CN102574217B - 麻花钻 - Google Patents

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Abstract

一种麻花钻(12)，包括切削部分(10)和钻体(14)。切削部分(10)具有横刃(28)、圆弧后刀面(22)、倒角后刀面(24)以及纵向延伸至钻体(14)的至少两个容屑槽(20)。每一个容屑槽(20)都具有前刀面(34)和延伸离开横刃(28)的裂口(36)。切削部分(10)进一步具有至少两个切削部(18)，每一个切削部(18)都具有弧形的第一切削刃(38)、弧形的第二切削刃(40)和倒角切削刃(42)。

Description

麻花钻
技术领域
本发明涉及具有成形切削刃的麻花钻。
背景技术
钻头的自动定心可以通过利用以下的已知原理实现：最小化横刃附近在切削刃的切线和钻头的旋转轴线之间形成的正切角。为了实现最优的钻尖几何形状，已经采用了多种不同的方法。切削刃的总体设计并且特别是横刃附近的设计通常都是在钻尖的韧性和有效刺入工件的能力之间的折衷。具有总体较锐利的钻尖设计的钻头通常可以更加轻易地刺入工件，但是在大多数情况下可能都要以更加脆弱的钻头为代价。更加坚固、更宽的钻尖设计可以使其更加耐用，但是可能会使钻尖更加难以刺入工件和定心钻头。依赖于钻尖和切削刃几何形状的一个重要方面是操作钻机所需的功率，更具体地说是在机械加工时克服钻头上的轴向应力所需的轴向功率。
因此本发明的目标是提供有效减少或克服上述缺点的新型切削刃几何形状和钻尖几何形状。
发明内容
根据本发明，提供了一种麻花钻，具有界定前后方向的旋转轴线A，麻花钻包括切削部分和钻体。切削部分包括横刃、圆弧后刀面、倒角后刀面以及纵向延伸至钻体的至少两个容屑槽。每一个容屑槽都包括前刀面和延伸离开横刃的裂口。切削部分进一步包括至少两个切削部，每一个切削部都包括主切削刃，主切削刃包括第一切削刃、第二切削刃和倒角切削刃。裂口和圆弧后刀面在第一切削刃处相交。前刀面和圆弧后刀面在第二切削刃处相交，并且前刀面和倒角后刀面在倒角切削刃处相交。第一和第二切削刃是弧形的，而倒角切削刃是直的。
根据本发明的实施例，在以离开横刃的方向沿旋转轴线A行进时，主切削刃的投影在旋转轴线A上的每一点与其之前的点相比位置都更加远离横刃。
根据本发明的实施例，在以离开旋转轴线A的方向沿主切削刃行进时，主切削刃上的每一点与其之前的点相比位置都更加远离旋转轴线A。
根据本发明的实施例，圆弧后刀面具有由后刀面半径RR确定的凹面形状。
根据本发明的实施例，钻体具有直径D，并且后刀面半径RR与直径D的比值处于50%到150%的范围内。
根据本发明的实施例，裂口具有第一和第二裂口面。第一裂口面在第一切削刃处与圆弧后刀面相交。
根据本发明的实施例，第一和第二裂口面在其间形成了角β。角β处于60°到105°的范围内，并且优选地约为82°。
根据本发明的实施例，第一和第二裂口面在直线L处相交。直线L与旋转轴线A形成的角γ处于20°到50°的范围内，并且优选地约为32°。
根据本发明的实施例，相对于横刃，主切削刃上的任何指定点都在该主切削刃上所有先前点的后方和径向外侧。
附图说明
为了更好地理解本发明并示出如何才能在实践中实现本发明，现参照附图进行说明，在附图中：
图1是根据本发明实施例的麻花钻的局部等距视图；
图2是图1中所示麻花钻的侧视图；
图3是图1中所示麻花钻的端视图；
图4是沿图3中的IV-IV线截取的截面图；以及
图5是根据本发明实施例的麻花钻的局部底侧等距视图。
应该意识到为了图示的简单和清楚起见，附图中所示元件并非一定是精确绘制或按比例绘制。例如，某些元件的尺寸可能为了清楚起见而相对于其他元件有所放大，或者几个物理部件可能被包含在一个功能模块或元件中。而且，在认为合适时，附图标记可以在各附图中重复出现以表示相应或类似的元件。
具体实施方式
在以下的说明内容中将介绍本发明的各方面。为了进行说明，阐述具体结构和细节的目的在于提供对本发明的全面了解。但对于本领域技术人员来说显而易见的是无需本文中给出的特定细节即可实践本发明。而且，为了不使本发明含糊不清，公知的特征可以被省略或简化。
总体上参照附图且具体地参照图1进行说明，根据本发明的实施例，图1示出了位于麻花钻12前端的具有旋转轴线A和直径D的切削部分10的局部等距视图。麻花钻12具有圆柱形钻体14并且具有外周面16。切削部分10可以是整体式钻头的一部分或者是可更换切削头的一部分并且可以由硬质合金构成。根据某些实施例，切削部分10具有三个相同的切削部18和三个相同的容屑槽20。切削部18和容屑槽20沿周向围绕旋转轴线A等间距地隔开。旋转轴线A由此确定钻体14的前后方向，其中切削部分10位于前端。每一个容屑槽20均可具有螺旋或直线的形状并且沿钻体14纵向延伸。根据其他的实施例，切削部18和容屑槽20的数量可以不同于三个，例如可以是两个或四个或者某个另外的数量。
每一个切削部18都具有径向向外延伸离开旋转轴线A直至倒角后刀面24的圆弧后刀面22。倒角后刀面24向外延伸至外周面16。圆弧后刀面22和倒角后刀面24构成主后刀面26。由三个副横刃30界定出的横刃28位于麻花钻12的前端。每一个副横刃30均由两个相邻的圆弧后刀面22的交线构成。容屑槽20在也被称为钻唇的主切削刃32处与主后刀面26相交。每一个容屑槽20都具有在容屑槽20的前端成形的前刀面34和裂口36。
主切削刃32由三个切削刃部件构成：第一切削刃38、第二切削刃40和倒角切削刃42。第一切削刃38被成形在裂口36和圆弧后刀面22的交接处。第二切削刃40被成形在前刀面34和圆弧后刀面22的交接处。倒角切削刃42被成形在前刀面34和倒角后刀面24的交接处。前刀面34延伸至外周面16，外周面16可以具有从外周面16伸出的支撑扫刀44。
第一和第二切削刃38,40均为弧形。尽管在图3中可能表现出第一切削刃38是直刃，但是它仅仅是因为在图示的实施例中具有非常大的曲率半径才表现为直刃。正如在图2中能够看到的那样，第一和第二切削刃38,40在侧视图中也均为凹面弧形。根据某些实施例，第一和第二切削刃38,40并不完全相同。第一和第二切削刃38,40的弧形性质在定心和降低机械功率需求方面给出了意外显著的钻孔效果。
圆弧后刀面22具有凹面形状。根据某些实施例，凹面形状是由后刀面直径RR确定的球面的一部分(参见图4)。后刀面直径RR与直径D的比值处于50%到150%的范围内。裂口36具有第一和第二裂口面46,48。根据某些实施例，第一裂口面46为平面。第一裂口面46在第一切削刃38处与圆弧后刀面22相交。第一和第二裂口面46,48在其间形成了角β(参见图5)。第一和第二裂口面46,48在直线L处相交，直线L与旋转轴线A形成了角γ。根据某些实施例，角β可以处于60°到105°的范围内并且优选地是82°±5°。独立地，角γ可以处于从20°到50°的范围内并且优选地是32°±3°。
在以离开横刃28的方向沿旋转轴线A行进时，主切削刃32中投影在旋转轴线A上的每一点与其之前的点相比位置都更加远离横刃28。因此，相对于横刃28，主切削刃32上的任何指定点都在该主切削刃32上所有先前点的后方。而且，在以离开横刃28的方向沿主切削刃32行进时，主切削刃32上的每一点与其之前的点相比位置都更加远离旋转轴线A。因此，相对于横刃28，主切削刃32上的任何指定点都在该主切削刃32上所有先前点的径向外侧。
尽管已经参照一个或多个具体实施例介绍了本发明，但是本说明书整体上应该被认为是说明性的而不应被解读为将本发明限制为图示的实施例。应该意识到本领域技术人员可以得到各种修改，尽管这些修改并未在本文中明确给出，但是仍然都落在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种麻花钻(12)，具有界定前后方向的旋转轴线A，麻花钻包括切削部分(10)和钻体(14)，切削部分(10)包括：
横刃(28)；
纵向延伸至钻体(14)的至少两个容屑槽(20)，每一个容屑槽(20)都包括前刀面(34)和延伸离开横刃(28)的裂口(36)；
至少两个切削部(18)，每一个切削部(18)都包括：
主切削刃(32)，主切削刃包括延伸离开横刃(28)的第一切削刃(38)、连接至第一切削刃(38)的第二切削刃(40)和连接至第二切削刃(40)的倒角切削刃(42)；
圆弧后刀面(22)；以及
倒角后刀面(24)；
其中：
裂口(36)和圆弧后刀面(22)在第一切削刃(38)处相交，前刀面(34)和圆弧后刀面(22)在第二切削刃(40)处相交，并且前刀面(34)和倒角后刀面(24)在倒角切削刃(42)处相交；并且其中第一切削刃(38)和第二切削刃(40)是弧形的，而倒角切削刃(42)是直的；并且其中第一切削刃(38)和第二切削刃(40)在侧视图中均为凹面弧形。
2.如权利要求1所述的麻花钻(12)，其中在以离开横刃(28)的方向沿旋转轴线A行进时，主切削刃(32)的投影在旋转轴线A上的每一点与其之前的点相比位置都更加远离横刃(28)。
3.如权利要求1所述的麻花钻(12)，其中在以离开横刃(28)的方向沿主切削刃(32)行进时，主切削刃(32)上的每一点与其之前的点相比位置都更加远离旋转轴线A。
4.如权利要求1所述的麻花钻(12)，其中圆弧后刀面(22)具有由后刀面半径RR确定的凹面形状。
5.如权利要求4所述的麻花钻(12)，其中钻体(14)具有直径D，并且其中0.5<RR/D<1.5。
6.如权利要求1所述的麻花钻(12)，其中裂口(36)具有第一裂口面(46)和第二裂口面(48)，第一裂口面(46)在第一切削刃(38)处与圆弧后刀面(22)相交。
7.如权利要求6所述的麻花钻(12)，其中第一裂口面(46)和第二裂口面(48)在其间形成了角β，角β处于60°到105°的范围内。
8.如权利要求7所述的麻花钻(12)，其中角β为82°。
9.如权利要求6所述的麻花钻(12)，其中第一裂口面(46)和第二裂口面(48)在直线L处相交，直线L与旋转轴线A形成的角γ处于20°到50°的范围内。
10.如权利要求9所述的麻花钻(12)，其中角γ为32°。
11.如权利要求1所述的麻花钻(12)，其中：
在以离开横刃(28)的方向沿旋转轴线A行进时，主切削刃(32)的投影在旋转轴线A上的每一点与其之前的点相比位置都更加远离横刃(28)；且
在以离开横刃(28)的方向沿主切削刃(32)行进时，主切削刃(32)上的每一点与其之前的点相比位置都更加远离旋转轴线A。
12.如权利要求1所述的麻花钻(12)，其中：
相对于横刃(28)，主切削刃(32)上的任何指定点都在该主切削刃(32)上所有先前点的后方和径向外侧。
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