專利名稱:鉆頭及其磨削加工方法
技術領域:
本發(fā)明涉及用于對被切削材料實施開孔加工的鉆頭及其磨削加工方法,特別涉及
用于對印刷電路板進行開孔加工的鉆頭及其磨削加工方法。
背景技術:
—般來說,對印刷電路板進行開孔加工的鉆頭,為鉆頭直徑非常小而加工孔的深 度與鉆頭直徑相比非常大的所謂縱橫比大的鉆頭。一直以來,這種鉆頭較多采用雙刃鉆頭。 由于雙刃鉆頭的兩個切削刃關于鉆頭中心對稱配置,因而切削平衡良好。但是,鉆頭本體的 剛度因與各切削刃相連的切屑排出槽而降低,因而有可能產生鉆頭折斷損壞、加工精度變 差的問題。如果增大鉆頭本體的中心部的厚度(刃寬)或者鉆頭本體外周部的刃背以提高 鉆頭本體的剛度,那么將產生切屑與加工孔的內周壁面接觸,所述內周壁面的面粗糙度變 差的問題。 單刃鉆頭只形成一條切屑排出槽,這點對于改善由切屑排出槽導致的鉆頭本體的 剛度低是有效的。(例如參照特開2001-277189號公報。)該單刃鉆頭在鉆頭本體的尖端 從其實際中心沿半徑方向形成1條切削刃。 但是,由于專利文獻1中公開的單刃鉆頭,其切削刃是非對稱的,因而與雙刃鉆頭 相比切削平衡差。因此,雖然提高了鉆頭本體的剛度,但是由于切削平衡差導致的鉆頭本體 的彎曲,有可能導致加工孔的位置精度或正圓度等加工精度變差。 本發(fā)明是為了解決上述問題而提出的,其的目的在于提供一種與現有鉆頭相比可 進行高精度開孔加工的鉆頭及其磨削加工方法。
發(fā)明內容
為解決上述課題,本發(fā)明采用以下手段。
S卩,本發(fā)明的第一方面提供一種鉆頭,其包括 鉆頭本體,沿作為鉆頭中心的中心軸線延伸;兩條主槽,設置在作為所述鉆頭本體 的尖端側部分的刃部的外周面上,且從所述刃部的尖端面向基端側延伸;尖端離隙面,形 成于所述刃部的尖端面上且形成為夾著鉆頭中心的一對;切削刃,形成于所述兩條主槽中 的一條主槽朝向鉆頭旋轉方向前方側的壁面與所述尖端離隙面的交匯棱線上并延伸至所 述鉆頭本體的外周端;非切削部,形成于另一條主槽朝向鉆頭旋轉方向前方側的壁面與所 述尖端離隙面的交匯棱線上,并且所述非切削部繞所述中心軸線的旋轉軌跡與所述切削刃 相比更退向所述中心軸線方向基端側,且不與被切削材料接觸,其中所述另一條主槽的槽 長比所述一條主槽的槽長短;刃背,形成于與所述一條主槽以及另一條主槽的外周緣連接 的所述刃部的外周面上,與所述切削刃的外徑大致相等且能夠與加工孔的內周壁面滑動接 觸。 根據本發(fā)明的第一方面,由于一條主槽朝向鉆頭旋轉方向前方側的壁面與刃部的 尖端面的交匯棱線形成延伸到鉆頭本體的外周端的切削刃,因而可對被切削材料進行開孔加工。 形成于另一條主槽朝向鉆頭旋轉方向前方側的壁面與所述尖端離隙面的交匯棱 線上的非切削部繞所述中心軸線的旋轉軌跡與所述切削刃相比更退向所述中心軸線方向 基端側、且不與被切削材料接觸,因此完全沒有切削作用。因此,切削阻力大幅降低。而且, 形成所述另一條主槽后殘留的刃部的外周面即與加工孔的內周壁面滑動接觸的刃背的圓 周方向的寬度減少。由此,產生所述刃背的導向作用,能夠抑制鉆頭本體的彎曲,同時可以 降低由所述刃背的滑動接觸導致的摩擦阻力。 并且,由于所述另一條主槽的槽長比所述一條主槽的槽長短,因而可以抑制鉆頭
本體的剛度降低。 像這樣,該鉆頭能夠通過切削阻力以及刃背的滑動接觸而使摩擦阻力降低、同時
刃背具有導向作用并抑制鉆頭本體的剛度降低,從而進行高精度的開孔加工。 本發(fā)明的第二方面,在第一方面的鉆頭中,從所述鉆頭本體的尖端看,與所述一條
主槽的前緣連接的一條刃背的至少一部分處于與通過鉆頭中心且在與所述切削刃走向大
致垂直的方向上延伸的假想直線所成的角度(鉆頭旋轉方向的前方側為正)為-30°
+30°的范圍內。 本發(fā)明的第三方面,在第一或者第二方面的鉆頭中,在與所述一條主槽的前緣連 接的一條刃背和與所述另一條主槽的前緣連接的另一條刃背中至少之一的圓周方向中間 部形成有凹槽,所述凹槽相對于該刃背的外周面向內側凹入,且從該刃背的尖端向所述中 心軸線方向基端側延伸。 本發(fā)明的第四方面,在第三方面的鉆頭中,所述凹槽的槽長比所述一條主槽的槽 長短。 本發(fā)明的第五方面提供第一 第四方面中的任一種鉆頭的磨削加工方法,包括
第一工序,在所述刃部的外周面磨削加工刃背,所述刃背與所述切削刃的外徑大 致相等且能夠與加工孔的內周壁面滑動接觸; 第二工序,在所述刃部的尖端面磨削加工尖端離隙面,所述尖端離隙面形成為夾 著鉆頭中心的一對; 第三工序,在所述刃部的外周面磨削加工從所述尖端離隙面向基端側延伸的一條 主槽,所述一條主槽朝向鉆頭旋轉方向前方側的壁面與所述尖端離隙面的交匯棱線形成延 伸至所述鉆頭本體的外周端的切削刃; 第四工序,在所述刃部的外周面磨削加工從所述尖端離隙面向基端側延伸的另一 條主槽,且該另一條主槽的槽長比所述一條主槽的槽長短,所述另一條主槽朝向鉆頭旋轉 方向的前方側的壁面與所述尖端離隙面的交匯棱線形成非切削部,所述非切削部繞所述中 心軸線的旋轉軌跡與所述切削刃相比更退向所述中心軸線方向基端側而不與被切削材料 接觸。 根據第五方面,在第一工序中,通過形成可與加工孔的內周壁面滑動接觸的刃背, 可以提供加工孔精度因所述刃背的導向作用而變得更高的鉆頭。 在第二工序中,通過在刃部的尖端面形成具有離隙角的尖端離隙面,可以提供抑 制了所述尖端離隙面和被切削材料接觸、切削阻力低的鉆頭。 在第三工序中,通過在所述一條主槽朝向鉆頭旋轉方向前方側的壁面與所述尖端
6離隙面的交匯棱線上形成延伸至鉆頭本體的外周端的切削刃,可以提供可對被切削材料進 行開孔加工的鉆頭。 在所述第四工序中形成的另一條主槽朝向鉆頭旋轉方向前方側的壁面和所述尖 端離隙面的交匯棱線,其繞所述中心軸線的旋轉軌跡與所述切削刃相比更退向所述中心軸 線方向基端側。因此,所述交匯棱線與被切削材料不接觸,可以提供切削阻力大幅降低的鉆 頭。 在刃部的外周面形成的與加工孔的內周壁面滑動接觸的刃背是在形成所述另一 條主槽后減小其圓周方向的寬度而留下的。由此,可以提供既維持了所述刃背的導向作用 又降低了與加工孔的內周壁面的滑動接觸導致的摩擦阻力的鉆頭。 而且,由于另一條主槽的槽長比一條主槽的槽長短,因而可以提供抑制了鉆頭本 體剛度降低的鉆頭。 由以上所述,通過對由切削阻力和刃背的滑動接觸所引起摩擦阻力的降低效果、 和刃背的導向作用以及鉆頭本體的剛度降低的抑制效果的疊加效果,可以提供可進行高精 度開孔加工的鉆頭。 本發(fā)明的第六方面,在第五方面的鉆頭的磨削加工方法中,包括第五工序,在該工 序中,在與所述一條主槽的前緣連接的一條刃背和與所述另一條主槽的前緣連接的另一條 刃背中至少之一的圓周方向中間部磨削加工凹槽,所述凹槽相對于該刃背的外周面向內側 凹入,且從該刃背的尖端向所述中心軸線方向基端側延伸。 本發(fā)明的第七方面,在第五或者第六方面的鉆頭的磨削加工方法中,所述第三工 序以及第四工序的磨削加工中使用的各磨削磨石是相同的。 本發(fā)明的第八方面為,在第六方面的鉆頭的磨削加工方法中,在所述第三、第四以
及第五工序的磨削加工中使用的所有磨削磨石是相同的。 本發(fā)明的第九方面提供一種鉆頭,包括 鉆頭本體,沿作為鉆頭中心的中心軸線延伸;兩條主槽,設置在作為所述鉆頭本體 的尖端側部分的刃部的外周面上,且從所述刃部的尖端面向基端側延伸;尖端離隙面,形成 于所述刃部的尖端面上,且夾著鉆頭中心形成為一對;第一切削刃,形成于所述兩條主槽中 的一條主槽朝向鉆頭旋轉方向前方側的壁面與所述尖端離隙面的交匯棱線上,并延伸至所 述鉆頭本體的外周端;第二切削刃,形成于除由副槽形成的非切削部以外的內周側區(qū)域,其 中通過在鉆頭旋轉方向后方側切下所述另一條主槽朝向鉆頭旋轉方向前方側的壁面與所 述刃部的尖端面的交匯棱線的外周部以及與該外周部連接的所述壁面,來形成所述副槽, 所述另一條主槽的槽長比所述一條主槽的槽長短。 在第九方面涉及的鉆頭中,由于一條主槽的朝向鉆頭旋轉方向前方側的壁面與尖 端離隙面的交匯棱線形成延伸至鉆頭本體的外周端的第一切削刃,因而可對被切削材料進 行開孔加工。 由通過將另一條主槽的朝向鉆頭旋轉方向前方側的壁面與所述刃部的尖端面的 交匯棱線的外周部切去而構成的所述副槽所形成的非切削部,由于完全不與被切削材料接 觸,因而可防止切削阻力增大。 在吃入被切削材料時,在比非切削部更靠內周側的區(qū)域形成的第二切削刃和第一 切削刃同時與被切削材料接觸,防止切削平衡惡化。
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而且,第二切削刃與第一切削刃相比,沿切削刃方向的長度短,因而由第二切削刃 產生的切屑的體積比由第一切削刃產生的切屑的體積小。由此,由于可以在不損害切屑排 出性的情況下使所述另一條主槽以及副槽的槽長比所述一條主槽的槽長短,因此提高了鉆 頭本體的剛度。 本發(fā)明的第十方面,在第九方面的鉆頭中,第二切削刃和與第二切削刃對應的第 一切削刃的內周側區(qū)域以鉆頭中心為基準為點對稱的關系。 本發(fā)明的第十一方面,在第九或者第十方面的鉆頭中,在與所述一條主槽的前緣 連接的外周面、以及與所述副槽和另一條主槽至少之一的前緣連接的外周面中的至少之一 上形成有能夠與加工孔的內周壁面滑動接觸的刃背,在該刃背的外周面的圓周方向中間部 形成有凹槽,該凹槽相對于該外周面向內側凹入,且從該刃背的尖端向所述中心軸線方向 基端側延伸。 本發(fā)明的第十二方面,在第十一方面的鉆頭中,所述凹槽的槽長比所述一條主槽 的槽長短。 本發(fā)明的第十三方面,在第九 十二方面中任一所述的鉆頭中,從鉆頭本體的尖 端看,在與所述一條主槽的前緣連接的外周面形成有能夠與加工孔的內周壁面滑動接觸的 刃背,刃背的至少一部分處于與通過鉆頭中心且在與切削刃的走向大致垂直的方向上延伸 的假想直線所成的角度(鉆頭旋轉方向的前方側為正)在_30° +30°的范圍內。
本發(fā)明的第十四方面提供第九 十三方面中任一所述的鉆頭的磨削加工方法,包 括 第一工序,通過將刃部的外周面磨削加工成具有與鉆頭的切削刃外徑大致相等的 外徑,來形成能夠與加工孔的內周壁面滑動接觸的刃背; 第二工序,通過磨削加工所述刃部的尖端面在所述尖端面形成具有規(guī)定的離隙角 的尖端離隙面; 第三工序,通過在刃部的外周面磨削加工從所述尖端離隙面向基端側延伸的一條 主槽,以在所述一條主槽的朝向鉆頭旋轉方向前方側的壁面與所述尖端離隙面的交匯棱線 處形成延伸至所述鉆頭本體的外周端的第一切削刃; 第四工序,通過在刃部的外周面磨削加工從所述尖端離隙面向基端側延伸的另一 條主槽,以在另一條主槽的朝向鉆頭旋轉方向前方側的壁面與所述尖端離隙面的交匯棱線 的至少內周側區(qū)域形成第二切削刃,其中所述另一條主槽的槽長比所述一條主槽的槽長 短; 第五工序,通過磨削加工副槽以在比所述第二切削刃更靠外周側的區(qū)域形成非切 削部,其中通過在鉆頭旋轉方向的后方側切下除所述交匯棱線的至少內周側區(qū)域以外的外 周部以及與所述外周部連接的、所述另一條主槽的朝向鉆頭旋轉方向前方側的壁面的外周 部,來形成所述副槽。 根據第十四方面,在第一工序中,通過形成可與加工孔的內周壁面滑動接觸的刃 背,可提供加工孔的精度因所述刃背的導向作用而變得更高的鉆頭。 在第二工序中,通過在刃部的尖端面形成具有離隙角的尖端離隙面,可以提供抑 制了所述尖端離隙面和被切削材料的接觸、從而切削阻力低的鉆頭。 在第三工序中,通過在一條主槽的朝向鉆頭旋轉方向前方側的壁面與所述尖端離
8隙面的交匯棱線處形成延伸至鉆頭本體的外周端的第一切削刃,可以提供可對被切削材料 進行開孔加工的鉆頭。 在第四工序中,通過在第五工序中切下該交匯棱線的外周部以及與該外周部連接 的所述壁面的外周部形成的非切削部,在另一條主槽的朝向鉆頭旋轉方向前方側的壁面與 所述尖端離隙面的交匯棱線處形成的第二切削刃僅形成于該交匯棱線的內周側區(qū)域。由 此,可以提供一種在切削阻力降低的同時、在吃入被切削材料的時候第一切削刃和第二切 削刃與被切削材料同時接觸以防止切削平衡惡化的鉆頭。 而且,由于另一條主槽以及副槽的槽長比一條主槽的槽長短,因而提高了鉆頭本 體的剛度。并且,由于由第二切削刃產生的切屑的體積小,因而可以提供防止切屑排出性能 惡化的鉆頭。 本發(fā)明的第十五方面,在第十四方面的鉆頭磨削加工方法中,包括第六工序,在該
工序中,在與所述一條主槽的前緣連接的一條刃背、以及與所述副槽和另一條主槽至少之
一的前緣連接的另一條刃背中的至少之一的圓周方向中間部磨削加工凹槽,所述凹槽相對
于該刃背的外周面向內側凹入且從該刃背的尖端向所述中心軸線方向基端側延伸。 本發(fā)明的第十六方面,在第十四方面的鉆頭的磨削加工方法中,第三以及第四工
序的磨削加工中使用的各磨削磨石是相同的。 本發(fā)明的第十七方面,在第十四方面的鉆頭的磨削加工方法中,第四以及第五工 序的磨削加工中使用的磨削磨石是相同的。 本發(fā)明的第十八方面,在第十五方面的鉆頭的磨削加工方法中,在第四、第五以及
第六工序的磨削加工中使用的所有磨削磨石是相同的。 本發(fā)明的第十九方面提供一種鉆頭,包括 鉆頭本體,沿作為鉆頭中心的中心軸線延伸;一條或者兩條以上的主槽,設置于作 為鉆頭本體尖端側部分的刃部的外周面上,且從形成于刃部的尖端面的尖端離隙面向基端 側延伸;切削刃,形成于主槽中至少一條主槽的朝向鉆頭旋轉方向前方側的壁面與尖端離 隙面的交匯棱線處,并延伸至鉆頭本體的外周端;至少一條刃背,形成于與至少一條主槽的 前緣連接的外周面上,且能夠與加工孔的內周壁面滑動接觸,其中刃背的至少一部分處于 與通過鉆頭中心且在與切削刃的走向大致垂直的方向上延伸的假想直線所成的角度(鉆 頭旋轉方向的前方側為正)在_30° +30°的范圍內。 根據第十九方面,在與在尖端棱具有切削刃的至少一條主槽的前緣連接的外周面 上具有可與加工孔的內周壁面滑動接觸的至少一條刃背,刃背的至少一部分處于與通過鉆 頭中心且在與切削刃走向大致垂直的方向上延伸的假想直線所成的角度在-30° +30° 的范圍內。由此,刃背通過在與所述至少一條主槽和刃部的尖端面的交匯棱線處所形成的 切削刃的走向大致垂直的方向上支撐鉆頭本體的導向作用,有效地抑制由開孔加工時作用 在所述大致垂直方向上的切削阻力導致的鉆頭本體的彎曲。 本發(fā)明的第二十方面,在第十九方面的鉆頭中,在刃背的外周面的圓周方向中間 部形成至少一條凹槽,所述凹槽從外周面向內側凹入,且從尖端離隙面向基端側延伸,被凹 槽分隔的刃背中至少之一的刃背處于與所述假想直線所成的角度為-30° +30°的范圍內。 本發(fā)明的第二十一方面,在第十九方面的鉆頭中,在鉆頭旋轉方向最后側配置的刃背的位于鉆頭旋轉方向上的后端處于與假想直線所成的角度為-30° +30°的范圍 內。 本發(fā)明的第二十二方面,在第二十一方面的鉆頭中,在鉆頭旋轉方向最后側配置 的刃背的位于鉆頭旋轉方向上的后端處于與假想直線所成的角度為-10。 +10°的范圍 內。 本發(fā)明的第二十三方面,在第二十一方面的鉆頭中,配置在鉆頭旋轉方向最后側 的刃背的位于鉆頭旋轉方向上的后端處于與所述假想直線所成的角度為-10。 0°的范 圍內。 根據本發(fā)明,通過降低切削阻力以及刃背和加工孔的內周壁面的接觸產生的摩擦 阻力,并通過刃背的導向作用以及抑制鉆頭本體的剛度降低的效果,可以提供可進行高精 度開孔加工的鉆頭。 另外根據本發(fā)明,可以提供一種在鉆頭吃入被切削材料時切削平衡優(yōu)良、能夠防
止切削阻力增大以及鉆頭本體的剛度降低、可進行高精度的開孔加工的鉆頭。 而且根據本發(fā)明,由于有效地抑制由切削阻力導致的鉆頭本體的彎曲,因而可以
提供可進行高精度開孔加工的鉆頭。 本發(fā)明的更多特點將從以下示例性實施方式(參照附圖)的描述中變得明顯。
圖1為本發(fā)明第一實施方式涉及的鉆頭從尖端觀察的正面視圖。
圖2為圖1所示鉆頭的主要部分的側視圖。 圖3為圖1所示鉆頭的變型例從尖端觀察的正面視圖。 圖4為圖1所示的鉆頭從尖端觀察的正面視圖。 圖5為本發(fā)明第二實施方式涉及的鉆頭從尖端觀察的正面視圖。 圖6為圖5所示鉆頭的主要部分的側視圖。 圖7為從圖5所示鉆頭的尖端在中心軸線方向上向基端側移動切削刃外徑的 100%的位置處鉆頭的剖視圖。 圖8為圖5所示鉆頭的變型例從尖端觀察的正面視圖。 圖9為圖5所示鉆頭的另一變型例從尖端觀察的正面視圖。 圖10為本發(fā)明第三實施方式涉及的鉆頭從尖端觀察的正面視圖。 圖11為圖10所示鉆頭的主要部分的側視圖。 圖12為圖10所示鉆頭的變型例從尖端觀察的正面視圖。 圖13為采用了第三實施方式涉及的結構的單刃鉆頭從尖端觀察的正面視圖。
圖14為圖13所示鉆頭的變型例從尖端觀察的正面視圖。
圖15為圖13所示鉆頭的主要部分的側視圖。
具體實施例方式
以下參照附圖對本發(fā)明實施方式涉及的鉆頭進行說明。
第一實施方式
第一實施方式涉及的鉆頭如圖1和圖2所示,具有沿作為鉆頭中心的中心軸線CL延伸的鉆頭本體IO。鉆頭本體10繞中心軸線CL旋轉。鉆頭本體10具有設置在鉆頭本 體10的尖端側的刃部11A、設置在基端側的柄部IIB(圖中示出了一部分)、設置在刃部11A 和柄部IIB之間的錐狀段部IIC。也可以省略錐狀段部IIC,將刃部IIA和柄部IIB直接連 接。至少刃部11A由超硬合金、覆蓋硬質膜的超硬合金、金屬陶瓷、金剛石燒結體、工具鋼、 高速鋼等材料構成。 在刃部的外周面13形成有從該刃部的尖端面12向基端側螺旋狀延伸的兩條主槽 20、30。各主槽20、30垂直于軸線的截面形狀沒有特別限定,對有無螺旋、螺旋的方向或者 螺旋角也沒有限定。本實施方式中的各主槽20、30被形成為從這些主槽20、30的尖端緣向 基端側靠近而向旋轉方向K的后方側螺旋的所謂右旋槽,其螺旋角9被形成為處于33。
56°的范圍。 在刃部的尖端面12形成有關于鉆頭中心大致對稱的一對尖端離隙面12a、12b。該 尖端離隙面12a、12b形成為隨著向鉆頭旋轉方向K的后方側靠近而逐漸向基端側后退的圓 錐面,以相對于被切削材料確保間隙。 在一條主槽20的朝向鉆頭旋轉方向K前方側的壁面22與尖端離隙面12a的交匯 棱線處形成有延伸至鉆頭本體10的外周端的切削刃21。與該切削刃21連接的所述壁面 22成為切削面。 另一條主槽30的朝向鉆頭旋轉方向K前方側的壁面32向鉆頭旋轉方向K的后 方側擴大。即,在考慮使形成有所述切削刃21的交匯棱線關于鉆頭中心旋轉180。而成的 假想棱線21X的情況下,壁面32和尖端離隙面12b的交匯棱線完全切去假想棱線21X。因 此,壁面32和尖端離隙面12b的交匯棱線繞鉆頭本體的中心軸線CL的旋轉軌跡與切削刃 21相比更退向中心軸線CL方向基端側,成為不與被切削材料接觸且不產生切削作用的非 切削部31。 —條主槽20的槽長Ll被適當地確定為大于用鉆頭加工的孔的深度。另一條主槽 30的槽長L2優(yōu)選大于切削刃21的外徑,但是也可以小于一條主槽20的槽長L1,更小于用 鉆頭加工的孔的深度。這里所說的"切削刃21的外徑",是指考慮了穿過切削刃21的外周 端和中心軸線CL的鉆頭直徑的情況下該鉆頭的直徑。 尖端離隙面12a、12b由至少一個圓錐面或者至少一個平坦面構成,并具有規(guī)定的 離隙角。尖端離隙面12a、12b相互交叉的棱線實際上通過鉆頭本體的中心軸線CL,并成為 從鉆頭的中心到達各主槽20、30壁面的橫刃24、34。在一條主槽20側所形成的橫刃24的 外周端連接有切削刃21以從鉆頭本體10的中心到外周端構成具有切削作用的切削刃。在 另一條主槽30側所形成的橫刃34的外周端連接前文所述非切削部31,橫刃34以外的外周 側的區(qū)域沒有任何切削作用。而且,也可以設置橫刃修磨(thi皿ing)以削除各橫刃24、34 的一部分或全部。 在兩條主槽20、30之間延伸的刃部的外周面13形成有刃背23、33。刃背23、33的 直徑與切削刃21的外徑大致相等,可與加工孔的內周壁面滑動接觸。 在圖1中,在畫了假想直線B時,該假想直線B通過與一條主槽20的前緣20L連 接的刃背(一條刃背)23的外周面的圓周方向的二等分點和鉆頭中心。優(yōu)選地,與另一條 主槽30的前緣30L連接的刃背(另一條刃背)33的外周面被形成為與該假想直線B交叉。 而且,在圖1中,刃背33的刃背寬度t2比刃背23的刃背寬度tl小。
圖3示出了與一條主槽20的前緣20L連接的刃背23不同形式的變型例。從鉆頭 的尖端看,在刃背23外周面的圓周方向的中間部形成有凹槽50。凹槽50相對于刃背23的 外周面向內側凹入,且在中心軸線CL方向上從刃背23的尖端向基端側延伸。該凹槽50被 形成為具有與一條主槽20大致相同的螺旋角的右旋槽。通過設置這樣的凹槽50,刃背23 被分割為與一條主槽20的前緣20L連接的第一刃背23a和與另一條主槽30的跟部30H連 接的第二刃背23b。 第一刃背23a或者第二刃背23b優(yōu)選地被形成為刃背寬度分別小于位于其相反側 的刃背33。另外,從鉆頭尖端看,第一刃背23a及第二刃背23b和刃背33優(yōu)選具有以下所 述的關系。即,畫出連接第一刃背23a的外周圓弧二等分點和鉆頭中心的假想直線Dl、以及 連接第二刃背23b的外周圓弧二等分點和鉆頭中心的假想直線D2,作出由假想直線Dl及 D2和鉆頭外周圓弧構成的假想扇形(CL、P1、P2)。此時,優(yōu)選地刃背33的至少一部分包含 在與假想扇形(CL、P1、P2)關于鉆頭中心點對稱的假想扇形(CL、P1'、P2')的區(qū)域內。艮P, 第一刃背23a及第二刃背23b和刃背33優(yōu)選地呈夾著鉆頭中心彼此相對的關系。刃背23 在圓周方向分割為3個以上的情況也是同樣的。另外,凹槽50也可以形成于刃背33內,可 以被形成為將刃背33分割成2個以上的刃背。 在刃背23的外周面形成的凹槽50的斜坡末端(切扎上力5 >9 )(凹槽50在中心軸 線CL方向基端側的終端位置)位于與一條主槽20的斜坡末端大致同等的位置或者比其更 靠尖端側的位置。凹槽50并不僅限于形成在刃背23外周面的圓周方向的中間部,也可以 形成為與刃背23的鉆頭旋轉方向K的后方側緣部連接。 圖4再次示出了圖1的鉆頭從尖端觀察的視圖。這里如圖所示,從尖端看,考慮 了通過鉆頭中心CL且在與切削刃21走向大致垂直的方向上延伸的假想直線A。此時, 刃背23的至少一部分處于與假想直線A所成的角度(以鉆頭旋轉方向K前方側為正) 為-30° (a) +30。 (e)的范圍,優(yōu)選處于-10。 (a) +10。 (e)的范圍,特別優(yōu)選 處于-10° (a) 0° (e)的范圍。 接下來,對本鉆頭的磨削方法進行說明。首先,準備呈近似圓棒狀的鉆頭材料。在 該鉆頭材料中,成為刃部11A的尖端側部分以及成為柄部11B的基端側部分的外周面被分 別磨削加工至預先規(guī)定的外徑。到此為止的工序與現有鉆頭的相同。 其次,按照各工序對本鉆頭的磨削加工方法進行說明。首先在第一工序中,刃部 11A的外周面13被磨削加工成具有與切削刃21的外徑大致相等的外徑。在所述外周面13 形成有可與加工孔的內周壁面滑動接觸的刃背23。 在第二工序中,在刃部IIA的尖端面12,具有離隙角以及尖端角的尖端離隙面 12a、12b被磨削加工成關于鉆頭中心大致對稱的一對。在本鉆頭中,尖端離隙面12a、12b以 至少一個圓錐離隙面形成。也可以磨削加工至少一個平坦離隙面代替該圓錐離隙面。
在接下來的第三工序中,在所述刃部11A的外周面13磨削加工從一個尖端離隙面 12a向基端側延伸的一條主槽20。由此,該一條主槽20朝向鉆頭旋轉方向K前方側的壁面 22與尖端離隙面12a的交匯棱線形成有延伸至鉆頭本體10的外周端的切削刃21。該一條 主槽20被形成為隨著向基端側靠近而向旋轉方向K后方側旋轉的所謂右旋槽,其螺旋角優(yōu) 選地被形成為處于33。 56°的范圍。接下來,在第四工序中,在所述刃部的外周面13磨削加工另一條主槽30。此時,另一條主槽30被磨削加工成從尖端離隙面12b向基端側延伸且其槽長L2比上述一條主槽的 槽長L1短。相對于使第三工序中形成的上述一條主槽20的朝向鉆頭旋轉方向K前方側的 壁面22關于鉆頭中心旋轉180°而形成的假想壁面21X,該另一條主槽30朝向鉆頭旋轉方 向K前方側的壁面32位于鉆頭旋轉方向K后方側。因此,所述壁面32和尖端離隙面12b 的交匯棱線形成有非切削部31。與切削刃21相比,該非切削部31繞中心軸線CL的旋轉軌 跡更退向中心軸線CL方向基端側,且不與被切削材料接觸。 另一條主槽30與該一條主槽20 —樣被形成為右旋槽,其螺旋角被形成為處于 33° 56°的范圍。而且,另一條主槽的槽長L2優(yōu)選地比上述一條主槽的槽長L1短、且比 切削刃21的外徑大。 所述第四工序中的磨削加工并不僅限于一次,也可以通過進行兩次以上的加工, 逐漸擴大另一條主槽30的垂直于軸線的截面形狀。以上說明的第一 第四工序即使改變 順序也不存在任何障礙。 另外,也可以增加在一條刃背23外周面的圓周方向中間部磨削加工凹槽50的第
五工序。該凹槽50相對于該刃背23的外周面向內側凹入、且從該刃背23的尖端向中心軸
線CL方向基端側延伸。該凹槽50被磨削加工成具有與一條主槽30大致相等的螺旋角的
右旋槽。由此,位于一條主槽20的前緣20L側的第一刃背23a及位于另一條主槽30的跟
部30H側的第二刃背23b夾著凹槽50相互分隔地形成。而且,凹槽50被磨削加工在與一
條主槽20連接的刃背23和與另一條主槽30連接的刃背33的至少之一上。 另外,在上述磨削加工中使用的磨削磨石在各工序中并沒有特別的限制,優(yōu)選地
在磨削加工一條主槽20的第三工序中使用的磨削磨石與在磨削加工另一條主槽30的第四
工序中使用的磨削磨石是通用的。另外,特別優(yōu)選地,在第三工序、第四工序以及磨削加工
凹槽50的第五工序中使用的所有的磨削磨石都是通用的。 對以上說明的鉆頭的各結構的作用以及功能進行以下說明。 在本鉆頭中,由于切削刃21為延伸至鉆頭本體10的外周端的切削刃,因而可以對 沒有底孔的被切削材料進行開孔加工。由于與該切削刃21連接的一條主槽20的槽長Ll 大于用該鉆頭加工的孔的深度,因而由切削刃21產生的切屑可以順利地排出到加工孔的 外部。 由于另一條主槽30的朝向鉆頭旋轉方向K前方側的壁面32向鉆頭旋轉方向K后 方側較大地切下,因而所述壁面32和尖端離隙面12b的交匯棱線由于尖端離隙面12b的離 隙角的影響而比切削刃21更退向基端側,從而形成完全不與被切削材料接觸的沒有切削 作用的棱線。由此,大幅地降低了切削阻力。由于鉆頭本體10的中心部形成的橫刃24、34 關于鉆頭中心大致對稱地形成一對,因而在吃入被切削材料時,切削平衡不會變壞。
如圖1所示,在畫出了通過一條刃背23外周面的圓周方向二等分點和鉆頭中心CL 的假想直線B時,由于另一條刃背33的外周面被形成為與假想直線B交叉,因而兩刃背23、 33夾著鉆頭中心CL大致相對地配置。因此,這些刃背23、33與加工孔的內周壁面滑動接觸 并對鉆頭本體10進行導向,由于可以在圓周方向上均衡地獲得該導向作用,因而可以有效 地抑制鉆頭的彎曲。并且,在形成了另一條主槽30之后,刃背33以其圓周方向的寬度減少 的方式留下來。因此,通過刃背的導向作用能夠抑制鉆頭本體IO的彎曲,同時能夠降低由 刃背33與加工孔的內周壁面滑動接觸產生的摩擦阻力。而且,在另一條刃背33的刃背寬
13度t2比一條刃背23的刃背寬度tl小的情況下,由于減小了另一條刃背33和加工孔的內 周壁面的滑動接觸產生的摩擦阻力,因而可以減輕鉆頭本體10的載荷。而且,刃背寬度大 的一條刃背23配置在切削刃21的鉆頭旋轉方向K后方側,可以相對于作用于切削刃21的 較大切削阻力穩(wěn)定地支撐鉆頭本體10。 由于另一條主槽30的槽長L2比一條主槽20的槽長Ll短,因而可以提高鉆頭本
體10的剛度。由此,減少由切削阻力等載荷導致的鉆頭本體10的彎曲。 如以上所述,通過切削阻力降低的效果以及由刃背的滑動接觸導致的摩擦阻力降
低的效果、和刃背的導向作用以及抑制鉆頭本體10的剛度降低的效果的疊加效果,可進行
高精度的開孔加工。 在本鉆頭中,由于另一條主槽30的槽長L2比一條主槽20的槽長Ll短,因而隨著 開孔加工的進行,另一條主槽30將被加工孔的內周壁面封閉。在這樣的狀況下,由在另一 條主槽30側形成的橫刃34產生的切屑不能排到加工孔外。但是,由橫刃34產生的切屑由 于其體積比另一條主槽30的容積小,因而即使不排出到加工孔外,也可以滯留在另一條主 槽30中。因此,不損害由橫刃34產生的切屑的排出性。而且,為了確保另一條主槽30有 足夠的容積容納切屑,優(yōu)選地另一條主槽的槽長L2至少在切削刃21的外徑以上。
如圖3中作為變型例所例示的鉆頭,在一個刃背23外周面的圓周方向的中間部 形成凹槽50,在將該一個刃背23分割為第一刃背23a以及第二刃背23b的情況下,由于這 些刃背與加工孔的內周壁面滑動接觸的面積減少,因而可以降低由滑動接觸導致的摩擦阻 力。 關于通過設置凹槽50來提高上述效果這一點,優(yōu)選地凹槽50的斜坡末端在中心 軸線CL方向上與所述一條主槽20的斜坡末端處于大致同等的位置。但是,在鉆頭本體10 的剛度因設置凹槽50而顯著降低的情況下,優(yōu)選地凹槽50的斜坡末端與一條主槽20的斜 坡末端相比位于更靠尖端側。另外,凹槽50并不僅限于形成于刃背23外周面的圓周方向 中間部,也可以被形成為與鉆頭旋轉方向K后方側的緣部連接。另外,也可以在另一條刃背 33形成凹槽50。 如圖3所示,假想扇形(CL, Pl', P2')與第一刃背23a以及第二刃背23b所處的 假想扇形(CL,P1,P2)關于鉆頭中心點對稱。在另一條刃背33的至少一部分包含在假想扇 形(CL,P1',P2')的區(qū)域內的情況下,具有如下的作用效果。即,第一刃背23a以及第二刃 背23b和與它們相對的另一條刃背33通過與加工孔的內周壁面的滑動接觸能夠使所受的 載荷均衡,因而進一步提高開孔加工時的切削平衡。而且,第一刃背23a及第二刃背23b和 另一條刃背33在圓周方向上相互間隔地配置在三個位置上,通過3點支撐該鉆頭,發(fā)揮平 衡性優(yōu)良的導向作用。因此,可以極大地提高抑制鉆頭本體IO彎曲的效果。
如圖4所示,采用一個刃背23的至少一部分處于與假想直線A成-30。 +30°的 范圍內的結構時所具有的有利效果如下。即,一個刃背23通過在與切削刃21的走向大致 垂直的方向上支撐鉆頭本體IO,通過作用在該方向上的切削阻力有效地抑制鉆頭本體10 彎曲。因此,關于這一點,優(yōu)選地一個刃背23的至少一部分處于與假想直線A成-3(T +30°的范圍。關于通過一個刃背23來提高抑制鉆頭本體10彎曲的效果這一點,優(yōu)選 地一個刃背23的至少一部分處于與假想直線A成-1(T +10°的范圍,特別優(yōu)選地處 于-10° 0°的范圍。
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如果該一個刃背23比-30°進一步向負側擴大,那么刃背23和加工孔的內周壁 面的滑動接觸所產生的摩擦阻力將增大。但是,刃背23的鉆頭旋轉方向K后方側端部處于 與假想直線A成-3(T +30°的范圍的情況下,除了防止上述鉆頭本體10彎曲的效果以 外,還可以抑制刃背23和加工孔的內周壁面的滑動接觸所產生的摩擦阻力,因而能夠提高 加工孔的內周壁面的精度。關于提高所述彎曲防止效果和摩擦阻力的抑制效果這一點,優(yōu) 選地刃背23的鉆頭旋轉方向K后方側的端部處于與假想直線A成-10。 +10°的范圍, 特別優(yōu)選地處于-10° 0°的范圍。 關于本鉆頭的磨削加工方法,在第一工序中,由于在刃部的外周面13形成有可與 加工孔的內周壁面滑動接觸的刃背23、33,因而可以提供通過所述刃背23、33的導向作用 防止鉆頭本體10彎曲的鉆頭。 在第二工序中,在刃部的尖端面12磨削加工有關于鉆頭中心大致對稱的一對尖 端離隙面12a、12b。該尖端離隙面12a、12b具有離隙角,與切削刃21連接的尖端離隙面12a 能夠抑制開孔加工進行時的磨損幅度的增加。 在第三工序中,在刃部的外周面13磨削加工有從尖端離隙面12a向基端側延伸的 一條主槽20,由此該一條主槽20朝向鉆頭旋轉方向K前方側的壁面22與尖端離隙面12a 的交匯棱線形成延伸至鉆頭本體10外周端的切削刃21。通過形成這樣的切削刃21,可對 沒有底孔的被切削材料進行開孔加工。由于與該切削刃21連接的一條主槽20的槽長Ll 比用鉆頭加工的孔的深度大,因而由切削刃21產生的切屑可以順利地排出到加工孔之外。
在第四工序中,另一條主槽30朝向鉆頭旋轉方向K前方側的壁面32與尖端離隙 面12b的交匯棱線形成比切削刃21更退向基端側的非切削部31。該非切削部31與被切削 材料完全不接觸,可以提供切削阻力大幅降低的鉆頭。 而且,形成于刃部的外周面13與加工孔的內周壁面滑動接觸的刃背23、33在形成 了另一條主槽30之后按照其圓周方向的寬度減小的方式留下來。由此,可以提供一種既維 持了刃背23、33的導向作用又降低了其與加工孔的內周壁面的滑動接觸導致的摩擦阻力 的鉆頭。 由于另一條主槽30的槽長L2比一條主槽20的槽長Ll短,因而可以提供一種鉆 頭本體10的剛度比現有的雙刃鉆頭高的鉆頭。 另一條主槽30的槽長L2比一條主槽20的槽長Ll短,因而如果加工的孔的深度 大至一定程度,那么另一條主槽30將被加工孔的內周側壁面封閉。但是,通過另一條主槽 30的切屑是由橫刃34產生的體積小的切屑。因此,如果另一條主槽30的槽長L2比切削刃 21的外徑大,那么就可以確保另一條主槽30具有可容納由與該主槽30連接的橫刃34產生 的切屑的容積,不會妨礙切屑排出性能。 如以上所述,能夠提供一種利用將由切削阻力以及刃背23、33的滑動接觸引起的 摩擦阻力降低的效果、和刃背23、33的導向作用以及抑制鉆頭本體10的剛度降低的效果的 疊加效果可進行高精度的開孔加工的鉆頭。 在本鉆頭的磨削加工方法中,如果在磨削加工一條主槽20的第三工序中使用的 磨削磨石與在磨削加工另一條主槽30的第四工序中使用的磨削磨石相同,那么可實現磨 削磨石的集約使用,提高兩主槽20、30的加工效率。 而且,在增加了在刃背23上磨削加工凹槽50的第五工序的情況下,第一刃背23a
15以及第二刃背23b夾著所述凹槽50相互分隔地形成于所述刃背23上。由此可以提供一種 刃背的圓周方向的寬度減小、既維持了鉆頭本體10的導向作用又降低了其與加工孔的內 周壁面的滑動接觸產生的摩擦阻力的鉆頭。 也可以使所述第五工序中使用的磨削磨石與前述第三工序以及第四工序中使用 的磨削磨石相同。此時,可以進一步實現由磨削磨石的集約化所帶來的加工效率的提高。
第二實施方式
第二實施方式涉及的鉆頭如圖5以及圖6所示,具有沿作為鉆頭中心的中心軸線 CL延伸的鉆頭本體llO。鉆頭本體110繞中心軸線CL旋轉。鉆頭本體110具有設置在鉆 頭本體110的尖端側的刃部111A、設置在基端側的柄部111B(圖中示出了一部分)、設置在 刃部111A以及柄部111B之間的錐狀段部111C。也可以省略錐狀段部111C,將刃部111A 和柄部111B直接連接。至少刃部111A由超硬合金、覆蓋硬質膜的超硬合金、金屬陶瓷、金 剛石燒結體、工具鋼、高速鋼等材料構成。 在刃部111A的外周面113形成有從該刃部111A的尖端向基端側螺旋狀延伸的兩 條主槽120、130。各主槽120U30的垂直于軸線的截面形狀沒有特別的限制,對有無螺旋、 螺旋的方向或者螺旋角也沒有限制。優(yōu)選地,各主槽120、130處于關于鉆頭中心大致對稱 的關系,并被形成為隨著從刃部111A的尖端向基端側靠近而向鉆頭旋轉方向K的后方側螺 旋的所謂右旋槽,其螺旋角9被形成為處于33。 +56°的范圍。 在刃部的尖端面112形成有關于鉆頭中心大致對稱的一對尖端離隙面112a、 112b。這些尖端離隙面112a、112b被形成為隨著向鉆頭旋轉方向K后方側靠近而向基端側 逐漸后退的圓錐面,以相對于被切削材料確保間隙。 在一條主槽120朝向鉆頭旋轉方向K前方側的壁面122和所述尖端離隙面112a 的交匯棱線處形成延伸至鉆頭本體110外周端的第一切削刃121。與該第一切削刃121連 接的所述壁面122成為切削面。 另一條主槽130朝向鉆頭旋轉方向K前方側的壁面132和所述尖端離隙面112b 的交匯棱線的外周部(圖5中以虛線示出的棱線)以及與該外周部連接的壁面132的外周 部,利用副槽140向鉆頭旋轉方向K后方側切下。副槽140和尖端離隙面112b的交匯棱線 形成從繞中心軸線CL的旋轉軌跡看時與所述第一切削刃121相比更退向基端側的非切削 部141。 在另一條主槽130朝向鉆頭旋轉方向K前方側的壁面132和尖端離隙面112b的 交匯棱線中,在非切削部141以外的內周側區(qū)域形成有第二切削刃131。與該第二切削刃 131連接的壁面132為切削面。第二切削刃131繞中心軸線CL的旋轉軌跡與第一切削刃 121繞中心軸線CL的旋轉軌跡中對應于第二切削刃131的內周側區(qū)域的軌跡重復。由此, 第二切削刃131與第一切削刃121 —起成為起切削作用的切削刃。第二切削刃131和與第 二切削刃131對應的第一切削刃121的內周側區(qū)域關于鉆頭本體的中心軸線CL對稱、不對 稱都可以,但優(yōu)選地形成為點對稱的關系。沿第二切削刃131方向的長度、即第二切削刃的 刃長W2為第一切削刃121的刃長W1的50%以下,優(yōu)選為40%以下,特別優(yōu)選為30%以下。
另一條主槽130的槽長L2比一條主槽120的槽長Ll短。另一條主槽130的槽長 L2相對于一條主槽120的槽長L1的比例,優(yōu)選地與沿第二切削刃131的切削刃棱線的刃長 W2對沿第一切削刃121的切削刃棱線的刃長W1的比例W2/W1大致相同或稍大。在另一條主槽130設置的副槽140的槽長L3與另一條主槽的槽長L2相等或者略小。優(yōu)選地另一條 主槽130的槽長L2以及副槽140的槽長L3比第一切削刃121的外徑大,但是比用鉆頭加 工的孔的深度小也沒關系。這里,所說的"切削刃121的外徑",是指考慮了穿過切削刃121 的外周端和中心軸線CL的鉆頭直徑的情況下的該鉆頭的直徑。 尖端離隙面112a、112b由至少一個圓錐面或者至少一個平坦面構成,并具有規(guī)定 的離隙角。尖端離隙面112a、112b相互交叉的棱線實際上通過鉆頭本體的中心軸線CL并 成為到達各主槽120、130壁面的橫刃124、 134。在一條主槽120側所形成的橫刃124通過 將其外周端與第一切削刃121連接來構成從鉆頭中心到外周端具有切削作用的切削刃。在 另一條主槽130側所形成的橫刃134通過將其外周端與第二切削刃131連接來從鉆頭中心 到第二切削刃131的外周端構成具有切削作用的切削刃。而且,也可以設置橫刃修磨以削 除各橫刃124、 134的一部分或全部。 兩條主槽120、 130之間延伸的刃部的外周面113的直徑與切削刃121的外徑大致 相等,從而成為可與加工孔的內周壁面滑動接觸的刃背123、133。如圖5所示,與副槽140 的前緣140L連接的刃背(另一條刃背)133的刃背寬度t2比與一條主槽120的前緣120L 連接的刃背( 一條刃背)123的刃背寬度tl小。 圖8示出了與一條主槽120的前緣120L連接的刃背123不同形式的變型例。從 鉆頭的尖端看,在與一條主槽120的前緣120L連接的刃背123外周面的圓周方向中間部形 成凹槽有150,該凹槽150相對于刃背123的外周面向內側凹入且從刃背123的尖端向中心 軸線CL方向的基端側延伸。該凹槽150形成為具有與一條主槽120大致相同的螺旋角的 右旋槽。通過設置這樣的凹槽150,刃背123被分割為與一條主槽120的前緣120L連接的 第一刃背123a、和與另一條主槽130的跟部130H連接的第二刃背123b。
第一刃背123a或者第二刃背123b優(yōu)選地被形成為刃背寬度分別小于位于其相反 側的刃背133。另外,從鉆頭尖端看,第一刃背123a以及第二刃背123b和刃背133優(yōu)選地 具有以下所述的關系。即,畫出連接第一刃背123a的外周圓弧二等分點和鉆頭中心的假想 直線Dl、以及連接第二刃背123b的外周圓弧二等分點和鉆頭中心的假想直線D2,作出由假 想直線Dl以及D2和鉆頭外周圓弧構成的假想扇形(CL、P1、P2)。此時,優(yōu)選地刃背133的 至少一部分包含在與假想扇形(CL、P1、P2)關于鉆頭中心點對稱的假想扇形(CL、P1'、P2') 的區(qū)域內。即,第一刃背123a以及第二刃背123b和刃背133優(yōu)選地處于夾著鉆頭中心彼 此相對的關系。刃背123在圓周方向分割為3個以上的情況也是同樣的。另外,凹槽150 也可以形成于刃背133內,可以被形成為將刃背133分割成2個以上的刃背。
在刃背123的外周面形成的凹槽150的斜坡末端(中心軸線CL方向基端側的凹 槽150的終端位置)位于與一條主槽120的斜坡末端大致相等的位置或者比其更靠尖端側 的位置。凹槽150并不僅限于形成于刃背123外周面的圓周方向中間部,也可以形成為與 刃背123的鉆頭旋轉方向K后方側緣部連接。 圖9為與刃背123的方式相關的變型例。即,從尖端看,考慮了通過鉆頭中心CL 且在與第一切削刃121的走向大致垂直的方向上延伸的假想直線A。此時,刃背123的至少 一部分處于與假想直線A所成的角度(以鉆頭旋轉方向K前方側為正)為-30° (a) +30° (e)的范圍,優(yōu)選處于-10。
(a) +l(T (e)的范圍,特別優(yōu)選處于-10° (a)
o° (e)的范圍。
17
接下來,對本鉆頭的磨削方法進行說明。首先,準備呈近似圓棒狀的鉆頭材料。在 該鉆頭材料中,成為刃部111A的尖端側部分以及成為柄部111B的基端側部分的外周面分 別磨削加工至預先規(guī)定的外徑。到此為止的工序與現有鉆頭的相同。 其次,按照各工序對本鉆頭的磨削加工方法進行說明。首先在第一工序中,刃部 11A的外周面13被磨削加工成具有與鉆頭的第一切削刃121的外徑大致相等的外徑。在第 二工序中,在刃部的尖端面112磨削加工具有離隙角以及尖端角的尖端離隙面112a、112b。 在本鉆頭中,尖端離隙面112a、112b以至少一個圓錐離隙面形成。代替該圓錐離隙面,也可 以磨削加工至少一個平坦離隙面。 在接下來的第三工序中,在刃部111A的外周面113磨削加工從刃部111A的尖 端向基端側延伸的一條主槽120。由此,該一條主槽120朝向鉆頭旋轉方向K前方側的壁 面122和尖端離隙面112a的交匯棱線處形成延伸至鉆頭本體110的外周端的第一切削刃 121。該一條主槽120被形成為隨著向基端側靠近而向旋轉方向K后方側螺旋的所謂右旋 槽,其螺旋角優(yōu)選第被形成為處于33。 56°的范圍。 接下來,在第四工序中,磨削加工另一條主槽130,該另一條主槽130從垂直于軸 線的截面看與一條主槽120關于鉆頭中心大致對稱。由此,另一條主槽130朝向鉆頭旋轉 方向K前方側的壁面132和尖端離隙面112b的交匯棱線形成與第一切削刃121呈對稱形 狀且成為下述第二切削刃131基礎的切削刃。另一條主槽130與一條主槽120 —樣被形成 為右旋槽,其螺旋角被形成為處于33。 56°的范圍。而且,另一條主槽130的槽長L2被 形成為比一條主槽120的槽長L1短。后面將對另一條主槽130的槽長L2的優(yōu)選范圍進行 描述。 接下來,在第五工序中,磨削加工副槽140,該副槽140與在所述第四工序中形成 于另一條主槽130的尖端側棱線的切削刃鄰接。即,磨削加工通過向鉆頭旋轉方向K后方 側切下另一條主槽130朝向鉆頭旋轉方向K前方側的壁面132和尖端離隙面112b的交匯 棱線(在所述第四工序形成的切削刃)的外周部、以及與該外周部連接的另一條主槽130 的壁面132的外周部而形成的副槽140。由此,副槽140的尖端側棱線形成有與第一切削刃 121的外周端側棱線相比更退向基端側的非切削部141。然后,在與非切削部141鄰接的內 周側區(qū)域形成第二切削刃131。第二切削刃131被形成為與第一切削刃121的內周側區(qū)域 重復旋轉軌跡,成為與第一切削刃121 —起具有切削作用的切削刃。 第二切削刃131的刃長W2對第一切削刃121的刃長Wl的比例W2/W1如果滿足0 < W2/W1 < 1的關系的話,可以適當地改變。這里,優(yōu)選地,比例W2/W1相對于另一條主槽 130的槽長L2對一條主槽120的槽長Ll的比例L2/L1大致相等、或者略小。換言之,優(yōu)選 地槽長L2對槽長L1的比例L2/L1與刃長W2對刃長W1的比例W2/W1相比大致相等、或者 稍大。 在以上說明的鉆頭的磨削加工方法中,作為第五工序的磨削加工副槽140的工 序,優(yōu)選地在作為第四工序的磨削加工另一條主槽130的工序之后進行。就其他工序而言, 即使改變順序也不存在任何障礙。 也可以增加在一條刃背123外周面的圓周方向中間部磨削加工凹槽150的第六工 序。該凹槽150相對于該刃背123的外周面向內側凹入且從該刃背123的尖端向中心軸線 CL方向基端側延伸。該凹槽150被磨削加工成具有與一條主槽130大致相等的螺旋角的右旋槽。由此,在一條刃背123中,位于一條主槽120的前緣120L側的第一刃背123a以及位 于另一條主槽130的跟部130H側的第二刃背123b夾著凹槽150在圓周方向上相互間隔地 形成。而且,凹槽150被磨削加工在與一條主槽120連接的刃背122和與副槽140連接的 刃背133的至少之一上。 另外,在上述磨削加工中使用的磨削磨石在各工序中沒有特別的限制。優(yōu)選地在 磨削加工一條主槽120的第三工序中使用的磨削磨石與在磨削加工另一條主槽130的第四 工序中使用的磨削磨石是通用的。另外,更優(yōu)選地以通用的磨石磨削加工副槽140及凹槽 150的至少之一。另外,在各工序的磨削加工中使用的磨削磨石沒有特別的限制,但是優(yōu)選 地在磨削加工一條主槽120的第三工序中使用的磨削磨石與在磨削加工另一條主槽130的 第四工序中使用的磨削磨石是通用的。而且,優(yōu)選地在第三工序及第四工序中使用的磨削 磨石與在磨削加工副槽的第五工序中使用的磨削磨石是通用的。特別優(yōu)選地在第三、第四、 第五以及第六工序中使用的磨削磨石是通用的。 以下對以上說明的鉆頭的各結構的作用以及功能進行說明。 在本鉆頭中,由于第一切削刃121為延伸至鉆頭本體110的外周端的切削刃,因而 可以對沒有底孔的被切削材料進行開孔加工。由于與該第一切削刃121連接的一條主槽 120的槽長L1比用該鉆頭加工的孔的深度大,因而由第一切削刃121產生的切屑可以順利 地排出到加工孔的外部。 第二切削刃131由于其旋轉軌跡被形成為與第一切削刃121的旋轉軌跡的內周側 部分重疊,因而鉆頭鉆入被切削材料時,第二切削刃131和第一切削刃121同時與被切削材 料接觸。由此,在本鉆頭中,開孔加工開始時的切削平衡與現有的單刃鉆頭相比大幅提高。 雖然第二切削刃131的刃長W2越大,使所述切削平衡提高的效果越顯著,但是除了保持切 削平衡以外還要考慮降低切削阻力,因而第二切削刃131的刃長W2為第一切削刃121的刃 長W1的10%以上和50%以下,優(yōu)選為40%以下,特別優(yōu)選為30%以下。
由于與第二切削刃131連接的另一條主槽130的槽長L2以及在另一條主槽130 的前緣設置的副槽140的槽長L3比一條主槽120的槽長Ll短,因而與現有的雙刃鉆頭相 比提高了鉆頭本體10的剛度,抑制了由切削阻力等載荷導致的鉆頭本體的彎曲。通過如以 上那樣改善切削平衡以及提高鉆頭本體的剛度,能夠提高加工孔的精度。
在本鉆頭中,由于另一條主槽130的槽長L2以及副槽140的槽長L3比一條主槽 120的槽長L1短,因而隨著開孔加工的進行,另一條主槽130以及副槽140將被加工孔的內 周壁面封閉。在這樣的狀況下,由第二切削刃131產生的切屑不能排到加工孔之外。但是, 由于比第一切削刃121的刃長度短的第二切削刃131產生的切屑的體積比另一條主槽130 以及副槽140的容積小,因而即使不排到加工孔之外,也可以滯留在另一條主槽130以及副 槽140中。因此,不會對第二切削刃131產生的切屑的排出性造成損害。而且,為了確保另 一條主槽130以及副槽140有足夠的容積容納切屑,優(yōu)選地另一條主槽130的槽長L2以及 副槽140的槽長L3至少在切削刃121的外徑以上。 而且,在該鉆頭中,由于第二切削刃131和與該第二切削刃131對應的第一切削刃 121的內周側區(qū)域處于關于鉆頭中心點對稱的關系,因而可以進一步改善本鉆頭鉆入被切 削材料時的切削平衡。 如圖所示,由于一條刃背123和另一條刃背133被形成為夾著鉆頭中心大致相對,因而這些刃背123U33與加工孔的內周壁面滑動接觸并對鉆頭本體110進行導向,由于可 以在圓周方向上均衡地獲得該導向作用,因此可以有效地抑制鉆頭的彎曲。而且,在另一條 刃背133的刃背寬度t2比一條刃背123的刃背寬度tl小的情況下,由于減少了另一條刃 背133與加工孔的內周壁面滑動接觸產生的摩擦阻力,因而可以減輕鉆頭本體110的載荷。 而且,刃背寬度大的一條刃背123配置在刃長長的第一切削刃121的鉆頭旋轉方向K的后 方側,可以相對于作用于第一切削刃121的比較大的切削阻力穩(wěn)定地支撐鉆頭本體110。
如圖8中作為變型例所例示的鉆頭,在一條刃背123外周面的圓周方向中間部設 置了將一條刃背123分割為第一刃背123a以及第二刃背123b的凹槽150的情況下,由于 這些刃背與加工孔的內周壁面滑動接觸的面積減少,因而可以降低施加到鉆頭的載荷。
如圖8所示,在被構成為另一條刃背133的至少一部分包含在與第一刃背123a以 及第二刃背123b所處的假想扇形(CL, Pl, P2)關于鉆頭中心點對稱的假想扇形(CL, Pl', P2')的區(qū)域內的情況下,具有如下的作用效果。即,第一刃背123a以及第二刃背123b和與 它們相對的另一條刃背133通過與加工孔的內周壁面的滑動接觸能夠使所受的載荷均衡, 因而進一步提高了開孔加工時的切削平衡。而且,第一刃背123a以及第二刃背123b以及 另一條刃背133在圓周方向上相互間隔地配置在三個位置上,通過3點支撐該鉆頭,能夠發(fā) 揮平衡性優(yōu)良的導向作用。因此,可以極大地提高抑制鉆頭本體iio彎曲的效果。
關于通過設置凹槽150來提高所述效果這一點,優(yōu)選地凹槽150的斜坡末端在中 心軸線CL方向上與一條主槽120的斜坡末端大致處于同等位置。但是,在鉆頭本體10的 剛度因設置凹槽150而顯著降低的情況下,優(yōu)選地凹槽150的斜坡末端與一條主槽120的 斜坡末端相比更靠尖端側。另外,凹槽150并不僅限于形成在刃背123外周面的圓周方向 中間部,也可以形成為與刃背123的鉆頭旋轉方向K后方側緣部連接。另外,也可以在另一 條刃背133上形成凹槽150。 如圖9所示,采用一條刃背123的至少一部分包含在與假想直線A成-3(T +30°的范圍內的結構時的效果如下。 一條刃背123在與切削刃121的走向大致垂直的方 向上支撐鉆頭本體IIO,因而通過作用在該方向上的切削阻力有效地抑制鉆頭本體110彎 曲。因此,按照這一點,優(yōu)選地一條刃背123的至少一部分處于與假想直線A成-3(T +30°的范圍。按照通過一條刃背123來提高對鉆頭本體110彎曲的抑制效果這一點,優(yōu) 選地,一條刃背123的至少一部分處于與假想直線A成-10。 +10°的范圍,更優(yōu)選地處 于-10° 0°的范圍。這種形式的刃背對于第二切削刃131也是適用的,但是,由于沿切 削刃方向的長度較長的第一切削刃121與第二切削刃131相比被作用有更大的切削阻力, 因而即使僅用于第一切削刃121也可以得到充分高的效果。
以下對于由本鉆頭的磨削加工方法得到的作用效果進行說明。
在本鉆頭的磨削加工方法的第一工序中,由于通過磨削加工刃部的尖端面112在 尖端面112形成尖端離隙面112a,因而可以防止尖端離隙面112a與被切削材料接觸。即使 尖端離隙面112a隨著開孔加工的進行而磨損,也可以抑制磨損幅度的激增。
在第二工序中,通過在刃部111的外周面113磨削加工一條主槽120,一條主槽 120的朝向鉆頭旋轉方向K前方側的壁面22和尖端離隙面112a的交匯棱線形成延伸至鉆 頭本體110的外周端的第一切削刃121。由此,通過形成延伸至鉆頭本體110的外周端的第 一切削刃121,可對沒有底孔的被切削材料進行開孔加工。由于與該第一切削刃121連接的
20一條主槽的槽長L1比用該鉆頭加工的孔的深度大,因而由第一切削刃121產生的切屑可以 順利地排到加工孔之外。 在第三工序中,夾著中心軸線CL在一條主槽120的相反側形成另一條主槽130,另 一條主槽130的槽長L2比一條主槽120的槽長Ll短。由此,另一條主槽130的朝向鉆頭 旋轉方向K前方側的壁面132與尖端離隙面112b的交匯棱線形成作為第二切削刃131基 礎的切削刃。另一條主槽的槽長L2比一條主槽的槽長L1短,因而與現有的雙刃鉆頭相比 提高了鉆頭本體110的剛度。 在第四工序中,通過向鉆頭旋轉方向K后方側切下作為上述基礎的切削刃的外周 部以及與該外周部連接的另一條主槽的壁面132來形成副槽140。通過該副槽140在除被 切下的所述外周部以外的內周側區(qū)域部分形成第二切削刃131,在該鉆頭鉆入被切削材料 時,第一切削刃121和第二切削刃131同時與被切削材料接觸。由此,與現有的單刃鉆頭相 比,開孔加工開始時的切削平衡大幅提高。 像這樣,通過提高鉆頭本體110的剛度以及提高切削平衡,可以提供一種提高加 工孔精度的鉆頭。 該第二切削刃131由于被形成為其旋轉軌跡與第一切削刃121的旋轉軌跡的內周 側部分重疊,因而鉆頭鉆入被切削材料時,第二切削刃131與第一切削刃121同時與被切削 材料接觸。由此,開孔加工開始時的切削平衡與現有的單刃鉆頭相比大幅提高。
由于另一條主槽的槽長L2比一條主槽的槽長L1短,因而可以提供一種與現有的 雙刃鉆頭相比鉆頭本體110的剛度提高了的鉆頭。 由于另一條主槽的槽長L2比一條主槽120的槽長Ll短,因而如果加工的孔的深 度大至一定程度,那么另一條主槽130將被加工孔的內周側壁面封閉。但是,通過另一條主 槽130的切屑是由刃長比第一切削刃121短的第二切削刃131產生的體積小的切屑。因此, 如果另一條主槽130的槽長L2比第一切削刃121的外徑大,那么另一條主槽130就可以確 保可容納由第二切削刃131產生的切屑的容積,不會損害切屑排出性。
在本鉆頭的磨削加工方法中,如果第三工序中使用的磨削磨石與第四工序中使用 的磨削磨石是通用的,那么可實現磨削磨石的集約。而且,如果第五以及第六工序中使用的 磨削磨石也是通用的,則可以進一步增大磨削磨石的集約效果。
第三實施方式
第三實施方式涉及的鉆頭如圖10以及圖11所示,具有沿作為鉆頭中心的中心軸 線CL延伸的鉆頭本體210。鉆頭本體210繞中心軸線CL旋轉。鉆頭本體210具有設置在 鉆頭本體210的尖端側的刃部211A、設置在基端側的柄部211B(圖中示出了一部分)、設置 在刃部211A以及柄部211B之間的錐狀段部211C。也可以省略錐狀段部211C,將刃部211A 和柄部211B直接連接。至少刃部211A由超硬合金、覆蓋硬質膜的超硬合金、金屬陶瓷、金 剛石燒結體、工具鋼、高速鋼等材料構成。 在刃部211A的外周面213形成從該刃部211A的尖端面212向基端側螺旋狀延伸 的兩條主槽220a、220b。在本實施方式中,各主槽220a、220b的垂直于軸線的截面形狀關 于鉆頭中心大致對稱,但是也可以不對稱。而且,各主槽220a、220b被形成為隨著從主槽 220a、220b的尖端緣向基端側靠近而向鉆頭旋轉方向K后方側螺旋的所謂右旋槽,其螺旋 角9被形成為處于33。 +56°的范圍。而且,關于主槽220a、220b的形式,對有無螺旋、螺旋的方向或者螺旋角沒有限制。 在刃部211A的尖端面212形成有關于鉆頭中心大致對稱的一對尖端離隙面212a、 212b。這些尖端離隙面212a、212b被形成為隨著向鉆頭旋轉方向K后方側靠近而向基端側 逐漸后退的圓錐面,以相對于被切削材料確保間隙。 各主槽220a、220b的朝向鉆頭旋轉方向K前方側的壁面222、232和前述尖端離隙 面212a、212b的交匯棱線分別形成延伸至鉆頭本體210的外周端的切削刃221、231。與切 削刃221、231連接的前述壁面222、232形成切削面。 尖端離隙面212a、212b由至少一個圓錐面或者至少一個平坦面構成,并具有離隙 角,以在開孔加工時不與被切削材料接觸。各尖端離隙面212a、212b相互交匯的棱線實際 上通過鉆頭本體的中心軸線CL,成為到達各主槽220a、220b的壁面的橫刃。各橫刃224、 234的外周端分別與切削刃221、231連接,從鉆頭中心到外周端構成切削刃。而且,也可以 橫刃修磨以削除各橫刃的一部分或全部。在該情況下在鉆頭中心部形成有由橫刃修磨的切 削刃。 如圖10所示的那樣,在與各主槽220a、220b的前緣220aL, 220bL連接的刃部211A 的外周面213形成有刃背223、233。刃背223、233的直徑與前述切削刃221、231的外徑大 致相等,可與加工孔的內周壁面滑動接觸。這里,所說的"切削刃221、231的外徑",是指考 慮了穿過切削刃221、231的外周端和中心軸線CL的鉆頭直徑的情況下該鉆頭的直徑。
刃背223、233的外周面的至少一部分處于與通過鉆頭中心且在與切削刃21的 走向大致垂直的方向上延伸的假想直線A所成的角度(以鉆頭旋轉方向K前方側為正) 為-30° +30°的范圍,優(yōu)選處于-10。 +10°的范圍,特別優(yōu)選處于-l(T 0°的范 圍。 圖12中例示的鉆頭為刃背形式改變了的變型例。該鉆頭在刃背223、233的外周 面的圓周方向中間部形成有凹槽250a、250b,該凹槽250a、250b由外周面向內側凹入且從 尖端離隙面212a、212b向基端側延伸。在由凹槽250a、250b在圓周方向上分割為兩部分的 刃背223a、223b以及233a、233b中,刃背223b、233b的至少之一的至少一部分處于與前述 假想直線A所成的角度為-30。 +30°的范圍。此時,優(yōu)選地配置在鉆頭旋轉方向K最后 方側的刃背處于前述范圍內。 而且,如圖12中圖示那樣,優(yōu)選地,在鉆頭本體210的圓周方向上間隔的多個刃背 223a、223b以及233a、233b中,配置在鉆頭旋轉方向K最后方側的刃背223b、233b的鉆頭旋 轉方向K后方的端部處于前述范圍內。在具有如圖10所示那樣未被分割的刃背223、233 的鉆頭中,刃背223、233的鉆頭旋轉方向K最后方的端部處于與前述假想直線A所成的角 度為-10° +10°的范圍,特別優(yōu)選處于-10° 0°的范圍。
以下對以上說明的鉆頭的各結構的作用以及功能進行說明。 在圖IO所示的鉆頭中,由于與兩條主槽220a、220b的前緣220aL、220bL連接的刃 背223、233的至少一部分處于與前述假想直線A所成的角度為-30。 +30°的范圍,且與 加工孔的內周壁面滑動接觸,具有支持及引導鉆頭本體210的功能,因而可以有效地抑制 由作用在與切削刃221、231的走向大致垂直的方向上的切削阻力所引起的鉆頭本體210的彎曲。 在所述刃背223、233的至少一部分處于與所述假想直線A所成的角度為_10° +10°的范圍,特別優(yōu)選地處于-10。 0°的范圍的情況下,限定了在鉆頭圓周方向上刃 背223、233和加工孔的內周壁面滑動接觸的范圍,滑動接觸引起的摩擦阻力降低。因此,既 能夠維持抑制鉆頭本體彎曲的效果,又可以抑制摩擦阻力對鉆頭本體作用的載荷以及加工 孔的內周壁面的表面性狀的惡化。因此,可進行高精度的開孔加工。 在圖12所示的鉆頭中,由于分割為兩部分的刃背223a、223b以及233a、233b中至 少之一的刃背223b、233b處于與前述假想直線A所成的角度為-30。 +30°的范圍內,因 而能夠發(fā)揮前述的抑制鉆頭本體10彎曲的效果。并且,由于通過設置凹槽250大幅降低了 由刃背和加工孔的內周壁面的滑動接觸導致的摩擦阻力,因而可以顯著提高加工孔的精度 以及加工孔的內周壁面的表面性狀。 按照通過設置凹槽250來提高前述的效果這一點,優(yōu)選地凹槽250的斜坡末端 (中心軸線CL方向基端側的凹槽250的終端位置)在中心軸線CL方向上處于與主槽220a、 220b的斜坡末端大致等同的位置。但是,在鉆頭本體210的剛度因設置凹槽250而顯著降 低的情況下,優(yōu)選地凹槽250的斜坡末端與主槽220的斜坡末端相比更靠向尖端側。另外, 凹槽250并不僅限于被形成于刃背223、233的外周面的圓周方向中間部,也可以形成為與 刃背223、233的外周面的鉆頭旋轉方向K后方側緣部連接。 而且,在該鉆頭中,由于配置在鉆頭旋轉方向K最后方側的刃背223b、233b的鉆頭 旋轉方向K后方的端部處于與前述假想直線A所成的角度為-30。 +30°的范圍內,因而 限定了刃背223b、233b與加工孔的內周壁面的滑動接觸的范圍,滑動接觸引起的鉆頭的載 荷降低。并且,與刃背223b、233b的鉆頭旋轉方向K后方側鄰接的主槽220a、220b的跟部 沒有過度地位于鉆頭旋轉方向K后方側,因而可以充分確保主槽220a、220b的容積,不會造 成切屑排出性能惡化。 在圖13 圖15所示的鉆頭為將本實施方式涉及的構成應用于單刃鉆頭的鉆頭。 另外,盡管圖13 圖15所示的鉆頭與圖1 圖4所示第一實施方式的鉆頭相同,但是為了 方便起見,這里重新進行說明。 如圖13及圖15所示,該鉆頭在刃部211A的外周面213形成有從刃部211A的尖 端面212向基端側螺旋狀延伸的兩條主槽220、230。與各主槽220、230的朝向鉆頭旋轉方 向K前方側的壁面222、232交匯的刃部211A的尖端面212形成具有離隙角且關于鉆頭中 心大致對稱的一對尖端離隙面212a、212b。如圖13所示,兩條主槽220、230中的一條主槽 220的朝向鉆頭旋轉方向K的壁面222和與其交匯的尖端離隙面12a的交匯棱線形成切削 刃221。該一條主槽220的槽長L1被適當地設定為比加工孔的深度更大。
另一條主槽230朝向鉆頭旋轉方向K的壁面232向鉆頭旋轉方向K后方側擴大。 即,在考慮將形成所述切削刃221的交匯棱線關于鉆頭中心旋轉180°而成的假想棱線(參 照圖1的21X)的情況下,壁面232和尖端離隙面212b的交匯棱線完全切去了假想棱線。因 此,壁面232和尖端離隙面212b的交匯棱線與切削刃221相比更退向基端側,成為不與被 切削材料接觸且不產生切削作用的非切削部231。 —對尖端離隙面212a、212b相互交叉的棱線形成大致從鉆頭中心向外周側延伸 的一對橫刃224、234。在一條主槽220側形成的橫刃224和切削刃221連接,從鉆頭中心到 鉆頭本體210的外周端形成切削刃。在另一條主槽230側僅形成從鉆頭中心至另一條主槽 230壁面的橫刃234,比橫刃234更外周側區(qū)域完全不形成切削刃。像這樣,由于另一條主
23槽230側具有切削作用的切削刃僅為橫刃234,因而另一條主槽230的槽長L2比一條主槽 220的槽長L1短。 在與一條主槽220的前緣220L連接的刃部211A的外周面213形成刃背(其中一 條刃背)223。刃背223與切削刃221的外徑大致相等,可與加工孔的內周壁面滑動接觸。 刃背223的外周面的至少一部分處于與在與切削刃221走向大致垂直的方向上延伸的假想 直線A所成的角度(以鉆頭旋轉方向K前方側為正)為-30° +30°的范圍,優(yōu)選地處 于-10° +10°的范圍,特別優(yōu)選地處于-10° 0°的范圍。在與另一條主槽230的前緣 230L連接的刃部211A的外周面213也形成與所述刃背223同樣地可與加工孔的內周壁面 滑動接觸的刃背(另一條刃背)233。在畫出通過一條刃背223外周面的圓周方向二等分點 和鉆頭中心的假想直線時,優(yōu)選地另一條刃背233的外周面被形成為與假想直線交匯。換 言之,優(yōu)選地兩條刃背223、233處于夾著鉆頭中心相對的關系。 圖14所示的單刃鉆頭為將圖13所示的單刃鉆頭的刃背形式進行變更后的鉆頭。 該單刃鉆頭在一條刃背223的外周面的圓周方向中間部形成了凹槽250。被凹槽250在圓 周方向上分割為兩部分的刃背223a、223b中至少之一的刃背的至少一部分處于與前述假 想直線A所成的角度為-30。 +30°的范圍內,更優(yōu)選地處于-10。 +10°的范圍內,特 別優(yōu)選地處于-10。 0°的范圍內。此時,優(yōu)選地配置在鉆頭旋轉方向K最后方側的刃背 223b處于前述范圍內。而且,配置在鉆頭旋轉方向K最后方側的刃背223b的鉆頭旋轉方向 K后方的端部處于前述范圍內。 而且,刃背223也可以被形成為遍布與主槽220的前緣連接的刃部的整個外周面 213。此時,也可以使刃背223的外周面的至少一部分處于前述范圍內。特別優(yōu)選地使所述 刃背223的鉆頭旋轉方向K后方的端部處于前述范圍內。所述被分割為兩部分的刃背223a、 223b以及與另一條主槽230的前緣連接的刃背233相互間隔開并分別配置在鉆頭外周的3 個位置上。 以下對圖13 圖15所示的單刃鉆頭的各結構的作用及功能進行說明。 在圖13所示的單刃鉆頭中,切削刃221側的一條刃背223的至少一部分處于與前
述假想直線A所成的角度為-30。 +30°的范圍內,與加工孔的內周壁面滑動接觸并具有
支撐及引導鉆頭本體210的功能。因此,可以有效地抑制由作用在與切削刃221所沿方向
大致垂直的方向上的切削阻力引起的鉆頭本體210的彎曲。由于切削刃221以及主槽220、
230的軸直角截面形狀為非對稱的,因而在易于產生鉆頭本體210彎曲的單刃鉆頭中,對于
抑制彎曲可以發(fā)揮顯著的效果。 在一條刃背223的至少一部分處于與前述假想直線A所成的角度為-10° +10°的范圍,特別優(yōu)選地處于-10。 0°的范圍內的情況下,進一步限定了在鉆頭圓周 方向上刃背223和加工孔的內周壁面滑動接觸的范圍,支撐和引導鉆頭本體210的作用變 得顯著,同時刃背和加工孔的內周壁面的滑動接觸引起的摩擦阻力降低。由此,可以抑制鉆 頭本體210的彎曲以及內周壁面的表面性狀的惡化。因此,可進行高精度的開孔加工。
在畫出通過一條刃背223外周面的圓周方向二等分點和鉆頭中心的假想直線(參 照圖1的B)時,通過將另一條刃背233的外周面形成為與該假想直線交叉,兩刃背223、233 被配置成夾著鉆頭中心大致相對。因此,這些刃背223、233與加工孔的內周壁面滑動接觸 并對鉆頭本體210進行導向,由于可以在圓周方向上均衡地獲得該導向作用,因而可以有
24效地抑制鉆頭的彎曲。 如圖14所示,由于被凹槽250分割為兩部分的刃背中至少之一的刃背223b處于 與前述假想直線A所成的角度為-3(T +30°的范圍內,因而發(fā)揮前述的抑制鉆頭本體 210彎曲的效果。并且,由于通過設置凹槽250可以大幅降低刃背和加工孔的內周壁面的滑 動接觸導致的摩擦阻力,因而可以顯著提高加工孔的精度以及加工孔的內周壁面的表面性 狀。并且,被分割為兩部分的刃背223a、223b以及另一條刃背233在圓周方向上相互間隔 地配置在三個位置上,通過3點支撐該鉆頭,能夠發(fā)揮平衡性優(yōu)良的導向作用。因此,可以 極大地提高抑制鉆頭本體210彎曲的效果。 按照通過設置凹槽250來提高前述的效果這一點,優(yōu)選地凹槽250的斜坡末端在 中心軸線CL方向上處于與一條主槽220的斜坡末端大致等同的位置。但是,在鉆頭本體IO 的剛度因設置凹槽250而顯著降低的情況下,優(yōu)選地凹槽250的斜坡末端與一條主槽220 的斜坡末端相比更位于尖端側。另外,凹槽250并不僅限于形成于刃背223的外周面的圓 周方向中間部,也可以被形成為與鉆頭旋轉方向K后方側緣部連接。另外,也可以在另一條 刃背233形成凹槽250。 而且,在該鉆頭中,由于配置在鉆頭旋轉方向K最后方側的刃背223b的鉆頭旋轉
方向K后方的端部處于與前述假想直線A所成的角度為-30。 +30°的范圍內,更優(yōu)選地
處于-10° +10°的范圍內,特別優(yōu)選地處于-10° 0°的范圍內,因而限定了刃背223b
與加工孔的內周壁面滑動接觸的范圍,滑動接觸引起的鉆頭的載荷降低。 以上參照示例性實施方式對本發(fā)明進行了說明,但是應當理解,本發(fā)明并不僅限
于上述示例性實施方式。本申請的根據權利要求應給予最廣泛的解釋以包括所有的變型和
等效的結構和功能。
2權利要求
一種鉆頭,包括鉆頭本體,沿作為鉆頭中心的中心軸線延伸;兩條主槽,設置在作為所述鉆頭本體的尖端側部分的刃部的外周面上,且從所述刃部的尖端面向基端側延伸;尖端離隙面,形成于所述刃部的尖端面上,且形成為夾著鉆頭中心的一對;切削刃,形成于所述兩條主槽中的一條主槽朝向鉆頭旋轉方向前方側的壁面與所述尖端離隙面的交匯棱線上,并延伸至所述鉆頭本體的外周端;非切削部,形成于另一條主槽朝向鉆頭旋轉方向前方側的壁面與所述尖端離隙面的交匯棱線上,所述非切削部繞所述中心軸線的旋轉軌跡與所述切削刃相比更退向所述中心軸線方向基端側,且不與被切削材料接觸,所述另一條主槽的槽長比所述一條主槽的槽長短;刃背,形成于與所述一條主槽以及另一條主槽的外周緣連接的所述刃部的外周面上,與所述切削刃的外徑大致相等且能夠與加工孔的內周壁面滑動接觸。
2. 根據權利要求1所述的鉆頭,從所述鉆頭本體的尖端看,與所述一條主槽的前緣連 接的一條刃背的至少一部分處于與通過鉆頭中心且在與所述切削刃的走向大致垂直的方 向上延伸的假想直線所成的角度為-30。 +30°的范圍內,其中以鉆頭旋轉方向上的前 方側為正。
3. 根據權利要求1所述的鉆頭,在與所述一條主槽的前緣連接的一條刃背和與所述另 一條主槽的前緣連接的另一條刃背中至少之一的圓周方向中間部形成有凹槽,所述凹槽相 對于該刃背的外周面向內側凹入,且從該刃背的尖端向所述中心軸線方向基端側延伸。
4. 根據權利要求3所述的鉆頭,所述凹槽的槽長比所述一條主槽的槽長短。
5. 權利要求1 4中任一項所述的鉆頭的磨削加工方法,包括第一工序,在所述刃部的外周面磨削加工刃背,所述刃背與所述切削刃的外徑大致相 等且能夠與加工孔的內周壁面滑動接觸;第二工序,在所述刃部的尖端面磨削加工尖端離隙面,所述尖端離隙面形成為夾著鉆 頭中心的一對;第三工序,在所述刃部的外周面磨削加工從所述尖端離隙面向基端側延伸的一條主 槽,所述一條主槽朝向鉆頭旋轉方向的前方側的壁面與所述尖端離隙面的交匯棱線形成延 伸至所述鉆頭本體的外周端的切削刃;第四工序,在所述刃部的外周面磨削加工從所述尖端離隙面向基端側延伸的另一條主 槽,且該另一條主槽的槽長比所述一條主槽的槽長短,所述另一條主槽朝向鉆頭旋轉方向 的前方側的壁面與所述尖端離隙面的交匯棱線形成非切削部,所述非切削部繞所述中心軸 線的旋轉軌跡與所述切削刃相比更退向所述中心軸線方向基端側,從而不與被切削材料接 觸。
6. 根據權利要求5所述的鉆頭的磨削加工方法,包括第五工序,在該工序中,在與所述 一條主槽的前緣連接的一條刃背和與所述另一條主槽的前緣連接的另一條刃背中至少之 一的圓周方向中間部磨削加工凹槽,所述凹槽相對于該刃背的外周面向內側凹入,且從該 刃背的尖端向所述中心軸線方向基端側延伸。
7. 根據權利要求5所述的鉆頭的磨削加工方法,其中所述第三工序以及第四工序的磨削加工中使用的各磨削磨石是相同的。
8. 根據權利要求6所述的鉆頭的磨削加工方法,其中在所述第三、第四以及第五工序 的磨削加工中使用的所有磨削磨石是相同的。
9. 鉆頭,包括鉆頭本體,沿作為鉆頭中心的中心軸線延伸;兩條主槽,設置在作為所述鉆頭本體的尖端側部分的刃部的外周面上,且從所述刃部 的尖端面向基端側延伸;尖端離隙面,形成于所述刃部的尖端面上,且形成為夾著鉆頭中心的一對;第一切削刃,形成于所述兩條主槽中的一條主槽朝向鉆頭旋轉方向的前方側的壁面與 所述尖端離隙面的交匯棱線上,并延伸至所述鉆頭本體的外周端;第二切削刃,形成于除由副槽形成的非切削部以外的內周側區(qū)域,其中通過在鉆頭旋 轉方向后方側切下所述另一條主槽朝向鉆頭旋轉方向前方側的壁面與所述刃部的尖端面 的交匯棱線的外周部以及與該外周部連接的所述壁面,來形成所述副槽,所述另一條主槽 的槽長比所述一條主槽的槽長短
10. 根據權利要求9所述的鉆頭,其中所述第二切削刃和與所述第二切削刃對應的所 述第一切削刃的內周側區(qū)域以鉆頭中心為基準處于點對稱的關系。
11. 根據權利要求9所述的鉆頭,其中在與所述一條主槽的前緣連接的外周面、以及與 所述副槽和另一條主槽至少之一的前緣連接的外周面中的至少之一上形成有能夠與加工 孔的內周壁面滑動接觸的刃背,在該刃背的外周面的圓周方向中間部形成有凹槽,所述凹 槽相對于該外周面向內側凹入且從該刃背的尖端向所述中心軸線方向基端側延伸。
12. 根據權利要求11所述的鉆頭,其中所述凹槽的槽長比所述一條主槽的槽長短。
13. 根據權利要求9所述的鉆頭,其中從所述鉆頭本體的尖端看,在與所述一條主槽的 前緣連接的外周面形成有能夠與加工孔的內周壁面滑動接觸的刃背,所述刃背的至少一部 分處于與通過鉆頭中心且在與所述切削刃的走向大致垂直的方向上延伸的假想直線所成 的角度為-30° +30°的范圍內,其中以鉆頭旋轉方向上的前方側為正。
14. 權利要求9 13中任一項所述的鉆頭的磨削加工方法,包括 第一工序,通過將所述刃部的外周面磨削加工成具有與所述鉆頭的切削刃外徑大致相等的外徑來形成能夠與加工孔的內周壁面滑動接觸的刃背;第二工序,通過磨削加工所述刃部的尖端面,在所述尖端面形成具有規(guī)定的離隙角的 尖端離隙面;第三工序,通過在所述刃部的外周面磨削加工從所述尖端離隙面向基端側延伸的一條 主槽,以在所述一條主槽朝向鉆頭旋轉方向前方側的壁面和所述尖端離隙面的交匯棱線處 形成延伸至所述鉆頭本體的外周端的第一切削刃;第四工序,通過在所述刃部的外周面磨削加工從所述尖端離隙面向基端側延伸的另一 條主槽,以在另一條主槽朝向鉆頭旋轉方向前方側的壁面與所述尖端離隙面的交匯棱線的 至少內周側區(qū)域形成第二切削刃,其中所述另一條主槽的槽長比所述一條主槽的槽長短;第五工序,通過磨削加工副槽,以在比所述第二切削刃更靠外的外周側區(qū)域形成非切 削部,其中通過在鉆頭旋轉方向的后方側切下除所述交匯棱線的至少內周側區(qū)域以外的外 周部以及與所述外周部連接的、所述另一條主槽朝向鉆頭旋轉方向前方側的壁面的外周部,來形成所述副槽。
15. 根據權利要求14所述的鉆頭的磨削加工方法,包括第六工序,在該工序中,在與所 述一條主槽的前緣連接的一條刃背、和與所述副槽和另一條主槽中至少之一的前緣連接的 另一條刃背中的至少之一的圓周方向中間部磨削加工凹槽,所述凹槽相對于該刃背的外周 面向內側凹入且從該刃背的尖端向所述中心軸線方向上的基端側延伸。
16. 根據權利要求14所述的鉆頭的磨削加工方法,在所述第三以及第四工序的磨削加 工中使用的各磨削磨石是相同的。
17. 根據權利要求14所述的鉆頭的磨削加工方法,在所述第四以及第五工序的磨削加 工中使用的所有磨削磨石是相同的。
18. 根據權利要求15所述的鉆頭的磨削加工方法,在所述第四、第五以及第六工序的 磨削加工中使用的所有磨削磨石是相同的。
19. 鉆頭,包括鉆頭本體,沿作為鉆頭中心的中心軸線延伸;一條或者兩條以上的主槽,設置在作為所述鉆頭本體尖端側部分的刃部的外周面上, 且從形成于所述刃部的尖端面的尖端離隙面向基端側延伸;切削刃,形成于所述主槽中至少一條主槽朝向鉆頭旋轉方向前方側的壁面與所述尖端 離隙面的交匯棱線處,并延伸至所述鉆頭本體的外周端;至少一條刃背,形成于與所述至少一條主槽的前緣連接的外周面上,且能夠與加工孔 的內周壁面滑動接觸,其中所述刃背的至少一部分處于與通過鉆頭中心且在與所述切削刃走向大致垂直的 方向上延伸的假想直線所成的角度為-30° +30°的范圍內,其中以鉆頭旋轉方向上的 前方側為正。
20. 根據權利要求19所述的鉆頭,其中在所述刃背的外周面的圓周方向中間部形成至 少一條凹槽,所述凹槽從所述外周面向內側凹入且從所述尖端離隙面向基端側延伸,被所 述凹槽分隔的刃背中至少之一的刃背處于與所述假想直線所成的角度為-30° +30°的 范圍內。
21. 根據權利要求19所述的鉆頭,其中配置在鉆頭旋轉方向最后側的刃背的鉆頭旋轉 方向后端處于與所述假想直線所成的角度為-30° +30°的范圍內。
22. 根據權利要求21所述的鉆頭,其中配置在鉆頭旋轉方向最后側的刃背的鉆頭旋轉 方向后端處于與所述假想直線所成的角度為-10。 +10°的范圍內。
23. 根據權利要求21所述的鉆頭,其中配置在鉆頭旋轉方向最后側的刃背的鉆頭旋轉 方向后端處于與所述假想直線所成的角度為-10。 0°的范圍內。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鉆頭及其磨削加工方法。在鉆頭本體(10)的刃部(11A)的外周面(13)上,從刃部的尖端面(12)中成對地形成的尖端離隙面(12a、12b)向基端側延伸設置有兩條主槽(20、30)。一條主槽的朝向鉆頭旋轉方向(K)前方側的壁面(22)和尖端離隙面(12a)的交匯棱線形成延伸至鉆頭本體的外周端的切削刃(21)。比該一條主槽的槽長短的另一條主槽的朝向鉆頭旋轉方向K前方側的壁面(32)和所述尖端離隙面(12b)的交匯棱線形成非切削部(31)。非切削部(31)比切削刃(21)更退向基端側、不與被切削材料接觸。在與一條主槽及另一條主槽的外周緣連接的刃部的外周面(13)形成可與加工孔的內周壁面滑動接觸的刃背(23、33)。
文檔編號B24B3/26GK101780553SQ200910178889
公開日2010年7月21日 申請日期2009年9月30日 優(yōu)先權日2009年1月15日
發(fā)明者望月學, 西登志和, 香月崇 申請人:株式會社鎢鈦合金