[发明专利]前刀面带槽的曲折刃麻花钻

说明书

技术领域

本发明涉及切削刀具技术领域，更具体地，涉及一种麻花钻。

背景技术

麻花钻是一种在实体工件上钻孔的通用刀具，俗称钻头。现在在制造企业广泛使用的麻花钻是标准麻花钻(我国每年生产数十亿只)，具有以下结构特征：1)主刃为直线；2)主刃前刀面为直线发生线经过螺旋运动形成的直纹螺旋面；3)后刀面为圆锥面。标准麻花钻之所以获得广泛应用，是它有许多优点，其中最主要的优点是刃磨方法简单，定心稳定可靠。但是，标准麻花钻也存在明显缺陷，主要表现在：1)切削角度分布很不合理，主刃各点的前角变化过大，其中外缘转点处的前角超过30°，横刃转点处的前角小于-60°，横刃各点的前角为-55°～-60°，切削性能因此很差，轴向力大，钻削能耗高；2)大直径钻头的主刃长，钻削碳钢时切屑宽且卷不紧，切屑占用空间大，而且各点切屑流出速度相差较大，排屑不顺利，切削液不容易加注到钻削区。

长期以来，人们一直致力于通过改进标准麻花钻的结构来提高其切削性能，先后提出过数十种麻花钻结构，其中最富盛名的是我国研制的“群钻”。标准型群钻放弃了直线刃，采用以“三尖七刃”为特征的刃磨结构，极大地改善了主刃的切削角度分布状况和切屑形态，降低了钻削能耗，提高了麻花钻的耐用度和加工孔的质量，其优越的切削性能至今没有被超越。遗憾的是，由于群钻的后刀面刃磨结构和刃磨方法过于复杂，手工操作很不方便，机器操作实现难度大，因此，尽管我国曾经于上世纪六、七十年代动用行政力量在全国企业大力推广群钻刃磨法，但群钻的应用至今非常有限。上世纪末，美国率先研制出七轴联动数控群钻刃磨床，很好地解决了群钻的自动化刃磨问题，但七轴联动数控磨床动辄数十万甚至数百万元的价格，一般企业难以接受；目前，我国市场上已有技术成熟的群钻专用刃磨机销售，尽管价格不到十万元/台，但为价格只有20元/只的麻花钻购买这样的专用刃磨机，一般企业依然接受不了。正因为如此，在可以预见的时间内，群钻要在企业大面积推广应用依然困难重重。

人们提出的许多通过改进刃磨结构和刃磨方法而获得的改进型麻花钻，包括发明人本人上世纪90年代参与提出的曲线刃麻花钻，尽管性能优越，但大都与群钻的命运一样。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服群钻等通过优化后刀面刃磨结构而获得的改进型麻花钻因为刃磨结构和刃磨方法复杂而难以推广，以及标准麻花钻刃磨方法简单但钻削性能和节能效果低劣的缺陷，提出了一种前刀面带槽的曲折刃麻花钻，其具有良好的综合钻削性能，能在更短的时间内以更低的钻削功率消耗、更高的刀具耐用度完成孔的钻削加工，且刃磨方法简便易行、钻孔精度有所提高。

为实现上述目的，本发明采用的具体技术方案如下：

一种麻花钻，其特征在于，该麻花钻的主刃为曲折刃，而主刃前刀面螺旋面表面开有若干螺旋槽，该螺旋槽是以在麻花钻端平面上的投影为一曲线或折线（即主刃曲线）作为发生线绕着钻轴作螺旋运动而形成的。

作为本发明的改进，所述螺旋槽的数量、槽深和槽的截面形状可变。

作为本发明的改进，所述螺旋槽为3-10个，优选为4个、6个或7个。

作为本发明的改进，所述主刃后刀面采用锥面、倾斜平面或螺旋面结构，便于刃磨。

作为本发明的改进，当主刃后刀面采用锥面时，所述麻花钻的原始锋角一般小于118°。

作为本发明的改进，所述麻花钻的横刃为近似直线。

本发明还公开了一种上述麻花钻在钻孔加工中的应用。

本发明中，螺旋沟槽的主刃前刀面螺旋面部分具有若干小的螺旋槽，而这些小螺旋槽与螺旋沟槽类似，是以在麻花钻端平面上的投影为一组周期性曲/折线或者非周期性曲/折线作为发生线，绕着钻轴作螺旋运动而形成的。

本发明中，小螺旋槽的数量、槽深和槽的截面形状，都可以在一定范围内变化。

本发明中，后刀面采用便于刃磨的锥面、倾斜平面或螺旋面结构，以方便推广。

本发明中，当后刀面采用锥面时，其刃磨参数可以参照确定标准麻花钻刃磨参数的方法，通过计算获得。

本发明中，曲折刃麻花钻的其他结构参数，如螺旋沟槽非主刃部分的形状、螺旋角、麻花钻副刃的结构、颈部与柄部结构等与标准麻花钻完全相同，以方便制造加工。

本发明中，曲折刃麻花钻的横刃与标准麻花钻一样为近似直线，制造时可以按照通行方法修磨横刃。修磨横刃将会使曲折刃麻花钻获得更好的钻削性能和节能效果。

与标准麻花钻相比，采用具有上述结构特征的曲折刃麻花钻进行钻削加工具有以下特点：

1)主刃切削角度分布趋于合理，钻削功率降低22％～40%。