CN112045227A - 一种周边钻削刀片及其钻削刀具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种周边钻削刀片及其钻削刀具，周边钻削刀片包括刀片本体；刀片本体具有上表面、底面和侧面；上表面和侧面相交构成与四边形对应的四条切削刃；每条切削刃分别包括依次相接的切削刃段、修光刃段和过渡圆弧刃段；刀片本体的侧面中，对应于每条切削刃，设有刀片定位面、可磨削面、避让面和过渡面；可磨削面与所述刀片定位面设为不共面。本发明是利用所设置的可磨削面，通过简单的刃磨来调整钻削刀具的加工尺寸，从而使钻削刀具有更大的应用范围，并且不影响刀具寿命和性能，同时，刃磨后的硬质合金周边钻削刀片具有更加稳定的尺寸精度。

Description

一种周边钻削刀片及其钻削刀具

技术领域

本发明涉及刀具技术领域，特别是涉及一种周边钻削刀片及其钻削刀具。

背景技术

随着机械制造加工设备的日益更新换代，所配套的加工刀具也逐步从传统高速钢刀具转变成硬质合金数控刀具，硬质合金数控刀具拥有更高的加工效率，加工寿命和加工质量。

硬质合金数控刀具可分为整体式及刀片式，整体式通常由棒材磨削成型，而刀片式则通常使用压制成型，其结构及用途多种多样。硬质合金数控刀片需借助高速钢刀杆装夹，实现与刀柄或数控机床连接，可转位浅孔钻刀具就是其中的一种。

可转位浅孔钻也称U钻，钻头头部镶嵌有多块硬质合金钻削刀片，通常是镶嵌两块硬质合金钻削刀片，一块是负责里部材料去除的钻削刀片也称为中心钻削刀片，一块是负责周边材料去除的钻削刀片也称为周边钻削刀片，柄部及杆部则使用高速钢制作。硬质合金刀片通常有多条刀片切削刃，当前使用的刀片切削刃磨损后，可以转换到另一条刀片切削刃继续使用，因此，可转位浅孔钻具有使用方便，加工效率高和经济性好等特点。同时可转位浅孔钻可以在加工中心使用，即刀具旋转加工，也可以在车床上使用，即工件旋转加工，并且还可以进行镗孔或扩孔加工，通用性能广泛，在机械加工中应用越来越普遍。

硬质合金钻削刀片装上钻杆后，尺寸固定。大多厂家采用一种刀片形成一种尺寸公差范围，如制作成上公差或者下公差等。目前，一种方式是通过使用偏心套筒来调整钻头尺寸，此方式需要借助偏心套筒辅助件，使用较为复杂、成本较高，并且附加偏心套筒破坏了原有刀片镶嵌在钻杆中的平衡位置结构，通常需要降低切削参数，从而降低了加工效率；另一种方式是通过非标定制所需尺寸钻杆，非标定制钻杆规格确定，适用范围小并且所需的制作周期长。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种周边钻削刀片及其钻削刀具，是利用所设置的可磨削面，通过简单的刃磨来调整钻削刀具的加工尺寸，从而使钻削刀具有更大的应用范围，并且不影响刀具寿命和性能，同时，刃磨后的硬质合金周边钻削刀片具有更加稳定的尺寸精度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种周边钻削刀片，包括大致为四边形形状的刀片本体；该刀片本体具有上表面、底面和侧面；所述上表面和侧面相交构成与四边形对应的四条切削刃；每条切削刃分别包括依次相接的切削刃段、修光刃段和过渡圆弧刃段，且过渡圆弧刃段对应在所述刀片本体的角部位置；所述刀片本体的侧面中，对应于每条切削刃，设有刀片定位面、可磨削面、避让面和过渡面，其中，刀片定位面、可磨削面和过渡面分别与切削刃段、修光刃段和过渡圆弧刃段相对应，避让面设在可磨削面的下部；所述可磨削面与所述刀片定位面设为不共面，通过对可磨削面的磨削，能够改变修光刃段和过渡圆弧刃段的交点位置，所述交点位置为周边钻削刀片装配后的钻削刀具的加工直径。

所述刀片本体为正方形。

所述切削刃段和修光刃段分别为直线段，所述过渡圆弧刃段为弧线段；所述切削刃段与修光刃段形成夹角α，夹角α范围为3°-6°。

所述四条切削刃中，相邻的修光刃段相互垂直；所述修光刃段的长度设为四边形形状内切圆直径的10％-20％。

所述刀片本体的底面为平面，所述刀片定位面与刀片底面形成夹角β，夹角β范围为95°-105°。

所述可磨削面与刀片本体的底面形成夹角γ，夹角γ范围为95°-105°。

所述刀片本体的中间设有贯穿刀片本体的上表面和底面的螺钉孔；所述刀片本体的上表面中，由切削刃向螺钉孔方向顺次设有第一上表面、倾斜面和第二上表面；所述第一上表面为平面或斜面，所述第二上表面为平面；所述第一上表面和倾斜面构成刀片的断屑槽。

一种钻削刀具，包括高速钢钻杆、中心钻削刀片和上述周边钻削刀片；所述高速钢钻杆设有靠近高速钢钻杆的中心轴线的中心刀槽和远离所述中心轴线的周边刀槽；所述中心钻削刀片和所述周边钻削刀片分别通过锁紧螺钉固定在所述中心刀槽和所述周边刀槽中，所述周边钻削刀片的修光刃段同所述高速钢钻杆的中心轴线形成夹角δ，夹角δ范围为0.5°-2°；所述周边钻削刀片的切削刃段同所述高速钢钻杆的中心轴线形成夹角ε，夹角ε范围为3.5°-8°。

与现有技术相比较，本发明的有益效果是：

本发明由于采用了在刀片本体的侧面中，对应于每条切削刃，设有刀片定位面、可磨削面、避让面和过渡面，其中，刀片定位面、可磨削面和过渡面分别与切削刃段、修光刃段和过渡圆弧刃段相对应，避让面设在可磨削面的下部；所述可磨削面与所述刀片定位面设为不共面，通过对可磨削面的磨削，能够改变修光刃段和过渡圆弧刃段的交点位置，所述交点位置为周边钻削刀片装配后的钻削刀具的加工直径。本发明的这种结构，是利用所设置的可磨削面，通过简单的刃磨来调整钻削刀具的加工尺寸，从而使钻削刀具有更大的应用范围，并且不影响刀具寿命和性能，同时，刃磨后的硬质合金周边钻削刀片具有更加稳定的尺寸精度。本发明通过刃磨前后不同尺寸形成多种尺寸公差范围，并且使用性能稳定，制作周期短。另外，同非标定制的尺寸的钻杆相比，此结构具有广泛的适用性，即刀片可以安装在不同规格的钻杆上，从而获得多种规格的加工尺寸，并使制作周期更短。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种周边钻削刀片及其钻削刀具不局限于实施例。

附图说明

图1是本发明的实施例的周边钻削刀片的轴测示意图；

图2是本发明的实施例的周边钻削刀片的切削刃段垂直于纸面的前视图；

图3是本发明的实施例的周边钻削刀片的修光刃段垂直于纸面的前视图；

图4是本发明的实施例的周边钻削刀片的俯视图；

图5是本发明的实施例的钻削刀具的轴测示意图；

图6是本发明的实施例的钻削刀具的高速钢钻杆的轴测示意图；

图7是本发明的实施例的钻削刀具的局部放大示意图；

图8是本发明的实施例的周边钻削刀片的可磨削面磨削后的轴测示意图；

图9是本发明的实施例的周边钻削刀片的可磨削面刃磨前后的俯视图。

图中，3、周边钻削刀片的刀片本体；10、切削刃；20、刀片本体的侧面；30、刀片本体的上表面；40、刀片本体的螺钉孔；50、刀片本体的底面；201、刀片本体的定位面；202、刀片本体的可磨削面；203、刀片本体的避让面；204、刀片本体的过渡面；101、切削刃段；102、修光刃段；103、过渡圆弧刃段；104、修光刃段与过渡圆弧刃段的交点；301、第一上表面；302、倾斜面；303、第二上表面；401、螺钉孔倾斜面；402、螺钉孔圆弧面；403、螺钉孔垂直面；D、钻削刀具的加工直径；W、修光刃段长度；d、刀片本体四边形的内切圆直径；α、切削刃段与修光刃段夹角；β、刀片本体的定位面与刀片底面夹角；γ、刀片本体的可磨削面与刀片底面夹角；1、高速钢钻杆；2、中心钻削刀片；4、锁紧螺钉；12、高速钢钻杆的中心刀槽；13、高速钢钻杆的周边刀槽；14、高速钢钻杆的中心排屑槽；15、高速钢钻杆的周边排屑槽；131、高速钢钻杆的周边刀槽的侧边定位面一；132、高速钢钻杆的周边刀槽的侧边定位面二；133、高速钢钻杆的周边刀槽的底面；δ、修光刃段同钻杆中心轴线的夹角；ε、切削刃段同钻杆中心轴线的夹角；M、磨削量。

具体实施方式

实施例

参见图1至图4所示，本发明的一种周边钻削刀片，包括大致为四边形形状的刀片本体3；该刀片本体3具有上表面30、底面50和侧面20(也是周边钻削刀片的后刀面)；所述上表面30和侧面20相交构成与四边形对应的四条切削刃10；每条切削刃10分别包括依次相接的切削刃段101、修光刃段102和过渡圆弧刃段103，且过渡圆弧刃段103对应在所述刀片本体3的角部位置；所述刀片本体3的侧面20中，对应于每条切削刃10，设有刀片定位面201、可磨削面202、避让面203和过渡面204，其中，刀片定位面201、可磨削面202和过渡面204分别与切削刃段101、修光刃段102和过渡圆弧刃段103相对应，避让面203设在可磨削面202的下部；所述可磨削面202与所述刀片定位面201设为不共面，通过对可磨削面202的磨削，能够改变修光刃段102和过渡圆弧刃段103的交点104位置，所述交点104位置为周边钻削刀片装配后的钻削刀具(本实施例为可转位浅孔钻)的加工直径D。

本实施例中，所述刀片本体3为正方形。

本实施例中，定位面201与可磨削面202区分，使磨削可磨削面202时不改变刀片的定位面201主体部分。修光刃段102与过渡圆弧刃段103的交点104决定了可转位浅孔钻的加工直径D。通过磨削可磨削面202使修光刃段102往刀片里部移动，从而移动修光刃段102与过渡圆弧刃段103的交点104，从而改变可转位浅孔钻的加工直径D。

如图1、图4所示，切削刃10是由切削刃段101、修光刃段102及过渡圆弧刃段103组成。切削刃段101及修光刃段102皆为直线段。过渡圆弧刃段103为弧线段，主要起连接修光刃段102和切削刃段101。周边钻削刀片3有四条修光刃段102，相邻修光刃段102相互垂直，修光刃段长度W较小，为刀片内切圆直径d的10％-20％。周边钻削刀片3也有四条切削刃段101，相邻切削刃段101相互垂直。切削刃段101与修光刃段102形成夹角α，夹角α范围为3°-6°。

如图1、图2、图3所示，周边钻削刀片后刀面20由刀片定位面201、可磨削面202、避让面203及过渡面204组成，定位面201与可磨削面202区分，使磨削可磨削面202时不改变刀片的定位面201主体部分，从而不改变周边钻削刀片3在钻杆中的位置。定位面201上边为切削刃段101，定位面201与刀片底面50形成夹角β，夹角β范围为95°-105°。定位面201限制了刀片在钻杆上的径向和轴向位置。可磨削面202的上边为修光刃段102，可磨削面202与刀片底面50形成夹角γ，夹角γ范围为95°-105°，以上夹角皆为钝角，以便得到正型的周边钻削刀片。

如图1所示，可通过磨削可磨削面202使修光刃段102往刀片里部移动，从而移动修光刃段102与过渡圆弧刃段103的交点104，改变可转位浅孔钻的加工直径D。避让面203位于可磨削面202的下部，周边钻削刀片3装上钻杆使用时，可使周边钻削刀片3更好的避开已加工面。过渡面204上边为过渡圆弧段103，过渡面204连接定位面201和可磨削面202。

如图1所示，刀片上表面30位于四条多段切削刃10里部，由第一上表面301、倾斜面302及第二上表面303组成。第一上表面301与切削刃10连接，第一上表面301可以为水平面，也可以同水平面形成一定夹角。刀片螺钉孔40由螺钉孔垂直面403、螺钉孔圆弧面402及螺钉孔倾斜面401组成，周边钻削刀片3装上钻杆时，通过螺钉头部倾斜面压住螺钉孔圆弧面402，使周边钻削刀片3固定在钻杆上。第二上表面303与螺钉孔倾斜面401上边连接，第二上表面303基本为水平面。倾斜面302连接第一上表面301和第二上表面303。第一上表面301和倾斜面302共同组成刀片的断屑槽，加工时使切屑卷曲、分断，从而使切屑形成卷而碎的形状，更好的排出钻杆。刀片底面50位于刀片底部，刀片底面50限制了刀片在钻杆上的切向位置，与刀片后刀面中的定位面201共同限制周边钻削刀片3在钻杆1上的位置。

参见图1至图9所示，本发明的一种钻削刀具，包括高速钢钻杆1、中心钻削刀片2和上述周边钻削刀片3；所述高速钢钻杆1设有靠近高速钢钻杆的中心轴线的中心刀槽12和远离所述中心轴线的周边刀槽13；所述中心钻削刀片2和所述周边钻削刀片3分别通过锁紧螺钉4固定在所述中心刀槽12和所述周边刀槽13中。

加工时，中心钻削刀片2负责中心区域材料的去除，并且通过中心排屑槽14把切屑排出钻杆1；周边钻削刀片3负责周边区域材料的去除，并且通过周边排屑槽15把切屑排出钻杆1；加工孔直径取决于周边钻削刀片最外缘处，即周边钻削刀片3修光刃段102与过渡圆弧刃段103的交点104。

周边钻削刀片3装上钻杆1后，周边钻削刀片3后刀面的刀片定位面201与钻杆1的周边刀槽侧边定位面131、132贴合，限定周边钻削刀片3在钻杆1的径向及轴向位置，周边钻削刀片底面50与钻杆周边刀槽的底面13贴合，限定周边钻削刀片3在钻杆1的切向位置。

周边钻削刀片3装上刀杆1后，周边钻削刀片1的修光刃段102同钻杆中心轴线0形成夹角δ，夹角范围为0.5°-2°，修光刃段102长度W，为刀片内切圆直径d的10％-20％。修光刃长度W过小或夹角δ过大则达不到修光作用，即无法得到优秀的表面粗糙度，同样，修光刃长度W过大或夹角δ过小则容易导致修光刃同已加工表面产生干涉，影响加工表面质量。切削刃段101同钻杆中心轴线0形成夹角ε，夹角范围为3.5°-8°，相较于修光刃段102，切削刃段102具有更大的夹角，这使周边钻削刀片切削刃同已加工表面的有更佳的避让效果。

如图7至图9所示，下面，具体说明通过磨削周边钻削刀片可磨削面202来调整钻头的加工直径D的过程：

周边钻削刀片3未磨削时，周边钻削刀片3装上钻杆1后，可以实现一种钻头直径D，此直径D为周边钻削刀片3装上钻杆时的最外缘处，即周边钻削刀片3修光刃段102与过渡圆弧刃段103的交点104，绕钻杆中心轴线0旋转一周形成。

周边钻削刀片3磨削后，即磨削可磨削面202，可磨削面202往刀片里部移动，形成面积更大的可磨削面202a，从而移动修光刃段102，形成长度更大的修光刃段102a，实现移动修光刃段102与过渡圆弧刃段103的交点104，形成交点104a。与此同时，磨削可磨削面202虽然减小了刀片定位面201的面积，但保留了刀片定位面201主要部分，如图8中所示磨削后的刀片定位面201a，因此不改变周边钻削刀片3在钻杆1中的位置。如上，通过移动周边钻削刀片3最外缘点104而不改变周边钻削刀片3在钻杆1中位置，最终实现了减小钻头加工直径D，形成另外一种钻头直径D1，D＞D1。

磨削可磨削面202的磨削量M可依据市场需求设定不同的值，配合相应钻体形成客户所需的特定尺寸。如刀片未磨削前装上D＝19mm直径钻体规格，当把磨削量设定为M＝0.05mm时，则周边钻削刀片最外缘点104往里移动了0.05mm，也就是半径减小了0.05mm，直径减小了0.1mm，最终得到的钻头刀具直径D1＝19-0.1＝18.9mm；当把磨削量设定为M＝0.1mm时，则周边钻削刀片最外缘点104往里移动了0.1mm，也就是半径减小了0.1mm，直径减小了0.2mm，最终得到的钻头刀具直径D1＝19-0.2＝18.8mm。上述磨削量M适合范围为：0.05-0.3mm。

此周边钻削刀片3可适用多种钻杆规格，如D17mm、D18mm及D19mm等多种直径的钻杆规格，同时可适用不同深度的钻杆规格，如2D、3D、4D、5D等。定制非标钻头尺寸为一种钻杆规格。也就是说，通过磨削周边钻削刀片3改变钻头直径D相较于非标定制钻杆具有更大范围的适用范围。

所述周边钻削刀片的修光刃段同所述高速钢钻杆的中心轴线形成夹角δ，夹角δ范围为0.5°-2°；所述周边钻削刀片的切削刃段同所述高速钢钻杆的中心轴线形成夹角ε，夹角ε范围为3.5°-8°。

本发明的这种结构，是利用所设置的可磨削面202，通过简单的刃磨来调整钻削刀具的加工尺寸，从而使钻削刀具有更大的应用范围，并且不影响刀具寿命和性能，同时，刃磨后的硬质合金周边钻削刀片具有更加稳定的尺寸精度。本发明通过刃磨前后不同尺寸形成多种尺寸公差范围，并且使用性能稳定，制作周期短。另外，同非标定制的尺寸的钻杆相比，此结构具有广泛的适用性，即刀片可以安装在不同规格的钻杆上，从而获得多种规格的加工尺寸，并使制作周期更短。

上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。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作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同化的等效实施例。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 (7)

1.一种周边钻削刀片，包括大致为四边形形状的刀片本体；该刀片本体具有上表面、底面和侧面；所述上表面和侧面相交构成与四边形对应的四条切削刃；每条切削刃分别包括依次相接的切削刃段、修光刃段和过渡圆弧刃段，且过渡圆弧刃段对应在所述刀片本体的角部位置；其特征在于：所述刀片本体的侧面中，对应于每条切削刃，设有刀片定位面、可磨削面、避让面和过渡面，其中，刀片定位面、可磨削面和过渡面分别与切削刃段、修光刃段和过渡圆弧刃段相对应，避让面设在可磨削面的下部；所述可磨削面与所述刀片定位面设为不共面，通过对可磨削面的磨削，能够改变修光刃段和过渡圆弧刃段的交点位置，所述交点位置为周边钻削刀片装配后的钻削刀具的加工直径。

2.根据权利要求1所述的周边钻削刀片，其特征在于：所述切削刃段和修光刃段分别为直线段，所述过渡圆弧刃段为弧线段；所述切削刃段与修光刃段形成夹角α，夹角α范围为3°-6°。

3.根据权利要求2所述的周边钻削刀片，其特征在于：所述四条切削刃中，相邻的修光刃段相互垂直；所述修光刃段的长度设为四边形形状内切圆直径的10％-20％。

4.根据权利要求1所述的周边钻削刀片，其特征在于：所述刀片本体的底面为平面，所述刀片定位面与刀片底面形成夹角β，夹角β范围为95°-105°。

5.根据权利要求4所述的周边钻削刀片，其特征在于：所述可磨削面与刀片本体的底面形成夹角γ，夹角γ范围为95°-105°。

6.根据权利要求1所述的周边钻削刀片，其特征在于：所述刀片本体的中间设有贯穿刀片本体的上表面和底面的螺钉孔；所述刀片本体的上表面中，由切削刃向螺钉孔方向顺次设有第一上表面、倾斜面和第二上表面；所述第一上表面为平面或斜面，所述第二上表面为平面；所述第一上表面和倾斜面构成刀片的断屑槽。

7.一种钻削刀具，包括高速钢钻杆、中心钻削刀片和如权利要求1至6中任一权利要求所述的周边钻削刀片；所述高速钢钻杆设有靠近高速钢钻杆的中心轴线的中心刀槽和远离所述中心轴线的周边刀槽；所述中心钻削刀片和所述周边钻削刀片分别通过锁紧螺钉固定在所述中心刀槽和所述周边刀槽中，所述周边钻削刀片的修光刃段同所述高速钢钻杆的中心轴线形成夹角δ，夹角δ范围为0.5°-2°；所述周边钻削刀片的切削刃段同所述高速钢钻杆的中心轴线形成夹角ε，夹角ε范围为3.5°-8°。

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