鉆頭制造技術

本發明專利技術提供一種鉆頭，其在一次對將金屬部件和纖維增強樹脂復合材料層疊而成的被切削材料進行穿孔的過程中，可以長期穩定地高精度地進行穿孔。上述鉆頭為將切削刃沿軸向分割而具有大于或等于2段的臺階狀的切削刃a，從前端開始的第1段切削刃形成為，相對于第2段及以后的切削刃，切削刃個數較少或前角較大或后角較大，從而其特性為，與切削刃個數、前角、后角與第2段及以后的切削刃相同的情況相比，切削的軸向阻力較小。例如，使用第1段切削刃2個刀刃、第2段4個刀刃、第3段4個刀刃，前角θ1>θ2>θ3、后角γ1≧γ2≧γ3的條件，各個第1、2段前角一定，第3段隨著向鉆頭后端側移動前角逐漸減小，使刀刃棱線形成為平滑的曲線形狀。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種切削刃沿軸向被分割成臺階狀的鉆頭。
技術介紹
如公知所示,作為穿孔工具而使用鉆頭。2刃鉆頭被廣泛使用(例如，專利文獻I)。現有的典型的鉆頭，如圖10及圖11所示的鉆頭b所示，在前端部具有前角一定的2個切削刃。另一方面，在各種產業中，要求利用一個鉆頭一次對下述被切削材料W進行穿孔加工，該切削材料W為圖10及圖11所示的金屬部件Wl和樹脂復合材料W2層疊而成。這是因為，通過使用纖維增強樹脂復合材料實現輕量化，且在內表面或外表面配置金屬面，在 設在這兩種部件的孔中插入螺栓等連結件而構成，在各個部件的對應位置高效及高精度地進行穿孔作業。作為金屬部件Wl的例子，可以列舉鋁，作為纖維增強樹脂復合材料W2的例子，可以列舉碳纖維增強樹脂復合材料。作為被切削材料W，不限定于圖示材料，在金屬部件Wl為多層的情況及纖維增強樹脂復合材料W2為多層的情況下，以及在上述各種情況下不同的材料層交互層疊等的情況下，考慮各種情況，需要可以應對任何一種情況的鉆頭。另外，作為進行穿孔作業時固定被切削材料W的方法，如圖10及圖11所示的固定件CL所示，希望在從穿孔位置遠離的位置進行固定，從而不在鉆頭拔出一側配置定位材料而進行支撐。如果使用定位材料，則會存在材料過多而使鉆頭進行多余的切削作業的產生過多切屑等的問題。如圖10及圖11所示，在一側表面配置金屬部件W1，而在相反側表面配置纖維增強樹脂復合材料W2的被切削材料W的情況下，可以選擇是從金屬材料Wl穿孔，或是從纖維增強復合材料W2穿孔。但是，例如在飛機制造業等使用上述部件的構造物的制造現場，由于該構造物的構造或與周圍的部件的位置關系等，存在很多無法選擇從哪一側表面穿孔的情況，從而需要在任意一側都可以良好地穿孔的鉆頭。專利文獻I :日本特開2008 - 36759號公報
技術實現思路
如圖10及圖11所示，在利用前端部具有前角一定的2個切削刃的現有的典型的鉆頭b，從纖維增強樹脂復合材料W2穿孔的情況下，會發生下述現象。首先，如圖10 (bl)所示，利用鉆頭b從纖維增強樹脂復合材料W2切削，鉆頭b向前端方向進給。如圖10 (b2)所示，如果鉆頭b的前端與金屬部件Wl接觸，則如圖10 (b2)及圖10 (b3)所示，會使金屬部件Wl向鉆頭b的前端方向凸出地彎曲，繼續進行由鉆頭b進行的金屬部件Wl的切削。這時，因為金屬切屑容易累積很長，所以可能無法使金屬的切屑穿過已經在纖維增強樹脂復合材料W2上鉆出的孔而向鉆頭b的后方排出。如果切屑的排出性惡化，則切削效率也會降低。另外，在金屬部件Wl與纖維增強樹脂復合材料W2之間殘留切屑也是問題。然后，從鉆頭b的前端到達金屬部件Wl的表面并鉆開很小的孔開始，利用由于當前的彎曲變形而在金屬部件Wl中產生的張力，如圖11 (b4)所示，金屬部件Wl將返回初始位置。這時，可能存在負載快速升高而使鉆頭驅動停止，或損傷切削刃的問題。另外，對于上述這種暫時彎曲后返回的孔來說，無法獲得較高的加工精度。鉆頭b未設置在圖ll(b4)所示的時刻對設在金屬部件Wl上的孔進一步進行精加工的切削刃，在使用鉆頭b的加工結束后，要求進行相應的精加工。然后，如圖11 (b5)所示，使鉆頭b的切削刃的最大直徑部穿過金屬部件Wl，結束穿孔加工。從金屬部件Wl和纖維增強樹脂復合材料W2中的任意一側進行穿孔，對于上述現有的典型鉆頭b來說，都可能會在纖維增強樹脂復合材料W2上產生脫層，從而很難高精度地對孔進行精加工，相對于金屬部件Wl或纖維增強樹脂復合材料W2高精度地進行穿孔加工會受限制。 此外，如上所述，金屬部件Wl向鉆頭的前端方向凸出而彎曲時的彎曲量，不僅依賴于金屬部件Wi的特性，也依賴于鉆頭的特性。表I表不與下述各種條件相對應的金屬部件Wl的彎曲量(mm)。表I中記載與使金屬部件Wl的材料為鋁(A7075)、鈦合金(6 — 4Ti)這兩種，使金屬部件Wl的厚度為3 (mm)、4 (mm),使鉆頭b的直徑為4 (mm)、5 (mm)的條件的各種組合相對應的金屬部件Wl的最大彎曲量。如圖10 (b2) (b3)所示，金屬部件Wl被鉆頭b的前端按壓而彎曲，表I中記載的彎曲量是金屬部件Wl在鉆頭軸向上的最大位移。此外，其條件為，使圖10 (bl)所示的固定件CL間的距離S為100 (mm)，使鉆頭的進給為O. 15 (mm/rev)0參照表I可知，由鉆頭進行的穿孔加工時的金屬部件Wl的彎曲量為，與鋁(A7075)相比，鈦合金(6 - 4Ti)較大，金屬部件Wl的厚度越小彎曲量越大。這是由金屬部件Wl的彎曲剛性決定的。另一方面，鉆頭直徑越大，由鉆頭進行的穿孔加工時的金屬部件Wl的彎曲量越大。這是因為，鉆頭直徑越大，通過鉆頭b施加在金屬部件Wl上且使金屬部件Wl彎曲的力，即，軸向力越大。表I .......................................................................................Wftaimml.......................................................................... Φ4ΜΜ I Φ5ΜΜ I …—一^^ A7075^5610:693._______工件厚度 3mm --——--———---■·■■-—I___________6-4Τι__0.586__0.725 :— A7o750.2360,292 ::I 工件厚度—m _____—--■■■■■■■■■■■■ο247~Γ—03—~j本專利技術是鑒于上述現有技術提出的，以提供下述鉆頭為課題，即，在一次性對將金屬部件與纖維增強樹脂復合材料層疊而成的被切削材料進行穿孔的過程中，可以長時間穩定地且高精度地進行穿孔。用于解決上述課題的技術方案I記載的專利技術為將切削刃沿軸向分割而具有大于或等于2段的臺階狀的鉆頭，其特征在于，從前端開始的第I段切削刃形成為，相對于第2段及以后的切削刃，切削刃個數較少、或前角較大、或后角較大，從而與切削刃個數、前角、后角與第2段及以后的切削刃相同的情況相比較，切削的軸向阻力較小。技術方案2記載的專利技術是將切削刃沿軸向分割而具有大于或等于2段的臺階狀的鉆頭，其特征在于，從前端開始的第I段切削刃形成為，相對于第2段及以后的切削刃，切削刃個數較少，從而與切削刃個數與第2段及以后的切削刃相同的情況相比較，切削的軸向阻力較小。技術方案3記載的專利技術為將切削刃沿軸向分割而具有大于或等于2段的臺階狀的鉆頭，其特征在于，從前端開始的第I段切削刃形成為，相對于第2段及以后的切削刃，前角較大，從而與前角與第2段及以后的切削刃相同的情況相比較，切削的軸向阻力較小。 技術方案4記載的專利技術為將切削刃沿軸向分割而具有大于或等于2段的臺階狀的鉆頭，其特征在于，從前端開始的第I段切削刃形成為，相對于第2段及以后的切削刃，后角較大，從而與后角與第2段及以后的切削刃相同的情況相比較，切削的軸向阻力較小。技術方案5記載的專利技術是技術方案I至技術方案4中任意一項所述的鉆頭，其特征在于，將切削刃沿軸向分割而具有大于或等于3段，第2段及以后的切削刃相對于前端側段的切削刃，切削刃個數相等或增加、或者前角相等本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鉆頭，其為將切削刃沿軸向分割而具有大于或等于2段的臺階狀的鉆頭，其特征在于，從前端開始的第1段切削刃形成為，相對于第2段及以后的切削刃，切削刃個數較少、或前角較大、或后角較大，從而與切削刃個數、前角、后角與第2段及以后的切削刃相同的情況相比較，切削的軸向阻力較小。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：東脅啟文，橋本英二，齋藤學，渡邊政雄，中畑達雄，
申請(專利權)人：馬克托羅工業株式會社，富士重工業株式會社，
類型：發明
國別省市：