改进的孔和螺纹复合加工刀具和方法技术

加工孔和螺纹的复合刀具，可加工各种带倒角和平底扩孔的螺纹孔而不必换刀具。该刀具最好具有轴向长度预定的杆、位于近端的柄部、位于远端的钻孔体、位于它们之间的螺纹铣刀部分。钻孔体带倒角表面和端切表面。所述刀具和方法可以加工各种孔型如倒角、平底扩孔和螺纹孔，即：使刀具在工件中沿不同的刀具行程顺序地作轴向进刀以便作出具有不同选定直径的孔形部分而不必更换刀具。必要时可用螺纹铣刀沿选定的螺旋或非螺旋行程对一或多个孔形部分加工螺纹。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用以加工孔和螺纹的刀具，更具体地说，涉及一种工具和用这种刀具加工的方法，用以按加工出要求的形状、尺寸、性质各异的具有各种倒角、平底扩孔、螺纹孔的孔而不必更换刀具。孔和螺纹孔在绝大多数情况下是用多种刀具加工出来的，一般包括用以为以后所用刀具定出中心和用以作出起始倒角的中心钻、用以作出芯孔的钻头、平底扩孔钻和用以作出螺纹孔的丝锥。一般熟悉的特种钻头是通过对刀具作多种直径的磨削而将前三种刀具组合在一起得出的，用以加工出倒角、平底扩孔和光孔。但，这种刀具的形状复杂，制造和磨制费用较高。由于平底扩孔和倒角的直径是直接在刀具上磨削出来的，使用中就不能予以改变。另外，工件中孔的长度和各孔形部分的相对长度也取决于刀具相应部分的预定长度。一般熟悉的其他带有螺纹铣刀的刀具是在钻头螺旋槽内磨制出螺纹铣刀得出的，在加工出孔和倒角后就可用这同一刀具铣出螺纹。但是这种刀具仍不能用刀具的某一部分或各部分加工出孔内长度、直径或螺距各异的各个部分。此外，由于刀具的倒角部分位于复合刀具的后部而要求在加工倒角之前加工出一个全深的孔，这就将孔限制在预定的深度上，将倒角限制在预定的直径上。此外，在韧性材料上加工孔时，切屑往往是连续形的，很难将其断开。这样，很长的切屑会卷成团，与其他部分切屑缠在一起和(或)缠在刀具上，从而会形成所谓的“鸟窝”，很难处理。这样就要求作出一种复合的加工孔和螺纹的刀具以便加工出长度、性质、直径各异的孔而不受刀具尺寸的限制，且能减少处理切屑上的困难。本专利技术的目的是避免在用单用刀具加工长度、直径、形状各异的孔和螺纹时遇到的上述困难和缺点。本专利技术的另一目的是提供一种复合刀具，可用以选择性地加工出各种孔、平底扩孔和倒角而不需更换刀具。本专利技术的再一个目的是提供一种复合的旋转刀具和加工方法，用以仅通过改变刀具行程加工出孔和螺纹孔而使其带有直径、深度和形状范围很广的平底扩孔和倒角。本专利技术的又一个目的是提供一种结构简单的加工孔的复合刀具，可用以加工出螺纹而使刀具的制造和磨制既容易而费用又少，可用以进行复合加工而不需重复地更换刀具。本专利技术的另一目的是避免现有工业中存在的切屑处理上的困难。本专利技术的另一目的是提供一种复合刀具，可用以选择性地改变各种孔型的顺序和相对尺寸。本专利技术的又一目的是提供一种加工孔的复合刀具，可用以加工出不同螺距的内部或外部螺纹。本专利技术的再一个目的是提供一种复合刀具和加工方法，可用以加工出带有不同倒角角度的孔和螺纹。按照本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种改进的加工孔和螺纹的刀具，刀具具有轴向长度预定、带有近端和远端的刀杆，远端具有钻孔体。钻孔体最好具有与远端邻接的倒角表面、位于倒角表面轴向后方的平底扩孔表面、位于平底扩孔表面和近端之间的螺纹铣刀。倒角表面最好是凸形的以便作出角度不同的倒角。螺纹铣刀最好具有一排或多排作轴向排列的齿。平底扩孔表面一般可具有大体上大于或等于螺纹铣刀的有效外径的有效外径。在另一实施例中，平底扩孔表面的有效外径可稍小于(如0.001英寸)螺纹铣刀的有效外径。改进的加工孔和螺纹的刀具可用以在工件中加工出螺纹孔或非螺纹孔，因而至少可用以作出两个直径和深度各异的孔形部分。例如，所得出的螺纹孔不需更换刀具就按要求带有深度、中轴线和直径各异的倒角和平底扩孔。本专利技术最好在三座标数控机床上使用。具有选定直径和中轴线的第一孔形部分可用钻孔体在工件内加工得出，加工中使钻孔体在工件中沿选定的第一刀具行程作轴向进刀，刀具行程具有由数控机床选定的第一半径。如要求加工非圆形的孔，可对第一刀具行程作适当改变以取得这种孔型。第二孔形部分可在工件中作出而具有不同于第一孔形部分的直径和中轴线。同样，第二孔形部分可用钻孔体在工件内加工得出，加工中使钻孔体沿选定的第二刀具行程作轴向进刀，刀具行程具有由数控机床作选择性调整的第二半径。这一操作可按要求作多次重复以取得几乎无数具有不同断面、有效内径、深度和排列的复合孔。同样，非圆形扩孔如瓣形平底扩孔或类似孔型，也可通过适当改变刀具行程作或不作轴向进刀取得。为用螺纹铣刀在任一孔形部分的壁内加工出螺纹可使刀具沿由数控机床按适当螺纹半径选定的螺旋行程移动。为取得多头螺纹可用每隔一齿有一或多个空缺的螺纹铣刀加工而取得相应头数的螺纹。例如，如沿轴向每隔一螺纹切齿有一空缺就可取得双头螺纹的螺纹孔。如每隔一螺纹切齿有两个空缺就可取得三头螺纹的螺纹孔。按照本专利技术的另一方面，本专利技术提供了一种改进的加工孔和螺纹的刀具，其中，螺纹铣刀至少具有一个螺纹切齿。如螺纹铣刀具有一个以上的切齿，全部切齿必须位于螺纹铣刀同一轴向位置上以便取得不同螺距的螺纹。这一实施例也具有钻孔体并可具有倒角表面和平底扩孔表面。平底扩孔表面最好具有大体上小于螺纹铣刀有效外径的有效外径。这一实施例在使用上大体上与以上所述相同，只是带螺纹的孔形部分是在一次加工中完成的。例如，为取得带螺纹的孔形部分一般可使螺纹铣刀在工件中作轴向进刀。这一操作同时在孔形部分内铣出孔和成组粗螺纹，因为螺纹铣刀的有效外径大于钻孔体、倒角表面和平底扩孔表面的有效外径。然后使刀具从螺纹孔中沿其进入的同一行程退出而对螺纹进行精加工。用这一刀具只需改变刀具的进刀速度就可取得不同螺距的螺纹。用本专利技术刀具也可在工件上加工出外螺纹，加工时使刀具绕工件中轴线沿具有给定螺纹外径的螺旋形粗螺纹切削行程进刀。再沿螺旋粗螺纹切削行程退刀而对螺纹作适当的精加工。同样，用这种刀具只需改变刀具进刀速度就可取得不同螺距的螺纹。本专利技术最终归结为权利要求书，权利要求书详细地指出了本专利技术并明确地提出了本专利技术的保护范围，但可以相信，通过以下按附图所作说明会对本专利技术取得更好的了解，附图中附图说明图1A为本专利技术改进的加工孔和螺纹的刀具的纵剖面图；图1B示出本专利技术改进的加工孔和螺纹的刀具的另一实施例，类似于图1A所示，但示出改型的凹形钻孔体；图1C示出本专利技术改进的加工孔和螺纹的刀具的又一实施例，示出凸形钻孔体；图1D示出本专利技术改进的加工孔和螺纹的刀具的又一实施例，示出一凸弧形倒角表面和一平底扩孔表面的复合体；图1E示出本专利技术改进的加工孔和螺纹的刀具的又一实施例，示出改型的钻孔体；图1F示出本专利技术改进的加工孔和螺纹的刀具的又一实施例，其中，倒角表面部分地具有凸弧构形；图1G示出本专利技术改进的加工孔和螺纹的刀具的又一实施例，其中，平底扩孔表面的有效外径小于螺纹铣刀的有效外径，螺纹铣刀具有两个位于螺纹铣刀同一轴向位置上的螺纹切齿；图1H示出本专利技术改进的加工孔和螺纹的刀具的又一实施例，其中，螺纹铣刀在成排切齿中每隔一齿留有空缺，用于多头螺纹；图2A-2E为一组简图，示出用图1A改进的刀具加工螺纹孔的各个步骤；图2F类似地示出用图1F改进的刀具加工内螺纹；图2G为用图1F改进的刀具同时加工倒角和平底扩孔的简图；图3A-3J为用本专利技术刀具和方法加工示范性螺纹盲孔的侧视简图；图4A为刀具在加工直径与钻孔体直径相同的孔时典型性刀具行程在X-Y平面上的顶视图；图4B为刀具在加工直径大于钻孔体直径的孔时典型性刀具行程在X-Y平面上的顶视图；图4C为刀具在孔中加工螺纹时典型性刀具行程的顶视图4D为刀具在加工特定形状的孔时示范性非圆形刀具行程的顶视图。各图中对相同的元件采用相同的标号，图1A-1H为本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合的旋转刀具，用以选择性地加工孔和螺纹，所述刀具具有一带近端和远端、轴向长度预定的刀杆、一位于所述近端的柄部、一位于所述远端的钻孔体、一与所述钻孔体邻接的倒角表面、一位于所述倒角表面轴向后方的平底扩孔表面、一位于所述平底扩孔表面和所述柄部之间的螺纹铣刀部分。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：格雷戈里阿伦海厄特，斯坦利C韦德莫，
申请(专利权)人：梅基诺公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]