CN111054951A

CN111054951A - 一种分体式旋转加工刀具

Info

Publication number: CN111054951A
Application number: CN201911243485.6A
Authority: CN
Inventors: 项兴东; 江爱胜; 王鹏; 吴丹; 宁华林; 张万富
Original assignee: Zhuzhou Cemented Carbide Cutting Tools Co Ltd
Current assignee: Zhuzhou Cemented Carbide Cutting Tools Co Ltd
Priority date: 2019-12-06
Filing date: 2019-12-06
Publication date: 2020-04-24
Anticipated expiration: 2039-12-06
Also published as: CN111054951B

Abstract

本发明公开了一种分体式旋转加工刀具，包括切削部件和夹持部件，所述切削部件和夹持部件均关于刀具的中心轴对称，所述切削部件包括沿轴向依次设置的切削部和连接部，所述切削部上设有两个容屑槽，所述夹持部件包括沿轴向依次设置的夹持部和柄部，所述夹持部上设有与所述容屑槽对应且向柄部延伸的螺旋槽，所述连接部包括沿轴向依次设置的定位台和夹持凸台，所述夹持部包括沿轴向依次设置的封闭定位槽、过渡内孔和夹持凹进，当将所述切削部件安装至夹持部件上时，所述夹持凸台穿过所述过渡内孔螺旋扭入所述夹持凹进，至所述切削部件在所述夹持凹进上安装到位时，所述定位台与所述封闭定位槽过盈配合，具有定位精度高、夹持稳定且装卸方便等优点。

Description

一种分体式旋转加工刀具

技术领域

本发明涉及金属切削加工领域，尤其涉及一种分体式旋转加工刀具。

背景技术

在钻削加工中，为了延长切削部分的使用寿命，降低刀具整体的材料成本和制作成本，钻削刀具通常采用分体式结构，即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。但是此类刀具一般采用两片式的夹紧结构，利用两片夹紧机构的弹性变形张开微小的夹角实现夹紧和定位，容易脱落，夹持部件的寿命短；另外，当切削部件的直径较大尤其达到26mm及以上时，这种两片夹紧机构自身厚较大，弹性变形难以准确实现，因此，采用此类定位结构的切削部件的直径受到很大的限制，也不能用于可换刀头和切削刀片组合的复杂结构的组合式刀具。

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，提供一种定位精度高、定位稳定且装卸方便的分体式旋转加工刀具。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种分体式旋转加工刀具，包括切削部件和夹持部件，所述切削部件和夹持部件均关于刀具的中心轴对称，所述切削部件包括沿轴向依次设置的切削部和连接部，所述切削部上设有两个容屑槽，所述夹持部件包括沿轴向依次设置的夹持部和柄部，所述夹持部上设有与所述容屑槽对应且向柄部延伸的螺旋槽，所述连接部包括沿轴向依次设置的定位台和夹持凸台，所述夹持部包括沿轴向依次设置的封闭定位槽、过渡内孔和夹持凹进，当将所述切削部件安装至夹持部件上时，所述夹持凸台穿过所述过渡内孔螺旋扭入所述夹持凹进，至所述切削部件在所述夹持凹进上安装到位时，所述定位台与所述封闭定位槽过盈配合。

作为上述技术方案的进一步改进：

在同一轴向截面上，所述定位台的外径为d1，所述封闭定位槽的孔径为d2，应满足： 0≤d1-d2≤0.05mm。

所述切削部与连接部的结合处设有轴向定位面，所述夹持部上设有与轴向定位面对应的轴向面，当所述切削部件在夹持部件上安装到位时，所述轴向定位面和轴向面之间的间隙T1等于0。

所述切削部件上设有两个扭矩传递面，所述夹持部上设有和两个扭矩传递面对应的两个周向面，当所述切削部件在夹持部件上安装到位时，所述扭矩传递面和周向面之间在刀具周向上存在间隙T2，应满足：0mm ≤ T2 ≤ 0.1mm。

所述定位台与所述封闭定位槽为圆柱面配合，所述切削部件的外周面直径为D，所述过渡内孔直径为d3，所述夹持凸台的外径d4，应满足，0.15D≤d1≤0.3D，0.02mm≤d1-d4≤1.0mm，0.02mm≤d3-d4≤1.0mm。

所述两个容屑槽之间的最小厚度为L1，应满足：1.0mm≤L1- d1≤4.0mm。

在所述中心轴方向上，所述夹持凸台和所述夹持凹进具有螺旋升角C，应满足：10º≤ C ≤15º。

所述定位台从开始安装至在所述封闭定位槽内安装到位放入周向旋转角度为B，应满足：60°≤ B≤100°。

所述定位台与所述夹持凸台之间设有预定位锥面，所述封闭定位槽靠近所述过渡内孔的一端设有倒角，在所述定位台与所述封闭定位槽形成过盈配合前，所述预定位锥面与所述倒角配合实现预定心。

所述预定位锥面的最小截面处至所述夹持凸台底端的轴向长度为L2，所述封闭定位槽和过渡内孔的总深度为L3，应满足：0≤L2- L3≤0.4mm。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的分体式旋转加工刀具，连接部包括沿轴向依次设置的定位台和夹持凸台，夹持部包括沿轴向依次设置的封闭定位槽、过渡内孔和夹持凹进，当将切削部件安装至夹持部件上时，夹持凸台穿过过渡内孔螺旋扭入夹持凹进，至切削部件在夹持凹进上安装到位时，定位台与封闭定位槽过盈配合，即在安装过程中，通过夹持凸台与夹持凹进的螺旋配合逐渐使定位台在封闭定位槽内安装到位，并形成过盈配合，安装方便，最终切削部件和夹持部件通过夹持凸台与夹持凹进的配合以及定位台与封闭定位槽的配合共同定位，且定位台与封闭定位槽为过盈配合，定位台整体参与定位，定位精度高，稳定可靠，且对切削部件的直径没有限定，扩大了分体式旋转加工刀具的尺寸范围。

附图说明

图1是本发明分体式旋转加工刀具第一种实施例的立体图。

图2是本发明分体式旋转加工刀具第一种实施例的主视图。

图3是本发明分体式旋转加工刀具第一种实施例的左视图。

图4是图3中A-A视图。

图5是本发明分体式旋转加工刀具第一种实施例的夹持部的立体图。

图6是本发明分体式旋转加工刀具第一种实施例的夹持部的俯视图。

图7是图6中B-B视图。

图8是本发明分体式旋转加工刀具第一种实施例的切削部件的立体图。

图9是本发明分体式旋转加工刀具第一种实施例的切削部件的主视图。

图10是本发明分体式旋转加工刀具第一种实施例的切削部件的右视图。

图11是本发明分体式旋转加工刀具第一种实施例另一视角的立体图。

图12是本发明分体式旋转加工刀具第二种实施例的立体图。

图13是本发明分体式旋转加工刀具第二种实施例的夹持部的立体图。

图中各标号表示：

1、切削部件；11、切削部；12、连接部；13、容屑槽；14、扭矩传递面；15、外周面；111、轴向定位面；121、定位台；122、预定位锥面；123、夹持凸台；2、夹持部件；21、夹持部；211、封闭定位槽；2111、倒角；212、过渡内孔；213、夹持凹进；214、周向面；215、轴向面；22、柄部；25、螺旋槽；26、刀片；27、刀片安装槽； 3、中心轴。

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11示出了本发明分体式旋转加工刀具的第一种实施例，该分体式旋转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均关于刀具的中心轴3对称，切削部件1包括沿轴向依次设置的切削部11和连接部12，切削部11上设有两个容屑槽13，夹持部件2包括沿轴向依次设置的夹持部21和柄部22，夹持部21上设有与容屑槽13对应且向柄部22延伸的螺旋槽25，连接部12包括沿轴向依次设置的定位台121和夹持凸台123，夹持部21包括沿轴向依次设置的封闭定位槽211、过渡内孔212和夹持凹进213，当将切削部件1安装至夹持部件2上时，夹持凸台123穿过过渡内孔212螺旋扭入夹持凹进213，至切削部件1在夹持凹进213上安装到位时，定位台121与封闭定位槽211过盈配合，即在安装过程中，通过夹持凸台123与夹持凹进213的螺旋配合逐渐使定位台121在封闭定位槽211内安装到位，并形成过盈配合，安装方便，最终切削部件1和夹持部件2通过夹持凸台123与夹持凹进213的配合以及定位台121与封闭定位槽211的配合共同定位，且定位台121与封闭定位槽211为过盈配合，即保证定位台121和封闭定位槽211形成可靠的过盈配合，保证夹持部件2对切削部件1形成过定位夹持，定位台121整体参与定位，定位精度高，稳定可靠，且对切削部件1的直径没有限定，扩大了分体式旋转加工刀具的尺寸范围。

为确保定位台121与封闭定位槽211过盈配合且便于装配，在同一轴向截面上，定位台121的外径为d1，封闭定位槽211的孔径为d2，应满足： 0≤d1-d2≤0.05mm，本实施例中， d1-d2=0.006mm，d1=4.4mm，d2=4.334mm。

本实施例中，切削部11、连接部12结合处设有轴向定位面111，夹持部21上设有与轴向定位面111对应的轴向面215，当切削部件1在夹持部件2上安装到位时，轴向定位面111和轴向面215之间的间隙T1等于0。即安装到位时，夹持凸台与夹持凹进充分拉紧，切削部件1上的轴向定位面111与夹持部件2上的对应的轴向面215无间隙配合，使切削部件1在中心轴方向准确定位。

本实施例中，切削部件1上设有两个扭矩传递面14，夹持部21上设有和两个扭矩传递面14对应的两个周向面214，当切削部件1在夹持部件2上安装到位时，扭矩传递面14和周向面214之间在刀具周向上存在间隙T2，应满足：切削部件1、夹持部件2分别设有用于传递周向负载的扭矩传递面14和周向面214，精准确设计扭矩传递面、周向面等面之间的间隙T2，即0mm ≤ T2 ≤ 0.1mm，例如T2=0.005mm，可以利用夹持部件上夹持凹进牙的轴向微变形实现扭矩传递面14、周向面214完全接触。

为保证顺利安装，切削部件1的外周面15直径为D，过渡内孔212直径为d3，夹持凸台123的外径d4，应满足，0.15D≤d1≤0.3D，0.02mm≤d1-d4≤1.0mm，0.02mm≤d3-d4≤1.0mm，本实施例中，D=18mm，d3=4.2mm，d4=4mm。

两个容屑槽13之间的最小厚度为L1，应满足：1.0mm≤L1- d1≤4.0mm，即根据切削部11的芯厚合理选择定位台121的长度，保证定位台121定位稳定可靠且长度合理，本实施例中，L1=5.94mm，d1=4.4mm。

在中心轴3方向上，夹持凸台123和夹持凹进213具有螺旋升角C，定位台121从开始安装至在封闭定位槽211内安装到位放入周向旋转角度为B，为确保定位台121与封闭定位槽211过盈配合面有一定的长度，定位台完全扭入封闭定位槽时，周向旋转角度B不能太小，即周向旋转角度B应满足：60°≤ B≤100°，同时夹持凸台123和夹持凹进213应设计成大螺旋升角螺纹，即螺旋升角C应满足：10º≤ C ≤15º ，本实施例中，C =12º，B=75°。

本实施例中，定位台121与夹持凸台123之间设有预定位锥面122，封闭定位槽211靠近过渡内孔212的一端设有倒角2111，在定位台121与封闭定位槽211形成过盈配合前，预定位锥面122与倒角2111配合实现预定心，进一步提高定位稳定性和安装的方便可靠。

夹持凸台123端部接触夹持部21上的夹持凹进213的起始位置时，为保证定位台121与封闭定位槽211不接触，预定位锥面122的最小截面处至夹持凸台123底端的轴向长度为L2，封闭定位槽211和过渡内孔212的总深度为L3，应满足：0≤L2- L3≤0.4mm。本实施例中，L2=4.85mm，L3=4.75mm。

本实施例中，定位台121与封闭定位槽211为圆柱面配合，即定位台121是整圆参与定位，定心精度高，除圆柱面配合外，还可以采用锥面配合。

本实施例中，切削部件1上设有两组刀片26，刀片26装设在刀片安装槽27内。

图12和图13示出了本发明分体式旋转加工刀具的第二种实施例，该实施例与第一种实施例基本相同，区别仅在于：本实施例中，螺旋槽25是由多段组成的，且夹持部件2上设有两个刀片安装槽27，安装刀片26后与切削部件1组合成完整的切削刃，进一步拓展了该分体式旋转加工刀具的应用范围。

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

1.一种分体式旋转加工刀具，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）均关于刀具的中心轴（3）对称，所述切削部件（1）包括沿轴向依次设置的切削部（11）和连接部（12），所述切削部（11）上设有两个容屑槽（13），所述夹持部件（2）包括沿轴向依次设置的夹持部（21）和柄部（22），所述夹持部（21）上设有与所述容屑槽（13）对应且向柄部（22）延伸的螺旋槽（25），其特征在于：所述连接部（12）包括沿轴向依次设置的定位台（121）和夹持凸台（123），所述夹持部（21）包括沿轴向依次设置的封闭定位槽（211）、过渡内孔（212）和夹持凹进（213），当将所述切削部件（1）安装至夹持部件（2）上时，所述夹持凸台（123）穿过所述过渡内孔（212）螺旋扭入所述夹持凹进（213），至所述切削部件（1）在所述夹持凹进（213）上安装到位时，所述定位台（121）与所述封闭定位槽（211）过盈配合。

2.根据权利要求1所述的分体式旋转加工刀具，其特征在于：在同一轴向截面上，所述定位台（121）的外径为d1，所述封闭定位槽（211）的孔径为d2，应满足：0≤d1-d2≤0.05mm。

3.根据权利要求1所述的分体式旋转加工刀具，其特征在于：所述切削部（11）与连接部（12）的结合处设有轴向定位面（111），所述夹持部（21）上设有与轴向定位面（111）对应的轴向面（215），当所述切削部件（1）在夹持部件（2）上安装到位时，所述轴向定位面（111）和轴向面（215）之间的间隙T1等于0。

4.根据权利要求1所述的分体式旋转加工刀具，其特征在于：所述切削部件（1）上设有两个扭矩传递面（14），所述夹持部（21）上设有和两个扭矩传递面（14）对应的两个周向面（214），当所述切削部件（1）在夹持部件（2）上安装到位时，所述扭矩传递面（14）和周向面（214）之间在刀具周向上存在间隙T2，应满足：0mm ≤ T2 ≤ 0.1mm。

5.根据权利要求2所述的分体式旋转加工刀具，其特征在于：所述定位台（121）与所述封闭定位槽（211）为圆柱面配合，所述切削部件（1）的外周面（15）直径为D，所述过渡内孔（212）直径为d3，所述夹持凸台（123）的外径d4，应满足，0.15D≤d1≤0.3D，0.02mm≤d1-d4≤1.0mm，0.02mm≤d3-d4≤1.0mm。

6.根据权利要求5所述的分体式旋转加工刀具，其特征在于：所述两个容屑槽（13）之间的最小厚度为L1，应满足：1.0mm≤L1- d1≤4.0mm。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的分体式旋转加工刀具，其特征在于：在所述中心轴（3）方向上，所述夹持凸台（123）和所述夹持凹进（213）具有螺旋升角C，应满足：10º≤ C≤15º。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的分体式旋转加工刀具，其特征在于：所述定位台（121）从开始安装至在所述封闭定位槽（211）内安装到位放入周向旋转角度为B，应满足：60°≤ B≤100°。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的分体式旋转加工刀具，其特征在于：所述定位台（121）与所述夹持凸台（123）之间设有预定位锥面（122），所述封闭定位槽（211）靠近所述过渡内孔（212）的一端设有倒角（2111），在所述定位台（121）与所述封闭定位槽（211）形成过盈配合前，所述预定位锥面（122）与所述倒角（2111）配合实现预定心。

10.根据权利要求9所述的分体式旋转加工刀具，其特征在于：所述预定位锥面（122）的最小截面处至所述夹持凸台（123）底端的轴向长度为L2，所述封闭定位槽（211）和过渡内孔（212）的总深度为L3，应满足：0≤L2- L3≤0.4mm。