[发明专利]钻孔针的设计方法

权利要求书

1.一种钻孔针的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据加工条件和加工要求确定所述钻孔针的结构，使所述钻孔针依次形成直柄部、渐扩部及钻孔部，所述渐扩部的直径从靠近所述钻孔部的一端到靠近所述直柄部的一端呈逐渐增大；

在所述钻孔部的外侧围绕中心轴螺旋地开设排屑槽，并且将所述排屑槽螺旋地开设到所述渐扩部；

对将所述排屑槽螺旋地开设到所述渐扩部的结构进行强度校核；

若强度校核通过，则完成设计；若强度校核不通过，则调节所述渐扩部的截面外径、所述渐扩部上的排屑槽的形状和/或所述渐扩部的芯厚，并重新进行强度校核。

2.如权利要求1所述的钻孔针的设计方法，其特征在于，还包括以下步骤：在所述渐扩部的任一径向截面上，以所述排屑槽的形心与外径圆的圆心连线作为Y轴，以过外径圆的圆心作垂直于Y轴的直线为X轴，使Y轴与X轴相交作为原点O，得到XOY直角坐标系。

3.如权利要求2所述的钻孔针的设计方法，其特征在于：在强度校核时，对所述渐扩部的任一径向截面相对X轴的惯性矩I′_x进行校核，使该截面的惯性矩I′_x满足以下关系：

其中，D_x为该径向截面的直径，L₁为从所述钻孔部与所述渐扩部的交界处到所述钻孔部另一端的距离，x为该径向截面到所述钻孔部与所述渐扩部的交界处的距离，I_x为所述钻孔部与所述渐扩部的交界处的截面相对X轴的惯性矩，D₁为所述钻孔部与所述渐扩部的交界处的截面的直径。

4.如权利要求2所述的钻孔针的设计方法，其特征在于：在强度校核时，对所述渐扩部的任一径向截面的芯厚圆进行校核，所述芯厚圆是在所述渐扩部的任一径向截面上以所述排屑槽的内底部到中心轴的距离作为半径形成的圆，所述芯厚圆的半径r需满足以下关系：

r≥r′，

其中，r′为弯矩边界圆，D_x为该径向截面的直径，L₁为从所述钻孔部与所述渐扩部的交界处到所述钻孔部另一端的距离，x为该径向截面到所述钻孔部与所述渐扩部的交界处的距离，I_x为所述钻孔部与所述渐扩部的交界处的截面相对X轴的惯性矩，π为圆周率，D₁为所述钻孔部与所述渐扩部的交界处的截面的直径。

5.如权利要求4所述的钻孔针的设计方法，其特征在于：若所述芯厚圆的半径r为以下关系时，

R≥r′r，R为所述渐扩部的任一径向截面的外径圆半径；

当满足此关系时，则需要计算该截面的惯性矩I′_x，该截面的惯性矩I′_x需符合以下关系：

其中，D_x为该径向截面的直径，L₁为从所述钻孔部与所述渐扩部的交界处到所述钻孔部另一端的距离，x为该径向截面到所述钻孔部与所述渐扩部的交界处的距离，I_x为所述钻孔部与所述渐扩部的交界处的截面相对X轴的惯性矩，D₁为所述钻孔部与所述渐扩部的交界处的截面的直径；

如果符合以上关系，则满足要求，强度校核通过；否则，强度校核不通过。

6.如权利要求3或4所述的钻孔针的设计方法，其特征在于：所述钻孔部与所述渐扩部的交界处的截面相对X轴的惯性矩I_x通过以下关系得到：

其中，A_e为截面所在外径圆的面积；A_g为排屑槽的面积；y为该面积元素到x轴的距离。

7.如权利要求6所述的钻孔针的设计方法，其特征在于：A_g积分中的所述排屑槽的面积通过建模、数学计算或仪器测量得到。