CN220636403U - 用于实心钻孔工艺的多刃钻 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种用于实心钻孔工艺的多刃钻，包括刀体，刀体包括多个主切削刃、多个排屑槽以及多个容屑槽，刀体具有端面和外壁面，端面和外壁面共同围成圆柱体结构，主切削刃、排屑槽以及容屑槽设置于端面，容屑槽设置于主切削刃与排屑槽之间，容屑槽的槽底为圆弧状，主切削刃为波形刃。波形刃有利于多刃钻在实心钻孔时减少加工阻力，优化多刃钻的钻头定心效果，有效解决了传统多刃钻的直线状刃口在实心钻孔时的加工负载大、且不易断屑的问题；圆弧形的容屑槽具有更大的排屑空间，有效解决多刃钻在实心钻孔时的排屑不畅，且圆弧形的容屑槽还能对切削下来的铁屑进行卷屑，使得铁屑形变，从而起到断屑的作用。

Description

用于实心钻孔工艺的多刃钻

技术领域

本申请涉及孔加工刀具技术领域，特别是涉及用于实心钻孔工艺的多刃钻。

背景技术

随着孔加工刀具技术的发展，出现了三刃钻钻孔技术，目前三刃钻多用于孔道的扩孔工艺中，而应用于实心钻孔工艺时，由于三刃钻的钻尖容屑槽的空间太小，在实心钻孔过程中容易产生挤屑、排屑不良的现象，且三刃钻的钻尖太钝导致实心钻孔过程中定心效果差，难以应用于实心钻孔工艺。

发明内容

基于此，有必要针对多刃钻难以应用于实心钻孔工艺的问题，提供一种用于实心钻孔工艺的多刃钻。

一种用于实心钻孔工艺的多刃钻，所述用于实心钻孔工艺的多刃钻包括刀体，所述刀体包括多个主切削刃、多个排屑槽以及多个容屑槽，所述刀体具有端面和外壁面，所述端面和所述外壁面共同围成圆柱体结构，所述用于实心钻孔工艺的多刃钻具有第一直径，所述第一直径为所述端面的直径，所述第一直径的大小为D；所述主切削刃、所述排屑槽以及所述容屑槽设置于所述端面，以所述端面的圆心为中心，多个所述主切削刃之间成固定角度，多个所述排屑槽之间成固定角度，多个所述容屑槽之间成固定角度，所述容屑槽设置于所述主切削刃与所述排屑槽之间，所述容屑槽的槽底为圆弧状，所述主切削刃为波形刃。

通过上述的技术方案，实心钻孔的加工过程中加工阻力相对于扩孔工艺更大，用于实心钻孔工艺的多刃钻的主切削刃为波形刃，波形刃使主切削刃的各点刃倾角、工作前角以及承担的切削负荷均不相同，而且波形刃使同一端截面内的齿距也不相同，从而大大减轻了切削力变化的周期性，使切削过程较平稳，有利于多刃钻在实心钻孔的加工过程中减少加工阻力，优化多刃钻的钻头定心效果，有效解决了传统多刃钻的直线状刃口在实心钻孔的加工过程中的加工负载大、且不易断屑的问题；实心钻孔的加工过程中的排屑量相对于扩孔工艺更大，容屑槽设置于主切削刃与排屑槽之间，容屑槽的槽底为圆弧状，圆弧形的容屑槽具有更大的排屑空间，可以有效解决多刃钻在实心钻孔的加工过程中排屑不畅导致的加工质量问题，且圆弧形的容屑槽还能在实心钻孔的加工过程中对切削下来的铁屑进行卷屑，使得铁屑形变，从而起到断屑的作用。

在其中一个实施例中，所述波形刃具有控制波形大小的R角，所述R角的大小为25%D。

通过上述的技术方案，R角的大小为四分之一的端面直径时，波形刃用于形成波形的两段刃口的相交处会形成平滑的刃形，避免两端刃口相交形成尖点。

在其中一个实施例中，所述刀体还包括端刃，所述端刃与所述主切削刃相交并形成所述用于实心钻孔工艺的多刃钻的钻尖，所述钻尖具有第一角度，所述第一角度的大小为110°。

通过上述的技术方案，端刃与主切削刃形成的钻尖在用于实心钻孔工艺时起到定心作用，第一角度太小时，用于实心钻孔工艺的多刃钻在微钻切入时，主切削刃会比钻尖先接触工件，容易引起崩刃，钻尖的第一角度的大小设置为110°，有利于避免崩刃的现象。

在其中一个实施例中，所述用于实心钻孔工艺的多刃钻还具有第二直径，所述第二直径的大小为27%D，所述R角的顶点落在所述第二直径所在圆的圆周上，形成所述第一角度的角边的终点落在所述第二直径所在圆的圆周上。

在其中一个实施例中，所述主切削刃形成有钻头切削刃角，所述钻头切削刃角具有第二角度，所述第二角度的大小为140°。

通过上述的技术方案，主切削刃的钻头切削刃角在实心钻孔工艺中起到切削工件材料的作用。

在其中一个实施例中，沿所述圆柱体结构的轴向，所述刀体还包括在所述外壁面沿多条螺旋线设置的多条刀槽，多条所述螺旋线的起点沿所述端面的周向依次设置。

通过上述的技术方案，实心钻孔过程中，随着用于实心钻孔工艺的多刃钻不断深入工件内部切削钻孔，通过刀槽将切削下来的铁屑排出，刀槽形成了用于实心钻孔工艺的多刃钻的前刀面，形成了排屑、容屑以及切削液流入的空间。

在其中一个实施例中，沿所述圆柱体结构的轴向，所述刀体还包括在所述外壁面沿多条所述螺旋线设置的多条周刃，多条所述周刃形成于多条所述刀槽的槽壁。

通过上述的技术方案，用于实心钻孔工艺的多刃钻不断深入工件内部切削钻孔的过程中，周刃作为用于实心钻孔工艺的多刃钻的副切削刃，在实心钻孔的过程中起到了引导用于实心钻孔工艺的多刃钻不断深入的作用以及修光孔壁的作用。

在其中一个实施例中，所述用于实心钻孔工艺的多刃钻还包括刀柄，所述刀柄与所述刀体连接，所述刀柄和所述刀体呈以公共轴线为中心的同轴圆柱体结构。

通过上述的技术方案，通过刀柄将用于实心钻孔工艺的多刃钻安装在驱动装置上，以进行实心钻孔。

在其中一个实施例中，所述用于实心钻孔工艺的多刃钻的基体为硬质合金，所述用于实心钻孔工艺的多刃钻表面设置有复合涂层，所述复合涂层包括依次设置于所述用于实心钻孔工艺的多刃钻表面的第一涂层和第二涂层，所述第一涂层的材质为AlCrN-based，所述第二涂层的材质为TiN。

通过上述的技术方案，AlCrN-based材质的第一涂层和用于实心钻孔工艺的多刃钻的基体（硬质合金）之间的粘合度高且AlCrN-based材质涂层具有良好的耐高温和耐磨性能；然而AlCrN-based材质的第一涂层的抗粘黏性差，容易导致刀槽和排屑槽内的摩擦系数变高，具有加工时排屑不畅甚至断刀的风险，因此在AlCrN-based材质的第一涂层上增加TiN材质的第二涂层，TiN材质的第二涂层与AlCrN-based材质的第一涂层之间具有较好的附着性能，以保证TiN材质的第二涂层不会脱落，同时TiN材质的第二涂层具有良好的润滑性以改善刀槽和排屑槽干涩的问题，有助于延长用于实心钻孔工艺的多刃钻的使用寿命。

在其中一个实施例中，所述主切削刃、所述容屑槽以及所述排屑槽的数量为三。

本申请的技术方案中，实心钻孔的加工过程中加工阻力相对于扩孔工艺更大，用于实心钻孔工艺的多刃钻的主切削刃为波形刃，波形刃使主切削刃的各点刃倾角、工作前角以及承担的切削负荷均不相同，而且波形刃使同一端截面内的齿距也不相同，从而大大减轻了切削力变化的周期性，使切削过程较平稳，有利于多刃钻在实心钻孔的加工过程中减少加工阻力，优化多刃钻的钻头定心效果，有效解决了传统多刃钻的直线状刃口在实心钻孔的加工过程中的加工负载大、且不易断屑的问题；实心钻孔的加工过程中的排屑量相对于扩孔工艺更大，容屑槽设置于主切削刃与排屑槽之间，容屑槽的槽底为圆弧状，圆弧形的容屑槽具有更大的排屑空间，可以有效解决多刃钻在实心钻孔的加工过程中排屑不畅导致的加工质量问题，且圆弧形的容屑槽还能在实心钻孔的加工过程中对切削下来的铁屑进行卷屑，使得铁屑形变，从而起到断屑的作用。

附图说明

图1为本申请用于实心钻孔工艺的多刃钻一实施例的结构示意图。

图2为图1中A处的局部放大结构示意图。

图3为本申请用于实心钻孔工艺的多刃钻一实施例的主切削刃（a）与传统钻头的主切削刃（b）结构的对比示意图。

图4为本申请用于实心钻孔工艺的多刃钻一实施例的容屑槽（c）与传统钻头的容屑槽（d）结构的对比示意图。

附图中元器件标号说明：

1000、用于实心钻孔工艺的多刃钻；100、刀体；200、刀柄；110、端面；120、外壁面；130、第一直径；140、第二直径；150、第一角度；160、第二角度；170、R角；111、主切削刃；112、排屑槽；113、容屑槽；114、端刃；121、刀槽；122、周刃；111'、主切削刃（对比）；113'、容屑槽（对比）。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，若有出现这些术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等，这些术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，若有出现这些术语“第一”、“第二”，这些术语仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，若有出现术语“多个”，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等，这些术语应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现第一特征在第二特征“上”或“下”等类似的描述，其含义可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，若元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。若一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。如若存在，本申请所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

参阅图1和图2，图1示出了本身申请用于实心钻孔工艺的多刃钻1000一实施例的结构示意图，图2示出了图1中A处的局部放大结构示意图。本申请提出一种用于实心钻孔工艺的多刃钻1000，用于实心钻孔工艺的多刃钻1000包括刀体100，刀体100包括多个主切削刃111、多个排屑槽112以及多个容屑槽113，刀体100具有端面110和外壁面120，端面110和外壁面120共同围成圆柱体结构，用于实心钻孔工艺的多刃钻1000具有第一直径130，第一直径130为端面110的直径，第一直径130的大小为D；主切削刃111、排屑槽112以及容屑槽113设置于端面110，以端面110的圆心为中心，多个主切削刃111之间成固定角度，多个排屑槽112之间成固定角度，多个容屑槽113之间成固定角度，容屑槽113设置于主切削刃111与排屑槽112之间，容屑槽113的槽底为圆弧状，主切削刃111为波形刃。

参阅图3和图4，图3示出了本申请用于实心钻孔工艺的多刃钻1000一实施例的主切削刃111与传统钻头的主切削刃（对比）111'结构的对比示意图，图4示出了本申请用于实心钻孔工艺的多刃钻1000一实施例的容屑槽113与传统钻头的容屑槽（对比）113'结构的对比示意图。实心钻孔的加工过程中加工阻力相对于扩孔工艺更大，用于实心钻孔工艺的多刃钻1000的主切削刃111为波形刃（参见a），波形刃使主切削刃111的各点刃倾角、工作前角以及承担的切削负荷均不相同，而且波形刃使同一端截面内的齿距也不相同，从而大大减轻了切削力变化的周期性，使切削过程较平稳，有利于多刃钻在实心钻孔的加工过程中减少加工阻力，优化多刃钻的钻头定心效果，有效解决了传统多刃钻的直线状刃口（参见b）在实心钻孔的加工过程中的加工负载大、且不易断屑的问题；实心钻孔的加工过程中的排屑量相对于扩孔工艺更大，容屑槽113设置于主切削刃111与排屑槽112之间，容屑槽113的槽底为圆弧状（参见c），圆弧形的容屑槽113具有更大的排屑空间，可以有效解决传统多刃钻的容屑槽（对比）113'（参见d）在实心钻孔的加工过程中排屑不畅导致的加工质量问题，且圆弧形的容屑槽113还能在实心钻孔的加工过程中对切削下来的铁屑进行卷屑，使得铁屑形变，从而起到断屑的作用。

主切削刃111、容屑槽113以及排屑槽112的数量根据实际应用确定，在此不做具体限定。示例性地，主切削刃111、容屑槽113以及排屑槽112的数量为三。

在主切削刃111以及排屑槽112之间使用成型砂轮切出一个圆弧形的容屑槽113，加大容屑空间。

参阅图2，波形刃具有控制波形大小的R角170，R角170的大小为25%D。R角170的大小为四分之一的端面110直径时，波形刃用于形成波形的两段刃口的相交处会形成平滑的刃形，避免两端刃口相交形成尖点。

参阅图2，刀体100还包括端刃114，端刃114与主切削刃111相交并形成用于实心钻孔工艺的多刃钻1000的钻尖，钻尖具有第一角度150，第一角度150的大小为110°。端刃114与主切削刃111形成的钻尖在用于实心钻孔工艺时起到定心作用，第一角度150太小时，用于实心钻孔工艺的多刃钻1000在微钻切入时，主切削刃111会比钻尖先接触工件，容易引起崩刃，钻尖的第一角度150的大小设置为110°，有利于避免崩刃的现象。

参阅图2，用于实心钻孔工艺的多刃钻1000还具有第二直径140，第二直径140的大小为27%D，R角170的顶点落在第二直径140所在圆的圆周上，形成第一角度150的角边的终点落在第二直径140所在圆的圆周上。主切削刃111形成有钻头切削刃角，钻头切削刃角具有第二角度160，第二角度160的大小为140°。主切削刃111的钻头切削刃角在实心钻孔工艺中起到切削工件材料的作用。

参阅图1，沿圆柱体结构的轴向，刀体100还包括在外壁面120沿多条螺旋线设置的多条刀槽121，多条螺旋线的起点沿端面110的周向依次设置。实心钻孔过程中，随着用于实心钻孔工艺的多刃钻1000不断深入工件内部切削钻孔，通过刀槽121将切削下来的铁屑排出，刀槽121形成了用于实心钻孔工艺的多刃钻1000的前刀面，形成了排屑、容屑以及切削液流入的空间。

参阅图1，沿圆柱体结构的轴向，刀体100还包括在外壁面120沿多条螺旋线设置的多条周刃122，多条周刃122形成于多条刀槽121的槽壁。刀槽121和周刃122的数量根据实际应用确定，在此不做具体限定。示例性地，刀槽121和周刃122的数量为三。用于实心钻孔工艺的多刃钻1000不断深入工件内部切削钻孔的过程中，周刃122作为用于实心钻孔工艺的多刃钻1000的副切削刃，在实心钻孔的过程中起到了引导用于实心钻孔工艺的多刃钻1000不断深入的作用以及修光孔壁的作用。

参阅图1，用于实心钻孔工艺的多刃钻1000还包括刀柄200，刀柄200与刀体100连接，刀柄200和刀体100呈以公共轴线为中心的同轴圆柱体结构。通过刀柄200将用于实心钻孔工艺的多刃钻1000安装在驱动装置上，以进行实心钻孔。

较优地，用于实心钻孔工艺的多刃钻1000的基体为硬质合金，用于实心钻孔工艺的多刃钻1000表面设置有复合涂层，复合涂层包括依次设置于用于实心钻孔工艺的多刃钻1000表面的第一涂层和第二涂层，第一涂层的材质为AlCrN-based，第二涂层的材质为TiN。AlCrN-based材质的第一涂层和用于实心钻孔工艺的多刃钻1000的基体（硬质合金）之间的粘合度高且AlCrN-based材质涂层具有良好的耐高温和耐磨性能；然而AlCrN-based材质的第一涂层的抗粘黏性差，容易导致刀槽121和排屑槽112内的摩擦系数变高，具有加工时排屑不畅甚至断刀的风险，因此在AlCrN-based材质的第一涂层上增加TiN材质的第二涂层，TiN材质的第二涂层与AlCrN-based材质的第一涂层之间具有较好的附着性能，以保证TiN材质的第二涂层不会脱落，同时TiN材质的第二涂层具有良好的润滑性以改善刀槽121和排屑槽112干涩的问题，有助于延长用于实心钻孔工艺的多刃钻1000的使用寿命。

本申请的技术方案中，实心钻孔的加工过程中加工阻力相对于扩孔工艺更大，用于实心钻孔工艺的多刃钻1000的主切削刃111为波形刃，波形刃使主切削刃111的各点刃倾角、工作前角以及承担的切削负荷均不相同，而且波形刃使同一端截面内的齿距也不相同，从而大大减轻了切削力变化的周期性，使切削过程较平稳，有利于多刃钻在实心钻孔的加工过程中减少加工阻力，优化多刃钻的钻头定心效果，有效解决了传统多刃钻的直线状刃口在实心钻孔的加工过程中的加工负载大、且不易断屑的问题；实心钻孔的加工过程中的排屑量相对于扩孔工艺更大，容屑槽113设置于主切削刃111与排屑槽112之间，容屑槽113的槽底为圆弧状，圆弧形的容屑槽113具有更大的排屑空间，可以有效解决多刃钻在实心钻孔的加工过程中排屑不畅导致的加工质量问题，且圆弧形的容屑槽113还能在实心钻孔的加工过程中对切削下来的铁屑进行卷屑，使得铁屑形变，从而起到断屑的作用。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种用于实心钻孔工艺的多刃钻，其特征在于，所述用于实心钻孔工艺的多刃钻包括刀体，所述刀体包括多个主切削刃、多个排屑槽以及多个容屑槽，所述刀体具有端面和外壁面，所述端面和所述外壁面共同围成圆柱体结构，所述用于实心钻孔工艺的多刃钻具有第一直径，所述第一直径为所述端面的直径，所述第一直径的大小为D；所述主切削刃、所述排屑槽以及所述容屑槽设置于所述端面，以所述端面的圆心为中心，多个所述主切削刃之间成固定角度，多个所述排屑槽之间成固定角度，多个所述容屑槽之间成固定角度，所述容屑槽设置于所述主切削刃与所述排屑槽之间，所述容屑槽的槽底为圆弧状，所述主切削刃为波形刃。

2.根据权利要求1所述的用于实心钻孔工艺的多刃钻，其特征在于，所述波形刃具有控制波形大小的R角，所述R角的大小为25%D。

3.根据权利要求2所述的用于实心钻孔工艺的多刃钻，其特征在于，所述刀体还包括端刃，所述端刃与所述主切削刃相交并形成所述用于实心钻孔工艺的多刃钻的钻尖，所述钻尖具有第一角度，所述第一角度的大小为110°。

4.根据权利要求3所述的用于实心钻孔工艺的多刃钻，其特征在于，所述用于实心钻孔工艺的多刃钻还具有第二直径，所述第二直径的大小为27%D，所述R角的顶点落在所述第二直径所在圆的圆周上，形成所述第一角度的角边的终点落在所述第二直径所在圆的圆周上。

5.根据权利要求1所述的用于实心钻孔工艺的多刃钻，其特征在于，所述主切削刃形成有钻头切削刃角，所述钻头切削刃角具有第二角度，所述第二角度的大小为140°。

6.根据权利要求1所述的用于实心钻孔工艺的多刃钻，其特征在于，沿所述圆柱体结构的轴向，所述刀体还包括在所述外壁面沿多条螺旋线设置的多条刀槽，多条所述螺旋线的起点沿所述端面的周向依次设置。

7.根据权利要求6所述的用于实心钻孔工艺的多刃钻，其特征在于，沿所述圆柱体结构的轴向，所述刀体还包括在所述外壁面沿多条所述螺旋线设置的多条周刃，多条所述周刃形成于多条所述刀槽的槽壁。

8.根据权利要求1所述的用于实心钻孔工艺的多刃钻，其特征在于，所述用于实心钻孔工艺的多刃钻还包括刀柄，所述刀柄与所述刀体连接，所述刀柄和所述刀体呈以公共轴线为中心的同轴圆柱体结构。

9.根据权利要求1所述的用于实心钻孔工艺的多刃钻，其特征在于，所述用于实心钻孔工艺的多刃钻的基体为硬质合金，所述用于实心钻孔工艺的多刃钻表面设置有复合涂层，所述复合涂层包括依次设置于所述用于实心钻孔工艺的多刃钻表面的第一涂层和第二涂层，所述第一涂层的材质为AlCrN-based，所述第二涂层的材质为TiN。

10.根据权利要求1所述的用于实心钻孔工艺的多刃钻，其特征在于，所述主切削刃、所述容屑槽以及所述排屑槽的数量为三。