CN104741667A - 套式孔加工钻头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机加工的技术领域，公开了套式孔加工钻头，包括刀柄和设置于所述刀柄一端的刀体，所述刀体末端设有可随所述刀体转动进行磨削加工的磨刃，所述磨刃整体呈圆环形且开设有多个便于从磨削中排出磨屑的齿槽和用于容纳所述磨屑的退料槽，所述退料槽和所述齿槽均为径向，且所述退料槽深度大于所述齿槽。本发明中的套式孔加工钻头，其采用磨削的方式对待加工孔的圆周部分进行加工，掏空后将内部圆柱形废料取出完成钻孔，与现有技术中的钻削式打孔相比，大大减少了工作量，并且磨刃本身耐磨性强，提高了加工效率，降低了加工成本，能适应大孔径或者高强度材料的打孔加工需要。

Description

套式孔加工钻头

技术领域

本发明涉及机加工的技术领域，尤其涉及加工钻头的改进。

背景技术

在机械加工中，经常需要对工件进行钻孔，现有技术中的钻孔工具采用普通钻头，对工件进行钻削加工，将待加工孔内部分全部掏空，完成钻孔。

现有技术常规的钻头具有以下弊端：首先，在加工较大内径的孔时，由于钻削工作量大，对机床动力要求高，而且刀具的磨损大，需经常换刀，影响加工效率，并且加工成本较高，成孔的质量差；其次，在特殊领域的机加工，例如飞机制造过程中，工件为高强度的复合材料，加工钻削难度大，即使是内径较小的孔也具有上述的问题，如果是内径较大的孔，钻孔难度和成本更是大大增加。

发明内容

本发明的目的在于提供套式孔加工钻头，旨在解决现有技术中的钻头，在钻孔时加工成本高、工作效率低，难以适应特种加工的问题。

本发明是这样实现的，套式孔加工钻头，包括刀柄和设置于所述刀柄一端的刀体，所述刀体末端设有可随所述刀体转动进行磨削加工的磨刃，所述磨刃整体呈圆环形且开设有多个便于从磨削中排出磨屑的齿槽和用于容纳所述磨屑的退料槽，所述退料槽和所述齿槽均为径向，且所述退料槽深度大于所述齿槽。

进一步地，所述刀体为圆筒形，内部开设有腔室，其一端封闭并连接于所述刀柄，另一端开口设有所述磨刃。

进一步地，所述刀体侧壁开设有多个连通至所述腔室的缺口，所述缺口连通至所述磨刃构成所述退料槽。

进一步地，所述刀体开口端设有磨削部，所述磨削部厚度大于所述刀体侧壁厚度，且所述磨削部的环形端面镀有金刚砂构成所述磨刃。

进一步地，所述磨削部的环形端面先经过钝化处理，然后电镀所述金刚砂。

进一步地，所述磨削部内外周壁均为倾斜面。

进一步地，所述磨削部的外周壁与所述刀体轴线夹角为0.2°。

进一步地，所述磨削部内周壁与所述刀体轴线夹角为3°。

进一步地，所述齿槽槽底为圆弧形。

进一步地，沿所述齿槽的槽底向上方向，所述齿槽内径逐渐增加。

与现有技术相比，本发明中的套式孔加工钻头，其具有圆环形的磨刃，加工时将孔的圆周部分通过转动磨削的方式磨成磨屑，磨屑先进入齿槽，离开磨削面，不会损耗磨刃，然后排出后进入退料槽存储。磨削完成后取出孔内形成的圆柱形废料即可完成孔加工。与钻削式相比，由于无需将整个孔掏空，大大减小了工作量，提高了工作效率，对大孔径、高强度材料的成孔适应性较佳，同时由于磨刃具有较强的耐磨性，有着较高的使用寿命，降低了加工成本。

附图说明

图1为本发明实施例提供的套式孔加工钻头的剖视结构示意图；

图2为图1的左视方向示意图；

图3为图1中N-N处的剖视结构示意图；

图4为图1中P-P处的旋转剖视结构示意图；

图5为本发明实施例中齿槽的槽底夹角示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体附图对本实施例的实现进行详细的描述。

如图1所示，本实施例中的套式孔加工钻头1包括刀柄12和刀体11两部分，其中刀柄12可固定至机床的转轴上，起到固定和传动的作用。

刀体11固定在刀柄12的一端，其末端设有磨刃112。磨刃112呈圆环形，机床转轴转动带动刀体11转动后，将磨刃112抵压在工件的待加工部位，圆环形的磨刃112对工件进行圆环形磨削，将待加工孔的圆周部分通过磨削的方式磨成磨屑掏空，最后将内部形成的圆柱形废料取出，即完成孔加工的过程。这种圆环形磨削的加工方式，实际上只对孔的圆周部分进行加工，与现有技术中将整个孔掏空的钻削式相比，其实际加工的工作量大大缩小，而且随着所加工孔径的增大，减少的工作量也更大，尤其在较大孔径的加工中具有明显的优势。同时由于这种钻孔方式减少了工作量，孔加工中对机床的转速要求也降低，磨刃112本身具有良好的耐磨性，不易被磨损损坏，可长期使用，降低了刀具的使用成本和机床的加工成本，缩短了加工时间。在对高强度复合材料加工时，由于减少了工作量，并且采用磨削的方式，基于上述的同样原因，也比常规的钻削式加工有着更高的加工效率和更低的加工成本。

如图2所示，在磨刃112上开设有多个齿槽1121和退料槽113，齿槽1121和退料槽113均为径向。其中齿槽1121可以减少了磨刃112实际参与加工的面积，可以起到降低磨削阻力的作用，同时可以将磨削过程中产生的磨屑排出，避免其进入磨削面损耗机床功率和磨刃112本身。设置齿槽1121的数量越多，自身宽度越宽，磨削阻力就越低，同时参与磨削的实际磨刃112面积也越小，导致磨刃112的磨损速度加快，磨刃112的使用寿命也越小，所以在实际中需要根据工件材料特性、机床功率、刀体11特性等因素，综合考虑齿槽1121的数量和尺寸，具体设计方式此处不做详述。

退料槽113也可起到降低磨削阻力的作用，并且其还能将齿槽1121排出的磨屑容纳在槽内，使其远离磨削面。待加工完成后，从工件的孔中取出刀体11，即可从退料槽113中将磨屑倒出。

为了保证退料槽113能容纳较多的磨屑，退料槽113的深度大于齿槽1121，使磨屑能在齿槽1121内短暂停留，然后进入退料槽113，而无法从退料槽113回到齿槽1121内。退料槽113的尺寸数量设置原则与齿槽1121相似，不做详述。

所以，本实施例中的套式孔加工钻头1，其采用磨削的方式，且只加工孔的圆周部分，不仅减少了加工工作量，对高强度材料和大孔径的孔加工都有较好的适应性，具有加工成本低、加工效率高等优点。

本实施例中如图1所示，刀体11呈圆筒形，其内部开设有腔室111，一端为封闭端，另一端为开口端。刀体11的封闭端连接于刀柄12，其开口端设有磨刃112。由于刀体11本身为圆筒形，其开口端即形成圆环形，可作为磨刃112的基体，无需专门设置环形结构供磨刃112安装。刀体11的侧壁可支撑磨刃112，提供支撑，使磨刃112能与刀体11牢固接合，使之在工件上进行正常磨削加工。

在刀体11的侧壁开设有多个缺口，缺口连通至其内部的腔室111，并且贯通至磨刃112，构成前述的退料槽113。在磨削中产生的磨屑可进入刀体11内部腔室111中存贮，大大增加了磨屑的存储能力，使刀体11可以长期钻孔而无需担心被过多的磨屑卡死。

如图3所示，在刀体11开口端设有磨削部114，磨削部114与刀体11侧壁相比，其厚度增加，相应的其末端具有更大的面积，也形成环形的端面，在该环形端面上镀有金刚砂，构成了上述的磨刃112。在实际中也可以采用其他的磨刃112设置方式，例如直接采用金刚砂制成的磨削片，通过固定结构固定在刀体11上等。

本实施例中的金刚砂采用电镀的方式固定在磨削部114表面，为了增大金刚砂的牢固程度，在电镀前对磨削部114表面经过钝化处理，使其具有更大的镀砂附着力。

如图3所示，沿刀体11至磨削部114末端的方向，即图示的左向，磨削部114的厚度逐渐增加，其内外周壁均为倾斜面。

磨削部114端面的外侧棱构成磨削中的外周刃，其可确定所加工孔的内径。在孔加工中由于磨削发热，会使工件膨胀，导致其紧贴在刀体11的外壁上，不仅增大了磨削阻力，而且会使磨削热量迅速增加，导致磨削条件变差，容易出现卡死、孔加工尺寸不稳定等问题。而稍微外倾的磨削部114，由于其外周刃与工件直接接触，而其外周壁壁为倾斜状态，实际上与工件之间留有细小的间隙，这个间隙不仅可以排出磨屑，而且能避免工件膨胀后压缩紧贴在刀体11外壁上，也就避免了后续的一系列问题，使磨刃112能顺利的将孔加工完成。而磨削部114外周壁的倾斜角如果过大，即图示中磨削部114外周壁与刀体11轴线夹角角a过大，会使其容易变形，导致影响加工精度，所以需要结合实际操作环境设置合适的该角度，具体地，本实施例中的角a为0.2°。

磨削部114端面的内侧棱构成磨削中的内周刃，其也容易发生上述的磨削热影响加工环境的问题，所以磨削部114的内周壁也设置为倾斜面。由于磨削部114内侧壁倾斜程度对加工精度无影响，其无需考虑精度问题，只需考虑与工件之间留空，便于磨屑排出、防止工件受热紧贴等因素即可，所以磨削部114内周壁的倾斜角，即图示中磨削部114内周壁与刀体11轴线夹角角b，与角a相比可以采用更大的角度，本实施例中的角b为3°。

由于磨削部114的厚度增加，其与刀体11的侧壁连接处呈台阶状，基于上述同样的理由，连接处采用可增大留空空间的圆弧形过渡，使刀体11的外壁与工件之间留出较大的空隙，具体本实施例中过渡处的夹角：角c为45°，角d为20°。

如图4所示，沿齿槽1121的槽底向上方向，齿槽1121内径逐渐增加，齿槽1121的两侧壁呈倾斜状，彼此夹角角e为20°，这种向上外扩式结构可防止磨屑积累，便于磨屑排出。齿槽1121的槽底为圆弧形，不存在棱角处，也不易积累磨屑。

如图5所示，齿槽1121两侧壁相对倾斜，各自在槽底上的投影之间夹角角f为10°，使齿槽1121在侧向上呈外扩状态，同样可以起到防止磨屑积累，便于磨屑排出的作用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.套式孔加工钻头，其特征在于，包括刀柄和设置于所述刀柄一端的刀体，所述刀体末端设有可随所述刀体转动进行磨削加工的磨刃，所述磨刃整体呈圆环形且开设有多个便于从磨削中排出磨屑的齿槽和用于容纳所述磨屑的退料槽，所述退料槽和所述齿槽均为径向，且所述退料槽深度大于所述齿槽。

2.如权利要求1所述的套式孔加工钻头，其特征在于，所述刀体为圆筒形，内部开设有腔室，其一端封闭并连接于所述刀柄，另一端开口设有所述磨刃。

3.如权利要求2所述的套式孔加工钻头，其特征在于，所述刀体侧壁开设有多个连通至所述腔室的缺口，所述缺口连通至所述磨刃构成所述退料槽。

4.如权利要求3所述的套式孔加工钻头，其特征在于，所述刀体开口端设有磨削部，所述磨削部厚度大于所述刀体侧壁厚度，且所述磨削部的环形端面镀有金刚砂构成所述磨刃。

5.如权利要求4所述的套式孔加工钻头，其特征在于，所述磨削部的环形端面先经过钝化处理，然后电镀所述金刚砂。

6.如权利要求5所述的套式孔加工钻头，其特征在于，所述磨削部内外周壁均为倾斜面。

7.如权利要求6所述的套式孔加工钻头，其特征在于，所述磨削部的外周壁与所述刀体轴线夹角为0.2°。

8.如权利要求6所述的套式孔加工钻头，其特征在于，所述磨削部内周壁与所述刀体轴线夹角为3°。

9.如权利要求1至8任一项所述的套式孔加工钻头，其特征在于，所述齿槽槽底为圆弧形。

10.如权利要求1至8任一项所述的，其特征在于，沿所述齿槽的槽底向上方向，所述齿槽内径逐渐增加。