本發(fā)明涉及金屬切削技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鉆削加工刀具。

背景技術(shù)：

鉆削加工刀具切削時(shí)主要是切削端部承受切削力，螺旋槽和加工表面形成封閉區(qū)域，切屑只能從切削端部經(jīng)螺旋槽排出，切屑排除困難，為了保證孔的加工深度，鉆削加工刀具切削端部一般具有較大的懸伸，當(dāng)切削端部受力不均時(shí)切削端部較夾持的柄部會產(chǎn)生大的撓度，同時(shí)當(dāng)切屑不能極時(shí)排出工件之外，積留的切屑和螺旋槽、加工表面形成劇烈刮擦擠壓，刀體會因?yàn)橹芟蚴芰κШ鈴亩a(chǎn)生振動，不但降低了加工表面質(zhì)量，而且會使鉆削加工刀具壽命大幅降低。

現(xiàn)有技術(shù)中，為了降低刀具使用成本，通常將鉆削加工刀具設(shè)計(jì)分體式結(jié)構(gòu)，端部切削區(qū)域從刀體上分離形成單獨(dú)的切削單元，夾持部單獨(dú)形成刀體，切削單元可重復(fù)裝卸于刀體上，切削單元由內(nèi)刀片、外刀片兩片刀片組成，分別完成孔的小徑中心柱區(qū)域、大徑周向環(huán)列區(qū)域的加工，由于鉆削加工刀具要求具有盲孔加工能力且一組內(nèi)刀片、外刀片組合應(yīng)用于多種不同直徑鉆削加工刀具，因而，內(nèi)刀片切削刃要求跨過刀具的中心軸設(shè)置，而外刀片鄰近加工表面設(shè)置，通過內(nèi)刀片、外刀片組合成一條完整的切削刃，由于該類孔加工具采用不對稱切削刃結(jié)構(gòu)，內(nèi)刀片、外刀片完成的加工區(qū)域不相同，從而內(nèi)刀片、外刀片的周向受力較難平衡，切削時(shí)產(chǎn)生的扭矩不對稱，易產(chǎn)生撓度變形和切削振動，導(dǎo)致加工孔直徑誤差大、加工表面質(zhì)量差。

內(nèi)切削刀片、外切削刀片使用同一款大致直線刃形的正方形刀片，由于可以減少刀片種類，裝有該刀片的鉆孔刀具在行業(yè)內(nèi)得到廣泛使用。但隨著切削速度、切削進(jìn)給要求的提高，采用直線刃形的內(nèi)、外切削刀片徑向受力差距變大，切削時(shí)刀體易發(fā)生撓度變形，造成振動加劇、表面質(zhì)量差和加工尺寸一致性差，同時(shí)由于鉆孔刀具直徑規(guī)格多，為了便于使用和管理，一規(guī)格刀片要完成多種直徑不同的鉆孔刀具的應(yīng)用，通過外切削刀片徑向移動改變刀具切削直徑時(shí)，內(nèi)、外切削刀片的材料除去量差異放大，采用直線刃形結(jié)構(gòu)內(nèi)、外切削刀片的徑向受力較難平衡且斷屑效果不理想，容易造成加工表面質(zhì)量、形狀尺寸精度差、切屑排除不暢、刀片切削性能波動大等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種切入穩(wěn)定、切削振動小、加工表面質(zhì)量好的鉆削加工刀具。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種鉆削加工刀具，包括刀體，所述刀體包括柄部、切削端部以及位于所述柄部、切削端部之間的周面，所述柄部、周面均關(guān)于所述刀體的中心軸對稱，所述切削端部上設(shè)有和周面上的螺旋槽相通的中心槽和周向槽，所述中心槽鄰近中心軸設(shè)置，所述周向槽鄰近周面設(shè)置，所述中心槽和周向槽內(nèi)均裝設(shè)有相同的孔加工刀片，所述孔加工刀片包括呈四邊形板狀的刀片本體，所述刀片本體由上表面、下表面以及連接上表面和下表面的側(cè)面圍成，所述上表面與側(cè)面相交形成四條相同的主切削刃和位于相鄰主切削刃之間的四條拐角切削刃，裝設(shè)在所述中心槽內(nèi)的孔加工刀片為內(nèi)刀片，裝設(shè)在所述周向槽的孔加工刀片為外刀片，所述內(nèi)刀片的主切削刃和所述外刀片的主切削刃組合形成用于加工孔的完整切削刃，所述主切削刃上設(shè)有在側(cè)面方向上呈波形的波形切削刃，加工時(shí)，在所述刀體的中心軸方向上，所述內(nèi)刀片的波形切削刃連續(xù)切入工件，所述外刀片的波形切削刃斷續(xù)切入工件。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：

所述主切削刃包括直線切削刃和在上表面方向上呈弧形的弧形切削刃，所述波形切削刃的波峰均位于所述弧形切削刃上。

所述內(nèi)刀片的主切削刃繞所述中心軸的旋轉(zhuǎn)和所述外刀片的主切削刃產(chǎn)生重疊切削區(qū)域，在該區(qū)域內(nèi)，內(nèi)刀片的直線切削刃先于所述外刀片的弧形切削刃與工件接觸且在中心軸方向上最小的優(yōu)先距離為d，且滿足：0.02mm≤d≤0.3mm。

所述波形切削刃包括多個相同的波形單元，所述波形單元包括波峰、波谷以及位于波峰、波谷之間的波牙，在所述上表面方向上，所述波峰、波谷為圓弧線，所述波牙為直線。

所述外刀片參與切削的波形切削刃切入工件時(shí)，在所述中心軸方向上，所述波形單元斷續(xù)切入工件。

所述弧形切削刃與相鄰的拐角切削刃之間設(shè)有刃形與所述弧形切削刃不同的第三切削刃，所述第三切削刃在所述主切削刃延伸方向上的長度為H，且滿足：0.2mm≤H≤1.2mm。

所述外刀片鄰近孔加工表面的第三切削刃在中心軸的旋轉(zhuǎn)方向上與中心軸平行，且該第三切削刃和加工孔表面之最大距離為d1，應(yīng)滿足：0.002mm≤d1≤0.03mm。

所述內(nèi)刀片參與切削主切刃上的直線切削刃在中心軸的旋轉(zhuǎn)方向上，和法向于中心軸的平面的夾角為λ，應(yīng)滿足：2°≤λ≤8°。

所述外刀片參與切削主切刃上的直線切削刃在中心軸的旋轉(zhuǎn)方向上，和法向于中心軸的平面的夾角為ω，應(yīng)滿足：12°≤ω≤24°。

所述側(cè)面包括與所述主切削刃對應(yīng)的主側(cè)面以及與所述拐角切削刃對應(yīng)的拐角面，所述主側(cè)面包括分別與所述直線切削刃、弧形切削刃、波形切削刃對應(yīng)的直側(cè)面、弧側(cè)面和波側(cè)面。

所述內(nèi)刀片通過下表面、弧側(cè)面和刀體的中心槽定位接觸，所述外刀片通過下表面、弧側(cè)面和刀體的周向槽定位接觸。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

本發(fā)明的鉆削加工刀具，只需要安裝同一種規(guī)格的孔加工刀片即可滿足內(nèi)刀片、外刀片不同切削工況的需求，極大降低孔加工刀片制造難度和庫存，內(nèi)刀片、外刀片上都設(shè)有波形切削刃，在孔加工過程中，在刀體的中心軸方向上，內(nèi)刀片、外刀片的波形切削刃有效增加了切削刃和工件的接觸長度，降低單位主切削刃上的切削力，且切削力在多個方向上離散分布，降低鉆削加工刀具的徑向受力，減少鉆削加工刀具刀體的撓度變形，降低對鉆削加工刀具剛性的要求，提高鉆削加工刀具的鉆孔深度；內(nèi)刀片的波形切削刃連續(xù)切入工件，有效消除內(nèi)刀片主切削刃的應(yīng)力集中，保證內(nèi)刀片切屑連續(xù)形成且產(chǎn)生大寬度的的切屑，即使內(nèi)刀片切削時(shí)具有更小空間和更小升角的螺旋槽時(shí)，仍可以保證切屑快速排出工件。同時(shí)，雖然外刀片承受更高的材料除去量，但外刀片的波形切削刃有序斷續(xù)切入工件，只承受小的切削沖擊，通過精確設(shè)計(jì)波形切削刃在上表面上的槽型，縮小切屑的寬度，便于切屑快速折斷排出，避免了切屑和加工表面摩擦、擠壓造成刀頭崩缺，延長外刀片使用壽命，從而使外刀片和內(nèi)刀片的壽命相匹配，降少更換孔加工刀片的頻率；當(dāng)鉆削加工刀具內(nèi)刀片、外刀片完全切入工件后，外刀片參與加工的波形切削刃在孔的底部和工件形成旋轉(zhuǎn)凹凸配合，在鉆孔過程中，旋轉(zhuǎn)凹凸配合對鉆削加工刀具在徑向、周向兩個方向上都能起到導(dǎo)向作用，可有效抑制、衰減鉆削加工刀具切削區(qū)域振動的產(chǎn)生，保證切削的穩(wěn)定，提高加工表面尺寸精度、表面質(zhì)量。

附圖說明

圖1是本發(fā)明鉆削加工刀具的立體圖。

圖2是本發(fā)明鉆削加工刀具的主視圖。

圖3是圖2中A處放大圖。

圖4是本發(fā)明鉆削加工刀具的左視圖。

圖5是本發(fā)明鉆削加工刀具的內(nèi)刀片和外刀片在鉆削加工刀具的同一直徑面上的示意圖。

圖6是本發(fā)明鉆削加工刀具的切削刀片的立體圖。

圖7是本發(fā)明鉆削加工刀具的切削刀片的主視圖。

圖8是本發(fā)明鉆削加工刀具的切削刀片的后視圖。

圖9是本發(fā)明鉆削加工刀具的切削刀片的仰視圖。

圖中各標(biāo)號表示：

1、刀片本體；2、上表面；3、下表面；4、側(cè)面；41、主側(cè)面；411、直側(cè)面；412、弧側(cè)面；413、波側(cè)面；42、拐角面；5、主切削刃；6、拐角切削刃；7、直線切削刃；8、弧形切削刃；9、波形切削刃；10、波形單元；101、波峰；102、波谷；103、波牙；11、第三切削刃；20、刀體；21、柄部；22、切削端部；23、周面；24、中心軸；25、螺旋槽；26、中心槽；27、周向槽；28、內(nèi)冷孔；31、內(nèi)刀片；32、外刀片。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

圖1至圖9示出了本發(fā)明鉆削加工刀具的一種實(shí)施例，該鉆削加工刀具包括包括刀體20，刀體20包括柄部21、切削端部22以及位于柄部21、切削端部22之間的周面23，柄部21、周面23均關(guān)于刀體20的中心軸24對稱，切削端部22上設(shè)有和周面23上的螺旋槽25相通的中心槽26和周向槽27，中心槽26鄰近中心軸24設(shè)置，周向槽27鄰近周面23設(shè)置，中心槽26和周向槽27內(nèi)均裝設(shè)有相同的孔加工刀片，孔加工刀片包括呈四邊形板狀的刀片本體1，刀片本體1由上表面2、下表面3以及連接上表面2和下表面3的側(cè)面4圍成，上表面2與側(cè)面4相交形成四條相同的主切削刃5和位于相鄰主切削刃5之間的四條拐角切削刃6，裝設(shè)在中心槽26內(nèi)的孔加工刀片為內(nèi)刀片31，裝設(shè)在周向槽27的孔加工刀片為外刀片32，內(nèi)刀片31的主切削刃5和外刀片32的主切削刃5組合形成用于加工孔的完整切削刃，主切削刃5上設(shè)有在側(cè)面4方向上呈波形的波形切削刃9，加工時(shí)，在刀體20的中心軸24方向上，內(nèi)刀片31的波形切削刃9連續(xù)切入工件，外刀片32的波形切削刃9斷續(xù)切入工件，本實(shí)施例的鉆削加工刀具，只需要安裝同一種規(guī)格的孔加工刀片即可滿足內(nèi)刀片31、外刀片32不同切削工況的需求，極大降低孔加工刀片制造難度和庫存，內(nèi)刀片31、外刀片32上都設(shè)有波形切削刃9，在孔加工過程中，在刀體的中心軸24方向上，內(nèi)刀片31、外刀片32的波形切削刃9有效增加了切削刃和工件的接觸長度，降低單位長度主切削刃5上的切削力，且切削力在多個方向上離散分布，降低鉆削加工刀具的徑向受力，減少鉆削加工刀具刀體的撓度變形，降低對鉆削加工刀具剛性的要求，提高鉆削加工刀具的鉆孔深度；內(nèi)刀片31的波形切削刃9連續(xù)切入工件，有效消除內(nèi)刀片主切削刃的應(yīng)力集中，保證內(nèi)刀片31切屑連續(xù)形成且產(chǎn)生大寬度的的切屑，即使內(nèi)刀片31切削時(shí)具有更小空間和更小升角的螺旋槽時(shí)，仍可以保證切屑快速排出工件；同時(shí)，雖然外刀片32承受更高的材料除去量，但外刀片32的波形切削刃9有序斷續(xù)切入工件，只承受小的切削沖擊，通過精確設(shè)計(jì)波形切削刃9在上表面2上的槽型，縮小切屑的寬度，便于切屑快速折斷排出，避免了切屑和加工表面摩擦、擠壓造成刀頭崩缺，延長外刀片32的使用壽命，從而使外刀片32和內(nèi)刀片31的壽命相匹配，降少更換孔加工刀片的頻率；當(dāng)鉆削加工刀具內(nèi)刀片31、外刀片32完全切入工件后，外刀片32參與加工的波形切削刃9在孔的底部和工件形成旋轉(zhuǎn)凹凸配合，在鉆孔過程中，旋轉(zhuǎn)凹凸配合對鉆削加工刀具在徑向、周向兩個方向上都能起到導(dǎo)向作用，可有效抑制、衰減鉆削加工刀具切削區(qū)域振動的產(chǎn)生，保證切削的穩(wěn)定，提高加工表面尺寸精度、表面質(zhì)量。

本實(shí)施例中，主切削刃5包括直線切削刃7和在上表面2方向上呈弧形的弧形切削刃8，波形切削刃9設(shè)置在弧形切削刃8上，直線切削刃7可以保證孔加工刀片切入工件時(shí)的穩(wěn)定，波形切削刃9的波峰均位于弧形切削刃8上，即波形切削刃9跟隨弧形切削刃8發(fā)生規(guī)律變化。

內(nèi)刀片31的主切削刃5繞中心軸24的旋轉(zhuǎn)和外刀片32的主切削刃5產(chǎn)生重疊切削區(qū)域，在該區(qū)域內(nèi)，內(nèi)刀片31的直線切削刃7先于外刀片32的弧形切削刃8與工件接觸且在中心軸24方向上最小的優(yōu)先距離為d，為了保證且內(nèi)刀片31的波形切削刃9基本和內(nèi)刀片31的波形切削刃基本同時(shí)完成孔的切入過程，應(yīng)滿足：0.02mm≤d≤0.3mm，本實(shí)施例中，d=0.25mm。

本實(shí)施例中，波形切削刃9設(shè)有多個相同的波形單元10，波形單元10包括波峰101、波谷102以及位于波峰101、波谷102之間的波牙103，在上表面2方向上，波峰101、波谷102為圓弧線，波牙103為直線，當(dāng)同一孔加工刀片應(yīng)用于不同直徑規(guī)格的鉆削加工刀具時(shí)，只需要將外刀片在鉆削加工刀具在徑向移動，即相應(yīng)改變外刀片32的波形切削刃9參與切削的波形單元10的數(shù)量，而波形切削刃9的波形單元10的波峰101、波谷102和波牙103在鉆削加工刀具徑向的受力基本平衡，即使鉆削加工刀具直徑發(fā)生變化，外刀片32徑向受力平衡不會產(chǎn)生變化，使鉆削加工刀具性能穩(wěn)定，孔尺寸一致性、表面質(zhì)量好。

本實(shí)施例中，外刀片32參與切削的波形切削刃9切入工件時(shí)，在中心軸24方向上，波形單元10斷續(xù)切入工件。

為了進(jìn)一步提高加工表面質(zhì)量、減少切削振動，弧形切削刃8與相鄰的拐角切削刃6之間設(shè)有刃形與弧形切削刃8不同的第三切削刃11，第三切削刃11在主切削刃5延伸方向上的長度為H，且滿足：0.2mm≤H≤1.2mm，外刀片32鄰近孔加工表面的第三切削刃11在中心軸24的旋轉(zhuǎn)方向上與中心軸24平行，且該第三切削刃11和加工孔表面之最大距離為d1，應(yīng)滿足：0.002mm≤d1≤0.03mm。本實(shí)施例中，d1=0.01mm。

為了保證內(nèi)刀片31、外刀片32加入工件時(shí)切入平緩，鉆削加工刀具內(nèi)刀片31的參與切削主切刃5上的直線切削刃7在中心軸24的旋轉(zhuǎn)方向上，和法向于中心軸24的平面的夾角為λ，所述外刀片32參與切削主切刃5上的直線切削刃7在中心軸24的旋轉(zhuǎn)方向上，和法向于中心軸24的平面的夾角為ω，應(yīng)滿足：2°≤λ≤8°，12°≤ω≤24°，本實(shí)施例中，λ=6°，ω=18°。

本實(shí)施例中，側(cè)面4包括與主切削刃5對應(yīng)的主側(cè)面41以及與拐角切削刃6對應(yīng)的拐角面42，主側(cè)面41包括分別與直線切削刃7、弧形切削刃8、波形切削刃9對應(yīng)的直側(cè)面411、弧側(cè)面412和波側(cè)面413，內(nèi)刀片31通過下表面3、弧側(cè)面412和刀體20的中心槽26定位接觸，外刀片32通過下表面3、弧側(cè)面412和刀體20的周向槽27定位接觸，主切削刃5的弧形切削刃8的后角面弧側(cè)面412為平面，而弧形切削刃8的波形切削刃9第一后角面為波側(cè)面413、第二后角面為弧側(cè)面412，弧側(cè)面412、波側(cè)面413都設(shè)有恒定后角，較大的穩(wěn)定弧形切削刃8、波形切削刃9的切削性能，同時(shí)，通過準(zhǔn)確設(shè)計(jì)側(cè)面4的后角保證內(nèi)刀片31、外刀片32定位面為平面，保證定位精度。

本實(shí)施例中，刀體20上設(shè)有兩條大致和螺旋槽25平行的內(nèi)冷孔28，冷卻介質(zhì)從刀體20的柄部22流入分別抵達(dá)切削端部23的內(nèi)刀片31、外刀片31的主切削刃5處。

雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍的情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均應(yīng)落在本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。