一种基于精密铸造刀体结构的错齿BTA钻头及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种基于精密铸造刀体结构的错齿BTA钻头及其制作方法，该错齿BTA钻头切削刃呈双面错齿状，两个导向条错开分布在刀体的外围圆周上，在实际钻削过程中，一方面避免了切屑与孔壁的直接接触造成的孔壁损失，另一方面通过导向条圆弧面与孔壁的面接触实现对钻头的支撑和导向作用，同时通过导向条与孔壁的挤压来平衡切削力，从而实现钻削时的自导向，继而保证所加工的孔具有良好的直线度、圆度和表面粗糙度，另外还独特设计了刀齿位置和角度以及排屑通道和柄部结构。

A gear tooth BTA bit based on precision casting and its manufacturing method

The invention discloses a wrong tooth BTA bit based on the structure of the precision casting tool body and its making method. The cutting edge of the BTA bit of the wrong tooth is double-sided, and the two guide bars are scattered on the periphery of the circumference of the knife body. In the actual drilling process, the loss of the hole wall caused by the direct contact of the chip and the hole wall is avoided. On the other hand, through the contact of the guide circular arc surface and the surface of the hole wall to realize the support and guidance of the drill, the cutting force is balanced by the extrusion of the guide bar and the hole wall, thus the self guiding of the drilling is realized, and then the machined holes have good straightness, roundness and surface roughness. In addition, the unique design is also made. The position and angle of the cutter teeth, the chip removal channel and the handle structure.

【技术实现步骤摘要】
一种基于精密铸造刀体结构的错齿BTA钻头及其制造方法
本专利技术涉及一种基于精密铸造刀体结构的错齿BTA钻头及其制造方法，属于深孔钻削

技术介绍
深孔加工技术的应用很广泛，几乎遍及了所有的加工制造业，如航空航天工业、船舶制造工业、核工业、发电设备、石油化工机械等。在深孔加工领域中，BTA深孔钻是一种内排屑深孔钻削刀具，因为其独特的结构设计和具有良好的加工质量、稳定的加工性能等特性，已成为目前普遍采用的深孔加工方法。BTA深孔钻类型之一是单齿BTA钻头，该单齿BTA钻头在刀体上镶有3片硬质合金片，其中一片为切削刃，且在切削刃的后刀面上磨出一两个分屑台，另外两片为导向条。单齿BTA钻头由于其排屑通道的不同又分为单排屑通道结构与双排屑通道结构，但是这种钻头的排屑口的尺寸小，对切屑的大小和形态有着很高的要求，且不易断屑。但在中等直径孔的加工过程中发现，单齿BTA钻很难保证合适的切屑宽度，继而导致切屑堵塞排屑口的现象时常发生，因此近年来由单齿BTA钻头优化产生了错齿BTA钻头，该错齿BTA钻头因其刀齿与刀体连接关系的不同又分为焊接刀片结构与机夹可转位刀片的组装结构。错齿BTA钻头刀齿周向错位分布，可以有效的减小导向条上的正压力，保证切削宽度合适、排屑顺畅，但其对于小孔径的深孔钻削不适用。目前，BTA钻头刀体主要采用棒料机加结构，其切削性能较差，无法加工难加工材料的精密深孔。虽然错齿BTA钻头也有采用刀体部分精铸，再与各刀齿和导向条部分焊接在一起的结构，而这种错齿BTA钻头对刀齿参数精度的要求很高，并且二次刃磨也比较麻烦。整体精密铸造成形并具有良好的综合切削性能的错齿BTA钻头还处于试验开发阶段，如何改进错齿BTA钻头的结构设计以及制造、制作工艺，以解决现有技术中刀齿、导向条和刀体整体成形困难、大长径比深孔难加工以及所加工的孔的直线度、圆度和表面粗糙度差的问题，是本领域亟待攻克的重大课题。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供一种基于精密铸造刀体结构的错齿BTA钻头及其制造方法，该错齿BTA钻头切削刃呈双面错齿状，两个导向条错开分布在刀体的外围圆周上，在实际钻削过程中，一方面避免了切屑与孔壁的直接接触造成的孔壁损失，另一方面通过导向条圆弧面与孔壁的面接触实现对钻头的支撑和导向作用，同时通过导向条与孔壁的挤压来平衡切削力，从而实现钻削时的自导向，继而保证所加工的孔具有良好的直线度、圆度和表面粗糙度，另外还独特设计了刀齿位置和角度以及排屑通道和柄部结构，由此完成了本专利技术。因此，本专利技术第一方面，提供一种错齿BTA钻头，包括外齿、中心齿、中间齿、第一导向条、刀体以及第二导向条。其中，外齿、中心齿和中间齿为径向分布相互错开的刀齿；导向条在刀体外围圆周上错开分布，第一导向条的位置角在180°～190°内，第二导向条的位置角在80°～90°内，导向条与整体精密铸造的刀体通过焊接连接在一起。本专利技术中，设定三个刀齿的宽度，使得三个刀齿的工作宽度分配在半个孔径上，对刀齿和/或其工作宽度部分加宽，使得刀齿间有一定的搭接，即覆盖量，并在外齿外侧设有定径刃。本专利技术中，设计刀齿的刀刃，使得中心齿最高，中间齿次之，外齿最低，并且外齿和中间齿的刀刃向轴心方向斜上倾斜，中心齿向圆周方向斜上倾斜。本专利技术提供的错齿BTA钻头的排屑通道主要包括刀体上端的两个呈扇形分割的倒锥空间以及倒锥下端的圆柱形出屑孔，其中，大排屑通道扇形开口临近外齿和中心齿，小排屑通道扇形开口临近中间齿，在排屑通道开口的边角处设计有圆角。所述错齿BTA钻头的柄部设置有方牙螺纹和双制口结构。本专利技术第二方面提供一种制造上述错齿BTA钻头的方法，包括以下步骤：1)、制作刀体，其头部带有安装刀齿和导向条的部位；2)、与刀体一起成型钻头的柄部；3)、加工排屑通道；4)、安装刀齿和导向条。步骤1中，通过精密铸造工艺整体制作刀体，还对中心齿和/或中间齿及其安装宽度进行加宽；步骤2中，通过精密铸造工艺将刀体与柄部整体制作而成；步骤3中，在临近外齿和中心齿处设计加工成大排屑通道扇形开口，在临近中间齿处设计加工成小排屑通道扇形开口；步骤4中，安装刀齿和/或导向条，使得三个刀齿在径向上以及两个导向条在刀体外围圆周上均错开分布。本专利技术提供的错齿BTA钻头是一种内排屑深孔钻削刀具，避免了切屑与孔壁的直接接触造成的孔壁损失。钻头切削刃呈双面错齿状，两个导向条错开分布在刀体的外围圆周上，在实际钻削过程中通过导向条圆弧面与孔壁的面接触实现对钻头的支撑和导向作用，同时通过导向条与孔壁的挤压来平衡切削力，从而实现钻削时的自导向，继而保证所加工的孔具有良好的直线度、圆度和表面粗糙度。附图说明图1为本专利技术的一种基于精密铸造刀体结构的错齿BTA钻头的侧视图，为结构示意图；图2为本专利技术的错齿BTA钻头的结构示意图，为图1中A向的正视图；图3为本专利技术的错齿BTA钻头的正视图，为刀体上刀齿分布的示意图；图4为本专利技术的错齿BTA钻头的正视图，为导向条位置角参数示意图；图5为本专利技术的错齿BTA钻头的正视图和侧视图，为排屑通道参数示意图；图6为本专利技术的错齿BTA钻头的侧视图，为钻头直径参数和柄部尺寸参数示意图。各附图标记如下：1-外齿2-中心齿3-中间齿4-第一导向条5-刀体6-第二导向条7-定径刃具体实施方式下面通过附图和实施例对本专利技术进一步详细说明。本专利技术第一方面，提供一种基于精密铸造刀体结构的错齿BTA钻头，该钻头包括外齿1、中心齿2、中间齿3、第一导向条4、刀体5以及第二导向条6，如图1和2所示。根据本专利技术，所述第一导向条4及第二导向条6与整体精密铸造的刀体通过焊接连接在一起。本专利技术的错齿BTA钻头的切削部分由三个径向相互错开分布的刀齿组成，切削刃呈双面错齿状。图2为由图1的A向正视图，可以清楚看到钻头刀齿的分布情况，其中外齿1和中心齿2由外到内排列于同一半径方向上，并相对于直径偏向左侧，而中间齿3则位于与该半径相对的另一半径的中间位置，并相对于上述直径偏向右侧。该位置设计确保中间齿3能够切削由外齿1和中心齿2切削后留下的待加工部分，而中间齿3与外齿1和中心齿2相对于同一直径偏向不同方向也有助于钻削或切削时保持平衡和稳定性。第一导向条4和第二导向条6在刀体5外围圆周上错开分布，如图2所示，其中，第一导向条4靠近中间齿3，与外齿1相对，第二导向条6大致处于三个刀齿所在径向的垂直方向上。优选地，第二导向条6与第一导向条4在径向上并非相互垂直的，而是大于90度，其中，第二导向条与中间齿3相对于上述直径均偏向右侧，而第二导向条6相对于上述直径垂直方向，更偏向下侧，与外齿1和中心齿2处于同一象限，如图2所示。本专利技术人发现，错齿BTA钻头切削部分刀齿的这种分布结构可以改善其在钻削过程中的受力情况，使钻削更加稳定。根据本专利技术，刀齿的宽度要满足三个刀齿工作宽度在半个孔径上的分配比。为此，本专利技术优选的实施方式中，设定三个刀齿的宽度，使得三个刀齿的工作宽度足以分配在半个孔径上，即中间齿3能够完全切削掉由外齿1和中心齿2切削后留下的部分，由此三个刀齿共同切削形成钻孔。根据本专利技术，按齿宽分配比设计的刀齿工作宽度进行部分加宽，使得相互错开的刀齿间有一定的搭接，即覆盖量，因而要求三个刀齿的齿宽之和大于孔径的一半。如图3所示，设定外齿本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种错齿BTA钻头，其特征在于，该钻头包括外齿(1)、中心齿(2)、中间齿(3)、第一导向条(4)、刀体(5)以及第二导向条(6)。

【技术特征摘要】
1.一种错齿BTA钻头，其特征在于，该钻头包括外齿(1)、中心齿(2)、中间齿(3)、第一导向条(4)、刀体(5)以及第二导向条(6)。2.根据权利要求1所述的错齿BTA钻头，其特征在于，外齿(1)、中心齿(2)和中间齿(3)为径向分布相互错开的刀齿；第一导向条(4)和第二导向条(6)在刀体(5)外围圆周上错开分布，第一导向条(4)的位置角β在180°～190°范围内，第二导向条(6)的位置角α在80°～90°范围内，导向条与整体精密铸造的刀体通过焊接连接在一起。3.根据权利要求1或2所述的错齿BTA钻头，其特征在于，设定三个刀齿的宽度，使得三个刀齿的工作宽度分配在半个孔径上，优选地，刀齿工作宽度部分加宽，使得相互错开的刀齿间有一定的搭接，即覆盖量，更优选地，在外齿(1)外侧设有定径刃(7)。4.根据权利要求1或2所述的错齿BTA钻头，其特征在于，设计刀齿的刀刃，使得中心齿(2)最高，中间齿(3)次之，外齿(1)最低；优选地，外齿(1)和中间齿(3)的刀刃向轴心方向斜上倾斜，中心齿(2)向圆周方向斜上倾斜。5.根据权利要求1或2所述的错齿BTA钻头，其特征在于，该钻头具有排屑通道，包括刀体(5)上端的两个呈扇形分割的倒锥空间以及倒锥下端的圆柱形出屑孔，优选地，大排屑通道...

【专利技术属性】
技术研发人员：周石罗，郑建明，雷勇，邱易，龙军城，杨建康，梁佳佳，
申请(专利权)人：成都工具研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51