[发明专利]PCD钻头

说明书

技术领域

本发明涉及在钻头主体的刀尖前端安装有多晶金刚石基烧结体的钻头（以下，称为“PCD钻头”），尤其涉及在Al合金、Ti合金、陶瓷及CFRP（碳纤维增强塑料）等难切削材料的高能率钻孔加工中，不产生缺损，在长期的使用中，发挥优异的耐磨性的PCD钻头。

本申请基于2011年11月28日在日本申请的专利申请2011-258478号主张优先权，将其内容援用于此。

背景技术

首先，对一般的钻头进行如下说明。

如图1A至图1C所示，通常钻头在以硬质合金、高速钢等制作的钻头主体的长度方向上，以螺旋状形成有刃带部与槽部。

一般的钻头主体1通过硬质合金等硬质材料形成为以轴线Ｏ为中心的外形大致圆柱状，其后端侧（图1A中的右侧）为刀柄部2，通过该刀柄部2安装于机床的旋转轴来向图中以符号T所示的钻头旋转方向旋转而用于钻孔加工。

而且，钻头主体1的前端部（图1A中的左侧部分）为刀尖部3，在该刀尖部3的外周的夹着轴线Ｏ的相反侧，从钻头主体1的前端后刀面3B在刀尖部3的全长上相对轴线Ｏ对称地形成有一对排屑槽4、4。另外，该刀尖部3形成为包括排屑槽4、4且关于轴线Ｏ对称。

如图1C所示，排屑槽4、4在与轴线Ｏ正交的截面中，由壁面4A和壁面4B构成，该壁面4A朝向钻头旋转方向T前方侧，该壁面4B与该壁面4A平滑地连接，朝向钻头旋转方向T后方侧，并且呈向钻头旋转方向T前方侧成为凸状的截面曲线状。而且，这些排屑槽4、4从前端后刀面3B向基端侧呈向钻头旋转方向T的后方侧以恒定的螺旋角扭转的螺旋状。

另一方面，前端后刀面3B由从轴线Ｏ向钻头主体外周侧以朝向轴线Ｏ方向的基端侧的方式倾斜的2个平面构成，并且通过这2个平面，随着从排屑槽4、4的开口部围绕轴线Ｏ朝向钻头旋转方向T的后方侧后退两级台阶，被赋予两段的退刀槽。而且，在该前端后刀面3B与朝向两个排屑槽4、4的钻头旋转方向T前方侧的壁面4A、4A的交叉棱线部，即壁面4A、4A的前端边缘，分别形成有从前端后刀面3B上的轴线Ｏ周边的前端中心部C朝向外周侧延伸的大致直线状的前端切削刃6、6。

而且通过前端后刀面3B被赋予从轴线Ｏ向钻头主体外周侧朝向轴线Ｏ方向的基端侧的倾斜，前端切削刃6、6以随着从前端后刀面3B上的前端中心部C朝向外周侧大致直线状地朝向基端侧的方式倾斜，由此两个前端切削刃6、6被赋予预定的顶角。

接着，下面对一般的PCD钻头进行说明。

以往，已知有将以超高压烧结金刚石粉末的多晶金刚石基烧结体（以下称为“PCD”）安装于钻头主体的刀尖前端，将该PCD的角部的棱线作为切削刃的PCD钻头。该PCD钻头在难切削材料等的钻孔加工中，显示出优异的耐磨性。

例如，如专利文献1及2所示，已知有通过钎焊等在由硬质合金等组成的钻头主体的刀尖前端安装PCD的PCD钻头，由于PCD钻头的耐磨性优异，因此适用于Al合金、Ti合金、陶瓷及CFRP等难切削材料的钻孔加工。

在以往的PCD钻头中，通常如图2A及图2B所示，切削刃刀片17通过钎焊等安装在钻头的刀尖前端。

图2A及图2B表示以往的PCD钻头的安装有切削刃刀片17的刀尖前端的放大概要。以往的PCD钻头21在其前端安装有切削刃刀片这一点上与所述以往的钻头不同。

所述切削刃刀片17由金属或硬质合金等组成，在成型为适当的形状之后，嵌入形成于钻头主体的前端的狭缝（参考图2A）。之后，通过切削、磨削、研磨等处理，以往的PCD钻头的前端成型为钻头前端形状（参考图2B）。

此时的切削刃刀片17的制作如表示于图3A至图3D的其概要进行。例如首先制作在硬质合金等基座上以预定的厚度一体烧结金刚石粉末成型体的PCD（参考图3A）。图3A表示用于制作以往的PCD钻头的烧结体。对于烧结体，可以使用例如圆筒形状的烧结体。该烧结体具有形成为平面的PCD层18和在其上下形成的金属或硬质合金层19、19。

接着，将原材料从中心部切成梯形形状，以便适合于刀尖前端（参考图3B）。而且，根据需要削掉上下的多余的金属或硬质部，由此获得预定形状的烧结体片20（参考图3C）。烧结体片20在厚度方向上由3个层构成。具体而言，由PCD层18和在其两面形成的金属或硬质合金层19、19构成。

然后，如图3D所示，将该烧结体片20插入安装在形成于钻头的刀尖前端的狭缝。之后，通过切削、磨削、研磨等处理，以往的PCD钻头的前端成型为钻头前端形状（参考图2B）。