CN220943317U - 一种双螺旋带齿牙强断屑型翻边宝塔麻花钻 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种双螺旋带齿牙强断屑型翻边宝塔麻花钻，包括柄部和刃部，所述刃部包括依次连接的宝塔切削刃部和刃带切削刃部，所述宝塔切削刃部的前端设有宝塔顶尖，宝塔顶尖的后端设有多级宝塔阶梯，所述宝塔顶尖的顶部设有对称的两个主切削刃，每个所述主切削刃上均设有至少一个主切刃齿牙，所述多级宝塔阶梯的每一级上均设有副切削刃，每一所述副切削刃上均设有至少一个副切刃齿牙，来实现每个阶梯的分段式切削和独立断屑。每个台阶均是一个小的切刃，在切屑的过程中，每个刃部的齿牙可实现与切削材料的咬合，使每一个刃在切削时均可以形成刀刃与被切削材料的凹凸槽口，进而增加切刃切削的稳定，提高刀具的寿命。

Description

一种双螺旋带齿牙强断屑型翻边宝塔麻花钻

技术领域

本实用新型涉及麻花钻技术领域，特别是涉及一种双螺旋带齿牙强断屑型翻边宝塔麻花钻，适用于汽车、工程机械等的ISO P类、K类、M类金属材料孔加工领域。

背景技术

目前孔加工领域常用一般高速钢刀具，市面上的钻头有两种：第一种普通的螺旋麻花钻，加工效率低、孔加工精度差；第二种：头部含有锥度台阶型的钻尖，此类型钻头比普通的麻花钻在效率上有一定优势，但是加工出来的孔会因为铁屑排出问题差导致孔表面质量无法达到要求，出现明显的台阶纹路，且各个阶梯的刃口受其形成的轴向锥度角度顶尖影响，切削余量增加，铁削快速堆积在狭窄的阶梯空间更容易使刃口磨损加快，降低刀具寿命，影响打孔精度。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：为了克服现有技术中的不足，本实用新型提供一种双螺旋带齿牙强断屑型翻边宝塔麻花钻。

本实用新型解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种双螺旋带齿牙强断屑型翻边宝塔麻花钻，包括柄部和刃部，所述刃部包括依次连接的宝塔切削刃部和刃带切削刃部，所述宝塔切削刃部的前端设有宝塔顶尖，宝塔顶尖的后端设有多级宝塔阶梯，所述宝塔顶尖的顶部设有对称的两个主切削刃，每个所述主切削刃上均设有至少一个主切刃齿牙，所述多级宝塔阶梯的每一级上均设有副切削刃，每一所述副切削刃上均设有至少一个副切刃齿牙。所述柄部为可夹持圆柱形刀柄，刀柄尾端设有三个夹持平面，作为优选，所述宝塔阶梯至少为四级。

该钻尖部位的主切削刃在径向方向上根据直径大小设计有1-2个内凹结构的圆弧状主切刃齿牙，其次刀具头部主体设计为直径呈现从顶部到后端的逐级增大的台阶式多级宝塔阶梯过渡切削刃，即副切削刃，每个副切削刃的主刃口均设计有一个副切刃齿牙，来实现每个阶梯的分段式切削和独立断屑。每个台阶均是一个小的副切削刃，在切屑的过程中，每个刃部的副切刃齿牙可实现与切削材料的咬合，使每一个刃在切削时均可以形成刀刃与被切削材料的凹凸槽口，进而增加切刃切削的稳定，提高刀具的寿命。

作为优选，每个所述主切削刃上的主切刃齿牙为两个，分别为第一主切刃齿牙和第二主切刃齿牙，每个所述副切削刃上的副切刃齿牙为一个。

进一步的，所述主切刃齿牙的深度h1为0.02D，宽度d1为0.03D，主切刃齿牙在径向方向设计有后角为8°的内凹圆弧型凹槽，形成断续刃口使铁屑成型特有几何形状，进而改变切削时的铁屑状态，使铁屑更易产生弯折、折断和排出。

进一步的，所述主切削刃的前刀面方向做了3°-5°的正前角修正面，其径向修正深度h2为0.03D，轴向修正长度d2为0.05D，增加刃口锋利性的同时，强行改变铁屑径向蜷曲流向。其中，D表示刃径。

进一步的，所述宝塔顶尖为复合式多级顶尖结构，包括第一顶尖和第二顶尖，所述第二顶尖设置在第一顶尖的前端，且第一顶尖的顶角α1为118°±3°，第二顶尖的顶角α3为135°±3°，配合贯穿两个顶尖的顶角位置设有卷屑槽。

进一步的，所述第二顶尖的径向方向两个径向对称的圆弧对称后角面和两个横刃线，所述圆弧对称后角面的圆弧后角α4为20°，所述横刃线与钻刃中心线的角度α5为55°。

进一步的，所述刃部设有沿其长度延伸的螺旋式排屑槽，每一级宝塔阶梯与螺旋式排屑槽形成径向切削刃部和轴向加强衔接部，所述排屑槽轴向槽面连接顶尖的圆弧后刀面形成主切削刃，所述排屑槽径向前刀面连接刃背形成副切削刃，刃背沿螺旋方向两边各设有一条用于导向支撑的刃带。

进一步的，所述螺旋式排屑槽的螺旋角α2为20°-30°，所述排屑槽设有翻边。

进一步的，所述排屑槽的芯厚呈前小后大的锥度结构，且宝塔切削刃部的芯厚增量为：每100mm长度上为0.03-0.08mm，刃带切削刃部的芯厚增量为：每100mm长度上为1.5-2.0mm。

进一步的，所述刃部所有切削刃的刃口均进行了负前角钝化处理，所述负前角钝化处理的均匀性在0.005mm以内，宽度为0.02mm。

本实用新型的有益效果是：

（1）宝塔小顶尖结构，精准进行打孔定位，代替传统的中心钻功能入钻前进行定位，提高钻孔位置度。

（2）宝塔多阶梯，分段式切削，对整个刃口切削形式进行改变，产生分断式铁屑，并且分散径向和轴向切削力，降低入钻的切削抵抗，并通过加强衔接部保证每条径向切削刃所受切削力被分散到各个台阶提高刚性提高钻孔稳定。

（3）主切削刃部进行负前角钝化强化处理，加强刃口抗崩能力和耐磨性，提高钻头的寿命，并且在高效率加工情况下，可以保证切削性能稳定。

（4）翻边式排屑槽主要提升排屑空间保证的排屑顺畅配合锥度芯厚，兼具刀具刚性，使刀具高转速大进给打孔时减少形变。

（5）齿牙结构，很好的解决了铁屑折断的问题，并且可以使冷却液充分流向刃口，冷却刃口，降低切削温度，配合多阶梯结构打孔时钻入的负载下降明显，提高钻孔稳定提高刀具寿命。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型宝塔麻花钻的结构示意图。

图2是图2是图1中A-A的剖面结构示意图。

图3是顶尖处的侧向结构示意图。

图4是顶尖处的侧向结构示意图。

图5是一级顶尖的结构示意图。

图6是两级顶尖的结构示意图。

图7是芯厚的结构示意图。

图中：1、柄部，2、刃部，3、夹持平面，4、宝塔顶尖，41、第一顶尖，42、第二顶尖，43、主切削刃，44、第一主切刃齿牙，45、第二主切刃齿牙，51、第一宝塔阶梯，52、第二宝塔阶梯，53、第三宝塔阶梯，54、第四宝塔阶梯，55、第五宝塔阶梯，56、副切削刃，57、副切刃齿牙，6、圆弧对称后角面，7、加强衔接部，8、刃带，9、排屑槽，10、翻边，11、刃背，12、卷屑槽，13、芯厚。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1和图2所示，本实用新型的一种双螺旋带齿牙强断屑型翻边宝塔麻花钻，包括柄部1和刃部2，所述柄部1为可夹持圆柱形刀柄，刀柄尾端设有三个夹持平面3。所述刃部2包括依次连接的宝塔切削刃部和刃带切削刃部，所述宝塔切削刃部的前端设有宝塔顶尖4，宝塔顶尖4的后端设有多级宝塔阶梯，作为优选，所述宝塔阶梯至少为四级，本实施例中为五级，从前向后依次为第一宝塔阶梯51、第二宝塔阶梯52、第三宝塔阶梯53、第四宝塔阶梯54和第五宝塔阶梯55。如图3所示，所述宝塔顶尖4的顶部设有对称的两个主切削刃43，每个所述主切削刃43上均设有至少一个主切刃齿牙，所述多级宝塔阶梯的每一级上均设有副切削刃56，每一所述副切削刃56上均设有至少一个副切刃齿牙57。作为优选，每个所述主切削刃43上的主切刃齿牙为两个，分别为第一主切刃齿牙44和第二主切刃齿牙45，每个所述副切削刃56上的副切刃齿牙57为一个。

如图1所示，前角增大，钻削轻快，轴向抗力可下降35%～50%，所述刃部2设有沿其长度延伸的螺旋式排屑槽9，每一级宝塔阶梯与螺旋式排屑槽9形成径向切削刃部和轴向加强衔接部7，所述排屑槽9轴向槽面连接顶尖的圆弧后刀面形成主切削刃43，所述排屑槽9径向前刀面连接刃背11形成副切削刃56，刃背11沿螺旋方向两边各设有一条用于导向支撑的刃带8，本实施例中刃带8和刃背11均为两个，两刃带8之差≤0.10mm，两刃背11之差≤0.10mm。所述螺旋式排屑槽9的螺旋角α2为20°-30°，作为优选，螺旋式排屑槽9为右螺旋，螺旋角α2为25°，所述排屑槽9设有翻边10。如图7所示，所述排屑槽9的芯厚13呈前小后大的锥度结构，且宝塔切削刃部的芯厚13增量为：每100mm长度上为0.03-0.08mm，刃带切削刃部的芯厚13增量为：每100mm长度上为1.5-2.0mm。其中，刃带切削刃部芯厚13增量指的是钻头工作部分直径倒锥度的增量，刃带切削刃部的芯厚13增量为钻头工作部分向柄部1方向的芯厚13增量。所述刃部2所有切削刃的刃口均进行了负前角钝化处理，所述负前角钝化处理的均匀性在0.005mm以内，宽度为0.02mm。

如图5所示，所述主切刃齿牙的深度h1为0.02D，宽度d1为0.03D，主切刃齿牙在径向方向设计有后角为8°的内凹圆弧型凹槽，形成断续刃口使铁屑成型特有几何形状，进而改变切削时的铁屑状态，使铁屑更易产生弯折、折断和排出。所述主切削刃43的前刀面方向做了3°-5°的正前角修正面，其径向修正深度h2为0.03D，轴向修正长度d2为0.05D，增加刃口锋利性的同时，强行改变铁屑径向蜷曲流向。其中，D表示刃径。

如图4和图6所示，所述宝塔顶尖4为复合式多级顶尖结构，包括第一顶尖41和第二顶尖42，所述第二顶尖42设置在第一顶尖41的前端，且第一顶尖41的顶角α1为118°±3°，第二顶尖42的顶角α3为135°±3°，配合贯穿两个顶尖的顶角位置设有卷屑槽12。所述第二顶尖42的径向方向两个径向对称的圆弧对称后角面6和两个横刃线，所述圆弧对称后角面6的圆弧后角α4为20°，所述横刃线与钻刃中心线的角度α5为55°。

工艺特征：现有高速钢刀具，基本使用专机完成开槽、刃磨加工，此刀具的加工条件根据其结构特点和使用要求，创新式的融入了CNC磨床工艺，在满足专有条件，常规专机加工螺旋槽工序完成后，使用NUMROTOPLUS刀具软件进行编程，加工程式导入CNC磨床，通过CNC机床进行钻尖底刃部开刃和齿牙的加工，齿牙加工需要对齿牙大小进行控制、不同位置齿牙的分布进行定位。一般专机加工能力和精度无法保证齿牙对称,而且无法完成精准探测定位。而CNC五轴磨床以多功能、高效率和高精度的优势，搭配单晶刚玉磨削砂轮（100#），精准对刃部2和齿牙进行研磨加工。现专机单支开刃时间5min，CNC机床3min可比专机效率提升40%，而加工成本基本一致。

在不同工件材料下：可搭配不同用途的纳米涂层技术。表层覆盖涂层，延长刀具使用寿命。

根据与普通麻花钻对比测试结果：

在使用8mm规格的普通麻花钻吊重8KG打孔寿命测试：被加工材料45钢，材料硬度230HB，打孔深度15mm通孔，最终打孔数406个，孔扩大量在0.1-0.2mm之间，出口明显有毛刺问题，孔壁有明显划伤，在加工200孔以后，出现长铁屑，有缠绕刀具现象。在工况不变的情况下，用本实用新型产品打孔，最终打孔数627个孔壁目视光滑，全程刀具切削稳定，孔扩大量在0.05-0.07mm之间，铁屑为小碎屑。孔出口处毛刺飞边情况不明显。

在使用8mm规格的普通麻花钻吊重8KG打孔效率测试：

①加工材料45钢，材料硬度230HB，打孔深度15mm通孔，线速度Vc:15m/min进给量F:120mm/min，打孔400个，单孔加工时间7.5S+完全通出2s 合计9.5s ，刀具加工326个，出现烧刀，铁屑缠绕，停止加工。

将线速度提高至Vc:25m/min，进给量F:150mm/min 打83孔出现异响，铁屑不折断情况，停止加工。

②使用本实用新型产品在线速度Vc:25m/min，进给量F:180mm/min条件下，打孔300个，其他不变，单孔加工时间5S+完全通出3s合计8s效率提高16%最终打孔300个刀具无明显异常和缺陷。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的工作人员完全可以在不偏离本实用新型的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种双螺旋带齿牙强断屑型翻边宝塔麻花钻，其特征在于：包括柄部和刃部，所述刃部包括依次连接的宝塔切削刃部和刃带切削刃部，所述宝塔切削刃部的前端设有至少一级宝塔顶尖，宝塔顶尖的后端设有多级宝塔阶梯，所述宝塔顶尖的顶部设有对称的两个主切削刃，每个所述主切削刃上均设有至少一个主切刃齿牙，所述多级宝塔阶梯的每一级上均设有副切削刃，每一所述副切削刃上均设有至少一个副切刃齿牙。

2.如权利要求1所述的双螺旋带齿牙强断屑型翻边宝塔麻花钻，其特征在于：每个所述主切削刃上的主切刃齿牙为两个，每个所述副切削刃上的副切刃齿牙为一个。

3.如权利要求1所述的双螺旋带齿牙强断屑型翻边宝塔麻花钻，其特征在于：所述主切刃齿牙的深度h1为0.02D，宽度d1为0.03D，主切刃齿牙在径向方向设计有后角为8°的内凹圆弧型凹槽。

4.如权利要求1或3所述的双螺旋带齿牙强断屑型翻边宝塔麻花钻，其特征在于：所述主切削刃的前刀面方向做了3°-5°的正前角修正面，其径向修正深度h2为0.03D，轴向修正长度d2为0.05D。

5.如权利要求1所述的双螺旋带齿牙强断屑型翻边宝塔麻花钻，其特征在于：所述宝塔顶尖为复合式多级顶尖结构，包括第一顶尖和第二顶尖，所述第二顶尖设置在第一顶尖的前端，且第一顶尖的顶角α1为118°±3°，第二顶尖的顶角α3为135°±3°，配合贯穿两个顶尖的顶角位置设有卷屑槽。

6.如权利要求5所述的双螺旋带齿牙强断屑型翻边宝塔麻花钻，其特征在于：所述第二顶尖的径向方向两个径向对称的圆弧对称后角面和两个横刃线，所述圆弧对称后角面的圆弧后角α4为20°，所述横刃线与钻刃中心线的角度α5为55°。

7.如权利要求1所述的双螺旋带齿牙强断屑型翻边宝塔麻花钻，其特征在于：所述刃部设有沿其长度延伸的螺旋式排屑槽，每一级宝塔阶梯与螺旋式排屑槽形成径向切削刃部和轴向加强衔接部，所述排屑槽轴向槽面连接顶尖的圆弧后刀面形成主切削刃，所述排屑槽径向前刀面连接刃背形成副切削刃，刃背沿螺旋方向两边各设有一条用于导向支撑的刃带。

8.如权利要求7所述的双螺旋带齿牙强断屑型翻边宝塔麻花钻，其特征在于：所述螺旋式排屑槽的螺旋角α2为20°-30°，所述排屑槽设有翻边。

9.如权利要求7所述的双螺旋带齿牙强断屑型翻边宝塔麻花钻，其特征在于：所述排屑槽的芯厚呈前小后大的锥度结构，且宝塔切削刃部的芯厚增量为：每100mm长度上为0.03-0.08mm，刃带切削刃部的芯厚增量为：每100mm长度上为1.5-2.0mm。

10.如权利要求1所述的双螺旋带齿牙强断屑型翻边宝塔麻花钻，其特征在于：所述刃部所有切削刃的刃口均进行了负前角钝化处理，所述负前角钝化处理的均匀性在0.005mm以内，宽度为0.02mm。