CN114932251B - 一种钻削加工刀具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钻削加工刀具，中心槽邻近旋转中心轴设置，周向槽邻近刀体周面设置，刀体周面上设有均为螺旋结构的中心排屑槽和周向排屑槽，周向排屑槽与周向容屑槽直接相连，中心排屑槽和中心容屑槽通过中心过渡槽相连，中心过渡槽由旋转中心轴向刀体周面方向延伸，且延伸方向与旋转中心轴之间的夹角为α1，应满足：3°≤α1≤15°，中心过渡槽与中心容屑槽的连接部与垂直于所述中心刀片的径向延伸方向的轴向截面相交，且该连接部的内侧端点与旋转中心轴在中心刀片的径向延伸方向上的最大距离为L1，切削刀体的直径为D，应满足：0.01D≤L1≤0.1D，本发明具有排屑性能好、加工性能好、使用寿命长、通用性好等优点。

Description

一种钻削加工刀具

技术领域

本发明主要涉及金属切削加工领域，尤其涉及一种钻削加工刀具。

背景技术

钻削刀具切削时主要是切削端部承受切削力，螺旋槽和加工表面形成封闭区域，切屑只能从切削端部经螺旋槽排出，切屑排出困难，当切削端部受力不均时，切削端部相对于夹持柄部会产生更大的挠度，同时，当切屑不能及时排出工件之外，积留的切屑和螺旋槽、加工表面形成剧烈刮擦挤压，刀体会因为周向受力失衡从而产生振动，不但降低了加工表面质量，而且会使钻削刀具寿命大幅降低，因此，钻削刀具的排屑性能是影响刀具性能的重要因素。

现有技术中，为了降低刀具使用成本，通常将钻削刀具设计为可换分体式结构，可通过更换刀片来节约成本，即钻削刀具由刀片和刀体二部分组成，刀片包括中心刀片和周边刀片，中心刀片用于中心材料去除，周边刀片用于周边材料去除。刀体切削端部设有安装中心刀片的中心槽和安装周边刀片的周向槽，并分别与周面上两个螺旋排屑槽相连，螺旋槽的安装角度和深度均会影响刀具的排屑效果，且钻削刀具中心槽与排屑槽直接相连，其过渡部位存在排屑隐患。

现有技术中，钻削刀具切削加工参数大时，单位时间排屑多，加工软材料时，因为材料的塑性变形大，不仅切屑卷曲半径大，而且切屑难以完全折断，钻削刀具存在中心刀片切屑被挤压、切屑排屑不畅等问题，进而影响刀具的加工效果和刀具寿命，无法满足客户加工需求。

例如，中国专利文献CN204449429U公开了一种钻削加工刀具，刀具容屑槽侧定位面增加了抗冲击增强块，具有结构简单、制造方便、提高刀具的寿命等优点，但该结构中心容屑槽和排屑槽直接相连，加工软材料和大参数加工时，排屑存在隐患，出现刀具侧壁刮擦、加工孔尺寸超差和刀具寿命等各种现象，甚至出现刀具无法加工等现象。

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，提供一种排屑性能好、加工性能好、使用寿命长且通用性好的钻削加工刀具。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种钻削加工刀具，包括切削刀片和切削刀体，所述切削刀片包括中心刀片和周边刀片，所述切削刀体包括柄部、切削端部以及位于所述柄部、切削端部之间的刀体周面，所述柄部、刀体周面均关于所述切削刀体的旋转中心轴对称，所述切削端部设有适配所述中心刀片的中心槽和适配所述周边刀片的周向槽，所述中心槽包括中心定位槽和中心容屑槽，所述周向槽包括周向定位槽和周向容屑槽，所述中心槽邻近所述旋转中心轴设置，所述周向槽邻近所述刀体周面设置，所述刀体周面上设有均为螺旋结构的中心排屑槽和周向排屑槽，所述周向排屑槽与所述周向容屑槽直接相连，所述中心排屑槽和中心容屑槽通过中心过渡槽相连，所述中心过渡槽由所述旋转中心轴向刀体周面方向延伸，且延伸方向与旋转中心轴之间的夹角为α1，应满足：3°≤α1≤15°，所述中心过渡槽与中心容屑槽的连接部与垂直于所述中心刀片的径向延伸方向的轴向截面相交，且该连接部的内侧端点与所述旋转中心轴在所述中心刀片的径向延伸方向上的最大距离为L1，切削刀体的前端直径为D，应满足：0.01D≤L1≤0.1D。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述中心过渡槽与刀具切削端部的切削平面P之间的虚交位置在刀具径向方向上过所述旋转中心轴，且与所述旋转中心轴之间的最大距离为L2，应满足：0.05D≤L2≤0.1D。

所述中心过渡槽的法向平面B与中心排屑槽的法向平面C之间的夹角为α2，应满足：-5°≤α2≤5°。

所述中心过渡槽在法向平面B上呈U形，且圆弧部位的半径为R1，应满足：-2mm≤R1-D/4≤1mm。

所述中心过渡槽在垂直于法向平面B的截面上呈直线状。

所述中心过渡槽在垂直于法向平面B的截面上呈曲线状。

所述中心过渡槽在垂直于法向平面B的截面上所呈曲线的曲率半径为R2，应满足：20mm≤R2。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的钻削加工刀具，中心排屑槽和中心容屑槽通过中心过渡槽相连，中心过渡槽由旋转中心轴向刀体周面方向延伸，且延伸方向与旋转中心轴之间的夹角为α1，应满足：3°≤α1≤15°，中心过渡槽与中心容屑槽的连接部与垂直于中心刀片的径向延伸方向的轴向截面相交，且该连接部的内侧端点与旋转中心轴之间在中心刀片的径向延伸方向上的最大距离为L1，切削刀体的直径为D，应满足：0.01D≤L1≤0.1D，在刀具的中心容屑槽与中心排屑槽之间设置一个中心过渡槽，并通过中心过渡槽与中心容屑槽的连接部与垂直于中心刀片的径向延伸方向的轴向截面相交，即中心过渡槽起始位置过刀具旋转中心轴，即中心过渡槽最大深度大于刀具半径，避免出现切屑盲点，防止中心刀片切屑在排屑盲点处受到挤压，增大中心刀片的容屑空间，保证良好的切削效果；设置0.01D≤L1≤0.1D，增大中心刀片的容屑空间的同时，避免影响刀具刚度，控制中心过渡槽和刀具旋转中心轴之间的角度位于合理范围控制中心刀片排屑方向，从而使钻削加工刀具的中心刀片排屑性能提升，减少侧壁刮擦，提高加工性能，并延长刀具使用寿命，且可以满足不同加工参数和不同材料的加工需求，提高了刀具的通用性。

附图说明

图1是本发明钻削加工刀具第一种实施例的立体图。

图2是本发明钻削加工刀具第一种实施例的主视图。

图3是本发明钻削加工刀具第一种实施例中心槽的立体图。

图4是本发明钻削加工刀具第一种实施例周向槽的立体图。

图5是本发明钻削加工刀具第一种实施例中心槽的主视图。

图6是本发明钻削加工刀具第一种实施例中心过渡槽与中心排屑槽的法向平面的示意图。

图7是本发明钻削加工刀具第一种实施例中心过渡槽在法向平面B上的示意图。

图8是本发明钻削加工刀具第一种实施例中心过渡槽在垂直于法向平面B的截面上的示意图(即图7中A-A视图)。

图9是本发明钻削加工刀具第一种实施例中心过渡槽的位置示意图。

图10是本发明钻削加工刀具第二种实施例的立体示意图。

图11是本发明钻削加工刀具第二种实施例的侧视图。

图12是本发明钻削加工刀具第二种实施例中心过渡槽在法向平面B上的示意图。

图13是本发明钻削加工刀具第二种实施例中心过渡槽在垂直于法向平面B的截面上的示意图。

图中各标号表示：

1、切削刀片；11、中心刀片；12、周边刀片；2、切削刀体；21、柄部；22、切削端部；23、切削周面；24、旋转中心轴；25、中心槽；26、周向槽；27、中心排屑槽；28、周向排屑槽；29、中心过渡槽；291、中心过渡槽与刀具切削端部的切削平面P之间的虚交位置；51、中心定位槽；52、中心容屑槽；61、周向定位槽；62、周向容屑槽。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

图1至图9示出了本发明钻削加工刀具的第一种实施例，该钻削加工刀具包括切削刀片1和切削刀体2，切削刀片1包括中心刀片11和周边刀片12，切削刀体2包括柄部21、切削端部22以及位于柄部21、切削端部22之间的刀体周面23，柄部21、刀体周面23均关于切削刀体2的旋转中心轴24对称，切削端部22设有适配中心刀片11的中心槽25和适配周边刀片12的周向槽26，中心槽25包括中心定位槽51和中心容屑槽52，周向槽26包括周向定位槽61和周向容屑槽62，中心槽25邻近旋转中心轴24设置，周向槽26邻近刀体周面23设置，刀体周面23上设有均为螺旋结构的中心排屑槽27和周向排屑槽28，周向排屑槽28与周向容屑槽62直接相连，中心排屑槽27和中心容屑槽52通过中心过渡槽29相连，中心过渡槽29由旋转中心轴24向刀体周面23方向延伸，且延伸方向与旋转中心轴24之间的夹角为α1，应满足：3°≤α1≤15°，中心过渡槽29与中心容屑槽52的连接部与垂直于中心刀片11的径向延伸方向的轴向截面相交，且该连接部的内侧端点与旋转中心轴24在中心刀片11的径向延伸方向上的最大距离为L1，切削刀体2的前端直径为D，应满足：0.01D≤L1≤0.1D，在刀具的中心容屑槽52与中心排屑槽27之间设置一个中心过渡槽29，并通过保证中心过渡槽29与中心容屑槽52的连接部与垂直于中心刀片11的径向延伸方向的轴向截面相交，即中心过渡槽29起始位置过刀具旋转中心轴11，增大中心刀片11的容屑空间，避免出现切屑盲点，防止中心刀片切屑在排屑盲点处受到挤压，保证良好的切削效果；设置0.01D≤L1≤0.1D，保证中心刀片11的容屑空间的同时，避免影响刀具刚度，控制中心过渡槽29和刀具的旋转中心轴24之间的角度位于合理范围3°≤α1≤15°内，控制中心刀片11的排屑方向，从而使钻削加工刀具的中心刀片11排屑性能提升，减少侧壁刮擦，提高加工性能，并延长刀具使用寿命，且可以满足不同加工参数和不同材料的加工需求，提高了刀具的通用性，本事实例中，α1＝9°，L1＝0.02D。

本实施例中，中心过渡槽29与刀具切削端部22的切削平面P之间的虚交位置291在刀具径向方向上过旋转中心轴24，虚交位置是指中心过渡槽29的延伸面与切削平面P相交的位置，且与旋转中心轴24之间的最大距离为L2，为保证中心过渡槽29的排屑性能，应满足：0.05D≤L2≤0.1D，本实施例中，L2＝0.08D。

本实施例中，中心过渡槽29的法向平面B与中心排屑槽27的法向平面C之间的夹角为α2，为了保证中心过渡槽29与中心排屑槽27连接更加顺畅，应满足：-5°≤α2≤5°，本实施例中，α2＝0。

为保证中心过渡槽29的形状，并便于中心过渡槽29的加工，本实施例中，中心过渡槽29在法向平面B上呈U形，且圆弧部位的半径为R1，应满足：-2mm≤R1-D/4≤1mm，本实施例中，D＝25mm，R1＝6mm。

本实施例中，为进一步降低中心过渡槽29的加工难度和排屑流畅度，中心过渡槽29在垂直于法向平面B的截面上呈直线状，不仅使中心容屑槽52和中心排屑槽27连接更加平滑，而且增大了中心过渡槽29的容屑空间S1，从而在不影响钻削加工刀具刚性的前提下，提升刀具的排屑性能。

图10至图13示出了本发明钻削加工刀具的第二种实施例，该实施例与第一种实施例基本相同，区别仅在于：本实施例中，中心过渡槽29在垂直于法向平面B的截面上呈曲线状，在第一种实施例的基础上，进一步增大了刀具容屑空间S2。

本实施例中，为了保证中心容屑槽52和中心排屑槽27连接平滑程度，中心过渡槽29在垂直于法向平面B的截面上所呈曲线的曲率半径为R2，应满足：20mm≤R2，本实施例中，R2＝30mm。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，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 (7)

1.一种钻削加工刀具，包括切削刀片(1)和切削刀体(2)，所述切削刀片(1)包括中心刀片(11)和周边刀片(12)，所述切削刀体(2)包括柄部(21)、切削端部(22)以及位于所述柄部(21)、切削端部(22)之间的刀体周面(23)，所述柄部(21)、刀体周面(23)均关于所述切削刀体(2)的旋转中心轴(24)对称，所述切削端部(22)设有适配所述中心刀片(11)的中心槽(25)和适配所述周边刀片(12)的周向槽(26)，所述中心槽(25)包括中心定位槽(51)和中心容屑槽(52)，所述周向槽(26)包括周向定位槽(61)和周向容屑槽(62)，所述中心槽(25)邻近所述旋转中心轴(24)设置，所述周向槽(26)邻近所述刀体周面(23)设置，所述刀体周面(23)上设有均为螺旋结构的中心排屑槽(27)和周向排屑槽(28)，所述周向排屑槽(28)与所述周向容屑槽(62)直接相连，其特征在于：所述中心排屑槽(27)和中心容屑槽(52)通过中心过渡槽(29)相连，所述中心过渡槽(29)由所述旋转中心轴(24)向刀体周面(23)方向延伸，且延伸方向与旋转中心轴(24)之间的夹角为α1，应满足：3°≤α1≤15°，所述中心过渡槽(29)与中心容屑槽(52)的连接部与垂直于所述中心刀片(11)的径向延伸方向的轴向截面相交，且该连接部的内侧端点与所述旋转中心轴(24)在所述中心刀片(11)的径向延伸方向上的最大距离为L1，切削刀体(2)的前端直径为D，应满足：0.01D≤L1≤0.1D。

2.根据权利要求1所述的钻削加工刀具，其特征在于：所述中心过渡槽(29)与切削端部(22)的切削平面P之间的虚交位置(291)在刀具径向方向上与所述中心过渡槽(29)与中心容屑槽(52)的连接部位于所述旋转中心轴(24)的同侧，且所述虚交位置(291)与所述旋转中心轴(24)之间的最大距离为L2，应满足：0.05D≤L2≤0.1D。

3.根据权利要求1或2所述的钻削加工刀具，其特征在于：所述中心过渡槽(29)的法向平面B与中心排屑槽(27)的法向平面C之间的夹角为α2，应满足：-5°≤α2≤5°。

4.根据权利要求1或2所述的钻削加工刀具，其特征在于：所述中心过渡槽(29)在法向平面B上呈U形，且圆弧部位的半径为R1，应满足：-2mm≤R1-D/4≤1mm。

5.根据权利要求4所述的钻削加工刀具，其特征在于：所述中心过渡槽(29)在垂直于法向平面B的截面上呈直线状。

6.根据权利要求4所述的钻削加工刀具，其特征在于：所述中心过渡槽(29)在垂直于法向平面B的截面上呈曲线状。

7.根据权利要求6所述的钻削加工刀具，其特征在于：所述中心过渡槽(29)在垂直于法向平面B的截面上所呈曲线的曲率半径为R2，应满足：20mm≤R2。