CN105458354A - 一种新型复合材料钻头及其制作方法 - Google Patents

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杨秀章
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Abstract

本发明公开了一种新型复合材料钻头及其制作方法,包括刀柄(1)和切削部分(2),所述的切削部分(2)端部制作有一个台阶(9),台阶(9)将切削部分(2)分成第一切屑部和与刀柄(1)连接的第二切屑部,且第一切屑部直径小于第二切屑部直径,所述的第一切屑部设置有以轴心线对称的第一主切屑刃(8)和第一副切屑刃(7),在第一主切屑刃(8)之间设置有横刃(4),在第二切屑部设置有以轴心线对称的第二主切屑刃(6)和第二副切屑刃(5),所述的台阶(9)与第一副切屑刃(7)和第二主切屑刃(6)连接。本发明的钻头在对复合材料进行加工时,不仅钻头的使用寿命较长,而且被加工孔的精度和粗糙度较高。

Description

一种新型复合材料钻头及其制作方法
技术领域
本发明涉及一种新型复合材料钻头及其制作方法,属于钻头制作技术领域。
背景技术
复合材料是由质软而粘性大的基体材料和强度高、硬度大的纤维增强材料混合制作而成的二相或多相结构材料,其各向异性、低热传导性、低层间结合强度使其成为典型的难加工材料,因此,采用普通钻头对复合材料进行钻孔的过程中,容易出现材料分层、出入口撕裂与毛刺、孔壁表面纤维拔出等现象,上述现象使被加工孔的形位精度难以保证,表面粗糙度较差,而较差的粗糙度加大了钻头与孔壁的摩擦力阻力,导致钻头温度升高,使用寿命降低,甚至崩刃。因此,现有的钻头对加工复合材料还是不够理想。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种使用寿命较长,且能够有效提高被加工孔的精度和粗糙度的新型复合材料钻头及其制作方法,以克服现有技术不足。
本发明的技术方案:一种新型复合材料钻头,包括刀柄和切削部分,所述的切削部分端部制作有一个台阶,台阶将切削部分分成第一切屑部和与刀柄连接的第二切屑部,且第一切屑部直径小于第二切屑部直径,所述的第一切屑部设置有以轴心线对称的第一主切屑刃和第一副切屑刃,在第一主切屑刃之间设置有横刃,在第二切屑部设置有以轴心线对称的第二主切屑刃和第二副切屑刃,所述的台阶与第一副切屑刃和第二主切屑刃连接。
所述的第一副切屑刃和第二副切屑刃前角γ的角度一致,且均为5°~7°。
所述的第一切屑部的钻尖角β为120°~130°。
所述的横刃长度B为1~1.5mm。
一种制作上述新型复合材料钻头的方法,在制作钻头的切削部分时,将钻头的切削部端部制作一个台阶,使切削部分形成第一切屑部和与刀柄连接的第二切屑部,且第一切屑部直径小于第二切屑部直径,同时在第一切屑部制作以轴心线对称的第一主切屑刃和第一副切屑刃,在第二切屑部制作以轴心线对称的第二主切屑刃和第二副切屑刃,使台阶与第一副切屑刃和第二主切屑刃连接。
所述的在切削部制作贯穿在第一切屑部和第二切屑部上的螺旋排屑槽和螺旋容屑槽。
所述的第一副切屑刃和第二副切屑刃与水平面的夹角α均为12°。
本发明的优点在于:
(1)本发明在钻头的切屑部制作一个台阶,使钻头的刃口呈阶梯形式分布,即形成第一切屑部和第二切屑部,避免了钻头的切削力的集中分布,降低钻头的轴向切削力,减小了钻头崩刃的风险。同时,钻头的第二切屑部不仅能使钻屑过程更为平稳、定位精度更高,而在钻孔时第二切屑部对孔壁具有修光作用,能有效提高孔壁表面粗糙度。
(2)本发明钻头的横刃长度较小,并具有合理的钻尖角及前角,更有利于增大实际切削长度、保持刃口锋利度、适当加大钻削扭矩、减小切削加工的轴向力,防止复合材料切屑时出现分层,并能快速切断纤维。
(3)针对复合材料特性,本发明将第一副切屑刃和第二副切屑刃与水平面的夹角减小,在切削过程中可以有效降低刃口部位产生的轴向向后拉力,避免入口处的上层材料与受轴向推力的为切削层材料发生分离而形成的入口剥离现象。
附图说明
图1是本发明的结构示意图;
图2是图1的左视图;
图3是图1的A-A剖视图。
附图标记说明:1-刀柄,2-切削部,3-螺旋排屑槽,4-横刃,5-第二副切屑刃,6-第二主切屑刃,7-第一副切屑刃,8-第一主切屑刃,9-台阶,10-螺旋容屑槽。
具体实施方式
为了使本发明目的、技术方案和优点更加清楚,下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例
参见图1~3,本发明的一种新型复合材料钻头,包括刀柄1和切削部分2,所述的切削部分2端部制作有一个台阶9,台阶9将切削部分2分成第一切屑部和与刀柄1连接的第二切屑部,且第一切屑部直径小于第二切屑部直径,所述的第一切屑部设置有以轴心线对称的第一主切屑刃8和第一副切屑刃7,在第一主切屑刃8之间设置有横刃4,在第二切屑部设置有以轴心线对称的第二主切屑刃6和第二副切屑刃5,所述的台阶9与第一副切屑刃7和第二主切屑刃6连接。所述的第一副切屑刃7和第二副切屑刃5前角γ的角度一致,且均为5°~7°。所述的第一切屑部的钻尖角β为120°~130°。所述的横刃4长度B为1~1.5mm。
一种制作上述新型复合材料钻头的方法,在制作钻头的切削部分2时,将钻头的切削部2端部制作一个3mm长的台阶9,使切削部分2形成第一切屑部和与刀柄1连接的第二切屑部,且第一切屑部直径小于第二切屑部直径,同时在第一切屑部制作以轴心线对称的第一主切屑刃8和第一副切屑刃7,在第二切屑部制作以轴心线对称的第二主切屑刃6和第二副切屑刃5,使台阶9与第一副切屑刃7和第二主切屑刃6连接;然后在切削部2制作贯穿在第一切屑部和第二切屑部上的螺旋排屑槽3和螺旋容屑槽10,使第一副切屑刃7和第二副切屑刃5与水平面的夹角α均为12°即成。

Claims (7)

1.一种新型复合材料钻头,包括刀柄(1)和切削部分(2),其特征在于:所述的切削部分(2)端部制作有一个台阶(9),台阶(9)将切削部分(2)分成第一切屑部和与刀柄(1)连接的第二切屑部,且第一切屑部直径小于第二切屑部直径,所述的第一切屑部设置有以轴心线对称的第一主切屑刃(8)和第一副切屑刃(7),在第一主切屑刃(8)之间设置有横刃(4),在第二切屑部设置有以轴心线对称的第二主切屑刃(6)和第二副切屑刃(5),所述的台阶(9)与第一副切屑刃(7)和第二主切屑刃(6)连接。
2.根据权利要求1所述的新型复合材料钻头,其特征在于:所述的第一副切屑刃(7)和第二副切屑刃(5)前角γ的角度一致,且均为5°~7°。
3.根据权利要求1所述的新型复合材料钻头,其特征在于:所述的第一切屑部的钻尖角β为120°~130°。
4.根据权利要求1所述的新型复合材料钻头,其特征在于:所述的横刃(4)长度B为1~1.5mm。
5.一种新型复合材料钻头的制作方法,其特征在于:在制作钻头的切削部分(2)时,将钻头的切削部(2)端部制作一个台阶(9),使切削部分(2)形成第一切屑部和与刀柄(1)连接的第二切屑部,且第一切屑部直径小于第二切屑部直径,同时在第一切屑部制作以轴心线对称的第一主切屑刃(8)和第一副切屑刃(7),在第二切屑部制作以轴心线对称的第二主切屑刃(6)和第二副切屑刃(5),使台阶(9)与第一副切屑刃(7)和第二主切屑刃(6)连接。
6.根据权利要求5所述的新型复合材料钻头的制作方法,其特征在于:所述的在切削部(2)制作贯穿在第一切屑部和第二切屑部上的螺旋排屑槽(3)和螺旋容屑槽(10)。
7.根据权利要求5所述的新型复合材料钻头的制作方法,其特征在于:所述的第一副切屑刃(7)和第二副切屑刃(5)与水平面的夹角α均为12°。
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