CN204565232U - 基于凹槽结构的可换头硬质合金钻头 - Google Patents

基于凹槽结构的可换头硬质合金钻头 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种基于凹槽结构的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,刀头的钻进本体上至少设有两个刀头缺口,刀头缺口由第一刀头接触面和第二刀头接触面相交构成,第一刀头接触面的表面为圆柱形表面且其表面设有凹槽或凸条;刀杆的上端壁上设有至少两个且与刀头缺口数量相同的向上凸起的凸块,凸块的内表面为圆柱形表面且其内表面上设有凸条或凹槽,凸块的结构满足以下条件:凸块的内表面上的凸条或凹槽与所述第一刀头接触面的表面上的凹槽或凸条之间为过盈配合。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,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

基于凹槽结构的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,尤其涉及一种便于更换刀头的基于凹槽结构的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,但其过盈配合结构较为复杂,或需要通过螺钉固定来实现刀头的更换,存在一定的不合理性。
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利用过盈配合实现刀头与刀杆连接且结构简单的基于凹槽结构的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:
一种基于凹槽结构的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所述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的表面为圆柱形表面,所述第一刀头接触面的表面设有横向或横向倾斜的弧形的凹槽或凸条,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,所述凸块的内表面为圆柱形表面,所述凸块的内表面上设有与所述第一刀头接触面的表面上的凹槽或凸条配合的弧形的凸条或凹槽,所述凸块的结构满足以下条件:所述凸块的内表面上的凸条或凹槽与所述第一刀头接触面的表面上的凹槽或凸条之间为过盈配合,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,凸块的内表面上的凸条或凹槽与第一刀头接触面的表面上的凹槽或凸条之间的过盈配合是最重要的技术方案,该方案能实现刀头与刀杆之间过盈配合连接的技术效果;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的表面为外凸的圆柱形表面,所述凸块的内表面为内凹的圆柱形表面,所述第二刀头接触面和所述凸块的第一侧面均为竖向平面;所述第一刀头接触面与所述第二刀头接触面之间的相交线为竖向直线。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;刀头缺口和凸块的数量可以更多,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其它形状的表面,只要能够实现相互的紧密配合即可,但这些结构不是优选结构。
作为优选,所述第二刀头接触面的外边缘与所述钻进本体的竖向中心线构成的虚拟平面与所述第二刀头接触面之间的夹角为12°。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。
为了实现凹槽与凸条之间的最佳配合,所述凹槽的开口宽度大于底部宽度,对应地,所述凸条的外侧宽度小于内侧宽度。
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,并将第一刀头接触面的表面设为圆柱形表面,在第一刀头接触面的表面设有横向或横向倾斜的弧形的凹槽或凸条,在刀杆上设置凸块,在凸块的内表面上设有配合的弧形的凸条或凹槽,使刀头与刀杆之间能够实现过盈配合连接;并在组装后使第一刀头接触面与凸块的内表面紧密接触,第二刀头接触面与凸块的第一侧面紧密接触,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;本实用新型所述基于凹槽结构的可换头硬质合金钻头因其具有结构简单、稳定可靠的特点,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是本实用新型所述基于凹槽结构的可换头硬质合金钻头的刀头的立体图;
图2是本实用新型所述基于凹槽结构的可换头硬质合金钻头的刀头的主视图;
图3是本实用新型所述基于凹槽结构的可换头硬质合金钻头的刀头的俯视图;
图4是本实用新型所述基于凹槽结构的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是本实用新型所述基于凹槽结构的可换头硬质合金钻头的刀头的近似主视局剖图,视角与图1相比略有差异;
图6是本实用新型所述基于凹槽结构的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相比基本一致;
图7是本实用新型所述基于凹槽结构的可换头硬质合金钻头的刀杆的立体图;
图8是本实用新型所述基于凹槽结构的可换头硬质合金钻头的刀杆上部的放大立体图;
图9是本实用新型所述基于凹槽结构的可换头硬质合金钻头的刀头和刀杆的上部组装前的立体图;
图10是本实用新型所述基于凹槽结构的可换头硬质合金钻头的刀头和刀杆的上部组装过程中的立体图;
图11是本实用新型所述基于凹槽结构的可换头硬质合金钻头的刀头和刀杆组装后的立体图。
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,本实用新型所述基于凹槽结构的可换头硬质合金钻头包括刀头3和刀杆11,以刀头3的钻尖1为上方,刀头3的上部包括钻尖1和位于钻尖1下面的钻进本体(图中未标记),刀头3安装于刀杆11的上端,刀头3的下部设有圆柱形的圆柄9,刀头3的钻进本体的外径大于圆柄9的外径,刀杆11的上部端面20设有竖向的圆柄夹持槽13,圆柄夹持槽13由刀杆11的两个上端端部19的内表面14形成,圆柄夹持槽13也可以为圆柄夹持孔,圆柄9置于圆柄夹持槽13内;刀头3的钻进本体上设有两个以所述钻进本体的竖向中心线相互对称的刀头缺口8,刀头缺口8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4和竖向(也可以为竖向倾斜,但不是优选结构)第二刀头接触面5相交构成,第一刀头接触面4相对于第二刀头接触面5更加靠近所述钻进本体的竖向中心线,第一刀头接触面4的表面为外凸的圆柱形表面,第一刀头接触面4的表面设有横向或横向倾斜的弧形的凹槽7(也可以为凸条),刀头3的钻进本体的上部边缘位于两个刀头缺口8旁边的位置设有两个用于安装装卸工具(图中未示)的装卸卡槽6,装卸卡槽6的底面与水平方向之间的夹角C为60°;刀杆11的上部端面20上设有两个向上凸起且以刀杆11的竖向中心线相互对称的凸块17,凸块17的内表面15位于圆柄夹持槽13的槽壁以外,凸块17的内表面15为内凹的圆柱形表面,凸块17的内表面15上设有与第一刀头接触面4的表面上的凹槽7配合的弧形的凸条16,凹槽7的开口宽度大于底部宽度,对应地,凸条16的外侧宽度小于内侧宽度,第二刀头接触面5和凸块17的第一侧面21均为竖向平面,第一刀头接触面4与第二刀头接触面5之间的相交线为竖向直线,即该相交线与水平参考线10之间的夹角B为90°,第二刀头接触面5的外边缘与所述钻进本体的竖向中心线构成的虚拟平面与第二刀头接触面5之间的夹角A为12°,凸块17的结构满足以下条件:凸块17的内表面15上的凸条16与第一刀头接触面4的表面上的凹槽7之间为过盈配合,在组装完成后,第一刀头接触面4与凸块17的内表面15紧密接触,第二刀头接触面5与凸块17的第一侧面21紧密接触,刀头3上部的钻尖1的钻尖角D为140°;刀头3上设有和刀杆11相互连通的螺旋形的容屑槽。刀头3上设有螺旋形的容屑槽2,刀杆11上设有螺旋形的容屑槽12,容屑槽2和容屑槽12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4的配合要求即可;刀杆11的上部端面20即为上端端部19的顶面,上部端面20在本钻头组装后与刀头3的钻进本体的下端面之间紧密接触。
如图1、图2、图7-图11所示,组装时,先将刀头3下部的圆柄1置于刀杆11的圆柄夹持槽13内,并使刀头3的钻进本体的下表面位于刀杆11的上部端面20上并处于远离凸块17的位置,第一刀头接触面4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3,第一刀头接触面4与凸块17的内表面15之间过盈接触;继续顺时针旋转刀头3,直到第二刀头接触面5与凸块17的第一侧面21紧密接触为止,在此过程中刀头3的钻进本体的下端面与刀杆11的上部端面20一直保持接触。此时完成刀头3与刀杆11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3,则刀头3实现与上相反的旋转过程,在第一刀头接触面4与凸块17的内表面15之间无接触后,即可轻松卸开刀头3和刀杆11。
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 (9)

1.一种基于凹槽结构的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所述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的表面为圆柱形表面,所述第一刀头接触面的表面设有横向或横向倾斜的弧形的凹槽或凸条,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,所述凸块的内表面为圆柱形表面,所述凸块的内表面上设有与所述第一刀头接触面的表面上的凹槽或凸条配合的弧形的凸条或凹槽,所述凸块的结构满足以下条件:所述凸块的内表面上的凸条或凹槽与所述第一刀头接触面的表面上的凹槽或凸条之间为过盈配合,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所述的基于凹槽结构的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的表面为外凸的圆柱形表面,所述凸块的内表面为内凹的圆柱形表面,所述第二刀头接触面和所述凸块的第一侧面均为竖向平面;所述第一刀头接触面与所述第二刀头接触面之间的相交线为竖向直线。
3.根据权利要求2所述的基于凹槽结构的可换头硬质合金钻头,其特征在于:所述第二刀头接触面的外边缘与所述钻进本体的竖向中心线构成的虚拟平面与所述第二刀头接触面之间的夹角为12°。
4.根据权利要求1、2或3所述的基于凹槽结构的可换头硬质合金钻头,其特征在于:所述凹槽的开口宽度大于底部宽度,对应地,所述凸条的外侧宽度小于内侧宽度。
5.根据权利要求1所述的基于凹槽结构的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。
6.根据权利要求5所述的基于凹槽结构的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°。
7.根据权利要求1所述的基于凹槽结构的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°。
8.根据权利要求1所述的基于凹槽结构的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。
9.根据权利要求8所述的基于凹槽结构的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°。
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