[發(fā)明專利]基于Logistic曲線具有S型刀刃的斷屑鉆頭

有效

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• 申請日: 2016-07-28
• 公開（公告）號: CN106077767B
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發(fā)明（設計）人: 國凱;朱兆聚;孫杰;劉凱
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: B23B51/02
• 分類號: B23B51/02
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司37219
• 代理人: 王緒銀

技術領域

本發(fā)明涉及一種用于對鈦合金工件鉆孔加工的斷屑鉆頭，屬于鉆削刀具技術領域。

背景技術

隨著航空航天、汽車工業(yè)、醫(yī)療器械、石油化工等領域的迅速發(fā)展，對材料的性能要求越來越高，鈦合金因其自身比強度高、硬度高、耐腐蝕等優(yōu)異性能被廣泛應用。但是，由于鈦合金化學活性高、彈性模量小、導熱系數低等特點，容易造成刀具磨損嚴重、切削溫度高、切屑易纏刀等問題，屬于典型的難加工材料，尤其在鉆削過程中，是半封閉式加工，切屑如果不合理折斷并順利排出，易導致容屑槽堵塞，增大切削阻力；冷卻液不能及時進入加工區(qū)域，影響鉆頭冷卻效果；產生的熱量急劇增加，降低刀具耐用度，破壞已加工表面質量，嚴重影響加工效率和加工成本。

發(fā)明內容

為了克服現有鉆頭結構在鈦合金鉆削過程中存在的斷屑難、易纏刀等問題，本發(fā)明提供一種剛性良好、刀具壽命長、斷屑排屑性能好的基于Logistic曲線具有S型刀刃的斷屑鉆頭。

本發(fā)明的基于Logistic曲線具有S型刀刃的斷屑鉆頭，采用以下技術方案：

該鉆頭，具有柄部和切削部，切削部包括一條橫刃、兩條主切削刃、兩條副切削刃和容屑槽，主切削刃包括前刀面和后刀面，主切削刃上各點滿足Logistic曲線方程y＝1/(1+2e^x)，以兩條主切削刃的外緣刃尖連線為x軸，中心軸線為y軸，x軸與y軸的交點為原點。

所述主切削刃外緣處的前角和后角分別為15°和8°。

所述切削部的頂角為135°。

所述橫刃長度為0.6mm。

所述副切削刃的螺旋角為40°。

本發(fā)明基于Logistic曲線，通過對鉆頭主切削刃刃型及結構參數的配置，有效促進鉆削過程中切屑彎曲，增大切屑變形程度，提高刀具斷屑能力，容易產生斷續(xù)的單元切屑，防止切屑纏繞，使切屑順利排出，保證加工質量，提高加工效率，延長刀具壽命。

附圖說明

圖1為基于Logistic曲線具有S型刀刃的斷屑鉆頭的結構示意圖。

圖2為圖1的左視圖。

圖3為具有S型刃型鉆尖的切削部示意圖。

圖中：1.柄部，2.切削部，3.橫刃，4.主切削刃，5.副切削刃，6.容屑槽。

具體實施方式

本發(fā)明的基于Logistic曲線具有S型刀刃的斷屑鉆頭，材質為硬質合金，其結構如圖1圖2和圖3所示，包括柄部1和切削部2。切削部主要包括主切削刃4、橫刃3、副切削刃5和容屑槽6。

主切削刃4主要由前刀面和后刀面組成，并且主切削刃上各點滿足Logistic曲線方程y＝1/(1+2e^x)，以兩條主切削刃的外緣刃尖連線為x軸，中心軸線為y軸，x軸與y軸的交點為原點。刃型為S型，該刃型能夠促進切屑變形，減小切屑與已加工表面的接觸面積，提高刀具斷屑能力，保證加工質量。

主切削刃4包括前刀面和后刀面。因主切削刃4上各點的前角、后角隨著與刀具中心距離增大而增大，設定主切削刃4外緣處前角為15°，主切削刃4外緣處后角為8°，該結構能夠有效減小刀具與工件的接觸面積，減小刀工間摩擦力，降低鉆削過程中的切削力，降低刀具磨損，提高刀具使用壽命。

切削部2的頂角為135°。橫刃3長度為0.6mm。該結構可以減輕單位切削刃上的負荷，降低刀尖角的磨損速度，有利于散熱，提高刀具耐用度，同時可以減小鉆削過程中的軸向抗力，提高鉆頭強度。

副切削刃5的螺旋角為40°，以增大容屑槽，方便切屑順利排出。

上述斷屑鉆頭具有S型刀刃，用于鉆削鈦合金時，斷屑效果好，排屑順利，有效避免切屑纏刀，提高刀具耐用度和加工效率，保證加工質量。