专利名称：钻刀的旋合结构及刀具角度设计与排置的制作方法
技术领域：
本实用新型有关一种金属切削刀具，具体地讲是一种钻刀的旋合结构及角度的设计与排置。
机械加工刀具中，钻刀是一种将金属材料直接钻铣成孔的钻削刀具，其结构如
图1所示，包括一固定旋座A及一钻刀体B，其中固定旋座A呈一套筒状，于其内设有一套孔A1以套接钻刀体B的栓接头B1。并对应于固定旋座A的套孔A1垂直钻设一螺孔A2连通于套孔A1，而固定旋座的上端则设有一螺纹接头与工作母机旋接，另钻刀体B的栓接头B1套接于固定旋座A的套孔A1内，令其凹口B2对准于螺孔A2，以一只固定螺钉C锁入于螺孔A2内，并抵紧于钻刀体B，将其固结于固定旋座A上。这种结构的缺陷是1、由于采用螺钉固定钻刀于固定旋座上，而一般所用直径为11.1的固定螺钉端所能承受的切线力不过约为166Kg，致使刀具在高速旋转或在重切削时，时有发生钻刀松动现象，产生微量偏心，而影响工件的钻削精度；2、基于固定度的考虑，钻刀体的长度无法加以延长，钻削深度有限；3、在将钻刀体组装于固定座，尚需藉助以板手或其它辅助工具得以完成，麻烦且费时、费力。
另，碳化钨刀具因其所具有的红热硬度比其它刀具材料都高，因此一般金属加工业中广泛采用，但其唯一缺陷是脆性大不耐冲击。亦因此，于一般钻刀上，其钻削所用的刀片为了能使刀端锋利易于钻削工作而使两侧刀端角的角度较大，一般约为25°～30°，且为顾及于刀片强度，直接将刀片焊接呈一倾角以代替为后斜角于刀体上。如此，于钻削工作中，钻屑得自于刀口顺势排入于刀体的排屑槽中，且其复数个刀片刀形刃角一致围圆排列，如此设计于实际工作中可发现其具有二点严重影响钻孔精度及内孔表面光洁度的缺陷1、钻削后产生的铁屑成一连续的长条形，易卡滞于刀体的排屑槽中而钝滞了切削工作，且于钻削工作中不断地使所排出的铁屑磨擦已完成的钻孔面而使其表面光洁度不佳，孔径度失去精确，同时亦有钻屑缠卷刀具突然飞出伤人的危险；2、由于其复数个钻刀片的刀形刃角一致围圆排列，钻削位置均集中于一处，渐成为面接触钻削而产生震动，易使脆性甚高的碳化钨刀片崩裂，影响钻削加工的进行；3、钻刀片的排列采用等分角设计，在钻孔的工作中，极易产生共同的切削振动，致使刀具时常处一振动磨擦之下，不但工件切削表面粗糙，精度不佳，而且刀片容易崩裂。
本实用新型的目的于提供一种钻刀的旋合结构，使其具有组合迅速、精度高的特性，并使钻刀更得以加长钻刀体的长度，以增加钻深加工程度本实用新型的目的之二是，在于提供一种刀具的角度设计与排置，在不影响刀具强度的下于刀片上再加研磨一具后斜角度的槽斜面，使其具有如车刀的断屑操作，将铁屑折断于槽斜面与刀具弧角的位置，而后再将其迅速排入于排屑槽中排出，另使钻刀上的刀角成不等分排列，具有渐次进给钻削，以彻底消除切削时产生共振而影响工件的加工精度、表面光洁度等缺点，以及钻屑缠卷入刀具飞出伤人等事情。
本实用新型的目的是这样实现的，一种钻刀的旋合结构及刀具角度设计与排置，包括有一固定旋座和一钻刀体，该固定旋座的上部设有一螺纹接头，钻刀体的尾端设有一具有内螺纹的旋接孔，而于固定旋座的一端亦设有一与钻刀体旋接孔相配合的旋接头，其旋向与刀具的工作旋向相同；在刀片的刀面上倾设有一后斜角，其深度为0.7mm上限，弧角圆半径为0.5～1.5mm，两侧的刀端角为18°；于钻刀体端径上分别设有切削边长不同的刀片，分三刀组不等分地排列于同一水平面，接触高度相差为0.3mm～0.8mm，当刀具旋转时，刀口较偏外侧即切削边较短的刀组先对工件进行钻削。
本实用新型还可由如下措施实现，钻刀体尾端的旋接孔及固定旋座的旋接头的螺纹头数可为三头至六头的多头螺纹；钻刀体端径上切削边不同的刀片数可为六个以上，其最佳值可为六个至十个。
本实用新型与现有技术相比效果是显著有1、因钻刀体与固定旋座采用螺旋结合式结构设计，旋合部的螺纹结合接触面积较大，结合稳定度高，在加工过程中不易发生刀具震动现象，从而提高了加工件的钻孔精度；2、固定旋座与钻刀体旋合的螺纹采用多头螺纹，旋组迅速，结合度高，降低震动；3、钻刀体与固定旋座的结合的旋向与刀具的工作旋向相同，在钻削过程中可产生自锁作用，可增加钻刀体与固定旋座间的结合强度，不会在钻削加工中产生震动和松动的现象；4、钻刀体与固定旋座采用旋合式结构设计，增强了结合的稳定性，并尚可因之加长钻刀本的长度，以增加钻深加工程度；5、加设了后斜角设计，可使其具有如车刀的断屑功能，使钻屑的排除更加顺畅；6、钻刀具上的各刀片刀组不等分排列设计，使切削速度加快，有利于减小钻削时的震动，提高钻孔的精度和钻孔的表面光洁度。
附图图面说明
图1为现有技术刀具结构示意图图2为本实用新型的立体分解图图3为本实用新型组合剖视图图4为本实用新型刀片结构三视图图5为本实用新型的刀片及刀槽部位的立体图图6为本实用新型钻削工作中钻屑动态示意图图7为本实用新型刀片排列示意图图8为本实用新型三组刀片对应工件接触位置图下面将结合实施例及其附图样细说明本实用新型。
请参见图2，本实用新型包括有一钻刀体10以及一固定旋座20。钻刀体10的刀尾端设有一含有内螺纹的旋接孔11，钻刀体10接合部及所能承受的切削扭力更优于现有技术。固定旋座20具有一螺纹接头21以与工作母机旋接，该固定旋座20的下端设有一与钻刀体10的旋接孔11相配合的具有外螺纹的旋接头22。
请参见图3，为使钻刀体10与固定座20的组装迅速、牢固，将旋接头22与旋接孔11设计成四头或六头的多头螺纹，使之旋组迅速、组合度高、降低震动的优点。
组装时，只需手握钻刀体10，使其尾端的旋接孔11对位于固定旋座20的旋接头22轻松地旋锁上去，使钻刀体10的尾端面接触至固定旋座20的基板23面即可，无需再使用任何辅助锁紧工具。因钻刀体10与固定刀座20的螺纹结合旋向与钻刀体10的工作旋向相同，因此在钻铣工作中自然会产生自锁作用，使钻刀体10与固定座20两者完全紧密结合，以确保刀具体在工作中不会松动。
请参见图4和图5，一只基本的钻削或切削刀具至少应包括的四个重要的刀角，分别为边斜角30、后斜角31、边间隙角32、前间隙角33，此外，还有切边角34、刀端角35、刀唇角36，而刀鼻37为刀尖部位。为钻削(切削)工作中和工作物接触最多的部分，而各刀角度则视所切削的金属材料的不同而有其不同的适用角度一、边斜角30于刀顶的槽斜面38自切削边39向另一边倾斜，构成一倾斜面，此时倾斜面和水平面所夹的角度为边斜角30，其功用是使切屑脱离刀顶面38的速度加快，有助于排屑顺畅。
二、后斜角31为槽斜面38自刀鼻37向刀身40的倾斜角度，其功用为引导切屑及减少排屑阻力。
三、边间隙角32刀头侧面至切削边39向刀内倾斜的角度，其功用为在钻削时使工作物面和刀侧面形成一空间，使切削作用集中于切削边39，以提高切削效率。
四、前间隙角33自刀鼻37往下向内倾斜的角度，其功用为在钻削时，使工作物面和刀尖下形成一空间，使切削作用能集中于刀鼻以减少磨擦；第二间隙角41亦为相同的功用。
五、刀唇角36为90°减去后斜角31及前间隙角33的角度，刀唇角39的大小影响刀片体强度的大小，刀唇角36愈大，强度大，但不锐利，反之刀唇角36愈小，愈锐利，但强度愈弱。
六、切边角34和刀端角35两者造成刀面的形状。
如前所述，一般钻刀用的碳化钨刀片并未制出上述的后斜角31，而直接将刀片焊接呈一倾度以代替后斜角于刀体上，设计亦未考虑到如何使钻屑自行断屑，并为使刀口锋利易于钻削，而令两侧刀端角度较大，约为25°～30°；而本实用新型则于刀面上倾设一具有后斜角31的槽斜面38，其深度t则定在0.7mm上限，弧角r半径设为0.5mm至1.5mm，其主要目的为使其具有断屑槽的功能，让钻屑70得卡抵在该弧角处先行断屑以利顺畅排入排屑槽50而排出，(如图6所示)，而在研磨了该后斜角31后，为防止刀片的强度衰减，在不影响切削能力之下，使两侧的刀端角35设为18°，使本实用新型仍具有相当的强度及钻削能力。
本实用新型在刀片排置上，亦有其特殊的设计，请配合参阅图7和图8。图7示出一种实施例为七片刀片分为三组D、E、F不等分排置的端视位置图，图8示出对应于图7该切削边长短不同的刀片于实际切削时，对工件60的切削接触位置的情形。各刀片的切削边长短不一致，且各刀口对工件60于同一水平面接触高度亦不相同，自刀组D到刀组F相差约0.3mm～0.8mm，当刀具旋转时，三刀组D、E、F的刀口分别位于工件6O表面上如图8所示的三同心圆位置点，即各组刀片均有其自己所属的钻削点，如此在钻削时，刀口较偏外侧即切削边39较短的刀组D先对工件60进行钻削，依序次为刀组E、F，渐向中央圆心顺序钻削，使得当钻刀将要钻穿工件60时，不致使形成于钻刀内孔的圆柱屑卡在里面，同时藉由如此刀片形态及排列法，可大为降低刀片与工件60面间的切削阻力，并可大进给，加快钻削行程速度，完全根除了现有技术中切削刀片恒在工件60一个位置上作钻削，易因进刀量过大致使刀片无法负荷而崩裂，或产生震动影响加工精度和光洁度等缺陷。同时因各刀片及刀组于圆周不等分排列，能使其在切削工作中相抵共振作用，使钻削更为精确，而利用本实用新型七片刀片的不等分排列方法，可根据刀具的大小制成如六、八、九、十刀片的形式，以扩增刀具的使用范围与适用性。
权利要求1.一种钻刀的旋合结构及刀具角度设计与排置，包括有一固定旋座和一钻刀体，该固定旋座的上部设有一螺纹接头，其特征在于所述的钻刀体的尾端设有一具有内螺纹的旋接孔，而于固定旋座的一端亦设有一与钻刀体旋接孔相配合的旋接头，其旋向与刀具的工作旋向相同；在刀片的刀面上倾设有一后斜角，其深度为0.7mm上限，弧角圆半径为0.5～1.5mm，两侧的刀端角为18°；于钻刀体端径上分别设有切削边长不同的刀片，分三刀组不等分地排列于同一水平面，接触高度相差为0.3mm～0.8mm，当刀具旋转时，刀口较偏外侧即切削边较短的刀组先对工件进行钻削。
2.根据权利要求1的一种钻刀的旋合结构及刀具角度设计与排置，其特征在于所述的钻刀体尾端的旋接孔及固定旋座的旋接头的螺纹头数可为三头至六头的多头螺纹。
3.根据权利要求1的一种钻刀的旋合结构及刀具角度设计与排置，其特征在于所述钻刀体端径上切削边不同的刀片数可为六个以上，其最佳值可为六个至十个。
专利摘要一种钻刀的旋合结构及刀具角度设计与排置，包括有固定旋座和钻刀体，固定旋座的上部设有一螺纹接头，钻刀体的尾端旋接孔于固定旋座的旋接头螺接；在刀片的刀面上倾设有一后斜角，弧角圆半径为0.5～1.5mm，两侧的刀端角为18°；于钻刀体端径上分别设有切削边长不同的刀片，分三刀组不等分地排列于同一水平面，当刀具旋转时，刀口较偏外侧即切削边较短的刀组先对工件进行钻削。本实用新型结合迅速、稳固，排屑顺畅，震动小，钻孔精度高。
文档编号B23B51/00GK2229320SQ9521625
公开日1996年6月19日 申请日期1995年7月12日 优先权日1995年7月12日
发明者陈英杰 申请人:陈英杰