專利名稱：麻花鉆的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括切削刃的雙角麻花鉆，切削刃具有布置在旋轉(zhuǎn)中心附近的主切削刃和與主切削刃的外端連接的副切削刃(周邊切削刃)，主切削刃和副切削刃具有不同 的鉆尖角。
背景技術(shù)：
在鉆削諸如碳纖維增強(qiáng)塑料(CFRP)等纖維增強(qiáng)復(fù)合材料時(shí)，鉆的鉆尖角越小， 工件的增強(qiáng)纖維起毛的程度越小。然而，因?yàn)榫哂行°@尖角的鉆具有長切削刃，所以這 種鉆常常引起所謂的震顫。特別是在鉆削通孔時(shí)，因?yàn)樾枰獙@深深地插入，所以需要 較長時(shí)間。雙角麻花鉆具有有著不同鉆尖角的主切削刃和副切削刃，以限制切削刃的長 度。此外，通過使副切削刃的鉆尖角小于主切削刃的鉆尖角，來實(shí)現(xiàn)與具有小鉆尖角的 鉆的鉆削質(zhì)量一樣的鉆削質(zhì)量。這種雙角麻花鉆用于鉆削纖維增強(qiáng)復(fù)合材料等。專利文 獻(xiàn)1、2和3中描述了這種雙角麻花鉆(以下簡稱鉆)的實(shí)例。圖8示出了專利文獻(xiàn)1中所述的鉆。鉆的主切削刃4a是螺旋槽6的槽面與頂部 的第一后刀面7相交處的脊部。鉆的副切削刃4b是螺旋槽6的槽面與第二后刀面8相交 處的脊部。副切削刃4b相對于旋轉(zhuǎn)軸線O具有傾斜角Y，在鉆的側(cè)視圖中，該傾斜角 與螺旋槽6的螺旋角大致相同。圖9示出了專利文獻(xiàn)2中所述的鉆。在鉆的螺旋槽6上設(shè)置有平行于鉆軸線的 平坦前刀面IOf 副切削刃4b是前刀面ICL1與頂部的第二后刀面8相交處的脊部。副 切削刃4b相對于旋轉(zhuǎn)軸線具有0°的傾斜角。專利文獻(xiàn)3中所述的鉆與專利文獻(xiàn)2中所 述的鉆具有相似的結(jié)構(gòu)，并且副切削刃相對于旋轉(zhuǎn)軸線O具有小傾斜角。引用列表專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 JP9-277109A專利文獻(xiàn)2 JP63-306812A專利文獻(xiàn)3 JP6-O756I2U

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題在專利文獻(xiàn)1所述的鉆中，在鉆的側(cè)視圖中副切削刃相對于旋轉(zhuǎn)軸線具有傾斜 角Y，并且副切削刃沿螺旋槽的扭轉(zhuǎn)方向顯著地傾斜。因此，副切削刃較長并且在鉆削 期間產(chǎn)生提升工件的力。結(jié)果，在鉆削不能被牢固地固定的平板形構(gòu)件時(shí)，會在鉆孔期 間發(fā)生所謂的震顫，并且在鉆孔的內(nèi)表面上產(chǎn)生震痕，或者在鉆削纖維增強(qiáng)復(fù)合材料時(shí) 產(chǎn)生毛刺。在專利文獻(xiàn)2和專利文獻(xiàn)3所述的鉆中，設(shè)置有用于減小副切削刃相對于旋轉(zhuǎn)軸線的傾斜角的平坦前刀面10_i并且切除掉螺旋槽6的槽面。因此，副切削刃4b的前角 小于如下鉆的前角該鉆的副切削刃的前刀面包含在螺旋槽的槽面中。結(jié)果，副切削刃 的切削能力低，從而可能在鉆削纖維增強(qiáng)復(fù)合材料時(shí)在鉆孔的口部產(chǎn)生毛刺，并且使增 強(qiáng)纖維出現(xiàn)起毛，以致鉆削質(zhì)量下降。此外，需要額外的時(shí)間和工作來形成平坦前刀面 10_lo本發(fā)明旨在提供一種在不增加制造工作量等的情況下具有優(yōu)良鉆削質(zhì)量的雙角 麻花鉆。解決問題的手段為了解決上述問題，本發(fā)明改進(jìn)了上述雙角麻花鉆，以使副切削刃大致平行于 鉆的旋轉(zhuǎn)軸線并且至少使副切削刃的前刀面包含在螺旋槽的槽面中?！按笾缕叫杏凇钡?措辭是指在鉆的側(cè)視圖中副切削刃相對于旋轉(zhuǎn)軸線的傾斜角在大約士5°的范圍內(nèi)。“包 含在螺旋槽的槽面中”的措辭是指將前刀面形成為與形成主切削刃的螺旋槽相同的曲 面，而不像專利文 獻(xiàn)2中所披露地單獨(dú)設(shè)置前刀面10_lt) “在鉆的側(cè)視圖中”的措辭指 圖3中所示的狀態(tài)，其中鉆的副切削刃的外端E2(位于最外周邊處的點(diǎn))與旋轉(zhuǎn)軸線O之 間的距離(芯部高度H)是芯部厚度(參見圖5中的W)的一半。通過使槽面上沿螺旋槽 的前緣布置的部分相對于鉆的正常旋轉(zhuǎn)方向以凸起的方式彎曲，槽面與第二后刀面的相 交處的脊部可以形成在鉆的側(cè)視圖中相對于軸線的傾斜角在大約-5°至+5°范圍內(nèi)的副 切削刃。在上述鉆中，優(yōu)選地，螺旋槽的螺旋角在10°至40°的范圍內(nèi)，并且副切削刃 的前刀面包含在螺旋槽的槽面中。優(yōu)選地，副切削刃的鉆尖角α2小于主切削刃的鉆尖 角α ，并且鉆尖角α 2在20°至90°的范圍內(nèi)。優(yōu)選地，主切削刃的外端部的直徑d等于或大于鉆直徑D的70%。優(yōu)選地，使 螺旋槽的槽面與主體的周邊處的邊緣面相交成銳角。發(fā)明效果在根據(jù)本發(fā)明的鉆中，副切削刃相對于旋轉(zhuǎn)軸線的傾斜角在士5°的范圍內(nèi)。因 此，副切削刃較短，并且在鉆孔期間產(chǎn)生的提升工件的力較小。結(jié)果，即使當(dāng)工件為不 能被牢固地固定的薄板時(shí)，也可以進(jìn)行高質(zhì)量鉆削且不引起震顫。在所述鉆中，副切削刃的前刀面包含在螺旋槽的槽面中，從而副切削刃的前角 不是小的。根據(jù)螺旋槽的形狀，副切削刃的前角大于圖8中所示的現(xiàn)有鉆的前角，由此 實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的切削能力。從而，抑制鉆削纖維增強(qiáng)復(fù)合材料時(shí)的起毛現(xiàn)象，并且減小切削 力。此外，因?yàn)椴恍枰纬善教骨暗睹妫詿o需增加制造鉆的時(shí)間和工作量。


圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的鉆的側(cè)視圖。圖2是圖1的鉆的頂部的放大圖。圖3是圖1的鉆的放大側(cè)視圖，示出了副切削刃相對于旋轉(zhuǎn)軸線的傾斜角。圖4是圖1的鉆的放大前視圖。圖5是沿圖2的線X-X截取的放大截面圖。
圖6是示出了副切削刃的楔角的截面圖。圖7的(a)示出了由于形成前刀面，副切削刃的內(nèi)端的移位方式，并且圖7的 (b)示出了根據(jù)本發(fā)明鉆的副切削刃與螺旋槽的槽面之間的關(guān)系。圖8的(a)是普通雙角麻花鉆的主要部分的側(cè)視圖，圖8的(b)是示出鉆的副切 削刃相對于旋轉(zhuǎn)軸線的傾斜角的側(cè)視圖，并且圖8的(c)是鉆的前視圖。圖9的(a)是具有平坦前刀面的雙角麻花鉆的主要部分的側(cè)視圖，圖9的(b)是 示出鉆的副切削刃與旋轉(zhuǎn)軸線之間的傾斜角的側(cè)視圖，并且圖9的(c)是鉆的前視圖。
具體實(shí)施例方式下面，將參考圖1至圖6描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的鉆。圖1至圖4示出根據(jù)本 發(fā)明的鉆(雙角麻花鉆)1，其是具有兩個(gè)切削刃的麻花鉆。圖中所示的鉆1是包括主體 2和柄3的實(shí)心鉆，柄3與主體2的后端部形成為一體。然而，本發(fā)明還適用于其它鉆， 諸如實(shí)心尖鉆、切削刃上涂覆了硬膜的涂層鉆和切削刃由硬質(zhì)致密材料制成的鉆。切削 刃的數(shù)目不限于兩個(gè)，而是可以為三個(gè)或四個(gè)。在主體2的頂部，切削刃4彼此相對于旋轉(zhuǎn)中心(旋轉(zhuǎn)軸線O)呈點(diǎn)對稱，并且 形成附屬于切削刃的修磨橫刃(Webthiraiing)5。在主體2的周邊形成有雙紋螺旋的螺旋 槽6。切削刃4包括主切削刃4a和副切削刃4b，主切削刃4a從旋轉(zhuǎn)中心(旋轉(zhuǎn)軸線 O)沿徑向向外延伸一定程度，副切削刃4b從主切削刃4a的外端延伸到主體2的周邊。 副切削刃4b的鉆尖角α 2小于主切削刃4a的鉆尖角α 1。副切削刃4b的鉆尖角α 2越 小，鉆削質(zhì)量越好。然而，鉆尖角α 2越小，頂部越容易磨損并且切削刃越長。因此， 優(yōu)選地，為了保證鉆削質(zhì)量，鉆尖角α 2的上限為大約90°，并且為了保護(hù)頂部，鉆尖 角α 2的下限為大約20°。在鉆的側(cè)視圖中副切削刃4b相對于旋轉(zhuǎn)軸線O的傾斜角Y (參見圖3)在-5° 至+5°的范圍內(nèi)。此外，至少副切削刃4b的前刀面10包含在螺旋槽6的槽面中。在 圖2至圖4中，繪制出第一后刀面7和第二后刀面8。主切削刃4a是第一后刀面7與螺 旋槽6的槽面相交處的脊部。副切削刃4b是第二后刀面8與螺旋槽6的槽面相交處的脊 部。如圖5中所示，螺旋槽6的槽面上沿前緣9延伸的部分相對于鉆的正常旋轉(zhuǎn)方向 以凸起的方式彎曲，并且與主體2的周邊處的邊緣面11相交。因此，可以使副切削刃4b 相對于旋轉(zhuǎn)軸線O的傾斜角Y處于-5°至+5°的范圍內(nèi)而無需在螺旋槽6的槽面上設(shè) 置平坦前刀面。將進(jìn)一步描述該鉆與現(xiàn)有鉆在這方面的不同。圖7的(a)示出了當(dāng)設(shè)置有平坦前刀面ICL1時(shí)， 圖9所示鉆的副切削刃4b在徑 向上的內(nèi)端(與主切削刃接觸的點(diǎn))的移位方式。當(dāng)在螺旋槽6的槽面上設(shè)置有平坦前 刀面ICL1時(shí)，副切削刃4b的內(nèi)端從圖7的(a)和圖9的(b)中的位置I (在設(shè)置平坦前 刀面之前的位置)移動到位置II。從而，可以使副切削刃4b相對于旋轉(zhuǎn)軸線O的傾斜角 Y為0°。然而，當(dāng)設(shè)置有平坦前刀面ICL1時(shí)，副切削刃4b的前角必然減小，由此切削 刃的切削能力劣化。在圖9所示的鉆中，主切削刃4a上設(shè)置有平坦前刀面ICL1的部分的 前角減小，由此切削能力劣化。
作為對比，在根據(jù)本發(fā)明的鉆中未設(shè)置平坦前刀面。而是，如圖7的(b)中所 示，副切削刃4b相對于旋轉(zhuǎn)軸線的傾斜角Y為例如5°，并且副切削刃4b整體與螺旋 槽6的槽面相交，以致副切削刃4b的前刀面10包含在螺旋槽6的槽面中(在圖7的(b) 中，Δ θ表示螺旋槽6從副切削刃4b的內(nèi)端El到副切削刃4b的外端E2的扭轉(zhuǎn)量(旋 轉(zhuǎn)角))。因此，沒有發(fā)生因存在平坦前刀面而導(dǎo)致副切削刃4b的前角減小的情況。圖 6示出了副切削刃4b的楔角β。由于前刀面10包含在螺旋槽6的以凸起的方式彎曲的 槽面中，所以楔角β減小，并且使副切削刃4b的前角大于圖8所示現(xiàn)有鉆的前角。
如果螺旋槽6的螺旋角θ (參見圖2)太小，則難于增加切削刃的前角。如果螺 旋角θ太大，雖然實(shí)際前角增大并且切削刃的切削能力提高，但頂部強(qiáng)度減小。因此， 螺旋角θ優(yōu)選地在大約10°到40°的范圍內(nèi)。當(dāng)鉆削纖維增強(qiáng)復(fù)合材料時(shí)，副切削刃4b的鉆尖角α 2越小，增強(qiáng)纖維的起毛 程度越小。當(dāng)該角度等于或小于90°時(shí)，可以在不影響鉆孔質(zhì)量的情況下進(jìn)行鉆削。另 一方面，如果該角度太小，則切削刃的外端迅速磨損。因此，鉆尖角α 2優(yōu)選地等于或 大于20°并且等于或小于90°。當(dāng)主切削刃4a的外端部的直徑d等于或大于鉆直徑D的70%時(shí)，由于存在該副 切削刃4b而使鉆削質(zhì)量提高，同時(shí)防止切削刃不必要地變長。實(shí)例1研究了雙角鉆中副切削刃相對于旋轉(zhuǎn)軸線的傾斜角、對鉆削質(zhì)量的影響。測試 中所使用的鉆的規(guī)格如下鉆直徑 =Φ10ιηιη，主切削刃的鉆尖角為120°，副切削刃 的鉆尖角為60°，主切削刃的外端部的直徑d = 0.9D，并且副切削刃的傾斜角Y如表1 中所示進(jìn)行改變。工件使用3mm厚的CFRP板。切削條件為切削速度Vc = 100m/min,并且 進(jìn)給速度f = 0.05mm/rev。表1列出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在表1的表示震顫的行中，“ + ”表示“未發(fā)生震顫”，“士”表示“發(fā)生輕 微震顫”，并且“_”表示“發(fā)生震顫”。在表示起毛的行中，“ + ”表示“未發(fā)生起 毛并且鉆孔內(nèi)表面的質(zhì)量極佳”，“士”表示“發(fā)生輕微起毛并且鉆孔內(nèi)表面的質(zhì)量一 般”，并且“_”表示“發(fā)生起毛并且鉆孔內(nèi)表面的質(zhì)量差”。[表1]
權(quán)利要求
1.一種雙角麻花鉆，包括切削刃，其包括主切削刃(4a)，其從旋轉(zhuǎn)中心沿徑向向外延伸一定程度；以及副 切削刃(4b)，其從所述主切削刃(4a)的外端延伸到主體(2)的周邊，所述副切削刃(4b) 具有與所述主切削刃(4a)的鉆尖角(α )不同的鉆尖角(α 2)，其中，所述副切削刃(4b)大致平行于所述麻花鉆的旋轉(zhuǎn)軸線(O)，并且至少所述副 切削刃(4b)的前刀面包含在螺旋槽(6)的槽面中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的麻花鉆，其中，在鉆的側(cè)視圖中所述副切削刃(4b)相對于旋轉(zhuǎn)軸線(O)的傾斜角(Y)在-5°至 +5°的范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的麻花鉆，其中，所述螺旋槽(6)的螺旋角(Θ)在10°至40°的范圍內(nèi)，并且所述副切削刃(4b)的 前刀面包含在所述螺旋槽(6)的槽面中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的麻花鉆，其中，所述副切削刃(4b)的鉆尖角(α 2)小于所述主切削刃(4a)的鉆尖角(α 1)，并且所 述鉆尖角(α 2)在20°至90°的范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的麻花鉆，其中，所述主切削刃(4a)的外端部的直徑(d)等于或大于鉆直徑(D)的70%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的麻花鉆，其中，所述螺旋槽(6)的槽面與所述主體(2)的周邊處的邊緣面(11)以銳角相交。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙角麻花鉆，其在不增加制造工作量等的情況下提高鉆削質(zhì)量。副切削刃(4b)大致平行于鉆的旋轉(zhuǎn)軸線(O)，并且至少副切削刃的前刀面(10)包含在螺旋槽(6)的槽面中。螺旋槽的槽面上沿前緣(9)布置的部分相對于鉆的正常旋轉(zhuǎn)方向以凸起的方式彎曲，從而在槽面與第二后刀面相交處的脊部可以形成相對于旋轉(zhuǎn)軸線具有小傾斜角的副切削刃(4b)。
文檔編號B23B51/00GK102026754SQ20098011692
公開日2011年4月20日 申請日期2009年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月15日
發(fā)明者中村直宏, 阿部誠 申請人:住友電工硬質(zhì)合金株式會社