CN114029532A - 一种模块式钻削加工刀具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模块式钻削加工刀具，包括中心钻头、外切削刀片、切削分体和刀体，所述切削分体与刀体对接，中心钻头包括钻尖和与钻尖固定连接的中心连杆，钻尖压在切削分体的前端，中心连杆穿过切削分体与刀体紧固连接，切削分体与刀体之间设有防止切削分体相对刀体旋转的止转结构，外切削刀片安装在切削分体上并位于中心钻头的径向外侧。本发明通过中心连杆与刀体紧固连接，实现中心钻头、切削分体与刀体三者紧固连接，切削分体与刀体可拆卸连接，当切削分体损坏时，只需要更换切削分体，不需要更换刀体，大大降低了成本，无需重新对刀体的夹持端与机床进行定位，保证刀具装夹的精度。

Description

一种模块式钻削加工刀具

技术领域

本发明涉及切削加工，尤其涉及一种模块式钻削加工刀具。

背景技术

为提高钻削加工中刀具的切削性能，会以硬质合金等类似材料作为刀具的原材料，此类材料价格昂贵、硬度较高、耐磨性好，导致钻削刀具用材成本和加工成本居高不下。目前常用的钻削刀具一般是由中心钻尖和刀体组装而成，其中，中心钻尖由硬度大、耐磨性能强的硬质合金或类似的材料制成，而夹持部刀体由具有较大弹性的材料制成，当中心钻尖损坏后更换新的中心钻尖，从而可降低钻削刀具的使用成本。但是中心钻尖一般采用模具压制成型工艺，复杂的大尺寸产品烧结时易产生变形和裂纹，受生产工艺制约，采用中心钻尖的钻削刀具直径一般只能在30mm以下。

采用一中心钻尖、两外切削刀片形成具有组合刃的切削单元，可以极大的提高钻削刀具的直径，但是该类钻削刀具的切削悬长(夹持部刀体)要求达到10倍切削直径以上，钻尖是固定在夹持部刀体上，夹持部刀体制作成本高昂，切削精度难以保证，且夹持部刀体易损坏的区域一般集中在邻近切削区域的刀体部分，一旦邻近切削区域的刀体部分损坏，就需要更换整个夹持部刀体，导致成本增加。

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，切削分与刀体可拆卸连接，当切削分体损坏时，只需要更换切削分体，不需要更换刀体，大大降低了成本，无需重新对刀体的夹持端与机床进行定位，保证刀具装夹的精度的模块式钻削加工刀具。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种模块式钻削加工刀具，包括中心钻头、外切削刀片、切削分体和刀体，所述切削分体与刀体对接，所述中心钻头包括钻尖和与钻尖固定连接的中心连杆，所述钻尖压在切削分体的前端，所述中心连杆穿过切削分体与刀体紧固连接，所述切削分体与刀体之间设有防止切削分体相对刀体旋转的止转结构，所述外切削刀片安装在切削分体上并位于中心钻头的径向外侧。

作为上述技术方案的进一步改进，所述切削分体设有可供中心连杆穿过的连接中心孔，所述刀体设有与中心连杆配合的夹持中心孔，所述刀体的周向面设有紧固孔，所述紧固孔内设有与紧固孔螺纹配合的钻头紧固件，所述紧固孔与夹持中心孔连通，所述钻头紧固件抵在中心连杆上。

作为上述技术方案的进一步改进，所述中心连杆与夹持中心孔、连接中心孔的配合间隙分别为b1、b2，满足：0.01mm≤b1≤0.05mm，0.01mm≤b2≤0.05mm；所述夹持中心孔的半径大于连接中心孔的半径，二者差值为a，0mm≤a≤0.005mm。

作为上述技术方案的进一步改进，所述中心连杆的周向面设有压紧平面，所述钻头紧固件抵在压紧平面上。

作为上述技术方案的进一步改进，所述中心连杆的尾部设有外螺纹，所述夹持中心孔设有可与外螺纹配合的内螺纹。

作为上述技术方案的进一步改进，所述止转结构包括设于切削分体上的的切削端面锯齿和设于刀体上的刀体端面锯齿，所述切削端面锯齿与刀体端面锯齿相互配合。

作为上述技术方案的进一步改进，所述切削分体设有沿轴向贯通的切削冷却通道，所述刀体设有沿轴向贯通的刀体冷却通道，所述切削冷却通道与刀体冷却通道连通。

作为上述技术方案的进一步改进，所述刀体包括切削部和夹持柄部，所述切削分体与切削部对接，所述切削分体和切削部上设有相互贯通的螺旋排屑槽。

作为上述技术方案的进一步改进，所述切削分体设有刀槽，所述外切削刀片通过外刀片紧固件安装在刀槽内，所述外切削刀片设置多个，沿中心钻头外周均匀布置。

作为上述技术方案的进一步改进，所述切削分体设有可供中心连杆穿过的连接中心孔，所述刀体设有夹持中心孔，所述中心连杆的尾部设有外螺纹，所述夹持中心孔设有可与外螺纹配合的内螺纹。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明的模块式钻削加工刀具，通过中心连杆与刀体紧固连接，由钻尖和刀体将切削分体夹紧，实现中心钻头、切削分体与刀体三者紧固连接，该连接主要由中心连杆完成，从而确保了各个部件的连接精度和整个刀具的装配精度，提高了钻孔的尺寸精度；中心钻头、外切削刀片设在切削分体上二者构成钻孔切削单元，可以扩大钻孔直径；由于切削分体是独立的，与刀体可拆卸连接，当邻近切削区域的切削分体损坏时，只需要更换切削分体，不需要更换刀体，一方面大大降低了成本，另一方面由于刀体的尾部的夹持端与机床配合需要一定的精度，如果更换刀体，就需要重新对刀体的夹持端与机床进行定位，不仅操作麻烦，也难以保证每次装夹的精度。

(2)本发明的模块式钻削加工刀具，切削分体与刀体之间的止转结构为相互配合的切削端面锯齿与刀体端面锯齿，加强了切削分体在刀体的连接稳定性，极大的提高刀体传递给切削分体的传动扭矩的周向刚性，有效降低切削振动。

附图说明

图1是本发明的模块式钻削加工刀具的立体分解结构示意图。

图2是本发明的模块式钻削加工刀具的主视图。

图3是本发明中切削分体的结构示意图。

图4是图2的A-A视图。

图5是图2的B-B视图。

图6是本发明的模块式钻削加工刀具的端面视图。

图中各标号表示：

1、中心钻头；11、钻尖；12、中心连杆；121、压紧平面；2、切削分体；21、连接中心孔；22、切削冷却通道；23、刀槽；3、刀体；31、夹持中心孔；310、切削部；32、紧固孔；320、夹持柄部；33、刀体冷却通道；4、外切削刀片；5、止转结构；51、切削端面锯齿；52、刀体端面锯齿；6、钻头紧固件；7、螺旋排屑槽；8、外刀片紧固件。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

如图1至图6所示，本实施例的模块式钻削加工刀具，包括中心钻头1、外切削刀片4、切削分体2和刀体3，切削分体2与刀体3的前端对接，刀体3的尾部为夹持端。中心钻头1包括钻尖11和与钻尖11固定连接的中心连杆12，钻尖11压在切削分体2的前端，中心连杆12穿过切削分体2与刀体3紧固连接，切削分体2与刀体3之间设有防止切削分体2相对刀体3旋转的止转结构5，外切削刀片4安装在切削分体2上并位于中心钻头1的径向外侧。

中心钻头1位于切削分体2的轴线C中心，外切削刀片4在切削分体2端面上并靠近外沿。切削分体2相对刀体3是独立分开的，通过中心连杆12与刀体3紧固连接，由钻尖11和刀体3将切削分体2夹紧，实现中心钻头1、切削分体2与刀体3三者紧固连接，该连接主要由中心连杆12完成，从而确保了各个部件的连接精度和整个刀具的装配精度，提高了钻孔的尺寸精度。中心钻头1、外切削刀片4设在切削分体2上二者构成钻孔切削单元，可以扩大钻孔直径。由于切削分体2是独立的，与刀体3可拆卸连接，可以重复安装于刀体3上，当邻近切削区域的切削分体2损坏时，只需要更换切削分体2，不需要更换刀体3，一方面大大降低了成本，另一方面由于刀体3的尾部的夹持端与机床配合需要一定的精度，如果更换刀体3，就需要重新对刀体3的夹持端与机床进行定位，不仅操作麻烦，也难以保证每次装夹的精度。

本实施例中，切削分体2设有可供中心连杆12穿过的连接中心孔21，刀体3设有与中心连杆12配合的夹持中心孔31，刀体3的周向面设有紧固孔32，紧固孔32内设有与紧固孔32螺纹配合的钻头紧固件6，紧固孔32与夹持中心孔31连通，钻头紧固件6抵在中心连杆12上。中心连杆12在夹持中心孔31内通过径向上的钻头紧固件6压紧，从而实现中心连杆12紧固在刀体3上。中心连杆12、连接中心孔21同轴布置，与切削分体2的轴线C共线，刀体3的轴线即为轴线C。

本实施例中钻头紧固件6优选为内六角螺钉。为了提高压紧的效果，中心连杆12的周向面设有压紧平面121，内六角螺钉的底部是平的，平底抵在压紧平面121上，实现面与面接触配合，进一步提高压紧效果。为了提高中心连杆12连接的稳定性，在中心连杆12的尾部设有外螺纹，夹持中心孔31设有可与外螺纹配合的内螺纹。中心连杆12与夹持中心孔31螺纹配合后，再通过钻头紧固件6压紧，不仅可以防止螺纹回退，还加强了中心连杆12的连接强度和稳定性，提高了中心钻头1和外切削刀片4的切削稳定性。需要说明的是，钻头紧固件6数量可以设置一个，也可以设置多个。

本实施例中，连接中心孔21在切削分体2的端面部分设有沉台，钻尖11位于该沉台内，且钻尖11的尖端凸出切削分体2的前端面。

本实施例中，为了保证切削分体2和中心钻头1承受的大的切削力时，抑制切削分体2和中心钻头1在夹持中心孔31和连接中心孔21发生松动摇晃，并保证切削分体2在径向上具有足够的刚性，中心连杆12与夹持中心孔31、连接中心孔21的配合间隙分别为b1、b2，满足：0.01mm≤b1≤0.05mm，0.01mm≤b2≤0.05mm。夹持中心孔31的半径大于连接中心孔21的半径，二者差值为a，0mm≤a≤0.005mm。

本实施例中，止转结构5包括设于切削分体2上的的切削端面锯齿51和设于刀体3上的刀体端面锯齿52，切削端面锯齿51与刀体端面锯齿52相互配合，二者的配合间隙为零，以保证切削分体2在刀体3上具有好的轴向抗变形能力。切削端面锯齿51与刀体端面锯齿52加强了切削分体2在刀体3的连接稳定性，极大的提高刀体3传递给切削分体2的传动扭矩的周向刚性，有效降低切削振动。

本实施例中，切削分体2设有沿轴向贯通的切削冷却通道22，刀体3设有沿轴向贯通的刀体冷却通道33，切削冷却通道22与刀体冷却通道33连通。由于切削分体2和刀体3仅通过钻尖11的中心连杆12相连，切削分体2的端面和刀体3的端面留有大量空间，因此切削分体2端面和刀体3端面上的冷却孔数量可以自由设置，冷却孔的孔径与位置也可以灵活设置，提高了冷却压力，加大了冷却液的流量，在刀具钻削加工过程中加大冷却效率，较大的流量也有利于排屑，极大提升了刀具的切削加工性能。本实施例中，切削冷却通道22设置四个，相应的刀体冷却通道33设置四个，分布在钻尖11的外周。

本实施例中，刀体3包括位于前端的切削部310和位于后端的夹持柄部320，切削分体2与前端的切削部310对接，切削分体2和切削部310上设有相互贯通的螺旋排屑槽7，即螺旋排屑槽7从切削分体2上延伸至切削部310上。夹持柄部320即为刀体3的夹持端，用来与机床装夹。

本实施例中，切削分体2设有刀槽23，外切削刀片4通过外刀片紧固件8安装在刀槽23内，外切削刀片4设置两个，沿中心钻头1外周均匀布置。两个外切削刀片4关于中心钻头1中心对称，即一个外切削刀片4旋转180°与另一个外切削刀片4重合。外刀片紧固件8优选为外刀片紧固螺钉。外刀片紧固件8的轴线与切削分体2的轴线C垂直。

实施例2

本实施例的模块式钻削加工刀具，与实施例1的区别在于：

本实施例中，中心连杆12在夹持中心孔31内仅通过径向上的钻头紧固件6压紧，从而实现中心连杆12与刀体3的紧固连接，中心连杆12的尾部不再设置外螺纹。中心连杆12仅插入夹持中心孔31内，二者无螺纹配合关系。此种方式可以确保中心钻头1的径向角度(即朝向)可调。

其余未述之处，与实施例1基本一致，此处不再赘述。

实施例3

本实施例的模块式钻削加工刀具，与实施例1的区别在于：

本实施例中，中心连杆12的仅通过尾部的外螺纹与夹持中心孔31的内螺纹配合来实现与刀体3的紧固连接，无需设置钻头紧固件6。

其余未述之处，与实施例1基本一致，此处不再赘述。

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 (10)

1.一种模块式钻削加工刀具，其特征在于：包括中心钻头(1)、外切削刀片(4)、切削分体(2)和刀体(3)，所述切削分体(2)与刀体(3)对接，所述中心钻头(1)包括钻尖(11)和与钻尖(11)固定连接的中心连杆(12)，所述钻尖(11)压在切削分体(2)的前端，所述中心连杆(12)穿过切削分体(2)与刀体(3)紧固连接，所述切削分体(2)与刀体(3)之间设有防止切削分体(2)相对刀体(3)旋转的止转结构(5)，所述外切削刀片(4)安装在切削分体(2)上并位于中心钻头(1)的径向外侧。

2.根据权利要求1所述的模块式钻削加工刀具，其特征在于：所述切削分体(2)设有可供中心连杆(12)穿过的连接中心孔(21)，所述刀体(3)设有与中心连杆(12)配合的夹持中心孔(31)，所述刀体(3)的周向面设有紧固孔(32)，所述紧固孔(32)内设有与紧固孔(32)螺纹配合的钻头紧固件(6)，所述紧固孔(32)与夹持中心孔(31)连通，所述钻头紧固件(6)抵在中心连杆(12)上。

3.根据权利要求2所述的模块式钻削加工刀具，其特征在于：所述中心连杆(12)与夹持中心孔(31)、连接中心孔(21)的配合间隙分别为b1、b2，满足：0.01mm≤b1≤0.05mm，0.01mm≤b2≤0.05mm；所述夹持中心孔(31)的半径大于连接中心孔(21)的半径，二者差值为a，0mm≤a≤0.005mm。

4.根据权利要求2所述的模块式钻削加工刀具，其特征在于：所述中心连杆(12)的周向面设有压紧平面(121)，所述钻头紧固件(6)抵在压紧平面(121)上。

5.根据权利要求2所述的模块式钻削加工刀具，其特征在于：所述中心连杆(12)的尾部设有外螺纹，所述夹持中心孔(31)设有可与外螺纹配合的内螺纹。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的模块式钻削加工刀具，其特征在于：所述止转结构(5)包括设于切削分体(2)上的切削端面锯齿(51)和设于刀体(3)上的刀体端面锯齿(52)，所述切削端面锯齿(51)与刀体端面锯齿(52)相互配合。

7.根据权利要求1至5任意一项所述的模块式钻削加工刀具，其特征在于：所述切削分体(2)设有沿轴向贯通的切削冷却通道(22)，所述刀体(3)设有沿轴向贯通的刀体冷却通道(33)，所述切削冷却通道(22)与刀体冷却通道(33)连通。

8.根据权利要求1至5任意一项所述的模块式钻削加工刀具，其特征在于：所述刀体(3)包括切削部(310)和夹持柄部(320)，所述切削分体(2)与切削部(310)对接，所述切削分体(2)和切削部(310)上设有相互贯通的螺旋排屑槽(7)。

9.根据权利要求1至5任意一项所述的模块式钻削加工刀具，其特征在于：所述切削分体(2)设有刀槽(23)，所述外切削刀片(4)通过外刀片紧固件(8)安装在刀槽(23)内，所述外切削刀片(4)设置多个，沿中心钻头(1)外周均匀布置。

10.根据权利要求1所述的模块式钻削加工刀具，其特征在于：所述切削分体(2)设有可供中心连杆(12)穿过的连接中心孔(21)，所述刀体(3)设有夹持中心孔(31)，所述中心连杆(12)的尾部设有外螺纹，所述夹持中心孔(31)设有可与外螺纹配合的内螺纹。

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