CN215392665U - 碳纤维复合材料专用多尖强断屑钻头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种碳纤维复合材料专用多尖强断屑钻头，包括一体成型的刀体和刀柄，刀体前端面设有钻尖部，钻尖部包括由顶尖开始向后逐级减小夹角的第一钻尖角、第二钻尖角和第三钻尖角，第一钻尖角、第二钻尖角和第三钻尖角依次连接且同心设置；刀体前端面包括绕中心旋转对称设置的两个切削部，每个切削部绕其切削旋转的方向依次设有后刀面一、后刀面二和容屑槽，第一钻尖角、第二钻尖角和第三钻尖角从前端面中心向边缘贯穿覆盖了后刀面一和后刀面二，两个切削部之间设有两条排屑槽，排屑槽沿着刀体呈螺旋形分布；本刀具钻尖部能有效对抗横向切削力，防止磨损，提高钻头的使用寿命，断屑槽设计能够行强制断屑，保证钻削成品表面质量。

Description

碳纤维复合材料专用多尖强断屑钻头

技术领域

本实用新型属于机械加工刀具技术领域，具体涉及一种碳纤维复合材料专用多尖强断屑钻头。

背景技术

碳纤维复合材料在航空航天领域、电子工业领域使用广泛，碳纤维复合材料的层间剪切性能和横向抗拉性能比较低，在对碳纤维复合材料进行钻削加工过程中易产生毛刺、撕裂、纤维拉出及层间分层等加工的缺陷，目前市面上的钻头加工过程中容易出现过度磨损、工件加工表面质量差、工件剥离、分层、毛刺等问题，而且往往一个问题解决伴随着另外一个问题的出现，导致加工成本高昂，效率低下。

发明内容

针对上述问题和技术需求，本实用新型提供一种碳纤维复合材料专用多尖强断屑钻头。

本实用新型的技术方案如下：碳纤维复合材料专用多尖强断屑钻头，包括一体成型的刀体和刀柄，所述刀体前端面设有钻尖部，钻尖部包括由顶尖开始向后逐级减小夹角的第一钻尖角、第二钻尖角和第三钻尖角，所述第一钻尖角、第二钻尖角和第三钻尖角依次连接且同心设置；所述刀体前端面包括绕中心旋转对称设置的两个切削部，每个切削部绕其切削旋转的方向依次设有后刀面一、后刀面二和容屑槽，所述第一钻尖角、第二钻尖角和第三钻尖角从前端面中心向边缘贯穿覆盖了后刀面一和后刀面二，两个切削部之间设有两条排屑槽，排屑槽沿着刀体呈螺旋形分布。本刀采用多钻尖设计，极大的保证了钻头顶尖的耐磨损性和切削稳定性，减小轴向力对钻尖横刃的冲击和磨损，提高钻头寿命。

进一步的，所述第一钻尖角为130°，第二钻尖角为115°，第三钻尖角为100°。三个钻尖角之间保持合理的逐渐递减梯度，角度的变化比较温和，使钻尖角交接处不存在尖锐凸起角，起到了保护钻尖部的目的。

进一步的，所述刀体沿长度方向设有两条外周刃部，外周刃部与排屑槽紧邻设置，沿外周刃部和排屑槽的交接处设有刃带，排屑槽、外周刃部和刃带均为右螺旋形，其螺旋角均为28°。

进一步的，所述刃带两侧边与刀体中心轴所形成夹角α≥12°。夹角α至少为12°决定了刃带的宽度占刀体外周的较大幅宽，本刀体上的刃带相比于传统钻刀上的刃带增加了至少50%的宽度，为加大型刃带，具有更强的切削支撑作用，保证了成型孔的高质量。

进一步的，所述排屑槽的槽背比为0.8：1，排屑槽形状为倒锥形。

进一步的，所述外周刃部每间隔相同距离设有垂直于螺旋线方向的断齿槽，每个断齿槽横穿过整条外周刃部，断齿槽两端槽口分别通向两个排屑槽。外周刃上独特的断屑槽设计，主要作用在于控制工件在出现纤维拉出长条状或者较大毛刺时，进行强制断屑，使长屑变短屑，短屑还能从断齿槽两端的槽口中排入排屑槽中，保证排屑通畅，优化工件表面质量。

进一步的，所述刀体芯部直径从前端往后端逐渐减小，最前端芯部与最后端芯部的直径变化率为3%。直径变化率为3%的锥度芯厚设计，能够增大钻头后部排屑槽的容屑空间，防止断屑后出现大量碎屑积压在狭小的空间排除不出来导致的钻头折损。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本钻头采用角度逐级递减的三段式的钻尖设计，在钻削时钻尖部能够有效对抗横向切削力，防止钻尖部分磨损崩断，具有很强的刚度和耐磨损性能，提高了钻头的使用寿命；外周刃部的断屑槽设计，能够对长条状或较大毛刺的切屑进行强制断屑，保证钻削成品的表面质量；本钻头可实现碳纤维领域高达45m的加工寿命，PCB领域高达60m的加工寿命，远超现市面的钻头寿命接近80%左右，并且可重复进行4-6次修磨，大大降低刀具使用成本。

附图说明

图1 为本实用新型碳纤维复合材料专用多尖强断屑钻头的轴向视图；

图2为本实用新型碳纤维复合材料专用多尖强断屑钻头的前端面视图；

图3为本实用新型碳纤维复合材料专用多尖强断屑钻头中刀体和芯部尺寸示意图；

图4(a)为本实用新型中钻尖部的第一钻尖角；

图4(b)为本实用新型中钻尖部的第二钻尖角；

图4(c)为本实用新型中钻尖部的第三钻尖角；

图中标记为：刀体1、刀柄2、钻尖部3、第一钻尖角31、第二钻尖角32、第三钻尖角33、切削部4、后刀面一41、后刀面二42、容屑槽43、排屑槽5、外周刃部6、刃带61、断齿槽62、芯部7、最前端芯部71、最后端芯部72。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的描述。

如图1-4(c)所示为本实用新型碳纤维复合材料专用多尖强断屑钻头，包括一体成型的刀体1和刀柄2，所述刀体1前端面设有钻尖部3，钻尖部3包括由顶尖开始向后逐级减小夹角的第一钻尖角31、第二钻尖角32和第三钻尖角33，所述第一钻尖角31、第二钻尖角32和第三钻尖角33依次连接且同心设置；优选的，所述第一钻尖角31为130°，第二钻尖角32为115°，第三钻尖角33为100°。三个钻尖角之间保持合理的逐渐递减梯度，角度的变化比较温和，使钻尖角交接处不存在尖锐凸起角，起到了保护钻尖部的目的。

所述刀体前端面包括绕中心旋转对称设置的两个切削部4，每个切削部4绕其切削旋转的方向依次设有后刀面一41、后刀面二42和容屑槽43，并且上述第一钻尖角31、第二钻尖角32和第三钻尖角33从前端面中心向边缘贯穿覆盖了后刀面一41和后刀面二42，在切削时，后刀面一41首先接触工件进行钻削，顶部的切屑经容屑槽排入刀体1上的排屑槽5内。

所述两个切削部4之间设有两条排屑槽5，排屑槽5沿着刀体1呈螺旋形分布，排屑槽5的槽背比为0.8：1，排屑槽5形状为倒锥形。刀体1沿长度方向设有两条外周刃部6，外周刃部6与排屑槽5紧邻设置，沿外周刃部6和排屑槽5的交接处设有刃带61，排屑槽5、外周刃部6和刃带61均为右螺旋形，其螺旋角均为28°。

所述刃带61两侧边与刀体1中心轴所形成夹角α≥12°。夹角α至少为12°决定了刃带61的宽度占刀体1外周的较大幅宽，本刀体1上的刃带61相比于传统钻刀上的刃带61增加了至少50%的宽度，为加大型刃带，具有更强的切削支撑作用，保证了成型孔的高质量。

所述刀体芯部7直径从前端往后端逐渐减小，最前端芯部71与最后端芯部72的直径变化率为3%；所述外周刃部6每间隔相同距离设有垂直于螺旋线方向的断齿槽62，每个断齿槽62横穿过整条外周刃部6，断齿槽62两端槽口分别通向两个排屑槽5。

以上所述，仅为本实用新型较佳的几个实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化和替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (7)

1.碳纤维复合材料专用多尖强断屑钻头，其特征在于：包括一体成型的刀体和刀柄，所述刀体前端面设有钻尖部，钻尖部包括由顶尖开始向后逐级减小夹角的第一钻尖角、第二钻尖角和第三钻尖角，所述第一钻尖角、第二钻尖角和第三钻尖角依次连接且同心设置；所述刀体前端面包括绕中心旋转对称设置的两个切削部，每个切削部绕其切削旋转的方向依次设有后刀面一、后刀面二和容屑槽，所述第一钻尖角、第二钻尖角和第三钻尖角从前端面中心向边缘贯穿覆盖了后刀面一和后刀面二，两个切削部之间设有两条排屑槽，排屑槽沿着刀体呈螺旋形分布。

2.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料专用多尖强断屑钻头，其特征在于：所述第一钻尖角为130°，第二钻尖角为115°，第三钻尖角为100°。

3.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料专用多尖强断屑钻头，其特征在于：所述刀体沿长度方向设有两条外周刃部，外周刃部与排屑槽紧邻设置，沿外周刃部和排屑槽的交接处设有刃带，排屑槽、外周刃部和刃带均为右螺旋形，其螺旋角均为28°。

4.根据权利要求3所述的碳纤维复合材料专用多尖强断屑钻头，其特征在于：所述刃带两侧边与刀体中心轴所形成夹角α≥12°。

5.根据权利要求3所述的碳纤维复合材料专用多尖强断屑钻头，其特征在于：所述排屑槽的槽背比为0.8：1，排屑槽形状为倒锥形。

6.根据权利要求3所述的碳纤维复合材料专用多尖强断屑钻头，其特征在于：所述外周刃部每间隔相同距离设有垂直于螺旋线方向的断齿槽，每个断齿槽横穿过整条外周刃部，断齿槽两端槽口分别通向两个排屑槽。

7.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料专用多尖强断屑钻头，其特征在于：所述刀体芯部直径从前端往后端逐渐减小，最前端芯部与最后端芯部的直径变化率为3%。

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