CN109128306A - 一种阶梯钻变径位置切削刃的断屑结构 - Google Patents

一种阶梯钻变径位置切削刃的断屑结构 Download PDF

Info

Publication number
CN109128306A
CN109128306A CN201810984639.6A CN201810984639A CN109128306A CN 109128306 A CN109128306 A CN 109128306A CN 201810984639 A CN201810984639 A CN 201810984639A CN 109128306 A CN109128306 A CN 109128306A
Authority
CN
China
Prior art keywords
chip
chip breaking
face
sword
breaking
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201810984639.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109128306B (zh
Inventor
王福吉
赵猛
成德
贾振元
葛恩德
吴晓君
王泽刚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dalian University of Technology
Shanghai Aircraft Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Dalian University of Technology
Shanghai Aircraft Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dalian University of Technology, Shanghai Aircraft Manufacturing Co Ltd filed Critical Dalian University of Technology
Priority to CN201810984639.6A priority Critical patent/CN109128306B/zh
Publication of CN109128306A publication Critical patent/CN109128306A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109128306B publication Critical patent/CN109128306B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B51/00—Tools for drilling machines
    • B23B51/009—Stepped drills
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2251/00—Details of tools for drilling machines
    • B23B2251/48—Chip breakers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Drilling Tools (AREA)

Abstract

本发明一种阶梯钻变径位置切削刃的断屑结构属于机械加工中钻削工具技术领域，涉及一种阶梯钻变径位置切削刃的断屑结构。断屑结构由阶梯变径位置切削刃、断屑刀面、断屑刃、挡面、刃带、排屑槽和阶梯后段端面构成。该断屑结构将传统的连续螺旋刃切削变成了阶跃刃共切削，前刀面也从弧形变为互成角度的直面，形成断屑空间。互成角度的前刀面使切屑发生弯曲和扭转变形，增大切屑应力，更易达到切屑的断裂强度，有效地实现了金属断屑、碎屑。抑制连续切屑对孔壁的划伤，减小了由于切屑缠绕造成的刀具回转偏心。该断屑结构有利于大幅提升阶梯钻制孔质量，降低加工成本，具有良好的工程应用前景。

Description

一种阶梯钻变径位置切削刃的断屑结构
技术领域
本发明属于机械加工中钻削工具技术领域，涉及一种阶梯钻变径位置切削刃的断屑结构。
背景技术
机械加工中常需要对构件进行大量制孔，以完成铆接、螺接等方式的连接装配。钻头作为主要的制孔工具直接决定着制孔的精度，从而影响连接的可靠性。目前随着机械行业的飞速发展，对加工质量、可靠性、以及加工效率等都提出了更高的要求。阶梯钻头在制孔过程中通过分级去除材料，降低损伤，提高加工质量；此外，阶梯钻因具有不同直径呈阶梯排布的切削刃，一次进刀可完成钻扩铰等多道工序。综上而言，阶梯钻能够简化工序，节省刀具成本，提高加工精度，已经成为目前低损、高质高效加工的主要刀具之一。
然而，传统阶梯钻除钻尖的其它切削刃无断屑结构，在切削过程中，切屑沿前刀面进入弧形排屑槽，切屑连续不断，此种切屑体积大、易堆叠在沿刀具排屑槽排出时，对孔壁产生划擦，导致孔壁光洁度降低，甚至造成加工损伤；同时，切屑流出后将会缠绕刀具，致使刀具磨损加剧，严重降低刀具寿命。此外，缠绕的切屑还会造成材料表面划伤，这类划伤在CFRP/金属叠层制孔时尤为明显。
目前，山东大学孙杰等人的专利“一种带锥钻和锪窝断屑结构的叠层薄板制孔刀具”，申请号CN107008952A，该发明能够对铝合金、钛合金及其叠层结构一次性完成钻、铰、锪精加工，通过刀具锪窝部的断屑结构保证锪窝加工时的有效断屑，避免了切屑缠刀导致的刀具崩断现象。该发明利用传统锪窝结构和原理，即刃与材料对切屑的挤压作用实现断屑，不适用于变阶梯位置的切削刃。
发明内容
本发明为克服现有技术的缺陷，解决阶梯钻变径位置对材料去除时，切屑连续不断、划伤孔壁以及切屑缠刀等问题。发明了一种阶梯钻变径位置切削刃的断屑结构，通过在阶梯钻变径位置增加切削刃，将原本的连续螺旋刃切削变成了阶跃刃共切削，前刀面也从弧形变为互成角度的直面，形成断屑空间，互成角度的前刀面使切屑发生弯曲和扭转变形，增大切屑应力，更易到达切屑的断裂强度，有效地实现了金属断屑、碎屑，避免了连续切屑对孔壁的划伤，降低了由于切屑缠绕造成的刀具回转偏心，有利于大幅提升制孔质量。
本发明采用的技术方案是一种阶梯钻变径位置切削刃的断屑结构，其特征是，断屑结构由阶梯变径位置切削刃1、断屑刀面2、断屑刃3、挡面4、刃带5、排屑槽6和阶梯后段端面7构成；该断屑结构将传统的连续螺旋刃切削变成了阶跃刃共切削，前刀面也从弧形变为互成角度的直面，形成断屑空间，互成角度的前刀面使切屑发生弯曲和扭转变形，增大切屑应力，更易到达切屑的断裂强度，有效地实现了金属断屑、碎屑；
断屑刀面2是以距离第一阶梯结束端点A为a mm的B点为起点，修磨排屑槽6得到，断屑刀面2与挡面4所成角度P2，断屑刃3与刀具轴线8所成角度P1；
挡面3是以AB连线为宽度，沿着断屑刀面2的方向，修整多余材料形成的竖直平面，阶梯后段端面7与刀具轴线8所成角度P3；
当阶梯变径位置切削刃1去除材料时，材料沿着前刀面滑移，依次与断屑刀面2和排屑槽6接触，由于断屑刀面2的作用，使切屑不能直接进入排屑槽，其在断屑刀面的作用下产生较大的卷曲；在断屑刀面2的作用下，切屑也会产生一个横向的运动，配合上挡面4的限制作用，这使得切屑根部就会产生一个扭转应力，进一步保证了断屑的可靠性。
本发明的有益效果是该断屑结构对切屑产生的弯曲和扭转增大切屑应力，实现对切屑的多方向、全方位变形，从而降低切屑的韧性和塑性，提高脆硬程度，以达到断屑、碎屑，抑制连续切屑对孔壁的划伤，避免刀具回转偏心。该方法有利于大幅提升阶梯钻制孔质量，降低成本，具有良好的工程应用前景。
附图说明
图1为一种阶梯钻变径位置切削刃的断屑结构主视图，图2为一种阶梯钻变径位置切削刃的断屑结构的细观切削示意图。图中：1-切削刃，2-断屑刀面，3-断屑刃，4-挡面，5-刃带，6-排屑槽，7-阶梯后段端面，8-刀具轴线，9-被切削材料，P1-断屑刃3与刀具轴线8所成角度，P2-断屑刀面2与挡面4所成角度，P3-阶梯后段端面7与刀具轴线8所成角度。
具体实施方式
下面结合附图和技术方案，详细说明本发明的具体实施方式。
如图1、图2所示，本发明是一种阶梯钻变径位置切削刃的断屑结构，断屑结构由阶梯后段切削刃1、断屑刀面2、断屑刃3，挡面4、刃带5、排屑槽6和阶梯后段端面7构成。该断屑结构将传统的连续螺旋刃切削变成了阶跃刃共切削，前刀面也从弧形变为互成角度的直面，形成断屑空间，互成角度的前刀面使切屑发生弯曲和扭转变形，增大切屑应力，更易到达切屑的断裂强度，有效地实现了金属断屑、碎屑。
由于CFRP是由纤维增强相、树脂基体相构成的复杂混合物，与金属等均质材料性能迥异，因此复材与金属的叠层结构对刀具要求更为苛刻，而铝合金又具有高延展性，更不容易断屑。因此，以切削CFRP和铝合金叠层的阶梯钻为例，应用本发明验证其实施效果。
采用的阶梯钻，其第一阶梯直径为5.10mm，第二阶梯直径即刀具公称直径为6.36mm，被切削材料9是13mm厚的7050铝合金，CFRP为T800级预浸料铺放而成的多项层合板，厚度为10mm。
断屑刀面2是以距离第一阶梯结束端点A为2mm的B点为起点，修磨排屑槽6得到，断屑刃3与刀具轴线8所成角度P1为64°-66°。
挡面3是沿着断屑刀面2的方向，将AB连线之间的多余材料修整，形成的竖直平面，挡面3与断屑刀面2所成角度P2为13°-15°。
阶梯后段端面7与刀具轴线8所成角度P3为70°-75°。
其中，碳纤维复合材料在叠层上方，进行连续制孔实验，可连续制孔30余个，其中孔壁光洁度均保证复合材料Ra≤3.2，铝合金Ra≤1.6，孔径偏差均可保证H8，无连续切屑产生，降低空壁划伤、避免缠刀等加工缺陷，实现了制孔质量的大幅度提高。

Claims (1)

1.一种阶梯钻变径位置切削刃的断屑结构，其特征是，该断屑结构由阶梯变径位置切削刃(1)、断屑刀面(2)、断屑刃(3)、挡面(4)、刃带5、排屑槽(6)和阶梯后段端面(7)构成；断屑结构将传统的连续螺旋刃切削变成了阶跃刃共切削，前刀面也从弧形变为互成角度的直面，形成断屑空间，互成角度的前刀面使切屑发生弯曲和扭转变形，增大切屑应力，更易到达切屑的断裂强度，有效地实现了金属断屑、碎屑；
断屑刀面(2)是以距离第一阶梯结束端点A为a mm的B点为起点，修磨排屑槽(6)得到，断屑刀面(2)与挡面(4)所成角度P2，断屑刃(3)与竖直方向刀具轴线(8)所成角度P1；
挡面(3)是以AB连线为宽度，沿着断屑刀面(2)的方向，修整多余材料形成的竖直平面，阶梯后段端面(7)与刀具轴线(8)所成角度P3；
当阶梯变径位置切削刃(1)去除材料时，材料沿着前刀面滑移，依次与断屑刀面(2)和排屑槽(6)接触，由于断屑刀面(2)的作用，使切屑不能直接进入排屑槽，其在断屑刀面的作用下产生较大的卷曲；在断屑刀面(2)的作用下，切屑也会产生一个横向的运动，配合上挡面(4)的限制作用，这使得切屑根部就会产生一个扭转应力，进一步保证了断屑的可靠性。
CN201810984639.6A 2018-08-28 2018-08-28 一种阶梯钻变径位置切削刃的断屑结构 Active CN109128306B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810984639.6A CN109128306B (zh) 2018-08-28 2018-08-28 一种阶梯钻变径位置切削刃的断屑结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810984639.6A CN109128306B (zh) 2018-08-28 2018-08-28 一种阶梯钻变径位置切削刃的断屑结构

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109128306A true CN109128306A (zh) 2019-01-04
CN109128306B CN109128306B (zh) 2020-08-04

Family

ID=64828594

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810984639.6A Active CN109128306B (zh) 2018-08-28 2018-08-28 一种阶梯钻变径位置切削刃的断屑结构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109128306B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111804959A (zh) * 2019-04-11 2020-10-23 肯纳金属公司 阶梯钻头

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5976709A (ja) * 1982-10-23 1984-05-01 Oomi Kogyo Kk ドリル
DE3624617A1 (de) * 1986-07-21 1988-01-28 Almue Praezisionswerkzeuge Gmb Bohrwerkzeug
CN202062106U (zh) * 2011-03-25 2011-12-07 闵航 断屑钻
CN102574217A (zh) * 2009-10-13 2012-07-11 伊斯卡有限公司 麻花钻
CN105458354A (zh) * 2014-09-12 2016-04-06 贵州西南工具(集团)有限公司 一种新型复合材料钻头及其制作方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5976709A (ja) * 1982-10-23 1984-05-01 Oomi Kogyo Kk ドリル
DE3624617A1 (de) * 1986-07-21 1988-01-28 Almue Praezisionswerkzeuge Gmb Bohrwerkzeug
CN102574217A (zh) * 2009-10-13 2012-07-11 伊斯卡有限公司 麻花钻
CN202062106U (zh) * 2011-03-25 2011-12-07 闵航 断屑钻
CN105458354A (zh) * 2014-09-12 2016-04-06 贵州西南工具(集团)有限公司 一种新型复合材料钻头及其制作方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111804959A (zh) * 2019-04-11 2020-10-23 肯纳金属公司 阶梯钻头
CN111804959B (zh) * 2019-04-11 2024-05-07 肯纳金属公司 阶梯钻头

Also Published As

Publication number Publication date
CN109128306B (zh) 2020-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101096057B (zh) 面铣刀片
EP2535129A1 (en) Drill bit
CN102416494B (zh) 一种微型钻头及其加工方法
CN109128306A (zh) 一种阶梯钻变径位置切削刃的断屑结构
CN201728411U (zh) 螺旋锥度高效切削铣刀
CN102814559B (zh) 一种加工螺纹的方法
CN201823993U (zh) 高速切削加工刀具
US10857601B2 (en) Sawtooth structure with reversed cutting function and its drill series
CN209157162U (zh) 一种切断刀片
CN105081471A (zh) 倒角刀
CN202336614U (zh) 一种微型钻头
CN101607327A (zh) 复合刃面丝路加工工具
CN104015211B (zh) 芳纶纤维复合材料的切削加工方法
CN102275018A (zh) 一种钻攻一体复合丝锥
CN205020957U (zh) 倒角刀
CN205888173U (zh) 一种具有阶梯刃型的断屑钻头
CN104551245A (zh) 复合铰刀
CN102794485A (zh) 一种扁头钻及其加工方法
CN212665077U (zh) 一种用于加工液压阀主阀芯孔的铰刀
CN202192311U (zh) 一种螺旋立铣刀
CN206326170U (zh) 半精加工铣刀
CN205254142U (zh) 精镗内孔刀
CN110283946A (zh) 一种甘蔗撕解机刀具
CN205218161U (zh) 一种汽车配件零件加工的铣削刀具
JP2019166591A (ja) ドリル

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant