CN219900371U - 一种钻头 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种钻头，属于孔加工技术领域。钻头包括钻头本体，其包括第一切削部和第二切削部，第二切削部围设在第一切削部的边缘；第一切削部具有多个内刃，多个内刃的一端连接形成第一刃尖；第二切削部具有多个外刃，外刃的一端与内刃的一端连接，外刃的另一端与钻头本体的侧壁连接形成第二刃尖；第一切削部的直径为d，钻头本体的直径为D，满足，0.35×D≤d≤0.55×D。通过对第一切削部的长度和第二切削部的长度的控制，以使得钻头本体在对工件进行钻孔加工的过程中，能够保证产生的废屑的宽度保持均匀性，从而提升钻头本体的整体切削强度及切削过程中的稳定性和使用寿命。

Description

一种钻头

技术领域

本实用新型涉及孔加工技术领域，尤其涉及一种钻头。

背景技术

航空航天制造业中，CFRP和金属(铝合金、钢、钛合金)主要用于飞机蒙皮、机翼梁、地板梁、机身结构件等零部件的制造，存在大量的叠层构件装配孔加工需求。装配孔主要通过钻削加工实现，现有的钻头在加工中易发生CFRP(Carbon Fibre-reinforced Polymer，碳纤维增强基复合材料)出入口产生的废屑宽度较大，导致在加工的过程中容易出现钻头堵塞的情况，且在对工件完成钻孔时容易出现钻帽翻边的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种钻头。

本实用新型提供如下技术方案：一种钻头，包括：

钻头本体，其包括第一切削部和第二切削部，所述第二切削部围设在所述第一切削部的边缘；

所述第一切削部具有多个内刃，多个所述内刃的一端连接形成第一刃尖；

所述第二切削部具有多个外刃，所述外刃的一端与所述内刃的一端连接，所述外刃的另一端与所述钻头本体的侧壁连接形成第二刃尖；

所述第一切削部的直径为d，所述钻头本体的直径为D，满足，0.35×D≤d≤0.55×D。

在本实用新型的一些实施例中，所述内刃的顶角为α，其中，α的取值范围是45°≤α≤65°。

进一步地，所述内刃的顶角为α为50°。

进一步地，所述内刃的长度为L1，其中，L1与d之间满足关系式，L1＝d/2cos(90°-α)。

进一步地，所述外刃的顶角为β，其中，β的取值范围是70°≤β≤100°。

进一步地，所述外刃的长度为L2，其中，L2、d与D之间满足关系式，L2＝(D-d)/2sin(180°-β)。

进一步地，所述钻头还包括钻柄，所述钻柄设置在所述钻头本体远离所述第一切削部和所述第二切削部的一端。

进一步地，沿第一方向，所述第一刃尖到钻柄的距离大于或等于所述第二刃尖到钻柄的距离。

进一步地，所述钻头本体具有芯体，所述芯体的直径为D1。

进一步地，所述钻头本体的外壁设有螺旋槽，所述螺旋槽的深度为H；

其中，D、D1和H之间满足关系式，H＝(D-D1)/2。

本实用新型的实施例具有如下优点：通过对第一切削部的长度和第二切削部的长度的控制，以控制第一切削部和第二切削部在对工件切削过程中所占的切削比例，以使得钻头本体在对工件进行钻孔加工的过程中，能够保证产生的废屑的宽度保持均匀性，从而能够有效避免产生的废屑宽度太宽，以提升切削过程中的流畅性和切削质量，从而提升钻头本体的整体切削强度及切削过程中的稳定性和使用寿命。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显和易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本实用新型的一些实施例提供的一种钻头的一视角的结构示意图；

图2示出了图1中A-A部的剖视图；

图3示出了本实用新型的一些实施例提供的一种钻头中第一切削部和第二切削部的一视角的结构示意图；

图4示出了本实用新型的一些实施例提供的一种钻头中第一切削部和第二切削部的另一视角的结构示意图。

主要元件符号说明：

100-钻头本体；110-第一切削部；111-内刃；120-第二切削部；121-外刃；130-螺旋槽；140-芯体；200-第一刃尖；300-第二刃尖；400-钻柄。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在模板的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1至图4所示，本实用新型的一些实施例提供一种钻头，主要应用于飞机蒙皮、机翼梁、地板梁、机身结构件等零部件的孔加工，避免在钻孔的过程中出现毛刺过大、钻帽残留等问题，以提升钻孔质量。

其中，钻头包括钻头本体100，该钻头本体100包括第一切削部110和第二切削部120，需要说明的是，第一切削部110位于钻头本体100一端的中心位置，以通过第一切削部110对工件的钻孔位置进行定位，同时对工件的钻孔的中心位置进行切削，这样能够提升钻头本体100对工件钻孔过程中的精确性。

通过将所述第二切削部120围设在所述第一切削部110的边缘，以通过第二切削部120对工件钻孔的边缘进行切削。

具体的，所述第一切削部110具有多个内刃111，多个所述内刃111的一端连接形成第一刃尖200，多个第一刃尖200的另一端相间隔设置，需要说明的是，第一刃尖200在钻头本体100的轴线方向上，这样使得钻头本体100在对工件进行加工时，能够提升钻孔的准确性。

优选的，在本实施例中，相邻的两个内刃111远离第一刃尖200的一端之间的距离相等，这样使得第一切削部110在对工件进行钻孔的过程中，能够保证内刃111对工件钻孔的均匀性，以保证在钻孔过程中产生的废屑大小的一致性，同时能够保证每一个内刃111受力的均匀性，从而能够保证第一切削刃的使用寿命及对工件的加工质量。

另外，所述第二切削部120具有多个外刃121，所述外刃121的一端与所述内刃111远离第一刃尖200的一端连接，所述外刃121的另一端与所述钻头本体100的侧壁连接形成第二刃尖300，以通过第二刃尖300对工件的钻孔的边缘进行切削，以避免在工件钻孔的边缘出现毛刺或出现钻帽的情况。

需要说明的是，通过在钻头本体100的一端设置第一切削部110和第二切削部120，以通过第一切削部110和第二切削部120在对工件进行切削的过程中，能够减小切削过程产生的废屑的宽度，以使得废屑能够有效的排出，从而能够有效避免钻头本体100在对工件加工过程中出现废屑堵塞的情况。

进一步地，为了提升第一切削部110和第二切削部120的切削强度，改善切削形态，优化在切削过程中产生的废屑的宽度，避免出现崩刃的情况，在本实施例中，所述第一切削部110的直径为d，所述钻头本体100的直径为D，满足，0.35×D≤d≤0.55×D。可以理解的是，d和D之间的比例关系包括0.35×D≤d≤0.55×D、0.4×D≤d≤0.55×D、0.45×D≤d≤0.55×D、0.5×D≤d≤0.55×D中的任意范围，可根据实际情况具体设定。

需要说明的是，通过控制第一切削部110的直径，避免内刃111的长度过大，以控制第一切削部110在对工件切削过程中形成的切削孔的孔径，从而控制第一切削部110对工件切削过程中产生的废屑的宽度，以避免切削过程中产生的废屑的宽度较大堵塞钻头本体100。另外，还能够避免内刃111的长度太小，导致第一切削部110的切削强度不足，出现崩刃的情况。其中，崩刃是指切削刃小颗粒剥落而非被后刀面磨损磨蚀时，发生的一种机械失效的现象。

可以理解的是，由于第二切削部120的外径与钻头本体100的外径相等，且第二切削部120设置在第一切削部110的边缘，因此，第二切削部120的径向长度等于钻头本体100的外径与第一切削部110的外径之差。也就是说，通过控制第一切削部110的直径，从而能够控制第二切削部120的直径，即通过对第一切削部110的长度和第二切削部120的长度的控制，以使得钻头本体100在对工件进行钻孔加工的过程中，能够保证产生的废屑的宽度保持均匀性，从而能够有效避免产生的废屑宽度太宽，以提升切削过程中的流畅性和切削质量。通过控制第一切削部110的直径，以控制第一切削部110和第二切削部120在对工件切削过程中所占的切削比例，从而能够有效提升第一切削部110和第二切削部120的切削强度，减少第一切削部110和第二切削部120切削强度的差异，从而提升钻头本体100的整体切削强度及切削过程中的稳定性和使用寿命。

如图3和图4所示，在本实用新型的一些实施例中，所述内刃111的顶角为α，其中，α的取值范围是45°≤α≤65°。可以理解的是，内刃111的顶角为α的取值范围包括45°≤α≤65°、50°≤α≤65°、55°≤α≤65°、60°≤α≤65°中的任意范围。

需要说明的是，通过控制内刃111的顶角，以避免内刃111顶角太小，影响第一刃尖200的强度，同时能够避免内刃111顶角太大，影响第一切削部110的切削质量。

通过将内刃111的顶角α控制在45°到65°之间，这样既能够有效保证第一刃尖200的整体强度，而且还能够提升第一切削部110在对工件切削过程中的切削质量，避免出现毛刺情况。

在本实施例中，所述内刃111的顶角是指，沿钻头本体100的轴线方向上，内刃111的刃边与钻头本体100的轴线之间的夹角。

如图2所示，在本实用新型的一些实施例中，所述内刃111的长度为L1，其中，L1与d之间满足关系式，L1＝d/2cos(90°-α)。

需要说明的是，根据内刃111的顶角来确定内刃111的长度，这样能够有效的控制第一切削部110在对工件进行加工的过程中产生的废屑的宽度，同时还能够有效保证第一切削部110的切削强度及切削过程中的稳定性和切削质量。

如图3和图4所示，在本实用新型的一些实施例中，所述外刃121的顶角为β，其中，β的取值范围是70°≤β≤100°。可以理解的是，外刃121的顶角为β的取值范围包括70°≤β≤100°、75°≤β≤100°、80°≤β≤100°、85°≤β≤100°、90°≤β≤100°、95°≤β≤100°中的任意范围，可根据实际情况具体设定。

需要说明的是，通过控制外刃121的顶角，以避免外刃121顶角太小，影响第二刃尖300的强度，同时能够避免外刃121顶角太大，影响第二切削部120的切削质量。

通过将外刃121的顶角β控制在70°到100°之间，这样既能够有效保证第二刃尖300的整体强度，而且还能够提升第二切削部120在对工件切削过程中的切削质量，避免出现毛刺和翻边情况。

在本实施例中，所述外刃121的顶角是指，沿钻头本体100的轴线方向上，外刃121的刃边与钻头本体100的轴线之间的夹角。

如图2至图4所示，在本实用新型的一些实施例中，所述外刃121的长度为L2，其中，L2、d与D之间满足关系式，L2＝(D-d)/2sin(180°-β)。

需要说明的是，根据外刃121的顶角来确定内外的长度，这样能够有效的控制第二切削部120在对工件进行加工的过程中产生的废屑的宽度，同时还能够有效保证第二切削部120的切削强度及切削过程中的稳定性和切削质量。

可以理解的是，外刃121的长度与第一切削部110的直径相关，即外刃121的长度与内刃111的长度相关联，这样能够有效控制内刃111和外刃121的长度，以及内刃111的顶角和外刃121的顶角的大小，以保证钻头本体100的整体强度和对工件的切削质量。

如图1所示，在本实用新型的一些实施例中，所述钻头还包括钻柄400，所述钻柄400设置在所述钻头本体100远离所述第一切削部110和所述第二切削部120的一端，以通过钻柄400对钻头本体100提供支撑作用。具体的，所述钻头本体100的轴线与钻柄400的轴线重合，且钻头本体100与钻柄400一体成型，以提升钻头的整体强度。

如图1和图3所示，在本实用新型的一些实施例中，沿第一方向，所述第一刃尖200到钻柄400的距离大于或等于所述第二刃尖300到钻柄400的距离，这样使得通过钻头本体100对工件进行加工的过程中，第一钻尖能够先与工件接触，并通过第一切削部110对工件切削形成定位孔，这样使得在切削完成时，通过第一刃尖200能够将切削后的工件的切削部位形成的钻帽顶出，从而避免钻帽残留在工件的切削部位上，以提升对工件的切削质量。

需要说明的是，第一方向是指钻头本体100的轴线方向。

如图2所示，在本实用新型的一些实施例中，所述钻头本体100具有芯体140，需要说明的是，所述芯体140是指钻头本体100的中心处的圆柱形芯体，所述芯体140的直径为D1。

在本实用新型的一些实施例中，所述钻头本体100的外壁设有螺旋槽130，所述螺旋槽130的深度为H，其中，D、D1和H之间满足关系式，H＝(D-D1)/2。

可以理解的是，由于钻头本体100的直径D为一定值，当芯体140的直径D1的取值增大时，钻头本体100的整体强度增大，即螺旋槽130的深度H的取值减小，此时，钻头本体100的排屑能力降低。另外，当芯体140的直径D1的取值减小时，钻头本体100的整体强度下降，螺旋槽130的深度H的取值增大，此时，钻头本体100的排屑能力提高。因此，通过控制螺旋槽130的深度以控制钻头本体100的整体强度，同时能够保证螺旋槽130的排屑能力。

以下通过一组对比例和两组实施例的试验数据进行进一步说明。

对比例1

在本实施例中，钻头本体100的具体参数包括，钻头本体100的直径为D，芯径为0.26D，第一切削部110的直径d＝0.8D，螺旋槽130的深度H＝0.37D，内刃111的长度L1＝0.52D，外刃121的长度L2＝0.1D。通过该钻头本体100对工件进行钻孔加工，并加工的过程中钻头本体100对工件的切削状态为，由于内刃111对工件切割产生的废屑的宽度大于螺旋槽130的深度，导致工件的刃口存在明显的废屑残留，切屑挤压明显，废屑堵塞螺旋槽130。

实施例1

在本实施例中，钻头本体100的具体参数包括，钻头本体100的直径为D，芯径为0.26D，第一切削部110的直径d＝0.4D，螺旋槽130的深度H＝0.37D，内刃111的长度L1＝0.26D，外刃121的长度L2＝0.3D。与对比例1相比，减少了第一切削部110的直径，减少了内刃111的长度，增加了外刃121的长度。通过该钻头本体100对工件进行钻孔加工，由于钻头本体100的内刃111和外刃121的切屑宽度均小于螺旋槽130的深度，因此，在工件切削过程中产生的废屑宽度小于螺旋槽130的深度，这样使得在对工件切削的过程中，废屑能够流畅的从螺旋槽130中排出，从而能够有效避免出现废屑堵塞的情况。同时，在对工件切削的过程中切屑无挤压，通过内刃111和外刃121在切削过程中产生的废屑呈卷曲状的短屑，能够提升排屑效果，但短屑的导向性不足。

实施例2

在本实施例中，钻头本体100的具体参数包括，钻头本体100的直径为D，芯径为0.26D，第一切削部110的直径d＝0.5D，螺旋槽130的深度H＝0.37D，内刃111的长度L1＝0.32D，外刃121的长度L2＝0.25D。与对比例1相比，减少了第一切削部110的直径，减少了内刃111的长度，增加了外刃121的长度。与实施例1相比，适当增加了内刃111的长度，同时适当减少了外刃121的长度。

通过该钻头本体100对工件进行钻孔加工，由于本实施例提供的钻头本体100的内刃111和外刃121的切屑宽度亦小于螺旋槽130的深度，使得通过该钻头本体100对工件切削过程中产生的废屑宽度小于螺旋槽130的深度，使得废屑能够流畅的从螺旋槽130中排出，从而能够有效避免出现废屑堵塞的情况。

进一步地，在切削的过程中切屑无挤压，通过在实施例1的基础上适当增大内刃111的长度，以使得通过内刃111对工件切削时产生的废屑呈卷曲状的短屑。通过在实施例1的基础上适当减小外刃121的长度，使得通过外刃121对工件进行切削的过程中产生的废屑呈长条状的切屑，这样使得产生的废屑能够通过螺旋槽130中形成自引导性，从而能够进一步提升排屑效率和排屑的流畅性，从而进一步提升钻头本体100对工件的加工质量和加工过程中的流畅性。

通过上述的三组示例可知，以对比例1作为实施例1和实施例2的对比实施例，这样通过实施例1和实施例2能够直观的确定在本实施例中，由于内刃111的长度与内刃111的顶角相关联，且外刃121的长度与外刃121的顶角相关联，因此，通过对内刃111长度和外刃121长度的控制以及对内刃111的顶角和外刃121的顶角的控制，不仅能够提升对工件的切削质量，而且还能够有效提升排屑效率，从而能够提升切削过程中的流畅性。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

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本实用新型范围的限制。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。

Claims (10)

1.一种钻头，其特征在于，包括：

钻头本体，其包括第一切削部和第二切削部，所述第二切削部围设在所述第一切削部的边缘；

所述第一切削部具有多个内刃，多个所述内刃的一端连接形成第一刃尖；

所述第二切削部具有多个外刃，所述外刃的一端与所述内刃的一端连接，所述外刃的另一端与所述钻头本体的侧壁连接形成第二刃尖；

所述第一切削部的直径为d，所述钻头本体的直径为D，满足，0.35×D≤d≤0.55×D。

2.根据权利要求1所述的钻头，其特征在于，所述内刃的顶角为α，其中，α的取值范围是45°≤α≤65°。

3.根据权利要求2所述的钻头，其特征在于，所述内刃的顶角为α为50°。

4.根据权利要求2所述的钻头，其特征在于，所述内刃的长度为L1，其中，L1与d之间满足关系式，L1＝d/2cos(90°-α)。

5.根据权利要求1所述的钻头，其特征在于，所述外刃的顶角为β，其中，β的取值范围是70°≤β≤100°。

6.根据权利要求5所述的钻头，其特征在于，所述外刃的长度为L2，其中，L2、d与D之间满足关系式，L2＝(D-d)/2sin(180°-β)。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的钻头，其特征在于，所述钻头还包括钻柄，所述钻柄设置在所述钻头本体远离所述第一切削部和所述第二切削部的一端。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的钻头，其特征在于，沿第一方向，所述第一刃尖到钻柄的距离大于或等于所述第二刃尖到钻柄的距离。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的钻头，其特征在于，所述钻头本体具有芯体，所述芯体的直径为D1。

10.根据权利要求8所述的钻头，其特征在于，所述钻头本体的外壁设有螺旋槽，所述螺旋槽的深度为H；

其中，D、D1和H之间满足关系式，H＝(D-D1)/2。