CN106312140A - 带有导向块的深孔钻 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机械加工刀具，尤其是一种带有导向块的深孔钻，其包括刀体和所述刀体相连接的刀柄，所述刀体为圆柱状并包括圆柱底面和圆柱侧面，在刀体的圆柱底面上安装有刀片，刀体的圆柱侧面上固定有至少一个导向块一和两个导向块二，所述导向块一靠近刀柄一端，导向块二靠近刀片一端，两个所述导向块二沿圆柱侧面的圆周方向错开分布且在刀体轴心线方向上的高度一致。本发明具有结构简单，使用效果好，使用寿命长，切削稳定性较好，冷却方便等特点。

Description

带有导向块的深孔钻

技术领域

本发明涉及一种机械加工刀具，尤其是一种带有导向块的深孔钻。

背景技术

现有较多的深孔加工中，出现的质量问题大部分为孔壁表面有花纹或称刀花，该花纹呈螺旋形状，产生该花纹的因素主要为钻孔时钻了一定深度后由于导条的作用力使钻头略微倾斜，出现外切削刀片切削不稳定而产生的。

一个名为一种深孔钻、公开号为CN104400080A的中国发明专利，包括基体、安装在基体端部的若干刀片和安装在基体的外周面上的若干导向块，基体呈圆柱形包括依次连接的安装部、连接部和切削部，在基体上沿轴线开设有排屑孔，安装部上设有若干列相互平行的螺纹状的连接齿，连接部与安装部之间凸出形成有固定环，固定环的外径大于或等于连接齿的外径，在切削部的端部开设两切削槽，切削槽连通至排屑孔，导向块安装在切削部的外周面上，在两切削槽之间的切削部的外周面上开设有若干冷却槽，冷却槽平行于基体的轴线；所述刀片由硬质合金材料制成，所述硬质合金含有金属碳化物粉末和金属粘结剂。本深孔钻具有冷却效果好，排屑流畅，使用寿命长的优点。但是钻头刚性较差，尤其在切削部开有冷却槽，影响切削精度，削弱了钻头的刚性。

另一个名为深孔钻头、公开号为CN203679359U的中国实用新型专利，包括刀体、刀片、导向块、圆弧锁紧螺钉和锥形锁紧螺钉。刀体的外圆周上设置有安装导向块的定位槽，刀体的前端设置有刀位槽，刀体内部设置有专用于排铁屑的孔；刀片上设有圆弧孔，导向块设有锥形孔；刀片设置在刀位槽内，并通过圆弧锁紧螺钉与刀体紧固；圆弧锁紧螺钉通过螺纹配合将刀片与刀体紧固；锥形锁紧螺钉通过螺纹配合将导向块与刀体紧固。刀片采用螺纹型刃口，切削“轻快”，产生的切屑容易排出，导向块使钻削时不容易钻偏提高零件孔的精度。这种深孔钻头能加工深孔，排屑效果好，精度高，切削阻力小，具有较高的强度和良好的散热性能。在切削过程中只能依靠自然冷却，散热性能比较单一，在散热性能上较之液冷方式差。

发明内容

本发明主要针对现有技术所存在的结构复杂，使用效果较差，使用寿命较短，切削稳定性较差，冷却不便等技术问题，提供一种结构简单，使用效果好，使用寿命长，切削稳定性较好，冷却方便的带有导向块的深孔钻。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种带有导向块的深孔钻，包括刀体和所述刀体相连接的刀柄，所述刀体为圆柱状并包括圆柱底面和圆柱侧面，在刀体的圆柱底面上安装有刀片，刀体的圆柱侧面上固定有两个导向块二，导向块二靠近刀片一端，两个所述导向块二沿圆柱侧面的圆周方向错开分布且在刀体轴心线方向上的高度一致，进一步的，所述圆柱侧面还固定有至少一个导向块一，所述导向块一靠近刀柄一端。

由于深孔钻在钻孔时，刀体的外圆处只有一片刀片进行切削，这样钻头的受力是非对称的，在钻削时会产生晃动，因此在靠近刀片一端的圆柱侧面上设置了两个导向块二进行支撑，用于平衡刀片切削时产生的晃动。

当钻头钻入一定深度后，由于钻杆刚性、钻头本身切削力等因素，使得深孔钻产生轻微的倾斜，进而导致钻出的孔与工件的直线度产生偏差。为了解决这一问题，在靠近刀柄一端的圆柱侧面上设置了至少一个导向块一，用于平衡钻孔较深时钻头产生的倾斜。该导向块一在刀体的轴心线方向上与导向块二之间存在着高度差，导向块一与导向块二共同保证钻深孔时刀体的垂直度。

作为优选，所述圆柱侧面上设有与所述导向块一和导向块二的形状和数量一一对应的安装槽，且所述导向块一和导向块二固定安装于对应的安装槽中。

作为优选，导向块二的自靠近刀片一端到远离刀片一端所在方向上的中心线与刀体轴心线之间的夹角为α，α的范围为0°～30°。当α在上述范围时，导向块二在圆周方向支撑的角度较大，支撑刚性也相应较大。

作为优选，导向块一为一个，导向块一与两个导向块二中的任一个不位于同一条刀体母线上，并且，导向块一的中心相对于刀体所在的径向方向与刀片刃口所在直线之间的夹角为β，β的范围为30°～100°。

导向块一增加钻头在钻削进给时的支撑刚性，用于防止钻头发生倾斜，当β在30°～100°范围内时，支撑效果较佳，其中β为90°时，支撑效果最佳。导向块一与其中的一个导向块二互相位于对应面，起到支撑的作用。

作为优选，所述导向块一为N个，其中N＝2或3或4；以其中一个导向块一作为第一导向块一，该第一导向块一与两个导向块二中的任一个不位于同一条刀体母线上，并且，该第一导向块一的中心相对于刀体所在的径向方向与刀片刃口所在直线之间的夹角为β，β的范围为30°～100°；N个导向块一自第一导向块一开始沿圆柱侧面的圆周方向顺时针依次分布且在刀体轴心线方向上的高度一致，相邻两个导向块一之间的圆心角为90°。

当N＝2时，2块导向块一位置与2块导向块二的位置相对应，与导向块二共同作用保证刀体切削时的垂直度。当N＝3时，效果与N＝2时接近。当N＝4时，由于导向块一均布分布于刀体的圆周方向，刀体在任何方向产生的倾斜都可以被修正，此时支撑、导向的效果最佳。

本发明还提供了一种自冷却的深孔钻，包括上述带有导向块的深孔钻，以及所述导向块二的外表面上设有冷却液槽，所述导向块二的外表面上设有冷却液槽，且所述冷却液槽的顶端和底端分别与外界相通；或者所述导向块二和导向块一的外表面上均设有冷却液槽，且所述冷却液槽的顶端和底端分别与外界相通。

钻头在钻孔时，导向块一和导向块二因为与钻孔壁的接触摩擦，特别是导向块二和钻孔壁接触摩擦非常多，导致接触摩擦部位温度高并且局部发黑，使得支撑间隙变大，导致刀体晃动。通过在导向块二和导向块一上设置冷却液槽，并且冷却液槽的顶端和底端分别与外界相通，冷却液获得空间从刀柄处流向刀体，使钻头在加工时导向块上的热量降到最低，避免导向块热膨胀的出现，不仅保证了钻削后孔的垂直度，对于提高钻削时孔壁质量也起到很大的作用，能够适应各种领域的深孔加工行业。

作为优选，所述冷却液槽为曲线型凹槽。曲线型凹槽使冷却液在冷却液槽中停留更长时间，并且增加了冷却液与孔壁的接触面积，进而提升冷却效果及加工精度。

作为优选，所述冷却液槽为直线型凹槽，所述直线型凹槽的自靠近刀片一端到远离刀片一端所在方向上的中心线与刀体轴心线之间的夹角为γ，γ的范围为1°～30°。将直线型凹槽倾斜设置，同样可以增加冷却液在冷却液槽中的停留时间以及冷却液与孔壁的接触面积，进而提升冷却效果及加工精度。

综上，本发明具有结构简单，使用效果好，使用寿命长，切削稳定性较好，冷却方便等特点。

附图说明

图1为本发明第一种实施例整体结构示意图；

图2为本发明第二种实施例整体结构示意图；

图3为图1的俯视结构示意图；

图4为本发明第三种实施例整体结构示意图。

附图标记说明：1-刀体，2-刀柄，3-刀片，4-导向块一，5-导向块二，6-冷却液槽，11-圆柱底面，12-圆柱侧面，α-导向块二的自靠近刀片一端到远离刀片一端所在方向上的中心线与刀体轴心线之间的夹角，β-导向块一的中心相对于刀体所在的径向方向与刀片刃口所在直线之间的夹角，γ-冷却液槽的自靠近刀片一端到远离刀片一端所在方向上的中心线与刀体轴心线之间的夹角。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

本实施例提供了一种带有导向块的深孔钻，如附图1所示，包括刀体1和刀体1相连接的刀柄2，刀体1为圆柱状并包括圆柱底面11和圆柱侧面12，在刀体1的圆柱底面11上安装有刀片3，刀体1的圆柱侧面12上固定有一个导向块一4和两个导向块二5，导向块一4设置在圆柱侧面12上且靠近刀体1与刀柄3的连接部，导向块二5设置邻近刀片3的位置处，两个导向块二5沿圆柱侧面12的圆周方向错开分布，并且两个导向块二5在刀体1轴心线方向上的高度相同。

为了更好固定导向块，在刀体圆柱侧面12上还设有三个安装槽，所述安装槽的形状分别与导向块一4和导向块二5相匹配，一个安装槽用于安装导向块一4，另两个安装槽分别用于安装导向块二5。本实施例的导向块一4、导向块二5为矩形体或类似矩形体的形状。导向块一4和导向块二5可采用焊接或螺接的方式固定安装在安装槽内，本实施例的深孔钻体型较小，优选采用焊接固定。

如附图2所示，为使导向块二5在圆周方向支撑效果足够好，本实施例导向块二5的自靠近刀片3一端到远离刀片3一端所在方向上的中心线与刀体1轴心线之间设有夹角α，α的范围优选为1°～30°，如将α设置为15°。当α在上述范围时，导向块二5在圆周方向支撑的角度较大，支撑刚性也相应较大。

所述导向块一和导向块二在圆柱侧面上的分布位置需要满足以下条件：钻孔时保证刀体的垂直度。本实施例导向块一4的数量可以不止一个，优选为1-4个。

当导向块一4的数量为一个时，如附图3所示，导向块一4与两个导向块二5中位于不同的刀体母线上。为进一步增加钻头在钻削进给时的支撑刚性，本实施例导向块一4的中心相对于刀体所在的径向方向与刀片3刃口所在直线之间设有夹角β，β的范围优选为30°～100°，如将β角度设置为80°。

当导向块一4的数量为二个时，以第一个导向块一4的位置为基准，绕刀体1的轴心线顺时转动90°添加第二个导向块一4，两个导向块一4的在刀体1轴心线方向上的高度相同。此时两个导向块一4与两个导向块二5共同作用保证刀体切削时的垂直度。

当导向块一4的数量为三个时，以第一个导向块一4的位置为基准，绕刀体1的轴心线顺时转动90°、180°添加第二个、第三个导向块一4，三个导向块一4的在刀体1轴心线方向上的高度相同。此时的效果与上两个导向块一4时的效果相近。

当导向块一4的数量为四个时，以第一个导向块一4的位置为基准，绕刀体1的轴心线顺时转动90°、180°、270°添加第二个、第三个、第四个导向块一4，四个导向块一4的在刀体1轴心线方向上的高度相同。此时，四个导向块一4均布在刀体1的圆周上，刀体1在任何方向产生的倾斜都可以被修正，此时支撑、导向的效果最佳。同时，还可对刀体的切削进给方向给予辅助的轴向定位，减少切削进给中刀体1抖动所带来的加工误差，增加加工精度。

工作时，刀体在钻孔前，圆周上设置有导套对刀体1钻削时起到定位作用，保证刀体1加工孔与工件的直线度，由于刀体1在加工时，外圆处的刀片3只有一片，刀体1上的刀片3没有对称性，采用两个导向块二5进行支撑，使钻头平稳钻削进给；而当刀体1钻入一定深度后，由于刀体1受本身的刚性和切削力等的因素影响，使加工孔与工件的直线度产生偏差；增加导向块一4后，对刀体1进行限制，防止产生倾斜，以提高加工孔的直线度。

本发明又提供了一种带有导向块的深孔钻实施例，如附图4所示，本实施例深孔钻的导向块二5的外表面上设有冷却液槽6。由于刀体1工作时，导向块一4和导向块二5与钻孔壁的接触摩擦，特别是和导向块二5的摩擦更多，容易导致接触摩擦部位温度高并且局部发黑，使得支撑间隙变大，导致刀体晃动。因此，本实施例采用在导向块一4和导向块二5的外表面设置冷却液槽，以使得导向块能更快冷却。

所述冷却液槽6可以是曲线形凹槽，也可以是直线型凹槽。冷却液槽6为直线型凹槽时，直线型凹槽的自靠近刀片一端到远离刀片一端所在方向上的中心线与刀体轴心线之间的夹角为γ，γ的范围为1°～30°，如，将γ设置为15°。通过将冷却液槽6设置为倾斜，可避免冷却液槽6接近垂直的走向，防止冷却润滑油在凹槽6的表面流动过快，影响散热效果。

所述冷却液槽6的截面可以为圆弧形或V型。使用冷却润滑油时，冷却润滑油不易粘连在冷却液槽6上，既对加工精度有所保证，又可自动冷却刀体1。

为了使冷却液顺利进入凹槽，且使得导向块顶部，即和钻孔壁接触最多的部位达到好的冷却效果，优选冷却液槽6两端为贯通，且顶端和底端分别与外界相通。冷却液自刀柄外周流入冷却液槽6，再流入排屑孔，与铁屑一起被排出加工孔外，使导向块发热量快速降低，避免导向块出现热膨胀，保证了加工精度，提高了加工孔的垂直度，能够适应各种领域的深孔加工行业。

本发明还提供另一种实施例，即将冷却液槽6可由表面不规则的凹坑代替，如将导向块一4或导向块二5的外表面加工滚花等，又或者在导向块一4或导向块二5的外表面镂空加工等。所述凹坑之间可相互连通，也可相互阻断。所述凹坑类似于很细小的气孔。采用凹坑结构设置的冷却液槽，同样可以增加冷却液在导向块一4和导向块二5表面的滞留时间，充分吸收加工所产生的热量，同时，导向块一4或导向块二5外表面的花式加工增加了散热面积，促进散热效果。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，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，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种带有导向块的深孔钻，包括刀体(1)和所述刀体(1)相连接的刀柄(2)，其特征在于：所述刀体(1)为圆柱状并包括圆柱底面(11)和圆柱侧面(12)，在刀体(1)的圆柱底面(11)上安装有刀片(3)，刀体(1)的圆柱侧面(12)上固定有两个导向块二(5)，所述导向块二(5)靠近刀片一端，且所述两个导向块二(5)沿圆柱侧面的圆周方向错开分布且在刀体轴心线方向上的高度一致，进一步的，所述圆柱侧面(12)还固定有至少一个导向块一(4)，所述导向块一(4)靠近刀柄(2)一端。

2.根据权利要求1所述的带有导向块的深孔钻，其特征在于：所述圆柱侧面(12)上设有与所述导向块一(4)和导向块二(5)的形状和数量一一匹配的安装槽，所述导向块一(4)和导向块二(5)固定安装于对应的安装槽中。

3.根据权利要求1或2所述的带有导向块的深孔钻，其特征在于：导向块二(5)的自靠近刀片一端到远离刀片一端所在方向上的中心线与刀体轴心线之间的夹角为α，α的范围为0°～30°。

4.根据权利要求1或2所述的带有导向块的深孔钻，其特征在于：导向块一(4)为一个，导向块一(4)与两个导向块二(5)中的任一个不位于同一条刀体母线上，并且，导向块一(4)的中心相对于刀体所在的径向方向与刀片(3)刃口所在直线之间的夹角为β，β的范围为30°～100°。

5.根据权利要求1或2所述的带有导向块的深孔钻，其特征在于：所述导向块一(4)为N个，其中N＝2或3或4；以其中一个导向块一(4)作为第一导向块一，该第一导向块一(4)与两个导向块二(5)中的任一个不位于同一条刀体母线上，并且，该第一导向块一的中心相对于刀体所在的径向方向与刀片(3)刃口所在直线之间的夹角为β，β的范围为30°～100°；N个导向块一(4)自第一导向块一开始沿圆柱侧面的圆周方向顺时针依次分布且在刀体轴心线方向上的高度一致，相邻两个导向块一(4)之间的圆心角为90°。

6.一种自冷却的深孔钻，其特征在于：包括权利要求1-6任一项所述的带有导向块的深孔钻，所述导向块二(5)的外表面上设有冷却液槽(6)，且所述冷却液槽的顶端和底端分别与外界相通；或者所述导向块二(5)和导向块一(4)的外表面上均设有冷却液槽(6)，且所述冷却液槽的顶端和底端分别与外界相通。

7.根据权利要求6所述的自冷却的深孔钻，其特征在于：所述冷却液槽为曲线型凹槽。

8.根据权利要求6所述的自冷却的深孔钻，其特征在于：所述冷却液槽为直线型凹槽，所述直线型凹槽的自靠近刀片一端到远离刀片一端所在方向上的中心线与刀体轴心线之间的夹角为γ，γ的范围为1°～30°。

9.根据权利要求6或7或8所述的自冷却的深孔钻，其特征在于：所述的冷却液槽(6)的截面形状为V型或圆弧形。

10.一种自冷却的深孔钻，其特征在于：包括权利要求1-6任一项所述的带有导向块的深孔钻，所述导向块二(5)的外表面上设有冷却液槽(6)或者所述导向块二(5)和导向块一(4)的外表面上均设有冷却液槽(6)，所述的冷却液槽(6)为若干不规则的凹坑。