CN110732708B - 双面限位斜穿锁紧换头钻 - Google Patents

Abstract

本发明涉及双面限位斜穿锁紧换头钻，包括钻杆以及安装其上的可换钻尖，可换钻尖，下部具有第一限位面和第二限位面，形成上窄下宽的燕尾结构；下端设置有第一定位面和第二定位面，呈V形，第一定位面和第二定位面与钻杆安装结构的两底面相配合；接近实体中央的位置设置有紧固过孔；钻杆，上端设有用于安装可换钻尖的安装结构，安装结构为以公共轴线CL中心对称的半封闭的槽，槽具有作为定位面的第一底面和第二底面，呈V形；槽两侧的实体部分，设有安装螺孔以及与其衔接的安装沉孔；槽两侧的实体部分，设置有第一限位螺孔和第二限位螺孔。可换钻尖稳定地固定在钻杆上，定位可靠，不发生松脱，使用中不拆卸刀杆的情况下，方便更换可换钻尖。

Description

双面限位斜穿锁紧换头钻

技术领域

本发明涉及一种双面限位斜穿锁紧换头钻，属于切削刀具技术领域。

背景技术

孔加工工艺中，硬质合金钻头已被广泛采用，但在大直径的钻孔加工中，整体硬质合金钻头造价昂贵；尤其在高速高效钻孔加工中，内冷式整体硬质合金钻头的造价就更高，换头钻成为低成本加工的必然技术路径。现有已公开的技术方案存在以下不足：

例如：专利号为PCT/IL2005/000999的专利公开了“切削刀具、切削头和切削刀具组件”，应用于钻孔工具时，存在柄部的接收部分过于单薄，多次更换钻尖后夹紧力减小，进而导致钻头失效的问题。

专利申请号为201710517688.4中国专利公开了“高稳定性自定心钻头钻尖”，钻尖采用柱销定位通过旋转锁紧安装在刀杆上。这种安装方式定位较为准确，但最大的问题是刀杆的安装部分结构单薄，多次装夹后很容易发生疲劳，存在夹紧力减小进而导致可换钻尖钻头失效的情况。

专利号为201510252190.0中国专利公开了“一种可换刀头式结构的钻头”，采用柱销定位，通过柱销侧压面螺钉紧固；同样也存在刀杆的安装部分结构单薄的问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种双面限位斜穿锁紧换头钻。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

双面限位斜穿锁紧换头钻，特点是：包括钻杆、可换钻尖以及紧固螺钉，可换钻尖安装于钻杆上，拥有共同的公共轴线CL；

可换钻尖，以轴线CL呈360°中心对称，且下部具有第一限位面和第二限位面的片状结构，第一限位面与第二限位面形成上窄下宽的燕尾结构；下端设置有第一定位面和第二定位面，第一定位面与第二定位面呈V形，呈V形的第一定位面和第二定位面与钻杆安装结构的两底面相配合，使可换钻尖与钻杆以公共轴线CL同轴；接近实体中央的位置设置有紧固过孔，紧固过孔与轴线CL正交；按照轴线CL呈360°中心对称分布，设置有第一切削刃和第二切削刃，第一切削刃和第二切削刃是以可换钻尖的最上端从中轴线CL开始向两侧最大直径处延伸；左右两侧设置有第一棱边和第二棱边，第一棱边和第二棱边是第一切削刃和第二切削刃最外缘假想圆柱的一部分，具有宽度并呈螺旋状；

钻杆，为由钻体、护锥和圆柱直柄以公共轴线CL同轴的组合体；设有以轴线CL为对称中心的螺旋状第一排屑槽和第二排屑槽；上端设有用于安装可换钻尖的安装结构，安装结构为以公共轴线CL中心对称的半封闭的槽，槽具有作为定位面的第一底面和第二底面，呈V形设置；槽两侧的实体部分，与公共轴线正交且与槽斜交设置有安装螺孔以及与其衔接的安装沉孔；槽两侧的实体部分，按照轴线CL呈360°中心对称分布，在安装螺孔与安装沉孔的下方，并在第一底面和第二底面的上方，设置有第一限位螺孔和第二限位螺孔。

进一步地，上述的双面限位斜穿锁紧换头钻，其中，第一定位面与第二定位面的夹角为120°～140°。

进一步地，上述的双面限位斜穿锁紧换头钻，其中，紧固过孔与第一安装面或第二安装面呈倾斜50°～70°夹角。

进一步地，上述的双面限位斜穿锁紧换头钻，其中，第一切削刃和第二切削刃呈直线、圆弧或者适应切削作用的空间曲线形状。

进一步地，上述的双面限位斜穿锁紧换头钻，其中，第一棱边和第二棱边的最外缘切线与轴线CL形成螺旋角，螺旋角为15°～35°。

进一步地，上述的双面限位斜穿锁紧换头钻，其中，第一棱边和第二棱边的宽度为可换钻尖直径的0.05～0.1倍；第一棱边和第二棱边在轴线CL的方向上的距离为棱边长度，棱边长度为可换钻尖直径的0.3～1.0倍。

进一步地，上述的双面限位斜穿锁紧换头钻，其中，毗邻第一切削刃和第二切削刃，以第一棱边和第二棱边为边缘，设置有第一排屑槽和第二排屑槽；第一排屑槽和第二排屑槽为第一切削刃和第二切削刃在可换钻尖上以轴线CL为基准按照螺旋方式并顺着第一棱边和第二棱边的自然延伸。

进一步地，上述的双面限位斜穿锁紧换头钻，其中，第一排屑槽和第二排屑槽在垂直轴线CL的截面上具有截形。

进一步地，上述的双面限位斜穿锁紧换头钻，其中，截形由四线段依次连接构成，起始段和终止段为第一直线段与第二直线段，中间段为第一圆弧线段与第二圆弧线段。

进一步地，上述的双面限位斜穿锁紧换头钻，其中，第一底面与第二底面的V形夹角为120°～140°，安装可换钻尖时，可与可换钻尖的第一定位面和第二定位面相配合，使可换钻尖与钻杆以公共轴线CL同轴。

进一步地，上述的双面限位斜穿锁紧换头钻，其中，第一限位螺孔和第二限位螺孔各自的轴线与公共轴线CL空间垂直非正交。

本发明与现有技术相比具有显著的优点和有益效果，具体体现在以下方面：

①本发明设计独特、结构新颖，换头钻包括可更换的可换钻尖以及可安装可换钻尖的钻杆，可换钻尖的下部具有V形定位面，钻杆的上部设置有安装结构，安装结构的槽具有V形定位底面；可换钻尖与钻杆的V形定位结构空间角度相同并可配合，安装后，可换钻尖和钻杆拥有共同的公共轴线CL，可换钻尖稳定地固定在钻杆上；

②可换钻尖具有两个限位面，两个限位面形成上窄下宽的燕尾结构，安装时，通过限位螺钉与其抵接，第一限位螺钉和第二限位螺钉保证钻杆与可换钻尖在CCW方向旋转的工作状态下定位可靠，不发生松脱；

③可换钻尖的接近实体中央的位置设置有紧固过孔，通过紧固螺钉将可换钻尖稳定地固定在钻杆上，可换钻尖与钻杆呈“三明治”分布，连接牢固且成为一个整体；

④钻杆，可通过两个限位螺钉和紧固螺钉将钻杆与可换钻尖安装在一起，组合成双面限位斜穿锁紧换头钻，用于执行钻孔加工，实现在使用中不拆卸刀杆的情况下，方便更换可换钻尖；

⑤工作时按CCW旋向进行，切削平稳；实施实例中，可以根据工件材料，选择不同可换钻尖的材质牌号以及几何特征；具有结构简洁、定位准确、力学强度高等特点，安装可靠，能够显著提高可换钻尖的使用寿命，成本低、经济性好。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明具体实施方式了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1：本发明的装配立体示意图；

图2：可换钻尖的正面视图；

图3：可换钻尖的侧面视图；

图4：钻杆的立体示意图；

图5：本发明的可换钻尖与钻杆的正面装配局部视图；

图6：本发明的可换钻尖与钻杆的侧面装配局部视图；

图7：图5的X-X截面图(剖视图)；

图8：钻杆可选实例冷却通道的示意图；

图9：钻杆可选实例圆柱直柄的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，方位术语和次序术语等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示，双面限位斜穿锁紧换头钻，包括钻杆100、可换钻尖200以及紧固螺钉300，可换钻尖200安装于钻杆100上，拥有共同的公共轴线CL。

如图2～3所示，可换钻尖200，以轴线CL呈360°中心对称，下部具有第一限位面204A和第二限位面204B的片状结构，第一限位面204A与第二限位面204B形成上窄下宽的燕尾结构，片状结构的前后两侧设有相平行的第一安装面207A或第二安装面207B；安装时，第一限位螺钉400A和第二限位螺钉400B旋入钻杆100的第一限位螺孔104A和第二限位螺孔104B，与第一限位面204A和第二限位面204B抵接触，防止可换钻尖200松脱；

下端设置有第一定位面205A和第二定位面205B，第一定位面205A与第二定位面205B呈V形，第一定位面205A与第二定位面205B的夹角为120°～140°，呈V形的第一定位面205A和第二定位面205B与钻杆安装结构的两底面相配合，使可换钻尖200与钻杆以公共轴线CL同轴。

接近实体中央的位置设置有紧固过孔206，紧固过孔206与轴线CL正交；紧固过孔206与第一安装面207A或第二安装面207B呈倾斜50°～70°夹角；通过紧固螺钉300将可换钻尖200稳定地固定在钻杆100上，可换钻尖200和钻杆100呈“三明治”分布，连接牢固且成为一个整体。

按照轴线CL呈360°中心对称分布，设置有第一切削刃202A和第二切削刃202B，工作中起到切削作用，第一切削刃202A和第二切削刃202B是以可换钻尖200的最上端从中轴线CL开始向两侧最大直径处延伸，第一切削刃202A和第二切削刃202B呈直线、圆弧或者适应切削作用的空间曲线形状；

左右两侧设置有第一棱边201A和第二棱边201B，第一棱边201A和第二棱边201B是第一切削刃202A和第二切削刃202B最外缘假想圆柱的一部分，具有宽度并呈螺旋状；第一棱边201A和第二棱边201B的最外缘切线与轴线CL形成螺旋角220，螺旋角220为15°～35°；第一棱边201A和第二棱边201B的宽度为可换钻尖200直径的0.05～0.1倍，第一棱边201A和第二棱边201B在轴线CL的方向上的距离为棱边长度，棱边长度为可换钻尖200直径的0.3～1.0倍。

毗邻第一切削刃202A和第二切削刃202B，以第一棱边201A和第二棱边201B为边缘，设置有第一排屑槽203A和第二排屑槽203B；第一排屑槽203A和第二排屑槽203B为第一切削刃202A和第二切削刃202B在可换钻尖200上以轴线CL为基准按照螺旋方式并顺着第一棱边201A和第二棱边201B的自然延伸。

可换钻尖200通过第一限位螺钉400A和第二限位螺钉400B限位，第一限位螺钉400A和第二限位螺钉400B旋入钻杆100的第一限位螺孔104A和第二限位螺孔104B，与第一限位面204A和第二限位面204B抵接触，并通过紧固螺钉300将可换钻尖200稳定地固定在钻杆100上。

可换钻尖200的下部具有V形定位结构，即第一定位面205A和第二定位面205B，第一定位面205A和第二定位面205B与钻杆100安装结构102的第一底面110A和第二底面110B空间角度相同并可配合。安装后，可换钻尖200和钻杆100拥有共同的公共轴线CL，确保工作时可换钻尖200与钻杆100作为整体以公共轴线CL做CCW方向旋转。

如图4～7所示，钻杆100，为由钻体109、护锥107和圆柱直柄106以公共轴线CL同轴的组合体；

设有以轴线CL为对称中心的螺旋状第一排屑槽101A和第二排屑槽101B，用于排出钻孔所形成的切屑；第一排屑槽101A和第二排屑槽101B在垂直轴线CL的T-T截面上具有可经过设计的截形，截形由四线段依次连接构成，起始段和终止段为第一直线段Z1与第二直线段Z2，中间段为第一圆弧线段R1和第二圆弧线段R2，截形可根据钻杆100尺寸的不同，选择不同的圆弧半径和拼接角度；第一排屑槽101A和第二排屑槽101B可以视为是安装后的可换钻尖200的第一排屑槽203A和第二排屑槽203B在钻杆100上沿着轴线CL的延伸，并可根据钻孔深度调整长度；

上端设有用于安装可换钻尖200的安装结构102，用于安装可换钻尖200，安装结构102为以公共轴线CL中心对称的半封闭的槽115，槽115具有第一底面110A和第二底面110B，呈V形设置，第一底面110A与第二底面110B的V形夹角为120°～140°，第一底面110A和第二底面110B为定位面，安装可换钻尖200时，可与可换钻尖200的V形第一定位面205A和第二定位面205B相配合，使可换钻尖200与钻杆100以公共轴线CL同轴；

槽115两侧的实体部分，与公共轴线正交且与槽115斜交设置有安装螺孔103B以及与其衔接的安装沉孔103A，安装时，安装螺孔103B与紧固螺钉300的螺纹部分配合，安装沉孔103A放置紧固螺钉300的沉头部分；紧固螺钉300锁紧后，钻杆100和可换钻尖200呈“三明治”方式分布，牢固且成为一个整体；

槽115两侧的实体部分，按照轴线CL呈360°中心对称分布，在安装螺孔103B与安装沉孔103A的下方，并第一底面110A和第二底面110B的上方，设置有第一限位螺孔104A和第二限位螺孔104B，第一限位螺孔104A和第二限位螺孔104B各自的轴线与公共轴线CL空间垂直但并不正交。

可换钻尖钻杆100用于安装可更换的可换钻尖200，安装时，第一限位螺钉400A和第二限位螺钉400B分别旋入第一限位螺孔104A与第二限位螺孔104B，与第一限位面204A和第二限位面204B抵接触，并通过紧固螺钉300将可换钻尖200稳定地固定在钻杆100上，抑制可换钻尖200向上移动的可能，防止可换钻尖200从钻杆100上松脱。组合成一种双面限位斜穿锁紧换头钻01，用于执行钻孔加工。实现在使用中不拆卸刀杆100的情况下，方便更换可换钻尖200。通过第一限位螺钉400A和第二限位螺钉400B保证钻杆100与可换钻尖200在CCW方向旋转的工作状态下定位可靠，不发生松脱。紧固螺钉300锁紧后，钻杆100和可换钻尖200呈“三明治”方式分布。

如图8所示，按照轴线CL呈360°中心对称分布，具有至少第一冷却通道120A和第二冷却通道120B，第一冷却通道120A和第二冷却通道120B与主冷却通道105相通；在加工时，用于给可换钻尖200提供冷却液，在设置冷却通道时，需要充分考虑第一冷却通道120A和第二冷却通道120B的空间布置，不能与第一限位螺孔104A或第二限位螺孔104B存有干涉，存在冷却液的泄露问题；基于此，第一限位螺孔104A或第二限位螺孔104B可以但不限于偏心配置。

如图9所示，钻杆100下端的圆柱直柄106设置管内螺纹107，用于连接油路，在钻削时给换头钻01提供冷却液；圆柱直柄106上设置侧压面108，方便换头钻01在车床上安装。

综上所述，本发明设计独特、结构新颖，换头钻包括可更换的可换钻尖以及可安装可换钻尖的钻杆，可换钻尖的下部具有V形定位面，钻杆的上部设置有安装结构，安装结构的槽具有V形定位底面；可换钻尖与钻杆的V形定位结构空间角度相同并可配合，安装后，可换钻尖和钻杆拥有共同的公共轴线CL，可换钻尖稳定地固定在钻杆上。

可换钻尖具有两个限位面，两个限位面形成上窄下宽的燕尾结构，安装时，通过限位螺钉与其抵接，第一限位螺钉和第二限位螺钉保证钻杆与可换钻尖在CCW方向旋转的工作状态下定位可靠，不发生松脱。

可换钻尖的接近实体中央的位置设置有紧固过孔，通过紧固螺钉将可换钻尖稳定地固定在钻杆上，可换钻尖与钻杆呈“三明治”分布，连接牢固且成为一个整体。

钻杆，可通过两个限位螺钉和紧固螺钉将钻杆与可换钻尖安装在一起，组合成双面限位斜穿锁紧换头钻，用于执行钻孔加工，实现在使用中不拆卸刀杆的情况下，方便更换可换钻尖。

工作时按CCW旋向进行，切削平稳；实施实例中，可以根据工件材料，选择不同可换钻尖的材质牌号以及几何特征；具有结构简洁、定位准确、力学强度高等特点，安装可靠，能够显著提高可换钻尖的使用寿命，成本低、经济性好。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (8)

1.双面限位斜穿锁紧换头钻，其特征在于：包括钻杆(100)、可换钻尖(200)以及紧固螺钉(300)，可换钻尖(200)安装于钻杆(100)上，拥有共同的公共轴线CL；

所述可换钻尖(200)，以轴线CL呈360°中心对称，且下部具有第一限位面(204A)和第二限位面(204B)的片状结构，第一限位面(204A)与第二限位面(204B)形成上窄下宽的燕尾结构；下端设置有第一定位面(205A)和第二定位面(205B)，第一定位面(205A)与第二定位面(205B)呈V形，呈V形的第一定位面(205A)和第二定位面(205B)与钻杆安装结构的两底面相配合，使可换钻尖(200)与钻杆以公共轴线CL同轴；接近实体中央的位置设置有紧固过孔(206)，紧固过孔(206)与轴线CL正交；按照轴线CL呈360°中心对称分布，设置有第一切削刃(202A)和第二切削刃(202B)，第一切削刃(202A)和第二切削刃(202B)是以可换钻尖(200)的最上端从中轴线CL开始向两侧最大直径处延伸；左右两侧设置有第一棱边(201A)和第二棱边(201B)，第一棱边(201A)和第二棱边(201B)是第一切削刃(202A)和第二切削刃(202B)最外缘假想圆柱的一部分，具有宽度并呈螺旋状；

所述钻杆(100)，为由钻体(109)、护锥(107)和圆柱直柄(106)以公共轴线CL同轴的组合体；

设有以轴线CL为对称中心的螺旋状第一排屑槽(101A)和第二排屑槽(101B)；

上端设有安装结构(102)，安装结构(102)为以公共轴线CL中心对称的半封闭的槽(115)，槽(115)具有作为定位面的第一底面(110A)和第二底面(110B)，呈V形设置；

槽(115)两侧的实体部分，与公共轴线正交且与槽(115)斜交设置有安装螺孔(103B)以及与其衔接的安装沉孔(103A)；

槽(115)两侧的实体部分，按照轴线CL呈360°中心对称分布，在安装螺孔(103B)与安装沉孔(103A)的下方，并在第一底面(110A)和第二底面(110B)的上方，设置有第一限位螺孔(104A)和第二限位螺孔(104B)；

第一排屑槽(101A)和第二排屑槽(101B)在垂直于轴线CL的截面上具有截形，截形由四线段依次连接构成，起始段和终止段为第一直线段(Z1)与第二直线段(Z2)，中间段为第一圆弧线段(R1)与第二圆弧线段(R2)；

第一底面(110A)与第二底面(110B)的V形夹角为120°～140°，安装可换钻尖(200)时，可与可换钻尖(200)的第一定位面(205A)和第二定位面(205B)相配合，使可换钻尖(200)与钻杆(100)以公共轴线CL同轴。

2.根据权利要求1所述的双面限位斜穿锁紧换头钻，其特征在于：第一定位面(205A)与第二定位面(205B)的夹角为120°～140°。

3.根据权利要求1所述的双面限位斜穿锁紧换头钻，其特征在于：紧固过孔(206)与第一安装面(207A)或第二安装面(207B)呈倾斜50°～70°夹角。

4.根据权利要求1所述的双面限位斜穿锁紧换头钻，其特征在于：第一切削刃(202A)和第二切削刃(202B)呈直线、圆弧或者适应切削作用的空间曲线形状。

5.根据权利要求1所述的双面限位斜穿锁紧换头钻，其特征在于：第一棱边(201A)和第二棱边(201B)的最外缘切线与轴线CL形成螺旋角(220)，螺旋角(220)为15°～35°。

6.根据权利要求1或5所述的双面限位斜穿锁紧换头钻，其特征在于：第一棱边(201A)和第二棱边(201B)的宽度为可换钻尖(200)直径的0.05～0.1倍；第一棱边(201A)和第二棱边(201B)在轴线CL的方向上的距离为棱边长度，棱边长度为可换钻尖(200)直径的0.3～1.0倍。

7.根据权利要求1所述的双面限位斜穿锁紧换头钻，其特征在于：毗邻第一切削刃(202A)和第二切削刃(202B)，以第一棱边(201A)和第二棱边(201B)为边缘，设置有排屑槽一(203A)和排屑槽二(203B)；排屑槽一(203A)和排屑槽二(203B)为第一切削刃(202A)和第二切削刃(202B)在可换钻尖(200)上以轴线CL为基准按照螺旋方式并顺着第一棱边(201A)和第二棱边(201B)的自然延伸。

8.根据权利要求1所述的双面限位斜穿锁紧换头钻，其特征在于：第一限位螺孔(104A)和第二限位螺孔(104B)各自的轴线与公共轴线CL空间垂直非正交。