CN217070874U - 一种螺旋钻铰刀 - Google Patents

Abstract

一种螺旋钻铰刀，包括刀体和刀柄，于刀体上设置钻孔部、铰孔部和排屑槽，钻孔部包括钻尖型端刃、清边和钻孔棱边，在刀体远离刀柄的一端设置钻尖型端刃，于刀体的周侧设置从钻尖型端刃向刀柄方向螺旋延伸的排屑槽、清边和钻孔棱边，在清边上设置和钻尖型端刃存在间距的铰孔部，铰孔部包括圆柱刃带、阶梯倒角以及若干个交错设置的铰孔棱边和刻背槽，顺着钻孔棱边的延伸方向设置圆柱刃带，圆柱刃带靠近钻尖型端刃的一端设置为阶梯倒角。该钻铰刀可一次完成铝合金材料的钻孔、扩孔及精加工，在加工过程中对孔壁进行挤压、支撑和磨光，在保证尺寸精度及孔壁表面的光滑度的同时抑制了铝合金的缩孔现象。

Description

一种螺旋钻铰刀

技术领域

本实用新型涉及切削刀具技术领域，尤其涉及一种钻铰刀。

背景技术

21世纪以来，随着我国工业水平的高速发展，精质加工和精细加工成为了国内制造业生产加工的基本标准。铝合金作为一种具有良好导电性、导热性、耐蚀性、可焊性、铸造性及可塑性的轻质金属材料，是以铝为基体添加一定量其他合金元素制成的，在航空航天、海洋船舶、建筑建设、家居装潢等领域被广泛使用。

但铝合金在生产过程中也存在许多加工问题。例如，对铝合金需要先钻孔再换刀进行扩孔，最后进行精加工，工序繁琐；由于材料弹性模量较小，铝合金在加工时易产生较大的弹性变形，加工精度不易保证，且容易发生缩孔；铝合金质地较软，加工时因碎屑排出不畅导致碎屑造成工件表面划痕，增大加工表面粗糙度。

因此，如何提高铝合金材料的加工精度、减小工件加工表面粗糙度对于将铝合金应用在更多领域具有积极意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种螺旋钻铰刀，该钻铰刀包括钻孔部和铰孔部，可一次完成铝合金材料的钻孔、扩孔及精加工，在加工过程中对孔壁进行挤压、支撑和磨光，在保证尺寸精度及孔壁表面的光滑度的同时抑制了铝合金的缩孔现象。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种螺旋钻铰刀，包括刀体和刀柄，于所述刀体上设置钻孔部、铰孔部和排屑槽，所述钻孔部包括钻尖型端刃、清边和钻孔棱边，通过清边的宽度决定钻孔棱边的宽度，并通过清边为降低钻削阻力提供所需的避空，在所述刀体远离所述刀柄的一端设置所述钻尖型端刃，于刀体的周侧设置从所述钻尖型端刃向所述刀柄方向螺旋延伸的所述排屑槽、所述清边和所述钻孔棱边，在所述清边上设置和所述钻尖型端刃存在间距的所述铰孔部，所述铰孔部包括圆柱刃带、阶梯倒角以及若干个交错设置的铰孔棱边和刻背槽，顺着所述钻孔棱边的延伸方向设置所述圆柱刃带，所述圆柱刃带靠近所述钻尖型端刃的一端设置为所述阶梯倒角；通过钻孔部和铰孔部分别对铝合金材料进行钻孔、扩孔和精加工，并且在加工的同时借助钻孔棱边、圆柱刃带和铰棱边对孔壁进行挤压、支撑和磨光，在保证尺寸精度及孔壁表面的光滑度的同时抑制了铝合金的缩孔现象；

相应的，所述钻尖型端刃为四平面式钻头，所述四平面式钻头包括两个钻尖切削刃，每个所述钻尖切削刃包括第一后角和第二后角，分别形成第一后角面和第二后角面，两个所述钻尖切削刃连接处形成横刃，于所述横刃的两侧设置具有前角的容屑槽；加工时通过带有第一后角和第二后角的钻尖切削刃配合带有前角的容屑槽，使刀具可以快速将铝合金材料定点切除并加工出孔型，碎屑从容屑槽经排屑槽排出，提高排屑的通畅性，避免碎屑造成工件表面划痕；

相应的，所述第一后角为8°～13°，所述第二后角为19°～30°，所述容屑槽前角为0°～5°；

相应的，在刀体的轴向上，所述排屑槽和与之相邻的刃背在所述刀体的轴向上的长度比为(1～1.5):1，所述刃背为位于两个排屑槽之间的所述刀体的周侧段；较大的排屑槽和刃背的长度比可保证由钻尖型端刃切除的铝合金碎屑及时顺畅地通过容屑槽进入排屑槽并向刀柄方向排出，进一步提高排屑的通畅性；

相应的，所述钻孔棱边为倒锥设置，其锥度范围为BT 0.1～0.15/100；

相应的，所述圆柱刃带和铰孔棱边均为倒锥设置，其锥度范围为BT 0.06～0.08/100；

相应的，所述圆柱刃带和所述阶梯倒角均存在后角，其后角角度A的范围为5°≤A≤10°；

相应的，所述圆柱刃带的刃口为圆刃，且所述圆柱刃带的宽度W均相等，宽度W的范围为0.05mm＜W≤0.3mm；

相应的，所述圆柱刃带的直径大于所述钻孔棱边的直径，两者的直径差为0.05～0.1mm；

相应的，所述铰孔棱边的直径大于所述圆柱刃带的直径，两者的直径差为0.005～0.008mm；

相应的，所述铰孔棱边具有前角，其前角角度B范围为5°≤B≤7°；

相应的，所述铰孔棱边和所述刻背槽分别设置有三个，分别为第一铰孔棱边、第二铰孔棱边、第三铰孔棱边、第一刻背槽、第二刻背槽和第三刻背槽，顺着所述钻孔棱边的延伸方向在所述清边上设置所述第一刻背槽，在所述第一刻背槽的宽度方向上，与所述第一刻背槽间隔设置所述第二刻背槽，与所述第二刻背槽间隔设置所述第三刻背槽，于所述第一刻背槽和所述第二刻背槽间设置所述第一铰孔棱边，于所述第二刻背槽和所述第三刻背槽间设置所述第二铰孔棱边，于所述第三刻背槽和所述排屑槽间设置所述第三铰孔棱边；

相应的，于所述钻孔部和所述铰孔部的刃口区域涂覆了类金刚石(DLC)涂层；通过DLC涂层提升刀具刃部的耐磨性、耐腐蚀性，并延长刀具使用寿命；

相应的，于所述刀柄的端面设置匀水槽，于所述匀水槽中开设所述冷却液通道的入口，所述冷却液通道从所述钻尖型端刃轴向贯穿出所述刀体和所述刀柄。

本实用新型的有益效果为：

1)在钻孔部和铰孔部的刃口区域涂覆有DLC涂层，使刀具刃部的耐磨性、耐腐蚀性及刀具寿命大大提升；

2)采用小直径芯厚和大的排屑槽，排屑槽和与之相邻的刃背在刀体的轴向上的长度比为(1～1.5):1，较深的排屑槽及较大的槽背比可保证由钻尖型端刃切除的铝合金碎屑及时通过容屑槽进入排屑槽通道向刀柄方向排出；

3)铝合金材料在经过钻孔部初次加工后，圆柱刃带和阶梯倒角对预加工孔位进行二次加工，随后铰孔棱边对预加工孔位进行三次加工，一次完成钻孔、扩孔和精加工工序，保证了孔径尺寸的精度和孔壁表面的粗糙度；

4)由于铝合金材料弹性模量较低，当使用钻头对其进行钻孔时易发生缩孔现象，钻孔部两侧的钻孔棱边对孔壁进行一次支撑，圆柱刃带的刃径大于钻孔部钻头刃径，且圆柱刃带的刃口为圆刃，对孔壁进行二次支撑，铰孔棱边的直径大于圆柱刃带，对孔壁进行三次支撑，在加工过程中不断对孔壁进行挤压、支撑和磨光，加之铰孔棱边存在前角，进一步增大铰孔棱边对孔壁的挤压、支撑和磨光效果，极大地抑制了铝合金的缩孔现象；

5)铰孔棱边和刻背槽交错设置，有效增加了刀具刀身与外部冷却液的接触面积，提升刀具自身的散热能力。

附图说明

图1-5是本实用新型一实施例所述的螺旋钻铰刀的不同视角下的立体结构示意图；

图6是本实用新型一实施例所述的排屑槽和刃背的长度比示意图；

图中：

11、钻尖切削刃；12、第一后角面；13、第二后角面；14、横刃；15、容屑槽；

2、排屑槽；3、清边；4、钻孔棱边；5、圆柱刃带；6、阶梯倒角；

71、第一铰孔棱边；72、第二铰孔棱边；73、第三铰孔棱边；

81、第一刻背槽；82、第二刻背槽；83、第三刻背槽；

9、刀柄；91、匀水槽；92、冷却液通道。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，指示方位的术语或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

如图1-5所示，在本实用新型的一个实施例中，螺旋钻铰刀包括刀体和刀柄9，于刀体上设置钻孔部、铰孔部以及钻孔部和铰孔部共用的排屑槽2，钻孔部包括钻尖型端刃、清边3和钻孔棱边4，铰孔部包括圆柱刃带5、阶梯倒角6以及若干个铰孔棱边和若干个刻背槽；

在刀体远离刀柄9的一端设置钻尖型端刃，本实施例中，钻尖型端刃为四平面式钻头，四平面式钻头包括两个钻尖切削刃11，每个钻尖切削刃11包括第一后角和第二后角，分别形成第一后角面12和第二后角面13，两个钻尖切削刃11连接处形成横刃14，于横刃14的两侧设置具有前角的容屑槽15，两个容屑槽15以刀体中心进行中心对称。本实施例中，第一后角为8°，第二后角为25°，容屑槽15前角为5°，即钻尖型端刃采用四平面、A型容屑槽15结构，加工时通过带有第一后角和第二后角的钻尖切削刃11配合带有前角的容屑槽15，使刀具可以快速将铝合金材料定点切除并加工出孔型，碎屑从容屑槽15经排屑槽2排出。此外，刀体内部设置从刀柄9一端到四平面式钻头端的冷却液通道92，以降低钻铣时的温度，本实施例中，于第二后角面设置冷却液通道92的出口，相对应的，刀柄9端面设置匀水槽91，于匀水槽91中对应设置冷却液通道92的入口；

于刀体的周侧设置从钻尖型端刃向刀柄9方向螺旋延伸的排屑槽2、清边3和钻孔棱边4。鉴于本实施例中，钻尖型端刃设置有两个钻尖切削刃11，根据一刃一槽的设置，对应设置两个螺旋延伸的排屑槽2，两个排屑槽2间磨出两个清边3，本实施例中，排屑槽2的螺旋角度为28°，刀体的芯厚设置为φ2mm，排屑槽2和与之相邻的刃背在轴向上的长度比为1.3:1，所述刃背为位于两个排屑槽2之间的刀体的周侧段(即清边3和钻孔棱边4)，具体如图6所示，排屑槽2在轴向上的长度比为L1，刃背在轴向上的长度比为L2。小的芯厚保证了较深的排屑槽2深度，加之较大的排屑槽2和刃背的长度比，保证由钻尖型端刃切除的铝合金碎屑及时顺畅地通过容屑槽15进入排屑槽2并向刀柄9方向排出；

至少在与钻尖切削刃11处于同一侧的清边3和排屑槽2的交线处设置钻孔棱边4，本实施例中，仅在与钻尖切削刃11处于同一侧的清边3与排屑槽2的交线处设置钻孔棱边4，即每个清边3仅在其一侧设置钻孔棱边4，两个清边3则对应设置两个钻孔棱边4，两个钻孔棱边4分处于两侧，钻孔棱边4为倒锥设置，其锥度范围为BT 0.1～0.15/100；

顺着钻孔棱边4的延伸方向在清边3上设置圆柱刃带5，圆柱刃带5的刃口为圆刃，圆柱刃带5的宽度W为0.1mm，圆柱刃带5靠近四平面式钻头的一端设置为阶梯倒角6，圆柱刃带5和阶梯倒角6均进行倒锥设置，其锥度范围为BT 0.06～0.08/100，且圆柱刃带5和阶梯倒角6均存在后角，其后角角度A为6°；

于每个清边2上交错设置三个铰孔棱边和三个刻背槽，分别为第一铰孔棱边71、第二铰孔棱边72、第三铰孔棱边73、第一刻背槽81、第二刻背槽82和第三刻背槽83，顺着钻孔棱边4的延伸方向在清边3上设置第一刻背槽81，在第一刻背槽81的宽度方向上，与第一刻背槽81间隔设置第二刻背槽82，与第二刻背槽82间隔设置第三刻背槽83，于第一刻背槽81和第二刻背槽82间设置第一铰孔棱边71，于第二刻背槽82和第三刻背槽83间设置第二铰孔棱边72，于第三刻背槽83和排屑槽2间设置第三铰孔棱边73。铰孔棱边4具有前角，其前角角度B为6°，以此进一步增大铰孔棱边4对孔壁的挤压、支撑和磨光效果；

圆柱刃带5的直径大于钻孔棱边4的直径且小于铰孔棱边的直径，圆柱刃带5和钻孔棱边4的直径差为0.05～0.1mm，圆柱刃带5和铰孔棱边的直径差为0.005～0.008mm；

于钻孔部和铰孔部的刃口区域涂覆了DLC涂层，通过DLC涂层提升刀具刃部的耐磨性、耐腐蚀性，并延长刀具使用寿命。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (14)

1.一种螺旋钻铰刀，包括刀体和刀柄，其特征在于，于所述刀体上设置钻孔部、铰孔部和排屑槽，所述钻孔部包括钻尖型端刃、清边和钻孔棱边，在所述刀体远离所述刀柄的一端设置所述钻尖型端刃，于刀体的周侧设置从所述钻尖型端刃向所述刀柄方向螺旋延伸的所述排屑槽、所述清边和所述钻孔棱边，在所述清边上设置和所述钻尖型端刃存在间距的所述铰孔部，所述铰孔部包括圆柱刃带、阶梯倒角以及若干个交错设置的铰孔棱边和刻背槽，顺着所述钻孔棱边的延伸方向设置所述圆柱刃带，所述圆柱刃带靠近所述钻尖型端刃的一端设置为所述阶梯倒角。

2.根据权利要求1所述的一种螺旋钻铰刀，其特征在于，所述钻尖型端刃为四平面式钻头，所述四平面式钻头包括两个钻尖切削刃，每个所述钻尖切削刃包括第一后角和第二后角，并分别形成第一后角面和第二后角面，两个所述钻尖切削刃连接处形成横刃，于所述横刃的两侧设置具有前角的容屑槽。

3.根据权利要求2所述的一种螺旋钻铰刀，其特征在于，所述第一后角为8°～13°，所述第二后角为19°～30°，所述容屑槽前角为0°～5°。

4.根据权利要求1所述的一种螺旋钻铰刀，其特征在于，所述排屑槽和与之相邻的刃背在所述刀体的轴向上的长度比为(1～1.5):1，所述刃背为位于两个排屑槽之间的所述刀体的周侧段。

5.根据权利要求1所述的一种螺旋钻铰刀，其特征在于，所述钻孔棱边倒锥设置，其锥度范围为BT 0.1～0.15/100。

6.根据权利要求1所述的一种螺旋钻铰刀，其特征在于，所述圆柱刃带和所述阶梯倒角均为倒锥设置，其锥度范围为BT 0.06～0.08/100。

7.根据权利要求1所述的一种螺旋钻铰刀，其特征在于，所述圆柱刃带和所述阶梯倒角均存在后角，其后角角度A的范围为5°≤A≤10°。

8.根据权利要求1所述的一种螺旋钻铰刀，其特征在于，所述圆柱刃带的刃口为圆刃，且所述圆柱刃带的宽度W均相等，宽度W的范围为0.05mm＜W≤0.3mm。

9.根据权利要求1所述的一种螺旋钻铰刀，其特征在于，所述圆柱刃带的直径大于所述钻孔棱边的直径且小于所述铰孔棱边的直径。

10.根据权利要求9所述的一种螺旋钻铰刀，其特征在于，所述圆柱刃带和所述钻孔棱边的直径差为0.05～0.1mm。

11.根据权利要求9所述的一种螺旋钻铰刀，其特征在于，所述圆柱刃带和所述铰孔棱边的直径差为0.005～0.008mm。

12.根据权利要求1所述的一种螺旋钻铰刀，其特征在于，所述铰孔棱边具有前角，其前角角度B范围为5°≤B≤7°。

13.根据权利要求1所述的一种螺旋钻铰刀，其特征在于，所述铰孔棱边和所述刻背槽分别设置有三个，分别为第一铰孔棱边、第二铰孔棱边、第三铰孔棱边、第一刻背槽、第二刻背槽和第三刻背槽，承接所述钻孔棱边的延伸方向在所述清边上设置所述第一刻背槽，在所述第一刻背槽的宽度方向上，与所述第一刻背槽间隔设置所述第二刻背槽，与所述第二刻背槽间隔设置所述第三刻背槽，于所述第一刻背槽和所述第二刻背槽间设置所述第一铰孔棱边，于所述第二刻背槽和所述第三刻背槽间设置所述第二铰孔棱边，于所述第三刻背槽和所述排屑槽间设置所述第三铰孔棱边。

14.根据权利要求1所述的一种螺旋钻铰刀，其特征在于，于所述钻孔部和所述铰孔部的刃口区域涂覆DLC涂层。

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