专利名称：一种焊接式硬质合金抛物线钻头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种抛物线钻头，具体地说，本实用新型涉及一种在抛物线麻花钻的头部焊接硬质合金刀片。
二背景技术：
随着现代机械加工行业的不断发展，深孔加工钻头的普及异常迅速，在机械加工行业，特别是在发动机行业的深孔加工中应用得比较广泛，深孔加工通常是指被加工孔的深度与钻头直径之比超过5倍以上。在加工深孔零件时，过去大多采用普通麻花钻、枪钻、BTA深孔钻、自导式喷吸钻等。普通麻花钻在加工过程中时常发生被加工孔质量不合格或钻头折断现象，造成零件报废，有的生产厂家废品率可达3％以上。究其原因，主要是因为普通钻头结构特点，决定其在进行深孔钻削时存在一定的缺点(1)普通麻花钻的横刃长，且为负前角，钻销时横刃处于挤刮状态，产生轴向阻力大，发热量大，降低了刀具耐用度和切削效率；(2)钻头的钢性不足，易折断；(3)切屑长，排屑困难，易堵塞钻头，严重时会折断钻头；(4)切削液不易进入切削区，刀刃易磨损。(5)钻头螺旋角和主切削刃前角小，切削刃不锋利。
为了提高深孔加工的质量和加工效率，人们在普通钻头的基础上进行研究，设计生产出一种抛物线麻花钻，采用抛物线麻花钻取代普通麻花钻，并在深孔加工中得到推广应用。随后又出现了抛物线硬质合金钻头，抛物线麻花钻比普通麻花钻相比在深孔加工具有明显的优势其主要特性是钻背宽大幅减少，增加了有效的容屑空间，30°～40°大螺旋角，130°～140°大顶角和大前角使切屑能较快排除，有利于冷却液进入；钻芯厚(钻芯与直径比0.25-0.6)，克服了普通麻花钻头易折断的缺陷；无倒锥增量，有利深孔排屑；自动定心好，横刃短，正前角切削轻快，轴向力小，可一次进刀加工出适当深度的孔，提高了工作效率。
在本实用新型之前，专利申请号为88204129.0的实用新型专利公开了一种麻花钻的螺旋槽槽形由抛线型和圆弧线型旋转而成，并采用无锥度的厚钻芯，由于无锥度钻芯使排屑的轴向阻力减小，厚钻芯增加钻削刚性，防止自激振动以提高加工精度，该深孔麻花钻一次进刀长径比大，很少需要提刀排屑，切屑排出流畅。上述麻花钻，特别是硬质合金抛物线型钻头设计及在深孔加工中中发挥一定的积极着用。
综上，目前的抛物线钻头用两种材料制成一种是高速钢材料制造；第二种是硬合金材料制造；现有的抛物线钻是由钻尖、切削刃、钻芯、螺旋槽、钻柄等部分组成。在使用中发现上述两种抛物线钻头分别有一定的缺点1、高速钢麻花钻由于材料限制无法适应高速切削、且高速钢材料不耐磨，刀具寿命低，制约生产节拍的提高；2、而硬质合金材料较高速钢材料脆，加工时极容易折断，整体硬质合金抛物线型钻头成本高，当钻头磨损到一定程度后，整个硬质合金钻头就报废，使得工装费用居高不下。
三、实用新型的目的。
本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种钻头钻尖部位为焊接式硬质合金刀片的深孔抛物线型钻头。采用抛物线槽形的高速钢(或9CrSi)材料做为钻头本体，解决加工时的排屑难问题；利用高速钢(或9CrSi)材料的韧性解决硬质合金材料太脆的问题，保证使用效果；在抛物线高速钢钻头头部用焊接方法，焊接上硬质合金刀片做为钻尖部分，在制造成本上比整体硬质合金钻头降低很多；再通过提高切削速度达到缩短加工时间的目的，从而提高节拍，满足生产要求。
四、实用新型的内容基于“实用新型的目的”，提出一种新的焊接式硬质合金抛物线型钻头设计方案。本实用新型的目的是这样实现的一种高速钢(或9CrSi)抛物线型钻头，钻头本体上螺旋槽形是由抛物线型和圆弧型旋转而成，在高速钢(或9CrSi)抛物线钻头的头部凹槽内焊接长约3-20mm的硬质合金材料做为钻尖部分，焊接式硬质合金深孔抛物线钻头的制造采用特殊的焊接工艺方法将硬质合金刀片焊接在钻头的钻尖位置上，当钻头钻尖上焊接的刀片磨损到一定程度不能使用后，可更换焊接上新的刀片，高速钢钻杆始终保持原有尺寸，降低于钻头生产成本和零件成本。也可采用一次性焊接硬质合金刀片的钻头，当硬质合金钻头刀片磨损后，更换新钻头。钻头顶角应根据被加工材料而定，加工铸铁、铝合金、钢件时，在100°～140°范围内。
以下结合附图详细说明本实用新型
图1是本实用新型的结构图图2是本实用新型焊接式硬质合金刀片钻头K向视图。
图3是本实用新型刀片与钻头焊接示意图。
图4(E-E)为本实用新型抛物钻杆截面剖视图。
在图中，高速钢抛物线钻杆(钻头)1、凹槽(钻尖头部)2、刀片3、钻头锥柄或直柄抛物线钻头本体凹槽5本实用新型是由钻头锥柄、钻杆(钻头)、钻尖头部(刀片)凹槽所构成，在抛物线高速钢麻花钻头部焊接3-20mm的硬质合金材料做为钻尖。在高速钢抛物线型麻花钻头的端头钻尖部分沿钻头轴线中心，用线切割技术加工出焊接刀片用的凹槽，然后用硬质合金材料加工出与凹槽形状相适应的刀片，镶嵌在高速钢抛物线麻花钻本体的凹槽里。钻头的直径范围为Φ3-16mm，分别选用银、铜作为焊料进行刀片与钻头的焊接。
为保证本实用新型技术方案，本焊接式硬质合金抛物线钻头的制造技术如下1、钻头本体严格按照抛物线钻杆(钻头)本体形状(标准)制造、其产品要经过严格检测。
2、硬质合金刀片应全部包含在高速钢钻头本体凹槽内，不允许出头。
3、硬质合金部分韧带不要太宽。
4、焊接要牢固，不允许有裂痕。
5、硬质合金刀头与抛物线型高速钢钻头本体在外圆方向连接部位，要保证光滑过度，以免退刀时将刀片刮断。
6、硬质合金刀片与本体在容屑槽内连接处应光滑过度，避免产生积屑瘤；后刀面磨制为圆弧面，增强使用效果。
7、硬质合金刀片部分与本体的轴心线(同轴度)要保证在0.02mm以内。
8、钻头刀片部位的直径尺寸公差，严格控制在0-0.027之间，在制造时要用专用量具(通、止规，模拟钻套)100％检测。
9、左右两切削刃保证跳动在0.05mm以内。
10、焊接的硬质合金(刀片)钻头的顶角在100°～140°范围内，倒锥0.05°-0.08°。
实施例1在高速钢抛物线钻头的钻尖部分用线切割技术加工出焊接刀片的凹槽，然后用硬质合金材料加工出与凹槽形状相适应的刀片，将刀片镶嵌在高速钢抛物线麻花钻本体钻头端头的凹槽里。用铜作为焊料进行钻头与刀片焊接牢固，硬质合金刀头与钻头外圆连接要保证光滑过度，刀片与本体在容屑槽内连接也应光滑过度，后刀面磨制为圆弧面，硬质合金刀片部分与本体的轴心线(同轴度)要保证在0.02mm以内，左右两切削刀跳动控制在0.05mm范围以内；钻头顶角为(130°±20°)。采用十字磨法或S磨法将钻头刃片(钻尖)刃磨而成。
本实用新型与现有的麻花钻及整体抛物线型钻头相比，解决了加工的排屑难题；高速钢材料的韧性解决了硬质合材料太脆的问题，保证使用效果，与硬质合金抛物线钻头相比大大的降低了成本，同时也降低了零部件制造成本；利用硬质合金刀头解决了高速钢材料切削速度的局限性，提高了生产节拍；经在本公司康明斯柴油发动机缸体主油道孔的加工试验，将切削线速度由原来的17m/min，提高到35m/min，进给速度由原来的0.04mm/r，提高到0.08mm/r，生产节拍由原来的3.5分钟提高到2.5分钟，解决缸体产生线及其它深孔加工的瓶颈问题。
权利要求一、一种焊接式硬质合金抛物线型钻头，是由硬质合金刀片、钻头凹槽，抛物线螺旋槽，钻柄等部分组成，其特征在于高速钢抛物线型麻花钻的头部(钻尖)开有凹槽，硬质合金刀片镶嵌在凹槽内。
二、根据权利要求1所述的焊接式硬质合金抛物线型麻花钻头，其特征在于硬质合金刀片包含在高速钢钻头的凹槽内，按照十字刃磨法或S刃磨法在钻头上修磨出钻尖部分。
三、根据权利要求1所述的焊接式硬质合金抛物线型钻头，其特征在于镶嵌在钻头凹槽内的硬质合金刀片用银、铜焊料进行焊接。
专利摘要本实用新型提供了一种焊接式硬质合金抛物线型麻花钻头，其特征在于在高速钢(或9CrSi)抛物线麻花钻钻头的头部(钻尖部位)设有凹槽，硬质合金刀片镶嵌在凹槽内，用焊料将刀片与钻头本体焊接在一起，并按照十字刃磨法或S型刃磨法修磨钻尖，在加工中，切削排屑流畅，而且冷却、润滑效果好，提高了切削速度、生产节拍和刀具的耐用度，保证了使用效果，降低了钻头和零部件制造成本。
文档编号B23K31/02GK2650927SQ0323785
公开日2004年10月27日 申请日期2003年9月30日 优先权日2003年9月30日
发明者时洪洲, 曹炎华, 鄢国洪, 张国立, 曹武 申请人:东风康明斯发动机有限公司