CN104723184B - 一种金刚石微钻磨具 - Google Patents

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Abstract

一种金刚石微钻磨具，包括基体和磨削层，磨削层为金刚石颗粒层并通过电镀方式镀在基体表面，其厚度为0.04mm～0.08mm，基体顶端设置为磨头，磨头的顶部端面为平面，在磨头的顶部端面开设有十字形凹槽且凹槽形状为半圆形，在磨头的轴向中心开设有用以消除低速磨削区的中心孔；磨头与基体之间设置有阶梯形基座，其包括初级扩孔台阶和次级扩孔台阶，初级扩孔台阶位于磨头侧，次级扩孔台阶位于基体侧。本发明主要用于硬脆材料微孔钻磨加工，在下刀方式上能够实现垂直下刀，与传统螺旋下刀方式相比，更易于对刀且加工程序编制更简单，有效缩短加工周期。本发明有效改善了微细磨头堵塞及磨削层磨损现象，提高了微孔质量及尺寸一致性，并延长了磨具使用寿命。

Description

一种金刚石微钻磨具
技术领域
本发明属于微钻磨削技术领域，特别是涉及一种金刚石微钻磨具。
背景技术
现阶段，对硬脆材料进行细微特征的机械精密加工，已经广泛应用于生产制造中，例如手机玻璃盖板的微细孔与微细槽的加工。但是，在这种硬脆材料表面加工微细孔是非常困难的，且加工过程所占据的工具成本通常很高。
目前，微细孔(孔直径小于1mm)加工时普遍采用的磨削工具为金刚石微钻磨具，这种传统的金刚石微钻磨具采用了圆弧形的磨头，而受到圆弧形磨头结构的限制，导致只能采用螺旋下刀方式加工微细孔，而这种加工方式还伴随着诸多不足之处，包括加工周期长、不易对刀、程序编制复杂，还由于磨头回转中心的线速度为0，导致磨头中心损耗极快，直接缩短了磨具的使用寿命。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种全新结构的金刚石微钻磨具，具有加工周期短、易于对刀、程序编制简单及磨具使用寿命长的特点。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种金刚石微钻磨具，包括基体和磨削层，磨削层为金刚石颗粒层，磨削层通过电镀方式镀在基体表面，所述基体顶端设置为磨头，其特点是：所述磨头的顶部端面为平面，在磨头的顶部端面开设有十字形凹槽，在磨头的轴向中心开设有用以消除低速磨削区的中心孔。
所述磨头与基体之间设置有阶梯形基座。
所述阶梯形基座包括初级扩孔台阶和次级扩孔台阶，所述初级扩孔台阶位于磨头侧，所述次级扩孔台阶位于基体侧。
所述十字形凹槽的凹槽形状为半圆形。
所述磨削层的厚度为0.04mm～0.08mm。
所述中心孔的深度为1.0mm～1.5mm。
本发明的有益效果：
本发明与现有技术相比，摒弃了传统金刚石微钻磨具所采用的圆弧形磨头的结构设计，创新设计了采用十字形凹槽加中心孔的磨头结构，同时增加了双级扩孔台。采用本发明的金刚石微钻磨具，避免了磨头回转中心线速度为0的情况，改善了磨头堵塞及磨削层磨损现象，有效提高了微孔加工中的微孔质量及尺寸一致性，使磨具具有了更长的使用寿命。本发明在下刀方式上能够实现垂直下刀，与传统螺旋下刀方式相比，更易于对刀，且加工程序编制更简单，能够有效缩短加工周期。
附图说明
图1为本发明的一种金刚石微钻磨具立体图；
图2为图1中A向视图；
图3为本发明的一种金刚石微钻磨具正向剖视图；
图中，1—磨头，2—十字形凹槽，3—中心孔，4—阶梯形基座，5—初级扩孔台阶，6—次级扩孔台阶，7—基体。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
如图1、2、3所示，一种金刚石微钻磨具，包括基体7和磨削层，磨削层为金刚石颗粒层，磨削层通过电镀方式镀在基体表面，所述基体7顶端设置为磨头1，所述磨头1的顶部端面为平面，在磨头1的顶部端面开设有十字形凹槽2，在磨头1的轴向中心开设有用以消除低速磨削区的中心孔3。
所述磨头1与基体7之间设置有阶梯形基座4。
所述阶梯形基座4包括初级扩孔台阶5和次级扩孔台阶6，所述初级扩孔台阶5位于磨头1侧，所述次级扩孔台阶6位于基体7侧。
所述十字形凹槽2的凹槽形状为半圆形。
所述磨削层的厚度为0.04mm～0.08mm。
所述中心孔3的深度为1.0mm～1.5mm。
下面结合附图说明本发明的一次使用过程：
本实施例中，本发明的金刚石微钻磨具的轴向总长度为40mm，其中基体7的直径为φ6mm，磨头1的轴向长度为2mm，磨头1的直径为φ0.9±0.02mm，初级扩孔台阶5的轴向长度为2.76mm，初级扩孔台阶5的直径为φ2±0.02mm，次级扩孔台阶6的轴向长度为3.63mm，次级扩孔台阶6的直径为φ3.53±0.02mm，磨头1与初级扩孔台阶5的过度阶梯面、初级扩孔台阶5与次级扩孔台阶6的过度阶梯面均采用的圆锥面，且圆锥角为120°，磨头1中心孔3的深度为1.5mm。
本实施例中，所加工的硬脆材料为工程陶瓷材料，工程陶瓷材料的相关参数如表1所示，为了验证本发明的使用寿命，共准备了4把磨具，加工深度为500μm，转速为30000r/min，进给速度为40μm/s。
在现有加工参数条件下，本发明的金刚石微钻磨具平均可获得70～76个有效孔，而相同条件下，传统的金刚石微钻磨具只能完成25个有效孔，在孔的加工数量上提高2倍多，即单位有效工作寿命内，本发明可以加工更多的孔。
再有，本发明的优势还体现在进刀方式上，本发明无需像传统磨具一样采用螺旋下刀方式，而能够采用垂直下刀方式，极大的简化了加工程序的编制，易于对刀，并可明显缩短加工周期。
由于本发明还增设了初级扩孔台阶5和次级扩孔台阶6，进而使本发明具备了加工3种不同尺寸微细孔的能力。
表1工程陶瓷材料的相关参数
实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。

Claims (3)

1.一种金刚石微钻磨具，包括基体和磨削层，磨削层为金刚石颗粒层，磨削层通过电镀方式镀在基体表面，所述基体顶端设置为磨头，其特征在于：所述磨头的顶部端面为平面，在磨头的顶部端面开设有十字形凹槽，在磨头的轴向中心开设有用以消除低速磨削区的中心孔，中心孔的深度为1.0mm～1.5mm；所述磨头与基体之间设置有阶梯形基座，阶梯形基座包括初级扩孔台阶和次级扩孔台阶，所述初级扩孔台阶位于磨头侧，所述次级扩孔台阶位于基体侧。
2.根据权利要求1所述的一种金刚石微钻磨具，其特征在于：所述十字形凹槽的凹槽形状为半圆形。
3.根据权利要求1所述的一种金刚石微钻磨具，其特征在于：所述磨削层的厚度为0.04mm～0.08mm。
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