[发明专利]改进的孔和螺纹复合加工刀具和方法

说明书

本发明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。

本发明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。

本发明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。

本发明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。

本发明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。

本发明的另一目的是避免现有工业中存在的切屑处理上的困难。

本发明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。

本发明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。

本发明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。

按照本发明的一个方面，本发明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。本发明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。