一种螺旋形钻头制造技术

本实用新型专利技术公开了一种螺旋形钻头，属于钻头技术领域。本实用新型专利技术的一种螺旋形钻头，包括相连且同轴线的柄部和切削部，切削部前端形成呈锥形的2个切削后面，所述切削后面包括依次相交的第一后刃面、第二后刃面和第三后刃面，所述第一后刃面与第一前刃面交汇形成第一主切削刃，两所述第二后刃面交汇形成横刃，所述第三后刃面与不同侧的第一后刃面间形成断面，该断面为第二前刃面，所述第一后刃面与第二前刃面交汇形成第二主切削刃。采用本实用新型专利技术的一种螺旋形钻头结构简单，易于制造，多重后角逐渐增大的设计，保证了钻头强度的同时保证第一主切削刃锋利，以减小切削阻力，并且易于断屑，钻头前端的容屑空间增大，使排出切屑更加的顺畅。

A spiral bit

The utility model discloses a spiral bit, which belongs to the technical field of a bit. The utility model is a spiral shaped drill includes a shank and a cutting part is connected with the axis of the cutting at the front of the formation of the 2 conical cutting back, behind the cutting edge comprises a first surface, followed by second and third after the intersection of the blade surface after the blade surface, the first surface and the rear edge the first front edge intersection form the first main cutting edge, two of the second edge face intersection formed horizontal edge, forming the first section after the blade edge surface and different sides of the third post, the section for the second front edge, the first edge surface and second front blade form second main intersection cutting edge. The utility model adopts a spiral shaped drill has the advantages of simple structure, easy manufacture, design after multiple angle increases, the bit strength at the same time to ensure that the first main cutting edge is sharp, in order to reduce the cutting resistance, and easy cutting, the front end of the drill chip chip from the space increases, make more smooth.

【技术实现步骤摘要】
一种螺旋形钻头
本技术涉及一种螺旋形钻头，属于钻头

技术介绍
随着航空航天技术的不断发展，为了提高发动机的推重比，并满足在航空航天中服役的条件，要求使用的材料具有较高的高温强度、良好的抗蠕变性和抗氧化性以及低的密度。目前，制成国内航空发动机核心部件的材料主要是镍基合金。而钛铝合金与镍基合金相比较，除室温塑性较低外，其他方面的力学性能与镍基合金相当，同样具备航空航天材料的使用要求，而且，钛铝合金的密度却只有镍基合金的一半，易燃性也低于镍基合金。在钛铝合金研发过程中，也不乏成功应用的工程案例：美国GE公司采用Ti-48Al-2Gr-2Nb（简称4822）合金（耐高温能力在650℃～750℃的钛铝合金）替代原来的镍基高温合金制造了GEnx发动机最后两级低压涡轮叶片，使单台发动机减重约200磅，节油20%，氮化物排放减少80%，噪音显著降低。该成果用于波音787飞机，2007年试飞成功，2009年正式投入商业运营，成为当时航空与材料领域轰动性的进展。所以，钛铝合金作为一种新型的高温结构材料，非常具有应用前景，受到世界各国研究者的高度重视。作为结构材料使用的钛铝系金属间化合物主要有α2-Ti3Al基、γ-TiAl基和δ-TiAl3基三种钛铝合金，其中Ti3Al基由于含钛量多，密度比TiAl基高，抗氧化性差；而TiAl3由于含铝量多，密度比TiAl基低，抗氧化性也随着铝含量的增加而变得更强，但由于其固溶范围非常狭窄又难于制作，室温脆性更大，延展性不好。因此，通过比较，综合性能最好的是γ-TiAl基，也就成为钛铝系金属间化合物研究的焦点。TiAl基合金虽然具有良好的物理和机械性能，但目前阻碍其实际应用的最大障碍一方面是高温下抗氧化性不足，850℃以上易被氧化腐蚀；另一方面是该类合金的室温脆性大、难变形加工性。为了解决钛铝合金的抗氧化性不足，研究者们便在合金元素中加入了铌来提高其抗氧化性。近年来发展起来的高Nb-TiAl基合金在高温强度及抗氧化性方面已取得很大进展，高熔点组元Nb的加人提高了钛铝合金的熔点和有序温度，从而使钛铝合金的使用温度达到900℃以上，使得该系列钛铝合金显示出具有代替镍基合金的潜能。然而，高铌合金化在大大提高钛铝合金的室温和高温强度及高温抗氧化性的同时，也进一步降低了其室温和高温塑性，给本来已属于难加工材料的钛铝合金更增加了其机械切削加工的难度。一方面由于钛铝合金材料强度和硬度的不断提高，对其切削加工使用的刀具的强度和硬度提出了更高要求；另一方面，由于钛铝合金室温脆性大、延展性低、易发生断裂并且难变形加工。在切削加工过程中，表现出刀具强度不够、磨损加剧，而产品尖锐部位出现崩料，严重的甚至直接碎裂。特别是薄壁件，还会表现出严重的加工变形，致使加工精度超差。然而，目前大多关于钛铝合金的制造技术研究主要集中在制备原理、显微结构分析及热成型技术等方面，再加上由该材料制作的零件还只在飞机和汽车发动机领域试用，因而对该材料切削加工性能的研究和试验以及切削加工工艺的探索相对较少。TiAl基合金密度低，约4.0g/cm3左右，比钛合金轻，不到镍基合金的一半；该材料硬度高，韧性差，脆性大，加工过程中极易出现开裂、崩料等质量问题。由于是新型材料，又是难变形加工的材料，所以在机械切削加工方面可参考的资料甚少。例如，某一由钛铝合金制成的待加工零件，机加工后的零件成品如图10和图11所示，结构虽比较简单，但加工难度却较大，该零件本身的切削加工性能很差，给加工带来了极大困难。特别是钻孔工序，具有以下加工难点：（1）要加工的孔的数量很多，整个零件接近1000个孔；（2）孔的形状各异，有圆形孔、半圆孔、月牙孔、腰形孔等；（3）孔的大小不一，有Ø13、Ø11、Ø8.5等多种规格；（4）由于零件硬度、强度很高，钻头的相对切削性能变差，加工过程中出现崩刃、断裂等严重现象。（5）钻孔过程中，由于钻头切入与切出时的切削力较大，两端孔口出现崩料，从而无法保证产品的质量。严重的还会使零件开裂，直接导致产品报废。（6）随着已加工孔数的增加，零件的材料不断被去除，导致零件的整体刚性变差，变形严重，很难保证产品的平面度及孔位精度要求。基于以上难加工因素，通常钻孔工序加工是由高级钻工采用摇臂式钻床手工完成的。该钻孔方式虽然可以基本保证产品质量，有效的控制钻头切入、切出时导致的孔口崩料现象，但具有以下缺点：（1）采用摇臂式钻床加工，难以保证产品质量，尤其是孔位精度和表面粗糙度，而且孔的大小、孔间距的一致性不能保证。（2）采用摇臂式钻床加工，切削进给、抬刀清理铁屑、冷却润滑等均由手工操作完成，所以钻孔效率较低。（3）对操作工人的技术水平要求较高。而且加工过程中必须小心翼翼的进行，不能划伤、碰伤、撞击，否则影响产品质量，甚至导致零件崩料、开裂。半圆孔、月牙孔、腰形孔等少量的异形孔可以采用线切割进行，而大量的圆形孔仍需要采用钻孔机加工方式进行。因此，针对硬度高、室温脆性大、延展性低、易发生断裂并且难变形加工类型的零件（如钛铝合金零件）的数控钻孔机加工工艺研究与探索就显得更加迫切和必要，故设计一种能够适用于该类零件的数控机床钻孔加工用螺旋形钻头势在必行。
技术实现思路
本技术的专利技术目的在于：针对上述存在的问题，提供一种螺旋形钻头，本技术结构简单，易于制造，多重后角逐渐增大的设计，保证了钻头强度的同时保证第一主切削刃锋利，以减小切削阻力，并且易于断屑，钻头前端的容屑空间增大，使排出切屑更加的顺畅。第二主切削刃的设计，增加了2条切削刃，也进一步减小切削阻力。适用于硬度高、室温脆性大、延展性低、易发生断裂并且难变形加工类型的零件钻孔作业，特别是钛铝合金材料制成的零件的数控钻孔作业。本技术采用的技术方案如下：一种螺旋形钻头，包括相连且同轴线的柄部和切削部，切削部沿轴线方向开设有螺旋延伸至切削部前端的用于排出切屑的2个刃沟，两刃沟间形成2个刃背，切削部前端形成呈锥形的2个切削后面，刃沟前端螺旋表面直接作用于被切削零件的部位为第一前刃面；所述切削后面包括依次相交的第一后刃面、第二后刃面和第三后刃面，所述第一后刃面与第一前刃面交汇形成第一主切削刃，两所述第二后刃面交汇形成横刃，所述第三后刃面与不同侧的第一后刃面间形成断面，该断面为第二前刃面，所述第一后刃面与第二前刃面交汇形成第二主切削刃；所述第一后刃面与切削平面的夹角为第一后角α，第二后刃面与切削平面的夹角为第二后角β，第三后刃面与切削平面的夹角为第三后角γ，且第一后角α、第二后角β与第三后角γ依次增大。其中，切削平面是指：所述第一主切削刃沿轴线旋转并与第一主切削刃相切形成的平面为切削平面。针对钛铝合金材料制成的零件进行钻孔作业时，由于零件的硬度高，为了保证钻头的强度，所以钻头的后角就不能过大，横刃也不宜过短。但同时零件的脆性大，钻孔时容易产生崩料，为了保证第一主切削刃锋利，以减小切削阻力，又必须加大后角和缩短横刃，这是一个相互矛盾的问题。而本技术的多重后角（多重后角包括了第一后角α、第二后角β和第三后角γ）逐渐增大的设计，保证了钻头强度的同时保证第一主切削刃锋利，以减小切削阻力，并且易于断屑，钻头前端的容屑空间增大，使排出切屑更加的顺畅。第二主切削刃的设计，增加了2条切削刃，也进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种螺旋形钻头，其特征在于：包括相连且同轴线（1）的柄部（2）和切削部，切削部沿轴线（1）方向开设有螺旋延伸至切削部前端的用于排出切屑的2个刃沟（3），两刃沟（3）间形成2个刃背（4），切削部前端形成呈锥形的2个切削后面，刃沟（3）前端螺旋表面直接作用于被切削零件的部位为第一前刃面（61）；所述切削后面包括依次相交的第一后刃面（51）、第二后刃面（52）和第三后刃面（53），所述第一后刃面（51）与第一前刃面（61）交汇形成第一主切削刃（71），两所述第二后刃面（52）交汇形成横刃（81），所述第三后刃面（53）与不同侧的第一后刃面（51）间形成断面，该断面为第二前刃面（62），所述第一后刃面（51）与第二前刃面（62）交汇形成第二主切削刃（72）；所述第一后刃面（51）与切削平面（9）的夹角为第一后角α，第二后刃面（52）与切削平面（9）的夹角为第二后角β，第三后刃面（53）与切削平面（9）的夹角为第三后角γ，且第一后角α、第二后角β与第三后角γ依次增大。

【技术特征摘要】
1.一种螺旋形钻头，其特征在于：包括相连且同轴线（1）的柄部（2）和切削部，切削部沿轴线（1）方向开设有螺旋延伸至切削部前端的用于排出切屑的2个刃沟（3），两刃沟（3）间形成2个刃背（4），切削部前端形成呈锥形的2个切削后面，刃沟（3）前端螺旋表面直接作用于被切削零件的部位为第一前刃面（61）；所述切削后面包括依次相交的第一后刃面（51）、第二后刃面（52）和第三后刃面（53），所述第一后刃面（51）与第一前刃面（61）交汇形成第一主切削刃（71），两所述第二后刃面（52）交汇形成横刃（81），所述第三后刃面（53）与不同侧的第一后刃面（51）间形成断面，该断面为第二前刃面（62），所述第一后刃面（51）与第二前刃面（62）交汇形成第二主切削刃（72）；所述第一后刃面（51）与切削平面（9）的夹角为第一后角α，第二后刃面（52）与切削平面（9）的夹角为第二后角β，第三后刃面（53）与切削平面（9）的夹角为第三后角γ，且第一后角α、第二后角β与第三后角γ依次增大。2.根据权利要求1所述的一种螺旋形钻头，其特征在于：所述第一后角α为3°-8°，第二后角β为10°-20°，第三后角γ为40°-50°。3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：张明枝，刘波，姚佳志，高巍，
申请(专利权)人：四川明日宇航工业有限责任公司，
类型：新型
国别省市：四川,51