一种四刃阶梯钻

1.本实用新型涉及一种四刃阶梯钻。


背景技术：

2.碳纤维复合材料作为一种新型轻质材料，以其高比强度、高比模量、高阻尼、高抗腐蚀性和低热胀系数等诸多优点，被广泛应用于航空航天领域。由于碳纤维复合材料具有各向异性与异质性，所以，对碳纤维复合材料加工过程中，由于对孔径大小的精度要求，需要加工精度要求高，使用寿命长的阶梯钻。
3.目前，工艺上有通过四刃阶梯钻安装在电钻上对碳纤维复合材料板进行钻孔，能够提高钻孔的效率以及精度。参照图1，其中四刃阶梯钻包括钻杆1以及设置在钻杆1周侧的四条钻刃2。钻刃2包括第一刃条21、第二刃条22、第三刃条23以及第四刃条24，第一刃条21与第二刃条22均匀间隔螺旋排列设置在钻杆1上，第三刃条23位于第一刃条21上并沿第一刃条21的螺旋方向延伸，第四刃条24位于第二刃条22上并沿第二刃条22的螺旋方向延伸，第一刃条21与第二刃条22之间螺旋延伸形成有排屑槽25。
4.但是针对上述中的相关技术，由于碳纤维复合材料硬度高、性能脆、强度高及导热能力差，导致四刃阶梯钻在工作情况下磨损严重。并且碳纤维复合材料在四刃阶梯钻的切削力作用下发生周围材料的分层，导致出现孔出口撕裂的现象。并且由于孔的加工数量又较多，钻孔时的任何质量问题都会形成产品的缺陷，增加了碳纤维复合材料零件报废的概率。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是为了解决上述技术的不足而设计的一种提高使用效果和实用性能的四刃阶梯钻。
6.本实用新型所设计的四刃阶梯钻，包括钻杆以及设置在所述钻杆周侧的四条钻刃，所述钻刃绕所述钻杆螺旋排列设置，所述钻刃与所述钻刃之间形成有排屑槽；所述钻刃为阶梯状均匀间隔排列；所述钻刃包括第一刃条、第二刃条、第三刃条以及第四刃条，所述钻杆包括依次连接的钻前端、钻杆本体以及安装端，所述第一刃条与所述第二刃条均绕所述钻杆本体螺旋排列设置，所述第一刃条与所述第二刃条的表面沿阶梯弯折处均开设有第一间隙。
7.通过采用上述技术方案，由于碳纤维复合材料硬度高、性能脆，并会产生纤维拔出，当第一刃条与第二刃条在进行高速旋转过程中，碳纤维复合材料会产生碎屑，其中的碎屑可能带有未断裂的碳纤维在旋转过程中从基体剥离造成撕裂。位于第一刃条阶梯弯折处的第一间隙以及位于第二刃条阶梯弯折处的第一间隙能够快速撕裂碳纤维，减少碳纤维复合材料零件报废的概率。并且，碎屑会在旋转过程中一部分进入排屑槽，一部分进入第一间隙，减少碎屑在高速旋转过程中刮裂孔壁，进一步减少碳纤维复合材料零件报废的概率。
8.可选的，所述第一刃条以及所述第二刃条均包括有前部、中部以及尾部，所述第三
刃条位于所述第一刃条的中部开始并沿所述第一刃条的螺旋方向朝所述第一刃条的尾部延伸，所述第四刃条位于所述第二刃条的中部开始并沿所述第二刃条的螺旋方向朝所述第二刃条的尾部延伸，所述第三刃条以及所述第四刃条上均沿阶梯弯折处开设有第二间隙。
9.通过采用上述技术方案，当第三刃条与第四刃条在进行高速旋转过程中，由于阶梯钻呈阶梯排列，随着所需孔径变大，或者孔深加长。故第三刃条与第四刃条与碳纤维复合材料之间也会产生未断裂的碳纤维。位于第三刃条阶梯弯折处的第二间隙以及位于第四刃条阶梯弯折处的第二间隙均能够快速撕裂碳纤维。同样的，碎屑会在旋转过程中一部分进入排屑槽，一部分进入第二间隙，减少碎屑在高速旋转过程中刮裂孔壁，减少碳纤维复合材料零件报废的概率。
10.可选的，从所述钻前端到所述安装端方向，所述第一间隙与所述第二间隙的深度和开口均不断变大。
11.通过采用上述技术方案，随着碳纤维复合材料上的加工孔不断扩大，不断加深，所产生的碎屑不断增多，通过增加第一间隙与第二间隙的深度和开口能够减少碎屑堵塞加工孔的概率，进一步减少碳纤维复合材料零件报废的概率。
12.可选的，所述第一刃条的前部与所述第二刃条的前部位于所述钻前端形成有圆锥口。
13.通过采用上述技术方案，当钻前端刚接触到碳纤维复合材料的表面，通过圆锥口的设置有利于减少四刃阶梯钻对碳纤维复合材料在加工时的阻力，增加钻前端对碳纤维复合材料表面的压强，进而方便对碳纤维复合材料加工。
14.可选的，所述安装端包括连接台以及与所述连接台可拆卸安装的组装台，所述连接台的侧壁开设有供电钻夹持的第一固定孔，所述组装台的侧壁开设有与所述连接台侧壁对应的供电钻夹持的第二固定孔。
15.通过采用上述技术方案，一方面，由于碳纤维复合材料硬度高、性能脆以及强度高，进而不可避免的导致四刃阶梯钻在工作情况下磨损严重，通过可拆装的安装端设置有利于对四刃阶梯钻的更换；另一方面，阶梯钻虽然可以代替多支钻头使用，根据需要加工不同直径的孔，并可实现大孔一次性加工完成，但是对于特殊要求的加工孔，也可以通过拆装安装端来实现对四刃阶梯钻的更换。
16.可选的，所述组装台上绕着轴心设置有定位块，所述连接台上开设有与供所述定位块插接的定位槽。
17.通过采用上述技术方案，当四刃阶梯钻在旋转过程时，通过定位块的设置增加连接台旋转的扭矩，减少连接台空转的概率。
18.可选的，所述组装台的轴心上设置有定位杆，所述连接台上开设有与供所述定位杆插接的定位孔。
19.通过采用上述技术方案，定位杆插接在定位孔上，起到了预定位的作用，方便连接台固定安装在组装台上。
20.本实用新型所设计的四刃阶梯钻在高速旋转钻孔时，钻刃会不断切割碳纤维复合材料，并且产生碎屑，其中的碎屑可能带有未断裂的碳纤维，进而通过位于第一刃条阶梯弯折处的第一间隙以及位于第二刃条阶梯弯折处的第一间隙能够快速撕裂碳纤维，并且，碎屑会在旋转过程中一部分进入排屑槽，一部分进入第一间隙，减少碎屑在高速旋转过程中
刮裂孔壁。同样的第二间隙的设置也具有快速撕裂碳纤维，减少碳纤维复合材料零件报废的概率。
附图说明
21.图1是背景技术中四刃阶梯钻的整体结构示意图；
22.图2是本技术实施例中四刃阶梯钻的整体结构示意图；
23.图3是本技术实施例中四刃阶梯钻的整体结构示意图；
24.图4是本技术实施例中四刃阶梯钻的爆炸结构示意图；
25.图5是本技术实施例中组装台的结构示意图。
26.图中：1、钻杆；11、钻前端；111、圆锥口；12、钻杆本体；13、安装端；131、连接台；1311、第一固定孔；1312、定位槽；1313、定位孔；132、组装台；1321、第二固定孔；1322、定位块；1323、定位杆；2、钻刃；21、第一刃条；211、第一间隙；212、锋利面；22、第二刃条；23、第三刃条；231、第二间隙；24、第四刃条；25、排屑槽。
27.a、前部；b、中部；c、尾部。
具体实施方式
28.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
29.实施例：
30.如图1所示，本实施例所描述的四刃阶梯钻，包括钻杆1以及一体设置在钻杆1周侧的四条钻刃2，钻刃2绕钻杆1螺旋排列设置，钻刃2与钻刃2之间形成有排屑槽25；钻刃2为阶梯状均匀间隔排列；钻刃2包括第一刃条21、第二刃条22、第三刃条23以及第四刃条24。
31.参照图2和图3，其中，钻杆1包括依次连接的钻前端11、钻杆本体12以及安装端13，第一刃条21与第二刃条22均绕钻杆本体12螺旋排列设置，第一刃条21与第二刃条22的表面沿阶梯弯折处均开设有第一间隙211。并且，第一刃条21以及第二刃条22均包括有前部a、中部b以及尾部c，第三刃条23位于第一刃条21的中部b开始并沿第一刃条21的螺旋方向朝第一刃条21的尾部c延伸，第四刃条24位于第二刃条22的中部b开始并沿第二刃条22的螺旋方向朝第二刃条22的尾部c延伸，第三刃条23以及第四刃条24上均沿阶梯弯折处开设有第二间隙231。
32.并且，第一刃条21与第二刃条22在于钻杆1的连接处形成有锋利面212，且锋利面212延伸到第一间隙211处。同样的，第一刃条21与第三刃条23的连接处以及第二刃条22与第四刃条24的连接处也形成有锋利面212，并且锋利面212也延伸到第二间隙231处。故位于第一刃条21阶梯弯折处的第一间隙211以及位于第二刃条22阶梯弯折处的第一间隙211能够快速撕裂碳纤维，另外，位于第三刃条23阶梯弯折处的第二间隙231以及位于第四刃条24阶梯弯折处的第二间隙231也能够快速撕裂碳纤维。并且，碎屑会在旋转过程中一部分进入排屑槽25，一部分进入第一间隙211或者第二间隙231，减少碎屑在高速旋转过程中刮裂孔壁，减少碳纤维复合材料零件报废的概率。
33.参照图3，以图中钻前端11到安装端13的方向为例，第一间隙211与第二间隙231的深度和开口均不断变大。由于随着碳纤维复合材料上的加工孔不断扩大，不断加深，所产生的碎屑不断增多，通过增加第一间隙211与第二间隙231的深度和开口，能够减少碎屑堵塞加工孔的概率，减少碳纤维复合材料零件报废的概率。另外，第一刃条21的前部a与第二刃条22的前部a位于钻前端11形成有圆锥口111。当钻前端11刚接触到碳纤维复合材料的表面，圆锥口111能够减少四刃阶梯钻对碳纤维复合材料在加工时的阻力，增加钻前端11对碳纤维复合材料表面的压强，方便对碳纤维复合材料加工。
34.参照图4和图5，安装端13包括连接台131以及与连接台131可拆卸安装的组装台132。其中，连接台131的侧壁开设有供电钻夹持的第一固定孔1311，组装台132的侧壁开设有与连接台131侧壁对应的供电钻夹持的第二固定孔1321。一般是通过将连接台131与组装台132安装在一起，然后伸入电钻的连接孔(图中未示出)内；在连接孔的壁上一体延伸出有固定块(图中未示出)，让固定块插接在第一固定孔1311与第二固定孔1321中，使得四刃阶梯钻固定在电钻上。
35.具体的，组装台132上绕着轴心一体设置有定位块1322，连接台131上开设有与供定位块1322插接的定位槽1312。定位块1322可以是矩块、也可以是三棱柱，本实施例以三点椭圆柱为例。定位块1322可以增加连接台131旋转的扭矩，减少连接台131相对于组装台132空转的概率。组装台132在其轴心上一体设置有定位杆1323，连接台131上开设有与供定位杆1323插接的定位孔1313。定位杆1323能起到预定位的作用，方便连接台131固定安装在组装台132上。
36.本实施例所描述的四刃阶梯钻的实施原理为，首先将组装台132上的定位杆1323插接在连接台131上的定位孔1313内，在旋转连接台131的情况下，将组装台132上的定位块1322插接在连接台131上的定位槽1312内，然后伸入电钻的连接孔内，再将电钻上的固定块插接在第一固定孔1311与第二固定孔1321中，使得四刃阶梯钻固定在电钻上。在四刃阶梯钻在高速旋转钻孔时，通过钻刃2上第一间隙211处的锋利面212与第二间隙231处的锋利面212撕裂碳纤维，其中一部分进入排屑槽25，一部分进入第一间隙211内或者第二间隙231内，减少碎屑在高速旋转过程中刮裂孔壁，减少碳纤维复合材料零件报废的概率。
37.本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本技术相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。