一种模块化旋转工具及其安装方法技术

本发明专利技术涉及模块化工具领域，公开了一种模块化旋转工具及其安装方法，包括旋转连接的第一连接部和第二连接部，所述第一连接部和第二连接部均为模块化连接结构；所述第一连接部靠近第二连接部的一端上设置有凸台，所述第二连接部上靠近第一连接部的一端上设置有凹座；所述凹座的内表面与所述凸台的外表面形状相匹配；所述凹座与所述凸台在连接后逐渐共轴；所述凹座具有凹座轴线，所述凹座上设有绕着凹座轴线对称设置的多个凹座螺旋压力面；所述凸台具有凸台轴线，所述凸台上设有绕着凸台轴线对称设置的凸台螺旋压力面；所述螺旋压力面满足以下条件：R

【技术实现步骤摘要】
一种模块化旋转工具及其安装方法


[0001]本专利技术涉及模块化工具领域，具体涉及一种模块化旋转工具及其安装方法。

技术介绍

[0002]模块化工具，指的是将常用工具的组件模块化，使不同工具方便进行不同的安装搭配，形成新的组合工具。其中，模块化旋转工具，指的是具有旋转功能的模块化工具。现在，常用的模块化旋转工具，包括铣刀、钻头、铰刀等。
[0003]由多个模块化组件在轴向上可更换的连接而成。在切削时，旋转工具按预定的旋转方向旋转。
[0004]模块化旋转工具中，在各个组件的端部设置有用来承受压力，通过各种结构间力的相互作用，使各个组件之间保持相对位置不变的接触面，在能够旋转的模块化工具中，这种接触面不仅是用来保证各个组件的相对位置，还用来保证旋转的精准度。
[0005]现在常用的旋转模块化工具，各个组件的接触面都是简单地按照规则形状设置接触面，比如圆弧面、规则阶梯面等。然而，现在每组模块化旋转工具，其接触面都是专门设置的，该组模块化旋转工具中的任意一个组件都无法被替换，不同组的模块化旋转工具之间仍然不可共用和替换，这样的模块化旋转工具实际上并没有达到模块化工具的通用性目的。
[0006]其中，螺旋压力面，是一种常用的接触表面为螺旋状结构的接触面。现在通用的螺旋压力面有正螺旋面、斜螺旋面(阿基米德螺旋面)、sincos螺旋面、渐开螺旋面等。随着，对加工精度更高的要求，现在的螺旋压力面已经不能满足需求，尤其是当现有螺旋压力面用在旋转结构上时，因为现有螺旋压力面的设置问题，往往会出现某些位置螺旋压力面过度配合，有些螺旋压力面又完全没有接触，整个螺旋压力面受力不均匀，造成整体结构的传递力的能力降低，或者引发局部应力过大而过早失效，影响了螺旋压力面的性能和寿命。
[0007]此外，现有螺旋压力面连接时需要考虑轴向支撑稳定性，径向保持的稳定性，扭矩传递能力，制造工艺等多方面问题。现有技术中，存在因为结构的设置不合理，难以有效解决多方面矛盾从而导致出现某方面的性能短板的问题。

技术实现思路

[0008]本专利技术意在提供一种模块化旋转工具，以解决现有模块化旋转工具通用性差的问题。
[0009]为解决以上问题，提供如下方案：
[0010]一种模块化旋转工具，包括配合连接的第一连接部和第二连接部，所述第一连接部和第二连接部均为模块化连接结构；所述第一连接部靠近第二连接部的一端上设置有凸台，所述第二连接部上靠近第一连接部的一端上设置有凹座；所述凹座的内表面与所述凸台的外表面形状相匹配；所述凹座具有凹座轴线，所述凹座上设有绕着凹座轴线对称设置的多个凹座螺旋压力面；所述凸台具有凸台轴线，所述凸台周向上设有绕着凸台轴线对称
的凸台螺旋压力面，所述凸台螺旋压力面与所述凹座压力面数量对应相等；当所有对应的凸台螺旋压力面与凹座螺旋压力面贴合时，所述凹座与所述凸台形成配合，凸台轴线与凹座轴线共轴，形成公共轴线；
[0011]所述凸台螺旋压力面包括用来进行定心和保持定心的第一凸台螺旋压力面、用来实现进行拉紧自锁的第二凸台螺旋压力面、用来进行扭矩传送的第三凸台螺旋压力面或者用来实现胀紧自锁的第四螺旋压力面；一个模块化旋转工具中包括至少一种凸台螺旋压力面；
[0012]所有螺旋压力面均满足以下条件：R
p
·
sinθ＝c(c为常数且c＞0)——式一；
[0013]在垂直于中心轴线的任一横截面上，螺旋压力面与该横截面的交线为横截面螺旋线；中心轴线在该横截面上投影的点为该横截面的原点，RP为螺旋线上任一点P到原点O的距离；螺旋线上与原点相距最远的位置为螺旋线大端A，螺旋线大端到原点的距离为大端半径R
A
；螺旋线上与原点相距最短的位置为螺旋线小端B，螺旋线小端到原点的距离为小端半径R
B
；位置角∠AOP的角度为β，过点P向小端方向做所述螺旋线的切线PM；过点P沿预定旋转方向的反方向做OP的垂线PN，∠MPN为螺旋升角θ；
[0014]所述螺旋压力面还包括以下条件：螺旋压力面在垂直于螺旋线的任一截面上的直线为压力螺旋面法截面直线；所述压力螺旋面法截面直线与中心轴线的夹角设为倾斜角α，当倾斜角α开口指向凸台远离凹座一侧时为正，α在[-88
°
，﹢88
°
]范围内。
[0015]本方案的优点在于：
[0016]通过设置具有统一规则的螺旋压力面，使具有相同端部的任一第一连接部和第二连接部都可以相互连接，有效增加了使用该模块化旋转工具的通用性。更重要的是，这样设置的模块化旋转工具，不仅使加工更加简单，还使受力更加均匀，能够有效增加工具的使用寿命，同时提高旋转精准度。
[0017]本方案的螺旋压力面优化了装配过程中与工作过程中压力面的受力状态，提升了压力螺旋面的在装配中的稳定性，工作中的综合性能，以及频繁装卸情况下的寿命。能满足在不同应用需求下的定位、受力与自锁的要求。
[0018]按式一的规律，当整个螺旋压力面绕其轴线发生旋转时，螺旋压力面上任意一点沿其所在位置螺旋压力面法向的运动速度相同。通过这一特性，可以保证在装配时各点同步接触，同步压缩；也保证了在抵御扭矩时，各点压力相同；并且在存在法向的相同加工误差时，整体螺旋压力面的形状不变。从而产生了后续所述的种种优势。
[0019]在垂直于螺旋线的截面内，螺旋压力面呈现为直线结构，即螺旋压力面截面直线，且在螺旋压力面的区域内各点延伸出的直线互不相交。当发生相对转动时，螺旋压力面之间产生正压力和摩擦力。螺旋压力面截面直线与螺旋压力面轴线的夹角为倾斜角α，通过选择倾斜角α，能够调节螺旋压力面上的压力在径向、周向和轴向的分配，以起到不同的作用。使这种统一设置的螺旋压力面能应对多种不同场合的需要。
[0020]进一步，单个压力面区域至少覆盖5
°
的范围。
[0021]限制螺旋压力面的区域的中心角度覆盖范围的大小，便于更好地进行连接。
[0022]进一步，单个螺旋压力面中，大端半径R
A
与小端半径R
B
的差值大于R
A
的百分之二。
[0023]这样设置是为了凸显螺旋面的特征，因为当大端半径和小端半径差异不大时，整个螺旋面就退化成了圆弧，无法表现螺旋压力面的种种优势。
[0024]综上，本专利技术中的模块化旋转工具采用的螺旋压力面结构，相比于现有技术，具有以下特点：
[0025]1、绕轴线旋转时，螺旋面上任意一点沿所在位置横截面内的螺旋线法向运动速率均相同。
[0026]2、绕轴线旋转时，螺旋面上任意一点沿其所在位置螺旋面法向上的运动速率均相同。
[0027]同时，以上两点也是本方案设计的目的。
[0028]而根据本专利技术区别于现有技术的特点，本方案结构具有以下优势：
[0029]1、由于螺旋面本身的结构特点，在绕中心旋转装配时，螺旋面的小端从对应螺旋面的大端进入，利用在两者表面间的相互本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模块化旋转工具，其特征在于，包括配合连接的第一连接部和第二连接部，所述第一连接部和第二连接部均为模块化连接结构；所述第一连接部靠近第二连接部的一端上设置有凸台，所述第二连接部上靠近第一连接部的一端上设置有凹座；所述凹座的内表面与所述凸台的外表面形状相匹配；所述凹座具有凹座轴线，所述凹座上设有绕着凹座轴线对称设置的多个凹座螺旋压力面；所述凸台具有凸台轴线，所述凸台周向上设有绕着凸台轴线对称的凸台螺旋压力面，所述凸台螺旋压力面与所述凹座压力面数量对应相等；当所有对应的凸台螺旋压力面与凹座螺旋压力面贴合时，所述凹座与所述凸台形成配合，凸台轴线与凹座轴线共轴，形成公共轴线；所述凸台螺旋压力面包括用来进行定心和保持定心的第一凸台螺旋压力面、用来实现进行拉紧自锁的第二凸台螺旋压力面、用来进行扭矩传送的第三凸台螺旋压力面或者用来实现胀紧自锁的第四螺旋压力面；一个模块化旋转工具中包括至少一种凸台螺旋压力面；所有螺旋压力面均满足以下条件：R
p
·
sinθ＝c(c为常数且c＞0)——式一；在垂直于中心轴线的任一横截面上，螺旋压力面与该横截面的交线为横截面螺旋线；中心轴线在该横截面上投影的点为该横截面的原点，RP为螺旋线上任一点P到原点O的距离；螺旋线上与原点相距最远的位置为螺旋线大端A，螺旋线大端到原点的距离为大端半径R
A
；螺旋线上与原点相距最短的位置为螺旋线小端B，螺旋线小端到原点的距离为小端半径R
B
；位置角∠AOP的角度为β，过点P向小端方向做所述螺旋线的切线PM；过点P沿预定旋转方向的反方向做OP的垂线PN，∠MPN为螺旋升角θ；所述螺旋压力面还包括以下条件：螺旋压力面在垂直于螺旋线的任一截面上的直线为压力螺旋面法截面直线；所述压力螺旋面法截面直线与中心轴线的夹角设为倾斜角α，当倾斜角α开口指向凸台远离凹座一侧时为正，α在[-88
°
，﹢88
°
]范围内。2.根据权利要求1所述的模块化旋转工具，其特征在于，单个压力面区域至少覆盖5
°
的范围。3.根据权利要求1所述的模块化旋转工具，其特征在于，单个螺旋压力面中，大端半径R
A
与小端半...

【专利技术属性】
技术研发人员：文立东，宋安邦，赵巍，张永强，
申请(专利权)人：成都工具研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：