CN107414149A - 一种螺旋形钻头及钛铝合金零件的机加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种螺旋形钻头及钛铝合金零件的机加工工艺，属于机加工技术领域。一种螺旋形钻头，包括相连且同轴线的柄部和切削部，切削部前端形成呈锥形的2个切削后面，所述切削后面包括依次相交的第一后刃面、第二后刃面和第三后刃面，所述第一后刃面与第一前刃面交汇形成第一主切削刃，两所述第二后刃面交汇形成横刃，所述第三后刃面与不同侧的第一后刃面间形成断面，该断面为第二前刃面，所述第一后刃面与第二前刃面交汇形成第二主切削刃。一种钛铝合金零件的机加工工艺，钻孔工艺参数为：钻头切削线速度为13‑20 m/min，进给量为0.03‑0.1mm/r。采用本发明时，多重后角逐渐增大钻头强度、保证第一主切削刃锋利，能够保证零件的切削加工质量。

Description

一种螺旋形钻头及钛铝合金零件的机加工工艺

技术领域

本发明涉及一种钻头及机加工工艺，特别是一种螺旋形钻头及钛铝合金零件的机加工工艺，属于机加工技术领域。

背景技术

随着航空航天技术的不断发展，为了提高发动机的推重比，并满足在航空航天中服役的条件，要求使用的材料具有较高的高温强度、良好的抗蠕变性和抗氧化性以及低的密度。

目前，制成国内航空发动机核心部件的材料主要是镍基合金。而钛铝合金与镍基合金相比较，除室温塑性较低外，其他方面的力学性能与镍基合金相当，同样具备航空航天材料的使用要求，而且，钛铝合金的密度却只有镍基合金的一半，易燃性也低于镍基合金。在钛铝合金研发过程中，也不乏成功应用的工程案例：美国GE公司采用Ti-48Al-2Gr-2Nb（简称4822）合金（耐高温能力在650℃～750℃的钛铝合金）替代原来的镍基高温合金制造了GEnx发动机最后两级低压涡轮叶片，使单台发动机减重约200磅，节油20%，氮化物排放减少80%，噪音显著降低。该成果用于波音787飞机，2007年试飞成功，2009年正式投入商业运营，成为当时航空与材料领域轰动性的进展。所以，钛铝合金作为一种新型的高温结构材料，非常具有应用前景，受到世界各国研究者的高度重视。

作为结构材料使用的钛铝系金属间化合物主要有α₂-Ti₃Al基、γ-TiAl基和δ-TiAl₃基三种钛铝合金，其中Ti₃Al基由于含钛量多，密度比TiAl基高，抗氧化性差；而TiAl₃由于含铝量多，密度比TiAl基低，抗氧化性也随着铝含量的增加而变得更强，但由于其固溶范围非常狭窄又难于制作，室温脆性更大，延展性不好。因此，通过比较，综合性能最好的是γ-TiAl基，也就成为钛铝系金属间化合物研究的焦点。

TiAl基合金虽然具有良好的物理和机械性能，但目前阻碍其实际应用的最大障碍一方面是高温下抗氧化性不足，850℃以上易被氧化腐蚀；另一方面是该类合金的室温脆性大、难变形加工性。为了解决钛铝合金的抗氧化性不足，研究者们便在合金元素中加入了铌来提高其抗氧化性。近年来发展起来的高Nb-TiAl基合金在高温强度及抗氧化性方面已取得很大进展，高熔点组元Nb的加人提高了钛铝合金的熔点和有序温度，从而使钛铝合金的使用温度达到900℃以上，使得该系列钛铝合金显示出具有代替镍基合金的潜能。然而，高铌合金化在大大提高钛铝合金的室温和高温强度及高温抗氧化性的同时，也进一步降低了其室温和高温塑性，给本来已属于难加工材料的钛铝合金更增加了其机械切削加工的难度。一方面由于钛铝合金材料强度和硬度的不断提高，对其切削加工使用的刀具的强度和硬度提出了更高要求；另一方面，由于钛铝合金室温脆性大、延展性低、易发生断裂并且难变形加工。在切削加工过程中，表现出刀具强度不够、磨损加剧，而产品尖锐部位出现崩料，严重的甚至直接碎裂。特别是薄壁件，还会表现出严重的加工变形，致使加工精度超差。

然而，目前大多关于钛铝合金的制造技术研究主要集中在制备原理、显微结构分析及热成型技术等方面，再加上由该材料制作的零件还只在飞机和汽车发动机领域试用，因而对该材料切削加工性能的研究和试验以及切削加工工艺的探索相对较少。

TiAl基合金密度低，约4.0 g /cm3左右，比钛合金轻，不到镍基合金的一半；该材料硬度高，韧性差，脆性大，加工过程中极易出现开裂、崩料等质量问题。由于是新型材料，又是难变形加工的材料，所以在机械切削加工方面可参考的资料甚少。

例如，某一由钛铝合金制成的待加工零件，机加工后的零件成品如图10和图11所示，结构虽比较简单，但加工难度却较大，该零件本身的切削加工性能很差，给加工带来了极大困难。特别是钻孔工序，具有以下加工难点：

（1）要加工的孔的数量很多，整个零件接近1000个孔；

（2）孔的形状各异，有圆形孔、半圆孔、月牙孔、腰形孔等；

（3）孔的大小不一，有Ø13、Ø11、Ø8.5等多种规格；

（4）由于零件硬度、强度很高，钻头的相对切削性能变差，加工过程中出现崩刃、断裂等严重现象。

（5）钻孔过程中，由于钻头切入与切出时的切削力较大，两端孔口出现崩料，从而无法保证产品的质量。严重的还会使零件开裂，直接导致产品报废。

（6）随着已加工孔数的增加，零件的材料不断被去除，导致零件的整体刚性变差，变形严重，很难保证产品的平面度及孔位精度要求。

基于以上难加工因素，通常钻孔工序加工是由高级钻工采用摇臂式钻床手工完成的。该钻孔方式虽然可以基本保证产品质量，有效的控制钻头切入、切出时导致的孔口崩料现象，但具有以下缺点：

（1）采用摇臂式钻床加工，难以保证产品质量，尤其是孔位精度和表面粗糙度，而且孔的大小、孔间距的一致性不能保证。

（2）采用摇臂式钻床加工，切削进给、抬刀清理铁屑、冷却润滑等均由手工操作完成，所以钻孔效率较低。

（3）对操作工人的技术水平要求较高。而且加工过程中必须小心翼翼的进行，不能划伤、碰伤、撞击，否则影响产品质量，甚至导致零件崩料、开裂。

半圆孔、月牙孔、腰形孔等少量的异形孔可以采用线切割进行，而大量的圆形孔仍需要采用钻孔机加工方式进行。因此，针对硬度高、室温脆性大、延展性低、易发生断裂并且难变形加工类型的零件（如钛铝合金零件）的数控钻孔机加工工艺研究与探索就显得更加迫切和必要，故发明一种能够适用于该类零件的数控机床钻孔加工用螺旋形钻头及数控切削加工工艺势在必行。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种螺旋形钻头及钛铝合金零件的机加工工艺，本发明的一种螺旋形钻头结构简单，易于制造，多重后角逐渐增大的设计，保证了钻头强度的同时保证第一主切削刃锋利，以减小切削阻力，并且易于断屑，钻头前端的容屑空间增大，使排出切屑更加的顺畅。第二主切削刃的设计，增加了2条切削刃，也进一步减小切削阻力。适用于硬度高、室温脆性大、延展性低、易发生断裂并且难变形加工类型的零件钻孔作业，特别是钛铝合金材料制成的零件的数控钻孔作业。本发明的一种钛铝合金零件的机加工工艺，能够胜任对钛铝合金零件的钻孔作业，保证零件的切削加工质量，能够避免钛铝合金零件发生崩料碎裂的情况。

本发明采用的技术方案如下：

一种螺旋形钻头，包括相连且同轴线的柄部和切削部，切削部沿轴线方向开设有螺旋延伸至切削部前端的用于排出切屑的2个刃沟，两刃沟间形成2个刃背，切削部前端形成呈锥形的2个切削后面，刃沟前端螺旋表面直接作用于被切削零件的部位为第一前刃面；所述切削后面包括依次相交的第一后刃面、第二后刃面和第三后刃面，所述第一后刃面与第一前刃面交汇形成第一主切削刃，两所述第二后刃面交汇形成横刃，所述第三后刃面与不同侧的第一后刃面间形成断面，该断面为第二前刃面，所述第一后刃面与第二前刃面交汇形成第二主切削刃；所述第一后刃面与切削平面的夹角为第一后角α，第二后刃面与切削平面的夹角为第二后角β，第三后刃面与切削平面的夹角为第三后角γ，且第一后角α、第二后角β与第三后角γ依次增大。

其中，切削平面是指：所述第一主切削刃沿轴线旋转并与第一主切削刃相切形成的平面为切削平面。

针对钛铝合金材料制成的零件进行钻孔作业时，由于零件的硬度高，为了保证钻头的强度，所以钻头的后角就不能过大，横刃也不宜过短。但同时零件的脆性大，钻孔时容易产生崩料，为了保证第一主切削刃锋利，以减小切削阻力，又必须加大后角和缩短横刃，这是一个相互矛盾的问题。而本发明的多重后角（多重后角包括了第一后角α、第二后角β和第三后角γ）逐渐增大的设计，保证了钻头强度的同时保证第一主切削刃锋利，以减小切削阻力，并且易于断屑，钻头前端的容屑空间增大，使排出切屑更加的顺畅。第二主切削刃的设计，增加了2条切削刃，也进一步减小切削阻力。

具体的，所述横刃由两所述第二后刃面在切削部轴心处交汇形成。第三后刃面与第二前刃面间圆滑过渡。第一后刃面、第二后刃面和第三后刃面都为平面结构。第二后刃面呈扇形结构。便于钻头的制作。

本发明的一种螺旋形钻头,所述第一后角α为3°-8°，第二后角β为10°-20°，第三后角γ为40°-50°。该具体数值能够保证钻头强度的同时，保证第一主切削刃锋利。

本发明的一种螺旋形钻头,所述第一前刃面与第二前刃面交汇形成前棱，前棱设置有第一倒角或第一倒圆。即对前棱进行了倒角或倒圆处理。第一倒角或第一倒圆的设计，使第一主切削刃与第二主切削刃间顺利的过渡，避免因第一主切削刃与第二主切削刃的交点处过于尖锐，而导致第一主切削刃与第二主切削刃出现崩刃的情况发生。

进一步的，所述第一倒角的倒角边长为0.3mm-0.8mm，第一倒圆的倒圆半径为0.3mm-0.8mm。

本发明的一种螺旋形钻头,所述刃背外表面与第一后刃面交汇形成侧棱，侧棱设置有第二倒角或第二倒圆。即对侧棱进行了倒角或倒圆处理。第二倒角或第二倒圆的设计，避免因第一主切削刃与副切削刃的交点处过于尖锐，而导致第一主切削刃与副切削刃出现崩刃的情况发生。其中，副切削刃由刃背外表面与第一前刃面交汇形成；当刃背外表面设置有刃带时，副切削刃由刃带外表面与第一前刃面交汇形成。

进一步的，所述刃背外表面设置有刃带，所述侧棱由刃带外表面与第一后刃面交汇形成。具体的，刃带伴随刃背螺旋延伸至切削部前端，刃带位于第一前刃面旁边，刃带靠近第一前刃面的侧面融入于第一前刃面。

进一步的，所述第二倒角的倒角边长为0.2mm-0.3mm，第二倒圆的倒圆半径为0.2mm-0.3mm。

本发明的一种螺旋形钻头,所述横刃的长度b≤0.5mm。

本发明的一种螺旋形钻头,所述第一后刃面的宽度c为0.8mm-2.5mm。

本发明的一种螺旋形钻头,所述切削部为采用硬质合金材料制成。使钻头具有较高的硬度和强度，能够用于对钛铝合金材料制成的零件钻孔。优选的，切削部表面不设置耐磨涂层，切削部表面即为硬质合金材料本身。

进一步的，所述柄部和切削部为一体结构。即本发明的螺旋形钻头采用硬质合金材料一体制成。

一种加工钛铝合金的工艺，包括以下步骤，钻孔工序：对钛铝合金的待加工零件进行钻孔，钻孔工艺参数为：钻头切削线速度为13-20 m/min，进给量为0.03-0.1mm/r。

钛铝合金材料室温脆性大、难变形加工，在钻孔作业时，很容易发生崩料碎裂的情况，而该材料较为昂贵，零件报废将导致巨大的经济损失，故要杜绝一切可能造成零件损伤的情况，在机加工作业时，机加工参数与刀具的选择尤其为重中之重，这将直接影响到零件的加工质量。而得益于本发明的钻孔工艺参数的设计，能够胜任对钛铝合金零件的钻孔作业，保证零件的切削加工质量，能够避免钛铝合金零件发生崩料碎裂的情况。如果不采用上述工艺参数，则钛铝合金零件将容易发生崩料的情况，而如果零件过薄，甚至直接碎裂；同时也容易造成钻头磨损加剧，以致钻头发生崩刃的情况，而影响零件的加工质量；降低了钻头的使用寿命，影响加工效率。

本发明的一种钛铝合金零件的机加工工艺，在钻孔工序中，钻孔刀具采用的是上述的螺旋形钻头。本发明的螺旋形钻头，第一主切削刃锋利，第二主切削刃能够切削零件表面，多重后角逐渐增大保证钻头强度同时也便于排出切屑，而结合本发明的钻孔工艺参数，能够进一步保证零件的切削加工质量。本发明的螺旋形钻头与钻孔工艺参数为最优组合，相辅相成，共同保证了钛铝合金零件的钻孔质量。

本发明的一种钛铝合金零件的机加工工艺，在钻孔工序中，零件通过支撑板安装于数控机床的工作台上。使零件安装于支撑板上，而不直接安装于工作台上。零件与支撑板完全紧密贴合，避免零件悬空，即采用支撑板来支撑钻穿时零件底面孔口的材料，从而减小切出时孔口崩料的风险。

本发明的一种钛铝合金零件的机加工工艺，还包括以下步骤，粗车工序：对零件进行粗车，粗车工艺参数为：切削速度为18-38m/min，进给量为0.12-0.15mm/r，背吃刀量为0.5-1.0mm。原理与钻孔工序基本相似。

本发明的一种钛铝合金零件的机加工工艺，还包括以下步骤，精车工序：对零件进行精车，精车工艺参数为：切削速度为20-40 m/min，进给量为0.10-0.12mm/r，背吃刀量为0.1-0.5mm。原理与钻孔工序基本相似。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明的一种螺旋形钻头，结构简单，易于制造，多重后角逐渐增大的设计，保证了钻头强度的同时保证第一主切削刃锋利，以减小切削阻力，并且易于断屑，钻头前端的容屑空间增大，使排出切屑更加的顺畅。第二主切削刃的设计，增加了2条切削刃，也进一步减小切削阻力。适用于硬度高、室温脆性大、延展性低、易发生断裂并且难变形加工类型的零件钻孔作业，特别是钛铝合金材料制成的零件的数控钻孔作业。本发明的一种钛铝合金零件的机加工工艺，能够胜任对钛铝合金零件的钻孔作业，保证零件的切削加工质量，能够避免钛铝合金零件发生崩料碎裂的情况。

2、第一倒角或第一倒圆的设计，避免因第一主切削刃与第二主切削刃的交点处过于尖锐，而导致第一主切削刃与第二主切削刃出现崩刃的情况发生。

3、第二倒角或第二倒圆的设计，避免因第一主切削刃与副切削刃的交点处过于尖锐，而导致第一主切削刃与副切削刃出现崩刃的情况发生。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是螺旋形钻头结构示意图;

图2是图1中A处放大图;

图3是螺旋形钻头的正视图;

图4是图3中B处放大图;

图5是螺旋形钻头的侧视图;

图6是图5中C处放大图;

图7是图6中D处放大图;

图8是螺旋形钻头的俯视图;

图9是第一后角α、第二后角β和第三后角γ的测量示意图；

图10某一待加工零件机加工后的零件成品的俯视图；

图11是图10的E-E向剖视图。

图中标记：1-轴线、2-柄部、3-刃沟、4-刃背、41-刃带、51-第一后刃面、52-第二后刃面、53-第三后刃面、61-第一前刃面、62-第二前刃面、71-第一主切削刃、72-第二主切削刃、73-副切削刃、81-横刃、82-前棱、83-侧棱、9-切削平面、91-钻孔路线、α-第一后角、β-第二后角、γ-第三后角、ε-锋角、η-顶角、ω-螺旋角、b-横刃的长度、c-第一后刃面的宽度。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

实施例1：

如图1至图9所示，本实施例的一种螺旋形钻头，包括相连且同轴线1的柄部2和切削部，切削部沿轴线1方向开设有螺旋延伸至切削部前端的用于排出切屑的2个刃沟3，两刃沟3间形成2个刃背4，切削部前端形成呈锥形的2个切削后面，刃沟3前端螺旋表面直接作用于被切削零件的部位为第一前刃面61；所述切削后面包括依次相交的第一后刃面51、第二后刃面52和第三后刃面53，所述第一后刃面51与第一前刃面61交汇形成第一主切削刃71，两所述第二后刃面52交汇形成横刃81，所述第三后刃面53与不同侧的第一后刃面51间形成断面，该断面为第二前刃面62，所述第一后刃面51与第二前刃面62交汇形成第二主切削刃72；所述第一后刃面51与切削平面9的夹角为第一后角α，第二后刃面52与切削平面9的夹角为第二后角β，第三后刃面53与切削平面9的夹角为第三后角γ，且第一后角α、第二后角β与第三后角γ依次增大。

其中，切削平面9是指：所述第一主切削刃71沿轴线1旋转并与第一主切削刃71相切形成的平面为切削平面9。

明显的，2个切削后面分别位于2个刃背4的前端，每个切削后面都包括了第一后刃面51、第二后刃面52和第三后刃面53，即2个切削后面环绕轴线1的分布于不同侧向。

具体的，所述横刃81由两所述第二后刃面52在切削部轴心1处交汇形成。第三后刃面53与第二前刃面62间圆滑过渡。第一后刃面51、第二后刃面52和第三后刃面53都为平面结构。第二后刃面52呈扇形结构。便于钻头的制作。在其中一实施例中，第二后刃面52的扇形夹角为30°。

优选的，在其中一实施例中，所述横刃81、第二主切削刃72和轴线1共面。所述切削部的直径为4mm-20mm。如图3所示，所述刃沟3的螺旋角ω为30°-45°，易于排屑。如图4所示，两第一主切削刃71间的夹角为锋角ε，锋角ε为120°-130°。如图6和图7所示，两第二主切削刃72间的夹角为顶角η，顶角η为135°-145°。能够保证钻头强度的同时保证第一主切削刃71与第二主切削刃72锋利。优选的，切削部长度不大于切削部直径的5倍。

基于本实施例螺旋形钻头的进一步的优化，在另一实施例中，如图9所示，所述第一后角α为3°-8°，第二后角β为10°-20°，第三后角γ为40°-50°。该具体数值能够保证钻头强度的同时，保证第一主切削刃71锋利。在其中一实施例中，第一后角α为3°，第二后角β为10°，第三后角γ为40°。在另一实施例中，第一后角α为8°，第二后角β为20°，第三后角γ为50°。在另一实施例中，第一后角α为6°，第二后角β为15°，第三后角γ为45°。

基于本实施例螺旋形钻头的进一步的优化，在另一实施例中，如图2和图4所示，所述第一前刃面61与第二前刃面62交汇形成前棱82，前棱82设置有第一倒角或第一倒圆。即对前棱82进行了倒角或倒圆处理。第一倒角或第一倒圆的设计，使第一主切削刃71与第二主切削刃72间顺利的过渡，避免因第一主切削刃71与第二主切削刃72的交点处过于尖锐，而导致第一主切削刃71与第二主切削刃72出现崩刃的情况发生。

进一步的，在其中一实施例中，所述第一倒角的倒角边长为0.3mm-0.8mm，第一倒圆的倒圆半径为0.3mm-0.8mm。

基于本实施例螺旋形钻头的进一步的优化，在另一实施例中，如图2和图6所示，所述刃背4外表面与第一后刃面51交汇形成侧棱83，侧棱83设置有第二倒角或第二倒圆。即对侧棱83进行了倒角或倒圆处理。第二倒角或第二倒圆的设计，避免因第一主切削刃71与副切削刃73的交点处过于尖锐，而导致第一主切削刃71与副切削刃73出现崩刃的情况发生。其中，副切削刃73由刃背4外表面与第一前刃面61交汇形成；当刃背4外表面设置有刃带41时，副切削刃73由刃带41外表面与第一前刃面61交汇形成。优选的，在其中一实施例中，侧棱83进行了倒角处理，即设置有第二倒角，实验证明，与侧棱83进行倒圆处理相比，倒角处理后的钻头使用寿命更长，能够钻孔的数量更多。

进一步的，在另一实施例中，如图1至图6所示，所述刃背4外表面设置有刃带41，所述侧棱83由刃带41外表面与第一后刃面51交汇形成。具体的，刃带41伴随刃背4螺旋延伸至切削部前端，刃带41位于第一前刃面61旁边，刃带41靠近第一前刃面61的侧面融入于第一前刃面61。刃带41外表面与第一前刃面61交汇形成副切削刃73。

进一步的，在其中一实施例中，所述第二倒角的倒角边长为0.2mm-0.3mm，第二倒圆的倒圆半径为0.2mm-0.3mm。

基于本实施例螺旋形钻头的进一步的优化，在另一实施例中，如图7所示，所述横刃81的长度b≤0.5mm。优选的，在其中一实施例中，横刃81的长度b为0.25mm。

基于本实施例的进一步的优化，在另一实施例中，如图8所示，所述第一后刃面51的宽度c为0.8mm-2.5mm。

基于本实施例螺旋形钻头的进一步的优化，在另一实施例中，所述切削部为采用硬质合金材料制成。使钻头具有较高的硬度和强度，能够用于对钛铝合金材料制成的零件钻孔。当然，切削部也可以采用金刚石或立方氮化硼制成，但是其韧性差，成本高。切削部还可以采用高速钢制成，但是不能胜任对钛铝合金零件的钻孔作业。优选的，切削部表面不设置耐磨涂层，切削部表面即为硬质合金材料本身。当然，切削部表面也可以设置耐磨涂层，设置了耐磨涂层的钻头虽然硬度与耐磨性提高，但是切削刃不够锋利，而保证切削刃锋利是切削钛铝合金材料制成的零件关键条件。因为钻头要进行涂层，就一定要进行切削刃的钝化处理，因为锋利的切削刃刃口将影响涂层在刃口部位的粘结强度，故设置了耐磨涂层的钻头切削刃不够锋利。故切削部表面不设置耐磨涂层为优选选择。

进一步的，所述柄部和切削部为一体结构。即本发明的螺旋形钻头采用硬质合金材料一体制成。

基于上述各实施例的技术特征的组合设计，本发明的螺旋形钻头为采用硬质合金材料制成的一体成形结构。

实施例2：

本实施例的一种加工钛铝合金的工艺，包括以下步骤，钻孔工序：对钛铝合金的待加工零件进行钻孔，钻孔工艺参数为：钻头切削线速度为13-20 m/min，进给量为0.03-0.1mm/r。钻头（切削部）的直径为4mm-20mm。在其中一实施例中，钻头（切削部）的直径为4mmmm，钻头切削线速度为13m/min，进给量为0.03mm/r。在另一实施例中，钻头（切削部）的直径为20mm，钻头切削线速度为20 m/min，进给量为0.1mm/r。在另一实施例中，钻头（切削部）的直径为13mm，钻头切削线速度为16 m/min，进给量为0.06mm/r。在钻孔工序中，首先，将钛铝合金的待加工零件装夹于数控机床的工作台上。

本实施例中，进一步的，在钻孔工序中，钻孔刀具采用的是实施例1中的螺旋形钻头。

本实施例中，进一步的，在钻孔工序中，零件通过支撑板安装于数控机床的工作台上。即将钛铝合金的待加工零件通过支撑板装夹于数控机床上，支撑板位于零件与数控机床的工作台之间。

本实施例中，进一步的，还包括以下步骤，粗车工序：对零件进行粗车，粗车工艺参数为：切削速度为18-38m/min，进给量为0.12-0.15mm/r，背吃刀量为0.5-1.0mm。在其中一实施例中，切削速度为18m/min，进给量为0.12mm/r，背吃刀量为0.5mm。在另一实施例中，切削速度为38m/min，进给量为0.15mm/r，背吃刀量为1.0mm。在另一实施例中，切削速度为28m/min，进给量为0.13mm/r，背吃刀量为0.7mm。

本实施例中，进一步的，还包括以下步骤，精车工序：对零件进行精车，精车工艺参数为：切削速度为20-40 m/min，进给量为0.10-0.12mm/r，背吃刀量为0.1-0.5mm。在其中一实施例中，切削速度为20m/min，进给量为0.10mm/r，背吃刀量为0.1mm。在另一实施例中，切削速度为40m/min，进给量为0.12mm/r，背吃刀量为0.5mm。在另一实施例中，切削速度为30m/min，进给量为0.11mm/r，背吃刀量为0.3mm。

本实施例中，进一步的，在精车工序中，精车刀片采用菱形刀片，刀尖角选择R=0.4mm；在粗车工序中，粗车刀片采用菱形刀片，刀尖角选择R=0.8mm。

基于上述各实施例的具体动作过程,在其中一实施例中，如图10和图11所示，零件采用TiAl基合金制成，零件为圆环形直径600mm，钻孔作业时钻孔处零件壁厚6mm，若干待钻孔呈环形阵列分布，包括以下步骤：粗车工序-精车工序-钻孔工序-钳工工序（外观质量处理，如去除毛刺）-线切割工序-钳工工序（外观质量处理，如去除毛刺）-终检验工序。采用上述工艺步骤，能够保证零件的平面度即机加工质量。当然，明显的，在上述各工序中都应包含检验工步。在钻孔工序中，为避免局部加工过多造成应力集中，所以钻孔路线91为螺旋路线的方式进行，在材料逐步去除时，使应力逐渐均匀释放，均匀形变，避免应力集中。

综上所述，采用本发明的一种螺旋形钻头，结构简单，易于制造，多重后角逐渐增大的设计，保证了钻头强度的同时保证第一主切削刃锋利，以减小切削阻力，并且易于断屑，钻头前端的容屑空间增大，使排出切屑更加的顺畅。第二主切削刃的设计，增加了2条切削刃，也进一步减小切削阻力。适用于硬度高、室温脆性大、延展性低、易发生断裂并且难变形加工类型的零件钻孔作业，特别是钛铝合金材料制成的零件的数控钻孔作业。采用本发明的一种钛铝合金零件的机加工工艺，能够胜任对钛铝合金零件的钻孔作业，保证零件的切削加工质量，能够避免钛铝合金零件发生崩料碎裂的情况。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.一种螺旋形钻头，其特征在于：包括相连且同轴线（1）的柄部（2）和切削部，切削部沿轴线（1）方向开设有螺旋延伸至切削部前端的用于排出切屑的2个刃沟（3），两刃沟（3）间形成2个刃背（4），切削部前端形成呈锥形的2个切削后面，刃沟（3）前端螺旋表面直接作用于被切削零件的部位为第一前刃面（61）；

所述切削后面包括依次相交的第一后刃面（51）、第二后刃面（52）和第三后刃面（53），所述第一后刃面（51）与第一前刃面（61）交汇形成第一主切削刃（71），两所述第二后刃面（52）交汇形成横刃（81），所述第三后刃面（53）与不同侧的第一后刃面（51）间形成断面，该断面为第二前刃面（62），所述第一后刃面（51）与第二前刃面（62）交汇形成第二主切削刃（72）；

所述第一后刃面（51）与切削平面（9）的夹角为第一后角α，第二后刃面（52）与切削平面（9）的夹角为第二后角β，第三后刃面（53）与切削平面（9）的夹角为第三后角γ，且第一后角α、第二后角β与第三后角γ依次增大。

2.根据权利要求1所述的一种螺旋形钻头，其特征在于：所述第一后角α为3°-8°，第二后角β为10°-20°，第三后角γ为40°-50°。

3.根据权利要求1所述的一种螺旋形钻头，其特征在于：所述第一前刃面（61）与第二前刃面（62）交汇形成前棱（82），前棱（82）设置有第一倒角或第一倒圆。

4.根据权利要求1所述的一种螺旋形钻头，其特征在于：所述刃背（4）外表面与第一后刃面（51）交汇形成侧棱（83），侧棱（83）设置有第二倒角或第二倒圆。

5.根据权利要求4所述的一种螺旋形钻头，其特征在于：所述刃背（4）外表面设置有刃带（41），所述侧棱（83）由刃带（41）外表面与第一后刃面（51）交汇形成。

6.一种钛铝合金零件的机加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：

钻孔工序：对钛铝合金的待加工零件进行钻孔，钻孔工艺参数为：钻头切削线速度为13-20 m/min，进给量为0.03-0.1mm/r。

7.根据权利要求6所述的一种钛铝合金零件的机加工工艺，其特征在于：在钻孔工序中，钻孔刀具采用的是权利要求1至5中任一权利要求所述的螺旋形钻头。

8.根据权利要求6所述的一种钛铝合金零件的机加工工艺，其特征在于：在钻孔工序中，零件通过支撑板安装于数控机床的工作台上。

9.根据权利要求6所述的一种钛铝合金零件的机加工工艺，其特征在于：还包括以下步骤：

粗车工序：对零件进行粗车，粗车工艺参数为：切削速度为18-38m/min，进给量为0.12-0.15mm/r，背吃刀量为0.5-1.0mm。

10.根据权利要求6所述的一种钛铝合金零件的机加工工艺，其特征在于：还包括以下步骤：

精车工序：对零件进行精车，精车工艺参数为：切削速度为20-40 m/min，进给量为0.10-0.12mm/r，背吃刀量为0.1-0.5mm。