一种加工铝和铝合金的钻头的制作方法

本发明属于孔加工钻头技术领域，涉及是一种高强度铝合金钻孔加工群钻的钻头。

背景技术：

孔加工在机械加工领域应用非常普遍。常见孔加工技术已经很成熟，但对于刀具的使用目前主要基于1953年倪志福团队设计的群钻技术。随着技术不断升级、优化，车辆外结构、及车体部分材料改进，铝及铝合金板材逐渐向高强度、高硬度、高质量发展。然而对于加工铝及铝合金的刀具来说，却没有很高的改进与提高。目前，伴随着刀具改进的滞后以及员工技能水平下降，加工铝及铝合金零件，钻孔断刀率逐年提高。目前市场上改进刀片钻头较多，但对于传统刀具没有太多改进，整体硬质合金刀头结构仍主要采用倪志福团队的设计结构。刀具刚性弱、排削性能差、圆度和圆柱度差，在加工过程中容易产生积削瘤，导致切削效率受限、加工质量低。当加工长径比超多五倍以上此类深孔时，刚性明显不足，加工难度大，断刀率高，此类孔加工问题一直不能有效解决，成为生产过程中的瓶颈。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种加工铝及铝合金的钻头，为一种群钻钻头，解决特种铝材加工易断刀、难排屑产生积削瘤的问题。还解决新材料高强度铝及铝合金的切削效率受限、加工质量低的问题。

本发明的技术方案是：一种加工铝和铝合金的钻头，为一种群钻钻头，其特征在于，钻头尖高h＝2.02mm、内刃锋角为90°；主后面的靠近外刃处具有小平面，该小平面过外刃，该小平面和切屑平面的夹角为3度，该小平面与主后面交界，该交界与外刃之间的距离为2.7mm-2.9mm；月牙槽连接主后面处具有一个凹面圆弧，凹面圆弧的圆弧长度不小于13mm；当钻头直径为10*k(mm)时，外刃长为(3.09-3.11)*k(mm)，即外刃最前端到切削刃最外端的径向距离为(3.09-3.11)*k(mm)。

优选地，外刃长为3.09mm-3.11mm，即外刃最前端到切削刃最外端的径向距离为3.09mm-3.11mm。

优选地，钻头直径为10mm，圆弧长度为13mm-13.25mm。

优选地，圆弧长度为13mm-13.25mm。

优选地，所述钻头直径为10mm。

本发明的技术效果是：

有效解决在加工过程中产生积屑瘤、孔椭圆度问题。修磨结构简单实用，在使用时要求所述功能齐全。

由于该钻头在群钻的基础上进行了钻尖内刃锋角、外刃长度、特定角度和宽度的外刃平面、后角圆弧的修改，使得在加工过程中定心稳，使加工的孔的圆度和圆柱度保证好，改善后角的圆弧长度，增加了冷却液冷却刀具的效果和排屑的效果，减少了积削瘤的产生。

该结构使该刀具切削刃处产生应力较小，相对原刀具结构来说，其刀刃部分剪力向刀体结构传递，整体受力可以降低刀具使用时的断刀概率。也提高了刀具使用的寿命。后角的圆弧变长，增加刀具与加工面的空间，使在加工时可以使冷却液起到很好的作用，保证了引流流向与冷却长度，可以用切屑顺利排出不伤及加工面。

通过实际使用测算，加工15mm某型号合金铝板材，加工230个孔传统钻头断刀32把，平均一把钻头加工7个孔，孔内粗糙度约12.5，需要两遍加工达成图纸要求。使用本专利内容的专用钻头，同样板材及规格的孔，加工230个孔只用了3把刀，无断刀显现，使用3把只因为刀具磨损无法保证粗糙度要求。因此，在实际生产上本发明的专用钻头极大地提高了刀具使用寿命，降低了生产成本。

能够加工长径比超多五倍以上此类深孔，降低断刀率。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为传统群钻正视图。

图3为传统群钻俯视图。

具体实施方式

本发明的一种的加工铝和铝合金的钻头，属于群钻钻头，经过大量的实践经验对包括钻头(横刃)尖高h、内刃锋角、外刃到切削刃的长度、外刃角度、横刃宽度，后角圆弧长度的一系列参数进行改进，得到下述参数能够解决现有技术中存在的问题。

钻头(横刃)尖高h＝2.02mm、内刃锋角为90°。

增加外刃小平面，小平面角度3，小平面的宽度2.7mm-2.9mm；

主后面的靠近外刃处加工小平面，该小平面过外刃，该小平面和切屑平面(水平面)的夹角为3度，该小平面与主后面交界，(该交界与外刃近似平行，)交界与外刃之间的距离为2.7mm-2.9mm。

月牙槽连接主后面处(加工)磨出一个凹面，凹面圆弧(后倒角)的圆弧长度不小于13mm。当钻头直径为10mm，圆弧长度为13mm-13.25mm。

当钻头直径为10mm时，外刃长l为3.09mm-3.11mm，即外刃最前端到切削刃最外端的径向距离为3.09mm-3.11mm。

当钻头直径为10*k(mm)时，外刃长l为(3.09-3.11)*k(mm)。

对于上述优选方案，直径为10mm，可以选择大直径的钻头，外刃长按照比例相应增加。

横刃尖高h＝2.02mm、内刃锋角(2φ)为90度，可使在钻尖接触工时起到了更好的定心作用。横刃尖高是横刃的端点和外刃最高的端点之间高度差，该高度差的增加，在加工过程中增加了排屑的空间。原来的横刃尖高为0.4，在加工过程中，刀尖加工平面接触，没有排屑空间，影响加工：铝合金在加工中生热产生积削瘤，影响产品加工的粗糙度，使刀具折断。

将内刃锋角改为90度和横刃尖高h＝2.02mm相结合，容易定心。原来的钻头的内刃锋角100度，角度过大，不容易定心；将内刃锋角改为90度，刀尖锋利，接触平面时入刀稳、定心好。

外刃长度l为3.09mm-3.11mm，以及增加外刃小平面，小平面角度3度，小平面的宽度2.7mm-2.9mm，可使在加工工件时产生断屑，加工时产生断屑可以提高工件表面粗糙度，而整屑容易划伤加工工件表面，在加工沉孔时，两边的外刃还起到锪平。在钻孔时，现有的群钻圆度保证较差，本发明增加外刃小平面，小平面角度3度，小平面的宽度，这样加大了外刃面积和角度，以钻尖定位，两边横刃画圆，这样加工出来工件孔的圆度、圆柱度接近理想要素。

钻头具有两个对称的外刃，钻头尖高的增加满足了加工时孔圆度和圆柱度的要求。

经过大量的试验验证可知，钻头内刃锋角90°和增加小平面为3度时，使用时可以控制产品质量。

后角的圆弧长度13mm-13.25mm，圆弧变长，增加刀具与加工面的空间，使在加工时可以使冷却液起到很好的作用，保证了引流流向与冷却长度，可以用切屑顺利排出不伤及加工面。

所述的钻头的内刃锋角改进，增加小平面，圆弧尺寸的配合，保证在0°～360°范围内转动灵活。

技术特征：

技术总结
本发明一种加工铝及铝合金的钻头，属于孔加工钻头技术领域，解决特种铝材加工易断刀、难排屑产生积削瘤的问题。该种钻头，为一种群钻钻头，包括钻头(横刃)尖高h、内刃锋角、外刃到切削刃的长度、外刃角度、横刃宽度，后角圆弧长度的一系列参数进行改进，有效解决在加工过程中产生积屑瘤、孔椭圆度问题，修磨结构简单实用。

技术研发人员：赵万敏;金涛;龚铮;韩小丰;杨洪浩;武伟
受保护的技术使用者：北京北方车辆集团有限公司
技术研发日：2018.11.02
技术公布日：2019.01.11