[发明专利]基于Logistic曲线具有S型刀刃的断屑钻头

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于对钛合金工件钻孔加工的断屑钻头，属于钻削刀具技术领域。

背景技术

随着航空航天、汽车工业、医疗器械、石油化工等领域的迅速发展，对材料的性能要求越来越高，钛合金因其自身比强度高、硬度高、耐腐蚀等优异性能被广泛应用。但是，由于钛合金化学活性高、弹性模量小、导热系数低等特点，容易造成刀具磨损严重、切削温度高、切屑易缠刀等问题，属于典型的难加工材料，尤其在钻削过程中，是半封闭式加工，切屑如果不合理折断并顺利排出，易导致容屑槽堵塞，增大切削阻力；冷却液不能及时进入加工区域，影响钻头冷却效果；产生的热量急剧增加，降低刀具耐用度，破坏已加工表面质量，严重影响加工效率和加工成本。

发明内容

为了克服现有钻头结构在钛合金钻削过程中存在的断屑难、易缠刀等问题，本发明提供一种刚性良好、刀具寿命长、断屑排屑性能好的基于Logistic曲线具有S型刀刃的断屑钻头。

本发明的基于Logistic曲线具有S型刀刃的断屑钻头，采用以下技术方案：

该钻头，具有柄部和切削部，切削部包括一条横刃、两条主切削刃、两条副切削刃和容屑槽，主切削刃包括前刀面和后刀面，主切削刃上各点满足Logistic曲线方程y＝1/(1+2e^x)，以两条主切削刃的外缘刃尖连线为x轴，中心轴线为y轴，x轴与y轴的交点为原点。

所述主切削刃外缘处的前角和后角分别为15°和8°。

所述切削部的顶角为135°。

所述横刃长度为0.6mm。

所述副切削刃的螺旋角为40°。

本发明基于Logistic曲线，通过对钻头主切削刃刃型及结构参数的配置，有效促进钻削过程中切屑弯曲，增大切屑变形程度，提高刀具断屑能力，容易产生断续的单元切屑，防止切屑缠绕，使切屑顺利排出，保证加工质量，提高加工效率，延长刀具寿命。

附图说明

图1为基于Logistic曲线具有S型刀刃的断屑钻头的结构示意图。

图2为图1的左视图。

图3为具有S型刃型钻尖的切削部示意图。

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

具体实施方式

本发明的基于Logistic曲线具有S型刀刃的断屑钻头，材质为硬质合金，其结构如图1图2和图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、横刃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组成，并且主切削刃上各点满足Logistic曲线方程y＝1/(1+2e^x)，以两条主切削刃的外缘刃尖连线为x轴，中心轴线为y轴，x轴与y轴的交点为原点。刃型为S型，该刃型能够促进切屑变形，减小切屑与已加工表面的接触面积，提高刀具断屑能力，保证加工质量。

主切削刃4包括前刀面和后刀面。因主切削刃4上各点的前角、后角随着与刀具中心距离增大而增大，设定主切削刃4外缘处前角为15°，主切削刃4外缘处后角为8°，该结构能够有效减小刀具与工件的接触面积，减小刀工间摩擦力，降低钻削过程中的切削力，降低刀具磨损，提高刀具使用寿命。

切削部2的顶角为135°。横刃3长度为0.6mm。该结构可以减轻单位切削刃上的负荷，降低刀尖角的磨损速度，有利于散热，提高刀具耐用度，同时可以减小钻削过程中的轴向抗力，提高钻头强度。

副切削刃5的螺旋角为40°，以增大容屑槽，方便切屑顺利排出。

上述断屑钻头具有S型刀刃，用于钻削钛合金时，断屑效果好，排屑顺利，有效避免切屑缠刀，提高刀具耐用度和加工效率，保证加工质量。