CN105903986B - 一种空心式车刀及其上的空心刀头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空心式车刀及其上的空心刀头，该一种空心刀头包括刀头本体和两个设于刀头本体头部的切削刀，所述刀头本体于头部向尾部呈渐小的圆锥台形，所述刀头本体的倾斜角度为2°‑10°；两所述切削刀绕刀头本体的轴心线均匀设置，所述切削刀的切削面的宽度大于刀头本体的壁厚；所述刀头本体的侧壁上开设有与切削刀的刀刃连通且导通刀头本体两端的排屑槽；所述排屑槽与刀刃连通的一端设置有与刀头本体上空腔连通的导流口。具有刀杆不易断裂以及在切削过程中冷却刀头的效果，提高了使用寿命以及切削精度。

Description

一种空心式车刀及其上的空心刀头

技术领域

本发明涉及切削刀具冷却技术领域，特别涉及一种空心式车刀及其上的空心刀头。

背景技术

在对如图1所示的空腔底部设置有圆柱形凸起81的工件8的内壁进行切削加工时，在圆柱状突起的阻挡下，对位于圆柱状突起外的侧壁以及圆柱形凸起81的侧壁进行切削时，目前采用的方式大都是电解磨削，然而由于一些特殊的材料，如紫铜等，由于其的导电性能无法采用电解磨削的方式。该类结构的刀削都是讲切削刀偏心设置进行切削的，而由于切削刀是偏心设置，在切削时受工件8带来的剪切力刚性无法满足要求，从而容易发生刀杆弯折、断裂。在既有专利中，如申请公开号为CN104827099A的中国专利公开了一种提高效率的加长型钢板专用空心钻头，主体由钻头本体和直柄钻杆构成，其特征在于所述钻头本体为空心圆柱体，所述钻头本体上设有切削刀刃，切削刀刃为直线形与弧线形间接分布，可以有效的提高加工速度，提高工作效率；所述直柄钻杆为圆柱体，所述直柄钻杆上设有紧固螺纹。

采用该结构的空心钻头，确实可以对加工空腔底部设置有圆柱形凸起81的工件8的内壁进行切削加工。但在对工件8内壁切削过程中，特别是一些空腔较深的工件8，由于钻头伸入较深，加之钻头在高速转动切削时会产生极高的温度，如果不及时对钻头上的切削刀进行冷却降温，会导致切削刀极易损坏报废。然而上述结构中的钻头在用于加工如图1所示的工件8时，钻头伸入空腔后，钻头与工件8侧壁间仅有很小的间隙，冷却液无法通过该间隙喷入到钻头上对其进行冷却，故在使用时切削刀极易损坏，而目前使用的钻头其上的切削刀都是一体焊接上去的，无法进行更换，故切削刀损坏就会导致钻头报废，大大降低空心钻头的使用寿命。此外切削刀受损后还会影响零件的加工精度，导致加工精度降低。

发明内容

本发明的目的一是提供一种空心刀头，其解决了无法对切削刀进行冷却的问题，提高了切削刀的使用寿命和工件加工精度。

本发明的技术目的一是通过以下技术方案得以实现的：

一种空心刀头，包括刀头本体和两个设于刀头本体头部的切削刀，所述刀头本体于头部向尾部呈渐小的圆锥台形，所述刀头本体的倾斜角度为2°-10°；两所述切削刀绕刀头本体的轴心线均匀设置，所述切削刀的切削面的宽度大于刀头本体的壁厚；所述刀头本体的侧壁上开设有与切削刀的刀刃连通且导通刀头本体两端的排屑槽；所述排屑槽与刀刃连通的一端设置有与刀头本体上空腔连通的导流口。

采用上述结构，本发明空心刀头在切削时，呈渐小的圆锥台形设置的刀头本体使得空心刀头与工件的切削内壁间会存在间隙，可以避免在打磨时刀头本体的侧壁与工件侧壁接触而增加阻力；且设置切削刀的切削面的宽度大于刀头本体的壁厚，即切削刀的切削面上的内刃和外刃分别在刀头本体的内外壁上呈突出设置，使得在切削时，工件仅与切削刀的内、外刃接触进一步减小阻力，加之均匀设置的切削刀在切削时产生相反的力相互抵消，将原先会使刀杆不会发生弯折的力变成扭转力，有效避免了刀杆断裂，降低了对刀头刚性的要求。此外，圆锥台形设置还使得冷却液可以经过该缝隙流入，加之排屑槽的设置，使得冷却液可以很好的与切削刀接触，对其进行冷却，提高了切削刀的使用寿命和工件加工精度，而导流口的设置使得冷却液可以进入到空腔内，对切削刀的内侧进行冷却，进一步提高冷却效果。

进一步优选为：两所述切削刀到刀头本体的轴心线距离不同。

采用上述结构，使得两切削刀的两外刃以及两内刃到刀头本体轴心线间的距离不同，在切削时，两切削刀中其中一个切削刀的外刃用来切削工件内侧壁，另一个切削刀的内刃用来切削工件内的圆柱状凸起的侧壁，从而减小每个切削刀上的受力，降低切削工件时对刀头的刚性要求。

进一步优选为：相邻两所述导流口间形成有一个刀片，每个刀片上均设置有一个所述切削刀，且所述刀片于刀头本体的头部所在端面呈倾斜设置，倾斜方向于切削刀所在端向另一端朝尾部方向倾斜。

采用上述结构，刀片的倾斜设置减小接触面积，降低阻力，方便刀片切削工件；另外，该设置加之刀头本体渐小的圆锥台形设置，使得冷却液可以经过该倾斜设置流到刀头本体的头部，更进一步的增大了对切削刀的冷却效果。

进一步优选为：所述刀头本体的轴心线上设置有连通尾部和空腔的进水孔。

由于冷却液需要不断循环，如果直接从间隙中喷入，冷却液又要从间隙中流出，这会使得流出的冷却液对喷入的冷却液造成阻隔，影响冷却液的冷却效果。而采用上述结构，冷却液从进水孔中流入，积累到一定程度后，冷却液可以从刀头本体的头部的倾斜设置以及导流口排出，有效避免了冷却液相互阻隔影响循环。

进一步优选为：所述刀头本体上设置有两端分别设于刀头本体的头部和尾部的进水孔。

由于冷却液需要不断循环，如果直接从间隙中喷入，冷却液又要从间隙中流出，这会使得流出的冷却液对喷入的冷却液造成阻隔，影响冷却液的冷却效果。而采用上述结构，冷却液从进水孔中流入，从刀头本体的头部流出，有效避免了冷却液相互阻隔影响循环。

进一步优选为：所述刀片上的倾斜端面上设置有缺口，所述缺口于倾斜端面上形成阶梯状结构，所述进水孔的出水口设于阶梯状结构背向切削刀所在端面上。

由于在切削过程中会产生碎屑，使得在使用中会堵塞住进水孔的出水口，而上述结构的设置，将进水孔的出水口设于阶梯状结构背向切削刀所在端面上，可以很好的降低堵塞的情况发生。

进一步优选为：所述阶梯状结构背向切削刀所在端面呈向内凹陷的倾斜设置；所述进水孔的出水口位于阶梯状结构背向切削刀所在端面的底部连接处。

采用上述结构，通过倾斜设置对出水口进行保护，提高碎屑进入出水口的难度，更进一步的降低堵塞的情况发生；将出水口设置在死角位置，使得碎屑进入出水口的难度增加到最高。

进一步优选为：所述排屑槽设置为两个且绕刀头本体的轴心线方向均匀设置，所述排屑槽沿头本体的轴心线方向的横截面呈三角形，且所述排屑槽两侧壁间的夹角大于80°小于120°。

采用上述结构，该设置的可以在避免排屑槽过深的前提下，增大排屑槽的大小，提高排泄量以及方便冷却液流出。

进一步优选为：绕所述刀头本体的圆周方向上所述切削刀的切削端面低于排屑槽与切削刀的连接的端面，所述排屑槽与切削刀的连接的端面与切削刀的切削端面间连接有导向斜面。

由于切削出的碎屑在钻头旋转时容易吸附在倾斜刀的切削面上，使得使用过程中碎屑需要通过积累通过依次推动的方向推出排屑槽，而这样会发生碎屑堵塞的情况，故通过导向斜面的设置使得推出切削刀的倾斜面的碎屑脱离排屑槽与切削刀的连接的端面，打破依次推动的情况，避免堵塞情况发生。

本发明的目的二是提供一种空心式车刀。

本发明的技术目的二是通过以下技术方案得以实现的：

一种空心式车刀，其特征是：包括连接轴和上述的空心刀头，所述连接轴的一端设置有与刀头本体的尾部螺接的螺纹连接段，另一端设置有插销；所述连接轴的轴心线上设置有与进水孔连接的通水孔。

采用上述结构，通过螺纹连接段与钻头连接，再通过另一端上的插销将钻头连接到电机上，实现带动钻头的转动，而分段式设置可以方便空心式车刀的生产，且避免了损坏其一而需要全部更换，降低了使用成本。

综上所述，本发明具有以下有益效果：冷却液从进水孔中进入钻头，对切削刀进行冷却，而导流口和头部刀片的倾斜设置，增大切削刀与冷却液的接触面积并且方便冷却液在头部的流动，使得能够对各切削刀都能起到均匀的冷却效果，再通过导流口、排屑槽以及刀头本体的圆锥台形设置，使得冷却液可以很好的从工件内部排出，实现循环，达到更好的冷却效果。

附图说明

图1是切削工件的结构示意图；

图2是实施例一的结构示意图，示出了空心刀头的正面整体结构；

图3是实施例一的正视图，示出了刀头本体的头部结构；

图4是实施例一的结构示意图，示出了空心刀头的背向整体结构；

图5是图3 中A-A剖视图；

图6是实施例二的结构示意图；

图7是图6 的A部放大图；

图8是实施例三的整体结构示意图；

图9是实施例三中连接轴的结构示意图。

图中，1、刀头本体；11、空腔；12、缺口；13、螺纹孔；2、切削刀；21、内刃；22、外刃；3、排屑槽；31、导向斜面；4、导流口；5、进水孔；51、出水口；6、连接轴；61、螺纹连接段；62、插销；7、通水孔；8、工件；81、圆柱形凸起。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例1：一种空心刀头，如图2和图3所示，包括呈圆锥台形的刀头本体1，刀头本体1的头部设置有圆柱形空腔11和两个切削刀2，两切削刀2绕刀头本体1的圆周方向上均匀设置，且刀头本体1于头部向尾部呈渐小设置，刀头本体1的倾斜角度为2°-10°（该倾斜角度的大小由刀头本体1的直径大小以及长度共同决定，长度越小、直径越大，则倾斜角度越大；反之，倾斜角度越小）。

其中，切削刀2上设置有内刃21和外刃22，内刃21用于切削工件8 内的圆柱形凸起81的侧壁，外刃22用于切削工件8 的内壁，切削刀2的切削面的宽度大于刀头本体1的壁厚。

两切削刀2到刀头本体1的轴心线距离不同，即两切削刀2的两外刃22以及两内刃21到刀头本体1轴心线间的距离不同，在切削时，两切削刀2中其中一个切削刀2的外刃22用来切削工件8 内侧壁，另一个切削刀2的内刃21用来切削工件8 内的圆柱状凸起的侧壁，使得两把切削刀2分别对工件8 的内壁以及圆柱状凸起的侧壁进行切削，减小每个切削刀2上的受力，降低切削工件8 时对刀头的刚性要求。

在刀头本体1的侧壁上开设有与切削刀2的刀刃连通且导通刀头本体1两端的排屑槽3，排屑槽3的数量与切削刀2的数量相同。两排屑槽3沿刀头本体1的轴心线方向开设，且绕刀头本体1的轴心线方向均匀设置。

排屑槽3沿头本体的轴心线方向的横截面呈三角形，且排屑槽3两侧壁间的夹角大于80°小于120°，本实施例中为90°。

绕刀头本体1的圆周方向上，上述切削刀2的切削端面低于排屑槽3与切削刀2的连接的端面，排屑槽3与切削刀2的连接的端面与切削刀2的切削端面间连接有导向斜面31，导向斜面31呈弧线形。

参照图4，上述排屑槽3与刀刃连通的一端还设置有与刀头本体1上空腔11连通的导流口4，导流口4贯穿刀头本体1的头部端面。

相邻两导流口4间形成有一个刀片，每个刀片上均设置有一个上述切削刀2，倾斜刀设置在其中一个导流口4处，通过焊接的方式一体固定。刀片于刀头本体1的头部所在端面呈倾斜设置，倾斜方向于切削刀2所在端向另一端朝尾部方向倾斜，即切削刀2的刀刃沿刀头本体1的轴心线方向呈突出设置。

参照图5，刀头本体1的轴心线上设置有连通尾部和空腔11的进水孔5，进水孔5的进口设于刀头本体1的尾部，进水孔5的出口位于刀头本体1上的空腔11的底部。

在工作时，钻头转动进行切削并逐渐伸入到工件8 内，而在此过程中，冷却液从进水孔5中进入刀头本体1的空腔11内，而空腔11与刀头本体1的头部导通，故冷却液可以流到头部的切削刀2处对其内侧进行冷却。

而头部刀片的倾斜设置，使得冷却液可以流到刀头本体1的头部端面上，增大切削刀2与冷却液的接触面积，加之导流口4的设置，使得冷却液在刀头本体1旋转过程中极易发生流动，对各切削刀2都能起到均匀的冷却效果，并且在冷却后，冷却液可以通过导流口4、排屑槽3以及刀头本体1的圆锥台形设置，从工件8 内部排出，避免冷却液堆积影响后续冷却液进入，加速循环，达到更好的冷却效果。

实施例2：如图6和图7所示，与实施例1的不同之处在于，本实施例中的进水孔5的出水口51位于刀头本体1的尾部，出水孔位于刀头本体1的头部。且上述刀片的倾斜端面上设置有多个缺口12，多个缺口12于倾斜端面上形成阶梯状结构，该阶梯状结构背向切削刀2所在端面呈向内凹陷的倾斜设置，即该阶梯状结构呈锯齿状，其中，进水孔5的出水口51设于阶梯状结构背向切削刀2所在端面上，且位于阶梯状结构背向切削刀2所在端面的底部连接处。

本实施例中，每一个阶梯状结构背向切削刀2所在端面上的出水孔数量，可以根据刀头本体1的直径自由设置，不局限于一个，只需能够保证刀头本体1的结构强度即可。

实施例3：一种空心式车刀，如图8所示，包括连接轴6以及实施例1或实施例2中的空心刀头，连接轴6的一端设置有与刀头本体1的尾部螺接的螺纹连接段61，刀头本体1的尾部设置有与螺纹连接段61配合的螺纹孔13；连接轴6的另一端设置有用于连接的插销62，插销62的横截面呈长腰型。如图9所示，在连接轴6的轴心线上设置有通水孔7，在连接轴6与刀头本体1连接后，通水孔7与进水孔5连通。

Claims (7)

1.一种空心刀头，包括刀头本体（1）和两个设于刀头本体（1）头部的切削刀（2），其特征是：所述刀头本体（1）于头部向尾部呈渐小的圆锥台形，所述刀头本体（1）的倾斜角度为2°-10°；两所述切削刀（2）绕刀头本体（1）的轴心线均匀设置，所述切削刀（2）的切削面的宽度大于刀头本体（1）的壁厚；所述刀头本体（1）的侧壁上开设有与切削刀（2）的刀刃连通且导通刀头本体（1）两端的排屑槽（3）；所述排屑槽（3）与刀刃连通的一端设置有与刀头本体（1）上空腔（11）连通的导流口（4）；所述刀头本体（1）上设置有两端分别设于刀头本体（1）的头部和尾部的进水孔（5）；所述刀片上的倾斜端面上设置有缺口（12），所述缺口（12）于倾斜端面上形成阶梯状结构，所述进水孔（5）的出水口（51 ）设于阶梯状结构背向切削刀（2）所在端面上。

2.根据权利要求1所述的一种空心刀头，其特征是：两所述切削刀（2）到刀头本体（1）的轴心线距离不同。

3.根据权利要求2所述的一种空心刀头，其特征是：相邻两所述导流口（4）间形成有一个刀片，每个刀片上均设置有一个所述切削刀（2），且所述刀片于刀头本体（1）的头部所在端面呈倾斜设置，倾斜方向于切削刀（2）所在端向另一端朝尾部方向倾斜。

4.根据权利要求1所述的一种空心刀头，其特征是：所述阶梯状结构背向切削刀（2）所在端面呈向内凹陷的倾斜设置空心刀头；所述进水孔（5）的出水口（51 ）位于阶梯状结构背向切削刀（2）所在端面的底部连接处。

5.根据权利要求1所述的一种空心刀头，其特征是：所述排屑槽（3）设置为两个且绕刀头本体（1）的轴心线方向均匀设置，所述排屑槽（3）沿刀 头本体的轴心线方向的横截面呈三角形，且所述排屑槽（3）两侧壁间的夹角大于80°小于120°。

6.根据权利要求5所述的一种空心刀头，其特征是：绕所述刀头本体（1）的圆周方向上所述切削刀（2）的切削端面低于排屑槽（3）与切削刀（2）的连接的端面，所述排屑槽（3）与切削刀（2）的连接的端面与切削刀（2）的切削端面间连接有导向斜面（31）。

7.一种空心式车刀，其特征是：包括连接轴（6）和权利要求1-6中任意一项所述的空心刀头，所述连接轴（6）的一端设置有与刀头本体（1）的尾部螺接的螺纹连接段（61），另一端设置有插销（62）；所述连接轴（6）的轴心线上设置有与进水孔（5）连接的通水孔（7）。