CN101518834B - 具有螺旋边缘的扁钻插件 - Google Patents

Abstract

一种钻孔工具组件，包括：钻头保持件主体，具有第一端和第二端，其中第二端包括柄部，牢固地连接到钻孔机械，第一端包括大致圆柱形的主体，其包含至少一个轴向排屑槽，具有位于保持槽的至少一部分的底表面的保持槽，和至少一个位于保持槽的各侧面的连接臂，其中各连接臂具有至少一个孔，和形成在排屑槽、主体的圆柱形表面和保持槽的底表面的交界面处的间隙表面。钻头插件主体，其具有第一端，相对的第二端，第一表面侧，其相对和平行的第二表面侧，穿过第一和第二表面侧的一对孔，和第一刃脊侧，相对的第二刃脊侧，第一和第二刃脊侧在两端部和两表面侧之间形成，在各刃脊侧的一部分上形成的边缘，边缘具有前侧和尾侧，各边缘的前侧形成螺旋形，螺旋开槽在各边缘的前侧附近形成，螺旋开槽在钻头插件主体的孔的径向外侧形成；当钻头插件被连接至保持件上时，钻头插件主体的第一端完全覆盖保持槽的底表面。

Description

具有螺旋边缘的扁钻插件

本申请是国际申请日为2004年11月5日、申请号为200480032635.4、发明名称为“具有螺旋边缘的扁钻插件”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明大体上涉及一种扁钻插件，可置于工具保持件，用于在金属上钻孔。具体地，本发明涉及一种具有螺旋边缘的扁钻插件，可提高切削操作时的稳定性。

背景技术

钻头系统通常用于在金属工件上提供圆柱形孔。钻头系统的切割或钻孔行为可通过细长的基本为圆柱形的钻孔工具，如钻头保持件和扁钻插件组件，扁钻插件可选择地连接到保持件上。这样的机构然后进行应用，其中保持件的一端牢固地固定到驱动装置，其可使保持件绕其纵向轴线转动。在细长钻头保持件的相对端，切削插件接触进行切削的材料。或者，可使工件相对保持件和切削插件转动，如将保持件固定在车床或类似装置的尾架上。此外，可使钻头和工件都进行相对转动。使用扁钻切削插件允许当切削表面磨损而不是整个钻头磨损时快速更换插件，允许通过简单更换插件而不是整个钻头组件，使一个钻头用于各种不同的钻孔场合。

扁钻插件的特征是，其通常是平面的，具有一对位于插件互相平行的相对侧的连接表面，提供了与保持件夹臂的接合面。扁钻的前端一般设有一对横向的切削刃，具有钝V形。扁钻插件的尾端或基体一般是平面的，正交于所述一对连接表面，可与保持槽的底部接合。插件的宽度方向上的侧面，可称为刃脊，包括前连接表面附近的边缘，和插件的后连接表面附近的间隙。该边缘是圆柱形，围绕扁钻的旋转轴线形成，并可接合进行切削的孔的侧面。边缘的宽度大约是插件宽度的1/4到1/3，并平行扁钻插件的旋转轴线，在宽度方向上的切削刃侧形成。侧面的其余部分是间隙表面，其从边缘径向向内，使得其不能接触加工的孔。

现有技术的扁钻插件存在的一个问题是，只有宽度方向侧面的很小径向部分与孔接触，这样降低了扁钻的稳定性，并在切削选择的材料时可产生过多的声响。一些现有技术的具有大边缘的扁钻插件存在的另一问题是，当扁钻转动时边缘表面区与孔的侧面摩擦，造成额外的热量聚集在插件，这需要降低切割速度，并可缩短插件的寿命。

发明内容

本发明的扁钻提供了改进的钻削操作稳定性。本发明所具有的这个和其他优点由一种扁钻插件提供，其包括钻头插件主体，具有第一端，相对的第二端，第一表面侧，其相对和平行于第二表面侧，和第一刃脊侧，相对的第二刃脊侧，所述第一和第二刃脊侧在端部和表面侧之间形成；边缘在各刃脊侧面的一部分形成，边缘具有前侧和尾侧，前侧和尾侧中至少一个形成螺旋形。

本发明所具有的这个和其他优点还通过一种钻孔工具组件提供，该组件包括保持件，其具有第一端和第二端，其中第二端包括柄部分，适合牢固地连接到钻孔机械，其中第一端包括保持槽，其具有位于至少一部分保持槽的底表面；和至少一个连接臂，位于保持槽的各侧面，其中各连接臂具有至少一个其上形成的孔；和钻头插件，包括钻头插件主体，具有第一端，相对的第二端，第一表面侧，其相对和平行第二表面侧，和第一刃脊侧，相对的第二刃脊侧，所述第一和第二刃脊侧在端部和表面侧之间形成；其中，钻头主体的第一端一般为平面，第二端包括至少两个互相横向形成的切削刃，至少两个孔在钻头插件主体的各表面侧形成；和在各刃脊侧的一部分形成的边缘，边缘具有前侧和尾侧，其中前侧和尾侧中至少一个形成螺旋形。

通过下面的介绍和参考附图可清楚了解本发明的这些和其他优点。

附图说明

下面将参考附图和通过实施例的方式详细介绍本发明及其发展，附图中：

图1是根据第一实施例的钻孔工具组件的分解安装图；

图2是组件的保持件的部分透视图；

图3A到图3E是根据本发明的第一实施例的具有螺旋边缘的插件的不同视图；

图4A到4E是根据本发明的第二实施例的具有平行螺旋边缘的插件的不同视图；

图5A到5E是根据本发明的第三实施例的插件的不同视图，插件具有平行的螺旋边缘和前释放槽；

图6A，6B分别是与本发明相关的凸轮磨削角部边间隙的部分平面图和部分顶视图；

图7A和7B分别是与本发明相关的角部屑角部边间隙的部分平面图和部分顶视图。

具体实施方式

现在介绍本发明的第一实施例，图1显示了钻孔工具组件10。钻孔工具组件10包括保持件12，其具有主体14和头部16。在第一实施例中，保持件12通常具有圆柱形，具有第一端20和第二端22。如图2所示，保持件12的第一端20具有卡槽或保持槽30，其在头部16的整个直径延伸，或至少在保持件12的旋转轴线18所在的中心部分延伸。保持槽30具有底壁32，其位置基本正交于保持件12的旋转轴线18。在所示的实施例中，组件10还包括定位突件或接合销24，其相对轴线18精确定位，并从保持槽30的底壁32延伸。销24可固定在孔26内，该孔从槽30的底壁32向下沿保持件主体的轴线18延伸，孔与定位销24形成压配合。或者，在所示实施例中，包括销24的定位突件可以另外方式设置，实现销24的相应功能，如从底壁32延伸的整体件。钻头插件35在保持槽30中相对保持件12精确定位，共同实现希望的钻削功能。如下面将更详细的介绍，插件35具有点素几何学的结构，包括多个切削表面，其相对保持件12的轴线18精确定位，以减少组件10进行钻孔操作时的误差。

更具体地，保持件12的第一实施例在图2显示，其可设置成包括位于第一端20的一对夹臂34，其围绕保持槽30延伸。夹臂34最好包括孔36，可容纳螺纹件38(见图1)，以便将钻头插件35固定在保持槽30的适当位置。在所示结构中，孔36带有螺纹，可连接螺纹件38，其与钻头插件35的螺纹孔以预定方式配合，以精确地定位钻头插件于保持槽30中的预定位置，如下面将进行的更详细介绍。各夹臂34可包括润滑剂孔28，其允许施加润滑剂到相邻的钻头插件的切削表面和使其流动，帮助切削操作。夹臂34还可包括倾斜或弯曲的表面，使得钻屑通过保持件12各侧面上的排屑槽37排出。还显示出设置成平面的底表面32，其对应于钻头插件35的底部平面，虽然也可以使用另一种结构的底表面32。应当知道，钻头插件35用烧结硬金属材料制造，如碳化物，金属陶瓷，陶瓷，单晶和多晶体金刚石，或氮化硼。但钻头插件35可使用高速钢。

参考图3A到3F，显示了扁钻插件35的第一实施例。钻头插件35包括切削刃64，其位于上表面，通常具有钝V形的形式，切削刃64位于横刃62的各侧面，从连接部分(web thin)63径向向外。切削刃64可包括多个切削结构件，如断屑机构66，其与切削刃结合可提供材料的希望切削表面和/或钻孔应用。该插件35还包括一对连接表面68，位于插件35的互相平行的相对侧面，提供与保持件12的夹臂34的对接表面。插件35的底部72一般是平面，正交于连接表面68。底部72还包括定位槽74，其可与保持件12的销24配合。钻头组件35还包括连接表面68上的孔70，该孔与夹臂34的孔36结合，固定插件35于保持槽30，并位于底表面32。此外，孔36和70最好设有沉孔部分，成为支承表面，以便与螺纹件或其他固定件38的对应倾斜或类似表面结合。螺纹件38的扩大的夹头可具有任何方便的形状，如锥形，球形，或另外的形式，以对应钻头保持件12和插件35的类似表面。在典型形式中，通过偏置孔36和70的轴线，当用螺纹件38固定插件35到槽30时，将使插件35向下靠到底表面32。

钻头插件35还包括插件35宽度方向的刃脊或侧面80，各侧面80包括螺旋延伸的边缘82，和径向向内定位的间隙表面84。边缘表面82是圆柱形，围绕插件35的旋转轴线18形成，并可接触钻出孔的边缘。但是，与现有技术的扁钻插件不同，边缘82的尾侧是螺旋的，其中边缘宽度从扁钻插件35的一个侧面上的切削刃到扁钻插件35的相对侧面螺旋增加，如图3C所示。螺旋边缘82导致侧面80的几乎全部径向宽度能够接触孔，如图3B的顶视图所清楚显示。因此，螺旋延伸的边缘82提高了工具组件10操作时的稳定性，防止发出更多声响。尽管第一实施例的扁钻组件可提供更高的稳定性，但因为边缘产生摩擦，更多的表面区与孔接触可导致热量增加，这可能不适合某些用途。

现在参考图4A到4E，显示了本发明的第二实施例的扁钻插件35`，其包括平行的螺旋边缘82`，其中边缘的前侧也是螺旋的。平行的螺旋边缘82`与第一实施例的不同之处在于，设置了螺旋释放槽86，使得边缘宽度从插件35`的一侧的切削刃保持到插件35`的另一侧的后位，如图4C清楚显示。添加的螺旋释放槽86减少了插件35`和孔之间的接触区，这样就减少了插件35`和孔之间的摩擦，从而降低了操作温度并允许有更高的速度(SFM)或钻进速率，并可增加工具寿命。平行的螺旋边缘82`还导致侧面80`的几乎全部径向宽度能够接触孔，如图4B的顶视图清楚显示。因此，钻头插件35`提供了比现有技术扁钻插件更好的稳定性。此外，边缘宽度可比现有技术的减少，这样可减少插件的侧面80`产生的热量，可进一步增加工具的寿命和/或允许工具以更高速度操作，同时保持工具的寿命。

现在参考图5A到5E，本发明的第三实施例的扁钻插件35``包括平行的螺旋边缘82``，其具有边缘82``附近的螺旋开槽或凹槽88。开槽88可帮助槽中的钻屑离开孔，并可帮助钻屑形成。此外，开槽88可防止钻屑保留在螺旋边缘的前边，这可能发生在某些用第二实施例的插件35``进行加工的场合。设置开槽88不防碍平行的螺旋边缘82``在侧面80``的几乎整个径向宽度上接触孔，如图5B的顶视图所示。这使得插件35``可保持前面实施例提供的高稳定性。开槽88位于从孔70径向向外的地方，使得标准连接得到保持。如前面实施例所示，边缘宽度可以比现有技术的减少，这样将减少由于摩擦插件35``的侧面80``产生的热量，这样就增加了工具寿命和/或允许工具在高速下操作，同时可保持工具的使用寿命。

应当理解，与平面型扁钻插件结合的螺旋边缘并不限于文中扁钻插件所显示的特征，螺旋边缘的结构可结合其他特定类型的扁钻插件几何形状。因此，螺旋边缘可独立于特定形式的连接部分，刃部，点间隙，角部屑，角部半径等，这些可在不同平面型扁钻插件之间变化。例如，如图6A到7B所示，不同类型的角部处理可设置到没有限定的螺旋边缘的扁钻插件。图6A显示了插件角部的部分平面图。图6B显示了插件角部的部分顶视图，共同显示出凸轮磨削的角部间隙90，位于具有螺旋边缘的插件上。图7A的部分平面图显示了插件角部，图7B是插件角部的部分顶视图，共同显示出位于具有螺旋边缘的插件的第二可选择的角部间隙90`。

尽管上面参考本发明的特定实施例进行了介绍，应当知道所提出的本发明不限于所介绍的实施例，在不脱离本发明的范围的情况下可进行一些改变，上面的介绍是用来说明的，不是用来限制的。

Claims (11)

1.一种用于钻头插件的保持件，包括：

第一端和第二端，所述第一端具有保持槽，所述第二端包括柄部；

大致圆柱形的主体，所述主体的各侧面上具有排屑槽；

所述保持槽具有位于所述保持槽至少一部分的底表面和至少一个位于所述保持槽各侧面的连接臂，其中各所述连接臂具有至少一个在其上形成的孔；以及

形成在所述排屑槽、所述圆柱形的主体和所述保持槽的所述底表面的交界面处的间隙表面，其中所述间隙表面适于将钻屑导入轴向延伸的所述排屑槽内。

2.根据权利要求1所述的保持件，其特征在于，所述间隙表面从所述保持槽的所述底表面朝向所述柄部轴向延伸。

3.根据权利要求1所述的保持件，其特征在于，所述至少一个连接臂还包括至少一个润滑剂孔。

4.根据权利要求1所述的保持件，其特征在于，所述排屑槽是直的。

5.一种用于钻头插件的保持件，包括：

第一端和第二端，所述第一端具有保持槽，所述第二端包括柄部；

与所述柄部相邻的主体部；

所述主体部各侧面上的排屑槽；

所述保持槽具有底表面和至少一个位于所述保持槽各侧面的连接臂，其中各所述连接臂具有至少一个在其上形成的孔；

形成在所述排屑槽、圆柱形的主体部和所述保持槽的所述底表面的交界面处的间隙表面，其中所述间隙表面沿着所述保持槽的所述底表面从所述排屑槽延伸。

6.根据权利要求5所述的保持件，其特征在于，所述间隙表面从所述保持槽的所述底表面朝向所述柄部轴向延伸。

7.根据权利要求5所述的保持件，其特征在于，所述至少一个连接臂还包括至少一个润滑剂孔。

8.根据权利要求5所述的保持件，其特征在于，所述排屑槽是直的。

9.一种钻孔工具组件，包括：

钻头保持件主体，具有第一端和第二端，其中第二端包括柄部，适合牢固地连接到钻孔机械，其中第一端包括大致圆柱形的主体，其包含各侧面上的排屑槽，具有位于保持槽的至少一部分的底表面的保持槽，和至少一个位于保持槽的各侧面的连接臂，其中各连接臂具有至少一个在其上形成的孔，和形成在排屑槽、主体的圆柱形表面和保持槽的底表面的交界面处的间隙表面；以及

钻头插件主体，其具有第一端，相对的第二端，第一表面侧，其相对和平行的第二表面侧，穿过第一和第二表面侧的一对孔，和第一刃脊侧，相对的第二刃脊侧，所述第一和第二刃脊侧在两端部和两表面侧之间形成，在各刃脊侧的一部分上形成的边缘，边缘具有前侧和尾侧，其中各边缘的前侧形成螺旋形，螺旋开槽在各边缘的前侧附近形成，其中，螺旋开槽在钻头插件主体的孔的径向外侧形成。

10.根据权利要求9所述的钻孔工具组件，其特征在于，所述间隙表面从所述保持槽的所述底表面朝向所述柄部轴向延伸。

11.根据权利要求9所述的钻孔工具组件，其特征在于，所述保持槽包括从底表面延伸的定位突件，钻头插件主体的第一端具有至少一个凹部，其与底表面的定位突件配合，允许插件靠到底表面。

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