可调式金刚石倒角钻头

摘要

本发明为可调式金刚石倒角钻头，包括连接母件、倒角套、钻头。连接母件一端为与钻出连接的接口，另一端连接倒角套和钻头。倒角套内壁与钻头基体外壁之间有间隙，倒角套工作部位有通水小孔，主辅双路冷却水通道保证在加工全过程冷却水到达各工作面。连接母件的定位孔内有定位弧面和偏心弧面，方便钻头装配且可快速定心、紧固。连接母件和倒角套有相互配合的定位凹台和定位凸台，确保二者的同轴度。倒角套的内径略小于钻头金刚石齿环的外径，确保倒角面和钻孔孔壁交接线处的加工质量。同一连接母件和倒角套可换用适配钻头或调整钻头出露长度，以适应不同厚度的加工材料。适用于应力集中度要求严格的脆硬非金属材料的高速、高精加工。

权利要求

1.可调式金刚石倒角钻头，包括钻头（¾和倒角套O)；钻头（¾有同轴的钻头柄（31)和钻头基体（33)，中空的钻头基体（3¾端部连接同轴的金刚石齿环（34)；倒角套（¾为环形套，一端为圆环形金刚石工作部位；其特征在于：还有连接母件（1)，连接母件（1) 一端为与钻机的连接结构相配合的接头（17)，接头(17)设有和钻机连接高精度定位及固紧的结构；连接母件（1)的另一端为连接倒角套（2)和钻头⑶的连接端；连接母件⑴的中心孔（18)为通孔，其接头（17) —端与钻机冷却水出口相连接，连接端的中心孔（18)为钻头（3)的定位孔，定位孔和钻头柄（31)的直径、长度高精度配合，孔壁上有1或2个紧固螺孔；连接端的端面设置与倒角套（¾相连接的定位凹台（14)，定位凹台（14)外侧有一个防转销钉（13)，连接母件（1)的连接端外壁有与螺帽（4)配合的外螺纹，连接母件（1)的定位凹台（14)底面在中心孔（18)外围有环形凹槽(11)，中心孔(18)内有侧向出水孔(16)与环形凹槽(11)相通；倒角套（2)与金刚石工作部位相对的另一端设置与连接母件（1)的定位凹台(14)高精度配合的定位凸台（M)，在定位凸台04)后方倒角套（¾主体上还有凸环（25)，凸环0¾直径小于连接母件（1)外壁螺纹底径、大于定位凸台04)外径；凸环0¾端面设置一个与连接母件（1)的防转销钉（13)相配合的销孔03)；倒角套（2)金刚石工作部位的端部有通水小孔02)与倒角套（2)的内孔相连通；螺帽（4) 一端有直径大于倒角套（2)主体外径、小于倒角套凸环05)外径的环盖；钻头柄（31)有中孔与钻头基体（3¾的空腔相通，或者钻头柄（31)与钻头基体（33)连接的肩部有进水孔（3¾与钻头基体（3¾的空腔相通；钻头基体（3¾的外径小于倒角套(2)内径 0.2mm 〜2mm;倒角套（2)销孔03)和连接母件（1)上的防转销钉（13)相对、防转销钉（13)插入销孔03)，定位凸台04)嵌入定位凹台（14)，螺帽（4)紧固倒角套（2)与连接母件⑴；钻头⑶的钻头柄（31)穿过倒角套（2)的中孔、插入连接母件⑴的中心孔（18)，紧固螺钉(12)经紧固螺孔固定钻头(2)。

2.根据权利要求1所述的可调式金刚石倒角钻头，其特征在于：所述连接母件（1)的定位孔孔壁有大于定位孔1/4圆周且小于1/2的圆周的定位弧面(15)，定位弧面（巧）的直径与钻头柄（31)直径相等，其余的定位孔孔壁弧面为偏心且直径大于定位弧面（1¾直径的偏心弧面，钻头柄（31)和定位弧面（1¾紧密贴合，紧固螺孔位于偏心弧面、与定位弧面（1¾相对。

3.根据权利要求2所述的可调式金刚石倒角钻头，其特征在于：所述连接母件（1)的定位弧面（15)的轴向长度为IOmm〜35mm。

4.根据权利要求2所述的可调式金刚石倒角钻头，其特征在于：所述连接母件（1)的偏心弧面的偏心量为0.2mm〜1mm、直径大于定位弧面（1¾直径0. 2mm 〜Imm0

5.根据权利要求1所述的可调式金刚石倒角钻头，其特征在于：所述金刚石齿环（34)的外径大于钻头基体（33)的外径0.3mm〜2. 1mm，金刚石齿环(34)的外径大于倒角套内径0. Imm〜1mm。

6.根据权利要求1所述的可调式金刚石倒角钻头，其特征在于：所述倒角套O)的内孔孔壁还有1〜6条轴向的通水槽06)。

7.根据权利要求1所述的可调式金刚石倒角钻头，其特征在于：所述倒角套O)的通水小孔0¾自倒角套（¾端部沿轴向螺旋接力分布。

说明书

可调式金刚石倒角钻头

(-)技术领域

[0001] 本发明涉及钻削工具，具体为一种可调式金刚石倒角钻头。(二)背景技术

[0002] 对脆硬非金属材料完成钻孔及倒角，需采用金刚石钻头。目前一般工具为有三种：①，普通金刚石钻头，②，分体组合式金刚石倒角钻头，③，整体式金刚石倒角钻头。

[0003] ①，普通金刚石钻头

[0004] 需要先钻孔再倒角，二道工序才能完成。在准确定位的情况下，倒角面、倒角面与孔壁交接线处的部位加工质量好。但须更换不同的刀具及再次对位，常因中心对位不准而导致偏心，只有熟练的技工进行精确的校正及测试后才能完成，不仅浪费测试物件，更因工序的增加而影响工效。

[0005] ②，分体组合式金刚石倒角钻头

[0006] 倒角套组装在钻头上，钻孔及倒角可一次完成。

[0007] 但目前的分体组合式倒角钻头，因为钻头外壁金刚石出露影响了表面粗糙度（Ra数值较大），为了便于钻头和倒角套的组装和调节，其钻头和倒角套之间必须给定较大的间隙量，否则，操作过程中，钻头和倒角套很难装配和调节。

[0008] 根据加工原理，同一个倒角套各部位所承担的加工量随直径的变大反而减小。倒角套和钻头的配合间隙的位置对应的是被加工件的倒角斜面和孔壁的交接线的部位，但被加工件的此处不是被刀具刃口正常加工，而是被冲击、挤压、粉屑研磨，故极易出现崩边、崩口、烧伤。例如加工玻璃时，倒角套的小径（前端）很单薄（尖锐），却承担最大的加工量，尤其是在间隙存在、同心度难以保证的情况下，倒角套的这一部位极易磨损成钝角或平台或圆弧状，使得被加工件在对应的位置极易出现带有崩口状态的台阶，造成产品形状不规矩。崩口缺陷在该处形成应力集中，使得玻璃等被加工件容易因应力而爆裂。

[0009] 另外，现有的分体组合式的倒角钻头，其钻头工作层消耗一定程度后，需要根据加工要求来调整个钻头与倒角套的尺寸匹配关系，并重新装配倒角套后才能继续使用。装配过程中，因为需要保证倒角套和钻头的同轴度，但受到二者间隙的影响，往往需要在装配中进行多次的人为调整，因此要求拆装钻倒角套的操作人员有较高的技术水平，往往耗时费力，却也难以满足较高的装配精度。

[0010] ③，整体式金刚石倒角钻头

[0011] 倒角部分和钻头为整体，钻孔及倒角可一次完成，能保证加工质量。

[0012] 因为是整体式的，钻头工作部位的长度不能进行调节，必须根据被加工件的实际需要来选择钻头工作部位的长度。在使用过程中，首先根据加工要求钻出有一定深度的孔，之后，顺势再对孔进行倒角。由于倒角“套”和钻头固为一体，没有装配精度的误差，在钻头和倒角部分尺寸匹配合乎要求、冷却水能够到位时，若采用对钻方式，那么先钻的一端加工效果理想。

[0013] 这种整体式的倒角钻头由于钻头部分的加工量与倒角部分的加工量不一致，就导致钻头和倒角部分的消耗量不一致，就容易造成钻孔和倒角套的尺寸要求失配，因而使整体式倒角钻头无法再使用。这种整体式倒角钻头常仅仅因为钻头部位的消耗，不得不报废整个工具，造成了浪费。

[0014] 另外分体组合式金刚石倒角钻头和整体式金刚石倒角钻头还存在着冷却水不能够全程到达加工工作面的问题。

[0015] 光伏玻璃、汽车玻璃、钢化玻璃等材料在应力集中指标要求较高的情况下，通常采取两端对钻并附加倒角来降低应力的影响，让两端对钻的交界面远离端面、处于被加工材料厚度方向两端之间的适当部位，以解决钻孔加工在钻穿的瞬间造成被加工材料端面崩边、崩口的问题，规避应力集中所带来的弊端。

[0016] 施加冷却水主要是为了降低加工区域的磨削热以及排屑。冷却水要有适当压力，即水压要足以排屑但又不能够过大。要确保被加工材料在钻孔深度加大，待钻部位的厚度不断减薄、强度不断降低时，不会被带压水冲爆造成被加工材料崩边或破裂。对钻时先钻的一端冷却水作用路径为：钻头内孔一钻头内壁与被加工材料芯的间隙一钻头工作面一钻头外壁与被加工材料孔壁的间隙一倒角套工作面+钻头外壁与倒角套内壁的间隙一排出。

[0017] 对于分体组合式倒角钻头，钻头外壁和倒角套内壁间隙较大时，冷却水由此泄漏使冷却水的压力下降，将可能造成进入倒角套工作面的水压不足，导致排屑能力大幅度下降。

[0018] 后钻的一端，当被加工材料未钻穿时，适当压力的冷却水作用路径和先钻的一端情况相同。

[0019] 在被加工材料被钻穿的瞬间，冷却水即刻沿钻穿的孔泄压流出，冷却水的作用路径变为：钻头内孔一钻穿的孔一泄压流出。但此刻倒角部位的加工因滞后尚未完成，而冷却水却因失压难以到达倒角套工作面，倒角部位处于失去冷却水或不良冷却的状况下，倒角部位被加工材料粉屑难以顺畅排出，磨削热骤然上升，从而造成倒角部位被加工表面粗糙度下降（Ra数值提高），出现崩边、崩口、烧伤、应力问题，在高速加工或倒角面较宽的时候，表现尤为突出。故后钻的一端情况一般不尽理想。

[0020] 总之现有的金刚石倒角钻头均难以高效、高质量地完成脆硬非金属材料的钻孔及倒角。(三）发明内容

[0021] 本发明的目的是设计一种可调式金刚石倒角钻头，包括连接母件、倒角套、钻头，具有双路冷却水通道，使冷却水能够在加工的全过程施加到工作面。

[0022] 本发明设计的可调式金刚石倒角钻头包括钻头、倒角套，钻头有同轴的钻头柄和钻头基体，中空的钻头基体端部连接同轴的金刚石齿环。倒角套为环形套，一端为圆环形金刚石工作部位。本倒角钻头还有连接母件。

[0023] 连接母件一端为与钻孔机的连接结构相配合的接头。连接母件的另一端为连接倒角套和钻头的连接端，连接端的端面设置与倒角套相连接的定位凹台和一个防转销钉，连接端的外壁有与螺帽配合的外螺纹。

[0024] 倒角套与金刚石工作部位相对的另一端设置与连接母件的定位凹台高精度配合的定位凸台，确保倒角套和连接母件具有高精度的同轴度，在定位凸台后方倒角套主体上还有直径小于连接母件外壁螺纹底径、大于定位凸台外径的凸环。凸环端面设置一个与连接母件的防转销钉相配合的销孔。螺帽一端有直径大于倒角套主体直径、小于倒角套凸环直径的环盖。倒角套装在连接母件上，连接母件的防转销钉插入倒角套的销孔，螺帽紧固倒角套和连接母件，其环盖压在倒角套凸环上，倒角套的凸环端面紧贴于连接母件的连接端端面，倒角套和连接母件二者被螺帽压紧固接。

[0025] 连接母件的中心孔为通孔，其接头一端与钻机冷却水出口相连接，连接端的中心孔为钻头的定位孔。定位孔和钻头柄部直径、长度高精度配合，且保证钻头和连接母件具有高精度的同轴度。孔壁上有1或2个紧固螺孔。钻头插入后紧固螺钉经紧固螺孔快捷固定钻头。

[0026] 为了方便装配钻头，定位孔孔壁有大于定位孔1/4圆周且小于1/2的圆周的定位弧面，定位弧面的直径与钻头柄直径相等、其轴向长度为IOmm〜35mm，其余的定位孔孔壁弧面为偏心且直径大于定位弧面直径的偏心弧面，偏心弧面的偏心量为0. 2mm〜1mm、直径大于定位弧面直径0. 2mm〜1mm。定位弧面与偏心弧面之间平滑过渡。定位弧面起到“定位块”的作用。钻头可“无阻碍”插入，钻头柄部和定位弧面紧密贴合，保证了钻头和连接母件高精度的同轴度。紧固螺孔位于偏心弧面上、与定位弧面相对。

[0027] 钻头分为同轴的钻头柄和钻头基体，中空的钻头基体端部连接同轴的金刚石齿环。钻头基体外壁和倒角套内孔壁之间有0. Imm〜Imm的间隙。钻头基体的外径小于倒角套内径0. 2mm〜2mm，金刚石齿环的外径大于钻头基体的外径0. 3mm〜2. 1mm，金刚石齿环的外径大于倒角套内径0. lmm-lmm。

[0028] 连接母件的定位凹台底面在中心孔外围有环形凹槽，中心孔内有侧向出水孔与环形凹槽相通。钻头柄中心有进水孔与钻头基体空腔相通，或者钻头柄与钻头基体连接的肩部有进水孔与钻头基体空腔相通。倒角套的金刚石工作部位上有若干通水小孔，与倒角套的内孔相连通。

[0029] 倒角套销孔和连接母件上销钉相对，定位凸台嵌入定位凹台，旋紧螺帽，倒角套与连接母件的组装完毕。钻头的钻头柄穿过倒角套的中孔、贴着连接母件的定位弧面插入连接母件的中心孔，旋紧紧固螺钉，紧固螺钉使钻头柄紧贴定位弧面，钻头安装完毕，连接母件的接头与钻机相连接，即可进行钻孔倒角作业。

[0030] 本倒角钻头冷却水有两条通路：主路和和辅路。

[0031] 本倒角钻头在先钻一端的加工全程和后钻一端被加工材料被钻穿前的加工过程中冷却水经主路进行冷却和排屑。主路为：钻机冷却水一连接母件中心孔一连接母件的侧向出水孔和环形凹槽一钻头进水孔一钻头基体空腔内壁一钻头金刚石齿环工作面一钻头金刚石齿环外壁与被加工材料孔壁的间隙一倒角套金刚石工作面一排出。

[0032] 倒角钻头在被加工材料被钻穿后的加工过程中冷却水经辅路对倒角套金刚石工作面进行冷却和排屑。辅路为：钻机冷却水一连接母件中心孔一连接母件的侧向出水孔和环形凹槽一倒角套主体内壁与钻头基体之间的间隙一倒角套金刚石工作部位的通水小孔—倒角套金刚石工作面一排出。

[0033] 为让辅路更通畅，倒角套的内孔孔壁还有1〜6条轴向的通水槽。进入倒角套主体内壁与钻头基体之间的间隙和通水槽的冷却水，在旋转离心力的作用下，及时经通水小孔施加到倒角工作面上。[0034] 限制钻头进水孔的流通面积，即可增加分向倒角套通路的冷却水压力，确保在钻头钻穿材料泄压后，冷却水仍有一定压力到达倒角套工作面。

[0035] 本发明可调式金刚石倒角钻头的优点为：1、倒角套的内壁与钻头基体外壁之间留有适当的间隙，有主辅双路冷却水通道，保证加工全过程冷却水到达工作面，对钻时先钻一端和后钻一端加工质量基本一致；2、由于倒角套的内径略小于钻头金刚石齿环的外径，钻头加工后的倒角套的金刚石工作部位能够全面接触需加工面，不留遗漏，确保倒角面和钻孔孔壁交接线处加工质量好，能够达到或超过整体式倒角钻头的加工质量水平，解决了组合式金刚石倒角钻头因装配间隙造成的倒角面与孔壁交接线处崩边、崩口、烧伤的问题，完美完成钻孔和倒角；3、同一连接母件和倒角套可以调整适配的钻头，当加工材料较薄时，选择金刚石齿环的长度较短的钻头；当加工的材料较厚或者钻头磨损时，调节钻头的出露长度，仍可和倒角套适配，重新组合成符合加工要求的倒角钻头；4、连接母件与钻头、倒角套快速定心、快速紧固，连接方便，拆装简单易行，节省时间，降低对操作人员的要求；5、当钻头或倒角套磨损失效后，可以单独的更换钻头或倒角套，工具充分利用，降低成本；6、连接母件、钻头、倒角套三部件结构简单，加工价格低廉，并且具有互换性，降低了倒角钻头的成本。(四）附图说明

[0036] 图1为本可调式金刚石倒角钻头实施例的整体结构示意图；

[0037] 图2为图1的A-A向视图；

[0038] 图3为图1倒角套定位孔处的横截面示意图；

[0039] 图4为本可调式金刚石倒角钻头实施例的倒角套的结构示意图；

[0040] 图5为图4的俯视图；

[0041] 图6为本可调式金刚石倒角钻头实施例的钻头的结构示意图；

[0042] 图7为图6的俯视图。

[0043] 图内标号为：1、连接母件，11、环形凹槽，12、紧固螺钉，13、防转销钉，14、定位凹台，15、定位弧面，16、侧向出水孔，17、接头，18，中心孔，2、倒角套，21、金刚石工作部位，22、通水小孔，23、销钉孔，24、定位凸台，25、凸环，26、轴向通水槽，3、钻头，31、钻头柄，32、进水孔，33、钻头基体，34、金刚石齿环。(五）具体实施方式

[0044] 本可调式金刚石倒角钻头实施例整体结构如图1、2所示，包括连接母件1、钻头3和倒角套2。

[0045] 连接母件1 一端为与钻机的连接结构相配合的接头17，接头17设有和钻机连接高精度定位及固紧的结构。连接母件1的另一端为连接倒角套2和钻头3的连接端。连接母件1的中心孔1为通孔，其接头17 —端与钻机冷却水出口相连接，连接端的中心孔为钻头3的定位孔。定位孔和钻头柄31的直径、长度高精度配合，且保证钻头3和连接母件1具有高精度的同轴度。如图3所示，定位孔孔壁有1/3圆周的定位弧面15，定位弧面15的直径2r与钻头柄31直径相等，定位弧面15的轴向长度为20mm ；其余的定位孔孔壁弧面为偏心量d为0. 3mm、直径2R大于定位弧面直径0. 5mm的偏心弧面，定位弧面15与偏心弧面之间平滑过渡。钻头柄31和定位弧面15紧密贴合，保证了钻头3和连接母件1高精度的同轴度。偏心弧面的孔壁上有紧固螺孔。钻头3插入后紧固螺钉12经紧固螺孔快捷固定钻头柄31。连接端的端面设置与倒角套2相连接的定位凹台14，定位凹台14外侧有一个防转销钉13，连接母件1的连接端外壁有与螺帽4配合的外螺纹。连接母件1的定位凹台14底面在中心孔18外围有环形凹槽11，中心孔18内有侧向出水孔16与环形凹槽11相通。

[0046] 如图4、图5所示，倒角套2为环形套，一端为圆环形金刚石工作部位21，其内径49. 8mm，其主体外径52mm。倒角套的内孔孔壁还有4条轴向的通水槽沈。倒角套2金刚石工作部位21的端部有通水小孔22与倒角套2的内孔相连通。通水小孔22自倒角套2端部沿轴向螺旋接力分布，有利于冷却水在离心力的作用下，从倒角套2的内孔孔壁通过通水小孔22施加到倒角套2的工作面。

[0047] 倒角套2与金刚石工作部位21相对的另一端设置与连接母件1的定位凹台14高精度配合的定位凸台M，在定位凸台M后方倒角套2主体上还有直径小于连接母件1外壁螺纹底径、大于定位凸台M外径的凸环25。凸环25端面设置一个与连接母件1的防转销钉13相配合的销孔23。

[0048] 螺帽4 一端有直径大于倒角套2主体外径、小于倒角套2凸环25外径的环盖。倒角套2装在连接母件1上，定位凸台M嵌入定位凹台14，确保倒角套和连接母件的同轴度，防转销钉13插入销孔23，螺帽4紧固倒角套2和连接母件1，其环盖压倒角套2的凸环25，将倒角套2和连接母件1二者压紧固接。

[0049] 如图6、图7所示，钻头3有同轴的钻头柄31和钻头基体33，中空的钻头基体33端部连接同轴的金刚石齿环34直径50mm。钻头柄31直径10mm，金刚石齿环壁厚0. 8mm，钻头基体33外径49. 2mm,小于倒角套2内径0. 6mm。钻头柄31与钻头基体33连接的肩部有进水孔32与钻头基体33的空腔相通。钻头基体33的外径为49. 2mm,钻头基体外壁和倒角套内孔壁之间有间隙0. 3mm。金刚石齿环34的外径大于倒角套内径0. 2mm。

[0050] 采用本例的金刚石倒角钻头加工厚度3. 2mm的玻璃，倒角宽度0. 5mm。采用对钻方式，交界0. 4mm,经计算可得知钻头3工作长度需1. 2mm,打孔深度1. 8mm。[0051 ] 先将倒角套2销孔23和连接母件1上销钉13相对，定位凸台M嵌入定位凹台14，旋紧螺帽4，倒角套2与连接母件1的组装完毕。将钻头3的钻头柄31穿过倒角套2的中孔、贴着连接母件1的定位弧面插入连接母件1的中心孔18，测量钻头2伸出倒角套2端部1. 2mm，旋紧紧固螺钉12，钻头2安装完毕，如图1、2所示。连接母件1的接头17与钻机相连接，即可进行钻孔倒角作业。

[0052] 图1中箭头W表示水流方向，本倒角钻头在先钻一端的加工全程和后钻一端被加工材料被钻穿前的加工过程中冷却水经主路进行冷却和排屑。主路为：钻机冷却水一连接母件1中心孔一连接母件1的侧向出水孔16和环形凹槽11 —钻头进水孔32 —钻头基体33空腔内壁一钻头3金刚石齿环34工作面一钻头3金刚石齿环34外壁与被加工材料孔壁的间隙一倒角套2金刚石工作面一排出。

[0053] 倒角钻头在被加工材料被钻穿后的加工过程中冷却水经辅路对倒角套金刚石工作面进行冷却和排屑。辅路为：钻机冷却水一连接母件1中心孔一连接母件1的侧向出水孔16和环形凹槽11 —倒角套2主体内壁、轴向通水槽沈与钻头基体33之间的间隙一倒角套2金刚石工作部位的通水小孔22 —倒角套2金刚石工作面一排出。[0054] 上述实施例，仅为对本发明的目的、技术方案和有益效果进一步详细说明的具体个例，本发明并非限定于此。凡在本发明的公开的范围之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。