專利名稱：一種微型鉆頭及其加工方法
技術領域：
本發明涉及精密刀具加工領域，更具體的說，涉及一種微型鉆頭及其加工方法。
背景技術：
微型鉆頭包括用于夾持的鉆柄和用于磨削鉆孔的鉆針，如圖I所示，較早的微型鉆頭為全部硬質合金型微鉆，即鉆針的所有部分均為硬質合金(如圖2所示)。之后出現了對焊式微鉆，即鉆柄用鋼材料，鉆針用與鉆柄相同直徑的硬質合金，兩者焊接，然后磨削出鉆針，這種形式可以大幅節省原材料，降低成本(如圖3所示)。再之后至今， 主要是插接插焊的形式，即鉆徑部分的硬質合金，不再使用與鉆柄相同的硬質合金圓柱體，而是使用遠小于鉆柄但大于鉆針的硬質合金體，與鋼材質的鉆柄焊接或者插接，然后磨出鉆針(如圖4所示)，這種形式可以進一步節省硬質合金，節省成本。由于微型鉆頭的直徑非常小，而用于夾持的鉆柄較粗，因此一般會在鉆徑上設計一段直徑介于鉆針300和鉆柄100的過渡部分，用于銜接鉆針300與鉆柄100，稱為過渡臺200。過渡臺200的設計主要是為了 I、有利于鉆屑被的吸走。微鉆加工時，鉆針外會有一圈用于壓緊被鉆平面的壓料，內形成類似于柱狀的空間，上有吸塵機將鉆屑吸走。如果過渡臺部分的直徑過大,則吸塵空間不夠，不利于鉆屑吸走。過渡臺可以增加吸塵空間，有利于鉆屑吸走。2、有利于統一加工。鉆頭不同直徑的部件之間一般需要設置斜面進行過渡，由于不同鉆針的槽長不一樣，斜面的角度就不一樣，這就需要經常調整砂輪的角度，加工不方便。采用過渡臺形式，需要加工不同槽長時，只需要設置過渡臺的長度即可，過渡臺和鉆柄之間的斜面角度以及過渡臺與鉆針的角度都可以固定不變，因此加工的時候就不需要頻繁調整砂輪的角度，且可以先磨削出過渡臺，然后用于多種直徑，有利于備料。對于微型鉆頭這種鉆針直徑在0. r3. 175mm級別的高度精密的加工器件，其孔位精度的要求非常高，尤其是在高速鉆孔時，鉆尖的少許偏移、鉆針和鉆柄部分的少許彎曲變形即會造成鉆針偏擺過大，都會導致鉆針孔位性能的大幅下降，對孔位精度造成較大的影響。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種孔位性能與成本的性價比更好的微型鉆頭及其加工方法。本發明的目的是通過以下技術方案來實現的一種微型鉆頭，包括依次連接的鉆柄、過渡臺和鉆針，所述過渡臺的端部與鉆針連接，其根部跟鉆柄連接，所述過渡臺根部的直徑大于端部的直徑，所述過渡臺包括至少一段從其端部到根部方向，其柱體的直徑逐漸增大的增大部，增大部的長度不少于過渡臺柱體總長的2/3。
優選的，所述過渡臺與鉆針采用不同的材料制成，所述過渡臺材料的彈性模量低于所述鉆針材料的彈性模量。過渡臺可使用更為便宜的鋼材料等制作，有利于降成本。優選的，所述的微型鉆頭為長度大于6mm的長過渡臺微型鉆頭。在過渡臺很短的情況下，過渡臺的彈性模量偏低，對鉆針偏擺的影響不明顯，對于低彈性模量的材料拼接的，隨著過渡臺長度增加，低彈性模量拼接的過渡臺偏擺程度會幾何級放大，而在長過渡臺中采用本發明的技術方案，能提升過渡臺整體剛性，與現有結構選用高彈性模量的效果相當，能有效抑制鉆針偏擺。優選的，所述增大部柱面為圓錐面、向內凹陷的內弧面或向外凸起的外弧面中的一種或多種。采用圓錐面作為增大部的柱面，最容易加工；而采用外圓弧面作為增大部的柱面，雖加工較為不易，但柱體更厚實，可以提高孔位精度；而采用內弧面作為增大部的柱面，可以增加微鉆的吸塵空間，有利于加工時候的排屑。優選的，所述過渡臺還包括至少一段直徑不變的圓柱部。一般來說，鉆柄和過渡臺之間，過渡臺和鉆針之間會設置有過渡的圓錐面，不同槽長的微型鉆頭，圓錐面的角度也不 相同，這樣在磨削加工時候需要不斷調整砂輪的角度，工作效率低。增加圓柱部以后，不同槽長的圓錐面的角度可以保持不變，而通過調整圓柱部的長度，就能調節整個鉆頭的槽長，方便加工。優選的，所述圓柱部設置在所述過渡臺跟鉆針連接的一端，圓柱部的一端跟所述增大部固定連接，另一端跟鉆針一體成型，圓柱部跟鉆針之間設有過渡的導面部。在鉆針高速旋轉時，鉆針的應力會集中在跟過渡臺連接的一端，因此，過渡臺的一端采用跟所述鉆針相同的材質，跟鉆針一體成型，可以提升連接強度，進一步解決鉆針偏擺的問題。一般來說，鉆柄和過渡臺之間，過渡臺和鉆針之間會設置有過渡的圓錐面，不同長度的微型鉆頭，圓錐面的角度也不相同，這樣在磨削加工時候需要不斷調整砂輪的角度，工作效率低。增加圓柱部以后，不同長度的圓錐面的角度可以保持不變，而通過調整圓柱部的長度，就能調節整個鉆頭的長度，方便加工。優選的，所述過渡臺整體的柱體直徑沿其端部到根部方向逐漸增大。這樣過渡臺的柱體更為厚實，進一步提高過渡臺的強度。優選的，所述過渡臺包括跟鉆針連接的導面部、跟導面部連接的第一增大部、跟鉆柄連接的第二增大部；所述導面部的柱面為圓錐面，用于鉆針與過渡臺端部的不同直徑的導面過渡；第一增大部和第二增大部之間固定連接；第一增大部的柱面為圓錐面、向內凹陷的內弧面或向外凸起的外弧面中的一種或多種；第二增大部的柱面為圓錐面。這樣的好處，便于預先加工，兩個圓錐面之間的長度可調。采用圓錐面加工相對簡單，加工成本較低。導面部起過渡作用，避免碎屑積累；采用內弧面，可以增加微鉆的吸塵空間，有利于加工時候的排屑；采用外圓弧面，過渡臺內部的材料較多，柱體更厚實，可以增強過渡臺的強度。優選的，所述過渡臺包括跟鉆針連接的導面部，跟導面部連接的直徑不變的圓柱部，跟圓柱部連接的第一增大部、跟鉆柄連接的第二增大部；所述導面部的柱面為圓錐面，用于鉆針與過渡臺端部的不同直徑的導面過渡；第一增大部和第二增大部之間固定連接；第一增大部的柱面為圓錐面、向內凹陷的內弧面或向外凸起的外弧面中的一種或多種；第二增大部的柱面為圓錐面。采用圓錐面加工相對簡單，加工成本較低。導面部起過渡作用，避免碎屑積累；采用內弧面，可以增加微鉆的吸塵空間，有利于加工時候的排屑；采用外圓弧面,過渡臺內部的材料較多,柱體更厚實,可以增強過渡臺的強度。一般來說,鉆柄和過渡臺之間，過渡臺和鉆針之間會設置有過渡的圓錐面，不同槽長的微型鉆頭，圓錐面的角度也不相同，這樣在磨削加工時候需要不斷調整砂輪的角度，工作效率低。增加圓柱部以后，不同槽長的圓錐面的角度可以保持不變，而通過調整圓柱部的長度，就能調節整個鉆頭的長度，方便加工。優選的，所述鉆柄與所述過渡臺材質相同一體成型。一種上述的微型鉆頭的加工方法，包括以下步驟加工棒料以形成鉆柄、過渡臺、鉆針；其中，加工過渡臺棒料時，在過渡臺棒料上加工至少一段增大部，所述增大部從其端部到根部方向,其柱體的直徑逐漸增大,增大部的長度不少于過渡臺柱體總長的2/3。微型鉆頭離鉆尖部分越遠的部分，其受到的應力就越大，其彎曲對鉆尖帶來的影 響也越大，本發明中，過渡臺的柱體不少于柱體總長的2/3的絕大部分都是逐漸增粗的，在保證了排屑空間的前提下針對性的增大了柱體的剛性強度，減少了過渡臺的彎曲變形的幅度，提高了微型鉆頭的孔位精度。


圖I是微型鉆頭結構示意圖；圖2是現有的第一種微型鉆頭的結構示意圖；圖3是現有的第二種微型鉆頭的結構示意圖；圖4是現有的第三種微型鉆頭的結構示意圖；圖5是較為理想的微型鉆頭的結構示意圖；圖6是本發明微型鉆頭的結構示意圖；圖7是本發明實施例一微型鉆頭的結構示意圖；圖8是本發明實施例二微型鉆頭的結構示意圖；圖9是本發明實施例三微型鉆頭的結構示意圖；圖10是本發明實施例四微型鉆頭的結構示意圖；圖11是本發明實施例五微型鉆頭的結構示意圖；其中:100、鉆柄;200、過渡臺;210、導面部;220、圓柱部;230、第一增大部；240、第二增大部；250、第三增大部；300、鉆針；400、鉆徑。
具體實施例方式下面結合附圖和較佳的實施例對本發明作進一步說明。如圖6所示，一種微型鉆頭，包括依次連接的鉆柄100、過渡臺200和鉆針300，過渡臺的端部與鉆針連接，其根部跟鉆柄連接，過渡臺根部的直徑大于端部的直徑，過渡臺包括至少一段從其端部到根部方向，其柱體的直徑逐漸增大的增大部，增大部的長度不少于過渡臺柱體總長的2/3。微型鉆頭離鉆尖部分越遠的部分，其受到的應力就越大，其彎曲對鉆尖帶來的影響也越大，本發明中，過渡臺的柱體不少于柱體總長的2/3的絕大部分都是逐漸增粗的，在保證了排屑空間的前提下針對性的增大了柱體的剛性強度，減少了過渡臺的彎曲變形的幅度，提高了微型鉆頭的孔位精度。
由于參與鉆孔的只有鉆針，理想情況下，只要鉆針采用硬質合金，其他部分都用便宜的鋼材，如圖5所示，這樣成本最低，但采用傳統的結構形式，過渡臺的強度不夠，在高速旋轉加工過程中，過渡臺彎曲變形幅度過大，鉆針在加工過程中就會大幅度擺動，造成孔位精度嚴重下降，采用本發明的技術方案，在材質相同的前提下，過渡臺的剛性得到提升，因此過渡臺部分可以使用更為便宜的鋼材料，而僅鉆針部分為硬質合金，然后將兩者焊接在一起，這樣可以進一步降低成本。當然，鋼材料相對硬質合金材料而言，其剛性差很多，即更容易發生彎曲變形，如果微鉆的過渡臺全部使用鋼材料，在孔位精度的要求更高的場合則不太實用。因此，在孔位精度要求更高的場合，綜合成本和剛性的要求，一個折中的優選方案是過渡臺跟鉆針連接的一端設立一圓柱部，圓柱部一端跟過渡臺的主體焊接固定，另一端跟鉆針一體成型，圓柱部跟鉆針之間設有過渡的導面部，圓柱部和鉆針都采用硬質合金。過渡臺有一部分材質采用跟鉆針相同的剛性強的材質，并與鉆針一體成型，這樣可以顯著提升鉆針的抗偏轉能力，提升鉆孔的孔位性能，而過渡臺僅在跟鉆針連接的一端采用剛性高的材料，相比過渡臺整體采用剛性高的材料，成本上也有顯著的下降。結合此優選的方案，下面具體闡述本發明結 構形式。
實施例一如圖7所示，過渡臺200增大部只有一個，其柱面為圓錐面，這樣過渡臺200的柱體更為厚實，進一步提高過渡臺200的強度。增大部一端跟鉆柄100 —體成型，另一端連接有直徑不變的圓柱部220，圓柱部220跟鉆針300 —體成型，過渡部分設有導面部210。導面部210柱面優選圓錐面，可以防止過渡部分積累碎屑；圓柱部220可以不要，即過渡臺200整體為一個增大部，增大部的柱面形狀也不局限于圓錐面，還可以采用內弧面、外弧面等其他形狀。增大部的柱面采用圓錐面，加工相對簡單，加工成本較低；當然，還可以采用內弧面、外弧面等形狀。采用內弧面，可以增加微鉆的吸塵空間；有利于加工時候的排屑；采用外圓弧面，過渡臺200內部的材料較多，柱體更厚實，可以增強過渡臺200的強度。另外，過渡臺200可以采用跟鉆柄100相同的材質，這樣有利于鉆柄100和過渡臺200 一體成型，簡化加工步驟，降低成本，也能增強過渡臺200和鉆柄100的連接強度。實施例二如圖8所示，過渡臺200包括跟鉆針300連接的導面部210，跟導面部210連接的直徑不變的圓柱部220，跟圓柱部220連接的第一增大部230、跟鉆柄100連接的第二增大部240，第一增大部230和第二增大部240之間固定連接，第一增大部230的柱面為圓錐面。當然，圓柱部220也可以不要，即第一增大部230根導面部210連接。采用圓錐面加工相對簡單，加工成本較低。導面部210和第二增大部240采用圓錐面過渡結構，方便兩個不同直徑的部件之間(鉆柄100和過渡臺200之間，過渡臺200和鉆針300之間)過度，防止積塵，便于排塵；另一方面，便于砂輪對鉆針300加工時避讓砂輪。另外，過渡臺200可以采用跟鉆柄100相同的材質，這樣有利于鉆柄100和過渡臺200 一體成型，簡化加工步驟，降低成本，也能增強過渡臺200和鉆柄100的連接強度。實施例三如圖9所示，過渡臺200包括跟鉆針300連接的導面部210，跟導面部210連接的直徑不變的圓柱部220，跟圓柱部220連接的第一增大部230、跟鉆柄100連接的第二增大部240，第一增大部230和第二增大部240之間固定連接，第一增大部230的柱面為向內凹陷的內弧面。當然，圓柱部220也可以不要，即第一增大部230根導面部210連接。采用內弧面，可以增加微鉆的吸塵空間，有利于加工時候的排屑。導面部210和第二增大部240采用圓錐面過渡結構，方便兩個不同直徑的部件之間(鉆柄100和過渡臺200之間，過渡臺200和鉆針300之間)過度，防止積塵，便于排塵；另一方面，便于砂輪對鉆針300加工時避讓砂輪。另外，過渡臺200可以采用跟鉆柄100相同的材質，這樣有利于鉆柄100和過渡臺200 一體成型，簡化加工步驟，降低成本，也能增強過渡臺200和鉆柄100的連接強度。實施例四如圖10所示，過渡臺200包括跟鉆針300連接的導面部210，跟導面部210連接的直徑不變的圓柱部220，跟圓柱部220連接的第一增大部230、跟鉆柄100連接的第二增大 部240，第一增大部230和第二增大部240之間固定連接，第一增大部230的柱面為向外凸起的外弧面。圓柱部220可以不要，即第一增大部230根導面部210連接。采用外圓弧面，過渡臺200內部的材料較多，柱體更厚實，可以增強過渡臺200的強度。導面部210和第二增大部240采用圓錐面過渡結構，方便兩個不同直徑的部件之間(鉆柄100和過渡臺200之間，過渡臺200和鉆針300之間)過度，防止積塵，便于排塵；另一方面，便于砂輪對鉆針300加工時避讓砂輪。另外，過渡臺200可以采用跟鉆柄100相同的材質，這樣有利于鉆柄100和過渡臺200 一體成型，簡化加工步驟，降低成本，也能增強過渡臺200和鉆柄100的連接強度。 實施例五如圖11所示，過渡臺200包括跟鉆針300連接的導面部210，跟導面部210連接的第一增大部230、跟第一增大部230連接的直徑不變的圓柱部220，跟鉆柄100連接的第三增大部250，圓柱部220和第二增大部240之間固定連接，第一增大部230、第二增大部240的柱面采用圓錐面、向內凹陷的內弧面或向外凸起的外弧面等形狀中的一種或多種。導面部210和第三增大部250采用圓錐面過渡結構，方便兩個不同直徑的部件之間(鉆柄100和過渡臺200之間，過渡臺200和鉆針300之間)過度，防止積塵，便于排塵；另一方面，便于砂輪對鉆針300加工時避讓砂輪。另外，過渡臺200可以采用跟鉆柄100相同的材質，這樣有利于鉆柄100和過渡臺200 一體成型，簡化加工步驟，降低成本，也能增強過渡臺200和鉆柄100的連接強度。一種上述微型鉆頭的加工方法，包括以下步驟A :將過渡臺200棒料一端固定到鉆柄100棒料上。優選的，所述鉆柄100采用跟過渡臺200相同的材質，所述過渡臺200棒料和鉆柄100棒料一體成型，這樣可以簡化加工步驟，同時能增強過渡臺200和鉆柄100的連接強度。B :將鉆針300棒料固定到過渡臺200棒料的另一端；C :加工棒料形成鉆柄100、過渡臺200、鉆針300 ;加工過渡臺200棒料時，所述過
渡臺200從端部到根部，至少有一段增大部，其柱體的直徑逐漸增大，增大部的長度不少于柱體總長的2/3。本發明特別適用于長度大于6mm的長過渡臺微型鉆頭。在過渡臺很短的情況下，過渡臺的彈性模量偏低，對鉆針偏擺的影響不明顯，對于低彈性模量的材料拼接的，隨著過渡臺長度增加，低彈性模量拼接的過渡臺偏擺程度會幾何級放大，而在長過渡臺中采用本發明的技術方案，能提升過渡臺整體剛性，與現有結構選用高彈性模量的效果相當，能有效抑制鉆針偏擺。
以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限于這些說明。對于本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發明的保護范圍。
權利要求
1.ー種微型鉆頭，包括依次連接的鉆柄、過渡臺和鉆針，其特征在于，所述過渡臺的端部與鉆針連接，其根部跟鉆柄連接，所述過渡臺根部的直徑大于端部的直徑，所述過渡臺包括至少一段從其端部到根部方向，其柱體的直徑逐漸增大的增大部，增大部的長度不少于過渡臺柱體總長的2/3。
2.如權利要求I所述的ー種微型鉆頭，其特征在于，所述過渡臺與鉆針采用不同的材料制成，所述過渡臺材料的彈性模量低于所述鉆針材料的彈性模量。
3.如權利要求2所述的ー種微型鉆頭,其特征在于,所述的微型鉆頭為長度大于6mm的長過渡臺微型鉆頭。
4.如權利要求I所述的ー種微型鉆頭，其特征在于，所述增大部柱面為圓錐面、向內凹陷的內弧面或向外凸起的外弧面中的ー種或多種。
5.如權利要求I所述的ー種微型鉆頭，其特征在于，所述過渡臺還包括至少一段直徑不變的圓柱部。
6.如權利要求5所述的ー種微型鉆頭，其特征在干，所述圓柱部設置在所述過渡臺跟鉆針連接的一端，圓柱部的一端跟所述增大部固定連接，另一端跟鉆針一體成型，圓柱部跟鉆針之間設有過渡的導面部。
7.如權利要求I所述的ー種微型鉆頭,其特征在于,所述過渡臺整體的柱體直徑沿其端部到根部方向逐漸増大。
8.如權利要求I所述的ー種微型鉆頭，其特征在于，所述過渡臺包括跟鉆針連接的導面部、跟導面部連接的第一增大部、跟鉆柄連接的第二增大部；所述導面部的柱面為圓錐面，用于鉆針與過渡臺端部的不同直徑的導面過渡；第一増大部和第二增大部之間固定連接；第一増大部的柱面為圓錐面、向內凹陷的內弧面或向外凸起的外弧面中的ー種或多種；第二增大部的柱面為圓錐面。
9.如權利要求I所述的ー種微型鉆頭，其特征在于，所述過渡臺包括跟鉆針連接的導面部，跟導面部連接的直徑不變的圓柱部，跟圓柱部連接的第一增大部、跟鉆柄連接的第二增大部；所述導面部的柱面為圓錐面，用于鉆針與過渡臺端部的不同直徑的導面過渡；第ー增大部和第二增大部之間固定連接；第一增大部的柱面為圓錐面、向內凹陷的內弧面或向外凸起的外弧面中的ー種或多種；第二増大部的柱面為圓錐面。
10.如權利要求9所述的ー種微型鉆頭，其特征在于，所述鉆柄與所述過渡臺材質相同一體成型。
11.一種如權利要求I所述的微型鉆頭的加工方法，包括以下步驟 加工棒料以形成鉆柄、過渡臺、鉆針；其中，加工過渡臺棒料時，在過渡臺棒料上加工至少一段增大部，所述增大部從其端部到根部方向，其柱體的直徑逐漸増大，增大部的長度不少于過渡臺柱體總長的2/3。
全文摘要
本發明公開一種微型鉆頭及其加工方法。一種微型鉆頭，包括依次連接的鉆柄、過渡臺和鉆針，所述過渡臺的端部與鉆針連接，其根部跟鉆柄連接，所述根部的直徑大于端部的直徑，所述過渡臺從端部到根部，至少有一段增大部，其柱體的直徑逐漸增大，增大部的長度不少于柱體總長的2/3。本發明中，過渡臺的柱體采用前端小后端大的結構形式，其少有一段增大部，其柱體的直徑逐漸增大，增大部的長度不少于柱體總長的2/3，這樣保證了過渡臺大部分柱體是逐漸增粗的，有效增強了過渡臺的強度，在高速鉆孔時鉆針不會偏擺，提高了鉆針的孔位性能。
文檔編號B23B51/00GK102672245SQ201210147388
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月14日 優先權日2012年5月14日
發明者厲學廣 申請人:深圳市金洲精工科技股份有限公司