CN109262025B - 一种钻孔刀具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钻孔刀具，包括刀体和切削刀片，刀体包括刀杆和柄部，所述刀杆的前端具有刀槽，切削刀片安装于刀槽内，所述刀杆上设有至少两个容屑槽，各容屑槽沿刀杆的轴向均匀布置，容屑槽包括依次相连的直旋面、弧面和钝化面，所述弧面包括第一弧面和与第一弧面相交的第二弧面，第一弧面与直旋面连接，第二弧面与钝化面连接，在正交于直旋面的平面内，第一弧面的半径为R，第二弧面的半径为r，满足：R≠r。本发明在保证孔钻刀具的刀体强度和容屑空间的前提下，极大的提高钻孔刀具的进给效率。

Description

一种钻孔刀具

技术领域

本发明涉及金属切削加工，尤其涉及一种钻孔刀具。

背景技术

由于硬质合金材料稀缺、价格昂贵且加工性能差，使用整体硬质合金钻孔刀具钻孔使用成本较高，导致整体硬质合金钻孔刀具发展受到一定的约束。随着制造业的发展装配技术的提高，钻孔刀具切削部件硬质合金制成，而夹持部件由低硬度的钢材料制成，当切削部件磨损后可单独更换切削部件，该类钻孔刀具具有十分好的性价比得到广泛应用，正在逐渐取代整体硬质合金钻孔刀具。

夹持部件为钢质材料的钻孔刀具在钻孔过程中，刀具切削部分完全深入工件中和工件形成封闭区域，切屑卷曲困难且不易排出，为了保证钻孔刀具的切削性能，钻孔刀具一般设有大面积的容屑槽，同时为了便于切屑的排出，一般将钻孔刀具的容屑槽设计成具有螺旋形状的排屑槽型。为了便于制作容屑槽由直旋面和具有一半径的弧面组成，此类钻孔刀具结构简单，便于制作，为了保证钻孔刀具芯部强度，一般容屑空间较小，切屑不易卷曲排出困难，钻孔表面质量差、钻孔效率低下。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种在保证孔钻刀具的刀体强度和容屑空间的前提下，极大的提高钻孔刀具的进给效率的钻孔刀具。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种钻孔刀具，包括刀体和切削刀片，所述刀体包括刀杆和柄部，所述刀杆的前端具有刀槽，所述切削刀片安装于刀槽内，所述刀杆上设有至少两个容屑槽，各容屑槽沿刀杆的轴向均匀布置，所述容屑槽包括依次相连的直旋面、弧面和钝化面，所述弧面包括第一弧面和与第一弧面相交的第二弧面，所述第一弧面与直旋面连接，所述第二弧面与钝化面连接，在正交于直旋面的平面内，所述第一弧面的半径为R，第二弧面的半径为r，满足：R≠r。

作为上述技术方案的进一步改进，优选的，1.2r≤R≤1.5r。

作为上述技术方案的进一步改进，优选的，在正交于直旋面的平面内，所述第二弧面在第一弧面形成的整圆的外侧，所述第一弧面形成的整圆在第二弧面内侧的部分与第二弧面之间的最远距离为H，满足：0.8(R-r)≤H≤1.2(R-r)。

作为上述技术方案的进一步改进，优选的，所述切削刀片设置为一个，所述刀杆的前端对应设有一个刀槽，所述切削刀片弹性夹持于刀槽内，所述刀槽与各容屑槽均相通。

作为上述技术方案的进一步改进，优选的，所述切削刀片设置为至少两个，与容屑槽的数量相同，所述刀杆的前端对应设有数量与切削刀片数量相同的刀槽，各刀槽关于刀杆的中心轴中心对称，所述切削刀片通过紧固件固定在所述刀槽内，每个刀槽与每个容屑槽相通。

作为上述技术方案的进一步改进，优选的，所述紧固件为紧固螺钉。

为解决上述技术问题，本发明采用以下另一种技术方案：

一种钻孔刀具，包括刀体和切削刀片，所述刀体包括刀杆和柄部，所述刀杆的前端具有刀槽，所述切削刀片安装于刀槽内，所述刀杆上设有至少两个容屑槽，各容屑槽沿刀杆的周向均匀布置，所述容屑槽包括依次相连的直旋面、弧面和钝化面，所述弧面包括依次相交第一弧面、第二弧面和第三弧面，所述第一弧面与直旋面连接，所述第三弧面与钝化面连接，在正交于直旋面的平面内，第一弧面的半径为R，第二弧面的半径为r，第三弧面的半径为R1，满足：R≠r。

作为上述技术方案的进一步改进，优选的，在正交于直旋面的平面内，所述第一弧面的半径R与第三弧面的半径R1相等且二者同心。

作为上述技术方案的进一步改进，优选的，在正交于直旋面的平面内，所述第二弧面在第一弧面和第三弧面形成的整圆的外侧，且第一弧面或第三弧面形成的整圆在第二弧面内侧的部分与第二弧面之间的最远距离为H，满足：0.8(R-r)≤H≤1.2(R-r)。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明的钻孔刀具，容屑槽内的第一弧面的径向深度决定刀体的强度，为了保证钻孔刀具的刀体芯部厚度，即使第一弧面在容屑槽内径向深度较小，但是由于第二弧面的存在以及r与R的关系，容屑槽的空腔比单独具有两个第一弧面要大，因此在保证钻孔刀具的刀体强度和容屑空间的前提下，极大的提高钻孔具的进给效率，也就是说，提高钻刀的进给效率，不会因此而影响刀体强度，且容屑空间的也得到了保证。

(2)本发明的钻孔刀具，在切削过程中，切屑先后和直旋面、第一弧面和第二弧面接触，切屑需经历两两次曲率变化，尤其是切屑通过内弧面和外弧面接触过程中，因第一弧面、第二弧面的曲率差异使切屑卷曲半径有效控制减少曲率半径，增强钻孔刀具切屑排出能力，并避免切屑工件表面发生刮擦、挤压，极大的提高钻孔尺寸精度和表面质量。

附图说明

图1是本发明实施例1的立体结构示意图。

图2是本发明实施例1的主视结构示意图。

图3是图2中A-A视图(容屑槽截面结构)。

图4是本发明实施例2的容屑槽截面结构示意图。

图5是本发明实施例3的立体结构示意图。

图6是本发明实施例3的主视结构示意图。

图7是是图6中B-B视图(容屑槽截面结构)。

图8是本发明实施例4的容屑槽截面结构示意图。

图中各标号表示：

100、刀体；101、中心轴；110、刀杆；111、刀槽；120、柄部；200、切削刀片；300、容屑槽；310、直旋面；320、弧面；321、第一弧面；322、第二弧面；323、第三弧面；330、钝化面；400、紧固件。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

如图1至图3所示，本实施例的钻孔刀具，包括刀体100和切削刀片200，刀体100包括刀杆110和柄部120，刀杆110的前端具有刀槽111，切削刀片200弹性夹持于刀槽111内，刀杆110上设有两个容屑槽300，两个容屑槽300沿刀杆110的轴向均匀布置，刀槽111与两个容屑槽300均相通。容屑槽300包括依次相连的直旋面310、弧面320和钝化面330，弧面320包括第一弧面321和与第一弧面321相交的第二弧面322，第一弧面321与直旋面310连接，第二弧面322与钝化面330连接，在正交于直旋面310的平面内，第一弧面321的半径为R，第二弧面322的半径为r，满足：R≠r。

本实施例中，以r＜R为例，R与r之间的范围优选为1.2r≤R≤1.5r，具体的R＝1.35r。

钻孔刀具芯部厚度为所述相对的容屑槽300内对应弧面320之间的径向距离，芯厚尺寸大小决定钻孔刀具刀体100的强度和刚性，但是普通钻刀具弧面320为一曲率恒定的单一弧面，为了保证钻孔刀具的刀杆110芯部厚度，容屑槽300径向深度往往较小，但是如此以来将导致容屑槽300容屑面积下降，大进给钻削时不容易排出的切屑造成容屑槽300堵塞，为此现有技术中必须极大的降低进给效率，采用保证钻孔刀具的正常使用。本发明公开的钻孔刀具容屑槽300内的第一弧面321的径向深度决定刀体100的强度，为了保证钻孔刀具的刀体100芯部厚度，即使第一弧面321在容屑槽300内径向深度较小，但是由于第二弧面322的存在以及r与R的关系，容屑槽300的空腔比单独具有两个第一弧面321要大，如图3中虚线圆弧与实现圆弧之间的空间，该空间为增大的容屑空间。可见，本发明在同时保证钻孔刀具的刀体100强度和容屑空间的前提下，极大的提高钻孔刀具的进给效率，也就是说，提高钻刀的进给效率，不会因此而影响刀体100强度，且容屑空间的也得到了保证。

切屑的形状决定切屑是否刮擦、挤压工件和排屑流畅性关键因素。切屑不易折断或卷曲半径过大不仅会降低表加工表面质量，同时也会降代钻孔的进给效率。进一步地，本发明公开的钻孔刀具在切削过程中，切屑先后与直旋面310、第一弧面321和第二弧面322接触，第一弧面321和第二弧面322的半径满足1.2r≤R≤1.5r，本实施例中，R＝1.35r。由于切屑需经历曲率半径从较大转至R再从R至r两次曲率半径减少变化，尤其是切屑通过第一弧面321和第二弧面322接触过程中，因第一弧面321、第二弧面322的曲率半径差异，使切屑卷曲半径有效从R减少至r，如此设计弧面320上的两个小弧面不仅可以效控制切屑卷曲过程，且切屑更易折断，极大增强钻孔刀具切屑排出流畅性，并避免切屑工件表面发生刮擦、挤压，极大的提高钻孔尺寸精度和表面质量。

本发明中，在正交于直旋面310的平面内，第二弧面322在第一弧面321形成的整圆的外侧，第一弧面321形成的整圆在第二弧面322内侧的部分与第二弧面322之间的最远距离为H，H大小决定了相邻容屑槽300在刀杆110周面上的厚度。虽然钻孔刀具芯部厚度是决定刀体强度的主要因素，但是，相邻容屑槽300在刀杆110周面上的厚度如果过小会造成切屑卷曲长度小，致使切屑不能完全按预定半径完全卷曲，切屑排出困难，并且相邻容屑槽300在刀杆110周面上的厚度如果过小会导致刀体整体刚性下降，导致切削振动产生。为了钻孔刀具刚性和切屑卷曲长度足够，本发明中，H应满足的条件为：0.8(R-r)≤H≤1.2(R-r)。具体的本实施例中，H＝R-r。

本发明通过精准设计第一弧面321、第二弧面322在正交于直旋面310平面内的圆弧R、r的尺寸及形状位置的关系，仍可保证容屑槽具有大容屑面积，同时保证了孔钻刀具的刀体100强度和容屑空间，极大的提高钻孔具的进给效率。

除本实施例外，另一种情况是R＞r，这种情况就相当于将上述的切屑的走向过程逆过来，即切屑从第二弧面322进入，从第一弧面321出来，这种情况，由于R的存在增大了容屑槽300的宽度，其实质就是增大了容屑槽的空间，效果与上述效果是一致的。因此只要R与r不相等，就能获得增大容屑槽300的效果。

实施例2

如图4所示，本实施例的钻孔刀具，与实施例1的区别在于：

容屑槽300包括依次相连的直旋面310、弧面320和钝化面330，弧面320包括依次相交第一弧面321、第二弧面322和第三弧面323，第一弧面321与直旋面310连接，第三弧面323与钝化面330连接，在正交于直旋面310的平面内，第一弧面321的半径为R，第二弧面322的半径为r，第三弧面323的半径为R1，满足：R≠r。

本实施例中，在正交于直旋面310的平面内，第一弧面321的半径R与第三弧面323的半径R1相等且二者同心。

同理，在正交于直旋面310的平面内，第二弧面322在第一弧面321和第三弧面323形成的整圆的外侧，且第一弧面321或第三弧面323形成的整圆在第二弧面322内侧的部分与第二弧面322之间的最远距离为H，为了钻孔刀具刚性和切屑卷曲长度足够，H应满足如下：0.8(R-r)≤H≤1.2(R-r)，本实施例中，H＝R-r。

其余指出均与实施例1相同，此处不再赘述。除该实施例外，第三弧面323的半径为R1也可以与第二弧面322的半径为r相等。只要具有第一弧面321和第二弧面322以及其二者的半径R、r关系，就能够增大容屑空间，提高钻孔具的进给效率。

实施例3

如图5至图7所示，本实施例的钻孔刀具，与实施例1不同之处在于：

本实施例中，切削刀片200设置为两个，容屑槽300为两个的数量相同，刀杆110的前端刀槽111为两个，各刀槽111关于刀杆110的中心轴101中心对称，切削刀片200通过紧固件400固定在刀槽111内，每个刀槽111与每个容屑槽300相通。优选的，紧固件400为紧固螺钉。

其余之处均与实施例1相同，此处不再赘述。

实施例4

如图8所示，本实施例的钻孔刀具，与实施例3不同之处在于：

容屑槽300包括依次相连的直旋面310、弧面320和钝化面330，弧面320包括依次相交第一弧面321、第二弧面322和第三弧面323，第一弧面321与直旋面310连接，第三弧面323与钝化面330连接，在正交于直旋面310的平面内，第一弧面321的半径为R，第二弧面322的半径为r，第三弧面323的半径为R1，满足：R≠r。

本实施例中，在正交于直旋面310的平面内，第一弧面321的半径R与第三弧面323的半径R1相等且二者同心。

同理，在正交于直旋面310的平面内，第二弧面322在第一弧面321和第三弧面323形成的整圆的外侧，且第一弧面321或第三弧面323形成的整圆在第二弧面322内侧的部分与第二弧面322之间的最远距离为H，为了钻孔刀具刚性和切屑卷曲长度足够，H应满足如下：0.8(R-r)≤H≤1.2(R-r)，本实施例中，H＝R-r。

其余之处均与实施例3相同，此处不再赘述。除该实施例外，第三弧面323的半径为R1也可以与第二弧面322的半径为r相等。只要具有第一弧面321和第二弧面322以及其二者的半径R、r关系，就能够增大容屑空间，提高钻孔具的进给效率。

以上实施例1和实施例2中，容屑槽300的数量为设置两个，本发明不仅限于此除此之外，也可以设置为三个或三个以上。

以上实施例3和实施例4中，切削刀片200的数量设置为两个，本发明不仅限于此，根据钻孔直径和深度等工况要求不同，也可将切削刀片200设置为三个或三个以上以上，并且各切削刀片也可以具有不同的结构；同时容屑槽300的数量也设置为两个，本发明不仅限于此除此之外，也可以设置为三个或三个以上。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (8)

1.一种钻孔刀具，包括刀体（100）和切削刀片（200），所述刀体（100）包括刀杆（110）和柄部（120），所述刀杆（110）的前端具有刀槽（111），所述切削刀片（200）安装于刀槽（111）内，所述刀杆（110）上设有至少两个容屑槽（300），各容屑槽（300）沿刀杆（110）的轴向均匀布置，其特征在于：所述容屑槽（300）包括依次相连的直旋面（310）、弧面（320）和钝化面（330），所述弧面（320）包括第一弧面（321）和与第一弧面（321）相交的第二弧面（322），所述第一弧面（321）与直旋面（310）连接，所述第二弧面（322）与钝化面（330）连接，所述刀杆（110）的芯厚由第一弧面（321）的径向深度决定，在正交于直旋面（310）的平面内，所述第二弧面（322）在第一弧面（321）形成的整圆的外侧，所述第一弧面（321）形成的整圆在第二弧面（322）内侧的部分与第二弧面（322）之间的最远距离为H，所述第一弧面（321）的半径为R，第二弧面（322）的半径为r，满足：R≠r，1.2r≤R≤1.5r。

2.根据权利要求1所述的钻孔刀具，其特征在于：0.8（R-r）≤H≤1.2（R-r）。

3.根据权利要求1或2所述的钻孔刀具，其特征在于：所述切削刀片（200）设置为一个，所述刀杆（110）的前端对应设有一个刀槽（111），所述切削刀片（200）弹性夹持于刀槽（111）内，所述刀槽（111）与各容屑槽（300）均相通。

4.根据权利要求1或2所述的钻孔刀具，其特征在于：所述切削刀片（200）设置为至少两个，与容屑槽（300）的数量相同，所述刀杆（110）的前端对应设有数量与切削刀片（200）数量相同的刀槽（111），各刀槽（111）关于刀杆（110）的中心轴（101）中心对称，所述切削刀片（200）通过紧固件（400）固定在所述刀槽（111）内，每个刀槽（111）与每个容屑槽（300）相通。

5.根据权利要求4所述的钻孔刀具，其特征在于：所述紧固件（400）为紧固螺钉。

6.一种钻孔刀具，包括刀体（100）和切削刀片（200），所述刀体（100）包括刀杆（110）和柄部（120），所述刀杆（110）的前端具有刀槽（111），所述切削刀片（200）安装于刀槽（111）内，所述刀杆（110）上设有至少两个容屑槽（300），各容屑槽（300）沿刀杆（110）的周向均匀布置，其特征在于：所述容屑槽（300）包括依次相连的直旋面（310）、弧面（320）和钝化面（330），所述弧面（320）包括依次相交第一弧面（321）、第二弧面（322）和第三弧面（323），所述第一弧面（321）与直旋面（310）连接，所述第三弧面（323）与钝化面（330）连接，所述刀杆（110）的芯厚由第一弧面（321）的径向深度决定，在正交于直旋面（310）的平面内，所述第二弧面（322）在第一弧面（321）和第三弧面（323）形成的整圆的外侧，且第一弧面（321）或第三弧面（323）形成的整圆在第二弧面（322）内侧的部分与第二弧面（322）之间的最远距离为H，第一弧面（321）的半径为R，第二弧面（322）的半径为r，第三弧面（323）的半径为R1，满足：R≠r，1.2r≤R≤1.5r。

7.根据权利要求6所述的钻孔刀具，其特征在于：在正交于直旋面（310）的平面内，所述第一弧面（321）的半径R与第三弧面（323）的半径R1相等且二者同心。

8.根据权利要求7所述的钻孔刀具，其特征在于：0.8（R-r）≤H≤1.2（R-r）。

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