CN112974942A - 一种u型齿槽锥度小径螺纹连接的分体式旋转刀具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种U型齿槽锥度小径螺纹连接的分体式旋转刀具，包括刀头部件和刀杆部件；刀头部件设有外螺纹连接部；刀杆部件设有内螺纹连接部并与刀头部件的外螺纹连接部相配合；刀头部件的外螺纹连接部中，外螺纹的螺纹齿的截面为梯形形状，螺纹齿的牙型角为5°～30°，螺纹齿的齿根部具有R角以使得两个相邻的螺纹齿之间的齿槽为U型形状，沿着外螺纹连接部的轴线方向，外螺纹的大径保持不变，小径呈锥度变化，并由里至外呈渐次缩小。本发明能够增强分体式旋转刀具连接处齿根和底部的强度，同时减轻应力集中，增加螺纹连接的自锁性，改善分体式旋转刀具切削过程中因连接部变形提前失效的情况，使刀具可以更稳定的加工，提高材料利用率。
Description
技术领域
本发明涉及刀具技术领域，特别是涉及一种U型齿槽锥度小径螺纹连接的分体式旋转刀具。
背景技术
为提高刀具的经济性，分体式旋转刀具得到了广泛应用，此类刀具的一个主要特点是刀头部件(含有切削刃的部分)和刀杆部件(含有柄部的部分)相独立，即刀头部件和刀杆部件为可拆装的两个独立零件，在使用时，是将刀头部件和刀杆部件装配在一起形成一个整体式旋转刀具，从而用来进行切削加工，在刀头部件的切削刃加工达到报废标准后，可以更换刀头部件(即更换切削刃)，而刀杆部件(即柄部)可以重复性使用，这样刀杆部件也可以使用经济性更高的材料来加工制作，从而减少材料的不必要浪费，比如，含有切削部的刀头部件可以采用硬质合金或高速钢材料来制作而成，而刀杆部件则可以用于合金钢或淬硬钢等经济型材料来制作而成。
这种分体式旋转刀具的刀头部件(含有切削刃的部分)和刀杆部件(含有柄部的部分)通常采用螺纹连接，比如采用直螺纹结构，即在刀头部件设有直螺纹结构的外螺纹，在刀杆部件直螺纹结构的内螺纹，通过刀头部件的外螺纹与刀杆部件的内螺纹的旋接配合，使得刀头部件和刀杆部件连接成一体，以实现切削加工。但是，现有技术的这种直螺纹结构的连接方式，极易在螺纹底部和螺纹齿根部产生应力集中，导致刀头部件的螺纹变形，使刀具提前报废，从而严重影响了分体式旋转刀具的使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种U型齿槽锥度小径螺纹连接的分体式旋转刀具，通过结构改进，能够增强分体式旋转刀具连接处齿根和底部的强度，同时减轻应力集中，增加螺纹连接的自锁性，改善分体式旋转刀具切削过程中因连接部变形提前失效的情况，使刀具可以更稳定的加工，提高材料利用率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种U型齿槽锥度小径螺纹连接的分体式旋转刀具，包括刀头部件和刀杆部件；所述刀头部件的一端设有切削部，另一端设有外螺纹连接部；所述刀杆部件的一端设有内螺纹连接部并与所述刀头部件的外螺纹连接部相配合；所述刀头部件的外螺纹连接部中，外螺纹的螺纹齿的截面为梯形形状，螺纹齿的牙型角为5°～30°，螺纹齿的齿根部具有R角以使得两个相邻的螺纹齿之间的齿槽为U型形状，沿着外螺纹连接部的轴线方向，外螺纹的大径保持不变，外螺纹的小径呈锥度变化，并由里至外呈渐次缩小。
所述外螺纹的小径为锥度径，锥角为定值，锥角的取值范围为1°～10°。
所述外螺纹的螺纹齿的两侧齿根部均具有R角，两侧R角的半径取值范围为1～5mm。
所述外螺纹的螺纹齿的两侧齿根部的R角相同。
沿着外螺纹连接部的轴线方向，所述外螺纹的螺纹齿的齿顶宽度保持不变，牙型角保持不变。
沿着外螺纹连接部的轴线方向，相邻的两个外螺纹的螺纹齿的齿顶之间的距离保持不变。
所述刀杆部件的内螺纹连接部中，内螺纹的螺纹齿的齿顶具有R角，R角的半径取值范围为1.5～5.5mm。
所述内螺纹的螺纹齿的两侧齿顶的R角相同，且内螺纹的螺纹齿的齿顶的R角大于外螺纹的螺纹齿的齿根部的R角。
所述内螺纹的大径保持不变，内螺纹的小径呈锥度变化，并由外至里呈渐次缩小，且内螺纹的小径的锥角与外螺纹的小径的锥角相等。
沿着内螺纹连接部的轴线方向，所述内螺纹的螺纹齿的齿顶宽度保持不变且与所述外螺纹的螺纹齿的齿顶宽度相同，相邻的两个内螺纹的螺纹齿的齿顶之间的距离保持不变且与两个外螺纹的螺纹齿的齿顶之间的距离相同。
与现有技术相比较，本发明的有益效果是：
本发明由于采用了在刀头部件的外螺纹连接部中，外螺纹的螺纹齿的截面为梯形形状，螺纹齿的牙型角为5°～30°，螺纹齿的齿根部具有R角以使得两个相邻的螺纹齿之间的齿槽为U型形状，沿着外螺纹连接部的轴线方向，外螺纹的大径保持不变，外螺纹的小径呈锥度变化，并由里至外呈渐次缩小。本发明的这种结构，一是，实现刀具切削加工的切削主体在达到切削寿命极限后可更换，夹持柄部可重复使用；二是，实现刀具的精准定位；三是，提高刀具外螺纹的齿根和螺纹底部的强度；四是，提高螺纹自锁性，保证刀具连接稳定性；五是，通过螺纹芯部变导程设计实现大径圆柱面上的齿尖距离均匀性。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种U型齿槽锥度小径螺纹连接的分体式旋转刀具不局限于实施例。
附图说明
图1是本发明的实施例的结构示意图；
图2是本发明的实施例的刀头部件的结构示意图；
图3是本发明的实施例的刀头部件的外螺纹连接部的结构示意图；
图4是本发明的实施例的刀头部件的外螺纹连接部的外螺纹的结构示意图；
图5是本发明的实施例的刀头部件的外螺纹连接部的外螺纹的局部构造示意图；
图6是本发明的实施例的刀杆部件的立体构造示意图；
图7是本发明的实施例的刀杆部件的剖视图；
图8是本发明的实施例的刀杆部件的剖视图；
图9是本发明的实施例的刀头部件与刀杆部件的螺纹配合的结构示意图；
图10是图9中的A部放大示意图。
图中：1、刀头部件；11、刀头部件的切削部；12、刀头部件的外螺纹连接部；13、刀头部件的切削部的切削刃；2、刀杆部件；21、刀杆部件的内螺纹连接部；3、外螺纹；31、外螺纹的螺纹齿；32、外螺纹的螺纹齿之间的齿槽；4、内螺纹；41、内螺纹的螺纹齿。
具体实施方式
实施例
参见图1至图10所示，本发明的一种U型齿槽锥度小径螺纹连接的分体式旋转刀具，包括刀头部件1和刀杆部件2；所述刀头部件1的一端设有切削部11，另一端设有外螺纹连接部12，外螺纹连接部12中设有外螺纹3；切削部11中设有切削刃13，本实施例中，切削刃13是一体成型在刀头部件1的一端，当然，切削刃13也可以是设在刀片中，然后将刀片装在刀头部件1的一端；所述刀杆部件2的一端设有内螺纹连接部21并与所述刀头部件的外螺纹连接部12相配合，刀杆部件2的内螺纹连接部21设有内螺纹4；所述刀头部件1的外螺纹连接部12中，外螺纹3的螺纹齿31的截面为梯形形状，螺纹齿31的牙型角γ1为5°～30°，可同时保证螺纹的自锁能力和互换性；螺纹齿31的齿根部具有R角以使得两个相邻的螺纹齿之间的齿槽32为U型形状，能够增加螺纹齿根部的强度；沿着外螺纹连接部12的轴线方向，外螺纹3的大径D1保持不变，外螺纹3的小径d1呈锥度变化，并由里至外呈渐次缩小(即由靠近切削部11位置向远离切削部11方向呈渐次缩小)，保证可以稳定加工，并与内螺纹配合顺利；外螺纹3的大径D1是指螺纹齿31的齿顶的轮廓的直径，外螺纹3的小径d1是指齿槽32的槽底的轮廓的直径。
本实施例中，所述外螺纹3的小径d1为锥度径，锥角α为定值，锥角α的取值范围为1°～10°。角度α过小不能保证外螺纹3的根部强度，并且不能改善外螺纹3应力集中的情况，角度α过大则难以保证外螺纹3根部齿距的合理性，并且外螺纹3小径其它地方强度会下降，增加变形风险。
本实施例中，所述外螺纹3的螺纹齿31的两侧齿根部均具有R角，两侧R角的半径R1、R2取值范围为1～5mm。设置R角可以增加和内螺纹的结合紧密程度，增加外螺纹连接部12的自锁性；半径R1，R2过小难以保证和内螺纹的结合紧密程度，R1，R2半径过大会增加螺纹制造难度，同时降低和内螺纹的匹配度。
本实施例中，所述外螺纹3的螺纹齿31的两侧齿根部的R角相同，即螺纹齿31的一侧齿根部的R角的半径R1＝螺纹齿31的另一侧齿根部的R角的半径R2。
本实施例中，沿着外螺纹连接部12的轴线方向，所述外螺纹3的螺纹齿31的齿顶宽度L1保持不变，牙型角γ1保持不变。
本实施例中，沿着外螺纹连接部12的轴线方向，相邻的两个外螺纹3的螺纹齿31的齿顶之间的距离P1保持不变；保证和内螺纹的匹配度。
本实施例中，所述刀杆部件2的内螺纹连接部21中，内螺纹4的螺纹齿41的齿顶的两侧具有R角，两侧R角的半径R3、R4取值范围为1.5～5.5mm。设置R角可以增加和外螺纹的结合紧密程度。
本实施例中，所述内螺纹4的螺纹齿41的两侧齿顶的R角相同，即螺纹齿41的一侧齿顶的R角的半径R3＝螺纹齿41的另一侧齿顶的R角的半径R4；且内螺纹4的螺纹齿41的齿顶的R角的半径大于外螺纹3的螺纹齿31的齿根部的R角的半径，即R1＜R3，R2＜R4，从而保证螺纹连接的紧密程度。
本实施例中，所述内螺纹4的大径D2保持不变，内螺纹4的小径d2呈锥度变化，并由外至里呈渐次缩小，且内螺纹的小径d2的锥角β与外螺纹3的小径d1的锥角α相等，即，角度β＝α，保证和外螺纹相匹配。内螺纹4的大径D2是指螺纹齿41的齿底的轮廓的直径，内螺纹4的小径d2是指螺纹齿41的齿顶的轮廓的直径。
本实施例中，沿着内螺纹连接部21的轴线方向，所述内螺纹4的螺纹齿41的齿顶宽度L2保持不变且与所述外螺纹3的螺纹齿31的齿顶宽度L1相同，即，L2＝L1；相邻的两个内螺纹4的螺纹齿41的齿顶之间的距离P2保持不变且与相邻的两个外螺纹3的螺纹齿31的齿顶之间的距离P1相同；保证内外螺纹相匹配。
本发明的一种U型齿槽锥度小径螺纹连接的分体式旋转刀具，采用了在刀头部件1的外螺纹连接部12中，外螺纹3的螺纹齿31的截面为梯形形状，螺纹齿31的牙型角γ1为5°～30°，螺纹齿31的齿根部具有R角以使得两个相邻的螺纹齿31之间的齿槽32为U型形状，沿着外螺纹连接部12的轴线方向，外螺纹3的大径D1保持不变，外螺纹3的小径d1呈锥度变化，并由里至外呈渐次缩小。本发明的这种结构，一是，实现刀具切削加工的切削主体在达到切削寿命极限后可更换，夹持柄部可重复使用；二是，实现刀具的精准定位；三是，提高刀具外螺纹的齿根和螺纹底部的强度；四是，提高螺纹自锁性，保证刀具连接稳定性；五是，通过螺纹芯部变导程设计实现大径圆柱面上的齿尖距离均匀性。
上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。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作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同化的等效实施例。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U型齿槽锥度小径螺纹连接的分体式旋转刀具，包括刀头部件和刀杆部件；所述刀头部件的一端设有切削部，另一端设有外螺纹连接部；所述刀杆部件的一端设有内螺纹连接部并与所述刀头部件的外螺纹连接部相配合；其特征在于：所述刀头部件的外螺纹连接部中，外螺纹的螺纹齿的截面为梯形形状，螺纹齿的牙型角为5°～30°，螺纹齿的齿根部具有R角以使得两个相邻的螺纹齿之间的齿槽为U型形状，沿着外螺纹连接部的轴线方向，外螺纹的大径保持不变，外螺纹的小径呈锥度变化，并由里至外呈渐次缩小。
2.根据权利要求1所述的U型齿槽锥度小径螺纹连接的分体式旋转刀具，其特征在于：所述外螺纹的小径为锥度径，锥角为定值，锥角的取值范围为1°～10°。
3.根据权利要求2所述的U型齿槽锥度小径螺纹连接的分体式旋转刀具，其特征在于：所述外螺纹的螺纹齿的两侧齿根部均具有R角，两侧R角的半径取值范围为1～5mm。
4.根据权利要求3所述的U型齿槽锥度小径螺纹连接的分体式旋转刀具，其特征在于：所述外螺纹的螺纹齿的两侧齿根部的R角相同。
5.根据权利要求1所述的U型齿槽锥度小径螺纹连接的分体式旋转刀具，其特征在于：沿着外螺纹连接部的轴线方向，所述外螺纹的螺纹齿的齿顶宽度保持不变，牙型角保持不变。
6.根据权利要求5所述的U型齿槽锥度小径螺纹连接的分体式旋转刀具，其特征在于：沿着外螺纹连接部的轴线方向，相邻的两个外螺纹的螺纹齿的齿顶之间的距离保持不变。
7.根据权利要求3所述的U型齿槽锥度小径螺纹连接的分体式旋转刀具，其特征在于：所述刀杆部件的内螺纹连接部中，内螺纹的螺纹齿的齿顶具有R角，R角的半径取值范围为1.5～5.5mm。
8.根据权利要求7所述的U型齿槽锥度小径螺纹连接的分体式旋转刀具，其特征在于：所述内螺纹的螺纹齿的两侧齿顶的R角相同，且内螺纹的螺纹齿的齿顶的R角大于外螺纹的螺纹齿的齿根部的R角。
9.根据权利要求6所述的U型齿槽锥度小径螺纹连接的分体式旋转刀具，其特征在于：所述内螺纹的大径保持不变，内螺纹的小径呈锥度变化，并由外至里呈渐次缩小，且内螺纹的小径的锥角与外螺纹的小径的锥角相等。
10.根据权利要求9所述的U型齿槽锥度小径螺纹连接的分体式旋转刀具，其特征在于：沿着内螺纹连接部的轴线方向，所述内螺纹的螺纹齿的齿顶宽度保持不变且与所述外螺纹的螺纹齿的齿顶宽度相同，相邻的两个内螺纹的螺纹齿的齿顶之间的距离保持不变且与两个外螺纹的螺纹齿的齿顶之间的距离相同。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210618 |