CN1468678A - 切削加工装置 - Google Patents

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Abstract

一种切削加工装置，包括第一可转动主体(1)和第二可转动主体(3)，第一和第二可转动主体(1，3)沿共同的转动轴线安装，第一主体(1)包括凸部件(6)，而第二主体包括凹部件(7)，凸部件(6)插入凹部件形成连接部，每个凸凹部件(6，7)上都带有螺纹(4，5)，从而在第一和第二主体(1，3)间形成螺纹连接部，而凸部件(6)包括至少一个外圆周区域(8)，在相对于其螺纹的轴向上移动，并与凹部件(7)的相应内圆周区域(9)通过压配合连接在一起。凸部件(6)的外圆周和/或凹部件(7)的内圆周在所述外圆周和内圆周区域(8，9)为非圆形，从而沿预先确定的两个或多个区域(10－13)形成压配合，从凸部件和凹部件的圆周方向看这些区域是相互分开的。

Description

切削加工装置
技术领域
本发明涉及一种切削加工装置，包括第一和第二可转动主体，第一和第二可转动主体沿共同的转动轴线安装，第一主体包括凸部件，而第二主体包括凹部件，凸部件插入凹部件形成连接部，每个凹凸部件上都带有螺纹，从而在第一和第二主体间形成螺纹连接部，而凸部件包括至少一个外圆周区域，在相对于其螺纹的轴向上移动，并与凹部件的相应内圆周区域通过压配合连接在一起。
本发明还涉及一种如权利要求9前序部分所述的第一转动主体，和如权利要求16前序部分所述的转动主体。
本发明特别适合于钻削装置，特别是用不平衡钻头钻孔的时候，各个刀片的特定位置会引起径向的合力。本发明特别适合用于钻长孔，也就是长度大于孔径5倍的孔，非常重要的是：径向合力不会产生带有刀片的刀具相对于连于其上的钻管的斜向移动。
因此，为了例举的目的，参照如此的应用，披露了本发明。本发明具有实用性，特别适用于根据排出原理以及STS(单管系统)原理、布置用来进行钻削的钻头，在上述原理中切屑的输送通过刀具和连于其上的钻管执行。
背景技术
深孔钻通常包括带刀片的刀具和连在其上的钻管，钻管将刀具连在钻床上，还用于从刀具上带走切削下来的材料。
通常，刀具和钻管通过螺纹连接部连接在一起，钻管的带螺纹端旋入刀具的带螺纹部分。形成螺纹连接部的主要目的是在刀具和钻管间承载轴向力，但是也承载径向力。
而且，在所述螺纹侧的一个或多个区域形成刀具和钻管之间的压配合。这些区域由所述主体中的一个的不带螺纹、具有环形截面的外圆周和第二主体的不带螺纹的对应内圆周形成，具有形成凸部件部分的主体，其尺寸大于形成凹部件的主体，从而在将两部分旋在一起时形成压配合连接部。压配合的主要目的是承载钻孔刀具和钻管的径向力，也就是说阻止刀具在使用过程中相对于钻管倾斜。
在将刀具和钻管旋在一起时，特别是在重复多次的过程中，存在这样的危险，钻管或刀具将会因为在二者之间产生的压配合力，进而由在所述压配合区域或多个区域内的钻管和刀具中产生的力的作用下而破坏。
另外，为将刀具和钻管旋在一起所需要的力在某些情况下是相当大的，这取决于材料的厚度，特殊的材质和大尺寸部分超过的尺寸，和小尺寸部分减小的尺寸。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种在介绍中提到的类型的装置，该可转动主体相互间形成连接部，其形状使为在径向彼此控制或锁定相关的每个主体，在压配合发生区域的一个或二个主体上的塑性永久变形或发生破裂的可能性降低或彻底避免。但由于在操作过程中产生径向力，连接部可提供良好的稳定性以防止第一主体相对于第二主体的倾斜移动。
第二目的是提供一种在介绍中提到的类型的装置，可转动主体相互间形成连接部，其形状使在它们之间形成相互径向锁定和控制的压配合时所需要的力较小。
本发明的目的通过一种在介绍中提到的类型的装置来实现，其特征在于，凸部件的外圆周和/或凹部件的内圆周在所述外圆周和内圆周区域为非圆形，从而仅沿预先确定的两个或多个区域形成压配合，从凸部件和凹部件的圆周方向看这些区域是相互分开的。非圆形形状可包括凸部件的外圆周半径在圆周方向可选择地大于或小于凹部件地内圆周的半径。可选择地，凹部件的内半径沿圆周方向不同，并可大于或小于凸部件的外半径。在该披露内容中，圆周方向指沿主体的外表面横向于转动轴线。
最好是第一和第二主体之一为所述非圆形。当凸部件旋入凹部件时，两部件间的接触区域存在压配合的地方仅为一部分，因而处于凸部件的外圆周半径大于凹部件内圆周半径的区域。在圆周方向上位于这些接触区域之间并将这些接触区域分开的区域，凸部件的外圆周半径小于或最多等于凹部件的内圆周半径。在部件接触区域其一或二者上产生变形的材料可以膨胀或“漂”向中间区域。因此，不需要的塑性变形，或至少是在材料上产生如此大的应力致使裂缝发生并长大的情况就得以避免。
另外，因减小了压配合力，使连接第一和第二主体所需要的力减小。
有助于实现本发明的目的的该装置优选实施例限定在从属权利要求2-8中。
另外，本发明涉及根据权利要求9前序部分的可转动主体，其特征在于从圆周方向可以看出，凸部件的所述外圆周区域被预先分成两个或多个区域，所述区域从主体中心轴线的半径大于所述区域之间区域的半径。有助于实现本发明的目的的该装置优选实施例限定在独立权利要求10-15中。
本发明还涉及根据权利要求16前序部分的可转动主体，其特征在于凹部件的所述内圆周区域被预先分成两个或多个区域，所述区域从主体中心轴线的半径小于所述区域之间其它区域的半径。有助于实现本发明的目的的该主体优选实施例限定在从属权利要求17-20中。
本发明的其它特点和优势从以下对优选实施例的介绍和附图中清楚地看到。
附图说明
现在参照附图，举例说明本发明的一个优选实施例，其中：
图1是根据本发明一个实施例的相互分开的第一可转动主体和第二可转动主体的局部剖视图。
图2是根据图1的视图，但将第一主体插入第二主体。
图3是实施例中第一可转动主体的横截面图，在放大比例时是非圆形。
图4是根据图3所示主体在压配合区域插入第二主体时的横截面图。
图5是根据本发明第二主体的一个实施例的横截面图，其内圆周在放大比例时是非圆形。
图6是根据图5的第二主体在压配合区域包围第一主体时的横截面图。
具体实施方式
在图1和图2中，所示第一主体1形成旋转切削工件的刀具，可用任何优选材料制成，但比较典型的为金属工件(未示出)。刀具1的一端有用于切削的刀片2。刀具1和刀片2用于钻削。特别地，刀具1和刀片2适于给金属钻孔，刀片2相对于刀具的转动轴线不对称安装，这样就可以在刀具1上形成与钻孔相关的显著的径向力。
在图1和图2中，也示出了第二主体3，它包括一端将与第一主体1相连的管件，它的另一端将连于旋转机床，在此情况下为钻床。
在此情况下，第一主体1沿其部分长度为管形，并包括螺纹4，此时在其外圆周为外螺纹，第二主体3包括相应的螺纹5，此时沿其内圆周的一部分为内螺纹。第一主体1限定了凸部件6，而第二主体3限定了凹部件7。凸部件6包括所述螺纹4，适于旋入凹部件7，从而通过螺纹4和5的相互作用形成螺纹连接部。因而第一和第二主体1，3具有相同的旋转轴线，且一起形成根据本发明的切削机床用装置或装置的一部分。
在外圆周带螺纹部分一侧，第一主体1的凸部件上有外圆周区域8，其尺寸设计成在凸部件6的螺纹4啮合并准确置于凹部件7的相应螺纹5中时，可以利用压配合或接触来接合第二主体3的凹部件7的对应内圆周区域9。同样切实可行的是，凸部件6和凹部件7包括等同于所述圆周区域8，9的圆周区域14，15，但它们安置在螺纹4，5的另一端。为了简单，仅介绍圆周区域8，9，它们位于由螺纹4，5形成的螺纹连接部的一侧，紧邻刀具1的活动刀片端。但应理解的是位于螺纹4，5对侧的相应圆周区域14，15可根据与区域8，9有关的任一原则形成，对此有更详尽的解释。也就意味着，有关所述前圆周区域8，9的所述设计还适用于对应的后圆周区域14，15。还应理解的是，第一和第二主体1和3也可以只具有离所述刀片2最近的区域8，9，还可仅具有远离刀片的所述区域14，15或两个所述区域的结合。螺纹4，5前端的区域8，9和螺纹4，5后端的区域14，15，在本发明的范围内可以相同或不同。分别在圆周方向的延伸区域16和17，使第一主体1和第二主体3之间有间隔空隙，如从转动轴线方向可见将螺纹连接部4，5和前压配合区域8，9以及螺纹连接部4，5和可能的后压配合区域14，15分开。还要提及的是在所述实施例中第二主体3包括止动面18，这里基本上是环形，在其上支撑第一主体1，从而承受所述主体1，3之间的轴向力。
区域8和9中的每一个在转动轴线的方向都有给定的长度，也就是横向于圆周方向。在所述一对的外圆周和内圆周区域8，9中，凸部件6的外圆周(见图3和图4)或凹部件7的内圆周(见图5和图6)有一个为非圆形，从而只在预先决定好的两个，最好是在三个或三个以上区域10-13存在压配合，可以看出它们在凸部件和凹部件的圆周方向上是彼此分离的。在所述实施例中，根据本发明的原理形成四个压配合区域10-13。
在图3和图4所示的实施例中，非圆形仅存在于凸部件6上。非圆形通常通过机加工如车削、铣削或磨削圆周方向的区域得到，这些区域在圆周方向上将沿其上存在有压配合的区域分开，也就是说，沿这些区域凸部件6的外部尺寸大于相关凹部件的内部尺寸。当然，还会在对应的凹部件7上引起非圆形部分，因为将凹部件7压到凸部件上，它会产生一定变形。另外，材料会从凸部件尺寸大于邻近的机械加工区域部分的区域被压出，在机械加工区域凸部件6的外部尺寸通常与凹部件7的内部尺寸相同或稍小。
图5和图6示出第二实施例，其中凹部件内圆周一些部分的内径大于其它部分，这可以通过磨削所述先提到的那些部分获得。
凸部件外部尺寸的大尺寸区域(见图3和图4)或凹部件7内部尺寸的小尺寸区域(见图5和图6)在圆周方向上对称分布，以使压配合区域10-13大体上对称分布，在所述圆周方向上可以看得出来。在凸部件上的多个大尺寸区域，在圆周方向上通常是等长的。这在凹部件7的小尺寸情况下的小尺寸区域同样如此。
在优选实施例中，凸部件6和凹部件7为管件，沿所述部件的圆周方向在预先确定的独立区域机械加工而成，以获得所述的非圆形形状。还应注意的是非圆形部分也可通过局部减小管体的壁厚而获得。与主体尺寸相关的引起压配合的从大尺寸区域向小尺寸区域的过渡最好是连续的，也就是说是平缓的或为斜面，而并非台阶。
如果凸部件6或凹部件7在圆周方向上包括在圆周区域8，9中连续的管壁是有利的，凸部件6外圆周的非圆形部分或半径变化和凹部件内圆周各自存在于圆周区域8，9中。但是，不应排除的是非圆形部分可能包括一个或多个布置在所述管壁区域8，9上的缺口，也就是说在局部区域管壁缺失，以分开压配合所在的区域10-13。
同样完全可能的是，凸部件6的外圆周和凹部件7的内圆周在所述区域8，9上都是非圆形的，但出于与生产有关的技术原因，最好是预先确定仅所述部件6，7之一为非圆形。
另外，可以想到的是，基本上是压配合的区域10-13从圆周方向上看并非完全相互分开，但最好从圆周方向上看至少在一条线上完全分开，最好在圆周方向上的两条平行线间的区域是完全分开的。
本发明还包括这样的可能性，在凸部件和凹部件之间的压配合接触点产生窄条带，使得连接压配合存在的主要区域10-13，或在凸部件和凹部件的圆周表面分别产生大尺寸或小尺寸的多个岛状物，以期在这样的岛状物区域获得压配合。
应该明白的是本发明的多个变型对于本领域普通技术人员来说都是显而易见的，从而同样属于本发明的范围之内，并限定在由说明书和附图支持的的权利要求保护的范围之内。
例如，压配合区域10-13的数量要适应不同的情况，这些区域的几何形状同样如此，都在本发明的范围之内。
完全可能的是，在第一和第二主体的纵向上外圆周和内圆周区域8，9分别形成楔形，也就是说在转动轴线方向上不断增大。同样其它的形状，如拱形同样可行。
附图标记
1  刀具
2  刀片
3  钻管
4  螺纹
5  螺纹
6  凸部件
7  凹部件
8  圆周区域
9  圆周区域
10-13压配合区域
14 圆周区域
15 圆周区域
16 间隔区域
17 间隔区域
18 止动面

Claims (20)

1.一种切削加工装置，包括第一可转动主体(1)和第二可转动主体(3)，其中
第一和第二可转动主体(1，3)沿共同的转动轴线安装，
第一主体(1)包括凸部件(6)，而第二主体包括凹部件(7)，凸部件(6)插入凹部件形成连接部，
每个凸凹部件(6，7)上都带有螺纹(4，5)，从而在第一和第二主体(1，3)间形成螺纹连接部，
凸部件(6)包括至少一个外圆周区域(8)，在相对于其螺纹的轴向上移动，并与凹部件(7)的相应内圆周区域(9)通过压配合连接在一起，其特征在于：
凸部件(6)的外圆周和/或凹部件(7)的内圆周在所述外圆周和内圆周区域(8，9)为非圆形，从而沿预先确定的两个或多个区域(10-13)形成压配合，从凸部件和凹部件的圆周方向看这些区域是相互分开的。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：存在压配合的区域(10-13)从所述圆周方向看通常为对称分布。
3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于：存在压配合的区域(10-13)从所述圆周方向看长度基本相等。
4.如权利要求1-3任一所述的装置，其特征在于：凸部件(6)和/或凹部件(7)为管状，且至少它们中之一的非圆形部分通过在预先确定的区域减小管壁厚度而形成，从其圆周方向可以看出来。
5.如权利要求1-4任一所述的装置，其特征在于：第一主体(1)和第二主体(3)之一包括带刀片的钻孔刀具。
6.如权利要求1-5任一所述的装置，其特征在于：第一主体(1)和第二主体(3)之一包括将附加主体连接至机床上以转动第一和第二主体的延长管。
7.如权利要求5所述的装置，其特征在于：凸部件(6)和凹部件(7)上沿两个或多个相互分开区域(10-13)存在压配合的圆周区域位于螺纹连接部(4，5)上邻近刀具(1)的刀片(2)的一侧。
8.如权利要求1-7任一所述的装置，其特征在于：凸部件(6)和凹部件(7)上沿两个或多个相互分开区域(10-13)存在压配合的圆周区域(8，9)位于螺纹连接部(4，5)的两侧。
9.在切削加工装置中安装连接在第二可转动主体(1，3)上的可转动主体(1，3)，其中
第一可转动主体(1，3)和第二可转动主体(1，3)沿共同的转动轴线安装，
第一可转动主体(1)包括插入安装在第二可转动主体(3)的凹部件(7)中的凸部件(6)，
凸部件(6)上带有螺纹(4)，用于旋入第二主体(3)形成螺纹连接部(4，5)，还包括至少一个外圆周区域(8)，在相对于其螺纹的轴向上移动，并与凹部件(7)的相应内圆周区域(9)通过压配合连接在一起，其特征在于：
凸部件(6)的所述外圆周区域从圆周方向看被分成预先确定的两个或多个区域(10-13)，所述区域(10-13)从主体中心轴线的半径大于所述区域(10-13)之间区域的半径。
10.如权利要求9所述的可转动主体，其特征在于：从圆周方向上看，具有较大半径的区域(10-13)对称分布。
11.如权利要求9或10所述的可转动主体，其特征在于：从圆周方向上看，具有较大半径的区域(10-13)长度基本上相等。
12.如权利要求7-11任一所述的可转动主体，其特征在于：所述主体为管状，其壁厚在位于较大半径区域(10-13)之间的区域处减小。
13.如权利要求9-12任一所述的可转动主体，其特征在于：所述主体形成了带刀片的钻孔刀具(1)。
14.如权利要求13所述的可转动主体，其特征在于：带有具有较大半径的相互分开区域(10-13)的外圆周区域(8)位于螺纹(4)紧邻刀具(1)的刀片(2)的一侧。
15.如权利要求13或14所述的可转动主体，其特征在于：带有具有较大半径的相互分开区域(10-13)的外圆周区域(8)位于螺纹(4)远离刀具(1)的刀片(2)的一侧。
16.在切削加工装置中安装连接在第二可转动主体(1)上的可转动主体(3)，其中
第一可转动主体(3)和第二可转动主体(1)沿共同的转动轴线安装，
第一可转动主体(3)包括由第二可转动主体(1)的凸部件(6)插入安装的凹部件(7)，
凹部件(7)带有螺纹(5)，用于旋入第二主体(1)并形成螺纹连接部(4，5)，还包括至少一个内圆周区域(9)，在相对于其螺纹(5)的轴向上移动，并与凸部件(6)的相应外圆周区域(8)通过压配合连接在一起，其特征在于：
凹部件(7)的所述内圆周区域(9)从圆周方向上看被分成预先确定的两个或多个区域(10-13)，所述区域(10-13)从主体中心轴线的半径小于位于所述区域(10-13)之间其它区域的半径。
17.如权利要求16所述的可转动主体，其特征在于：从圆周方向上看，具有较小半径的区域(10-13)对称分布。
18.如权利要求16或17所述的可转动主体，其特征在于：从圆周方向上看，具有较小半径的区域(10-13)长度基本上相等。
19.如权利要求16-18任一所述的可转动主体，其特征在于：所述主体为管状，壁厚在位于较小半径区域(10-13)之间的区域处减小。
20.如权利要求16-19任一所述的可转动主体，其特征在于：所述主体形成了将钻孔刀具(1)连接在机床上以转动刀具的钻管。
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