CN106216743A - 一种双锥角断屑钻头 - Google Patents

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Abstract

一种双锥角断屑钻头，包括钻尖、工作部和刀柄；钻尖包括两条主切削刃和横刃，两条主切削刃之间为横刃，每条主切削刃均分为第一段主切削刃和第二段主切削刃，第一段主切削刃靠近横刃，第二段主切削刃靠近工作部，两条主切削刃中的第一段主切削刃形成的锥角大于第二段主切削刃形成的锥角；工作部包括由钻尖延伸出来的刃沟、刃带和刃背，三者沿着平行螺旋线延伸至刀柄。该钻头的钻尖主切削刃为双锥角，能够减小切屑厚度，减小切屑的刚度和强度，促进切屑变形及断裂，形成不连续切屑，保证切屑顺利排出，同时可以有效减小切削力，尤其是轴向切削力，降低刀具磨损，提高刀具使用寿命，保证孔壁加工质量，有效提高加工效率。

Description

一种双锥角断屑钻头
技术领域
本发明涉及一种适用于难加工材料钻削加工的双锥角断屑钻头，能够在叠层材料制孔过程中有效断屑，属于机械加工刀具技术领域。
背景技术
在航天航空领域越来越多地使用叠层结构，在自动钻削叠层结构材料的过程中，传统的麻花钻存在切屑过长、断屑困难，切削轴向力较大的问题，前者使得孔钻入端和孔壁划伤、钻削温度较高，后者使得叠层结构界面处出现较大缝隙，容易堵屑这都将对叠层结构装配精度和制孔质量带来较大影响。
因此，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叠层结构钻削中存在的问题，提出一种易断屑、避免缠屑、耐用度高的双锥角断屑钻头。
本发明的双锥角断屑钻头，采用以下技术方案：
该钻头，包括钻尖、工作部和刀柄；钻尖包括两条主切削刃和横刃，两条主切削刃之间为横刃，每条主切削刃均分为第一段主切削刃和第二段主切削刃，第一段主切削刃靠近横刃，第二段主切削刃靠近工作部，两条主切削刃中的第一段主切削刃形成的锥角大于第二段主切削刃形成的锥角；工作部包括由钻尖延伸出来的刃沟、刃带和刃背，三者沿着平行螺旋线延伸至刀柄。
所述横刃长度为0.9°～1.1mm，保证了钻头的刚度。
所述第一段主切削刃形成的锥角为132°，第二段主切削刃形成的锥角为90°。
所述第一段主切削刃的长度不大于第二段主切削刃的长度。
所述两条主切削刃最外缘前角为9°～11°，后角为13°～15°。
所述工作部的螺旋角为40°。
本发明通过将主切削刃分为两段不同锥角的切削刃，从而减小了每段切削刃的切削厚度，减小了切削力，降低切屑的刚度和强度，使得切屑及时断开，实现有效断屑的目的，不连续的切屑减少了切屑对已加工表面的划伤，有利于顺利排屑，保证了良好的制孔质量。
在合适进给速度的配合下，本发明比普通麻花钻有更小的钻削轴向力，避免了叠层结构间产生过大的缝隙，进而堆积切屑和粉末影响叠层结构质量。适用于高温合金、钛合金等难加工材料的钻削加工，能够有效断屑，促进排屑，保证了刀具耐用度、制孔质量和加工效率。
附图说明
图1是本发明双锥角断屑钻头的结构示意图。
图2是本发明双锥角断屑钻头的左视图。
图3是本发明双锥角断屑钻头的钻尖部分剖面图。
图4是本发明双锥角断屑钻头的钻尖部分角度和刃长的示意图。
图中：1.第一段主切削刃，2.第二段主切削刃，3.刃沟，4.刀柄，5.横刃，6.刃带，7.主后刀面，8.前刀面，9.刃背。
具体实施方式
本发明的具有双锥角刃型的断屑钻头，材质为硬质合金，其结构如图1和图2所示，包括依次相连的钻尖、工作部和刀柄三部分。
钻尖包括两条主切削刃、一个横刃5和根部，两条主切削刃以中心线对称，具有两个相对中心线对称的主后刀面7和两个相对中心线对称的前刀面8，参见图3和图4。两条主切削刃之间为横刃5，为保证钻头的刚度，横刃5的长度定为0.9mm～1.1mm。每条主切削刃均分为第一段主切削刃1和第二段主切削刃2，第一段主切削刃1靠近横刃，第二段主切削刃2靠近工作部。参见图4，两条主切削刃中的第一段主切削刃形成的锥角2θ为132°，长度l1；两条主切削刃中的第二段主切削刃形成的锥角2θ’为90°，长度l2。两段主切削刃的长度满足l1≤l2。两条主切削刃的最外缘前角为9°～11°，以保证切削刃的锋利度，降低切削力；最外缘后角为13°～15°，保证刀具的锋利度，减少与已加工表面的接触面积。
工作部包括由钻尖延伸出来的两个对称且平行的刃沟3(螺旋槽)、两条对称且平行的刃带6(副切削刃)和两条以中心线对称且平行的刃背9，三者沿着平行螺旋线延伸至圆柱形刀柄4，工作部的螺旋角ω选择为40°。工作部和刀柄4长度都为35mm。
钻头直径d是指在工作部两条刃带6最外侧之间的距离，后角范围为13°～15°，减小了钻头与已加工表面的摩擦，从而有利于获得更优的表面质量，为保证钻削铝合金过程中的排屑效果。
该双锥角断屑钻头的参数中，两种不同锥角的切削刃，能够有效的减少每个切削刃的切削厚度，降低了切屑的刚度，使得切屑易于折断，从而减小了切削力和切屑长度，避免了切屑缠刀，提高了加工质量和加工效率。
上述钻头适用于难加工材料(高强度钢、高温合金、钛合金等)的钻削加工，能够有效减小切屑厚度，降低切屑刚度和强度，最终加速切屑变形和断裂，达到有效断屑、促进排屑、提高加工质量和效率的作用。

Claims (6)

1.一种双锥角断屑钻头，包括钻尖、工作部和刀柄；其特征是：钻尖包括两条主切削刃和横刃，两条主切削刃之间为横刃，每条主切削刃均分为第一段主切削刃和第二段主切削刃，第一段主切削刃靠近横刃，第二段主切削刃靠近工作部，两条主切削刃中的第一段主切削刃形成的锥角大于第二段主切削刃形成的锥角；工作部包括由钻尖延伸出来的刃沟、刃带和刃背，三者沿着平行螺旋线延伸至刀柄。
2.根据权利要求1所述的双锥角断屑钻头，其特征是：所述横刃长度为0.9mm～1.1mm。
3.根据权利要求1所述的双锥角断屑钻头，其特征是：所述第一段主切削刃形成的锥角为132°，第二段主切削刃形成的锥角为90°。
4.根据权利要求1所述的双锥角断屑钻头，其特征是：所述第一段主切削刃的长度不大于第二段主切削刃的长度。
5.根据权利要求1所述的双锥角断屑钻头，其特征是：所述两条主切削刃最外缘前角为9°～11°，后角为13°～15°。
6.根据权利要求1所述的双锥角断屑钻头，其特征是：所述工作部中螺旋线的螺旋角为40°。
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