分体式钻具的制作方法

1.本发明涉及一种机械加工用钻具。更具体地说，本发明涉及一种分体式钻具。


背景技术：

2.钻具是指凿洞、钻孔等与之有关使用的工具，通常情况下包括相配合的钻体与切削刃部，切削刃部是通过相配合的螺钉或者焊接等方式安装在钻体上。在实际生产使用过程中，每种直径、深度的孔所需的钻体尺寸也是千变万化，因此客户所需备货的品种规格也非常多，整体使用成本较高。在加工过程中，钻体的损耗分为正常损耗和异常损耗：1.钻孔过程中产生的废屑长时间的摩擦，会导致钻体损坏(正常损耗)；2.出现刃口失效或者其他异常而没有发现的情况下，会造成钻体的不可逆突然损坏(异常损耗)，因此，使用过程中的钻体损耗成本也较高；3，另外加工过程中扭矩过大的时候也会存在这种情况，这就会造成整根杆的报废，成品高。
3.另外现有钻头在钻孔加工过程中，通常是起打孔的作用，故而其钻尖在空间上呈锥形结构，以起到钻的效果，但现有技术中的钻尖都是一个尖的结构，然后向两边延伸，其钻的效果很优异，但不利于铁屑在钻的过程中螺旋成型，且在钻的过程中钻头抖动较大，影响其使用寿命和钻孔精度。


技术实现要素：

4.本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
5.为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种分体式钻具，包括：
6.可换头模块，其一端中心处设置有钻头，两侧分别设置有相配合的扩孔刀，另一端相对设置有两个第一定位柱；
7.与可换头模块相配合的钻杆本体，其上设置有可供第一定位柱伸入的第一限定槽；
8.其中，各第一定位柱在空间上被配置为呈扇形或多瓣凸圆弧结构；
9.各第一定位柱在与第一限定槽侧壁相配合的一侧，设置有间隙配合且呈多段相切的弧形面；
10.所述钻头的锥形钻尖在空间上呈s型分布，且顶部具有横刃；
11.所述横刃在钻尖顶端构成1
‑
2mm的平刃口。
12.优选的是，所述横刃在向钻头主体两侧延伸的位置上具有相配合的副切削刃、主切削刃；
13.所述钻头两侧设置有相配合的第一排屑槽，且与第一排屑槽相对一侧设置有与刀座相配合的受力面，使钻头在空间上呈s型结构。
14.优选的是，所述扩孔刀被配置为呈多边形结构，其在与孔壁相配合的一侧顶部设置有圆弧状的后角，以在空间上构成对孔壁进行支撑的修光刃；
15.所述后角的圆弧结构被配置为与孔半径相匹配。
16.优选的是，各第一限定槽内设置有与第一定位柱一侧面相配合的定位销；
17.各第一定位柱的一侧设置分别有与定位销相配合的定位面；
18.各定位销上设置有与定位面相配合的限定面，且在空间上所述限定面被配置为在相背离的一侧。
19.优选的是，所述第一定位柱上设置有与限定面相配合的卡柱；
20.其中，所述卡柱在与限定面相背离的一侧设置有与限定螺钉相配合的锥形固定孔，进而通过锥形孔和锥形螺钉的配合完成可换头模块在轴向上的固定。
21.优选的是，钻头一端相对设置有相配合的两个第二定位柱；
22.设置在可换头模块一端可供第二定位柱伸入的第二限定槽，其两侧设置有与钻杆上第二排屑槽相连通的第三排屑槽，进而使得第二限定槽在空间上呈燕尾状；
23.其中，所述第二定位柱的相对两侧设置有与钻尖相配合的第四排屑槽；
24.所述第二定位柱与第二限定槽呈过盈配合。
25.优选的是，所述第二定位柱底部在与第四排屑槽相配合的至少一侧边缘上，设置有突出卡止部；
26.所述第二限定槽底部边缘处设置有与卡止部相配合的沟槽。
27.优选的是，所述钻尖顶部相对设置有与安装扳手相配合的安装槽。
28.优选的是，所述钻尖在与第三排屑槽相侧合的一侧，设置有与其旋转安装方向相配合的固定面；
29.钻体上设置有与固定面相配合的定位槽；
30.其中，所述固定面一侧设置有弧度最大的固定点，所述定位槽上设置有对固定点进行阻挡的止挡部。
31.本发明至少包括以下有益效果：其一，本发明通过对定位机构的结构进行限定，实现可换头模块与钻杆的连接，实现钻具本体的分体式、模块化设计和制造，使得其相对于现有技术而言，具有更高的互换性，更好的定心效果和更优异的成本优势，使得其在安装时二者在旋转时在保证同心和轴向锁紧的前提下，实现旋转扭矩的完全传递，保证其连接的精度和稳定性。
32.其二、本发明的定位柱通过异形结构设计带来不同空间维度的旋转面、定位面，使得其在固定过程中可以根据需要进行旋转，同时配合定位销上的限定面，完成定位柱与定位销在空间上彼此结构的紧密贴合，进一步通过螺钉完成其旋转定位后在钻杆内部的卡紧，使得其轴向、径向及空间上的稳定度都能得到兼顾，设备自身的结构配合稳定性以及使用稳定性都能得到保证，保证其使用寿命，提高资源利用效率和有效降低使用成本。
33.其三，本发明实现了钻头与可换头模块的快速拆装，降低了更换钻头的时间，提高了设备的使用效率，使用寿命更长，稳定性更好，进一步通过结构设计，使得钻头与可换头模块可以不采用螺钉进行连接，更加便捷，连接的稳定性更好，进而保证部件之间安装和拆卸的便利性和配合度。
34.其四，本发明通过对第二定位柱与第二限定槽的结构进一步限定，完成了水平与纵向上的结构固定，结构配合的稳定性更好，进一步通过固定面与限定面的配合，进而保证设备结构件在旋转过程中配合的稳定性，以及扭矩传递，部件不会因旋转产生位置变动或
卡紧受影响的问题。
35.其五，本发明通过对钻头的钻尖结构进行设计，使得其在空间上呈s型且具有横刃，使钻头的钻、切削效果都好，设备结构的稳定性好，且钻孔过程中钻屑的成形度更好。
36.其六，本发明通过在扩孔刀上设计一种圆弧结构的后角，构成扩孔加工中应用的修光刃，使得其在钻孔加工孔壁的平直度和修光度满足使用要求，无需二次加工，加工效率有效提升，加工工序更为简单，进一步通过修光刃的后角采用与待加工孔径匹配的圆弧后角面设计，使得后角面能起到辅助支承的作用，保证加工精度满足要求。
37.本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
38.图1为本发明的一个实施例中分体式钻具的结构示意图；
39.图2为本发明的另一个实施例中钻杆本体的结构示意图；
40.图3为可换头模块与定位销配合的结构示意图；
41.图4为钻头的结构示意图；
42.图5为扩孔刀的结构示意图；
43.图6为现有技术与本发明技术进行钻孔后的孔壁对比示意图
44.图7为图5给进后的结构示意图；
45.图8为可换头模块另一个视角下的结构示意图；
46.图9为钻头另一视角下的结构示意图；
47.图10为可换头模块另一个视角下的结构示意图；
48.图11为可换头模块另一个视角下的局部放大结构示意图。
具体实施方式
49.下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
50.应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
51.需要说明的是，在本发明的描述中，术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
52.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
53.图1
‑
3示出了根据本发明的一种分体式钻具的实现形式，其中包括：
54.可换头模块1，其一端中心处设置有钻头2，两侧分别设置有相配合的扩孔刀3，另
一端相对设置有两个第一定位柱4，在这种结构中，通过可换对模块实现钻杆本体与钻头的分体式设计，以在维护时可以根据需要进行更换部件，成本可控，便于维护，而扩孔刀的设计，使得其在钻头钻孔的同时，能辅助地对钻孔进行扩张，以使其一次性钻孔就能与预设孔径相配合，而第一定位柱的结构使得其能实现与钻杆本体的连接；
55.与可换头模块相配合的钻杆本体5，其上设置有可供第一定位柱伸入的第一限定槽6，其用于通过第一限定槽与第一定位柱的配合实现二者的连接，二者在结构上相互配合，通过插接进行定位；
56.其中，各第一定位柱在空间上被配置为呈扇形或多瓣凸圆弧结构，在这种结构中，通过对第一定位柱的结构进行限定，使得其在与第一限定槽相配合时，二者具有干涉性，不会在钻杆转动时伴随转动，影响设备性能；
57.各第一定位柱在与第一限定槽侧壁相配合的一侧，设置有间隙配合且呈多段相切的弧形面7，其作用在于使得定位柱具有一定旋转的余量，便于后期通过螺钉在抵紧定位时，其角度可以微调保证其低紧效果满足使用要求；
58.所述钻头的锥形钻尖在空间上呈s型分布，且顶部具有横刃8，通过s形钻尖以及横刃的结构设计，使得其相对于现有技术而言，横刃的结构设计，配合横刃旁边的切削刃是呈很大切削角度的，大幅度降低了切削阻力，有利于钻尖芯部(横刃)的挤压切入被加工件，且有利于铁屑成型；
59.所述横刃在钻尖顶端构成1
‑
2mm的平刃口，通常情况下横刃使材料发生变形，直到主切削刃同工件材料接触时才开始切削，但现有的横刃在中位(切削速度为1)是纯粹的挤压，但传统的横刃对被加工挤压很大，阻力大，且横刃的强度不够，最易磨损或崩缺，而通过对本方案的横刃结构及空间尺寸设计，使得其在横刃的强度得到保证，使用寿命更长，排屑效果更好。
60.如图4，在另一种实例中，所述横刃在向钻头主体两侧延伸的位置上具有相配合的副切削刃9、主切削刃10，在这种结构中，通过钻尖的延伸在钻头顶部构成配合的两个切削刃，在钻尖两侧形成两段切削刃形成的刃口，二者在空间上成对应的角度，以满足平衡的切削力传递和铁屑排出，主切削刃将主要扭矩传递给后方的定位面，保证钻尖的安装和受力工况下的稳定性；
61.所述钻头两侧设置有相配合的第一排屑槽11，且与第一排屑槽相对一侧设置有与刀座相配合的受力面12，使钻头在空间上呈s型结构，在这种结构中，通过排屑槽的设计使得其钻孔过程中的排屑顺畅度更好，而受力面的设计，使得其在钻孔旋转过程中的钻头与刀座的配合度更好，受力传递均匀度更好，保证其在调整旋转过程中钻头与刀座配合的稳定度，防止钻头在加工过程中产生的抖动，保证加工的稳定性，以及钻头的使用寿命。
62.如图5，在另一种实例中，所述扩孔刀被配置为呈多边形结构，其在与孔壁21相配合的一侧顶部设置有圆弧状的后角，以在空间上构成对孔壁进行支撑的修光刃13，在这种结构中，通过扩孔大的边缘设置与孔壁相配合的修光刃，在钻孔加工进给的过程中，对孔壁进行修光操作，且同时对修光刃的结构进行改进，采用圆弧状的后角结构设计，使得其相对于现有的平面后角，以及常规设计只是将转角设计成圆角结构来说，其在空间结构是不能构成修光刃，故而现有技术在加工孔时，受钻头的钻动，容易切入孔壁，故被加工的孔壁在平面上具有波峰波谷如图6，孔壁的平整度达不到要求，孔而圆弧后角设计的修光刃，其在
该方向上是平的，可以直接将波峰波谷修平，故在加工过程中能大幅度提高孔的直线度和孔壁质量；
63.如图7，所述后角的圆弧结构被配置为与孔半径相匹配，在实际操作中，圆弧结构设计的后角是跟被加工件的孔半径值相匹配的，保证该后角面能起到辅助支承的作用，本方案采用与孔半径值相匹配(并不是相等)的圆弧后角设计，保证圆弧的底部比孔壁距离在某个特定值，那么相当于是两个圆弧是相切的，后角不大，加工过程中切不进孔壁中，起到了支撑作用，因孔的直线度好了，钻头不会晃动了，那么修光刃才会起到在钻头进给过程中，真正起到修光修平孔壁的作用，进一步保证其加工孔壁的质量满足要求；
64.更进一步来说，所述扩孔刀被配置为呈三角形结构，且其上设置有与刀座相配合的安装孔14，采用三角结构设计，使得其能与刀座或刀杆安装后的干涉性更好，结构稳定性更好，且通过安装孔与螺钉的配合与刀座或刀杆进行连接，便于后期更换和维护；
65.其中，所述扩孔刀的各侧面均设置有突出于侧面预定高度且锥形结构的扩孔刃15，通过锥形结构的设计在加工时，可以配合钻头顶部的钻尖在加工时对孔径进行扩大，加速转孔速度，同时通过多面扩孔刃的设计，使得其具有转位效果，在一侧出现问题时，通过松开螺钉转位调整，应用下一侧的扩孔刃，使得其使用周期更长，使用寿命更长；
66.所述扩孔刀的各转角处顶部均设置有相配合的修光刃，将每一侧转角均设置相配合的修光刃，使得其能与不同侧面的扩孔刃相配合，完成扩孔中的修光操作，具有更好的适应性。
67.如图3、8，在另一种实例中，各第一限定槽内设置有与第一定位柱一侧面相配合的定位销16，其用于通过定位销的作用对定位柱的位置进行限定，在实际操作中，定位销插接装于限定槽内，而限定槽在空间上为了安装定位销，在空间上外部呈台阶状，这使得定位销安装后具有旋转的余量；
68.各第一定位柱的一侧设置分别有与定位销相配合的定位面17；
69.各定位销上设置有与定位面相配合的限定面18，且在空间上所述限定面被配置为在相背离的一侧，在实际操作在外部作用旋转中，使得定位柱在限定槽内旋转，使得各定位面与配合的限定面相配合贴紧，完成二者的固定，在这种结构下，面与面之间的配合，完成于结构在轴向上的固定卡紧，相对于原来的柱形定位销与定位柱来说，结构配合的干涉性更好，结构的稳定性更好。
70.如图3、8在另一种实例中，所述第一定位柱上设置有与限定面相配合的卡柱19，在这种结构中，通过配合的卡柱实现定位柱与定位销在空间上的配合，二者的卡合度更好，且空间布局更好，受力均匀度更好；
71.其中，所述卡柱在与限定面相背离的一侧设置有与限定螺钉相配合的锥形固定孔20，在这种结构下，锥形螺钉推动可换头模块旋转，以使定位面与定位销的限定面相接触并紧固，在具体实施中，通过卡柱上设置的锥形结构的固定孔，其作用在于只有通过螺钉伸入具有推进的作用力，使得定位柱在限定槽内产生旋转，同时对其进行辅助轴向定位，使得可换头模块进入后在纵向空间上卡紧，可换头模块不会在重力的作用下与钻杆分离，即本方案中锥形孔和锥形螺钉设计实现可换头模块的轴向固定。
72.如图1、9
‑
10，在另一种实例中，钻头一端相对设置有相配合的两个第二定位柱22，其用于将钻头与可换头模块进行连接，使得其在工作中连接稳定性更好，工作中的旋转应
力可以均匀传递给钻体上；
73.设置在可换头模块一端可供第二定位柱伸入的第二限定槽23，其两侧设置有与钻杆上第二排屑槽24相连通的第三排屑槽25，进而使得第二限定槽在空间上呈燕尾状，在这种结构中，通过第二限定槽与第二定位柱的配合，实现部件之间的连接，而两个排屑槽的结构设计，使得其后期可以通过排屑槽的在空间上的配合，完成钻孔中的排屑操作；
74.其中，所述第二定位柱的相对两侧设置有与钻尖相配合的第四排屑槽26，其作用在于完成钻尖与钻杆的排屑过度，保证钻孔的顺畅度；
75.所述第二定位柱与第二限定槽呈过盈配合，其作用在于通过过盈的配合(过盈配合下，定位柱的最大外径被配置为略大于限定槽的最大内径，通过施加一定位的外部作用力使得二者连接，保证其连接后的结构稳定性)，使得第二定位柱与第二限定槽之间的配合稳定性更好，即通过盈的配合使得结构件之间连接插接后的稳定性，在这种方案下，通过第二定位柱与第二限定槽的配合，完成钻头与可换头模块的连接，进而使得钻头在磨损后，可以直接对钻头进行更换，而钻头与钻可换头模块配合度不够紧密时，可以将钻头与钻可换头模块进行更换，而保留钻杆，减小维护的成本。
76.如图9、11在另一种实例中，所述第二定位柱底部在与第四排屑槽相配合的至少一侧边缘上，设置有突出卡止部27，在这种结构下，第二定位柱底部一侧的边缘大于第二限定槽底部，其位置设置与其安装时的旋转方向相配合，完成对部件的卡紧限定；
77.所述第二限定槽底部边缘处设置有与卡止部相配合的沟槽28，在第二定位柱与第二限定槽是过盈配合的前提下，第二定位柱突出部与第二限定槽的配合会出现无法进行连接的问题，而通过在第二限定槽底部设置沟槽，使得突出的卡止部可以正好卡入沟槽内，使得其在长期使用后二者干涉性减小的情况下，可通过突出卡止部与沟槽的配合进一步连接固定，保证其在纵向方向、水平方向上的固定和稳定性，同时在实际操作中，因第三排屑槽、第四排屑槽的结构设计，使得其二者在安装时可以有错开的空间，故而在安装时，将钻头与可换头模块在空间上呈垂直状，通过钻头上的第四排屑槽具有垂直时的避让空间，可以将第二定位柱在外力作用下伸入至第二限定槽，而因第三排屑槽的作用，突出卡止部在空间上与第三限定槽暂时不接触，通过旋转钻尖使得卡止部能旋转至沟槽内，完成二者的固定连接。
78.如图9，在另一种实例中，所述钻尖顶部相对设置有与安装扳手相配合的安装槽29，在这种结构下，其在安装槽可以通过扳手的两端伸入至安装槽内，使得旋转扳手将钻尖旋转安装至限定槽内，完成结构件的配合，同时拆卸时，通过扳手的反向旋转即可以完成，定位效果满足使用要求，且定位效果更好。
79.如图9
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11，在另一种实例中，所述钻尖在与第三排屑槽相侧合的一侧，设置有与其旋转安装方向相配合的固定面30；
80.钻体上设置有与固定面相配合的定位槽31；
81.其中，所述固定面一侧设置有弧度最大的固定点32，所述定位槽上设置有对固定点进行阻挡的止挡部33，在这种结构下，通过固定面与定位槽配合，进一步对钻尖在空间上进行限定，同时通过在二者之间相配合的固定点位对其旋转的位置进行限定，同时防止其在旋转过程中，钻尖受旋转作用力与钻体的连接稳定性受影响的问题，发生的形变对连接稳定性造成的影响，在这种方案中，通过结构的对定位柱与限定槽进行补充式限定，使得设
备的结构稳定性好。
82.以上方案只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本发明时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。
83.这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
84.尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。