聚晶金刚石钻头制造技术

本实用新型专利技术提供一种构造成绕回转轴线（O-O’）转动的聚晶金刚石钻头，包括：沿所述回转轴线延伸的刚性刀体（1）；和焊接在所述刚性刀体末端上的沿所述刀体的径向延伸的刀片（2），所述刀片（2）限定出彼此平行且相反的第一侧面和第二侧面，在所述刀片的末端具有经过所述回转轴线的横刃（6），所述横刃在垂直于所述回转轴线（O-O’）的所述平面的投影倾斜于所述第一和第二侧面，其中，所述刀片包括由一层聚晶金刚石层（13、14）和一层硬质合金层（15、16）层合而成的第一聚晶金刚石刀片部（11）和第二聚晶金刚石刀片部（12），所述第一和第二聚晶金刚石刀片部（11、12）共同限定出一拼接界面（9），所述拼接界面（9）布置成不与所述横刃（6）相交。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种聚晶金刚石(POT)钻头。
技术介绍
如本领域内所已知的，钻头是用于形成孔或进行孔表面加工的刀具。因此，通常希望钻头能较长时间稳定地保证孔的一定尺寸精度和表面粗糙度。常用的钻头材料包括整体硬质合金钻头和高速钢钻头。在一些高要求的孔加工过程中，现在大量使用整体硬质合金钻头。但对于某些高硬度、难加工的非金属材料(如碳纤维)和有色金属加工中，希望提供更高强度的钻头，例如聚晶金刚石(PCD )材料的钻头。但是，现有的聚晶金刚石钻头通常是提供用于钻井等领域，这种钻头直径较大，并且一种通常的制造方式是直接在硬质合金刀体上镶嵌上和成型有聚晶金刚石部分。例如中国技术专利ZL 201020061311. 6中公开了一种金刚石钻头，包括工作层和分布在工作层中的PCD烧结体，所述的PCD烧结体为柱状体或长方体形或圆柱形，分布排列在钻头的工作层胎体中，该钻头可广泛应用于地质勘探、石油钻井和工程勘察以及地质灾害的治理中。这种钻头例如不适用于需要精确的加工尺寸的上述硬非金属材料或有色金属的加工(如钻孔)中，并且其也不适用于加工或钻探较小直径的孔。为此，希望提供一种钻头，其可适用于精确加工场合，而且也能够造得直径较小以便加工较小的孔。并且，最好该钻头具有良好的力学性能，并且对硬材料的加工不会明显降低其力学性能或切削性能。
技术实现思路
对此，本技术提供一种构造成绕回转轴线转动的钻头，包括沿所述回转轴线延伸的刚性刀体；和焊接在所述刚性刀体末端上的沿所述刀体的径向延伸的刀片，所述刀片限定出彼此平行且相反的第一侧面和第二侧面，在所述刀片的末端具有在垂直于所述回转轴线的所述平面的投影倾斜于所述第一和第二侧面且经过所述回转轴线的横刃。所述刀片包括由一层聚晶金刚石(P⑶)层和一层硬质合金层层合而成的第一 P⑶刀片部和第二PCD刀片部，所述第一和第二 PCD刀片部共同限定出一拼接界面，所述拼接界面布置成不与所述横刃相交。在所述第一侧面中限定出将第一 PCD刀片部的硬质合金层与所述刚性刀体焊接的第一固定部分，在所述第二侧面中限定出将第二 PCD刀片部的硬质合金层与所述刚性刀体焊接的第二固定部分，其中所述第一固定部分与所述第二固定部分在垂直于所述回转轴线的平面上看彼此关于所述回转轴线基本旋转对称。相比于现有技术的采用PCD钻头，本技术的技术效果包括，本技术的钻头提供一种紧凑的结构，而且通过这样的由两个双层PCD复合片(由PCD层和硬质合金层构成)构成的刀片能够充分例如PCD复合片中PCD层的切削性能，并且还可借助于硬质合金层牢固地焊接紧固到刀体上。由于使用了这种拼接的两个双层PCD复合片，该PCD钻头还可具有相对较薄的厚度，并进而实现较小尺寸的钻头。而且通过使得拼接界面在刀片延伸方向上与横刃偏置，即拼接界面避开横刃，可以不明显影响切削性能。根据进一步优选的实施例，所述第一和第二 P⑶刀片部的P⑶层具有相同的厚度，且硬质合金层也具有相同的厚度，其中所述第一 PCD刀片部的硬质合金层外表面与第二PCD刀片部的PCD层的外表面平齐并限定出所述第一侧面，所述第二 PCD刀片部的硬质合金层外表面与第一 PCD刀片部的PCD层的外表面平齐并限定出所述第二侧面。通过这样设置，两片PCD刀片部的PCD层的厚度关于旋转轴线将是旋转对称的，其中该厚度是沿横向于刀片的延伸方向测得。这样非常地有利于横刃乃至整个刀片的受力对称以及刀具寿命。进一步优选地，所述刚性刀体具有用于容纳所述刀片的一凹槽，其中所述第一和第二固定部分分别位于所述凹槽的相对的侧壁中。根据一个特别优选的实施例，所述刚性刀体包括硬质合金刀体。优选地，所述焊接是真空对称焊接。根据进一步优选的实施例，所述刀片包括加工时首先切削工件的切削刃、位于所述切削刃之后的第一后角部和第二后角部以及位于切削刃之前的在所述第一和第二 PCD刀片部的PCD层中分别限定出的前刀面，其中第一后角部具有在10° -15°范围内的第一后角和小于等于0.05mm的后角宽度，且第二后角部具有在18° -25°范围内的第二后角。在钻头的横刃中还限定出了钻头的最末端，即钻尖。根据另一优选实施例，所述刀片具有朝末端方向渐缩的第一渐缩部分和与该第一渐缩部分相连的朝刀柄方向渐缩的第二微渐缩部分，所述第一渐缩部分在平行于所述侧面的平面内限定出朝钻尖方向的顶角，所述第二微渐缩部分具有在0. 1/100至0. 15/100范围内的倒锥。根据再一优选实施例，所述钻头具有绕所述回转轴线盘旋的螺旋状凸起或由相邻的螺旋状凸起限定出的螺旋槽。根据一个特别优选的实施例，所述横刃相对于所述侧面倾斜了 70° ±10°的角度。在本技术中，该横刃的倾斜角度是特别优选的，这综合考虑了横刃切削能力与拼接界面设置位置。专利技术人发现，如此横刃倾斜角度比较小的横刃角的切削能力并不会很明显地下降，但使得钻头的强度会得到有效提高，而且还可使得拼接界面可以更接近刀片的中心设置，进一步提高了钻头的强度。本技术的其他特征和优点中一部分将在下文结合附图予以体现，其它部分将会由本领域技术人员根据所公开的内容而得之。附图说明以下，结合附图来详细说明本技术的实施例，其中图1显示了根据本技术的PCD钻头，其中还示意性地示出了后角部的部分剖视图；图2示出了钻头的末端放大视图；图3示出了在图1的视图中的根据本技术的刀片，其中具体示出第一和第二渐缩部分；图4示出了本技术的PCD钻头的钻尖处的放大视图。在附图和说明书中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。具体实施方式图1示出了聚晶金刚石(POT)钻头的一个实施例的正视图，该钻头包括硬质合金刀体I和固定到刀体的末端的刀片2，该刀片2在该实施例中由两片PCD复合片拼接而成，如下文详述。该钻头限定出一工作回转轴线0-0'，刀体I沿工作回转轴线0-0'延伸且钻头在工作时绕该工作回转轴线0-0'转动，且同时朝图1所示左方向做轴向进给，从而以刀片2 (具体而言是刀片的切削刃)为切削结构在被加工工件中钻出孔或者形成所需的孔表面。如图所示，钻头还限定有一钻头工作直径D，其对应于被加工工件中所形成的相应孔的直径。具体而言，该钻头工作直径D是由刀片的外径所限定的，即刀片2具有周向的相对两段圆柱刃带(具体而言该圆柱刃带宽度由两片PCD复合片的PCD层的外周厚度所限定)，而该段圆柱刃带在工作中旋转时即限定出用于控制孔壁粗糙度的工作直径D。刀体I的直径稍小于刀片2外径。该钻头工作直径可以根据需要选择合适的值。如图1和图3所示，刀片2具有基本与旋转轴线0-0’垂直的底部，并限定出朝刀体I的末端渐缩的第一渐缩部分7和位于该底部和该第一渐缩部分7之间的第二渐缩部分8。从图中可以明白，该第一渐缩部分构成了该钻头的末端并且限定出钻头的顶角20,即钻尖。该刀片2的第二渐缩部分8在图1所呈现的图示中是朝刀体的末端方向渐缩的倒锥DZ，并且该第二减缩部分8的减缩程度很微小，例如该倒锥DZ的正切大体可为(0. 1-0. 15)/100，这样的减缩程度在图1和3中并不能清楚看出，但可由图1的三角形示意性表示。这样的倒锥对于提供加工稳定度是有利的，如果无倒锥或倒锥过小，钻孔时会产生振动，在孔壁产生振纹。如图1所示，钻头(刀体I)具有绕所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种构造成绕回转轴线（O?O’）转动的钻头，包括：沿所述回转轴线延伸的刚性刀体（1）；和焊接在所述刚性刀体末端上的沿所述刀体的径向延伸的刀片（2），所述刀片（2）限定出彼此平行且相反的第一侧面和第二侧面，在所述刀片的末端具有经过所述回转轴线的横刃（6），所述横刃在垂直于所述回转轴线（O?O’）的所述平面的投影倾斜于所述第一和第二侧面，其中，所述刀片包括由一层聚晶金刚石层（13、14）和一层硬质合金层（15、16）层合而成的第一聚晶金刚石刀片部（11）和第二聚晶金刚石刀片部（12），所述第一和第二聚晶金刚石刀片部（11、12）共同限定出一拼接界面（9），所述拼接界面（9）布置成不与所述横刃（6）相交。

【技术特征摘要】
1.一种构造成绕回转轴线(0-0’)转动的钻头，包括 沿所述回转轴线延伸的刚性刀体(I);和 焊接在所述刚性刀体末端上的沿所述刀体的径向延伸的刀片(2)，所述刀片(2)限定出彼此平行且相反的第一侧面和第二侧面，在所述刀片的末端具有经过所述回转轴线的横刃(6)，所述横刃在垂直于所述回转轴线(0-0’)的所述平面的投影倾斜于所述第一和第二侧面， 其中，所述刀片包括由一层聚晶金刚石层(13、14)和一层硬质合金层(15、16)层合而成的第一聚晶金刚石刀片部(11)和第二聚晶金刚石刀片部(12)，所述第一和第二聚晶金刚石刀片部(11、12)共同限定出一拼接界面(9)，所述拼接界面(9)布置成不与所述横刃(6)相交。2.根据权利要求1所述的钻头，其特征是，在所述第一侧面中限定出将第一聚晶金刚石刀片部(11)的硬质合金层(15)与所述刚性刀体焊接的第一固定部分(3)，在所述第二侧面中限定出将第二聚晶金刚石刀片部(12)的硬质合金层(16)与所述刚性刀体焊接的第二固定部分(4)，其中所述第一固定部分(3)与所述第二固定部分(4)在垂直于所述回转轴线(0-0’ )的平面上的投影彼此关于所述回转轴线(0-0’ )基本旋转对称。3.根据权利要求1所述的钻头，其特征是，所述第一和第二聚晶金刚石刀片部(11、12)的聚晶金刚石层(13、14)具有相同的厚度(bl )，且硬质合金层(15、16)也具有相同的厚度，其中所述第一聚晶金刚石刀片部(11)的硬质合金层(15)外表面与第二聚晶金刚石刀片部(12)的聚晶金刚石层(14)的外表面平齐并限定出所述第一侧面，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘敏，
申请(专利权)人：深圳市中天精密工具有限公司，
类型：实用新型
国别省市：