CN103143750B - 深孔半月钻头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及深孔半月钻头，头部和柄部是以同一中心轴线为中心的同轴圆柱体，头部的前端呈半个圆柱状，半个圆柱状内设有冷却孔，缺失的半个圆柱状形成用于容纳切屑的空间为排屑槽；头部设有两段切削刃，第一切削刃与轴线呈60°夹角，第二切削刃处于靠近轴线的位置，与轴线呈？-70°夹角；头部在圆周上设置有两条棱边，第一棱边设置于第一切削刃旁，第二棱边与第一棱边呈120°夹角。刀具结构简洁，易于生产和质量控制，被磨去的另半圆柱作为用于排出切屑的排屑空间；切削刃采用双角度设计，通过不同切削刃的角度来平衡径向切削力，减少刀体磨损、延长刀具寿命；适合用于脆性材料的深孔加工，还可通过设置断屑槽实现塑性材料的加工。

Description

深孔半月钻头

技术领域

本发明涉及高效高速精密刀具，尤其涉及一种用于深孔加工用的半月钻头，属于光机电一体化技术领域。

背景技术

目前，深孔加工往往采用枪钻，如图1，枪管2与柄部1、枪头3与枪管2均采用焊接方式连接，加工效率比比高速钢抛物线钻头提高两倍以上，且加工直线度好、表面质量高。但是枪钻采用焊接结构，焊接质量不稳定、进给速度低是影响其推广的主要因素。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种低刀具成本的深孔加工的半月钻头，解决脆性材料深孔加工中可靠性问题。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

深孔半月钻头，包括柄部和头部，头部和柄部是以同一中心轴线为中心的同轴圆柱体，特点是：所述头部的前端呈半个圆柱状，半个圆柱状内设有冷却孔，缺失的半个圆柱状形成用于容纳切屑的空间为排屑槽；所述头部设有两段切削刃，第一切削刃与轴线呈60°夹角，第二切削刃处于靠近轴线的位置，与轴线呈-70°夹角；所述头部在圆周上设置有两条棱边，第一棱边设置于第一切削刃旁，第二棱边与第一棱边呈120°夹角。

进一步地，上述的深孔半月钻头，所述第一切削刃与第二切削刃的有效长度比为1.05~1.15:1。

更进一步地，上述的深孔半月钻头，所述第一切削刃和第二切削刃在直径方向上的尺寸均为直径的1/4。

再进一步地，上述的深孔半月钻头，在头部平行于第一切削刃的位置设置有断屑槽。

本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：

①本发明刀具结构简洁，易于生产和质量控制，刀体采用半圆柱，被磨去的另一半圆柱作为用于排出切屑的排屑空间；形成刀体的半圆柱设有直孔，利于内部冷却和强制排屑；

②切削刃采用双角度设计，通过不同切削刃的角度来平衡径向切削力，达到减少刀体磨损延长刀具寿命的作用；在圆周上设置两条棱边，用以在钻削时起到导向作用，并保证钻孔直径；

③比较适合用于脆性材料的深孔加工，还可通过设置断屑槽，对塑性切削提供附加变形，使切屑能够稳定断屑，以保证切屑的顺利排出，以实现塑性材料的加工；

④刀体为半圆柱，容屑空间较大且刀体韧性好，特别适合如工件旋转而刀具静止的加工场合。

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

图1：背景技术枪钻的结构示意图；

图2：本发明的结构示意图；

图3：图2的截面结构示意图；

图4：两段切削刃的结构示意图；

图5：图4的B-B剖视示意图

具体实施方式

如图2、图3所示，深孔半月钻头，包括柄部1和头部4，头部4和柄部1是以同一中心轴线为中心的同轴圆柱体，柄部1和头部4整体采用牌号为ISO-K40硬质合金材料，柄部1是圆柱度精度较高的一段圆柱体，通过夹头来夹持柄部以传递机床动力，使得刀具旋转从而具备切削能力；头部4的前端呈半个圆柱状，半个圆柱状内设有冷却孔10，可以将冷却液直接输送到切削刃，对切削刃进行有效冷却，如果机床的冷却压力大于0.7Mpa时，还可以起到强制排屑的作用；缺失的半个圆柱状形成用于容纳切屑的空间为排屑槽9；头部在圆周上设置有两条棱边，用以在钻削时起到导向作用并保证钻孔直径，第一棱边7设置于第一切削刃5旁，第二棱边8与第一棱边7呈120°夹角。如图4所示，头部设有两段切削刃，第一切削刃5与轴线呈60°夹角，起到主要的切削作用，第二切削刃6处于靠近轴线的位置，切削速度较低，承受主要的轴向力，与轴线呈-70°夹角，并可通过角度的变化对刀具径向力进行平衡，达到减缓刀体磨损延长刀具寿命的作用，第一切削刃5与第二切削刃6的有效长度比为1.05~1.15:1；如图5所示，头部平行于第一切削刃的位置设置断屑槽11，断屑槽的几何角度一般采用15°前角并配合以20°的后角，断屑槽根部采用圆弧过渡，以避免应力集中。

目前硬质合金棒料牌号繁多，需要精选最适合深孔钻削的牌号。选择原则：1）抗弯强度3200N/mm²的牌号；2）晶粒度，晶粒度直接决定了硬质合金的韧性，在深孔加工中尤为重要，棒料晶粒度应不大于0.4-0.5μm。深孔半月钻头采用整体硬质合金材料来制造，根据加工深度不同可选择不同牌号，选择原则是深孔加工采用ISO-K40，该材料韧性好，抗弯强度高，比较适合深孔加工较为恶劣的场合。由于深孔半月钻头采用整体硬质合金材料，在温度400~500℃的涂层温度时不存在脱焊现象，可以采用CVD涂层工艺，以提高刀具寿命。

本发明降低了钻头加工难度，对机床设备要求不高。普通外圆磨床即可完成外圆面加工，但在磨削过程中需注意磨削深度和进给速度的控制，不得出现椭圆和不同轴的情况；开槽可以在手动工具磨床上完成，此时需采用V型块进行支撑，以保证平面度和刃口附近的表面粗糙度；开刃可以在数控工具磨床上完成，也可在手动工具磨床上完成，此时最好配合光学辅助设备以保证双顶角的制造精度。

深孔半月钻头适用于加工中心等刚性较好的机床，被加工材料HT250灰铸铁，硬度HB230-275，具体切削参数及对比见表1。

表1

综上所述，本发明深孔半月钻头适合深孔钻削，由于制造工艺简单，成本低，可以在部分应用场合替代枪钻，而具有较高的可靠性，非常适合工件安全性高的加工要求。此外，由于刀体为半圆柱，容屑空间较大且刀体韧性好，也特别适合如工件旋转而刀具静止的加工场合。

需要理解到的是：以上所述仅是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.深孔半月钻头，包括柄部和头部，头部和柄部是以同一中心轴线为中心的同轴圆柱体，其特征在于：所述头部的前端呈半个圆柱状，半个圆柱状内设有冷却孔，缺失的半个圆柱状形成用于容纳切屑的空间为排屑槽；所述头部设有两段切削刃，第一切削刃与轴线呈60°夹角，第二切削刃处于靠近轴线的位置，与轴线呈-70°夹角；所述头部在圆周上设置有两条棱边，第一棱边设置于第一切削刃旁，第二棱边与第一棱边呈120°夹角。

2.根据权利要求1所述的深孔半月钻头，其特征在于：所述第一切削刃与第二切削刃的有效长度比为1.05~1.15:1。

3.根据权利要求1所述的深孔半月钻头，其特征在于：头部平行于第一切削刃的位置设置有断屑槽。

4.根据权利要求1所述的深孔半月钻头，其特征在于：所述第一切削刃和第二切削刃在直径方向上的尺寸均为直径的1/4。