小直径钻头的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种具有3mm以下的直径的钻头（在本发明中被称为小直径钻头），该 钻头被设计为在保持切削刃的强度的同时改善了加工性能。
【背景技术】
[0002] 标题所述的小直径钻头倾向于增大芯厚来保证强度。对于具有增大的芯厚的钻头 来说，采用对钻头进行十字修磨（也称为X修磨）的降低推力法。
[0003] 对于具有增大的芯厚的钻头来说，切削刃的切削量增加，并且在容肩槽部分（螺 旋容肩槽）的切削刃为直线型切削刃时，径向前角（外周切削刃的径向前角）具有大的负 角，因此要采用下述方法来获得正径向前角：容肩槽部分切削刃与钻头的旋转方向相反地 凹陷弯曲。
[0004] 在例如下面列出的专利文献（PTL) 1中公开了一种具有这种设计的小直径钻头的 常规实例。
[0005] 引用列表
[0006] 专利文献
[0007] PTLl :日本未经审查的专利申请公开No. 2001-225216
【发明内容】
[0008] 技术问题
[0009] 具有增大的芯厚的钻头具有容肩槽深度浅且容肩槽面积小的容肩槽，因此切肩处 理是困难的。此外，出于刚度原因小直径钻头在进行加工时的进给率低（常规钻头的建议 进给量为钻头直径的1% )，因此切肩处理变得越来越困难。
[0010] 在上述PTL 1的钻头中，容肩槽的槽面的几乎整个区域具有基本上恒定的曲率半 径，因此在工件为类似于不锈钢等具有高韧性的工件时，难以进行切肩的分割处理，并且难 以期望钻头具有稳定的切肩处理性能。
[0011] 而且，具有凹陷弯曲的容肩槽部分切削刃的钻头的切削刃的外周部分的强度较 低，所以钻头的强度也趋于不足。
[0012] 由于容肩槽部分切削刃的凹陷弯曲，降低了切削刃的外周部分的强度，可以通过 进行退钻（return machining)将径向前角设定为例如0°而在一定程度上恢复所述强度。 但是，因为退钻会减少影响强度的背侧金属量，所以对小直径钻头进行退钻不是优选的。
[0013] 本发明要解决的问题是：如何在充分地保持切削刃的外周部分的锐度足够并且不 提供退钻部分的情况下，抑制切削刃的外周部分的强度的下降；以及如何获得良好的加工 精度和良好的切肩处理性能。
[0014] 解决方案
[0015] 为了解决上述问题，本发明使用的小直径钻头具有q)3mm以下的直径以及以如下 方式经过十字修磨的端部。即，在前视图中，容肩槽部分切削刃相对于将所述容肩槽部分切 削刃的径向外端和修磨部分切削刃的径向外端连接起来的假想直线而言弯曲成与旋转方 向相反地凹陷，所述容肩槽部分切削刃相对于所述假想直线的凹陷量d设定在钻头直径D 的0. 5 %到2%的范围内，此外，所述修磨部分切削刃的长度B与所述容肩槽部分切削刃的 长度A的比值B:A设定为0.6:1到0.9:1，并且在与轴向垂直的剖视图中，容肩槽的后刃侧 槽面的曲率半径Rl设定为小于沿着所述容肩槽部分切削刃的槽面的曲率半径R2。
[0016] 在这种小直径钻头中，在容肩槽部分切削刃的径向外端的径向前角γ过小时，切 削刃的外周部分的锐度降低；在另一方面，在径向前角γ过大时，切削刃的外周部分的强 度会趋于不足，因此优选的是，径向前角γ设定为-5°到-15°。
[0017] 还优选的是，刀体的芯厚设定为0. 30D到0. 37D，槽宽比θ 1: Θ 2设定为0. 70:1到 0·90:1〇
[0018] 此外，优选的是，所述切削刃是经过了以0. 005mm到0. 015mm的半径R进行圆?行磨 的强化处理的切削刃。
[0019] 发明的有益效果
[0020] 由于容肩槽部分切削刃是凹陷弯曲的，本发明的小直径钻头抑制了径向前角变 钝，并且可以在不进行使背侧金属量减少的外周部分退钻处理的情况下，增加切削刃的外 周部分的锐度。
[0021] 此外，通过将容肩槽部分切削刃的凹陷量d设定在钻头直径D的0. 5%到2%的范 围内，抑制了切削刃的外周部分的强度的减小。
[0022] 此外，通过将修磨部分切削刃的长度与容肩槽部分切削刃的长度的比值设定为 0. 6:1到0. 9:1，保持了切削刃之间的平衡性并且改善了孔的加工精度。
[0023] 此外，通过在与轴向垂直的剖视图中将容肩槽的后刃侧槽面的曲率半径设定为小 于沿着容肩槽部分切削刃的槽面的曲率半径，还改善了切肩处理性能。
[0024] 即，通过容肩槽部分切削刃所产生的切肩流通常对孔加工所产生的切肩进行卷曲 和处理。但是，在与常规钻头相比具有更大的芯厚的小直径钻头中，修磨部分切削刃切出的 切肩（厚度大于由容肩槽部分切削刃产生的切肩厚度）具有更大的体积，因此容肩槽部分 切削刃所产生的切肩具有更小的影响并且切肩不被卷曲，因此切肩趋于延伸，难以在深孔 加工中实现良好的排出。
[0025] 为了解决这个问题，通过使用本发明的钻头，容肩槽部分切削刃所产生的切肩在 到达后刃时具有相对较高的流出能力。因此，将这些切肩引导到小曲率半径的后刃侧槽面， 以接受大的卷曲力，并且由于其影响，修磨部分切削刃所产生的切肩还在没有阻力的情况 下沿着容肩槽流动，因此实现了切肩的平滑排出，并且即使在深孔加工中，也发挥稳定的性 能。
【附图说明】
[0026] 图1是示出本发明的钻头实例的侧视图。
[0027] 图2是图1所示钻头的前端的放大侧视图。
[0028] 图3是图1所示钻头的放大前视图。
[0029] 图4是钻头的容肩槽的与轴向垂直的剖视图。
[0030] 图5是沿着图3的线V-V截取的放大剖视图。
【具体实施方式】
[0031] 下面，将参考附图中的图1到图5描述本发明的小直径钻头的实施例。
[0032] 图中所示的小直径钻头1是阶段型两刃钻头，且包括：刀体2,其具有3mm以下的 直径（=加工直径）D ;以及刀柄3,其具有比刀体2的直径大的直径。
[0033] 小直径钻头1的前端具有切削刃4、十字修磨部分5和横刃（chisel edge)(未示 出）。此外，小直径钻头1的刀体2的外周部分具有容肩槽（螺旋容肩槽）6。两个切削刃 4、两个十字修磨部分5和两个容肩槽6关于旋转中心对称地布置。
[0034] 切削刃4由修磨部分切削刃4b和与修磨部分切削刃4b的外端连接的容肩槽部分 切削刃4a构成。
[0035] 在图3的前视图中，容肩槽部分切削刃4a相对于将容肩槽部分切削刃4a的径向 外端P和修磨部分切削刃4b的径向外端Q连接起来的假想直线SL而言弯曲成与旋转方向 相反地凹陷（即，容肩槽部分切削刃的形状是略微的圆弧形），并且容肩槽部分切削刃4a相 对于假想直线SL的凹陷量d设定在钻头直径D的0. 5%到2%的范围内。
[0036] 此外，修磨部分切削刃4b的长度B与容肩槽部分切削刃4a的长度A的比值B:A 设定为0.6:1到0.9:1。此外，在图4所示的与轴向垂直的剖视图中，图3所示的容肩槽6 的位于后刃7侧的槽面6b的曲率半径Rl设定为小于沿着容肩槽部分切削刃4a的槽面6a 的曲率半径R2。
[0037] 容肩槽6的沿着容肩槽部分切削刃4a的槽面6a的曲率半径R2设定在钻头直径D 的70%到140%的范围内，并且将容肩槽6的后刃7侧的槽面6b的曲率半径Rl的范围设 定在钻头直径D的20 %到40%。
[0038] 此外，在图示的钻头中，径向前角γ (容肩槽部分切削刃的外端的径向前角）设定 为 _7。。
[0039] 在本发明的钻头中，优选的是刀体2的芯厚设定为0. 30D到0. 37D，并且槽宽比 θ 1: Θ 2设定为0.70:1到0.90:1。通过将芯厚设定在上述范围内，即使在钻头用于高效加 工时也能够充分地确保刀体的强度；并且通过将槽宽比θ 1: Θ 2设定在上述范围内，即使 在钻头用于高效加工时也能够提供良好的排出性能。在本文中，高效加工表示进给量提高 至钻头直径D的大约3%的加工。
[0040] 此外，如图5所示，优选的是，切削刃4是经过了圆珩磨的强化处理的切削刃。虽 然就锐度方面而言，优选的是不对切削刃进行强化处理，但是圆珩磨的强化处理实现了切 削刃的各个部分的均匀磨损并且还对切削处理性能产生有利的影响。
[0041] 在图3中，7表示后刃、8表示刃带、9表示后刀面并且10表示根据需要提供的供油 部。虽然后刀面9是通过将第二后刀面和第三后刀面组合而成的，但后刀面9也可以是单 一的锥形后刀面。
[0042] 实例
[0043] 以的刀体直径D、24mm的槽长、(p3.0mm的柄直径Dl以及65謹的长度为 规格试制表1中所示的样品No. 1到No. 12作为硬质合金钻头。容肩槽的沿着容肩槽部分 切削刃的槽面的曲率半径R2为I. 2mm，容肩槽的后刃侧槽面的曲率半径Rl为0.35mm。通 过按照表1设定芯厚、槽宽比θ 1: Θ 2、容肩槽部分切削刃的形状（表1中列出的切削刃形 状）、容肩槽部分切削刃相对于上述假想直线的凹陷量d以及修磨部分切削刃的长度B与容 肩槽部分切削刃的长度A的比值（表1中列出的长度比）来制造试制的钻头，并且评估各 个样品的性能。
[0044] 通过在下述条件下对SUS416的工件进行钻孔来进行评估试验。
[0045] 加工条件：外周切削速度Vc = 80m/min，进给量f = 0.03mm，加工的孔深H = 20mm，以及内部供油湿式加工
[0046] 试验结果总结在表1I中。
[0047] 表1
[0048]
【主权项】
1. 一种小直径钻头，其具有以下的直径以及经过十字修磨的端部，其中， 在前视图中，容肩槽部分切削刃相对于将所述容肩槽部分切削刃的径向外端和修磨部 分切削刃的径向外端连接起来的假想直线而言弯曲成与旋转方向相反地凹陷，所述容肩槽 部分切削刃相对于所述假想直线的凹陷量设定在钻头直径的0.5%到2%的范围内，此外， 所述修磨部分切削刃的长度B与所述容肩槽部分切削刃的长度A的比值B:A设定为0. 6:1 到0.9:1，并且在与轴向垂直的剖视图中，容肩槽的后刃侧槽面的曲率半径Rl设定为小于 沿着所述容肩槽部分切削刃的槽面的曲率半径R2。
2. 根据权利要求1所述的小直径钻头，其中， 所述容肩槽部分切削刃的径向外端的径向前角γ设定为-5°到-15°。
3. 根据权利要求1或2所述的小直径钻头，其中， 芯厚设定为〇. 30D到0. 37D，并且槽宽比θ 1: Θ 2设定为0. 70:1到0. 90:1。
4. 根据权利要求1到3中任一项所述的小直径钻头，其中， 所述切削刃经过了以〇. 〇〇5mm到0. 015mm的半径R进行圆?行磨的强化处理。
【专利摘要】为了改善改良小直径钻头，本发明要解决的问题是如何在无缺陷地保证切削刃的外周部分的锐度足够并且不提供退钻部分的情况下，抑制切削刃的外周部分的强度的减小；以及如何获得良好的加工精度和良好的切屑处理性能。在直径()不大于3mm的小直径钻头中，其端部经过十字修磨，在前视图中，容屑槽部分切削刃(4a)凹陷弯曲，相对于假想直线(SL)的凹陷量d在钻头直径D的0.5％到2％的范围内，假想直线(SL)将容屑槽部分切削刃的径向外端(P)和修磨部分切削刃的径向外端(Q)连接起来；修磨部分切削刃的长度(B)与容屑槽部分切削刃的长度(A)的比值设定为0.6:1到0.9:1；并且在与轴向的剖视图中，容屑槽的后刃侧槽面的曲率半径(R1)小于沿着容屑槽部分切削刃侧槽面的曲率半径(R2)。
【IPC分类】B23B51-00
【公开号】CN104755210
【申请号】CN201380055624
【发明人】神代政章
【申请人】住友电工硬质合金株式会社
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2013年10月24日
【公告号】EP2913131A1, WO2014065361A1