CN218745018U - 一种高强度支撑枪钻 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高强度支撑枪钻，包括刀头、刀杆和刀柄，其中，刀杆的表面上加装有至少一导向块，导向块具有一外弧面，外弧面的直径R2=D‑La*Bt，导向块的前端至刀头的前端距离L1=（20~50）*D；其中，D为刀头的直径，La为刀头的轴向长度，Bt为刀头的倒锥比例。本实用新型通过在刀杆上设置导向块，解决深孔枪钻在加工过程中，尤其是在加工超长深孔（50倍径孔深）过程中出现的加工孔综合精度差（孔直线度，真圆度，光洁度等），效率低下，易磨损，易卡刀断刀，易报废工件等方面的问题。

Description

一种高强度支撑枪钻

技术领域

本实用新型涉及枪钻技术领域，特别是涉及一种高强度支撑枪钻。

背景技术

枪钻是深孔加工领域最有效、精度最高的专用工具，其在加工前一般有支撑辅助系统来稳定辅助枪钻加工，在枪钻进入加工孔后就需要刀头的自导向功能来稳定辅助加工，然而孔越深刀头的自导向功能就越差，刀杆的抖动就越大，在孔外的支撑辅助系统无法稳定辅助已经在孔内加工的枪钻稳定性，所以导致枪钻在深孔加工，尤其是超长深孔（50倍径以上孔深）加工，细小深孔加工（0.7MM--6MM）时出现直线度偏差较大（1000/1，单位MM），孔径超差（喇叭口，S孔形，光洁度差），效率大幅降低，枪钻摩擦阻力大导致刀头磨损较快，焊接刀头易脱落，断裂，卡死在加工孔中无法取出而报废工件。在一些特殊行业，如石油勘探设备、航天航空设备、柴油发动机、大型模具、设备曲辊、大型轴类需要一次贯通一些超长深孔时，都是采取分段加工，低效加工，对穿加工，加长刀头导向等工艺，但是即使采用这些工艺，除了耗时，工艺复杂，成本高昂外依然无法避免上述的加工孔精度差，枪钻使用寿命短，易报废工件等各种弊端。

现有枪钻工艺在加工长深孔，高精度要求孔，细小孔径时只能降低效率低速加工，多支枪钻分段加工，对接加工，先钻后铰等，无法满足高要求的孔径加工要求以及高昂的工艺费用使得产品的成本居高不下，在特殊行业更是为了达到加工效果而不计成本，极大的浪费了人力物力。

传统枪钻小规格在加工深孔时由于刀杆细小，支撑力无法满足刀头切削时的阻力，使得刀杆在加工孔内弯曲（如图1所示），往往以降低进给来完成加工，导致产品的生产周期延长，成本高昂。对于更深一些的孔，更是采取多支长短不一的枪钻分阶梯的去完成同一条孔，这样每支枪钻的刀头尺寸需要有细微的公差，长的比短的刀头尺寸要小，一级一级的小下来，那么每更换一支枪钻，尺寸就会发生变化，孔也会有台阶出现，产品的精度因为没有更好的工艺只能降低标准，致使我们的一些高要求的，特殊行业的超长深孔加工始终是一个难题无法破解。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种高强度支撑枪钻，旨在解决深孔枪钻在加工过程中，尤其是在加工超长深孔（50倍径孔深）过程中出现的加工孔综合精度差（孔直线度，真圆度，光洁度等），效率低下，易磨损，易卡刀断刀，易报废工件等方面的问题。

本实用新型实施例提供了一种高强度支撑枪钻，包括刀头、刀杆和刀柄，其中，刀杆的表面上加装有至少一导向块，导向块具有一外弧面，外弧面的直径R2=D-La*Bt，导向块的前端至刀头的前端距离L1=（20~50）*D；其中，D为刀头的直径，La为刀头的轴向长度，Bt为刀头的倒锥比例。

在其中一些实施例中，若干导向块沿刀杆的轴向分布，且相邻导向块之间的轴向距离L2=（20~50）*D。

在其中一些实施例中，导向块为C型导向块，C型导向块通过焊接而加装至刀杆的表面，C型导向块具有一内弧面和一外弧面。

在其中一些实施例中，刀杆上具有用于加装C型导向块的C型凹槽，C型凹槽的底面作为接触弧面。

在其中一些实施例中，C型凹槽的两侧为通槽，C型导向块的两侧面通过通槽分别延伸至与刀杆的V型槽的两侧面接壤。

在其中一些实施例中，导向块为线型导向块，线型导向块通过螺丝固定加装在刀杆的表面，线型导向块具有一外弧面。

在其中一些实施例中，刀杆上具有用于加装线型导向块的线型凹槽，线型凹槽具有至少一用于与螺丝螺纹连接的螺丝孔。

在其中一些实施例中，线型凹槽的深度T1=T-（D-La*Bt-d）/2，其中，T为线型导向块的厚度，d为刀杆的直径。

在其中一些实施例中，三组线型导向块在刀杆的横截面的投影呈三角分布结构。

在其中一些实施例中，导向块的轴向长度L3=5~25。

相比于相关技术，本实用新型实施例提供的高强度支撑枪钻，具有以下有益效果：通过在刀杆上设置导向块，解决深孔枪钻在加工过程中，尤其是在加工超长深孔（50倍径孔深）过程中出现的加工孔综合精度差（孔直线度，真圆度，光洁度等），效率低下，易磨损，易卡刀断刀，易报废工件等方面的问题。

本实用新型的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本实用新型的其他特征、目的和优点更加简明易懂。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是现有技术中枪钻在没有导向块的作用下的钻孔工艺的结构图。

图2是本实用新型实施例1的高强度支撑枪钻的结构图。

图3是图2中横截面A1-A1的结构图。

图4是本实用新型实施例1的C型导向块的结构图。

图5是本实用新型实施例1的C型导向块焊接在刀杆上的结构图。

图6是图5中横截面A2-A2的结构图。

图7是本实用新型实施例2的高强度支撑枪钻的结构图。

图8是图7中横截面A3-A3的结构图。

图9是本实用新型实施例2的C型导向块焊接在C型凹槽的结构图。

图10是图7中横截面A4-A4的结构图。

图11是本实用新型实施例3的高强度支撑枪钻的结构图。

图12是本实用新型实施例4的高强度支撑枪钻的结构图。

图13是图12中横截面A5-A5的结构图。

图14是本实用新型实施例4的线型导向块的结构图一。

图15是本实用新型实施例4的线型导向块的结构图二。

图16是本实用新型实施例5的单刃枪钻的结构图。

图17是本实用新型实施例6的双刃枪钻的结构图。

图18是本实用新型实施例7的机夹式枪钻的结构图。

图19是本实用新型实施例8的单管钻的结构图。

图20是本实用新型的钻孔状态结构图。

图中，1、刀头 ；2、刀杆；3、刀柄；4、C型导向块；5、线型导向块；6、C型凹槽；7、线型凹槽；8、螺丝；9、穿孔。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本发明公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本发明揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本发明公开的内容不充分。

在本发明中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本发明所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。

除非另作定义，本发明所涉及的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本发明所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或模块（单元）的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本发明所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本发明所涉及的“多个”是指大于或者等于两个。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。本发明所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。

本实用新型实施例的高强度支撑枪钻将优质合金钢管轧制成枪钻刀杆的形状及物理尺寸，经过热处理到HRC45~52(根据规格不同,硬度也会略有不同），然后回火到稳定状态，根据枪钻规格大小的不同从刀头位置往下20~50倍径处装置刀杆强度辅助导向块,一支枪钻需要安装几个导向块根据实际规格长度来判定。（以下涉及距离长度的尺寸单位为MM）

对于14MM以内规格的枪钻可采用如图2-6所示的本实用新型实施例1提供的高强度支撑枪钻，包括刀头1、刀杆2和刀柄3，刀杆2的表面通过焊接工艺加装有一导向块，该导向块为C型导向块4，C型导向块4具有一内弧面和一外弧面，C型导向块4的材质为优质高速钢或者耐磨性好的优质钢材，热处理到HRC58~62以保证孔加工时的耐磨性。C型导向块4通过焊接而加装至刀杆2的表面也即与刀杆2的表面作为接触弧面而与C型导向块4的内弧面匹配贴合，焊接的方式为冷焊接工艺或者是激光焊接工艺，以最大程度保证刀杆2不受焊接热影响而导致强度降低，焊接完成后采取打磨抛光工艺使得刀杆2和C型导向块4之间平滑过渡，最后刀头1、C型导向块4的外弧面都在同一水平线上。其中，C型导向块4的内弧面和外弧面为同一圆心，内弧面的直径R1与刀杆2的接触弧面的直径R3相等（本实施例1中刀杆2的表面直径为R相当于刀杆2的接触弧面的直径R3），外弧面的直径R2=D-La*Bt，导向块的前端至刀头1的前端距离L1=（20~50）*D，导向块的轴向长度L3=5~25；其中，D为刀头1的直径，La为刀头1的轴向长度，Bt为刀头1的倒锥比例。大大地提高了刀杆2在高速 旋转的深孔钻孔过程中的稳定性。在切削加工中，为降低孔壁面和钻头外周摩擦，在钻头外径设有倒锥。倒锥常用角度表示，但一般情况用直径相对于槽长100mm的减径量来表示。对铝合金等软质材料或不锈钢等难切削材料进行加工时，因加工出的孔径比钻头直径小，增大倒锥可以有效防止扭矩的上升。倒锥过小，孔的收缩会使钻头被束缚，易发生折断。但是如果倒锥过大，会导致导向性降低及偏孔现象的发生。倒锥要根据钻头材料与工件材料的不同，设定合适的范围。倒锥比例Bt的计算属于公知常识，在此不再赘述。"*"在本文中理解为乘以。

对于大于14MM规格的枪钻可以采取C形嵌入式工艺，如图7-10所示，为本实用新型实施例2提供的高强度支撑枪钻，包括刀头1、刀杆2和刀柄3，其中，刀杆2的表面具有一C型凹槽6，在C型凹槽6内通过焊接工艺加装有一导向块，该导向块为C型导向块4，C型导向块4具有一内弧面和一外弧面，C型导向块4的材质为优质高速钢或者耐磨性好的优质钢材，热处理到HRC58~62以保证孔加工时的耐磨性。C型导向块4通过焊接而加装至刀杆2的表面也即与C型凹槽6的底面作为接触弧面而与C型导向块4的内弧面匹配贴合，焊接的方式为冷焊接工艺或者是激光焊接工艺，以最大程度保证刀杆2不受焊接热影响而导致强度降低，焊接完成后采取打磨抛光工艺使得刀杆2和C型导向块4之间平滑过渡，最后刀头1、C型导向块4的外弧面R2都在同一水平线上。其中，C型导向块4的内弧面和外弧面为同一圆心，内弧面的直径R1与刀杆2的C型凹槽6的底面的接触弧面的直径R3相等，外弧面的直径R2=D-La*Bt，导向块的前端至刀头1的前端距离L1=（20~50）*D；其中，D为刀头1的直径，La为刀头1的轴向长度，Bt为刀头1的倒锥比例。为了提高导向块在刀杆2上的稳定性，可通过提高导向块在刀杆2上的覆盖范围，本实施例C型凹槽6的两侧为通槽，C型导向块4的两侧面通过通槽分别延伸至与刀杆2的V型槽的两侧面接壤。大大地提高了刀杆2在高速 旋转的深孔钻孔过程中的稳定性。

如图11所示，为本实用新型实施例3提供的高强度支撑枪钻，在实施例2的基础上，刀杆2的表面具有两个C型凹槽6，每一C型凹槽6内均分别焊接有一C型导向块4，该两个C型导向块4沿刀杆2的轴向分布，且相邻C型导向块4之间的轴向距离L2=（20~50）*D，进一步提高了刀杆2在高速旋转的钻孔过程中的稳定性。高强度支撑枪钻在孔内加工时导向块会同孔壁保持贴合接触从而保证刀头1加工时传导的阻力不至于使刀杆2弯曲，保证枪钻在加工过程中无抖动从而到达高速稳定高质量的加工，并且导向块还能衍磨刀头1在加工过程中残留的毛刺，增加孔壁光洁度。

如图12-15所示，为本实用新型的实施例4所提供的高强度支撑枪钻，包括刀头1、刀杆2和刀柄3，刀杆2上具有用于加装线型导向块5的线型凹槽7，线型凹槽7具有一用于与螺丝8螺纹连接的螺丝孔，线型导向块5通过螺丝8固定加装在刀杆2的表面线型凹槽7之内，线型导向块5具有一内平面和一外弧面，线型导向块5的中心具有贯穿前述内平面和外弧面的穿孔9，并且该穿孔9在外弧面上具有凹槽，该凹槽用于容置螺丝8帽而避免螺丝8帽高于外弧面，外弧面的直径R2=D-La*Bt。线型导向块5主要用于规格大于14MM的枪钻，机夹式枪钻以及BTA枪钻，如图16-19所示的单刃枪钻、双刃枪钻、机夹式枪钻、单管钻，其线型凹槽在刀杆的表面呈不同的分布设置。由于14MM以上规格枪钻的刀杆2壁厚较厚，刚性较强，同时可以采取线型导向块5，因为大规格枪钻进给量大，阻力大摩擦系数大，导向块材质也可以采用钨钢材质（成本相对C型导向块4较高），并且设计可更换式装夹方式以节约成本和便于操作。线型凹槽7的深度T1=T-（D-La*Bt-d）/2，其中，T为线型导向块5的厚度，d为刀杆2的直径。线型导向块5的宽度为W，最大厚度为T。三组线型导向块5在刀杆2的横截面的投影呈三角分布结构，因此线型导向块5跟C型导向块4不同，C型导向块4是沿刀杆2表现覆盖的，覆盖面比较大，但是线型导向块5由于其安装方式的特点，单一线型导向块5的覆盖面较少，所以需要以三组线型导向块5的组合方式均匀分布在刀杆2的表面上，以保障刀杆2在孔内加工时的稳定性。线型导向块5单组的排列方式为三组呈三角形分布，或者呈长条S形分布（将刀杆2的表面展开成一平面后，在刀杆2的表面的线型导向块5成S形分布），根据孔深度不同设计一组或多组C型导向块4，装完成后要检测刀头1，线型导向块5要在同一圆柱体上。

如图20所示，本实施例的导向块的枪钻刀杆在加工深孔，尤其是超长深孔时，导向块的外弧面会贴合孔壁的弧形面，不但能稳定枪钻的加工，还能起到衍磨孔内壁加工出现的毛刺，增加孔壁光洁度。支撑枪钻的刀头选择优质合金材质，辅以涂层（涂层种类根据被加工材料的不同选择），增加刀头的耐磨性，采用焊接工艺连接刀杆，最后使刀头，刀杆的导向块（如本实施例的C型导向块）在同一平行线上，达到最佳的使用效果。

本领域的技术人员应该明白，以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种高强度支撑枪钻，包括刀头（1）、刀杆（2）和刀柄（3），其特征在于，所述刀杆（2）的表面上加装有至少一导向块，所述导向块具有一外弧面，所述外弧面的直径R2=D-La*Bt，所述导向块的前端至所述刀头（1）的前端距离L1=（20~50）*D；其中，D为刀头（1）的直径，La为刀头（1）的轴向长度，Bt为刀头（1）的倒锥比例。

2.根据权利要求1所述的一种高强度支撑枪钻，其特征在于，若干所述导向块沿所述刀杆（2）的轴向分布，且相邻所述导向块之间的轴向距离L2=（20~50）*D。

3.根据权利要求1所述的一种高强度支撑枪钻，其特征在于，所述导向块为C型导向块（4），所述C型导向块（4）通过焊接而加装至所述刀杆（2）的表面，所述C型导向块（4）具有一内弧面和一所述外弧面。

4.根据权利要求3所述的一种高强度支撑枪钻，其特征在于，所述刀杆（2）上具有用于加装所述C型导向块（4）的C型凹槽（6），所述C型凹槽（6）的底面作为接触弧面。

5.根据权利要求4所述的一种高强度支撑枪钻，其特征在于，所述C型凹槽（6）的两侧为通槽，所述C型导向块（4）的两侧面通过所述通槽分别延伸至与所述刀杆（2）的V型槽的两侧面接壤。

6.根据权利要求1所述的一种高强度支撑枪钻，其特征在于，所述导向块为线型导向块（5），所述线型导向块（5）通过螺丝（8）固定加装在所述刀杆（2）的表面，所述线型导向块（5）具有一所述外弧面。

7.根据权利要求6所述的一种高强度支撑枪钻，其特征在于，所述刀杆（2）上具有用于加装所述线型导向块（5）的线型凹槽（7），所述线型凹槽（7）具有至少一用于与所述螺丝（8）螺纹连接的螺丝（8）孔。

8.根据权利要求7所述的一种高强度支撑枪钻，其特征在于，所述线型凹槽（7）的深度T1=T-（D-La*Bt-d）/2，其中，T为线型导向块（5）的厚度，d为刀杆（2）的直径。

9.根据权利要求6所述的一种高强度支撑枪钻，其特征在于，三组所述线型导向块（5）在所述刀杆（2）的横截面的投影呈三角分布结构。

10.根据权利要求1所述的一种高强度支撑枪钻，其特征在于，所述导向块的轴向长度L3=5~25。

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