CN105537654B - 一种钻削加工刀具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钻削加工刀具，包括切削部件和夹持部件，切削部件包括切削部和连接部，夹持部件包括柄部和两个夹持部，连接部设有外周面，夹持部设有用于夹持外周面的内周面，切削部上设有与切削部件切削刃等数量容屑槽，夹持部上设有螺旋槽，相邻容屑槽之间外周面上的底部、中部分别设有一个凸起、中凸起，相邻螺旋槽之间内周面上的底部、中部分别设有一个凹进、中凹进，凸起和对应的凹进咬合，中凸起和对应的中凹进咬合，凸起绕夹持部件的中心轴可螺旋扭入凹进，凸起扭入凹进的过程中，二者的配合面之间具有变化的间隙λ，应满足：‑0.1mm≤λ≤0.1mm。该钻削加工刀具具有过定位装夹、定位精度高、装卸便捷、有效防止切削部件脱落的优点。

Description

一种钻削加工刀具

技术领域

本发明涉及用于钻削加工的工具，尤其涉及一种可重复装夹的钻削加工刀具。

背景技术

在钻削加工中，为了延长切削部分的使用寿命，通常采用较为贵重的硬质合金或类似材料作为刀具材料，由于此类材料具有硬度高、耐磨性好的特点，加工极为困难，这使得钻削刀具用材成本和加工成本都较高。目前常用的钻削刀具一般是由切削部件和夹持部件组装而成，其中切削部件由硬度大、耐磨性能强的硬质合金或类似的材料制成，而夹持部件由具有较大弹性的材料制成，当切削部件被磨损后可单独更换切削部件，从而可降低钻削加工的成本。但是此类刀具一般定位精度不高且容易脱落，寿命短。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种过定位装夹、定位精度高、装卸便捷、有效防止切削部件脱落的钻削加工刀具。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种钻削加工刀具，包括切削部件和夹持部件，所述切削部件和夹持部件以中心轴为旋转中心轴，所述切削部件包括切削部和连接部，所述夹持部件包括柄部和两个夹持部，所述连接部设有外周面，所述夹持部设有用于夹持所述外周面的内周面，所述切削部上设有与切削部件切削刃等数量容屑槽，所述夹持部上设有螺旋槽，所述相邻容屑槽之间外周面上的底部、中部分别设有一个凸起、中凸起，所述相邻螺旋槽之间内周面上的底部、中部分别设有一个凹进、中凹进，所述凸起和对应的凹进咬合，中凸起和对应的中凹进咬合，所述凸起绕夹持部件的中心轴可螺旋扭入凹进，所述凸起扭入凹进的过程中，二者的配合面之间具有变化的间隙λ，应满足：-0.1mm≤λ≤0.1mm。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述凸起由两凸起侧面和一凸起顶面构成，两凸起侧面设置于凸起顶面两侧，所述凹进由两凹进侧面和一凹进底面构成，两凹进侧面设置于凹进底面两侧，所述凸起、凹进通过凸起侧面与凹进侧面过盈接触配合，所述凸起顶面与凹进底面不接触，过中心轴的各轴向平面内，两凹进侧面投影线的交点至中心轴的距离恒定，且两凸起侧面投影线的交点至中心轴的距离变化量为△R，应满足：0<△R≤0.06mm。

所述凸起扭入凹进的最大周向扭入角度为γ，应满足：70°≤γ≤150°。

当扭入角度为0.35γ-0.65γ时，过中心轴的各轴向平面内，两凸起侧面投影线的交点至中心轴的距离R具有最大值。

所述凸起扭入凹进时，随着扭入角度的增大，所述距离变化量△R呈线性变化。

所述凸起由两凸起侧面和一凸起顶面构成，两凸起侧面设置于凸起顶面两侧，所述凹进由两凹进侧面和一凹进底面构成，两凹进侧面设置于凹进底面两侧，所述凸起、凹进通过凸起侧面与凹进侧面过盈接触配合，所述凸起顶面与凹进底面不接触，过中心轴的各轴向平面内，两凸起侧面投影线的交点至中心轴的距离恒定，且两凹进侧面投影线的交点至中心轴的距离变化量为△R’，应满足：0<△R’≤0.06mm。

所述凸起扭入凹进的最大周向扭入角度为γ，应满足：70°≤γ≤150°。

当扭入角度为0.35γ-0.65γ时，过中心轴的各轴向平面内，两凹进侧面投影线的交点至中心轴的距离R’具有最大值。

所述凸起扭入凹进时，随着扭入角度的增大，所述距离变化量△R’呈线性变化。

所述凸起的凸起侧面包括内凸起侧面和外凸起侧面，所述内凸起侧面与所述夹持凹进接触配合，所述外凸起侧面与所述凹进不接触；所述凹进的凹进侧面包括内凹进侧面和外凹进侧面，所述内凹进侧面与所述夹持凸起接触配合，所述外凹进侧面与所述凸起不接触。

所述切削部件的外周面的直径为D，所述内凸起侧面的径向深度为L，所述外凸起侧面的径向深度为L1，所述内凹进侧面的径向深度为L’，所述外凹进侧面的径向深度为L1’，且0.02D≤L，L’ ≤0.15D ，0.003D≤L1，L1’ ≤0.01D。

所述切削部设有用于周向定位的扭矩传递面和用于轴向定位的轴向定位面，所述夹持部设有用于周向定位的周向台和用于轴向定位的轴向面，所述扭矩传递面与所述周向台接触，所述轴向定位面与所述轴向面接触；所述中凸起与轴向定位面相连，所述中凹进与轴向面相通。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的钻削加工刀具，切削部件螺旋扭入夹持部件，夹持部件可以快速方便的完成切削部件的装夹；同时夹持部件在轴向、径向和凹凸多处夹持接触，夹持部件对切削部件形成过定位夹持，具有很好定位强度、精度和抗冲击性；另外，切削部件在扭入夹持部件时，准确控制所述凹进和凸起配合间隙、过盈量可以保证切削部件在连接处具有较好的连接强度和稳定夹持力，并可方便的装卸，具有很好的安装互换性，且凹进、凸起内外两层牙型可以最大化提升凹进、凸起牙型有效接触长度和接触面积，在切削过程中，可以有效防止切削部件从夹持部件脱落、提升接口受力能力从而延长切削部件的使用寿命。

附图说明

图1是本发明实施例的立体结构示意图。

图2是本发明实施例中切削部件的立体结构示意图。

图3是本发明实施例中切削部件的主视图。

图4是图3的A－A剖视图。

图5是图3的B－B剖视图。

图6是本发明实施例中夹部部件的立体结构示意图。

图7是本发明实施例中夹持部件的侧视图。

图8是图7的C－C剖视图。

图中各标号表示：

1、切削部件；11、切削部；111、扭矩传递面；112、轴向定位面；12、连接部；13、外周面；14、容屑槽；2、夹持部件；21、夹持部；211、周向台；212、轴向面；22、柄部；23、内周面；24、螺旋槽；3、凸起；31、凸起侧面；311、内凸起侧面；312、外凸起侧面；32、凸起顶面；4、凹进；41、凹进侧面；411、内凹进侧面；412、外凹进侧面；42、凹进底面；5、中凸起；6、中凹进；O、中心轴。

具体实施方式

图1至图8示出了本发明的钻削加工刀具的实施例，该钻削加工刀具包括切削部件1和夹持部件2，切削部件1和夹持部件2以中心轴O为旋转中心轴，切削部件1包括切削部11和连接部12，夹持部件2包括柄部22和两个夹持部21，切削部件1的切削部11上设有两个切削刃，连接部12设有一外周面13，夹持部21设有用于夹持所述外周面13的内周面23，外周面13上设有与切削部件1两个容屑槽14，内周面23设有两个与容屑槽14对应的螺旋槽24，相邻容屑槽14之间的外周面13上的底部、中部分别设有一个凸起3、一个中凸起5，相邻螺旋槽24之间的内周面23上的底部、中部分别设有一个凹进4、一个中凹进6，凸起3和对应的凹进4咬合，中凸起5和对应的中凹进6咬合，切削部件1的连接部12的底端面121和夹持部件2的夹持部21的槽底面213之间设有间隙，凸起3绕夹持部件2的中心轴O可螺旋扭入凹进4，为了保证切削部件1可快速、稳定的扭入夹持部件2，同时，为了保证夹持部件2对切削部件1形成高精度、高强度的夹持并保证切削部件1在使用过程中不从夹持部件2上脱落，凸起3扭入凹进4的过程中，二者的配合面之间具有变化的间隙λ，应满足：-0.1mm≤λ≤0.1mm，并在最终保持过盈配合。本实施例中，为了提高夹持部件2对切削部件1的装夹效果，λ在-0.05 mm≤λ≤0.05mm之间变化。本发明的钻削加工刀具，切削部件1螺旋扭入夹持部件2，夹持部件2可以快速方便的完成切削部件1的装夹；同时夹持部件2在轴向、径向和凹凸多处夹持接触，夹持部件2对切削部件1形成过定位夹持，具有很好定位强度、精度和抗冲击性；另外，切削部件1在扭入夹持部件2时，准确控制所述凹进4和凸起3之间的配合间隙、过盈量可以保证切削部件1在连接处具有较好的连接强度和稳定夹持力，并可方便的装卸，具有很好的安装互换性，且凹进4、凸起3内外两层牙型可以最大化提升凹进4、凸起3有效接触长度和接触面积，在切削过程中，可以有效防止切削部件1从夹持部件2脱落、提升接口受力能力从而延长切削部件1的使用寿命。

本实施例中，凸起3由两凸起侧面31和一凸起顶面32构成，两凸起侧面31对称设置于凸起顶面32两侧，凹进4由两凹进侧面41和一凹进底面42构成，两凹进侧面41对称设置于凹进底面42两侧，凸起3、凹进4通过凸起侧面31与凹进侧面41过盈接触配合，凸起顶面32与凹进底面42不接触，为了简化夹持部件2对切削部件1的夹持结构并降低制作难度，过中心轴O的各轴向平面内，两凹进侧面41投影线的交点至中心轴O的距离恒定，且两凸起侧面31投影线的交点至中心轴O的距离变化量为△R，应满足：0<△R≤0.06mm，为了保证切削部件1、夹持部件2具有较好的安装互换性，夹持定位准确，本实施例中，△R=0.03mm。

本实施例中，凸起3扭入凹进4的最大周向扭入角度为γ，应满足：70°≤γ≤150°，为了保证切削部件1能够方便装卸并保证夹持部件2对切削部件1的夹持有足够的强度，本实施例中，γ=120°。当扭入角度为0.35γ-0.65γ时，过中心轴O的各轴向平面内，两凸起侧面31投影线的交点至中心轴O的距离R具有最大过盈量，为了保证具有好安装便捷性、高的定位强度，本实施例中，实际扭入角度为最大周向扭入角γ的0.45-0.55倍时，两凸起侧面31投影线的交点至中心轴O的距离R具有最大过盈量。凸起3扭入凹进4时，随着扭入角度的增大，距离变化量△R呈线性变化，本发明不仅限于此，在其他实施例中，为了提高切削部件1扭入夹持部件2的操作便利性，也可以将变化量△R设计成二次曲线等其它变化。

本实施例中，为了保证夹持部件2对切削部件1的定位精度和夹持强度，并消除切削部件1有凸起3、中凸起5和夹持部件2的凹进4、中凹进6的根部无法清根对定位装夹的影响，凸起3、中凸起5的凸起侧面31包括内凸起侧面311和外凸起侧面312，两外凸起侧面312之间夹角大于对应两内凸起侧面311的夹角，内凸起侧面311与夹持凹进4接触配合，外凸起侧面312与凹进4不接触；凹进4、中凹进6的凹进侧面41包括内凹进侧面411和外凹进侧面412，两外凹进侧面412之间夹角大于对应两内凹进侧面411的夹角，内凹进侧面411与夹持凸起3接触配合，外凹进侧面412与凸起3不接触。

本实施例中，切削部件1的外周面13的直径为D，内凸起侧面311的径向深度为L，外凸起侧面312的径向深度为L1，内凹进侧面411的径向深度为L’，外凹进侧面412的径向深度为L1’，且0.02D≤L，L’ ≤0.15D ，0.003D≤L1，L1’ ≤0.01D。本实施例中，为了保证内凹进侧面411与内凸起侧面311充分接触和定位强度，L’=0.06D，L=0.07D。

本实施例中，切削部11设有用于周向定位的扭矩传递面111和用于轴向定位的轴向定位面112，夹持部21设有用于周向定位的周向台211和用于轴向定位的轴向面212，扭矩传递面111与周向台211接触，轴向定位面112与轴向面212接触；中凸起5与轴向定位面112相连，中凹进6与轴向面212相通。

本实施例中，所述切削部件1的凹进3扭入夹持部件2的凸起4过程中，所述两凹进侧面41交点至中心轴O的距离恒定，而两凸起侧面31交点至心的距离R为变化量，以降低制造难度，本发明不仅限于此，根据制作难度和设计方式的不同，在其他实施例中，也可以在过中心轴O的各轴向平面内，将两凸起侧面31投影线的交点至中心轴O的距离设为恒定，且将两凹进侧面41投影线的交点至中心轴O的距离变化量设为△R’，并要求△R’满足：0<△R’≤0.06mm，凸起3扭入凹进4的最大周向扭入角度为γ，应满足：70°≤γ≤150°，当扭入角度为0.35γ-0.65γ时，过中心轴O的各轴向平面内，两凹进侧面41投影线的交点至中心轴O的距离R’具有最大值，凸起3扭入凹进4时，随着扭入角度的增大，距离变化量△R’呈线性变化或二次曲线等其它变化。另外，根据设计和制造工艺不同，也可以将两凸起侧面31和凹进侧面41在过中心轴O的各轴向平面内的投影线的交点至中心轴O的距离均设为变化值，以保证过盈量。

本实施例中，每个切削部件1设有两个切削刃，本发明不仅限于此，根据具体应用不同和工况参数的差异，可以将单个切削部件1上设有三个或更多的切削刃。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (12)

1.一种钻削加工刀具，包括切削部件（1）和夹持部件（2），所述切削部件（1）和夹持部件（2）以中心轴（O）为旋转中心轴，所述切削部件（1）包括切削部（11）和连接部（12），所述夹持部件（2）包括柄部（22）和两个夹持部（21），所述连接部（12）设有外周面（13），所述夹持部（21）设有用于夹持所述外周面（13）的内周面（23），所述切削部（11）上设有与切削部件（1）切削刃等数量容屑槽（14），所述夹持部（21）上设有螺旋槽（24），相邻容屑槽（14）之间外周面（13）上的底部、中部分别设有一个凸起（3）、中凸起（5），相邻螺旋槽（24）之间内周面（23）上的底部、中部分别设有一个凹进（4）、中凹进（6），所述凸起（3）和对应的凹进（4）咬合，中凸起（5）和对应的中凹进（6）咬合，其特征在于：所述凸起（3）绕夹持部件（2）的中心轴（O）可螺旋扭入凹进（4），所述凸起（3）扭入凹进（4）的过程中，二者的配合面之间具有变化的间隙λ，应满足：-0.1mm≤λ≤0.1mm。

2.根据权利要求1所述的钻削加工刀具，其特征在于：所述凸起（3）由两凸起侧面（31）和一凸起顶面（32）构成，两凸起侧面（31）设置于凸起顶面（32）两侧，所述凹进（4）由两凹进侧面（41）和一凹进底面（42）构成，两凹进侧面（41）设置于凹进底面（42）两侧，所述凸起（3）、凹进（4）通过凸起侧面（31）与凹进侧面（41）过盈接触配合，所述凸起顶面（32）与凹进底面（42）不接触，过中心轴（O）的各轴向平面内，两凹进侧面（41）投影线的交点至中心轴（O）的距离恒定，且两凸起侧面（31）投影线的交点至中心轴（O）的距离变化量为△R，应满足：0<△R≤0.06mm。

3.根据权利要求2所述的钻削加工刀具，其特征在于：所述凸起（3）扭入凹进（4）的最大周向扭入角度为γ，应满足：70°≤γ≤150°。

4.根据权利要求3所述的钻削加工刀具，其特征在于：当扭入角度为0.35γ-0.65γ时，过中心轴（O）的各轴向平面内，两凸起侧面（31）投影线的交点至中心轴（O）的距离R具有最大值。

5.根据权利要求4所述的钻削加工刀具，其特征在于：所述凸起（3）扭入凹进（4）时，随着扭入角度的增大，所述距离变化量△R呈线性变化。

6.根据权利要求1所述的钻削加工刀具，其特征在于：所述凸起（3）由两凸起侧面（31）和一凸起顶面（32）构成，两凸起侧面（31）设置于凸起顶面（32）两侧，所述凹进（4）由两凹进侧面（41）和一凹进底面（42）构成，两凹进侧面（41）设置于凹进底面（42）两侧，所述凸起（3）、凹进（4）通过凸起侧面（31）与凹进侧面（41）过盈接触配合，所述凸起顶面（32）与凹进底面（42）不接触，过中心轴（O）的各轴向平面内，两凸起侧面（31）投影线的交点至中心轴（O）的距离恒定，且两凹进侧面（41）投影线的交点至中心轴（O）的距离变化量为△R’，应满足：0<△R’≤0.06mm。

7.根据权利要求6所述的钻削加工刀具，其特征在于：所述凸起（3）扭入凹进（4）的最大周向扭入角度为γ，应满足：70°≤γ≤150°。

8.根据权利要求7所述的钻削加工刀具，其特征在于：当扭入角度为0.35γ-0.65γ时，过中心轴（O）的各轴向平面内，两凹进侧面（41）投影线的交点至中心轴（O）的距离R’具有最大值。

9.根据权利要求8所述的钻削加工刀具，其特征在于：所述凸起（3）扭入凹进（4）时，随着扭入角度的增大，所述距离变化量△R’呈线性变化。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的钻削加工刀具，其特征在于：所述凸起（3）的凸起侧面（31）包括内凸起侧面（311）和外凸起侧面（312），所述内凸起侧面（311）与所述夹持凹进（4）接触配合，所述外凸起侧面（312）与所述凹进（4）不接触；所述凹进（4）的凹进侧面（41）包括内凹进侧面（411）和外凹进侧面（412），所述内凹进侧面（411）与所述夹持凸起（3）接触配合，所述外凹进侧面（412）与所述凸起（3）不接触。

11.根据权利要求10所述的钻削加工刀具，其特征在于：所述切削部件（1）的外周面（13）的直径为D，所述内凸起侧面（311）的径向深度为L，所述外凸起侧面（312）的径向深度为L1，所述内凹进侧面（411）的径向深度为L’，所述外凹进侧面（412）的径向深度为L1’，且0.02D≤L，L’ ≤0.15D ，0.003D≤L1，L1’ ≤0.01D。

12.根据权利要求1至9中任一项所述的钻削加工刀具，其特征在于：所述切削部（11）设有用于周向定位的扭矩传递面（111）和用于轴向定位的轴向定位面（112），所述夹持部（21）设有用于周向定位的周向台（211）和用于轴向定位的轴向面（212），所述扭矩传递面（111）与所述周向台（211）接触，所述轴向定位面（112）与所述轴向面（212）接触；所述中凸起（5）与轴向定位面（112）相连，所述中凹进（6）与轴向面（212）相通。