钻头及钻头头部制造技术

本发明专利技术的钻头具备：绕轴线旋转的钻头主体；形成于钻头主体的外周的排屑槽(2)；及形成于排屑槽(2)与钻头主体的前端面之间的交差棱线部的前端刃(7)，前端刃(7)具有：第1前端刃(21)，随着朝向径向外侧而朝向轴线方向的基端侧延伸；及第2前端刃(22)，配置于第1前端刃(21)的径向外侧，第2前端刃(22)随着朝向径向外侧而朝向轴线方向的前端侧延伸或与轴线垂直地延伸，第2前端刃(22)的径向的内端相对于第1前端刃(21)的径向的外端，配置于轴线方向的基端侧，第2前端刃(22)的径向的外端配置于使第1前端刃(21)朝向径向外侧延伸的虚拟延长线(VL)上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】钻头及钻头头部
本专利技术涉及一种钻头及钻头头部，所述钻头对例如CFRP(碳纤维强化树脂)或在该CFRP层叠钛或铝等的金属板而成的复合材料等工件材料进行钻孔加工；所述钻头头部可装卸地安装于可转位刀片式钻头的工具主体的前端部或通过钎焊等以固定状态安装于工具主体的前端部。本申请主张基于2014年9月26日在日本申请的专利申请2014-197097号、2015年7月30日在日本申请的专利申请2015-150810号及2015年9月24日在日本申请的专利申请2015-187316号的优先权，并将其内容援用于此。
技术介绍
以往，对例如用于飞机部件等的CFRP(碳纤维强化树脂)或在该CFRP层叠钛或铝等的金属板而成的复合材料等工件材料进行利用钻头的钻孔加工。这种工件材料中，钻孔加工时由于从钻头传导的推力载荷(从钻头朝向钻头传送方向作用于工件材料的力)，易在加工孔的内周产生纤维层的层间剥离(脱层)。并且，有时会产生纤维的切割残留或伸展性的冲压毛刺、晶须等(以下，省略为毛刺等)。作为用于消除这种问题的钻头，例如已知有下述专利文献1～5中记载的钻头。专利文献1中记载的钻头通过将前端角设定得较小，即设为70～100°，减少了推力载荷。关于专利文献2、3中记载的钻头，钻头侧面观察中，前端部形成为尖锐的锐角，切削刃的前端角随着从前端朝向基端侧，以逐渐或阶段性地变小的方式发生变化，从而减少推力载荷。专利文献4中记载的钻头中，在钻头前端部形成有沿钻头轴线方向相邻的小径部与大径部，首先由小径部对工件材料进行钻孔加工(粗加工)之后，大径部切入工件材料，对加工孔的内周进行精加工。即，即使在由于小径部的钻孔加工而产生层间剥离或毛刺等不良情况时，之后切入的大径部也会对连同产生所述不良情况的每个部分的加工孔的内周进行切除。专利文献5中记载的钻头为所谓的蜡烛型钻头，切削刃(前端刃)的径向外侧的端部形成为朝向钻头前端侧突出，并且该端部锋利地切入加工孔的内周，抑制产生层间剥离或毛刺等。专利文献1：美国专利申请公开第2008/0019787号说明书专利文献2：日本专利第5087744号公报专利文献3：日本专利第5258677号公报专利文献4：日本专利公开2014-34079号公报专利文献5：美国专利第8540463号说明书然而，上述以往的钻头中，存在下述课题。专利文献1～3的钻头虽然能够在钻孔加工时减少推力载荷来抑制层间剥离，但径向载荷相应地较高。即，向径向扩张工件材料的加工孔的同时进行钻孔加工，因此加工后产生加工孔的缩径现象(回弹)，很难确保孔加工精度。具体而言，利用钻头进行钻孔加工时，向径向外侧按压加工孔的内周而使其弹性变形，加工后加工孔的内周恢复变形，导致孔径比所期待的孔径更小，无法确保内径精度。并且，由于切削刃的刃长较长，因此钻孔加工时的切削阻力较大。而且，由于切削刃的钻头轴线方向的长度较长，因此钻孔加工时的冲程(钻头传送方向的加工长度)较长，对加工效率(生产率)带来影响。专利文献4的钻头中，沿钻头的轴线方向排列配置有小径部与大径部，因此钻孔加工时的冲程较长，对加工效率(生产率)带来影响。并且，小径部的钻头轴线方向的长度较短，因此无法充分确保重磨量，工具寿命较短。专利文献5的钻头形成为切削刃(前端刃)的径向外侧的端部相对于该端部以外的部位向钻头前端侧突出，因此切削阻力较大程度地作用于该端部，易产生磨损和缺损。
技术实现思路
本专利技术是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供一种钻头及钻头头部，其能够提高穿设于工件材料的加工孔的内周的品质及内径精度，能够抑制钻孔加工时的切削阻力并提高加工效率，能够抑制切削刃的磨损和缺损，能够充分确保重磨量，从而能够延长工具寿命。为了解决这种课题，并实现所述目的，本专利技术提出以下方法。即，本专利技术的钻头具备：钻头主体，绕轴线旋转；排屑槽，形成于所述钻头主体的外周，且沿着所述轴线方向从前端朝向基端侧延伸；及前端刃，形成于所述排屑槽的朝向钻头旋转方向的壁面与所述钻头主体的前端面之间的交差棱线部，所述前端刃具有：第1前端刃，随着朝向与所述轴线正交的径向外侧而朝向所述轴线方向的基端侧延伸；及第2前端刃，配置于所述第1前端刃的所述径向外侧，所述第2前端刃随着朝向所述径向外侧而朝向所述轴线方向的前端侧延伸或与所述轴线垂直地延伸，所述第2前端刃的所述径向的内端相对于所述第1前端刃的所述径向的外端，配置于所述轴线方向的基端侧，所述第2前端刃的所述径向的外端配置于使所述第1前端刃朝向所述径向外侧延伸的虚拟延长线上。并且，本专利技术为一种安装于工具主体的前端部的钻头头部，其具备：头部主体，与所述工具主体一同绕轴线旋转；排屑槽，形成于所述头部主体的外周，且沿着所述轴线方向从前端朝向基端侧延伸；及前端刃，形成于所述排屑槽的朝向钻头旋转方向的壁面与所述头部主体的前端面之间的交差棱线部，所述前端刃具有：第1前端刃，随着朝向与所述轴线正交的径向外侧而朝向所述轴线方向的基端侧延伸；及第2前端刃，配置于所述第1前端刃的所述径向外侧，所述第2前端刃随着朝向所述径向外侧而朝向所述轴线方向的前端侧延伸或与所述轴线垂直地延伸，所述第2前端刃的所述径向的内端相对于所述第1前端刃的所述径向的外端，配置于所述轴线方向的基端侧，所述第2前端刃的所述径向的外端配置于使所述第1前端刃朝向所述径向外侧延伸的虚拟延长线上。根据本专利技术的钻头及钻头头部，位于钻头的前端面的前端刃具备第1前端刃及配置于该第1前端刃的径向外侧的第2前端刃。具体而言，第1前端刃随着朝向径向外侧而朝向轴线方向的基端侧倾斜，而第2前端刃随着朝向径向外侧而朝向轴线方向的前端侧倾斜或者与轴线垂直地延伸。并且，第2前端刃的径向的内端配置于比第1前端刃的径向的外端更靠轴线方向的基端侧，第2前端刃的径向的外端位于使第1前端刃向径向外侧延伸的虚拟延长线上，因此发挥下述作用效果。即，前端刃分别具备在钻头前端位于径向内侧的第1前端刃及位于径向外侧的第2前端刃，因此第1前端刃对工件材料进行钻孔加工时产生的推力载荷(从钻头朝向钻头传送方向作用于工件材料的力)作用于工件材料中位于比加工孔的内周(在此所说的内周是指加工后成为加工孔的内周的预定部，以下，称为内周预定部)更靠径向内侧的部分，防止该推力载荷向钻头外周部(工件材料中为加工孔的内周预定部)传导。详细而言，在钻孔加工时作用于工件材料的推力载荷通常在钻头前端的径向内侧的部分(包括轴线的径向的中央部附近)易变大，且以往的钻头中，从钻头前端的中央部附近作用于工件材料的推力载荷传导至加工孔的内周预定部，由此易产生层间剥离。另一方面，根据本专利技术，通过将第1、第2前端刃互相分离，防止从钻头前端的中央部附近作用于工件材料的推力载荷传导至加工孔的内周预定部，因此能够抑制在加工后的加工孔的内周产生层间剥离。并且，通过分别形成第1、第2前端刃来抑制了层间剥离，因此无需如以往的钻头那样为了抑制层间剥离而将钻头的前端角设定为较小或将前端部形成为尖锐的锐角，因此根据本专利技术，能够将前端刃的刃长限制为较短。由此，能够抑制钻孔加工时的切削阻力。并且，能够将前端刃的轴线方向的长度限制为较小，并能够将钻孔加工时的冲程(钻头传送方向的加工长度)抑制为较小，从而提高加工效率(生产率)。但是，钻孔加工时，从第1、第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钻头，其具备：钻头主体，绕轴线旋转；排屑槽，形成于所述钻头主体的外周，且沿着所述轴线方向从前端朝向基端侧延伸；及前端刃，形成于所述排屑槽的朝向钻头旋转方向的壁面与所述钻头主体的前端面之间的交差棱线部，所述前端刃具有：第1前端刃，随着朝向与所述轴线正交的径向外侧而朝向所述轴线方向的基端侧延伸；及第2前端刃，配置于所述第1前端刃的所述径向外侧，所述第2前端刃随着朝向所述径向外侧而朝向所述轴线方向的前端侧延伸或与所述轴线垂直地延伸，所述第2前端刃的所述径向的内端相对于所述第1前端刃的所述径向的外端，配置于所述轴线方向的基端侧，所述第2前端刃的所述径向的外端配置于使所述第1前端刃朝向所述径向外侧延伸的虚拟延长线上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.26 JP 2014-197097;2015.07.30 JP 2015-150811.一种钻头，其具备：钻头主体，绕轴线旋转；排屑槽，形成于所述钻头主体的外周，且沿着所述轴线方向从前端朝向基端侧延伸；及前端刃，形成于所述排屑槽的朝向钻头旋转方向的壁面与所述钻头主体的前端面之间的交差棱线部，所述前端刃具有：第1前端刃，随着朝向与所述轴线正交的径向外侧而朝向所述轴线方向的基端侧延伸；及第2前端刃，配置于所述第1前端刃的所述径向外侧，所述第2前端刃随着朝向所述径向外侧而朝向所述轴线方向的前端侧延伸或与所述轴线垂直地延伸，所述第2前端刃的所述径向的内端相对于所述第1前端刃的所述径向的外端，配置于所述轴线方向的基端侧，所述第2前端刃的所述径向的外端配置于使所述第1前端刃朝向所述径向外侧延伸的虚拟延长线上。2.根据权利要求1所述的钻头，其中，所述前端刃具有配置于所述第2前端刃的所述径向外侧的第3前端刃，所述第3前端刃沿着所述虚拟延长线延伸。3.根据权利要求1或2所述的钻头，其中，所述第2前端刃的所述径向的内端相对于所述第1前端刃的所述径向的外端，配置于所述径向内侧或所述径向的同一位置。4.根据权利要求3所述的钻头，其中，形成有连结所述第1前端刃的所述径向的外端与所述第2前端刃的所述径向的内端的棱线，从所述径向，侧面观察所述钻头主体时，形成于所述轴线与所述棱线之间的角度θ1为10°以下。5.根据权利要求1或2所述的钻头，其中，所述第2前端刃的所述径向的内端相对于所述第1前端刃的所述径向的外端，配置于所述径向外侧，所述前端刃具有第4前端刃，所述第4前端刃连结所述第1前端刃的所述径向的外端与所述第2前端刃的所述径向的内端，并且随着朝向所述径向外侧而朝向所述轴线方向的基端侧延伸。6.根据权利要求5所述的钻头，其中，从所述径向，侧面观察所述钻头主体时，形成于所述轴线与所述第4前端刃之间的角度θ2为30°以下。7.根据权利要求1至6中任一项所述的钻头，其中，从所述径向，侧面观察所述钻头主体时，该钻头的前端角α为100°以上且170°以下，所述前端角α相当于形成于所述第1前端刃与所述轴线之间的锐角角度的两倍。8.根据权利要求1至7中任一项所述的钻头，其中，将使所述前端刃沿绕所述轴线的圆周方向旋转而得到的旋转轨迹的直径作为φD，所述第2前端刃的所述径向的外端配置于自所述前端刃的所述径向的外端起φD×10％以下的范围内。9.根据权利要求1至8中任一项所述的钻头，其中，将使所述前端刃沿绕所述轴线的圆周方向旋转而得到的旋转轨迹的直径作为φD，所述第1前端刃的所述径向的外端配置于自所述前端刃的所述径向的外端起φD×25％以下的范围内。10.根据权利要求1至9中任一项所述的钻头，其中，从所述径向，侧面观察所述钻头主体时，形成于与所述轴线垂直的虚拟平面和所述第2前端刃之间的角度β为25°以下。11.根据权利要求1至10中任一项所述的钻头，其中，在所述排...

【专利技术属性】
技术研发人员：马渕雅行，成毛康一郎，高桥宗平，日比贵大，山本匡，柳田一也，
申请(专利权)人：三菱综合材料株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP