CN112453508B - 一种复合材料孔加工pcd钻铣倒角刀具 - Google Patents

Abstract

本发明公开的属于铣刀技术领域，具体为一种复合材料孔加工PCD钻铣倒角刀具，包括钻杆、切削头与尾柄，其技术方案是：所述钻杆外壁螺旋开设有排屑槽，所述排屑槽设有两组，两组所述排屑槽之间设置有刀背，所述钻杆底部两侧开设有限位槽一，所述排屑槽向下延伸与限位槽一连接，所述刀背底部固定安装有凸块，所述钻杆底部开设有通孔，所述钻杆底部设有切削头，所述切削头顶部固定安装有限位柱，本发明有益效果是：通过安装槽内壁焊接聚晶金刚石刀片，限位柱插入钻杆底部的通孔内，切削头与限位槽一连接，钻杆的凸块插入切削头的限位槽二内，使凹槽二与螺纹孔轴线垂直，螺钉与限位柱的凹槽二固定，具有可更换新刀片与刀头，刀杆可以反复使用的效果。

Description

一种复合材料孔加工PCD钻铣倒角刀具

技术领域

本发明涉及铣刀技术领域，具体涉及一种复合材料孔加工PCD钻铣倒角刀具。

背景技术

PCD作为一种超硬刀具材料应用于切削加工已有数百年历史，二十世纪七十年代，人们利用高压合成技术合成了聚晶金刚石PCD，解决了天然金刚石数量稀少、价格昂贵的问题，使金刚石刀具的应用范围扩展到航空、航天、汽车、电子、石材等多个领域。

现有技术存在以下不足：现有的刀具当刃口磨损或者用钝不锋利时，可以在专用的磨刀机上进行刃磨，刃磨好后可以继续用，但是刃磨到数次后，整个刀杆会报废，PCD刀具的热稳定性较差，切削温度超过700℃～800℃时，就会完全失去其硬度，此外，它不适于切削黑色金属，因为金刚石在高温下容易与铁原子作用，使碳原子转化为石墨结构，刀具极易损坏,PCD刀具无法磨出极其锋利的刃口，加工的工件表面质量也不如天然金刚石，现在工业中还不能方便地制造带有断屑槽的PCD刀片，只能用于有色金属和非金属的精切，很难达到超精密镜面切削。

因此，发明一种复合材料孔加工PCD钻铣倒角刀具很有必要。

发明内容

为此，本发明提供一种复合材料孔加工PCD钻铣倒角刀具，通过安装槽内壁焊接聚晶金刚石刀片，切削头的限位柱插入钻杆底部的通孔内，同时切削头一侧与限位槽一连接，钻杆的凸块插入切削头的限位槽二内，使凹槽二与螺纹孔轴线垂直，螺钉通过螺纹孔插入通孔内壁，与限位柱的凹槽二固定，以解决减震效果差的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种复合材料孔加工PCD钻铣倒角刀具，包括钻杆、切削头与尾柄，所述钻杆外壁螺旋开设有排屑槽，所述排屑槽设有两组，两组所述排屑槽之间设置有刀背，所述钻杆底部两侧开设有限位槽一，所述排屑槽向下延伸与限位槽一连接，所述刀背底部固定安装有凸块，所述钻杆底部开设有通孔，所述钻杆底部设有切削头，所述切削头顶部固定安装有限位柱，所述限位柱两侧开设有凹槽二，所述切削头两侧开设有限位槽二，所述限位柱插接在通孔内壁，所述凸块插接在限位槽二内壁，所述刀背两侧底部开设有螺纹孔，所述螺纹孔与通孔相互连接；

所述切削头底部两侧开设有安装槽，所述安装槽内壁固定安装有聚晶金刚石刀片，所述聚晶金刚石刀片两侧设置有前刀面，所述前刀面与限位槽一内壁连接，所述聚晶金刚石刀片与安装槽连接处设置有后刀面；

所述聚晶金刚石刀片一侧开设有主切削面，所述主切削面与排屑槽相交线设置为主切削刃，所述前刀面与刃带相交线设置为副切削面，所述副切削面一侧设置为副切削刃；

两组所述聚晶金刚石刀片相交处开设有月牙槽，所述月牙槽一侧设置为圆弧刃，两组所述月牙槽相交处设置有内直刃，所述内直刃相交点设置为横刃，所述月牙槽外侧设置为分屑槽，所述分屑槽与排屑槽连接处设置有反向槽。

优选的，所述螺纹孔内壁活动安装有螺钉，所述螺钉一端插接在凹槽二内壁与限位柱活动连接。

优选的，所述刀背表面喷涂有TIN涂层，所述刀背与排屑槽连接处开设有刃带，所述刀背表面开设有条形槽，所述条形槽两端开设有弧面，所述条形槽外壁喷涂有TIAN涂层。

优选的，所述刀背两侧底部开设有出液孔，所述刀背内壁螺旋开设有导流槽，所述出液孔与导流槽相互连接。

优选的，所述刀背两侧底部均匀开设有凹槽一，所述凹槽一内壁固定安装有钨钢条。

优选的，所述钻杆顶部固定安装有尾柄，所述尾柄顶部开设有进液孔，所述进液孔设有两组，所述进液孔与导流槽顶部相互连接。

优选的，钻杆还包括加长钻杆，所述加长钻杆外壁螺旋开设有导屑槽，所述导屑槽设有两组。

本发明的有益效果是：

1.通过安装槽内壁焊接聚晶金刚石刀片，切削头的限位柱插入钻杆底部的通孔内，同时切削头一侧与限位槽一连接，钻杆的凸块插入切削头的限位槽二内，使凹槽二与螺纹孔轴线垂直，螺钉通过螺纹孔插入通孔内壁，与限位柱的凹槽二固定，具有可更换新刀片与刀头，刀杆可以反复使用的效果；

2.通过刀背两侧底部开设有出液孔，刀背内壁螺旋开设有导流槽，出液孔与导流槽相互连接，尾柄顶部开设有进液孔，进液孔设有两组，进液孔与导流槽顶部相互连接，冷却液保持了聚晶金刚石刀片与切削头的锋利，有助于润滑刀具与帮助排屑，避免钻头损坏，具有降低切削时的温度的效果；

3.通过聚晶金刚石刀片相交处开设有月牙槽，月牙槽一侧设置为圆弧刃，两组月牙槽相交处设置有内直刃，内直刃相交点设置为横刃，通过圆弧刃与月牙槽改善工件表面粗糙度，分屑槽具有控制切屑的流出方向，将切屑导流至排屑槽从而保持加工面精度，具有超精密镜面切削的效果。

附图说明

图1为本发明实施例1的主视结构示意图；

图2为本发明实施例1的侧视结构示意图；

图3为本发明实施例1的底部结构示意图；

图4为本发明实施例1的A处放大结构示意图；

图5为本发明实施例1的切削头分解结构示意图；

图6为本发明实施例1的切削头安装结构示意图；

图7为本发明实施例1的切削头主视结构示意图；

图8为本发明实施例1的安装槽定位示意图；

图9为本发明实施例1的聚晶金刚石刀片安装结构示意图；

图10为本发明实施例1的导流槽定位示意图；

图11为本发明实施例1的顶视结构示意图；

图12为本发明实施例2的主视结构示意图。

图中：钻杆100、刀背110、TIN涂层111、排屑槽112、刃带113、条形槽120、TIAN涂层121、弧面122、凹槽一130、钨钢条131、导流槽140、出液孔141、限位槽一150、凸块151、螺纹孔160、螺钉161、通孔170、加长钻杆180、导屑槽181、切削头200、限位柱210、凹槽二211、主切削刃220、主切削面221、后刀面230、前刀面240、副切削刃250、副切削面251、内直刃260、横刃261、月牙槽262、圆弧刃263、分屑槽264、反向槽265、限位槽二270、安装槽280、聚晶金刚石刀片290、尾柄300、进液孔310。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1，参照附图1-11，本发明提供的一种复合材料孔加工PCD钻铣倒角刀具，包括钻杆100、切削头200与尾柄300，钻杆100外壁螺旋开设有排屑槽112，排屑槽112设有两组，两组排屑槽112之间设置有刀背110，钻杆100底部两侧开设有限位槽一150，排屑槽112向下延伸与限位槽一150连接，刀背110底部固定安装有凸块151，钻杆100底部开设有通孔170，钻杆100底部设有切削头200，切削头200顶部固定安装有限位柱210，限位柱210两侧开设有凹槽二211，切削头200两侧开设有限位槽二270，限位柱210插接在通孔170内壁，凸块151插接在限位槽二270内壁，刀背110两侧底部开设有螺纹孔160，螺纹孔160与通孔170相互连接，具体的，钻杆100采用硬质合金为材质，提高钻杆100的进给运动，增加钻杆100的寿命的作用，排屑槽112具有排出切屑的作用，排屑槽112的螺旋角度为30°，刀背110介于刃带与排屑槽112之间，具有减小切削力的作用，限位槽一150对切削头200具有限位作用，凸块151对限位槽二270具有限位作用，通孔170对限位柱210具有限位作用，切削头200对限位柱210具有固定作用；

进一步地，螺纹孔160内壁活动安装有螺钉161，螺钉161一端插接在凹槽二211内壁与限位柱210活动连接，具体的，螺纹孔160对螺钉161具有限位与安装作用，凹槽二211对螺钉161一端具有限位作用，螺钉161对限位柱210具有固定作用；

进一步地，刀背110表面喷涂有TIN涂层111，刀背110与排屑槽112连接处开设有刃带113，刀背110表面开设有条形槽120，条形槽120两端开设有弧面122，条形槽120外壁喷涂有TIAN涂层121，具体的，TIN涂层111具有提高刀背110的硬度与抗热性，刃带113具有导屑于光孔的作用，条形槽120是刀背110表面均匀半圆形条状槽，条形槽120具有增加于孔壁的接触点使其加工稳定的作用，提高刀背110与孔壁的接触面积从而吸收热量，TIAN涂层121对条形槽120具有减少加工中的高热量和高应力的作用，有助于阻隔切屑避免高热传入工件和刀具；

进一步地，刀背110两侧底部开设有出液孔141，刀背110内壁螺旋开设有导流槽140，出液孔141与导流槽140相互连接，具体的，导流槽140对出液孔141具有输送冷却液的作用，出液孔141具有喷淋冷却液至切削头200的作用，从而降低切削时的温度，有助于润滑刀具与帮助排屑，冷却液具有保持聚晶金刚石刀片290与切削头200的锋利，降低切削头200的温度，避免钻头损坏，影响使用和精度；

进一步地，刀背110两侧底部均匀开设有凹槽一130，凹槽一130内壁固定安装有钨钢条131，具体的，凹槽一130对钨钢条131具有限位与固定作用，钨钢条131采用钨钢为材料，硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，钨钢条131具有增加钻杆100与切削头200连接处的稳定性，使其在1000℃时仍有很高的硬度；

进一步地，切削头200底部两侧开设有安装槽280，安装槽280内壁焊接有聚晶金刚石刀片290，聚晶金刚石刀片290两侧设置有前刀面240，前刀面240与限位槽一150内壁连接，聚晶金刚石刀片290与安装槽280连接处设置有后刀面230，具体的，切削头200设置为含钴钻头，可二次修磨，安装槽280对聚晶金刚石刀片290具有固定与限位作用，聚晶金刚石刀片290的胎体材料设置为碳化钨基，在胎体材料中添加高熔点的金属，钨等材料，并且选用低熔点的金属，钴、镍、锰等铜基合金作为金刚石的黏结材料，并在基体上嵌镶金刚石颗粒，烧结成型，聚晶金刚石刀片290同时具有金刚石的高硬度、高耐磨性和碳化钨高强韧性相结合的作用，且可二次修磨；

进一步地，聚晶金刚石刀片290一侧开设有主切削面221，主切削面221与排屑槽112相交线设置为主切削刃220，前刀面240与刃带113相交线设置为副切削面251，副切削面251一侧设置为副切削刃250，具体的，主切削面221与横刃261的夹角根据加工对象设置为118°与135°，主切削面221是主切削刃220修磨后产生的一个面，副切削面251是副切削刃250修磨后产生的一个面，主切削刃220具有直接参加金属切削的作用，副切削刃250具有修磨被加工孔壁的作用，并与刃带113共同起到导向作用没保证一定的表面粗糙度；

进一步地，两组聚晶金刚石刀片290相交处开设有月牙槽262，月牙槽262一侧设置为圆弧刃263，两组月牙槽262相交处设置有内直刃260，内直刃260相交点设置为横刃261，月牙槽262外侧设置为分屑槽264，分屑槽264与排屑槽112连接处设置有反向槽265，具体的，月牙槽262具有减少内直刃260的锋角,加强钻头的定心的作用,使孔位不会偏移,避免在钻削中所产生的定心不稳,钻头发生颤抖的现象，缩短了横刃261的长度使其成为定心点，在加工的时候压力更小切削更轻松，定心意味着不需要蹲坑，无需每个孔都加工定心孔，可以节省大量的循环时间，圆弧刃263具有改善工件表面粗糙度的作用，分屑槽264具有控制切屑的流出方向，将切屑导流至排屑槽112从而保持加工面精度，反向槽265方向与切削头200螺旋方向相反，能够减小轴向力，从而在一定程度上减少分层、撕裂和孔缩等制孔缺陷；

进一步地，钻杆100顶部固定安装有尾柄300，尾柄300顶部开设有进液孔310，进液孔310设有两组，进液孔310与导流槽140顶部相互连接，具体的，尾柄300具有夹持和传递钻孔时所需的扭矩和轴向力的作用，进液孔310对导流槽140具有输送冷却液的作用。

本发明的使用过程如下：在使用本发明时本领域工作人员需要将切削头200的安装槽280内壁焊接聚晶金刚石刀片290，将切削头200的限位柱210插入钻杆100底部的通孔170内，同时切削头200一侧与限位槽一150连接，钻杆100的凸块151插入切削头200的限位槽二270内，使凹槽二211与螺纹孔160轴线垂直，将螺钉161通过螺纹孔160插入通孔170内壁，与限位柱210的凹槽二211固定，加工时外接冷却液至进液孔310内，冷却液通过出液孔141高压喷出，从而降低切削时的温度，当聚晶金刚石刀片290与切削头200磨损可二次修磨与更换。

实施例2：

参照说明书附图12，该实施例的一种复合材料孔加工PCD钻铣倒角刀具，还包括加长钻杆180；

进一步地，钻杆100还包括加长钻杆180，加长钻杆180外壁螺旋开设有导屑槽181，导屑槽181设有两组，具体的，根据孔深不同，提供加长钻杆180，钻头按照倍径来选择，在CNC上钻孔的时候，小倍径比的钻杆100刚性更好一些，当切削头200钻到底部时，切屑能顺利排除，长度不够，会导致表面光洁度变差、孔径度不等与钻头断裂问题，切屑会堵塞子排屑槽中，需要使用加长钻杆180来解决。

实施场景具体为：在使用本发明时本领域工作人员需要将加长钻杆180替换为钻杆100。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种复合材料孔加工PCD钻铣倒角刀具，包括钻杆(100)、切削头(200)与尾柄(300)，其特征在于：所述钻杆(100)外壁螺旋开设有排屑槽(112)，所述排屑槽(112)设有两组，两组所述排屑槽(112)之间设置有刀背(110)，所述钻杆(100)底部两侧开设有限位槽一(150)，所述排屑槽(112)向下延伸与限位槽一(150)连接，所述刀背(110)底部固定安装有凸块(151)，所述钻杆(100)底部开设有通孔(170)，所述钻杆(100)底部设有切削头(200)，所述切削头(200)顶部固定安装有限位柱(210)，所述限位柱(210)两侧开设有凹槽二(211)，所述切削头(200)两侧开设有限位槽二(270)，所述限位柱(210)插接在通孔(170)内壁，所述凸块(151)插接在限位槽二(270)内壁，所述刀背(110)两侧底部开设有螺纹孔(160)，所述螺纹孔(160)与通孔(170)相互连接；

所述切削头(200)底部两侧开设有安装槽(280)，所述安装槽(280)内壁固定安装有聚晶金刚石刀片(290)，所述聚晶金刚石刀片(290)两侧设置有前刀面(240)，所述前刀面(240)与限位槽一(150)内壁连接，所述聚晶金刚石刀片(290)与安装槽(280)连接处设置有后刀面(230)；

所述聚晶金刚石刀片(290)一侧开设有主切削面(221)，所述主切削面(221)与排屑槽(112)相交线设置为主切削刃(220)，所述前刀面(240)与刃带(113)相交线设置为副切削面(251)，所述副切削面(251)一侧设置为副切削刃(250)；

两组所述聚晶金刚石刀片(290)相交处开设有月牙槽(262)，所述月牙槽(262)一侧设置为圆弧刃(263)，两组所述月牙槽(262)相交处设置有内直刃(260)，所述内直刃(260)相交点设置为横刃(261)，所述月牙槽(262)外侧设置为分屑槽(264)，所述分屑槽(264)与排屑槽(112)连接处设置有反向槽(265)。

2.根据权利要求1所述的一种复合材料孔加工PCD钻铣倒角刀具，其特征在于：所述螺纹孔(160)内壁活动安装有螺钉(161)，所述螺钉(161)一端插接在凹槽二(211)内壁与限位柱(210)活动连接。

3.根据权利要求1所述的一种复合材料孔加工PCD钻铣倒角刀具，其特征在于：所述刀背(110)表面喷涂有TIN涂层(111)，所述刀背(110)与排屑槽(112)连接处开设有刃带(113)，所述刀背(110)表面开设有条形槽(120)，所述条形槽(120)两端开设有弧面(122)，所述条形槽(120)外壁喷涂有TIAN涂层(121)。

4.根据权利要求1所述的一种复合材料孔加工PCD钻铣倒角刀具，其特征在于：所述刀背(110)两侧底部开设有出液孔(141)，所述刀背(110)内壁螺旋开设有导流槽(140)，所述出液孔(141)与导流槽(140)相互连接。

5.根据权利要求1所述的一种复合材料孔加工PCD钻铣倒角刀具，其特征在于：所述刀背(110)两侧底部均匀开设有凹槽一(130)，所述凹槽一(130)内壁固定安装有钨钢条(131)。

6.根据权利要求1所述的一种复合材料孔加工PCD钻铣倒角刀具，其特征在于：所述钻杆(100)顶部固定安装有尾柄(300)，所述尾柄(300)顶部开设有进液孔(310)，所述进液孔(310)设有两组，所述进液孔(310)与导流槽(140)顶部相互连接。

7.根据权利要求1所述的一种复合材料孔加工PCD钻铣倒角刀具，其特征在于：所述钻杆(100)还包括加长钻杆(180)，所述加长钻杆(180)外壁螺旋开设有导屑槽(181)，所述导屑槽(181)设有两组。

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