CN110560747A - 一种抑制钻加工出口毛刺的内冷阶梯钻 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种抑制钻加工出口毛刺的内冷阶梯钻。旨在解决现有技术中存在的钻加工出口毛刺较多的问题。本发明包括从左至右依次同轴连接的第一切削部、锥形过渡部、第二切削部以及钻身；所述第一切削部的左端为钻尖角，所述钻尖角的角度小于180°；所述锥形过渡部的母线与第一切削部的中心轴线夹角为40～50°；所述第二切削部的外径大于第一切削部的外径：所述第二切削部的左端面为平面，该平面与其轴线垂直；所述第二切削部的外径大于锥形过渡部的最大直径；第一切削部及第二切削部均设置有多条螺旋刀刃。

Description

一种抑制钻加工出口毛刺的内冷阶梯钻
技术领域
本发明涉及钻加工，具体涉及一种抑制钻加工出口毛刺的内冷阶梯钻。
背景技术
钻孔工艺是孔成型的有效方法之一，其在机械加工中占有很大比重。钻孔过程中会在孔底出现或多或少的毛刺，造成钻加工孔底出口毛刺的原因有很多，如工件材料、机床切削液、钻头结构、钻头角度、切削用量等等，由于毛刺的存在影响产品的使用，甚至可能会导致严重的事故，因而不可小视，去毛刺往往会是车间一道必不可少的工序，去除毛刺的方法分多种，有的用反倒角刀机械加工去除，有的采用锉刀等工具去除，还有去毛刺机器人打磨去除，无论是哪一种方法，都费时费力，成本较高；有资料显示，去毛刺所用工时占全部加工工时的5％～10％。
随着加工中心等设备的普遍使用，钻加工和铣加工可以一次装夹加工完成，在此背景下，技术人员通常会把注意力集中在编程难度较大的曲面铣削上，而对于孔加工，一般只是保证其满足使用要求，顺便对钻削入口处进行倒角加工，就算完成任务了；至于通孔钻削时，在背面出口处所产生的毛刺，则往往会被忽略，很少有人考虑在加工过程中该如何主动减少或消除这类毛刺。从精益成产的角度看，在加工过程中主动控制钻削毛刺，有利于提高设备利用率和生产效率，降低劳动强度。
以实践加工油孔为例：由于油孔位置和尺寸精度要求不高，只需钻加工即可，但油孔通常与另一装配孔相贯，加工油孔时孔底出口(相贯处)毛刺较多，需人工使用自制专用工具手动去除，效率较低，且手工从装配孔处去除时，易划伤装配孔，同时可能导致毛刺向油孔内翻转，存在毛刺去除不干净、有残留的风险；通过实践发现采用镊子式去毛刺刀、弹簧式去毛刺刀以及反倒角刀机械加工去除毛刺，效果均不理想，这些方法不仅占用了机床资源，且增加了零件的切削时间。
发明内容
本发明提供了一种抑制钻加工出口毛刺的内冷阶梯钻，旨在解决现有技术中存在的钻加工出口毛刺较多的问题。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
本发明的一种抑制钻加工出口毛刺的内冷阶梯钻，其特殊之处在于：包括从左至右依次同轴连接的第一切削部、锥形过渡部、第二切削部以及钻身；
所述第一切削部的左端为钻尖角，所述钻尖角的角度小于180°；
所述锥形过渡部的母线与第一切削部的中心轴线夹角为40～50°；
所述第二切削部的外径大于第一切削部的外径：
所述第二切削部的左端面为平面，该平面与其轴线垂直；
所述第二切削部的外径大于锥形过渡部的最大直径；
第一切削部及第二切削部均设置有多条螺旋刀刃。
进一步地，还包括冷却机构；
所述冷却机构包括冷却液主孔和多个分支孔组；
所述冷却液主孔贯穿第一切削部、锥形过渡部、第二切削部以及钻身；
每个所述分支孔组包括至少一个冷却液分支孔，所述冷却液分支孔的入口端与冷却液主孔连通，出口端朝向第一切削部的螺旋刀刃或第二切削部的螺旋刀刃。
进一步地，所述第一切削部及第二切削部均设置有两条螺旋刀刃。
进一步地，所述钻尖角角度为140°；
所述锥形过渡部的母线与第一切削部的中心轴线夹角为45°；
所述螺旋刀刃的螺旋角度为30°。
进一步地，所述第一切削部的长度为5mm，其外径为5mm；
所述第二切削部的长度为7mm，其外径为7.9mm；
所述螺旋刀刃的刃带为0.7mm；
所述锥形过渡部的母线长度为1mm。
进一步地，所述第一切削部和第二切削部均采用钨钴类硬质合金K20制成。
本发明的有益效果是：
1.本发明包括第一切削部、第二切削部，第一切削部与第二切削部的连接处设置有锥形过渡部，在第一切削部加工后，通过锥形过渡部对孔壁逐渐扩大，并去除第一切削部加工后留下的毛刺；第二切削部的左端面为与其轴线垂直的平面，因此，第二切削部的钻削力很小，且第二切削部的外径大于第一切削部，所以，第二切削部在钻出时不仅可以不产生多余的毛刺，还会把第一切削部产生的毛刺去除掉，将出口毛刺有效减少；降低了操作工的劳动强度和单件综合加工时间，降低了孔底毛刺去除不干净有残留的风险；也降低了成本。
2.本发明还包括冷却液主孔以及通往第一切削部或第二切削部的冷却液支孔，在钻孔时，于冷却液主孔和冷却液支孔内通冷却液，既增加了加工的润滑效果，降低摩擦力，使得钻孔更顺畅，又增加了冷却效果对阶梯钻起到保护作用，增加其寿命，同时冷却液支孔喷出的冷却液还会冲掉一部分毛刺，进一步解决了毛刺多的问题。
3.本发明的钻尖角角度为140°，由于钻入表面为铸造毛坯面，较大的钻尖角有利于钻入平稳。
4.本发明的锥形过渡部的母线与第一切削部的中心轴线为45°，能够保证第一切削部和第二切削部过渡平稳，无激烈变化，振动较小。
5.为了增强钻头的耐磨性，采用硬度、耐磨性和耐高温性俱佳的硬质合金作为制作阶梯钻的材料，而硬质合金针对加工对象材料的不同又分有不同的材料牌号，本发明的第一切削部和第二切削部均采用钨钴类硬质合金K20制成。
附图说明
图1是本发明抑制钻加工出口毛刺的内冷阶梯钻的结构示意图；
图2是图1中A-A的剖视图。
图中，1-第一切削部，11-钻尖角，2-锥形过渡部，3-第二切削部，4-钻身，5-冷却液主孔，51-冷却液分支孔，6-螺旋刀刃。
具体实施方式
为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种抑制钻加工出口毛刺的内冷阶梯钻作进一步详细说明。根据下面具体实施方式，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是：附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的；其次，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种抑制钻加工出口毛刺的内冷阶梯钻，结合图1、图2所示，如图1所示，本实施例包括从左至右依次同轴连接的第一切削部1、锥形过渡部2、第二切削部3以及钻身4；其中第一切削部1的长度为5mm，其外径为5mm；第二切削部3的长度为7mm，其外径为7.9mm；第一切削部1和第二切削部2均采用钨钴类硬质合金K20制成；第一切削部1的左端为钻尖角11，钻尖角11的角度为140°；锥形过渡部2的母线与第一切削部1的中心轴线夹角为45°；锥形过渡部2的母线长度为1mm；第二切削部3的外径大于第一切削部1的外径：第二切削部3的左端面为平面，该平面与其轴线垂直；第二切削部3的外径大于锥形过渡部2的最大直径；第一切削部1及第二切削部3均设置有多条螺旋刀刃。第一切削部1及第二切削部3均设置有两条螺旋刀刃6，螺旋刀刃6的螺旋角度为30°，螺旋刀刃6的刃带为0.7mm。
由此，在第一切削部加工后，通过锥形过渡部对孔壁逐渐扩大，并去除第一切削部加工后留下的毛刺；第二切削部的左端面为与其轴线垂直的平面，因此，第二切削部的钻削力很小，且第二切削部的外径大于第一切削部，所以，第二切削部在钻出时不仅可以不产生多余的毛刺，还会把第一切削部产生的毛刺去除掉，将出口毛刺有效减少；
本实施例还包括冷却机构；
冷却机构包括冷却液主孔5和多个分支孔组；冷却液主孔贯穿第一切削部1、锥形过渡部2、第二切削部3以及钻身4；每个分支孔组包括至少一个冷却液分支孔51，冷却液分支孔51的入口端与冷却液主孔5连通，出口端朝向第一切削部1的螺旋刀刃或第二切削部3的螺旋刀刃。
由此，在钻孔时，于冷却液主孔和冷却液支孔内通冷却液，既增加了加工的润滑效果，降低摩擦力，使得钻孔更顺畅，又增加了冷却效果对阶梯钻起到保护作用，增加其寿命，同时冷却液支孔喷出的冷却液还会冲掉一部分毛刺，进一步解决了毛刺多的问题。
本实施例在工作应该过程如下：
1、刀具安装。
采用BT50弹簧刀柄及C20-ER20的延长杆安装阶梯钻，安装时刀具露出长度不小于80mm，延长杆露出长度不小于110mm。
2、测量刀具长度和半径及跳动。
在对刀仪上测量出刀具的实际长度及钻头半径，同时在对刀仪上旋转刀具检查刀具直径的变化量(即刀具跳动)，保证在不大于0.05mm。
3、刀具入刀库。
手动将刀具放入刀库，并在控制面板上建立刀具信息。
4、安装工件。
按工艺要求将工件放入指定的夹具，用百分表检查工件的装夹状态是否满足工艺要求。
5、调用机床内程序，启动并进行加工。

Claims (6)

1.一种抑制钻加工出口毛刺的内冷阶梯钻，其特征在于：包括从左至右依次同轴连接的第一切削部(1)、锥形过渡部(2)、第二切削部(3)以及钻身(4)；
所述第一切削部(1)的左端为钻尖角(11)，所述钻尖角(11)的角度小于180°；
所述锥形过渡部(2)的母线与第一切削部(1)的中心轴线夹角为40～50°；
所述第二切削部(3)的外径大于第一切削部(1)的外径：
所述第二切削部(3)的左端面为平面，该平面与其轴线垂直；
所述第二切削部(3)的外径大于锥形过渡部(2)的最大直径；
第一切削部(1)及第二切削部(3)均设置有多条螺旋刀刃。
2.根据权利要求1所述的一种抑制钻加工出口毛刺的内冷阶梯钻，其特征在于：还包括冷却机构；
所述冷却机构包括冷却液主孔(5)和多个分支孔组；
所述冷却液主孔贯穿第一切削部(1)、锥形过渡部(2)、第二切削部(3)以及钻身(4)；
每个所述分支孔组包括至少一个冷却液分支孔(51)，所述冷却液分支孔(51)的入口端与冷却液主孔(5)连通，出口端朝向第一切削部(1)的螺旋刀刃或第二切削部(3)的螺旋刀刃。
3.根据权利要求1或2所述的一种抑制钻加工出口毛刺的内冷阶梯钻，其特征在于：
所述第一切削部(1)及第二切削部(3)均设置有两条螺旋刀刃(6)。
4.根据权利要求3述的一种抑制钻加工出口毛刺的内冷阶梯钻，其特征在于：所述钻尖角(11)角度为140°；
所述锥形过渡部(2)的母线与第一切削部(1)的中心轴线夹角为45°；
所述螺旋刀刃(6)的螺旋角度为30°。
5.根据权利要求4所述的一种抑制钻加工出口毛刺的内冷阶梯钻，其特征在于：
所述第一切削部(1)的长度为5mm，其外径为5mm；
所述第二切削部(3)的长度为7mm，其外径为7.9mm；
所述螺旋刀刃(6)的刃带为0.7mm；
所述锥形过渡部(2)的母线长度为1mm。
6.根据权利要求5述的一种抑制钻加工出口毛刺的内冷阶梯钻，其特征在于：所述第一切削部(1)和第二切削部(2)均采用钨钴类硬质合金K20制成。
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