自鎖式可換頭硬質(zhì)合金鉆頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種硬質(zhì)合金鉆頭，尤其涉及一種能夠自鎖且便于更換刀頭的自鎖式可換頭硬質(zhì)合金鉆頭。
【背景技術(shù)】
[0002]人類認(rèn)識和使用鉆頭的歷史可以上溯到史前時代。燧人氏“鉆木取火”所使用的石鉆，可以看作最原始的鉆頭?，F(xiàn)代工業(yè)加工中廣泛使用的麻花鉆俗稱鉆頭，是一種形狀復(fù)雜的孔加工刀具，誕生于一百多年前?，F(xiàn)在，全世界每年消耗的各類鉆頭數(shù)以億計。據(jù)統(tǒng)計，在美國的汽車制造業(yè)，機械加工中鉆孔工序的比重約占50% ;而在飛機制造業(yè)，鉆孔工序所占的比重則更高。鉆削屬于內(nèi)孔加工范疇，而孔加工是最復(fù)雜的機械加工方法之一。正因為如此，人們一直致力于鉆頭的改進和鉆削過程的研宄。
[0003]可換刀頭的組合式硬質(zhì)合金鉆頭包括硬質(zhì)合金刀頭和鋼制刀桿，刀頭安裝于刀桿上。在一定鉆孔直徑的范圍內(nèi)它已可以完全替代現(xiàn)在大量使用的整體硬質(zhì)合金鉆頭?？蓳Q頭硬質(zhì)合金組合式鉆頭可更換刀頭，刀桿可重復(fù)使用。刀頭所使用的硬質(zhì)合金材料大大少于整體硬質(zhì)合金鉆頭所使用的硬質(zhì)合金材料，因此可以極大的降低鉆孔的刀具成本。
[0004]比如:專利號為“ZL 200580037359.5”的中國專利公開了一種轉(zhuǎn)動切削刀具具有可拆卸的固定在柄部上的實心切削頭，該切削頭具有靠近切削頭前面的切削部分以及與其形成整體并從中向后延伸的安裝部分，柄部具有從柄部前面向后延伸的接收部分，在切削頭固定在柄部上時，安裝部分接收在接收部分內(nèi)，并且柄部前面向前暴露并靠近切削頭前面。
[0005]專利號為“ US 7306410 ”的美國專利中所示的示例性實施例中，從圓柄的周邊側(cè)旋入的夾持固定螺釘延伸通過固定支柱和將其夾持就位的夾持延伸部，夾持固定螺釘不僅在夾持延伸部和固定支柱之間提供了確定的配合連接，而且還提高了由夾持延伸部沿徑向施加在支柱的截頭圓錐形的表面上所產(chǎn)生的夾持壓力；在另一個示例性實施例中，夾持固定螺釘處于槽口內(nèi)部，其旋轉(zhuǎn)軸線沿直徑延伸，且該槽口沿徑向在固定支柱內(nèi)部延伸，并且朝向固定支柱的漸縮端敞開。在將可更換的刀頭固定到圓柄上時，對夾持固定螺釘?shù)男枰肓祟~外的復(fù)雜性以及更長的裝配時間。
[0006]專利號為“US 5957631”的美國專利公開了一種轉(zhuǎn)動切削刀具，該刀具包括可松開的連接到柄部上切削頭，切削頭和柄部通過切削頭和柄部周邊表面的形狀和尺寸的配合而結(jié)合，并且在切削頭的前端具有切削刃，切削頭和柄部有利的通過燕尾形連接配置連接，提供牢固的保持和穩(wěn)定的連接，而不依賴?yán)缏葆數(shù)钠渌B接裝置。這大大簡化了切削頭與柄部的組裝和拆卸。
[0007]上述幾個公開的可換頭鉆頭專利中，具有可以更換刀頭的功能，但都是通過過盈配合或螺釘固定來實現(xiàn)刀頭的可換，且上述刀頭與刀桿僅有緊固功能沒有自鎖功能，過盈配合固定使其制造的要求很高、難度很大；螺釘固定式更換又不方便，且都不具備簡單易裝卸的自鎖式固定功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種結(jié)構(gòu)簡單、便于制作、穩(wěn)定可靠、定位精度高且具有自鎖功能的自鎖式可換頭硬質(zhì)合金鉆頭。
[0009]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)上述目的:
[0010]一種自鎖式可換頭硬質(zhì)合金鉆頭，包括刀頭和刀桿，以所述刀頭的鉆尖為上方，所述刀頭的上部包括鉆尖和位于所述鉆尖下面的鉆進本體，所述刀頭安裝于所述刀桿的上端，所述刀頭的下部設(shè)有圓柱形的圓柄，所述刀頭的鉆進本體的外徑大于所述圓柄的外徑，所述刀桿的上端設(shè)有豎向的圓柄夾持槽或圓柄夾持孔，所述圓柄置于所述圓柄夾持槽或圓柄夾持孔內(nèi)；所述刀頭的鉆進本體上至少設(shè)有兩個刀頭缺口，所述刀頭缺口由豎向或豎向傾斜的第一刀頭接觸面和第二刀頭接觸面相交構(gòu)成，所述第一刀頭接觸面相對于所述第二刀頭接觸面更加靠近所述鉆進本體的豎向中心線，所述第一刀頭接觸面中遠(yuǎn)離所述第二刀頭接觸面的一側(cè)邊緣向靠近所述鉆進本體的豎向中心線的方向彎折形成刀頭拐角邊，所述刀頭拐角邊與所述鉆進本體的豎向中心線的距離大于所述圓柄的徑向截面半徑，所述第一刀頭接觸面中存在一豎向線段，該豎向線段與所述鉆進本體的豎向中心線之間的距離為所述第一刀頭接觸面與所述鉆進本體的豎向中心線之間的所有距離中的最短距離；所述刀桿的上部端面上設(shè)有至少兩個且與所述刀頭缺口數(shù)量相同的向上凸起的凸塊，所述凸塊的內(nèi)表面位于所述圓柄夾持槽的槽壁或圓柄夾持孔的孔壁以外，所述凸塊的結(jié)構(gòu)滿足以下條件:在組裝所述刀頭和所述刀桿的過程中，所述刀頭拐角邊與所述凸塊的內(nèi)表面之間依次經(jīng)過無接觸、過盈接觸、非過盈接觸，在組裝完成后，所述第一刀頭接觸面與所述凸塊的內(nèi)表面緊密接觸，所述第二刀頭接觸面與所述凸塊的第一側(cè)面緊密接觸。
[0011 ] 上述結(jié)構(gòu)中，刀頭拐角邊與凸塊的內(nèi)表面之間依次經(jīng)過無接觸、過盈接觸、非過盈接觸的組裝過程是最重要的技術(shù)效果，對應(yīng)地，該效果通過上述的第一刀頭接觸面和刀頭拐角邊與鉆進本體的豎向中心線之間的相對位置關(guān)系，以及凸塊之間的相對位置和距離來確定；第一刀頭接觸面與凸塊的內(nèi)表面之間、第二刀頭接觸面與凸塊的第一側(cè)面之間的位置關(guān)系也是必不可少的，這種結(jié)構(gòu)能確保刀頭與刀桿之間具有自鎖的、緊密的、穩(wěn)固的安裝和豎向鉆削力與扭矩的傳遞。
[0012]作為優(yōu)選，所述刀頭缺口為兩個且以所述鉆進本體的豎向中心線相互對稱，所述凸塊為兩個且以所述刀桿的豎向中心線相互對稱；所述第一刀頭接觸面和第二刀頭接觸面均為平面，所述凸塊的內(nèi)表面和第一側(cè)面均為平面；兩個所述刀頭拐角邊之間的距離略大于兩個所述凸塊的內(nèi)表面之間的最小距離。上述結(jié)構(gòu)盡量在確保效果的前提下簡單化，以降低加工成本；第一刀頭接觸面、第二刀頭接觸面、凸塊的內(nèi)表面和第一側(cè)面也可以為弧形面，但其加工精度和加工成本更高，所以不是優(yōu)選結(jié)構(gòu)；其中，兩個刀頭拐角邊之間的距離略大于兩個凸塊的內(nèi)表面之間的最小距離，即為實現(xiàn)上述刀頭拐角邊與凸塊的內(nèi)表面之間的組裝過程的具體優(yōu)選結(jié)構(gòu)之一，這是針對兩個凸塊結(jié)構(gòu)的情形，如果是兩個以上凸塊的情形，則不一定是這種結(jié)構(gòu)。
[0013]作為優(yōu)選，所述第二刀頭接觸面與水平方向的夾角為45-90°，且所述第二刀頭接觸面的上部比下部更加遠(yuǎn)離所述刀頭的鉆進本體的豎向中心線；所述凸塊的第一側(cè)面與水平方向的夾角為45-90°。這種結(jié)構(gòu)中，凸塊的第一側(cè)面將承載鉆頭切削時由刀頭第二接觸面?zhèn)鬟f的鉆削扭矩，同時保證鉆頭在組裝后自鎖時刀桿的上部端面與刀頭的鉆進本體的底面的緊密接觸，刀桿端面將承載由刀頭的鉆進本體的底面?zhèn)鬟f的鉆削豎向力。
[0014]作為更優(yōu)選擇，所述第二刀頭接觸面與水平方向的夾角為65° ;所述凸塊的第一側(cè)面與水平方向的夾角為65°。
[0015]為了實現(xiàn)刀頭拐角邊在凸塊的內(nèi)表面上的平滑過渡并減小磨損，所述刀頭拐角邊為圓弧邊。
[0016]為了便于裝卸刀頭，所述刀頭的鉆進本體的上部邊緣位于兩個所述刀頭缺口旁邊的位置設(shè)有兩個用于安裝裝卸工具的裝卸卡槽。
[0017]優(yōu)選地，所述裝卸卡槽的底面與水平方向之間的夾角為60°。
[0018]優(yōu)選地，所述刀頭上部的鉆尖的鉆尖角為140°。
[0019]為了便于排肩，所述刀頭和所述刀桿上均設(shè)有相互連通的螺旋形的容肩槽。
[0020]優(yōu)選地，所述容肩槽的螺旋角為25°。
[0021]本發(fā)明的有益效果在于:
[0022]本發(fā)明通過在刀頭的鉆進本體上設(shè)置第一刀頭接觸面和第二刀頭接觸面，并在第一刀頭接觸面的一側(cè)設(shè)置刀頭拐角邊，在刀桿上設(shè)置凸塊，使刀頭拐角邊與凸塊的內(nèi)表面之間在組裝過程中依次經(jīng)過無接觸、過盈接觸、非過盈接觸，并在組裝后使第一刀頭接觸面與凸塊的內(nèi)表面緊密接觸，豎向傾斜的第二刀頭接觸面與同樣角度豎向傾斜的凸塊的第一側(cè)面緊密接觸，從而實現(xiàn)了刀頭與刀桿之間的自鎖功能，且實現(xiàn)了刀頭與刀桿的穩(wěn)固連接和可靠傳動，并且裝卸過程中無需螺釘鎖緊和緊固，非常方便、快捷；通過第二刀頭接觸面，將施加在刀頭的鉆削扭矩傳遞給刀桿，從而使刀頭和刀桿在工作中其刀頭第二接觸面與凸塊的第一側(cè)面之間、刀頭的鉆進主體的下端面與刀桿的上部端面之間配合更加緊固，同時進一步實現(xiàn)自鎖緊，保證鉆頭鉆進過程的高速、高精度和低跳動；本發(fā)明所述自鎖式可換頭硬質(zhì)合金鉆頭因其具有獨創(chuàng)的自鎖結(jié)構(gòu)和簡單、可靠、高精度的特點，在生產(chǎn)中具有高效率、高精度、低成本、快換刀頭、低切削力、排肩順暢、切削流暢的優(yōu)點，適用于高速、高進給地加工不同種類的孔，用途廣泛。
【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明所述自鎖式可換頭硬質(zhì)合金鉆頭的刀頭的主視圖；
[0024]圖2是本發(fā)明所述自鎖式可換頭硬質(zhì)合金鉆頭的刀頭的俯視圖；
[0025]圖3是本發(fā)明所述刀頭拐角邊所在結(jié)構(gòu)的局部放大圖，與圖2視角相同。
[0026]圖4是本發(fā)明所述自鎖式可換頭硬質(zhì)合金鉆頭的刀頭的近似主視圖之一，視角與圖1相比略有差異；
[0027]圖5是本發(fā)明所述自鎖式可換頭硬質(zhì)合金鉆頭的刀頭的近似主視圖之二，視角與圖1相比略有差異；
[0028]圖6是本發(fā)明所述自鎖式可換頭硬質(zhì)合金鉆頭的刀頭的近似主視圖之三，視角與圖1相比基本一致；
[0029]圖7是本發(fā)明所述自鎖式可換頭硬質(zhì)合金鉆頭的刀桿的立體圖；
[0030]圖8是本發(fā)明所述自鎖式可換頭硬質(zhì)合金鉆頭的刀桿上部的放大立體圖；
[0031]圖9是本發(fā)明所述自鎖式可換頭硬質(zhì)合金鉆頭的刀頭和刀桿的上部組裝時的立體圖；
[0032]圖10是本發(fā)明所述自鎖式可換頭硬質(zhì)合金鉆頭的刀頭