CN110449638B - 一种多刃带麻花钻 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多刃带麻花钻，包括切削部和柄部，切削部包括钻尖和两个刃瓣，两个刃瓣之间形成两个螺旋排屑槽，钻尖包括两条主切削刃，刃瓣上设有间隔设置的第一刃带和第二刃带，第一刃带与螺旋排屑槽相交形成副切削刃，各主切削刃与各副切削刃相连，第一刃带的螺旋角β1与螺旋排屑槽的螺旋角β相等，第二刃带的螺旋角β2大于第一刃带的螺旋角β1，第二刃带的末端与麻花钻的尾根棱相交以使第一刃带与第二刃带之间形成的导向区域与螺旋排屑槽相通。本发明进入刃瓣上的两条刃带与孔壁围起来的导向区域中的切屑能够随着冷却液流动排入螺旋排屑槽，并最终排出，避免切屑破坏孔壁表面，形成挤压痕和划痕，提高了孔表面质量。

Description

一种多刃带麻花钻

技术领域

本发明涉及金属切削刀具，尤其涉及一种多刃带麻花钻。

背景技术

钻削加工与铣削、车削等加工方式有所不同，属于半封闭式加工，由于加工工况差，加工过程中易产生振动，导致孔的直线度、圆度、表面粗糙度等超差，造成零件报废。为了解决此类问题，在麻花钻结构优化方面，现有技术通常是在普通单刃带麻花钻的刃瓣外周面上另外设计一对与已有刃带“平行”的刃带，加强刃带对麻花钻加工过程的导向作用。这种结构设计技术已被证明是一种能显著提高孔尺寸精度和表面质量的有效措施。

专利文献CN201380056371.5公开了一种双刃带麻花钻，其外周上的主刃带和相应的副刃带之间的角度间隔设定为80°到100°，另外将X型修磨横刃表面与麻花钻端部的后刀面相交的棱线的最外端沿着麻花钻旋转方向布置在副刃带的后方，避免修磨时切掉副刃带的端部。这种技术方案保证了四个刃带在麻花钻周向上均匀分布，缩短了主副刃带之间的轴向距离，最大限度地加强了刃带对钻削加工的导向作用。

虽然现有技术和上述专利文献CN201380056371.5通过设计双刃带结构，使麻花钻的导向性能提升，加工精度提高。然而，加强刃带导向作用只是麻花钻在设计过程中需要重点解决的技术问题之一，提高麻花钻排屑能力是麻花钻设计中更不容忽视的技术问题。机械加工中麻花钻面对的工件材料多种多样，当麻花钻用于加工铸铁或具有一定硬度的模具钢材料时，产生粉末状或细碎的“C型”切屑，这种体积较小的切屑极有可能顺着横刃修磨面和后刀面进入麻花钻同一刃瓣上的两条刃带与孔壁围起来的狭小区间里。若此时的切削参数或被加工孔的深度较大，那些拥挤在刃瓣与孔壁之间的切屑就很难随着冷却液流动及时从孔口顺畅排出，而且会在孔壁表面形成挤压痕和划痕，降低孔表面质量，严重时甚至会因为切屑拥堵产生的大扭矩造成麻花钻折断，导致零件报废。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种刃带区域内的切屑也能排出的多刃带麻花钻。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种多刃带麻花钻，包括切削部和柄部，所述切削部包括钻尖和两个刃瓣，所述两个刃瓣之间形成两个螺旋排屑槽，所述钻尖包括两条主切削刃，所述刃瓣上设有间隔设置的第一刃带和第二刃带，所述第一刃带与螺旋排屑槽相交形成副切削刃，各主切削刃与各副切削刃相连，所述第一刃带的螺旋角β1与螺旋排屑槽的螺旋角β相等，所述第二刃带的螺旋角β2大于第一刃带的螺旋角β1，所述第二刃带的末端与麻花钻的尾根棱相交以使第一刃带与第二刃带之间形成的导向区域与螺旋排屑槽相通。

作为上述技术方案的进一步改进，所述柄部的直径为D，所述第二刃带的长度为L2，3D≤L2≤10D。

作为上述技术方案的进一步改进，3°≤β2-β1≤15°。

作为上述技术方案的进一步改进，10°≤β1≤40°。

作为上述技术方案的进一步改进，在垂直于切削部且过第一刃带和第二刃带起始点的截面内，所述第一刃带与第二刃带之间的夹角为α1，20°≤α1≤80°。

作为上述技术方案的进一步改进，所述钻尖还包括连接两条主切削刃且位于中心的横刃，所述横刃具有两个横刃修磨面，各横刃修磨面与各螺旋排屑槽相交。

作为上述技术方案的进一步改进，在垂直于切削部且过与钻尖轴向距离S的点的截面内，所述第一刃带与第二刃带之间的夹角为α2，

其中，S≤L2。

作为上述技术方案的进一步改进，所述刃瓣上还设有第二刃带辅助段，所述第二刃带辅助段的螺旋角β3与第二刃带的螺旋角β2相等，所述第二刃带辅助段位于第一刃带61)与第二刃带之间，所述第二刃带辅助段的首端靠近第二刃带的末端，且第二刃带辅助段的末端与尾根棱相交。

作为上述技术方案的进一步改进，所述柄部的直径为D，所述第二刃带的长度为L2’，所述第二刃带辅助段的长度为L3，3D≤L2’+L3≤10D。

作为上述技术方案的进一步改进，在垂直于切削部且过与钻尖轴向距离S的点的截面内，所述第一刃带与第二刃带之间的夹角为α2，

其中，S≤L2’。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的多刃带麻花钻，具有多组螺旋导向刃带(第一刃带和第二刃带)，加强了刃带的导向作用，使得麻花钻的切削加工过程更加稳定，提高了钻孔的精度，同时，由于本发明靠近第二刃带的螺旋角大于第一刃带的螺旋角，第二刃带的末端与麻花钻的尾根棱相交第一刃带与第二刃带之间形成的导向区域与螺旋排屑槽相通，当麻花钻用于加工产生粉末状或细碎的“C型”切屑的材料时，进入刃瓣上的两条刃带与孔壁围起来的狭小区间中的切屑能够随着冷却液流动排入螺旋排屑槽，并最终排出，避免切屑破坏孔壁表面，形成挤压痕和划痕，提高了孔表面质量。

附图说明

图1是本发明实施例1的主视结构示意图。

图2是本发明实施例1的外周面展开示意图。

图3是图1中A-A视图。

图4是图1中B-B视图

图5是本发明实施例1中切屑进入导向区域的流动示意图

图6是本发明实施例2的主视结构示意图。

图7是本发明实施例2的外周面展开示意图

图8是图6中C-C视图。

中各标号表示：

1、柄部；2、切削部；3、钻尖；31、后代面；32、横刃修磨面；33、主切削刃；34、横刃；4、螺旋排屑槽；5、刃瓣；601、导向区域；61、第一刃带；62、第二刃带；63、第二刃带辅助段；7、尾根棱；8、切屑。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

如图1至图5所示，本实施例的多刃带麻花钻，包括切削部2和柄部1，切削部2包括钻尖3和两个刃瓣5，两个刃瓣5之间形成两个螺旋排屑槽4，钻尖3包括两条主切削刃33，主切削刃33具有后刀面31，后刀面31与刃瓣5相交，并位于刃瓣5的前端面。刃瓣5上设有间隔设置的第一刃带61和第二刃带62，第一刃带61与螺旋排屑槽4相交形成副切削刃，各主切削刃33与各副切削刃相连，第一刃带61的螺旋角β1与螺旋排屑槽4的螺旋角β相等，第二刃带62的螺旋角β2大于第一刃带61的螺旋角β1，第二刃带62的末端与麻花钻的尾根棱7相交以使第一刃带61与第二刃带62之间形成的导向区域601与螺旋排屑槽4相通。螺旋排屑槽4具有排屑槽前刀面41和排屑槽反屑面42，第一刃带61与排屑槽前刀面41相交形成所述副切削刃，尾根棱7由排屑槽反屑面42与刃瓣5相交形成。第一刃带61、第二刃带62起导向作用，加工中能够挤压孔内壁以提高孔表面质量和尺寸精度。第一刃带61螺旋角β1与螺旋排屑槽4的螺旋角β相等，目的为保证钻削过程的稳定性。

图5示出了切屑8从产生到进入两个刃带之间空间的流动示意图。当麻花钻使用时，通过主切削刃33产生切屑，切屑主要通过螺旋排屑槽4排出。一旦有细碎的切屑8依次沿着后刀面31进入刃瓣5上的第一刃带61与第二刃带62及刃瓣5围成的导向区域601中，这些切屑8能够随着冷却液流动排入螺旋排屑槽4，由螺旋排屑槽4顺畅排出，避免切屑破坏孔壁表面，形成挤压痕和划痕，提高了孔表面质量。

本实施例中，钻尖3还包括连接两条主切削刃33且位于中心的横刃34，横刃34具有两个横刃修磨面32，各横刃修磨面32与各螺旋排屑槽4相交。在切削时，钻尖3通过横刃34进行定心。

本实施例中，柄部1的直径为D，第二刃带62的长度为L2，为保证导向作用和排屑效果，L2值必须合理设置。若L2值过小，则第二刃带62的导向作用不足；若L2值过大，第一刃带61与第二刃带62及刃瓣5围成的导向区域601就会狭长，在进入螺旋排屑槽4前，切屑8的排屑行程过长，存在切屑8拥堵的风险。为此，L2满足：3D≤L2≤10D。在本实施例中，优选的，D＝6mm，L2＝40mm。

本实施例中，由于第二刃带62只设置了一条，为此，第一刃带61的螺旋角β1与第二刃带62的螺旋角β2之间相差不能太大，否则会造成第二刃带62过短，β1与β2满足：3°≤β2-β1≤15°，10°≤β1≤40°。本实施例中，β1优选为30°，β2优选为35°。而现有技术中，β1与β2是相等的。

本实施例中，在垂直于切削部2且过第一刃带61和第二刃带62起始点的截面内，第一刃带61与第二刃带62之间的夹角为α1，为保证获得最佳的导向作用，α1满足：20°≤α1≤80°。在本实施例中，α1优选为50°。

在垂直于切削部2且过与钻尖3轴向距离S的点的截面内，第一刃带61与第二刃带62之间的夹角为α2，

其中，S≤L2。随着S的增大，α2逐渐增大，这也意味着在挤入导向区域601和辅助导向区602的切屑8，在其慢慢排入螺旋排屑槽4的过程中，排屑空间越来越大，排屑更加容易，降低了切屑8拥堵的可能性。根据该公式，可以帮助设计人员合理设计第二刃带62的β2或者初始夹角α1。在设计中，β1已知，而通常需要先确定第二刃带62与螺旋排屑槽4相交的位置，即S的极大值Smax确定，Smax此时对应的第一刃带61与第二刃带62夹角α2值就是刃瓣5的夹角，这时，公式里面就只有两个未知数β2和α1，S＝L2，α2也为定值，也就是说两者之间存在函数关系，

根据此公式可以帮助设计人员确定第二刃带62的β2或者初始夹角α1合适的值。

实施例2

如图6至图8所示，本实施例的多刃带麻花钻与实施例1不同之处在于：

本实施例中，刃瓣5上还设有第二刃带辅助段63，第二刃带辅助段63的螺旋角β3与第二刃带62的螺旋角β2相等，第二刃带辅助段63位于第一刃带61与第二刃带62之间，第二刃带辅助段63的首端靠近与第二刃带62的末端，且第二刃带辅助段63的末端与尾根棱7相交。

如果β1与β2相差不大，那么如同实施例1一样只需要设置一个第二刃带62，并合理设计各参数的值即可满足要求，如果β1与β2相差较大，即β2比较大，那么第二刃带62很快就会与尾根棱7相交而终止，造成第二刃带62较短，不满足导向要求。为此，在本实施例中，增加第二刃带辅助段63，续接第二刃带62以使刃带满足导向要求。如图2所示，第二刃带62与第一刃带61之间形成的导向区域601，第二刃带辅助段63与第一刃带61之间形成的辅助导向区602，都是相通的，并且都与螺旋排屑槽4连通，从而可以切屑8进入导向区域601、辅助导向区602之后能排出。那么在本实施例中，β2＝β3＝40°。β2的取值要大于实施例1中的β2的取值。

本实施例中，在螺旋方向上，第二刃带62与第二刃带辅助段63首尾是有部分重叠的，这样可以保证二者交接部分可以充分的起到导向作用。需要说明的是，第二刃带62与第二刃带辅助段63首尾也可以是间隔一小段距离，或者相互对接。还需要说明的是，本实施例以设置一个第二刃带辅助段63为例，根据需求，也可以设置为两个以上第二刃带辅助段63，后面的第二刃带辅助段63以前面的第二刃带辅助段63为参照。

本实施例中，柄部1的直径为D，第二刃带62的长度为L2’，第二刃带辅助段63的长度为L3，3D≤L2’+L3≤10D。L2’+L3相当于实施例1中的L2。即设置了第二刃带62和第二刃带辅助段63且二者的总的轴向长度，与只设置一个第二刃带62其轴向长度相比，相差不到，这样设计的目的主要是保证刃带具有足够的导向作用。

本实施例中，在垂直于切削部2且过与钻尖3轴向距离S的点的截面内，第一刃带61与第二刃带62之间的夹角为α2，

其中，S≤L2’。同理，在设计中，β1已知，即S极大值Smax为L2’，Smax此时对应的第一刃带61与第二刃带62夹角α2值就是刃瓣5的夹角，这时，公式里面就只有两个未知数β2和α1，而S＝L2，α2也为定值，也就是说两者之间存在函数关系，

根据此公式可以帮助设计人员确定第二刃带62的β2或者初始夹角α1合适的值。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种多刃带麻花钻，包括切削部（2）和柄部（1），所述切削部（2）包括钻尖（3）和两个刃瓣（5），所述两个刃瓣（5）之间形成两个螺旋排屑槽（4），所述钻尖（3）包括两条主切削刃（33），其特征在于：所述刃瓣（5）上设有间隔设置的第一刃带（61）和第二刃带（62），所述第一刃带（61）与螺旋排屑槽（4）相交形成副切削刃，各主切削刃（33）与各副切削刃相连，所述第一刃带（61）的螺旋角β1与螺旋排屑槽（4）的螺旋角β相等，所述第二刃带（62）的螺旋角β2大于第一刃带（61）的螺旋角β1，所述第二刃带（62）的末端与麻花钻的尾根棱（7）相交以使第一刃带（61）与第二刃带（62）之间形成的导向区域（601）与螺旋排屑槽（4）相通。

2.根据权利要求1所述的多刃带麻花钻，其特征在于：所述柄部（1）的直径为D，所述第二刃带（62）的长度为L2，3D≤L2≤10 D。

3.根据权利要求2所述的多刃带麻花钻，其特征在于：3°≤β2-β1≤15°。

4.根据权利要求3所述的多刃带麻花钻，其特征在于：10°≤β1≤40°。

5.根据权利要求2至4任意一项所述的多刃带麻花钻，其特征在于：在垂直于切削部（2）且过第一刃带（61）和第二刃带（62）起始点的截面内，所述第一刃带（61）与第二刃带（62）之间的夹角为α1，20°≤α1≤80°。

6.根据权利要求1至4任意一项所述的多刃带麻花钻，其特征在于：所述钻尖（3）还包括连接两条主切削刃（33）且位于中心的横刃（34），所述横刃（34）具有两个横刃修磨面（32），各横刃修磨面（32）与各螺旋排屑槽（4）相交。

7.根据权利要求5所述的多刃带麻花钻，其特征在于：在垂直于切削部（2）且过与钻尖（3）轴向距离S的点的截面内，所述第一刃带（61）与第二刃带（62）之间的夹角为α2，

，其中，S≤L2。

8.根据权利要求1所述的多刃带麻花钻，其特征在于：所述刃瓣（5）上还设有第二刃带辅助段（63），所述第二刃带辅助段（63）的螺旋角β3与第二刃带（62）的螺旋角β2相等，所述第二刃带辅助段（63）位于第一刃带（61）与第二刃带（62）之间，所述第二刃带辅助段（63）的首端靠近第二刃带（62）的末端，且第二刃带辅助段（63）的末端与尾根棱（7）相交。

9.根据权利要求8所述的多刃带麻花钻，其特征在于：所述柄部（1）的直径为D，所述第二刃带（62）的长度为L2’，所述第二刃带辅助段（63）的长度为L3，3D≤L2’+ L3≤10 D。

10.根据权利要求9所述的多刃带麻花钻，其特征在于：在垂直于切削部（2）且过与钻尖（3）轴向距离S的点的截面内，所述第一刃带（61）与第二刃带（62）之间的夹角为α2，

，其中，S≤L2’。

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