CN108405933B - 一种具有组合沟槽的钻头及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种具有组合沟槽的钻头，包括钻柄与钻体，其特征在于：所述钻体上设置有组合沟槽，所述组合沟槽的前段有平面前刀面F1。后段有螺旋槽前刀面。所述平面与钻头轴线呈夹角φ，且夹角φ的取值范围是5°~60°。本种结构形式的钻头，创造性地将平面槽与螺旋槽有机地结合在同一个钻头上，这种钻头的前段沟槽的前刀面为平面槽，这样会使得前刀面和后刀面形成的楔形区间体积增大，增大了刀尖的强度；同时平面槽和其后段的螺旋槽之间相交于一条曲线，当切屑沿前刀面经过这条曲线时，切屑运动的方向突然改变，更加有利于断屑。而利用本发明所公开的方法，则能够方便、准确的获得这种（平面槽与螺旋槽）组合沟槽的钻头。

Description

一种具有组合沟槽的钻头及其加工方法

技术领域

本发明涉及金属切削领域，特别是一种具有组合沟槽的钻头，以及这种钻头的加工方法。

背景技术

钻头是具有沟槽的孔加工刀具。钻头的沟槽分为两类：一类是平面槽，指钻头的前刀面是与钻头轴线平行的平面，这类钻头叫直槽钻；另一类是螺旋槽，指钻头的前刀面是螺旋面，这类钻头叫麻花钻。这两种钻头在使用过程中均存在不同程度的不足和问题，因此现在需要一种能够解决上述问题的方法或装置。

发明内容

本发明是为了解决现有技术所存在的上述不足，提出一种提高钻尖强度和断屑性能的组合沟槽的钻头，同时还提出了该种钻头的加工方法。

本发明的技术解决方案是：一种具有组合沟槽的钻头，包括钻柄（4）与钻体（3），其特征在于：所述钻体（3）上设置有组合沟槽，所述组合沟槽由前段的平面前刀面F₁和后段的螺旋面前刀面F₂组成，所述平面前刀面F₁与钻体3轴线之间呈夹角φ，且夹角φ的取值范围是5°~60°。

一种如上所述的具有组合沟槽的钻头的加工方法，其特征在于：所述的方法按照以下步骤进行：

以所述钻柄（4）后端面中心为原点O，建立第一坐标系{O: X, Y, Z}，Z轴和钻体轴线重合；以砂轮端面WH₁（5）的中心为原点O₁，在砂轮上建立第二坐标系{O₁: X₁, Y₁, Z₁}，Z₁轴和砂轮轴线重合；

加工的初始时刻，第二坐标系的原点O₁在第一坐标系中的坐标值为（x_t，y_t，z_t），Z轴和Z₁轴之间的夹角为β=90°−φ

砂轮端面WH₁（5）磨削出平面前刀面F1（1），建立沟槽前段平面前刀面F₁（1）的几何模型，获得模型（a），

且满足：

r₁是砂轮端面WH₁（5）的半径，

r_d是钻体（3）的半径，

砂轮在钻体（3）的后段绕Z轴做螺旋运动，螺旋参数P_f，建立螺旋面前刀面F2的几何模型（b），且该几何模型（b）与横截面曲线I（2）相对应，

（a）且满足：，

将砂轮沿自身的轴线离散成不同直径的薄片，t表示每一个砂轮薄片到坐标原点O₁的距离，R（t）表示每一个砂轮薄片的半径，θ表示砂轮上每一点的圆周角，z₀是横截面到坐标原点O的距离。

本发明同现有技术相比，具有如下优点：

本种结构形式的钻头，创造性地将平面槽与螺旋槽有机地结合在同一个钻头上，这种钻头的前段沟槽的前刀面为平面槽，这样会使得前刀面和后刀面形成的楔形区间体积增大，增大了刀尖的强度；同时平面槽和其后段的螺旋槽之间相交于一条曲线，当切屑沿前刀面经过这条曲线时，切屑运动的方向突然改变，更加有利于断屑。而利用本发明所公开的方法，则能够方便、准确的获得这种（平面槽与螺旋槽）组合沟槽的钻头。

附图说明

图1为本发明实施例钻头的主视图。

图2为本发明实施例钻头的俯视图。

图3为本发明实施例钻头的立体结构示意图。

图4为加工本发明实施例钻头的砂轮的主视图。

图5为加工本发明实施例钻头的砂轮的侧视图。

附图标记如下：1、沟槽前段平面前刀面F1，2、横截面曲线I，3、钻体，4、钻柄，5、砂轮端面WH₁

具体实施方式

下面将结合附图说明本发明的具体实施方式。如图1至图4所示：一种具有组合沟槽的钻头，包括钻柄（4）与钻体（3），其特征在于：所述钻体（3）上设置有组合沟槽，所述组合沟槽由前段的平面前刀面F₁和后段的螺旋面前刀面F₂组成，所述平面前刀面F₁与钻体3轴线之间呈夹角φ，且夹角φ的取值范围是5°~60°。

一种如上所述的具有组合沟槽的钻头的加工方法，其特征在于：所述的方法按照以下步骤进行：

以所述钻柄（4）后端面中心为原点O，建立第一坐标系{O: X, Y, Z}，Z轴和钻体轴线重合；以砂轮端面WH₁（5）的中心为原点O₁，在砂轮上建立第二坐标系{O₁: X₁, Y₁, Z₁}，Z₁轴和砂轮轴线重合；

加工的初始时刻，第二坐标系的原点O₁在第一坐标系中的坐标值为（x_t，y_t，z_t），Z轴和Z₁轴之间的夹角为β=90°−φ

砂轮端面WH₁（5）磨削出平面前刀面F1（1），建立沟槽前段平面前刀面F₁（1）的几何模型，获得模型（a），

且满足：

r₁是砂轮端面WH₁（5）的半径，

r_d是钻体（3）的半径，

砂轮在钻体（3）的后段绕Z轴做螺旋运动，螺旋参数P_f，建立螺旋面前刀面F2的几何模型（b），且该几何模型（b）与横截面曲线I（2）相对应，

（b）且满足：，

将砂轮沿自身的轴线离散成不同直径的薄片，t表示每一个砂轮薄片到坐标原点O₁的距离，R（t）表示每一个砂轮薄片的半径，θ表示砂轮上每一点的圆周角，z₀是横截面到坐标原点O的距离。

具体实施方式:

具体实施1：

钻体半径r_d： 5.385

砂轮端面WH₁半径r₁：62.5

砂轮斜角α：75°

砂轮宽度hw：10

螺旋参数P_f：9.327

Z₀:40

加工时砂轮安装尺寸：

β	58.2375°
		x<sub>t</sub>	61.0708
y<sub>t</sub>	10.0627
		z<sub>t</sub>	115.837

Z₀横截面曲线I（2）截面数据：

	x	y
			1	0.940297	5.097743
2	0.966304	3.806373
			3	0.428523	2.572672
4	-0.531078	1.949665
			5	-1.625397	2.050390
6	-2.215209	2.463349
			7	-2.423182	2.619284
8	-2.806497	2.818499
			9	-3.338100	2.980135
10	-4.014094	3.057145

Claims (1)

1.一种具有组合沟槽的钻头的加工方法，其特征在于：利用本方法加工出的钻头包括钻柄（4）与钻体（3），所述钻体（3）上设置有组合沟槽，所述组合沟槽由前段的平面前刀面F₁（1）和后段的螺旋面前刀面F₂组成，所述平面前刀面F₁（1）与钻体轴线之间呈夹角φ，且夹角φ的取值范围是5°~60°，

以所述钻柄（4）后端面中心为原点O，建立第一坐标系{O: X, Y, Z}，Z轴和钻体轴线重合；以砂轮端面WH₁（5）的中心为原点O₁，在砂轮上建立第二坐标系{O₁: X₁, Y₁, Z₁}，Z₁轴和砂轮轴线重合；

加工的初始时刻，第二坐标系的原点O₁在第一坐标系中的坐标值为（x_t，y_t，z_t），Z轴和Z₁轴之间的夹角为β=90°−φ，

砂轮端面WH₁（5）磨削出平面前刀面F1（1），建立沟槽前段平面前刀面F₁（1）的几何模型，获得模型（a）：

且满足：

r₁是砂轮端面WH₁（5）的半径，

r_d是钻体（3）的半径，

砂轮在钻体（3）的后段绕Z轴做螺旋运动，螺旋参数P_f，建立螺旋面前刀面F2的几何模型（b），且该几何模型（b）与横截面曲线I（2）相对应，

且满足：，

将砂轮沿自身的轴线离散成不同直径的薄片，t表示每一个砂轮薄片到坐标原点O₁的距离，R（t）表示每一个砂轮薄片的半径，θ表示砂轮上每一点的圆周角，z₀是横截面到坐标原点O的距离。