CN105081414A - 一种适于正反转加工的直开槽钻头 - Google Patents

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Abstract

一种适于正反转加工的直开槽钻头，包括排屑槽、修光刃、主切削刃、副切削刃和钻柄，采用两个切削刃共同完成钻孔，两个切削刃相互配合控制钻孔的大小，采用排屑槽对加工过程中产生的切屑进行清除，采用修光刃对内孔表面进行修光，利用本发明中的钻头进行钻孔，具有正反切削方向自由选择、控制精度高、切屑排除顺畅、内孔表面光滑的优点，最大程度上满足了钻孔加工的需求。

Description

一种适于正反转加工的直开槽钻头
技术领域
本发明涉及一种直开槽钻头，特别是一种适于正反转加工的直开槽钻头，属于机械加工领域。
背景技术
钻孔加工是用钻头在实体材料上加工孔的方法，利用钻头或是材料两者自转产生一个转速差，进行钻削加工。传统的麻花钻一次钻削加工成形，主要存在以下问题：
(1)钻头较小，制造和刃磨困难，难以保证两侧切削刃角度及高度一致性，由此导致孔径尺寸不易控制；
(2)小孔直径较小，容屑空间不足，排屑困难，钻头容易被切屑挤断；
(3)孔壁容易产生螺旋状车刀痕及切屑挤伤内孔表面，内孔的光洁度普遍不高，使产品达不到设计要求；
(4)切屑容易缠绕在刀具上，对于全封闭的数控机床和大批量的零件加工来说是个棘手的问题；
(5)由于冷却不够充分，批量加工时，钻头极易磨损，导致加工的内孔底部尺寸变小。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出了一种适于正反转加工的直开槽钻头，采用两个切削刃共同完成钻孔，两个切削刃相互配合控制钻孔的大小，采用排屑槽对加工过程中产生的切屑进行清除，采用修光刃对内孔表面进行修光，利用本发明中的钻头进行钻孔，具有正反切削方向自由选择、控制精度高、切屑排除顺畅、内孔表面光滑的优点，最大程度上满足了钻孔加工的需求。
本发明的技术解决方式是：一种适于正反转加工的直开槽钻头，包括：排屑槽1、修光刃2、主切削刃3、副切削刃4和圆形钻柄5；
所述排屑槽1为一个与圆形钻柄5横截面相垂直的平面，由钻柄5的一个端面向内切削加工形成；
所述修光刃2为从排屑槽1的一条边开始，沿与排屑槽1所在平面的夹角为γ的加工面加工形成；
主切削刃3为主切削刃加工面与修光刃加工面形成的切削刃，所述主切削刃加工面从加工修光刃2后剩余棒料的端面加工形成，且与排屑槽的加工平面的夹角为β2，与圆形钻柄5端面之间的夹角α2；
所述副切削刃4为副切削刃加工面与修光刃加工面形成的切削刃，所述副切削刃加工面从加工主切削刃3后剩余棒料的端面加工形成，且与排屑槽的加工面的夹角为β1，与圆形钻柄5端面之间的夹角α1。
所述排屑槽1与钻柄5圆弧连接。
所述排屑槽1沿与钻柄5的轴线平行的平面向内加工的长度大于所加工孔的深度。
所述β2的取值范围为：75°～85°，α2的取值范围为：25°～35°。
所述β2为：80°，α2为：30°。
所述β1的取值范围为：30°～40°，α1的取值范围为：10°～20°。
所述为β2为：35°，α1为：15°。
所述γ的取值范围为：45°～55°。
所述γ为：50°。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
(1)本发明中的钻头上开有排屑槽，可以在钻孔加工的过程中将加工产生的切屑顺畅排除，避免了现有技术中容屑空间不足，排屑困难，钻头容易被切屑挤断，且切屑容易缠绕在刀具上的问题，增加了加工过程的安全性和零件的损耗；
(2)本发明中的钻头上开有修光刃，在钻孔的过程中对内孔表面进行修光，提高了内孔的光滑度。
附图说明
图1为本发明中钻头的俯视结构示意图；
图2为本发明中钻头的底视结构示意图；
图3为本发明中钻头的主视结构示意图；
图4为本发明中钻头的左视结构示意图；
图5为本发明中钻头的后视结构示意图。
具体实施方式
图1为本发明中钻头的俯视结构示意图；图2为本发明中钻头的底视结构示意图；图3为本发明中钻头的主视结构示意图；图4为本发明中钻头的左视结构示意图；图5为本发明中钻头的后视结构示意图，从图1～图5可知，本发明提出的一种适于正反转加工的直开槽钻头，包括：排屑槽(1)、修光刃(2)、主切削刃(3)、副切削刃(4)和圆形钻柄(5)；
所述排屑槽(1)为一个与圆形钻柄(5)横截面相垂直的平面，由钻柄(5)的一个端面向内切削加工形成；排屑槽(1)与钻柄(5)圆弧连接，且排屑槽(1)沿与钻柄(5)的轴线平行的平面向内加工的长度大于所加工孔的深度。
所述修光刃(2)为从排屑槽(1)的一条边开始，沿与排屑槽(1)所在平面的夹角为γ的加工面加工形成，γ的取值范围为：45°～55，优选值为：50°；
主切削刃(3)为主切削刃加工面与修光刃加工面形成的切削刃，所述主切削刃加工面从加工修光刃(2)后剩余棒料的端面加工形成，且与排屑槽的加工平面的夹角为β2，与圆形钻柄(5)端面之间的夹角α2；β2的取值范围为：75°～85°，α2的取值范围为：25°～35°，优选值为：β2为80°，α2为：30°。
所述副切削刃(4)为副切削刃加工面与修光刃加工面形成的切削刃，所述副切削刃加工面从加工主切削刃(3)后剩余棒料的端面加工形成，且与排屑槽的加工面的夹角为β1，与圆形钻柄(5)端面之间的夹角α1，β1的取值范围为：30°～40°，α1的取值范围为：10°～20°，优选值为：β2为：35°，α1为：15。
本发明中钻头的加工方法为：
(1)去除圆柱形棒料直径的40％，形成一个平面，作为排屑槽；
(2)从排屑槽的一侧，对步骤(1)加工后的棒料加工出一个修光刃加工面，该加工面面与排屑槽所在平面的夹角为γ，且与排屑槽形成修光刃；
(3)在步骤(2)加工后的剩余棒料的端面再加工出一个主切削刃加工面，所述平面与排屑槽的加工平面的夹角为β2，与圆柱形棒料端面之间的夹角α2；该加工面与修光刃的加工平面形成主切削刃；所述主切削刃加工面背离圆柱形棒料的延伸面与圆柱形棒料的轴线相交；
(4)在步骤(3)加工后的剩余棒料的端面再加工出一个副切削刃加工面，该加工面面与排屑槽的加工平面的夹角为β1，与圆柱形棒料端面之间的夹角α1，该加工面与修光刃的加工平面形成副切削刃，所述副切削刃加工面朝向圆柱形棒料的延伸面，与圆柱形棒料的轴线相交。
本发明中钻头应用于小孔及微小孔的加工，或者表面质量要求较高的内孔一次成型加工，还可以用于一些熔点较低的软性材料加工。加工后内孔粗糙度可达Ra0.8以上。
本发明中钻头可采用高速工具钢及硬质合金两种材料加工。由于半圆钻刀具前角几乎等于0，钻削阻力较大，一般适合于较小孔的加工。在实际生产中，半圆钻通常用于加工孔径在Φ2.6以下的内孔。半圆钻的厚度基本控制在所加工孔径的50％～60％。孔径公差在0.03mm以上的，半圆钻直径取孔径下偏差的+0.01mm～+0.02mm；孔径公差小于0.03mm时，半圆钻直径取孔径下偏差的-0.01mm～-0.02mm。磨削半圆钻时也可以通过改变主切削刃的长度及β1、β2的角度大小对加工内孔的尺寸进行适当调整。使用半圆钻加工铜材时，孔的加工精度可控制在0.02mm以内。
本发明中钻头与现有麻花钻加工铜材的效率对照如表1所示，从图1可知，利用本发明中的钻头，走刀量和一次最大钻削深度都提高了50％以上，而单位时间内的加工数量则提高了一个量级，且粗糙度要明显好于现有麻花钻。
表1
该发明中钻头通过改变主切削刃与副切削刃的交点与排屑槽平面的轴线的偏置量来改变所要加工的孔径。如图1所示，角度β2不变，主切削刃加长，孔径增大；反之，孔径变小。本发明中的钻头具体尺寸不同的主切削刃和副切削刃，两个切削刃相互配合完成钻孔，避免了现有钻头尺寸较小，制造和刃磨困难，难以保证两侧切削刃角度及高度一致性，由此导致孔径尺寸不易控制的问题，提高了钻孔过程中的精度。且本发明中排屑槽的长度以及主切削刃和副切削刃的加工平面均可以进行调整，从而满足对不同深度和不同公差钻孔工作的要求，具有更好的工程适应性。
本发明中钻头刃磨时，根据机床特性及钻削方向的具体要求，同样一根料棒可以开出不同的切削刃方向，以满足正转或反转的需要。

Claims (9)

1.一种适于正反转加工的直开槽钻头，其特征在于包括：排屑槽(1)、修光刃(2)、主切削刃(3)、副切削刃(4)和圆形钻柄(5)；
所述排屑槽(1)为一个与圆形钻柄(5)横截面相垂直的平面，由钻柄(5)的一个端面向内切削加工形成；
所述修光刃(2)为从排屑槽(1)的一条边开始，沿与排屑槽(1)所在平面的夹角为γ的加工面加工形成；
主切削刃(3)为主切削刃加工面与修光刃加工面形成的切削刃，所述主切削刃加工面从加工修光刃(2)后剩余棒料的端面加工形成，且与排屑槽的加工平面的夹角为β2，与圆形钻柄(5)端面之间的夹角α2；
所述副切削刃(4)为副切削刃加工面与修光刃加工面形成的切削刃，所述副切削刃加工面从加工主切削刃(3)后剩余棒料的端面加工形成，且与排屑槽的加工面的夹角为β1，与圆形钻柄(5)端面之间的夹角α1。
2.根据权利要求1所述的一种适于正反转加工的直开槽钻头，其特征在于：所述排屑槽(1)与钻柄(5)圆弧连接。
3.根据权利要求1所述的一种适于正反转加工的直开槽钻头，其特征在于：所述排屑槽(1)沿与钻柄(5)的轴线平行的平面向内加工的长度大于所加工孔的深度。
4.根据权利要求1所述的一种适于正反转加工的直开槽钻头，其特征在于：所述β2的取值范围为：75°～85°，α2的取值范围为：25°～35°。
5.根据权利要求4所述的一种适于正反转加工的直开槽钻头，其特征在于：所述β2为：80°，α2为：30°。
6.根据权利要求1所述的一种适于正反转加工的直开槽钻头，其特征在于：所述β1的取值范围为：30°～40°，α1的取值范围为：10°～20°。
7.根据权利要求6所述的一种适于正反转加工的直开槽钻头，其特征在于：所述为β2为：35°，α1为：15°。
8.根据权利要求1所述的一种适于正反转加工的直开槽钻头，其特征在于：所述γ的取值范围为：45°～55°。
9.根据权利要求8所述的一种适于正反转加工的直开槽钻头，其特征在于：所述γ为：50°。
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