CN217551252U - 一种用于淬硬钢加工的强力钻头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于淬硬钢加工的强力钻头，能够减少工序过程，同时提升孔径精度，延长刀具寿命，大幅降低加工成本。包括依次连接的刀尖、钻头本体和刀柄；其中，所述钻头本体的心厚不小于钻头本体外径的30％，所述钻头本体上开设有沿钻头本体外周壁螺旋式上升的螺旋通道，所述螺旋通道之间形成螺旋槽，所述螺旋槽一端延伸至所述刀尖，另一端延伸至所述刀柄，所述钻头本体外径上布置有螺旋上升的环形韧带，所述环形韧带周围设置有环形冷却槽。

Description

一种用于淬硬钢加工的强力钻头

技术领域

本实用新型属于数控切削刀具技术领域，具体涉及一种用于淬硬钢加工的强力钻头。

背景技术

商用车S/AMT双中间轴变速器装配过程中，为了防止传递扭矩过程时中间轴及中间轴齿轮之间相对转动，在中间轴及中间轴齿轮压装后在需要分总成上分别钻孔，用来安装圆柱销，如图1所示。其中，销孔加工传统的方法是在中间轴和四个片齿轮上热前分别钻底孔，热后压装再用CBN镗刀镗孔的工艺。该工艺方法需要热前在5个零件上分别钻孔、热后CBN镗刀镗孔6个工序，工序较多，占用设备、人工及刀具成本高。另外，由于中间轴及片齿压装后底孔无法完全对齐，造成镗孔余量不均，镗刀片打刀频繁，导致CBN镗刀片崩刃较多，工艺过程不稳定。其次，热前多个销孔影响中间轴热处理变形，热后跳动大，导致校直困难。

对于淬硬钢钻削而言，目前现有的整体硬质合金钻头寿命普遍较低，但由于中间轴总成渗碳淬火后表面硬度HRC58-63，硬度较高，因此现有的钻头通常最多加工约80个孔20件活后，即会出现崩刃甚至断刀。而且由于孔深方向硬度不一致，钻出来的孔有锥度，尺寸精度差，需要再精镗或精铰一刀，加工工序较为复杂，加工成本较高。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种用于淬硬钢加工的强力钻头，能够减少工序过程，同时提升孔径精度，延长刀具寿命，大幅降低加工成本。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种用于淬硬钢加工的强力钻头，包括依次连接的刀尖、钻头本体和刀柄；

其中，所述钻头本体的心厚不小于钻头本体外径的30％，所述钻头本体上开设有沿钻头本体外周壁螺旋式上升的螺旋通道，所述螺旋通道之间形成螺旋槽，所述螺旋槽一端延伸至所述刀尖，另一端延伸至所述刀柄，所述钻头本体外径上布置有螺旋上升的环形韧带，所述环形韧带周围设置有环形冷却槽。

优选地，所述螺旋通道的螺旋升角为10-20度。

优选地，所述环形韧带上沿螺旋通道的旋转轨迹开设有竖槽。

优选地，所述刀尖采用R0.5圆角。

优选地，所述钻头本体分为前段和后段，其中，靠近刀尖的一段为前段，所述前段部分的倒锥小于后段部分的倒锥。

优选地，所述前段部分的倒锥为0.05/100mm，所述后段部分的倒锥为0.1/100mm。

优选地，所述钻头本体上设有连接钻头本体和刀尖的过渡平面。

优选地，所述钻头本体采用WC-Co亚微晶级合金棒料，材料粒度为0.5-0.8μm。

优选地，所述刀尖和钻头本体的表面均包裹有AlCrN基复合涂层。

优选地，所述钻头本体靠近刀柄的一端设置有倒角。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型提供一种用于淬硬钢加工的强力钻头，能够降低商用车S/AMT中间轴总成销孔加工的设备、人工及刀具的综合成本，合并热前钻孔、热后镗孔工序，提高加工效率，保证孔径精度。具体为：通过设计钻头中间的实体部分的心厚不小于钻头组件外径的30％，较大的心厚既可保证钻头强度和刚度，又能够兼顾良好的排屑性能。同时，不同于常规钻头的线形韧带，本实用新型所述的强力钻头采用环形韧带设计，环形韧带可以在孔壁四周提供支撑和导向作用，加工振动小，孔径圆度好，尺寸稳定，此外，环形韧带周围设置有环形冷却槽，使得切削液四周冷却，降低切削温度，冷却更充分，钻头寿命更长，并且延伸至刀柄部分的螺旋槽能够便于使得钻头在进行深孔加工时将废屑排除工件外。

进一步地，所述环形韧带上沿螺旋通道的旋转轨迹开设有竖槽，本实施例中开设两个竖槽，能够减小环形韧带与孔壁的摩擦力，降低切削阻力。

进一步地，所述刀尖位置处设计为R0.5圆角，能够提高刀尖强度，同时对主切削刃口做钝化处理，能够降低崩刃风险。

进一步地，本实用新型中所述强力钻头采用分段倒锥设计，所述钻头本体分为前段和后段，其中，靠近刀尖的一段为前段，剩余部分为后段，所述前段部分的倒锥小于后段部分的倒锥。前段环形韧带上做小倒锥设计，可以起到副切削刃修光作用，使得孔径上下尺寸一致，减小工件硬度不均带来的孔径锥度，同时，降低孔壁粗糙度。

附图说明

图1是中间轴总成示意图；

图2是本实用新型强力钻头结构示意图。

图中：刀尖1，钻头本体2，刀柄3，环形韧带4，中间轴5，片齿轮一6，片齿轮二7，片齿轮三8，片齿轮四9，螺旋槽10，环形冷却槽11。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的原理和特征做进一步的详细说明，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本实用新型提供一种用于淬硬钢加工的强力钻头，如图2所示，包括依次连接的刀尖1、钻头本体2和刀柄3；

其中，所述钻头本体2的心厚不小于钻头组件外径的30％，所述钻头本体2上开设有沿钻头本体2外周壁螺旋式上升的螺旋通道，所述螺旋通道之间形成螺旋槽10，所述螺旋槽10一端延伸至所述刀尖1，另一端延伸至所述刀柄3，所述钻头本体2外径上布置有螺旋上升的环形韧带4，所述环形韧带4周围设置有环形冷却槽11。

本实用新型设计了一种用于淬硬钢加工的强力钻头，能够降低商用车S/AMT中间轴总成销孔加工的设备、人工及刀具的综合成本，合并热前钻孔、热后镗孔工序，提高加工效率，保证孔径精度。具体为：通过设计钻头中间的实体部分的心厚不小于钻头组件外径的30％，较大的心厚既可保证钻头强度和刚度，又能够兼顾良好的排屑性能。同时，不同于常规钻头的线形韧带，本实用新型所述的强力钻头采用环形韧带4设计，环形韧带4可以在孔壁四周提供支撑和导向作用，加工振动小，孔径圆度好，尺寸稳定，此外，环形韧带4周围设置有环形冷却槽11，使得切削液四周冷却，降低切削温度，冷却更充分，钻头寿命更长，并且延伸至刀柄3部分的螺旋槽10能够便于使得钻头在进行深孔加工时将废屑排除工件外。

本实用新型设计的一种用于淬硬钢加工的强力钻头适用于热处理后硬度HRC58-63的钢件加工，钻孔精度可以达到8级。使用本实用新型所述的钻头加工中间轴总成销孔，可以合并热前分别钻孔和热后镗孔工序，热后一次装夹完成钻孔，取消镗孔工步，孔径精度高，工序过程少，钻头寿命稳定，加工成本大幅降低。

优选地，所述螺旋通道的螺旋升角为10-20度。本实施例中螺旋升角为15°，采用小螺旋角的设计，保证钻头的强度和功能性。

优选地，所述环形韧带4上沿螺旋通道的旋转轨迹开设有竖槽，本实施例中开设两个竖槽，能够减小环形韧带4与孔壁的摩擦力，降低切削阻力。

本实施例中，所述刀尖1位置处设计为R0.5圆角，能够提高刀尖1强度，同时对主切削刃口做钝化处理，能够降低崩刃风险。

优选地，本实用新型中所述强力钻头采用分段倒锥设计，所述钻头本体2分为前段和后段，其中，靠近刀尖1的一段为前段，剩余部分为后段，所述前段部分的倒锥小于后段部分的倒锥。前段环形韧带4上做小倒锥设计，可以起到副切削刃修光作用，使得孔径上下尺寸一致，减小工件硬度不均带来的孔径锥度，同时，降低孔壁粗糙度。

本实施例中，钻头本体2前段为8mm，前段8mm处的倒锥为0.05/100mm，后段部分的倒锥为0.1/100mm。本实施例中前段8mm可以保证钻头可以重复修磨4次，直径变化4μm以内。

优选地，所述钻头本体2上设有连接钻头本体2和刀尖1的过渡平面。本实用新型中通过在钻头本体2上设置旋向与螺旋通道旋转轨迹的旋向相同用于连接钻头本体2和刀尖1的过渡平面，使得钻头本体2进入刀尖1切割形成的孔内之前，过渡平面可以一直压于待加工实体材料需钻孔的部位上，从而使得实体材料需钻孔的部位不会发生变形，能保持平整，保证待加工实体材料的质量。

优选地，由于中间轴及中间轴齿轮材料通常为8620H，渗碳淬火后表面硬度为HRC58-63，维式硬度约HV700，层深0.8-1mm。为了提高钻头的强度和硬度，本实用新型所述的强力钻头采用WC-Co亚微晶级合金棒料，其材料粒度为0.5-0.8μm，硬度为HV1550，抗压强度为5500N/mm²，适用于淬硬钢钻削。

优选地，所述刀尖1的表面包裹有AlCrN基复合涂层，该涂层的硬度可高达HV3400，硬度高，同时耐高温性能好，摩擦系数低，能够提高钻头加工高硬度工件的耐磨性。

优选地，所述钻头本体2靠近刀柄3的一端设置有倒角，倒角上设有倒角切削刃，通过设置倒角切削，倒角切屑刃呈螺旋状设置，且旋向与螺旋通道旋转轨迹的旋向相同，使得倒角切削刃能顺利地切割孔边缘同时倒角切削刃切割孔边缘产生的废屑能够顺利排出。

本实用新型所述的用于淬硬钢加工的强力钻头，其使用时的工作过程如下：

1)准备刀具；安装前，确保高精度强力钻头的刀柄3、变径套及液压刀柄3孔内干净无杂物，然后将液压刀柄3放置在装刀座上，依次装入变径套、高精度强力钻头，再拧紧液压刀柄3上紧固螺栓。

2)对刀长；将装好的刀柄3放置在对刀仪上，读出此时刀尖1的长度并记录。

3)安装刀具；将刀柄3装入加工中心主轴，并输入步骤2的刀具长度。

4)上料；将工件安装在机床夹具上。

5)编制程序；建立工件坐标系，并编制钻孔程序。

6)试切加工；启动程序，使用本实用新型所述的钻头完成钻孔加工。

本实用新型中所述的用于淬硬钢加工的强力钻头，能够使得淬硬钢的高精度孔一钻成型工艺得以实施，完全替代热前多次钻孔和热后镗孔工序，减小因硬度不一致导致的孔径锥度，尺寸精度及表面质量高，刀具寿命稳定。

目前，经试验表明，通过应用本实用新型所述的强力钻头，S及AMT变速器中间轴总成已经完全切换热后钻孔工艺，因工艺合并减少了设备、人工、燃动及刀具成本，经核算后，原热前片齿钻孔单件成本3.27元，中间轴钻孔单件成本5.13元，热后镗孔单件成本5.3元；改进后，总成单件成本12.14元。单件中间轴总成降本3.27*4+5.13+5.3-12.14＝11.37元。S及AMT变速器年产量约12W件，每台变速器装两个中间轴总成，年累计降本约272.9万元。本实用新型所述的强力钻头的应用，可显著降低加工成本，同时提升加工效率和加工质量

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本实用新型；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本实用新型的等效实施例；同时,凡依据本实用新型的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本实用新型的技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于淬硬钢加工的强力钻头，其特征在于，包括依次连接的刀尖(1)、钻头本体(2)和刀柄(3)；

其中，所述钻头本体(2)的心厚不小于钻头本体(2)外径的30％，所述钻头本体(2)上开设有沿钻头本体(2)外周壁螺旋式上升的螺旋通道，所述螺旋通道之间形成螺旋槽(10)，所述螺旋槽(10)一端延伸至所述刀尖(1)，另一端延伸至所述刀柄(3)，所述钻头本体(2)外径上布置有螺旋上升的环形韧带(4)，所述环形韧带(4)周围设置有环形冷却槽(11)。

2.根据权利要求1所述的一种用于淬硬钢加工的强力钻头，其特征在于，所述螺旋通道的螺旋升角为10-20度。

3.根据权利要求1所述的一种用于淬硬钢加工的强力钻头，其特征在于，所述环形韧带(4)上沿螺旋通道的旋转轨迹开设有竖槽。

4.根据权利要求1所述的一种用于淬硬钢加工的强力钻头，其特征在于，所述刀尖(1)采用R0.5圆角。

5.根据权利要求1所述的一种用于淬硬钢加工的强力钻头，其特征在于，所述钻头本体(2)分为前段和后段，其中，靠近刀尖(1)的一段为前段，所述前段部分的倒锥小于后段部分的倒锥。

6.根据权利要求5所述的一种用于淬硬钢加工的强力钻头，其特征在于，所述前段部分的倒锥为0.05/100mm，所述后段部分的倒锥为0.1/100mm。

7.根据权利要求1所述的一种用于淬硬钢加工的强力钻头，其特征在于，所述钻头本体(2)上设有连接钻头本体(2)和刀尖(1)的过渡平面。

8.根据权利要求1所述的一种用于淬硬钢加工的强力钻头，其特征在于，所述钻头本体(2)采用WC-Co亚微晶级合金棒料，材料粒度为0.5-0.8μm。

9.根据权利要求1所述的一种用于淬硬钢加工的强力钻头，其特征在于，所述刀尖(1)和钻头本体(2)的表面均包裹有AlCrN基复合涂层。

10.根据权利要求1所述的一种用于淬硬钢加工的强力钻头，其特征在于，所述钻头本体(2)靠近刀柄(3)的一端设置有倒角。

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