CN117139699A - 一种径向夹持稳定的钻削刀具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种径向夹持稳定的钻削刀具，包括切削部件和夹持部件，切削部件包括切削部和连接部，夹持部件包括柄部和夹持部，夹持部上开设有两个排屑槽以形成两片式夹紧结构，切削部件与夹持部配合，在沿钻削刀具的旋转中心轴远离切削部的方向上，连接部上依次设有第一外周面和第二外周面，夹持部上依次第一内周面和第二内周面，第一内周面与第一外周面配合形成第一径向夹持结构，第二内周面与第二外周面配合形成第二径向夹持结构，第一径向夹持结构、第二径向夹持结构均可独立实现夹持部件对切削部件的径向夹紧，且第一径向夹持结构的过盈量大于第二径向夹持结构的过盈量，本发明具有连接强度好、定位精度高、使用寿命长且制作成本低等优点。

Description

一种径向夹持稳定的钻削刀具

技术领域

本发明主要涉及金属切削加工领域，尤其涉及一种径向夹持稳定的钻削刀具。

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

为解决上述问题，现有技术中的钻削刀具一般采用分体式结构，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，利用夹紧机构的弹性变形张开微小的夹角实现夹紧和定位，由于微小夹角的存在，现有技术中切削部件和夹持部件装配时只做到了采用单一的夹持单元来实现切削部件和夹持部件的连接，这使得切削部件和夹持部件的夹持定位接触面积和夹持力有限，连接精度和连接强度不高，不能满足高精度和长倍径钻孔需求，并且单一的夹持单元受力，夹持部件容易疲劳损坏，刀具寿命低。

例如，中国专利文献CN109262027A公开了一种夹持稳定的钻削刀具，切削部件外圆周面和夹持部件内周面有变化的过盈，外周面、内周面配合本质上指的是内孔壁、外圆柱的间隙过盈配合，该方案虽能实现夹持部件对切削部件的夹持，但是该方案只有单一的夹持单元实现切削部件和夹持部件的连接，夹持面积有限，夹持精度和连接强度难以保证，且夹持部件容易疲劳磨损。

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，提供一种连接强度好、加工精度高、装卸方便、使用寿命长且制作成本低的径向夹持稳定的钻削刀具。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种径向夹持稳定的钻削刀具，包括切削部件和夹持部件，所述切削部件包括切削部和连接部，所述夹持部件包括柄部和夹持部，所述夹持部上开设有两个排屑槽以形成两片式夹紧结构，所述切削部件与所述夹持部配合，在沿钻削刀具的旋转中心轴远离切削部的方向上，所述连接部上依次设有第一外周面和第二外周面，所述夹持部上依次第一内周面和第二内周面，所述第一内周面与第一外周面配合形成第一径向夹持结构，所述第二内周面与第二外周面配合形成第二径向夹持结构，所述第一径向夹持结构、第二径向夹持结构均可独立实现所述夹持部件对切削部件的径向夹紧，且所述第一径向夹持结构的过盈量大于第二径向夹持结构的过盈量。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述第一径向夹持结构具有过盈量λ1，所述第二径向夹持结构具有过盈量λ2，应满足：0.005mm≤λ1-λ2≤0.02mm。

所述第一外周面沿钻削刀具的旋转中心轴方向上的长度为L1，所述第二外周面沿钻削刀具旋转中心轴方向上的长度为L2，应满足：0.2mm≤L1-L2≤1.5mm。

在钻削刀具的轴截面上，所述第一外周面与钻削刀具的旋转中心轴的夹角为α1，所述第一内周面与钻削刀具的旋转中心轴的夹角为α2，应满足0°<α1-α2<1°。

α2＝0。

在钻削刀具的任意轴截面上，所述第二外周面与所述旋转中心轴平行，所述第二内周面与所述旋转中心轴平行。

所述第一外周面与第二外周面之间设有周面凹进，所述第一内周面与第二内周面之间设有周面凸起，所述周面凹进和周面凸起配合。

所述周面凹进包括依次设置的凹进上侧面、凹进底面和凹进下侧面，所述周面凸起包括依次设置的凸起上侧面、凸起顶面和凸起下侧面，所述凹进底面与凸起顶面配合形成第三径向夹持结构。

在钻削刀具的轴截面上，所述凹进上侧面与凹进下侧面之间的夹角为β1，所述凸起上侧面和凸起下侧面之间的夹角为β2，应满足：45°≤β1≤60°，45°≤β2≤60°。

所述切削部上设有切削部端面，所述夹持部上设有夹持部端面，所述切削部件与所述夹持部件装配到位时，所述切削部端面与所述夹持部端面之间有间隙T1，所述凹进下侧面与所述凸起下侧面之间有间隙T2，应满足：0<T2-T1<0.2mm。

所述连接部上设有避空外周面，所述避空外周面设置在所述第二外周面靠近所述旋转中心轴一侧，所述夹持部上设有避空内周面，所述避空内周面设置在所述第二内周面远离所述旋转中心轴的一侧。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的径向夹持稳定的钻削刀具，设置两组径向夹持结构，两组径向夹持结构沿逐渐远离切削部的轴向设置，且第一径向夹持结构的过盈量大于第二径向夹持结构，也就是说第一夹持结构相比第二夹持结构有更大夹持力，第二夹持结构相比第一夹持结构有更大的夹持面积，两组径向夹持结构配合，同时增加了夹持部件与切削部件装配时的夹持面积和夹持力，提高了刀具的连接强度，使得刀具在长倍径、高进给等工况下仍然有良好的钻削加工精度，两组径向夹持结构有不同的过盈量且第一夹持结构的过盈量大于第二夹持结构，便于装配且可有效降低刀具制造难度，双夹持结构的设置也能有效地抑制由于夹持不稳导致的切削部件偏摆，极大降低夹持部件的疲劳损伤，延长刀具使用寿命。

附图说明

图1是本发明径向夹持稳定的钻削刀具的立体结构图。

图2是本发明径向夹持稳定的钻削刀具的切削部件的立体结构图。

图3是本发明径向夹持稳定的钻削刀具的切削部件的主视图。

图4是图3的A处放大图。

图5是本发明径向夹持稳定的钻削刀具连接部件的立体结构图。

图6是本发明径向夹持稳定的钻削刀具连接部件的主视图。

图7是图6的B-B剖视图。

图8是图7的C处放大图。

图9是本发明本发明径向夹持稳定的钻削刀具的主视图。

图10是图9的D-D剖视图。

图11是图10的E处放大图。

图12是图9的G-G剖视图。

图中各标号表示：

1、切削部件；11、切削部；111、切削部端面；12、连接部；121、第一外周面；122、第二外周面；123、周面凹进；1231、凹进上侧面；1232、凹进底面；1233、凹进下侧面；124、避空外周面；2、夹持部件；21、柄部；22、夹持部；221、第一内周面；222、第二内周面；223、周面凸起；2231、凸起上侧面；2232、凸起顶面；2233、凸起下侧面；224、夹持部端面；225、避空内周面；4、排屑槽；5、旋转中心轴。

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。

本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“水平”、“内”、“外”、“顶”、“底”等指示方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

图1至图12示出了本发明径向夹持稳定的钻削刀具的一种实施例，该径向夹持稳定的钻削刀具包括切削部件1和夹持部件2，切削部件1包括切削部11和连接部12，夹持部件2包括柄部21和夹持部22，夹持部22上开设有两个排屑槽4以形成两片式夹紧结构，切削部件1与夹持部22配合，在沿钻削刀具的旋转中心轴5远离切削部11的方向上，连接部12依次设有第一外周面121和第二外周面122，夹持部22上依次第一内周面221和第二内周面222，第一内周面221与第一外周面121配合形成第一径向夹持结构，第二内周面222与第二外周面122配合形成第二径向夹持结构，第一径向夹持结构、第二径向夹持结构均可独立实现夹持部件2对切削部件1的径向夹紧，且第一径向夹持结构的过盈量大于第二径向夹持结构的过盈量，设置两组径向夹持结构，且两组径向夹持结构沿逐渐远离切削部11的轴向设置，且第一径向夹持结构的过盈量大于第二径向夹持结构，也就是说第一夹持结构相比第二夹持结构有更大夹持力，第二夹持结构相比第一夹持结构有更大的夹持面积，两组径向夹持结构配合，同时增加了夹持部件2与切削部件1装配时的夹持面积和夹持力，提高了刀具的连接强度，使得刀具在长倍径、高进给等工况下仍然有良好的钻削加工精度，两组径向夹持结构有不同的过盈量且第一夹持结构的过盈量大于第二夹持结构，便于装配且可有效降低刀具制造难度，双夹持结构的设置也能有效地抑制由于夹持不稳导致的切削部件1偏摆，极大降低夹持部件2的疲劳损伤，提高刀具使用寿命。

本实施例中，第一径向夹持结构具有过盈量λ1，第二径向夹持结构具有过盈量λ2，装配到位时，夹持部件2会张开微小夹角，由于第一内周面221相比于第二内周面222远离张开支点，所以第一内周面221的张开量大于第二内周面222的张开量，为保证第一径向夹持结构与第二夹持结构都能实现夹持，应满足：0.005mm≤λ1-λ2≤0.02mm，本实施例中，λ1＝0.015mm，λ2＝0.01mm。

本实施例中，第一外周面121沿钻削刀具的旋转中心轴5方向上的长度为L1，第二外周面122沿钻削刀具旋转中心轴5方向上的长度为L2，为使主要夹持面积集中在第一夹持结构上，应满足：0.2mm≤L1-L2≤1.5mm，本实施例中，L1＝3.5mm，L2＝3mm。

本实施例中，在钻削刀具的轴截面上，第一外周面121与钻削刀具的旋转中心轴5的夹角为α1，第一内周面221与钻削刀具的旋转中心轴5的夹角为α2，为增加第一夹持结构的夹持面积，可使第一周面221与第一外周面121之间有微小角度差来抵消夹持部件2张开的微小夹角，应满足0°<α1-α2<1°。本实施例中，α1＝0.5°，α2＝0°。

本实施例中，α2＝0，即在钻削刀具的轴截面上，第一内周面221与钻削刀具的旋转中心轴5的平行，从而降低了刀具的制作难度。

本实施例中，在钻削刀具的任意轴截面上，第二外周面122与旋转中心轴5平行，第二内周面222与旋转中心轴5平行，从而降低了刀具的制作难度。

本实施例中，第一外周面121与第二外周面122之间设有周面凹进123，第一内周面221与第二内周面222之间设有周面凸起223，周面凹进123和周面凸起223配合。

本实施例中，周面凹进123包括依次设置的凹进上侧面1231、凹进底面1232和凹进下侧面1233，周面凸起223包括依次设置的凸起上侧面2231、凸起顶面2232和凸起下侧面2233，凹进底面1232与凸起顶面2232配合形成第三径向夹持结构，进一步提高刀具的连接强度和定位精度。

本实施例中，在钻削刀具的轴截面上，凹进上侧面1231与凹进下侧面1233之间的夹角为β1，凸起上侧面2231和凸起下侧面2233之间的夹角为β2，为方便制造和装配，应满足：45°≤β1≤60°，45°≤β2≤60°，本实施例中，β1＝β2＝45°。

本实施例中，切削部11上设有切削部端面111，夹持部22上设有夹持部端面224，切削部件1与夹持部件2装配到位时，切削部端面111与夹持部端面224之间有间隙T1，凹进下侧面1233与凸起下侧面2233之间有间隙T2，为降低刀具制造难度，同时保证钻削刀具的切削部端面111与夹持部端面215之间间隙为0，应满足：0<T2-T1<0.2mm，本实施例中，T2＝0.3mm，T1＝0.1mm。

本实施例中，连接部12上设有避空外周面124，避空外周面124设置在第二外周面122靠近旋转中心轴5一侧，夹持部22上设有避空内周面225，避空内周面225设置在第二内周面222远离旋转中心轴5的一侧，以便于装配时切削部件1顺利、准确插入夹持部件2。

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 (11)

1.一种径向夹持稳定的钻削刀具，包括切削部件(1)和夹持部件(2)，所述切削部件(1)包括切削部(11)和连接部(12)，所述夹持部件(2)包括柄部(21)和夹持部(22)，所述夹持部(22)上开设有两个排屑槽(4)以形成两片式夹紧结构，所述切削部件(1)与所述夹持部(22)配合，其特征在于：在沿钻削刀具的旋转中心轴(5)远离所述切削部(11)的方向上，所述连接部(12)依次设有第一外周面(121)和第二外周面(122)，所述夹持部(22)上依次第一内周面(221)和第二内周面(222)，所述第一内周面(221)与第一外周面(121)配合形成第一径向夹持结构，所述第二内周面(222)与第二外周面(122)配合形成第二径向夹持结构，所述第一径向夹持结构、第二径向夹持结构均可独立实现所述夹持部件(2)对切削部件(1)的径向夹紧，且所述第一径向夹持结构的过盈量大于第二径向夹持结构的过盈量。

2.根据权利要求1所述的径向夹持稳定的钻削刀具，其特征在于：所述第一径向夹持结构具有过盈量λ1，所述第二径向夹持结构具有过盈量λ2，应满足：0.005mm≤λ1-λ2≤0.02mm。

3.根据权利要求1所述的径向夹持稳定的钻削刀具，其特征在于：所述第一外周面(121)沿钻削刀具的旋转中心轴(5)方向上的长度为L1，所述第二外周面(122)沿钻削刀具的旋转中心轴(5)方向上的长度为L2，应满足：0.2mm≤L1-L2≤1.5mm。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的径向夹持稳定的钻削刀具，其特征在于：在钻削刀具的轴截面上，所述第一外周面(121)与钻削刀具的旋转中心轴(5)的夹角为α1，所述第一内周面(221)与钻削刀具的旋转中心轴(5)的夹角为α2，应满足0°<α1-α2<1°。

5.根据权利要求4所述的径向夹持稳定的钻削刀具，其特征在于：α2＝0。

6.根据权利要求4所述的径向夹持稳定的钻削刀具，其特征在于：在钻削刀具的任意轴截面上，所述第二外周面(122)与所述旋转中心轴(5)平行，所述第二内周面(222)与所述旋转中心轴(5)平行。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的径向夹持稳定的钻削刀具，其特征在于：所述第一外周面(121)与第二外周面(122)之间设有周面凹进(123)，所述第一内周面(221)与第二内周面(222)之间设有周面凸起(223)，所述周面凹进(123)和周面凸起(223)配合。

8.根据权利要求7所述的径向夹持稳定的钻削刀具，其特征在于：所述周面凹进(123)包括依次设置的凹进上侧面(1231)、凹进底面(1232)和凹进下侧面(1233)，所述周面凸起(223)包括依次设置的凸起上侧面(2231)、凸起顶面(2232)和凸起下侧面(2233)，所述凹进底面(1232)与凸起顶面(2232)配合形成第三径向夹持结构。

9.根据权利要求8所述的径向夹持稳定的钻削刀具，其特征在于：在钻削刀具的轴截面上，所述凹进上侧面(1231)与凹进下侧面(1233)之间的夹角为β1，所述凸起上侧面(2231)和凸起下侧面(2233)之间的夹角为β2，应满足：45°≤β1≤60°，45°≤β2≤60°。

10.根据权利要求8所述的径向夹持稳定的钻削刀具，其特征在于：所述切削部(11)上设有切削部端面(111)，所述夹持部(22)上设有夹持部端面(224)，所述切削部件(1)与所述夹持部件(2)装配到位时，所述切削部端面(111)与所述夹持部端面(224)之间有间隙T1，所述凹进下侧面(1233)与所述凸起下侧面(2233)之间有间隙T2,应满足：0<T2-T1<0.2mm。

11.根据权利要求3所述的径向夹持稳定的钻削刀具，其特征在于：所述连接部(12)上设有避空外周面(124)，所述避空外周面(124)设置在所述第二外周面(122)靠近所述旋转中心轴(5)一侧，所述夹持部(22)上设有避空内周面(225)，所述避空内周面(225)设置在所述第二内周面(222)远离所述旋转中心轴(5)的一侧。