CN106001709B - 完全切削凹偏刃钻头 - Google Patents

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Abstract

完全切削凹偏刃钻头，如图1，钻头的钻尖设计成凹型，包括主切削刃1、副切削刃2，主切削刃1的刀口为线段AB，副切削刃2的刀口为线段BC，两刀口相交于B点，顶角∠ABC顶点朝向钻体本身，∠ABC形成的平面经过钻体的中心线，钻心中点O在主切削刃刀口的AB线上，AB大于半径OA，BC小于半径OC，两刀口呈不对称偏心状态，当钻头旋转时，主切削刃1能够覆盖整个钻孔切削面，形成完全切削的效果，副切削刃2能够完成钻孔外围的切削，减轻主切削刃1的工作量，两刀尖点(棱边)A、C是关于钻体的中心线对称的，负责钻孔周边的切削，并起到很好的定心作用。

Description

完全切削凹偏刃钻头
技术领域
本发明涉及机械加工的钻削工具，是钻头的钻尖设计技术。
背景技术
一、现有的钻尖一般设计成凸型，顶角向外。
二、现有的钻尖基本上包括钻心和切削两个部份，钻心部份由横刃形成，横刃刀口平行于切削面与钻身垂直，其刀口相较于钻身成正钝角状态，主要起定心和穿剌的作用，横刃宽度决定钻心的大小，切削部份由主切削刃形成，主切削刃一般有两个或两个以上的锐角切削刀，呈中心对称状态，主要完成整个钻孔的切削任务，被加工材料由钻心横刃穿剌使钻孔中心材料发生挤压变形，移至钻心管辖区之外由主切削刃完成切削，主切削刃对其旋转管辖区域的被加工材料直接进行切削。
三、钻心横刃的弊端：①由于横刃平行于切削面，定心能力差，②横刃呈正钝角状态，不能完成切削任务，钻心成为切削盲区，③横刃穿剌挤压的工效对于质地坚韧的材料根本是无能为力，钻心越大阻力越大，钻心越小越容易磨损而使钻心逐渐变大。
四、公元1800年发明生产的工业用钻头为单刃钻头，虽然看似切削没有盲区，但不容易定心(走眼)，当钻尖磨损后就形成平头，产生切削盲区，所以在应用中很快就被淘汰，公元1820年发明生产了双刃钻头，为了增加钻心的强度，双刃的刀口不设计在经过钻头中心线的同一平面上，因而形成了钻心以及横刃，一直沿用至今，从人们的一般观念看来，钻心以及横刃的存在是一个无法改变的问题。
五、问题的死结：无论怎么精巧的设计，增加钻尖的硬度，减少横刃的长度，都无法使主切削刃覆盖到钻孔的中心点，中心点在整个钻眼过程中可以说是首当其冲，钻尖越磨损钻心切削盲区越大，切削盲区越大阻力越大，作业过程中消耗极大的无用功。
六、必须解决死结，使主切削刃经过且超过钻头的中心点，通过钻头的旋转主切削刃完全覆盖切削面，形成完全切削工效，由于经过中心点的切削刃中心点的一边呈切削状态，中心点的另一边旋转方向相反，不呈切削状态，必须在已切削的空间自由旋转，按现有的凸型钻头设计方法，绝对达不到这样的要求，只有彻底地进行改进创新，打破传统的框框与定见，进行反向思维。假如说钻头设计成凹型，顶角设计成与凸型钻顶角相反方向的顶角，一切问题将迎刃而解。
七、切削刃的设计，包括前角、后角、前刀面、后刀面，以及分屑、断屑、棱边这些要素在钻头的发展进步过程中取得了很好的经验，在本发明方案里不作为发明的重点，不作详细说明。
发明内容
一、为了解决钻头钻心的切削盲区问题，本发明——完全切削凹偏刃钻头，提出了一套彻底解决方案，如图1，钻头的钻尖设计成凹型，包括主切削刃1、副切削刃2，主切削刃1的刀口为线段AB，副切削刃2的刀口为线段BC，两刀口相交于B点，顶角∠ABC顶点朝向钻体本身，为凸型钻顶角相反方向的顶角，∠ABC形成的平面经过钻体的中心线，钻心中点O在主切削刃刀口的AB线上，AB大于半径OA，BC小于半径OC，两刀口呈不对称偏心状态，当钻头旋转时，主切削刃1能够覆盖整个钻孔切削面，形成完全切削的效果，副切削刃2能够完成钻孔外围的切削，减轻主切削刃1的工作量，两刀尖点(棱边)A、C是关于钻体的中心线对称的，负责钻孔周边的切削，并起到很好的定心作用。
二、钻头的钻尖设计成凹型，顶角∠ABC与凸型钻顶角方向相反(90°——130°)，如图2，AB＞BC，DB＞O′D(钻头半径)，BE＜O′E(钻头半径)，O′B约占半径O′E的六分之一，当钻头工作时，主切削刃1的刀口AB的AO段进行切削工作，副切削刃2的刀口BC的FC段进行切削工作。
三、钻头对材料的钻孔效果，如图3，主切削刃1的刀口AB平行(已切削的锥面)切入材料，副切削刃2的刀口BC斜向切入材料，两刀口的G点和H点只产生切削效果，不产生撕拉现象。
四、如图3，主切削刃1的刀口AB和副切削刃2的刀口BC相交于B点，由图3可以看出，B点附近的两边部份刀口(BG、BH)不承担切削任务，由此可见，虽然两刀口在同一平面ABC上，但不影响“钻尖”的强度；也可以通过对B点附近刀口前角及分屑槽的设计，加强两切削刃之间互相联结的强度。
五、本发明设计方案科学合理，简单易行，能够形成完全切削的效果，其使用可以提高工效，节省能耗。
附图说明
图1是钻头的钻尖俯视图。
图2是钻尖沿两切削刃刀口的直截面分析图。
图3是钻头加工材料时两切削刃刀口与材料切削位置的分析图。
具体实施方式
采用本发明方案设计的钻头最有利于对坚固、韧性强的钢材进行钻孔加工，整个钻孔没有切削盲区，达到完全切削的效果，本发明方案为了叙述简单明了，两切削刃的刀口设计成直线，在实际应用中，为了便于刀口着力以及起屑等因素，也可以设计成一组反向的圆滑连接的两条弧线，其关键是主切削刃刀口的弧线必须经过钻体的中心线。

Claims (1)

1.完全切削凹偏刃钻头，是一种用于机械加工的钻削工具，其特征是：钻头的钻尖设计成凹型，包括主切削刃和副切削刃，两刀口相交于一点，中间不存在横刃，顶角朝向钻体本身，顶角形成的平面经过钻体的中心线，主切削刃刀口经过钻体的中心线，钻头切削面中心点在主切削刃刀口线上，主切削刃长于副切削刃，两刀口呈不对称偏心状态，当钻头旋转时，主切削刃能够覆盖整个钻孔切削面，形成完全切削的效果。
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