一種無橫刃自定心微鉆的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及機械加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種微細鉆削刀具。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，在航空、航天、戰(zhàn)略性武器、船舶、動力、微電子和醫(yī)療 器械等國家重要行業(yè)，帶有微細孔的零件越來越多，孔的孔徑越來越小，且孔的精度要求也 越來越高。要高效率、高質(zhì)量地鉆削微細孔，關(guān)鍵在于所使用的微細鉆削刀具。
[0003] 現(xiàn)有的微鉆鉆尖結(jié)構(gòu)存在著一些局限性：
[0004] (1)定心性能差。微鉆由于直徑小，為了增加刀具的剛度，芯徑比的取值較大。由 于鉆芯厚度的增大，導(dǎo)致橫刃的長度增加，降低了微鉆的定心性能。在微鉆削入鉆時，較長 的橫刃易使鉆尖在被加工工件的表面游動，降低了孔的定位精度，增大了入口的圓度誤差。
[0005] (2)軸向鉆削力大。在微鉆削過程中，軸向鉆削力主要來自于鉆尖上的橫刃。微鉆 的橫刃越長，鉆削過程中橫刃的擠壓作用就會越突出，切削抗力越大，產(chǎn)生的軸向鉆削力就 越大。
[0006] (3)孔的加工質(zhì)量差。當鉆尖鋒角較小時，入鉆時有利于定心，但鉆削過程中產(chǎn)生 的切肩寬度較大，不易排肩，切肩與孔壁之間的摩擦加劇，孔壁粗糙，且孔的出口易形成毛 刺。
[0007] 由于現(xiàn)有的微鉆存在以上的缺陷，導(dǎo)致微鉆削過程中，微鉆極易折斷，使用壽命 低，且孔的加工質(zhì)量差，嚴重阻礙了微鉆削加工的加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率的提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的是：為了提高微鉆的定心性能，降低微鉆削過程中的切削抗力及扭 矩、提尚微鉆的使用壽命、提尚孔的加工質(zhì)量，提供一種無橫刃自定心微鉆。
[0009] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：無橫刃自定心微鉆，它包括：鉆體、一級鉆尖以及二級鉆 尖；一級鉆尖始于鉆體，二級鉆尖始于一級鉆尖的頂部，二級鉆尖的頂點為鉆心尖；鉆體、 一級鉆尖以及二級鉆尖均位于同一軸線上；一級鉆尖包括：兩條對稱的外刃以及兩個沿鉆 ;L·、尖中;L·、對稱的外刃后刀面；^級鉆尖包括：鉆;1_1、尖、兩條內(nèi)刃、兩個沿鉆 ;L·、尖中;L·、對稱的 內(nèi)刃前刀面以及兩個沿鉆心尖中心對稱的內(nèi)刃后刀面。
[0010] 其中鉆心尖通過修磨兩側(cè)的內(nèi)刃前刀面形成，鉆心尖上沒有橫刃。
[0011] 內(nèi)刃為內(nèi)刃前刀面與內(nèi)刃后刀面的交線，兩條內(nèi)刃為直線刃；兩條內(nèi)刃在該無橫 刃自定心微鉆結(jié)構(gòu)基面上的投影線之間的夾角為鉆尖鋒角。
[0012] 外刃為外刃后刀面與鉆體上的螺旋槽的交線，外刃起于內(nèi)刃轉(zhuǎn)點，終止于鉆體的 外緣轉(zhuǎn)點。
[0013] 有益效果：
[0014] 由于本發(fā)明中的二級鉆尖消除了橫刃，一方面改善了微鉆的定心效果，有效地防 止了入鉆時鉆尖的偏斜，提高了制孔的孔位精度和孔型精度；另一方面有效地減少了鉆削 過程中的切削抗力，改善了微鉆的受力條件，減少了微鉆的磨損與折斷，提高了微鉆的使用 壽命。
【附圖說明】
[0015] 圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016] 圖2為圖1的俯視圖；
[0017] 圖3為圖1中的鉆尖輪廓示意圖；
[0018] 其中：I-鉆心尖，2_內(nèi)刃，3_內(nèi)刃后刀面，4_內(nèi)刃前刀面，5_外刃、6_外刃后刀面， 7_鉆體。
【具體實施方式】
[0019] 下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
[0020] 本實施例提供一種無橫刃自定心微鉆，利用該微鉆可加工直徑范圍為 φ 0· 5nm-cp 0· 05mm之間的微小孔。參見附圖1、2,該無橫刃自定心微鉆具有兩級鉆尖結(jié)構(gòu)， 包括：鉆體7、一級鉆尖以及二級鉆尖；其中一級鉆尖始于鉆體7,二級鉆尖始于一級鉆尖的 頂部，二級鉆尖的頂點為鉆心尖1。鉆體7、一級鉆尖以及二級鉆尖均位于同一軸線上。
[0021] 所述一級鉆尖包括：兩條外刃5以及兩個外刃后刀面6 ;所述二級鉆尖包括：鉆心 尖1、兩條內(nèi)刃2、兩個內(nèi)刃前刀面4以及兩個內(nèi)刃后刀面3。其中兩個外刃后刀面6沿鉆心 尖1中心對稱，兩個內(nèi)刃前刀面4沿鉆心尖1中心對稱，兩個內(nèi)刃后刀面3沿鉆心尖1中心 對稱。
[0022] 所述外刃后刀面6和內(nèi)刃后刀面3為與加工表面相對的面。兩個內(nèi)刃后刀面3為 平面結(jié)構(gòu)，兩個外刃后刀面6可以是平面、錐面或螺旋面結(jié)構(gòu)。
[0023] 所述鉆心尖1通過修磨兩側(cè)的內(nèi)刃前刀面4形成，消除了傳統(tǒng)鉆尖上的橫刃，刃 磨內(nèi)刃后刀面3形成內(nèi)刃后角Ct 1，刃磨外刃后刀面6形成外刃后角α2。
[0024] 所述內(nèi)刃前刀面4與內(nèi)刃后刀面3的交線為內(nèi)刃2,內(nèi)刃2為直線刃，兩條內(nèi)刃與 鉆心尖1相連，兩條內(nèi)刃2在該微鉆結(jié)構(gòu)基面上的投影線之間的夾角為鉆尖鋒角O 1，鉆尖 鋒角①:大于等于60°且小于等于140°，如圖3所示。
[0025] 所述外刃后刀面6與鉆體7上的螺旋槽的交線為外刃5,外刃5起于內(nèi)刃2轉(zhuǎn)點， 終止于鉆體7的外緣轉(zhuǎn)點；外刃5的形狀取決于螺旋槽和外刃后刀面7的形狀及相互位置 關(guān)系。兩條外刃可為圓弧刃或直線刃。外刃5與鉆體7外壁之間形成夾角β，夾角β大于 等于90°且小于120°。兩條外刃5在結(jié)構(gòu)基面上的投影線之間的夾角形成一級鉆尖頂角 Φ2，如圖3所示。
[0026] 在微鉆削過程中，二級鉆尖通過鉆心尖定位，鉆出一個導(dǎo)孔，體現(xiàn)了微鉆自定心能 力。二級鉆尖上的兩個內(nèi)刃先于一級鉆尖上的外刃進行鉆削操作。
[0027] 通過調(diào)整鉆尖鋒角fS1和內(nèi)刃后角α :，可提尚微鉆鉆心尖的強度，從而提尚微鉆 的使用壽命；通過調(diào)整外刃5與鉆體7外壁之間形成夾角β，可改善鉆尖的受力條件；通過 調(diào)整外刃后角α 2，可使外刃更加鋒利，減少微鉆與微孔孔壁之間的摩擦力，改善孔壁的表 面質(zhì)量，減小出口毛刺的高度，提高微孔的加工質(zhì)量。
[0028] 本實施例以AISI 304作為不銹鋼加工材料，該材料具有良好的耐熱性、耐腐蝕 性、低溫強度和機械特性等，應(yīng)用場合非常廣泛。在采用傳統(tǒng)微細鉆削刀具對該材料進行微 細鉆削加工過程中，由于該材料塑性較大，韌性高且導(dǎo)熱性差，微鉆易磨損、折斷，使用壽命 低等，加工成本非常高，且在鉆削過程中形成的長帶狀切肩易纏繞到微鉆上，甚至?xí)掣降?前刀面及排肩槽上，阻礙切肩的流動，導(dǎo)致扭矩增大，容易引起鉆頭折斷。而采用上述無橫 刃自定心微鉆對AISI 304不銹鋼進行微孔鉆削加工，由于二級鉆尖消除了橫刃，一方面改 善了微鉆的定心效果，有效地防止了入鉆時鉆尖的偏斜，提高了制孔的孔位精度和孔型精 度；另一方面有效地減少了鉆削過程中的切削抗力，改善了微鉆的受力條件，減少了微鉆的 磨損與折斷，提高了微鉆的使用壽命。
[0029] 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)先實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾 也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1. 無橫刃自定心微鉆，包括：鉆體（7)、一級鉆尖以及二級鉆尖；其特征在于：所述一級 鉆尖始于所述鉆體（7)，所述二級鉆尖始于所述一級鉆尖的頂部，；所述鉆體（7)、一級鉆尖 及二級鉆尖位于同一軸線上； 所述一級鉆尖包括：兩條外刃（5)以及兩個沿鉆心尖（1)中心對稱的外刃后刀面（6); 所述二級鉆尖包括：鉆心尖（1)、兩條內(nèi)刃（2)、兩個沿鉆心尖（1)中心對稱的內(nèi)刃前刀面 (4)以及兩個沿鉆心尖（1)中心對稱的內(nèi)刃后刀面（3); 所述鉆心尖（1)通過修磨兩側(cè)的內(nèi)刃前刀面（4)形成，消除了橫刃； 所述內(nèi)刃⑵為內(nèi)刃前刀面⑷與內(nèi)刃后刀面⑶的交線，所述內(nèi)刃⑵為直線刃，與 鉆;1_1、尖（1)相連； 所述外刃（5)為外刃后刀面（6)與鉆體（7)上的螺旋槽的交線，所述外刃（5)起于內(nèi) 刃（2)轉(zhuǎn)點，終止于鉆體（7)的外緣轉(zhuǎn)點。2. 如權(quán)利要求1所述的無橫刃自定心微鉆，其特征在于，所述內(nèi)刃后刀面（3)為平面結(jié) 構(gòu)。3. 如權(quán)利要求1所述的無橫刃自定心微鉆，其特征在于，所述外刃后刀面（6)為平面、 錐面或螺旋面。4. 如權(quán)利要求1或2所述的無橫刃自定心微鉆，其特征在于，兩條內(nèi)刃（2)在該無橫刃 自定心微鉆結(jié)構(gòu)基面上的投影線之間的夾角為鉆尖鋒角，所述鉆尖鋒角大于等于60°且小 于等于140°。5. 如權(quán)利要求1或2所述的無橫刃自定心微鉆，其特征在于，所述外刃（5)與鉆體（7) 外壁之間形成的夾角大于等于90°且小于120°。
【專利摘要】本發(fā)明涉及機械加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種微細鉆削刀具。無橫刃自定心微鉆，其技術(shù)方案是：包括：鉆體、一級鉆尖以及二級鉆尖；一級鉆尖始于鉆體，二級鉆尖始于一級鉆尖的頂部；鉆心尖為二級鉆尖的頂點，通過修磨兩側(cè)的內(nèi)刃前刀面形成，鉆心尖上沒有橫刃；由于本發(fā)明中的二級鉆尖消除了普通麻花鉆原有的橫刃結(jié)構(gòu)，一方面改善了微鉆的定心效果，有效地防止了入鉆時鉆尖的偏斜，提高了制孔的孔位精度和孔型精度；另一方面有效地減少了鉆削過程中的切削抗力，改善了微鉆的受力條件，減少了微鉆的磨損與折斷，提高了微鉆的使用壽命。
【IPC分類】B23B51/00
【公開號】CN105033328
【申請?zhí)枴緾N201510458331
【發(fā)明人】梁志強, 王西彬, 張好強, 張素燕, 焦黎, 周天豐, 解麗靜, 劉志兵, 顏培
【申請人】北京理工大學(xué)
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年7月30日