两刃双刃带钻头 |
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| 申请号 | CN201380056371.5 | 申请日 | 2013-10-08 | 公开(公告)号 | CN104755211B | 公开(公告)日 | 2017-10-13 |
| 申请人 | 住友电工硬质合金株式会社; | 发明人 | 佐藤佳司; 栗塚和昌; 神代政章; | ||||
| 摘要 | 本 发明 解决了如何能尽可能地缩短从两刃双刃带 钻头 的主刃带到副刃带的轴向距离并且将主刃带和副刃带之间的间隔保持在理想范围内的问题。设置在刃瓣(5)的外周上的主刃带(6)和相应的副刃带(7)之间的间隔(θ)设定为80°到100°。 后刀面 (8)由同为平面的第二后刀面(8a)和第三后刀面(8b)构成。另外，在端部的中心部分形成有包括修磨横刃表面(4a)的修磨横刃部分(4)，修磨横刃表面(4a)在钻头的前视图中具有沿着钻头旋转方向凸出的圆弧，并且修磨横刃表面(4a)的径向外端沿着钻头旋转方向布置在副刃带(7)的前端后方并延伸到刃瓣(5)的外周。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种两刃双刃带钻头，包括位于两个刃瓣的每一者处的主刃带和副刃带，所述两刃双刃带钻头包括： |
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| 说明书全文 | 两刃双刃带钻头技术领域[0001] 本发明涉及一种包括位于两个刃瓣的每一者处的主刃带和副刃带的两刃钻头，本发明具体涉及一种在刃带最大限度地提供导向效果的同时使从每个主刃带到相应副刃带的轴向距离缩短的两刃双刃带钻头。 背景技术[0002] 前述的两刃双刃带钻头是理想的钻头，其中，为了通过刃带最大限度地提供导向功能，等间隔(90°间隔)地布置主刃带和副刃带，并且主刃带到相应副刃带的距离(从主刃带到相应副刃带的后退量)短。 [0004] 当进行X型修磨横刃处理时会切削每个副刃带的端部，因此，这将会延长从主刃带到相应副刃带的轴向距离。在这种钻头中，延迟了副刃带进入钻孔的时间，因此，直到副刃带进入钻孔之前，导向是由使用主刃带的两点支撑进行的。因此，例如在使用这种钻头进行高进给量的钻进时，形成钻孔的初始阶段的导向会变得不稳定，从而难以提高孔的钻进精度。 [0006] 引用列表 [0007] 专利文献 [0008] PTL 1：日本未经审查的专利申请公开No.2000-263307 发明内容[0009] 技术问题 [0010] 如PTL 1中的图1所示，根据PTL 1的钻头的修磨横刃表面具有不延伸到相应刃瓣的外周的特殊形状，这种钻头允许在不导致每个副刃带的端部的位置后退的情况下，每个主刃带(第一刃带)与相应副刃带(第二刃带)布置成彼此隔开大致90°。 [0011] 但是，如PTL 1中的图3所示，钻头的修磨横刃表面在不导致每个副刃带的端部位置后退的情况下延伸到相应刃瓣的外周，这种钻头尚未实现使得主刃带与相应副刃带之间的间隔接近90°。 [0012] 如PTL 1中的图1所示，具有不延伸到刃瓣外周的特殊形状的修磨横刃部分使得修磨横刃部分所形成的容屑槽狭窄。因此，使用旋转中心部分的切削刃进行切削操作所产生的切屑容易发生阻塞，因此难以期望切屑被顺畅地引导至螺旋容屑槽。此外，具有这种形状的修磨横刃部分的表面容易受到机加工的限制。 [0013] 此外，在PTL 1中描述的钻头中，假定各后刀面是锥形面，因此没有考虑进一步减小从主刃带到相应副刃带的轴向距离。 [0014] 本发明的目的是提供一种两刃双刃带钻头，在修磨横刃表面延伸到刃瓣的外周时，这种两刃双刃带钻头可以尽可能地缩短从主刃带沿着轴向到达副刃带的距离，并且将主刃带和副刃带之间的间隔保持在理想范围内。 [0015] 解决方案 [0016] 为此，本发明的提供一种两刃双刃带钻头，包括位于两个刃瓣的每一者处的主刃带和副刃带，所述主刃带沿导向刃(leading edge)设置，所述副刃带布置在后刃附近。所述两刃双刃带钻头具有以下结构。 [0017] 即，每个所述刃瓣处的所述主刃带和所述副刃带之间的间隔设定为80°到100°，位于端部的后刀面均包括平坦的第二后刀面和平坦的第三后刀面，在所述端部的中心部分形成有修磨横刃部分(R型修磨横刃)，所述修磨横刃部分包括修磨横刃表面，所述修磨横刃表面在所述钻头的前视图中具有沿着钻头旋转方向凸出的圆弧，并且每个所述修磨横刃部分的修磨横刃表面的径向外端沿着所述钻头旋转方向布置在相应的所述副刃带的端部后方并且延伸到相应的所述刃瓣的外周。 [0018] 对于每个螺旋容屑槽的螺旋角位于通常范围内(20°到30°的量级)的钻头来说，期望的是，在距所述钻头的旋转中心的距离与钻头直径D的1/2相等的位置处，每个所述修磨横刃表面在所述钻头的前视图中的宽度设定为0.10D到0.20D的量级。 [0019] 此外，期望的是，每个第二后刀面的间隙角设定为5°到12°的量级，并且每个第三后刀面的间隙角设定为15°到23°的量级。如果每个第二后刀面的间隙角大于或者等于5°并且每个第三后刀面的间隙角大于或者等于15°，那么即使在每转的进给量超过0.6mm的高进给量条件下进行钻进，也能够避免各个后刀面和工件之间的干扰。如果每个第二后刀面的间隙角小于或者等于12°并且每个第三后刀面的间隙角小于或者等于23°，那么能够进一步缩短从主刃带到相应的副刃带的轴向距离。 [0020] 每个副刃带的宽度可以等于或大于每个主刃带的宽度。 [0021] 发明的有益效果 [0022] 根据本发明的钻头能够实现：通过使每个修磨横刃部分成为R型修磨横刃部分，防止设置在端部的中心部分处的每个修磨横刃表面延伸到相应的副刃带的端部。因此，用修磨横刃操作进行切削不再使每个副刃带后退，从而可以将每个副刃带布置在与相应的主刃带相距80°到100°的理想位置。 [0023] 因为R型修磨横刃表面延伸到相应的刃瓣的外周，所以相应的修磨横刃部分所形成的容屑槽不会变窄，从而不太可能发生切屑的阻塞。此外，因为每个修磨横刃部分开放到了相应的刃瓣的外周，所以容易进行机加工。 [0024] 此外，因为端部的后刀面均包括平坦的第二后刀面和平坦的第三后刀面，所以能够进一步缩短从每个主刃带到相应的副刃带的轴向距离，使这种后刀面的机加工比后刀面为锥形后刀面时的机加工更加容易。附图说明 [0025] 图1是根据本发明的实施例的两刃双刃带钻头的侧视图。 [0026] 图2是图1所示的钻头的前视图。 [0027] 图3是沿着图2中的线III-III截取的位置的放大剖视图。 [0028] 图4是根据本发明的另一个实施例的两刃双刃带钻头的侧视图。 [0029] 图5是图4所示的钻头的前视图。 [0030] 图6A是第二后刀面的间隙角和第三后刀面的间隙角的说明图。 [0031] 图6B是示出从切削刃的外刃到副刃带的轴向距离以及副刃带不起作用的区间的说明图。 [0032] 图7示出了在不同前间隙角的条件下的孔的位置精度的对比试验的结果。 具体实施方式[0033] 接下来将参考附图的图1到图7描述根据本发明的实施例的两刃双刃带钻头。 [0034] 根据图1和图2所示的两刃双刃带钻头包括：中心对称地布置的两个切削刃2、2；两个螺旋容屑槽3、3；两个修磨横刃部分4、4；设置在每个刃瓣5、5的外周上的主刃带6和副刃带7；后刀面8，每个后刀面均为第二后刀面8a和第三后刀面8b的组合；以及油孔9。 [0035] 切削刃2由相应的螺旋容屑槽3的槽面和相应的第二后刀面8a之间的棱线形成。修磨横刃部分4、4使相应的切削刃的横刃变窄，并且通过使与第三后刀面8b相交的修磨横刃表面4a形成为在图2的钻头前视图中沿钻头旋转方向凸出的圆弧的R型修磨横刃处理来提供。虽然在示例性的钻头中每个螺旋容屑槽3的螺旋角β(参照图3)设定为30°，但是螺旋角β并不受具体限制。 [0036] 各个修磨横刃部分4的修磨横刃表面4a的径向外端延伸到刃瓣5的外周，并且修磨横刃表面4a与相应的刃瓣的交点沿钻头旋转方向位于相应的副刃带7的端部的后方。在示例性的钻头中，在距旋转中心O的距离与钻头直径D的1/2相等的位置处，每个修磨横刃表面4a在钻头的前视图中的宽度设定为0.18D。当宽度W的下限值限定为0.10D时，修磨横刃部分 4所形成的容屑槽过窄的情况得到抑制。因此，不太可能发生在容屑槽过窄时妨碍到切削流的问题。 [0037] 当宽度W的上限值限定为0.20D时，能够将产生的切屑顺畅地引导到螺旋容屑槽3。 [0038] 各个主刃带6沿着相应的刃瓣5的外周顺着导向刃10设置。副刃带7设置在相应的刃瓣5的外周上的后刃11附近。在图示钻头的情况下，主刃带6和相应的副刃带7之间的周向间隔θ(参照图2)为大致90°，并且刃带彼此之间以理想的间隔进行布置。即使主刃带6和相应的副刃带7之间的周向间隔θ比最优值90°大了大约10°或者小了大约10°，也可以期望有不错的导向效果。 [0039] 每个后刀面8都包括第二后刀面8a和第三后刀面8b。第二后刀面8a和第三后刀面8b均为平面并且都提供了极佳的可加工性。在示例性的钻头中，如图3所示，每个第二后刀面8a的间隙角(clearance angle)α1设定为9°，并且每个第三后刀面8b的间隙角α2设定为 15°。虽然在设定间隙角时要考虑到钻进条件，但是根据已经说明过的理由，每个第二后刀面的间隙角α1设定在5°到12°的范围内，并且每个第三后刀面的间隙角α2设定在15°到23°的范围内。 [0040] 在高进给量的钻头中，期望的是，提供油孔9以便为切削部分供应冷却液。但是，并非必须提供油孔9。 [0041] 根据本发明的钻头能够：通过不使修磨横刃部分4延伸到副刃带7的设置区域处的R型修磨横刃处理来提供修磨横刃部分4，能在防止各个副刃带的端部被切削的同时，将主刃带和相应的副刃带的周向间隔θ设定在80°到100°的范围内。 [0042] 因此，能够满足以下需求：将主刃带和相应的副刃带的周向间隔θ保持在理想范围内，并且在各个修磨横刃表面延伸到相应的刃瓣的外周的同时，尽可能地缩短从切削刃的外端到相应的副刃带(从主刃带到相应的副刃带)的轴向距离La。 [0043] 通过形成包括平坦的第二后刀面和平坦的第三后刀面的各个后刀面，能够缩短从每个主刃带到相应的副刃带的轴向距离。 [0044] 因此，防止了副刃带进入钻孔中的时间出现延迟，并且在初期阶段时就能够在理想的位置进行四点支撑的导向，从而增加孔的钻进精度。 [0045] 因为修磨横刃表面延伸到相应的刃瓣的外周，所以端部由修磨横刃部分形成的容屑槽不会变窄，从而不太可能发生切屑阻塞，并且便于对修磨横刃部分的机加工。 [0046] 距旋转中心的距离等于(1/2)D的位置处，每个修磨横刃表面在钻头的前视图中的宽度设定为0.10D到0.20D的量级，在上述钻头中，可以通过修磨横刃表面将切屑顺畅地引导到螺旋容屑槽中。因此，这种钻头的切屑排出性十分优秀。 [0047] 实例 [0048] -实例1- [0049] 试制出具有图4和图5所示形状的钻头。钻头的尺寸为：直径D＝13mm，中心厚度＝4.6mm，各个螺旋容屑槽的螺旋角β＝30°，各个第二后刀面的间隙角α1＝9°，各个第三后刀面的间隙角α2＝15°，并且在距离旋转中心的距离等于(1/2)D的位置处，各个修磨横刃表面在钻头的端视图中的宽度W＝2.3mm。 [0050] 试制的钻头由于提供了图示的R型修磨横刃部分，因而防止修磨横刃处理切削到副刃带的端部，并且能够将从每个切削刃的外端到相应的副刃带的轴向距离La缩短为0.4mm。此外，能够将主刃带和相应的副刃带之间的周向间隔θ设定为90°。因此，即使在切削速度V＝120m/min并且进给量f＝0.6mm/rev的高进给条件下进行钻进操作(工件：铸铁)，在钻进的初始阶段的振动也是小的，并且增加了钻孔精度。 [0051] 因为在端部通过修磨横刃部分形成的容屑槽足够大，并且修磨横刃表面对切屑的导向效果良好，所以切屑能够顺畅地向螺旋容屑槽排出，并且不会因切屑的阻塞而发生问题。 [0052] -实例2- [0053] 使用钻头I到III，并且检查由第三后刀面的间隙角之间的不同造成的孔的位置精度的不同。关于钻头I到III，根据表1设定图6A示出的第二后刀面的间隙角α1和第三后刀面的间隙角α2、图6B示出的从切削刃的外端到副刃带的轴向距离La以及从主刃带开始作用的位置到副刃带的距离Lb(副刃带不起作用的区间)。 [0054] 使用钻进直径 为13.0mm的钻头在工件FC250上进行钻孔的方法来进行实验。 [0055] 切削条件为：切削速度Vc＝120m/min，进给量f＝0.6mm/rev，并且钻孔深度H＝38mm。 [0056] 图7示出了实验结果。在图7中，菱形(◇)表示孔径的误差(mm)的最大值，正方形(□)表示孔径的误差(mm)的平均值，并且三角形(△)表示孔径的误差(mm)的最小值。 [0057] 表1 [0058] 钻头I 钻头II 钻头III 第二后刀面的间隙角α1 9° 9° 9° 第三后刀面的间隙角α2 15° 23° 25° 距离La 0.4mm 1.3mm 1.5mm 距离Lb 0.2mm 1.1mm 1.3mm [0059] 实验结果显示：如果第三后刀面的间隙角α2在15°到23°的范围内，那么即使在进行高效钻进时，也不会发生第三后刀面和工件之间的干涉(接触)，从而能够进行高精度地钻进。 [0060] 在使用直径为例如小于或者等于 的小直径钻头时，前方后刀面(front flank face)的进给量的绝对值变小。因此，第三后刀面的间隙角α2需为23°的量级。但是，在使用直径为例如 的钻头时，在设定第三后刀面的间隙角α2＝15°的情况下，能够进行进给量达到1.0mm/rev的钻进。 [0061] 严格地说，前面公开的根据本发明的实施例的结构仅作为实例，本发明的保护范围不限于前面所描述的结构范围。本发明的保护范围通过权利要求书的描述指出，并且涵盖所有落入与权利要求书的描述等同的范围和含义内的变型。 [0062] 符号说明 [0063] 1 两刃双刃带钻头 [0064] 2 切削刃 [0065] 3 螺旋容屑槽 [0066] 4 修磨横刃部分 [0067] 4a 修磨横刃表面 [0068] 5 刃瓣 [0069] 6 主刃带 [0070] 7 副刃带 [0071] 8 后刀面 [0072] 8a 第二后刀面 [0073] 8b 第三后刀面 [0074] 9 油孔 [0075] 10 导向刃 [0076] 11 后刃 [0077] D 钻头直径 [0078] O 旋转中心 [0079] θ 主刃带和副刃带的周向间隔 [0080] W 在距离旋转中心(1/2)D处修磨横刃部分在钻头的前视图中的宽度[0081] β 螺旋角 [0082] α1 第二后刀面的间隙角 [0083] α2 第三后刀面的间隙角 [0084] La 从切削刃的外端到副刃带的轴向距离 [0085] Lb 从主刃带开始作用的位置到副刃带的距离Lb(副刃带不起作用的区间) |
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