CN112453507B - 一种模块式钻削加工刀具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模块式钻削加工刀具，包括切削部件、夹持部件、中心钻尖和两个外切削刀片，切削部件上设有切削接口部和切削部，夹持部件上设有夹持接口部和夹持部，中心钻尖、外切削刀片分别安装在切削部上的中心、周向位置，两个外切削刀片分设在所述中心钻尖的两侧以与中心钻尖形成完整的切削单元，切削接口部上设有夹持凹进，夹持接口部上设有夹持凸台，夹持凹进贯穿所述切削接口部的周面，夹持凸台的外侧面与所述夹持接口部的周面顺滑连接，切削部件在夹持部件上安装到位时，夹持凸台置于所述夹持凹进内且配合实现切削部件与夹持部件的周向定位，本发明的模块式钻削加工刀具具有装卸方便、定位强度和精度高等优点。

Description

一种模块式钻削加工刀具

技术领域

本发明主要涉及金属切削加工领域，尤其涉及一种模块式钻削加工刀具。

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，此类材料具有硬度高、耐磨性好的特点，但加工极为困难，这使得钻削刀具材料成本和加工成本都较高。

目前常用的钻削刀具一般是由中心钻尖和夹持刀体组装而成，其中中心钻尖由硬度大、耐磨性能强的硬质合金或类似的材料制成，而夹持刀体由具有较大弹性的材料制成，中心钻尖损坏后仅需更换新的中心钻尖，从而降低钻削刀具的使用成本。但是中心钻尖一般采用模具压制成型工艺，采用该工艺制作复杂的大尺寸产品烧结时易产生变形和裂纹，因此，受生产工艺制约，采用中心钻尖的钻削刀具直径一般只能在30mm以下。

采用一中心钻尖、两外切削刀片形成具有组合刃的切削单元，可以极大地提高钻削刀具的直径，但是该类钻削刀具的切削悬长要求达到10倍切削直径以上，夹持部件制作成本高，切削精度难以保证，且易损坏的区域一般集中在邻近切削区域的刀体部分，因此，采用分体式结构，即将邻近切削区域的刀体设计成切削部件，将远离切削区域的刀体设计夹持部件，切削部件可重复安装于夹持部件上，当切削部件发生损坏时只需要更换切削部件而夹持部件不需要更换，极大地降低了制造成本，但是采用分体式结构的钻削刀具，切削部件与夹持部件的连接精度、连接刚性难以保证，极大地影响了刀具的切削性能。

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，提供一种装卸方便、定位强度和精度高的模块式钻削加工刀具。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种模块式钻削加工刀具，包括切削部件、夹持部件、中心钻尖和两个外切削刀片，所述切削部件上设有切削接口部和切削部，所述夹持部件上设有夹持接口部和夹持部，所述中心钻尖、外切削刀片分别安装在切削部上的中心、周向位置，两个外切削刀片分设在所述中心钻尖的两侧以与所述中心钻尖形成完整的切削单元，所述切削接口部上设有夹持凹进，所述夹持接口部上设有夹持凸台，所述夹持凹进贯穿所述切削接口部的周面，所述夹持凸台的外侧面与所述夹持接口部的周面顺滑连接，所述切削部件在夹持部件上安装到位时，所述夹持凸台置于所述夹持凹进内且配合实现所述切削部件与夹持部件的周向定位。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述夹持凹进包括两个凹进侧面和一个凹进底面，所述夹持凸进包括两个凸起侧面和一个凸起顶面，所述切削部件在夹持部件上安装到位时，所述凹进底面与凸起顶面之间的间隙为d1，应满足：0.05mm≤d1≤0.5mm。

所述凹进侧面包括两个临近所述切削接口部周面的凹进外侧面和一个位于两个凹进外侧面之间的凹进内侧面，两个所述凹进侧面的相对的两个凹进外侧面之间的夹角为α，应满足：35°≤α≤65°。

所述夹持凹进设在切削接口部的切削端面上，所述夹持凸起设有夹持接口部的夹持端面上，所述切削部件在夹持部件上安装到位时，所述切削端面、夹持端面之间的间隙d2等于0。

所述凸起侧面包括两个临近所述夹持接口部周面的凸起外侧面和一个位于两个所述凸起外侧面的凸起内侧面，所述切削部件在夹持部件上安装到位时，相邻的所述凹进内侧面与凸起内侧面之间的间隙为d3，应满足：0mm≤d3≤0.5mm。

所述切削部件在夹持部件上安装到位时，在切削过程中配合定位的一组外凹进侧面与外凸起侧面之间的间隙为d4，另一组对应的外凹进侧面与外凸起侧面之间的间隙为d5，应满足：d4＝0，0.05mm≤d5≤0.5mm。

所述凹进底面的中心区域处开设有中心凹槽，所述凸起顶面的中心区域处设有中心柱，所述切削部件在夹持部件上安装到位时，所述中心柱与所述中心凹槽配合定位。

所述中心柱包括柱顶面和外柱面，所述中心凹槽包括槽底面和槽侧面，所述切削单元的直径为D1，所述外柱面的直径为D2，所述槽侧面的直径为D2’，应满足：0.05D1≤D2≤0.2D1，-0.05mm≤D2-D2’≤0.05mm。

所述外柱面上设有至少一个紧固平面，所述切削部件上设有与所述紧固平面相同数量的螺纹孔，所述螺纹孔内设有接口紧固件，所述切削部件通过所述接口紧固件推动紧固平面将中心柱夹紧在切削部件的中心凹槽内，所述紧固平面与所述夹持部件的中心轴之间的夹角为β，应满足：5°≤β≤15°。

所述凹进底面邻近切削接口部周面的区域设有切削凹台，所述凸台顶面上设置冷却槽，所述切削凹台和冷却槽相通，所述切削凹台和冷却槽之间设有密封件。

一种模块式钻削加工刀具，包括切削部件、夹持部件、中心钻尖和两个外切削刀片，所述切削部件上设有切削接口部和切削部，所述夹持部件上设有夹持接口部和夹持部，所述中心钻尖、外切削刀片分别安装在切削部上的中心、周向位置，两个外切削刀片分设在所述中心钻尖的两侧以与所述中心钻尖形成完整的切削单元，所述切削接口部上设有夹持凸台，所述夹持接口部上设有夹持凹进，所述夹持凹进贯穿所述夹持接口部的周面，所述夹持凸台的外侧面与所述切削接口部的周面顺滑连接，所述切削部件在夹持部件上安装到位时，所述夹持凸台置于所述夹持凹进内且配合实现所述切削部件与夹持部件的周向定位。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的模块式钻削加工刀具，夹持凸台置于夹持凹进内且配合实现切削部件与夹持部件的周向定位，且夹持凹进贯穿切削接口部的周面，夹持凸台的外侧面与夹持接口部的周面顺滑连接，即夹持凸台与夹持凹进的配合接触适于切削接口部的周面，极大地提高夹持部件传递给切削部件的传动扭矩的周向刚性，有效降低切削振动，提高钻削刀具的最大钻孔深度，且在装配时可直接检测、观察出夹持凹进、夹持凸台间的配合状态，保证切削部件在夹持部件上的准确定位安装，装卸方便。

附图说明

图1是本发明模块式钻削加工刀具的分解立体示意图。

图2是本发明模块式钻削加工刀具的主视图。

图3是图2的A－A剖视图。

图4是图2的B－B剖视图。

图5是图3的C－C剖视图。

图6是本发明模块式钻削加工刀具的切削部件的立体图。

图中各标号表示：

1、切削部件；11、切削接口部；111、夹持凹进；112、凹进侧面；1121、凹进外侧面；1122、凹进内侧面；113、凹进底面；114、中心凹槽；1141、槽底面；1142、槽侧面；115、切削凹台；116、螺纹孔；117、切削端面；12、切削部；130、刀槽；2、夹持部件；21、夹持接口部；211、夹持凸台；212、凸起侧面；2121、凸起外侧面；2122、凸起内侧面；213、凸起顶面；214、中心柱；2141、柱顶面；2142、外柱面；2143、紧固平面；215、冷却槽；216、夹持端面；22、夹持部；200、中心轴；3、中心钻尖；4、外切削刀片；5、刀片螺固件；6、接口紧固件；7、密封件。

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6示出了本发明的模块式钻削加工刀具的一种实施例，包括切削部件1、夹持部件2、中心钻尖3和两个外切削刀片4，切削部件1上设有切削接口部11和切削部12，夹持部件2上设有夹持接口部21和夹持部22，中心钻尖3、外切削刀片4分别安装在切削部12上的中心、周向位置，两个外切削刀片4分设在中心钻尖3的两侧以与中心钻尖3形成完整的切削单元，切削接口部11上设有夹持凹进111，夹持接口部21上设有夹持凸台211，夹持凹进111贯穿切削接口部11的周面，夹持凸台211的外侧面与夹持接口部21的周面顺滑连接，切削部件1在夹持部件2上安装到位时，夹持凸台211置于夹持凹进111内且配合实现切削部件1与夹持部件2的周向定位，且夹持凹进111贯穿切削接口部11的周面，夹持凸台211的外侧面与夹持接口部的周面顺滑连接，即夹持凸台211与夹持凹进111的配合接触贯穿切削接口部11的周面，有效接触面积大，极大地提高夹持部件2传递给切削部件1的传动扭矩的周向刚性，有效降低切削振动，提高钻削刀具的最大钻孔深度，且在装配时可直接检测、观察出夹持凹进111、夹持凸台211之间的配合状态，保证切削部件1在夹持部件2上的准确定位安装，装卸方便。

夹持凹进111包括两个凹进侧面112和一个凹进底面113，夹持凸进211包括两个凸起侧面212和一个凸起顶面213，为了保证切削部件1在夹持部件2上具有好的轴向抗变形能力，切削部件1在夹持部件2上安装到位时，凹进底面113与凸起顶面213之间的间隙为d1，应满足：0.05mm≤d1≤0.5mm，本实施例中，d1＝0.2mm。

凹进侧面112包括两个临近切削接口部11周面的凹进外侧面1121和一个位于两个凹进外侧面1121之间的凹进内侧面1122，两个凹进侧面112的相对的两个凹进外侧面1121之间的夹角为α，为保证切削部件1在任意径向方向都不会发生松动且具有一定的径向定位强度，应满足：35°≤α≤65°，本实施例中，α＝50°。

本实施例中，夹持凹进111设在切削接口部11的切削端面117上，夹持凸起211设在夹持接口部21的夹持端面216上，切削部件1在夹持部件2上安装到位时，切削端面117、夹持端面216之间的间隙d2等于0，从而保证切削部件1、夹持部件2的轴向定位强度。

本实施例中，凸起侧面212包括两个临近夹持接口部21周面的凸起外侧面2121和一个位于两个凸起外侧面2121的凸起内侧面2122，切削部件1在夹持部件2上安装到位时，相邻的凹进内侧面1122与凸起内侧面2122之间的间隙为d3，应满足：0mm≤d3≤0.5mm。

切削部件1在夹持部件2上安装到位时，在切削过程中配合定位的一组外凹进侧面1121与外凸起侧面2121之间的间隙为d4，另一组对应的外凹进侧面1121与外凸起侧面2121之间的间隙为d5，为保证切削部件1承受较大的切削力时，能有效抑制切削部件1在周向平面内发生松动，并降低切削部件1、夹持部件2的制造难度，应满足：d4＝0，0.05mm≤d5≤0.5mm。本实施例中，d5＝0.2mm。

本实施例中，凹进底面113的中心区域处开设有中心凹槽114，凸起顶面213的中心区域处设有中心柱214，切削部件1在夹持部件2上安装到位时，中心柱214与中心凹槽114配合定位，通过中心柱214和中心凹槽114的配合保证切削部件1、夹持部件2的同心度从而提高切削部件1和夹持部件2的定位精度，并可保证切削部件1可以准确安装在夹持部件2上。

中心柱214包括柱顶面2141和外柱面2142，中心凹槽114包括槽底面1141和槽侧面1142，切削单元的直径为D1，外柱面2142的直径为D2，槽侧面1142的直径为D2’，为保证切削部件1的径向定位精度，并保证切削部件1在径向上具有足够的刚性，应满足：0.05D1≤D2≤0.2D1，-0.05mm≤D2-D2’≤0.05mm，本实施例中，D1＝40mm，D2＝5mm，D2’＝4.98mm。

外柱面2142上设有至少一个紧固平面2143，切削部件1上设有与紧固平面2143相同数量的螺纹孔116，螺纹孔116内设有接口紧固件6，切削部件1通过接口紧固件6推动紧固平面2143将中心柱214夹紧在切削部件100的中心凹槽114内，紧固平面2143与夹持部件2的中心轴200之间的夹角为β，为保证切削部件1的切削端面117和夹持部件2的夹持端面216完全贴合，应满足：5°≤β≤15°，本实施例中，外柱面2142上设有两个紧固平面2143，且β＝10°。

本实施例中，凹进底面113邻近切削接口部11周面的区域设有切削凹台115，凸台顶面213上设置冷却槽215，切削凹台115和冷却槽215相通，切削凹台115和冷却槽215之间设有密封件7。

本实施例中，切削部件1通过切削部12的弹性合离可实现中心钻尖3装卸，切削部件1通过刀片紧固件5将外切削刀片4安装在切削部件1的刀槽内。

除上述实施例外，根据切削部件的切削长度不同，也可以将夹持凹进、夹持凸台分别设计在夹持部件、切削部件上，即切削接口部上设有夹持凸台，夹持接口部上设有夹持凹进，夹持凹进贯穿夹持接口部的周面，夹持凸台的外侧面与切削接口部的周面顺滑连接，切削部件在夹持部件上安装到位时，夹持凸台置于夹持凹进内且配合实现切削部件与夹持部件的周向定位。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，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 (8)

1.一种模块式钻削加工刀具，包括切削部件(1)、夹持部件(2)、中心钻尖(3)和两个外切削刀片(4)，所述切削部件(1)上设有切削接口部(11)和切削部(12)，所述夹持部件(2)上设有夹持接口部(21)和夹持部(22)，所述中心钻尖(3)、外切削刀片(4)分别安装在切削部(12)上的中心、周向位置，两个外切削刀片(4)分设在所述中心钻尖(3)的两侧以与所述中心钻尖(3)形成完整的切削单元，其特征在于：所述切削接口部(11)上设有夹持凹进(111)，所述夹持接口部(21)上设有夹持凸台(211)，所述夹持凹进(111)贯穿所述切削接口部(11)的周面，所述夹持凸台(211)的外侧面与所述夹持接口部(21)的周面顺滑连接，所述切削部件(1)在夹持部件(2)上安装到位时，所述夹持凸台(211)置于所述夹持凹进(111)内且配合实现所述切削部件(1)与夹持部件(2)的周向定位，所述夹持凹进(111)包括两个凹进侧面(112)和一个凹进底面(113)，所述夹持凸台(211)包括两个凸起侧面(212)和一个凸起顶面(213)，所述切削部件(1)在夹持部件(2)上安装到位时，所述凹进底面(113)与凸起顶面(213)之间的间隙为d1，应满足：0.05mm≤d1≤0.5mm，所述凹进侧面(112)包括两个临近所述切削接口部(11)周面的凹进外侧面(1121)和一个位于两个凹进外侧面(1121)之间的凹进内侧面(1122)，两个所述凹进侧面(112)的相对的两个凹进外侧面(1121)之间的夹角为α，应满足：35°≤α≤65°。

2.根据权利要求1所述的模块式钻削加工刀具，其特征在于：所述夹持凹进(111)设在切削接口部(11)的切削端面(117)上，所述夹持凸台(211)设在夹持接口部(21)的夹持端面(216)上，所述切削部件(1)在夹持部件(2)上安装到位时，所述切削端面(117)、夹持端面(216)之间的间隙d2等于0。

3.根据权利要求1所述的模块式钻削加工刀具，其特征在于：所述凸起侧面(212)包括两个临近所述夹持接口部(21)周面的凸起外侧面(2121)和一个位于两个所述凸起外侧面(2121)的凸起内侧面(2122)，所述切削部件(1)在夹持部件(2)上安装到位时，相邻的所述凹进内侧面(1122)与凸起内侧面(2122)之间的间隙为d3，应满足：0mm≤d3≤0.5mm。

4.根据权利要求1所述的模块式钻削加工刀具，其特征在于：所述切削部件(1)在夹持部件(2)上安装到位时，在切削过程中配合定位的一组外凹进侧面(1121)与外凸起侧面(2121)之间的间隙为d4，另一组对应的外凹进侧面(1121)与外凸起侧面(2121)之间的间隙为d5，应满足：d4＝0，0.05mm≤d5≤0.5mm。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的模块式钻削加工刀具，其特征在于：所述凹进底面(113)的中心区域处开设有中心凹槽(114)，所述凸起顶面(213)的中心区域处设有中心柱(214)，所述切削部件(1)在夹持部件(2)上安装到位时，所述中心柱(214)与所述中心凹槽(114)配合定位。

6.根据权利要求5所述的模块式钻削加工刀具，其特征在于：所述中心柱(214)包括柱顶面(2141)和外柱面(2142)，所述中心凹槽(114)包括槽底面(1141)和槽侧面(1142)，所述切削单元的直径为D1，所述外柱面(2142)的直径为D2，所述槽侧面(1142)的直径为D2’，应满足：0.05D1≤D2≤0.2D1，-0.05mm≤D2-D2’≤0.05mm。

7.根据权利要求6所述的模块式钻削加工刀具，其特征在于：所述外柱面(2142)上设有至少一个紧固平面(2143)，所述切削部件(1)上设有与所述紧固平面(2143)相同数量的螺纹孔(116)，所述螺纹孔(116)内设有接口紧固件(6)，所述切削部件(1)通过所述接口紧固件(6)推动紧固平面(2143)将中心柱(214)夹紧在切削部件(100)的中心凹槽(114)内，所述紧固平面(2143)与所述夹持部件(2)的中心轴(200)之间的夹角为β，应满足：5°≤β≤15°。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的模块式钻削加工刀具，其特征在于：所述凹进底面(113)邻近切削接口部(11)周面的区域设有切削凹台(115)，所述凸起顶面(213)上设置冷却槽(215)，所述切削凹台(115)和冷却槽(215)相通，所述切削凹台(115)和冷却槽(215)之间设有密封件(7)。

Images