一種軸類產(chǎn)品深孔加工鉆頭的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種軸類產(chǎn)品深孔加工鉆頭，包括刀體和固定連接在刀體錐形工作端的刀片，在刀體內(nèi)設置排屑腔，在刀體錐形工作端設置有與排屑腔相通的排屑孔和與排屑孔連接相通的分屑槽，刀片包括主刀片和環(huán)主刀片分布的至少兩個輔刀片，經(jīng)過主刀片鉆尖的軸線與刀體的中心軸線平行但不重合，且主刀片和輔刀片的切削刃均位于鉆頭的同一錐形切削工作面，該切削工作面在鉆頭鉆孔過程中始終與深孔作業(yè)面保持全面接觸。本實用新型克服了薄片式麻花鉆橫刃長、軸向阻力大的缺陷，實現(xiàn)了鉆頭鉆孔過程中的可靠分屑和內(nèi)排屑方式，極大地提高了深孔加工的鉆孔效率，同時有利于延長刀具的使用壽命和提高鉆孔作業(yè)時的安全系數(shù)。
【專利說明】一種軸類產(chǎn)品深孔加工鉆頭

【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及深孔機械加工【技術領域】，尤其是涉及一種軸類產(chǎn)品深孔加工鉆 頭。

【背景技術】
[0002] 在對軸類產(chǎn)品進行深孔加工時，由于其深孔的功能主要為通水冷卻，故加工精度 要求不高?，F(xiàn)有的深孔加工方式通常是采用薄片鉆式深孔加工，主要包括如下三類加工方 式：
[0003] 第一類加工方式：工件旋轉(zhuǎn)，刀具（鉆頭）做反方向的旋轉(zhuǎn)和進給運動；
[0004] 第二類加工方式：工件旋轉(zhuǎn)，刀具（鉆頭）做進給運動；
[0005] 第三類加工方式：工件固定，刀具（鉆頭）旋轉(zhuǎn)和進給運動。
[0006] 由于是采用薄片鉆加工深孔，在加工過程中無法進行內(nèi)排屑，只能是外排屑方式， 因此，切削下來的屑粒飛濺很容易造成工作環(huán)境污染，而且可能造成人身傷害；另外，由于 深孔的加工長度較長，鉆孔操作時間也相應增加，容易導致刀具使用壽命縮短，加工效率也 相應降低，不能滿足軸類產(chǎn)品的加工生產(chǎn)要求。 實用新型內(nèi)容
[0007] 本實用新型要解決的技術問題是：針對現(xiàn)有技術存在的問題，提供一種軸類產(chǎn)品 深孔加工鉆頭，提高軸類產(chǎn)品的深孔加工效率，延長刀具的使用壽命，而且作業(yè)時的安全系 數(shù)高。
[0008] 本實用新型要解決的技術問題采用以下技術方案來實現(xiàn)：一種軸類產(chǎn)品深孔加工 鉆頭，包括刀體和固定連接在刀體錐形工作端的刀片，所述刀體內(nèi)設置排屑腔，在刀體錐形 工作端設置有與所述排屑腔相通的排屑孔，所述刀片包括主刀片和至少兩個輔刀片，所述 主刀片固定連接在刀體錐形工作端的端部，主刀片自由端端部為"V"字形鉆尖，且經(jīng)過主刀 片鉆尖的軸線與刀體的中心軸線平行但不重合，所述輔刀片環(huán)主刀片分布，且主刀片切削 刃所在環(huán)形區(qū)域與鄰近主刀片的一個輔刀片切削刃所在環(huán)形區(qū)域之間、位于主刀片一側(cè)的 輔刀片切削刃所在環(huán)形區(qū)域與位于主刀片另一側(cè)的相同順序的輔刀片切削刃所在環(huán)形區(qū) 域之間均存在重疊，所述主刀片與相鄰的輔刀片之間、相鄰的輔刀片之間均設置分屑槽，所 述分屑槽均與排屑孔連接相通，所述主刀片和輔刀片的切削刃均位于鉆頭的同一錐形切削 工作面。
[0009] 優(yōu)選地，所述的輔刀片包括分別位于主刀片相對兩側(cè)的第一輔刀片、第二輔刀片 以及第三輔刀片和第四輔刀片，其中的主刀片切削刃所在環(huán)形區(qū)域與第三輔刀片切削刃 所在環(huán)形區(qū)域之間、第一輔刀片切削刃所在環(huán)形區(qū)域與第四輔刀片切削刃所在環(huán)形區(qū)域之 間、第二輔刀片切削刃所在環(huán)形區(qū)域與第三輔刀片切削刃所在環(huán)形區(qū)域之間均存在重疊， 所述主刀片與第二輔刀片、第三輔刀片之間、第一輔刀片與第二輔刀片之間以及第三輔刀 片與第四輔刀片之間均設置分屑槽，所述分屑槽均與排屑孔連接相通。
[0010] 優(yōu)選地，所述的第一輔刀片切削刃寬度大于第二輔刀片、第三輔刀片和第四輔刀 片切削刃寬度。
[0011] 優(yōu)選地，所述鉆頭還包括導向塊，所述導向塊固定連接在與刀體錐形切削工作面 相鄰的圓柱體外表面，且導向塊的徑向外表面為圓弧面，其徑向最大直徑等于刀體錐形切 削工作面的最大直徑。
[0012] 優(yōu)選地，所述導向塊的軸向截面為倒錐形，且導向塊在靠近刀體錐形切削工作面 一端的徑向高度最大。
[0013] 優(yōu)選地，所述導向塊的軸向截面的最大端比最小端高出0. 2-0. 3mm。
[0014] 優(yōu)選地，所述經(jīng)過主刀片鉆尖的軸線與刀體的中心軸線之間的間距為3_5mm。
[0015] 優(yōu)選地，所述鉆頭的同一錐形切削工作面的頂部夾角為135-145度。
[0016] 優(yōu)選地，所述刀體上與主刀片相對的一端設置螺紋接頭。
[0017] 優(yōu)選地，所述螺紋接頭為淺牙矩形螺紋接頭，其螺紋牙深為1. 5_2mm。
[0018] 與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果是：通過在鉆頭刀體上設置主刀片、輔 刀片、分屑槽將鉆頭的主切削刃分成若干段且交錯排列，當鉆頭旋轉(zhuǎn)時，位于鉆頭的同一錐 形切削工作面的主刀片、輔刀片的切削刃形成了一個封閉的切削工作面，該切削工作面在 鉆頭鉆孔過程中始終與深孔作業(yè)面保持全面接觸，保證了深孔作業(yè)面的切削速度和切削質(zhì) 量，而且還可以限制切屑的最大寬度，以便于鉆孔作業(yè)時的分屑、排屑；由于經(jīng)過主刀片鉆 尖的軸線與刀體的中心軸線保持一定的偏移量，克服了薄片式麻花鉆橫刃長、軸向阻力大 的缺陷，且鉆孔作業(yè)時可以形成導向芯柱，使鉆頭具有較好的導向性，鉆孔時不易偏斜。被 切削下來的碎屑進入分屑槽并通過排屑孔進入刀體的排屑腔，最后被排出鉆頭刀體之外。 通過這種分段、交錯排列的多切削刃鉆頭實現(xiàn)了鉆頭鉆孔過程中的可靠分屑和內(nèi)排屑方 式，極大地提高了對軸類產(chǎn)品進行深孔加工的鉆孔效率，同時使刀具的使用壽命得以延長， 并且加工過程中不會導致碎屑的飛濺，有利于提高鉆孔作業(yè)時的安全系數(shù)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 圖1為本實用新型一種軸類產(chǎn)品深孔加工鉆頭的主視圖。
[0020] 圖2為本實用新型一種軸類產(chǎn)品深孔加工鉆頭的左視圖。
[0021] 圖3為圖1中A部的局部放大圖。
[0022] 圖4為利用本實用新型對軸類產(chǎn)品進行深孔加工的加工原理圖。
[0023] 圖中標記：1-第一輔刀片，2-第二輔刀片，3-主刀片，4-第三輔刀片，5-第四輔刀 片，6-導向塊，7-排屑腔，8-螺紋接頭，9-刀體，10-排屑孔，11-動力裝置，12-鉆桿，13-鉆 頭，14-夾緊機構，15-工件，16-分屑槽。

【具體實施方式】
[0024] 為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，下面結合附圖和具體 實施例對本實用新型進行詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本 實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0025] 如圖1、圖2所示的一種軸類產(chǎn)品深孔加工鉆頭，在刀體9的錐形工作端焊接固定 有主刀片3和分別位于主刀片3相對兩側(cè)的第一輔刀片1、第二輔刀片2以及第三輔刀片 4和第四輔刀片5,其中的主刀片3焊接固定在刀體9錐形工作端的端部，其自由端端部為 "V"字形鉆尖，經(jīng)過主刀片3鉆尖的軸線與刀體9的中心軸線平行但不重合；其中的第一輔 刀片1、第二輔刀片2以及第三輔刀片4和第四輔刀片5環(huán)主刀片3分布，所述主刀片3和 第一輔刀片1、第二輔刀片2以及第三輔刀片4和第四輔刀片5的切削刃均位于鉆頭的同 一錐形切削工作面，且主刀片3切削刃所在環(huán)形區(qū)域與第三輔刀片4切削刃所在環(huán)形區(qū)域 之間、第一輔刀片1切削刃所在環(huán)形區(qū)域與第四輔刀片5切削刃所在環(huán)形區(qū)域之間、第二輔 刀片2切削刃所在環(huán)形區(qū)域與第三輔刀片4切削刃所在環(huán)形區(qū)域之間均存在一定的重疊面 積。在刀體9內(nèi)設置有圓柱形的排屑腔7,在刀體9錐形工作端設置有與排屑腔7相通的排 屑孔10。所述主刀片3與第二輔刀片2、第三輔刀片4之間、第一輔刀片1與第二輔刀片2 之間以及第三輔刀片4與第四輔刀片5之間均設置分屑槽16,分屑槽16均與排屑孔10連 接相通。
[0026] 采用上述結構的鉆頭是一種分段、交錯排列且不對稱的多切削刃內(nèi)排屑方式鉆 頭，當鉆頭旋轉(zhuǎn)時，位于鉆頭的同一錐形切削工作面的主刀片3、第一輔刀片1、第二輔刀片 2以及第三輔刀片4和第四輔刀片5的切削刃共同形成了一個封閉式的切削工作面，該切削 工作面在鉆頭鉆孔過程中始終與深孔作業(yè)面保持全面接觸，因此，在鉆孔時不會留下毛刺， 有利于提高鉆頭對深孔作業(yè)面的切削速度和切削質(zhì)量。由于鉆頭的整個主切削刃被分隔成 五段，且每一段相對于同一條中心線有不同的位置，這樣就可以將切屑的寬度分成五段，從 而極大地降低了單個切屑的最大寬度，使得鉆孔作業(yè)時的分屑、排屑更加容易、可靠，而且 每一段切削刃所承受的切削沖擊力減小，有利于延長刀具的使用壽命。經(jīng)過主刀片3鉆尖 的軸線與刀體9的中心軸線保持一定的偏移量，通常該偏移量為3-5_，這樣可以使鉆頭在 鉆孔作業(yè)時形成導向芯柱，保證鉆頭具有較好的導向性，從而在鉆孔時不易偏斜，避免了傳 統(tǒng)的薄片式麻花鉆橫刃長、軸向阻力大的缺陷。被切削下來的碎屑大部分進入分屑槽16,然 后通過排屑孔10進入刀體9內(nèi)部的排屑腔7,最后沿著排屑腔7被排出鉆頭刀體9之外，通 過這種內(nèi)排屑方式可以極大地提高深孔加工時的鉆孔效率和鉆孔質(zhì)量，而且不會導致碎屑 的飛濺，有利于提高鉆孔作業(yè)時的安全系數(shù)。
[0027] 在鉆孔作業(yè)時，考慮到第一輔刀片1所承受的切削沖擊力比其他輔刀片所承受的 切削沖擊力更大，可以使第一輔刀片1切削刃寬度大于第二輔刀片2、第三輔刀片4和第四 輔刀片5切削刃寬度，以保證第一輔刀片1具有相對較高的抗沖擊強度，有利于提高鉆頭的 工作可靠性。另外，由于鉆頭的各段切削刃是不對稱地分布在鉆心的兩側(cè)，在鉆孔作業(yè)時， 鉆頭所承受的大部分的徑向切削力相互抵銷后，還會剩有一定大小的徑向力。為了平衡徑 向切削力，在靠近鉆頭錐形端的刀體9上設置兩個導向塊6,所述兩個導向塊6均采用硬質(zhì) 合金導向塊，并且大致呈90度夾角焊接固定在與刀體9錐形切削工作面相鄰的圓柱體外表 面，每一個導向塊6的徑向外表面為圓弧面，其徑向最大直徑等于刀體9錐形切削工作面的 最大直徑，這樣在進行鉆孔作業(yè)時，可以使得導向塊6的圓弧面緊貼在鉆孔的已加工表面 上，避免鉆孔產(chǎn)生偏斜。在進行鉆孔作業(yè)時，鉆頭不僅作回轉(zhuǎn)運動，同時也作軸向直線運動， 尤其是加工深孔時，鉆頭的少許偏斜可能導致深孔的大幅度偏斜，為了避免發(fā)生這種情況， 可以將導向塊6的徑向外表面加工成具有軸向錐度的傾斜圓弧面，也就是使導向塊6的軸 向截面為倒錐形，且導向塊6在靠近刀體9錐形切削工作面一端的徑向高度最大。優(yōu)選地， 導向塊6外圓應磨出0. 2-0. 3mm的倒錐，即使得導向塊6的軸向截面的最大端比最小端高 出0. 2-0. 3mm，這樣的結構不僅可以保證鉆頭切削平穩(wěn)，同時還對已加工的深孔孔壁起到擠 壓和導向作用，有利于提高深孔的加工效率和加工質(zhì)量。
[0028] 利用本實用新型的鉆頭對軸類產(chǎn)品進行深孔加工時，其加工方法原理如圖4所 示，具體而言：
[0029] 首先，將工件15通過夾緊機構14固定在工作臺上，調(diào)整夾緊機構14使工件15處 于水平狀態(tài)；
[0030] 然后，將上述的深孔加工鉆頭13與空心鉆桿12 -端連接并固定，鉆桿12另一端 與動力裝置11連接并固定，所述鉆頭13上的排屑腔7與鉆桿12上的空心通腔應當保持相 通；
[0031] 接下來，啟動動力裝置11進行深孔加工，動力裝置11驅(qū)動鉆桿12和鉆頭13作回 轉(zhuǎn)運動和軸向直線運動，通過鉆頭13的回轉(zhuǎn)運動和進給運動相結合完成鉆孔過程。切削下 來的碎屑大部分進入分屑槽16,然后通過排屑孔10進入刀體9內(nèi)部的排屑腔7,排屑腔7 中的碎屑沿著排屑腔7進入鉆桿12的空心通腔，最后被排出到鉆桿12之外的碎屑回收裝 置中。
[0032] 為了避免鉆孔過程中因發(fā)熱量太大而導致鉆頭13溫度過高以致于損傷鉆頭13的 主切削刃，在對軸類產(chǎn)品工件15進行深孔加工時，可以順著鉆頭13的前進方向向已加工出 的深孔中通入一定壓力的冷卻潤滑液，該冷卻潤滑液一方面對鉆頭13進行及時冷卻，提高 鉆頭13的使用壽命，同時也使得切削下來的絕大部分碎屑被冷卻潤滑液順利沖入排屑腔 7,并隨著潤滑液排出鉆桿12的空心通腔。由于鉆頭13主切削刃的工作面是錐形面，為了 使得切削下來的碎屑盡可能多地被冷卻潤滑液順利沖入排屑腔7,可以將鉆頭13的錐形切 削工作面的頂部夾角設置為135-145度。通過這種內(nèi)排屑方式極大地提高了鉆孔效率和鉆 孔質(zhì)量，也不會導致碎屑的飛濺，有利于提高鉆孔作業(yè)的安全系數(shù)。根據(jù)鉆頭13主切削刃 各部分對耐磨性與強度的不同要求，通常，設置在鉆頭13中部的主刀片3采用韌性好的YG8 刀片，輔刀片則采用硬度高、耐磨性好的YT15刀片，刀體9采用40Cr鋼，從而使鉆頭13可 以適用于不同材質(zhì)軸類產(chǎn)品的深孔加工工況，并有利于延長鉆頭刀具的使用壽命，提高深 孔加工效率。
[0033] 考慮到鉆頭13的更換方便，在刀體9上與主刀片3相對的一端設置螺紋接頭8,與 之對應的是，將鉆桿12與鉆頭13連接部位的螺紋設置成同一規(guī)格螺紋，所述鉆頭13通過 螺紋接頭8與鉆桿12組成螺紋活動連接，這樣極大方便了鉆頭13的拆裝。所述螺紋接頭 8最好是設置成淺牙矩形螺紋接頭，其螺紋牙深為1. 5-2_，如圖3所示。這樣就可以采用 同一直徑鉆桿12與動力裝置11固定連接，在需要更換鉆頭13時，不必同時拆卸鉆桿12,既 可保證刀體9的剛性和強度，以便于在鉆孔時可適當增大鉆頭13的進給量，又可以減少換 刀時間，從而提高了深孔的加工效率。經(jīng)比較測試，與采用傳統(tǒng)的薄片鉆式深孔加工方式相 比較，采用本實用新型的鉆頭13來對同一軸類產(chǎn)品進行深孔加工，其加工效率可以提升約 四倍。
[〇〇34] 以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，應當指 出的是，鉆頭主切削刃的數(shù)量也可以是三個以上的奇數(shù)，即一個主刀片和偶數(shù)個輔刀片，具 體數(shù)量根據(jù)待加工的深孔尺寸而定。因此，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何 修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1. 一種軸類產(chǎn)品深孔加工鉆頭，包括刀體（9)和固定連接在刀體（9)錐形工作端的刀 片，其特征在于：所述刀體（9)內(nèi)設置排屑腔（7)，在刀體（9)錐形工作端設置有與所述排 屑腔（7)相通的排屑孔（10)，所述刀片包括主刀片⑶和至少兩個輔刀片，所述主刀片（3) 固定連接在刀體（9)錐形工作端的端部，主刀片（3)自由端端部為"V"字形鉆尖，且經(jīng)過 主刀片（3)鉆尖的軸線與刀體（9)的中心軸線平行但不重合，所述輔刀片環(huán)主刀片（3)分 布，且主刀片（3)切削刃所在環(huán)形區(qū)域與鄰近主刀片（3)的一個輔刀片切削刃所在環(huán)形區(qū) 域之間、位于主刀片（3) -側(cè)的輔刀片切削刃所在環(huán)形區(qū)域與位于主刀片（3)另一側(cè)的相 同順序的輔刀片切削刃所在環(huán)形區(qū)域之間均存在重疊，所述主刀片（3)與相鄰的輔刀片之 間、相鄰的輔刀片之間均設置分屑槽（16)，所述分屑槽（16)均與排屑孔（10)連接相通，所 述主刀片（3)和輔刀片的切削刃均位于鉆頭的同一錐形切削工作面。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種軸類產(chǎn)品深孔加工鉆頭，其特征在于：所述的輔刀片包 括分別位于主刀片（3)相對兩側(cè)的第一輔刀片（1)、第二輔刀片（2)以及第三輔刀片（4)和 第四輔刀片（5)，其中的主刀片（3)切削刃所在環(huán)形區(qū)域與第三輔刀片（4)切削刃所在環(huán)形 區(qū)域之間、第一輔刀片（1)切削刃所在環(huán)形區(qū)域與第四輔刀片（5)切削刃所在環(huán)形區(qū)域之 間、第二輔刀片（2)切削刃所在環(huán)形區(qū)域與第三輔刀片（4)切削刃所在環(huán)形區(qū)域之間均存 在重疊，所述主刀片（3)與第二輔刀片（2)、第三輔刀片（4)之間、第一輔刀片（1)與第二輔 刀片（2)之間以及第三輔刀片（4)與第四輔刀片（5)之間均設置分屑槽（16)，所述分屑槽 (16)均與排屑孔（10)連接相通。
3. 根據(jù)權利要求2所述的一種軸類產(chǎn)品深孔加工鉆頭，其特征在于：所述的第一輔刀 片（1)切削刃寬度大于第二輔刀片（2)、第三輔刀片（4)和第四輔刀片（5)切削刃寬度。
4. 根據(jù)權利要求1或者2所述的一種軸類產(chǎn)品深孔加工鉆頭，其特征在于：還包括導 向塊￠)，所述導向塊￠)固定連接在與刀體（9)錐形切削工作面相鄰的圓柱體外表面，且 導向塊（6)的徑向外表面為圓弧面，其徑向最大直徑等于刀體（9)錐形切削工作面的最大 直徑。
5. 根據(jù)權利要求4所述的一種軸類產(chǎn)品深孔加工鉆頭，其特征在于：所述導向塊（6) 的軸向截面為倒錐形，且導向塊（6)在靠近刀體（9)錐形切削工作面一端的徑向高度最大。
6. 根據(jù)權利要求5所述的一種軸類產(chǎn)品深孔加工鉆頭，其特征在于：所述導向塊（6) 的軸向截面的最大端比最小端高出〇. 2-0. 3mm。
7. 根據(jù)權利要求1或者2所述的一種軸類產(chǎn)品深孔加工鉆頭，其特征在于：所述經(jīng)過 主刀片⑶鉆尖的軸線與刀體（9)的中心軸線之間的間距為3-5mm。
8. 根據(jù)權利要求1或者2所述的一種軸類產(chǎn)品深孔加工鉆頭，其特征在于：所述鉆頭 的同一錐形切削工作面的頂部夾角為135-145度。
9. 根據(jù)權利要求1或者2所述的一種軸類產(chǎn)品深孔加工鉆頭，其特征在于：所述刀體 (9)上與主刀片（3)相對的一端設置螺紋接頭（8)。
10. 根據(jù)權利要求9所述的一種軸類產(chǎn)品深孔加工鉆頭，其特征在于：所述螺紋接頭 (8)為淺牙矩形螺紋接頭，其螺紋牙深為1.5-2mm。
【文檔編號】B23Q11/00GK203887269SQ201420334105
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年6月20日 優(yōu)先權日:2014年6月20日
【發(fā)明者】李君 , 楊青松, 李發(fā)云 申請人:樂山斯堪納機械制造有限公司