专利名称：双曲面一椭球面复合后刀面麻花钻的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种麻花钻，尤其是一种双曲面—椭球面复合后刀面麻花钻。
背景技术：
麻花钻是一种形状复杂的孔加工刀具，其后刀面的刃磨型式在很大程度上决定了其使用性能。当刀具材料确定后，钻尖几何参数决定性地影响到钻头的切削性能。正是不同的前、后刀面，构成了不同的刃形，并创立了各种麻花钻的钻型，如群钻(倪志福钻头)的优越性能已被世界公认。因此后刀面的刃磨型式一直受到钻头制造与使用者以及研究人员的普遍重视。
(一)麻花钻现有的钻型普通麻花钻型这是麻花钻后刀面用圆锥面做模型进行刃磨(锥面刃磨法)时得到的基本钻型。其特点是钻头后刀面是圆锥面的一部分，得到的主切削刃是一条与钻头轴线成一定角度(称钻头半锋角)的直线(倪志福 陈壁光《群钻-倪志福钻头》.上海上海科学技术出版社，1999)。这种麻花钻型的特点是刃磨较容易，但定心性能差，钻削阻力大，加工精度低，钻头耐用度低。只适用于一般低精度要求场合的钻孔加工。
群钻(又称倪志福钻)及其改进型这种麻花钻型是在普通麻花钻的基础上，在靠近钻心的主切削刃上修磨月牙形内刃、进一步修磨短横刃并在外切削刃上修磨出分屑槽(倪志福 陈壁光《群钻-倪志福钻头》.上海上海科学技术出版社，1999)。特点是加工性能好，但修磨相当困难。
螺旋面麻花钻后刀面系用砂轮的外圆柱面或端面磨出，得到不可展开的螺旋面或螺旋渐开面(曹正铨等《钻尖数学模型与钻削试验研究》，北京理工大学出版社，1993)。特点是定心性能较好，需用专用的刃磨机床，且刃磨精度要求较高、难度大。
无横刃钻头在普通麻花钻的基础上修薄钻芯并修去横刃为切口，即为无横刃钻头(倪志福 陈壁光《群钻-倪志福钻头》.上海上海科学技术出版社，1999)。特点是可大大降低轴向力，提高进给量。但只易用于钻铸铁，并要事先进行钻孔定位。
(二)麻花钻在使用中存在的问题普通麻花钻存在的问题主要有横刃长且是一条平直线，与工件的接触为直线接触，因此轴向抗力大，定心不好。当钻尖进入切削状态时，被加工孔的位置精度和几何精度难以控制。钻削阻力大，孔壁粗糙，钻头寿命短。
其它钻型存在的问题主要有如前所述，其它钻型各自都有自己的优点和适用范围，但一个共同的特点是修磨困难，成本高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，在于克服现有技术存在的缺陷，提供一种定位精确、钻削阻力小，形成的孔壁粗糙度低，出口毛刺及产生应力集中现象明显减少，钻头寿命长的双曲面—椭球面复合后刀面麻花钻。
本发明双曲面—椭球面复合后刀面麻花钻的技术方案为麻花钻的后刀面为双曲面—椭球面复合后刀面，即麻花钻的后刀面靠近钻芯的部分为旋转单叶双曲面，后刀面的其余部分为椭球面。
本发明所具有的有益效果是由于钻头的后刀面由两个参数相同的接近双曲面中心点部分的双曲面相交组成，而双曲面在这区段比较陡斜，因此可得到圆弧形横刃和中间很尖的钻尖，并使横刃的前角加大。所以钻头具有很好的自动定心性能，钻孔精度高，并降低了钻头钻削时所需的轴向力并提高了耐用度；钻头外刃部分是椭球面和螺旋前刀面的相交线形成的圆弧刃，使切削刃长度增加，减低了单位长度上的切削负荷，改善了散热条件，提高了耐用度。外圆弧形刃还有利于提高加工精度和减小表面粗糙度。由于钻尖在钻孔中逐渐切出，因此可避免或减少钻孔出口处产生毛刺。
四
图1、为本发明双曲面—椭球面复合后刀面麻花钻正视图；图2、为本发明双曲面—椭球面复合后刀面麻花钻左视图。
图中1——椭球面后刀面部分；2——椭球面后刀面与双曲面后刀面的结合部分；3——双曲面后刀面部分。
所用符号含义如下S——双曲面或椭球面的轴线与麻花钻结构轴线在正视图(在此视图，两轴线的投影平行)中的距离；
σ——双曲面或椭球面的轴线与麻花钻结构轴线在左视图中投影的锐夹角；H——双曲面或椭球面的中心点在其轴线方向与钻尖顶点的距离。
a——标准旋转双曲面方程中参数之一；c——标准旋转双曲面方程中参数之二；A——标准椭球面方程中参数之一；B——标准椭球面方程中参数之二；K——双曲面后刀面钻尖在双曲面轴线方向的高度。
五具体实施例方式
下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步详细说明。
如图1、图2所示，麻花钻的后刀面为双曲面—椭球面复合后刀面，即麻花钻的后刀面靠近钻芯的部分为旋转单叶双曲面3，后刀面的其余部分为椭球面1。成型参数双曲面a＝9，c＝9，σ＝32°，H＝0.5，S＝4；椭球面A＝19，C＝43，σ＝32°，S＝4；双曲面钻尖高K＝4。
本实施例，采用点磨削工艺(中国发明专利03132068.6公开)，根据上述参数编制点磨削数控加工程序；运行数控点磨削成形加工程序，首先从钻心开始，执行双曲面点磨削成形数控程序，到达指定双曲面钻尖高度后转去执行椭球面点磨削数控程序，直到双曲面—椭球面复合后刀面磨削成形完成。
权利要求
1.一种双曲面—椭球面复合后刀面麻花钻，其特征是麻花钻的后刀面为双曲面—椭球面复合后刀面，即麻花钻的后刀面靠近钻芯的部分为旋转单叶双曲面，后刀面的其余部分为椭球面。
全文摘要
本发明公开了一种双曲面—椭球面复合后刀面麻花钻。麻花钻的后刀面为双曲面—椭球面复合后刀面，即麻花钻的后刀面靠近钻芯的部分为旋转单叶双曲面，后刀面的其余部分为椭球面。该麻花钻具有很好的自动定心性能，钻孔精度高，并降低了钻头钻削时所需的轴向力并提高了耐用度；钻头外刃部分是椭球面和螺旋前刀面的相交线形成的圆弧刃，使切削刃长度增加，减低了单位长度上的切削负荷，改善了散热条件，提高了耐用度。外圆弧形刃还有利于提高加工精度和减小表面粗糙度。由于钻尖在钻孔中逐渐切出，因此可避免或减少钻孔出口处产生毛刺。
文档编号B23B51/02GK1555950SQ20041001382
公开日2004年12月22日 申请日期2004年1月7日 优先权日2004年1月7日
发明者李超, 李 超 申请人:南京师范大学