简介

人类认识和使用钻头的历史可以上溯到史前时代。燧人氏“钻木取火”所使用的石 钻，可以看作最原始的钻头。现代工业加工中广泛使用的麻花钻俗称钻头，是一种形状复杂 的孔加工刀具，诞生于一百多年前。现在，全世界每年消耗的各类钻头数以亿计。据统计， 在美国的汽车制造业，机械加工中钻孔工序的比重约占 50％；而在飞机制造业，钻孔工序所 占的比重则更高。钻削属于内孔加工范畴，而孔加工是最复杂的机械加工方法之一。正因 为如此，人们一直致力于钻头的改进和钻削过程的研究。

可换刀头的组合式硬质合金钻头包括硬质合金刀头和钢制刀杆，刀头安装于刀杆 上。在一定钻孔直径的范围内它已可以完全替代现在大量使用的整体硬质合金钻头。可换 头硬质合金组合式钻头可更换刀头，刀杆可重复使用。刀头所使用的硬质合金材料大大少 于整体硬质合金钻头所使用的硬质合金材料，因此可以极大的降低钻孔的刀具成本。转动切削刀具具有 可拆卸的固定在柄部上的实心切削头，该切削头具有靠近切削头前面的切削部分以及与其 形成整体并从中向后延伸的安装部分，柄部具有从柄部前面向后延伸的接收部分，在切削 头固定在柄部上时，安装部分接收在接收部分内，并且柄部前面向前暴露并靠近切削头前 面。从圆柄的周边侧旋 入的夹持固定螺钉延伸通过固定支柱和将其夹持就位的夹持延伸部，夹持固定螺钉不仅在 夹持延伸部和固定支柱之间提供了确定的配合连接，而且还提高了由夹持延伸部沿径向施 加在支柱的截头圆锥形的表面上所产生的夹持压力 ；在另一个示例性实施例中，夹持固定 螺钉处于槽口内部，其旋转轴线沿直径延伸，且该槽口沿径向在固定支柱内部延伸，并且朝 向固定支柱的渐缩端敞开。在将可更换的刀头固定到圆柄上时，对夹持固定螺钉的需要引 入了额外的复杂性以及更长的装配时间。

转动切削刀具，该刀具包括可松开 的连接到柄部上切削头，切削头和柄部通过切削头和柄部周边表面的形状和尺寸的配合而 结合，并且在切削头的前端具有切削刃，切削头和柄部有利的通过燕尾形连接配置连接，提 供牢固的保持和稳定的连接，而不依赖例如螺钉的其他连接装置。这大大简化了切削头与 柄部的组装和拆卸。

可换头钻头中，具有可以更换刀头的功能，但都是通过过盈 配合或螺钉固定来实现刀头的可换，且上述刀头与刀杆仅有紧固功能没有自锁功能，过盈 配合固定使其制造的要求很高、难度很大 ；螺钉固定式更换又不方便，且都不具备简单易装 卸的自锁式固定功能。

可换头硬质合金钻头

刀头和刀杆，以刀头的钻尖为上方，刀头的上部包括钻尖和位于钻尖下面的钻进本体，刀头安装于刀杆的上 端，刀头的下部设有圆柱形的圆柄，刀头的钻进本体的外径大于圆柄的外径， 刀杆的上端设有竖向的圆柄夹持槽或圆柄夹持孔，圆柄置于圆柄夹持槽或圆 柄夹持孔内 ；刀头的钻进本体上至少设有两个刀头缺口，刀头缺口由竖向或竖向 倾斜的第一刀头接触面和第二刀头接触面相交构成，

第一刀头接触面相对于第二 刀头接触面更加靠近钻进本体的竖向中心线，第一刀头接触面中远离第二刀 头接触面的一侧边缘向靠近钻进本体的竖向中心线的方向弯折形成刀头拐角边，刀头拐角边与钻进本体的竖向中心线的距离大于圆柄的径向截面半径，第一 刀头接触面中存在一竖向线段，该竖向线段与钻进本体的竖向中心线之间的距离为第一刀头接触面与钻进本体的竖向中心线之间的所有距离中的最短距离；刀 杆的上部端面上设有至少两个且与刀头缺口数量相同的向上凸起的凸块，凸块的 内表面位于圆柄夹持槽的槽壁或圆柄夹持孔的孔壁以外，凸块的结构满足以下条 件 ：

在组装刀头和刀杆的过程中，刀头拐角边与凸块的内表面之间依次 经过无接触、过盈接触、非过盈接触，在组装完成后，第一刀头接触面与凸块的内 表面紧密接触，第二刀头接触面与凸块的第一侧面紧密接触。

，刀头拐角边与凸块的内表面之间依次经过无接触、过盈接触、非过盈 接触的组装过程是最重要的技术效果，对应地，该效果通过上述的第一刀头接触面和刀头 拐角边与钻进本体的竖向中心线之间的相对位置关系，以及凸块之间的相对位置和距离来 确定 ；

第一刀头接触面与凸块的内表面之间、第二刀头接触面与凸块的第一侧面之间的位 置关系也是必不可少的，这种结构能确保刀头与刀杆之间具有自锁的、紧密的、稳固的安装 和竖向钻削力与扭矩的传递。刀头缺口为两个且以钻进本体的竖向中心线相互对称，凸块为两个且以刀杆的竖向中心线相互对称 ；第一刀头接触面和第二刀头接触面 均为平面，凸块的内表面和第一侧面均为平面 ；两个刀头拐角边之间的距离略大 于两个凸块的内表面之间的最小距离。上述结构尽量在确保效果的前提下简单化，以 降低加工成本 ；

第一刀头接触面、第二刀头接触面、凸块的内表面和第一侧面也可以为弧形 面，但其加工精度和加工成本更高，所以不是优选结构 ；其中，两个刀头拐角边之间的距离 略大于两个凸块的内表面之间的最小距离，即为实现上述刀头拐角边与凸块的内表面之间 的组装过程的具体优选结构之一，这是针对两个凸块结构的情形，如果是两个以上凸块的 情形，则不一定是这种结构。

第二刀头接触面与水平方向的夹角为 45-90°，且第二刀头接 触面的上部比下部更加远离刀头的钻进本体的竖向中心线 ；凸块的第一侧面与水 平方向的夹角为 45-90°。这种结构中，凸块的第一侧面将承载钻头切削时由刀头第二接触面传递的钻削扭矩，同时保证钻头在组装后自锁时刀杆的上部端面与刀头的钻进本体的底 面的紧密接触，刀杆端面将承载由刀头的钻进本体的底面传递的钻削竖向力。

第二刀头接触面与水平方向的夹角为 65° ；所述凸块的第一 侧面与水平方向的夹角为 65°。 为了实现刀头拐角边在凸块的内表面上的平滑过渡并减小磨损，刀头拐角边 为圆弧边。 为了便于装卸刀头，刀头的钻进本体的上部边缘位于两个刀头缺口旁边 的位置设有两个用于安装装卸工具的装卸卡槽。装卸卡槽的底面与水平方向之间的夹角为 60°。 刀头上部的钻尖的钻尖角为 140°。 为了便于排屑，刀头和刀杆上均设有相互连通的螺旋形的容屑槽。容屑槽的螺旋角为 25°。

效果：

通过在刀头的钻进本体上设置第一刀头接触面和第二刀头接触面，并 在第一刀头接触面的一侧设置刀头拐角边，在刀杆上设置凸块，使刀头拐角边与凸块的内 表面之间在组装过程中依次经过无接触、过盈接触、非过盈接触，并在组装后使第一刀头接 触面与凸块的内表面紧密接触，竖向倾斜的第二刀头接触面与同样角度竖向倾斜的凸块的 第一侧面紧密接触，从而实现了刀头与刀杆之间的自锁功能，且实现了刀头与刀杆的稳固 连接和可靠传动，并且装卸过程中无需螺钉锁紧和紧固，非常方便、快捷 ；通过第二刀头接 触面，将施加在刀头的钻削扭矩传递给刀杆，从而使刀头和刀杆在工作中其刀头第二接触 面与凸块的第一侧面之间、刀头的钻进主体的下端面与刀杆的上部端面之间配合更加紧 固，同时进一步实现自锁紧，保证钻头钻进过程的高速、高精度和低跳动 ；可换头硬质合金钻头因其具有独创的自锁结构和简单、可靠、高精度的特点，在生产 中具有高效率、高精度、低成本、快换刀头、低切削力、排屑顺畅、切削流畅的优点，适用于高 速、高进给地加工不同种类的孔，用途广泛。