[发明专利]一种头部交换式旋转刀具

说明书

本发明公开了一种头部交换式旋转刀具，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吻合配合；所述刀头部件的外螺纹连接部中，沿着外螺纹连接部的轴线方向，其螺纹大径保持不变，螺纹小径呈锥度变化，并由里至外呈渐次缩小，相邻的螺牙的同侧牙顶之间的距离相等，且各螺牙的牙顶宽度相同；所述刀头部件的外螺纹连接部中，沿着外螺纹连接部的轴线方向，相邻的螺牙的齿根之间的距离按一定方式变化。本发明能够保证刀头部件螺纹预紧力足够大，以提升刀头部件与刀杆部件接口处的强度，实现加工稳定；并且可以实现刀具的精准定位。

技术领域

本发明涉及刀具技术领域，特别是涉及一种头部交换式旋转刀具。

背景技术

为提高刀具的经济性，头部交换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。现有技术的一种头部交换式旋转刀具，刀头部件与刀杆部件之间是采用螺纹相连接，具体的是在刀头部件的后部设有外螺纹连接部，在刀杆部件的前部设有内螺纹连接部，通过刀头部件的外螺纹连接部与刀杆部件的内螺纹连接部的相互旋接配合，使刀头部件和刀杆部件装配在一起。现有技术的这种头部交换式旋转刀具，刀具的螺纹接口一般为标准螺纹，通过刀头部件的外螺纹与刀杆部件的内螺纹面相配合，这种方式需要有足够的螺纹牙数和螺纹深度来保证刀具的刀头部件的夹紧力。现有技术的这种标准螺纹接口主要存在以下问题：

1、标准直螺纹根部易产生应力集中，易导致螺纹根部变形甚至断裂，降低刀具螺纹接口强度，对安全加工和刀具寿命均会产生较大影响；

2、增加螺纹芯部直径会导致螺纹接口预紧力不足，连接强度下降，给实际加工生产带来安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种头部交换式旋转刀具，通过结构改进，一方面，能够保证刀头部件螺纹预紧力足够大，以提升刀头部件与刀杆部件接口处的强度，实现加工稳定；另一方面，可以实现刀具的精准定位。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种头部交换式旋转刀具，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吻合配合；所述刀头部件的外螺纹连接部中，沿着外螺纹连接部的轴线方向，其螺纹大径保持不变，螺纹小径呈锥度变化，并由里至外呈渐次缩小，相邻的螺牙的同侧牙顶之间的距离相等，且各螺牙的牙顶宽度相同；所述刀头部件的外螺纹连接部中，沿着外螺纹连接部的轴线方向，相邻的螺牙的齿根之间的距离Z满足如下公式：

其中，P为相邻的螺牙的同侧的牙顶之间的距离，l为螺牙的牙顶宽度，D为螺纹大径，d为螺纹小径，α为螺牙底面与外螺纹连接部的轴线夹角，γ为螺牙牙顶至螺牙底面之间连线与垂直轴线平面之间的夹角，x为螺牙的螺纹小径尺寸较小的一侧的根部与基准面的垂直距离；所述基准面为外螺纹连接部中，螺纹小径尺寸最大位置处，与外螺纹连接部的轴线相垂直的面。

所述螺牙底面与外螺纹连接部的轴线夹角α的取值范围是，0°＜α≤10°。

所述相邻的螺牙的同侧的牙顶之间的距离P的取值范围是，0.1L≤P≤0.5L，其中，L为外螺纹连接部的总长度。

所述螺牙的牙顶宽度l的取值范围是，0.01L≤l≤0.5L。

所述螺牙牙顶至螺牙底面之间连线与垂直轴线平面之间的夹角γ的取值范围是，γ＝0.5β，其中，β为螺牙牙角，且30°≤β≤90°。