專利名稱：深孔半月鉆頭的制作方法
技術領域：
本發明涉及高效高速精密刀具，尤其涉及一種用于深孔加工用的半月鉆頭，屬于光機電一體化技術領域。
背景技術：
目前，深孔加工往往采用槍鉆，如圖1，槍管2與柄部1、槍頭3與槍管2均采用焊接方式連接，加工效率比比高速鋼拋物線鉆頭提高兩倍以上，且加工直線度好、表面質量高。但是槍鉆采用焊接結構，焊接質量不穩定、進給速度低是影響其推廣的主要因素。
發明內容
本發明的目的是克服現有技術存在的不足，提供一種低刀具成本的深孔加工的半月鉆頭，解決脆性材料深孔加工中可靠性問題。本發明的目的通過以下技術方案來實現:
深孔半月鉆頭，包括柄部和頭部，頭部和柄部是以同一中心軸線為中心的同軸圓柱體，特點是:所述頭部的前端呈半個圓柱狀，半個圓柱狀內設有冷卻孔，缺失的半個圓柱狀形成用于容納切屑的空間為排屑槽；所述頭部設有兩段切削刃，第一切削刃與軸線呈60°夾角，第二切削刃處于靠近軸線的位置，與軸線呈-70°夾角；所述頭部在圓周上設置有兩條棱邊，第一棱邊設置于第一切削刃旁，第二棱邊與第一棱邊呈120°夾角。進一步地，上述的深孔半月鉆頭，所述第一切削刃與第二切削刃的有效長度比為1.05 1.15:1。更進一步地，上述的深孔半月鉆頭，所述第一切削刃和第二切削刃在直徑方向上的尺寸均為直徑的1/4。再進一步地，上述的深孔半月鉆頭，在頭部平行于第一切削刃的位置設置有斷屑槽。本發明技術方案突出的實質性特點和顯著的進步主要體現在:
①本發明刀具結構簡潔，易于生產和質量控制，刀體采用半圓柱，被磨去的另一半圓柱作為用于排出切屑的排屑空間；形成刀體的半圓柱設有直孔，利于內部冷卻和強制排屑；
②切削刃采用雙角度設計，通過不同切削刃的角度來平衡徑向切削力，達到減少刀體磨損延長刀具壽命的作用；在圓周上設置兩條棱邊，用以在鉆削時起到導向作用，并保證鉆孔直徑；
③比較適合用于脆性材料的深孔加工，還可通過設置斷屑槽，對塑性切削提供附加變形，使切屑能夠穩定斷屑，以保證切屑的順利排出，以實現塑性材料的加工；
④刀體為半圓柱，容屑空間較大且刀體韌性好，特別適合如工件旋轉而刀具靜止的加工場合。
下面結合附圖對本發明技術方案作進一步說明:
圖1:背景技術槍鉆的結構示意 圖2:本發明的結構示意 圖3:圖2的截面結構不意 圖4:兩段切削刃的結構示意 圖5:圖4的B-B剖視示意圖
具體實施例方式如圖2、圖3所示，深孔半月鉆頭，包括柄部I和頭部4，頭部4和柄部I是以同一中心軸線為中心的同軸圓柱體，柄部I和頭部4整體采用牌號為IS0-K40硬質合金材料，柄部I是圓柱度精度較高的一段圓柱體，通過夾頭來夾持柄部以傳遞機床動力，使得刀具旋轉從而具備切削能力；頭部4的前端呈半個圓柱狀，半個圓柱狀內設有冷卻孔10，可以將冷卻液直接輸送到切削刃，對切削刃進行有效冷卻，如果機床的冷卻壓力大于0.7Mpa時，還可以起到強制排屑的作用；缺失的半個圓柱狀形成用于容納切屑的空間為排屑槽9 ;頭部在圓周上設置有兩條棱邊，用以在鉆削時起到導向作用并保證鉆孔直徑，第一棱邊7設置于第一切削刃5旁，第二棱邊8與第一棱邊7呈120°夾角。如圖4所示，頭部設有兩段切削刃，第一切削刃5與軸線呈60°夾角，起到主要的切削作用，第二切削刃6處于靠近軸線的位置，切削速度較低，承受主要的軸向力，與軸線呈-70°夾角，并可通過角度的變化對刀具徑向力進行平衡，達到減緩刀體磨損延長刀具壽命的作用，第一切削刃5與第二切削刃6的有效長度比為1.05^1.15:1 ;如圖5所示，頭部平行于第一切削刃的位置設置斷屑槽11，斷屑槽的幾何角度一般采用15°前角并配合以20°的后角，斷屑槽根部采用圓弧過渡，以避免應力集中。目前硬質合金棒料牌號繁多，需要精選最適合深孔鉆削的牌號。選擇原則:1)抗彎強度3200N/mm2的牌號；2)晶粒度，晶粒度直接決定了硬質合金的韌性，在深孔加工中尤為重要，棒料晶粒度應不大于0.4-0.5 μ m。深孔半月鉆頭采用整體硬質合金材料來制造,根據加工深度不同可選擇不同牌號，選擇原則是深孔加工采用IS0-K40，該材料韌性好，抗彎強度高，比較適合深孔加工較為惡劣的場合。由于深孔半月鉆頭采用整體硬質合金材料，在溫度40(T50(TC的涂層溫度時不存在脫焊現象，可以采用CVD涂層工藝，以提高刀具壽命。本發明降低了鉆頭加工難度，對機床設備要求不高。普通外圓磨床即可完成外圓面加工，但在磨削過程中需注意磨削深度和進給速度的控制，不得出現橢圓和不同軸的情況；開槽可以在手動工具磨床上完成，此時需采用V型塊進行支撐，以保證平面度和刃口附近的表面粗糙度；開刃可以在數控工具磨床上完成，也可在手動工具磨床上完成，此時最好配合光學輔助設備以保證雙頂角的制造精度。深孔半月鉆頭適用于加工中心等剛性較好的機床，被加工材料HT250灰鑄鐵，硬度HB230-275，具體切削參數及對比見表I。表I
權利要求
1.深孔半月鉆頭，包括柄部和頭部，頭部和柄部是以同一中心軸線為中心的同軸圓柱體，其特征在于:所述頭部的前端呈半個圓柱狀，半個圓柱狀內設有冷卻孔，缺失的半個圓柱狀形成用于容納切屑的空間為排屑槽；所述頭部設有兩段切削刃，第一切削刃與軸線呈60°夾角，第二切削刃處于靠近軸線的位置，與軸線呈-70°夾角；所述頭部在圓周上設置有兩條棱邊，第一棱邊設置于第一切削刃旁，第二棱邊與第一棱邊呈120°夾角。
2.根據權利要求1所述的深孔半月鉆頭，其特征在于:所述第一切削刃與第二切削刃的有效長度比為1.05 1.15:1。
3.根據權利要求1所述的深孔半月鉆頭，其特征在于:頭部平行于第一切削刃的位置設置有斷屑槽。
4.根據權利要求1所述的深孔半月鉆頭，其特征在于:所述第一切削刃和第二切削刃在直徑方向上的尺寸均為直徑的1/4。
全文摘要
本發明涉及深孔半月鉆頭，頭部和柄部是以同一中心軸線為中心的同軸圓柱體，頭部的前端呈半個圓柱狀，半個圓柱狀內設有冷卻孔，缺失的半個圓柱狀形成用于容納切屑的空間為排屑槽；頭部設有兩段切削刃，第一切削刃與軸線呈60°夾角，第二切削刃處于靠近軸線的位置，與軸線呈-70°夾角；頭部在圓周上設置有兩條棱邊，第一棱邊設置于第一切削刃旁，第二棱邊與第一棱邊呈120°夾角。刀具結構簡潔，易于生產和質量控制，被磨去的另半圓柱作為用于排出切屑的排屑空間；切削刃采用雙角度設計，通過不同切削刃的角度來平衡徑向切削力，減少刀體磨損、延長刀具壽命；適合用于脆性材料的深孔加工，還可通過設置斷屑槽實現塑性材料的加工。
文檔編號B23B51/00GK103143750SQ20131010412
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月28日 優先權日2013年3月28日
發明者劉偉, 房亞群, 葉鑫 申請人:蘇州阿諾精密切削技術股份有限公司