专利名称：一种微型钻头及其加工方法
技术领域：
本发明涉及精密刀具加工领域，更具体的说，涉及一种微型钻头及其加工方法。
背景技术：
微型钻头包括用于夹持的钻柄和用于磨削钻孔的钻针，如图I所示，较早的微型钻头为全部硬质合金型微钻，即钻针的所有部分均为硬质合金(如图2所示)。之后出现了对焊式微钻，即钻柄用钢材料，钻针用与钻柄相同直径的硬质合金，两者焊接，然后磨削出钻针，这种形式可以大幅节省原材料，降低成本(如图3所示)。再之后至今， 主要是插接插焊的形式，即钻径部分的硬质合金，不再使用与钻柄相同的硬质合金圆柱体，而是使用远小于钻柄但大于钻针的硬质合金体，与钢材质的钻柄焊接或者插接，然后磨出钻针(如图4所示)，这种形式可以进一步节省硬质合金，节省成本。由于微型钻头的直径非常小，而用于夹持的钻柄较粗，因此一般会在钻径上设计一段直径介于钻针300和钻柄100的过渡部分，用于衔接钻针300与钻柄100，称为过渡台200。过渡台200的设计主要是为了 I、有利于钻屑被的吸走。微钻加工时，钻针外会有一圈用于压紧被钻平面的压料，内形成类似于柱状的空间，上有吸尘机将钻屑吸走。如果过渡台部分的直径过大,则吸尘空间不够，不利于钻屑吸走。过渡台可以增加吸尘空间，有利于钻屑吸走。2、有利于统一加工。钻头不同直径的部件之间一般需要设置斜面进行过渡，由于不同钻针的槽长不一样，斜面的角度就不一样，这就需要经常调整砂轮的角度，加工不方便。采用过渡台形式，需要加工不同槽长时，只需要设置过渡台的长度即可，过渡台和钻柄之间的斜面角度以及过渡台与钻针的角度都可以固定不变，因此加工的时候就不需要频繁调整砂轮的角度，且可以先磨削出过渡台，然后用于多种直径，有利于备料。对于微型钻头这种钻针直径在0. r3. 175mm级别的高度精密的加工器件，其孔位精度的要求非常高，尤其是在高速钻孔时，钻尖的少许偏移、钻针和钻柄部分的少许弯曲变形即会造成钻针偏摆过大，都会导致钻针孔位性能的大幅下降，对孔位精度造成较大的影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种孔位性能与成本的性价比更好的微型钻头及其加工方法。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的一种微型钻头，包括依次连接的钻柄、过渡台和钻针，所述过渡台的端部与钻针连接，其根部跟钻柄连接，所述过渡台根部的直径大于端部的直径，所述过渡台包括至少一段从其端部到根部方向，其柱体的直径逐渐增大的增大部，增大部的长度不少于过渡台柱体总长的2/3。
优选的，所述过渡台与钻针采用不同的材料制成，所述过渡台材料的弹性模量低于所述钻针材料的弹性模量。过渡台可使用更为便宜的钢材料等制作，有利于降成本。优选的，所述的微型钻头为长度大于6mm的长过渡台微型钻头。在过渡台很短的情况下，过渡台的弹性模量偏低，对钻针偏摆的影响不明显，对于低弹性模量的材料拼接的，随着过渡台长度增加，低弹性模量拼接的过渡台偏摆程度会几何级放大，而在长过渡台中采用本发明的技术方案，能提升过渡台整体刚性，与现有结构选用高弹性模量的效果相当，能有效抑制钻针偏摆。优选的，所述增大部柱面为圆锥面、向内凹陷的内弧面或向外凸起的外弧面中的一种或多种。采用圆锥面作为增大部的柱面，最容易加工；而采用外圆弧面作为增大部的柱面，虽加工较为不易，但柱体更厚实，可以提高孔位精度；而采用内弧面作为增大部的柱面，可以增加微钻的吸尘空间，有利于加工时候的排屑。优选的，所述过渡台还包括至少一段直径不变的圆柱部。一般来说，钻柄和过渡台之间，过渡台和钻针之间会设置有过渡的圆锥面，不同槽长的微型钻头，圆锥面的角度也不 相同，这样在磨削加工时候需要不断调整砂轮的角度，工作效率低。增加圆柱部以后，不同槽长的圆锥面的角度可以保持不变，而通过调整圆柱部的长度，就能调节整个钻头的槽长，方便加工。优选的，所述圆柱部设置在所述过渡台跟钻针连接的一端，圆柱部的一端跟所述增大部固定连接，另一端跟钻针一体成型，圆柱部跟钻针之间设有过渡的导面部。在钻针高速旋转时，钻针的应力会集中在跟过渡台连接的一端，因此，过渡台的一端采用跟所述钻针相同的材质，跟钻针一体成型，可以提升连接强度，进一步解决钻针偏摆的问题。一般来说，钻柄和过渡台之间，过渡台和钻针之间会设置有过渡的圆锥面，不同长度的微型钻头，圆锥面的角度也不相同，这样在磨削加工时候需要不断调整砂轮的角度，工作效率低。增加圆柱部以后，不同长度的圆锥面的角度可以保持不变，而通过调整圆柱部的长度，就能调节整个钻头的长度，方便加工。优选的，所述过渡台整体的柱体直径沿其端部到根部方向逐渐增大。这样过渡台的柱体更为厚实，进一步提高过渡台的强度。优选的，所述过渡台包括跟钻针连接的导面部、跟导面部连接的第一增大部、跟钻柄连接的第二增大部；所述导面部的柱面为圆锥面，用于钻针与过渡台端部的不同直径的导面过渡；第一增大部和第二增大部之间固定连接；第一增大部的柱面为圆锥面、向内凹陷的内弧面或向外凸起的外弧面中的一种或多种；第二增大部的柱面为圆锥面。这样的好处，便于预先加工，两个圆锥面之间的长度可调。采用圆锥面加工相对简单，加工成本较低。导面部起过渡作用，避免碎屑积累；采用内弧面，可以增加微钻的吸尘空间，有利于加工时候的排屑；采用外圆弧面，过渡台内部的材料较多，柱体更厚实，可以增强过渡台的强度。优选的，所述过渡台包括跟钻针连接的导面部，跟导面部连接的直径不变的圆柱部，跟圆柱部连接的第一增大部、跟钻柄连接的第二增大部；所述导面部的柱面为圆锥面，用于钻针与过渡台端部的不同直径的导面过渡；第一增大部和第二增大部之间固定连接；第一增大部的柱面为圆锥面、向内凹陷的内弧面或向外凸起的外弧面中的一种或多种；第二增大部的柱面为圆锥面。采用圆锥面加工相对简单，加工成本较低。导面部起过渡作用，避免碎屑积累；采用内弧面，可以增加微钻的吸尘空间，有利于加工时候的排屑；采用外圆弧面,过渡台内部的材料较多,柱体更厚实,可以增强过渡台的强度。一般来说,钻柄和过渡台之间，过渡台和钻针之间会设置有过渡的圆锥面，不同槽长的微型钻头，圆锥面的角度也不相同，这样在磨削加工时候需要不断调整砂轮的角度，工作效率低。增加圆柱部以后，不同槽长的圆锥面的角度可以保持不变，而通过调整圆柱部的长度，就能调节整个钻头的长度，方便加工。优选的，所述钻柄与所述过渡台材质相同一体成型。一种上述的微型钻头的加工方法，包括以下步骤加工棒料以形成钻柄、过渡台、钻针；其中，加工过渡台棒料时，在过渡台棒料上加工至少一段增大部，所述增大部从其端部到根部方向,其柱体的直径逐渐增大,增大部的长度不少于过渡台柱体总长的2/3。微型钻头离钻尖部分越远的部分，其受到的应力就越大，其弯曲对钻尖带来的影 响也越大，本发明中，过渡台的柱体不少于柱体总长的2/3的绝大部分都是逐渐增粗的，在保证了排屑空间的前提下针对性的增大了柱体的刚性强度，减少了过渡台的弯曲变形的幅度，提高了微型钻头的孔位精度。
图I是微型钻头结构示意图；图2是现有的第一种微型钻头的结构示意图；图3是现有的第二种微型钻头的结构示意图；图4是现有的第三种微型钻头的结构示意图；图5是较为理想的微型钻头的结构示意图；图6是本发明微型钻头的结构示意图；图7是本发明实施例一微型钻头的结构示意图；图8是本发明实施例二微型钻头的结构示意图；图9是本发明实施例三微型钻头的结构示意图；图10是本发明实施例四微型钻头的结构示意图；图11是本发明实施例五微型钻头的结构示意图；其中:100、钻柄;200、过渡台;210、导面部;220、圆柱部;230、第一增大部；240、第二增大部；250、第三增大部；300、钻针；400、钻径。
具体实施例方式下面结合附图和较佳的实施例对本发明作进一步说明。如图6所示，一种微型钻头，包括依次连接的钻柄100、过渡台200和钻针300，过渡台的端部与钻针连接，其根部跟钻柄连接，过渡台根部的直径大于端部的直径，过渡台包括至少一段从其端部到根部方向，其柱体的直径逐渐增大的增大部，增大部的长度不少于过渡台柱体总长的2/3。微型钻头离钻尖部分越远的部分，其受到的应力就越大，其弯曲对钻尖带来的影响也越大，本发明中，过渡台的柱体不少于柱体总长的2/3的绝大部分都是逐渐增粗的，在保证了排屑空间的前提下针对性的增大了柱体的刚性强度，减少了过渡台的弯曲变形的幅度，提高了微型钻头的孔位精度。
由于参与钻孔的只有钻针，理想情况下，只要钻针采用硬质合金，其他部分都用便宜的钢材，如图5所示，这样成本最低，但采用传统的结构形式，过渡台的强度不够，在高速旋转加工过程中，过渡台弯曲变形幅度过大，钻针在加工过程中就会大幅度摆动，造成孔位精度严重下降，采用本发明的技术方案，在材质相同的前提下，过渡台的刚性得到提升，因此过渡台部分可以使用更为便宜的钢材料，而仅钻针部分为硬质合金，然后将两者焊接在一起，这样可以进一步降低成本。当然，钢材料相对硬质合金材料而言，其刚性差很多，即更容易发生弯曲变形，如果微钻的过渡台全部使用钢材料，在孔位精度的要求更高的场合则不太实用。因此，在孔位精度要求更高的场合，综合成本和刚性的要求，一个折中的优选方案是过渡台跟钻针连接的一端设立一圆柱部，圆柱部一端跟过渡台的主体焊接固定，另一端跟钻针一体成型，圆柱部跟钻针之间设有过渡的导面部，圆柱部和钻针都采用硬质合金。过渡台有一部分材质采用跟钻针相同的刚性强的材质，并与钻针一体成型，这样可以显著提升钻针的抗偏转能力，提升钻孔的孔位性能，而过渡台仅在跟钻针连接的一端采用刚性高的材料，相比过渡台整体采用刚性高的材料，成本上也有显著的下降。结合此优选的方案，下面具体阐述本发明结 构形式。
实施例一如图7所示，过渡台200增大部只有一个，其柱面为圆锥面，这样过渡台200的柱体更为厚实，进一步提高过渡台200的强度。增大部一端跟钻柄100 —体成型，另一端连接有直径不变的圆柱部220，圆柱部220跟钻针300 —体成型，过渡部分设有导面部210。导面部210柱面优选圆锥面，可以防止过渡部分积累碎屑；圆柱部220可以不要，即过渡台200整体为一个增大部，增大部的柱面形状也不局限于圆锥面，还可以采用内弧面、外弧面等其他形状。增大部的柱面采用圆锥面，加工相对简单，加工成本较低；当然，还可以采用内弧面、外弧面等形状。采用内弧面，可以增加微钻的吸尘空间；有利于加工时候的排屑；采用外圆弧面，过渡台200内部的材料较多，柱体更厚实，可以增强过渡台200的强度。另外，过渡台200可以采用跟钻柄100相同的材质，这样有利于钻柄100和过渡台200 一体成型，简化加工步骤，降低成本，也能增强过渡台200和钻柄100的连接强度。实施例二如图8所示，过渡台200包括跟钻针300连接的导面部210，跟导面部210连接的直径不变的圆柱部220，跟圆柱部220连接的第一增大部230、跟钻柄100连接的第二增大部240，第一增大部230和第二增大部240之间固定连接，第一增大部230的柱面为圆锥面。当然，圆柱部220也可以不要，即第一增大部230根导面部210连接。采用圆锥面加工相对简单，加工成本较低。导面部210和第二增大部240采用圆锥面过渡结构，方便两个不同直径的部件之间(钻柄100和过渡台200之间，过渡台200和钻针300之间)过度，防止积尘，便于排尘；另一方面，便于砂轮对钻针300加工时避让砂轮。另外，过渡台200可以采用跟钻柄100相同的材质，这样有利于钻柄100和过渡台200 一体成型，简化加工步骤，降低成本，也能增强过渡台200和钻柄100的连接强度。实施例三如图9所示，过渡台200包括跟钻针300连接的导面部210，跟导面部210连接的直径不变的圆柱部220，跟圆柱部220连接的第一增大部230、跟钻柄100连接的第二增大部240，第一增大部230和第二增大部240之间固定连接，第一增大部230的柱面为向内凹陷的内弧面。当然，圆柱部220也可以不要，即第一增大部230根导面部210连接。采用内弧面，可以增加微钻的吸尘空间，有利于加工时候的排屑。导面部210和第二增大部240采用圆锥面过渡结构，方便两个不同直径的部件之间(钻柄100和过渡台200之间，过渡台200和钻针300之间)过度，防止积尘，便于排尘；另一方面，便于砂轮对钻针300加工时避让砂轮。另外，过渡台200可以采用跟钻柄100相同的材质，这样有利于钻柄100和过渡台200 一体成型，简化加工步骤，降低成本，也能增强过渡台200和钻柄100的连接强度。实施例四如图10所示，过渡台200包括跟钻针300连接的导面部210，跟导面部210连接的直径不变的圆柱部220，跟圆柱部220连接的第一增大部230、跟钻柄100连接的第二增大 部240，第一增大部230和第二增大部240之间固定连接，第一增大部230的柱面为向外凸起的外弧面。圆柱部220可以不要，即第一增大部230根导面部210连接。采用外圆弧面，过渡台200内部的材料较多，柱体更厚实，可以增强过渡台200的强度。导面部210和第二增大部240采用圆锥面过渡结构，方便两个不同直径的部件之间(钻柄100和过渡台200之间，过渡台200和钻针300之间)过度，防止积尘，便于排尘；另一方面，便于砂轮对钻针300加工时避让砂轮。另外，过渡台200可以采用跟钻柄100相同的材质，这样有利于钻柄100和过渡台200 一体成型，简化加工步骤，降低成本，也能增强过渡台200和钻柄100的连接强度。 实施例五如图11所示，过渡台200包括跟钻针300连接的导面部210，跟导面部210连接的第一增大部230、跟第一增大部230连接的直径不变的圆柱部220，跟钻柄100连接的第三增大部250，圆柱部220和第二增大部240之间固定连接，第一增大部230、第二增大部240的柱面采用圆锥面、向内凹陷的内弧面或向外凸起的外弧面等形状中的一种或多种。导面部210和第三增大部250采用圆锥面过渡结构，方便两个不同直径的部件之间(钻柄100和过渡台200之间，过渡台200和钻针300之间)过度，防止积尘，便于排尘；另一方面，便于砂轮对钻针300加工时避让砂轮。另外，过渡台200可以采用跟钻柄100相同的材质，这样有利于钻柄100和过渡台200 一体成型，简化加工步骤，降低成本，也能增强过渡台200和钻柄100的连接强度。一种上述微型钻头的加工方法，包括以下步骤A :将过渡台200棒料一端固定到钻柄100棒料上。优选的，所述钻柄100采用跟过渡台200相同的材质，所述过渡台200棒料和钻柄100棒料一体成型，这样可以简化加工步骤，同时能增强过渡台200和钻柄100的连接强度。B :将钻针300棒料固定到过渡台200棒料的另一端；C :加工棒料形成钻柄100、过渡台200、钻针300 ;加工过渡台200棒料时，所述过
渡台200从端部到根部，至少有一段增大部，其柱体的直径逐渐增大，增大部的长度不少于柱体总长的2/3。本发明特别适用于长度大于6mm的长过渡台微型钻头。在过渡台很短的情况下，过渡台的弹性模量偏低，对钻针偏摆的影响不明显，对于低弹性模量的材料拼接的，随着过渡台长度增加，低弹性模量拼接的过渡台偏摆程度会几何级放大，而在长过渡台中采用本发明的技术方案，能提升过渡台整体刚性，与现有结构选用高弹性模量的效果相当，能有效抑制钻针偏摆。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
权利要求
1.ー种微型钻头，包括依次连接的钻柄、过渡台和钻针，其特征在于，所述过渡台的端部与钻针连接，其根部跟钻柄连接，所述过渡台根部的直径大于端部的直径，所述过渡台包括至少一段从其端部到根部方向，其柱体的直径逐渐增大的增大部，增大部的长度不少于过渡台柱体总长的2/3。
2.如权利要求I所述的ー种微型钻头，其特征在于，所述过渡台与钻针采用不同的材料制成，所述过渡台材料的弹性模量低于所述钻针材料的弹性模量。
3.如权利要求2所述的ー种微型钻头,其特征在于,所述的微型钻头为长度大于6mm的长过渡台微型钻头。
4.如权利要求I所述的ー种微型钻头，其特征在于，所述增大部柱面为圆锥面、向内凹陷的内弧面或向外凸起的外弧面中的ー种或多种。
5.如权利要求I所述的ー种微型钻头，其特征在于，所述过渡台还包括至少一段直径不变的圆柱部。
6.如权利要求5所述的ー种微型钻头，其特征在干，所述圆柱部设置在所述过渡台跟钻针连接的一端，圆柱部的一端跟所述增大部固定连接，另一端跟钻针一体成型，圆柱部跟钻针之间设有过渡的导面部。
7.如权利要求I所述的ー种微型钻头,其特征在于,所述过渡台整体的柱体直径沿其端部到根部方向逐渐増大。
8.如权利要求I所述的ー种微型钻头，其特征在于，所述过渡台包括跟钻针连接的导面部、跟导面部连接的第一增大部、跟钻柄连接的第二增大部；所述导面部的柱面为圆锥面，用于钻针与过渡台端部的不同直径的导面过渡；第一増大部和第二增大部之间固定连接；第一増大部的柱面为圆锥面、向内凹陷的内弧面或向外凸起的外弧面中的ー种或多种；第二增大部的柱面为圆锥面。
9.如权利要求I所述的ー种微型钻头，其特征在于，所述过渡台包括跟钻针连接的导面部，跟导面部连接的直径不变的圆柱部，跟圆柱部连接的第一增大部、跟钻柄连接的第二增大部；所述导面部的柱面为圆锥面，用于钻针与过渡台端部的不同直径的导面过渡；第ー增大部和第二增大部之间固定连接；第一增大部的柱面为圆锥面、向内凹陷的内弧面或向外凸起的外弧面中的ー种或多种；第二増大部的柱面为圆锥面。
10.如权利要求9所述的ー种微型钻头，其特征在于，所述钻柄与所述过渡台材质相同一体成型。
11.一种如权利要求I所述的微型钻头的加工方法，包括以下步骤 加工棒料以形成钻柄、过渡台、钻针；其中，加工过渡台棒料时，在过渡台棒料上加工至少一段增大部，所述增大部从其端部到根部方向，其柱体的直径逐渐増大，增大部的长度不少于过渡台柱体总长的2/3。
全文摘要
本发明公开一种微型钻头及其加工方法。一种微型钻头，包括依次连接的钻柄、过渡台和钻针，所述过渡台的端部与钻针连接，其根部跟钻柄连接，所述根部的直径大于端部的直径，所述过渡台从端部到根部，至少有一段增大部，其柱体的直径逐渐增大，增大部的长度不少于柱体总长的2/3。本发明中，过渡台的柱体采用前端小后端大的结构形式，其少有一段增大部，其柱体的直径逐渐增大，增大部的长度不少于柱体总长的2/3，这样保证了过渡台大部分柱体是逐渐增粗的，有效增强了过渡台的强度，在高速钻孔时钻针不会偏摆，提高了钻针的孔位性能。
文档编号B23B51/00GK102672245SQ201210147388
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月14日 优先权日2012年5月14日
发明者厉学广 申请人:深圳市金洲精工科技股份有限公司