[发明专利]一种钻头

说明书

技术领域

本发明涉及一种钻头，特别是适用于孔边缘易出现裂纹和豁口的材料的钻孔。

背景技术

TiNi基记忆合金由于其内部特殊的晶粒组织和相变过程，而具有形状记忆效应(shape-memory effect，SME)和良好的韧性及超弹性(Toughness ＆ Superelasticity，SE)。依靠上述特殊性能，记忆合金这种新型智能材料在航空航天、生物、医疗等领域有着广阔的应用前景。然而，正是由于记忆合金材料特殊的内部组织结构和外部表现出的良好韧性及超弹性，对记忆合金（尤其是薄板材）钻孔加工时提出了巨大挑战。

通常，我们采用常规钻头对金属材料进行钻孔，该钻头具有一般性特点：双刃、钻头前端中心凸出。在使用该钻头对一般性金属材料钻孔时，钻头中心点对准零件孔位中心点，在进给力作用下钻头旋转前进，钻头前端侧面刃口切削母材，达到钻孔的目的。

然而，在采用常规钻头对记忆合金（尤其是薄板）进行钻孔时，由于材料内部组织的特殊性，在钻头刃口切向应力作用下，刃口附件材料，沿刃口法线方向部分产生裂纹，在进一步钻削中，切向应力逐步增大使裂纹扩大，甚至最后裂为块状碎片，从裂纹区域脱落，孔周边出现豁口现象（见附图2所示）。

发明内容

 本发明目的在于：提供一种新的结构形式钻头，使用该新型钻头可以有效的解决钻孔过程中孔边缘出现裂纹和豁口的现象，例如对记忆合金材料薄板的钻孔。

本发明的技术方案是：一种钻头，钻头前端中心内凹。

本发明的具有四个刃口，四条螺旋槽。

本发明的刃口的前角为15±2°

本发明的钻头前端凹形面与钻头外圆的夹角为40±2°

采用本发明的钻头时，由于钻头刃口向内，在钻孔时，钻头刃口切削材料的余料区，零件裂纹就会产生于零件的余料区域，避免了最终在零件的孔周边产生裂纹。同时，由于本新型结构钻头采用了4刀刃结构，增多刀刃数量会使钻头刀刃刃口切削的法线方向与材料之间的夹角减小，夹角的减小会造成刃口与材料的切向应力减小，随之也极大减小了切削过程中产生裂纹的机会。在上述两个有利因素的共同作用下，本发明结构的钻头可以有效的避免在对记忆合金材料进行钻孔时出现的裂纹和豁口。

本发明的有益效果是：通过采用这种新型结构的钻头对记忆合金，尤其是薄板材，钻孔，首先钻头内凹的结构形式使钻孔过程中可能产生裂纹的区域由零件孔边缘转移到了余料区域；其次，采用4个刀刃的结构形式，有效地减小了钻头切削过程中的切向应力，极大地减小产生裂纹的机会。通过上述独特结构形式，解决了采用常规钻头对记忆合金钻孔时出现的裂纹和豁口现象。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明：

图1 常规钻头结构形式图

图2 常规钻头对记忆合金薄板钻孔示意图

图3本发明钻头结构图

图4本发明钻头对记忆合金薄板钻孔示意图。

具体实施方案

见图3，本发明钻头具有刀柄1，四条螺旋槽2，四个刃口3，其中刃口前角α=15±2°,钻头前端凹形面与钻头外圆的夹角β=40±2°。在钻削加工过程中，本钻头依靠中心内凹的高速旋转的四个刃口3切削材料，同时切削下来的废料通过钻头上的四条螺旋槽2排出，实现钻孔的目的。

图4中所示为采用本发明钻头进行钻孔，由于：（1）钻头前端中心内凹，刃口切削发生在材料的余料区，避免了在孔周边产生裂纹；本新型结构钻头采用了4刃结构，增多刀刃使得最终每个刃口与材料间切向应力减小，减小了切削过程中产生裂纹的机会。在上述两个因素的共同作用下，本新型结构的钻头可以有效的避免在对记忆合金，尤其是薄板，材料进行钻孔时出现的裂纹和豁口。