CN201046594Y - 金刚石钻头 - Google Patents

Abstract

本金刚石钻头主要包括钻头钢体和钻齿，钻齿和钻头钢体为一体，钻齿为超薄壁无缝环齿，仅在外壁(或内壁)一侧开有排屑槽，为直线型槽或螺旋型槽，未开槽的一面则为平整表面。由于槽侧壁棱角的存在，使钻头钻进时，由原来的连续磨削机理部分变为断续(冲击)磨削机理，从而加大了钻削力度，有利于加快钻进速度，由于钻头外壁开槽后，外壁开设排屑槽，使钻削时钻头工作端面的粉屑和积累在钻头外壁于被加工材料间隙间的粉屑更顺畅的排泄，减少钻进阻力和摩擦产生的热量。钻头及被加工材料因钻削区域温度得到及时的降温而不会发生变形、烧伤。

Description

金刚石钻头

(一)技术领域：

本实用新型涉及一种钻头，具体为一种金刚石钻头。

(二)背景技术：

在现有技术中，脆硬非金属材料的钻削加工大都采用金刚石钻头，现有的金刚石钻头，主要分为连续环式金刚石钻头和节块式金刚石钻头，而在对玻璃钻孔加工时，则普遍采用薄壁连续环式金刚石钻头。

钻头钻削时，一般情况下，采用一定压力的冷却液通过钻头的空心部位注入，通过钻头的内外壁和被加工材料之间的微小间隙形成通路，达到冷却和排屑效果。

由于现有的连续环式金刚石钻头，特别是薄壁的连续环金刚石钻头，其钻齿的内外表面都为平整圆柱表面，这种钻头主要是依靠端面辅以内外表面钻削被加工材料，使钻头缓慢钻入被加工材料中，形成钻孔。

由于钻头在钻削被加工材料时，会产生大量的钻削热量，且钻下的粉屑不易排泄，积累在钻削处，阻碍钻头工作面金刚石颗粒的正常工作，使钻进速度受到限制。

现有的内外表面都为平整表面薄壁的连续环金刚石钻头工作时，由于钻头与被加工材料的孔壁间隙极小，既难以注入足够量的冷却液降温也难以快速的排屑，堆积的粉屑由于摩擦生热，快速钻削时容易使钻头或被加工材料因温度升高发生变形、烧伤而不能使用。特别是加工玻璃时，由于玻璃的软化点较低，在使用薄壁金刚石钻头快速钻削玻璃时，钻削热量及摩擦热量足以使软化点很低的玻璃变形、烧伤，造成被加工件的报废。

为了防止因钻削时产生的热量太高，使玻璃发生变形或烧伤，在使用现有钻头钻削时，有时还必须辅助以多次提钻的方式来达到促进冷却液的流动及排屑的目的，钻头钻削的平均速度很慢，一般为每秒钟钻进小于0.5毫米，因此工作效率很低。

(三)实用新型内容：

本实用新型的目的是针对上述问题而设计的，一种钻削效率高的用于加工脆硬非金属材料，特别是用于钻削玻璃、陶瓷的超薄壁无缝环金刚石钻头。

本实用新型的技术方案是这样实现的：本金刚石钻头主要包括钻头钢体和金刚石钻齿，钻齿和钻头钢体固连为一体。钻齿为无缝环齿，在钻齿的内壁或外壁开有至少一条通水排屑槽。

在上述方案中，还可以将没有开槽的一面制成圆锥锥面。

所述锥面对应于外壁开槽时，内壁为锥面且端口直径为最小，有利于冷却液注入到钻削区域和降低钻削时钻头的内壁阻力。

所述锥面对应于内壁开槽时，外壁为锥面且端口直径为最大，有利于粉屑的排泄和降低钻削时钻头的外壁阻力。

本钻头的钻齿通水排屑槽，最好为螺旋型槽，也可以为直线型槽(功能稍差些)，外壁开槽的数量n主要根据钻头的直径大小、线速度、钻进速度、粉屑体积、金刚石粒度、冷却液的注入方式等因素来设计，一般为1条以上，最好范围为：2≤n＜内径周长/2B，B为端口壁厚。

所述通水排屑槽最好均匀分布在钻齿的内壁或外壁上。

本钻头为超薄壁无缝环钻头，钻齿的端口壁厚B一般小于等于2毫米(用于玻璃钻孔的端口壁厚一般小于等于1.2毫米)。

通水排屑槽的深度H，一般为：0＜H＜B，优化值为0.5B＜H＜B。

为了便于排屑，外壁通水排屑槽的旋转方向最好为正螺旋方向，而为了便于通水，内壁通水槽的旋转方向最好为反螺旋方向。

由于本实用新型的钻头，具有如下的特点：

1、钻头主工作端面为无缝连续环，钻削时具有钻进平稳、不易崩边的性能。

2、钻齿为无缝环，钻齿环工作时，钻齿不易发生受力变形和断裂的现象。

3、排屑糟由于槽侧壁棱角的存在，使钻头钻进时，由原来的连续磨削机理部分变为断续(冲击)磨削机理，从而加大了钻削力度，有利于加快钻进速度。

4、内壁为锥面时，更有利于冷却液注入到钻削区域。外壁为锥面时，更有利于粉屑排泄。

5、由于钻头外壁或内壁开槽后，钻头内壁或外壁至槽底部的厚度b大大小于端口壁厚B，使冷却液更容易通过钻头的工作端面并作用在钻头的工作端面。

6、开设排屑槽，使钻削时钻头工作端面的粉屑和积累在钻头外壁于被加工材料间隙间的粉屑更顺畅的排泄，减少钻进阻力和摩擦产生的热量。

7、钻头及被加工材料因钻削区域温度得到及时的降温而不易发生变形、烧伤。

8、适合高速钻削加工，和现有钻头同比，速度可大大提高。

9、另外，由于仅在内壁或外壁上开槽，没开槽的壁为连续环，缓解了钻头因开槽所造成的冲击钻削，钻削更加平稳，能使钻削时被加工材料得到更好的表面质量和更小的崩边质量。

(四)附图说明：

图1为本实用新型一种的实施方式结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为外壁开槽内壁为锥面钻齿的结构示意图；

图4为图3所示实施方式的俯视图；

图5为内壁开槽外壁为锥面钻齿的结构示意图；

图6为图5所示实施方式的俯视图；

图7为内壁开槽外壁为柱面钻齿的结构示意图；

图8为图7所示实施方式的俯视图；

图9为外壁开槽内壁为柱面钻齿的结构示意图；

图10图9所示实施方式的俯视图；

附图标记：钢体1，钻齿2，外壁3，内壁4，通水排屑槽5，钻头内壁或外壁至槽底部的厚度b，端口壁厚B，槽深H，钻头旋转方向C，钻头钻进方向A，圆锥面于水平面的夹角θ。

(五)具体实施方式：

在图1、图2所示本实用新型的实施例中，本超薄壁无缝环金刚石钻头包括钻头钢体1和钻齿2，钻齿2和钻头钢体1为一体。图3、图4所示的钻齿2的外壁3开有通水排屑槽5，通水排屑槽5为螺旋型槽，外壁通水排屑槽5的旋转方向如图3图4所示为正螺旋方向，内壁4为锥面表面，该锥面在端口处的直径为最小；所述通水排屑槽5在外壁3上均匀分布。钻齿的端口壁厚B小于等于2毫米，通水排屑槽5的深度H一般为：0＜H＜B，优化值为0.5B＜H＜B。在此实施方式中端口壁厚B为0.8毫米，H为0.45毫米。

图5、图6为内壁4上开设通水排屑槽5的钻齿2，通水排屑槽5为螺旋槽，内壁通水槽排屑槽5的旋转方向如图中所示为反螺旋方向。外壁3为锥面，该锥面在端口处的直径为最大。

图7、图8为外壁4上开设通水排屑槽5的钻齿2，通水排屑槽5为螺旋槽，外壁通水排屑槽5的旋转方向如图中所示为正螺旋方向，内壁3为柱面。

图9、图10为内壁4上开设通水排屑槽5的钻齿2，通水排屑槽5为螺旋槽，内壁通水槽排屑槽5的旋转方向如图中所示为反螺旋方向。外壁3为柱面。

本实用新型的超薄壁无缝环金刚石钻头的制造方法，包括如下步骤：

1、基体加工：满足使用机械装配要求的钢体或不锈钢体。

2、金刚石钻齿：将金刚石颗粒和金属粉料混合均匀后，通过热压烧结成无缝齿环。

3、将金刚石齿环与钢体联接：通过直接将齿环和钢体一次烧结实现联接，或者通过焊接方式实现齿环和钢体的联接。

4、加工通水排屑槽：通过通过模具，在制作金刚石齿环时，一次完成，或者通过后续加工来实现。

5、整形，开刃。

Claims (11)

1.金刚石钻头，包括钻头钢体(1)和钻齿(2)，钻齿(2)和钻头钢体(1)联接为一体，其特征在于：所述钻齿(2)的外壁(3)或内壁(4)开有至少一条通水排屑槽(5)。

2.根据权利要求1所述的金刚石钻头，其特征在于：所述通水排屑槽(5)，设置在外壁(3)为正向螺旋型或直线型，设置在内壁(4)为反向螺旋型或直线型。

3.根据权利要求1所述的金刚石钻头，其特征在于：所述钻齿(2)为无缝环。

4.根据权利要求1所述的金刚石钻头，其特征在于：所述钻齿(2)为超薄壁无缝环。

5.根据权利要求3或4所述的金刚石钻头，其特征在于：钻齿(2)端口壁厚B为：0.1毫米≤B≤2毫米。

6.根据权利要求1所述的金刚石钻头，其特征在于：通水排屑槽的深度H为：O＜H＜B，B为端口壁厚。

7.根据权利要求1所述的金刚石钻头，其特征在于：通水排屑槽的深度H为：0.5B＜H＜B，B为端口壁厚。

8.根据权利要求1所述的金刚石钻头，其特征在于：钻齿(2)无槽的一面为锥面。

9.根据权利要求8所述的金刚石钻头，其特征在于：对应于外壁(3)开槽时，内壁(4)为锥面且端口直径为最小。

10.根据权利要求8所述的金刚石钻头，其特征在于：对应于内壁(4)开槽时，外壁(3)为锥面且端口直径为最大。

11.根据权利要求1所述的金刚石钻头，其特征在于：钻齿(2)无槽的一面为圆柱面。

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