專利名稱：鉆頭的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種在鉆頭主體前端以釬焊或焊接等方法將超硬合金制成的切刃體焊接固定為一整體的鉆頭，更詳細地說，是涉及在混凝土或石材等的鉆孔作業(yè)中鉆孔工作性能優(yōu)異的鉆頭。
背景技術：
對混凝土或石材等的鉆孔，是在旋轉沖擊鉆機上安裝專用鉆頭，同時施加軸方向的振動撞擊力及轉矩這兩種作用力來實施鉆孔(打孔)。這種鉆頭中，有一種是在鋼制的鉆頭主體前端用釬焊或焊接等方法將耐磨性優(yōu)異的超硬合金制切刃體固定于其上形成一整體的。又，在所述鉆頭主體外周，對應于形成在切刃體的各切刃部的凹部，設置有切屑排出槽。而且，在鉆頭主體的基端部設有連結于沖擊鉆機驅動軸的標準化的柄部。
本申請人先前已提出了這種新鉆頭的專利申請(日本專利申請?zhí)柼卦?000-377082號)。該鉆頭在固定于鉆頭主體前端的塊狀切刃體上設置有分別自中心向外徑方向配置成大致輻射狀的多個切刃部。各切刃部具有切削面及后隙面，該切削面及后隙面的邊界上形成有向前端方向突起的接合緣，以此形成切刃。而且，使各切刃部的切刃的內(nèi)端(中心側端部)在刃尖頂點接合，使刃尖頂點形成沒有橫刃(chisel edge)的，向前端變尖的尖端形狀。又形成如下所述結構，也就是在相鄰的切刃部與切刃部之間，利用向后凹的凹部形成有刃部切屑排出槽，該刃部切屑排出槽與設于鉆頭主體外周的較寬的鉆頭切屑排出槽連通。
采用具上述構成的鉆頭，在混凝土或石材等的鉆孔作業(yè)中，由于該切刃部對所鉆的孔的切削面以沖擊方式切削(沖擊切削)而產(chǎn)生切屑。該切屑隨著鉆頭軸心方向的動作而從所鉆的孔的切削面浮上來，經(jīng)過各刃部切屑排出槽，被排出到較寬的鉆頭切屑排出槽，最后順暢地排出到所鉆的孔外面。因此，不管鉆孔深度如何都均能高效率排出切屑。再者，刃尖頂點呈沒有橫刃(chisel edge)的尖端形狀，因此在鉆孔時得出唯一的旋轉中心，可使鉆頭穩(wěn)定旋轉。其結果是，容易鉆出具有所希望的直徑的、所希望的形狀的孔。而且，該鉆頭的耐久性也優(yōu)異。
可是，具有上述構成的鉆頭，由于其切刃體上各切刃部的形態(tài)(構成)完全相同，例如在混凝土的鉆孔作業(yè)中，當切刃部碰到混凝土內(nèi)的鋼筋或石材等堅硬的被切削物時，撞擊力即集中作用于所抵接的切刃部或與其鄰接的特定切刃部上，使鉆孔狀態(tài)急劇改變。
又，在鉆孔作業(yè)中，所鉆的孔的切削面上會產(chǎn)生大小各異的切屑，大顆粒的切屑也會產(chǎn)生，但是，在沖擊削反復進行時，大顆粒切屑亦被打碎，而不會妨礙鉆孔作業(yè)。然而，大顆粒切屑在被鉆頭的切刃沖打、粉碎的過程中，任何切刃均不對鉆孔切削面起切削作用，切削作用在此過程中會中斷。因此，鉆孔效率降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供這樣的一種鉆頭，這種鉆頭在混凝土或石材等的鉆孔作業(yè)中，能緩和鉆孔狀態(tài)的突然改變，盡可能使鉆孔作業(yè)穩(wěn)定進行，同時在產(chǎn)生大顆粒的切屑時，鉆孔效率也不降低。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的鉆頭具備配置于鉆頭前端的多個切刃部、及設于該切刃部基端一側且于基端部上形成有柄部的軸狀鉆頭主體；所述切刃部具有向前端側突設的由切削面與后隙面的接合緣形成的切刃，所述切刃自鉆頭旋轉中心側向外徑側配置成大致輻射狀；其利用旋轉動作與軸方向的動作的復合動作進行沖擊切削，其特征在于，所述切刃部具有至少2個主切刃部、以及配設于圓周方向的上述主切刃部與主切刃部之間的，至少2個副切刃部；上述主切刃部具有作為其切刃的主切刃，該主切刃內(nèi)端位于旋轉中心，外端則位于切刃部的旋轉軌跡的外緣。
上述副切刃部具有作為其切刃的副切刃，該副切刃內(nèi)端位于從旋轉中心向外徑側偏離的部位，外端位于從切刃部的旋轉軌跡的外緣向旋轉中心側偏離的位置。
采用具上述構成的鉆頭，在混凝土或石材等的鉆孔工作中，對所鉆出的孔的切削面的切削(包含所鉆出的孔的切削面上的切屑的破碎)，主要由自旋轉中心到刃鋒部外端的主切刃進行沖擊、沖擊切削，副切刃則輔助該主切刃所進行的切削。亦即，副切刃補足主切刃的沖擊切削，同時，兩者協(xié)同進行高效率的切削。而且，副切刃的外端位于比主切刃外端還靠旋轉中心的位置，故該副切刃基本上不接觸所鉆的孔的內(nèi)表面，因此，鉆頭整體的切削阻力降低，能夠實現(xiàn)高效率的沖擊切削。而且，主切刃的外緣被鉆孔的內(nèi)周面所引導，因此，能鉆出所希望形狀的孔(圓孔)。
又，在該鉆頭中，所述主切刃部的主切刃若在外端側以向后縮的方式傾斜，且各主切刃的內(nèi)端在大致旋轉中心接合，形成刃尖頂點，在旋轉中心形成刃尖頂點即可使旋轉穩(wěn)定進行，同時用該刃尖頂點沖打所鉆的孔的切削面，能夠進行有效的沖擊切削。
再者，在所述鉆頭中，如果所述副切刃部的副切刃以與所述主切刃相同角度向相同方向傾斜，則在制造時采用切削手段形成各切刃部上切削面及后隙面、進而形成主切刃或副切刃的所謂“制刃作業(yè)”時，主切刃及副切刃的切削條件都相同，加工變得容易，其結果是鉆頭便于批量生產(chǎn)。
又，在所述鉆頭中，如果所述副切刃設置于比主切刃更往后縮的位置，則對所鉆的孔的切削面的直接的沖擊切削主要由主切刃進行，副切刃則位于主切刃之間，主要以將產(chǎn)生于主切刃間的大顆粒切屑等夾在主切刃間的狀態(tài)進行有效破碎。也就是說，在鉆孔作業(yè)中，產(chǎn)生于鉆孔傾斜面的大顆粒切屑的破碎以及同時進行的穿孔作業(yè)，由相鄰的主切刃及副切刃的協(xié)同動作來有效地并行進行，所以與已有的鉆頭相比，能獲得較高的鉆孔效率。
又，在所述鉆頭中，如果在該副切刃與旋轉中心之間具備比該副切刃更往后縮的缺口面，則由主切刃等的沖擊切削所產(chǎn)生的大顆粒切屑，在處于主切刃部與副切刃部之間無處可逃的狀態(tài)下，在該缺口面，在與所鉆孔的切削面間被有效壓碎，所以壓碎大顆粒切屑無須使用主切刃及副切刃，而能同時進行有效的沖擊切削，其結果是，能夠得到高穿孔效率。
又，在所述鉆頭中，如果上述缺口面向副切刃部的后隙面一側傾斜，則大顆粒切屑如前所述由缺口面破碎后，這些切屑利用缺口面的傾斜從切刃部被擠到切屑排出槽，所以切屑更加易于排出。
再者，在上述鉆頭中，若將所述主切刃部與副切刃部形成單一塊狀切刃體，將該切刃體固定連接于該鉆頭主體的前端形成一體，則制造時，先利用燒結成型、鍛造等方法將主切刃部和副切刃部制成一整體型的塊狀體，再用焊接等方法將其簡單固定連接于鉆頭主體，借助于此，能高效率地制造鉆頭。
又，在所述鉆頭中，如果所述主切刃部與該副切刃部以所述刃尖頂點為中心的圓周方向上交替配置，由底面觀看時，如果呈以該刃尖頂點為中心的大致為星號(asterisk)的形狀，則能夠利用形成于各切刃部之間的間隙作為刃部切屑排出槽，由于這點，所以是理想的實施形態(tài)。在這種情況下，在外徑為6mm～20mm左右的鉆頭的情況下，主切刃部和副切刃部的切刃部數(shù)目合計，最好為4～8個左右；當切刃部為偶數(shù)時，最好是將主切刃部與副切刃部交替配置；當切刃部為奇數(shù)時，最好是將主切刃部與副切刃部交替配置，最后使主切刃部與主切刃部相鄰配置。
再者，在所述鉆頭中，如果在所述切刃部和與其鄰接的切刃部之間形成有凹狀的刃部切屑排出槽，同時以與該刃部切屑排出槽連通的方式在其后方的鉆頭主體外周面上形成鉆頭切屑排出槽，則能將所鉆的孔的切削面處所產(chǎn)生的切屑有效地排出所鉆的孔外。
又，在所述鉆頭中，如果所述切刃部由超硬合金構成，而上述鉆頭主體由鋼制成，則能廉價提供切刃部使用高切削性和高耐磨性的超硬合金的性能優(yōu)異的鉆頭。


圖1是本發(fā)明實施例的鉆頭結構的正視圖。
圖2是表示鉆頭切刃體的下端面(底面，即用于沖擊切削的面)的結構的仰視圖。
圖3是從斜前端觀看圖1、2所示的鉆頭的切刃體的該切刃體的立體圖。
圖4是用于說明切刃體的切刃部的旋轉軌跡的切刃體放大仰視圖。
具體實施例方式
以下根據(jù)附圖對本發(fā)明的實施形態(tài)之一例進行說明。
如第1圖所示，圖1～3所示的超硬合金制的塊狀切刃體2固定于鋼制鉆頭主體1前端成一整體。上述固定連接作業(yè)采用釬焊等焊接或摩擦壓接等眾所周知的方法進行。
這一實施形態(tài)中，在該切刃體2上，分別設置切刃部6個2a、2b、2c、2d、2e、2f，各切刃部從旋轉中心向外徑方向大致輻射狀地，在圓周方向上均勻地分布，即每隔60°配置一個。這些切刃部2a、2b、2c、2d、2e、2f分別具有在鉆孔旋轉時位于前側的切削面3及位于后側的后隙面4。由這些各切削面3及作為后側的后隙面4的接合緣、切刃被于大致輻射狀分別形成。該接合緣形成以其前端(在圖1中為下方，在圖3中為上方)向前突出的形態(tài)。在本實施形態(tài)中，與所述切刃部2a、2b、2c、2d、2e、2f對應，在圓周方向上均勻分配形成6個切刃。因此在本實施形態(tài)中，每隔60度即有1個切刃，共形成6個切刃(參照圖4的3個主切刃6和3個副切刃7，共有6個切刃)。
在本實施形態(tài)中，上述切刃由2種切刃構成。也就是說，切刃由主切刃6及副切刃7兩種構成，如圖2、圖4所示，在切刃體2前端，從底面仰視可看到這些主切刃6和副切刃7，每一個交替配置。又，形成該主切刃6的切刃部2a、2c、2e為主切刃部，又形成該副切刃7的切刃部2b、2d、2f為副切刃部。
上述主切刃6的內(nèi)端，位于成為旋轉中心而且由各主切刃6的內(nèi)端接合形成的刃尖頂點5，其外端12則從旋轉中心(刃尖頂點5)向外徑方向設置，位于切刃體2的旋轉軌跡的外緣(最外緣)。
又，所述副切刃7的內(nèi)端7i位于從作為旋轉中心的上述刃尖頂點5向外徑方向偏離的位置上，在該刃尖頂點5與副切刃7的內(nèi)端7i之間形成缺口面8。
又，所述主切刃6的外端12位于該切刃體2的外緣，而所述副切刃7的外端11則位于從切刃體2的外緣稍微向內(nèi)徑方向縮進的位置上。也就是說，形成這樣的結構，即在前端具有副切刃7的切刃部2b、2d、2f的長度(從內(nèi)端到外端的長度)做得比前端具有主切刃6的切刃部2a、2c、2e的長度短，如圖4所示，使具有副切刃7的切刃部2b、2d、2f的外端11所描繪的旋轉軌跡a位于具有主切刃6的切刃部2a、2c、2e的外端12所描繪的旋轉軌跡b內(nèi)側。具體地說，例如在外徑6mm～20mm左右的鉆頭的情況下，只要形成副切刃7的外端位于自主切刃6的外端向內(nèi)側縮進0.2mm～0.5mm左右的位置即可。
這樣，內(nèi)端與外端的位置不同的上述副切刃7的長度、形成比上述主切刃6的長度短的結構。具體地說，副切刃7的長度與上述主切刃6的長度相比，為其1/2-1/4，特別是也可以是其1/3-1/4左右。
另外，上述缺口面8位于比所述副切刃7還要從刃尖向后縮的位置上。在這一實施例的情況下，缺口面8的最大后退位置，大致后退到與副切刃7的外端相同的程度。
又，該缺口面8的內(nèi)端的線8c形成為，大致垂直于從副切刃7的內(nèi)端至鉆頭中心的線，正確地說，形成85°的夾角。
而且，該缺口面8向形成副切刃7的后隙面4側稍微傾斜。在該實施例的情況下大約傾斜10～15度。而且，該缺口面8從刃尖一側看來(參照圖2、圖4)，呈現(xiàn)近似于等邊三角形(正確地說，以85°而不是90°相交，是等邊三角形的變形)的三角形平面。
如圖1所示，上述主切刃6的刃尖角(主切刃6相對于鉆頭中心線形成的夾角)α與副切刃7的刃尖角β(副切刃7相對于鉆頭中心線形成的夾角)形成相同的角度。
而且，如圖1中能夠清楚看到的那樣，該副切刃7設置于從主切刃6相對于刃尖后退的位置上。該后退的程度可以考慮適當?shù)某叽纾缭诰哂?mm～20mm左右的外徑的鉆頭的情況下，其后退的程度為0.2mm～1.5mm左右即可。
又，該副切刃7，如圖1所示，從垂直于鉆頭長度的方向觀看鉆頭時，切刃部2b、2d、2f的厚度(寬度方向的尺寸)做得薄，與主切刃6相比，配置為相對于刃尖后退，也就是說，該副切刃7設置于相對于主切刃6向后方平行移動的位置上，以此形成該結構。
但是，本發(fā)明并不限于此，例如也可以將上述切削面3與后隙面4的棱的尺寸做得小來實現(xiàn)。
又，形成于各切刃部2a、2b、2c、2d、2e、2f之間的、截面大致為V字形的凹部為刃部切屑排出槽9，這些刃部切削排出槽9與設置于鉆頭主體1的外周的鉆頭切削排出槽10連通。
還有，未圖示的，在鉆頭主體1的基部上延伸設置有柄(shank)部，該柄部支持于安裝在旋轉錘鉆機的驅動軸上的夾頭。因此，該鉆頭在使用時能夠與眾所周知的市售的鉆頭隨意替換就那樣地使用。
具有上述結構的本發(fā)明的鉆頭，安裝于旋轉錘鉆機上對混凝土等進行鉆孔時如下所述工作。即在對混凝土或石材等進行鉆孔時，鉆孔的切削面的切削主要由從鉆頭的刃尖頂點5到切刃部2的外端12的主切刃6進行。由該主切刃6進行的切削產(chǎn)生的切屑中，細切屑在反復進行沖擊切屑時從鉆孔切屑面上浮，經(jīng)過各切刃部2a、2b、2c、2d、2e、2f之間的刃部切屑排出槽9向鉆頭切屑排出槽10排出，順利地排出到所鉆的孔之外。
另一方面，殘留于鉆孔切屑面，位于鉆孔切削面中心附近的大顆粒切屑在下次的沖擊切削時由于主切刃6的直接沖擊而被破碎，或進入主切刃6之間被副切刃7的前端的缺口面8所壓碎。然后，被壓碎的切屑藉由該缺口面8的傾斜而被擠推向刃部切屑排出槽9。又，殘留于鉆孔的切削面上的大顆粒的切屑中，在鉆孔的切削面上被推向鉆孔的內(nèi)周壁附近的大顆粒切屑，在沖擊切削時，在被夾入主切刃6之間的狀態(tài)下由于副切刃7的沖擊而破碎，由于該缺口面8的傾斜而被擠推向刃部切屑排出槽9。這樣，在鉆孔的切削面上產(chǎn)生的大顆粒的切屑在主切刃6與副切刃7的有機配合動作作用下得到有效破碎。這樣能夠以高鉆孔效率實施鉆孔。
又，鉆孔時的切削力，通常由切刃的長度和配置不同、而且配置位置與刃尖的距離不同的主切刃6與副切刃7分擔，因此，即使是與混凝土內(nèi)的鋼筋或石頭等接觸，穿孔狀態(tài)急劇變化，這些切削力不受到明顯的影響，能夠穩(wěn)定地繼續(xù)進行穿孔操作。
工業(yè)應用性采用本發(fā)明的鉆頭，由于具有如上所述的結構，即使是在穿孔操作中前端與混凝土和石材等接觸，穿孔狀態(tài)急劇變化，也能夠緩和所述變化，盡可能穩(wěn)定地進行穿孔作業(yè)。又，即使是發(fā)生大顆粒的切屑，由于主切刃與副切刃能夠有機協(xié)同動作，能夠不妨礙沖擊切削作業(yè)地高效率地進行破碎，因此穿孔效率不會下降。
權利要求
1.一種鉆頭，具備配置于鉆頭前端的多個切刃部、及設于該切刃部基端一側且于基端部上形成有柄部的軸狀鉆頭主體；所述切刃部具有由切削面與后隙面的接合緣向前端側突設而形成的切刃，所述切刃自鉆頭旋轉中心側向外徑側配置成大致輻射狀；其利用旋轉動作與軸方向的動作的復合動作進行沖擊切削，其特征在于，所述切刃部具有至少2個主切刃部、以及配設于圓周方向的所述主切刃部與主切刃部之間的，至少2個副切刃部；所述主切刃部具有作為其切刃的主切刃，所述主切刃內(nèi)端位于旋轉中心，外端則位于切刃部的旋轉軌跡的外緣，所述副切刃部具有作為其切刃的副切刃，所述副切刃內(nèi)端位于從旋轉中心向外徑側偏離的部位，外端位于從切刃部的旋轉軌跡的外緣向旋轉中心側偏離的位置。
2.根據(jù)權利要求1所述的鉆頭，其特征在于，所述主切刃部的主切刃以外端側向后縮的方式傾斜，且各主切刃的內(nèi)端在大致旋轉中心點接合，形成刃尖頂點。
3.根據(jù)權利要求2所述的鉆頭，其特征在于，所述副切刃部的副切刃以與所述主切刃相同的角度向相同方向傾斜。
4.根據(jù)權利要求1、2或3所述的鉆頭，其特征在于，所述副切刃設置于比主切刃更往后縮的位置。
5.據(jù)權利要求1～4中的任一項所述的鉆頭，其特征在于，在所述副切刃與旋轉中心之間具備比該副切刃更往后縮的缺口面。
6.根據(jù)權利要求5所述的鉆頭，其特征在于，所述缺口面向副切刃部的后隙面一側傾斜。
7.根據(jù)權利要求1～6中的任一項所述的鉆頭，其特征在于，所述主切刃部與副切刃部形成一塊狀整體，為切刃體，將該切刃體固定連接于所述鉆頭主體的前端而形成一整體。
8.根據(jù)權利要求1～7中的任一項所述的鉆頭，其特征在于，所述主切刃部與該副切刃部以所述刃尖頂點為中心的圓周方向上交替配置，由底面觀看時，呈以該刃尖頂點為中心的大致為星號的形狀。
9.根據(jù)權利要求1～8中的任一項所述的鉆頭，其特征在于，在所述切刃部和與其鄰接的切刃部之間形成凹狀的刃部切屑排出槽，而且以與該刃部切屑排出槽相連通的方式在其后方的鉆頭主體外周面上形成鉆頭切屑排出槽。
10.根據(jù)權利要求1～9中的任一項所述的鉆頭，其特征在于，所述切刃部由超硬合金構成，而所述鉆頭主體由鋼制成。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于，提供一種在對混凝土等進行的鉆孔作業(yè)中，能緩和鉆孔狀態(tài)突然改變的情況，使鉆孔作業(yè)穩(wěn)定，即使在產(chǎn)生大粒的切屑時，鉆孔效率也不致降低的鉆頭。本發(fā)明的鉆頭，其大致呈輻射狀配置的切刃部，具有至少2個主切刃部、以及在圓周方向上配設于所述主切刃部與主切刃部之間的，至少兩個副切刃部，所述主切刃部具備作為其切刃的主切刃，主切刃內(nèi)端位于旋轉中心，外端則位于切刃部的旋轉軌跡的外緣；所述副切刃部具有作為其切刃的副切刃，該副切刃內(nèi)端位于向外徑側偏離旋轉中心的部位，外端則位于向旋轉中心側偏離切刃部的旋轉軌跡的外緣的位置上。
文檔編號E21B10/16GK1652910SQ0282909
公開日2005年8月10日 申請日期2002年6月6日 優(yōu)先權日2002年6月6日
發(fā)明者宮永昌明 申請人:株式會社宮永