CN201168811Y - 交错深孔加工刀具 - Google Patents

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CN201168811Y CNU200820028609XU CN200820028609U CN201168811Y CN 201168811 Y CN201168811 Y CN 201168811Y CN U200820028609X U CNU200820028609X U CN U200820028609XU CN 200820028609 U CN200820028609 U CN 200820028609U CN 201168811 Y CN201168811 Y CN 201168811Y
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肖继明
李言
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Abstract

本实用新型公开了一种交错深孔加工刀具，包括刀体，刀体为阶梯复合形式，刀体的前端焊接有内切削刀片，内切削刀片的180°对应位置焊接有导向块B，内切削刀片和导向块B之间的刀体的圆周上分别设置有导向块A和导向块H，内切削刀片A的下后侧焊接有外切削刀片，外切削刀片的后侧设置有导向块F，导向块F所在的刀体的圆周上、以导向块F为基准依次均布有4～12片导向块，外切削刀片(5)的主后角α03为10°～25°，主偏角φ3为5°～16°。本实用新型断屑、排屑顺利，平衡性和自导性良好，加工质量稳定。

Description

交错深孔加工刀具
技术领域
本实用新型属于金属切削技术领域，涉及一种深孔加工刀具，具体涉及一种交错深孔加工刀具。
背景技术
为了提高换热器的换热效率，通常采用下列措施：1)主要部件采用导热系数较大的材料，如紫铜、纯铝等。2)大量设置换热介质通道，通过换热介质在通道中循环，进一步增强换热效果。换热介质通道大都采用多排单孔结构。
随着市场竞争的日趋激烈，为了节省材料，降低成本，换热器中换热板的厚度越来越薄，使得多排单孔结构的换热介质通道的孔径受到限制，直接影响到通道截面面积的大小，进而影响换热效果。因此，大量采用多排二连、三连、多连交错孔，以此来增大换热介质通道的截面面积，达到保证换热器的换热效果的目的。
换热介质通道，是深度L与孔径D之比，即深径比L/D＞5～10的深孔，甚至L/D＞100的超深孔，必须采用深孔加工的方法进行加工。但紫铜、纯铝等软金属材料具有塑性大，强度、硬度低，线膨胀系数大等特点。进行多排单孔加工时，用一般深孔钻头，断屑、排屑困难，钻削过程中极易发生颤振致使孔径扩大，导致钻头因丧失导向而无法钻孔。加工交错深孔时，钻头平衡被破坏、导向被消弱，无法满足加工要求。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种交错深孔加工刀具，断屑、排屑顺利，平衡性和自导性良好，加工质量稳定。
本实用新型所采用的技术方案是，一种交错深孔加工刀具，刀体为圆柱凸台形，刀体的前端焊接有内切削刀片，内切削刀片的180°对应位置焊接有导向块B，内切削刀片和导向块B之间刀体的圆周上分别设置有导向块A和导向块H，内切削刀片A的下后侧焊接有外切削刀片，外切削刀片的后侧设置有导向块F，导向块F所处的刀体的圆周上、以导向块F为基准均布有4～12片导向块，外切削刀片的主后角α03为10°～25°，主偏角
Figure Y20082002860900051
为5°～16°。
本实用新型的特征还在于，
内切削刀片为内切削刀片A，内切削刀片A的前端为普通钻头形状，具有两个切削刃，一个切削刃的主后角α01为10°～20°，主偏角为15°～30°，另一个切削刃的主后角α02为10°～20°，主偏角
Figure Y20082002860900053
为18°～25°。
内切削刀片A靠近刀体的轴心处与通过刀体的垂直中心线的纵向垂直平面之间有0.01D～0.02D的间隙。
内切削刀片为内切削刀片A，内切削刀片A的上方、内切削刀片A所处的垂直平面内设置有内切削刀片B，内切削刀片B和导向块B之间、导向块B的下方设置有错齿切削刀片，内切削刀片A的主后角α01为10°～20°，主偏角为15°～30°，内切削刀片B的主后角α02为10°～20°，主偏角
Figure Y20082002860900055
为18°～25°，错齿切削刀片的主后角α04为10°～20°，主偏角
Figure Y20082002860900056
为15°～30°。
内切削刀片B靠近刀体的轴心处与通过刀体的垂直中心线的纵向垂直平面之间有0.01D～0.02D的间隙。
本实用新型采用复合阶梯式结构，钻削过程中，钻头始终保持可靠的导向和平衡，切削力和切屑变形小，排屑顺畅，钻削过程平稳，加工效率高。
附图说明
图1是换热器中换热介质通道的结构示意图；其中，a是多排单孔，b是多排二连孔，c是多排三连孔，d是多排五连孔。
图2是本实用新型一种枪钻-深孔镗刀复合结构示意图；其中，a是主视图，b是左视图。
图3是本实用新型一种双刃错齿钻-深孔镗刀复合结构示意图；其中，a是主视图，b是左视图。
图中，1.内切削刀片A，2.导向块A，3.导向块B，4.导向块C，5.外切削刀片，6.导向块D，7.刀体，8.导向块E，9.导向块F，10.导向块G，11.导向块H，12.导向块K，13.错齿切削刀片，14.内切削刀片B。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
换热器中换热介质通道的结构，如图1所示。有多排单孔，以及多排二连孔、多排三连孔、多排五连孔。用一般深孔钻头钻削这些交错深孔，钻头平衡溶液被破坏，导致导向被消弱而无法继续加工。
本实用新型加工刀具，要求前端钻头直径＜Φ16mm时，采用枪钻-深孔镗刀复合结构。要求前端钻头直径≥Φ16mm时，采用双刃错齿钻-深孔镗刀复合结构。
本实用新型的枪钻-深孔镗刀复合结构，如图2所示。
刀体7为圆柱凸台形，刀体7的前端焊接有内切削刀片A1，内切削刀片A1的180°对应位置焊接有导向块B3，导向块B3和内切削刀片A1之间的刀体7的外圆周上分别焊接有导向块A2和导向块H11。导向块A2与内切削刀片A1之间的夹角δ2为120°，导向块H11与内切削刀片A1之间的夹角δ1为83°，内切削刀片A1靠近镗刀轴心处设置负前角。内切削刀片A1的下后侧设置有外切削刀片5，外切削刀片5与内切削刀片A1位于同一纵向垂直平面内，外切削刀片5的后侧设置有导向块F9，以导向块F9为基准、刀体7的外圆周上依次均布有导向块E8、导向块D6、导向块C4、导向块K12和导向块G10。
内切削刀片A1前端切削刃为普通钻头形状，具有两个切削刃：
主后角α01：后刀面与切削平面在正交平面上的夹角，取值10°～20°。
主偏角
Figure Y20082002860900071
主切削刃与进给方向之间夹角在基面上投影，取值15°～30°。
主后角α02：后刀面与切削平面在正交平面上的夹角，取值10°～20°。
主偏角
Figure Y20082002860900072
主切削刃与进给方向之间夹角在基面上投影，取值20°～25°。
负前角：前刀面与基平面在正交平面上的夹角，取值-5°～-10°。
外切削刀片5：
主后角α03：后刀面与切削平面在正交平面上的夹角，取值10°～25°。
主偏角
Figure Y20082002860900073
主切削刃与进给方向之间夹角在基面上投影，取值5°～15°。
本实用新型的双刃错齿钻-深孔镗刀复合结构，如图3所示。
刀体7为圆柱凸台形，刀体7的前端焊接有内切削刀片A1，内切削刀片A1的180°对应位置焊接有导向块B3，与内切削刀片A1处于同一纵向垂直平面、内切削刀片A1的上面设置有内切削刀片B14。内切削刀片B14与导向块B3之间、导向块B3的下方焊接有错齿切削刀片13，错齿切削刀片13和内切削刀片B14分别位于通过刀体7中心的纵向垂直平面的两侧。导向块B3和内切削刀片A1之间的刀体7的外圆周上分别焊接有导向块A2和导向块H11。导向块A2与内切削刀片A1之间的夹角δ2为110°，导向块H11与内切削刀片A1之间的夹角δ1为83°。内切削刀片A1的下后侧焊接有外切削刀片5，外切削刀片5与内切削刀片A1位于同一垂直平面内，外切削刀片5的后侧设置有导向块F9，以导向块F9为基准、刀体7的外圆周上依次均布有导向块E8、导向块D6、导向块C4、导向块K12和导向块G10。
内切削刀片A1：
主后角α01：后刀面与切削平面在正交平面上的夹角，取值10°～20°。
主偏角
Figure Y20082002860900081
主切削刃与进给方向之间夹角在基面上投影，取值18°。
内切削刀片B14：
主后角α02：后刀面与切削平面在正交平面上的夹角，取值10°～20°。
主偏角
Figure Y20082002860900082
主切削刃与进给方向之间夹角在基面上投影，取值18°。
负前角：前刀面与基面在正交平面上的夹角，取值-5°～-10°。
外切削刀片5：
主后角α03：后刀面与切削平面在正交平面上的夹角，取值10°～20°。
主偏角
Figure Y20082002860900083
主切削刃与进给方向之间夹角在基面上投影，取值16°。
错齿切削刀片13：
主后角α04：后刀面与切削平面在正交平面上的夹角，取值10°～20°。
主偏角
Figure Y20082002860900084
主切削刃与进给方向之间夹角在基面上投影，取值16°。
本实用新型各部件的材料、参数选取及作用：
1.导向块：选用YG6X硬质合金，前端设置三块，长度l4取(1～1.5)d。提高钻头的稳定性；深孔镗刀部分设置4～12块，宽度为5～6mm，长度l0取(0.6～1.2)D，不设置倒锥，提高钻头刚性、自导性和稳定性。
2.切削刀片：选取强度高、耐磨性能好的硬质合金，前角为0°，靠近钻心处为-5°～-10°的负前角，钻心低于刀体中心的距离h为(0.01～0.02)D。切削刃锋利，切屑变形、切削宽度小，便于排出，提高钻削过程的稳定性。
3.刀体7：材质选用9SiCr或GCr15。
下表所示为本实用新型交错深孔加工刀具系列尺寸参数和要求。
表交错深孔加工刀具的尺寸参数(mm)
Figure Y20082002860900091
本实用新型交错深孔加工刀具的制备和使用过程：
根据刀具设计图纸确定的刀体7的材质，取该材质的圆钢，截取下料，取得刀体7的毛坯，对该毛坯调质，硬度达到220～240HB，然后，进行粗加工。对粗加工后的半成品热处理，使其硬度达到30～35HRC，之后，再进行精加工，得到刀体7。将选取的硬质合金块焊接在刀体7的相应位置。夹持刀体7的圆柱表面对导向块和外切削刀片5以及内切削刀片进行粗磨。以刀体7上的两处螺纹外径作为定位基准，对导向块和外切削刀片5和内切削刀片进行精磨和研磨。
依据刀具设计图纸给定的切削刀片切削刃的角度。枪钻-深孔镗刀复合结构，刃磨确定的两片硬质合金块，制得外切削刀片5和内切削刀片A1。双刃错齿钻-深孔镗刀复合结构，对选定的四片硬质合金刀块进行刃磨，得到外切削刀片5、内切削刀片A1、内切削刀片B14和错齿切削刀片13。外切削刀片5的棱刃和导向块的外侧构成的圆周与作为定位基准的螺纹外径的同轴度≤0.01mm。对切削刀片的前、后刀面和导向块进行研磨，使得表面粗糙度＝Ra0.2μm。
将制备完成的刀具安装在机床上，与振动切削技术结合，形成振动切削深孔加工系统，进行软金属交错深孔的加工。
本实用新型与振动切削技术结合形成的振动切削深孔加工系统，使切削刀片在不需要磨制断屑台的情况下，能可靠断屑，便于刀具制造和重磨，延长刀具使用寿命，保证高效率、高质量的加工软金属交错深孔。
用本实用新型交错深孔加工刀具，选取紫铜作为试验对象，钻削直径为Φ(16～65)mm、深度为(1000～4000)mm的交错深孔。试验结果表明，钻削过程平稳，排屑顺畅，加工效率高，加工质量稳定。说明本实用新型是软金属交错深孔加工的一种有效刀具。

Claims (5)

1.一种交错深孔加工刀具，包括刀体(7)，其特征在于，所述的刀体(7)为圆柱凸台形，刀体(7)的前端焊接有内切削刀片，内切削刀片的180°对应位置焊接有导向块B(3)，内切削刀片和导向块B(3)之间刀体(7)的圆周上分别设置有导向块A(2)和导向块H(11)，内切削刀片A(1)的下后侧焊接有外切削刀片(5)，外切削刀片(5)的后侧设置有导向块F(9)，导向块F(9)所处的刀体(7)的圆周上、以导向块F(9)为基准均布有4～12片导向块，所述的外切削刀片(5)的主后角α03为10°～25°，主偏角
Figure Y2008200286090002C1
为5°～16°。
2.根据权利要求1所述的交错深孔加工刀具，其特征在于，所述的内切削刀片为内切削刀片A(1)，内切削刀片A(1)的前端为普通钻头形状，具有两个切削刃，一个切削刃的主后角α01为10°～20°，主偏角为15°～30°，另一个切削刃的主后角α02为10°～20°，主偏角
Figure Y2008200286090002C3
为18°～25°。
3.根据权利要求2所述的交错深孔加工刀具，其特征在于，所述的内切削刀片A(1)靠近刀体(7)的轴心处与通过刀体(7)的垂直中心线的纵向垂直平面之间有0.01D～0.02D的间隙。
4.根据权利要求1所述的交错深孔加工刀具，其特征在于，所述的内切削刀片为内切削刀片A(1)，内切削刀片A(1)的上方、内切削刀片A(1)所处的垂直平面内设置有内切削刀片B(14)，内切削刀片B(14)和导向块B(3)之间、导向块B(3)的下方设置有错齿切削刀片(13)，所述的内切削刀片A(1)的主后角α01为10°～20°，主偏角
Figure Y2008200286090002C4
为15°～30°，所述的内切削刀片B(14)的主后角α02为10°～20°，主偏角
Figure Y2008200286090002C5
为18°～25°，所述的错齿切削刀片(13)的主后角α04为10°～20°，主偏角为15°～30°。
5.根据权利要求4所述的交错深孔加工刀具，其特征在于，所述的内切削刀片B(14)靠近刀体(7)的轴心处与通过刀体(7)的垂直中心线的纵向垂直平面之间有0.01D～0.02D的间隙。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102248204A (zh) * 2011-06-21 2011-11-23 潍柴动力股份有限公司 特殊深孔加工刀具及加工方法
CN102407364A (zh) * 2011-12-14 2012-04-11 常熟市磊王合金工具有限公司 一种抗振钻头
CN112743117A (zh) * 2020-12-29 2021-05-04 西安现代深孔技术有限公司 一种用于深孔加工前定位推镗刀

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Termination date: 20110319