專利名稱：嵌槽式卡簧組件及其對(duì)硬質(zhì)合金材料鉆孔的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及模具在鉗床加工中，針對(duì)厚度為厚度不大于5mm硬質(zhì)合金材料進(jìn)行鉆孔工藝及嵌槽式卡簧組件，特別涉及一種嵌槽式卡簧組件及其對(duì)硬質(zhì)合金材料鉆孔的方法。
背景技術(shù)：
在中小型電機(jī)模具制造中，時(shí)常需要制備專用工裝來配合模具零部件制造，一些特殊模具工裝需采用硬質(zhì)合金材料進(jìn)行鉆孔加工，完成后組裝成專用工裝。模具制造中的特殊工裝，常選用廢棄的硬質(zhì)合金材料銑刀片。通常以外形成型和鉆孔加工。其外形加工常采用線切割工藝；對(duì)于鉆孔，若直接采用麻花鉆鉆孔加工，由于麻花鉆自身硬度遠(yuǎn)不及硬質(zhì)合金材料，因此這種工藝顯然不適合。
目前，針對(duì)這種特種工藝，常用有三種聯(lián)結(jié)構(gòu)造的專用組件螺紋聯(lián)結(jié)、一體結(jié)構(gòu)和焊接連體。然而根據(jù)實(shí)際使用后的效果來看，以上三種聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)存在以下缺點(diǎn)
I、螺紋聯(lián)結(jié)
這種聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)組件，雖然操作簡(jiǎn)便，且方便裝、卸，但對(duì)于鉆孔需要高硬度、大扭矩的鉆 孔加工硬質(zhì)合金材料，僅僅依靠螺紋聯(lián)結(jié)、嚙合，其加工和自身強(qiáng)度達(dá)不到所需承載的工藝要求。甚至在加工過程中，螺紋就已經(jīng)崩裂，造成聯(lián)結(jié)體之間脫離。2、一體結(jié)構(gòu)即加工組件為整體結(jié)構(gòu)。這種聯(lián)結(jié)方式，在強(qiáng)度上，比螺紋聯(lián)結(jié)能有顯著提高。但對(duì)于加工不同規(guī)格的通孔時(shí)，由于鉆取每一種通孔的孔徑大小與加工組件(頂端套件和桿身件)都是一一對(duì)應(yīng)(即單配)。因此制作成本高，加工效率低。3、焊接就是分別將頂端套件和桿身件，通過焊接工藝“連”在一起的結(jié)構(gòu)組件。這種工藝能夠有效地避免因螺紋聯(lián)結(jié)的所導(dǎo)致強(qiáng)度的不足。但總體加工受力強(qiáng)度仍舊不夠高，且頂端套件和桿身件之間的聯(lián)結(jié)僅僅依靠點(diǎn)焊來支撐，很難保證整個(gè)加工過程中，始終保持一個(gè)平穩(wěn)的狀態(tài)。尤其當(dāng)鉆床主軸鉆速較高時(shí)，加工組件中的零部件在繞度增大的情況下，易發(fā)生“折斷”現(xiàn)象，甚至“甩”出。對(duì)操作人員造成傷害。此外，盡管點(diǎn)焊將頂端套件和桿身件焊接“連”在一起，然而在實(shí)際操作中，拆卸時(shí)特別不方便。如用力不當(dāng)，就會(huì)使得頂端套件與桿身件之間的碰擦，造成各部件的尺寸檔變形，以致部件配合處損傷，形成裝配性損耗。所以，以上三種傳統(tǒng)工藝較難完成對(duì)硬質(zhì)合金材料加工鉆孔工藝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種嵌槽式卡簧組件及其對(duì)硬質(zhì)合金材料鉆孔的方法，能有效地鉆出通孔，外觀完整，又能使整個(gè)加工過程狀態(tài)平穩(wěn)，有利于加工。為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種嵌槽式卡簧組件，包含鉆頭;
頂端套件，所述的頂端套件與鉆頭相連；
桿身件，所述的桿身件與頂端套件通過過盈配合連接，該桿身件的外壁被外部的扳手鉆夾頭夾持，以固定嵌槽式卡簧組件對(duì)厚度不大于5mm硬質(zhì)合金材料進(jìn)行鉆孔；
卡簧定位片，所述的卡簧定位片通過嵌槽設(shè)置在頂端套件與桿身件之間；
所述的頂端套件的其中一個(gè)端面中心開設(shè)有鉆頭固定安裝孔，其內(nèi)徑與所述鉆頭的外徑相配，將所述鉆頭的尾端插入鉆頭固定安裝孔內(nèi)，并通過焊接對(duì)所述鉆頭和頂端套件進(jìn)行固定連接；
所述頂端套件的另一個(gè)端面上設(shè)置有第一連接件，在該第一連接件的端面上沿直徑方向設(shè)有第一凹槽。所述的鉆頭插入鉆頭固定安裝孔內(nèi)的長(zhǎng)度至少是該鉆頭總長(zhǎng)的一半；在所述鉆頭固定安裝孔的孔口位置設(shè)置有倒錐形臺(tái)階結(jié)構(gòu)。所述的卡簧定位片呈工字形，其兩端部位的寬度大于中間部位的寬度；該卡簧定位片的四周外角均呈圓角狀；該卡簧定位片的一側(cè)中間部位插入所述的的第一凹槽內(nèi)。所述的桿身件的一端設(shè)置有第二連接件，在該第二連接件的端面中心設(shè)有過盈連接孔，并且在該第二連接件的端面上沿直徑開設(shè)有嵌槽；所述開設(shè)有過盈連接孔的第二連 接件套設(shè)在第一連接件外部；所述卡簧定位片的第二側(cè)中間部位插入所述桿身件的嵌槽內(nèi)；
所述桿身件的另一端設(shè)置有第三連接件，在所述第三連接件的柱形外表面上設(shè)置有滾花，外部的扳手鉆夾頭固定夾持在第三連接件的外壁上；
在所述桿身件的中間部位設(shè)置有限位臺(tái)階。包含如下步驟
步驟I :先將需要鉆孔的厚度不大于5mm的硬質(zhì)合金材料平放在外部的鉗床工作平臺(tái)上，通過外部的專用夾具對(duì)硬質(zhì)合金材料進(jìn)行固定；
步驟2 :扳手鉆夾頭夾持并夾緊嵌槽式卡簧組件的套筒的外壁；
步驟3 :對(duì)硬質(zhì)合金材料進(jìn)行鉆孔。所述的步驟3包含
步驟3. I :將鉆頭的轉(zhuǎn)速設(shè)定為3000 3500轉(zhuǎn)/分鐘對(duì)硬質(zhì)合金材料進(jìn)行鉆孔；步驟3.2 :當(dāng)被加工的位置經(jīng)過所述步驟3. I加工后出現(xiàn)凹坑或明顯凹陷時(shí)，將鉆頭的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)至2500 3000轉(zhuǎn)/分鐘，繼續(xù)鉆孔；
步驟3. 3 :當(dāng)被加工位置經(jīng)過步驟3. 2加工后即將穿孔時(shí)，將鉆頭轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)至1800 2000轉(zhuǎn)/分鐘，直至完全穿孔形成通孔為止。在所述的步驟3的步驟3. I、步驟3. 2、步驟3. 3實(shí)施的過程中，不斷地對(duì)硬質(zhì)合金材料的被加工部位及其周圍區(qū)域補(bǔ)充冷卻液，并以手動(dòng)方式控制嵌槽式卡簧組件的鉆頭的升降。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)
能有效地鉆出通孔，外觀完整，又能使整個(gè)加工過程狀態(tài)平穩(wěn)，有利于加工。


圖I為本發(fā)明嵌槽式卡簧組件的加工過程示意 圖2為本發(fā)明嵌槽式卡簧組件的剖面結(jié)構(gòu)示意 圖3為本發(fā)明中頂端套件的剖面結(jié)構(gòu)示意 圖4為本發(fā)明中卡簧定位片的結(jié)構(gòu)示意 圖5為本發(fā)明中鉆頭、頂端套件和卡簧定位片組裝后的剖面結(jié)構(gòu)示意 圖6為本發(fā)明中桿身件的剖面結(jié)構(gòu)示意 圖7為圖6的俯視圖，顯示桿身件上的第二連接件的端面結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖，通過詳細(xì)說明一個(gè)較佳的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步闡述。如圖I和圖2所示，嵌槽式卡簧組件2包含鉆頭4，在本實(shí)施例中，鉆頭4采用鎢鋼材料制成；與鉆頭4連接的頂端套件5 ;與頂端套件5通過過盈配合相連的桿身件8，該桿身件8的外壁被外部的扳手鉆夾頭I夾持，以固定嵌槽式卡簧組件對(duì)厚度不大于5mm硬質(zhì)合金材料進(jìn)行鉆孔；通過嵌槽設(shè)置在頂端套件5與桿身件8之間的卡簧定位片6。在本實(shí)施例中，頂端套件5、桿身件8都選用Crl2鋼材料并進(jìn)行熱處理，以獲得較高的表面硬度與強(qiáng)度。其中，如圖3所示，頂端套件5的其中一個(gè)端面中心開設(shè)有鉆頭固定安裝孔53，將鉆頭4的尾端插入鉆頭固定安裝孔53內(nèi)，并通過焊接對(duì)鉆頭4和頂端套件5進(jìn)行固定連接，該鉆頭固定安裝孔53的內(nèi)徑與鉆頭4的外徑相配，鉆頭4插入鉆頭固定安裝孔53內(nèi)的長(zhǎng)度至少是該鉆頭4總長(zhǎng)的一半，用以保證鉆頭4在焊接前保持穩(wěn)固的狀態(tài)，而鉆頭4露出在鉆頭固定安裝孔53外的長(zhǎng)度大于硬質(zhì)合金材料3的厚度(不大于5mm)，用以保證在進(jìn)行鉆孔加工時(shí)，能完全鉆穿硬質(zhì)合金材料3從而形成通孔。在本實(shí)施例中，在鉆頭固定安裝孔53的孔口位置設(shè)置有倒錐形臺(tái)階結(jié)構(gòu)54，在焊接過程中，該倒錐形臺(tái)階結(jié)構(gòu)54能夠使得所述鉆頭4被最大限度的緊密堆埋在焊錫7 (如圖5所示)的四周，形成一個(gè)包裹狀，保證鉆頭4能夠緊固連接在頂端套件5中，同時(shí)保證在利用嵌槽式卡簧組件2對(duì)硬質(zhì)合金材料3進(jìn)行鉆孔時(shí)，所鉆出的通孔四周和邊緣不會(huì)產(chǎn)生毛邊、棱角邊和飛邊等不良外觀，提高鉆孔加工的質(zhì)量。如圖3所示和圖4所示，頂端套件5的另一個(gè)端面上設(shè)置有第一連接件51，在該第一連接件51的端面上沿直徑開設(shè)有第一凹槽52，卡簧定位片6的一側(cè)中間部位插入頂端套件5的第一凹槽52內(nèi)(如圖5所示)。如圖4所示，該卡簧定位片6呈“工”字形，其兩端部位的寬度大于中間部位的寬度，其四周外角均呈圓角狀，以防止操作人員在安裝或拆卸嵌槽式卡簧組件2的過程中受傷。在本實(shí)施例中，卡簧定位片6可采用廢棄的銑刀片，具有高熱硬性，能承受很大的負(fù)載也不易發(fā)生彎折、斷裂，因此能夠滿足對(duì)硬質(zhì)合金材料的加工工藝。如圖6所示，桿身件8的一端設(shè)置有第二連接件81，在該第二連接件81的端面中心開設(shè)有過盈連接孔82，并且在該第二連接件81的端面上沿直徑開設(shè)有嵌槽83(如圖7所示)。其中，開設(shè)有過盈連接孔82的第二連接件81套設(shè)在第一連接件51外部，即頂端套件5的第一連接件51被包容在桿身件8的第二連接件81內(nèi)，從而使得頂端套件5與桿身件8之間形成過盈連接而非緊固連接，因此不會(huì)發(fā)生因螺紋連接而可能發(fā)生的打滑現(xiàn)象；而卡簧定位片6的第二側(cè)中間部位插入桿身件8的嵌槽83內(nèi)，使得頂端套件5和桿身件8之間還通過嵌槽式設(shè)置的卡簧定位片6進(jìn)行連接，通過這種連接方式，能確保在鉆孔過程中，頂端套件5與桿身件8之間貼合連接而成為一個(gè)整體，不會(huì)發(fā)生跟轉(zhuǎn)現(xiàn)象，不晃動(dòng)、不偏心，有效保證了鉆孔加工過程中的平穩(wěn)性和加工質(zhì)量。通過套筒嵌槽式結(jié)構(gòu)，嵌槽式卡簧組件2無論在加工前安裝還是加工后拆卸都十分方便，不會(huì)像現(xiàn)有技術(shù)中的焊接方式那樣需要花力氣將頂端套件5與桿身件8硬性分離，同時(shí)，能最大限度地保證頂端套件5和桿身件8各自的尺寸精度不受組裝和拆卸的影響而發(fā)生尺寸變形。桿身件8的另一端設(shè)置有第三連接件85，在本實(shí)施例中，在第三連接件85的柱形外表面上設(shè)置有滾花86，外部的扳手鉆夾頭I固定夾持在第三連接件85的外壁上，使得嵌槽式卡簧組件2在同等轉(zhuǎn)速作用下，能夠獲得足夠的扭矩，以保證鉆出的通孔四周和邊緣光滑，不會(huì)產(chǎn)生毛邊、棱角邊、飛邊等不良外觀，有效提高鉆孔效率和質(zhì)量。同時(shí)，第三連接件85外壁上的滾花還能夠增加扳手鉆夾頭I與第三連接件85之間的摩擦阻力，防止扳手鉆夾頭I與桿身件8之間在加工鉆孔過程中發(fā)生打滑。在桿身件8的中間部位設(shè)置有限位 臺(tái)階84，用以防止扳手鉆夾頭I在鉆孔加工過程中向下滑移而影響鉆孔質(zhì)量，保證整個(gè)鉆孔加工過程中的平穩(wěn)狀態(tài)。通過該嵌槽式卡簧組件2，本發(fā)明還提供了一種對(duì)硬質(zhì)合金材料鉆孔的方法，在本實(shí)施例中，鉆孔的過程需在臺(tái)式鉆床或多功能機(jī)床上進(jìn)行，具體步驟如下
步驟I :先將需要鉆孔的厚度不大于5mm的硬質(zhì)合金材料3平放在外部的鉗床工作平臺(tái)上，通過外部的專用夾具對(duì)硬質(zhì)合金材料3進(jìn)行固定，以確保加工中，被加工的硬質(zhì)合金材料3不發(fā)生偏移；
步驟2 :如圖I所示，扳手鉆夾頭I夾持嵌槽式卡簧組件2的套筒的外壁，并確認(rèn)夾緊，以保證鉆孔過程中扳手鉆夾頭I不會(huì)與套筒發(fā)生跟轉(zhuǎn)現(xiàn)象；
步驟3 :對(duì)硬質(zhì)合金材料3進(jìn)行鉆孔。步驟3包含如下子步驟
步驟3. I :將鉆頭4的轉(zhuǎn)速設(shè)定為3000 3500轉(zhuǎn)/分鐘對(duì)硬質(zhì)合金材料3進(jìn)行鉆孔；步驟3. 2 :當(dāng)被加工的位置經(jīng)過所述步驟3. I加工后出現(xiàn)凹坑或明顯凹陷時(shí)，將鉆頭4的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)至2500 3000轉(zhuǎn)/分鐘，繼續(xù)鉆孔；
步驟3.3 :當(dāng)被加工位置經(jīng)過步驟3. 2加工后即將穿孔時(shí)，將鉆頭4轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)至1800 2000轉(zhuǎn)/分鐘，直至完全穿孔形成通孔為止。在方法的鉆孔過程中，需要不斷地對(duì)硬質(zhì)合金材料3的被加工部位及其周圍區(qū)域補(bǔ)充冷卻液，并以手動(dòng)方式控制嵌槽式卡簧組件2的鉆頭4的升降；另外，在鉆孔過程中，還需要時(shí)不時(shí)地上、下來回往復(fù)，觀察被加工位置出現(xiàn)的變化，以此調(diào)整適宜的鉆速，直至形成完整的通孔。綜上所述，本發(fā)明嵌槽式卡簧組件及其對(duì)硬質(zhì)合金材料鉆孔的方法，能有效地鉆出通孔，外觀完整，又能使整個(gè)加工過程狀態(tài)平穩(wěn)，有利于加工。盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求
1.一種嵌槽式卡簧組件，其特征在于，包含 鉆頭(4); 頂端套件(5)，所述的頂端套件(5)與鉆頭(4)相連； 桿身件(8)，所述的桿身件(8)與頂端套件(5)通過過盈配合連接，該桿身件(8)的外壁被外部的扳手鉆夾頭(I)夾持，以固定嵌槽式卡簧組件對(duì)厚度不大于5mm硬質(zhì)合金材料進(jìn)行鉆孔； 卡簧定位片(6 )，所述的卡簧定位片(6 )通過嵌槽設(shè)置在頂端套件(5 )與桿身件(8 )之間。
2.如權(quán)利要求I所述的嵌槽式卡簧組件，其特征在于，所述的頂端套件(5)的其中一個(gè)端面中心開設(shè)有鉆頭固定安裝孔(53)，其內(nèi)徑與所述鉆頭(4)的外徑相配，將所述鉆頭(4)的尾端插入鉆頭固定安裝孔(53 )內(nèi)，并通過焊接對(duì)所述鉆頭(4 )和頂端套件(5 )進(jìn)行固定連接； 所述頂端套件(5)的另一個(gè)端面上設(shè)置有第一連接件(51)，在該第一連接件(51)的端面上沿直徑方向設(shè)有第一凹槽(52)。
3.如權(quán)利要求2所述的嵌槽式卡簧組件，其特征在于，所述的鉆頭(4)插入鉆頭固定安裝孔(53)內(nèi)的長(zhǎng)度至少是該鉆頭(4)總長(zhǎng)的一半；在所述鉆頭固定安裝孔(53)的孔口位置設(shè)置有倒錐形臺(tái)階結(jié)構(gòu)(54)。
4.如權(quán)利要求2所述的嵌槽式卡簧組件，其特征在于，所述的卡簧定位片(6)呈工字形，其兩端部位的寬度大于中間部位的寬度；該卡簧定位片(6)的四周外角均呈圓角狀；該卡簧定位片(6)的一側(cè)中間部位插入所述的的第一凹槽(52)內(nèi)。
5.如權(quán)利要求4所述的嵌槽式卡簧組件，其特征在于，所述的桿身件(8)的一端設(shè)置有第二連接件(81)，在該第二連接件(81)的端面中心設(shè)有過盈連接孔(82)，并且在該第二連接件(81)的端面上沿直徑開設(shè)有嵌槽(83);所述開設(shè)有過盈連接孔(82)的第二連接件(81)套設(shè)在第一連接件(51)外部；所述卡簧定位片(6)的第二側(cè)中間部位插入所述桿身件(8)的嵌槽(83)內(nèi)； 所述桿身件(8 )的另一端設(shè)置有第三連接件(85 )，在所述第三連接件(85 )的柱形外表面上設(shè)置有滾花(86)，外部的扳手鉆夾頭(I)固定夾持在第三連接件(85)的外壁上；在所述桿身件(8 )的中間部位設(shè)置有限位臺(tái)階(84 )。
6.一種嵌槽式卡簧組件對(duì)硬質(zhì)合金材料鉆孔的方法，其特征在于，包含如下步驟 步驟I :先將需要鉆孔的厚度不大于5mm的硬質(zhì)合金材料(3)平放在外部的鉗床工作平臺(tái)上，通過外部的專用夾具對(duì)硬質(zhì)合金材料(3)進(jìn)行固定； 步驟2 :扳手鉆夾頭(I)夾持并夾緊嵌槽式卡簧組件的套筒的外壁； 步驟3 :對(duì)硬質(zhì)合金材料(3)進(jìn)行鉆孔。
7.如權(quán)利要求6所述的嵌槽式卡簧組件對(duì)硬質(zhì)合金材料鉆孔的方法，其特征在于，所述的步驟3包含 步驟3. I :將鉆頭(4)的轉(zhuǎn)速設(shè)定為3500 4000轉(zhuǎn)/分鐘對(duì)硬質(zhì)合金材料(3)進(jìn)行鉆孔； 步驟3. 2 :當(dāng)被加工的位置經(jīng)過所述步驟3. I加工后出現(xiàn)凹坑或明顯凹陷時(shí)，將鉆頭(4)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)至2500 3000轉(zhuǎn)/分鐘，繼續(xù)鉆孔；步驟3. 3 :當(dāng)被加工位置經(jīng)過步驟3. 2加工后即將穿孔時(shí)，將鉆頭(4)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)至1800 2000轉(zhuǎn)/分鐘，直至完全穿孔形成通孔為止。
8.如權(quán)利要求7所述的嵌槽式卡簧組件對(duì)硬質(zhì)合金材料鉆孔的方法，其特征在于，在所述的步驟3的步驟3. I、步驟3. 2、步驟3. 3實(shí)施的過程中，不斷地對(duì)硬質(zhì)合金材料(3)的被加工部位及其周圍區(qū)域補(bǔ)充冷卻液，并以手動(dòng)方式控制嵌槽式卡簧組件的鉆頭(4)的升降。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種嵌槽式卡簧組件及其對(duì)硬質(zhì)合金材料鉆孔的方法，該嵌槽式卡簧組件包含鉆頭、頂端套件、桿身件、卡簧定位片，通過該嵌槽式卡簧組件對(duì)硬質(zhì)合金材料鉆孔的方法包含如下步驟步驟1固定硬質(zhì)合金材料；步驟2通過扳手鉆夾頭夾持嵌槽式卡簧組件；步驟3對(duì)硬質(zhì)合金材料進(jìn)行鉆孔。本發(fā)明能夠有效地鉆出通孔，外觀完整，又能使整個(gè)加工過程狀態(tài)平穩(wěn)，有利于加工。
文檔編號(hào)B23B51/12GK102699369SQ201210221229
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月29日
發(fā)明者葉善培, 季明浩, 沈劍 申請(qǐng)人:上海海事大學(xué)