CN203184716U

CN203184716U - 开孔器

Info

Publication number: CN203184716U
Application number: CN 201320057534
Authority: CN
Inventors: 赵力
Original assignee: CHENGDU SANRUI TOOL MANUFACTURING Co Ltd
Current assignee: CHENGDU SANRUI TOOL MANUFACTURING Co Ltd
Priority date: 2013-02-01
Filing date: 2013-02-01
Publication date: 2013-09-11
Anticipated expiration: 2023-02-01

Abstract

本实用新型公开了一种避免残余料芯落入开孔器内的开孔器，包括圆形的盖体底部和沿盖体底部外圆周垂直延伸出的圆周侧壁，所述盖体底部的中心设置有连接孔，所述圆周侧壁由至少两片刀齿构成，所有刀齿均布在圆周侧壁的圆周上且相邻两片刀齿间隔有一定的距离，在所有刀齿顶面形成的圆周上，所述刀齿的刀刃的外圆周端高于内圆周端。由于刀齿切割端在开孔器的外圆周端要高于内圆周端，因此在切削时，外圆周端首先将物料切断而造成切削下的残余料芯脱离原物料，而此时内圆周端尚未将物料切断，这样，切削下的残余料芯的直径就大于开孔器的内圆周直径，残余料芯就被阻挡在刀齿切割端，由此在取出残余料芯时就更加容易，提高了工作效率。

Description

开孔器

技术领域

本实用新型涉及一种开孔器。

背景技术

开孔器又称孔锯，分为碳钢孔锯、双金属孔锯、硬质合金（焊接）孔锯及金刚石孔锯，其中运用最广泛的是双金属孔锯。不同种类的孔锯用于不同材料的切削，由于孔锯结构上的差异在使用过程中造成了生产效率及被加工材料表面钻孔质量的差异。

双金属开孔器作为运用最广泛的孔锯，其齿部材料为高速钢，背材为铬钒钢，通过热处理淬火，齿部硬度可达HRC63-68，双金属开孔器的齿型是用铣削或冲压成型的，再通过分齿形成锋刃和排屑槽。这种开孔器可钻削金属、有色金属、木材、塑料及各种人造材料如层板、中纤板、贴面（刨花）板、石棉板等，广泛运用于建筑、维修及部分工业制造市场。虽然双金属开孔器具有广泛的运用范围，但是在使用中却存在以下问题：

1、开孔过程中存在的问题，由于双金属开孔器的容屑空间小，参见图5,多齿同时切削，特别是钻削较厚的材料时，出现排屑困难，切削阻力大，切削温度高，切削效率较低，刀具耐用度低。由于双金属开孔器的制造工艺是首先在板材上加工出锯齿，然后再将板材卷制成圆周侧壁，然后再将圆周侧壁焊接在盖体底部上，这种加工工艺就决定了其齿部与定位螺孔的同心度及齿部跳动相对较差，外圆的圆度差异大。所以，这种开孔器在切削时被切材料表面容易出现崩边、撕裂、造成表面质量粗糙，且钻孔尺寸精度不高。

2、双金属开孔器钻孔后的残余料芯取出困难，双金属开孔器钻孔时，在中心钻头螺旋导向下，残余料芯会落入开孔器内，参见图5,在下一次钻孔前必须采用工具取出，增加了操作人员的劳动强度和时间浪费，大大降低了工作效率。为解决这一难题，通常会在开孔器中心导向钻上套一个弹簧，但弹簧的弹性对切削影响很大，如果弹簧的弹力太小不能将残余料芯顶出，如果弹簧的弹力较大，随着钻孔深度的增加，切削抗力会加大，又增加了操作人员的推力，劳动强度加大。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种避免残余料芯落入开孔器内的开孔器。

本实用新型解决其技术问题所采用的开孔器，包括圆形的盖体底部和沿盖体底部外圆周垂直延伸出的圆周侧壁，所述盖体底部的中心设置有连接孔，所述圆周侧壁由至少两片刀齿构成，所有刀齿均布在圆周侧壁的圆周上且相邻两片刀齿间隔有一定的距离，在所有刀齿顶面形成的圆周上，所述刀齿的刀刃的外圆周端高于内圆周端。

进一步的是，所述刀齿的刀刃的外圆周端向内圆周端倾斜而形成的倾斜角为端刃向心角λs，所述端刃向心角λs为5～20°。

进一步的是，所述刀齿由构成支撑体的刀齿体和构成刀刃部位的刀片组成，所述刀片焊接在所述刀齿体的顶端。

进一步的是，刀片的外圆周圆锥角b=1～5°。

进一步的是，刀片的内圆周圆锥角c=3～5°。

进一步的是，刀齿设置有后角α₀，α₀为10°～20°。

进一步的是，所述刀齿的前角γ₀为0～20°。

本实用新型的有益效果是：由于刀齿切割端的端刃向心角λs＞0°，也就是刀齿切割端在开孔器的外圆周端要高于内圆周端，因此在切削时，外圆周端首先将物料切断而造成切削下的残余料芯脱离原物料，而此时内圆周端尚未将物料切断，这样，切削下的残余料芯的直径就大于开孔器的内圆周直径，残余料芯就被阻挡在刀齿切割端，而非进入到开孔器内部，由此在取出残余料芯时就更加容易，提高了工作效率。同时，由于刀齿在圆周上是间隔分布的，刀齿之间的间隔可以有效的排屑，钻孔过程排屑畅通，切削阻力小，耐用度高。刀齿是由刀齿体与刀片焊接而成，刀齿体以连接孔为基准进行半精加工后，将刀片焊接在刀齿体圆周顶面的前端，再以连接孔以及盖体底部为基准对刀齿进行精加工，保证其几何角度尺寸及跳动同心度。

附图说明

图1是本实用新型安装后的示意图；

图2是图1的A处放大图；

图3是本实用新型在使用时的示意图；

图4是图3的I处放大图；

图5是现有技术的开孔器示意图；

图中零部件、部位及编号：盖体底部1、圆周侧壁2、刀齿体3、刀片4、刀柄5、钻头6、物料7、端刃向心角λs、后角α₀、前角γ₀。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实用新型包括圆形的盖体底部1和沿盖体底部1外圆周垂直延伸出的圆周侧壁2，所述盖体底部1的中心设置有连接孔，所述圆周侧壁2由至少两片刀齿构成，所有刀齿均布在圆周侧壁2的圆周上且相邻两片刀齿间隔有一定的距离，在所有刀齿顶面形成的圆周上，所述刀齿的刀刃的外圆周端高于内圆周端。刀齿切割端即为刀刃，所述刀刃的外圆周端与内圆周端因高度差形成的倾斜角为端刃向心角λs，也就是，刀齿切割端的端刃向心角λs＞0°。如图1和图2所示，端刃向心角λs是刀齿切割端沿开孔器半径方向上，由外到内向下倾斜的倾斜角度，向下即朝向盖体底部1。这样，在刀齿形成的圆周上，刀齿切割端顶面的外圆周端高于内圆周端。刀齿切割端顶面的外圆周端和内圆周端的高度差通过端刃向心角λs来控制，端刃向心角λs越大，则高度差越大。盖体底部1上的连接孔一般为螺纹孔，刀柄5即可通过螺纹安装在连接孔上，而钻头6则同轴安装在刀柄5的安装孔内，装配完毕如图1所示。在实际的切削过程中，以切削板材物料7为例，如图3所示，利用驱动装置转动刀柄5，由此使得本开孔器与钻头6一同旋转，钻头6首先钻入到板材物料7内从而为本开孔器导向，由于本开孔器的刀齿切割端的外圆周端高于内圆周端，因此刀齿切割端的外圆周端首先切削物料7，之后内圆周端才开始切削物料7，一直切削到物料7的底面，此时外圆周端首先贯穿整个物料7，这就使得切削下的物料7脱落，脱离的物料7即为残余料芯，而此时内圆周端尚未贯穿残余料芯便完成了切削，其状态如图4所示，残余料芯必然有一部分挂在刀齿切削端上，这一部分位于外圆周端和内圆周端之间，也就是残余料芯的最大半径大于本开孔器的内径，也就是残余料芯不会进入到本开孔器的内部，这样，切削下的物料7就可以轻易的被取下，同时，刀齿之间均具有一定的间距，利用此间距的空间利用工具就可以轻易敲出残余料芯，这种间距所留出的空间还非常利于切削时排屑，在钻孔过程排屑畅通，切削阻力小，耐用度高。现有技术切削完毕后的状态图如5所示，残余料芯必然会进入到开孔器的内部，很容易卡在内部难以取出。

为了便于制造和维护，如图2所示，所述刀齿由构成支撑体的刀齿体3和构成切割端的刀片4组成，所述刀片4焊接在所述刀齿体3的顶端。在加工时，刀齿体3与盖体底部1可以一体成型，即首先加工圆形的盖体，然后再在盖体的侧壁上加工出刀齿体3，最后再在刀齿体3上焊接刀片4。刀齿体3与盖体底部1采用普通的结构钢即可，刀片4可根据需切割的材料来选定材质。当刀片4的刃口钝化后重新修磨前角，即可重新使用，即达到了多次修磨重复使用，这样就减少了整体使用成本。由于刀齿体3和盖体底部1是一体加工成型的，因此其在加工时具有相同的基准面，因此盖体底部1的连接孔和刀齿体3形成的圆周同心度较好，所有刀齿体3形成的圆周圆度较高，提高了加工精度，钻孔表面光整、无崩边、撕裂现象产生。在本开孔器运行过程中，当刀片4切削下碎屑后，碎屑就直接进入到刀齿之间的间隙中，然后再从间隙中排出，这样设置的好处就在于提高了排屑效率，因此减少了碎屑的堆积，减少了切削阻力，提高了工作效率。

具体的，刀片4的外圆周圆锥角b=1～5°。刀片4的内圆周圆锥角c=3～5°。此时，刀片4呈顶端大，底端小的形状，在切削过程中，顶端切削进入到物料7中后，顶端以下的部位由于较小而不会与物料接触，如此便减少了切削所产生的摩擦力，按以上角度设计既可以保证刀片4的强度，也能良好的减少切削摩擦力。

本开孔器推荐按以下实施方式设计：

1）硬质合金开孔器刀齿几何角度的优化设计

本设计依据刀齿切削几何角度设计并通过大量切削实验确定，刀齿的前角（γ₀）为0～20°，后角（α₀）为10～20°，端刃向心角（λs）为5～20°。

a、刀齿几何角度的选择原则：根据不同的被切材料选择不同的刀齿几何角度。例如加工有色金属及铝合金、人造板、实木刀齿几何角度的选择见下表：

被切材料	前角（γ₀）	后角（α₀）	端刃向心角（λs）
				有色金属及铝合金	0°	10°	5°
人造板	10°	15°	10°
				实木	20°	20°	20°

b、端刃向心角（λs）可充分保证开孔器在切削不同的材料后残余料芯不会落入开孔器内，而只停留在开孔器齿顶上或脱落。硬质合金开孔器的制造工艺决定了开孔器各齿部与螺纹孔的同心度好，圆度好，各齿相对于螺孔的跳动好。

2）硬质合金开孔器的结构设计

a）开孔器的规格范围（D）

根据开孔器的市场应用需求设计产品规格范围为φ1″(φ25mm)至φ6″(φ152mm)。

b）开孔器的刀齿数量范围，也可认为是齿数范围

本设计考虑不同规格的开孔器需要具备相近的刀齿齿距，设定刀齿数量范围为3～24个。

c）开孔器的切深范围（T）

为满足不同厚度的材料切削，本设计确定的开孔器切深为5/8″(16mm)至4″(100mm)。

d）开孔器与接柄连接：

如图1所示，开孔器与接柄采用螺纹紧固连接，接柄旋入开孔器至其端面压紧开孔器底端。

e)开孔器的制造工艺：

开孔器的制造加工都是以螺孔为基准，其直径和端刃向心角通过磨削方式达到设计要求，故其直径的圆度、对螺孔的同心度和跳动都能达到较高的精度。

3）产品优势分析：

本设计硬质合金开孔器与现有技术的双金属开孔器对比：

a）硬质合金开孔器钻孔精度大幅度提升，钻孔表面光整、无崩边、撕裂现象产生。通过对φ50.8的两种孔锯的切削实验得出，双金属开孔器加工出的孔直径为φ50.8～φ52.8，而硬质合金开孔器加工出的孔的直径为φ50.8～φ51.5。

b）钻孔过程排屑畅通，切削阻力小，耐用度高。用同种规格的两种开孔器，在正常使用情况下对比切削得出，硬质合金开孔器的耐用度是双金属开孔器的3倍。

c）钻孔速度快，工作效率高。用同规格的两种开孔器对比切削得出，硬质合金开孔器钻孔速度是双金属开孔器的3倍以上。

4）成本构成

尽管硬质合金材料的价值远高于高速钢材料价值，但本设计硬质合金开孔器的齿数较少，在产品的材料和制造成本方面只略高于双金属开孔器，但其性能和寿命远高于双金属开孔器。双金属开孔器只能一次性使用，而本设计硬质合金开孔器可通过修磨多次使用，在性价比上显示出明显优势。

Claims

1.开孔器，包括圆形的盖体底部（1）和沿盖体底部（1）外圆周垂直延伸出的圆周侧壁（2），所述盖体底部（1）的中心设置有连接孔，其特征在于：所述圆周侧壁（2）由至少两片刀齿构成，所有刀齿均布在圆周侧壁（2）的圆周上且相邻两片刀齿间隔有一定的距离，在所有刀齿顶面形成的圆周上，所述刀齿的刀刃的外圆周端高于内圆周端。

2.如权利要求1所述的开孔器，其特征在于：所述刀齿的刀刃的外圆周端向内圆周端倾斜而形成的倾斜角为端刃向心角λs，所述端刃向心角λs为5～20°。

3.如权利要求1所述的开孔器，其特征在于：所述刀齿由构成支撑体的刀齿体（3）和构成刀刃部位的刀片（4）组成，所述刀片（4）焊接在所述刀齿体（3）的顶端。

4.如权利要求3所述的开孔器，其特征在于：刀片（4）的外圆周圆锥角b=1～5°。

5.如权利要求3所述的开孔器，其特征在于：刀片（4）的内圆周圆锥角c=3～5°。

6.如权利要求1至5任一权利要求所述的开孔器，其特征在于：刀齿设置有后角α₀，α₀为10°～20°。

7.如权利要求1至5任一权利要求所述的开孔器，其特征在于：所述刀齿的前角γ₀为0～20°。