丝攻刀具的制作方法

1.本技术属于螺丝攻技术领域，特别涉及一种丝攻刀具。


背景技术：

2.铝基碳化硅材料在电子封装、航空航天等领域应用颇广，但由于其高硬度和高抗弯强度的材料特性，给机械加工带来很大困难。在对铝基碳化硅材料进行螺纹孔(尤其是小尺寸螺纹孔)加工时，常规的挤压式丝攻方式很难形成螺纹，并且极易出现丝锥断裂或产品崩坏的情况。如果采用硬质合金刀具加工铝基碳化硅材料，因铝基碳化硅材料中的碳化硅陶瓷颗粒与硬质合金硬度接近，会使刀具快速磨损因而无法用于该材料产品的加工。
3.业界有使用t型金刚砂磨头通过磨削的方式实现对铝基碳化硅材料的内孔螺纹加工，但加工效率较低，无法用于大批量加工。对此人们研究采用聚晶金刚石刀具来加工，虽然聚晶金刚石具有硬度高、耐磨性好的优点，但是目前常见的片焊式结构设计对于铝基碳化硅细小螺纹孔加工的应用效果不佳，刀具使用寿命较短且加工质量难以达到要求。


技术实现要素：

4.鉴于上述状况，有必要提供一种丝攻刀具，以用于铝基碳化硅材料微小螺纹孔的加工。
5.本技术的实施例提供一种丝攻刀具，包括刀柄和刀头，所述刀头连接于所述刀柄。所述刀头一体成型，包括芯部、切削刃、避空部和排屑槽。芯部连接于所述刀柄，所述芯部具有中心轴线。切削刃绕所述芯部的中心轴线螺旋的设于所述芯部的表面，所述切削刃包括多个刃部，多个所述刃部沿所述芯部的圆周方向间隔设置,每个所述刃部包括多个沿所述芯部的中心轴线方向设置的刃齿，沿所述芯部的圆周方向，不同的所述刃部上的所述刃齿位于同一螺旋线上。避空部设于相邻的两个所述刃部之间，所述避空部由所述切削刃远离所述芯部的端部为起点，往所述芯部的中心轴线方向凹陷。排屑槽设于相邻的两个所述刃部之间，所述排屑槽由所述切削刃远离所述芯部的端部为起点，往所述芯部的中心轴线方向凹陷，所述排屑槽连通相邻的所述避空部。所述刃部具有前刀面，沿所述芯部的圆周方向，所述排屑槽位于所述前刀面和所述避空部之间。所述前刀面的径向前角r1，其中，-5
°
≤r1≤0
°
上述丝攻刀具通过一体成型设计的刀头，可提高刀头的结构强度，减少出现崩刃或刀片脱落的风险，提高加工质量；通过控制前刀面的径向前角r1，有利于保证切削刃的切削强度，以能够加工铝基碳化硅材料。
6.在本技术的一些实施例中，所述刀头材质为聚晶金刚石，所述刀柄材质为硬质合金或高速钢。
7.在本技术的一些实施例中，所述刀头包括两个所述切削刃、两个所述避空部和两个所述排屑槽，沿所述芯部的圆周方向，所述切削刃、所述排屑槽和所述避空部依次连接。
8.在本技术的一些实施例中，所述刀头与所述刀柄通过焊接连接。一体成型的刀头通过焊接连接于刀柄，有利于丝攻刀具的加工制造，在保证刀头强度的前提下节约成本。
9.在本技术的一些实施例中，所述切削刃具有主径向后角r2，其中，10
°
≤r2≤15
°
，可保证切削刃的切削强度，及增大切削刃的散热面积，提高散热效果。
10.在本技术的一些实施例中，所述切削刃具有副径向后角r3，其中，25
°
≤r3≤30
°
，可保证切削刃的结构强度，进一步增大切削刃的散热面积及提高散热效果。
11.在本技术的一些实施例中，所述切削刃具有主轴向后角r4，其中，5
°
≤r4≤8
°
，可保证切削刃的切削强度，及增大切削刃的散热面积，提高散热效果。
12.在本技术的一些实施例中，所述切削刃具有副轴向后角r5，其中，10
°
≤r5≤12
°
，可保证切削刃的结构强度，进一步增大切削刃的散热面积及提高散热效果。
13.在本技术的一些实施例中，所述切削刃的主刃后宽为d1，其中，0.15mm≤d1≤0.3mm，可保证切削刃的切削强度及结构强度。
14.在本技术的一些实施例中，所述排屑槽具有剪切角r6，其中，0
°
＜r6≤15
°
，有利于碎屑在排屑槽内的移动，减少碎屑在排屑槽内堵塞的风险。
附图说明
15.图1是本技术的一个实施例中丝攻刀具的立体结构示意图。
16.图2是本技术的一个实施例中丝攻刀具的分解状态示意图。
17.图3是本技术的一个实施例中刀头的第一视图。
18.图4是本技术的一个实施例中刀头的第二视图。
19.图5是图4中的a-a视图。
20.主要元件符号说明
21.丝攻刀具100
22.刀柄1
23.夹持部11
24.过渡部12
25.连接部13
26.刀头2
27.芯部21
28.切削刃22
29.刃部221
30.前刀面2211
31.刃齿2212
32.避空部23
33.排屑槽24
34.径向前角r1
35.主径向后角r2
36.副径向后角r3
37.主刃后宽d1
38.夹持部的直径d2
39.剪切角r6
40.牙形角r7
41.螺距p
42.牙高h
43.主轴向后角r4
44.副轴向后角r5
45.如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本技术。
具体实施方式
46.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
47.需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中设置的元件。当一个元件被认为是“设置在”另一个元件，它可以是直接设置在另一个元件上或者可能同时存在居中设置的元件。
48.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。
49.本技术的实施例提供一种丝攻刀具，包括刀柄和刀头，所述刀头连接于所述刀柄。所述刀头一体成型，包括芯部、切削刃、避空部和排屑槽。芯部连接于所述刀柄，所述芯部具有中心轴线。切削刃绕所述芯部的中心轴线螺旋的设于所述芯部的表面，所述切削刃包括多个刃部，多个所述刃部沿所述芯部的圆周方向间隔设置。避空部设于所述刀头的表面，所述避空部设于相邻的两个所述刃部之间，所述避空部由所述切削刃远离所述芯部的端部为起点，往所述芯部的中心轴线方向凹陷。排屑槽设于所述刀头的表面，所述排屑槽设于相邻的两个所述刃部之间，所述排屑槽由所述切削刃远离所述芯部的端部为起点，往所述芯部的中心轴线方向凹陷，所述排屑槽连通相邻的所述避空部。所述刃部具有前刀面，沿所述芯部的圆周方向，所述排屑槽位于所述前刀面和所述避空部之间。所述前刀面的径向前角r1，其中，-5
°
≤r1≤0
°
上述丝攻刀具通过一体成型设计的刀头，可提高刀头的结构强度，减少出现崩刃或刀片脱落的风险，提高加工质量；通过控制前刀面的径向前角r1，有利于保证切削刃的切削强度，以能够加工铝基碳化硅材料。
50.下面结合附图，对本技术的实施例作进一步的说明。
51.如图1和图2所示，本技术的实施方式提供一种丝攻刀具100，可用于加工铝基碳化硅材料，尤其是加工细小螺纹孔。丝攻刀具100包括刀柄1和刀头2。
52.在一实施例中，刀柄1和刀头2通过焊接连接在一起，可保证丝攻刀具100的结构强度。在其他实施例中，刀柄1和刀头2也可以通过铆接、卡接或套接等其他连接方式连接在一起。
53.在一实施例中，刀柄1包括夹持部11、过渡部12和连接部13。
54.夹持部11可供人员捏持以拿取丝攻刀具100，及供工具夹持以将丝攻刀具100连接于工具。在一实施例中，夹持部11的横截面为圆形，夹持部11为圆柱体结构。在其他实施例中，夹持部11的横截面也可以为方形、扁圆形或三角形等其他形状，本技术对夹持部11的结构形状不作具体的限定。
55.下面以夹持部11的横截面为圆形为例作进一步的说明。夹持部11为圆柱形，具有中心轴线。
56.过渡部12连接夹持部11和连接部13。在一实施例中，沿夹持部11的中心轴线方向，过渡部12垂直于夹持部11中心轴线的横截面面积逐渐减小。可选的，过渡部12为圆台形。在其他实施例中，过渡部12也可以为圆角结构。过渡部12连接夹持部11和连接部13，可保证刀柄1的结构强度，减少刀柄1损坏的风险。
57.在一实施例中，刀柄1为一体成型结构。在其他实施中，夹持部11、过渡部12和连接部13也可以通过焊接连接在一起。
58.在一实施例中，刀柄1的材料包括但不限于硬质合金、高速钢中的任一种。
59.在一实施例中，夹持部11的直径为d2。在一实施例中，d2≥2mm，例如d2＝2mm或3mm或4mm。
60.在其他实施例中，夹持部11、过渡部12和连接部13还可以均为圆柱状结构，且夹持部11、过渡部12和连接部13的直径相等，刀柄1的外轮廓为圆柱状结构。
61.连接部13连接于过渡部12远离夹持部11的端部，连接部13远离过渡部12的端部连接刀头2，使刀头2与刀柄1连接在一起。
62.在一实施例中，连接部13为圆柱形。进一步可选的，刀头2连接连接部13的端部为圆柱形，且该圆柱形的直径等于连接部13的直径。
63.在一实施例中，刀头2通过焊接连接于连接部13，使刀头2稳定的连接于刀柄1，可保证丝攻刀具100的结构强度，减少丝攻刀具100损坏的风险。在其他实施例中，刀柄1和刀头2也可以一体成型制成。
64.如图1、3和图4所示，刀头2包括芯部21和切削刃22。芯部21连接于连接部13远离过渡部12的端部，切削刃22设于芯部21的表面。
65.在一实施例中，芯部21为圆柱形，芯部21的直径等于连接部13的直径。切削刃22绕芯部21的中心轴线螺旋的设于芯部21的表面。当芯部21带动切削刃22转动时，切削刃22可转动切削产品，以形成螺纹孔。
66.在一实施例中，切削刃22和芯部21为通过浇筑一体成型的结构，可提高刀头2的结构强度，减少出现崩刃或刀片脱落的风险，提高丝攻刀具100对产品的加工质量。在其他实施例中，切削刃22和芯部21还可以通过焊接连接在一起。
67.切削刃22包括多个刃部221，多个刃部221沿芯部21的圆周方向间隔设置。当刀柄1带动刀头2转动时，刃部221可作用于产品以加工产品。
68.在一实施例中，刃部221的数量为两个。在其他实施例中，刃部221的数量也可以为三个、四个或更多个。刃部221的数量为多个，当某一刃部221发生损坏时，其他刃部221还可以正常工作以切削产品，不影响丝攻刀具100的作业，减少因某一刃部221损坏而导致丝攻刀具100不能使用的风险。
69.刀头2还包括避空部23，避空部23设于刀头2的表面，且设于相邻的两个刃部221之间。避空部23由切削刃22远离芯部21的端部为起点，往芯部21的中心轴线方向凹陷的形成于刀头2表面。
70.当刃部221的数量为两个时，避空部23的数量为两个；当刃部221的数量为三个时，避空部23的数量为三个。刃部221和避空部23交错设置。
71.当丝攻刀具100转动加工产品时，避空部23有利于气体流动以带走热量，提高丝攻刀具100的散热能力。
72.刀头2还包括排屑槽24，排屑槽24设于刀头2的表面，位于相邻的刃部221和避空部23之间。排屑槽24由切削刃22远离芯部21的端部为起点，往芯部21的中心轴线方向凹陷的形成于刀头2的表面。
73.刃部221具有前刀面2211，排屑槽24位于相邻的避空部23和前刀面2211之间，排屑槽24连通该避空部23、连接该前刀面2211。
74.当丝攻刀具100转动加工产品时，排屑槽24可提供碎屑排出的通道，减少碎屑对丝攻刀具100及螺纹表面的挤压，延长丝攻刀具100的使用寿命及提高螺纹的加工质量。同时，排屑槽24还有利于气体流通，增大散热面积，提高丝攻刀具100的散热效果。
75.在一实施例中，刃部221包括刃齿2212。在一实施例中，刃部221包括多个刃齿2212，沿芯部21的中心轴线方向，多个刃齿2212间隔设置。沿芯部21的圆周方向，不同的刃部221上的刃齿2212位于同一螺旋线上。
76.可选的，刃部221包括两个刃齿2212。在其他实施例中，刃部221上刃齿2212的数量还可以为一个、三个、四个或更多个。
77.在一实施例中，刀头2为聚晶金刚石(polycrystalline diamond，简称pcd)材质。
78.前刀面2211具有径向前角r1，在一实施例中，-5
°
≤r1≤0
°
，例如r1＝-5
°
或-4
°
或-3
°
或-2
°
或-1
°
或0
°
。此时，径向前角r1可使切削刃22具有较好的切削强度，以满足能够加工铝基碳化硅材料的作业需求。
79.切削刃22还具有主径向后角r2，在一实施例中，10
°
≤r2≤15
°
，例如r2＝10
°
或12
°
或15
°
。此时，主径向后角r2可保证切削刃22的切削强度，及增大切削刃22的散热面积，提高散热效果。
80.切削刃22还具有副径向后角r3，在一实施例中，25
°
≤r3≤30
°
，例如r3＝25
°
或28
°
或30
°
。此时，副径向后角r3可保证切削刃22的结构强度，进一步增大切削刃22的散热面积及提高散热效果。
81.切削刃22的主刃后宽为d1，在一实施例中，0.15mm≤d1≤0.3mm例如，d1＝0.15mm或0.2mm或0.25mm或0.3mm。此时，主刃后宽为d1可保证切削刃22的切削强度及结构强度。
82.排屑槽24还具有剪切角r6，在一实施例中，0
°
＜r6≤15
°
，例如r6＝5
°
或10
°
或15
°
。此时，剪切角r6有利于碎屑在排屑槽24内的移动，减少碎屑在排屑槽24内堵塞的风险。
83.切削刃22的牙形角为r7，牙形角r7的数值与需要加工的螺纹孔参数相关。在一实施例中，55
°
≤r7≤65
°
，例如r7＝55
°
或60
°
或65
°
。此时，牙形角r7可保证切削刃22的切削强度及结构强度。可选的，r7为60
°
。
84.切削刃22的螺距为p，螺距p的值与需要加工的螺纹孔参数相关，例如，需要加工的螺纹孔螺距为1mm，则螺距p为1mm。
85.切削刃22的牙高为h，牙高h的值与需要加工的螺纹孔参数相关，例如，需要加工的螺纹孔牙高为1.5mm，则牙高h为1.5mm。
86.如图5所示，切削刃22具有主轴向后角r4和副轴向后角r5。
87.在一实施例中，5
°
≤r4≤8
°
，例如r4＝5
°
或6
°
或7
°
或8
°
。此时，主轴向后角r4可保证切削刃22的切削强度，及增大切削刃22的散热面积，提高散热效果。
88.在一实施例中，10
°
≤r5≤12
°
，例如r5＝10
°
或11
°
或12
°
。此时，副轴向后角r5可保证切削刃22的结构强度，进一步增大切削刃22的散热面积及提高散热效果。
89.本技术通过刀头2一体成型、刀头2与刀柄1焊接连接的方式制作，可提高丝攻刀具100的结构强度，延长丝攻刀具100的使用寿命，提高经济效益；相较于传统片焊结构的丝攻刀具，本技术的刀头2加工简单，可提高刀头2的加工效率，节约加工时间，并且，刀头2的结构强度提高，可满足在铝基碳化硅材料上加工细小螺纹孔的加工需求。
90.另外，本领域技术人员还可在本技术精神内做其它变化，当然，这些依据本技术精神所做的变化，都应包含在本技术所公开的范围。