CN106001708A - 一种具有阶梯刃型的断屑钻头 - Google Patents

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Abstract

一种具有阶梯刃型的断屑钻头，包括钻尖、导向部和刀柄，导向部设置在钻尖和刀柄之间，钻尖包括横刃和两条主切削刃，横刃位于两条主切削刃之间，主切削刃包括前刀面和后刀面，主切削刃的刃型为阶梯型，包括第一阶梯刃和第二阶梯刃，第一阶梯刃和第二阶梯刃均由阶梯横刃和阶梯竖刃组成。该钻头通过对主切削刃进行阶梯结构设计，减轻单位切削刃上的负荷，减小刀具后刀面与工件已加工表面的接触面积，降低切削力。同时，阶梯刃型可以有效增大切屑变形程度，促进切屑断裂，有利于切屑顺利排出，防止切屑缠绕刀具现象产生，保证工件加工表面质量和刀具使用寿命，提高刀具耐用度，保证加工质量和加工效率。

Description

一种具有阶梯刃型的断屑钻头
技术领域
本发明涉及一种适用于难加工材料钻削加工的断屑钻头，属于机械加工中的钻削刀具技术领域。
背景技术
在现代工业，尤其是在航空航天、石油化工、医疗器械等领域，随着科学技术的迅猛发展，对所应用的材料性能要求越来越高，需要具有高的强度和硬度，良好的耐热、耐磨和耐腐蚀性，由于这些材料自身物理力学性能，决定了其难加工性，被统称为“难加工材料”，如高强度钢、高温合金、钛合金以及复合材料等。尤其是在钻削难加工材料时，因为是半封闭式加工，受钻槽空间的限制，切屑不能及时顺利排出，容易造成堵屑、缠屑现象，加剧刀具磨损破损，严重影响加工效率和加工质量。如何实现切屑及时折断，避免切屑缠刀，保证切屑顺利排出，成为钻削难加工材料时的研究重点。
发明内容
本发明针对现有钻头在加工“难加工材料”方面存在的不足，提供一种易断屑、避免缠屑、耐用度高的具有阶梯刃型的断屑钻头。
本发明的具有阶梯刃型的断屑钻头，采用以下技术方案：
该钻头，包括钻尖、导向部和刀柄，导向部设置在钻尖和刀柄之间，钻尖包括横刃和两条主切削刃，横刃位于两条主切削刃之间，主切削刃包括前刀面和后刀面，主切削刃的刃型为阶梯型，包括第一阶梯刃和第二阶梯刃，第一阶梯刃和第二阶梯刃均由阶梯横刃和阶梯竖刃组成。
所述钻尖顶角2θ为140°。
所述导向部螺旋角为40°。
所述主切削刃最外缘前角为13°，以提高切削刃的锋利程度，有效降低切削力。
所述横刃长度为0.6mm，保证钻头刚度和强度。
所述阶梯横刃与主切削刃在基面上的投影平行，阶梯竖刃与钻头中心轴线在基面上的投影平行。
所述阶梯横刃的长度为0.1D/sinθ，其中D为钻头直径，θ为钻尖顶角的一半。
所述阶梯竖刃的高度为0.15D/tanθ，其中D为钻头直径，θ为钻尖顶角的一半。
本发明通过对钻头主切削刃进行阶梯结构设计，减轻单位切削刃上的负荷，减小刀具后刀面与工件已加工表面的接触面积，降低切削力。同时，阶梯刃型可以有效增大切屑变形程度，促进切屑断裂，有利于切屑顺利排出，防止切屑缠绕刀具现象产生，保证工件加工表面质量和刀具使用寿命，适用于高温合金、钛合金等难加工材料的钻削加工，能够有效解决断屑难、易缠屑等问题，提高刀具耐用度，保证加工质量和加工效率。
附图说明
图1为本发明具有阶梯刃型的断屑钻头的结构示意图。
图2为图1的左视图。
图3为阶梯刃的结构示意图。
图中：1.钻尖，2.导向部，3.刀柄，4.横刃，5.主切削刃，6.第一阶梯刃，7.第二阶梯刃。
具体实施方式
本发明的具有阶梯刃型的断屑钻头，材质为硬质合金，如图1、图2和图3所示，主要包括钻尖1、导向部2和刀柄3，导向部2设置在钻尖1和刀柄3之间。钻尖1包括横刃4和两条主切削刃5。为适应难加工材料钻削加工，钻尖顶角2θ为140°，减轻单位切削刃上的负荷，减小刀具磨损。导向部2的螺旋角为40°，以加大容屑槽空间，避免切屑堵塞，保证切屑顺利排出。
横刃4位于两条主切削刃5之间的钻尖中心部位，在钻削过程中，因材料抗力会产生较大扭矩，为保证钻头刚度和强度，将横刃4的长度设为0.6mm，以延长刀具寿命。
主切削刃5包括前刀面和后刀面，因前刀面为螺旋面，刃上各点前角不同，设定外缘前角为13°，以增加切削刃锋利程度，降低切削力。主切削刃5的刃型为阶梯型，包括第一阶梯刃6和第二阶梯刃7；第一阶梯刃6由第一阶梯横刃和第一阶梯竖刃组成；第二阶梯刃7由第二阶梯横刃和第二阶梯竖刃组成。
第一阶梯横刃和第二阶梯横刃均与主切削刃5在基面上的投影相互平行，长度L一样，L＝0.1D/sinθ。第一阶梯竖刃和第二阶梯竖刃均与钻头中心轴线在基面上的投影相互平行，高度H均为0.15D/tanθ。其中D为钻头直径，θ为钻尖顶角的一半。
上述阶梯刃型可以增加切屑变形程度，促进切屑断裂，保证钻削加工中及时断屑和排屑，避免切屑缠绕刀具，提高加工效率。同时，阶梯刃型结构可以减小刀具后刀面与工件已加工表面的接触面积，减轻刀工间的摩擦，降低刀具磨损，提高刀具使用寿命，保证加工质量。
本发明的断屑钻头用于难加工材料(高强度钢、高温合金、钛合金等)的钻削加工，能够有效加大切屑变形程度，提高刀具断屑能力，避免堵屑、缠屑，提高加工效率和加工质量。

Claims (8)

1.一种具有阶梯刃型的断屑钻头，包括钻尖、导向部和刀柄，导向部设置在钻尖和刀柄之间，钻尖包括横刃和两条主切削刃，横刃位于两条主切削刃之间，主切削刃包括前刀面和后刀面，其特征是，主切削刃的刃型为阶梯型，包括第一阶梯刃和第二阶梯刃，第一阶梯刃和第二阶梯刃均由阶梯横刃和阶梯竖刃组成。
2.根据权利要求1所述的具有阶梯刃型的断屑钻头，其特征是，所述钻尖顶角2θ为140°。
3.根据权利要求1所述的具有阶梯刃型的断屑钻头，其特征是，所述导向部螺旋角为40°。
4.根据权利要求1所述的具有阶梯刃型的断屑钻头，其特征是，所述主切削刃最外缘前角为13°。
5.根据权利要求1所述的具有阶梯刃型的断屑钻头，其特征是，所述横刃长度为0.6mm。
6.根据权利要求1所述的具有阶梯刃型的断屑钻头，其特征是，所述阶梯横刃与主切削刃在基面上的投影平行，阶梯竖刃与钻头中心轴线在基面上的投影平行。
7.根据权利要求1所述的具有阶梯刃型的断屑钻头，其特征是，所述阶梯横刃的长度为0.1D/sinθ，其中D为钻头直径，θ为钻尖顶角的一半。
8.根据权利要求1所述的具有阶梯刃型的断屑钻头，其特征是，所述阶梯竖刃的高度为0.15D/tanθ，其中D为钻头直径，θ为钻尖顶角的一半。
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