[发明专利]一种切削铝合金的横刃微槽硬质合金钻头

说明书

本发明公开了一种切削铝合金的横刃微槽硬质合金钻头。包括横刃(1)、横刃(1)两侧均为横刃前刀面(2)、横刃前刀面(2)与横刃(1)相交的边缘为主切削刃(3)，横刃前刀面(2)上、靠近横刃(1)与主切削刃(3)的相交区域处设有底面(5)为弧面的类扇型微槽(4)。本发明具有降低切削温度、切削力和提高刀具耐用度的特点。

技术领域

本发明涉及一种切削加工领域用的钻削刀具，特别是一种切削铝合金的横刃微槽硬质合金钻头。

背景技术

切削加工是机械制造业材料去除的主要手段，而切削刀具的好坏直接影响了切削加工的效率及加工质量。在现有的切削加工中，钻削是一种常见切削加工工艺，其中麻花钻头是钻削加工所用的刀具。目前麻花钻头在钻削加工中普遍存在一个问题，即是：钻削过程中钻削温度高，刀具磨损大，刀头易坏，进而导致其加工的产品质量不稳定，钻削后的孔表面粗糙度较大。刀具磨损的加快不仅使生产成本增加，而且产品的质量也不能保证。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种切削铝合金的横刃微槽硬质合金钻头。本发明具有降低切削温度、切削力和提高刀具耐用度的特点。

本发明的技术方案：一种切削铝合金的横刃微槽硬质合金钻头，包括横刃、横刃两侧均为横刃前刀面、横刃前刀面与横刃相交的边缘为主切削刃，横刃前刀面上、靠近横刃与主切削刃的相交区域处设有底面为弧面的类扇型微槽。

前述的切削铝合金的横刃微槽硬质合金钻头中,处于两横刃前刀面上的类扇型微槽沿横刃中点呈中心对称分布。

前述的切削铝合金的横刃微槽硬质合金钻头中,所述的类扇型微槽的底面呈螺旋弧面，类扇型微槽在垂直于深度方向上的截面曲线为非对称的弧线。

前述的切削铝合金的横刃微槽硬质合金钻头中,所述的类扇型微槽的长度L为0.5mm，最外侧宽度W为0.58mm，最大深度H为0.15mm；

前述的切削铝合金的横刃微槽硬质合金钻头中,所述的类扇型微槽的靠近横刃一侧的微槽内缘与横刃的夹角β为5°。

前述的切削铝合金的横刃微槽硬质合金钻头中,所述的类扇型微槽的微槽内缘为直线，微槽外缘为曲线。

有益效果

与现有技术相比，本发明通过对钻削实际工作情况地反复研究发现，在钻头橫刃前刀面近域处设置类扇型微槽，使得钻头在钻削铝合金时，刀-屑实际接触区域的温度降低，从而有效提高刀具的耐用度。钻削温度升高的原因是：钻头在钻削过程中，刀-屑接触区会发生剧烈摩擦和形变，产生局部高温高压，进而产生大量切削热；同时在切削过程中，第一变形区发生剪切滑移，剪切区域的抗剪切变形功几乎全部转化为切削热，经过热量的传递，也会导致刀具切削温度的升高；此外，钻头的槽型对切屑的流出具有重要的导向性。本发明中，申请人通过对切削铝合金的大量实验分析发现：当类扇型微槽的最大深度H为0.15mm，长度L为0.5mm，最外侧宽度W为0.58mm时，切削刃近域的该类扇型微槽结构有较明显降温效果；主要是因为：1)该结构微槽的存在增大了切屑与刀具前刀面接触面积，降低了刀具在刀-屑接触处区的正应力，当该正应力逐渐减小到某一临界值时，有效降低了切屑底层金属内部发生内摩擦的可能，使得原本刀-屑接触区部分内摩擦区域转化为外摩擦区域，即粘结摩擦区转化为滑动摩擦区，由于内摩擦区域是刀具热量的主要来源区域，该区域的减小促使了刀具温度的降低；2)该结构微槽的存在，改变了刀具切削过程的热力耦合作用，改变了第一变形区应力应变状态，改善了第一变形区剪切滑移，继而降低切削热的产生；3)该结构微槽的存在使切屑的流动更加流畅，减少了摩擦热。综合上述因素，使得刀具切削温度得到有效降低，进而有效确保了麻花钻头的耐用度。

为了能更好证明本发明的有益效果，申请人做了如下单因素切削仿真实验：使用各参数硬质合金钻头(以下简称对照钻头)与本发明进行钻削铝合金的仿真对比。