CN107030324A - 一种切削刀具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种切削刀具，包括夹持部件和可安装在夹持部件上的切削部件，夹持部件包括夹持柄部和夹持头部，切削部件包括切削头部和切削尾部，切削尾部的端面上设有夹持凸起，夹持凸起上设有外螺纹，夹持头部的端面上开设有夹持凹进，夹持凹进上设有与夹持凸起上的外螺纹配合的内螺纹，外螺纹的起始处设有位于外螺纹的外牙顶和外牙底之间的外过渡面，外过渡面包括外变径面和外等径面，外变径面连接外等径面和外牙顶，外等径面和外牙底在外螺纹径向上的距离为r，内螺纹的内牙顶具有恒定的直径d1，外牙底具有恒定的直径d2，且满足：0.02mm≤r≤0.45（d1‑d2），本发明具有结构稳定、抗冲击能力强且使用寿命长等优点。

Description

一种切削刀具

技术领域

本发明涉及金属切削加工技术领域，尤其涉及一种切削刀具。

背景技术

切削刀具在加工过程中只有切削部分参与切削，夹持柄部并不参与切削，为了避免切削部分损坏造成整个切削刀具的报废，延长切削刀具的使用寿命，通常将切削刀具的切削部和夹持柄部分开设置，即切削部分、夹持柄部通过普通螺纹等连接方式实现切削部分在夹持柄部上的重复装卸。

但随着金属加工技术的发展，刀具的长径比不断增大，要求切削刀具具有更高的强度及刚性，为了使该类高强度分体式切削刀具和整体式刀具的性能接近，刀具可选用硬质合金或和与硬质合金性能接近的材料制作，同时，为了使切削部件可快速拆装于夹持部件上，切削刀具一般采用大的螺距或多头螺纹连接形式实现切削部件、夹持部件的连接。虽然该种硬质合金连接方式可以实现切削部件的快速装卸，但是硬质合金螺纹边缘易发生崩缺，且该类螺纹在螺纹起始处有一段长的牙顶宽度不全的螺纹，大幅降低了螺纹连接的可靠性，且在切削加工过程中，牙顶宽度不全的螺纹部易残留在内螺纹中造成切削部件、夹持部件损坏，降低切削刀具的使用寿命。

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，提供一种结构稳定、抗冲击能力强且使用寿命长的切削刀具。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种切削刀具，包括夹持部件和可安装在所述夹持部件上的切削部件，所述夹持部件包括夹持柄部和夹持头部，所述切削部件包括切削头部和切削尾部，所述切削尾部的端面上设有夹持凸起，所述夹持凸起上设有外螺纹，所述夹持头部的端面上开设有夹持凹进，所述夹持凹进上设有与所述夹持凸起上的外螺纹配合的内螺纹，所述外螺纹的起始处设有位于所述外螺纹的外牙顶和外牙底之间的外过渡面，所述外过渡面包括外变径面和外等径面，所述外变径面连接所述外等径面和所述外牙顶，所述外等径面和外牙底在所述外螺纹径向上的距离为r，所述内螺纹的内牙顶具有恒定的直径d1，所述外牙底具有恒定的直径d2，且满足：0.02mm≤r≤0.45（d1-d2）。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述内螺纹的起始处设有位于所述内螺纹的内牙顶和内牙底之间的内过渡面，所述内过渡面包括内变径面和内等径面，所述内变径面连接所述内牙顶和内等径面，所述内牙底具有恒定的直径D1，所述外牙顶具有恒定的直径D2，所述内等径面和内牙底在所述内螺纹径向上的距离为R，且满足：0.02mm≤R≤0.45（D1-D2）。

所述外螺纹的尾部设有外尾部过渡面，所述外尾部过渡面包括外尾变径面和外尾等径面，所述外尾等径面连接所述外尾变径面和所述外牙底，所述内螺纹的尾部设有内尾部过渡面，所述内尾部过渡面包括内尾变径面和内尾等径面，所述内尾等径面连接所述内尾变径面和内牙顶。

所述内螺纹和内过渡面相交处的内牙顶具有完整的宽度而内牙底具有不完整的宽度，所述外螺纹和外过渡面相交处的外牙顶具有完整的宽度而外牙底具有不完整的宽度。

所述夹持凸起上外螺纹的导程为P，且满足：0.3D2≤P≤0.5D2。

所述内过渡面、外过渡面对应的周向旋转角度分别为α和β，且满足：90°≤α、β≤150°。

所述内等径面、外等径面对应的周向旋转角度分别为α1和β1，且满足：0.7α≤α1≤0.9α、0.7β≤β1≤0.9β。

所述外变径面为凹圆柱面，所述外等径面为与所述外变径面相切的凸圆柱面，所述外等径面与所述外螺纹同心。

所述内变径面与内等径面均为凹圆柱面且两个凹圆柱面相切，所述内等径面和内螺纹同心。

0.05mm≤D1-D2≤0.2mm，0.05mm≤d1-d2≤0.2mm。

所述夹持凸起包括位于所述外螺纹和切削头部之间的锥形台，所述锥形台靠近所述外螺纹的一端的直径小于靠近所述切削头部的一端的直径，所述夹持凹进包括远离所述夹持柄部的锥形凹进，所述锥形凹进和锥形台接触配合，所述切削头部和切削尾部之间设有台阶面，所述夹持头部的端面与所述台阶面抵触配合。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的切削刀具，外螺纹的起始处设有位于外螺纹的外牙顶和外牙底之间的外过渡面，可以消除现有技术中牙顶宽度不全的无效螺纹，提高硬质合金螺纹具有好的连接强度和抗崩能力，保证螺纹传动时牙形的完整性和传动稳定性，外过渡面包括外变径面和外等径面，且外等径面和外牙底在外螺纹径向上的距离为r，内螺纹的内牙顶具有恒定的直径d1，外牙底具有恒定的直径d2，并满足：0.02mm≤r≤0.45（d1-d2），因此，夹持部件的夹持凹进上的内螺纹只需完全容纳外螺纹和外过渡面的外变径面，而不需要多余螺纹长度容纳切削部件外螺纹的外过渡面的外等径面，即使螺纹具有大的导程，仍可保证夹持部件的夹持凹进、切削部件的夹持凸起长度较小且夹持凹进螺纹长度只略长于夹持凸起螺纹的长度，保证切削部件、夹持部件连接的紧凑性，大幅提高切削刀具的刚性和强度，降低夹持凹进上硬质合金内螺纹的制作难度；此外，设置外等径面，使得外变径面的径向高度不需要直接在由外牙顶、外牙底间变化，有效抑制外变径面在螺纹邻近端面处产生台阶，降低了对外螺纹加工精度的要求，降低了加工难度和成本。

附图说明

图1是本发明切削刀具的立体分解图。

图2是本发明切削刀具的主视图。

图3是图2中的A-A视图。

图4是本发明切削刀具的夹持头部的立体图。

图5是本发明切削刀具的夹持头部的侧视图。

图6是本发明切削刀具的切削部件的立体图。

图7是本发明切削刀具的切削部件的主视图。

图8是本发明切削刀具的切削部件的侧视图。

图中各标号表示：

1、夹持部件；11、夹持柄部；12、夹持头部；121、夹持凹进；1211、内牙顶；1212、内牙底；1213、内过渡面；12131、内变径面；12132、内等径面；1214、内尾过渡面；122锥形凹进；2、切削部件；21、切削头部； 22、切削尾部；221、夹持凸起；2211、外牙顶；2212、外牙底；2213、外过渡面；22131、外变径面；22132、外等径面；2214、外尾过渡面；222、锥形台；24、台阶面。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

图1至图8示出了本发明切削刀具的一种实施例，如图1和图2所示，本实施例的切削刀具，包括夹持部件1和可安装在夹持部件1上的切削部件2，夹持部件1包括夹持柄部11和夹持头部12，切削部件2包括切削头部21和切削尾部22，切削尾部22的端面上设有夹持凸起221，夹持凸起221上设有外螺纹，夹持头部12的端面上开设有夹持凹进121，夹持凹进121上设有与夹持凸起221上的外螺纹配合的内螺纹，外螺纹的起始处设有位于外螺纹的外牙顶2211和外牙底2212之间的外过渡面2213，外过渡面2213包括外变径面22131和外等径面22132，外变径面22131连接外等径面22132和外牙顶2211，从而外等径面22132的径向高度不需要直接在由外牙顶2211、外牙底2212间变化，消除当加工外等径面22132时工具直径变化造成外变径面22132在螺纹邻近端面处产生的台阶，降低了外螺纹加工精度的要求、加工难度和成本，外等径面22132和外牙底2212在外螺纹径向上的距离为r，内螺纹的内牙顶1211具有恒定的直径d1，外牙底2212具有恒定的直径d2，外螺纹的起始处设有位于外螺纹的外牙顶2211和外牙底之2212间的外过渡面2213，可以消除牙顶宽度不全的无效螺纹，提高硬质合金螺纹具有好的连接强度和抗崩能力，保证螺纹传动时牙形的完整性和传动稳定性，为了保证夹持部件1的夹持凹进121上的内螺纹只需完全容纳外螺纹和外过渡面2213的外变径面22132，当满足：0.02mm≤r≤0.45（d1-d2）时，外过渡面2213的外等径面22131设置在夹持凹进121内螺纹的内牙底1212和夹持凸起221外螺纹的外牙顶2211之间，而不需要多余内螺纹长度容纳切削部件2外螺纹的外过渡面2213的外等径面22132，即使螺纹具有大的导程，仍可保证夹持部件1的夹持凹进121、切削部件2的夹持凸起221长度较小且夹持凹进121和内螺纹长度只略长于夹持凸起221螺纹的长度，保证切削部件2、夹持部件1连接的紧凑性，大幅提高切削刀具的刚性和强度，降低夹持凹进121上硬质合金内螺纹的制作难度。

本实施例中，r=0.05mm，因此，夹持部件1的夹持凹进121只需完全容纳外螺纹和外过渡面2213的外变径面22131，而不需要多余螺纹容纳切削部件2外螺纹的外过渡面2213的外等径面22132，使夹持部件1的夹持凹进121、切削部件2的夹持凸起221的长度较小，保证切削部件2和夹持部件1连接的紧凑性，大幅提高切削刀具的刚性和强度；此外，设置外等径面22132，使得外变径面22131的径向高度不需要由外牙顶2211变化到外牙底2212，降低了对外螺纹加工精度的要求，降低了加工难度和成本。

本实施例中，内螺纹的起始处设有位于内螺纹的内牙顶1211和内牙底1212之间的内过渡面1213，消除现有技术中牙顶宽度不全的无效螺纹，增加有效螺纹的长度，内过渡面1213包括内变径面12131和内等径面12132，内变径面12131连接内牙顶1211和内等径面12132，内牙底1211具有恒定的直径D1，外牙顶2211具有恒定的直径D2，内等径面12132和内牙底1211在内螺纹径向上的距离为R，且满足：0.02mm≤R≤0.45（D1-D2），切削部件2的夹持凸起221只需要完全容纳内螺纹和内螺纹内过渡面1213的内变径面12131，而不需要多余螺纹容纳内等径面12132，使夹持部件1的夹持凹进121、切削部件2的夹持凸起221的长度进一步减小，保证切削部件2和夹持部件1连接的紧凑性，进一步提高切削刀具的刚性和强度。

本实施例中，外螺纹的尾部设有外尾部过渡面2214，外尾部过渡面2214用于容纳内过渡面1213，外尾部过渡面2214包括外尾变径面22141和外尾等径面22142，外尾等径面22142连接外尾变径面22141和外牙底2212，内螺纹的尾部设有内尾部过渡面1214，内尾部过渡面1214用于容纳外过渡面2213的外变径面22131，内尾部过渡面1214包括内尾变径面12141和内尾等径面12142，内尾等径面12142连接内尾变径面12141和内牙顶1211。

本实施例中，内螺纹和内过渡面1213相交处的内牙顶1211具有完整的宽度而内牙底1212具有不完整的宽度，外螺纹和外过渡面2213相交处的外牙顶2211具有完整的宽度而外牙底2212具有不完整的宽度，以保证内螺纹、外螺纹的有效长度大，提高连接强度，防止在装卸时发生崩缺。

为了实现切削部件2在夹持部件1上的快速装卸，夹持部件1上的夹持凹进121内的内螺纹和切削部件2的夹持凸起221上外螺纹的导程为P，应满足0.3D2≤P≤0.5D2，，实施例中，P=0.35D。

为了提高夹持部件1、切削部件2间内螺纹、外螺纹的有效接触长度，内过渡面1213、外过渡面2213对应的周向旋转角度分别为α和β，且满足：90°≤α、β≤150°。本实施例中，α=β=120°。为了保证内、外螺纹连接的有效长度，降低无效螺纹长度，内过渡面1213的内等径面12132对应的周向旋转角α1，外过渡面2213的外等径面22132对应的周向旋转角度β1，应满足：0.7α≤α1≤0.9α、0.7β≤β1≤0.9β，本实施例中，α1=0.75α、β1=0.75β。

本实施例中，外变径面22131为凹圆柱面，外等径面22132为与外变径面22131相切的凸圆柱面，外等径面22132与外螺纹同心，内变径面12131与内等径面12132均为凹圆柱面且两个凹圆柱面相切，内等径面12132和内螺纹同心，以便于对外过渡面2213和内过渡面1213外形尺寸的控制并降低制造难度。

本实施例中，0.05mm≤D1-D2≤0.2mm，0.05mm≤d1-d2≤0.2mm。

本实施例中，夹持凸起221包括位于外螺纹和切削头部21之间的锥形台222，锥形台222靠近外螺纹的一端的直径小于靠近切削头部21的一端的直径，夹持凹进121包括远离夹持柄部11的锥形凹进122，锥形凹进122和锥形台222接触配合，切削头部21和切削尾部22之间设有台阶面24，夹持头部12的端面与台阶面24抵触配合，通过锥形凹进122和锥形台222接触配合以及夹持头部12的端面与台阶面24的抵触配合，夹持部件1安装切削部件2时，通过外螺纹、内螺纹配合至锥形凹进122和锥形台222先接触，随着外螺纹、内螺纹配合进一步深入锥形凹进122、锥形台222产生弹性变形，最终夹持部件12的端面和切削部件1的台阶面24完全触面，切削部件1、夹持部件2采取轴向、径向采用双重过定位约束提模块式切削刀具的抗冲击性和稳定性。

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 (11)

1.一种切削刀具，包括夹持部件（1）和可安装在所述夹持部件（1）上的切削部件（2），所述夹持部件（1）包括夹持柄部（11）和夹持头部（12），所述切削部件（2）包括切削头部（21）和切削尾部（22），所述切削尾部（22）的端面上设有夹持凸起（221），所述夹持凸起（221）上设有外螺纹，所述夹持头部（12）的端面上开设有夹持凹进（121），所述夹持凹进（121）上设有与所述夹持凸起（221）上的外螺纹配合的内螺纹，其特征在于：所述外螺纹的起始处设有位于所述外螺纹的外牙顶（2211）和外牙底（2212）之间的外过渡面（2213），所述外过渡面（2213）包括外变径面（22131）和外等径面（22132），所述外变径面（22131）连接所述外等径面（22132）和所述外牙顶（2211），所述外等径面（22132）和外牙底（2212）在所述外螺纹径向上的距离为r，所述内螺纹的内牙顶（1211）具有恒定的直径d1，所述外牙底（2212）具有恒定的直径d2，且满足：0.02mm≤r≤0.45（d1-d2）。

2.根据权利要求1所述的切削刀具，其特征在于：所述内螺纹的起始处设有位于所述内螺纹的内牙顶（1211）和内牙底（1212）之间的内过渡面（1213），所述内过渡面（1213）包括内变径面（12131）和内等径面（12132），所述内变径面（12131）连接所述内牙顶（1211）和内等径面（12132），所述内牙底（1211）具有恒定的直径D1，所述外牙顶（2211）具有恒定的直径D2，所述内等径面（12132）和内牙底（1211）在所述内螺纹径向上的距离为R，且满足：0.02mm≤R≤0.45（D1-D2）。

3.根据权利要求2所述的切削刀具，其特征在于：所述外螺纹的尾部设有外尾部过渡面（2214），所述外尾部过渡面（2214）包括外尾变径面（22141）和外尾等径面（22142），所述外尾等径面（22142）连接所述外尾变径面（22141）和所述外牙底（2212），所述内螺纹的尾部设有内尾部过渡面（1214），所述内尾部过渡面（1214）包括内尾变径面（12141）和内尾等径面（12142），所述内尾等径面（12142）连接所述内尾变径面（12141）和内牙顶（1211）。

4.根据权利要求2或3所述的切削刀具，其特征在于：所述内螺纹和内过渡面（1213）相交处的内牙顶（1211）具有完整的宽度而内牙底（1212）具有不完整的宽度，所述外螺纹和外过渡面（2213）相交处的外牙顶（2211）具有完整的宽度而外牙底（2212）具有不完整的宽度。

5.根据权利要求2或3所述的切削刀具，其特征在于：所述夹持凸起（221）上外螺纹的导程为P，且满足：0.3D2≤P≤0.5D2。

6.根据权利要求5所述的切削刀具，其特征在于：所述内过渡面（1213）、外过渡面（2213）对应的周向旋转角度分别为α和β，且满足：90°≤α、β≤150°。

7.根据权利要求6所述的切削刀具，其特征在于：所述内等径面（12132）、外等径面（22132）对应的周向旋转角度分别为α1和β1，且满足：0.7α≤α1≤0.9α、0.7β≤β1≤0.9β。

8.根据权利要求2或3所述的切削刀具，其特征在于：所述外变径面（22131）为凹圆柱面，所述外等径面（22132）为与所述外变径面（22131）相切的凸圆柱面，所述外等径面（22132）与所述外螺纹同心。

9.根据权利要求2或3所述的切削刀具，其特征在于：所述内变径面（12131）与内等径面（12132）均为凹圆柱面且两个凹圆柱面相切，所述内等径面（12132）和内螺纹同心。

10.根据权利要求2或3所述的切削刀具，其特征在于：0.05mm≤D1-D2≤0.2mm，0.05mm≤d1-d2≤0.2mm。

11.根据权利要求1或2所述的切削刀具，其特征在于：所述夹持凸起（221）包括位于所述外螺纹和切削头部（21）之间的锥形台（222），所述锥形台（222）靠近所述外螺纹的一端的直径小于靠近所述切削头部（21）的一端的直径，所述夹持凹进（121）包括远离所述夹持柄部（11）的锥形凹进（122），所述锥形凹进（122）和锥形台（222）接触配合，所述切削头部（21）和切削尾部（22）之间设有台阶面（24），所述夹持头部（12）的端面与所述台阶面（24）抵触配合。