CN207873204U - 一种用于超短阶梯孔加工的扩孔刀 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于超短阶梯孔加工的扩孔刀，能解决用于阶梯长度小于3mm的超短多阶梯成型孔的扩孔成型刀加工难度大、精度低、且易引起测量误差的问题。其刀体为一与刀柄同轴线的阶梯圆柱体；阶梯圆柱体包括同心连接的第一圆柱和第二圆柱，第二圆柱的后端与刀柄同心一体连接，第一圆柱的外周面上开设有四条排屑主槽和四条排屑副槽且四条排屑主槽与四条排屑副槽沿周向间隔排布并同时均向后延伸至第二圆柱上，从而在阶梯圆柱体的外周面上形成八个刃齿，八个刃齿包括四个第一刃齿和四个第二刃齿，其中位于排屑主槽的顺时针方向一侧的刃齿为第一刃齿、逆时针方向一侧的刃齿为第二刃齿，第一刃齿和第二刃齿均分别包括第一圆柱部分和第二圆柱部分。

Description

一种用于超短阶梯孔加工的扩孔刀

技术领域

本实用新型涉及金属切削加工的刀具领域，具体为一种用于超短阶梯孔加工的扩孔刀。

背景技术

随着数控机床及加工中心的广泛使用，机械领域很多工艺步骤可以集中在同一台设备进行，机械加工效率大大提高；而复合刀具的不断应用也使数控机床及加工中心的使用效率大大提高，进一步加快了生产节拍并有效降低单件成本；特别是复杂多阶梯成型轮廓的加工对生产节拍的要求更高。

现有对于结构复杂、关联尺寸多、精度高的成型孔加工，为了提高效率，通常是先采用阶梯钻加工一阶梯基孔，再采用阶梯扩孔钻对阶梯基孔进行扩孔加工以满足成型轮廓的一次成型。但是对于阶梯长度小于3mm超短多阶梯成型孔的扩孔加工，尤其是对于阶梯盲孔的扩孔加工，由于其阶梯长度不超过3mm，故阶梯扩孔刀的加工难度大；同时由于阶梯扩孔刀的阶梯过渡处存在清根导致可调试余量较小、极易导致调试报废；并且由于零件阶梯孔倒角的尺寸公差较严，制造时难以保证加工精度，尤其是阶梯倒角处会存在砂轮圆角R，见图6和图7，因而其测量难度大，也极易用造成测量误差，故也无法满足零件轮廓尺寸的精度要求，图6中Ⅱ为传统阶梯扩孔刀具；此外传统的阶梯扩孔刀在使用后进行修磨必须将第一阶梯去除后再进行磨削，故刀具材料浪费严重、刀具成本高。鉴于此，针对这种超短多阶梯成型孔的扩孔加工，为了保证加工精度、避免测量误差，往往只能采用先单独加工阶梯孔再用倒角刀单独加工阶梯倒角，但是这样就对机床的精度要求极高，且会大大延长生产节拍、降低加工效率。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供了一种用于超短阶梯孔加工的扩孔刀，其能解决针对阶梯长度小于3mm的超短多阶梯成型孔的扩孔成型刀加工难度大、精度低、且极易引起调试测量误差的问题。

其技术方案为，一种用于超短阶梯孔加工的扩孔刀，其包括刀体和刀柄，所述刀柄为一圆柱体，所述刀体为一与所述刀柄同轴线的阶梯圆柱体，其特征在于：所述阶梯圆柱体包括同心连接的直径为D1的第一圆柱和直径为D2的第二圆柱且D1＜D2，所述第二圆柱的后端与所述刀柄同心一体连接，所述第一圆柱用于前端孔的扩孔成型，所述第二圆柱用于后端孔的扩孔成型及阶梯倒角成型，所述第一圆柱的外周面上开设有四条排屑主槽和四条排屑副槽且所述四条排屑主槽与四条排屑副槽沿周向间隔排布并同时均向后延伸至所述第二圆柱上，从而在所述阶梯圆柱体的外周面上形成八个刃齿，所述八个刃齿包括四个第一刃齿和四个第二刃齿，其中位于所述排屑主槽的顺时针方向一侧的刃齿为所述第一刃齿、逆时针方向一侧的刃齿为所述第二刃齿，所述四个第一刃齿、四个第二刃齿均以轴中心线两两中心对称设置，所述第一刃齿和第二刃齿均分别包括第一圆柱部分和第二圆柱部分。

进一步的，所述四个第二刃齿的第一圆柱部分并位于所述排屑副槽一侧的齿背上设有导向刃带且所述导向刃带的前端设有端面倒角，四个所述第一刃齿的第一圆柱部分的齿高均小于四个所述第二刃齿的第一圆柱部分的齿高。

进一步的，所述导向刃带向后延伸至所述第二刃齿的第二圆柱部分上。

进一步的，所述第二刃齿的第二圆柱部分的齿背自后端向前端径向削薄成弧形面且所述第二刃齿的第二圆柱部分的齿高与第一圆柱部分的齿高等高并连接成一体。

进一步的，四个所述第一刃齿中，其中一对第一刃齿的第二圆柱部分与第一圆柱部分通过阶梯角过渡连接，且两个所述过渡角位于所述排屑副槽一侧设有第一刃带从而形成两个倒角切削刃，另外一对第一刃齿的第二圆柱部分位于所述排屑副槽一侧分别设有第二刃带从而形成两个扩孔切削刃。

进一步的，所述排屑主槽的芯厚φa＝0.45D1～0.65D1。

进一步的，所述排屑副槽的芯厚φb＝0.75D1～0.85D1。

本实用新型的有益效果在于：其可以满足超短、复杂、多阶梯的扩孔加工，特别是对于超短阶梯扩孔钻在阶梯长小于3mm的情况下，能降低制造的报废率及制造难度；另外，其通过在阶梯圆柱体上间隔开设有四条排屑主槽和四条排屑副槽从而在阶梯圆柱体的外周面上间隔形成中心对称的四个第一刃齿和四个第二刃齿，并且第一刃齿、第二刃齿均包括第一圆柱部分和第二圆柱部分，从而刀具单次进给即能完成阶梯孔扩孔成型及阶梯倒角成型，大大缩短生产节拍、提高加工效率；另外，采用本实用新型加工，成型尺寸由刀具决定，故能够保证一道工序即保证尺寸轮廓，对机床精度的依赖性小。

附图说明

图1为本实用新型一种用于超短阶梯孔加工的扩孔刀的结构示意图；

图2为图1的右视向放大结构示意图；

图3为本实用新型一种用于超短阶梯孔加工的扩孔刀的立体结构示意图；

图4为采用本实用新型一种用于超短阶梯孔加工的扩孔刀进行工件倒角切削的示意图；

图5为图4中A-A向放大结构示意图；

图6为采用常规阶梯扩孔钻对工件进行倒角扩孔切削的示意图；

图7为图6中的B处砂轮R角的放大结构示意图。

附图标记：10-刀体，11-第一圆柱，12-第二圆柱，13-排屑主槽，14-排屑副槽，15-第一刃齿，151-第一刃齿的第一圆柱部分，152-第一刃齿的第二圆柱部分，15a-第一刃齿，152a-第一刃齿的第二圆柱部分，153-阶梯角，15b-第一刃齿，152b-第一刃齿的第二圆柱部分，16-第二刃齿，17-导向刃带，171-端面倒角，18-第一刃带，19-第二刃带，20-刀柄，30-工件，31-倒角，32-成型面。

具体实施方式

见图1和图2，本实用新型一种用于超短阶梯孔加工的扩孔刀Ⅰ，其包括刀体10和刀柄20，刀柄20为一圆柱体，刀体10为一与刀柄同轴线的阶梯圆柱体；阶梯圆柱体包括同心连接的直径为D1的第一圆柱11和直径为D2的第二圆柱12且D1＜D2，第二圆柱的后端与刀柄20同心一体连接，第一圆柱11用于前端孔的扩孔成型，第二圆柱12用于后端孔的扩孔成型及阶梯倒角成型，第一圆柱11的外周面上开设有四条排屑主槽13和四条排屑副槽14且四条排屑主槽13与四条排屑副槽14沿周向间隔排布的同时均向后延伸至第二圆柱12上，从而在阶梯圆柱体的外周面上形成八个刃齿，排屑主槽13的芯厚φa＝0.45D1～0.65D1，排屑副槽14的芯厚φb＝0.75D1～0.85D1；八个刃齿包括四个第一刃齿15和四个第二刃齿16，其中每一条排屑主槽13的顺时针方向端形成一个第一刃齿15、逆时针方向端形成一个第二刃齿16，从而在阶梯圆柱体的外周面上形成相互间隔的四个第一刃齿15和四个第二刃齿16，四个第一刃齿15、四个第二刃齿16均以轴中心线两两中心对称设置，第一刃齿15包括第一圆柱部分151和第二圆柱部分152，第二刃齿16包括第一圆柱部分161和第二圆柱部分162。

见图3，四个第二刃齿16的第一圆柱部分161并位于排屑副槽14一侧的齿背上设有导向刃带17且导向刃带17的前端设有端面倒角171，四个第一刃齿15的第一圆柱部分151的齿高均小于四个第二刃齿16的第一圆柱部分161的齿高，从而第一刃齿15的第一圆柱部分151并不参与前端孔的扩孔成型切削，而仅仅四个第二刃齿16的第一圆柱部分161参与前端孔的扩孔成型切削，并且导向刃带17在端面倒角171作为切削刃进行扩孔切削时起到有效的导向支撑作用；而导向刃带17向后延伸至第二刃齿16的第二圆柱部分162上，因而导向刃带17的延长能够增加扩孔刀的修磨次数，提高性价比；第二刃齿16的第二圆柱部分162的齿背自后端向前端径向削薄成直径为D3的弧形面且第二刃齿16的第二圆柱部分162与第一圆柱部分161的齿高等高并连接成一体，即D3等于第一圆柱11的直径D1，从而能够为扩孔刀修磨后导向刃带17的向后延伸提供足够空间，同时由于第二刃齿16的第二圆柱部分162的齿背自后端向前段径向削薄，使得第二刃齿16的第二圆柱部分162的齿高小于第一刃齿15的第二圆柱部分152的齿高，即四个第二刃齿16的第二圆柱部分162不参与后端孔的扩孔成型加工。

四个第一刃齿15中，其中一对第一刃齿15a的第二圆柱部分152a与第一圆柱部分151通过阶梯角153过渡连接，且两个过渡角153位于排屑副槽14一侧设有第一刃带18从而形成两个倒角切削刃，见图3，用于形成工件30阶梯孔的阶梯过渡处的倒角31，见图4和图5；另外一对第一刃齿15b的第二圆柱部分152b位于排屑副槽14一侧分别设有第二刃带19从而形成两个扩孔切削刃，用于形成工件阶梯孔成型面32的扩孔成型；图4中，Ⅰ为本实用新型的扩孔钻示意。由于倒角切削刃与扩孔切削刃分别设置在不同的刃齿15a、15b上，因此能保证加工后工件阶梯孔轮廓的完整性。见图1，图1中的θ为两个阶梯角153之间的夹角示意。

导向刃带17的前端设有端面倒角171，位于第二刃齿16上，故其与第一刃带18、第二刃带19在结构无关联，保证了倒角171的完整性，使得扩孔钻的修磨无再需要去除第一阶梯，能够进行直接修磨；并在保证直径的情况下，能够增加修磨次数5-8次，从而有效提高刀具性价比，降低刀具成本。

以上对本实用新型的具体实施进行了详细说明，但内容仅为本实用新型创造的较佳实施方案，不能被认为用于限定本实用新型创造的实施范围。凡依本实用新型创造申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (7)

1.一种用于超短阶梯孔加工的扩孔刀，其包括刀体(10)和刀柄(20)，所述刀柄(20)为一圆柱体，所述刀体(10)为一与所述刀柄(20)同轴线的阶梯圆柱体，其特征在于：所述阶梯圆柱体包括同心连接的直径为D1的第一圆柱(11)和直径为D2的第二圆柱(12)且D1＜D2，所述第二圆柱的后端与所述刀柄(20)同心一体连接，所述第一圆柱(11)用于前端孔的扩孔成型，所述第二圆柱(12)用于后端孔的扩孔成型及阶梯倒角成型，所述第一圆柱(11)的外周面上开设有四条排屑主槽(13)和四条排屑副槽(14)且所述四条排屑主槽(13)与四条排屑副槽(14)沿周向间隔排布并同时均向后延伸至所述第二圆柱(12)上，从而在所述阶梯圆柱体的外周面上形成八个刃齿，所述八个刃齿包括四个第一刃齿(15)和四个第二刃齿(16)，其中位于所述排屑主槽(13)的顺时针方向一侧的刃齿为所述第一刃齿(15)、逆时针方向一侧的刃齿为所述第二刃齿(16)，所述四个第一刃齿(15)、四个第二刃齿(16)均以轴中心线两两中心对称设置，所述第一刃齿(15)和第二刃齿(16)分别包括第一圆柱部分(151、161)和第二圆柱部分(152、162)。

2.根据权利要求1所述一种用于超短阶梯孔加工的扩孔刀，其特征在于：所述四个第二刃齿(16)的第一圆柱部分(161)并位于所述排屑副槽(14)一侧的齿背上设有导向刃带(17)且所述导向刃带(17)的前端设有端面倒角(171)，四个所述第一刃齿(15)的第一圆柱部分(151)的齿高均小于四个所述第二刃齿(16)的第一圆柱部分(161)的齿高。

3.根据权利要求2所述一种用于超短阶梯孔加工的扩孔刀，其特征在于：所述导向刃带(17)向后延伸至所述第二刃齿(16)的第二圆柱部分(162)上。

4.根据权利要求3所述一种用于超短阶梯孔加工的扩孔刀，其特征在于：所述第二刃齿(16)的第二圆柱部分(162)的齿背自后端向前端径向削薄成弧形面且所述第二刃齿(16)的第二圆柱部分(162)的齿高与第一圆柱部分(161)的齿高等高并连接成一体。

5.根据权利要求4所述一种用于超短阶梯孔加工的扩孔刀，其特征在于：四个所述第一刃齿(15)中，其中一对第一刃齿(15a)的第二圆柱部分(152a)与第一圆柱部分(151)通过阶梯角(153)过渡连接，且两个所述阶梯角(153)位于所述排屑副槽(14)一侧设有第一刃带(18)从而形成两个倒角切削刃，另外一对第一刃齿(15b)的第二圆柱部分(152b)位于所述排屑副槽(14)一侧分别设有第二刃带(19)从而形成两个扩孔切削刃。

6.根据权利要求5所述一种用于超短阶梯孔加工的扩孔刀，其特征在于：所述排屑主槽(13)的芯厚φa＝0.45D1～0.65D1。

7.根据权利要求6所述一种用于超短阶梯孔加工的扩孔刀，其特征在于：所述排屑副槽(14)的芯厚φb＝0.75D1～0.85D1。