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新型实用的可调节组合钻具 张泽楷

发布者: 长相有问题 | 发布时间: 2017-12-30 14:47| 查看数: 603| 评论数: 1|帖子模式

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用传统钻具加工直径各异的盲孔和通孔,一直是困扰操作人员的难题。这是因为孔的直径各异,质量要求亦不尽相同,现有钻具因结构不合理,无法保证加工的广度和精度。例如,采用普通木工机床加工直径为φ88毫米孔时,受机床尾座的限制,最大只能用φ50毫米的钻头,且极易出现孔的“锥度”较大(俗称“大小头”)、孔壁的表面粗糙度增大等问题,加工质量难以保证。如果采用直径为φ88毫米钻头,用普通木工机床加工,则钻头尾柄根本不能够安装到机床尾座锥孔上,而且市面上没有这种尺寸的钻头。

研究目的、意义

该项目选题的确定源于解决生活中遇到的一个难题:我家衣柜的顶板厚25mm,要在上面开一个直径为8cm的圆孔,安装师傅说最大只能打出直径5cm的圆孔,没有更大的钻头了。如果想要打出这样的圆孔,需要用什么样的钻具呢?由此我确定该项目的选题。本新型实用钻具的研究目的在于,打破传统钻具的局限,提供一种适用于加工直径各不相同的盲孔和通孔的可调节组合钻具。

研究过程

根据生活中遇到的实际问题,我先设计制作了一个加工直径8cm圆孔的手动操作钻具,后来发现,如果要加工的圆孔直径大于或小于8cm,这个钻具就不适用了,什么样的钻具能够做到一劳永逸呢?于是,在原有基础上我对它进行了改进—让它具有手动可调的特点,通过设置两个可调节刀片,来自如应对孔径的大小随意改变的加工需求。但是,该钻具的手动操作方式又暴露出一个明显的不足:不仅耗时费力,而且劳动强度过大,工作效率低下。为此,我又对它进行进一步改进,加工成了现在的手动操作和机床操作两相适用的可调节组合钻具,使用起来不仅灵活方便,还真正满足了缩短加工时间、降低劳动强度、保证加工精度、提高劳动效率的加工需求。

研究结果

这种可调节组合钻具,由刀体、可调节刀片和刀柄三部分组成。刀体的横截面呈扁圆形,可调节刀片设置两个,对称镶嵌在刀体的两侧。可调节刀片的刀头位于刀体的前方,刀柄呈锥体状,固定于刀体的后端且与刀体同轴。在刀体的前端面上设有排屑槽。

刀体的横截面设计成扁圆形,且其前端设有排屑槽,既能改变刀体的横截面,保证刀体的强度,提高加工精度,又便于顺利排屑。

可调节刀片通过改变两个刀片的角度和伸出量,使之具有手动可调的特点,以自如应对孔径的大小随意改变的加工需求。刀柄呈锥体状,且与刀体同轴,不仅易于加装,而且保证了基准的统一性,有利于提高产品的精度。该钻具手动操作与普通木工机床操作两相适用的特点,使操作方式灵活可选,加工者可以根据实际需要自主选择,从而提高了加工效率,降低了劳动强度,缩短了加工时间。

附图说明

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[size=0.8em]机动图一

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手动图一

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[size=0.8em]机动图二

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[size=0.8em]手动图二

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[size=0.8em]图3 

255248fa66bf4478a32c189cd2eb2829.jpg
[size=0.8em]图4 

下面结合附图对本实用新型作进一步详述。

图1是本实用新型机动和手动外形图以及刀柄和刀体的连接示意图;

图2是图1的俯视图;

图3是A向旋转视图;

图4是B向放大视图。

图中各标号为:1.刀柄;2.刀体;3.可调刀片;4.紧固螺栓; 5.主切削刃;6.副切削刃;7.主后角;8.副后角;9.前角;10.主后面;11.副后面;12.排屑槽

具体实施方式

参看图1~图4,在刀体2上镶嵌两块对称放置的可调刀片3,并用紧固螺栓固定,在刀体2上还安装一条与刀体2同轴的刀柄1,用于将刀具卡装在车床上。

刀体2采用扁圆形横截面,前端附加排屑槽12,既保证了强度又可以确保顺利排屑。

刀柄1作为刀具使用和装夹的基准,采用锥体设计,与刀体2同轴,保证了基准的统一性,有利于保证产品精度。另外,这种结构不仅使刃具装夹方便,而且有可靠的导向作用。

可调刀片3的主后角7为15°、副后角8为3°、前角9为5°、锥顶角为118°±1°。将可调刀片3的各参数单独在砂轮机上磨削出来,再将可调刀片3组装到刀体2上。加工孔的尺寸变化不大时,可以靠调整刀头的伸出量来调整,加工尺寸变化较大时,要依靠调整切削刃的掰开角度来控制。根据工件孔径的大小,用测量方法进行调整。

实施例1:

加工内孔尺寸为φ88毫米,内孔长度为500毫米材料,刀体2采用45#钢,厚度为35毫米,并调质处理;刀柄1采用莫氏4#锥体设计;可调刀片3采用可磨性好的W18Cr4V(俗称白钢条)作为刀片的材料。两块白钢条刀片3镶嵌在刀体中,分别靠四只M6顶丝固定,刀片端齿面带有钻尖式的锥顶角118°,两端设计成圆周齿刀刃。

内孔加工过程为:首先用钻头钻出φ20毫米左右的孔,然后采用木工普通机床加工外径。再根据内孔φ88尺寸要求调整刀具,将刀片3稍拉出,测量主切削刃最大直径,对刀尺寸要求为88毫米。用木工普通机床一次性加工孔达到φ88毫米。

刀体的横截面设计成扁圆形后,其横截面上距离最远的两点之间的距离可以大于50毫米,因而比φ50毫米的刀体强度大。

创新点

一、在木材加工领域,这种新型可调节组合钻具,一改传统钻具结构不合理、无法保证加工广度和精度的现状,通过设置两个可调节刀片,轻松自如地满足了孔径的大小可随意改变的加工需求,有效地解决了传统钻具加工直径各不相同的盲孔和通孔的技术难题。

二、这种可调节组合钻具具有手动操作与机床操作两相适用的特点,与传统钻具比较起来,显得灵活方便、省时高效。我在网上查询到现有一种可调节扩孔刀具,主要有旋转手柄、调节盘、刀体三部分组成,使用时,用手紧握旋转手柄,在需要钻孔的地方选准圆心用力旋转即可。这一项目采取的是手动操作方式,明显耗时费力,劳动强度较大。另外,该钻具对于加工盲孔的“深度尺寸”不能保证其精度,效率低下。

三、我的项目在选择机床加工时,可使盲孔的深度尺寸及精度控制在0.2mm以内,最大限度地保证了盲孔的加工精度,提高了加工质量。

以上种种,正是这一新型实用的可调节组合钻具最为突出的创新点,它具备了新颖性、创造性和实用性,真心希望它能在木材加工技术领域发挥作用。

参考文献

[1] 黄成俊. 新型扩孔刀具介绍[J].现代机械,2009(3).

[2] 王永清.可调深孔扩孔刀具[J].机械工人:冷加工,1981(2).

[3]姚璞,刘九华.介绍一种新型深孔钻—内排屑深孔麻花钻头[J].机械设计与制造,1982(3). 


最新评论

新鲜dglnc 发表于 2018-9-28 20:13:15
哈哈,有意思。

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