一種全螺旋面鉆尖鉆頭制造技術

本發明專利技術公開了一種全螺旋面鉆尖鉆頭，鉆尖后刀面是一螺旋面，此螺旋面軸線與鉆頭本體軸線相交的角度為１０°～４５°。所述的鉆頭除滿足三個設計參數即鉆尖半角、橫刃斜角及外緣轉點結構圓周后角外，還滿足后刀面區域的尾隙角幾何參數，在后刀面上選定點ｂ，則主切削刃上存在與點ｂ半徑相同的一點ａ，ｂ點的尾隙角的正切值等于ａ、ｂ兩點的Ｚ坐標差值與ａ、ｂ兩點弧長之比值，假定“ａ”、“ｂ”距鉆頭中心為ｒ，則“ｂ”點處的后刀面尾隙角為：α↓［ｈ，ｈ］↑［ｒ］＝ｔａｎ↑［－１］（３６０ｈ／２πｒΩ）＝ｔａｎ↑［－１］［３６０（Ｚ↓［ａ］－Ｚ↓［ｂ］／２πｒ（Ω↓［ａ］－Ω↓［ｂ］）］，該鉆尖后刀面尾隙角取８°～２０°。本發明專利技術是一種能合理控制鉆尖的角度分布；鉆尖后刀面與被加工孔的底部不易發生干涉，既適用于普通鉆頭，也適合于微小鉆頭，且易于對其微小鉆頭進行橫刃修磨的全螺旋面鉆尖鉆頭。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種鉆頭，特別是涉及一種全螺旋面鉆尖鉆頭，此全螺旋面鉆尖既適用于普通鉆頭，也適合于微小鉆頭。
技術介紹
鉆削加工是制造工業中應用最廣泛的機械加工方法之一。迄今為止，它仍是孔加工中最經濟、最高效的方法。鉆削過程中用的刀具即鉆頭，根據其鉆尖后刀面廓形的不同，可以分為錐面、平面、橢球面、圓柱面等鉆尖形式；而鉆尖形狀的微小變化都將對其切削性能產生非常大的影響。目前，平面鉆尖不僅應用于大鉆頭中，而且國際上商用微鉆頭均是采用平面鉆尖，但這種鉆頭鉆型有許多不足不能合理控制鉆尖的角度分布；鉆尖后刀面與被加工孔的底部易發生干涉等。為了克服平面鉆尖鉆頭的不足，本專利技術提出了一種既適用于普通鉆頭，也適合于微小鉆頭的全螺旋面鉆尖鉆頭。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供一種能合理控制鉆尖的角度分布，特別是鉆尖后刀面角度的分布；鉆尖后刀面與被加工孔的底部不易發生干涉的既適用于普通鉆頭，也適合于微小鉆頭的全螺旋面鉆尖鉆頭。為了解決上述技術問題，本專利技術提供的全螺旋面鉆尖鉆頭，包括鉆頭本體及其鉆尖，所述的鉆尖的后刀面是一螺旋面，此螺旋面的軸線與鉆頭本體的軸線相交成一角度，此角度為10°～45°。所述的鉆頭除滿足三個設計參數即鉆尖半角、橫刃斜角及外緣轉點結構圓周后角外，還滿足后刀面區域的尾隙角幾何參數，該尾隙角幾何參數，在后刀面上選定點b，則主切削刃上存在與點b半徑相同的一點a，b點的尾隙角的正切值等于a、b兩點的Z坐標差值與a、b兩點弧長之比值，假定“a”、“b”距鉆頭中心為r，則“b”點處的后刀面尾隙角為αh,br=tan-1(360h2πrΩ)=tan-1]]>為了防止鉆頭在鉆削過程中后刀面與被加工孔的底部發生干涉，可選用大的后刀面尾隙角；鉆尖半角直接關系到主刃偏角的大小，影響到主切削刃的長度，單位刃長的切削負荷，切削層中切削寬度與切削厚度的比例，切削力中軸向力與切向力的比例，主切削刃前角的大小，切削形成與排屑的情況以及外緣轉點的散熱條件等，因此針對具體加工情況，選用的鉆尖幾何參數也不同；橫刃斜角越小，則切削刃上各點的后角增大，橫刃長度越長，處于負前角切削狀態，切削抗力越大，鉆頭的負荷越大，極易導致鉆頭折斷；結構圓周后角影響到鉆頭結構后角的大小，對鉆削性能有一定的影響。根據被加工工件材料的不同，選用的鉆尖各幾何角度也不同。全螺旋面鉆頭鉆尖后刀面尾隙角取8°～20°；鉆尖半角取50°～75°；用于普通鉆頭的橫刃斜角一般取40°～65°，而用于微鉆頭，進行橫刃修磨前的橫刃斜角一般取65°～85°；結構圓周后角一般取8°～20°。在所述的鉆尖的螺旋面的尾隙部分形成有一個平面，即第二后刀面F3和F4。采用上述技術方案的全螺旋面鉆尖鉆頭，由于其鉆尖為全螺旋面，即整個后刀面為連續的螺旋面，其軸線與鉆頭自身的軸線相交成一角度；其鉆頭后角分布合理，切削性能好；其刃磨方法簡單，刃磨誤差源少；此全螺旋面鉆尖既適用于普通鉆頭，也適合于微小鉆頭；且全螺旋面鉆尖微小鉆頭在其鉆尖處易于進行橫刃修磨。引入后刀面的尾隙角后，就能夠準確地描述主切削刃及整個后刀面的幾何特征，其后刀面上的尾隙角及主切削刃上的后角得到了合理的控制，控制后刀面尾隙角的值就可以防止鉆削過程中，鉆頭后刀面與孔底發生干涉。橫刃呈“S”形，定心能力強；橫刃的前角加大，軸向抗力小，切入平穩，因而入鉆性能好，克服了平面鉆尖鉆頭的不足，為機械鉆削加工領域提出了一種鉆削性能更好的既適用于普通鉆頭，也適合于微小鉆頭，且易于對其微小鉆頭進行橫刃修磨的鉆頭形式。綜上所述，本專利技術是一種能合理控制鉆尖的角度分布；橫刃形狀分布合理；鉆尖后刀面與被加工孔的底部不易發生干涉，既適用于普通鉆頭，也適合于微小鉆頭，且易于對其微小鉆頭進行橫刃修磨的全螺旋面鉆尖鉆頭。附圖說明下面結合附圖和實施例對本專利技術作進一步說明。圖1是鉆尖半角定義示意圖。圖2是橫刃斜角定義示意圖。圖3是結構圓周后角αfa定義示意圖。圖4是后刀面尾隙角αh，br定義示意圖。圖5是全螺旋面微小鉆頭鉆尖后刀面刃磨關系圖。圖6是修磨橫刃后的全螺旋面鉆頭鉆尖端面示意圖。圖1中，1——鉆頭主切削刃；2——前刀面；C——外緣轉點；F1——一側后刀面；ρ——鉆尖半角。圖2中，F1和F2——后刀面，圖(b)為圖(a)中A區局部放大視圖，其中ψ——橫刃斜角。圖3中，(b)圖為(a)圖中的B-B剖視圖，αfa——結構圓周后角在經過主切削刃上任意點“a”且垂直于鉆頭半徑的平面內，鉆頭軸線的垂直平面和該點處后刀面的切平面所成的銳角。圖4中，(b)圖為(a)圖中的A-A剖視圖，αh，br——后刀面尾隙角在后刀面上選定點b，則主切削刃上存在與點b半徑相同的一點a，b點的尾隙角的正切值等于a、b兩點的Z坐標差值與a、b兩點弧長之比值。圖5中，1——鉆頭；2——砂輪；3——螺旋面軸線；Φ——鉆頭軸線與螺旋面軸線相交的角度；X*Y*Z*——螺旋面后刀面坐標系；XYZ——鉆頭坐標系；H——螺旋面的螺距。圖6中，F1和F2——第一后刀面，F3和F4——第二后刀面。具體實施例方式參見圖5，全螺旋面鉆頭鉆尖的后刀面由連續的螺旋面組成，鉆尖的后刀面是一螺旋面，此螺旋面的軸線與鉆頭本體的軸線相交成一角度Φ，此角度Φ為10°～45°，刃磨幾何關系如圖5所示，根據后刀面刃磨參數調整好砂輪和鉆頭相對位置之后，砂輪固定，鉆頭繞Z*軸旋轉的同時，沿Z*軸作直線運動形成螺距為H的全螺旋面鉆頭鉆尖后刀面；或者鉆頭固定，砂輪繞Z*軸旋轉的同時，沿Z*軸作直線運動形成螺距為H的全螺旋面鉆頭鉆尖后刀面。目前有關鉆尖的設計標準、手冊中，鉆尖幾何參數一般是三個即鉆尖半角ρ(見圖1)、橫刃斜角ψ(見圖2)及外緣轉點結構圓周后角αfc(見圖3)，它們的計算方法如下1、鉆尖半角ρ在X-Z平面內，外緣轉點C處由前刀面F5和后刀面F1相交而形成的主切削刃的切線的斜率記為ξ，則ξ=C=c---(1)]]>式中下標“C”表示是在外緣轉點處計算， 表示對螺旋槽方程F5求對x、y、z的偏導數。則鉆尖半角為 ρ=tan-1---(2)]]>2、橫刃斜角ψ 分別表示后刀面方程F1、F2求對x、y、z的偏導數。橫刃斜角ψ是在垂直于鉆頭軸心線的平面內，橫刃在鉆尖中心處的切線與X軸所夾的銳角。其值可用下式計算ψ=tan-1O=tan-1O---(3)]]>3、結構圓周后角αfc由于測量平面B-B垂直于鉆頭半徑，所以主切削刃上的后角應在坐標系XΩYΩZΩ下度量。對于主切削刃上的任意點“a”，我們可以得到坐標系XΩYΩZΩ和鉆頭結構坐標系XYZ的轉換關系式如下xyz=cosΩa-sinΩa0sinΩacosΩa0001xΩyΩzΩ---(4)]]>將式(4)代入后刀面方程F1，可以得到坐標系XYZ下鉆頭后刀面的數學模型如下F1(xΩ，yΩ，zΩ)＝0 (5)則主切削刃上任意一點“a”處的后角可以表示為αfa=tan-1a=tan-1a本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種全螺旋面鉆尖鉆頭，包括鉆頭本體及其鉆尖，其特征是：所述的鉆尖的后刀面是一螺旋面，此螺旋面的軸線與鉆頭本體的軸線相交成一角度，此角度為１０°～４５°。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：周志雄，胡思節，楊軍，林丞，
申請(專利權)人：湖南大學，
類型：發明
國別省市：43[中國|湖南]