CN105364227A - 螺纹成型丝锥 - Google Patents
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Abstract
在一个方面,本文描述了螺纹成型丝锥。在一些实施例中,螺纹成型丝锥包括设置在第一末端的适于接合刀架的柄以及设置在第二末端的细长加工部分。所述加工部分包括至少一个螺旋形螺纹和多个纵向延伸的线性凹槽。所述纵向延伸的线性凹槽与所述螺旋形螺纹相交,而形成多个凸角,其中相邻凸角彼此在离隙类型和/或离隙率方面不同。
Description
技术领域
本发明涉及螺纹刀具,并且具体地讲,涉及用于冷成型应用的螺纹成型丝锥。
背景技术
螺纹成型丝锥及采用其的刀具是众所周知的。成型丝锥允许通过对内表面施加压缩力而在工件中形成内螺纹。此外,成型丝锥可在不产生切屑的情况下以高质量表面光洁度实现螺纹成型,并且与切削工具相比可提供更强的内螺纹及改善的量测。与对应的切削工具相比,成型丝锥和相连的螺纹成型刀具可进一步提供改善的刀具寿命、降低的破损发生率以及减少的机器停工时间。
成型丝锥可与多种材料一起使用,特别是具有相对较低拉伸强度的材料,诸如铝、铜、黄铜、锌和低碳钢。成型丝锥可另外用于在通孔和盲孔螺纹应用两者中形成内螺纹。由于螺纹成型应用的要求不断演变,可需要新的攻丝结构和丝锥设计以克服现有结构和设计的限制。
发明内容
在一个方面,本文描述了螺纹成型丝锥,其包括设置在螺旋形螺纹上的多个凸角,其中相邻凸角在离隙类型和/或离隙率方面不同。例如,本文所述的螺纹成型丝锥(下文的“成型丝锥”或“丝锥”)限定纵向轴线、第一末端以及远离第一末端轴向地设置的第二末端。柄设置在第一末端并且适于接合刀架。细长加工部分设置在第二末端,所述加工部分包括至少一个螺旋形螺纹和多个纵向延伸的线性凹槽。纵向延伸的线性凹槽与螺旋形螺纹相交,而形成多个凸角,其中相邻凸角彼此在离隙类型和离隙率中的至少一者的方面不同。
在另一个方面,本文所述的螺纹成型丝锥限定纵向轴线、第一末端以及远离第一末端轴向地设置的第二末端。柄设置在第一末端并且适于接合刀架。细长加工部分设置在第二末端,所述加工部分包括至少一个螺旋形螺纹以及围绕纵向轴线设置在所述至少一个螺旋形螺纹上的多个凸角。相邻凸角彼此在离隙类型和离隙率中的至少一者的方面不同。
在再一个方面,本文描述了螺纹成型刀具。螺纹成型刀具包括刀架以及联接到所述刀架的螺纹成型丝锥。螺纹成型丝锥限定纵向轴线、第一末端以及远离第一末端轴向地设置的第二末端。设置在第一末端的柄接合刀架并且细长加工部分设置在第二末端。细长加工部分包括围绕加工部分成螺旋形设置的至少一个螺纹以及与螺旋形螺纹相交的多个纵向延伸的线性凹槽。线性凹槽与螺旋形螺纹相交形成多个凸角,其中相邻凸角彼此在离隙类型和离隙率中的至少一者的方面不同。
附图说明
图1示出了根据本文所述的一个实施例的成型丝锥的透视图。
图2示出了根据本文所述的一个实施例的成型丝锥的加工部分的透视图和示意性局部剖视图。
图3示出了根据本文所述的一个实施例的成型丝锥的示意性剖视图。
图4示出了根据本文所述的实施例的图3的示意图,其中表示了各种径向离隙率。
图5A和图5B示出了根据本文所述的实施例的成型丝锥的剖视图。
具体实施方式
通过参考以下具体实施方式和实例以及它们以前和下面的描述可以更容易地理解本文所述的实施例。然而,本文所述的元件和设备并不限于具体实施方式中所述的具体实施例。应当认识到,这些实施例只是示例性地说明本发明的原理。在不脱离本发明精神和范围的情况下,多种修改和变更对于本领域技术人员而言将是显而易见的。
现在参见图1-图3,示出了根据本文所述的一个实施例的成型丝锥,一般指定为附图标记10。如图1和图2中所提供,成型丝锥(10)限定纵向轴线(A-A)、第一末端(20)以及远离第一末端(20)轴向地设置的第二末端(30)。丝锥(10)包括设置在第一末端(20)的适于接合刀架(未示出)的柄(40)以及设置在第二末端(30)的细长加工部分(50)。细长加工部分(50)包括围绕加工部分(50)成螺旋形设置的至少一个螺纹,一般为(60),并且可包括沿着纵向轴线(A-A)的多个纵向延伸的线性凹槽(70)。线性凹槽(70)与螺旋形螺纹相交,而形成多个凸角(61)。相邻凸角(61)彼此在离隙类型和/或离隙率方面不同。
线性凹槽和多个凸角可以不违背本发明目的的任何方式布置或构造。例如,在一些情况下,丝锥可不具有纵向延伸的线性凹槽、具有一个线性凹槽或多个线性凹槽。在包括多个纵向延伸的线性凹槽的实施例中,此类凹槽可围绕纵向轴线大体轴对称地布置。在其他情况下,线性凹槽围绕纵向轴线不对称地布置。凸角可被单独地选择为具有零离隙(完全同心凸角)、同心偏心离隙(con-eccentricrelief)或偏心离隙。如本领域技术人员所理解,同心偏心离隙是同心离隙和偏心离隙的组合。在一些实施例中,例如,刃带的第一个三分之一具有同心边缘,而刃带的其余两个三分之一具有偏心离隙。此外,具有偏心离隙的凸角可呈现相同或不同的离隙率。
出于本公开及图3所示的目的,离隙类型相对于虚圆(80)来表示,所述虚圆由加工部分(50)的螺旋形横截面中的螺纹(60)的最外边缘限定。如本文所用的术语“零离隙”指示凸角与虚圆完全同心和/或共圆。如本文所用的术语“同心偏心离隙”指示离隙包括的部分小于与虚圆同心和/或共圆的整个离隙。当在本文使用该术语时,该部分为“同心边缘”。不位于同心边缘内的刃带部分为偏心部分。如本文所述的同心边缘可对着角度θ1,如图3所示。角度θ1可以具有不违背本公开目的的任何值。例如,θ1的值可选自表I。
表I–θ
1
的值(度数)
0-10 |
0.5-10 |
1-10 |
2-10 |
4-10 |
0-6 |
0-8 |
3-7 |
“偏心离隙”指示离隙不包括与虚圆同心和/或共圆的直线或弧线。包括偏心离隙的凸角可呈现不违背本公开目的的任何形状或形式。例如,偏心离隙可包括顶点(63)。偏心离隙的顶点(63)可包括与虚圆相交和/或沿着虚圆定位的单个点,或顶点可包括弯曲部分,其既不与虚圆同心,也不与虚圆共圆。包括偏心离隙和/或偏心部分的凸角(61)限定“离隙率”,或在远离顶点朝向纵向轴线的径向方向上沿着螺纹的周边的弯曲形状。图4示出了如本文所述的偏心离隙的各种非限制性离隙率。
在一些情况下,相邻凸角(61)限定离隙类型和/或离隙率的交替模式。例如,在图3的实施例中,具有同心偏心离隙的凸角与具有偏心离隙的凸角交替。在此类情况下,同心偏心离隙的凸角可限定其中心具有同心边缘(62)的刃带并且偏心离隙的凸角限定其中心的顶点(63)。在某些其他实施例中,相邻凸角形成具有第一偏心离隙率的第一偏心离隙与具有第二偏心离隙率的第二偏心离隙的交替模式,第一离隙率和第二离隙率彼此不同。
当如图3那样以横截面观察时,本文所述的成型丝锥(10)可包括不违背本发明目的的任何数量的凸角(61)。在一些情况下,本文所述的成型丝锥(10)可包括偶数的凸角(61)。例如,横截面可包括至少4个凸角(61)、至少6个凸角(61)或至少8个凸角(61)。在某些其他情况下,本文所述的成型丝锥(10)可包括奇数的凸角(61)。例如,横截面可包括至少5个凸角(61)、至少7个凸角(61)或至少9个凸角(61)。丝锥可进一步包括与凸角(61)数量相对应的数量的线性凹槽(70)。例如,包括6个凸角(61)的横截面还可包括6个凹槽(70)。
如图5A和图5B所示,成型丝锥(10)可进一步包括至少一个冷却剂或润滑剂通道(90)。冷却剂通道(90)可以具有不违背本发明目的的任何构型。在一些情况下,如图5A所示,冷却剂通道(90)与纵向轴线(A-A)完全共线并且终止于丝锥(10)的第二末端(30)处的至少一个轴向冷却剂孔(91)中。在某些其他情况下,如在图5B中,冷却剂通道(90)沿着其基本长度与纵向轴线(A-A)共线并且终止于至少两个线性凹槽(70)中的至少两个径向冷却剂孔(92)中。在一些实施例中,成型丝锥(10)可包括多个冷却剂孔(未示出),所述多个冷却剂孔与纵向轴线(A-A)平行并且终止于沿着第二末端的一个或多个轴向或径向孔中或多个径向凹槽中。
本文所述成型丝锥(10)的加工部分(50)可具有任何合适的外部或周边形状或构型。例如,在一些情况下,螺旋形螺纹(60)可在第二末端(30)处限定入口锥形。可采用任何所需的入口锥形构型。例如,螺旋形螺纹(60)可包括具有选自表II的长度(以螺距数量计)的入口锥形:
表II–锥形长度(螺距)
1-10 |
1-1.5 |
2.5-3 |
3-5 |
5-8 |
8-10 |
螺距是螺纹上的一点与螺纹上的相邻对应点在平行于纵向轴线测量的轴向方向上的距离。设置在本文所述成型丝锥(10)上的入口锥形内的凸角(61)可具有与远离第二末端(30)间隔开的非锥形凸角相对应的离隙类型和/或离隙率。在一些情况下,设置在本文所述成型丝锥(10)上的入口锥形内的凸角(61)可具有与远离第二末端(30)间隔开的非锥形凸角不同的离隙类型和/或离隙率。
在另一个方面,本文描述了螺纹成型刀具。螺纹成型刀具包括刀架以及联接到所述刀架的螺纹成型丝锥。螺纹成型丝锥限定纵向轴线、第一末端以及远离第一末端轴向地设置的第二末端。设置在第一末端的柄接合刀架并且细长加工部分设置在第二末端。细长加工部分包括围绕加工部分成螺旋形设置的至少一个螺纹以及与螺旋形螺纹相交的多个纵向延伸的线性凹槽。线性凹槽与螺旋形螺纹相交形成多个凸角,其中相邻凸角彼此在离隙类型和离隙率中的至少一者的方面不同。例如,本文所述成型丝锥的凸角可独立地选择为具有零离隙、同心偏心离隙或偏心离隙。此外,具有偏心离隙的凸角可呈现相同或不同的离隙率。此外,成型刀具的成型丝锥可具有上文所述的任何结构和/或特性。
已就本发明各个目的的实现描述了本发明的各个实施例。应当认识到,这些实施例只是示例性地说明本发明的原理。在不脱离本发明精神和范围的情况下,其多种修改和变更对于本领域技术人员而言将是显而易见的。
Claims (23)
1.一种螺纹成型丝锥,其限定纵向轴线、第一末端以及远离所述第一末端轴向地设置的第二末端,所述丝锥包括:
柄,所述柄设置在所述第一末端并且适于接合刀架;以及
细长加工部分,所述细长加工部分设置在所述第二末端并包括:
至少一个螺纹,所述至少一个螺纹围绕所述加工部分成螺旋形设置;
多个纵向延伸的线性凹槽,所述多个纵向延伸的线性凹槽围绕所述纵向轴线设置,所述线性凹槽与所述至少一个螺旋形螺纹相交;以及
多个凸角,所述多个凸角由所述线性凹槽与所述至少一个螺纹相交所形成,
其中相邻凸角彼此在离隙类型和离隙率中的至少一者的方面不同。
2.根据权利要求1所述的螺纹成型丝锥,其中所述离隙类型选自由零离隙、同心偏心离隙和偏心离隙构成的组。
3.根据权利要求1所述的螺纹成型丝锥,其中相邻凸角限定具有同心偏心离隙的凸角与具有偏心离隙的凸角的交替模式,所述同心偏心离隙限定其中心具有同心边缘的刃带并且所述偏心离隙限定其中心的顶点。
4.根据权利要求3所述的螺纹成型丝锥,其中所述同心边缘对着约0.5°至约10°范围内的角度θ1。
5.根据权利要求3所述的螺纹成型丝锥,其中沿着所述螺纹成螺旋形地截取的横截面限定虚圆,并且其中同心边缘与所述虚圆共圆并且所述顶点与所述虚圆相交。
6.根据权利要求1所述的螺纹成型丝锥,其中相邻凸角彼此在离隙率方面不同。
7.根据权利要求6所述的螺纹成型丝锥,其中相邻凸角还彼此在离隙类型方面不同。
8.根据权利要求6所述的螺纹成型丝锥,其中相邻凸角形成具有第一偏心离隙率的第一偏心离隙与具有第二偏心离隙率的第二偏心离隙的交替模式,所述第一离隙率和所述第二离隙率彼此不同。
9.根据权利要求1所述的螺纹成型丝锥,其中沿着所述螺纹成螺旋形地截取的横截面包括偶数的凸角。
10.根据权利要求9所述的螺纹成型丝锥,其中所述横截面包括至少4个凸角。
11.根据权利要求9所述的螺纹成型丝锥,其中所述横截面包括至少6个凸角。
12.根据权利要求9所述的螺纹成型丝锥,其中所述横截面包括至少8个凸角。
13.根据权利要求1所述的螺纹成型丝锥,其还包括至少一个冷却剂通道,所述至少一个冷却剂通道与所述纵向轴线共线并且终止于所述第二末端处的至少一个轴向冷却剂孔中。
14.根据权利要求1所述的螺纹成型丝锥,其还包括至少一个冷却剂通道,所述至少一个冷却剂通道与所述纵向轴线共线并且终止于至少两个所述线性凹槽中的至少两个径向冷却剂孔中。
15.根据权利要求1所述的螺纹成型丝锥,其中所述至少一个螺旋形螺纹在所述第二末端处限定入口锥形。
16.根据权利要求15所述的螺纹成型丝锥,其中所述入口锥形长为约1与约10螺距之间。
17.根据权利要求15所述的螺纹成型丝锥,其中所述入口锥形长为约3与约5螺距之间。
18.根据权利要求1所述的螺纹成型丝锥,其中所述多个凹槽围绕所述纵向轴线大体轴对称地设置。
19.一种螺纹成型丝锥,其限定纵向轴线、第一末端以及远离所述第一末端轴向地设置的第二末端,所述丝锥包括:
柄,所述柄设置在所述第一末端并且适于接合刀架;以及
细长加工部分,所述细长加工部分设置在所述第二末端并包括:
至少一个螺纹,所述至少一个螺纹围绕所述加工部分成螺旋形设置;和
多个凸角,所述多个凸角围绕所述纵向轴线设置在所述至少一个螺纹上,
其中相邻凸角彼此在离隙类型和离隙率中的至少一者的方面不同。
20.根据权利要求19所述的螺纹成型丝锥,其中所述细长加工部分还包括与所述至少一个螺旋形螺纹相交的至少一个纵向延伸的线性凹槽。
21.一种螺纹成型刀具,其包括:
刀架,所述刀架被构造为接纳螺纹成型丝锥;以及
螺纹成型丝锥,所述螺纹成型丝锥联接到所述刀架并且限定纵向轴线、第一末端以及远离所述第一末端轴向地设置的第二末端,所述丝锥包括:
柄,所述柄设置在所述第一末端并且适于接合所述刀架;以及
加工部分,所述加工部分设置在所述第二末端并包括:
至少一个螺纹,所述至少一个螺纹围绕所述加工部分成螺旋形设置;
多个纵向延伸的线性凹槽,所述多个纵向延伸的线性凹槽围绕所述纵向轴线设置,所述线性凹槽与所述至少一个螺纹相交;以及
多个凸角,所述多个凸角由所述线性凹槽与所述至少一个螺纹相交所形成,
其中相邻凸角彼此在离隙率和离隙类型中的至少一者的方面不同。
22.根据权利要求21所述的螺纹成型刀具,其中所述离隙类型选自由零离隙、同心偏心离隙和偏心离隙构成的组。
23.根据权利要求21所述的螺纹成型刀具,其中相邻凸角限定具有同心偏心离隙的凸角与具有偏心离隙的凸角的交替模式。
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