低扭矩钻尖加强自修正钻的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种低扭矩钻尖加强自修正钻，属于高速超硬精密刀具技术领域。
【背景技术】
[0002]麻花钻的槽型对刀具的性能起决定性作用，目前传统的槽型主要有两大类:抛物线型和J型，这两类槽型的共同点是切削刃凸出于钻尖轴线。
[0003]钻头轴向力主要由横刃承担，而扭矩主要由主切削刃承担；传统的抛物线型和J型槽的主要区别是切削刃的锋利程度有些差别，但其共同的缺点是主切削刃上各点处的前角数值内外相差很大，钻头外缘的主切削刃前角较大，易导致崩刃，而靠近钻心处的前角为负，导致切肩变形大，切削阻力大。
[0004]转向节是汽车转向桥上的主要零件之一，能够使汽车稳定行驶并灵敏传递行驶方向，转向节的功用是承受汽车前部载荷，支承并带动前轮绕主销转动而使汽车转向。转向节以锻造钢为常见使用材质，由于是合金钢，该材质具有较高的强度和硬度。由于转向节特殊的复杂结构，在机械加工过程中整个工件无法实现很好的夹持，尤其在数控机床上加工耳孔时，由于工件悬伸长，加工时过大的切削阻力会使得工件及刀具产生振动，这使得传统的麻花钻很容易崩损而失效。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种低扭矩钻尖加强自修正钻，旨在减小刀具的扭矩及切削阻力时兼顾刀尖强度，同时能很好控制切削方向，极大提高机械加工工艺的稳定性和安全性。
[0006]本发明的目的通过以下技术方案来实现:
[0007]低扭矩钻尖加强自修正钻，包括刀体和柄部，刀体和柄部是以同一中心轴线为中心的同轴圆柱体，其特征在于:所述刀体上开设有螺旋状排肩槽，刀体头部的端面位置磨有后刀面，后刀面与排肩槽的交线形成主切削刃，排肩槽呈主切削刃凹于钻尖轴线的槽型结构，，排肩槽之外的实体部分为刀背，刀背上设有导向刃带和修正刃带，导向刃带与修正刃带所在的圆柱面间具有落差，所述排肩槽与刀背在径向方向上相接形成端刃。
[0008]进一步地，上述的低扭矩钻尖加强自修正钻，其中，所述导向刃带与修正刃带所在的圆柱面之间具有0.002mm?0.007mm的落差。
[0009]更进一步地，上述的低扭矩钻尖加强自修正钻，其中，所述排肩槽前角切深线与两钻尖连线形成芯高夹角，芯高夹角范围为3°?8°。
[0010]更进一步地，上述的低扭矩钻尖加强自修正钻，其中，所述排肩槽的截面呈曲线形状，其曲线由四个不同曲率半径的圆弧段与直线段构成。
[0011]更进一步地，上述的低扭矩钻尖加强自修正钻，其中，所述反圆弧加强面的反圆弧其径向方向的宽度为0.03倍的刃部直径。
[0012]更进一步地，上述的低扭矩钻尖加强自修正钻，其中，所述端刃包含横刃与圆弧后刀面。
[0013]再进一步地，上述的低扭矩钻尖加强自修正钻，其中，所述横刃的长度为0.8?
1.0倍的刃部直径。
[0014]再进一步地，上述的低扭矩钻尖加强自修正钻，其中，所述圆弧后刀面是与主切削刃相接的弧面式后刀面，弧面式后刀面后角范围为8°?12°。
[0015]本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在:
[0016]①采用切削刃凹于钻尖轴线的排肩槽槽型结构；此槽型的主切削上各点均有正前角，可加大主切削刃锋利程度，有效降低切削时的负载；同时槽的外缘部分设置圆弧加强面，以防止在高的冲击下导致的钻尖或螺旋刃带的崩缺；此槽形解决了传统麻花钻加工负载大的问题，有效降低麻花钻的扭矩；
[0017]②端刃采用小横刃圆弧后刀面型式，小横刃能保证钻头的定心能力同时降低钻头的轴向力，圆弧后刀面增强切削刃强度；
[0018]③刀背设置双螺旋落差双刃带，导向刃带与修正刃带所在的圆柱面之间有落差，导向刃带主要在切削过程中控制钻头切削方向，而当刀具发生切削偏移时，修正刃带即参与切削方向的引导，起到瞬间修正方向的作用；
[0019]④该麻花钻的加工范围更广，尤其在工件夹持不稳的孔加工场合下其优势更明显，其切削刃锋利，由于槽形外缘存在圆弧加强面，钻尖和刃带不易崩缺，双螺旋落差刃带又对切削方向起引导和修正的作用，很好弥补了传统麻花钻的缺陷；由于低的切削力和扭矩，同时刀尖可承受更高的冲击，实现比传统麻花钻更高的加工效率。
【附图说明】
[0020]图1:本发明的结构示意图；
[0021 ] 图2:图1中A-A剖视示意图；
[0022]图3:刀背的局部放大示意图；
[0023]图4:刀体头部的端面示意图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明:
[0025]如图1所示，低扭矩钻尖加强自修正钻，包括刀体和柄部3，刀体和柄部3是以同一中心轴线为中心的同轴圆柱体，刀体包含切削部I和工作部2，切削部I起切削作用，工作部2起导向和排肩作用，柄部3为圆柱直柄结构，用于夹持。刀体上开设有螺旋状排肩槽4，刀体头部的端面位置磨有后刀面，后刀面与排肩槽4的交线形成主切削刃，排肩槽呈主切削刃凹于钻尖轴线的槽型结构，排肩槽的外缘设置反圆弧加强面，排肩槽之外的实体部分为刀背6，刀背6上设有导向刃带7和修正刃带8，如图3所示，导向刃带7与修正刃带8所在的圆柱面间具有0.002mm?0.007mm的落差，导向刃带7在切削过程中控制钻头切削方向，而当刀具发生切削偏移时，修正刃带8即参与切削方向的引导，起到瞬间修正方向的作用，落差双刃带同时保证孔的尺寸和导向。排肩槽与刀背在径向方向上的交线形成端刃5。
[0026]如图2所示，排肩槽的截面呈曲线形状，其曲线由四个不同曲率半径的圆弧段与直线段构成，即第一圆弧段13、第二圆弧段14、第三圆弧段15与直线段16，第一圆弧段13的曲率半径与芯高夹角相关；第二圆弧段(槽底圆弧段)14的曲率半径相对较小，第三圆弧段(槽尾部圆弧段)15的曲率半径相对较大；第二圆弧段14、第三圆弧段15与直线段16组合搭配使得刀背有适宜的宽度，保证刚性的同时又兼顾了槽的容肩与排肩能力，防止断刀。排肩槽外缘部分为反圆弧12，该圆弧与其他圆弧的圆弧方向相反，该圆弧有较大的曲率半径，反圆弧12对钻尖和螺旋刃带起加强作用，其径向方向的宽度为0.03倍的刃部直径10。与反圆弧12相连的是第一圆弧段13。排肩槽前角切深线与两钻尖连线形成芯高夹角11，芯高夹角范围为3°?8°。
[0027]如图4所示，端刃5包含横刃17与圆弧后刀面18，横刃17的长度为0.008?0.01倍的刃部直径。圆弧后刀面是与主切削刃相接的弧面式后刀面，弧面式后刀面后角范围为8°?12°。横刃17长度较短，目的是减少切削时的轴向力，防止刀具抖动偏移；弧面式后刀面18是增强切削刃强度。
[0028]采用切削刃凹于钻尖轴线的排肩槽槽型结构；此槽型的主切削上各点均有正前角，可加大主切削刃锋利程度，有效降低切削时的负载；同时槽的外缘部分设置圆弧加强面，以防止在高的冲击下导致的钻尖或螺旋刃带的崩缺。此槽形解决了传统麻花钻加工负载大的问题，有效降低麻花钻的扭矩。
[0029]端刃采用小横刃圆弧后刀面型式，小横刃能保证钻头的定心能力同时降低钻头的轴向力，圆弧后刀面增强切削刃强度。
[0030]刀背设置双螺旋落差双刃带:导向刃带与修正刃带所在的圆柱面之间有0.002mm?0.007mm的落差，导向刃带主要在切削过程中控制钻头切削方向，而当刀具发生切削偏移时，修正刃带即参与切削方向的引导，起到瞬间修正方向的作用。
[0031]该麻花钻的加工范围更广，尤其在工件夹持不稳的孔加工场合下其优势更明显，其切削刃锋利，由于槽形外缘存在圆弧加强面，钻尖和刃带不易崩缺，双螺旋落差刃带又对切削方向起引导和修正的作用，很好弥补了传统麻花钻的缺陷。由于低的切削力和扭矩，同时刀尖可承受更高的冲击，实现比传统麻花钻更高的加工效率。
[0032]需要理解到的是:以上所述仅是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.低扭矩钻尖加强自修正钻，包括刀体和柄部，刀体和柄部是以同一中心轴线为中心的同轴圆柱体，其特征在于:所述刀体上开设有螺旋状排肩槽，刀体头部的端面位置磨有后刀面，后刀面与排肩槽的交线形成主切削刃，排肩槽呈主切削刃凹于钻尖轴线的槽型结构，排肩槽的外缘设置反圆弧加强面，排肩槽之外的实体部分为刀背，刀背上设有导向刃带和修正刃带，导向刃带与修正刃带所在的圆柱面间具有落差，所述排肩槽与刀背相交在径向方向上的相接形成端刃。2.根据权利要求1所述的低扭矩钻尖加强自修正钻，其特征在于:所述导向刃带与修正刃带所在的圆柱面之间具有0.002mm?0.007mm的落差。3.根据权利要求1所述的低扭矩钻尖加强自修正钻，其特征在于:所述排肩槽前角切深线与两钻尖连线形成芯高夹角，芯高夹角范围为3°?8°。4.根据权利要求1所述的低扭矩钻尖加强自修正钻，其特征在于:所述排肩槽的截面呈曲线形状，其曲线由四个不同曲率半径的圆弧段与直线段构成。5.根据权利要求1所述的低扭矩钻尖加强自修正钻，其特征在于:所述反圆弧加强面的反圆弧其径向方向的宽度为0.03倍的刃部直径。6.根据权利要求1所述的低扭矩钻尖加强自修正钻，其特征在于:所述端刃包含横刃以及圆弧后刀面。7.根据权利要求6所述的低扭矩钻尖加强自修正钻，其特征在于:所述横刃的长度为0.008?0.01倍的刃部直径。8.根据权利要求6所述的低扭矩钻尖加强自修正钻，其特征在于:所述圆弧后刀面是与主切削刃相接的弧面式后刀面，弧面式后刀面后角范围为8°?12°。
【专利摘要】本发明涉及低扭矩钻尖加强自修正钻，刀体上开设有螺旋状排屑槽，刀体头部的端面位置磨有后刀面，后刀面与排屑槽的交线形成主切削刃，排屑槽呈主切削刃凹于钻尖轴线的槽型结构，排屑槽的外缘设置反圆弧加强面，排屑槽之外的实体部分为刀背，刀背上设有导向刃带和修正刃带，导向刃带与修正刃带所在的圆柱面间具有落差，排屑槽与刀背在径向方向上的相接形成端刃。解决了加工负载大的问题，有效降低麻花钻的扭矩；由于槽形外缘存在圆弧加强面，钻尖和刃带不易崩缺，双螺旋落差刃带又对切削方向起引导和修正的作用，实现较高的加工效率。
【IPC分类】B23B51/02
【公开号】CN105033330
【申请号】CN201510555973
【发明人】张红芹, 叶鑫, 冯福笋
【申请人】苏州阿诺精密切削技术股份有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年9月2日