一种金刚石微钻磨具的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于微钻磨削技术领域，特别是涉及一种金刚石微钻磨具。
【背景技术】
[0002] 现阶段，对硬脆材料进行细微特征的机械精密加工，已经广泛应用于生产制造中， 例如手机玻璃盖板的微细孔与微细槽的加工。但是，在这种硬脆材料表面加工微细孔是非 常困难的，且加工过程所占据的工具成本通常很高。
[0003] 目前，微细孔（孔直径小于Imm)加工时普遍采用的磨削工具为金刚石微钻磨具， 这种传统的金刚石微钻磨具采用了圆弧形的磨头，而受到圆弧形磨头结构的限制，导致只 能采用螺旋下刀方式加工微细孔，而这种加工方式还伴随着诸多不足之处，包括加工周期 长、不易对刀、程序编制复杂，还由于磨头回转中心的线速度为〇,导致磨头中心损耗极快， 直接缩短了磨具的使用寿命。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术存在的问题，本发明提供一种全新结构的金刚石微钻磨具，具有加 工周期短、易于对刀、程序编制简单及磨具使用寿命长的特点。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种金刚石微钻磨具，包括基体和 磨削层，磨削层为金刚石颗粒层，磨削层通过电镀方式镀在基体表面，所述基体顶端设置为 磨头，其特点是：所述磨头的顶部端面为平面，在磨头的顶部端面开设有十字形凹槽，在磨 头的轴向中心开设有用以消除低速磨削区的中心孔。
[0006] 所述磨头与基体之间设置有阶梯形基座。
[0007] 所述阶梯形基座包括初级扩孔台阶和次级扩孔台阶，所述初级扩孔台阶位于磨头 侧，所述次级扩孔台阶位于基体侧。
[0008] 所述十字形凹槽的凹槽形状为半圆形。
[0009] 所述磨削层的厚度为0. 04mm~0. 08mm。
[0010] 所述中心孔的深度为1.0 mm~I. 5mm。
[0011] 本发明的有益效果：
[0012] 本发明与现有技术相比，摒弃了传统金刚石微钻磨具所采用的圆弧形磨头的结构 设计，创新设计了采用十字形凹槽加中心孔的磨头结构，同时增加了双级扩孔台。采用本发 明的金刚石微钻磨具，避免了磨头回转中心线速度为〇的情况，改善了磨头堵塞及磨削层 磨损现象，有效提高了微孔加工中的微孔质量及尺寸一致性，使磨具具有了更长的使用寿 命。本发明在下刀方式上能够实现垂直下刀，与传统螺旋下刀方式相比，更易于对刀，且加 工程序编制更简单，能够有效缩短加工周期。
【附图说明】
[0013] 图1为本发明的一种金刚石微钻磨具立体图；
[0014] 图2为图1中A向视图；
[0015] 图3为本发明的一种金刚石微钻磨具正向剖视图；
[0016] 图中，1 一磨头，2-十字形凹槽，3-中心孔，4 一阶梯形基座，5-初级扩孔台阶， 6-次级扩孔台阶，7-基体。
【具体实施方式】
[0017] 下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
[0018] 如图1、2、3所示，一种金刚石微钻磨具，包括基体7和磨削层，磨削层为金刚石颗 粒层，磨削层通过电镀方式镀在基体表面，所述基体7顶端设置为磨头1，所述磨头1的顶部 端面为平面，在磨头1的顶部端面开设有十字形凹槽2,在磨头1的轴向中心开设有用以消 除低速磨削区的中心孔3。
[0019] 所述磨头1与基体7之间设置有阶梯形基座4。
[0020] 所述阶梯形基座4包括初级扩孔台阶5和次级扩孔台阶6,所述初级扩孔台阶5位 于磨头1侧，所述次级扩孔台阶6位于基体7侦k
[0021] 所述十字形凹槽2的凹槽形状为半圆形。
[0022] 所述磨削层的厚度为0. 04mm~0. 08mm。
[0023] 所述中心孔3的深度为1.0 mm~I. 5mm。
[0024] 下面结合【附图说明】本发明的一次使用过程：
[0025] 本实施例中，本发明的金刚石微钻磨具的轴向总长度为40mm，其中基体7的直径 为Φ 6mm，磨头1的轴向长度为2mm，磨头1的直径为Φ0. 9 ±0. 02mm，初级扩孔台阶5的轴 向长度为2. 76mm，初级扩孔台阶5的直径为Φ2±0. 02mm，次级扩孔台阶6的轴向长度为 3. 63mm，次级扩孔台阶6的直径为Φ 3. 53±0. 02mm，磨头1与初级扩孔台阶5的过度阶梯 面、初级扩孔台阶5与次级扩孔台阶6的过度阶梯面均采用的圆锥面，且圆锥角为120°，磨 头1中心孔3的深度为I. 5mm〇
[0026] 本实施例中，所加工的硬脆材料为工程陶瓷材料，工程陶瓷材料的相关参数如表1 所示，为了验证本发明的使用寿命，共准备了 4把磨具，加工深度为500 μ m，转速为30000r/ min，进给速度为40 μπι/s。
[0027] 在现有加工参数条件下，本发明的金刚石微钻磨具平均可获得70~76个有效孔， 而相同条件下，传统的金刚石微钻磨具只能完成25个有效孔，在孔的加工数量上提高2倍 多，即单位有效工作寿命内，本发明可以加工更多的孔。
[0028] 再有，本发明的优势还体现在进刀方式上，本发明无需像传统磨具一样采用螺旋 下刀方式，而能够采用垂直下刀方式，极大的简化了加工程序的编制，易于对刀，并可明显 缩短加工周期。
[0029] 由于本发明还增设了初级扩孔台阶5和次级扩孔台阶6,进而使本发明具备了加 工3种不同尺寸微细孔的能力。
[0030] 表1工程陶瓷材料的相关参数
[0031]
【主权项】
1. 一种金刚石微钻磨具，包括基体和磨削层，磨削层为金刚石颗粒层，磨削层通过电镀 方式镀在基体表面，所述基体顶端设置为磨头，其特征在于：所述磨头的顶部端面为平面， 在磨头的顶部端面开设有十字形凹槽，在磨头的轴向中心开设有用以消除低速磨削区的中 心孔。
2. 根据权利要求1所述的一种金刚石微钻磨具，其特征在于：所述磨头与基体之间设 置有阶梯形基座。
3. 根据权利要求2所述的一种金刚石微钻磨具，其特征在于：所述阶梯形基座包括初 级扩孔台阶和次级扩孔台阶，所述初级扩孔台阶位于磨头侧，所述次级扩孔台阶位于基体 侧。
4. 根据权利要求1所述的一种金刚石微钻磨具，其特征在于：所述十字形凹槽的凹槽 形状为半圆形。
5. 根据权利要求1所述的一种金刚石微钻磨具，其特征在于：所述磨削层的厚度为 0. 04mm ~0. 08mm。
6. 根据权利要求1所述的一种金刚石微钻磨具，其特征在于：所述中心孔的深度为 1. Omm ~ I. 5mm〇
【专利摘要】一种金刚石微钻磨具，包括基体和磨削层，磨削层为金刚石颗粒层并通过电镀方式镀在基体表面，其厚度为0.04mm～0.08mm，基体顶端设置为磨头，磨头的顶部端面为平面，在磨头的顶部端面开设有十字形凹槽且凹槽形状为半圆形，在磨头的轴向中心开设有用以消除低速磨削区的中心孔；磨头与基体之间设置有阶梯形基座，其包括初级扩孔台阶和次级扩孔台阶，初级扩孔台阶位于磨头侧，次级扩孔台阶位于基体侧。本发明主要用于硬脆材料微孔钻磨加工，在下刀方式上能够实现垂直下刀，与传统螺旋下刀方式相比，更易于对刀且加工程序编制更简单，有效缩短加工周期。本发明有效改善了微细磨头堵塞及磨削层磨损现象，提高了微孔质量及尺寸一致性，并延长了磨具使用寿命。
【IPC分类】B24B5-48
【公开号】CN104723184
【申请号】CN201510153110
【发明人】程军, 巩亚东, 温雪龙, 王超, 尹国强
【申请人】东北大学
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年4月1日