CN211276656U - 一种横切复合钻 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出的横切复合钻，包括本体，所述本体上包括多个按照第一右旋螺旋线旋转设置的容屑沟槽，在所述容屑沟槽的两侧的第二右旋螺旋线上分布多个切削单元，所述切削单元包括切削齿及与所述切削齿对应的分屑槽，每个所述切削齿挨着对应的分屑槽在右旋螺旋线上多组接续分布，多个所述分屑槽与容屑沟槽连通。因横切复合钻的切削齿和容屑沟槽均沿轴线呈螺旋线分布，切削及排屑的效果都较好。

Description

一种横切复合钻

技术领域

本实用新型涉及金属切削加工及金属切削刀具(钻头类)的设计、加工技术领域，尤其涉及一种横切复合钻。

背景技术

锯钻，是在手持电动工具上使用的一种刀具。目的是在板材(金属、木材、塑料等)上先钻孔然后切割出不同(一定)形状、大小的切割作业。

如图1所示，因这种常规结构的锯钻，在锯(割)开口8时，其切削齿1、容屑沟槽2均沿轴线直线分布，切削及排屑都不是很理想的工作状态。

实用新型内容

因此，有必要提供一种切削及排屑效果较好的横切复合钻。

为实现上述目的，本实用新型提出一种横切复合钻，包括本体，所述本体上包括多个按照第一右旋螺旋线旋转设置的容屑沟槽，在所述容屑沟槽的两侧的第二右旋螺旋线上分布多个切削单元，所述切削单元包括切削齿及与所述切削齿对应的分屑槽，每个所述切削齿挨着对应的分屑槽在所述第二右旋螺旋线上多组接续分布，多个所述分屑槽与容屑沟槽连通。

进一步地，所述第一右旋螺旋线和第二右旋螺旋线的螺旋角相同。

进一步地，所述切削齿包括主切削刃、第一副切削刃和第二副切削刃，所述主切削刃为所述第二右旋螺旋线上的一段曲线。

进一步地，所述分屑槽的沟底分布在沿所述本体螺旋分布的左旋螺旋线上。

进一步地，所述第一右旋螺旋线和左旋螺旋线的螺旋角不同。

进一步地，所述分屑槽的截面形状为对勾的镜像形状。

进一步地，所述主切削刃的两端分别与第一副切削刃和第二副切削刃连接。

进一步地，单个所述主切削刃为一平行于所述本体的轴线的直线段，所述主切削刃的切削后角为+α；

所述第一副切削刃为一与所述主切削刃和所述分屑槽沟底相交的直线段，第一副切削刃的切削后角为-α，-α的值等于所述第一副切削刃所在的分屑槽的螺旋升角λ1；

所述第二副切削刃为一与所述主切削刃和所述分屑槽沟底相交的直线段，所述第二副切削刃的切削后角为+α；+α的值所述第二副切削刃所在的分屑槽的螺旋升角λ1。

进一步地，所述分屑槽沟底无后角。

进一步地，本体的顶端设有弧线形状的横刃。

为实现上述目的，本实用新型提出的横切复合钻，包括本体，所述本体上包括多个按照第一右旋螺旋线旋转设置的容屑沟槽，在所述容屑沟槽的两侧的第二右旋螺旋线上分布多个切削单元，所述切削单元包括切削齿及与所述切削齿对应的分屑槽，每个所述切削齿挨着对应的分屑槽在右旋螺旋线上多组接续分布，多个所述分屑槽与容屑沟槽连通。因横切复合钻的切削齿和容屑沟槽均沿轴线呈螺旋线分布，切削及排屑的效果都较好。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1是现有技术的锯钻的侧视图；

图2是图1的A-A方向的剖视图；

图3是图1的B-B方向的剖视图；

图4是现有技术的锯钻的立体图；

图5是现有技术的锯钻的加工切削过程分析示意图；

图6是现有技术的锯钻的加工切削过程的侧视图；

图7是图6的Ⅰ处的放大示意图；

图8是现有技术的锯钻的切削齿的结构示意图；

图9是本实用新型实施例的横切复合钻的侧视图；

图10是图9的A-A方向的剖视图；

图11是图9的B-B方向的剖视图；

图12是本实用新型实施例的横切复合钻的立体图；

图13是本实用新型另一实施例的横切复合钻的侧视图；

图14是图13的Ⅻ处的放大示意图；

图15是本实用新型实施例的横切复合钻在切割板材时的主视图；

图16是图15的Ⅰ处的放大示意图；

图17是图15的K向的切割平移时的走刀运动轨迹；

图18是本实用新型又一实施例的横切复合钻的侧视图。

图19是图18的本体的顶端沿着本体轴向的部分的剖视图；

图20是本实用新型又一实施例的横切复合钻的俯视图；

图21是图18的A-A方向的剖视图；

图22是图18的B-B方向的剖视图；

图23是现有技术的车刀的截面形状；

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1-4示意的现有技术的锯钻，图1为锯钻的侧视图，图2为图1的A-A 方向的剖视图，图3为图1的B-B方向剖视图，图4为锯钻的立体图；图2 中可以看见切削单元包括切削齿1、容屑沟槽2和分屑槽3；图3中可以看见分屑槽3、分屑槽沟底31和其分屑槽3的截形形状，及其沿轴线呈螺旋沟槽分布的特点，影响锯口时刀具的上下往复运动及锯(割)开口的效果，刃口易卡死且操作者易受伤。

如图1-4所示：分屑槽3是截面形状如图3所示的矩形，其形成是用对应的截面形状为图23所示的车刀在锯钻外圆表面车出的螺旋槽，其沟底即分屑槽沟底31是一(与锯钻外表同心的)圆柱螺旋表面，无径向切削后角，故，此处无锯(切)削功能，影响在板材锯(切)开口加工。图1中的λ1是容屑槽的螺旋升角。

图1-4示意的现有技术的锯钻的加工切削过程分析示意如图5-7所示，在当被加工的板材厚度δ1≤锯钻分屑槽宽度δ时，很容易造成锯钻的偏移量ε而扎(吃)刀，或顺着分屑槽螺旋槽运动而失控且无法切(锯)削加工。

如图1和图7所示，δ是锯钻的分屑槽宽度；δ1是被锯(要加工)板材的厚度；L4是锯钻加工割板材9时，推、拉往复运动的最大行程，其值≤锯齿刃部长度＝L3-L2；在板材9锯出的可以是所需形状开口4。

继续参照现有技术锯钻的切削齿1的结构示意图，如图8和图6所示。单个主切削齿1的主切削刃11为一平行于本体10轴线的直线段，其切削后角为+α；利于锯(切割)加工。

第一副切削刃12为一与主切削刃11和分屑槽沟底31相交的直线段，其切削后角为-α，其值＝λ1(所述第二副切削刃所在的分屑槽的螺旋升角)，不利于锯(切割)加工；

第二副切削刃13为一与主切削刃11和分屑槽沟底7相交的直线段，其切削后角为+α；其值＝λ1(所述第二副切削刃所在的分屑槽的螺旋升角)，利于锯(切割)加工；

分屑槽沟底31因无后角，此处不能锯(切割)工件。

图8中，θ为主切削刃11与第一副切削刃12之夹角；θ1为主切削刃 11与第二副切削刃13之夹角。

本申请实施例的横切复合钻不同于现有技术的锯钻。图9-12和图13-14 是本申请实施例横切复合钻的结构示意图。图9为横切复合钻的侧视图，图 10为图9的A-A方向的剖视图，图11为图9的B-B方向的剖视图，图12为横切复合钻的立体图。图13为包含多个螺旋线的横切复合钻的侧视图，图14 下部为图13中Ⅻ的放大示意图。横切复合钻100，包括本体10，所述本体10 上包括多个按照第一右旋螺旋线11旋转设置的容屑沟槽5，在所述容屑沟槽 5的两侧的第二右旋螺旋线12上分布多个切削单元20，所述切削单元20包括切削齿4及与所述切削齿4对应的分屑槽6，每个所述切削齿4挨着对应的分屑槽6在所述第二右旋螺旋线12上多组接续分布，多个所述分屑槽6与容屑沟槽5连通。

具体地，第一右旋螺旋线11和第二右旋螺旋线12的螺旋角相同，均为图9中的螺旋角ω。

如图13-14所示，切削齿4包括主切削刃41、第一副切削刃42和第二副切削刃43，所述主切削刃41为所述第二右旋螺旋线12上的一段曲线。具体地，主切削刃的两端分别与第一副切削刃和第二副切削刃连接。

图14中，θ为主切削刃41与第一副切削刃42之夹角；θ1为主切削刃 41与第二副切削刃43之夹角。

进一步地，主切削刃41为一段螺旋角为ω的螺旋线，主切削刃41的切削后角为+α；更有利于主切削刃41的切割加工；

第一副切削刃42为一与主切削刃41相交的曲线段，其切削后角-α受分屑槽6的前角γ1(见图11所示)的影响而减小，从而大大的削弱了对切割加工的负面效应。

第二副切削刃43为一与主切削刃41相交的曲线段，其切削后角为+α受分屑槽6的螺旋角ω1(见图9所示)的影响而增大，其+α之值几乎等同于 (90°-ω1)即分屑槽螺旋升角，有利于切割加工。

由此沟槽的切削齿4具有很好的切削强度；便于设计、加工出合理的切削角度；适应范围更广；避免了原锯钻切削齿分屑槽易夹刀口卡顿现象；切割过程平稳易控制；具有更高的切削效率。

本申请实施例的横切复合钻100，切削齿4和容屑沟槽5均分布在螺旋角为ω的右旋螺旋线上，刃口(主切削刃41)为一段曲线，较直线分布有利于切削加工。

在一些实施例中，如图13，分屑槽6的沟底分布在沿所述本体10螺旋分布的左旋螺旋线13上。左旋螺旋线13的螺旋角为图9中的螺旋角ω1，分屑槽6左旋螺旋线13上分布较在直线分布亦更有利于切削加工。且分屑槽6的截面如图11所示的三角形，或者称为对勾的镜像形状，较现有技术的锯钻的矩形合理，不夹刀口且强度好。

由于分屑槽6的截形由原来的矩形改变为现在的对勾的镜像形状，分屑槽6沿轴线呈螺旋沟槽分布的特点，切削齿4、容屑沟槽5均沿轴线呈螺旋线分布，切削及排屑都较为理想。切割时横切复合钻100的上下往复运动就容易，切割的效果就好些，刃口不易卡死且操作轻便。具体可见其加工切削过程分析示意，如图15-17所示。

图15-17为横切复合钻切割板材时的示意图，图15为横切复合钻在切割板材时的主视图；图16为图15的Ⅰ部分的放大示意图；图17为图15的K 向的切割平移时的走刀运动轨迹。

图15-17中：

δ：是横切复合钻的分屑槽宽度；

δ1：是被切割(要加工)板材的厚度；

L4：是切割(加工)割板材时，推、拉往复运动的最大行程，其值≤锯齿刃部长度＝L3-L2；

如图9-12、图15-17所示，由于钻头之后的横切刃部分(切削单元20) 采用了“双切刃”(即“主切削刃41+副切削刃42/43”，)的方式，使得切割 (横向走刀、轴向往复)更加容易、顺畅。

容屑槽5和分屑槽6分别按螺旋角为ω、ω1之值呈右旋、左旋螺旋线分布，切削齿4必然在横切复合钻的同一截面(端截面和轴截面)内交错、连续分布。进一步地，在切割过程中的同一切削面上，同时参加切割的切削齿4 就不像原锯钻直槽结构那样的单个切削齿断续的参加，而是多个切削齿4逐次、连续参加工作的，避免了夹刀不切割现象，提高工效。且切削齿4在刃口长度上是逐渐、平稳地切入工件的，符合切削机理较高的要求。图17中示意出横切复合钻100在切割平移时走刀运动轨迹，切割出的(可以是所需形状)开口。

这样的横切复合钻100在切割开口加工时，不管是切割直线的正规图形，还是任意曲线的图形均是容易、轻快、省力的，且加工后的开口边沿光滑、整齐，质量较高。

图18-22是本实用新型实施例的横切复合钻的结构示意图。图18为横切复合钻的侧视图；图19为图18的本体的顶端沿着本体轴向的部分剖视图，图20为横切复合钻的俯视图；图21为图18的A-A方向的剖视图，图22为图18的B-B方向的剖视图。如图18-22所示，在使用时，所述本体10首先进入加工板材，在本体的顶端设有横刃30。横刃30的形成是切削齿4具有两边切削刃形成时的必然连接接结构，由此来保证钻头有足够的强度来钻削。K1是横刃30的长度。在相同钻芯厚度的情况下，本申请实施例的横刃长度 K1小于现有技术的锯钻的横刃长度K,这样的设计可以减小钻孔阻力。横刃30 的形状是三角体上的一条弧线。

图21可见圆柱韧带40；图22可见分屑槽6。

本申请实施例的横切复合钻100容易按照既定的形状轨迹平稳走刀移动，其推、拉或上、下往复运动顺畅，使其切削力减小、切削热减少，切割板材后切口翻边(毛刺)大大减少，成型口光滑、加工面质量得以提高，加工效率提高。

根据现有技术的锯钻结构，及其实际使用过程中存在的诸多问题，如：锯削部分刀齿分布单一，刀刃不锋利，分屑沟槽分布不合理等，使得锯削困难、费力且危险，等等问题。发明人根据各种被加工材料的组织结构、力学性质，及相应的刀具切削加工原理，设计出上述实施例的横切复合钻100。

本申请实施例的横切复合钻100具有较好的切削强度；在整个加工过程中，切割受力较小且均匀、合理；人工手持电动工具较平稳、可持久操作；避免了原锯钻切削齿分屑槽易夹刀口并卡顿现象，避免设备及人身事故的发生；降低了刀具在使用中不必要的损害及工件的报废；降低了加工难度及成本、提高了加工效率；使用这样的横切复合钻开口加工，不管是切割出直线的正规图形，还是任意曲线的图形均是容易、轻快、省力的，且加工后的开口边沿光滑、整齐，质量较高；适应范围更广泛。

第一右旋螺旋角/第二右旋螺旋角ω以及分屑槽6的左旋螺旋角ω1之值的选用对使用效果有较大影响。根据不同的被加工材质、使用的工具、横切复合钻的规格不同而不同。

针对本专利的技术方案，结合附图的图示、表格参数及说明只表示其结构形式之一。根据被加工对象和应用的环境及其使用的手工具(或机床)等动力装置的不同，本专利及其优选组合方式为：可用不同的柄部形式、不同的沟槽形式、不同的沟槽形状、不同的沟槽数量，分别组合成一系列结构形式和一系列规格的“横切复合钻”，都能够起上述的有益效果，且都属于此专利保护的范畴。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种横切复合钻，包括本体，其特征在于，所述本体上包括多个按照第一右旋螺旋线旋转设置的容屑沟槽，在所述容屑沟槽的两侧的第二右旋螺旋线上分布多个切削单元，所述切削单元包括切削齿及与所述切削齿对应的分屑槽，每个所述切削齿挨着对应的分屑槽在所述第二右旋螺旋线上多组接续分布，多个所述分屑槽与容屑沟槽连通。

2.根据权利要求1所述的横切复合钻，其特征在于，所述第一右旋螺旋线和第二右旋螺旋线的螺旋角相同。

3.根据权利要求2所述的横切复合钻，其特征在于，所述切削齿包括主切削刃、第一副切削刃和第二副切削刃，所述主切削刃为所述第二右旋螺旋线上的一段曲线。

4.根据权利要求3所述的横切复合钻，其特征在于，所述分屑槽的沟底分布在沿所述本体螺旋分布的左旋螺旋线上。

5.根据权利要求1-4任一项所述的横切复合钻，其特征在于，所述第一右旋螺旋线和左旋螺旋线的螺旋角不同。

6.根据权利要求1-4任一项所述的横切复合钻，其特征在于，所述分屑槽的截面形状为对勾的镜像形状。

7.根据权利要求4所述的横切复合钻，其特征在于，所述主切削刃的两端分别与第一副切削刃和第二副切削刃连接。

8.根据权利要求7所述的横切复合钻，其特征在于，单个所述主切削刃为一平行于所述本体的轴线的直线段，所述主切削刃的切削后角为+α；

所述第一副切削刃为一与所述主切削刃和所述分屑槽沟底相交的直线段，第一副切削刃的切削后角为-α，-α的值等于所述第一副切削刃所在的分屑槽的螺旋升角λ1；

所述第二副切削刃为一与所述主切削刃和所述分屑槽沟底相交的直线段，所述第二副切削刃的切削后角为+α；+α的值所述第二副切削刃所在的分屑槽的螺旋升角λ1。

9.根据权利要求8所述的横切复合钻，其特征在于，所述分屑槽沟底无后角。

10.根据权利要求1所述的横切复合钻，其特征在于，本体的顶端设有弧线形状的横刃。

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