专利名称：一种组合u钻钻头及其台阶孔钻孔方法
技术领域：
本发明涉及一种组合U钻钻头及其钻孔方法，尤其涉及一种采用可转位刀片的组合U钻钻头及其钻台阶孔的钻孔方法。
背景技术：
在工程技术领域，很多情况下，需要在设备、设施或其零部件上进行钻孔。钻孔作业最常见的施行方式是使用钻头，即将钻头对准需要钻孔的位置，使用驱动装置驱动钻头旋转钻进。钻头通常具有一用于连接驱动装置的柄部和一细长的钻杆部，在钻进时，钻杆部旋入需钻孔的位置形成孔。由于技术上的需要，在有些时候需要钻制台阶孔，即在同一位置钻制不同孔径的内孔，各孔的轴线重合。在现有技术中，传统工艺钻制台阶孔需要使用麻花钻钻底孔，即孔径最小的孔，然后依次对不同孔径的台阶进行粗镗和精镗，一组台阶孔中的每个各需要一把粗、精镗刀，当台阶数量较多时，需要的工具较多，工艺复杂，且加工精度低，很难保证台阶孔的质量。
发明内容为解决上述问题，本发明提出一种组合U钻钻头，配合其钻工工艺方法，可以有效的提高台阶孔的钻孔效率，并延长钻头寿命，其具体技术方案如下:一种 组合U钻钻头，包括钻杆和钻柄，所述钻柄包括锥形夹持部和环形连接部，所述锥形夹持部包括夹持内孔；所述钻杆为阶梯轴，包括直径由小到大依次连接的圆柱形第一阶梯段、第二阶梯段、第三阶梯段、第四阶梯段、第五阶梯段、第六阶梯段和第七阶梯段，各阶梯段同轴设置，其中所述第七阶梯段同轴固定连接所述环形连接部；所述第一阶梯段上设置有第一凹槽，所述第一凹槽中设置第一刀片；所述第二阶梯段上设置有第二凹槽，所述第二凹槽中设置第二刀片；所述第三阶梯段与所述第四阶梯段的连接处设置有第三凹槽，所述第三凹槽中设置第三刀片；所述第四阶梯段与所述第五阶梯段的连接处设置有第四凹槽，所述第四凹槽中设置第四刀片；所述第五阶梯段与所述第六阶梯段的连接处设置有第五凹槽，所述第五凹槽中设置第五刀片；所述第六阶梯段与所述第七阶梯段的连接处设置有第六凹槽，所述第六凹槽中设置第六刀片；各刀片通过螺钉固定设置在各自凹槽中，所述第一刀片和第二刀片为菱形刀片，所述第三刀片、第四刀片、第五刀片、第六刀片为正三角形刀片，各刀片设置在凹槽中后具有突出于钻杆外表面的切削部。优选各所述刀片可在各自凹槽中以不同的位置被固定。优选所述第二刀片、第三刀片、第四刀片、第五刀片分别有I个，所述第一刀片和第六刀片分别有偶数个。优选所述第一刀片和第六刀片分别有2个，所述第一刀片中的2个刀片相对所述钻杆的轴线对称设置且间隔180度，所述第六刀片中的2个刀片相对所述钻杆的轴线对称设置且间隔180度。优选所述第一刀片中的任一刀片与所述第二刀片间隔90度设置。优选所述第二刀片与所述第三刀片间隔180度设置。优选所述第五刀片与所述第六刀片中的任一刀片间隔90度设置。上述组合U钻钻头的台阶孔钻孔方法，包括以下步骤；①根据台阶孔各阶梯的直径调节各刀片在各自凹槽中的位置，使各刀片的切削直径等于所述台阶孔中各阶梯的直径；②将U钻钻头对准所需钻 孔位置，保持钻头转速，先低速进给钻孔，待第二刀片完全进入所述台阶孔后，开始高速进给钻孔；③钻孔完毕后，保持钻头转速，低速退刀至第五刀片完全退出所述台阶孔，然后高速退刀至U钻钻头完全退出所述台阶孔；④台阶孔钻孔工艺完成。本发明的优点在于:组合U钻钻头制造费用虽高于传统组合扩刀，但由于采用可替换的可转位刀片，可以随时替换刀片，因此整体的使用寿命得到了极大的延长，较焊接式组合刀来说刀体是不朽的，总体刀具成本有所下降；其阶梯孔钻孔工艺较传统工艺工步减少，加工时间缩短了 50%之多。
附图1为本发明所述组合U钻钻头的结构示意图。附图标记如下:1-第一阶梯段；2_第二阶梯段；3_第三阶梯段；4_第四阶梯段；5_第五阶梯段；6-第六阶梯段；7_第七阶梯段；8_环形连接部；9_锥形夹持部；10_夹持内孔；11_第一刀片；12_第二刀片；13_第三刀片；14_第四刀片；15_第五刀片；16_第六刀片。
具体实施方式
参见附图1，其描述了根据本发明所述的组合U钻钻头的一个优选实施例。组合U钻钻头包括钻杆和钻柄，钻柄包括锥形夹持部和环形连接部，锥形夹持部包括夹持内孔，用于连接驱动钻头的驱动装置，如钻机等。所述钻杆为阶梯轴，包括直径由小到大依次连接的六个圆柱形段，包括第一阶梯段、第二阶梯段、第三阶梯段、第四阶梯段、第五阶梯段、第六阶梯段和第七阶梯段，各阶梯段同轴设置，轴线重合，其中第七阶梯段同轴固定连接钻柄的环形连接部各阶梯段中或阶梯段的相邻处设置有凹槽，具体为:第一阶梯段设置有第一凹槽，第一凹槽中设置第一刀片；第二阶梯段上设置有第二凹槽，第二凹槽中设置第二刀片；第三阶梯段与第四阶梯段的连接处设置有第三凹槽，第三凹槽中设置第三刀片；第四阶梯段与第五阶梯段的连接处设置有第四凹槽，第四凹槽中设置第四刀片；第五阶梯段与第六阶梯段的连接处设置有第五凹槽，第五凹槽中设置第五刀片；第六阶梯段与第七阶梯段的连接处设置有第六凹槽，第六凹槽中设置第六刀片；上述从第一到第六刀片通过螺钉固定设置在各自凹槽中，第一刀片和第二刀片为菱形刀片，第三刀片、第四刀片、第五刀片、第六刀片为正三角形刀片，这是因为第一刀片和第二刀片为初始的钻孔刀片，其在下钻和钻孔过程中受力较大，因此需要采用负载能力较强的菱形结构以保证其不会发生崩刃等现象，而后续刀片受力较小，因此可以采取调节性较好的正三角形结构，使其可转动的角度范围较大，有利于调整可钻孔的直径范围。各刀片具有一定的厚度，以各自的一个角为切削部，当各刀片设置在凹槽中后，其作为切削部的角突出于钻杆的外表面以起到钻孔切削进给的作用。为适应不同的钻孔直径，各刀片可在各自凹槽中可以调整以不同的位置被固定，即当固定刀片的螺钉放松时，刀片可以绕螺钉旋转一定的角度，以调节突出于钻杆外表面的量，从而调节钻孔直径。为减小每个刀片上的受力，同时为保证钻孔时的平稳性，最先进刀的第一刀片和最后进刀的第六刀片可以分别设置偶数个，优选各设置2个，每2个刀片相对钻杆的轴线对称设置且间隔180度，即第一刀片中的两个刀片相对钻杆对称设置，第六刀片中的两个刀片相对钻杆对称设置。这样在切削时，台阶孔中每个阶梯的切削力被平均的分担到两个刀片上，每个刀片的受力减小，延长了刀片的使用寿命，且可以以更高的钻速进行切削进给，同时对称设置的方式也是钻杆的整体受力更加均匀，避免发生偏钻的现象。为了优选钻杆的整体受力，还可以进一步优选刀片的布置方式，如将第一刀片中两个刀片与第二刀片间隔90度设置，即第二刀片设置在第一刀片的两个刀片的周向中间位置，第二刀片与第三刀片间隔180度设置……，以此类推，直到第五刀片与第六刀片的两个刀片间隔90度设置，即第五刀片设置在第六刀片的两个刀片的周向中间位置。这样在下钻时，尽量将钻杆所受的较大的阻力平均分配到钻杆的各个方向。上述U钻钻头的阶梯孔钻孔方法包括以下步骤:①根据台阶孔各阶梯的直径调节各刀片在各自凹槽中的位置，使各刀片的切削直径，即各刀片可以切削出的孔的直径等于所述台阶孔中各阶梯的直径；②将U钻钻头对准所需钻孔位置，保持钻头转速1200转/分，先低速(如50mm/min以下)进给钻孔，保证钻孔 平稳，避免偏钻，待第二刀片完全进入所述台阶孔后，孔壁可以对钻头起较好的引导作用时，开始高速(如100mm/min以上)进给钻孔；③钻孔完毕后，保持钻头转速1200转/分，低速(如50mm/min以下)退刀至第五刀片完全退出所述台阶孔，避免高速退刀时孔壁对刀片刃部的磨损，以延长钻头寿命，然后高速(如5000mm/min以上)退刀至U钻钻头完全退出所述台阶孔；④台阶孔钻孔工艺完成。以上所述，仅为本发明专利较佳的具体实施方式
，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明专利的保护范围之内。
权利要求1.一种组合U钻钻头，包括钻杆和钻柄，其特征在于: 所述钻柄包括锥形夹持部和环形连接部，所述锥形夹持部包括夹持内孔； 所述钻杆为阶梯轴，包括直径由小到大依次连接的圆柱形第一阶梯段、第二阶梯段、第三阶梯段、第四阶梯段、第五阶梯段、第六阶梯段和第七阶梯段，各阶梯段同轴设置，其中所述第七阶梯段同轴固定连接所述环形连接部； 所述第一阶梯段上设置有第一凹槽，所述第一凹槽中设置第一刀片；所述第二阶梯段上设置有第二凹槽，所述第二凹槽中设置第二刀片；所述第三阶梯段与所述第四阶梯段的连接处设置有第三凹槽，所述第三凹槽中设置第三刀片；所述第四阶梯段与所述第五阶梯段的连接处设置有第四凹槽，所述第四凹槽中设置第四刀片；所述第五阶梯段与所述第六阶梯段的连接处设置有第五凹槽，所述第五凹槽中设置第五刀片；所述第六阶梯段与所述第七阶梯段的连接处设置有第六凹槽，所述第六凹槽中设置第六刀片； 各刀片通过螺钉固定设置在各自凹槽中，所述第一刀片和第二刀片为菱形刀片，所述第三刀片、第四刀片、第五刀片、第六刀片为正三角形刀片，各刀片设置在凹槽中后具有突出于钻杆外表面的切削部。
2.如权利要求1所述的组合U钻钻头，其特征在于:各所述刀片可在各自凹槽中以不同的位置被固定。
3.如权利要求1或2所述的组合U钻钻头，其特征在于:所述第二刀片、第三刀片、第四刀片、第五刀片分别有I个，所述第一刀片和第六刀片分别有偶数个。
4.如权利要求3所述的组合U钻钻头，其特征在于:所述第一刀片和第六刀片分别有2个，所述第一刀片中的2个刀片相对所述钻杆的轴线对称设置且间隔180度，所述第六刀片中的2个刀片相对所述钻杆的轴线对称设置且间隔180度。
5.如权利要求4所述·的组合U钻钻头，其特征在于:所述第一刀片中的任一刀片与所述第二刀片间隔90度设置。
6.如权利要求5所述的组合U钻钻头，其特征在于:所述第二刀片与所述第三刀片间隔180度设置。
7.如权利要求6所述的组合U钻钻头，其特征在于:所述第五刀片与所述第六刀片中的任一刀片间隔90度设置。
专利摘要一种组合U钻钻头，包括钻杆和钻柄，所述钻柄包括锥形夹持部和环形连接部，所述锥形夹持部包括夹持内孔；所述钻杆为阶梯轴，包括直径由小到大依次连接的圆柱形第一阶梯段、第二阶梯段、第三阶梯段、第四阶梯段、第五阶梯段、第六阶梯段和第七阶梯段，各阶梯段同轴设置，其中所述第七阶梯段同轴固定连接所述环形连接部；各阶梯段分别设置有凹槽，凹槽中分别设置有刀片，各刀片通过螺钉固定设置在各自凹槽中，所述第一刀片和第二刀片为菱形刀片，所述第三刀片、第四刀片、第五刀片、第六刀片为正三角形刀片，各刀片设置在凹槽中后具有突出于钻杆外表面的切削部。
文档编号B23B35/00GK203124800SQ201220604378
公开日2013年8月14日 申请日期2012年11月16日 优先权日2012年11月16日
发明者张猛, 苗萌, 刘胜香, 刘晓萌, 付仙良 申请人:北京天地玛珂电液控制系统有限公司