旋转轴线离开而安装的外周刃安装座；上述切屑排出用槽的壁面的一部分形成在通过上述中心刃安装座及外周刃安装座薄壁化的薄壁化壁部上。本发明的刀头更换式钻头的特征在于，具有本发明的钻头主体。根据本发明，能够使切屑的排出平顺化、并且抑制通过切屑排出用槽的壁面与切屑的接触发生的该壁面的磨损。此外，根据本发明，通过切屑的排出的平顺化，能够抑制钻头主体的前端部的薄壁化壁部的损坏。
图I是有关本发明的一实施方式的刀头更换式钻头的侧视图。图2是图I的刀头更换式钻头的前端部分的放大图。图3是将图I的刀头更换式钻头的前端部分从旋转轴线方向观察的主视图。
图4是图I的刀头更换式钻头的立体图。图5是图4所示的刀头更换式钻头的前端部的放大图。图6是图I所示的刀头更换式钻头的另一立体图。
具体实施例方式以下，参照图I至图6对有关本发明的刀头更换式钻头及钻头主体的一实施方式进行说明。图I至图6所示的刀头更换式钻头具有钻头主体I、和安装在该钻头主体I上的两个切削用刀片7A、7B。钻头主体I是具有刀头更换式钻头的旋转轴线0的略圆柱状的部件，具有柄部3、凸缘部4、第I切屑排出用槽5A及第2切屑排出用槽5B、以及中心刃及外周刃刀片安装座6A、6B0柄部3为了将钻头主体I可拆装地安装到加工中心等机床上而形成在钻头主体I的旋转轴线0的后端侧(在图I中是右侧)。该柄部3如图6所示，形成有平行于旋转轴线0的面3f。凸缘部4相邻于柄3而设置，具有当安装到机床上时抵接在机床的主轴或保持件的端面上的端面4a。第I切屑排出用槽5A及第2切屑排出用槽5B从钻头主体I的前端面If朝向后端侧以螺旋状形成到凸缘部4的中途。第I切屑排出用槽5A及第2切屑排出用槽5B是用来将由切削用刀片7A、7B生成的切屑从钻头主体I的前端面If朝向后端侧分别排出的槽。第I切屑排出用槽5A及第2切屑排出用槽5B关于钻头主体I的旋转轴线0处于相互旋转对称的关系。在本实施方式中，第I切屑排出用槽5A及第2切屑排出用槽5B由图3所示的朝向钻头旋转方向R的第I壁面5A - 1、5B - I、和大致正交于这些第I壁面5A — 1、5B —I且朝向与工具旋转方向R相反方向的第2壁面5A — 2、5B — 2分别划定。中心刃安装座6A为了安装切削用刀片7A而在第I切屑排出用槽5A的第I壁面5A- I的前端部上形成为凹状。外周刃安装座6B为了安装切削用刀片7B而在第2切屑排出用槽5B的第I壁面5B — I的前端部上形成为凹状。通过中心刃安装座6A将切削用刀片7A配置在中心轴线0附近。通过外周刃安装座6B配置切削用刀片7B，以使其从中心轴线0离开。在钻头主体I的前端部上形成有中心刃安装座6A及外周刃安装座6B，所以如图3等所不，在中心刃安装座6A与第2壁面5B — 2之间及外周刃安装座6B与第2壁面5A —2之间，存在比钻头主体I的旋转外方向侧的壁部薄壁化的薄壁化壁部lw。在钻头主体I的内部，分别形成有一端在前端面If 上开口并且另一端在该钻头主体I的柄3的后端面上开口的两条油孔9。油孔9为了使切削油从前端面If朝向切削刃的底刃喷出而设置。如图2等所示，切削用刀片7A、7B分别通过夹紧螺栓BT安装在中心刃安装座6A及外周刃安装座6B上。这些切削用刀片7A、7B具有相同的构造，在本实施方式中从硬质合金、金属陶瓷、陶瓷等硬质材料中选择，是具有大致平行四边形的外形的平板状的正型。切削用刀片7A、7B在安装在中心刃安装座6A及外周刃安装座6B上的状态下与就座面相反的上表面构成前倾面，侧面构成后隙面。对后隙面赋予的后角在本实施方式中是11°。另外，在前倾面上，形成有从该前倾面隆起的断屑器。此外，在切削用刀片7A、7B的中央部，形成有从前倾面朝向就座面贯通的安装孔。切削用刀片7A、7B如图2所示，前倾面与后隙面交叉的交叉部中的、大致平行四边 形的各短边部构成切削刃7a、各长边部构成切削刃7b、呈锐角的各角部构成切削刃7c。在图2所示的状态下，在开孔加工等中，切削用刀片7A (以下也称作中心刃刀片7A)中，切削刃7b、7c贡献于切削，在切削用刀片7B (以下也称作外周刃刀片7B)中，切削刃7a、7b贡献于切削。此外，中心刃刀片7A和外周刃刀片7B中，通过外周刃刀片7B带来的切削宽度比中心刃刀片7A带来的切削宽度短。钻头主体I优选的是由碳素钢、合金钢、工具钢等材料形成。在本实施方式中，采用工具钢中的、作为合金工具钢的一种的SKDll (JIS_G4404 — 2006)。钻头主体I在形成柄部3及凸缘部4后整体被实施淬火、回火等热处理，具有洛氏硬度为40 60HRC的硬度。另外，在钻头主体I的淬火处理前，第I切屑排出用槽5A及第2切屑排出用槽5B没有形成、或者处于粗加工的状态。并且，通过钻头主体I的淬火、回火处理而成为上述硬度后，将第I切屑排出用槽5A及第2切屑排出用槽5B通过立铣刀等切削工具切削加工。在粗加工了第I切屑排出用槽5A及第2切屑排出用槽5B的情况下，也可以通过使用研磨材料研磨其壁面精加工为希望的形状。另外，钻头主体I优选的是耐腐蚀性及强度(高温强度)良好。从这一点看，不锈钢及耐热钢也作为钻头主体I的形成材料是优选的。在用立铣刀等切削工具在钻头主体I形成第I切屑排出用槽5A及第2切屑排出用槽5B时，旋转的立铣刀优选地配置为，使其旋转轴线与钻头主体I的旋转轴线0大致正交。并且，该立铣刀的外周切削刃保持姿势，以使其沿着第I切屑排出用槽5A的第I壁面5A — I及第2切屑排出用槽5B的第I壁面5B — I。通过在此状态下将立铣刀相对于钻头主体I从前端侧朝向后端侧进给，将第I壁面5A — 1、5B - I切削加工。在将各切屑排出用槽5A、5B的第2壁面5A — 2、5B — 2切削加工的情况下，在立铣刀的外周切削刃保持姿势以沿着第2壁面5A — 2、5B - 2的状态下，将该立铣刀相对于钻头主体I从前端部朝向后端部进给。这里，立铣刀是半径立铣刀或球头立铣刀。用这些立铣刀切削后的第I壁面5A - 1、5B — I与第2壁面5A — 2、5B — 2的交叉部5A — 3、5B — 3为具有与立铣刀的角半径、或球头半径大致相等的曲率半径的圆度的曲面。在将钻头主体I热处理之前，在将第I切屑排出用槽5A及第2切屑排出用槽5B预先粗加工的情况下，只要仅如上述那样通过立铣刀进行精切削加工就可以。另一方面，在将钻头主体I热处理之前完全没有加工第I切屑排出用槽5A及第2切屑排出用槽5B的情况下，如果通过立铣刀一次将槽切削加工，则向立铣刀及钻头主体I的负荷变得过大。因此，优选的是在进行至少I次的粗切削加工后、进行最终的精加工用的切削加工。也可以将精切削加工后的各槽的壁面以与精加工用的切削加工相同的工具轨迹(工具路径)再次切削加工(所谓的零切削)。在此情况下，能够使第I切屑排出用槽5A及第2切屑排出用槽5B的壁面的表面粗糙度更小。如上述那样，在第I切屑排出用槽5A的第I壁面5A — I的前端部及第2切屑排出用槽5B的第I壁面5B — I的前端部上，通过切削工具加工中心刃安装座6A及外周刃安装座6B。此外，将钻头主体I的外周面实施车削加工而加工为希望的外径尺寸。通过这些切削加工，在第I切屑排出用槽5A及第2切屑排出用槽5B的第I及第2壁面上有可能残留毛刺或毛边，但通过将壁面用立铣刀等切削工具切削加工，将它们除去。如上所述，钻头主体I的前端部具有薄壁化壁部lw，但通过将该部分调整为洛氏硬度为40 60HRC的硬度，能够抑制钻头主体I的韧性的变差。由此，能够抑制薄壁化壁 部Iw的损坏而实现钻头主体I的长寿命化。在本实施方式中，为了使切屑的排出平顺化，做成了第I切屑排出用槽5A及第2切屑排出用槽5B的第I及第2壁面的表面粗糙度在算术平均粗糙度Ra中为0. 5 y m以下(JIS-B0601 2001)的平滑化面。在本实施方式中，在钻头主体I的材料中采用SKDlldf其硬度调整为40 60HRC的范围。由此，在使用立铣刀将第I切屑排出用槽5A的第I壁面5A — I、第I切屑排出用槽5A的第2壁面5A — 2、这些壁面的交叉部5A — 3、第2切屑排出用槽5B的第I壁面5B — I、第2切屑排出用槽5B的第2壁面5B — 2、以及这些壁面的交叉部5B - 3切削时，能够抑制切屑向立铣刀的切削刃及壁面的粘附。结果，能够防止从壁面的表面突出的突起物的发生，能够使壁面的表面粗糙度在算术平均粗糙度Ra中为0. 5 ii m以下。通过将第I切屑排出用槽5A及第2切屑排出用槽5B的壁面的一部分或全部的表面粗糙度设为Ra为0. 5 y m以下，能够对这些壁面赋予足够减轻通过壁面与切屑的接触产生的摩擦的平滑性。由此，能够使切屑的排出平顺化。另外，从第I切屑排出用槽5A及第2切屑排出用槽5B的加工效率的观点看，优选的是使Ra比0. I ii m大。另一方面，在使用研磨材料将第I切屑排出用槽5A的第I壁面5A — I及第2壁面5A — 2和第2切屑排出用槽5B的第I壁面5B — I及第2壁面5B — 2研磨的情况下，这些壁面在深度方向上被削掉的量很少。因此，优选的是将第I壁面5A — 1、5B - I及第
2壁面5A - 2、5B - 2通过上述的立铣刀等切削工具加工为留有通过研磨加工加工的很少的加工余量的形状。作为使用研磨材料的研磨加工，采用通过混入了研磨材料的刷进行的研磨、抛光、滚光研磨、磨光研磨、精研等已知的研磨加工。关于研磨材料，从已知的材料中采用，可以举出例如氧化铬、氧化铁、金刚石、碳化硅、氧化铝、立方氮化硼等。或者，也可以通过使投射材料至少撞击在第I切屑排出用槽5A及第2切屑排出用槽5B的壁面上的喷丸加工进行。在此情况下，如果使投射材料为直径约IOOym以下的微粒子，则对于壁面的表面粗糙度的改善是有效的。根据喷丸加工，壁面的硬度变硬，也实现耐磨损性的提高。通过使用研磨材料将第I切屑排出用槽5A及第2切屑排出用槽5B的第I及第2壁面及这些壁面的交叉部研磨加工，在第I及第2壁面的表面上，将突出的部分优先地切肖IJ。由此，能够使第I切屑排出用槽5A及第2切屑排出用槽5B的第I及第2壁面成为表面粗糙度Ra为0. 5 m以下的平滑化面。在有关本实施方式的刀头更换式钻头中，在开孔加工中，将切削油通过油孔9向切削部位连续地供给，该切削油在第I切屑排出用槽5A及第2切屑排出用槽5B内与切屑一起从前端侧向后端侧流动。由此，切屑被强制地推压流动到钻头主体I的后端侧。此时，从中心刃刀片7A生成的切屑接触在第I切屑排出用槽5A的第I壁面5A — I或第2壁面5A — 2上，从外周刃刀片7B生成的切屑接触在第2切屑排出用槽5B的第I壁面5B — I或第2壁面5B — 2上。有关本实施方式的刀头更换式钻头由于第I切屑排出用槽5A的第I壁面5A — I及第2壁面5A - 2、第2切屑排出用槽5B的第I壁面5B — I及第2壁面5B —2是平滑化面，所以切屑的流动不被阻碍，切屑被平顺地向后端侧排出。此时，由于第I切屑排出用槽5A及第2切屑排出用槽5B形成为螺旋状，所以通过所谓的泵作用促进切屑的排出。在本实施方式中，在第I切屑排出用槽5A及第2切屑排出用槽5B的平滑化的壁 面上，可以形成比该壁面高硬度的覆膜。由此，第I切屑排出用槽5A及第2切屑排出用槽5B的耐磨损性提高，与切屑的接触带来的磨损被抑制。作为覆膜，可以举出非电解镍镀层、或硬质铬镀层等。硬质铬镀层由于覆膜的硬度较硬，所以能够得到良好的耐磨损性。另外，在这些镀层中，覆膜表面的表面粗糙度与槽的壁面的表面粗糙度大致等同。因而，不会通过被覆该覆膜而阻碍切屑的流动，所以能够维持促进槽内的切屑的流动的作用。本发明并不限定于以上说明的实施方式，当然在不脱离发明的主旨的范围内能够适当地进行变更、追加、删除等。 例如，在上述实施方式中，将划定第I切屑排出用槽5A及第2切屑排出用槽5B的壁面都做成了平滑化面，但也可以仅使容易发生磨损的部分平滑化。
权利要求
1.一种钻头主体，是具有形成在旋转轴线方向的前端侧的可拆装地安装切削用刀片的刀片安装座、和从上述旋转轴线方向的前端面朝向后端侧形成的、用来将由上述切削用刀片生成的切屑排出的切屑排出用槽的刀头更换式钻头的钻头主体，其特征在于， 划定上述切屑排出用槽的壁面在其至少一部分上具有表面粗糙度在算术平均粗糙度Ra中为0. 5iim以下(JIS.B0601 :2001)的平滑化面。
2.如权利要求I所述的钻头主体，其特征在于，由碳素钢、合金钢或工具钢的某种材料形成，具有洛氏硬度为40HRC以上60HRC以下(JIS_Z2245 :2005)的硬度。
3.如权利要求I或2所述的钻头主体，其特征在于， 上述切屑排出用槽的壁面由朝向钻头的旋转方向的第I壁面、和与其交叉的第2壁面划定； 上述第I及第2壁面的交叉部分带有圆度。
4.如权利要求I 3中任一项所述的钻头主体，其特征在于，在上述切屑排出用槽的壁面的至少上述平滑化面上形成有比该壁面高硬度的覆膜。
5.如权利要求4所述的钻头主体，其特征在于，上述覆膜是硬质铬镀层。
6.如权利要求I 5中任一项所述的钻头主体,其特征在于， 上述刀片安装座包括用来将切削用刀片安装到旋转轴线附近的中心刃安装座、和用来将切削用刀片从旋转轴线离开而安装的外周刃安装座； 上述切屑排出用槽的壁面的一部分形成在通过上述中心刃安装座及外周刃安装座薄壁化的薄壁化壁部上。
7.一种刀头更换式钻头，其特征在于， 具有 钻头主体，具有形成在旋转轴线方向的前端侧的刀片安装座、和从上述旋转轴线方向的前端面朝向后端侧形成的切屑排出用槽； 切削用刀片，安装在上述刀片安装座上，在上述旋转轴线方向上具有从上述钻头主体的前端面突出的切削刃； 划定上述钻头主体的上述切屑排出用槽的壁面在其至少一部分上具有表面粗糙度在算术平均粗糙度Ra中为0. 5iim以下(JIS_B0601 :2001)的平滑化面。
全文摘要
本发明提供一种切屑的排出效率提高的刀头更换式钻头。其特征在于，具有形成在旋转轴线方向的前端侧的可拆装地安装切削用刀片的刀片安装座、和从上述旋转轴线方向的前端面朝向后端侧形成的、用来将由上述切削用刀片生成的切屑排出的切屑排出用槽；划定切屑排出用槽的壁面在其至少一部分上具有表面粗糙度在算术平均粗糙度Ra中为0.5μm以下(JIS B06012001)的平滑化面。
文档编号B23B51/00GK102802850SQ20108002447
公开日2012年11月28日 申请日期2010年6月2日 优先权日2009年6月2日
发明者小野泽贤 申请人:株式会社钨钛合金