CN204545517U - 自锁式可换头硬质合金钻头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自锁式可换头硬质合金钻头，包括刀头和刀杆，刀头安装于刀杆的上端，刀头的下部设有圆柄，刀杆的上端设有竖向的圆柄夹持槽或圆柄夹持孔，刀头的钻进本体上至少设有两个刀头缺口，刀头缺口由竖向或竖向倾斜的第一刀头接触面和第二刀头接触面相交构成；刀杆的上端壁上设有至少两个且与所述刀头缺口数量相同的向上凸起的凸块，凸块的结构满足以下条件：在组装刀头和刀杆的过程中，刀头拐角边与凸块的内表面之间依次经过无接触、过盈接触、非过盈接触。本实用新型所述钻头实现了刀头与刀杆之间的快速装卸，且在组装后非常稳固，实现了自锁功能，刀头与刀杆的传动也非常可靠，装卸过程中无需螺钉锁紧，非常方便、快捷。

Description

自锁式可换头硬质合金钻头

技术领域

本实用新型涉及一种硬质合金钻头，尤其涉及一种能够自锁且便于更换刀头的自锁式可换头硬质合金钻头。

背景技术

人类认识和使用钻头的历史可以上溯到史前时代。燧人氏“钻木取火”所使用的石钻，可以看作最原始的钻头。现代工业加工中广泛使用的麻花钻俗称钻头，是一种形状复杂的孔加工刀具，诞生于一百多年前。现在，全世界每年消耗的各类钻头数以亿计。据统计，在美国的汽车制造业，机械加工中钻孔工序的比重约占50％；而在飞机制造业，钻孔工序所占的比重则更高。钻削属于内孔加工范畴，而孔加工是最复杂的机械加工方法之一。正因为如此，人们一直致力于钻头的改进和钻削过程的研究。

可换刀头的组合式硬质合金钻头包括硬质合金刀头和钢制刀杆，刀头安装于刀杆上。在一定钻孔直径的范围内它已可以完全替代现在大量使用的整体硬质合金钻头。可换头硬质合金组合式钻头可更换刀头，刀杆可重复使用。刀头所使用的硬质合金材料大大少于整体硬质合金钻头所使用的硬质合金材料，因此可以极大的降低钻孔的刀具成本。

比如：专利号为“ZL 200580037359.5”的中国专利公开了一种转动切削刀具具有可拆卸的固定在柄部上的实心切削头，该切削头具有靠近切削头前面的切削部分以及与其形成整体并从中向后延伸的安装部分，柄部具有从柄部前面向后延伸的接收部分，在切削头固定在柄部上时，安装部分接收在接收部分内，并且柄部前面向前暴露并靠近切削头前面。

专利号为“US 7306410”的美国专利中所示的示例性实施例中，从圆柄的周边侧旋入的夹持固定螺钉延伸通过固定支柱和将其夹持就位的夹持延伸部，夹持固定螺钉不仅在夹持延伸部和固定支柱之间提供了确定的配合连接，而且还提高了由夹持延伸部沿径向施加在支柱的截头圆锥形的表面上所产生的夹持压力；在另一个示例性实施例中，夹持固定螺钉处于槽口内部，其旋转轴线沿直径延伸，且该槽口沿径向在固定支柱内部延伸，并且朝向固定支柱的渐缩端敞开。在将可更换的刀头固定到圆柄上时，对夹持固定螺钉的需要引入了额外的复杂性以及更长的装配时间。

专利号为“US 5957631”的美国专利公开了一种转动切削刀具，该刀具包括可松开的连接到柄部上切削头，切削头和柄部通过切削头和柄部周边表面的形状和尺寸的配合而结合，并且在切削头的前端具有切削刃，切削头和柄部有利的通过燕尾形连接配置连接，提供牢固的保持和稳定的连接，而不依赖例如螺钉的其他连接装置。这大大简化了切削头与柄部的组装和拆卸。

上述几个公开的可换头钻头专利中，具有可以更换刀头的功能，但都是通过过盈配合或螺钉固定来实现刀头的可换，且上述刀头与刀杆仅有紧固功能没有自锁功能，过盈配合固定使其制造的要求很高、难度很大；螺钉固定式更换又不方便，且都不具备简单易装卸的自锁式固定功能。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种结构简单、便于制作、稳定可靠、定位精度高且具有自锁功能的自锁式可换头硬质合金钻头。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

一种自锁式可换头硬质合金钻头，包括刀头和刀杆，以所述刀头的钻尖为上方，所述刀头的上部包括钻尖和位于所述钻尖下面的钻进本体，所述刀头安装于所述刀杆的上端，所述刀头的下部设有圆柱形的圆柄，所述刀头的钻进本体的外径大于所述圆柄的外径，所述刀杆的上端设有竖向的圆柄夹持槽或圆柄夹持孔，所述圆柄置于所述圆柄夹持槽或圆柄夹持孔内；所述刀头的钻进本体上至少设有两个刀头缺口，所述刀头缺口由竖向或竖向倾斜的第一刀头接触面和第二刀头接触面相交构成，所述第一刀头接触面相对于所述第二刀头接触面更加靠近所述钻进本体的竖向中心线，所述第一刀头接触面中远离所述第二刀头接触面的一侧边缘向靠近所述钻进本体的竖向中心线的方向弯折形成刀头拐角边，所述刀头拐角边与所述钻进本体的竖向中心线的距离大于所述圆柄的径向截面半径，所述第一刀头接触面中存在一竖向线段，该竖向线段与所述钻进本体的竖向中心线之间的距离为所述第一刀头接触面与所述钻进本体的竖向中心线之间的所有距离中的最短距离；所述刀杆的上部端面上设有至少两个且与所述刀头缺口数量相同的向上凸起的凸块，所述凸块的内表面位于所述圆柄夹持槽的槽壁或圆柄夹持孔的孔壁以外，所述凸块的结构满足以下条件：在组装所述刀头和所述刀杆的过程中，所述刀头拐角边与所述凸块的内表面之间依次经过无接触、过盈接触、非过盈接触，在组装完成后，所述第一刀头接触面与所述凸块的内表面紧密接触，所述第二刀头接触面与所述凸块的第一侧面紧密接触。

上述结构中，刀头拐角边与凸块的内表面之间依次经过无接触、过盈接触、非过盈接触的组装过程是最重要的技术效果，对应地，该效果通过上述的第一刀头接触面和刀头拐角边与钻进本体的竖向中心线之间的相对位置关系，以及凸块之间的相对位置和距离来确定；第一刀头接触面与凸块的内表面之间、第二刀头接触面与凸块的第一侧面之间的位置关系也是必不可少的，这种结构能确保刀头与刀杆之间具有自锁的、紧密的、稳固的安装和竖向钻削力与扭矩的传递。

作为优选，所述刀头缺口为两个且以所述钻进本体的竖向中心线相互对称，所述凸块为两个且以所述刀杆的竖向中心线相互对称；所述第一刀头接触面和第二刀头接触面均为平面，所述凸块的内表面和第一侧面均为平面；两个所述刀头拐角边之间的距离略大于两个所述凸块的内表面之间的最小距离。上述结构尽量在确保效果的前提下简单化，以降低加工成本；第一刀头接触面、第二刀头接触面、凸块的内表面和第一侧面也可以为弧形面，但其加工精度和加工成本更高，所以不是优选结构；其中，两个刀头拐角边之间的距离略大于两个凸块的内表面之间的最小距离，即为实现上述刀头拐角边与凸块的内表面之间的组装过程的具体优选结构之一，这是针对两个凸块结构的情形，如果是两个以上凸块的情形，则不一定是这种结构。

作为优选，所述第二刀头接触面与水平方向的夹角为45-90°，且所述第二刀头接触面的上部比下部更加远离所述刀头的钻进本体的竖向中心线；所述凸块的第一侧面与水平方向的夹角为45-90°。这种结构中，凸块的第一侧面将承载钻头切削时由刀头第二接触面传递的钻削扭矩，同时保证钻头在组装后自锁时刀杆的上部端面与刀头的钻进本体的底面的紧密接触，刀杆端面将承载由刀头的钻进本体的底面传递的钻削竖向力。

作为更优选择，所述第二刀头接触面与水平方向的夹角为65°；所述凸块的第一侧面与水平方向的夹角为65°。

为了实现刀头拐角边在凸块的内表面上的平滑过渡并减小磨损，所述刀头拐角边为圆弧边。

为了便于装卸刀头，所述刀头的钻进本体的上部边缘位于两个所述刀头缺口旁边的位置设有两个用于安装装卸工具的装卸卡槽。

优选地，所述装卸卡槽的底面与水平方向之间的夹角为60°。

优选地，所述刀头上部的钻尖的钻尖角为140°。

为了便于排屑，所述刀头和所述刀杆上均设有相互连通的螺旋形的容屑槽。

优选地，所述容屑槽的螺旋角为25°。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型通过在刀头的钻进本体上设置第一刀头接触面和第二刀头接触面，并在第一刀头接触面的一侧设置刀头拐角边，在刀杆上设置凸块，使刀头拐角边与凸块的内表面之间在组装过程中依次经过无接触、过盈接触、非过盈接触，并在组装后使第一刀头接触面与凸块的内表面紧密接触，竖向倾斜的第二刀头接触面与同样角度竖向倾斜的凸块的第一侧面紧密接触，从而实现了刀头与刀杆之间的自锁功能，且实现了刀头与刀杆的稳固连接和可靠传动，并且装卸过程中无需螺钉锁紧和紧固，非常方便、快捷；通过第二刀头接触面，将施加在刀头的钻削扭矩传递给刀杆，从而使刀头和刀杆在工作中其刀头第二接触面与凸块的第一侧面之间、刀头的钻进主体的下端面与刀杆的上部端面之间配合更加紧固，同时进一步实现自锁紧，保证钻头钻进过程的高速、高精度和低跳动；本实用新型所述自锁式可换头硬质合金钻头因其具有独创的自锁结构和简单、可靠、高精度的特点，在生产中具有高效率、高精度、低成本、快换刀头、低切削力、排屑顺畅、切削流畅的优点，适用于高速、高进给地加工不同种类的孔，用途广泛。

附图说明

图1是本实用新型所述自锁式可换头硬质合金钻头的刀头的主视图；

图2是本实用新型所述自锁式可换头硬质合金钻头的刀头的俯视图；

图3是本实用新型所述刀头拐角边所在结构的局部放大图，与图2视角相同。

图4是本实用新型所述自锁式可换头硬质合金钻头的刀头的近似主视图之一，视角与图1相比略有差异；

图5是本实用新型所述自锁式可换头硬质合金钻头的刀头的近似主视图之二，视角与图1相比略有差异；

图6是本实用新型所述自锁式可换头硬质合金钻头的刀头的近似主视图之三，视角与图1相比基本一致；

图7是本实用新型所述自锁式可换头硬质合金钻头的刀杆的立体图；

图8是本实用新型所述自锁式可换头硬质合金钻头的刀杆上部的放大立体图；

图9是本实用新型所述自锁式可换头硬质合金钻头的刀头和刀杆的上部组装时的立体图；

图10是本实用新型所述自锁式可换头硬质合金钻头的刀头和刀杆组装后的立体图；

图11是本实用新型所述自锁式可换头硬质合金钻头的刀头和刀杆的上部组装后的放大立体图；

图12是本实用新型所述自锁式可换头硬质合金钻头的刀头与刀杆组装过程中处于过盈状态的俯视图；

图13是图12中“E”的放大图；

图14是本实用新型所述自锁式可换头硬质合金钻头的刀头与刀杆组装后的俯视图；

图15是图14中“F”的放大图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1-图11所示，本实用新型所述自锁式可换头硬质合金钻头包括刀头6和刀杆12，以刀头6的钻尖为上方，刀头6的上部包括钻尖7和位于钻尖7下面的钻进本体(图中未标记)，刀头6上部的钻尖7的钻尖角C为140°，刀头6安装于刀杆12的上端，刀头6的下部设有圆柱形的圆柄1，刀头6的钻进本体的外径大于圆柄1的外径，刀杆12的上部端面20设有竖向的圆柄夹持槽14，圆柄夹持槽14由刀杆12的两个上端端部19的内表面15形成，圆柄夹持槽14也可以为圆柄夹持孔，圆柄1置于圆柄夹持槽14内；刀头6的钻进本体上设有两个以刀头6的钻进本体的竖向中心线相互对称刀头缺口9，刀头缺口9由竖向(也可以为竖向倾斜，但不是优选结构)的第一刀头接触面5和竖向倾斜(也可以为竖向，但不是优选结构)的第二刀头接触面4相交构成，第一刀头接触面5和第二刀头接触面4均为平面，第二刀头接触面4与水平方向即参考水平线8的夹角A为65°，相应地，凸块17的第一侧面21与水平方向即参考水平线8的夹角为45-90°且与夹角A相同，夹角A也可以为45-90°之间的65°以外的其它角度，且第二刀头接触面4的上部比下部更加远离刀头6的钻进本体的竖向中心线，第一刀头接触面5相对于第二刀头接触面4更加靠近刀头6的钻进本体的竖向中心线，第一刀头接触面5中远离第二刀头接触面4的一侧边缘向靠近刀头6的钻进本体的竖向中心线的方向弯折形成刀头拐角边10，刀头拐角边10为圆弧边，刀头拐角边10与刀头6的钻进本体的竖向中心线的距离大于圆柄1的径向截面半径，第一刀头接触面5中存在一竖向线段(图中未具体示出该线段)，该竖向线段与刀头6的钻进本体的竖向中心线之间的距离为第一刀头接触面5与刀头6的钻进本体的竖向中心线之间的所有距离中的最短距离；刀杆12的上端端部19的壁上设有两个以刀杆12的竖向中心线相互对称且向上凸起的凸块17，凸块17的内表面16和第一侧面21均为平面，凸块17的内表面16位于圆柄夹持槽14的槽壁以外，两个刀头拐角边10之间的距离略大于两个凸块17的内表面16之间的最小距离，在组装刀头6和刀杆12的过程中，刀头拐角边10(可以为其下段或中下段或全部)与凸块17的内表面16之间依次经过无接触、过盈接触、非过盈接触，在组装完成后，第一刀头接触面5与凸块17的内表面16紧密接触，第二刀头接触面4与凸块17的第一侧面21紧密接触。上述第一刀头接触面5和第二刀头接触面4之间的夹角根据实际需要而定，可以适当变化，一般取60-90°为宜，90°最佳；刀头6的钻进本体的上部边缘位于两个刀头缺口9旁边的位置设有两个用于安装装卸工具的装卸卡槽3，装卸卡槽3的底面与水平方向即参考水平线8之间的夹角B为60°；刀头6上设有螺旋形的容屑槽2，刀杆12上设有螺旋形的容屑槽13，容屑槽2和容屑槽13相互连通且其螺旋角均为25°。图7和图8中还示出了凸块17的顶面18，其中，凸块17的顶面18的高度不需明确限定，只要满足凸块17与第一刀头接触面5的配合要求即可；刀杆12的上部端面20即上端端部19的顶面，上部端面20在本钻头组装后与刀头6的钻进本体的下端面之间紧密接触。

如图1、图8、图9和图12-图15所示，组装时，先将刀头6下部的圆柄1置于刀杆12的圆柄夹持槽14内，并使刀头6的钻进本体的下表面位于刀杆12的上部端面20上并处于远离凸块17的位置，刀头拐角边10位于凸块17的内表面16的内侧；然后通过装卸工具(图中未示)顺时针旋转刀头6，刀头拐角边10与凸块17的内表面16之间依次经过无接触、过盈接触、非过盈接触，其中过盈接触见图12和图13所示，此时的刀头6与刀杆12之间接触是最紧的，需要较大力量才能使其过渡到非过盈接触状态；继续顺时针旋转刀头6，刀头拐角边10与凸块17的内表面16之间过渡到非过盈接触状态，直到第一刀头接触面5与凸块17的内表面紧密接触、第二刀头接触面4与凸块17的第一侧面21紧密接触为止，在此过程中刀头6的钻进本体的下端面与刀杆12的上部端面20一直保持接触。见图14和图15所示，此时完成刀头6与刀杆12的组装。如果要拆卸本钻头，则通过装卸工具逆时针旋转刀头6，则刀头6实现与上相反的旋转过程，在刀头拐角边10与凸块17的内表面16之间无接触后，即可轻松卸开刀头6和刀杆12。

上述实施例只是本实用新型的较佳实施例，并不是对本实用新型技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本实用新型专利的权利保护范围内。

Claims (10)

1.一种自锁式可换头硬质合金钻头，包括刀头和刀杆，以所述刀头的钻尖为上方，所述刀头的上部包括钻尖和位于所述钻尖下面的钻进本体，所述刀头安装于所述刀杆的上端，所述刀头的下部设有圆柱形的圆柄，所述刀头的钻进本体的外径大于所述圆柄的外径，所述刀杆的上端设有竖向的圆柄夹持槽或圆柄夹持孔，所述圆柄置于所述圆柄夹持槽或圆柄夹持孔内；其特征在于：所述刀头的钻进本体上至少设有两个刀头缺口，所述刀头缺口由竖向或竖向倾斜的第一刀头接触面和第二刀头接触面相交构成，所述第一刀头接触面相对于所述第二刀头接触面更加靠近所述钻进本体的竖向中心线，所述第一刀头接触面中远离所述第二刀头接触面的一侧边缘向靠近所述钻进本体的竖向中心线的方向弯折形成刀头拐角边，所述刀头拐角边与所述钻进本体的竖向中心线的距离大于所述圆柄的径向截面半径，所述第一刀头接触面中存在一竖向线段，该竖向线段与所述钻进本体的竖向中心线之间的距离为所述第一刀头接触面与所述钻进本体的竖向中心线之间的所有距离中的最短距离；所述刀杆的上部端面上设有至少两个且与所述刀头缺口数量相同的向上凸起的凸块，所述凸块的内表面位于所述圆柄夹持槽的槽壁或圆柄夹持孔的孔壁以外，所述凸块的结构满足以下条件：在组装所述刀头和所述刀杆的过程中，所述刀头拐角边与所述凸块的内表面之间依次经过无接触、过盈接触、非过盈接触，在组装完成后，所述第一刀头接触面与所述凸块的内表面紧密接触，所述第二刀头接触面与所述凸块的第一侧面紧密接触。

2.根据权利要求1所述的自锁式可换头硬质合金钻头，其特征在于：所述刀头缺口为两个且以所述钻进本体的竖向中心线相互对称，所述凸块为两个且以所述刀杆的竖向中心线相互对称；所述第一刀头接触面和第二刀头接触面均为平面，所述凸块的内表面和第一侧面均为平面；两个所述刀头拐角边之间的距离略大于两个所述凸块的内表面之间的最小距离。

3.根据权利要求2所述的自锁式可换头硬质合金钻头，其特征在于：所述第二刀头接触面与水平方向的夹角为45-90°，且所述第二刀头接触面的上部比下部更加远离所述刀头的钻进本体的竖向中心线；所述凸块的第一侧面与水平方向的夹角为45-90°。

4.根据权利要求3所述的自锁式可换头硬质合金钻头，其特征在于：所述第二刀头接触面与水平方向的夹角为65°；所述凸块的第一侧面与水平方向的夹角为65°。

5.根据权利要求2、3或4所述的自锁式可换头硬质合金钻头，其特征在于：所述刀头拐角边为圆弧边。

6.根据权利要求2、3或4所述的自锁式可换头硬质合金钻头，其特征在于：所述刀头的钻进本体的上部边缘位于两个所述刀头缺口旁边的位置设有两个用于安装装卸工具的装卸卡槽。

7.根据权利要求6所述的自锁式可换头硬质合金钻头，其特征在于：所述装卸卡槽的底面与水平方向之间的夹角为60°。

8.根据权利要求1、2、3或4所述的自锁式可换头硬质合金钻头，其特征在于：所述刀头上部的钻尖的钻尖角为140°。

9.根据权利要求1、2、3或4所述的自锁式可换头硬质合金钻头，其特征在于：所述刀头和所述刀杆上均设有相互连通的螺旋形的容屑槽。

10.根据权利要求9所述的自锁式可换头硬质合金钻头，其特征在于：所述容屑槽的螺旋角为25°。