CN217991037U - Pcd刀具 - Google Patents

Abstract

一种PCD刀具，包括一个狭长体构件，具有一条纵向轴线，可安装到旋转机械上的柄部、一个切削端头和钻体，在钻体上设置第一排屑槽和第二排屑槽。在第一排屑槽的槽面上设置第一PCD片，在第二排屑槽的槽面上设置第二PCD片。第一PCD片和第二PCD片位于PCD材料的两侧。本实用新型的刀具，在刀具的先端设置完整PCD材料，再在PCD材料的两侧设置PCD片，以此使得加工出的横刃具有非对称特征，通过凸起横刃掩盖横刃接痕，避免交接处(如：焊缝)直接参与切削，能与切削端头整体均为PCD的刀具实现相当的加工效率，但制造所用的原材料成本显著下降，以致于刀具的整体成本亦显著下降。

Description

PCD刀具

技术领域

本发明涉及一种孔加工刀具，尤其涉及一种将PCD材料焊接于刀体上制成的刀具，提高孔加工中钻头使用寿命。

背景技术

钻头是一类用以在实体材料上钻削出通孔或盲孔，并能对已有的孔进行扩孔的刀具的总称。其常规种类如：麻花钻、扁钻、深孔钻、扩孔钻和中心钻等。

为增加有色金属成型孔加工中钻头使用寿命，尤其是难加工材料的切削，以聚晶金刚石(PCD)为材料的刀具提供了解决方案。

PCD刀具是将PCD材料焊接于刀体上制成。一般情况下，将PCD材料于基体材料一起在高温高压下利用金属基粘结剂对金刚石颗粒进行烧结而生产出来的。PCD刀尖可通过放电加工或激光进行切割，并焊接到硬质合金或钢基体上，然后通过刃磨形成PCD刀具，这种刀具在高速加工有色金属(如：铝)以及高磨蚀性合成材料和塑料时特别有效。PCD刀具被广泛应用于铣削有色金属、复合材料、塑料以及极其难加工的超级合金。

即便如此，目前仍仅以钨钢为材料制造PCD刀具的先端(与物料最先接触的切削端头)横刃部，且在实际加工中，横刃部往往先于PCD主刃损坏，以致于必须更换刀具，而替换下来的刀具或需要再行修磨，或整体报废。为了解决此等问题，产生了整体涂层CVD金刚石刀具，刀具整体各处的磨损率相当，其尺寸大小和尺寸精度受限于涂层工艺。另一种是台阶上采用PCD贴片，整体先端式PCD钻头，包括横刃在内寿命大大延长，但是此种刀具加工困难，且不能满足大直径的加工需要。

为了实现大直径PCD刀具的制作，另有技术采用立体烧结PCD，沿着刃口(包括横刃)很小一部分设置PCD材料，兼顾了可加工性和大直径，但是刀具成品的规格由材料烧结时决定，仅能修磨较少次数，难以根据后续的需要实现非标加工，且材料成本亦昂贵，难以获得。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于提供一种PCD刀具，实现刀具的非标加工，满足实际工况的生产需要。

本实用新型的另一个目的在于提供一种PCD刀具，利于刀具应用中的修磨，满足实际工况的生产需要。

本实用新型的再一个目的在于提供一种PCD刀具，提高钻尖无刀刃点的耐磨性，提高有色金属成型孔加工刀具的使用寿命。

本实用新型的又一个目的在于提供一种PCD刀具，使得刀具的加工更为便利，实现低成本制造PCD刀具。

本实用新型提供的这些PCD刀具包括一个狭长体构件，具有一条纵向轴线，可安装到旋转机械上的柄部、一个切削端头(或称：钻头)和钻体。沿钻的进给方向，钻体是位于切削端头之后的部件，随着切削端头的进给而移动。通常，在切削端头至少含有两条切削刃。在钻体上至少设置一条排屑槽，而更常见的是至少两条排屑槽。排屑槽设置于钻体上，其一端向柄部延伸(或称：槽尾端)，另一端延伸至切削端头(或称：槽前端)。

为了利于将PCD材料固定于刀具上，将含有PCD材料的片状材料(也称：PCD片)固定在排屑槽上，再加工形成切削端头。常见的PCD片通常包括两种材料层叠而成，即基体层和PCD层，其中，基体层通常由金属材料制成，比如：钨钢和硬质合金等材料，PCD层位于基体层之上。将基体层粘结、烧结或焊接于排屑槽上。

对于PCD刀具，其常见的形态比如：在一根圆柱状的金属材料制成的棒料上加工出钻体，再如：在一个由若干各种直径的圆柱状金属材料首尾相接形成的阶梯型的棒料上开设排屑槽，一条排屑槽可以位于几个直径不同的圆柱上，形成钻体，并将PCD片设置于这些直径不同的圆柱上，但是钻头通常仅有一个，即刀具最先接触物料实施切屑的部分。

在一根圆柱状的金属材料制成的棒料或一个由若干各种直径的圆柱状棒料上加工出钻头和钻体，通过磨削或激光加工的方式以除去金属材料而形成排屑槽。自槽前端至槽尾端，排屑槽形态通常是通直的槽体，或螺旋形态的槽体。

一种PCD刀具，包括第一排屑槽和第二排屑槽，在第一排屑槽的槽面上设置第一PCD片，在第二排屑槽的槽面上设置第二PCD片。第一PCD片的一端用于加工成刀具的第一切削刃，第二PCD片的一端用于加工成刀具的第二切削刃。

另一种PCD刀具，第一PCD片和第二PCD片位于PCD材料的两侧。

另一种PCD刀具，第一PCD片靠近纵向轴线的一侧至纵向轴线的距离与第二PCD片靠近纵向轴线的一侧至纵向轴线的距离不相等。

另一种PCD刀具，PCD材料与第一PCD片相交接，形成第一交接处。PCD材料与第二PCD片相交接，形成第二交接处。第一交接处和第二交接处位于纵向轴线的两侧。

第一交接处至纵向轴线的距离与第二交接处至纵向轴线的距离不相等。

本实用新型技术方案实现的有益效果：

本实用新型的PCD刀具，在刀具的先端设置完整PCD材料，再在PCD材料的两侧设置PCD片，以此使得各PCD材料间的接缝在加工出的主、横刃上具有非对称的位置，以此通过交错进刀掩盖横刃接痕，避免交接处(如：焊缝)直接参与切削，能与切削端头整体均为PCD的刀具实现相当的加工效率和寿命，但制造所用的原材料成本显著下降，以使刀具的整体成本亦显著下降。

本实用新型的PCD刀具，还使得刀具在成形孔加工中的卡屑问题得到良好解决，即避免了交接处(如：焊缝)的卡屑，使得刀具的使用寿命得到提高。

附图说明

图1为本实用新型PCD刀具一实施例的外形示意图；

图2为图1所示PCD刀具的钻头一角度的示意图。

具体实施方式

以下结合附图详细描述本实用新型的技术方案。本实用新型实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围中。

图1为本实用新型PCD刀具一实施例的外形示意图，图2为图1所示PCD刀具的钻头一角度的示意图。如图1和图2所示，本实施例的PCD刀具包括一个狭长体构件，具有一条纵向轴线300，一个切削端头100(或称：钻头)和钻体200。在孔加工中，切削端头100是最先接触物料并对物料实施切削的部位，其通常至少包括两条切削刃。本实施例中，在切削端头的先端处设置PCD材料400。PCD材料400是仅含有PCD的材料件，或包括金属基体材料的PCD片，以利于固定PCD材料的固定。随着切削端头100对物料实施切削，在物体上由表及里逐渐形成孔道并逐渐加深，在此孔道不断加深的方向，也称为钻的进给方向。沿钻的进给方向，钻体200是位于切削端头100之后的部件，随着切削端头100的进给而移动，以排出产生的切屑。

本实施例的钻体200是包括由若干直径不同的圆柱状棒料首尾相接而成，图1中，钻体200包括第一圆柱状棒料210和第二圆柱状棒料220，采用磨削或激光加工的方式除去金属材料而在钻体200上形成排屑槽230，排屑槽230的一端向柄部300延伸，即槽尾端232，另一端延伸至切削端头100，即槽前端231。自槽前端231至槽尾端232，排屑槽230为通直形态的槽体，或螺旋形态的槽体。PCD片500设置于在排屑槽230上，并分别位于第一圆柱状棒料210和第二圆柱状棒料220上。

通常在钻体200上至少设置一条排屑槽，而更常见的是至少两条排屑槽。图2中，本实施例钻体上设置至少2条排屑槽，即第一排屑槽233和第二排屑槽234。在第一排屑槽233的槽面上设置第一PCD片510，在第二排屑槽234的槽面上设置第二PCD片520。第一PCD片510和第二PCD片520位于PCD材料400的两侧。第一PCD片510的一端用于加工成刀具的第一切削刃，第二PCD片520的一端用于加工成刀具的第二切削刃。

PCD材料400与第一PCD片510相交接，形成第一交接处610。PCD材料600与第二PCD片520相交接，形成第二交接处620。第一交接处610和第二交接处620位于纵向轴线的两侧。第一交接处610至纵向轴线的距离D1与第二交接处620至纵向轴线的距离D2不相等。

将本实施例的PCD刀具用于包括铜、铝及各自合金(如锌铜合金、镍铜合金、锡铜合金、镁铝合金、硅铝合金等)在内的各种有色金属材料的成型孔加工时，通过交错进刀掩盖横刃接痕并避免交接处(如：焊缝)直接参与切削，未见卡屑现象。

本案刀具用于加工时，一般可直接选用整体先端类PCD刀具的加工参数，其加工效率与切削端头整体均为PCD的刀具相当，可比钨钢钻尖的PCD刀具提高30％以上。

相同加工参数下使用寿命一般为切削端头整体均为PCD的刀具的75％～95％，与仅以PCD贴片的刀具相比，寿命至少为其1.5倍以上，显著提高。

另外，由于制造所用的原材料成本显著下降，本实施例PCD刀具的材料成本仅相当于整体先端类刀具材料成本的50％左右。

表1

表2

Claims (9)

1.一种PCD刀具，包括一个狭长体构件，具有一条纵向轴线，可安装到旋转机械上的柄部、一个切削端头和钻体，在所述的钻体上设置第一排屑槽和第二排屑槽，其特征在于在所述的第一排屑槽的槽面上设置第一PCD片，在所述的第二排屑槽的槽面上设置第二PCD片，在所述的切削端头上设置PCD材料，所述的第一PCD片和所述的第二PCD片位于所述PCD材料的两侧。

2.根据权利要求1所述的PCD刀具，其特征在于所述第一PCD片靠近所述纵向轴线的一侧至纵向轴线的距离与第二PCD片靠近纵向轴线的一侧至纵向轴线的距离不相等。

3.根据权利要求1所述的PCD刀具，其特征在于所述的PCD材料与所述的第一PCD片相交接。

4.根据权利要求1所述的PCD刀具，其特征在于所述的PCD材料与所述的第二PCD片相交接。

5.根据权利要求1所述的PCD刀具，其特征在于所述的PCD材料与所述的第一PCD片相交接，形成第一交接处；所述的PCD材料与所述的第二PCD片相交接，形成第二交接处；所述的第一交接处和所述的第二交接处位于所述纵向轴线的两侧。

6.根据权利要求5所述的PCD刀具，其特征在于所述的第一交接处至所述纵向轴线的距离与所述的第二交接处至所述纵向轴线的距离不相等。

7.根据权利要求1所述的PCD刀具，其特征在于在一根圆柱状的金属材料制成的棒料上加工出所述钻体。

8.根据权利要求1所述的PCD刀具，其特征在于在一个由若干各种直径的圆柱状金属材料首尾相接形成的阶梯型的棒料上开设排屑槽，一条排屑槽位于几个直径不同的圆柱上，形成钻体，并将PCD片设置于这些直径不同的圆柱上。

9.根据权利要求1所述的PCD刀具，其特征在于所述的PCD片包括两种材料层叠而成，即基体层和PCD层，所述基体层由金属材料制成，所述PCD层位于所述基体层之上，将所述基体层粘结、烧结或焊接于所述的排屑槽上。

Images