CN107584159A - 一种高强度焊接式硬质合金钻头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高强度焊接式硬质合金钻头，其包括钻头本体和焊接于其后部的刀柄，钻头本体为一片式整体刀片；钻头本体包括依次设置的尖部、肩部和加固部，尖部与肩部之间设有排屑槽和切削刃，排屑槽为两个且绕钻头中心呈螺旋状对称分布，加固部的直径大于肩部的直径；其还包括冷却水孔，冷却水孔包括设于刀柄中心的进水孔和与进水孔相连并位于钻头本体上的出水孔一和出水孔二，出水孔一设于切削刃和肩部之间，且位于两个排屑槽之间的中间位置，出水孔二设于排屑槽的末端。本发明采用一片式硬质合金刀片焊接，且设有冷却水孔，使得钻头强度大大增强，冷却和排屑能力增强，生产效率增加、生产的产品质量提高，钻头的使用寿命大大提高。

Description

一种高强度焊接式硬质合金钻头

技术领域

本发明涉及机械加工刀具技术领域，尤其涉及一种强度高、使用寿命长、生产效率高、生产质量好的汽车铝合金车轮加工螺栓孔用高强度焊接式硬质合金钻头。

背景技术

汽车铝合金车轮的机械加工通常包括外圆和内孔的车削以及螺栓孔等的钻削。钻螺栓孔通常采用的是焊接式硬质合金螺栓孔钻头，该钻头的基本构成为钻头本体和硬质合金焊接部分。钻头本体为一般的钢材加上热处理，而硬质合金通常采用铜焊至钻头本体上。具体的工艺大致分为材料的切削成型，经过铣加工刀片位置，然后经过热处理，硬质合金铜焊焊接至本体上，再经过磨削成型，最终开刃后完工制成。该钻头在使用过程中，是在加工中心上，通过刀柄的装夹至机床上，经过机床电机的转动，使钻头产生回旋的转动，从而产生旋转切削，在汽车车轮上钻出螺栓孔形状的孔。在使用过程中，一般会辅以喷吹冷却液在钻头和车轮接触部位。

现有的钻头是一般采用三片式硬质合金刀片，焊接至钻头本体上，头尖部位一片完整的一小块硬质合金，然后在切削肩部位置分别在两侧焊接各一片硬质合金刀片。具体见附图1和附图2所示。现有的焊接式硬质合金钻头，基本可以满足一般钻削螺栓孔的要求，包括钻出成型的尺寸和形状。

现有焊接式硬质合金汽车铝合金车轮螺栓孔钻头的使用，只能基本达到使用结果产生的形状和尺寸，对于加工过程中表面光洁度和精度等方面，还存在不稳定性和精度不高、强度不够、使用寿命短以及加工效率低下等不足之处。因为是三片式硬质合金的焊接，存在跟钻头本体结合度不够，焊接处多，容易产生焊接缺陷等问题，所以会导致钻头的本体和硬质合金发生脱落或者崩碎的不良结果。由于焊接结合面多，故会导致整体钻头的刚性和稳定性欠佳，实际钻削过程中，会发生如振刀纹、表面不光滑，不光亮和尺寸超差不稳定等现象。另外，由于实际使用钻头钻孔时，是连续长时间不间断加工，对于加工过程中产生的热量，如果不能快速冷却，会直接导致钻头的使用寿命降低和车轮钻孔的尺寸和光洁度出现偏差和缺陷。

所以对于上述问题和缺陷，就直接导致加工的不良和刀具的使用成本发生上升和浪费的潜在后果。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提供了一种汽车铝合金车轮加工螺栓孔用高强度焊接式硬质合金钻头，其使用一片式硬质合金刀片焊接，焊接牢固度增加，不会产生焊接脱落和崩刃的问题，使钻头使用过程中不会报废品和不良品，同时还能减少磨损和延长使用寿命，节省了使用成本。且设有冷却水孔，在钻孔加工过程中，因为有良好的冷却和排屑，对于切削速度的提升有较大的帮助，能采用较大的进给和切削速度，有效的提升生产效率和节奏。对于整体强度提升后，使用寿命相比较普通钻头，约能提高50%以上。性价比得到有效改良。

为解决现有技术中存在的问题，本发明采用的具体技术方案是：

一种高强度焊接式硬质合金钻头，其包括设有硬质合金刀片的钻头本体和焊接于所述钻头本体后部的刀柄。所述钻头本体为一片式整体刀片；所述钻头本体包括依次设置的尖部、肩部和加固部，所述尖部与肩部之间设有排屑槽和切削刃，所述排屑槽为两个且绕钻头中心线呈螺旋状对称分布，所述加固部的直径大于肩部的直径；其还包括冷却水孔，所述冷却水孔包括设于刀柄中心的进水孔和与进水孔相连并位于钻头本体上的出水孔一和出水孔二，所述出水孔一设于切削刃和肩部之间，且位于两个排屑槽之间的中间位置，所述出水孔二设于排屑槽的末端。

优选的方案，所述钻头本体和刀柄之间的焊接方式为U形焊接。

进一步优选的方案，所述出水孔一和出水孔二均为两个，且两个出水孔一和两个出水孔二均相隔180°对称设置。

更进一步优选的方案，所述排屑槽的螺旋角＜13°。

再进一步优选的方案，所述钻头本体的肩部从切削刃刀尖位置往刀柄位置方向上设有倒锥角磨削面。

所述倒锥角磨削面的倒锥度为0.1°。

所述加固部的直径是钻头切削直径的0.1～0.2倍。

通过采用上述方案，本发明的一种高强度焊接式硬质合金钻头与现有技术相比，其技术效果在于：

1、本发明采用一片式硬质合金刀片焊接，加强了整体的刚性和强度。在实际的钻头制造工艺中，独特使用单片式刀片焊接，使焊接部位的接触面整齐，并且减少了焊接面，使焊接结合度高、焊接牢固。采用整体单片式刀片的钻头，可以有效的达到工件尺寸的精度要求，也能保证其稳定性不会随着加工时间的延长而发生偏离的问题。对于整体钻头的使用产生的磨耗也会随之减小，间接提升了钻头的使用寿命。

2、钻头本体与刀柄之间采用较为独特的U型焊接方式，U型焊接槽相比较传统的V型槽焊接，有更好的接触面和焊接牢固度，提高了焊接的结合度和焊接精度。

3、本发明设有四个冷却水出孔，冷却水从钻头的两个不同部位打出出水口，两个出水孔一设于刀刃末端，两个出水孔二设于排屑槽的末端，能有效的在钻削孔加工过程中，起到冷却钻头和帮助排屑的作用。其中，出水孔一能使切削后切削刃产生的热量得到较好的冷却，同时可使切削后产生的铝屑从底部往外和向上冲洗出。出水孔二是在切削过程中协助刀体的冷却，同时能有效帮助切削产生的铝屑排出。

4、钻头的排屑槽采用小螺旋角设计和加工制造，相比一般的钻头20～40度的螺旋角，可使钻头在高速切削加工中，产生的铝屑能更有效的排出和出屑，同时提高了钻孔后孔壁的表面光洁度，提高了生产产品的质量。

5、钻头本体的肩部从切削刃刀尖位置往刀柄位置方向上设有倒锥角磨削面，其减小了长期使用后产生的刀刃磨耗不均而导致的尺寸偏离的问题。

6、钻头本体上与刀柄连接处设有外径增大的加固部，其增强了钻头在接触钻孔车轮时抵御产生的抗力的能力，不仅增加了钻头整体的强度，而且提升了钻削加工的尺寸稳定性，也提升了刀具钻头的使用寿命，从而提升了性价比。

7、采用本发明结构设计和制造的钻头，焊接牢固度增加后，不会产生焊接脱落和崩刃的问题，使钻头使用过程中不会报废和产生不良品，同时还能减少磨损和延长使用寿命。节省了使用成本。在钻孔加工过程中，因为有良好的冷却和排屑，对于切削速度的提升，有较大的帮助，能采用较大的进给和切削速度，对于加工过程时间的缩短起决定作用，因此，生产效率大大提高。对于整体强度提升后，使用寿命相比较普通钻头，约能提高50%以上。性价比得到有效改良。

附图说明

图1为现有技术中普通焊接式硬质合金钻头的整体结构示意图；

图2为现有技术中普通焊接式硬质合金钻头的硬质合金焊接部分的结构示意图；

图3为本发明一种高强度焊接式硬质合金钻头的整体结构示意图；

图4为本发明一种高强度焊接式硬质合金钻头的钻头本体上出水孔的设置示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实例并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

如图3和图4所示，一种高强度焊接式硬质合金钻头，其有效的针对目前需解决的解决，使钻头达到高强度和高性能，同时提升性价比。进而满足生产厂家对于汽车铝合金车轮钻螺栓孔的加工要求。

一种高强度焊接式硬质合金钻头，其包括设有硬质合金刀片的钻头本体1和焊接于所述钻头本体1后部的刀柄2。

所述钻头本体1和刀柄2之间的焊接方式为U形焊接，U型焊接槽相比较V型槽，有更好的接触面和焊接牢固度保证了焊接的坚固和精度。

所述钻头本体1为一片式整体刀片，其加强了整体的刚性和强度。在实际的钻头制造工艺中，独特使用单片式刀片焊接，使焊接部位的接触面整齐，并且减少了焊接面，能够得到结合度高的焊接牢固度。同时，对于整体单片式刀片的使用，可以有效的达到尺寸的精度要求，也能保证其稳定性不会随着加工时间长而发生偏离的问题。对于整体钻头的使用产生的磨耗也会随之减小，间接提升使用寿命。

所述钻头本体1包括依次设置的尖部11、肩部12和加固部13，所述尖部11与肩部12之间设有排屑槽14和切削刃15，所述排屑槽14为两个且绕钻头中心线呈螺旋状对称分布，所述排屑槽14的螺旋角＜13°。钻头的排屑槽14采用小螺旋角设计和加工制造，是为了在高速切削加工中，产生的铝屑能更有效的排出和出屑。一般的钻头采用的螺旋角约为20～40度。

所述钻头本体1的肩部12从切削刃15刀尖位置往刀柄2位置方向上设有倒锥度为0.1°的倒锥角磨削面16，即倒锥角磨削面16靠近切削刃15处的直径大于靠近刀柄2位置的直径。此为减小长期使用后产生刀刃磨耗不均而导致尺寸偏离的问题。

所述加固部13的直径是钻头切削直径的0.1～0.2倍。加固部13的设置是为增强钻头抵御在接触钻孔车轮时产生的抗力，增加钻头整体的强度。

本发明在钻头内部还设有冷却水孔3，所述冷却水孔3包括设于刀柄2中心的进水孔31和与进水孔31相连并位于钻头本体上的出水孔一32和出水孔二33，所述出水孔一32设于切削刃15和肩部12之间，且位于两个排屑槽14之间的中间位置，所述出水孔二33设于排屑槽14的末端。 所述出水孔一32和出水孔二33均为两个，且两个出水孔一32和两个出水孔二33均相隔180°对称设置。出水孔能有效的在钻削孔加工过程中，起到冷却钻头和帮助排屑的作用。其中，出水孔一32能使切削后切削刃产生的热量得到较好的冷却，同时可使切削后产生的铝屑从底部往外和向上冲洗出。出水孔二33是在切削过程中协助刀体的冷却，同时能有效帮助切削产生的铝屑排出。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高强度焊接式硬质合金钻头，其包括设有硬质合金刀片的钻头本体和焊接于所述钻头本体后部的刀柄，其特征在于：所述钻头本体为一片式整体刀片；所述钻头本体包括依次设置的尖部、肩部和加固部，所述尖部与肩部之间设有排屑槽和切削刃，所述排屑槽为两个且绕钻头中心线呈螺旋状对称分布，所述加固部的直径大于肩部的直径；其还包括冷却水孔，所述冷却水孔包括设于刀柄中心的进水孔和与进水孔相连并位于钻头本体上的出水孔一和出水孔二，所述出水孔一设于切削刃和肩部之间，且位于两个排屑槽之间的中间位置，所述出水孔二设于排屑槽的末端。

2.根据权利要求1所述的一种高强度焊接式硬质合金钻头，其特征在于：所述钻头本体和刀柄之间的焊接方式为U形焊接。

3.根据权利要求1所述的一种高强度焊接式硬质合金钻头，其特征在于：所述出水孔一和出水孔二均为两个，且两个出水孔一和两个出水孔二均相隔180°对称设置。

4.根据权利要求1所述的一种高强度焊接式硬质合金钻头，其特征在于：所述排屑槽的螺旋角＜13°。

5.根据权利要求1所述的一种高强度焊接式硬质合金钻头，其特征在于：所述钻头本体的肩部从切削刃刀尖位置往刀柄位置方向上设有倒锥角磨削面。

6.根据权利要求5所述的一种高强度焊接式硬质合金钻头，其特征在于：所述倒锥角磨削面的倒锥度为0.1°。

7.根据权利要求1所述的一种高强度焊接式硬质合金钻头，其特征在于：所述加固部的直径是钻头切削直径的0.1～0.2倍。