钻头的制作方法

本发明涉及一种钻头。
背景技术：
：已经使用了层叠体作为飞机的主体和机翼的结构材料，在该层叠体中，层叠有诸如碳纤维增强塑料(cfrp)层等纤维增强塑料(frp)层以及金属层。为了在该层叠体上打孔，已利用专利文献1中描述的钻头。专利文献1的钻头具有在主体部分的前端处的切削刃。切削刃从旋转中心向外周部延伸，并且关于旋转中心对称。该切削刃至少由以下三部分组成：旋转中心部分；中间切削刃部分，其与旋转中心部分的外端续接；以及最外周切削刃部分，其具有直线形状并且与中间切削刃部分的外端续接。切削刃部分的各个顶角从旋转中心侧处的切削刃部分向外周侧处的切削刃部分逐级减小。参考列表专利文献ptl1：日本专利公开no.2009-172708技术实现要素：根据本发明的钻头包括主体，所述主体具有前端以及与所述前端相反的后端。所述主体包括第一切削刃、相对于所述第一切削刃向所述后端侧远离所述第一切削刃的第二切削刃、外周部以及后刀面。所述外周部设置有：螺旋状容屑槽，其沿所述主体的中心轴线延伸；以及凹部，其沿与所述中心轴线交叉的方向延伸并且穿越所述外周部。所述主体的所述中心轴线从所述前端向所述后端延伸。所述凹部包括：第一表面，其与所述外周部续接，并且从所述外周部朝向所述中心轴线延伸；以及第二表面，其与所述第一表面续接，并且从所述第一表面向所述主体的所述前端侧延伸。所述第一切削刃由第一脊线构成，所述第一脊线由所述后刀面和所述螺旋状容屑槽的表面形成。所述第二切削刃由第二脊线构成，所述第二脊线由所述第一表面和所述螺旋状容屑槽的所述表面形成。在沿所述主体的所述中心轴线与所述第一切削刃的第一外端之间的距离看起来最长的第一方向看到的所述主体的侧视图中，所述第二切削刃的第二外端相对于所述第一切削刃的所述第一外端位于所述中心轴线侧。附图说明图1是当沿第一方向观看时根据实施例的钻头的第一侧视图。图2是当沿与第一方向相差90°的方向观看时根据实施例的钻头的第二侧视图。图3是根据实施例的钻头的仰视图。图4是在根据实施例的钻头中的图1所示的区域iv的局部放大的侧视图。图5是根据实施例的钻头的局部放大图。图6是示出当使用实例1的钻头在层叠体中形成通孔时该通孔的开口的显微照片的示图。图7是示出当使用比较例的钻头在层叠体中形成通孔时该通孔的开口的显微照片的示图。具体实施方式[本发明要解决的问题]在使专利文献1的钻头从frp层侧朝向金属层侧移动到层叠体中而在层叠体上打孔时，可能在金属层中产生环形切屑。已完成本发明的一个实施例以解决上述问题，并且本发明的一个实施例的目的在于提供这样的钻头：当在工件上打孔时，该钻头可以抑制在工件中产生环形切屑。[本发明的有益效果]根据本发明的一个实施例，当在工件上打孔时，可以抑制在工件中产生环形切屑。[实施例的描述]首先，在下面描述本发明的一个实施例的概述。(1)根据本发明的钻头1包括主体2，主体2具有前端2a以及与前端2a相反的后端2b。主体2包括第一切削刃12、相对于第一切削刃12向后端2b侧远离第一切削刃12的第二切削刃24、外周部4以及后刀面11。外周部4设置有：螺旋状容屑槽8，其沿主体2的中心轴线a延伸；以及凹部20，其沿与中心轴线a交叉的方向延伸并且穿越外周部4。主体2的中心轴线a从前端2a向后端2b延伸。凹部20包括：第一表面20a，其与外周部4续接，并且从外周部4朝向中心轴线a延伸；以及第二表面20b，其与第一表面20a续接，并且从第一表面20a向主体2的前端2a侧延伸。第一切削刃12由第一脊线构成，第一脊线由后刀面11和螺旋状容屑槽8的表面形成。第二切削刃24由第二脊线构成，第二脊线由第一表面20a和螺旋状容屑槽8的表面形成。在沿主体2的中心轴线a与第一切削刃12的第一外端12a之间的距离l4看起来最长的第一方向看到的主体2的侧视图中，第二切削刃24的第二外端24a相对于第一切削刃12的第一外端12a位于中心轴线a侧。因此，在本发明的钻头1中，第二切削刃24的长度短到这种程度：在沿第一方向看到的主体2的侧视图中，第二切削刃24的第二外端24a相对于第一切削刃12的第一外端12a位于中心轴线a侧。因此，在通过第一切削刃12在工件上打孔时所产生的环形切屑被第二切削刃24切断，并且从工件去除。利用根据本发明的钻头1，当在工件上打孔时，可以抑制在工件中产生环形切屑。(2)在根据(1)的钻头1中，在沿着中心轴线a的第二方向上看到的前端2a的平面图中，第二距离r2长于第一距离r1和第三距离r3。第一距离r1是在该平面图中第一切削刃12的第一外端12a与中心轴线a之间的距离。第二距离r2是在该平面图中第二切削刃24的第二外端24a与中心轴线a之间的距离。第三距离r3是在该平面图中第二切削刃24的内端24b与中心轴线a之间的距离。当使钻头1围绕中心轴线a旋转以在工件上打孔时，在沿着中心轴线a的第二方向上看到的前端2a的平面图中，第二切削刃24所采用的路径与第一切削刃12的第一外端12a所采用的路径重叠。因此，在通过第一切削刃12在工件上打孔时产生的环形切屑被第二切削刃24更加可靠地切断，并且更加可靠地从工件去除。根据本发明的钻头1，当在工件上打孔时，可以抑制在工件中产生环形切屑。(3)在根据(2)的钻头1中，第二表面20b朝向中心轴线a凹入。第二切削刃24的内端24b与第二表面20b的底部20c之间的距离l3为钻头直径d的1％以上且10％以下。第二表面20b的底部20c是第二表面20b的与中心轴线a相距最小距离的部分。钻头直径d为第二距离r2的两倍。由于第二切削刃24的内端24b与第二表面20b的底部20c之间的距离l3为钻头直径d的1％以上，因此被第二切削刃24切断的环形切屑经由凹部20排出。可以防止被第二切削刃24切断的环形切屑附着于第二切削刃24。当在工件上打孔时，可以抑制在工件中产生环形切屑。由于第二切削刃24的内端24b与第二表面20b的底部20c之间的距离l3为钻头直径d的10％以下，因此防止了钻头1的机械强度过度减小，从而钻头1在工件的加工期间不容易受损。(4)在根据(1)至(3)中任一项的钻头1中，第二切削刃24的长度l2为0.15mm以上且0.35mm以下。由于第二切削刃24的长度l2为0.15mm以上，因此在通过第一切削刃12在工件上打孔时产生的环形切屑被第二切削刃24更加可靠地切断，并且更加可靠地从工件去除。由于第二切削刃24的长度l2为0.35mm以下，因此可以防止由于已通过第一切削刃12产生的环形切屑和被第二切削刃24最新切断的工件的切屑附着于第二切削刃24而在工件中产生环形切屑。(5)在根据(1)至(4)中任一项的钻头1中，第二切削刃24的顶角(第二顶角θ)为170°以上且190°以下。由于第二切削刃24的顶角(第二顶角θ)为170°以上，因此可以抑制产生由于工件的塑性变形而导致的环形切屑。由于第二切削刃24的顶角(第二顶角θ)为190°以下，因此可以抑制第二切削刃24的机械强度的降低，从而可以在工件的加工期间抑制第二切削刃24受损。(6)在根据(1)至(5)中任一项的钻头1中，第一外端12a与第二外端24a之间在中心轴线a延伸的方向上的距离l1为1.0mm以上且3.0mm以下。由于距离l1为3.0mm以下，因此可以防止在使用第一切削刃12在工件上打孔时产生的环形切屑附着于第二切削刃24。由于距离l1为1.0mm以上，因此可以形成朝向中心轴线a凹入的第二表面20b，从而有助于环形切屑的去除。此外，在不过度地降低主体2的前端2a的机械强度的情况下，可以容易地在第一切削刃12附近形成第二切削刃24。(7)在根据(1)至(6)中任一项的钻头1中，螺旋状容屑槽8的螺旋角α为20°以上且40°以下。(8)在根据(1)至(7)中任一项的钻头1中，第一切削刃12为单角型。[本发明的实施例的细节]下面参考附图描述本发明的实施例。应当注意，在下面描述的附图中，附图中相同或相应的部分被赋予相同的附图标记，并且不再重复描述。参考图1至图5，将对根据实施例的钻头1的构造进行描述。钻头1例如用于在工件上打孔。工件是这样的层叠体：其层叠有诸如碳纤维增强塑料(cfrp)层或玻璃纤维增强塑料(gfrp)层等纤维增强塑料(frp)层以及金属层。如图1和图2所示，钻头1包括主体2和柄部3。主体2包括前端2a以及与前端2a相反的后端2b。主体2例如由硬质合金构成。主体2的表面上可以设置有金刚石涂层。柄部3设置在主体2的后端2b上。柄部3是在使用期间被机床保持的柄。主体2具有中心轴线a。中心轴线a是作用钻头1的旋转中心的轴线。主体2的中心轴线a从前端2a向后端2b延伸。主体2包括外周部4。外周部4包括外周表面5，外周表面5是主体2的外周侧表面。外周部4还可以包括刃带(margin)6。刃带6设置在外周部4的导向刃(外周部4的沿钻头1的旋转方向c的前缘部分(见图3))处，并且从外周表面5突出。在工件的加工期间，刃带6在工件与第一部分2p的外周表面5之间形成空间，从而防止外周表面5与工件接触。外周部4设置有沿主体2的中心轴线a延伸的螺旋状容屑槽8。螺旋状容屑槽8形成为从前端2a延伸到后端2b附近。螺旋状容屑槽8形成为围绕中心轴线a的螺旋的形式。在工件的加工期间从工件切削掉的切屑经由螺旋状容屑槽8排出。可以形成多个螺旋状容屑槽8。螺旋状容屑槽8的螺旋角α例如可以为10°以上，或可以为20°以上。螺旋状容屑槽8的螺旋角α例如可以为40°以下，或可以为30°以下。如图1所示，螺旋状容屑槽8的螺旋角α为中心轴线a与螺旋状容屑槽8的延伸方向之间的角度。主体2包括第一部分2p和第二部分2q，并且在第一部分2p与第二部分2q之间设置有凹部20。第一部分2p包括主体2的前端2a。第二部分2q包括主体2的后端2b。第二部分2q的直径从第二部分2q的凹部20侧朝向第二部分2q的后端2b侧逐渐地变大。凹部20从外周部4朝向中心轴线a凹入。例如，通过使用磨石研磨外周部4来形成凹部20。如图1至图4所示，第一部分2p包括第一切削刃12、后刀面11、前刀面10和外周部4。螺旋状容屑槽8还延伸到第一部分2p。第一切削刃12由第一脊线构成，第一脊线由后刀面11和螺旋状容屑槽8的表面形成。螺旋状容屑槽8的表面的一部分构成前刀面10。第一切削刃12包括第一外端12a，第一外端12a是第一切削刃12的相对于中心轴线a的远端。第一切削刃12为单角型。第一切削刃12可以为双角型，双角型包括具有彼此不同的顶角的第一切削刃部和第二切削刃部。第一切削刃12可以为三角型，三角型包括具有彼此不同的顶角的第一切削刃部、第二切削刃部和第三切削刃部。第一部分2p还可以包括后表面14、前端脊线15和减薄部分17。后表面14与后刀面11续接，并且相对于后刀面11位于与钻头1的旋转方向c相反的方向上的位置。前端脊线15是由后刀面11和后表面14形成的脊线。第一部分2p的第一顶角可以为90°以上，或可以为110°以上。第一部分2p的第一顶角可以为160°以下，或可以为140°以下。在本实施例中，第一部分2p的第一顶角被限定为在与前端脊线15的延伸方向垂直的方向上看到的钻头1的侧视图中前端脊线15与中心轴线a的延伸方向之间的角度。减薄部分17用于在工件的加工期间减小钻头1的切削阻力。如图1至图4所示，凹部20沿与中心轴线a交叉的方向延伸。凹部20穿越外周部4。主体2在凹部20处变窄，并且凹部20是主体2的变窄部分。中心轴线a与凹部20的延伸方向之间的角度例如为80°以上且100°以下。凹部20比螺旋状容屑槽8浅。凹部20包括：第一表面20a，其与外周部4续接，并且从外周部4朝向中心轴线a延伸；以及第二表面20b，其与第一表面20a续接，并且从第一表面20a朝向主体2的前端2a侧延伸。第一表面20a可以是平坦表面。第二表面20b可以是从第一表面20a朝向中心轴线a凹入的弯曲表面。如图1至图4所示，主体2包括相对于第一切削刃12向后端2b侧远离第一切削刃12的第二切削刃24。第二切削刃24由第二脊线构成，第二脊线由螺旋状容屑槽8的表面和凹部20的第一表面20a形成，并且与外周部4的导向刃相邻。第二切削刃24包括：第二外端24a，其是第二切削刃24的相对于中心轴线a的远端；以及内端24b，其是第二切削刃24的相对于中心轴线a的近缘。第二表面20b与第二切削刃24的内端24b续接。第二表面20b从第二切削刃24的内端24b朝向中心轴线a凹入。如图1和图4中所示，在沿主体2的中心轴线a与第一切削刃12的第一外端12a之间的距离l4看起来最长的第一方向看到的主体2的侧视图中，第二切削刃24的第二外端24a相对于第一切削刃12的第一外端12a位于中心轴线a侧。换言之，在沿第一方向看到的主体2的侧视图中，第二切削刃24的第二外端24a与中心轴线a之间的距离l5小于第一切削刃12的第一外端12a与中心轴线a之间的距离l4。第二切削刃24的长度l2可以为0.35mm以下，或可以为0.25mm以下。第二切削刃24的长度l2被限定为第二切削刃24的第二外端24a与内端24b之间的长度。由于第二切削刃24的长度l2为0.35mm以下，因此可以防止由于已通过第一切削刃12产生的环形切屑和被第二切削刃24最新切断的工件的切屑附着于第二切削刃24而产生环形切屑。第二切削刃24的长度l2可以为0.15mm以上。由于第二切削刃24的长度l2为0.15mm以上，因此在通过第一切削刃12在工件上打孔时产生的环形切屑被第二切削刃24更加可靠地切断，并且更加可靠地从工件去除。如图3所示，在沿着中心轴线a的第二方向上看到的前端2a的平面图中，第二距离r2长于第一距离r1和第三距离r3。第一距离r1是在沿着中心轴线a的第二方向上看到的前端2a的平面图中第一切削刃12的第一外端12a与中心轴线a之间的距离。第二距离r2是在沿着中心轴线a的第二方向上看到的前端2a的平面图中第二切削刃24的第二外端24a与中心轴线a之间的距离。第三距离r3是在沿着中心轴线a的第二方向上看到的前端2a的平面图中第二切削刃24的内端24b与中心轴线a之间的距离。如图3和图5所示，当使钻头1围绕中心轴线a旋转以在工件上打孔时，在沿着中心轴线a的第二方向上看到的前端2a的平面图中，第二切削刃24所采用的路径与第一切削刃12的第一外端12a所采用的路径(通过使第一切削刃12的第一外端12a所采用的路径沿与中心轴线a平行的方向延伸获得的线12p)重叠。从而，在使用第一切削刃12在工件上打孔时产生的环形切屑(例如，在层叠有cfrp层和金属层的层叠体的金属层中产生的环形切屑)被第二切削刃24可靠地切断并且可靠地从工件去除。如图4所示，第二切削刃24的第二顶角θ为170°以上且190°以下。由于第二切削刃24的第二顶角θ为170°以上，因此可以抑制产生由于工件的塑性变形而导致的环形切屑(例如，由于层叠有cfrp层和金属层的层叠体中金属层的塑性变形导致的在金属层中生成的环形切屑)。由于第二切削刃24的第二顶角θ为190°以下，因此可以抑制第二切削刃24的机械强度的降低，从而可以在工件的加工期间抑制第二切削刃24受损。如图5所示，第二切削刃24的内端24b与第二表面20b的底部20c之间的距离l3为钻头直径d的1％以上且10％以下。第二表面20b的底部20c是第二表面20b的表面与中心轴线a相距最小距离的部分。第二切削刃24的内端24b与第二表面20b的底部20c之间的距离l3表示第二表面20b的凹部的深度。在本说明书中，第二切削刃24的内端24b与第二表面20b的底部20c之间的距离l3是指：在第三方向上看到的平面图中，第二切削刃24的内端24b与第二表面20b的底部20c之间的距离。第三方向是这样的方向：在该方向上，在第二切削刃24的内端24b与第二表面20b的底部20c之间的距离看起来最长的方向上看到的钻头1(主体2)的侧视图中，第二切削刃24的内端24b与第二表面20b的底部20c之间在从第二切削刃24的内端24b朝向中心轴线a的方向上的距离最长。如图3所示，钻头直径d为第二距离r2的两倍。在本说明书中，钻头直径d是一个第二切削刃24的第二外端24a与另一第二切削刃24的第二外端24a之间的距离。由于第二切削刃24的内端24b与第二表面20b的底部20c之间的距离l3为钻头直径d的1％以上，因此被第二切削刃24切断的环形切屑经由凹部20排出。可以抑制被第二切削刃24切断的环形切屑附着于第二切削刃24。由于第二切削刃24的内端24b与第二表面20b的底部20c之间的距离l3为钻头直径d的10％以下，因此防止了钻头1的机械强度过度减小，从而钻头1不容易受损。在沿第三方向看到的平面图中由螺旋状容屑槽8的表面和第二表面20b形成的脊线中，第二表面20b的底部20c位于通过将该脊线等分成三份而获得的三个区域中的中央区域处，或者位于第二切削刃24的内端24b侧处的区域。如图4所示，第一外端12a与第二外端24a之间在中心轴线a延伸的方向上的距离l1为1.0mm以上且3.0mm以下。由于该距离l1为3.0mm以下，因此可以防止在使用第一切削刃12在工件上打孔时产生的环形切屑附着于第二切削刃24。由于距离l1为1.0mm以上，因此可以形成朝向中心轴线a凹入的第二表面20b，从而有助于环形切屑的去除。此外，在不过度地降低主体2的第一部分2p的机械强度的情况下，可以容易地在第一切削刃12附近形成第二切削刃24。(实例)(样品的制备)制备实例1至5的钻头以及比较例的钻头。在实例1至5的钻头和比较例的钻头中的每一个钻头中，第二切削刃24的长度l2、第二切削刃24的第二顶角θ、第一外端12a与第二外端24a之间的距离l1、以及螺旋状容屑槽8的螺旋角α被示出在表1中。在实例1至5的钻头中的每一个钻头中，在沿主体2的中心轴线a与第一切削刃12的第一外端12a之间的距离l4看起来最长的第一方向看到的主体2的侧视图中，第二切削刃24的第二外端24a相对于第一切削刃12的第一外端12a位于中心轴线a侧。另一方面，在比较例的钻头中，在沿第一方向看到的主体2的侧视图中，第二切削刃24的第二外端24a相对于第一切削刃12的第一外端12a位于中心轴线a的相反侧。在实例1至5的钻头以及比较例的钻头中的每一个钻头中，主体2由硬质合金构成，并且在主体2的表面上设置有金刚石涂层。应理解的是，在实例1至5的钻头和比较例的钻头中的每一个钻头中，第一顶角为130°且钻头直径d为4.8mm。[表1]l2(mm)θ(°)l1(mm)α(°)环形切屑实例10.21803.030未生成实例20.11802.540未生成实例30.31502.030未生成实例40.21702.040未生成实例50.32003.030未生成比较例0.41801.025生成(评估方法)使用实例1至5的钻头以及比较例的钻头中的每一个钻头在工件上打孔。工件是层叠有厚度为5.0mm的cfrp板和厚度为5.0mm的铝板的层叠体。将实例1至5的钻头和比较例的钻头中的每一个钻头从cfrp板侧朝向铝板移动到层叠体中，从而在层叠体上打孔，并且观察在金属层中是否产生环形切屑。(评估结果)如图6所示，当使用实例1的钻头在层叠体上打孔时，在金属层中未产生环形切屑。同样地，当使用实例2至5的钻头中的每一个钻头在层叠体上打孔时，在金属层中未产生环形切屑。另一方面，如图7所示，当使用比较例的钻头在层叠体上打孔时，在金属层中产生环形切屑。本文中所披露的实施例在任何方面都是示例性和非限定性的。本发明的范围通过权利要求的条款限定，而不是通过上述实施例限定，并且本发明的范围旨在包括在与权利要求的条款等同的范围和意思内的任何修改。附图标记列表1：钻头；2：主体；2a：前端；2b：后端；2p：第一部分；2q：第二部分；3：柄部；4：外周部；5：外周表面；6：刃带；8：螺旋状容屑槽；10：前刀面；11：后刀面；12：第一切削刃；12a：第一外端；12p：通过使第一外端所占据的路径沿与中心轴线平行的方向延伸而获得的线；14：后表面；15：前端脊线；17：减薄部分；20：凹部；20a：第一表面；20b：第二表面；20c：底部；24：第二切削刃；24a：第二外端；24b：内端；a：中心轴线；c：旋转方向；d：钻头直径。当前第1页12