CN215468315U - 一种可转位刀片钻头及其中心刀片 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可转位刀片钻头的中心刀片，包括相对设置的上端面和底面、在所述上端面和所述底面之间延伸的侧面、所述上端面与所述侧面相交形成的切削刃；所述切削刃包括相互之间形成夹角的第一切削刃、第二切削刃、第三切削刃；所述第一切削刃的长度A与所述第二切削刃的长度B的比值范围为0.5‑0.9，所述第三切削刃的长度C与所述第二切削刃的长度B的比值范围为0.2‑0.5；所述第一切削刃与所述第二切削刃的夹角α，小于所述第二切削刃与所述第三切削刃的夹角β。还公开了一种可转位刀片的钻头。本实用新型的目的在于解决孔加工的断屑技术问题和使用的经济性问题。

Description

一种可转位刀片钻头及其中心刀片

技术领域

本实用新型属于机械加工领域，尤其涉及一种可转位刀片钻头及其中心刀片。

背景技术

在机械加工行业中，任何一种机器设备，要把零件连接起来，需要各种不同尺寸的螺钉孔、销钉孔或铆钉孔；为了把传动部件固定起来，需要各种安装孔；机器零件本身也有许多各种各样的孔(如油孔、工艺孔、减重孔等)。内孔表面是组成机械零件的重要表面之一。在机械零件中，带孔零件一般要占零件总数的50％～80％。而且孔有以下几点特征：

①大部分孔加工刀具为定尺寸刀具，刀具本身的尺寸精度和形状精度不可避免地对孔的加工精度有重要的影响。

②孔加工刀具尺寸由于受到加工孔直径的限制，刀具横截面尺寸较小，所以刀具刚性差，切削不稳定，易产生振动。

③孔加工刀具是在工件已加工表面的包围之中进行切削加工，切削呈封闭或半封闭的状态，因此排屑困难，切削液不易进入切削区，难以观察切削中的实际情况，对工件质量、刀具寿命都将产生不利的影响。

④孔加工刀具种类多、规格多。

因此在孔加工期间，通常考虑其安全性，希望得到理想的切屑，同时能希望降低切削力来保证刀体的稳定性。切屑的成形和顺利排出往往成为生产的关键问题。

在孔加工期间，刀具的中心刀片及周边刀片端受到切削作用力，并且由于孔加工封闭或半封闭的加工特点，切屑排出困难，且只能从切削受力端经过特定的排屑糟流出。为了达到一定的孔加工深度要求，孔加工刀具通常具有较大的悬伸，当切削受力小时刀具切削部分相较于刀具的夹持柄部会产生一定的挠度，为了保证较小的挠度产生，刀具的排屑槽只能设置成有限的的容屑空间，继而出现切屑不能及时顺利排出，积留的切屑与容屑槽、加工表面产生摩擦并且挤压刀体，刀体产生振动，从而影响加工表面质量以及刀具寿命。

现有技术中，为了达到较高的刀具经济型，孔加工刀具一般采用分体式结构设计，切削工作部分和刀体是分离的，即切削部分由可替换的中心刀片和周边刀片组成，且中心刀片和周边刀片通过不对称的布置方式，分别覆盖不同的切削区域，以达到整个孔的加工尺寸要求，从而导致中心刀片和周边刀片的受力不平衡，切削时产生不对称的扭矩，刀具受力产生变形及振动，影响孔的加工精度和表面质量。为了解决刀具切削时的受力不平衡问题，现有刀具，中心刀片多设置成异形切削刃，生产制造难度大。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于解决孔加工的断屑技术问题和使用的经济性问题。

本专利方案提供一种可转位刀片钻头的中心刀片，包括：包括相对设置的上端面和底面、在所述上端面和所述底面之间延伸的侧面、所述上端面与所述侧面相交形成的切削刃；所述切削刃包括相互之间形成夹角的第一切削刃、第二切削刃、第三切削刃；所述第一切削刃的长度A与所述第二切削刃的长度B的比值范围为0.5-0.9，所述第三切削刃的长度C与所述第二切削刃的长度B的比值范围为0.2-0.5；所述第一切削刃与所述第二切削刃的夹角α，小于所述第二切削刃与所述第三切削刃的夹角β。

进一步地，所述切削刃还包括第一连接刃、第二连接刃和第三连接刃，并按以下顺序依次相接：所述第一连接刃、所述第一切削刃、所述第二连接刃、所述第二切削刃、所述第三连接刃、所述第三切削刃。

进一步地，所述上端面设有沿所述切削刃延伸的断屑槽。

进一步地，所述侧面包括与所述上端面连接的第一侧面，以及与所述底面连接的第二侧面；所述切削刃与所述第一侧面形成的间隙角F，小于所述切削刃与所述第二侧面形成的间隙角E。

进一步地，所述侧面共有四个，该四个所述侧面分别与所述上端面相交形成四条切削刃。

还公开了一种可转位刀片的钻头，包括包括钻体、周边刀片、权利要求1-5任一项所述的中心刀片；所述钻体包括切削部和切削端；所述切削部相对的两侧分别设有第一导屑槽和第二导屑槽，所述第一导屑槽和所述第二导屑槽沿所述钻体的轴向延伸；所述中心刀片和所述周边刀片分别安装于所述第一导屑槽和所述第二导屑槽，并相对所述切削端凸起；相对所述切削端，所述中心刀片高于所述周边刀片，高度差为H。

进一步地，所述高度差H大于0.05mm，小于0.35mm。

进一步地，所述周边刀片切削刃的主偏角为α1，所述中心刀片切削刃的主偏角为α2，所述80°<＝α1<＝89°，所述α1-2°<＝α2<＝α1+2°。

进一步地，所述第一导屑槽和所述第二导屑槽沿所述钻体轴向螺旋延伸。

本专利的改进带来如下优点：

(1)本申请实施例一种可转位刀片钻头的中心刀片，在一侧面上与上端面形成三段形成夹角的切削刃(第一、第二及第三切削刃)。发明人根据长期的使用和制造经验，设计了这三段切削刃相互之间形成不同的夹角。并且通过计算和模拟及几百次的试验，确定了不同切削刃(第一、第二及第三切削刃)的长度及相对角度。按照这个长度和相对角度制造而成的刀片，可以在使用该刀片进行工件切削加工时，改变切屑的成形和分屑，达到更好排屑和降低切削力的目的，即保证刀片性能的同时，也具有更经济的刃口数量，而且外形更方便生产。具体的原理是：使用该刀片进行工件切削加工时，被三段不同切削刃从工件上切削下来的切屑，因为切削刃的角度及长度的不同，切屑从不同的方位一起向刀片的中部方向延伸、聚拢，然后从多个角度向刀片中部延伸的多条切屑互相碰撞、互相纠缠、互相拉扯、互相作用，加速了切屑的断裂，让切屑更加细小，大幅度地降低了排屑的难度。而且切屑在经过切削刃后，切屑会互相作用或者形成C型屑，从而更有利于切屑的断裂和排出。

(2)中心刀片中形成夹角的三段切削刃(第一、第二及第三切削刃)的另一优点是在总体上加大了切削刃与加工件的接触长度，使得切削力分摊到每段切削刃变小，并实际上减小了每段切削刃(第一、第二及第三切削刃)与切屑的接触长度。这样的设计，减少了刀片在单位长度上承受的切削力，保证切削液跟刀片和切屑接触更充分。极大加强了刀片和切屑的散热，增加了刀具的寿命。

(3)中心刀片不需要设置异形切削刃，只需要按照本实用新型的设计方案合理设置好切削刃的长度和角度，即可大幅度减少道具受力不平衡的问题，降低刀片的生产难度，增强刀片的经济性。

(4)本实用新型实施例一种可转位刀片的钻头，其在进入工件时仅受到中等切削力，而同时保证良好的平衡。同时在钻体相对的两侧都设置了导屑槽，可以快速方便地将刀片切削下来的碎屑快速排出。不积留切屑，从而切屑不容易与加工件表面产生摩擦并挤压刀体，有利于减少刀体震动，从而提高加工件表面的加工质量以及刀具寿命。

附图说明

图1是本申请实施例一种可转位刀片钻头的中心刀片的立体结构示意图；

图2是本申请实施例一种可转位刀片钻头的中心刀片的俯视结构示意图；

图3是沿图2中G-G线的剖面结构示意图；

图4是本申请实施例一种可转位刀片的钻头的立体结构示意图；

图5是本申请实施例一种可转位刀片的钻头中，中心刀片与周边刀片的安装位置示意图；

其中，1为上端面，2为底面，3为侧面，31为第一侧面，32为第二侧面，4为切削刃，41为第一切削刃，42为第二切削刃，43为第三切削刃，44为第一连接刃，45为第二连接刃，46为第三连接刃，5为断屑槽，钻体为100，切削部为101，切削端为1011，第一导屑槽为1012，第二导屑槽为1013，周边刀片为200，中心刀片为300。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

如图1-3所示，本申请实施例1一种可转位刀片钻头的中心刀片，包括相对设置的上端面1和底面2；

上端面1和底面2基本平行设置；可选的，如图2所示的，上端面1可以为一个十二边形，该十二边形近似于一个方形；或者该十二边形可以认为是由3个同心而不同直径大小的内切圆的方形按照设计角度组合而成；该十二边形可以为圆角；

在上端面1和底面2之间延伸的侧面3；上端面1与侧面3相交形成的切削刃4；

如图1和图2所示的，该切削刃4可以在上端面1与侧面3相交形成的边上都具备，也可以是只在其中一侧的边上具备；例如，上端面1为前述一个近似方形的十二边形，切削刃4可以该十二边形的所有十二条边上都形成，也可以只在其中一侧的三条边上形成；该切削刃4在上刀面上具有一定的刃宽；

如图1和图2所示的，可选的，切削刃4还包括第一连接刃44、第二连接刃45和第三连接刃46，并按以下顺序依次相接：第一连接刃44、第一切削刃41、第二连接刃45、第二切削刃42、第三连接刃46、第三切削刃43；具体的，第一连接刃44、第一切削刃41、第二连接刃45、第二切削刃42、第三连接刃46、第三切削刃43的刃宽分别为W1、W2、W3、W4、W5、W6；W6>W5>＝W1>W2＝W3＝W4，W2或W3或W4与W6的比值范围为0.5-0.9；

如图1和图2所示，可选的，上端面1设有沿所述切削刃4延伸的断屑槽5；

如图1所示，可选的，侧面3包括与上端面1相接的第一侧面31，及与底面2相接的第二侧面32，第一侧面31与第二侧面3232之间具有一定的夹角，而切削刃4与第一侧面31形成的间隙角F，小于切削刃4与第二侧面32形成的间隙角E；侧面3与垂直于上端面1、底面2的面的夹角形成刀片的后角；

可选的，侧面3共有四个，该四个所述侧面3分别与上端面1相交形成四条切削刃4，上端面1可以为一个十二边形，该十二边形近似于一个方形；或者该十二边形可以认为是由3个同心而不同直径大小的内切圆的方形按照设计角度组合而成；

如图3所示，可选的，间隙角F在4°～11°之间，间隙角E在9°～26°之间；优选的，间隙角F在5°～10°之间，间隙角E在10°～25°之间；更加优选的，间隙角F为7°，间隙角E为22.6°；

其中，切削刃4包括相互之间形成夹角的第一切削刃41、第二切削刃42、第三切削刃43；第一切削刃41的长度A与第二切削刃42的长度B的比值范围为0.5-0.9，第三切削刃43的长度C与第二切削刃42的长度B的比值范围为0.2-0.5；

第一切削刃41和第三切削刃43均向内(即向刀片中部)倾斜，共同与第二切削刃42组成一个朝向刀片中部的凹形；刀片的大小由与切削刃4相切的IC值决定；

如图2示，第一切削刃41与所述第二切削刃42的夹角α，小于所述第二切削刃42与所述第三切削刃43的夹角β；刀片的外形由A、B、C的占比及角度α、β决定。

按照这个长度和相对角度设计的切削刃4，可以在使用该刀片进行工件切削加工时，改变切屑的成形和分屑，达到更好排屑和降低切削力的目的，即保证刀片性能的同时，也具有更经济的刃口数量，而且外形更方便生产。

具体的原理是：使用该刀片进行工件切削加工时，被三段不同切削刃4从工件上切削下来的切屑，因为切削刃4的角度及长度的不同，切屑从不同的方位一起向刀片的中部方向延伸、聚拢，然后从多个角度向刀片中部延伸的多条切屑互相碰撞、互相纠缠、互相拉扯、互相作用，加速了切屑的断裂，让切屑更加细小，大幅度地降低了排屑的难度。而且切屑在经过切削刃4后，切屑会互相作用或者形成C型屑，从而更有利于切屑的断裂和排出。

而且，三段切削刃4在总体上加大了该刀片和切屑的接触长度，具体到每段切削刃4，实际上减小了每段切削刃4与切屑的接触长度。这样的设计，即减小了切削力，又保证切削液跟刀片和切屑接触更充分。极大加强了刀片和切屑的散热，增加了刀具的寿命。

如图4-5所示，本申请实施例2一种可转位刀片的钻头，包括

钻体100包括切削部101和夹持部及切削端1011；

夹持部用于将该钻体100夹持安装到加工机床上，切削部101用于安装切削刀片，用于进行切削作业；钻体100为长条形，切削部101和夹持部分别位于其两端，大体为圆柱形；

周边刀片200；

周边刀片200安装在远离钻体100旋转轴的一侧；

实施例1中的中心刀片300；

中心刀片300安装在靠近钻体100旋转轴的一侧，并在钻体100的径向平面上，与周边刀片200具有一定的重叠；

钻体100切削部101相对的两侧分别设有第一导屑槽1012和第二导屑槽1013，第一导屑槽1012和第二导屑槽1013沿钻体100的轴向延伸；

第一导屑槽1012和第二导屑槽1013用于导向排出切屑；可选的，第一导屑槽1012和所述第二导屑槽1013沿钻体100轴向螺旋延伸，以配合和利用钻体100的旋转时产生的离心力，更好更快地将切屑排出；

中心刀片300和周边刀片200分别安装于第一导屑槽1012和第二导屑槽1013，并相对钻体100的切削端1011凸起；

中心刀片300和周边刀片200均相对切削端1011凸起；

相对切削端1011，中心刀片300高于周边刀片200，高度差为H；优选的，0.05mm<H<0.35mm；

如图5所示，周边刀片200切削刃4的主偏角为α1，中心刀片300切削刃4的主偏角为α2，80°<＝α1<＝89°，所述α1-2°<＝α2<＝α1+2°。其中，主偏角是指基面中测量的主切削刃4与假定进给运动方向之间的夹角。主偏角主要影响切削层截面的形状和参数，影响切削分力的变化，并和副偏角一起影响已加工表面的粗糙度。如图5所示，中心刀片300的大部分及周边刀片200的全部位于回转轴线的一侧，即不对称的布置方式，分别覆盖不同的切削区域，以达到整个孔的加工尺寸要求。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种可转位刀片钻头的中心刀片，其特征在于，包括相对设置的上端面和底面、在所述上端面和所述底面之间延伸的侧面、所述上端面与所述侧面相交形成的切削刃；所述切削刃包括相互之间形成夹角的第一切削刃、第二切削刃、第三切削刃；所述第一切削刃的长度A与所述第二切削刃的长度B的比值范围为0.5-0.9，所述第三切削刃的长度C与所述第二切削刃的长度B的比值范围为0.2-0.5；所述第一切削刃与所述第二切削刃的夹角α，小于所述第二切削刃与所述第三切削刃的夹角β。

2.根据权利要求1所述的一种可转位刀片钻头的中心刀片，其特征在于，所述切削刃还包括第一连接刃、第二连接刃和第三连接刃，并按以下顺序依次相接：所述第一连接刃、所述第一切削刃、所述第二连接刃、所述第二切削刃、所述第三连接刃、所述第三切削刃。

3.根据权利要求1所述的一种可转位刀片钻头的中心刀片，其特征在于，所述上端面设有沿所述切削刃延伸的断屑槽。

4.根据权利要求1所述的一种可转位刀片钻头的中心刀片，其特征在于，所述侧面包括与所述上端面连接的第一侧面，以及与所述底面连接的第二侧面；所述切削刃与所述第一侧面形成的间隙角F，小于所述切削刃与所述第二侧面形成的间隙角E。

5.根据权利要求1所述的一种可转位刀片钻头的中心刀片，其特征在于，所述侧面共有四个，该四个所述侧面分别与所述上端面相交形成四条切削刃。

6.一种可转位刀片的钻头，其特征在于，包括钻体、周边刀片、权利要求1-5任一项所述的中心刀片；所述钻体包括切削部和切削端；所述切削部相对的两侧分别设有第一导屑槽和第二导屑槽，所述第一导屑槽和所述第二导屑槽沿所述钻体的轴向延伸；所述中心刀片和所述周边刀片分别安装于所述第一导屑槽和所述第二导屑槽，并相对所述切削端凸起；相对所述切削端，所述中心刀片高于所述周边刀片，高度差为H。

7.根据权利要求6所述的一种可转位刀片的钻头，其特征在于，所述高度差H大于0.05mm，小于0.35mm。

8.根据权利要求6所述的一种可转位刀片的钻头，其特征在于，所述周边刀片切削刃的主偏角为α1，所述中心刀片切削刃的主偏角为α2，所述80°<＝α1<＝89°，所述α1-2°<＝α2<＝α1+2°。

9.根据权利要求6所述的一种可转位刀片的钻头，其特征在于，所述第一导屑槽和所述第二导屑槽沿所述钻体轴向螺旋延伸。

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