用於加工鈦合金的整體麻花鑽的製作方法
2023-05-20 12:03:31 1
專利名稱：用於加工鈦合金的整體麻花鑽的製作方法
技術領域：
用於加工鈦合金的整體麻花鑽技術領域[0001]本實用新型涉及金屬切削加工領域，尤其涉及用於加工鈦合金的整體麻花鑽。
技術背景[0002]鈦合金由於具有一般材料所無法比擬的性能和特點而廣泛應用於航天、航空、石油、汽車、儀器等行業。但是鈦合金是一種非常難加工的材料，其主要原因是導熱性差、彈性模量小、化學活性強，導致其材料的切削加工性較差。對鈦合金工件進行加工時，刀具的磨損較大，特別是鑽削鈦合金比較困難，常在加工過程中出現燒刀和折斷現象。這主要是由於鑽頭排屑不暢、冷卻不佳以及磨損較快等原因造成的。[0003]公開號為CNlO 1472696A的中國專利文獻公開了一種鑽頭，其刀刃包括曲率半徑Rl的凸圓弧形狀的主刀刃，以及與該主刀刃連接成曲率半徑r的凸圓弧形狀的中心刃。主刀刃的曲率半徑R為鑽頭直徑的0.25倍以上、1倍以下，主刀刃的外周前角為-15° -50°在進行高速進給加工時能防止刀刃磨損，可延長鑽頭的壽命。但是在鈦合金深孔加工時，該鑽頭做成三刃結構，螺旋槽容屑空間小，鑽頭排屑性較差；主刀刃的曲率半徑R為鑽頭直徑的0. 25倍以上、1倍以下，且主刀刃的曲率半徑R小於中心刃曲率半徑 r，主刀刃的外周前角為-15° -50°，會造成主刀刃的前角過小，刃口太鈍，軸向切削力和扭矩過大，會導致磨損過快，嚴重時會導致鑽頭折斷；同時，將導致被加工表面殘餘應力過大，不符合航空技術對鈦合金零件的安全要求。實用新型內容[0004]本實用新型要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種排屑順暢、高效鑽削、可減小外刃單位長度上載荷、改善刀尖散熱條件，降低磨損速度的用於加工鈦合金的整體麻花鑽。[0005]為解決上述技術問題，本實用新型採用以下技術方案[0006]一種用於加工鈦合金的整體麻花鑽，包括鑽尖、排屑槽和柄部，所述鑽尖包括前刀面、後刀面和小容屑槽，所述前刀面和後刀面相交形成切削刃，所述排屑槽在所述麻花鑽的徑向剖面上由凸曲線AB、凹曲線BD和凸曲線DE光滑連接而成，所述凹曲線BD與芯厚圓相切於C點，所述凸曲線AB的曲率半徑為Rl，所述麻花鑽的直徑為Dl，2. 4D1彡Rl彡4. 8 D1。[0007]所述前刀面的槽前角為Y，-15°彡γ彡-25°。[0008]所述後刀面由依次增大的第一後刀面和第二後刀面組成，所述第二後刀面與小容屑槽相交形成相交線，所述麻花鑽設有沿軸向貫穿的兩個螺旋內冷孔，所述螺旋內冷孔的出口位於所述第二後刀面內，並且螺旋內冷孔的出口與所述相交線相切。[0009]所述芯厚圓的直徑為d，0. 29D1彡d彡0. 33D1。[0010]所述凹曲線BD兩端點與所述麻花鑽圓心0的連線的夾角Z BOD為β， 60° 彡 β 彡 90°。[0011]所述凹曲線BD的曲率半徑為R2，所述凸曲線DE的曲率半徑為R3，R2 < R3 < Rl。[0012]所述麻花鑽為硬質合金雙刃麻花鑽。[0013]與現有技術相比，本實用新型的優點在於[0014]本實用新型的用於加工鈦合金的整體麻花鑽，其排屑槽在徑向剖面上由三段曲線組成，槽型光滑流暢，容屑空間大，排屑順暢，有效地降低了軸向切削力和扭矩；尤其是凸曲線AB使麻花鑽的主切削刃為凸曲線狀，凸曲線AB的曲率半徑Rl為麻花鑽的直徑Dl的2. 4 倍以上、4. 8倍以下，使主切削刃增長，可以減少主切削刃特別是外刃單位長度上的載荷，有效地延緩了刀具的磨損速度，特別是用於鈦合金深孔加工時其效果更加明顯。前刀面的槽前角Y取負值，為-15° -25°，使刀尖角加大，改善了刀尖處的散熱條件，避免熱應力和載荷集中，也提高了刀尖的強度和耐磨性。後刀面由依次增大的第一後刀面和第二後刀面組成，第二後刀面與小容屑槽相交形成相交線，麻花鑽的螺旋內冷孔的出口位於第二後刀面內，並且螺旋內冷孔的出口與上述相交線相切，從而不會影響後刀面的強度，還增大了切削液的流量，排屑和潤滑效果更佳，使鑽頭的耐磨損性能提高，有利於在高效深孔鑽削、尤其是鈦合金深孔鑽削加工時保證排屑順暢。本實用新型用於加工鈦合金的整體麻花鑽改進了鑽頭切削刃和容屑槽的結構，有效抑制了後刀面磨損過快，改善了刀尖散熱條件，全面提高了刀具的耐用度。
[0015]圖1是本實用新型的主視結構示意圖。[0016]圖2是圖1的X-X剖面放大視圖。[0017]圖3是本實用新型鑽尖的端面結構放大示意圖。[0018]圖中各標號表示[0019]1、鑽尖；2、排屑槽；3、柄部；4、前刀面；5、後刀面；51、第一後刀面；52、第二後刀面；6、橫刃；7、小容屑槽；8、切削刃；9、螺旋內冷孔；10、芯厚圓；11、相交線；12、主切削刃。
具體實施方式
[0020]圖1至圖3示出了本實用新型一種用於加工鈦合金的整體麻花鑽實施例，該整體麻花鑽包括鑽尖1、排屑槽2和柄部3，鑽尖1包括前刀面4、後刀面5、橫刃6和小容屑槽7， 前刀面4和後刀面5相交形成切削刃8，排屑槽2在麻花鑽的徑向剖面上由凸曲線AB、凹曲線BD和凸曲線DE光滑連接而成，凹曲線BD與芯厚圓10相切於C點，凸曲線AB的曲率半徑為R1，麻花鑽的直徑為D1，2.4D1 SRl <4.8 Dl0本實用新型的用於加工鈦合金的整體麻花鑽，其排屑槽2在徑向剖面上由三段曲線組成，槽型光滑流暢，容屑空間大，排屑順暢， 有效地降低了軸向切削力和扭矩；尤其是凸曲線AB使麻花鑽的主切削刃12為凸曲線狀，凸曲線AB的曲率半徑Rl為麻花鑽的直徑Dl的2. 4倍以上、4. 8倍以下，使主切削刃12增長， 可以減少主切削刃12特別是外刃單位長度上的載荷，有效地延緩了刀具的磨損速度，特別是應用於加工鈦合金時其效果更加明顯。[0021]本實施例中，前刀面4的槽前角為Y，-15° ^ Y ^ -25°，使刀尖角加大，改善了刀尖處的散熱條件，避免熱應力和載荷集中，也提高了刀尖的強度和耐磨性。後刀面5由依次增大的第一後刀面51和第二後刀面52組成，第二後刀面52與小容屑槽7相交形成相交線11，麻花鑽設有沿軸向貫穿的兩個螺旋內冷孔9，螺旋內冷孔9的出口位於第二後刀面52內，並且螺旋內冷孔9的出口與相交線11相切，從而不會影響後刀面5的強度，還增大了切削液的流量，排屑和潤滑效果更佳，使麻花鑽的耐磨損性能提高，有利於在高效深孔鑽削、尤其是鈦合金深孔鑽削加工時保證排屑順暢。[0022]本實施例中，麻花鑽為硬質合金雙刃麻花鑽，芯厚圓10的直徑為d， 0. 29D1彡d彡0.33D1，凹曲線BD兩端點與麻花鑽圓心0的連線的夾角Z BOD為β， 60°彡β彡90°，凹曲線BD的曲率半徑為R2，凸曲線DE的曲率半徑為R3，R2<R3<R1， 本實施例的 Dl=IO mm, Rl=4. 8Dl=48mm, R2=0. 6Dl=6mm, R3=l. 8Dl=18mm, d=0. 31D1=3. lmm, Y= "16°，β =75°。本實用新型用於加工鈦合金的整體麻花鑽改進了鑽頭切削刃和容屑槽的結構，有效抑制了後刀面磨損過快，改善了刀尖散熱條件，全面提高了刀具的耐用度。[0023]上述只是本實用新型的較佳實施例，並非對本實用新型作任何形式上的限制。雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本實用新型。任何熟悉本領域的技術人員，在不脫離本實用新型技術方案範圍的情況下，都可利用上述揭示的技術內容對本實用新型技術方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本實用新型技術方案的內容，依據本實用新型技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均應落在本實用新型技術方案保護的範圍內。
權利要求1.一種用於加工鈦合金的整體麻花鑽，包括鑽尖(1)、排屑槽(2)和柄部(3)，所述鑽尖 (1)包括前刀面(4)、後刀面(5)和小容屑槽(7)，所述前刀面(4)和後刀面(5)相交形成切削刃(8)，其特徵在於所述排屑槽(2)在所述麻花鑽的徑向剖面上由凸曲線AB、凹曲線BD 和凸曲線DE光滑連接而成，所述凹曲線BD與芯厚圓(10)相切於C點，所述凸曲線AB的曲率半徑為Rl，所述麻花鑽的直徑為Dl，2. 4D1 < Rl < 4. 8 D1。
2.根據權利要求1所述的用於加工鈦合金的整體麻花鑽，其特徵在於所述前刀面(4) 的槽前角為Y，-15°彡Y彡-25°。
3.根據權利要求1或2所述的用於加工鈦合金的整體麻花鑽，其特徵在於所述後刀面(5)由依次增大的第一後刀面(51)和第二後刀面(52)組成，所述第二後刀面(52)與小容屑槽(7)相交形成相交線(11)，所述麻花鑽設有沿軸向貫穿的兩個螺旋內冷孔(9)，所述螺旋內冷孔(9)的出口位於所述第二後刀面(52)內，並且螺旋內冷孔(9)的出口與所述相交線(11)相切。
4.根據權利要求1或2所述的用於加工鈦合金的整體麻花鑽，其特徵在於所述芯厚圓(10)的直徑為d，0. 29D1彡d彡0. 33D1。
5.根據權利要求3所述的用於加工鈦合金的整體麻花鑽，其特徵在於所述芯厚圓 (10)的直徑為 d，0. 29D1 彡 d 彡 0. 33D1。
6.根據權利要求1或2所述的用於加工鈦合金的整體麻花鑽，其特徵在於所述凹曲線BD兩端點與所述麻花鑽圓心0的連線的夾角Z BOD為β，60°彡β彡90°。
7.根據權利要求5所述的用於加工鈦合金的整體麻花鑽，其特徵在於所述凹曲線BD 兩端點與所述麻花鑽圓心0的連線的夾角Z BOD為β，60°彡β <90°。
8.根據權利要求1或2所述的用於加工鈦合金的整體麻花鑽，其特徵在於所述凹曲線BD的曲率半徑為R2，所述凸曲線DE的曲率半徑為R3，R2 < R3 < R1。
9.根據權利要求7所述的用於加工鈦合金的整體麻花鑽，其特徵在於所述凹曲線BD 的曲率半徑為R2，所述凸曲線DE的曲率半徑為R3，R2 < R3 < R1。
10.根據權利要求9所述的用於加工鈦合金的整體麻花鑽，其特徵在於所述麻花鑽為硬質合金雙刃麻花鑽。
專利摘要本實用新型公開了一種用於加工鈦合金的整體麻花鑽，包括鑽尖、排屑槽和柄部，所述鑽尖包括前刀面、後刀面和小容屑槽，所述前刀面和後刀面相交形成切削刃，所述排屑槽在所述麻花鑽的徑向剖面上由凸曲線AB、凹曲線BD和凸曲線DE光滑連接而成，所述凹曲線BD與芯厚圓相切於C點，所述凸曲線AB的曲率半徑為R1，所述麻花鑽的直徑為D1，2.4D1≤R1≤4.8D1。該用於加工鈦合金的整體麻花鑽具有排屑順暢、高效鑽削、可減小外刃單位長度上載荷、改善刀尖散熱條件，降低磨損速度的優點。
文檔編號B23B51/02GK202278228SQ201120412509
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月26日 優先權日2011年10月26日
發明者劉敏, 方曙璋, 許晉 申請人:株洲鑽石切削刀具股份有限公司