專利名稱：無(wú)刃熱塑鉆具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鉆具，尤其是涉及一種無(wú)刃熱塑鉆具，它主要用于在薄金屬工件上鉆出需要螺紋攻絲的底孔。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的各種金屬工件上的孔的加工主要采用切削工藝，尤以鉆削為主要加工手段，即采用有刃鉆頭通過(guò)切削加工成孔。這些鉆頭主要包括夾持段和工作段，在工作段上具有各種各樣的切削刃，在加工過(guò)程中動(dòng)力源通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)，使鉆頭上的切削刃切入工件形成所需要的鉆孔，被切掉的工件材料以切屑的形式排出，所加工出的孔的直徑與鉆頭工作段的直徑相同，孔的長(zhǎng)度不超過(guò)工件的厚度。這種鉆頭的優(yōu)點(diǎn)是可以在厚工件上加工出長(zhǎng)徑比很大的孔，但也存在著不足之處，在一些需要相互連接的薄金屬工件上，只能加工出長(zhǎng)度與工件壁厚相同的孔，孔的長(zhǎng)徑比很小，不能用于攻絲和螺紋連接，因此薄金屬工件之間還需要其他的連接部件才能相互連接在一起。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀而提供一種能夠在薄金屬工件上鉆出具有足夠的長(zhǎng)徑比、能夠用于攻絲的底孔的無(wú)刃熱塑鉆具。
本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為一種無(wú)刃熱塑鉆具，包括夾持段和工作段，所述的工作段由具有第一錐角的錐形摩擦段、具有第二錐角的錐形擠壓段、圓柱形的定尺光整段和整形盤組成，所述的摩擦段的前端為一個(gè)半徑為0.5mm～1.5mm的球面，所述的第一錐角為85度～95度，所述的第二錐角為35度～45度。
所述的第一錐角最好為90度。
所述的第二錐角最好為39度。
所述的定尺光整段的長(zhǎng)徑比應(yīng)大于1.5，所述的定尺光整段的直徑可以根據(jù)所需底孔的直徑來(lái)確定。
所述的整形盤的下端面可以為光滑平面，所述的整形盤的直徑為所述的定尺光整段直徑的1.7倍。
所述的整形盤的下端面也可以為端面銑刀，所述的整形盤的直徑為所述的定尺光整段直徑的1.7倍。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于可以在薄金屬工件上鉆出具有上下凸臺(tái)和足夠長(zhǎng)徑比的底孔以用于攻絲及可靠的螺紋連接；加工過(guò)程中無(wú)切屑產(chǎn)生，無(wú)須切削液，有利于環(huán)境保護(hù)；孔的尺寸一致性好，表面質(zhì)量好，攻絲前無(wú)需檢驗(yàn)；孔附近材料的金相組織得到明顯改善，孔表面硬度明顯高于母材硬度；鉆具上無(wú)切削刃，因此鉆具的壽命長(zhǎng)，加工效率高；摩擦段的前端選擇小球面，由于在一定壓力下小球面與工件的實(shí)際接觸情況為面接觸，因此能夠保證有較大的初始接觸摩擦面，能夠快速產(chǎn)生摩擦熱量使接觸部位快速升溫，整形盤可以對(duì)孔上端的金屬材料修整成型，光滑平面結(jié)構(gòu)可在壓力作用下對(duì)孔上端金屬進(jìn)行反復(fù)熨壓，使之形成表面光滑的凸臺(tái)，端面銑刀結(jié)構(gòu)可將孔上端的金屬銑掉，從而在孔上端加工出平整表面。


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為使用本實(shí)用新型的鉆具進(jìn)行熱塑鉆孔的過(guò)程示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
實(shí)施例一如圖1所示，一種無(wú)刃熱塑鉆具，由夾持段1和工作段2構(gòu)成，工作段2由具有第一錐角α＝85度的錐形摩擦段3、具有第二錐角β＝35度的錐形擠壓段4、具有直徑D1的圓柱形的定尺光整段5和具有直徑D2的整形盤6組成，摩擦段3的前端為一個(gè)半徑R為0.5mm的球面7，定尺光整段5的長(zhǎng)度L與直徑D1之比L/D1＞1.5，整形盤6的下端面為光滑平面，整形盤6的直徑D2為定尺光整段5的直徑D1的1.7倍，定尺光整段5的直徑D1是由底孔的直徑來(lái)確定的。
實(shí)施例二如圖1所示，一種無(wú)刃熱塑鉆具，由夾持段1和工作段2構(gòu)成，工作段2由具有第一錐角α＝90度的錐形摩擦段3、具有第二錐角β＝39度的錐形擠壓段4、具有直徑D1的圓柱形的定尺光整段5和具有直徑D2的整形盤6組成，摩擦段3的前端為一個(gè)半徑R為1.0mm的球面7，定尺光整段5的長(zhǎng)度L與直徑D1之比L/D1＞1.5，整形盤6的下端面為光滑平面，整形盤6的直徑D2為定尺光整段5的直徑D1的1.7倍，定尺光整段5的直徑D1是由底孔的直徑來(lái)確定的。
實(shí)施例三如圖1所示，一種無(wú)刃熱塑鉆具，由夾持段1和工作段2構(gòu)成，工作段2由具有第一錐角α＝95度的錐形摩擦段3、具有第二錐角β＝45度的錐形擠壓段4、具有直徑D1的圓柱形的定尺光整段5和具有直徑D2的整形盤6組成，摩擦段3的前端為一個(gè)半徑R為1.5mm的球面7，定尺光整段5的長(zhǎng)度L與直徑D1之比L/D1＞1.5，整形盤6的下端面為端面銑刀，整形盤6的直徑D2為定尺光整段5的直徑D1的1.8倍，定尺光整段5的直徑D1是由底孔的直徑來(lái)確定的。
圖2是采用本實(shí)用新型進(jìn)行無(wú)屑熱塑鉆孔過(guò)程示意圖。a)圖為鉆具在主軸驅(qū)動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn)，同時(shí)沿軸向進(jìn)給使摩擦段與工件剛剛接觸并開始摩擦加熱時(shí)的狀態(tài)；b)圖為擠壓段開始進(jìn)入工作時(shí)的狀態(tài)；c)圖為摩擦段和擠壓段處于深度工作、定尺光整段剛進(jìn)入工作時(shí)的狀態(tài)；d)圖為定尺光整段和整形盤處于工作時(shí)的狀態(tài)。
使用本實(shí)用新型的鉆具的工作過(guò)程如下首先將鉆具的夾持段夾在機(jī)床或其他工具的主軸上，由主軸帶動(dòng)鉆具高速旋轉(zhuǎn)，同時(shí)帶動(dòng)鉆具沿軸向進(jìn)給，當(dāng)鉆具摩擦段與薄金屬工件接觸時(shí)，摩擦段端部的小球面首先與工件表面接觸，由于在一定壓力下兩者的實(shí)際接觸情況為面接觸，因此保證有較大的初始接觸摩擦面積，能夠快速產(chǎn)生摩擦熱量使接觸部位快速升溫，并使工件局部達(dá)到熱塑性狀態(tài)；隨著鉆具向下的進(jìn)給，工件初始摩擦部位達(dá)到熱塑狀態(tài)的金屬材料在鉆具摩擦段的擠壓下向側(cè)上方流動(dòng)，形成孔的上凸臺(tái)，同時(shí)使擠壓段進(jìn)入工作狀態(tài)；擠壓段進(jìn)入工作后，一方面對(duì)被摩擦段加熱到熱塑性狀態(tài)的金屬流動(dòng)方向進(jìn)行導(dǎo)向，另一方面對(duì)側(cè)壁金屬進(jìn)行擠壓摩擦加熱，擴(kuò)大熱塑性狀態(tài)的區(qū)域，促進(jìn)孔的形成，在薄金屬工件被摩擦段鉆透后，處于熱塑性狀態(tài)的金屬材料在擠壓段的擠壓下向側(cè)下方流動(dòng)，形成孔的下凸臺(tái)；隨著摩擦段與擠壓段順序通過(guò)薄金屬工件形成孔并順序退出工作區(qū)域，定尺光整段進(jìn)入工作區(qū)域，由于擠壓段所形成的孔壁逐漸冷卻，孔徑開始收縮，因此定尺光整段一方面用于保證孔徑精度，另一方面對(duì)冷卻收縮的孔壁進(jìn)行熨壓以獲得光滑的孔壁和良好的孔壁表面應(yīng)力；整形盤略微滯后于定尺光整段進(jìn)入工作狀態(tài)，整形盤的主要功能是對(duì)流動(dòng)到孔上端的金屬材料進(jìn)行修整成型，以便于螺釘連接，整形盤的下端面可以有兩種結(jié)構(gòu)，光滑平面結(jié)構(gòu)可以在壓力的作用下對(duì)孔上端的金屬進(jìn)行熨壓，使之形成表面光滑的上凸臺(tái)，端面銑刀結(jié)構(gòu)可以將孔上端的金屬銑掉，從而在孔上端加工出平整表面。
權(quán)利要求1.一種無(wú)刃熱塑鉆具，包括夾持段和工作段，其特征在于所述的工作段由具有第一錐角的錐形摩擦段、具有第二錐角的錐形擠壓段、圓柱形的定尺光整段和整形盤組成，所述的摩擦段的前端為一個(gè)半徑為0.5mm～1.5mm的球面，所述的第一錐角為85度～95度，所述的第二錐角為35度～45度。
2.如權(quán)利要求1所述的無(wú)刃熱塑鉆具，其特征在于所述的第一錐角為90度。
3.如權(quán)利要求1所述的無(wú)刃熱塑鉆具，其特征在于所述的第二錐角為39度。
4.如權(quán)利要求1所述的無(wú)刃熱塑鉆具，其特征在于所述的定尺光整段的長(zhǎng)徑比大于1.5。
5.如權(quán)利要求1所述的無(wú)刃熱塑鉆具，其特征在于所述的整形盤的下端面為光滑平面，所述的整形盤的直徑為所述的定尺光整段直徑的1.7倍。
6.如權(quán)利要求1所述的無(wú)刃熱塑鉆具，其特征在于所述的整形盤的下端面為端面銑刀，所述的整形盤的直徑為所述的定尺光整段直徑的1.7倍。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種無(wú)刃熱塑鉆具，包括夾持段和工作段，特點(diǎn)是工作段由具有第一錐角的錐形摩擦段、具有第二錐角的錐形擠壓段、圓柱形的定尺光整段和整形盤組成，摩擦段的前端為一個(gè)半徑為0.5mm～1.5mm的球面，第一錐角為85度～95度，第二錐角為35度～45度，優(yōu)點(diǎn)在于可以在薄金屬工件上鉆出具有上下凸臺(tái)和足夠長(zhǎng)徑比的底孔以用于攻絲及可靠的螺紋連接；加工過(guò)程中無(wú)切屑產(chǎn)生，無(wú)須切削液，有利于環(huán)境保護(hù)；孔的尺寸一致性好，表面質(zhì)量好，攻絲前無(wú)需檢驗(yàn)；孔附近材料的金相組織得到明顯改善，孔表面硬度明顯高于母材硬度；鉆具上無(wú)切削刃，因此鉆具的壽命長(zhǎng)，加工效率高。
文檔編號(hào)B23B51/00GK2684978SQ200420021380
公開日2005年3月16日 申請(qǐng)日期2004年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月25日
發(fā)明者鄭堤 申請(qǐng)人:寧波大學(xué)