CN218964134U - 深孔加工钻 - Google Patents

Abstract

一种深孔加工钻，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。钻体包括第一区和第二区，第一区在纵向轴线上的长度为深孔加工钻的外径的1倍～3倍，具有的钻芯厚度为深孔加工钻的外径的25％～50％。沿钻的进给方向，第二区位于第一区之后，第二区的钻芯的厚度逐渐减小，呈锥度。本实用新型的深孔加工钻，由于即具有深孔加工所需要的刚性，不易断刀，使用寿命显著增加，还实现了超深孔(比如：D15以上)加工中的切屑被及时排出，一次下钻即可完成深孔加工，中途无需多次退刀排屑，显著提高了加工效率。

Description

深孔加工钻

技术领域

本实用新型涉及一种孔加工刀具，尤其涉及一种用于实施深孔加工的刀具，避免断刀现象，提高加工的效率。

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。

常见的钻头通常为1～3倍径，即孔深与钻头直径之比的值为1或3，因此随着孔深与钻头直径的比值增加，钻头易发生断刀，而随着孔深增加，若增加钻头的直径，则必然增加孔径，无法实现孔加工的要求。

JP2016001168公开了一种深孔加工芯钻头，以提高直线度，从而提供能够提高研磨效率的。其在口颈部为锥形，用作钻孔尖端直径的间歇支撑部后，以防止颈部的弯曲，间歇设置的支撑部具有用作内期间深孔加工机研磨液的排出通道和多方面的或加工孔用作抗握持部抖动芯钻头的结构。

CN201520864842.1公开了一种用于深孔加工的内冷却硬质合金钻头，具有足够强度、良好的切削和排屑性能，可确保切削效果好、加工持续高效，使用寿命长。其端面切削刃的钻头芯径与外径比为0.35～0.4；所述螺旋切削刃上的外沿设置有N条圆柱导棱，两条相邻的圆柱导棱构成导流槽。所述螺旋切削刃的螺旋曲线呈立方抛物线状。

为了满足深孔加工的需要，防止断刀，通常采用增加钻芯厚度的手段(即降低槽体的深度和体积，保留更多的材料，以提高钻体的刚性)以此加大钻体的强度，但给排屑造成的困难，进而降低了孔加工的质量，还是得切屑卡在槽后部致使断刀。

因此，在深孔加工中，尤其是15倍径以上的深孔加工，技术人员通常面临：为了增加刀具的寿命，防止断刀，芯厚要大；为了便于排屑，提高孔加工的质量，芯厚又要小的问题。为此，行业内采用大芯厚钻头进行啄钻式加工，即刀具实施孔加工一段距离后必须退刀至孔表面，把切屑带出/排出，以防止切屑卡在槽后部致使断刀。实际工况中，啄钻式加工在5～15倍径一般至少分2～3次钻孔加工，效率尚可，超过15倍径后容易卡屑，尤其是铝合金等有色金属，分刀次数显著上升，加工效率明显下降。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于提供一种深孔加工钻，以改善深孔加工中刀具的使用寿命。

本实用新型的另一个目的在于提供一种深孔加工钻，消除啄钻式深孔加工，提高加工的效率。

本实用新型的再一个目的在于提供一种深孔加工钻，利于切屑的排出，提高孔加工的质量，并避免断刀现象的发生。

本实用新型提供的这些深孔加工钻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，随着切削端头一并进入深孔内。通常，在切削端头至少含有两条切削刃，具有125度～145度的锋角。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)，并形成后刀面。

在一根圆柱状的金属材料制成的棒料上加工出钻头和钻体，棒料的直径即为深孔加工钻的外径。通过磨削或激光加工的方式以除去金属材料能在钻体上形成排屑槽，未除去的材料则作为钻芯。通常，钻芯沿着纵向轴线从切削端头至槽尾端布置。

一种深孔加工钻，其钻体包括第一区和第二区，沿钻的进给方向，第二区位于第一区之后，第二区的钻芯的厚度逐渐减小，呈锥度。

本实用新型的深孔加工钻，第一区在纵向轴线上的长度为深孔加工钻的外径的1倍～3倍，优先选择深孔加工钻的外径的2倍。在此区段内，所具有的钻芯厚度为深孔加工钻的外径的25％～50％，优先选择深孔加工钻的外径的30％～40％，尤其是36％～38％。

另一种深孔加工钻的实施方式，除第一区外，其余的钻体均纳入第二区，沿自切削端头至柄部的走向，此区段钻芯的厚度逐渐减小，呈锥度，比如：减小的总量为深孔加工钻的外径的5％～15％，优先选择8％～12％，尤其是8.0％、8.5％、9.0％、9.5％、10.0％、10.5％、11.0％、11.5％和12.0％。

本实用新型的深孔加工钻，还包括第三区，其衔接第一区和第二区，以利于排屑，提高加工的孔深度，延长刀具的寿命。第三区在纵向轴线上的长度为深孔加工钻的外径的0.5倍～2倍，优先选择深孔加工钻的外径的1倍。沿自切削端头至柄部的走向，此区段钻芯的厚度逐渐减小，呈锥度，比如：减小的总量为深孔加工钻的外径的3％～10％，优先选择5％～7％，尤其是：5.1％、5.2％、5.3％、5.4％、5.5％、5.6％、5.7％、5.8％、5.9％、6.0％、6.1％、6.2％、6.3％、6.4％、6.5％、6.6％、6.7％、6.8％、6.9％和7.0％。

另一种深孔加工钻的实施方式，除第一区和第三区外，其余的钻体均纳入第二区，沿自切削端头至柄部的走向，此区段钻芯的厚度逐渐减小，呈锥度，比如：减小的总量为深孔加工钻的外径的5％～15％，优先选择8％～12％，尤其是8.0％、8.5％、9.0％、9.5％、10.0％、10.5％、11.0％、11.5％和12.0％。

本实用新型技术方案实现的有益效果：

本实用新型的深孔加工钻，充分利用钻头(尤其是麻花钻)使用时的特点，采用了一般意义上认为不可取的开槽设计即：在深孔钻中采用刚性较差的倒锥芯厚设计逐渐缩小刀具芯厚并造成刚性减弱，使钻头加工时，在最初的3～5倍径加工深度(即第一区)下具有和通常麻花钻相似的刚性，但在余下的倍径加工深度处(即第二区)，由于已远离切削的加工段，采用了缩小芯厚的手段，虽然降低了整体刚性，但以此利于切的屑排出。

此外，通过在第一区和第二区之间设置第三区，使芯厚锥度增量变化发生突变，以使在最初的3～5倍径加工深度(即第一区)加工后，产生的切屑可以迅速进入槽体内，并提供更大的容屑空间，避免由于第一区和第二区的直接衔接而引起容屑空间增加过缓，并导致卡屑情形的发生，以致最终影响刀具的寿命，降低了加工的时间。

本实用新型的深孔加工钻，由于即具有深孔加工所需要的刚性，不易断刀，使用寿命显著增加，还实现了超深孔(比如：15倍径以上)加工中的切屑被及时排出，一次下钻即可完成深孔加工，中途无需多次退刀排屑，显著提高了加工效率。

附图说明

图1为本实用新型深孔加工钻一实施例的外形示意图；

图2为图1所示深孔加工钻的钻体所具有钻芯一实施例的示意图；

图3为本实用新型钻体所具有钻芯另一实施例的示意图。

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为本实用新型深孔加工钻一实施例的示意图，图2为图1所示深孔加工钻的钻体所具有芯厚的示意图。如图1和图2所示，本实施例的深孔加工钻包括一个狭长体构件，具有一条纵向轴线400，可安装到旋转机械上的柄部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，形成的锋角α如：125度～145度。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。

钻体200设置于切削端头100进给方向之后，随着切削端头100在孔道内的深入，钻体200也一并进入深孔内，以排出产生的切屑。因此，通常在钻体200上至少设置一条排屑槽240，而更常见的是至少两条排屑槽，形状如：螺旋，也称螺旋槽。具有螺旋槽的钻头也称为麻花钻。设置在钻体上的排屑槽，其一端向柄部延伸，即槽尾端242，另一端延伸至切削端头100，即槽前端241，当槽体与切削端头100相邻处的槽面上形成切削所需的后刀面。

圆柱状的金属材料是制造深孔加工钻的常见材料，其通体各处的规格接近，各处径向没有肉眼可观察到变化，即发生凸起或凹陷的变化。常见的金属材料如：各种牌号的硬质合金等。在一根圆柱状的金属棒料上磨削或激光加工的方式加工切屑刃和排屑槽240，而产生钻头100和钻体200，棒料的直径即为深孔加工钻的外径d。钻体上未除去的材料则作为钻芯250，即排屑槽240的槽深即决定了该处钻芯250的厚度。因此，钻芯250是沿着纵向轴线400从切削端头100至槽尾端242布置的未在开槽中除去的剩余金属材料所构成。

本实施例中，通过开槽深度的改变，相应调整各处钻芯250的厚度，避免断刀以及切屑的排出，以利于深孔加工效率的提高。即在加工时，将钻体200分为第一区210和第二区220，沿钻的进给方向，第二区220位于第一区210之后。第一区在纵向轴线上的长度为深孔加工钻的外径的1倍～3倍，优先选择深孔加工钻的外径的2倍。在此区段内，所具有的钻芯251厚度为深孔加工钻的外径的25％～50％，优先选择深孔加工钻的外径的30％～40％，尤其是36％～38％。除第一区210外，其余的钻体均纳入第二区220，沿自切削端头至柄部的走向，自此区段的一端(靠近槽前端)至另一端(靠近槽后端)钻芯252的厚度逐渐减小，呈锥度，比如：减小的总量为深孔加工钻的外径的5％～15％，优先选择6％～10％，尤其是6.0％、6.5％、7.0％、7.5％、8.0％、8.5％、9.0％、9.5％和10.0％。

本实施例的深孔加工钻，为了利于排屑，提高加工的孔深度，延长刀具的寿命，还设置第三区230，以衔接第一区210和第二区220。图3为本实用新型钻体所具有钻芯另一实施例的示意图，参见图1，如图3所示，第三区230位于第一区210和第二区220之间，第三区230在纵向轴线400上的长度为深孔加工钻的外径的0.5倍～2倍，优先选择深孔加工钻的外径的1倍。沿自切削端头100至柄部300的走向，自此区段的一端(靠近槽前端)至另一端(靠近槽后端)钻芯253的厚度逐渐减小，呈锥度，比如：减小的总量为深孔加工钻的外径的3％～10％，优先选择5％～7％，尤其是：5.1％、5.2％、5.3％、5.4％、5.5％、5.6％、5.7％、5.8％、5.9％、6.0％、6.1％、6.2％、6.3％、6.4％、6.5％、6.6％、6.7％、6.8％、6.9％和7.0％。

除第一区210和第三区230外，其余的钻体均纳入第二区220，沿自切削端头100至柄部300的走向，自此区段的一端(靠近槽前端)至另一端(靠近槽后端)钻芯252的厚度逐渐减小，呈锥度，比如：减小的总量为深孔加工钻的外径的5％～15％，优先选择8％～12％，尤其是8.0％、8.5％、9.0％、9.5％、10.0％、10.5％、11.0％、11.5％和12.0％。

将本实施例的深孔加工钻用于加工硬度HRC55以下的各类金属材料(详见如下表1～表5)，加工时整个有效深度一次进刀到位，期间无需多次退刀排屑，相比于啄钻式加工缩短加工时间至少3倍以上，显著提高了加工效率，且加工寿命显著长于普通深孔钻，在所有实施例测试期间，均未发生断刀现象。本实施例采用的各种对比刀具，均具有沿纵向轴线，芯厚不断增加(也称正锥度)的特点。

表1

表2

表3

表4

表5

Claims (12)

1.一种深孔加工钻，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，其特征在于：

所述的钻体包括第一区和第二区，沿钻的进给方向，所述的第二区位于所述的第一区之后，所述第二区的钻芯的厚度逐渐减小，呈锥度；

所述的第一区在纵向轴线上的长度为深孔加工钻的外径的1倍～3倍，具有的钻芯厚度为深孔加工钻的外径的25％～50％。

2.根据权利要求1所述的深孔加工钻，其特征在于所述的第一区在纵向轴线上的长度为深孔加工钻的外径的2倍。

3.根据权利要求1所述的深孔加工钻，其特征在于所述的第一区具有的钻芯厚度为深孔加工钻的外径的25％～50％。

4.根据权利要求1所述的深孔加工钻，其特征在于所述的第一区具有的钻芯厚度为深孔加工钻的外径的30％～40％。

5.根据权利要求1所述的深孔加工钻，其特征在于除所述的第一区外，其余的所述钻体均纳入所述的第二区，沿自所述的切削端头至所述柄部的走向，钻芯的厚度逐渐减小，呈锥度，钻芯厚度减小的总量为深孔加工钻的外径的5％～15％。

6.根据权利要求5所述的深孔加工钻，其特征在于所述的钻芯厚度减小的总量为深孔加工钻的外径的8％～12％。

7.根据权利要求1所述的深孔加工钻，其特征在于还包括第三区，其衔接所述的第一区和所述的第二区，沿自切削端头至柄部的走向，第三区钻芯的厚度逐渐减小，呈锥度，钻芯厚度减小的总量为深孔加工钻的外径的3％～10％。

8.根据权利要求7所述的深孔加工钻，其特征在于钻芯厚度减小的总量为深孔加工钻的外径的5％～7％。

9.根据权利要求7所述的深孔加工钻，其特征在于在所述的纵向轴线上，所述第三区的长度为深孔加工钻的外径的0.5倍～2倍。

10.根据权利要求9所述的深孔加工钻，其特征在于所述的第三区的长度为深孔加工钻的外径的1倍。

11.根据权利要求1所述的深孔加工钻，其特征在于除所述的第一区和第三区外，其余的所述钻体均纳入所述的第二区，沿自所述的切削端头至所述柄部的走向，钻芯的厚度逐渐减小，呈锥度，钻芯厚度减小的总量为深孔加工钻的外径的5％～15％。

12.根据权利要求11所述的深孔加工钻，其特征在于所述的钻芯厚度减小的总量为深孔加工钻的外径的8％～12％。

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