专利名称：硬质合金麻花钻头的加工方法
技术领域：
本发明涉及一种高速、超硬精密钻头的加工方法，具体涉及硬质合金钻头棱边的新型磨制方法，属于光机电一体化技术领域。
背景技术：
随着硬质合金钻头的广泛使用，对此类刀具的精度要求以及制造经济性的要求也越来越高。
传统方法的工艺路线为外圆粗磨一外圆精磨一开槽一清边，通常采用外圆粗磨与精磨的方法磨制钻头的外径，外圆精磨完成后，再通过开槽与清边两道工序保留出一部分螺旋圆柱面而形成钻头的棱边；钻头棱边宽度约为钻头直径的1/10。
其工艺特点是制造精度高，但生产效率较低，是硬质合金高性能钻头制造经济性提高的瓶颈。同时，此工艺方案制造出的复合阶梯钻也不适合对钻头修磨次数要求高的场I=I O发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种硬质合金麻花钻头的加工方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现 硬质合金麻花钻头的加工方法，包括以下步骤①粗磨外圆，砂轮轴线与钻头轴线相平行，砂轮沿钻头轴线方向作往复运动；②开槽，砂轮沿与钻头轴线呈夹角30°螺旋角的方向形成用于钻削排屑的排屑槽；③清边，砂轮沿钻头轴线方向运动，同时钻头旋转，合成运动方向与螺旋槽保持一致， 将钻头刀背磨出，外圆面得以保留的部分即为钻头棱边；④精磨棱边，使砂轮轴线与钻头轴线呈45° 75°角，砂轮的磨削方向沿钻头棱边的螺旋角30°方向进行精磨。
进一步地，上述的硬质合金麻花钻头的加工方法，其中，步骤④中，砂轮的宽度是钻头棱边宽度的3 5倍。
更进一步地，上述的硬质合金麻花钻头的加工方法，其中，步骤④，步骤④，磨削非共槽阶梯钻头时，第一阶梯棱边沿轴向向第二阶梯内延伸，阶梯刃的清根部分设置在第一阶梯刀背处，第一阶梯棱边完整，钻头可多次修磨。
本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在①本发明突破了传统外圆粗磨、精磨、开槽与清边获得钻头棱边的方式，优化为外圆粗磨、开槽、清边与棱边精磨的工艺路线；该技术方案降低了对粗磨外圆工艺的要求，实现数控工具磨床无人看管并提高磨削效率两倍以上，总的制造效率提高309Γ50%;在棱边精磨工序方面，改变了砂轮与钻头的相对位置，砂轮轴线与钻头轴线呈45° 75°角，两轴线交叉而不平行，砂轮的磨削进给方向沿钻头棱边的螺旋角30°方向进行；3②减少了棱边精磨工序的磨削面积，约为传统外圆磨的1/30；磨削时轴向分力小，加工效率高，进给速度较外圆磨提高3飞倍，适合整体硬质合金钻头大批量生产；③磨削方向沿钻头棱边螺旋角方向，尤其在磨削阶梯钻时，不与其他阶梯产生干涉，可将当前阶梯棱边加长，从而实现非共槽阶梯钻的制造；④非共槽阶梯钻头的修磨次数较传统阶梯钻头大大增加，刀具材料利用率提高两倍以上；符合国家构建循环经济、建设节约型社会的号召，应用前景看好。
下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明 图1 粗磨外圆的加工示意图；图2 开槽的加工示意图； 图3 清边的加工示意图； 图4:精磨棱边的加工示意图； 图5 精磨棱边时磨削径向分力示意图； 图6 非共槽阶梯钻头的棱边磨制示意图； 图7:非共槽阶梯钻头的示意图。
具体实施方式
硬质合金麻花钻头的加工工艺，具体步骤为①粗磨外圆，砂轮轴线3与钻头轴线2相平行，砂轮4沿钻头轴线方向作往复运动，如图1所示；采用数控外圆磨的方式进行，可实现无人看管并显著提高生产效率1倍以上，降低加工成本；②开槽，砂轮4沿与钻头轴线2呈夹角30°螺旋角的方向形成用于钻削排屑的排屑槽 5，如图2所示；③清边，砂轮4沿钻头轴线方向运动，同时钻头1按方向R旋转，合成运动方向与螺旋槽保持一致，将钻头刀背6磨出，外圆面得以保留的部分即为钻头棱边7，如图3所示；④精磨棱边，采用宽度为钻头棱边宽度的3 5倍的砂轮4，使砂轮轴线与钻头轴线呈 45° 75°角，砂轮轴线与钻头轴线交叉而不平行，砂轮4的磨削方向沿钻头棱边7的螺旋角30°方向进行精磨，砂轮的进给方向不与刀具轴线平行，如图4所示。该工序为精加工工序，由于磨削面积小，只有外圆磨的1/30，其加工效率可提高5 10倍。
如图6、图7所示，实现非共槽阶梯钻头的加工，非共槽阶梯钻头的关键工艺就是通过棱边磨制工艺，磨削非共槽阶梯钻头时，第一阶梯棱边8向第二阶梯内延伸，阶梯刃11 的清根12部分设置在第一阶梯刀背10处，保证了第一阶梯棱边8完整，使得钻头可多次修磨，也使得一些短阶梯钻头的修磨成为可能。在磨第一阶梯棱边8时，不会与第二阶梯棱边 9发生干涉。
将棱边精磨放在最后一道工序，磨削余量小，加工面积是传统外圆磨工艺的1/30， 可以保证在高速高效加工过程中的加工精度；磨削方向沿钻头棱边螺旋方向，如图5所示， 磨削径向分力P小，实现高进给磨削，是传统外圆磨工艺的3飞倍；砂轮的磨削方向沿钻头棱边的螺旋角30°方向，尤其在磨削阶梯钻时，不与其他阶梯干涉，可将当前阶梯的棱边加长，从而获得更多的修磨次数。通过取消外圆磨的精磨工序，并改进棱边的磨削方式，提高了钻头生产效率，综合效率提高3(Γ50%。
综上所述，本发明突破了传统外圆粗磨、精磨、开槽与清边获得钻头棱边的方式， 优化为外圆粗磨、开槽、清边与棱边精磨的工艺路线。此技术方案降低了对粗磨外圆工艺的要求，实现数控外圆磨床无人看管并提高磨削效率两倍以上，产品总的制造效率提高 309Γ50%。本发明在棱边精磨工序方面，改变了砂轮与钻头的相对位置，砂轮轴线与钻头轴线呈45° 75°角，两轴线交叉而不平行，砂轮的磨削进给方向沿钻头棱边7的螺旋角 30°方向进行。其特点有1)减少了棱边磨削面积，约为传统外圆磨的1/30 ；2)磨削时轴向分力小，加工效率高，进给速度较外圆磨提高;Γ5倍；3)磨削方向沿钻头棱边螺旋角方向， 尤其在磨削阶梯钻时，不与其他阶梯产生干涉，可将当前阶梯棱边加长，从而实现非共槽阶梯钻的制造。非共槽阶梯钻头的修磨次数较传统阶梯钻头大大增加，刀具材料利用率提高两倍以上。符合国家构建循环经济、建设节约型社会的号召，应用前景看好。
需要理解到的是以上所述仅是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.硬质合金麻花钻头的加工方法，其特征在于包括以下步骤①粗磨外圆，使砂轮轴线与钻头轴线相平行，砂轮沿钻头轴线方向作往复运动；②开槽，砂轮沿与钻头轴线呈夹角30°螺旋角的方向形成用于钻削排屑的排屑槽；③清边，砂轮沿钻头轴线方向运动，同时钻头旋转，合成运动方向与螺旋槽保持一致， 将钻头刀背磨出，外圆面得以保留的部分即为钻头棱边；④精磨棱边，使砂轮轴线与钻头轴线呈45° 75°角，砂轮的磨削方向沿钻头棱边的螺旋角30°方向进行精磨。
2.根据权利要求1所述的硬质合金麻花钻头的加工方法，其特征在于步骤④中，砂轮的宽度是钻头棱边宽度的3 5倍。
3.根据权利要求1所述的硬质合金麻花钻头的加工方法，其特征在于步骤④，磨削非共槽阶梯钻头时，第一阶梯棱边沿轴向向第二阶梯内延伸，阶梯刃的清根部分设置在第一阶梯刀背处，第一阶梯棱边完整。
全文摘要
本发明涉及硬质合金麻花钻头的加工方法，首先，粗磨外圆，砂轮轴线与钻头轴线相平行，砂轮沿钻头轴线方向作往复运动；然后，开槽，砂轮沿与钻头轴线呈夹角30°螺旋角的方向形成用于钻削排屑的排屑槽；清边，砂轮沿钻头轴线方向运动，同时钻头旋转，合成运动方向与螺旋槽保持一致，将钻头刀背磨出，外圆面得以保留的部分即为钻头棱边；最后，精磨棱边，使砂轮轴线与钻头轴线呈45°～75°角，砂轮的磨削方向沿钻头棱边的螺旋角30°方向进行精磨。本发明减少了精磨棱边磨削面积，磨削时轴向分力小，加工效率高，适合整体硬质合金钻头大批量生产。
文档编号B24B3/30GK102513885SQ201110403110
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月7日 优先权日2011年12月7日
发明者刘伟, 张红芹, 房亚群, 郭万里 申请人:苏州阿诺精密切削技术股份有限公司