CN113020667A - 一种内冷分体式钻削刀具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种内冷分体式钻削刀具，包括刀体和切削刀片，所述切削刀片装设在所述刀体的前端，所述刀体关于中心轴对称，所述刀体包括在沿所述中心轴远离所述切削刀片的方向上依次设置的第一本体、第二本体和第三本体，所述第一本体、第二本体和第三本体内分别设有第一冷却通道、第二冷却通道和第三冷却通道，所述第一冷却通道、第三冷却通道围绕所述中心轴设置，所述第一冷却通道的出口对应所述切削刀片设置，所述第二冷却通道相交于所述中心轴设置且两端封闭，所述第一冷却通道的入口与所述第二冷却通道相通，所述第三冷却通道的出口与所述第二冷却通道相通。本发明的内冷分体式钻削刀具具有冷却效果好、使用寿命长等优点。

Description

一种内冷分体式钻削刀具
技术领域
本发明主要涉及金属切削加工领域，尤其涉及一种内冷分体式钻削刀具。
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、耐磨性好等优点，但加工极为困难，使得钻削刀具制作的材料成本和加工成本都较高。目前常用的钻削刀具一般为分体式结构，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使用成本。
自身带有冷却结构的内冷刀具冷却效果好、切削温度低、切屑去除效率高，且加工表面质量好、尺寸精度高，应用非常广泛，为了保证分体式钻削刀具上切削部件的寿命，一般在夹持部件上对应切削部件设有内冷却孔，但是受夹持部件制造精度和几何形状的限制，一般冷却孔的面积较小，冷却效果不理想，从而导致刀具的切削效率低下、切削寿命短。
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，提供一种冷却压力和流量高、冷却效果好、使用寿命长的内冷分体式钻削刀具。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种内冷分体式钻削刀具，包括刀体和切削刀片，所述切削刀片装设在所述刀体的前端，所述刀体关于中心轴对称，所述刀体包括在沿所述中心轴远离所述切削刀片的方向上依次设置的第一本体、第二本体和第三本体，所述第一本体、第二本体和第三本体内分别设有第一冷却通道、第二冷却通道和第三冷却通道，所述第一冷却通道、第三冷却通道围绕所述中心轴设置，所述第一冷却通道的出口对应所述切削刀片设置，所述第二冷却通道相交于所述中心轴设置且两端封闭，所述第一冷却通道的入口与所述第二冷却通道相通，所述第三冷却通道的出口与所述第二冷却通道相通。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述切削刀片的切削直径为D，所述第一冷却通道中心、第三冷却通道中心至所述中心轴的距离分别为D1、D3，应满足：0.2mm≤D1-D3≤0.25D。
所述第二冷却通道的中心线位于第一基准面上，所述第一基准面垂直于所述中心轴。
所述第一冷却通道轴向升角或轴向螺旋升角为α1，所述第三冷却通道的轴向升角或轴向螺旋升角为α2，应满足：0°≤α1≤10°，10°≤α2≤45°。
所述第三本体的柱型外周上设有至少两个第三周面，相邻所述第三周面之间设有容屑槽，任一所述第三周面上设有间隙槽，所述第三周面至所述中心轴的距离为L1，所述间隙槽至轴的距离为L2，应满足：0≤D-2L1≤0.8mm，-0.25mm≤L2-D1≤0.5mm。
所述第三周面、容屑槽和第三冷却通道具有相同的轴向升角或轴向螺旋升角α3。
所述刀体还包括第四本体和第五本体，所述第一本体、第二本体、第三本体、第四本体和第五本体在沿所述中心轴远离所述切削刀片的方向上依次设置，所述第四本体、第五本体内分别设有第四冷却通道、第五冷却通道，所述第三冷却通道、第五冷却通道通过所述第四冷却通道相通。
所述第三冷却通道与第四冷却通道相交于第二基准面上，所述第四冷却通道与第五冷却通道相交于第三基准面上，所述第二基准面、第三基准面均垂直于所述中心轴。
所述第二本体内设有一条第二冷却通道，所述第一本体内设有至少两条第一冷却通道，所述第三本体内设有至少两条第三冷却通道，且所述第一冷却通道与第三冷却通道数量相同，全部所述第一冷却通道和第三冷却通道均与所述第二冷却通道相通，所述第一冷却通道、第二冷却通道、第三冷却通道的横截面面积分别为S1、S2、S3，应满足：3S1≤S2≤1.7S3。
所述第一冷却通道、第二冷却通道、第三冷却通道的横截面均为圆形。
所述第二本体内设有至少两条第二冷却通道，所述第一本体内设有至少两条第一冷却通道，所述第三本体内设有至少两条第三冷却通道，且所述第一冷却通道、第二冷却通道与第三冷却通道数量相同，任一所述第二冷却通道均与一条第一冷却通道和一条第三冷却通道相通，所述第一冷却通道、第二冷却通道、第三冷却通道的横截面面积分别为S1、S2、S3，应满足：1.5S1≤S2≤0.7S3。
所述第二本体内设有一条第二冷却通道，所述第一本体内设有至少两条第一冷却通道，所述第三本体内设有一条第三冷却通道，全部所述第一冷却通道均与所述第二冷却通道相通，所述第一冷却通道、第二冷却通道、第三冷却通道的横截面面积分别为S1、S2、S3，应满足：3S1≤S2≤0.7S3。
所述第五本体内设有至少两条第五冷却通道，且各所述第五冷却通道中心至所述中心轴的距离为D5，应满足：D3≤D5≤1.2D3。
各所述第五冷却通道均围绕所述中心轴设置，且轴向升角或轴向螺旋升角为α3，应满足：0°≤α3≤α2。
所述第五本体内设有一条第五冷却通道，且所述第五冷却通道中心至所述中心轴的距离距离为0。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的内冷分体式钻削刀具，刀体包括在沿中心轴远离切削刀片的方向上依次设置的第一本体、第二本体和第三本体，第一本体、第二本体和第三本体内分别设有第一冷却通道、第二冷却通道和第三冷却通道，第一冷却通道、第三冷却通道围绕中心轴设置，第一冷却通道的出口对应切削刀片设置，第二冷却通道相交于中心轴设置且两端封闭，第一冷却通道的入口与第二冷却通道相通，第三冷却通道的出口与第二冷却通道相通，首先，第一冷却通道的出口对应切削刀片设置，可以将第一冷却通道的出口尽可能地对准切削刀片，而不用考虑第二冷却通道和第三冷却通道的设置情况，保证了对切削刀片的冷却效果，冷却液经过第三冷却通道进入相交于中心轴设置且两端封闭的第二冷却通道，产生了加压效果，再通过第一冷却通道喷出，冷却效果更好，且由于不需要考虑第三冷却通道的出口具体位置，即使由于制造误差的存在，导致第三冷却通道不能完全关于中心轴准确的对称，第三冷却通道也不会在间隙面、容屑槽上出现穿孔现象，从而降低了冷却通道的制造精度要求，降低了制造难度，提高了产品合格率。
附图说明
图1是本发明内冷分体式钻削刀具第一种实施例的立体示意图。
图2是本发明内冷分体式钻削刀具第一种实施例的主视图；
图3是图2中的A-A剖视图；
图4是图2中的B-B剖视图；
图5是本发明内冷分体式钻削刀具第一种实施例的全部冷却通道的立体示意图；
图6是本发明内冷分体式钻削刀具第一种实施例的全部冷却通道的主视图；
图7是本发明内冷分体式钻削刀具第二种实施例的全部冷却通道的立体示意图；
图8是本发明内冷分体式钻削刀具第二种实施例的全部冷却通道的主视图；
图9是本发明内冷分体式钻削刀具第三种实施例的全部冷却通道的立体示意图。
图中各标号表示：
1、刀体；10、第一本体；20、第二本体；30、第三本体；40、第四本体；50、第五本体；11、第一冷却通道；21、第二冷却通道；31、第三冷却通道；32、第三周面；33、间隙槽；34、容屑槽；41、第四冷却通道；51、第五冷却通道；4、第一基准面；5、第二基准面；6、第三基准面；2、切削刀片；9、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6示出了本发明内冷分体式钻削刀具的第一种实施例，该内冷分体式钻削刀具包括刀体1和切削刀片2，切削刀片2装设在刀体1的前端，刀体1关于中心轴9对称，刀体1包括在沿中心轴9远离切削刀片2的方向上依次设置的第一本体10、第二本体20和第三本体30，第一本体10、第二本体20和第三本体30内分别设有第一冷却通道11、第二冷却通道21和第三冷却通道31，第一冷却通道11、第三冷却通道31围绕中心轴9设置，第一冷却通道11的出口对应切削刀片2设置，第二冷却通道21相交于中心轴9设置且两端封闭，第一冷却通道11的入口与第二冷却通道21相通，第三冷却通道31的出口与第二冷却通道21相通，首先，第一冷却通道11的出口对应切削刀片2设置，可以将第一冷却通道11的出口尽可能地对准切削刀片2，而不用考虑第二冷却通道21和第三冷却通道31的设置情况，保证了对切削刀片2的冷却效果，冷却液经过第三冷却通道31进入相交于中心轴9设置且两端封闭的第二冷却通道21，产生了加压效果，再通过第一冷却通道11喷出，冷却效果更好，由于第三冷却通道31独立于第一冷却通道11、第二冷却通道21，并且不需要考虑第三冷却通道31的出口具体位置，即使由于制造误差的存在，导致第三冷却通道31不能完全关于中心轴准确的对称，第三冷却通道31也不会在容屑槽33或间隙槽34中出现穿孔现象，从而降低了冷却通道的制造精度要求，降低了制造难度，提高了产品合格率。
为了保证第一冷却通道11具有准确的定位方向和冷却流量，同时避免因制造精度影响而造成第三冷却通道31在容屑槽33或间隙槽34中发生穿孔，切削刀片2的切削直径为D，第一冷却通道11中心、第三冷却通道31中心至中心轴9的距离分别为D1、D3，应满足：0.2mm≤D1-D3≤0.25D，本实施例中，D＝16mm，D1＝6.2mm，D3＝D5＝4mm。
本实施例中，第二冷却通道21的中心线位于第一基准面4上，第一基准面4垂直于中心轴9，第二冷却通道21与中心轴9相交且垂直于中心轴9设置，保证经第二冷却通道21流出的冷却液的稳定性。
第一冷却通道11轴向升角或轴向螺旋升角为α1，第三冷却通道31的轴向升角或轴向螺旋升角为α2，为降低制作难度，保证切屑可快速排出和对切削刀片2的冷却效果，应满足：0°≤α1≤10°，10°≤α2≤45°，本实施例中，第一冷却通道11具有轴向螺旋升角α1，第三冷却通道31具有轴向螺旋升角α2，α1＝5°，α2＝20°。
本实施例中，第三本体30的柱型外周上设有至少两个第三周面32，相邻第三周面32之间设有容屑槽34，任一第三周面32上设有间隙槽33，第三周面32至中心轴9的距离为L1，间隙槽33至轴3的距离为L2，应满足：0≤D-2L1≤0.8mm，-0.25mm≤L2-D1≤0.5mm。
本实施例中，第三周面32、容屑槽34和第三冷却通道31具有相同轴向螺旋升角α2，降低第三冷却通道31的加工难度且保证第三冷却通道31在容屑槽33或间隙槽34中不会出现穿孔现象。
本实施例中，刀体1还包括第四本体40和第五本体50，第一本体10、第二本体20、第三本体30、第四本体40和第五本体50在沿中心轴9远离切削刀片2的方向上依次设置，第四本体40、第五本体50内分别设有第四冷却通道41、第五冷却通道51，第三冷却通道31、第五冷却通道51通过第四冷却通道41相通。
本实施例中，第三冷却通道31与第四冷却通道41相交于第二基准面5上，第四冷却通道41与第五冷却通道51相交于第三基准面6上，第二基准面5、第三基准面6均垂直于中心轴9。
本实施例中，第二本体20内设有一条第二冷却通道21，第一本体10内设有两条第一冷却通道11，第三本体30内设有两条第三冷却通道31，第一冷却通道11与第三冷却通道31数量相同，全部第一冷却通道11和第三冷却通道31均与第二冷却通道21相通，第一冷却通道11、第二冷却通道21、第三冷却通道31的横截面面积分别为S1、S2、S3，为了保证第三冷却通道31给第二冷却通道21、第二冷却通道21给第一冷却通道11同时都提供大的足够大的冷却压力，应满足：3S1≤S2≤1.7S3，本实施例中，S2＝6S1＝1.6S3。
本实施例中，第一冷却通道11、第二冷却通道21、第三冷却通道31的横截面均为圆形。
本实施例中，第五本体50内设有至少两条第五冷却通道51，且各第五冷却通道51中心至中心轴9的距离为D5，应满足：D3≤D5≤1.2D3。
两条第五冷却通道51均围绕中心轴9设置，且轴向升角或轴向螺旋升角为α3，为了降低刀体1的制作难度和生产成本，应满足：0°≤α3≤α2。本实施例中，α3＝0，即两条第五冷却通道51均与中心轴9平行设置。
图7和图8示出了本发明内冷分体式钻削刀具的第二种实施例，该实施例与第一种实施例基本相同，区别在于：本实施例中，第二本体20内设有两条第二冷却通道21，第一本体10内设有两条第一冷却通道11，第三本体30内设有两条第三冷却通道31，任一第二冷却通道21均与一条第一冷却通道11和一条第三冷却通道31相通，第一冷却通道11、第二冷却通道21、第三冷却通道31的横截面面积分别为S1、S2、S3，为了保证第三冷却通道31给第二冷却通道21、第二冷却通道21给第一冷却通道11都能提供大的足够大的冷却压力，应满足：1.5S1≤S2≤0.7S3。具体而言，本实施例中，S2＝1.8S1＝0.65S3。
图9示出了本发明内冷分体式钻削刀具的第三种实施例，该实施例与第一种实施例基本相同，区别在于：第二本体20内设有一条第二冷却通道21，第一本体10内设有至少两条第一冷却通道11，第三本体30内设有一条第三冷却通道31，全部第一冷却通道11均与第二冷却通道21相通，第一冷却通道11、第二冷却通道21、第三冷却通道31的横截面面积分别为S1、S2、S3，为了保证第三冷却通道31给第二冷却通道21、第二冷却通道21给第一冷却通道11都能提供大的足够大的冷却压力，应满足：3S1≤S2≤0.7S3，具体而言，本实施例中，S2＝4S1＝0.65S3。
本实施例中，第五冷却通道51偏心于中心轴9设置，本发明不仅限于此，为了保证产品的对称性、提高平衡性能，也可以将第五冷却通道51中心至中心轴9的距离D5设置为零，且将第五冷却通道51的升角也设置为零。
以上实施例中，第一冷却道11螺旋于中心轴9布置，本发明不仅限于此，为了精确控制冷却介质流动方向，也可以将第一冷却通道11设计成相对于中心轴9倾斜角α1设置。
以上实施例中，第一冷却通道11、第二冷却通道21和第三冷却通道31的横截面均为圆形，本发明不仅限于此，根据产品形状和产品强度要求，也可以将第一冷却通道11、第二冷却通道21和第三冷却通道31截面设计成椭圆柱、三角形等其它结构。
以上实施例中，第二冷却通道21两端完全永久性封闭，本发明不仅限于此，为了降低制造难度，也可以将第二冷却通道21设计成具有一端或两端同时采用紧固件进行可拆卸式的封闭。
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 (15)

1.一种内冷分体式钻削刀具，包括刀体(1)和切削刀片(2)，所述切削刀片(2)装设在所述刀体(1)的前端，所述刀体(1)关于中心轴(9)对称，其特征在于：所述刀体(1)包括在沿所述中心轴(9)远离所述切削刀片(2)的方向上依次设置的第一本体(10)、第二本体(20)和第三本体(30)，所述第一本体(10)、第二本体(20)和第三本体(30)内分别设有第一冷却通道(11)、第二冷却通道(21)和第三冷却通道(31)，所述第一冷却通道(11)、第三冷却通道(31)围绕所述中心轴(9)设置，所述第一冷却通道(11)的出口对应所述切削刀片(2)设置，所述第二冷却通道(21)相交于所述中心轴(9)设置且两端封闭，所述第一冷却通道(11)的入口与所述第二冷却通道(21)相通，所述第三冷却通道(31)的出口与所述第二冷却通道(21)相通。
2.根据权利要求1所述的内冷分体式钻削刀具，其特征在于：所述切削刀片(2)的切削直径为D，所述第一冷却通道(11)中心、第三冷却通道(31)中心至所述中心轴(9)的距离分别为D1、D3，应满足：0.2mm≤D1-D3≤0.25D。
3.根据权利要求1所述的内冷分体式钻削刀具，其特征在于：所述第二冷却通道(21)的中心线位于第一基准面(4)上，所述第一基准面(4)垂直于所述中心轴(9)。
4.根据权利要求1所述的内冷分体式钻削刀具，其特征在于：所述第一冷却通道(11)轴向升角或轴向螺旋升角为α1，所述第三冷却通道(31)的轴向升角或轴向螺旋升角为α2，应满足：0°≤α1≤10°，10°≤α2≤45°。
5.根据权利要求2所述的内冷分体式钻削刀具，其特征在于：所述第三本体(30)的柱型外周上设有至少两个第三周面(32)，相邻所述第三周面(32)之间设有容屑槽(34)，任一所述第三周面(32)上设有间隙槽(33)，所述第三周面(32)至所述中心轴(9)的距离为L1，所述间隙槽(33)至轴(3)的距离为L2，应满足：0≤D-2L1≤0.8mm，-0.25mm≤L2-D1≤0.5mm。
6.根据权利要求5所述的内冷分体式钻削刀具，其特征在于：所述第三周面(32)、容屑槽(34)和第三冷却通道(31)具有相同的轴向升角或轴向螺旋升角α3。
7.根据权利要求1所述的内冷分体式钻削刀具，其特征在于：所述刀体(1)还包括第四本体(40)和第五本体(50)，所述第一本体(10)、第二本体(20)、第三本体(30)、第四本体(40)和第五本体(50)在沿所述中心轴(9)远离所述切削刀片(2)的方向上依次设置，所述第四本体(40)、第五本体(50)内分别设有第四冷却通道(41)、第五冷却通道(51)，所述第三冷却通道(31)、第五冷却通道(51)通过所述第四冷却通道(41)相通。
8.根据权利要求7所述的内冷分体式钻削刀具，其特征在于：所述第三冷却通道(31)与第四冷却通道(41)相交于第二基准面(5)上，所述第四冷却通道(41)与第五冷却通道(51)相交于第三基准面(6)上，所述第二基准面(5)、第三基准面(6)均垂直于所述中心轴(9)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的内冷分体式钻削刀具，其特征在于：所述第二本体(20)内设有一条第二冷却通道(21)，所述第一本体(10)内设有至少两条第一冷却通道(11)，所述第三本体(30)内设有至少两条第三冷却通道(31)，且所述第一冷却通道(11)与第三冷却通道(31)数量相同，全部所述第一冷却通道(11)和第三冷却通道(31)均与所述第二冷却通道(21)相通，所述第一冷却通道(11)、第二冷却通道(21)、第三冷却通道(31)的横截面面积分别为S1、S2、S3，应满足：3S1≤S2≤1.7S3。
10.根据权利要求9所述的内冷分体式钻削刀具，其特征在于：所述第一冷却通道(11)、第二冷却通道(21)、第三冷却通道(31)的横截面均为圆形。
11.根据权利要求1至8中任一项所述的内冷分体式钻削刀具，其特征在于：所述第二本体(20)内设有至少两条第二冷却通道(21)，所述第一本体(10)内设有至少两条第一冷却通道(11)，所述第三本体(30)内设有至少两条第三冷却通道(31)，且所述第一冷却通道(11)、第二冷却通道(21)与第三冷却通道(31)数量相同，任一所述第二冷却通道(21)均与一条第一冷却通道(11)和一条第三冷却通道(31)相通，所述第一冷却通道(11)、第二冷却通道(21)、第三冷却通道(31)的横截面面积分别为S1、S2、S3，应满足：1.5S1≤S2≤0.7S3。
12.根据权利要求1至8中任一项所述的内冷分体式钻削刀具，其特征在于：所述第二本体(20)内设有一条第二冷却通道(21)，所述第一本体(10)内设有至少两条第一冷却通道(11)，所述第三本体(30)内设有一条第三冷却通道(31)，全部所述第一冷却通道(11)均与所述第二冷却通道(21)相通，所述第一冷却通道(11)、第二冷却通道(21)、第三冷却通道(31)的横截面面积分别为S1、S2、S3，应满足：3S1≤S2≤0.7S3。
13.根据权利要求7或8所述的内冷分体式钻削刀具，其特征在于：所述第五本体(50)内设有至少两条第五冷却通道(51)，且各所述第五冷却通道(51)中心至所述中心轴(9)的距离为D5，应满足：D3≤D5≤1.2D3。
14.根据权利要求7或8所述的内冷分体式钻削刀具，其特征在于：各所述第五冷却通道(51)均围绕所述中心轴(9)设置，且轴向升角或轴向螺旋升角为α3，应满足：0°≤α3≤α2。
15.根据权利要求7或8所述的内冷分体式钻削刀具，其特征在于：所述第五本体(50)内设有一条第五冷却通道(51)，且所述第五冷却通道(51)中心至所述中心轴(9)的距离距离为0。
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