CN109807372A - 半圆钻头 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种半圆钻头，在切削时能同时产生隐藏式的顶心以及导柱功能以优化加工孔精度，欲成形的孔先由具有偏心的钻尖、断屑台阶的切削刃切削，接续由钻身、钻刃持续增加孔径，据此，钻尖、阶梯刃为偏心的结构，使中心静点达到最小化，并将切削时产生的切屑细化进而达到钻孔阻力最小化的优势，提高切削孔径的精度及稳定性，强化钻尖、钻刃以及钻身刚性的半圆钻头。
Description
技术领域
本发明涉及一种切削工具，特别涉及一种具有半圆单刃的结构特征的钻头，在切削时能同时产生隐藏式的顶心，欲成形的孔先由具有断屑台阶的钻尖切削，接续由钻身持续增加孔径，据此，钻尖为偏心的结构，使中心静点达到最小化，并将切削时产生的切屑细化进而达到钻孔阻力最小化的优势，提高切削孔径的精度，强化钻尖、钻身刚性的半圆钻头。
背景技术
现有麻花钻头主要是凭借两个钻刃来移除材料产生孔径，当钻头切削材料时，由两钻刃产生的切屑顺着排屑槽排出孔外，该切屑宽度大，在有限的排屑槽内(槽宽约1/4钻头直径，切屑宽度约1/2钻头直径)将会与孔径及排屑槽产生摩擦，因而产生高热以及侧向阻力，热将会很快地传递至钻头及材料上而影响钻头的切削能力，而侧向阻力将会影响钻头切削孔径的位置度，因此一般麻花钻头最需克服的主要技术瓶颈是在排屑以及钻孔位置度的精度提升。
然而，对于小孔径加工而言，切削阻力小，排除切屑顺畅，但是对于大孔径加工而言，当钻头的直径越大时，在切削材料所产生的的切削阻力随之增加，因此容易导致钻刃阻力过大，产生的宽大切屑被卡在排屑槽与孔径及排屑槽产生摩擦高热，造成孔径表面粗糙(起毛)的情况，若持续切削下则会造成钻头烧融，进而产生钻刃崩刃更会产生钻深断裂的问题。
为了解决上述的问题，在中国台湾发明专利第I273937号的导柱式钻头，如图1、图2、图2A所示，该钻头101设有一中心导柱102，在切削时该导柱102具有中心导引钻切的功效以及提升钻头101切屑时的刚性，使得孔径的位置精度得以提升。但是该案件仍然有下列的缺点：(1)钻尖103设置在中心处即是静点，在切削时钻尖103没有切削功能反而增加切削阻力；(2)如该案的附图所示，为了降低切削阻力，在钻刃104上设有多个凹槽105，此种切削边的非连续直线切割线的设计可增加钻头101的切屑能力，且降低切屑成团状卷在钻刃104的末端。通过这类型的结构一方面缩小了钻尖103，另一方面通过复数的切刃将切屑细小化，减少排屑阻力；然而，在钻刃104上研磨出凹槽105能降低切削阻力也同时降低钻头101刚性，因此加工必须降低进给率避免钻头101磨耗，这样的方式不仅延长了加工时间，造成了工具机电能损耗、成本增加以及失去了竞争力。
发明内容
本发明的主要目的即在于提供一种半圆钻头，具有半圆单刃的结构特征，该钻身上设有至少一个以上的断屑台阶，其具备断屑功能以及在转动时同时形成中心顶心功能，欲成型孔径精度高且稳定性高。
本发明的另一目的即在于提供一种半圆钻头，该钻身具有倒锥度，且钻身延伸部位径向缩小，其优点在于在转动所产生的摩擦阻力、微细切屑的摩擦阻力可大幅降低，并会得优异的孔加工精度稳定特性。
本发明的再一目的即在于提供一种半圆钻头，其钻尖设置在中心线的一侧，即是非设置在中心，因此钻尖在转动切削能同时形成一隐形的转动中心顶心，一方面能消除切削所造成的钻尖阻力，另一方面在孔径中依据钻尖与至少一个以上的断屑台阶的位置形成复数个断屑点，使得切屑细小化，更容易排出；再者孔径尺寸与精度高。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种半圆钻头，其特征是主要包含有：一柄身、一钻身、一钻尖、至少一断屑台阶与一阶梯刃，该断屑台阶设置在该钻身顶部并沿着中心轴朝远离该钻身的方向延伸一距离，该断屑台阶的直径小于该钻身顶部的直径，该钻尖由该断屑台阶延伸出的两钻刃所构成，该钻身与该断屑台阶呈半圆形的单刃结构，该钻尖设置在中心轴的一侧，该钻尖是该断屑台阶延伸出的两钻刃的最高点，由该钻身的剖面为界能定义出一第一边以及一第二边，从该第一边一侧该钻尖朝着其中一个钻刃方向倾斜形成一第一中心切刃角，该钻身与该断屑台阶形成一螺旋状的阶梯刃，该阶梯刃具有阶梯切削角，从该第二边一侧该钻尖朝着另一个钻刃方向倾斜形成一第二中心切刃角，并且该钻身与该钻尖的同一侧设置一钻身逃隙后角。
所述半圆钻头，其中，该钻身具有该钻身逃隙后角的一侧研磨出一钻身切刃宽。
所述半圆钻头，其中，该钻身具有钻身倒锥度，且钻身延伸部位径向缩小。
所述半圆钻头，其中，该钻身逃隙后角连接有一支撑圆周面，该支撑圆周面上设置至少一个逃隙沟槽。
所述半圆钻头，其中，该钻尖与该断屑台阶在切削时能够形成多个断屑点。
所述半圆钻头，其中，该钻身具有呈直刃的造型。
所述半圆钻头，其中，该钻身具有呈螺旋刃的造型。
所述半圆钻头，其中，该断屑台阶设有一与该钻身逃隙后角平行的断屑台阶逃隙沟槽。
所述半圆钻头，其中，该断屑台阶具有钻身倒锥度。
所述半圆钻头，其中，该其中一个钻刃是中心切刃，该另一个钻刃呈从钻尖朝右下方倾斜的弧状；该断屑台阶由具有一定距离的导柱与在该导柱侧边的台阶切刃所构成；该阶梯刃具有由该台阶切刃与钻身切刃所构成的切削刃部。
与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是：本发明切屑细小化具有(结构强化的优势)节能的功效；又，该钻尖与该断屑台阶为偏心的设计，一方面让中心静点最小化，另一方在切削作业中形成隐藏式顶心能保持左右的平衡，且强化钻尖的刚性，提高孔径精度且钻头的稳定性高。
该钻身具有该钻身逃隙后角一侧可选择性的研磨出一钻身切刃宽，其可保持着该钻身在孔加工时切刃强度增加钻身的使用寿命，可依据切削的材料有不同的钻身切刃宽。
该第一边观视时，该钻身具有钻身倒锥度，且钻身延伸部位径向缩小以降低接触面积，其优点在于在转动所产生的摩擦阻力、微细切屑的摩擦阻力可大幅降低，并会得优异的孔加工精度稳定特性，与现有技术钻身为等径结构相较下，现有结构钻身与孔接触面过大，产生的摩擦阻力过大，导致加工的孔尺寸、表面精度不稳定。
在本发明的具体实施方式中，该钻身逃隙后角连接有一支撑圆周面，该支撑圆周面上可选择性的设置至少一个以上的逃隙沟槽，凭借钻身逃隙后角与逃隙沟槽设置可减少支撑圆周面与工件的接触面积、将微细切屑排入逃隙沟槽内，进一步降低摩擦阻力、细微切屑的摩擦阻力以及提高孔表面精度。
在前述的半圆顶心钻头中，该钻尖与该断屑台阶在切削时形成多个断屑点，可降低切削阻力与切屑细小化。
本发明可以选用半圆直刃结构外，该钻身也可实施呈螺旋刃的造型，该螺旋处即形成排屑沟，能应用在具有延展性高的材质以及深孔加工。
附图说明
图1是现有具有导柱的钻头结构示意图。
图2、图2A是现有结构的导柱部局部放大图及其俯视图。
图3是本发明的结构立体图。
图4是该钻尖与该断屑台阶的局部放大图。
图5是该阶梯刃的局部放大图
图6、图6A是该第一边的结构示意图及其俯视图。
图6B是图6A中C处局部放大图。
图7、图7A是该第二边的结构示意图及其俯视图。
图7B是图7中D处局部放大图。
图8是本发明使用状态图。
附图标记说明：钻头101；导柱102；钻尖103；钻刃104；凹槽105；柄身301；钻身302；钻尖303；断屑台阶304；第一边305；第二边306；阶梯刃307；支撑圆周面308；钻刃401；钻刃402；导柱403；台阶切刃404；钻身切刃405；第一中心切刃角A1-1；第二中心切刃角A1-2；阶梯切削角A2；钻身倒锥度A4；钻身逃隙后角A5；逃隙沟槽A5-2；中心轴C；钻身切刃宽H；断屑点S。
具体实施方式
为使贵审查委员能对本发明的特征与其特点有更进一步的了解与认同，兹列举以下较佳的实施例并配合图式说明如下：
请参阅图3至图8，本发明的半圆钻头主要包含有：一柄身301、一钻身302、一钻尖303、一断屑台阶304与一阶梯刃307所构成。
该柄身301与该钻身302以及该断屑台阶304都为同一中心轴C的结构。
请参阅图3至图5，该断屑台阶304设置在该钻身302顶部并沿着中心轴C朝远离该钻身302的方向延伸一距离形成一具有支撑的导柱，该断屑台阶304的直径小于该阶梯刃307的直径，该钻尖303由该断屑台阶304延伸出的两钻刃401、402所构成。
请参阅图3至图7、图7A，该钻身302与该断屑台阶304呈半圆形的单刃结构，该钻尖303设置在中心轴C的一侧换言之即是偏心的结构，该钻尖303系该断屑台阶304延伸出的钻刃401、402的最高点，由该钻身302的剖面为界能定义出一第一边305、一第二边306，从该第一边305一侧该钻尖303朝着钻刃401方向倾斜形成一第一中心切刃角A1-1(参阅图4，钻刃401与X方向的夹角)，该钻身302与该断屑台阶304形成一螺旋状的阶梯刃，该阶梯刃307具有阶梯切削角A2(参阅图5，阶梯刃307与Y方向的夹角)，从该第二边306一侧该钻尖朝着钻刃402方向倾斜形成一第二中心切刃角A1-2(参阅图4，钻刃402与Y方向的夹角)，并且该钻身302与该钻尖303的同一侧设置一钻身逃隙后角A5。若孔径较大时，该断屑台阶304也可设有一与该钻身逃隙后角A5平行的断屑台阶逃隙沟槽图未表示。
请参阅图3至图5，进一步定义本发明各个刃部的特点：首先，该钻尖303由一为中心切刃的该钻刃401(即是图4具有倾斜平的切刃处)与一从钻尖303朝右下方倾斜弧状的该钻刃402所构成的结构，其可对加工物通过中心切刃、钻刃402切削；该断屑台阶具有一定距离的导柱403与在该导柱403侧边的台阶切刃404所构成的结构；该阶梯刃307则是由该台阶切刃404与钻身切刃405所构成的切削刃部。
通过上述的结构，本发明可获得的优点简述如下：如图8所示，该钻尖303、该断屑台阶304在高速转动切削材料且同时形成隐形转动支撑顶心，将切削时产生的轴向阻力化成多个分力，本发明的钻尖303不在中心，因此中心静点达到最小化、轴向阻力小，每一个刃部在转动下阻力小自然可增加切削的进给率提高工作效率同时保持着孔径精度且稳定性高。
请参阅图8，在实际作业时该钻尖303与断屑台阶304先切削出较小孔径，接续由该阶梯刃307对孔加工切削大于该断屑台阶304的孔径具有节能的功效；又，该钻尖303与该断屑台阶304为偏心的设计，在切削作业中形成隐藏式顶心能保持左右的平衡即是切削保持动平衡，且强化钻尖303的刚性，提高孔径精度且钻头的稳定性高。
请参阅图4至图7、图7A，特别是图6B所示的C处的局部放大图，该钻身302具有该钻身逃隙后角A5一侧可选择性的研磨出一钻身切刃宽H，其可保持着该钻身302在孔加工时切刃强度增加钻身302的使用寿命，可依据切削的材料特性有不同的钻身切刃宽H。
请参阅图3至图7、图7A，从第一边305观视时，该钻身具有钻身倒锥度A4，且钻身302延伸部位径向缩小，其优点在于在转动所产生的摩擦阻力、微细切屑的摩擦阻力可大幅降低，并会得优异的孔加工精度稳定特性，与现有技术钻身为等径结构相较下，现有结构钻身与孔接触面过大，产生的摩擦阻力过大，导致加工的孔尺寸、表面精度不稳定。在部分具体实施方式中，该断屑台阶304也可具有钻身倒锥度A4的特征结构。
如图7、图7A所示，该钻身逃隙后角A5连接有一支撑圆周面308，该支撑圆周面308上可选择性的设置至少一个以上的逃隙沟槽A5-2，凭借钻身逃隙后角A5与逃隙沟槽A5-2的设置可减少支撑圆周面308与工件的接触面积，进一步降低摩擦阻力、细微切屑的摩擦阻力以及提高孔表面精度。在图7、图7A中，可以等分的设置逃隙后角A5-2，也可如图4、图6、图6A只有一个逃隙后角A5-2，其中，该逃隙后角A5-2除了图7、图7A为平面的结构，也可如图6、图6A所示，该逃隙后角A5-2为圆弧状的凹槽结构，进一步的该逃隙沟槽A5-2在转动时也能将微细切屑排入沟槽内，降低细屑与孔径磨擦发生的可能，以提高孔表面精度与钻头寿命。
请参阅图8，本发明在转动时，该钻尖303与该断屑台阶304、阶梯刃307恰形成多个断屑点即是虚线表示位置，每当切屑经过断屑点即断屑，使得切屑细小化，可降低切削阻力与钻孔阻力最小化的优势，切削所产生细小化的切屑快速的排出孔中，减少切屑持续在孔内摩擦，并提高孔表面精度。
本发明可以选用如图3至图8所示的半圆直刃结构外，该钻身302也可实施呈螺旋刃的造型，该螺旋处即形成排屑沟，能应用在具有延展性高的材质以及深孔加工。
通过上述说明，本发明具有下列的优点：当要切削大孔径、深孔加工时，将切削时该钻身302、钻尖303、断屑台阶304、阶梯刃307产生的轴向阻力化成多个分力，本发明的轴向阻力小、中心静点最小化，自然可增加切削的进给率提高工作效率同时保持着孔径精度且稳定性高。且当本发明运用上述所有的技术特征，钻身倒锥度A4更能减少钻身302与孔之间的摩擦阻力，同时钻身逃隙后角A5以及至少一个以上的逃隙沟槽A5-2也能减少钻身302与孔的接触面积，同时辅助排屑，提高孔精度，进一步提升产业升级。
以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种半圆钻头，其特征是主要包含有：一柄身(301)、一钻身(302)、一钻尖(303)、至少一断屑台阶(304)与一阶梯刃(307)，该断屑台阶(304)设置在该钻身(302)顶部并沿着中心轴(C)朝远离该钻身(302)的方向延伸一距离，该断屑台阶(304)的直径小于该钻身(302)顶部的直径，该钻尖(303)由该断屑台阶(304)延伸出的两钻刃(401、402)所构成，该钻身(302)与该断屑台阶(304)呈半圆形的单刃结构，该钻尖(303)设置在中心轴(C)的一侧，该钻尖(303)是该断屑台阶(304)延伸出的两钻刃(401、402)的最高点，由该钻身(302)的剖面为界能定义出一第一边(305)以及一第二边(306)，从该第一边(305)一侧该钻尖(303)朝着其中一个钻刃(401)方向倾斜形成一第一中心切刃角(A1-1)，该钻身(302)与该断屑台阶(304)形成一螺旋状的阶梯刃(307)，该阶梯刃(307)具有阶梯切削角(A2)，从该第二边(306)一侧该钻尖朝着另一个钻刃(402)方向倾斜形成一第二中心切刃角(A1-2)，并且该钻身(302)与该钻尖(303)的同一侧设置一钻身逃隙后角(A5)。
2.根据权利要求1所述半圆钻头，其特征在于，该钻身(302)具有该钻身逃隙后角(A5)的一侧研磨出一钻身切刃宽(H)。
3.根据权利要求1所述半圆钻头，其特征在于，该钻身(302)具有钻身倒锥度(A4)，且钻身(302)延伸部位径向缩小。
4.根据权利要求1所述半圆钻头，其特征在于，该钻身逃隙后角(A5)连接有一支撑圆周面(308)，该支撑圆周面(308)上设置至少一个逃隙沟槽(A5-2)。
5.根据权利要求1所述半圆钻头，其特征在于，该钻尖(303)与该断屑台阶(304)在切削时能够形成多个断屑点。
6.根据权利要求1所述半圆钻头，其特征在于，该钻身(302)具有呈直刃的造型。
7.根据权利要求1所述半圆钻头，其特征在于，该钻身(302)具有呈螺旋刃的造型。
8.根据权利要求1所述半圆钻头，其特征在于，该断屑台阶(304)设有一与该钻身逃隙后角(A5)平行的断屑台阶逃隙沟槽。
9.根据权利要求1所述半圆钻头，其特征在于，该断屑台阶(304)具有钻身倒锥度(A4)。
10.根据权利要求1所述半圆钻头，其特征在于，该其中一个钻刃(401)是中心切刃，该另一个钻刃(402)呈从钻尖(303)朝右下方倾斜的弧状；该断屑台阶(304)由具有一定距离的导柱(403)与在该导柱(403)侧边的台阶切刃(404)所构成；该阶梯刃(307)具有由该台阶切刃(404)与钻身切刃(405)所构成的切削刃部。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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