[发明专利]一种模块化旋转工具及其安装方法

权利要求书

1.一种模块化旋转工具，其特征在于，包括配合连接的第一连接部和第二连接部，所述第一连接部和第二连接部均为模块化连接结构；所述第一连接部靠近第二连接部的一端上设置有凸台，所述第二连接部上靠近第一连接部的一端上设置有凹座；所述凹座的内表面与所述凸台的外表面形状相匹配；所述凹座具有凹座轴线，所述凹座上设有绕着凹座轴线对称设置的多个凹座螺旋压力面；所述凸台具有凸台轴线，所述凸台周向上设有绕着凸台轴线对称的凸台螺旋压力面，所述凸台螺旋压力面与所述凹座螺旋压力面数量对应相等；当所有对应的凸台螺旋压力面与凹座螺旋压力面贴合时，所述凹座与所述凸台形成配合，凸台轴线与凹座轴线共轴，形成公共轴线；

所述凸台螺旋压力面包括用来进行定心和保持定心的第一凸台螺旋压力面、用来实现进行拉紧自锁的第二凸台螺旋压力面、用来进行扭矩传送的第三凸台螺旋压力面或者用来实现胀紧自锁的第四螺旋压力面；一个模块化旋转工具中包括至少一种凸台螺旋压力面；

所有螺旋压力面均满足以下条件：，c为常数且c0；

在垂直于中心轴线的任一横截面上，螺旋压力面与该横截面的交线为横截面螺旋线；中心轴线在该横截面上投影的点为该横截面的原点，RP为横截面螺旋线上任一点P到原点O的距离；横截面螺旋线上与原点相距最远的位置为螺旋线大端A，螺旋线大端A到原点的距离为大端半径R_A；横截面螺旋线上与原点相距最短的位置为螺旋线小端B，螺旋线小端B到原点的距离为小端半径R_B；位置角∠AOP的角度为β，过点P向螺旋线小端B方向做所述横截面螺旋线的切线PM；过点P沿预定旋转方向的反方向做OP的垂线PN，预定旋转方向为从螺旋线小端B到螺旋线大端A的旋转方向，∠MPN为螺旋升角θ；

所述螺旋压力面还包括以下条件：螺旋压力面在垂直于所述横截面螺旋线的任意截面上的形状是直线，称压力螺旋面法截面直线；所述压力螺旋面法截面直线与中心轴线的夹角设为倾斜角α，当倾斜角α开口指向凸台远离凹座一侧时为正；

中心轴线为在形成螺旋压力面时母线围绕转动的轴线；中心轴线在凸台上表现为凸台轴线，中心轴线在凹座上表面为凹座轴线，中心轴线在凸台和凹座转动时表现为公共轴线；

所述凸台上的凸台螺旋压力面沿着凸台轴线方向层状设置，所述凹座上的凹座螺旋压力面沿着凹座轴线方向对应层状设置；

第一凸台螺旋压力面的倾斜角α范围为[-15°，﹢15°]；第二凸台螺旋压力面的倾斜角α范围为[-88°，-45°]和/或 [45°，88°]；第三凸台螺旋压力面的倾斜角α范围为[-15°，﹢15°]，小端半径为大端半径的85%以下；第四凸台螺旋压力面的倾斜角α范围为[-15°，﹢15°]，θ范围为[0，10°]。

2.根据权利要求1所述的模块化旋转工具，其特征在于，单个螺旋压力面区域至少覆盖5°的范围。

3.根据权利要求1所述的模块化旋转工具，其特征在于，单个螺旋压力面中，大端半径R_A与小端半径R_B的差值大于大端半径R_A的百分之二。

4.根据权利要求1所述的模块化旋转工具，其特征在于，所述第一连接部远离凸台的一端连接有执行件，所述第二连接部远离凹座的一端连接驱动机构；或者，所述第一连接部远离凸台的一端连接有驱动机构，所述第二连接部远离凹座的一端连接执行件。

5.根据权利要求4所述的模块化旋转工具，其特征在于，所述执行件包括铣刀、铰刀或者钻头；所述驱动机构包括电机、气缸或者液压缸。

6.根据权利要求1所述的模块化旋转工具，其特征在于，所述凸台同一圆周面上至少均匀分布有两个凸台螺旋压力面，所述凹座同一圆周内壁上至少均匀分布有两个对应的凹座螺旋压力面。

7.一种模块化旋转工具的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，第一连接部的凸台进入第二连接部的凹座；

步骤二，正向转动，使第一连接部的凸台和第二连接部的凹座逐渐共轴，使对应的凸台螺旋压力面和凹座螺旋压力面相互贴合；

步骤三，在凸台和凹座共轴后，按照预定的旋转方向旋转第一连接部和第二连接部；在步骤二中，随着凸台和凹座的相对运动，凸台螺旋压力面与凹座螺旋压力面自动调节相对位置，所有凸台螺旋压力面和所有凹座螺旋压力面受力均匀；

所述模块化旋转工具，包括配合连接的第一连接部和第二连接部，所述第一连接部和第二连接部均为模块化连接结构；所述第一连接部靠近第二连接部的一端上设置有凸台，所述第二连接部上靠近第一连接部的一端上设置有凹座；所述凹座的内表面与所述凸台的外表面形状相匹配；所述凹座具有凹座轴线，所述凹座上设有绕着凹座轴线对称设置的多个凹座螺旋压力面；所述凸台具有凸台轴线，所述凸台周向上设有绕着凸台轴线对称的凸台螺旋压力面，所述凸台螺旋压力面与所述凹座螺旋压力面数量对应相等；当所有对应的凸台螺旋压力面与凹座螺旋压力面贴合时，所述凹座与所述凸台形成配合，凸台轴线与凹座轴线共轴，形成公共轴线；

所述凸台螺旋压力面包括用来进行定心和保持定心的第一凸台螺旋压力面、用来实现进行拉紧自锁的第二凸台螺旋压力面、用来进行扭矩传送的第三凸台螺旋压力面或者用来实现胀紧自锁的第四螺旋压力面；一个模块化旋转工具中包括至少一种凸台螺旋压力面；

所有螺旋压力面均满足以下条件：，c为常数且c0；

在垂直于中心轴线的任一横截面上，螺旋压力面与该横截面的交线为横截面螺旋线；中心轴线在该横截面上投影的点为该横截面的原点，RP为横截面螺旋线上任一点P到原点O的距离；横截面螺旋线上与原点相距最远的位置为螺旋线大端A，螺旋线大端A到原点的距离为大端半径R_A；横截面螺旋线上与原点相距最短的位置为螺旋线小端B，螺旋线小端B到原点的距离为小端半径R_B；位置角∠AOP的角度为β，过点P向螺旋线小端B方向做所述横截面螺旋线的切线PM；过点P沿预定旋转方向的反方向做OP的垂线PN，预定旋转方向为从螺旋线小端B到螺旋线大端A的旋转方向，∠MPN为螺旋升角θ；

所述螺旋压力面还包括以下条件：螺旋压力面在垂直于所述横截面螺旋线的任意截面上的形状是直线，称压力螺旋面法截面直线；所述压力螺旋面法截面直线与中心轴线的夹角设为倾斜角α，当倾斜角α开口指向凸台远离凹座一侧时为正；

中心轴线为在形成螺旋压力面时母线围绕转动的轴线；中心轴线在凸台上表现为凸台轴线，中心轴线在凹座上表面为凹座轴线，中心轴线在凸台和凹座转动时表现为公共轴线；

所述凸台上的凸台螺旋压力面沿着凸台轴线方向层状设置，所述凹座上的凹座螺旋压力面沿着凹座轴线方向对应层状设置；

第一凸台螺旋压力面的倾斜角α范围为[-15°，﹢15°]；第二凸台螺旋压力面的倾斜角α范围为[-88°，-45°]和/或 [45°，88°]；第三凸台螺旋压力面的倾斜角α范围为[-15°，﹢15°]，小端半径为大端半径的85%以下；第四凸台螺旋压力面的倾斜角α范围为[-15°，﹢15°]，θ范围为[0，10°]。