CN119870552B - 一种导屑顺畅深孔钻 - Google Patents

Abstract

本发明涉及孔加工技术领域，且公开了一种导屑顺畅深孔钻，包括设置在深孔钻头主体内部的排屑通道，深孔钻头主体的切削端部呈等距环形阵列开设有第一排屑槽、第二排屑槽，第一排屑槽与第二排屑槽分别连通排屑通道；本方案能够利用孔加工过程中，产生的螺旋切屑自身特质，来避免堵塞现象的产生，使排屑顺畅。本方案将深孔钻中的外刀片，拆分为两个模块，将现有技术中需要一个外刀片切出的切屑厚度，分摊给两个刀片，使孔加工更顺滑，刀片不易磨损。现有技术中，切屑宽度接近，本方案能够产出特殊形状的切屑，将切屑缠绕的劣势转化为优势，且能够使断裂的切屑，借助未断裂的切屑的缠绕与支撑排出外界，使排屑顺畅。

Description

一种导屑顺畅深孔钻

技术领域

本发明涉及孔加工技术领域，具体涉及一种导屑顺畅深孔钻。

背景技术

‌深孔钻是一种专门用于加工深孔的钻头，主要分为外排屑和内排屑两类。‌深孔钻的最大缺点是散热和排屑困难，这在使用过程中需要特别注意。

授权公告号为CN112453502A的中国发明专利：一种内排屑深孔钻，公开了包括刀片、刀体、楔形部分；楔形部分上沿圆周分布有楔形凸起，其与深孔内壁的单边间隙大于0或等于0毫米；当需要时，深孔钻的自定心力可以精密调节；通过定位件、螺杆、支座使楔形凸起的位置或姿态发生变化，改变间隙内的液膜厚度，从而调节液体对楔形轮廓的作用力；具有刀具系统精度高的技术方案。

授权公告号为CN112743128A的中国发明专利：一种焊接式BTA深孔钻，公开了包括刀体，刀体上设置有排屑通道口一、排屑通道口二、排屑通道口三、外刀片、中刀片、内刀片和个导向块，其中，外刀片紧临排屑通道口一，中刀片紧临排屑通道口，内刀片紧临排屑通道口，刀体上的外刀片、中刀片、内刀片错位分布，外圆上的外刀片与两个导向块的分布接近等分，具有能够通过三个排屑通道口避免了铁屑相互缠绕，避免堵屑的技术方案；

授权公告号为CN102489752A的中国发明专利：一种深孔钻头，公开了由刀柄、刀杆和刃部构成，刀杆上设置有排屑通道，刃部包括至少两个切削刃，每个切削刃上至少设置一个分屑槽；分屑槽沿以刀杆轴线为中心的不同圆周设置且各分屑槽可扫过的环面无重叠，具有能够将工件的需切削部分分割成宽度小于排屑通道内径的多条切屑排出的技术方案，易于排屑；

上述发明专利针对深孔钻进行孔加工的精度与排屑顺畅度进行了改进，上述发明专利一种焊接式BTA深孔钻中，避免堵屑的方式为避免铁屑相互缠绕，在现场加工时的确存在呈螺旋状的切屑，相互缠绕并压缩堆积，进而与排屑通道壁产生大摩擦力而堵塞，导致切削液无法有效将切屑排出的现象，造成切屑相互缠绕并压缩堆积的原因是，螺旋状切屑的易压缩、易摆动性，切屑越薄，则越容易产生堵塞现象；此方案需要开设三个排屑通道，深孔钻头自身的生产成本大；

在现有技术中，将深孔钻的外刀片设计的比内刀片与中刀片要宽，这样能够更好地定心，提高孔加工过程中的稳定性，而外刀片切削出的具有大宽度的螺旋切屑，质量大，不易于被切削液冲出，也是孔加工过程中产生堵塞的重要原因；所以本领域亟需一种导屑顺畅深孔钻，来解决现有技术的深孔钻，无法利用简单结构实现排屑顺畅的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种导屑顺畅深孔钻，以解决现有技术的深孔钻，无法利用简单结构实现排屑顺畅的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

导屑顺畅深孔钻，包括深孔钻头主体，以及安装在深孔钻头主体切削端部侧壁上的导向条，深孔钻还包括设置在深孔钻头主体内部的排屑通道，深孔钻头主体的切削端部呈等距环形阵列开设有第一排屑槽、第二排屑槽，第一排屑槽与第二排屑槽分别连通排屑通道；第一排屑槽侧壁顶端固定安装有内刀片与第一外刀片，第二排屑槽侧壁顶端固定安装有中刀片与第二外刀片；第一外刀片的切削刃与第二外刀片的切削刃，二者之间以深孔钻头主体轴线为轴，呈等距环形阵列分布，使孔加工时，深孔钻不易发生偏心震动；内刀片进行孔加工的内圈切削，中刀片进行孔加工的中圈切削，第一外刀片与第二外刀片的切削轨迹重合，共同进行孔加工的外圈切削；

进行孔加工时，内刀片能够切削出第一螺旋窄切屑，第一外刀片能够切削出第一螺旋宽切屑，中刀片能够切削出第二螺旋窄切屑，第二外刀片能够切削出第二螺旋宽切屑；第一螺旋窄切屑与第二螺旋窄切屑的厚度均为H，第一螺旋宽切屑与第二螺旋宽切屑的厚度之和为H；

第二外刀片的切削刃突出于深孔钻头主体端面的高度s1≥第一外刀片的切削刃突出于深孔钻头主体端面的高度s2；高度差s3=s1-s2，H/2＞s3；

所述第一外刀片与第二外刀片的切削刃长度均为L，L＞中刀片的切削刃长度，L＞内刀片的切削刃长度；

所述深孔钻为内排屑式深孔钻，有切削液在排屑通道内部，持续从靠近第一排屑槽与第二排屑槽一端，向远离第一排屑槽与第二排屑槽一端流动，将第一螺旋宽切屑、第一螺旋窄切屑、第二螺旋宽切屑、第二螺旋窄切屑、碎屑向外界携带；

采用上述技术方案，在稳定的孔加工螺旋推进效率下，第一螺旋宽切屑与第二螺旋宽切屑的宽度大于第一螺旋窄切屑与第二螺旋窄切屑的宽度，第一螺旋宽切屑与第二螺旋宽切屑的厚度小于第一螺旋窄切屑与第二螺旋窄切屑的厚度；第一螺旋宽切屑与第一螺旋窄切屑为第一切屑组，从第一排屑槽进入排屑通道，第二螺旋宽切屑与第二螺旋窄切屑为第二切屑组，从第二排屑槽进入排屑通道，第一螺旋宽切屑、第一螺旋窄切屑、第二螺旋宽切屑、第二螺旋窄切屑之间不可避免的在排屑通道内部产生缠绕；第一螺旋宽切屑与第二螺旋宽切屑受切削液冲击的受力面积大、质量轻，排出排屑通道的动力充足，但因为厚度小，具有易于形变堆积的缺点；而第一螺旋窄切屑与第二螺旋窄切屑受切削液冲击的受力面积小，想要持续且顺利排出排屑通道，对切削液的流动速度要求高，但因为厚度大，所以具有自身支撑力好、不易堆积形变的优点；第一螺旋宽切屑或第二螺旋宽切屑，与第一螺旋窄切屑或第二螺旋窄切屑产生缠绕时，能够相互影响，第一螺旋窄切屑或第二螺旋窄切屑能够利用第一螺旋宽切屑或第二螺旋宽切屑的充足动力，被切削液冲洗至外界，第一螺旋宽切屑或第二螺旋宽切屑能够利用第一螺旋窄切屑或第二螺旋窄切屑的优良支撑性能，使自身也不易形变堆积；采用上述方案能够降低切屑堵塞的风险，且能够降低切削液流通速度的标准，具有节能效果。现有技术中，连续的螺旋切屑产生断裂，是孔加工的常见现象，而断裂后的螺旋切屑更易于产生堆积堵塞，采用上述技术方案，利用切屑之间的缠绕效果，能够使断裂的切屑与未断裂的切屑缠绕关联，未断裂的切屑对断裂的切屑有向外界的携带作用，同时具有支撑作用，能够有效避免堆积堵塞现象的产生。

作为优选方案，所述深孔钻还包括套设在深孔钻头主体外侧壁上的外套筒刀杆，外套筒刀杆内侧壁与深孔钻头主体外侧壁之间设置有切削液流通夹层，外界切削液供给系统向切削液流通夹层内输入切削液，切削液沿着深孔钻头主体外侧壁流动至第一排屑槽与第二排屑槽区域，并从第一排屑槽与第二排屑槽流动进入排屑通道内部，将第一螺旋宽切屑、第一螺旋窄切屑、第二螺旋宽切屑、第二螺旋窄切屑、碎屑，从排屑通道内部向外界冲洗出；切屑的基础排出方式为现有技术，在此不做过多赘述。

作为优选方案，所述排屑通道设置有两个，第一排屑槽与第二排屑槽分别连通一个排屑通道，第一切屑组与第二切屑组分别从不同的排屑通道排出；

采用上述方案，能够避免多条切屑的相互缠绕，使第一切屑组与第二切屑组分隔开，在具有切屑间相互支撑、相互推动优点的前提下，避免产生第一螺旋窄切屑与第二螺旋窄切屑缠绕、第一螺旋宽切屑与第二螺旋宽切屑缠绕，避免无效缠绕。

作为优选方案，所述第二螺旋宽切屑的外径大于第二螺旋窄切屑的外径，所述第一螺旋宽切屑的外径大于第一螺旋窄切屑的外径；所述排屑通道的孔径，为第一螺旋宽切屑外径或第二螺旋宽切屑外径的1.3-1.5倍，能够使切屑有效获得切削液的推动力，且相比较只有一个排屑通道的方案，排屑通道孔径小了，使切屑之间易于缠绕，提高切屑间相互支撑与推进的效果。

作为优选方案，所述第二排屑槽与排屑通道的衔接处为光滑的过度面，所述第一排屑槽与排屑通道的衔接处为光滑的过度面，能够使切屑顺滑进入排屑通道。

作为优选方案，3L/4＞中刀片的切削刃长度＞L/2，3L/4＞内刀片的切削刃长度＞L/2，使孔加工更顺畅。

作为优选方案，s3=0。

深孔加工方法，采用导屑顺畅深孔钻，进行工件的孔加工；开孔过程中，深孔钻头主体向开孔方向，做等螺距的螺旋推进，深孔钻头主体上一点的螺旋轨迹的螺距为S，S=H。

本发明具有以下有益效果：1、本方案能够利用孔加工过程中，产生的螺旋切屑自身特质，来避免堵塞现象的产生，使排屑顺畅。

2、本方案将深孔钻中的外刀片，拆分为两个模块，将现有技术中需要一个外刀片切出的切屑厚度，分摊给两个刀片，使孔加工更顺滑，刀片不易磨损。

3、现有技术中，切屑宽度接近，本方案能够产出特殊形状的切屑，将切屑缠绕的劣势转化为优势，且能够使断裂的切屑，借助未断裂的切屑的缠绕与支撑排出外界，使排屑顺畅。

4、本方案设计有将两个宽切屑分别从两个排屑通道排出的细化方案，能够避免无效缠绕，使排屑顺畅。

5、本方案结构简单，与现有技术中基础款的深孔钻相比，结构上无大的变化，便于生产。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1提供的整体结构示意图；

图2为本发明实施例2提供的整体结构示意图；

图3为图1中A1区域剖面图；

图4为本发明实施例2提供的整体结构俯视示意图；

图5为图2中A2区域剖面图；

图6为本发明中切屑正常产生缠绕、断裂产生缠绕示意图。

附图标记说明：

101、深孔钻头主体；102、导向条；103、内刀片；104、中刀片；105、第一外刀片；106、第二外刀片；107、第一排屑槽；108、第二排屑槽；109、排屑通道；201、外套筒刀杆；202、切削液；301、第一螺旋宽切屑；302、第一螺旋窄切屑；303、第二螺旋宽切屑；304、第二螺旋窄切屑；305、碎屑。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

如图1、3、6所示，本发明实施例1提供的导屑顺畅深孔钻，包括深孔钻头主体101，以及安装在深孔钻头主体101切削端部侧壁上的导向条102，深孔钻还包括设置在深孔钻头主体101内部的排屑通道109，深孔钻头主体101的切削端部呈等距环形阵列开设有第一排屑槽107、第二排屑槽108，第一排屑槽107与第二排屑槽108分别连通排屑通道109；第一排屑槽107侧壁顶端固定安装有内刀片103与第一外刀片105，第二排屑槽108侧壁顶端固定安装有中刀片104与第二外刀片106；第一外刀片105的切削刃与第二外刀片106的切削刃，二者之间以深孔钻头主体101轴线为轴，呈等距环形阵列分布，使孔加工时，深孔钻不易发生偏心震动；内刀片103进行孔加工的内圈切削，中刀片104进行孔加工的中圈切削，第一外刀片105与第二外刀片106的切削轨迹重合，共同进行孔加工的外圈切削；

进行孔加工时，内刀片103能够切削出第一螺旋窄切屑302，第一外刀片105能够切削出第一螺旋宽切屑301，中刀片104能够切削出第二螺旋窄切屑304，第二外刀片106能够切削出第二螺旋宽切屑303；第一螺旋窄切屑302与第二螺旋窄切屑304的厚度均为H，第一螺旋宽切屑301与第二螺旋宽切屑303的厚度之和为H；

第二外刀片106的切削刃突出于深孔钻头主体101端面的高度s1≥第一外刀片105的切削刃突出于深孔钻头主体101端面的高度s2；高度差s3=s1-s2=0，使排屑效果好；

第一外刀片105与第二外刀片106的切削刃长度均为L，L＞中刀片104的切削刃长度，L＞内刀片103的切削刃长度；

深孔钻为内排屑式深孔钻，有切削液在排屑通道109内部，持续从靠近第一排屑槽107与第二排屑槽108一端，向远离第一排屑槽107与第二排屑槽108一端流动，将第一螺旋宽切屑301、第一螺旋窄切屑302、第二螺旋宽切屑303、第二螺旋窄切屑304、碎屑305向外界携带；

采用上述技术方案，在稳定的孔加工螺旋推进效率下，第一螺旋宽切屑301与第二螺旋宽切屑303的宽度大于第一螺旋窄切屑302与第二螺旋窄切屑304的宽度，第一螺旋宽切屑301与第二螺旋宽切屑303的厚度小于第一螺旋窄切屑302与第二螺旋窄切屑304的厚度；第一螺旋宽切屑301与第一螺旋窄切屑302为第一切屑组，从第一排屑槽107进入排屑通道109，第二螺旋宽切屑303与第二螺旋窄切屑304为第二切屑组，从第二排屑槽108进入排屑通道109，第一螺旋宽切屑301、第一螺旋窄切屑302、第二螺旋宽切屑303、第二螺旋窄切屑304之间不可避免的在排屑通道109内部产生缠绕；第一螺旋宽切屑301与第二螺旋宽切屑303受切削液冲击的受力面积大、质量轻，排出排屑通道109的动力充足，但因为厚度小，具有易于形变堆积的缺点；而第一螺旋窄切屑302与第二螺旋窄切屑304受切削液冲击的受力面积小，想要持续且顺利排出排屑通道109，对切削液的流动速度要求高，但因为厚度大，所以具有自身支撑力好、不易堆积形变的优点；第一螺旋宽切屑301或第二螺旋宽切屑303，与第一螺旋窄切屑302或第二螺旋窄切屑304产生缠绕时，能够相互影响，第一螺旋窄切屑302或第二螺旋窄切屑304能够利用第一螺旋宽切屑301或第二螺旋宽切屑303的充足动力，被切削液冲洗至外界，第一螺旋宽切屑301或第二螺旋宽切屑303能够利用第一螺旋窄切屑302或第二螺旋窄切屑304的优良支撑性能，使自身也不易形变堆积；采用上述方案能够降低切屑堵塞的风险，且能够降低切削液流通速度的标准，具有节能效果。现有技术中，连续的螺旋切屑产生断裂，是孔加工的常见现象，而断裂后的螺旋切屑更易于产生堆积堵塞，采用上述技术方案，利用切屑之间的缠绕效果，能够使断裂的切屑与未断裂的切屑缠绕关联，未断裂的切屑对断裂的切屑有向外界的携带作用，同时具有支撑作用，能够有效避免堆积堵塞现象的产生。

深孔钻还包括套设在深孔钻头主体101外侧壁上的外套筒刀杆201，外套筒刀杆201内侧壁与深孔钻头主体101外侧壁之间设置有切削液流通夹层，外界切削液202供给系统向切削液流通夹层内输入切削液202，切削液202沿着深孔钻头主体101外侧壁流动至第一排屑槽107与第二排屑槽108区域，并从第一排屑槽107与第二排屑槽108流动进入排屑通道109内部，将第一螺旋宽切屑301、第一螺旋窄切屑302、第二螺旋宽切屑303、第二螺旋窄切屑304、碎屑305，从排屑通道109内部向外界冲洗出。

第二排屑槽108与排屑通道109的衔接处为光滑的过度面，第一排屑槽107与排屑通道109的衔接处为光滑的过度面，能够使切屑顺滑进入排屑通道109。

中刀片104的切削刃长度=5L/8，内刀片103的切削刃长度=5L/8，使孔加工更顺畅。

深孔加工方法，采用导屑顺畅深孔钻，进行工件的孔加工；开孔过程中，深孔钻头主体101向开孔方向，做等螺距的螺旋推进，深孔钻头主体101上一点的螺旋轨迹的螺距为S，S=H。

实施例2，如图2、4、5、6所示，在实施例1技术方案的基础上，排屑通道109设置有两个，第一排屑槽107与第二排屑槽108分别连通一个排屑通道109，第一切屑组与第二切屑组分别从不同的排屑通道109排出；

采用上述方案，能够避免多条切屑的相互缠绕，使第一切屑组与第二切屑组分隔开，在具有切屑间相互支撑、相互推动优点的前提下，避免产生第一螺旋窄切屑302与第二螺旋窄切屑304缠绕、第一螺旋宽切屑301与第二螺旋宽切屑303缠绕，避免无效缠绕。

第二螺旋宽切屑303的外径大于第二螺旋窄切屑304的外径，第一螺旋宽切屑301的外径大于第一螺旋窄切屑302的外径；排屑通道109的孔径，为第一螺旋宽切屑301外径或第二螺旋宽切屑303外径的1.4倍，能够使切屑有效获得切削液的推动力，且相比较只有一个排屑通道109的方案，排屑通道109孔径小了，使切屑之间易于缠绕，且能够避免断裂螺旋切屑的轴线，与排屑通道109轴线之间产生大夹角，进一步降低堵塞概率，提高切屑间相互支撑与推进的效果。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (7)

1.一种导屑顺畅深孔钻，包括深孔钻头主体（101），以及安装在深孔钻头主体（101）切削端部侧壁上的导向条（102），其特征在于：深孔钻还包括设置在深孔钻头主体（101）内部的排屑通道（109），深孔钻头主体（101）的切削端部呈等距环形阵列开设有第一排屑槽（107）、第二排屑槽（108），第一排屑槽（107）与第二排屑槽（108）分别连通排屑通道（109）；第一排屑槽（107）侧壁顶端固定安装有内刀片（103）与第一外刀片（105），第二排屑槽（108）侧壁顶端固定安装有中刀片（104）与第二外刀片（106）；第一外刀片（105）的切削刃与第二外刀片（106）的切削刃，二者之间以深孔钻头主体（101）轴线为轴，呈等距环形阵列分布；内刀片（103）进行孔加工的内圈切削，中刀片（104）进行孔加工的中圈切削，第一外刀片（105）与第二外刀片（106）的切削轨迹重合，共同进行孔加工的外圈切削；

进行孔加工时，内刀片（103）能够切削出第一螺旋窄切屑（302），第一外刀片（105）能够切削出第一螺旋宽切屑（301），中刀片（104）能够切削出第二螺旋窄切屑（304），第二外刀片（106）能够切削出第二螺旋宽切屑（303）；第一螺旋窄切屑（302）与第二螺旋窄切屑（304）的厚度均为H，第一螺旋宽切屑（301）与第二螺旋宽切屑（303）的厚度之和为H；

第二外刀片（106）的切削刃突出于深孔钻头主体（101）端面的高度s1≥第一外刀片（105）的切削刃突出于深孔钻头主体（101）端面的高度s2；高度差s3=s1-s2，H/2＞s3；

所述第一外刀片（105）与第二外刀片（106）的切削刃长度均为L，L＞中刀片（104）的切削刃长度，L＞内刀片（103）的切削刃长度；

所述深孔钻为内排屑式深孔钻，有切削液在排屑通道（109）内部，持续从靠近第一排屑槽（107）与第二排屑槽（108）一端，向远离第一排屑槽（107）与第二排屑槽（108）一端流动，将第一螺旋宽切屑（301）、第一螺旋窄切屑（302）、第二螺旋宽切屑（303）、第二螺旋窄切屑（304）、碎屑（305）向外界携带；

所述排屑通道（109）设置有两个，第一排屑槽（107）与第二排屑槽（108）分别连通一个排屑通道（109），第一切屑组与第二切屑组分别从不同的排屑通道（109）排出；

第一螺旋宽切屑（301）与第一螺旋窄切屑（302）相互缠绕，第二螺旋宽切屑（303）与第二螺旋窄切屑（304）相互缠绕。

2.根据权利要求1所述的一种导屑顺畅深孔钻，其特征在于：所述深孔钻还包括套设在深孔钻头主体（101）外侧壁上的外套筒刀杆（201），外套筒刀杆（201）内侧壁与深孔钻头主体（101）外侧壁之间设置有切削液流通夹层，外界切削液（202）供给系统向切削液流通夹层内输入切削液（202），切削液（202）沿着深孔钻头主体（101）外侧壁流动至第一排屑槽（107）与第二排屑槽（108）区域，并从第一排屑槽（107）与第二排屑槽（108）流动进入排屑通道（109）内部，将第一螺旋宽切屑（301）、第一螺旋窄切屑（302）、第二螺旋宽切屑（303）、第二螺旋窄切屑（304）、碎屑（305），从排屑通道（109）内部向外界冲洗出。

3.根据权利要求1所述的一种导屑顺畅深孔钻，其特征在于：所述第二螺旋宽切屑（303）的外径大于第二螺旋窄切屑（304）的外径，所述第一螺旋宽切屑（301）的外径大于第一螺旋窄切屑（302）的外径；所述排屑通道（109）的孔径，为第一螺旋宽切屑（301）外径或第二螺旋宽切屑（303）外径的1.3-1.5倍。

4.根据权利要求1所述的一种导屑顺畅深孔钻，其特征在于：所述第二排屑槽（108）与排屑通道（109）的衔接处为光滑的过度面，所述第一排屑槽（107）与排屑通道（109）的衔接处为光滑的过度面。

5.根据权利要求1所述的一种导屑顺畅深孔钻，其特征在于：3L/4＞中刀片（104）的切削刃长度＞L/2，3L/4＞内刀片（103）的切削刃长度＞L/2。

6.根据权利要求1所述的一种导屑顺畅深孔钻，其特征在于：s3=0。

7.一种深孔加工方法，其特征在于：采用权利要求1-6任一项所述的导屑顺畅深孔钻，进行工件的孔加工；开孔过程中，深孔钻头主体（101）向开孔方向，做等螺距的螺旋推进，深孔钻头主体（101）上一点的螺旋轨迹的螺距为S，S=H。