鑽刀的旋合結構及刀具角度設計與排置的製作方法
2023-05-16 18:13:51
專利名稱：鑽刀的旋合結構及刀具角度設計與排置的製作方法
技術領域：
本實用新型有關一種金屬切削刀具，具體地講是一種鑽刀的旋合結構及角度的設計與排置。
機械加工刀具中，鑽刀是一種將金屬材料直接鑽銑成孔的鑽削刀具，其結構如
圖1所示，包括一固定旋座A及一鑽刀體B，其中固定旋座A呈一套筒狀，於其內設有一套孔A1以套接鑽刀體B的栓接頭B1。並對應於固定旋座A的套孔A1垂直鑽設一螺孔A2連通於套孔A1，而固定旋座的上端則設有一螺紋接頭與工作母機旋接，另鑽刀體B的栓接頭B1套接於固定旋座A的套孔A1內，令其凹口B2對準於螺孔A2，以一隻固定螺釘C鎖入於螺孔A2內，並抵緊於鑽刀體B，將其固結於固定旋座A上。這種結構的缺陷是1、由於採用螺釘固定鑽刀於固定旋座上，而一般所用直徑為11.1的固定螺釘端所能承受的切線力不過約為166Kg，致使刀具在高速旋轉或在重切削時，時有發生鑽刀鬆動現象，產生微量偏心，而影響工件的鑽削精度；2、基於固定度的考慮，鑽刀體的長度無法加以延長，鑽削深度有限；3、在將鑽刀體組裝於固定座，尚需藉助以板手或其它輔助工具得以完成，麻煩且費時、費力。
另，碳化鎢刀具因其所具有的紅熱硬度比其它刀具材料都高，因此一般金屬加工業中廣泛採用，但其唯一缺陷是脆性大不耐衝擊。亦因此，於一般鑽刀上，其鑽削所用的刀片為了能使刀端鋒利易於鑽削工作而使兩側刀端角的角度較大，一般約為25°～30°，且為顧及於刀片強度，直接將刀片焊接呈一傾角以代替為後斜角於刀體上。如此，於鑽削工作中，鑽屑得自於刀口順勢排入於刀體的排屑槽中，且其複數個刀片刀形刃角一致圍圓排列，如此設計於實際工作中可發現其具有二點嚴重影響鑽孔精度及內孔表面光潔度的缺陷1、鑽削後產生的鐵屑成一連續的長條形，易卡滯於刀體的排屑槽中而鈍滯了切削工作，且於鑽削工作中不斷地使所排出的鐵屑磨擦已完成的鑽孔面而使其表面光潔度不佳，孔徑度失去精確，同時亦有鑽屑纏卷刀具突然飛出傷人的危險；2、由於其複數個鑽刀片的刀形刃角一致圍圓排列，鑽削位置均集中於一處，漸成為面接觸鑽削而產生震動，易使脆性甚高的碳化鎢刀片崩裂，影響鑽削加工的進行；3、鑽刀片的排列採用等分角設計，在鑽孔的工作中，極易產生共同的切削振動，致使刀具時常處一振動磨擦之下，不但工件切削表面粗糙，精度不佳，而且刀片容易崩裂。
本實用新型的目的於提供一種鑽刀的旋合結構，使其具有組合迅速、精度高的特性，並使鑽刀更得以加長鑽刀體的長度，以增加鑽深加工程度本實用新型的目的之二是，在於提供一種刀具的角度設計與排置，在不影響刀具強度的下於刀片上再加研磨一具後斜角度的槽斜面，使其具有如車刀的斷屑操作，將鐵屑折斷於槽斜面與刀具弧角的位置，而後再將其迅速排入於排屑槽中排出，另使鑽刀上的刀角成不等分排列，具有漸次進給鑽削，以徹底消除切削時產生共振而影響工件的加工精度、表面光潔度等缺點，以及鑽屑纏捲入刀具飛出傷人等事情。
本實用新型的目的是這樣實現的，一種鑽刀的旋合結構及刀具角度設計與排置，包括有一固定旋座和一鑽刀體，該固定旋座的上部設有一螺紋接頭，鑽刀體的尾端設有一具有內螺紋的旋接孔，而於固定旋座的一端亦設有一與鑽刀體旋接孔相配合的旋接頭，其旋向與刀具的工作旋向相同；在刀片的刀面上傾設有一後斜角，其深度為0.7mm上限，弧角圓半徑為0.5～1.5mm，兩側的刀端角為18°；於鑽刀體端徑上分別設有切削邊長不同的刀片，分三刀組不等分地排列於同一水平面，接觸高度相差為0.3mm～0.8mm，當刀具旋轉時，刀口較偏外側即切削邊較短的刀組先對工件進行鑽削。
本實用新型還可由如下措施實現，鑽刀體尾端的旋接孔及固定旋座的旋接頭的螺紋頭數可為三頭至六頭的多頭螺紋；鑽刀體端徑上切削邊不同的刀片數可為六個以上，其最佳值可為六個至十個。
本實用新型與現有技術相比效果是顯著有1、因鑽刀體與固定旋座採用螺旋結合式結構設計，旋合部的螺紋結合接觸面積較大，結合穩定度高，在加工過程中不易發生刀具震動現象，從而提高了加工件的鑽孔精度；2、固定旋座與鑽刀體旋合的螺紋採用多頭螺紋，旋組迅速，結合度高，降低震動；3、鑽刀體與固定旋座的結合的旋向與刀具的工作旋向相同，在鑽削過程中可產生自鎖作用，可增加鑽刀體與固定旋座間的結合強度，不會在鑽削加工中產生震動和鬆動的現象；4、鑽刀體與固定旋座採用旋合式結構設計，增強了結合的穩定性，並尚可因之加長鑽刀本的長度，以增加鑽深加工程度；5、加設了後斜角設計，可使其具有如車刀的斷屑功能，使鑽屑的排除更加順暢；6、鑽刀具上的各刀片刀組不等分排列設計，使切削速度加快，有利於減小鑽削時的震動，提高鑽孔的精度和鑽孔的表面光潔度。
附圖圖面說明
圖1為現有技術刀具結構示意圖圖2為本實用新型的立體分解圖圖3為本實用新型組合剖視圖圖4為本實用新型刀片結構三視圖圖5為本實用新型的刀片及刀槽部位的立體圖圖6為本實用新型鑽削工作中鑽屑動態示意圖圖7為本實用新型刀片排列示意圖圖8為本實用新型三組刀片對應工件接觸位置圖下面將結合實施例及其附圖樣細說明本實用新型。
請參見圖2，本實用新型包括有一鑽刀體10以及一固定旋座20。鑽刀體10的刀尾端設有一含有內螺紋的旋接孔11，鑽刀體10接合部及所能承受的切削扭力更優於現有技術。固定旋座20具有一螺紋接頭21以與工作母機旋接，該固定旋座20的下端設有一與鑽刀體10的旋接孔11相配合的具有外螺紋的旋接頭22。
請參見圖3，為使鑽刀體10與固定座20的組裝迅速、牢固，將旋接頭22與旋接孔11設計成四頭或六頭的多頭螺紋，使之旋組迅速、組合度高、降低震動的優點。
組裝時，只需手握鑽刀體10，使其尾端的旋接孔11對位於固定旋座20的旋接頭22輕鬆地旋鎖上去，使鑽刀體10的尾端面接觸至固定旋座20的基板23面即可，無需再使用任何輔助鎖緊工具。因鑽刀體10與固定刀座20的螺紋結合旋向與鑽刀體10的工作旋向相同，因此在鑽銑工作中自然會產生自鎖作用，使鑽刀體10與固定座20兩者完全緊密結合，以確保刀具體在工作中不會鬆動。
請參見圖4和圖5，一隻基本的鑽削或切削刀具至少應包括的四個重要的刀角，分別為邊斜角30、後斜角31、邊間隙角32、前間隙角33，此外，還有切邊角34、刀端角35、刀唇角36，而刀鼻37為刀尖部位。為鑽削(切削)工作中和工作物接觸最多的部分，而各刀角度則視所切削的金屬材料的不同而有其不同的適用角度一、邊斜角30於刀頂的槽斜面38自切削邊39向另一邊傾斜，構成一傾斜面，此時傾斜面和水平面所夾的角度為邊斜角30，其功用是使切屑脫離刀頂面38的速度加快，有助於排屑順暢。
二、後斜角31為槽斜面38自刀鼻37向刀身40的傾斜角度，其功用為引導切屑及減少排屑阻力。
三、邊間隙角32刀頭側面至切削邊39向刀內傾斜的角度，其功用為在鑽削時使工作物面和刀側面形成一空間，使切削作用集中於切削邊39，以提高切削效率。
四、前間隙角33自刀鼻37往下向內傾斜的角度，其功用為在鑽削時，使工作物面和刀尖下形成一空間，使切削作用能集中於刀鼻以減少磨擦；第二間隙角41亦為相同的功用。
五、刀唇角36為90°減去後斜角31及前間隙角33的角度，刀唇角39的大小影響刀片體強度的大小，刀唇角36愈大，強度大，但不銳利，反之刀唇角36愈小，愈銳利，但強度愈弱。
六、切邊角34和刀端角35兩者造成刀面的形狀。
如前所述，一般鑽刀用的碳化鎢刀片並未制出上述的後斜角31，而直接將刀片焊接呈一傾度以代替後斜角於刀體上，設計亦未考慮到如何使鑽屑自行斷屑，並為使刀口鋒利易於鑽削，而令兩側刀端角度較大，約為25°～30°；而本實用新型則於刀面上傾設一具有後斜角31的槽斜面38，其深度t則定在0.7mm上限，弧角r半徑設為0.5mm至1.5mm，其主要目的為使其具有斷屑槽的功能，讓鑽屑70得卡抵在該弧角處先行斷屑以利順暢排入排屑槽50而排出，(如圖6所示)，而在研磨了該後斜角31後，為防止刀片的強度衰減，在不影響切削能力之下，使兩側的刀端角35設為18°，使本實用新型仍具有相當的強度及鑽削能力。
本實用新型在刀片排置上，亦有其特殊的設計，請配合參閱圖7和圖8。圖7示出一種實施例為七片刀片分為三組D、E、F不等分排置的端視位置圖，圖8示出對應於圖7該切削邊長短不同的刀片於實際切削時，對工件60的切削接觸位置的情形。各刀片的切削邊長短不一致，且各刀口對工件60於同一水平面接觸高度亦不相同，自刀組D到刀組F相差約0.3mm～0.8mm，當刀具旋轉時，三刀組D、E、F的刀口分別位於工件6O表面上如圖8所示的三同心圓位置點，即各組刀片均有其自己所屬的鑽削點，如此在鑽削時，刀口較偏外側即切削邊39較短的刀組D先對工件60進行鑽削，依序次為刀組E、F，漸向中央圓心順序鑽削，使得當鑽刀將要鑽穿工件60時，不致使形成於鑽刀內孔的圓柱屑卡在裡面，同時藉由如此刀片形態及排列法，可大為降低刀片與工件60面間的切削阻力，並可大進給，加快鑽削行程速度，完全根除了現有技術中切削刀片恆在工件60一個位置上作鑽削，易因進刀量過大致使刀片無法負荷而崩裂，或產生震動影響加工精度和光潔度等缺陷。同時因各刀片及刀組於圓周不等分排列，能使其在切削工作中相抵共振作用，使鑽削更為精確，而利用本實用新型七片刀片的不等分排列方法，可根據刀具的大小製成如六、八、九、十刀片的形式，以擴增刀具的使用範圍與適用性。
權利要求1.一種鑽刀的旋合結構及刀具角度設計與排置，包括有一固定旋座和一鑽刀體，該固定旋座的上部設有一螺紋接頭，其特徵在於所述的鑽刀體的尾端設有一具有內螺紋的旋接孔，而於固定旋座的一端亦設有一與鑽刀體旋接孔相配合的旋接頭，其旋向與刀具的工作旋向相同；在刀片的刀面上傾設有一後斜角，其深度為0.7mm上限，弧角圓半徑為0.5～1.5mm，兩側的刀端角為18°；於鑽刀體端徑上分別設有切削邊長不同的刀片，分三刀組不等分地排列於同一水平面，接觸高度相差為0.3mm～0.8mm，當刀具旋轉時，刀口較偏外側即切削邊較短的刀組先對工件進行鑽削。
2.根據權利要求1的一種鑽刀的旋合結構及刀具角度設計與排置，其特徵在於所述的鑽刀體尾端的旋接孔及固定旋座的旋接頭的螺紋頭數可為三頭至六頭的多頭螺紋。
3.根據權利要求1的一種鑽刀的旋合結構及刀具角度設計與排置，其特徵在於所述鑽刀體端徑上切削邊不同的刀片數可為六個以上，其最佳值可為六個至十個。
專利摘要一種鑽刀的旋合結構及刀具角度設計與排置，包括有固定旋座和鑽刀體，固定旋座的上部設有一螺紋接頭，鑽刀體的尾端旋接孔於固定旋座的旋接頭螺接；在刀片的刀面上傾設有一後斜角，弧角圓半徑為0.5～1.5mm，兩側的刀端角為18°；於鑽刀體端徑上分別設有切削邊長不同的刀片，分三刀組不等分地排列於同一水平面，當刀具旋轉時，刀口較偏外側即切削邊較短的刀組先對工件進行鑽削。本實用新型結合迅速、穩固，排屑順暢，震動小，鑽孔精度高。
文檔編號B23B51/00GK2229320SQ9521625
公開日1996年6月19日 申請日期1995年7月12日 優先權日1995年7月12日
發明者陳英傑 申請人:陳英傑