【技术领域】

本发明涉及用于钻削加工的工具， 尤其涉及一种钻削加工刀具。

【背景技术】

在钻削加工中， 为了延长切削部分的使用寿命， 通常采用较为贵重的硬质合金或类似材 料作为刀具材料， 由于此类材料具有硬度高、 耐磨性好的特点， 加工极为困难， 这使得钻削 刀具用材成本和加工成本都较高。 目前常用的钻削刀具一般是由切削部件和夹持 部件组装而 成， 其中切削部件由硬度大、 耐磨性能强的硬质合金或类似的材料制成， 而夹持部件由具有 较大弹性的材料制成， 当切削部件被磨损后可单独更换切削部件， 从而可降低钻削加工的成 本。

公开号为 CN101856735的中国专利文献公开了一种钻削加工� ��具，包括钻尖部件和夹持 部件， 所述钻尖部件底部的中心设有固定凸台， 所述夹持部件顶部的中心设有可通过弹性变 形夹持固定凸台的固定座， 所述夹持部件上设有可使固定座弹性张开的狭 槽， 所述狭槽沿刀 具的中轴线设置， 狭槽底部设有两段呈 V形分布的延伸段， 狭槽中部于两槽壁上设有一对扭 矩作用面， 两段呈 V形分布的延伸段于中轴线两侧对称布置， 所述固定凸台的径向截面自钻 尖部件的底部向尖端逐渐减小， 所述固定凸台与所述固定座的结合面均为对称 中心在中轴线 上、 呈中心对称的光顺曲面或组合面。 该钻削加工刀具通过一对扭矩作用面来实现钻 尖部件 的装卸， 并在狭槽的底部设置两段呈 V形分布的的延伸量从而增大固定座的弹性变� �量， 在 实际切削过程中我们发现其存在以下问题：

1、 由于两固定座之间的狭缝的中部设有一对扭矩 面， 凸轮扳手通过该对扭矩面作用实现 钻尖部件的装卸， 为了传递较大的装卸扭矩， 一般凸轮扳手具有较大的形状， 和凸轮扳手配 合的扭矩作用面同样具有较大的外形尺寸， 在实际切削过程中， 切屑延着刀槽排出过程中， 当切屑流过扭矩作用面时， 切屑容易发生非正常扭曲， 从而切屑不能快速从刀槽中排出， 以 致刀体夹持部件的固定座在扭矩作用面附近处 发生折断。

2、 狭槽的底部设置两段呈 V形分布的延伸段， 虽然增大了固定座的弹性变形量， 使钻 尖部件容易装卸， 但是两段呈 V型分布的延伸段， 极大的降低了夹持部件的固定座的强度， 切削时较容易发生切削振动， 降低加工表面质量。

【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、 连接紧固、 稳定 性好、 抗冲击能力强的钻削加工刀具。 为解决上述技术问题， 本发明采用以下技术方案：

一种钻削加工刀具， 包括切削部件和夹持部件， 所述切削部件包括切削部和连接部， 所 述夹持部件包括柄部和两个弹性夹持部， 所述连接部设有外圆柱面， 所述弹性夹持部设有用 于夹持所述外圆柱面的内圆柱面，所述外圆柱 面与内圆柱面之间设有相互咬合的凹进和凸起 ， 所述凹进和凸起在刀具的旋转轴线方向上向钻 削进给方向倾斜。

所述弹性夹持部顶部设有周向台和定位台， 所述定位台设有凸平面和凸斜面， 所述凸斜 面设于靠近周向台的一侧， 所述切削部上设有与所述周向台配合的扭矩传 递面， 所述切削部 底部设有与所述定位台配合的定位槽， 所述定位槽设有凹平面和凹斜面， 在切削部件与夹持 部件的装卸过程中所述凸斜面与凹斜面接触。

所述弹性夹持部顶部于周向台和定位台之间设 有轴向基础面， 所述切削部底部于扭矩传 递面与定位槽之间设有轴向定位平面， 所述轴向定位平面与所述轴向基础面接触。

所述两个弹性夹持部之间的槽底面与连接部的 底端面之间设有预紧间隙。

所述连接部的底端面与外圆柱面之间设有一圆 锥面， 所述两个弹性夹持部于底端设有一 对与所述圆锥面配合的导向面， 所述圆锥面与所述导向面接触。

所述槽底面上设有弹性缝。

所述凹进由两凹进侧面和一凹进底面构成， 两凹进侧面对称设置于凹进底面两侧， 所述 凸起由两凸起侧面和一凸起顶面构成， 两凸起侧面对称设置于凸起顶面两侧。

所述凹进侧面与凹进底面之间的夹角为 α， 所述凸起侧面与凸起顶面之间的夹角为 β， 30°<α<80°, 30°<β<80°, 15 '≤β-α≤3°。

所述凹进由两凹进侧面和一凹进底面构成， 所述凸起由两凸起侧面和一凸起顶面构成， 所述两凹进侧面和凹进底面之间的夹角分别为 al、 02， 所述两凸起侧面和凸起顶面之间的夹 角分别为 β1、 β2， 30°<α1<80° , 30°<α2<80° , 30。≤β1≤80。， 30°<β2<80° , 15 '<β1-α1<3° , 15'<β2-α2≤3

所述凹进由两凹进侧面和一凹进底面构成， 所述凸起由两凸起侧面和一凸起顶面构成， 所述凹进侧面和凸起侧面在刀具的旋转轴线方 向上向钻削进给方向倾斜的角度均为 θ， 25°<θ<80

所述凹进由两凹进侧面和一凹进底面构成， 所述凸起由两凸起侧面和一凸起顶面构成， 所述凹进侧面在刀具的旋转轴线方向上向钻削 进给方向倾斜的角度均为 θ， 所述两凸起侧面 在刀具的旋转轴线方向上向钻削进给方向倾斜 的角度分别为 Θ1、 Θ2， 25°≤θ≤80°， 25°≤Θ1≤80°， 25°<Θ2<80°, 5 '≤Θ1-Θ≤5°， 5 '≤Θ-Θ2≤5。。

所述圆锥面的锥角为 γ1，所述导向面的锥角为 γ2， 15°≤γ1≤45°， 15°≤γ2≤45°， 5 '≤γ1-γ2≤1 °。 与现有技术相比， 本发明的优点在于：

本发明的钻削加工刀具， 通过凹进和凸起的相互咬合使切削部件和夹持 部件形成凹凸配合， 极大的增加了夹持部件和切削部件之间连接结 构的稳定性； 同时， 凹进和凸起在刀具的旋转 轴线方向上向钻削进给方向倾斜， 一方面切削部件和夹持部件可通过相互咬合的 凹进和凸起 传递周向扭矩， 另一方面切削部件周向受力越大， 凹进和凸起的相互咬合越紧凑， 可传递的 扭矩就越大， 也就是说刀具在切削加工时受到的切削力越大 ， 夹持部件和切削部件的连接越 紧固， 从而切削部件能承受较大的切削力且具有更好 的抗冲击性能。 弹性夹持部顶部设有周 向台和定位台， 定位台设有凸平面和凸斜面， 凸斜面设于靠近周向台的一侧， 切削部上设有 与周向台配合的扭矩传递面， 当切削部件承受较大的切削负载时， 扭矩传递面与周向台接触 配合， 此后切削部件承受的切削负载进一步增大时， 负载增加量主要由扭矩传递面与周向台 承受， 以防止凹进和凸起因超出承载能力而损坏或失 效， 从而延长钻削加工刀具的寿命； 切 削部底部设有与定位台配合的定位槽， 定位槽设有凹平面和凹斜面， 将切削部件安装至夹持 部件上时， 凸斜面与凹斜面可形成过盈接触， 增大安装切削部件时的扭矩， 这样可提示操作 者切削部件的安装即将完成； 将切削部件从夹持部件上卸下时， 切削部件和夹持部件轴向和 周向同时发生分离， 在此过程中， 凸斜面与凹斜面先发生过盈接触， 再摩擦分离， 在凸斜面 与凹斜面发生过盈接触时， 可提示操作者切削部件的拆卸即将完成； 同时， 切削部件受到与 切削方向相反的力时， 必须克服凸斜面与凹斜面过盈接触时的摩擦和 扭矩， 才有可能产生松 动， 因此， 凸斜面与凹斜面的配合可以有效防止切削部件 发生松动。

【附图说明】

图 1是本发明第一实施例的立体结构示意图。

图 2是本发明第一实施例中夹持部件的局部放大� �。

图 3是本发明第一实施例中夹持部件的主视结构� �意图。

图 4是图 3的 A— A剖视图。

图 5是图 4的 B—B剖视图。

图 6是本发明第一实施例中切削部件的立体结构� �意图。

图 7是本发明第一实施例中切削部件的主视结构� �意图。

图 8是图 7的 C— C剖视图。

图 9是本发明第一实施例中切削部件的俯视结构� �意图。

图 10是本发明第二实施例中夹持部件的主视结构� ��意图。

图 11是图 10的 D—D剖视图。

图 12是图 11的 E—E剖视图。 图 13是本发明第二实施例中切削部件的主视结构� ��意图。

图 14是图 13的 F— F剖视图。

图中各标号表示：

1、 切削部件； 2、 夹持部件； 3、 凹进； 4、 凸起； 11、 切削部； 12、 连接部； 13、 外圆 柱面； 14、 圆锥面； 21、 弹性夹持部； 22、 柄部； 23、 内圆柱面； 24、 导向面； 31、 凹进侧 面； 32、 凹进底面； 41、 凸起侧面； 42、 凸起顶面； 111、 扭矩传递面； 112、 定位槽； 113、 凹平面； 114、 凹斜面； 115、轴向定位平面； 121、底端面； 211、 周向台； 212、 定位台； 213、 凸平面； 214、 凸斜面； 215、 轴向基础面； 216、 槽底面； 217、 弹性缝。

【具体实施方式】

图 1至图 9示出了本发明的钻削加工刀具的第一实施例� � 该刀具包括切削部件 1和夹持 部件 2， 切削部件 1包括切削部 11和连接部 12， 夹持部件 2包括柄部 22和两个弹性夹持部 21， 连接部 12设有外圆柱面 13， 弹性夹持部 21设有用于夹持外圆柱面 13的内圆柱面 23， 外圆柱面 13与内圆柱面 23之间设有相互咬合的凹进 3和凸起 4， 本实施例将凹进 3设置在 外圆柱面 13上， 将凸起 4设置在内圆柱面 23上， 在其他实施例中还可以将凹进 3设置在内 圆柱面 23上， 将凸起 4设置在外圆柱面 13上， 通过凹进 3和凸起 4的相互咬合使切削部件 1和夹持部件 2形成凹凸配合， 极大的增加了夹持部件 2和切削部件 1之间连接结构的稳定 性。 同时， 凹进 3和凸起 4在刀具的旋转轴线方向上向钻削进给方向倾� �， 一方面切削部件 1和夹持部件 2可通过相互咬合的凹进 3和凸起 4传递周向扭矩； 另一方面切削部件 1周向 受力越大， 凹进 3和凸起 4的相互咬合越紧凑， 可传递的扭矩就越大， 也就是说刀具在切削 加工时受到的切削力越大， 夹持部件 2和切削部件 1的连接越紧固， 从而切削部件 1能承受 较大的切削力且具有更好的抗冲击性能；从切 削部件 1至夹持部件 2形成有连续光滑的刀槽， 切屑容易排出， 可以有效防止夹持部件 2的弹性夹持部 21因塑性变形引起疲劳损坏和折断。

本实施例中， 弹性夹持部 21顶部设有周向台 211和定位台 212， 定位台 212设有凸平面 213和凸斜面 214， 凸斜面 214设于靠近周向台 211的一侧， 切削部 11上设有与周向台 211 配合的扭矩传递面 111， 当切削部件 1承受较大的切削负载时， 扭矩传递面 111与周向台 211 接触配合，此后切削部件 1承受的切削负载进一步增大时，负载增加量� �要由扭矩传递面 111 与周向台 211承受， 以防止凹进 3和凸起 4因超出承载能力而损坏或失效， 从而延长钻削加 工刀具的寿命； 切削部 11底部设有与定位台 212配合的定位槽 112， 定位槽 112设有凹平面 113和凹斜面 114， 在切削部件 1与夹持部件 2的装卸过程中凸斜面 214与凹斜面 114接触， 并且凸斜面 214与凹斜面 114可形成过盈接触， 增大安装切削部件 1时的扭矩， 这样可提示 操作者切削部件 1的安装即将完成， 安装到位后凸斜面 214与凹斜面 114即可保持接触， 也 可程分离状态； 将切削部件 1从夹持部件 2上卸下时， 切削部件 1和夹持部件 2轴向和周向 同时发生分离， 在此过程中， 凸斜面 214与凹斜面 114先发生过盈接触， 再摩擦分离， 在凸 斜面 214与凹斜面 114发生过盈接触时， 可提示操作者切削部件 1的拆卸即将完成； 同时， 切削部件 1受到与切削方向相反的力时， 必须克服凸斜面 214与凹斜面 114过盈接触时的摩 擦和扭矩， 才有可能产生松动， 因此， 凸斜面 214与凹斜面 114的配合可以有效防止切削部 件 1发生松动。

本实施例中， 弹性夹持部 21顶部于周向台 211和定位台 212之间设有轴向基础面 215， 切削部 11底部于扭矩传递面 111与定位槽 112之间设有轴向定位平面 115，轴向定位平面 115 与轴向基础面 215接触， 可实现夹持部件 2和切削部件 1的轴向定位， 可有效控制切削部件 1和夹持部件 2的离合程度， 防止较夹持部件 2发生较大的周向滑动。 两个弹性夹持部 21之 间的槽底面 216与连接部 12的底端面 121之间设有预紧间隙， 以保证切削部件 1 的连接部 12可与夹持部件 2的两个弹性夹持部 21形成紧固可靠的连接， 并且能适当降低加工和装配 精度要求。连接部 12的底端面 121与外圆柱面 13之间设有一圆锥面 14， 两个弹性夹持部 21 于底端设有一对与圆锥面 14配合的导向面 24， 圆锥面 14与导向面 24接触， 在切削部件 1 和夹持部件 2的安装连接过程中圆锥面 14与导向面 24的接触起到定心、 导向的作用。 槽底 面 216上设有弹性缝 217， 该弹性缝 217使夹持部件 2在保证具有足够大强度的情况下， 能 够对切削部件 1形成更大的夹持力， 使刀具在切削过程中有效减少振动， 提高加工表面质量， 延长刀具寿命。

本实施例中， 凹进 3由两凹进侧面 31和一凹进底面 32构成， 凸起 4由两凸起侧面 41和 一凸起顶面 42构成， 两凹进侧面 31和凹进底面 32之间的夹角分别为 α1、 α2, 两凸起侧面 41 和凸起顶面 42 之间的夹角分别为 β1、 β2， 30°<α1<80° , 30°<α2<80° , 30。≤β1≤80。， 30°<β2<80°, 15 '<β1-α1<3°, 15 '<β2-α2<3°, 当 α1、 α2、 β1、 β2的大小关系满足上述条件时， 可保证凹进 3和凸起 4之间能传递较大的扭矩， 同时在弹性夹持部 21发生弹性变形时， 凹进 3 和凸起 4 之间可保持良好的接触， 从而保证二者的咬合连接强度。 本实施例中， al=60°, α2=6Γ, β1=61.5。， β2=62.5。。

本实施例中， 凹进侧面 31在刀具的旋转轴线方向上向钻削进给方向倾� ��的角度均为 θ， 两凸起侧面 41 在刀具的旋转轴线方向上向钻削进给方向倾斜 的角度分别为 Θ1、 Θ2 , 25。≤θ≤80。， 25。≤Θ1≤80。， 25°<Θ2<80°, 5 '<Θ1-Θ<5°, 5 '<Θ-Θ2<5°, 当 θ、 Θ1、 Θ2的大小关系满 足上述条件时， 切削部件 1的装卸方便省力， 并能平衡分布凹进 3和凸起 4在径向方向和轴 向方向上的受力， 本实施例中， θ=60°， Θ1=62°， Θ2=58°。

本实施例中， 圆锥面 14的锥角为 γ1， 导向面 24的锥角为 γ2， 15°≤γ1≤45°， 15°≤γ2≤45°， 5'≤γ1-γ2≤1 °， 当 γ1、 γ2的大小关系满足上述条件时， 使得两个弹性夹持部 21 以弹性缝 217 为中心发生弹性分离的情况下， 仍然能够保证导向面 24与圆锥面 14之间的准确定位， 且使 导向面 24与圆锥面 14之间的接触面积更大， 从而优化了二者之间的受力情况。本实施例中 ， γ1=30°, γ2=29.5。。

图 10至图 14示出了本发明的钻削加工刀具的第二实施例� �� 本实施例和上一实施例基本 相同， 区别仅在于： 两凹进侧面 31对称设置于凹进底面 32两侧， 两凸起侧面 41对称设置于 凸起顶面 42两侧， 凹进侧面 31与凹进底面 32之间的夹角为 α， 凸起侧面 41与凸起顶面 42 之间的夹角为 β， 30°<α<80°, 30°≤β≤80°， 15 '<β-α<3°, 凹进侧面 31和凸起侧面 41在刀具的 旋转轴线方向上向钻削进给方向倾斜的角度均 为 θ， 25°≤θ≤80°。本实施例中， α=60°， β=60.5°， θ=60°。 采用本实施例的参数设置， 使得凹进 3和凸起 4的结构更加简单， 加工更加方便， 间 隙大小更好控制。

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。