阶梯钻以及阶梯钻的制造方法与流程

本发明涉及阶梯钻以及阶梯钻的制造方法，尤其是涉及能够提高阶梯部的切削刃的切削性能的阶梯钻以及阶梯钻的制造方法。

背景技术：

已知一种包括连接小径部和大径部的锥形的阶梯部、并在该阶梯部上形成有切削刃的阶梯钻。在这样的阶梯钻中，如专利文献1中记载的那样，若通过一次研磨从小径部到阶梯部形成一定的导程的槽，则阶梯部的切削刃容易形成为朝向钻头的旋转方向侧的凸的弯曲形状。因此，阶梯部的切削刃的径向前角成为大的负的角度，阶梯部的切削刃的切削性能降低。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：实开平05-053817号公报(例如，第0006段、图5)

专利文献2：特开2003-025125号公报(例如，第0017段、图1)

技术实现要素：

发明要解决的技术问题

这里，例如，在专利文献2中记载了通过在钻头的前端部的切削刃的外周端侧设置在钻头的旋转方向上呈凸状的凸状刃部(凸曲线状切削刃部)来实现切削性能的提高的技术，但若在上述的阶梯钻的小径部的切削刃上设置凸状刃部，则存在阶梯部的切削刃的径向前角容易成为更大的负的角度的问题点。关于该问题点，参照图4进行说明。图4的(a)是示出在阶梯钻201上研磨槽205的现有的方法的示意图，图4的(b)是现有的阶梯钻201的局部放大侧视图。

如图4的(a)所示，在小径部202的前端部的切削刃上形成凸状刃部(未图示)的情况下，相对于期望的槽205的扭转角，在使磨石s具有规定的摆角θ的状态下进行槽205的研磨。通过具有该摆角θ的磨石s与小径部202间的干涉，能够在小径部202的切削刃的外周端侧形成凸状刃部。另一方面，通过磨石s具有摆角θ，从而在研磨阶梯部203和大径部204时，磨石s与阶梯部203间的干涉也会变大。

因此，如图4的(b)所示，阶梯部203的切削刃230形成为朝向阶梯钻201的旋转方向侧的凸的弯曲形状，阶梯部203的切削刃230的径向前角容易成为更大的负的角度。若以这样的切削刃230的形状进行锪孔(用小径部202加工出的孔的倒角)，则会出现倒角部分的表面粗糙度缺陷、面的撕裂。即，在小径部202的切削刃上包括凸状刃部的现有的阶梯钻201中，存在阶梯部203的切削刃230的切削性能降低的问题点。

本发明是为了解决上述问题点而完成的，其目的在于，提供能够提高阶梯部的切削刃的切削性能的阶梯钻以及阶梯钻的制造方法。

用于解决技术问题的方案

为了达到该目的，本发明的阶梯钻包括：小径部，在前端部具有第一切削刃；锥形的阶梯部，连接于该小径部的轴向后端，并具有第二切削刃；以及槽，从所述小径部到所述阶梯部以一定的导程而形成，所述第一切削刃包括凸状刃部，所述凸状刃部形成于所述第一切削刃的外周端侧，并向所述小径部的旋转方向呈凸状，所述槽包括：第一研磨部，形成包含所述阶梯部的所述第二切削刃的区域；以及第二研磨部，形成比该第一研磨部更靠所述阶梯部的尾根棱(heel)侧的区域，所述凸状刃部通过所述第一研磨部和所述第二研磨部的交叉部分而形成。

发明效果

根据技术方案1所述的阶梯钻以及技术方案3所述的阶梯钻的制造方法，由于第一切削刃包括形成于其外周端侧、并向小径部的旋转方向呈凸状的凸状刃部，因此第一切削刃的切削性能(锋利度)提高。在这种情况下，由于槽包括：第一研磨部，形成包含阶梯部的第二切削刃的区域；以及第二研磨部，形成比该第一研磨部更靠阶梯部的尾根棱侧的区域，因此在研磨第一研磨部的工序(第一工序)和研磨第二研磨部的工序(第二工序)的两次槽研磨中，通过使第一研磨部和第二研磨部交叉来进行研磨，从而能够在第一切削刃上形成凸状刃部。即，由于能够在研磨第一研磨部时(在第一工序中)将第二切削刃形成为期望的形状，并能在研磨第二研磨部时(在第二工序中)抑制磨石与第二切削刃发生干涉，因此能够抑制第二切削刃的径向前角成为大的负的角度。因此，具有能够提高第二切削刃的切削性能的效果。

根据技术方案2所述的阶梯钻以及技术方案4所述的阶梯钻的制造方法，除了技术方案1所述的阶梯钻以及技术方案3所述的阶梯钻的制造方法所起到的效果外，由于第二切削刃朝其外周端形成为大致直线状，因此还具有能够提高第二切削刃的切削性能的效果。

需要说明的是，“大致直线状”定义为还包含以向阶梯部的旋转方向凸起的平缓的弯曲形状形成第二切削刃的构成。在以这样的弯曲形状形成第二切削刃的情况下，将第二切削刃的外周端侧的径向前角设定为能够抑制切削性能降低的程度的角度(例如，-20°)以上即可。

根据技术方案5所述的阶梯钻的制造方法，除了技术方案3或4所述的阶梯钻的制造方法所起到的效果外，由于在第一工序之后进行第二工序，因此能够容易地形成第二切削刃。即，若先进行第二工序，则在第一工序中需要一面形成第二切削刃，一面调节刃背宽(从前缘到尾根棱的宽度)的尺寸，但通过先进行第一工序，从而可以不用一面形成第二切削刃，一面调节刃背宽的尺寸。因此，能够容易地将第二切削刃形成为期望的形状，从而具有能够提高第二切削刃的切削性能的效果。

附图说明

图1的(a)是示意性示出本发明的一实施方式中的阶梯钻的侧视图，图1的(b)是图1的(a)的ib-ib线处的阶梯钻的剖视图，图1的(c)是图1的(a)的ic-ic线处的阶梯钻的剖视图。

图2的(a)是图1的(a)的iia-iia线处的阶梯钻的剖视图，图2的(b)是示意性示出阶梯钻的局部放大侧视图。

图3的(a)是示出研磨出初级槽后的状态的阶梯钻的剖视图，图3的(b)是示出研磨次级槽的方法的阶梯钻的剖视图。

图4的(a)是示出在阶梯钻上研磨槽的现有的方法的示意图，图4的(b)是现有的阶梯钻的局部放大侧视图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。首先，参照图1的(a)说明阶梯钻1的简要构成。图1的(a)是示意性示出本发明的一实施方式中的阶梯钻1的侧视图。

如图1的(a)所示，阶梯钻1是利用从加工机械(例如，加工中心)传递的旋转力对被加工物进行开孔加工、倒角加工的切削工具，用对碳化钨(wc)等进行加压烧结而得的超硬合金形成。

阶梯钻1包括：小径部2；阶梯部3，连接于该小径部2的后端(图1的(a)的右侧的端部)；大径部4，连接于该阶梯部3的后端，并且形成为具有比小径部2大的直径；以及螺旋状的槽5(参照图1的(b))，形成于这些小径部2、阶梯部3以及大径部4的外周面。

小径部2、阶梯部3以及大径部4在形成它们的轴的轴o的方向上一体地形成，阶梯部3形成为其直径从小径部2的直径(本实施方式中为5mm)向大径部4的直径(本实施方式中为8mm)连续变化的锥形。

小径部2是对被加工物进行开孔加工的部位，其顶端角设定为140°。阶梯部3是对通过小径部2形成的孔进行锪孔、或者对直径大于小径部2的孔进行加工的部位，其阶梯角设定为60°。大径部4在其后端侧的部分区域中未形成有槽5，这样的区域构成为由加工机械保持的柄部。

槽5(参照图1的(b))是构成下文所述的第一切削刃20及第二切削刃30(参照图2)的前倾面、并且在加工被加工物时用于排出切屑的部位。槽5是在小径部2、阶梯部3以及大径部4的外周面上朝着轴o凹陷设置的槽，从小径部2到大径部4形成为一定的导程的螺旋状。

接着，参照图1的(b)，对小径部2的第一切削刃20进行说明。图1的(b)是图1的(a)的ib-ib线处的阶梯钻1的剖视图。需要说明的是，图1的(b)是将沿着与小径部2的顶端角(140°)相同的角度切割后的截面(以下，称作“140°截面”)、且是沿着第一切削刃20的棱线的截面投影到平面上的图。另外，在图1的(b)中，为了简化附图而省略了影线，图1的(c)及之后的图也同样如此。

如图1的(b)所示，在小径部2的前端面(后隙面)和槽5交叉的棱线部上形成有三片第一切削刃20，这三片第一切削刃20以轴o为中心按等角度间隔设置。

第一切削刃20包括形成于其外周端侧并向小径部2的旋转方向r呈凸状的凸状刃部20a。第一切削刃20中的比凸状刃部20a的前端更靠内周侧的部分形成为朝小径部2的旋转方向r的后方侧凹陷的弯曲形状。

从朝向旋转方向r侧的凸状刃部20a的前端到第一切削刃20的转角20b的区域(凸状刃部20a的外周侧)的径向前角设定为负的角度(本实施方式中为-20°)。即，凸状刃部20a的前端以比连结轴o和转角20b的直线更朝旋转方向r侧突出的方式形成。由此，能够抑制在通过第一切削刃20进行孔加工时在转角20b产生缺口、碎屑，并能提高第一切削刃20的锋利度。

接着，参照图1的(c)，对槽5的构成进行说明。图1的(c)是图1的(a)的ic-ic线处的阶梯钻1的剖视图。需要说明的是，在图1的(c)中，图示了阶梯部3的140°截面。另外，关于阶梯部3上的槽5的截面形状，其内周侧的部分区域为与在小径部2上的截面形状相同的形状，这样的区域相当于图1的(c)的虚线d，图2及其以后的图也同样如此。即，小径部2的140°截面上的槽5的形状是与图1的(c)的虚线d所包围的区域相同的形状。

如图1的(c)所示，槽5包括：第一研磨部50，构成阶梯部3的前缘6侧的区域；以及第二研磨部51，构成比该第一研磨部50更靠尾根棱7侧的区域。槽5通过第一研磨部50和第二研磨部51形成为朝着轴o凹陷的弯曲形状，但第一研磨部50及第二研磨部51的交点p朝旋转方向r形成为凸状。交点p形成于比虚线d稍微靠内周侧的位置，该交点p是在研磨槽5时形成第一切削刃20的凸状刃部20a(参照图1的(b))时显现的部位。

即，140°截面上的交点p的截面形状(凸状)是与140°截面上的凸状刃部20a的形状大致相同的形状(参照图1的(b)及图1的(c)的放大部分)。需要说明的是，“大致”相同的形状表示，由于在形成槽5后对凸状刃部20a实施倒角加工，因此实际的凸状刃部20a的形状与交点p的形状略有不同，但与凸状刃部20a大致相同形状的交点p的棱线从小径部2到阶梯部3形成于槽5。

接着，参照图2，对阶梯部3的第二切削刃30进行说明。图2的(a)是图1的(a)的iia-iia线处的阶梯钻1的剖视图，图2的(b)是示意性示出阶梯钻1的局部放大侧视图。需要说明的是，图2的(a)是将沿着阶梯部3的阶梯角(60°)切割后的截面(以下，称作“60°截面”)、且是沿着第二切削刃30的棱线的截面投影到平面上的图。

如图2所示，在阶梯部3的前端面(后隙面)和槽5交叉的棱线部上形成有三片第二切削刃30，这三片第二切削刃30以轴o为中心按等角度间隔设置。第二切削刃30在60°截面(从阶梯钻1的前端观察)上，从其内周侧的端部到外周端(从小径部2侧到大径部4侧)形成为大致直线状。即，第二切削刃30的外周端侧的局部形成为朝着旋转方向r凸起的平缓的弯曲形状，而第二切削刃30的外周端的径向前角θ设定为-20°。

由此，与如图4所示的阶梯部203的切削刃230形成为朝着旋转方向侧的凸起的弯曲形状(切削刃230的径向前角为大的负的角度)的现有的阶梯钻201相比，在利用第二切削刃30进行锪孔(用第一切削刃20加工出的孔的倒角)的情况下，能够抑制发生倒角部分的表面粗糙度缺陷、面的撕裂。

接着，参照图3，对阶梯钻1的制造方法进行说明。图3的(a)是示出研磨出初级槽g1后的状态的阶梯钻1的剖视图，图3的(b)是示出研磨次级槽g2的方法的阶梯钻1的剖视图。在图3中，图示了在140°截面上的槽5的截面形状。另外，在图3的(b)中，用双点划线图示了次级槽g2的槽形状。

如图3所示，阶梯钻1的制造方法包括：第一工序，研磨初级槽g1(参照图3的(a))；以及第二工序，研磨次级槽g2(参照图3的(b))。第一工序和第二工序是通过用磨石进行研磨来形成槽5，从而形成第一切削刃20及第二切削刃30(通过槽5的形状确定切削刃形状)的工序。

更具体而言，第一工序是朝着轴o以比期望的芯厚浅的方式研磨初级槽g1来研磨包含槽5的第一研磨部50的区域的工序。即，初级槽g1是用于确定第一切削刃20的凸状刃部20a的外周侧的部位(从凸状刃部20a的前端到转角20b的区域)和第二切削刃30的整体形状的槽，其从小径部2到阶梯部3(大径部4)形成为一定的导程的螺旋状。

第一工序之后进行的第二工序是朝着轴o以比初级槽g1的槽底更深的方式研磨次级槽g2来研磨槽5的第二研磨部51的工序。即，次级槽g2是用于确定比凸状刃部20a的前端更靠内周侧的第一切削刃20的形状的槽，其从小径部2到阶梯部3(大径部4)形成为一定的导程(与初级槽g1相同的导程)的螺旋状。

在这些第一工序和第二工序的两次槽研磨中，通过使初级槽g1和次级槽g2在比虚线d稍微靠内周侧交叉(使向旋转方向r的后方侧凹陷的弯曲面彼此交叉)，从而能够一面在第一切削刃20的外周端侧形成朝着旋转方向r呈凸状的凸状刃部20a(交点p)，一面将比凸状刃部20a更靠内周侧的部分形成为朝小径部2的旋转方向r的后方侧凹陷的弯曲形状(即，使第一切削刃20为钩型切削刃)。

在这种情况下，通过使初级槽g1和次级槽g2交叉来形成凸状刃部20a，从而能够抑制在研磨次级槽g2时磨石与第一研磨部50(通过初级槽g1形成的部分)发生干涉。因此，若设定60°截面上的第一研磨部50(初级槽g1)的截面形状，使得第二切削刃30的切削刃形状成为期望的形状，就能够一面将第二切削刃30形成为期望的形状，一面在第一切削刃20上形成凸状刃部20a。

需要说明的是，第二切削刃30的期望的形状优选是朝外周端呈直线状的形状，但也可以是仅将内周侧的部分区域形成为直线状的构成。即，在利用第二切削刃30进行锪孔(用第一切削刃20形成的孔的倒角)的情况下，由于有时不使用整个第二切削刃30，因此，在这样的情况下，以至少比进行锪孔的区域长的尺寸将第二切削刃30从内周侧到外周侧形成为直线状即可。另外，也可以是，不是完全的直线状，而是以向旋转方向r凸起的平缓的弯曲形状形成第二切削刃30。在以这样的弯曲形状形成第二切削刃30的情况下，将第二切削刃30的外周端的径向前角设定为能够抑制切削性能降低的程度的角度(例如，-20°)以上即可。

在利用第二切削刃30形成直径比利用第一切削刃20形成的孔更大的孔的情况下，将整个第二切削刃30形成为直线状即可，但也可以是，不是完全的直线状，而是以向旋转方向r凸起的平缓的弯曲形状形成第二切削刃30。在这种情况下，也是将第二切削刃30的外周端侧的径向前角设定为能够抑制切削性能降低的程度的角度(例如，-20°)以上即可。

另外，在利用第二切削刃30进行孔加工的情况下，与第一切削刃20同样，也可以在第二切削刃30的外周端形成凸状刃部(朝旋转方向r侧呈凸状的刃部)。通过在第二切削刃30上形成凸状刃部，从而在利用第二切削刃30进行孔加工时，能够抑制在第二切削刃30的外周端产生缺口、碎屑，并能提高第二切削刃30的锋利度。

即，第二切削刃30的形状根据目的形成为期望的形状即可。无论将第二切削刃30形成为何种形状，若可以如本实施方式那样进行两次槽研磨，就能够一面在第一切削刃20上形成凸状刃部20a，一面将第二切削刃30形成为期望的形状。换言之，与利用一次槽研磨形成凸状刃部20a的情况相比，能够将第二切削刃30的径向前角设定为大的角度(例如，-20°以上)。

这里，在通过两次槽研磨形成凸状刃部20a的情况下，也可以采用在先研磨次级槽g2之后形成初级槽g1的工序。但是，在这样的工序中，需要一面调节阶梯部3的刃背宽(从前缘6到尾根棱7的宽度)，一面形成第二切削刃30(在研磨初级槽g1而形成第二切削刃30的情况下，阶梯部3的刃背宽必然发生变化)。因此，初级槽g1的研磨(将第二切削刃30形成为期望的形状)需要高精度。

与此相对，在本实施方式中，由于先研磨初级槽g1后再研磨次级槽g2，因此在形成第二切削刃30时可以不用调节刃背宽的尺寸。因此，与先研磨次级槽g2的情况相比，能够容易地将第二切削刃30形成为期望的形状，从而能够提高第二切削刃30的切削性能。

以上，基于上述实施方式对本发明进行了说明，但容易理解的是，本发明不受上述方式的任何限定，在不脱离本发明的宗旨的范围内可进行各种变形改良。例如，小径部2的直径、顶端角、阶梯部3的阶梯角、大径部4的直径、凸状刃部20a的外周侧的径向前角以及第二切削刃30的外周端的径向前角的数值为例示，可以适当设定。

在上述实施方式中，说明了在初级槽g1之后研磨次级槽g2的情况，但未必限定于此，例如，也可以在次级槽g2之后研磨初级槽g1。在这种情况下，也能够一面在次级槽g2和初级槽g1的交叉部分形成凸状刃部20a，一面通过初级槽g1将第二切削刃30形成为期望的形状。

附图标记说明

1阶梯钻

2小径部

20第一切削刃

20a凸状刃部

3阶梯部

30第二切削刃

5槽

50第一研磨部

51第二研磨部

o轴