CN103157835A - 用于板类零件加工的锥孔钻铰刀 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于板类零件加工的锥孔钻铰刀，包括工作部和柄部，柄部为一圆柱体，工作部为一个与柄部同轴线的阶梯圆柱体，依次形成头部、过渡衔接的颈部和锥度成型部，工作部设有排屑槽，用于形成排屑槽的实体部分为刀背，在头部排屑槽的端面形成钻削刃，锥度成型部排屑槽与刀背在直径方向上的交线形成锥度铰削刃；锥度铰削刃为二刃型式或三刃型式，当为三刃型式，排屑槽的数量相应地也是三个。锥孔钻铰刀为多阶梯设置，保证了钻孔与锥度铰孔工序的同轴度，有助于提高加工质量，同时减少一次换刀时间，提高切削效率。
Description
技术领域
本发明涉及高效高速精密刀具，尤其涉及一种用于板类零件加工的锥孔钻铰刀。
背景技术
目前，硬质合金钻头的加工效率是高速钢钻头四倍以上。精密锥孔的加工长期以来一直是机加工艺的难点，为了进一步提高加工效率，并保证加工精度，因此需要设计一种用于板类零件粗精加工的锥孔钻铰刀具。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种用于板类零件加工的锥孔钻铰刀，可实现1:5~1:8锥度的粗精加工。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
用于板类零件加工的锥孔钻铰刀，特点是：包括工作部和柄部，柄部为一圆柱体，工作部为一个与柄部同轴线的阶梯圆柱体，依次形成头部、过渡衔接的颈部和锥度成型部，工作部设有排屑槽，用于形成排屑槽的实体部分为刀背，在头部排屑槽的端面形成钻削刃，锥度成型部排屑槽与刀背在直径方向上的交线形成锥度铰削刃； 锥度铰削刃可设计为二刃型式或三刃型式
进一步地，上述的用于板类零件加工的锥孔钻铰刀，所述排屑槽呈螺旋状，螺旋角为20~30°。
更进一步地，上述的用于板类零件加工的锥孔钻铰刀，所述二刃型式的锥度铰削刃包含粗铰锥度铰削刃和精铰锥度铰削刃，粗铰锥度铰削刃上设置有分屑槽，在直径方向上精铰锥度铰削刃比粗铰锥度铰削刃高0.1~0.2mm。
再进一步地，上述的用于板类零件加工的锥孔钻铰刀，工作部的芯厚为正锥结构，正锥度为3~5:100。
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：
本发明锥孔钻铰刀为多阶梯设置，保证了钻孔与锥度铰孔工序的同轴度，有助于提高加工质量，同时减少一次换刀时间，提高切削效率。可以承担传统钻头不可能完成的高硬钢材的加工任务，通过几何结构的优化，实现了“以钻代铰”实现粗精加工同步完成，极大提高了加工效率，广泛适用于高速高效切削。
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：本发明锥孔钻铰刀的结构示意图；
图2：图1的B-B剖视示意图；
图3：排屑槽螺旋角为30°的锥孔钻铰刀结构示意图；
图4：图3的D向展开示意图；
图5：三刃型式锥孔钻铰刀的结构示意图；
图6：锥孔钻铰刀的应用状态示意图。
具体实施方式
本发明通过刀具结构改变，将钻削、铰孔进行组合，可减少工序，提高效率；但由于锥度钻铰余量较大，在切削中切削阻力和机床负载都会相应增加。与传统钻头和铰刀技术相比，可减少1次装夹，工艺同轴性好。
如图1、图3所示，用于板类零件加工的锥孔钻铰刀，包括柄部1和工作部2，柄部1为一圆柱体，工作部2为一与柄部同轴线的阶梯圆柱体，形成依次过渡衔接的锥度成型部3、颈部4和头部5，工作部设有排屑槽7，排屑槽7呈螺旋状，螺旋角为20~30°，可以获得较小的切削力，用于形成排屑槽的实体部分为刀背8，在头部排屑槽的端面形成钻削刃9，锥度成型部排屑槽与刀背在直径方向上的交线形成锥度铰削刃10。如图2所示，工作部的芯厚6为正锥结构，正锥度为3~5:100，提高刀具强度。
锥度铰削刃为二刃型式或三刃型式，如图4所示，二刃型式的锥度铰削刃包含粗铰锥度铰削刃11和精铰锥度铰削刃12，粗铰锥度铰削刃上设置有分屑槽，采用分屑槽设计以减轻切削负载；在直径方向上精铰锥度铰削刃高于粗铰锥度铰削刃0.1~0.2mm，采用不等高设计起到精密铰削作用，从而提高加工的表面质量。
对于铸造高硅铝合金、灰铸铁等还可以设计为三刃型式，如图5所示，锥度成型部3的锥度铰削刃为三刃型式。由于采用奇数刃，抗震动能力明显提高，可以实现高效加工。当选择三刃型式时，排屑槽的数量相应地也是三个。
具体应用时，如图6所示，颈部长度可以根据板状零件厚度灵活设计，使得钻通后锥度铰削刃再参与切削，此时头部棱边仍在孔中，起到支撑和导向作用，以保证良好的加工精度。
锥孔钻铰刀采用整体硬质合金制造。由于面向锥孔的精密加工，耐磨性是选择刀具材料最为重要的指标。选择原则是采用ISO K05-10或相近牌号，以提高刀具的硬度及耐磨性。
由于锥孔钻铰刀属于精密金属切削刀具且结构相对复杂，须在五轴CNC工具磨床上制造。为提高刀具耐用度，可以采用PVD涂层处理。推荐使用的涂层种类有TiN，TiAlN、CrN等。
锥孔钻铰刀，特别适合板类零件在加工过程中，可一次实现1:5~1:8锥度的粗精加工。采用加工中心等刚性较好的机床可以获得良好的加工表现。如被加工材料40Cr钢，硬度HB250-275，具体切削参数及对比见表1。
表1
综上所述，本发明锥孔钻铰刀为多阶梯设置，保证了钻孔与锥度铰孔工序的同轴度，有助于提高加工质量，同时减少一次换刀时间，提高切削效率。可以承担传统钻头不可能完成的高硬钢材的加工任务，通过几何结构的优化，实现了“以钻代铰”实现粗精加工同步完成，极大提高了加工效率。广泛适用于高速高效切削，应用前景看好。
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.用于板类零件加工的锥孔钻铰刀，其特征在于：包括工作部和柄部，柄部为一圆柱体，工作部为一与柄部同轴线的阶梯圆柱体，依次形成头部、过渡衔接的颈部和锥度成型部，工作部设有排屑槽，用于形成排屑槽的实体部分为刀背，在头部排屑槽的端面形成有钻削刃，锥度成型部排屑槽与刀背在直径方向上的交线形成锥度铰削刃，锥度铰削刃为二刃型式或三刃型式。
2.根据权利要求1所述的用于板类零件加工的锥孔钻铰刀，其特征在于：所述排屑槽呈螺旋状，螺旋角为20~30°。
3.根据权利要求1所述的用于板类零件加工的锥孔钻铰刀，其特征在于：所述二刃型式的锥度铰削刃包含粗铰锥度铰削刃和精铰锥度铰削刃，粗铰锥度铰削刃上设置有分屑槽，在直径方向上精铰锥度铰削刃比粗铰锥度铰削刃高0.1~0.2mm。
4.根据权利要求1所述的用于板类零件加工的锥孔钻铰刀，其特征在于：工作部的芯厚为正锥结构，正锥度为3~5:100。
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