WO2014205948A1 - 一种钻孔刀具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钻孔刀具，包括刀体（1）和切削刀片（2），所述刀体（1）由柄部（11）、切削端部（12）及位于柄部（11）、切削端部（12）之间的周面（13）构成，所述切削端部（12）上设有刀槽（14），所述切削刀片（2）固定在刀槽（14）中，所述周面（13）上设有与所述刀槽（14）相通的容屑槽（3），所述刀体（1）设有从柄部（11）贯穿至切削端部（12）的内冷孔（15），所述周面（13）上设有多个型腔（16），所述型腔（16）设有与所述内冷孔（15）相通的连通孔（17）。该钻孔刀具具有结构简单、能有效抑制振动、消除悬伸长对孔加工质量不良影响的优点。

Description

一种钻孔刀具

【技术领域】

本发明涉及一种钻孔刀具， 尤其涉及一种长径比大的、 抗振动的、 高精度加工的、 钻孔 刀具。

【背景技术】

钻孔刀具切削时主要是切削端部承受切削力， 且切屑只能从切削端部经容屑槽排出， 切 削端部受力时切削端部较夹持的柄部产生挠度， 同时为了切屑能快速的从容屑槽中排出， 容 屑槽一般具有较大的容屑空间从而钻孔刀具的芯厚与钻孔刀具的直径之间的比值较小， 变化 的挠度易使切削端部跟随强度低的周面发生振动， 切削端部到柄部悬伸越长钻孔刀具的刚性 越差， 从而悬伸长的钻孔刀具加工时更加容易发生振动且更加剧烈， 切削时发生振动导致钻 孔刀具断裂、 加工表面质量差、 尺寸精度低， 同时振动能使切削刀片磨损较快， 降低切削刀 片的寿命， 为了保证刀片的使用寿命、 避免钻孔刀具断裂造成工件报废， 钻孔刀具一般只能 用于加工孔径比不大、 加工表面质量不高的使用场合。

【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， 提供一种结构简单、能有效抑制振动、 消除悬伸长对孔加工质量不良影响的钻孔刀具。

为解决上述技术问题， 本发明采用以下技术方案：

一种钻孔刀具， 包括刀体和切削刀片， 所述刀体由柄部、 切削端部及位于柄部、 切削端 部之间的周面构成， 所述切削端部上设有刀槽， 所述切削刀片固定在刀槽中， 所述周面上设 有与所述刀槽相通的容屑槽， 所述刀体设有从柄部贯穿至切削端部的内冷孔， 所述周面上设 有多个型腔， 所述型腔设有与所述内冷孔相通的连通孔。

所述多个型腔自柄部向切削端部呈螺旋状排列， 且与容屑槽具有共同的轴向升角。 自柄 部向切削端部， 各型腔所连连通孔的孔径依次增大。

所述连通孔开设于所述型腔底面的中心位置。

所述连通孔的中心轴与所述刀体的旋转中心轴共面。

所述切削刀片包括外切削刀片和内切削刀片， 所述外切削刀片接近于所述周面设置， 所 述内切削刀片接近于所述刀体的旋转中心轴设置。

与现有技术相比， 本发明的优点在于：

本发明的钻孔刀具， 在周面上设有多个型腔， 型腔设有与内冷孔相通的连通孔， 工作时流动 的冷却介质经内冷孔、 连通孔输送至型腔， 在刀具和被加工孔内壁之间形成动态的冷却介质 导柱， 其可根据挠度和切削振动动态自动调整介质对钻孔刀具四周压力的变化， 从而消除或 抑制钻孔刀具的切削挠度和切削振动， 使得即便在深加工过程中， 也能够有效抑制振动， 消 除伸长对加工表面圆柱度的影响， 扩宽钻孔刀具在大长径比孔型加工工况的应用； 此外， 本 发明的钻孔刀具具有充分冷却效果， 在对轴向切削区域进行充分冷却的同时， 对侧向切削区 域也进行了充分的冷却， 极大的提高了钻孔刀具的使用寿命。

【附图说明】

图 1是本发明钻孔刀具第一实施例的立体结构示意图。

图 2是本发明钻孔刀具第一实施例的主视结构示意图。

图 3是图 1的局部放大图。

图 4是本发明钻孔刀具第二实施例的立体结构示意图。

图 5是本发明钻孔刀具第二实施例的主视结构示意图。

图 6是图 4的局部放大图。

图中各标号表示：

1、 刀体； 2、 切削刀片； 3、 容屑槽； 4、 紧固件； 11、 柄部； 12、 切削端部； 13、 周面;

14、 刀槽； 15、 内冷孔； 16、 型腔； 17、 连通孔； 21、 外切削刀片； 22、 内切削刀片。

【具体实施方式】

图 1至图 3示出了本发明的第一种钻孔刀具实施例， 该钻孔刀具， 包括刀体 1、 切削刀 片 2和紧固件 4， 刀体 1由柄部 11、 切削端部 12及位于柄部 11、 切削端部 12之间的周面 13 构成， 切削端部 12上设有刀槽 14， 切削刀片 2通过紧固件 4固定在刀槽 14中， 周面 13上 设有与刀槽 14相通的容屑槽 3， 刀体 1设有从柄部 11贯穿至切削端部 12的内冷孔 15， 周面 13上设有多个型腔 16， 型腔 16设有与内冷孔 15相通的连通孔 17， 工作时流动的冷却介质 经内冷孔 15、 连通孔 17输送至型腔 16， 在刀具和被加工孔内壁之间形成动态的冷却介质导 柱， 其可根据挠度和切削振动动态自动调整介质对钻孔刀具四周压力的变化， 从而消除或抑 制钻孔刀具的切削挠度和切削振动， 使得即便在深加工过程中， 也能够有效抑制振动， 消除 伸长对加工表面圆柱度的影响， 扩宽钻孔刀具在大长径比孔型加工工况的应用； 此外， 本发 明的钻孔刀具具有充分冷却效果， 在对轴向切削区域进行充分冷却的同时， 对侧向切削区域 也进行了充分的冷却， 极大的提高了钻孔刀具的使用寿命。

本实施例中， 多个型腔 16 自柄部 11 向切削端部 12呈螺旋状排列， 且与容屑槽 3具有 共同的轴向升角。 自柄部 11 向切削端部 12， 各型腔 16所连连通孔 17的孔径依次增大， 以 便对钻孔刀具的大悬伸处提供更大的周向压力， 更有效的抑制切削端部 12处的挠度， 弥补钻 孔刀具悬伸越大刚性越差的不足； 连通孔 17开设于型腔 16底面的中心位置， 便于冷却液的 均匀分布， 提高其平衡性和稳定性。连通孔 17的中心轴与刀体 1的旋转中心轴共面， 以便保 证周面 13的强度。

本实施例中， 切削刀片 2包括外切削刀片 21和内切削刀片 22， 外切削刀片 21接近于周 面 13设置， 内切削刀片 22接近于刀体 1的旋转中心轴设置。

本实施例中， 刀体 1具有两个周面 13， 两个周面 13上的型腔 16关于刀体 1的旋转中心 轴对称布置， 这样便于保正切削力的平衡。

本发明的钻孔刀具在工作时， 一部分流动的冷却介质经内冷孔 15 输送至切削区域， 另 一部分流动的冷却介质经内冷孔 15、连通孔 17输送至型腔 16， 周面 13和钻孔加工表面将型 腔 16内的大部分冷却介质密封在型腔 16内， 而小部分排于周面 13和钻孔加工表面之间， 使 周面 13上形成与型腔 16具有同等数量的周向压力， 且与型腔 16的分布结构一样， 该压力组 的分布关于刀体 1的旋转中心轴对称。冷却介质给型腔 16和钻孔加工表面施加的压力的大小 取决于冷却介质的压力、 型腔 16的底面面积、 以及型腔 16的底面与钻孔加工表面之间的间 隙决定， 在冷却介质的压力和型腔 16的底面面积一定时， 型腔 16的底面与钻孔加工表面之 间的间隙越小， 给型腔 16施加的压力越大。 当切削端部 12产生切削振动时， 该压力组作用 在型腔 16上产生一个抵抗振动的切削力矩， 该力矩抑制、衰减切削振动， 当切削力矩足够大 时， 甚至可以消除振动， 从而提高加工表面质量， 并防止振动导致的钻孔刀具断裂， 有效的 避免工件报废。周面 13和钻孔加工表面之间具有一定压力的流动的冷却介质， 可减少钻孔刀 具和钻孔加工表面之间的摩擦， 提高加工表面质量。 同时， 作用在型腔 16上的压力组可以抑 制切削端部 12偏离刀体 1的旋转中心轴产生挠度， 使钻孔加工表面具有更好的轴向、径向尺 寸。

图 4至图 6示出了本发明的第二种钻孔刀具实施例， 本实施例与上一实施例基本相同， 区别仅在于， 切削刀片 2是在刀槽的弹性变形作用下被夹持的， 不需要紧固件进行连接。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上， 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

权 利 要 求

1、 一种钻孔刀具， 包括刀体 （1) 和切削刀片 （2)， 所述刀体 （1) 由柄部 （11)、 切 削端部（12)及位于柄部（11)、切削端部（12)之间的周面（13)构成，所述切削端部（12) 上设有刀槽 （14)， 所述切削刀片 （2) 固定在刀槽 （14) 中， 所述周面 （13) 上设有与所 述刀槽 （14) 相通的容屑槽 （3)， 所述刀体 （1) 设有从柄部 （11) 贯穿至切削端部 （12) 的内冷孔 （15)， 其特征在于： 所述周面 （13) 上设有多个型腔 （16)， 所述型腔 （16) 设 有与所述内冷孔 （15) 相通的连通孔 （17)。

2、 根据权利要求 1所述的钻孔刀具， 其特征在于： 所述多个型腔 （16) 自柄部 （11) 向切削端部 （12) 呈螺旋状排列， 且与容屑槽 （3) 具有共同的轴向升角。

3、根据权利要求 1或 2所述的钻孔刀具，其特征在于： 自柄部（11)向切削端部（12)， 各型腔 （16) 所连连通孔 （17) 的孔径依次增大。

4、 根据权利要求 1或 2所述的钻孔刀具， 其特征在于： 所述连通孔 （17) 开设于所 述型腔 （16) 底面的中心位置。

5、 根据权利要求 3 所述的钻孔刀具， 其特征在于： 所述连通孔 （17) 开设于所述型 腔 （16) 底面的中心位置。

6、 根据权利要求 1或 2所述的钻孔刀具， 其特征在于： 所述连通孔 （17) 的中心轴 与所述刀体 （1) 的旋转中心轴共面。

7、 根据权利要求 5 所述的钻孔刀具， 其特征在于： 所述连通孔 （17) 的中心轴与所 述刀体 （1) 的旋转中心轴共面。

8、 根据权利要求 1或 2所述的钻孔刀具， 其特征在于： 所述切削刀片 （2) 包括外切 削刀片 （21) 和内切削刀片 （22)， 所述外切削刀片 （21) 接近于所述周面 （13) 设置， 所述内切削刀片 （22) 接近于所述刀体 （1) 的旋转中心轴设置。

9、 根据权利要求 7所述的钻孔刀具， 其特征在于： 所述切削刀片 （2) 包括外切削刀 片 （21) 和内切削刀片 （22)， 所述外切削刀片 （21) 接近于所述周面 （13) 设置， 所述 内切削刀片 （22) 接近于所述刀体 （1) 的旋转中心轴设置。