一种三刃木工通孔排钻的制作方法

本申请涉及木工器械领域，具体涉及一种三刃木工通孔排钻。

背景技术：

木工排钻即木工排钻头，一般与数控排钻床协同使用，可以同时对加工件的多个位置进行钻孔处理，木工排钻加工效率极高，可以在短时间内加工较多数量的加工件，因此，在木工加工领域，木工排钻经常被用于木材制件的大批量生产中。现有技术中，常规的木工排钻一般采用双刃设计，双刃设计为排钻整体提供两个不同方向的支撑，该木工排钻在实际钻孔加工时的稳定性较差，容易产生径向的不规则振动。木工排钻的径向运动在加工过程中是需要尽量避免的，径向运动容易造成加工孔的内径变化，导致加工孔的圆柱度和孔表面光洁度较差，影响加工孔的精度；并且，木工排钻加工时的径向不规则运动会对木工排钻本身造成极大的损坏，加快木工排钻的损耗速度，严重降低其使用寿命。另外，多个排钻在加工时，一般要求多个钻头同时对工件表面进行打孔以避免打孔振动使得后续钻头偏离预设工位，而现有木工排钻难以满足该需求。

技术实现要素：

本申请提供了一种三刃木工通孔排钻，包括刀柄、螺旋切削部、钻尖，所述钻尖和刀柄设于螺旋切削部两端。所述螺旋切削部包括三组螺旋切削刃与螺旋排削槽。每组螺旋切削刃和螺旋排削槽关于中轴线中心旋转对称。所述钻尖设有三组边刃，每组边刃关于中轴线中心旋转对称。每组边刃沿进给方向的反向依次设有第一切削刃、第二切削刃。所述第一切削刃设于相邻两组第二切削刃的第二后刀面的交线处。所述刀柄底部设有螺纹盲孔，所述螺纹盲孔在工作时设有调节螺钉。

可选的，所述第一切削刃与中轴线的夹角为α，所述第二切削刃与中轴线的夹角为β，其中，40°≤α≤50°，20°≤β≤35°。

可选的，所述边刃设有第三切削刃，所述第一切削刃、第二切削刃和第三切削刃沿进给方向的反向依次设置；所述第三切削刃与中轴线的夹角为γ，其中，5°≤γ≤20°。所述第三切削刃的设置用意在于避免第二切削刃与螺旋切削刃直接连接导致其连接位置过于尖锐，导致钻头容易损坏。

可选的，所述第二切削刃的第二后刀面和第三切削刃的第三后刀面的夹角为δ，其中，15°≤δ≤35°。

可选的，相邻两组螺旋切削刃和螺旋排削槽关于中轴线呈120°中心旋转对称；相邻两组边刃关于中轴线呈120°中心旋转对称。该对称设置意味着钻尖和螺旋切削部呈均匀设置，该结构更为稳定，有利于钻头钻削过程中保持径向稳定，提升加工孔的圆柱度和表面光洁度，并延长钻头的使用寿命。

可选的，三组第一切削刃在进给方向上交于一点构成中心尖；所述中心尖位于中轴线上，在进给方向上，所述中心尖的高度高于第一切削刃和第二切削刃。

可选的，所述刀柄侧面设有装夹平面，所述装夹平面与进给方向平行；所述刀柄侧面其他部分为圆柱面。

可选的，所述刀柄侧面与刀柄底面之间采用倒角连接；所述螺旋切削部与刀柄采用锥形连接面连接。上述技术特征可以任意组合以匹配不同的夹具，本领域普通技术人员结合本技术领域公知常识可以容易实施该手段。

可选的，为进一步提升耐磨性，所述螺旋切削部或螺旋切削刃采用耐磨硬质合金。

可选的，所述钻尖与螺旋切削部通过锥面焊接，所述锥面锥角为120°。采用该方式的钻尖与螺旋切削部的连接关系较为紧固。

所述三刃木工通孔排钻设有钻尖、螺旋切削部和刀柄，所述钻尖、螺旋切削部两端分别连接钻尖和刀柄。特别的，所述钻尖设有关于中轴线中心旋转对称的三组边刃；所述螺旋切削部同样设有关于中轴线中心旋转对称的三组螺旋切削刃和螺旋排削槽。所述边刃沿进给方向的反向设有第一切削刃和第二切削刃。所述刀柄的底部设有螺纹盲孔，所述螺纹盲孔设有内螺纹，工作状态下，所述螺纹盲孔匹配有调节螺钉，通过调整调节螺钉的旋进深度可以调整每个钻尖的高度。通过上述设置，本实用新型所述三刃木工通孔排钻至少具备如下有益效果：

1)在加工时，相比于双刃排钻的两向支撑，关于中轴线中心旋转对称的三组边刃和螺旋切削刃对钻头整体形成三个方向的支撑，三向支撑的模式更加稳固，可以更有效地抑制排钻的径向振动，从而提升加工孔的圆柱度和表面光洁度；

2)螺纹盲孔与调节螺钉配合设置，可以在加工前快速方便地设置多个排钻的钻尖高度，从而解决各钻尖高度不一致影响加工孔精度的问题；

3)三组边刃和螺旋切削刃的设置使得每组边刃和螺旋切削刃的吃刀量减小，既减少了磨损程度，另外，单刀产生的铁屑较小，有利于铁屑的排出和散热，从而提升排钻整体的使用寿命。

附图说明

图1为所述三刃木工通孔排钻的立体结构示意图；

图2为所述三刃木工通孔排钻的正视结构示意图；

图3为所述三刃木工通孔排钻的左视结构示意图；

图4为所述三刃木工通孔排钻的仰视结构示意图；

图5为所述三刃木工通孔排钻的俯视结构示意图；

图6为图2中的a-a截面结构示意图；

图7为图2中的b-b截面结构示意图；

图8为图2中的c处放大图；

图9为图3中的d-d截面结构示意图。

图中标号说明：

1-刀柄、11-装夹平面、12-倒角、13-螺纹盲孔、14-调节螺钉、15-锥形连接面、2-螺旋切削部、21-螺旋切削刃、22-螺旋排削槽、3-钻尖、31-第一切削刃、32-第二切削刃、33-第三切削刃、34-第二后刀面、35-第三后刀面。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本方案进行阐述。

如图1至图6所示，所述三刃木工通孔排钻包括刀柄1、螺旋切削部2和钻尖3。其中，刀柄1用于连接夹具，所述螺旋切削部2主要对加工孔的侧面进行进一步加工并起到排屑作用，所述钻尖3为进给方向的加工部件。所述钻尖3和刀柄1设于螺旋切削部2的两端。特别的，所述三刃木工通孔排钻的螺旋切削部包括三组螺旋切削刃21和螺旋排削槽22。每组螺旋切削刃21和螺旋排削槽22关于中轴线中心旋转对称。需要说明的是，此处中轴线指的是螺旋切削部2的轴向中轴线，除非特殊说明，本申请中所述中轴线皆为轴向中轴线。该设置用意在于每组螺旋切削刃21和螺旋排削槽22的形状尺寸相同，并且螺旋切削刃21的加工面为同一圆柱面上，该设置是出于加工孔的孔径一致性和孔表面光洁度考虑。另外重要的是，通过该设置，在打孔加工时，三组螺旋切削刃21可以对螺旋切削部2或者说排钻整体形成三处不同方向的支撑，相比于传统双刃钻头，三面支撑的设置更加稳定，有效抑制了排钻加工时的径向振动，进一步提升加工孔的圆柱度和表面光洁度。并且，在同样加工工况下，每组螺旋切削刃21的吃刀量明显减少，即切削力减小，可以明显提升单个螺旋切削刃21的使用寿命，即提升了整体螺旋切削部2的使用寿命。另外重要的是，每组螺旋切削刃21的吃刀量减小导致每组螺旋切削刃21产生的铁屑也相应减小，较小的铁屑更易排出，有利于排钻的散热，进一步提升其性能和使用寿命。所述钻尖3设有三组边刃，同样的，每组边刃关于中轴线中心旋转对称，本领域普通技术人员易于想到其原理和作用与螺旋切削刃21和螺旋排削槽22相同或近似，此处不再赘述。所述边刃在进给方向的反向依次设有第一切削刃31和第二切削刃32，如俯视图所示，所述第一切削刃31设于相邻两组第二切削刃32的第二后刀面34的交线处，或者说，第一切削刃31后刀面与第二切削刃32的第二后刀面34为同一曲面。

一种更优选的方式是：在上述基础上，相邻两组螺旋切削刃21和螺旋排削槽22关于中轴线呈120°中心旋转对称，并且相邻两组边刃关于中轴线呈120°中心旋转对称；也就是说每组螺旋切削刃21和螺旋排削槽22在螺旋切削部2呈均匀分布的状态且每组边刃在钻尖3呈均匀分布的状态。该设置下，每组螺旋切削刃21对螺旋切削部2以及边刃对钻尖3的支撑更加稳固，每组螺旋切削刃21、边刃的吃刀量、受力等较为均匀，有利于排钻加工时的稳定性，并且，三组螺旋切削刃21、边刃的最短使用寿命得以提升，即排钻整体使用寿命得以提升。另外为了加强耐磨性，作为优选的，所述螺旋切削部2或螺旋切削刃21采用耐磨硬质合金。

如图7所示，所述三刃木工通孔排钻的刀柄1底部设有螺纹盲孔13，所述螺纹盲孔13设有内螺纹，在工作时，即进行打孔加工时，所述螺纹盲孔13内部设有调节螺钉14，所述调节螺钉14旋入螺纹盲孔13的深度是可调的。所述螺纹盲孔13以及与之匹配使用的调节螺钉14的用意在于：通过调节调节螺钉14的旋进深度调节各排钻的钻尖3高度使多个钻尖3的高度保持一致，这样设置的好处是在同时加工多个加工孔时，通过上述操作，多个钻尖3高度保持一致，可以同时开始加工，避免因加工存在先后顺序，在先加工的钻头振动引起在后加工的钻头偏离预设工位，影响加工精度。通过上述设置，我们可以避免该情况发生，并且该调整方法较为快速简单，具备很好的实用性。

如图5、图8所示，一种钻尖3的优选设置方式是：所述第一切削刃31与中轴线的夹角为α，所述第二切削刃32与中轴线的夹角为β，其中，20°≤β≤35°，40°≤α≤50°；该设置下，所述钻尖3进给量较为适宜，切削强度较高，并且易于排出铁屑，整体磨损较少，因此具备较高的加工效率和较长的使用寿命。

如图8，图9所示，作为优选设置的，所述钻尖3还设置有第三切削刃33，所述第三切削刃33设于第二切削刃32沿进给方向的反向一端，即所述第一切削刃31、第二切削刃32和第三切削刃33沿进给方向的反向依次设置。所述第一切削刃31、第二切削刃32和第三切削刃33与中轴线的夹角依次减小。具体的，所述第一切削刃31、第二切削刃32与中轴线的夹角如前所述，所述第三切削刃33与中轴线的夹角为γ，其中5°≤γ≤20°。设置第三切削刃33的用意在于：在第二切削刃32和螺旋切削部2之间形成过渡，避免第二切削刃32与螺旋切削刃21相交处过于尖锐，若第二切削刃32与螺旋切削刃21相交处过于尖锐，该相交处容易出现应力集中导致结构损坏失效，从而降低钻头的使用寿命，而采取第三切削刃33的设置可以很好的解决该问题，因此第三切削刃33的设置作为钻尖3的一种优选实施方式。在前述设置设有第三切削刃33的基础上，所述第二切削刃32的第二后刀面34和第三切削刃33的第三后刀面35的夹角为δ，其中，15°≤δ≤35°。

如图1、图5所示，所述三刃木工通孔排钻的定位方式为：三组第一切削刃31在进给方向上相交于一点，该点即构成中心尖，所述中心尖位于中轴线上，在进给方向上，所述中心尖的高度高于第一切削刃31和第二切削刃32，在设置有第三切削刃33的情况下，由于第三切削刃33设于第二切削刃32的沿进给方向的反向一侧，因此中心尖的高度显然也高于第三切削刃33。所述高度指将钻头竖直放置并且钻尖3朝上时各结构的高度，另一个说法是：在钻头钻削过程中，中心尖为首先触碰到加工件的结构。另外需要说明的是，严格的说，中心尖为各第一切削刃31相交所构成，因此应当属于第一切削刃31的部分结构，但是在比较各结构高度时，我们称中心尖的高度高于第一切削刃31显然指的是中心尖的高度高于第一切削刃31除中心尖以外的高度，由于中心尖仅是一个概念结构，因此该说法是符合逻辑的，本领域普通技术人员应当理解。

如图1、图2、图5所示，为便于夹具夹持，所述刀柄1在其侧面设有装夹平面11，所述装夹平面11与进给方向平行，所述刀柄1侧面的其他部位为圆柱面，通过该设置，夹具能更稳定地夹持刀柄1并传递扭矩。为便于将刀柄1夹持到夹具上，我们还可以设置所述刀柄1的侧面与底面之间采用倒角12连接或者所述螺旋切削部2与刀柄1采用锥形连接面15连接。对于本领域普通技术人员来说，上述技术特征可以任意组合，其组合方式结合实际情况是容易想到的；另外，刀柄1的具体形状可以根据夹具的不同进行相应地设置；以上手段对于本领域普通技术人员来说可以通过结合现有技术以及公知常识容易得到并进行实施，因此上述手段可以构成一个清楚完整的技术方案。

如图7所示，所述螺旋切削部2与钻尖3的连接方式为通过焊接连接，为提升螺旋切削部2与钻尖3连接的牢固程度，作为一种优选实施方式，所述钻尖3底部为锥面，所述螺旋切削部2的顶部设有与钻尖3底部匹配的锥形凹槽，所述钻尖3与螺旋切削部2通过锥面焊接，所述锥面锥角为120°。该设置下，钻尖3与螺旋切削部2的连接面较大，螺旋切削部2和钻尖3的连接十分牢固。

需要说明的是，本申请中，除非另有说明的，所述底部、顶部、高度等说法是基于所述三刃木工通孔排钻在正常组装完毕后，钻尖3朝上状态为参考，所述底部即该参考系下，面对下方的位置。另外，本申请中，所述进给方向即进行打孔作业时，钻头的轴向运动方向，所述主运动方向为排钻边刃或者螺旋切削刃21上某点的旋转切线方向。上述说明内容均为本技术领域中的公知常识，对于本领域普通技术人员来说应当理解。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。