CN104338978A - 高强度高耐用钻头 - Google Patents

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Abstract

一种高强度高耐用钻头,包括一个狭长体构件,具有一条纵向轴线,可安装到旋转机械上的柄部和一个切削端头,切削端头至少含有第一切削刃和第二切削刃,并在轴线相对的两侧对称地设置。切削刃包括一端与轴线相交的直线横刃部吗,用于与主切削部和横刃部平滑衔接的圆弧形切削连接部。本发明钻头,形成至少2件直线型的横刃部和2件圆弧形的连接部刃刀,而显著强化了钻头定心,显著增强了钻头的断屑能力,降低了切削阻力并保护了横刃部分,显著提高耐用度。

Description

高强度高耐用钻头
技术领域
本发明涉及一种用于孔加工的刀具,尤其涉及一种钻头,适用于对各种材料进行孔加工,具有耐用性。
背景技术
钻头是一类用以在实体材料上钻削出通孔或盲孔,并能对已有的孔进行扩孔的刀具的总称。其常规种类如:麻花钻、扁钻、深孔钻、扩孔钻和中心钻等。
目前常用的普通麻花钻头,通常不采用横刃磨削。钻头在切削过程中,尤其是对高硬度材料进行切削时,由于未经修磨的横刃部分过长,以至于工具耐用度低,加工的孔精度差,造成工件大量报废或不合格。
为了改善钻头先端的散热,以减轻刀具肩部过热损坏的现象,一种方法在麻花钻的排屑槽前刀面一侧靠外径处重新修磨一面前刀面;另一种方法是在钻体设置冷却槽来帮助冷却液到达钻头先端。这些方法虽然一定程度上起到了散热作用,但效果并不明显,在实际加工中还会引起因为降低刀具锋利度而导致机床扭矩报警和加工报废等现象的发生。
针对上述技术的缺陷,提出了一种横刃修磨的麻花钻头,其轴向视图如图1所示,其切削刃由长弧形刃部1和短弧形刃部2组成,并由刃部2完成断屑。另一种横刃修磨的麻花钻头,其轴向视图如图2所示,其切削刃仅为直线型刃部3。这些钻头都从缩短无法参与切削的横刃部分的长度出发,以减少钻削阻力,延长工具使用寿命。虽然取得一定的效果,但由于经过修磨的钻尖部分强度不够,在实际加工中,刀具的装夹误差会使工作状态的刀具发生跳动,极易导致崩刃和破损等现象,反而缩短了工具寿命并造成零件报废和设备损坏。
或将图2所示的直线型切削刃改为圆弧型,通过分散应力来增强修磨后的钻尖横刃部分的强度。但仍存在一些不足,如:加工工艺复杂,需通过高性能数控磨床的加工才能使得两个切削刃上的圆弧精确相切于钻尖部分,此类设备绝大多数属于进口,价格昂贵;定心性能较差,圆弧型钻尖的定心能力远差于普通的简易横刃修磨;断屑性能不佳,圆弧型钻尖虽然保护了钻尖横刃,但也使得钻削中的切屑得不到充分延展变形,使得切屑根本不能断裂,实际加工中由于长切屑的缠绕,钻头往往仅加工数次就折断报废;生产现场往往无法对用旧的圆弧型钻尖钻头进行自行再修磨,必须送回刀具生产企业,重复使用成本高。
中国发明专利申请201210084358.8公开了一种钻高强度、高硬度合金材料精孔的麻花钻,提出了一种由多阶梯的主刀刃,其也包括修磨横刃而成的内刃部分与衡刃连接而成的技术方案。其主要技术手段是将多级阶梯斜刃、多级阶梯平刃、多级导向刃、铰削刃和铰削修光刃组成的主切削刃。该结构可对多种材料进行高精度孔钻削。一次完成钻、绞工作,可大幅度提高钻孔效率、孔加工质量和钻头耐用度。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种高强度高耐用钻头,在常规应用的麻花钻的基础上,对钻尖进行横刃修磨,减低切削阻力,提高使用寿命,保证充分断屑的同时,兼顾重复使用成本的刀具。
本发明的另一个目的在于提供一种高强度高耐用钻头,在常规应用的麻花钻的基础上,对钻尖进行横刃修磨,具有较高定心性能的刀具。
本发明提供的这些钻头包括一个狭长体构件,具有一条纵向轴线,可安装到旋转机械上的柄部和一个切削端头,切削端头至少含有第一切削刃和第二切削刃,并在轴线相对的两侧对称地设置。具体的,本发明提供的这些钻头属于一种麻花钻。
本发明提供的这些钻头,其切削端头还包括第一切削刃的第一后刀面、第一切削刃的第二后刀面,第二切削刃的第一后刀面、第二切削刃的第二后刀面、第一横刃加工面和第二横刃加工面。第一切削刃的第一后刀面和第一切削刃的第二后刀面相交,第二切削刃的第一后刀面和第二切削刃的第二后刀面相交。
本发明提供的一种第一横刃加工面的实施方案,由第一切削刃的第二后刀面边沿与相邻的螺旋槽边沿的一个区段所围成。
本发明提供的另一种第一横刃加工面的实施方案,由第一切削刃的第二后刀面边沿、切削端头外沿的一个区段与相邻的螺旋槽边沿的一个区段所围成。
本发明提供的一种第二横刃加工面的实施方案,由第二切削刃的第二后刀面边沿与相邻的螺旋槽边沿的一个区段所围成。
本发明提供的另一种第二横刃加工面的实施方案,由第二切削刃的第二后刀面边沿、切削端头外沿的另一个区段与相邻的螺旋槽边沿的一个区段所围成。
本发明提供的一种高强度高耐用钻头的实施方案,其第一切削刃还包括
第一主切削部,其一端延伸并于切削端头外沿相交;
第一横刃部,其为一端与轴线相交的直线刃;
第一切削连接部,为圆弧形,半径范围0.2mm-9.6mm,其两端分别与第一主切削部和第一横刃部平滑衔接;
其第二切削刃还包括
第二主切削部,其一端延伸并于切削端头外沿相交;
第二横刃部,其为一端与轴线相交的直线刃;
第二切削连接部,为圆弧形,半径范围0.2mm-9.6mm,其两端分别与第二主切削部和第二横刃部平滑衔接;
优先选择的,第一横刃部和第二横刃部在轴线相对的两侧对称设置。
优先选择的,当第一切削连接部与第二切削连接部在轴线相对的两侧对称设置时,能最大程度的实现切削效果。
本发明技术方案实现的有益效果:
本发明高强度高耐用钻头,对现有麻花钻的钻尖进行横刃修磨,形成至少2件直线型的横刃部和2件圆弧形的连接部刃刀。各个横刃部在轴线相对的两侧中心对称设置;各个连接部刃刀在轴线相对的两侧中心对称设置。由此,显著强化了钻头定心,使得加工孔的孔表面光洁度可达到▽4级别;显著增强了钻头的断屑能力,直线型横刃修磨部分加剧了切屑扭曲,断屑情况明显改善;经过修磨的钻尖部分显著降低了切削阻力并保护了横刃部分,耐用度提高1倍以上,使用寿命得以延长。
本发明高强度高耐用钻头,实现了对再修磨的简化,既可以在数控机床上修磨或/和加工,也可以在非数控机床上进行普通横刃修磨,再以研磨刷等手工工具加工切屑刃连接部的圆弧。
附图说明
图1为现有技术钻头一实施例的径向结构示意图;
图2为现有技术钻头另一实施例的径向结构示意图;
图3为本发明钻头整体一实施例的横向结构示意图;
图4为图1所示钻头的径向结构示意图;
图5为本发明钻头另一实施例的径向结构示意图;
图6为本发明钻头另一实施例的径向结构示意图;
图7为本发明钻头另一实施例的径向结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图详细描述本发明的技术方案。本发明实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
图3为本发明高强度高耐用钻头整体一实施例的横向结构示意图,图4为图3所示钻头的径向结构示意图,图5为本发明钻头另一实施例的径向结构示意图。如图3所示,该钻头具有一条纵向轴线400,可安装到旋转机械上的柄部500和一个切削端头600。
结合图3,如图4和图5所示,切削端头600,包括第一主切削刃110、第一切削连接部130和设于轴线一侧的第一横刃部120,第一切削连接部130两端分别与第一主切削刃110和第一横刃部120平滑衔接,第一主切削刃110的一端延伸并于切削端头外沿610相交,第一横刃部120的一端与纵向轴线400相交。一种优先选择的实施方式,在此轴线相对的一侧,与第一横刃部120中心对称地设置第二横刃部220。同时,在轴线400相对的两侧设置与第一切削连接部130中心对称的第二切削连接部230。第二切削连接部230的两端分别与第二主切削刃210和第二横刃部220平滑衔接,第二主切削刃210的一端延伸并于切削端头外沿610相交。由此,在轴线相对的两侧,第一主切削刃110与第二主切削刃210亦成中心对称地设置。
第一横刃部长度B或第二横刃部长度优先选择0.1mm-3.3mm,或选自于0.1mm-1.1mm、1.1mm-2.1mm和2.1mm-3.3mm的任一范围。具体的,如:但不仅限于0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm、2.0mm、2.1mm、2.2mm、2.3mm、2.4mm、2.5mm、2.6mm、2.7mm、2.8mm、2.9mm、3.0mm、3.1mm、3.2mm和3.3mm。本实施例中,第一横刃部长度和第二横刃部长度相同。
第一横刃部角度D或第二横刃部长度优先选择15°-65°,或选自于15°-25°、25°-35°、35°-45°、45°-55°和55°-65°的任一范围。本实施例中,第一横刃部角度和第二横刃部角度相同。
本实施例中,第一切削连接部为圆弧形,半径范围0.2mm-9.6mm,或选自于0.2mm-2.2mm、2.2mm-4.2mm、4.2mm-6.2mm、6.2mm-8.2mm和8.2mm-9.6mm的任一范围。
本实施例中,第二切削连接部为圆弧形的,半径范围0.2mm-9.6mm,或选自于0.2mm-2.2mm、2.2mm-4.2mm、4.2mm-6.2mm、6.2mm-8.2mm和8.2mm-9.6mm的任一范围。
图6为本发明钻头另一实施例的径向结构示意图,图7为本发明钻头另一实施例的径向结构示意图。如图6和图7所示,沿第一切削刃100(包括第一主切削刃110、第一切削连接部130和设于轴线一侧的第一横刃部120)一侧在切削端头处延伸形成第一切削刃的第一后刀面140,继续以此第一后刀面140的边沿141,并围绕该边沿与轴线的相交处,在切削端头表面转动而形成第二延伸边沿151,边沿141、第二延伸边沿151,以及切削端头外沿610的一个区段611所共同围成的区域为第一切削刃的第二后刀面150。
沿第二切削刃200(包括第二主切削刃210、第二切削连接部230和设于轴线一侧的第二横刃部220)一侧在切削端头处延伸形成第二切削刃的第一后刀面240,继续以此第一后刀面240的边沿241,并围绕该边沿与轴线的相交处,在切削端头表面转动而形成第二延伸边沿251,边沿241、第二延伸边沿251,以及切削端头外沿610的另一个区段612所共同围成的区域为第二切削刃的第二后刀面250。优先选择的,本实施例中,第一切削刃的第一后刀面140与第二切削刃的第一后刀面240在轴线相对的两侧中心对称设置,第一切削刃的第二后刀面150与第二切削刃的第二后刀面250在轴线相对的两侧中心对称设置。
本实施例中,还包括第一横刃加工面121,其为由第二切削刃的第二延伸边沿251与相邻的螺旋槽300的边沿320的一个区段所围成的区域(参见图6);或为由第二切削刃的第二延伸边沿251、切削端头外沿的另一个区段613,与相邻的螺旋槽300的边沿320的一个区段所围成的区域(参见图7)。
本实施例中,还包括第二横刃加工面221,其为由第一切削刃的第二延伸边沿151与相邻的螺旋槽300的边沿310的一个区段所围成的区域(参见图6);或为由第一切削刃的第二延伸边沿151、切削端头外沿的另一个区段614,与相邻的螺旋槽300的边沿310的一个区段所围成的区域(参见图7)。
优先选择的,本实施例中,第一横刃加工面121与第二横刃加工面221在轴线相对的两侧中心对称设置。
将本实施例提供的钻头,或在数控机床上修磨或/和加工,也可以在非数控机床上进行普通横刃修磨,再以研磨刷等手工工具加工圆弧。尤其适用于各种高硬度材质(如:但不仅限于高温合金和高硬度钢、调质钢等)的加工,其加工性能的对比情况见表1
表1 各种钻头对不同被加工材质的加工性能

Claims (10)

1.一种高强度高耐用钻头,包括有一条纵向轴线,可安装到旋转机械上的柄部和一个切削端头,其特征在于所述的切削端头至少含有第一切削刃和第二切削刃,并在轴线相对的两侧对称地设置,
所述的第一切削刃包括
第一主切削部,其一端延伸并于所述的切削端头外沿相交;
第一横刃部,其为一端与所述轴线相交的直线刃;
第一切削连接部,为圆弧形,其两端分别与所述的第一切削刃和所述的第一横刃部平滑衔接;
所述的第二切削刃还包括
第二主切削部,其一端延伸并于所述的切削端头外沿相交;
第二横刃部,其为一端与所述轴线相交的直线刃;
第二切削连接部,为圆弧形,其两端分别与所述的第二切削刃和所述的第二横刃部平滑衔接。
2.根据权利要求1所述的高强度高耐用钻头,其特征在于所述第一切削连接部的半径范围为0.2mm-9.6mm。
3.根据权利要求1所述的高强度高耐用钻头,其特征在于所述第二切削连接部的半径范围为0.2mm-9.6mm。
4.根据权利要求1所述的高强度高耐用钻头,其特征在于所述第一横刃部的长度为0.1mm-3.3mm,角度为15°-65°。
5.根据权利要求1所述的高强度高耐用钻头,其特征在于所述第二横刃部的长度为0.1mm-3.3mm,角度为15°-65°。
6.根据权利要求1所述的高强度高耐用钻头,其特征在于还包括第一切削刃的第一后刀面、第一切削刃的第二后刀面,第二切削刃的第一后刀面、第二切削刃的第二后刀面、第一横刃加工面和第二横刃加工面。
7.根据权利要求6所述的高强度高耐用钻头,其特征在于所述的第一横刃加工面由所述的第一切削刃的第二后刀面边沿与相邻的螺旋槽边沿的一个区段所围成。
8.根据权利要求6所述的高强度高耐用钻头,其特征在于所述的第二横刃加工面由所述的第二切削刃的第二后刀面边沿与相邻的螺旋槽边沿的一个区段所围成。
9.根据权利要求6所述的高强度高耐用钻头,其特征在于所述的第一横刃加工面由所述的第一切削刃的第二后刀面边沿、所述切削端头的外沿的一个区段与相邻的螺旋槽边沿的一个区段所围成。
10.根据权利要求6所述的高强度高耐用钻头,其特征在于所述的第二横刃加工面由所述的第二切削刃的第二后刀面边沿、所述切削端头的外沿的一个区段与相邻的螺旋槽边沿的一个区段所围成。
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