CN105033328B - 一种无横刃自定心微钻 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及机械加工技术领域，具体涉及一种微细钻削刀具。无横刃自定心微钻，其技术方案是：包括：钻体、一级钻尖以及二级钻尖；一级钻尖始于钻体，二级钻尖始于一级钻尖的顶部；钻心尖为二级钻尖的顶点，通过修磨两侧的内刃前刀面形成，钻心尖上没有横刃；由于本发明中的二级钻尖消除了普通麻花钻原有的横刃结构，一方面改善了微钻的定心效果，有效地防止了入钻时钻尖的偏斜，提高了制孔的孔位精度和孔型精度；另一方面有效地减少了钻削过程中的切削抗力，改善了微钻的受力条件，减少了微钻的磨损与折断，提高了微钻的使用寿命。

Description

一种无横刃自定心微钻
技术领域
本发明涉及机械加工技术领域，具体涉及一种微细钻削刀具。
背景技术
随着科学技术的飞速发展，在航空、航天、战略性武器、船舶、动力、微电子和医疗器械等国家重要行业，带有微细孔的零件越来越多，孔的孔径越来越小，且孔的精度要求也越来越高。要高效率、高质量地钻削微细孔，关键在于所使用的微细钻削刀具。
现有的微钻钻尖结构存在着一些局限性：
(1)定心性能差。微钻由于直径小，为了增加刀具的刚度，芯径比的取值较大。由于钻芯厚度的增大，导致横刃的长度增加，降低了微钻的定心性能。在微钻削入钻时，较长的横刃易使钻尖在被加工工件的表面游动，降低了孔的定位精度，增大了入口的圆度误差。
(2)轴向钻削力大。在微钻削过程中，轴向钻削力主要来自于钻尖上的横刃。微钻的横刃越长，钻削过程中横刃的挤压作用就会越突出，切削抗力越大，产生的轴向钻削力就越大。
(3)孔的加工质量差。当钻尖锋角较小时，入钻时有利于定心，但钻削过程中产生的切屑宽度较大，不易排屑，切屑与孔壁之间的摩擦加剧，孔壁粗糙，且孔的出口易形成毛刺。
由于现有的微钻存在以上的缺陷，导致微钻削过程中，微钻极易折断，使用寿命低，且孔的加工质量差，严重阻碍了微钻削加工的加工质量和生产效率的提高。
发明内容
本发明的目的是：为了提高微钻的定心性能，降低微钻削过程中的切削抗力及扭矩、提高微钻的使用寿命、提高孔的加工质量，提供一种无横刃自定心微钻。
本发明的技术方案是：无横刃自定心微钻，它包括：钻体、一级钻尖以及二级钻尖；一级钻尖始于钻体，二级钻尖始于一级钻尖的顶部，二级钻尖的顶点为钻心尖；钻体、一级钻尖以及二级钻尖均位于同一轴线上；一级钻尖包括：两条对称的外刃以及两个沿钻心尖中心对称的外刃后刀面；二级钻尖包括：钻心尖、两条内刃、两个沿钻心尖中心对称的内刃前刀面以及两个沿钻心尖中心对称的内刃后刀面。
其中钻心尖通过修磨两侧的内刃前刀面形成，钻心尖上没有横刃。
内刃为内刃前刀面与内刃后刀面的交线，两条内刃为直线刃；两条内刃在该无横刃自定心微钻结构基面上的投影线之间的夹角为钻尖锋角。
外刃为外刃后刀面与钻体上的螺旋槽的交线，外刃起于内刃转点，终止于钻体的外缘转点。
有益效果：
由于本发明中的二级钻尖消除了横刃，一方面改善了微钻的定心效果，有效地防止了入钻时钻尖的偏斜，提高了制孔的孔位精度和孔型精度；另一方面有效地减少了钻削过程中的切削抗力，改善了微钻的受力条件，减少了微钻的磨损与折断，提高了微钻的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为图1中的钻尖轮廓示意图；
其中：1-钻心尖，2-内刃，3-内刃后刀面，4-内刃前刀面，5-外刃、6-外刃后刀面，7-钻体。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明作进一步的详细说明。
本实施例提供一种无横刃自定心微钻，利用该微钻可加工直径范围为之间的微小孔。参见附图1、2，该无横刃自定心微钻具有两级钻尖结构，包括：钻体7、一级钻尖以及二级钻尖；其中一级钻尖始于钻体7，二级钻尖始于一级钻尖的顶部，二级钻尖的顶点为钻心尖1。钻体7、一级钻尖以及二级钻尖均位于同一轴线上。
所述一级钻尖包括：两条外刃5以及两个外刃后刀面6；所述二级钻尖包括：钻心尖1、两条内刃2、两个内刃前刀面4以及两个内刃后刀面3。其中两个外刃后刀面6沿钻心尖1中心对称，两个内刃前刀面4沿钻心尖1中心对称，两个内刃后刀面3沿钻心尖1中心对称。
所述外刃后刀面6和内刃后刀面3为与加工表面相对的面。两个内刃后刀面3为平面结构，两个外刃后刀面6可以是平面、锥面或螺旋面结构。
所述钻心尖1通过修磨两侧的内刃前刀面4形成，消除了传统钻尖上的横刃,刃磨内刃后刀面3形成内刃后角α1，刃磨外刃后刀面6形成外刃后角α2。
所述内刃前刀面4与内刃后刀面3的交线为内刃2，内刃2为直线刃，两条内刃与钻心尖1相连，两条内刃2在该微钻结构基面上的投影线之间的夹角为钻尖锋角Φ1，钻尖锋角Φ1大于等于60°且小于等于140°，如图3所示。
所述外刃后刀面6与钻体7上的螺旋槽的交线为外刃5，外刃5起于内刃2转点，终止于钻体7的外缘转点；外刃5的形状取决于螺旋槽和外刃后刀面7的形状及相互位置关系。两条外刃可为圆弧刃或直线刃。外刃5与钻体7外壁之间形成夹角β，夹角β大于等于90°且小于120°。两条外刃5在结构基面上的投影线之间的夹角形成一级钻尖顶角Φ2，如图3所示。
在微钻削过程中，二级钻尖通过钻心尖定位，钻出一个导孔，体现了微钻自定心能力。二级钻尖上的两个内刃先于一级钻尖上的外刃进行钻削操作。
通过调整钻尖锋角Φ1和内刃后角α1，可提高微钻钻心尖的强度，从而提高微钻的使用寿命；通过调整外刃5与钻体7外壁之间形成夹角β，可改善钻尖的受力条件；通过调整外刃后角α2，可使外刃更加锋利，减少微钻与微孔孔壁之间的摩擦力，改善孔壁的表面质量，减小出口毛刺的高度，提高微孔的加工质量。
本实施例以AISI 304作为不锈钢加工材料，该材料具有良好的耐热性、耐腐蚀性、低温强度和机械特性等，应用场合非常广泛。在采用传统微细钻削刀具对该材料进行微细钻削加工过程中，由于该材料塑性较大，韧性高且导热性差，微钻易磨损、折断，使用寿命低等，加工成本非常高，且在钻削过程中形成的长带状切屑易缠绕到微钻上，甚至会粘附到前刀面及排屑槽上，阻碍切屑的流动，导致扭矩增大，容易引起钻头折断。而采用上述无横刃自定心微钻对AISI 304不锈钢进行微孔钻削加工，由于二级钻尖消除了横刃，一方面改善了微钻的定心效果，有效地防止了入钻时钻尖的偏斜，提高了制孔的孔位精度和孔型精度；另一方面有效地减少了钻削过程中的切削抗力，改善了微钻的受力条件，减少了微钻的磨损与折断，提高了微钻的使用寿命。
以上所述仅是本发明的优先实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.无横刃自定心微钻，包括：钻体(7)、一级钻尖以及二级钻尖；其特征在于：所述一级钻尖始于所述钻体(7)，所述二级钻尖始于所述一级钻尖的顶部；所述钻体(7)、一级钻尖及二级钻尖位于同一轴线上；
所述一级钻尖包括：两条外刃(5)以及两个沿钻心尖(1)中心对称的外刃后刀面(6)；所述二级钻尖包括：钻心尖(1)、两条内刃(2)、两个沿钻心尖(1)中心对称的内刃前刀面(4)以及两个沿钻心尖(1)中心对称的内刃后刀面(3)；
所述钻心尖(1)通过修磨两侧的内刃前刀面(4)形成，消除了横刃；
所述内刃(2)为内刃前刀面(4)与内刃后刀面(3)的交线，所述内刃(2)为直线刃，与钻心尖(1)相连；
所述外刃(5)为外刃后刀面(6)与钻体(7)上的螺旋槽的交线，所述外刃(5)起于内刃(2)转点，终止于钻体(7)的外缘转点；
所述内刃后刀面(3)为平面结构；
所述外刃后刀面(6)为锥面或螺旋面；
两条内刃(2)在该无横刃自定心微钻结构基面上的投影线之间的夹角为钻尖锋角，所述钻尖锋角大于等于60°且小于等于140°；
所述外刃(5)与钻体(7)外壁之间形成的夹角大于等于90°且小于120°。
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