钻头 |
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| 申请号 | CN200910249570.3 | 申请日 | 2009-12-25 | 公开(公告)号 | CN101767216A | 公开(公告)日 | 2010-07-07 |
| 申请人 | 富士重工业株式会社; | 发明人 | 斋藤学; 细井正则; 中畑达雄; 高桥秀治; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供一种 钻头 ，其具有随着 位置 而前端 角 不同的切削刃，在切削刃整体中，追求后端侧的切削刃部的铰孔精加工性，而且追求前端侧的切削刃部的切削性能。将钻头的切削刃的前端相连的棱线由椭圆(f1)的一部分和直线(f2)构成。设椭圆部和直线部之间的分离点为H(x0，y0)。直线(f2)是分离点(H)处的椭圆(f1)的切线。在X轴上，将从钻头的前端至x0的范围设为a1，将从x0至原点的范围设为a2，将负的范围设为a3。将切削刃的前端相连的棱线，在范围a1中，形成为沿切线(f2)的直线状，在范围a2中，沿基准椭圆(f1)而形成。在范围a3中，与切削刃的后隙面连续地形成刃带。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种钻头，其将切削刃的前端相连的棱线的全部或者一部分，沿基准椭圆的一部分而形成。 |
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| 说明书全文 | 钻头技术领域背景技术[0003] 该双角钻头由下述部分构成：一次切削刃，其前端部具有金属用钻头的前端形状；以及扁平状的二次切削刃，其与该一次切削刃相连续，具有与一次切削刃相比较小的前端角。 [0005] 根据该双角钻头，首先，利用一次切削刃钻出直径较小的一次孔，然后，由二次切削刃对一次孔的外周进行切削，钻出目标直径的二次孔。在钻孔时，在复合材料的一次孔的周围会产生过度的脱层(层间剥离)，但该脱层在二次切削刃的切削时被去除。 [0006] 但是，如专利文献2的记载所示，双角钻头本来存在耐磨损性不优越的缺点。在专利文献2记载的发明中，通过使切削刃被适当厚度的金刚石覆膜包覆，从而改善耐磨损性。 [0007] 但是，在双角钻头中，在一次切削刃和二次切削刃的边界以及二次切削刃的最外周会产生棱角，该棱角容易使应力集中而产生缺损(卷刀)，因此，成为降低耐磨损性的形状上的原因。 [0008] 因此，本发明的申请人以提高切削刃的耐磨损性作为课题，在专利文献3中提出了一种钻头，其形成如下形状，即，从中心位置向最大直径位置，切削刃的前端角按照从中心位置前端角A°(其中，0°＜A°＜180°)至最大直径位置前端角0°为止连续变化的方式减小，从中心位置向最大直径位置，切削刃的后角按照按照连续变化的方式减小。 [0009] 在专利文献3中，对于切削刃的前端角，记载有：“形成如下形状，即，切削刃的前端角按照从中心位置前端角A°至最大直径位置前端角0°为止连续变化的方式减小。由此，切削刃的前端形成没有棱角(不连续点)的顺滑的曲线。另外，使切削刃的前端所形成的曲线成为没有拐点的向外侧鼓起的曲线。例如，切削刃的前端是将从中心位置前端角A°至最大直径位置前端角0°为止的曲线作为抛物线的一部分而形成。在切削刃的前端的一部分中也可以包含直线，但在直线和曲线(不包含直线)之间的过渡处，通过使切削刃的前端角连续地变化而不形成棱角。”另外，除了抛物线以外，还记载了使切削刃的前端形成为由一个圆弧得到的圆弧状。 [0010] 根据专利文献3中记载的钻头，由于从中心位置至最大直径位置为止，切削刃的前端角按照按照连续变化的方式减小，所以不产生容易使刃尖缺损的棱角，提高切削刃的耐磨损性。 [0011] 另外，在专利文献3所记载的钻头中，在切削刃整体中前端侧形成钻孔作用强的切削刃部，在后端侧连续地形成铰孔作用强的切削刃部，从钻孔作用强的切削刃向铰孔作用强的切削刃逐渐地过渡。 [0012] 专利文献1：日本特开昭63-306812号公报 [0013] 专利文献2：日本实开平6-75612号公报 [0014] 专利文献3：日本特开2008-36759号公报 发明内容[0015] 本申请的发明人针对专利文献3中记载的类型的钻头，进一步以纤维强化树脂的复合材料为对象进行研究，其结果得到了本发明。适用于对纤维强化树脂的复合材料的钻孔中使用。 [0016] 本申请的发明人在本研究中，将追求后端侧的切削刃部的铰孔精加工性作为第一课题。 [0017] 另外，本申请发明人在本研究中，将追求前端侧的切削刃部的切削性能作为第二课题。 [0018] 即，本发明的课题是，在具有随着位置而前端角不同的切削刃的钻头中，追求切削刃整体中更后端侧的切削刃部的铰孔精加工性，而且追求更前端侧的切削刃部的切削性能。 [0019] 为了解决上述课题，技术方案1记载的发明是一种钻头，其将切削刃的前端相连的棱线的全部或者一部分，沿基准椭圆的一部分而形成。 [0020] 技术方案2记载的发明是一种钻头，其从规定点开始至最大直径位置为止相连续的、将切削刃的前端相连的棱线，沿基准椭圆的一部分而形成，所述规定点与最大直径位置相比位于钻头前端侧。 [0021] 技术方案3记载的发明，在技术方案2中记载的钻头的基础上，从所述规定点向钻头前端方向相连续的、将切削刃的前端相连的棱线，形成为沿所述规定点处的所述基准椭圆的切线的直线状。 [0022] 技术方案4记载的发明是一种钻头，其将切削刃的前端相连的棱线的全部或者一部分，沿将多个圆弧在对应端点相连而成的基准曲线形成，所述各圆弧形成为，其两端点位于基准椭圆上，且与该基准椭圆具有共有切线，或者与该基准椭圆具有除了所述两端点以外的共有点。 [0023] 技术方案5记载的发明是一种钻头，其从规定点开始至最大直径位置为止相连续的、将切削刃的前端相连的棱线，沿将多个圆弧在对应端点相连而成的基准曲线形成，所述各圆弧形成为，其两端点位于基准椭圆上，且与该基准椭圆具有共有切线，或者与该基准椭圆具有除了所述两端点以外的共有点，所述规定点与最大直径位置相比位于钻头前端侧。 [0024] 技术方案6记载的发明，在技术方案5中记载的钻头的基础上，从所述规定点向钻头前端方向相连续的/将切削刃的前端相连的棱线，形成为沿所述规定点处的所述基准曲线的切线的直线状。 [0025] 技术方案7记载的发明，在技术方案1至6中任一项所记载的钻头的基础上，所述基准椭圆是将其短轴配置在最大直径位置上的椭圆。 [0026] 技术方案8记载的发明，在技术方案1至7中任一项所记载的钻头的基础上，所述切削刃，在从钻头最前端侧位置开始的规定范围内，具有一定的后角。 [0027] 技术方案9记载的发明，在技术方案3或6所记载的钻头的基础上，在所述切削刃的与所述规定点相比的钻头前端侧，具有一定的后角。 [0028] 技术方案10记载的发明，在技术方案1至9中任一项所记载的钻头的基础上，所述切削刃，在钻头最前端侧位置处具有后角δ1，在最大直径位置处具有后角δ2，具有δ1＞δ2的大小关系，在从钻头最前端侧位置至最大直径位置的范围中的一部分的范围内，后角从δ1逐渐减小至δ2。 [0029] 技术方案11记载的发明，在技术方案3、6或9所记载的钻头的基础上，所述切削刃，在钻头最前端侧位置处具有后角δ1，在最大直径位置处具有后角δ2，具有δ1＞δ2的大小关系，在从所述规定点至最大直径位置的范围内，后角从δ1逐渐减小至δ2。 [0030] 技术方案12记载的发明，在技术方案10或11所记载的钻头的基础上，具有刃带，其相对于所述切削刃的后隙面向钻头后端方向相连续，所述刃带具有后角δ2。 [0031] 发明的效果 [0032] 根据本发明，将切削刃的前端相连的棱线沿椭圆而形成。即，根据本发明，通过利用椭圆的鼓起的曲线，可以越在担负铰孔作用的后端侧，越设定更小的前端角。而且，根据本发明，由于可以越在后端越使前端角更小，所以可以抑制后端侧的最大直径附近的切削负荷，同时，显著地发挥铰孔作用，具有提高切削刃整体中后端侧的切削刃部的铰孔精加工性的效果，可以得到更平滑的切削面。 [0033] 此外，在钻头前端侧设置使将切削刃前端相连的棱线成为直线状的直线部，通过适当地选择该直线部的前端角，从而在钻孔开始时，使钻头前端部在被切削材料上捕捉切口的捕捉性、向心性、保持稳定性良好，具有提高担负钻孔作用的前端部的切削性能的效果，可以使一根钻头同时具有前端侧的优越的切削性能和后端侧的优越的铰孔精加工性。 [0034] 另外，在上述直线部中，通过使后隙面一定，从而进一步使保持稳定性良好。 [0035] 另外，根据技术方案4或5中记载的钻头，将切削刃的前端相连的棱线不直接以基准椭圆为基准，而是以大致沿基准椭圆的多个圆弧的连接为基准而形成。因此，通过依次进行沿上述各圆弧的钻头的整形，可以得到使将切削刃的前端相连的棱线沿大致椭圆而形成的钻头，提高制造性。附图说明 [0036] 图1是可使用本发明的一个例子的具有螺旋槽的钻头的侧视图。 [0037] 图2是图1所示的钻头的前端部的放大图。 [0038] 图3是从图2所示的箭头方向观察的钻头的侧视图。 [0039] 图4是可使用本发明的一个例子的具有直槽的钻头的侧视图。 [0040] 图5是图4所示的G-G线的剖面图。 [0041] 图6是本发明的一个实施方式所涉及的具有由椭圆部和直线部构成的切削刃的钻头的侧视外形图。 [0042] 图7是用于将本发明的钻头中的切削刃的前端部和后端部中的切削体积进行比较的示意图。 [0043] 图8是对将钻头的切削刃的前端相连的棱线中的作为基准的椭圆(本发明)和抛物线进行比较的图。 [0044] 图9是图解基于图6所示的基准椭圆f1，将圆弧之间以端点相连而成的基准曲线的作图方法的图(后端侧)。 [0045] 图10是图解基于图6所示的基准椭圆f1，将圆弧之间以端点相连而成的基准曲线的作图方法的图(中间部)。 [0046] 图11是图解基于图6所示的基准椭圆f1，将圆弧之间以端点相连而成的基准曲线的作图方法的图(前端侧)。 [0047] 图12是本发明的一个实施方式所涉及的具有由椭圆部和直线部构成的切削刃的钻头的侧视外形图。 [0048] 图13是图12所示的A-A线的剖面图(a)以及A1部详细图。 [0049] 图14是图12所示的B-B线的剖面图(a)以及B1部详细图。 [0050] 图15是图12所示的C-C线的剖面图(a)以及C1部详细图。 [0051] 图16是图12所示的D-D线的剖面图(a)以及D1部详细图。 [0052] 图17是图12所示的E-E线的剖面图(a)以及E1部详细图。 [0053] 图18是图12所示的F-F线的剖面图(a)以及F1部详细图。 [0054] 图19是本发明的一个实施方式所涉及的具有由椭圆部和直线部构成的切削刃的钻头的侧视外形图。 [0055] 图20是图19所示的A-A线的剖面图(a)以及A1部详细图。 [0056] 图21是图19所示的B-B线的剖面图(a)以及B1部详细图。 [0057] 图22是图19所示的D-D线的剖面图(a)以及D1部详细图。 [0058] 图23是图19所示的F-F线的剖面图(a)以及F1部详细图。 [0059] 图24是本发明的一个实施方式所涉及的具有作为整体沿椭圆的一部分的切削刃的钻头的侧视外形图。 [0060] 图25是图解基于图24所示的基准椭圆f4，将圆弧之间以端点相连而成的基准曲线的作图方法的图(前端侧)。 具体实施方式[0061] 下面，参照附图，说明本发明的一个实施方式。以下是本发明的一个实施方式，并不是限定本发明。 [0062] 首先，示出可应用本发明的钻头形状的钻头的2个例子。一个是具有螺旋槽的钻头(参照图1～图3)，另一个是具有直槽的钻头(参照图4、图5)。 [0063] 图1是具有螺旋槽的钻头的侧视图。 [0064] 如图1所示，钻头21具有横刃部1和杆部2。在横刃部1和杆部2之间形成螺旋槽3。 [0065] 图2是表示图1所示的钻头21的前端部的放大图。 [0066] 在横刃部1上，一对切削刃6、6相对于中心轴9对称地设置。切削刃6、6分别具有前倾面7以及后隙面8。 [0067] 横刃部1被横刃修磨，在修磨掉的部分上形成前倾面7。另外，修磨掉的部分与螺旋槽3相连续。2条螺旋槽3、3以一定的螺旋角扭转。在形成于螺旋槽3、3之间的刃背部4的沿螺旋槽3、3的两缘处，形成刃带(margin)5、5。该刃带5与被加工孔的内表面抵接而支撑钻头。 [0068] 如图2所示，横刃部1具有最大直径φD、长度L。使中心位置处的切削刃6的前端角为θ°(其中，0°＜θ°＜180°)。在具有最大直径φD的位置处，切削刃6的前端角为0°。 [0069] 形成下述形状，即，切削刃6的前端角按照从中心位置前端角θ°至最大直径位置前端角0°为止连续变化的方式减小。由此，切削刃6的前端形成不存在棱角(不连续点)的顺滑的曲线。 [0070] 图3是从图2所示的箭头方向观察钻头21的侧视图。此外，钻头21具有以轴9为中心的对称的立体形状。因此，从钻头21的任意角度观察的侧面，均为与180度相反侧的侧面相同的形状。 [0071] 图4是具有直槽的钻头的侧视图。图5是图4所示的G-G线的剖面图。该钻头23是以V型槽11取代上述钻头21中的螺旋槽3而成的。将对应的部分以相同的标号表示。 [0072] 如图4，图5所示，在该钻头23中，在横刃部1和杆部2之间形成2个V型槽11、11。V型槽11包含横刃部1的修磨掉的部分，沿中心轴9形成为直线状。 [0073] 如图5所示，在形成于V型槽11、11之间的刃背部12的沿V型槽11、11的两缘处，形成刃带13、13。该刃带13与被加工孔的内表面抵接而支撑钻头。利用这4个刃带，无论对于哪种剖面，钻头23均被4个点支撑。虽然没有利用螺旋而得到的支撑性，但可以稳定性好地保持在被加工孔或管状引导部的内表面上，从而进行弯曲少的孔加工。 [0074] 下面，对本发明的钻头形状进行说明。图6是本发明的一个实施方式所涉及的具有由椭圆部和直线部构成的切削刃的钻头的侧视外形图。 [0075] 在这里，对钻头的形状进行说明，由于钻头的大小不是问题，所以如图6所示设φD＝1。假设下述X-Y坐标，即，将钻头的中心轴设为X轴，将X轴的正方向设为钻头前端方向，将与X轴正交并穿过钻头的最大直径位置的轴设为Y轴。基准椭圆f1是下述椭圆：中心置于X-Y坐标的原点，短轴与Y轴一致，短轴上的半径为0.5。因此，基准椭圆f1的长轴与X轴一致。基准椭圆f1的长轴上的半径任意地设定，将其设为a。 [0076] 如图6所示，将钻头的切削刃的前端相连的棱线，由椭圆的一部分和直线构成。将椭圆部和直线部之间的分离点H的坐标设为(x0，y0)。x0处的该钻头的直径，即，直线部的最大直径任意地设定，将其设为φA。因此，φA＝2×y0。 [0077] 直线f2是分离点H处的椭圆f1的切线。在X轴上，将从钻头的前端至x0的范围设为a1，将从x0至原点的范围设为a2，将负的范围设为a3。将切削刃的前端相连的棱线，在范围a1中，形成为沿切线f2的直线状，在范围a2中，沿基准椭圆f1形成。即，将切削刃的前端相连的棱线，在范围a1中与切线f2重合，在范围a2中与基准椭圆f1重合。在范围a3中与切削刃的后隙面相连续地形成刃带。 [0078] 如果根据以上说明的条件，导出θ、φA、L的关系式，则如下述式1所示。使用式1，可以进行钻头的形状设计。 [0079] 〔式1〕 [0080] …式1 [0081] 下面，参照图7、图8，补充说明切削刃的椭圆部的切削性。 [0082] 如果切削刃的前端角不随位置变化而是一定的，则越在半径较大的后端侧，每切削刃单位长度的切削体积就越增大，但如图7所示，在该钻头的情况下，由于沿椭圆形状越在后端侧，切削刃的前端角越减小，所以可以抑制每切削刃单位长度的切削体积的增加，或使其减少，以使得从前端至后端保持大致一定。另外，由于在以椭圆f1为基准的情况下，越在后端，越使每切削刃单位长度的切削体积减少一定量以上，所以对于切削刃整体可以使磨损的进展程度一定。为了使磨损的进展程度一定，必须考虑到随着切削刃的位置不同而切削速度也不同。即，切削刃的切削速度即周速度，随着从钻头前端向后端转移而变快。由此，越在切削刃的后端越容易磨损，因此，通过越在后端越使每切削刃单位长度的切削体积减少，可以使得无论切削刃的位置如何，切削负荷均一定，使磨损的进展程度一定。而且，通过使磨损的进展程度一定，可以在使用后对切削刃进行再研磨时，以较少的进深量使切削刃整体锐利，使再研磨作业变得容易。 [0083] 另外，如图8所示，在以椭圆f1为基准的情况下，在最大直径位置(x＝0)处，切削刃的前端角为0，与之相对，在以抛物线f3为基准的情况下，其不为0。因此，与抛物线f3相比，在椭圆f1的情况下，由于在最大直径附近a4处，切削刃的前端角变小，越在后端越可以使前端角变得更小，所以可以显著地抑制后端侧的最大直径附近a4处的切削负荷，并且，显著地发挥铰孔作用，提高切削刃整体中更后端侧的切削刃部的铰孔精加工性。 [0084] 另外，在以椭圆f1为基准的情况下，由于在最大直径位置(x＝0)处，切削刃的前端角为0，没有产生容易磨损的棱角，所以可以实现钻头的高寿命化。 [0085] 下面，说明将多个圆弧在对应端点相连而成的基准曲线的确定方法。图9～图11是说明基于图6所示的基准椭圆f1的基准曲线的作图方法的图。 [0086] 对于一个端点位于最大直径位置的圆弧，按照下述方式确定。 [0087] 如图9所示，将以点A和点B为端点的圆弧AB，作为绘制基准曲线的一个圆弧其中，点A是基准椭圆f1上的最大直径位置的点，点B是点A与分离点H之间的任意的点。该圆弧AB是将线段AB的垂直二等分线与Y轴之间的交点C作为中心，将线段AC(＝线段BC)作为半径(R1)的圆弧。点A处的圆弧AB的切线是穿过点A并与X轴平行的直线，该直线也是点A处的基准椭圆f1的切线。 [0088] 对于端点既不是点A也不是分离点H，而是位于点A和分离点H之间的任意的圆弧，按照下述方式确定。 [0089] 如图10所示，将以点D和点E为端点的圆弧DE，作为绘制基准曲线的一个圆弧，其中点D是基准椭圆f1上的任意的点，点E是点D与分离点H之间的任意的点。将点D设为与点B(参照图9)相同的点，使圆弧AB和圆弧DE相连续。将线段DE的垂直二等分线和基准椭圆f1之间的交点作为点F，圆弧DE是将线段DE的垂直二等分线与线段DF的垂直二等分线之间的交点G作为中心，将线段DG(＝线段FG＝线段EG)作为半径(R2)的圆弧。点F成为圆弧DE和基准椭圆f1的共有点。 [0090] 对于是否设置端点既不是点A也不是分离点H，而是位于点A和分离点H之间的圆弧，以及在设置的情况下设置几个，均是任意的。 [0091] 对于一个端点位于分离点H的圆弧，按照下述方式确定。 [0092] 如图11所示，将以分离点H和点I为端点的圆弧HI，作为绘制基准曲线的一个圆弧，其中，点I是基准椭圆f1上的点A和分离点H之间的任意的点。其中，将通过上述图10所示的方法确定的圆弧DE的最靠近钻头前端侧的端点设为点I。该圆弧HI是将线段HI的垂直二等分线与穿过点H的基准椭圆f1的法线之间的交点J作为中心，将线段HJ(＝线段IJ)作为半径(R3)的圆弧。点H处的圆弧HI的切线也是点H处的基准椭圆f1的切线。 [0093] 沿按照上述方式确定的基准曲线，形成将切削刃的前端相连的棱线。即，将切削刃的前端相连的棱线与基准曲线重合。如图9～图11所示，对于圆弧的半径，越靠近钻头前端侧半径越小。各圆弧的长度的选取方法是任意的，但为了提高与基准椭圆f1的一致度，优选越靠近钻头前端侧，其越短。这些性质是由于在钻头中心轴方向上配置基准椭圆f1的长轴，越靠近钻头前端而基准椭圆f1的曲率越大。 [0094] 下面，说明切削刃以及刃带的后角。图12是本发明的一个实施方式所涉及的具有由椭圆部和直线部构成的切削刃的钻头的侧视外形图。对于切削刃的前端角如图6所示。在图12中示出剖面位置A-A、B-B、C-C、D-D、E-E、F-F，图13(a)、图14(a)、图15(a)、图16(a)、图17(a)、图18(a)表示上述各位置的剖面图，图13(b)、图14(b)、图15(b)、图16(b)、图17(b)、图18(b)表示各剖面中的切削刃部分的局部放大图。 [0095] 在图12～图18所示的钻头中，在从钻头前端至剖面E-E的范围中，切削刃的后角是一定的，将该后角设为δ1。作为δ1，优选40[°]～50[°]。在从剖面E-E至剖面C-C的范围中，该钻头的切削刃的后角从δ1(在剖面E-E处为δ1)逐渐减小至δ2(在剖面C-C处为δ2)。从剖面C-C开始，钻头后端侧的切削刃以及刃带的后角固定为δ2。作为δ2，优选5[°]～15[°]。 [0096] 下面，说明切削刃以及刃带的后角的其他方式。图19是本发明的一个实施方式所涉及的具有由椭圆部和直线部构成的切削刃的钻头的侧视外形图。对于切削刃的前端角如图6所示。在图19中示出剖面位置A-A、B-B、D-D、F-F，图20(a)、图21(a)、图22(a)、图23(a)表示上述各位置的剖面图，图20(b)、图21(b)、图22(b)、图23(b)表示各剖面中的切削刃部分的局部放大图。 [0097] 在图19～图23所示的钻头中，在从钻头前端至剖面D-D(分离点H的位置)的范围中，切削刃的后角是一定的，将该后角设为δ1。作为δ1，优选40[°]～50[°]。在从剖面D-D至剖面A-A的范围中，该钻头的切削刃的后角从δ1(在剖面D-D处为δ1)逐渐减小至δ2(在剖面A-A处为δ2)。从剖面A-A开始，钻头后端侧的刃带的后角固定为δ2。作为δ2，优选5[°]～15[°]。 [0098] 如以上的图12～图23所示，通过将主要担负钻孔作用的钻头前端侧的切削刃部的后角δ1设为较大，将主要担负铰孔精加工作用的钻头后端侧的切削刃部以及刃带的后角δ2设为较小，由此，使前端侧的钻孔作用以及后端侧的铰孔精加工作用更有效。另外，通过采用在从δ1至δ2的变化范围内从δ1向δ2逐渐减小，从而可以整体地形成顺滑的切削刃。 [0099] 如果将图12～图18所示的钻头和图19～图23所示的钻头进行比较，则特性存在以下几点不同。 [0100] (1)在比分离点H更靠近钻头前端侧的主要担负钻孔作用的切削刃部中，前者的较大后角δ1的范围较短，因此，切削阻力较大，与此相对，后者的δ1的范围较长，切削阻力变小。(2)与前者相比较，由于后者从δ1向δ2的后角变化较平缓，所以难以发生偏磨损，不易使孔品质恶化，并且，具有使钻头寿命变长的倾向，(3)在比分离点H更靠近后端侧的主要担负铰孔精加工作用的切削刃部中，前者的较小后角δ2的范围为大致整个区域，因此，切削阻力较大，与此相对，后者的后角由于处于从δ1向δ2的变化区域内，所以平均的后角较大，因此，切削阻力变小。 [0101] 可以以上述内容为基准，与优先的特性对应而设计后角的分布。 [0102] 下面，说明前端角的其他方式。图24是本发明的一个实施方式所涉及的具有作为整体沿椭圆的一部分的切削刃的钻头的侧视外形图。 [0103] 在图6所示的钻头中，将钻头的切削刃的前端相连的棱线由椭圆的一部分和直线构成。与此相对，图24所示的钻头没有直线部，以基准椭圆f4的一部分构成将钻头的切削刃的前端相连的棱线的整体。即，将切削刃的前端相连的棱线的整体与基准椭圆f4重合。 [0104] 如上述所示，在沿基准椭圆f4形成切削刃的前端的情况下，如图24所示，使椭圆f4的长轴b相对于钻头中心轴(x轴)偏移而使椭圆与中心轴重叠。通过设定该移动量，可以设定中心位置前端角。在将移动量设为零的情况下，中心位置前端角成为180[°]。 [0105] 此外，基准椭圆f4的短轴与Y轴一致这一点，与图6所示的钻头相同。另外，对于后角，优选在钻头最前端侧位置处具有后角δ1，在最大直径位置处具有后角δ2，具有δ1＞δ2的大小关系，在从钻头最前端侧位置至最大直径位置的范围中，在任意一部分的范围内，后角从δ1逐渐减小至δ2。 [0106] 说明在由基准椭圆f4的一部分构成将钻头的切削刃的前端相连的棱线的整体的情况下，将多个圆弧在对应端点相连而成的基准曲线的确定方法。图25是说明基于图24所示的基准椭圆f4的基准曲线的作图方法的图。 [0107] 对于一个端点位于最大直径位置的圆弧，与图9所示的上述方法相同地确定。对于端点既不在点A也不在钻头前端点K，而是位于点A和钻头前端点K之间的任意的圆弧，与图10所示的上述方法相同地确定。 [0108] 对于一个端点位于钻头前端点K的圆弧，按照下述方式确定。 [0109] 如图25所示，将以钻头前端点K和点L为端点的圆弧KL，作为绘制基准曲线的一个圆弧，其中，点L是基准椭圆f4上的点A与钻头前端点K之间的任意的点。其中，将通过上述图10所示的方法确定的圆弧的最靠近钻头前端侧的端点设为点L。该圆弧KL是将线段KL的垂直二等分线和穿过点K的基准椭圆f4的法线之间的交点M作为中心，将线段KM(＝线段LM)作为半径(R4)的圆弧。点K处的圆弧KL的切线也是点K处的基准椭圆f4的切线。 [0110] 沿按照上述方式确定的基准曲线，形成将切削刃的前端相连的棱线。即，将切削刃的前端相连的棱线与基准曲线重合。 [0111] 此外，无论在图6所示的钻头中，还是在图24所示的钻头中，均可以在钻头前端部处残留横刃。在此情况下，对于从钻头后端侧至横刃的范围，应用上述本发明的钻头形状。 [0112] 下面，说明适合于纤维强化树脂复合材料的穿孔的φD、L、θ、φA的确定方法。作为纤维强化树脂复合材料，以CFRP(Carbon FiberReinforced Plastics)为例。表1是表示各特性随着L相对于φD的大小即L/φD的变化的表。 [0113] 表1 [0114] [0115] 如表1所示，如果L/φD变大，则切削刃长度变长，穿孔所必要的行程变长。另外，穿孔反作用力以及切削阻力因与切削刃长度成正比，所以变大。另外，由于随着切削刃长度变长，每切削刃单位长度的切削量减少而难以磨损，所以孔品质(脱层产生的程度，孔内表面粗糙度)变好，钻头寿命延长。对于L/φD的值1.0～2.0，将相对于CFRP的各特性的综合评价记载在表1的最右栏中。如其所示，在L/φD值的以1.5为中心1.4～1.6的范围内，得到良好的结果。 [0116] 根据以上的结果，设L/φD＝1.5。表2是表示在L/φD＝1.5时φA/φD的值以及各特性随着θ的变化的表。 [0117] 表2 [0118] [0119] 如表2所示，将θ的值设在60[°]～180[°]的范围内。相对于θ的各值的φA/φD的值，根据式1及L/φD＝1.5求出，如表2所示。如果使θ的值从180[°]向60[°]减小，则向心性(前端的振动，保持性)良好。这是因为θ越小钻头前端越锐利，越难以发生振动。另外，穿孔反作用力、切削阻力变小。这是因为φA相对于φD的比例越大，切削刃对被切削材料的切削越好。另外，由于φA/φD的值越小，从分离点H开始至后端侧的主要担负铰孔精加工作用的切削刃部越长，所以孔品质(脱层产生的程度，孔内表面粗糙度)良好。另外，由于θ越小钻头前端越锐利，越容易产生缺损，所以相对于钻头前端部的缺损的耐久性恶化。 [0120] 对于θ值的60[°]～180[°]的范围，将相对于CFRP的各特性的综合评价记载在表2的最右栏中。如其所示，θ的值在100[°]～140[°]的范围内，得到良好的结果。 [0121] 根据以上的结果，作为CFRP的穿孔用钻头，优选L/φD的值处于1.4～1.6的范围，θ的值处于100[°]～140[°]的范围。 |
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