CN208929283U - 内冷平底强力钻头 - Google Patents

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张勇强
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一种内冷平底强力钻头,包括柄部、钻体和钻尖,三者从后至前一体成型;设有两个刃瓣,两刃瓣之间设有排屑槽;钻尖上形成有两端刃,两刃瓣上形成有周刃;钻头刃口由中心的定心刃及径向周部的平面刃组成;定心刃呈锥形,其锥面与钻头轴线的夹角为69~71°;定心刃的宽度占钻头直径的35~45%;平面刃与钻头轴线的夹角为85~90°;钻尖的刃口与排屑槽的连接处设有平面,平面以其长度方向对应钻尖前端面的外缘;排屑槽与钻尖的横刃通过曲面过渡;钻头的螺旋角角度为25~35°。本实用新型采用内冷设计,能显著排除加工时产生的切削热,提高钻头寿命;包括定心刃和平面刃,增强定心能力且具有铣削功能;采用小平面设计,有效改善刃口抗崩性和耐磨性。

Description

内冷平底强力钻头
技术领域
本实用新型涉及一种机械加工的刀具,具体涉及一种用于在矿用工具中钻孔的内冷平底强力钻头,该强力钻头属于麻花钻的一种。
背景技术
矿山机械厂家为了在矿用工具(如牙轮或钎头)上镶嵌合金齿,需要先在矿用工具上钻孔,再通过专用机床和夹具将合金齿镶嵌(压制)在孔中。通常在钻孔时根据孔底形状的不同可以分为平底孔和平底孔,但是此项钻孔工序难度极大,主要原因包括以下几方面:
一、被加工材料硬度高。牙轮和钎头的材料通常采用高硬度碳钢或合金钢,硬度范围达到HRC40-48,加工时机床负载较大容易损伤机床;
二、钻孔时钻头刃口不易散热,导致刃口磨损快、刀具寿命差;
三、孔的尺寸要求高。合金齿与牙轮或钎头的本体为过盈配合,所以孔壁光洁度Ra不得超过1.6,孔径公差不得超过0.02mm,孔口至孔底不得出现正锥,加工难度极大,一般钻头钻孔后均难以达到以上要求,只能采用先钻后铰的加工工序,既提高了成本又降低了加工效率。
因此,如何解决上述现有技术存在的不足,便成为本实用新型所要研究解决的课题。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种内冷平底强力钻头。
为达到上述目的,本实用新型采用的技术方案是:
一种内冷平底强力钻头,包括柄部、钻体和钻尖,所述钻尖位于所述钻体的前端,所述柄部位于钻体的后端,三者一体成型;所述钻尖及所述钻体上沿钻头的长度方向设有两个刃瓣,并且两所述刃瓣呈螺旋状沿所述钻头的周圈设置,且两刃瓣之间开设有排屑槽;所述钻尖上形成有两端刃,两所述刃瓣上均形成有周刃,所述端刃与所述周刃一一对应相连;
所述钻头的刃口包括位于钻头径向中心的定心刃以及位于所述定心刃径向周部的平面刃组成;
其中,所述定心刃呈锥形,其锥面与所述钻头轴线的夹角为69~71°;
所述定心刃的宽度占所述钻头直径的35~45%;
所述平面刃与所述钻头轴线的夹角为85~90°;
所述平面刃与所述排屑槽的连接处设有一平面,所述平面具有一长度,并以其长度方向对应所述钻尖前端面的外缘设置;
所述排屑槽与所述钻尖的横刃通过一曲面过渡;所述钻头的螺旋角角度为25~35°。
上述技术方案中的有关内容解释如下:
1.上述方案中,所述钻尖的刃口由定心刃及平面刃组成,所述定心刃中心为横刃,所述端刃形成于定心刃及平面刃前部;
区别于锥底强力钻的是,后者只有一个锥底刃。
2.上述方案中,所述定心刃的宽度占所述钻头直径的35~45%;借此设计,可将刃口分为两部分受力,将一部分偏向力分解为轴向力,可避免钻削时的晃动,增强定心能力;
区别于锥底强力钻的是,后者在钻削时是单一的偏向受力,无定心能力。
3.上述方案中,在加工曲面时,因为钻头定心刃部位的尺寸小于钻头直径尺寸,所以在刚接触钻孔表面时受到的轴向力较小,受力小可使钻头刚接触钻孔表面时具有更强的定心能力,不会因为受力过大导致钻头打滑或定心不稳。
4.上述方案中,所述“平面刃与所述钻头轴线的夹角为85~90°”,借此设计,在加工斜面时,可使平面刃具有铣刀的铣削功能,在钻削时平面刃先接触钻孔表面,并铣削出平整的工件表面,利于钻头后续钻削。
5.上述方案中,通过所述平面的设计,可使钻头的刃口平直,增加刃口的抗崩性。
6.上述方案中,“所述排屑槽与所述钻尖的横刃通过一曲面过渡”,借此设计,以减小线性的应力集中,增加内刃处的耐磨性,提高内刃处的抗崩性能。
7.上述方案中,通过所述双后角的设计,且第二后角大于第一后角,进而可在钻削过程中降低钻削负载,从而改善钻削过程中的机床载荷。
8.上述方案中,所述端刃与所述周刃的连接处为圆弧过渡,以增加钻尖的耐磨性。
9.上述方案中,还包括至少一内冷孔,该内冷孔的出水口位于所述钻尖的前端,内冷孔的入水口位于所述柄部。所述内冷孔可设有两个,两内冷孔的出水口中心对称设置;在钻削工作时,所述内冷孔中流通有制冷工质,能带走钻头钻削过程中产生的钻削热,用于给所述钻尖和所述钻体降温,以此增加刀具寿命;同时内冷出水的压力能使废屑更易排出,以此提高钻削速度。
10.上述方案中,“所述钻头的螺旋角角度为25~35°”,通过采用大螺旋角的设计,能使钻头在钻削加工中使铁屑更顺畅的排出。市面上的现有平底强力钻一般采用10~15°螺旋角设计,由于结构限制,若无法采用大螺旋角,否则会导致难以排屑的问题,且加工孔的精度无法保证;
本实用新型通过“所述钻尖的刃口与所述排屑槽的连接处设有一平面”、“所述端刃与所述周刃的连接处为圆弧过渡”以及“至少一内冷孔”的特殊组合设计,使得大螺旋角的采用成为可能。
11.上述方案中,所述钻头的螺旋角的角度以30°为佳。
12.上述方案中,所述钻体的钻芯锥度为0~2°的正锥设计,以此增加钻头整体的刚性,能使钻头实现高速钻削,进而提高加工效率,并以0.5°为佳。
本实用新型的工作原理及优点如下:
本实用新型一种内冷平底强力钻头,包括柄部、钻体和钻尖,三者从后至前一体成型;设有两个刃瓣,两刃瓣之间设有排屑槽;钻尖上形成有两端刃,两刃瓣上形成有周刃;钻头刃口由中心的定心刃及径向周部的平面刃组成;定心刃呈锥形,其锥面与钻头轴线的夹角为69~71°;定心刃的宽度占钻头直径的35~45%;平面刃与钻头轴线的夹角为85~90°;钻尖的刃口与排屑槽的连接处设有平面,平面以其长度方向对应钻尖前端面的外缘;排屑槽与钻尖的横刃通过曲面过渡;钻头的螺旋角角度为25~35°。
相比现有技术而言,本实用新型的优点如下:
1、目前市场上的平底强力钻头都采用外冷设计;本实用新型采用内冷设计,能显著排除钻头在加工时所产生的切削热量,从而提高钻头切削寿命。
2、目前市面上的强力钻头如锥底强力钻仅为一个锥底刃,本实用新型包括定心刃和平面刃,不仅增强定心能力,且具有铣刀的铣削功能。
3、目前市面上的平底强力钻头刃口采用圆弧设计;本实用新型刃口采用小平面设计,能显著改善刃口抗崩性和耐磨性。
附图说明
附图1为本实用新型实施例的结构示意图一;
附图2为图1中A处放大图;
附图3为本实用新型实施例钻削时的刃口受力示意图;
附图4为锥底强力钻头钻削时的刃口受力示意图;
附图5为本实用新型实施例加工曲面与斜面时的原理示意图;
附图6为本实用新型实施例的结构示意图二;
附图7为本实用新型实施例的结构示意图三。
以上附图中:1.柄部;2.钻体;3.钻尖;4.刃瓣;5.排屑槽;6.端刃;7.周刃;8.平面;9.横刃;10.圆弧过渡;11.曲面过渡;12.内刃处;13.定心刃;14.平面刃;15.内冷孔;α.螺旋角;β.夹角;γ.夹角;16.锥底刃;17.曲面;18.斜面。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述:
实施例:参见附图1~7所示,一种内冷平底强力钻头,包括柄部1、钻体2和钻尖3,所述钻尖3位于所述钻体2的前端,所述柄部1位于钻体2的后端,三者一体成型。
所述钻尖3及所述钻体2上沿钻头的长度方向设有两个刃瓣4,并且两所述刃瓣4呈螺旋状沿所述钻头的周圈设置,且两刃瓣4之间开设有排屑槽5;所述钻尖3上形成有两端刃6,两所述刃瓣4上均形成有周刃7,所述端刃6与所述周刃7一一对应相连。
所述钻头的刃口包括位于钻头径向中心的定心刃13以及位于所述定心刃13径向周部的平面刃14组成;所述定心刃13中心为横刃9,所述端刃6形成于定心刃13及平面刃14前部;区别于锥底强力钻的是,如图4所示,后者只有一个锥底刃16。
其中,所述定心刃13呈锥形,其锥面与所述钻头轴线的夹角β为69~71°;
所述定心刃13的宽度占所述钻头直径的35~45%;借此设计,如图3所示,可将刃口分为两部分受力N,将一部分偏向力分解为轴向力,可避免钻削时的晃动,增强定心能力;区别于锥底强力钻的是,如图4所示,后者在钻削时是单一的偏向受力N,无定心能力。
如图5所示,在加工曲面17时(见图中左侧图),因为钻头定心刃13部位的尺寸小于钻头直径尺寸,所以在刚接触钻孔表面时受到的轴向力较小,受力小可使钻头刚接触钻孔表面时具有更强的定心能力,不会因为受力过大导致钻头打滑或定心不稳。
所述平面刃14与所述钻头轴线的夹角γ为85~90°,借此设计,如图5所示,在加工斜面18时(见图中右侧图),可使平面刃14具有铣刀的铣削功能,在钻削时平面刃14先接触钻孔表面,并铣削出平整的工件表面,利于钻头后续钻削。
所述平面刃14与所述排屑槽5的连接处设有一平面8,所述平面8具有一长度,并以其长度方向对应所述钻尖3前端面的外缘设置;通过所述平面8的设计,可使钻头的刃口平直,增加刃口的抗崩性。
所述端刃6与所述周刃7的连接处为圆弧过渡10(凸圆弧),以增加钻尖3的耐磨性。
所述排屑槽5与所述钻尖3的横刃9通过一曲面过渡11(凹圆弧);借此设计,以减小线性的应力集中,增加内刃处12的耐磨性,提高内刃处12的抗崩性能。
还包括两内冷孔15,内冷孔15的出水口位于所述钻尖3的前端,两内冷孔15的出水口中心对称设置;内冷孔15的入水口位于所述柄部1。在钻削工作时,所述内冷孔15中流通有制冷工质,能带走钻头钻削过程中产生的钻削热,用于给所述钻尖3和所述钻体2降温,以此增加刀具寿命;同时内冷出水的压力能使废屑更易排出,以此提高钻削速度。
所述钻头的螺旋角α角度为25~35°,以30°为佳。通过采用大螺旋角的设计,能使钻头在钻削加工中使铁屑更顺畅的排出。市面上的现有平底强力钻一般采用10~15°螺旋角设计,由于结构限制,若无法采用大螺旋角,否则会导致难以排屑的问题,且加工孔的精度无法保证;而本案通过所述“平面8”、所述“圆弧过渡10”以及所述“内冷孔15”的特殊组合设计,使得大螺旋角的采用成为可能。
其中,所述钻体2的钻芯锥度为0~2°的正锥设计,并以0.5°为佳,以此增加钻头整体的刚性,能使钻头实现高速钻削,进而提高加工效率。
相比现有技术而言,本实用新型的优点如下:
1、目前市场上的强力钻头都采用外冷设计;本实用新型采用内冷设计,能显著排除钻头在加工时所产生的切削热量,从而提高钻头切削寿命。
2、目前市面上的强力钻头如锥底强力钻仅为一个锥底刃,本实用新型包括定心刃和平面刃,不仅增强定心能力,且具有铣刀的铣削功能。
3、目前市面上的强力钻头刃口采用圆弧设计;本实用新型刃口采用小平面设计,能显著改善刃口抗崩性和耐磨性。
上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施,并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种内冷平底强力钻头,包括柄部、钻体和钻尖,所述钻尖位于所述钻体的前端,所述柄部位于钻体的后端,三者一体成型;所述钻尖及所述钻体上沿钻头的长度方向设有两个刃瓣,并且两所述刃瓣呈螺旋状沿所述钻头的周圈设置,且两刃瓣之间开设有排屑槽;所述钻尖上形成有两端刃,两所述刃瓣上均形成有周刃,所述端刃与所述周刃一一对应相连;其特征在于:
所述钻头的刃口包括位于钻头径向中心的定心刃以及位于所述定心刃径向周部的平面刃组成;
其中,所述定心刃呈锥形,其锥面与所述钻头轴线的夹角为69~71°;
所述定心刃的宽度占所述钻头直径的35~45%;
所述平面刃与所述钻头轴线的夹角为85~90°;
所述平面刃与所述排屑槽的连接处设有一平面,所述平面具有一长度,并以其长度方向对应所述钻尖前端面的外缘设置;
所述排屑槽与所述钻尖的横刃通过一曲面过渡;所述钻头的螺旋角角度为25~35°。
2.根据权利要求1所述的钻头,其特征在于:所述端刃与所述周刃的连接处为圆弧过渡。
3.根据权利要求1所述的钻头,其特征在于:还包括至少一内冷孔,该内冷孔的出水口位于所述钻尖的前端,内冷孔的入水口位于所述柄部。
4.根据权利要求1所述的钻头,其特征在于:所述钻头的螺旋角的角度为30°。
5.根据权利要求1所述的钻头,其特征在于:所述钻体的钻芯锥度为0~2°的正锥设计。
6.根据权利要求5所述的钻头,其特征在于:所述钻体的钻芯锥度为0.5°的正锥设计。
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