CN102741014A

CN102741014A - 钻头及其制造方法

Info

Publication number: CN102741014A
Application number: CN2011800081997A
Authority: CN
Inventors: J·施韦格尔; P·佐尔弗兰克
Original assignee: Kennametal Inc
Current assignee: Kennametal Inc
Priority date: 2010-02-04
Filing date: 2011-01-27
Publication date: 2012-10-17
Anticipated expiration: 2031-01-27
Also published as: DE102010006796A1; FR2955792B1; CN102741014B; WO2011097109A3; WO2011097109A2; US9403246B2; CN105328245B; CN105328245A; US20130028677A1; FR2955792A1; DE102010006796B4

Abstract

一种用于制造钻头（1）的方法，其中在第一步骤中将多个切屑槽（12）磨削到一个圆杆中，在第二步骤中将该圆杆磨削至其外径（15，16）并同时磨削该钻头背面（13），并且其中在第三步骤中磨削该钻头正面（4），并且一种钻头（1）具有至少一个切屑槽（12）和一个次级切削刃以及一个与该次级切削刃相邻的钻头背面（13），该钻头背面（13）随着距该次级切削刃的距离的增大而向下倾斜，以便产生一个间隙，该间隙随着距该次级切削刃与该钻头背面（13）的交叉点（19）的距离的增大而连续变大。

Description

钻头及其制造方法

背景

技术领域

本发明涉及一种用于制造钻头的方法，并且涉及一种优选地通过根据本发明的方法制造的钻头。

背景技术

在常规的用于制造钻头、特别是麻花钻头的方法的情况下，首先将一个圆杆在一端处夹持。这种夹持作用通常在一个夹头中进行。圆杆的被夹持的区域构成了后续的钻头夹持柄。在第一方法步骤中，圆杆被磨细至所希望的尺寸，即磨削到该钻头的指定外径。在进一步的操作中，在已经具有所希望尺寸的圆杆的实心材料中磨削出切屑槽。在进一步的方法步骤中，磨削出该切屑槽的槽背。在磨削槽背时，有意地留下材料以在该槽背上产生一个支撑台面或引导台面。这样一种常规制造的钻头在例如EP-B-839082中示出，它在槽背的区域中具有一个引导台面。

虽然这类常规的制造钻头的方法总体上一直是适用的，但是在此类方法中仍有改进余地，尤其是在简化这类方法的方面。

发明内容

此类改进以一种创造性的方式通过如权利要求1所述的制造方法和如权利要求3所述的钻头得以实现。从属于权利要求1和3的权利要求包含了本发明的改进方案，其中的一些是有利的并且有一些本身就是有创造性的。

根据本发明的制造方法基本上由三个方法步骤组成。在根据本发明的此类方法的情况下，首先将一个圆杆在一端进行夹持。优选地，这种夹持作用是使用一个夹头来进行的。在这种情况下，该圆杆的被夹持的区域同时构成了后续钻头的夹持柄。在夹持该圆杆之后，在第一方法步骤中在圆杆中磨削出一个切屑槽。在此情况下，磨削盘相对于该圆杆被设定成使其安置角度对应于该切屑槽的扭转角度。如果该钻孔工具是直槽式钻孔工具，那么使磨削盘在该圆杆的中心纵轴线的方向上对齐。

至于第二个方法步骤，将磨削盘相对于已经开槽的圆杆横向地定位。在第二个方法步骤中，该磨削盘将该圆棒磨削至所希望的尺寸。这意味着，在第二个方法步骤中，将圆杆磨细到指定的外径。在磨细到该外径的同时，伴随地磨削该钻头背面。最后，在第三个方法步骤中，磨削该钻头的正面，即主切削刃和一个可能的尖端部分。

结合本发明对第一方法步骤、第二方法步骤和第三方法步骤的说明不应理解为：这些方法步骤总是必须精确地按所说明的顺序来进行。而是，这些单独的方法步骤的顺序可以改变。对本发明而言关键的是，磨细至指定的外径同时与磨削该钻头背面在一个共同的方法步骤中相结合。

因此，与根据现有技术的常规制造方法相比，这种新颖的方法节省了一个方法步骤。整个磨削过程可以用一个磨削盘在一种配置中以非常短的机加工时间来实现。与之相关的在时间上的节省是明显的。

为了磨削具有两个或更大切屑槽的钻孔工具的目的，适当的是在在该圆杆中依次制造这些切屑槽、并且还在多个道次中进行相应的钻头背面的机加工。在具有两个或三个切屑槽的钻孔工具的情况下，在这种情况下在第一磨削道次中在该圆杆中整体地磨削出一个切屑槽。在第二方法步骤中，以根据本发明的方式将钻头背面机加工，并且在第三方法步骤中产生该钻头的正面。随后将该钻头翻转，以重复根据权利要求1所述的第三方法步骤，用于磨削出第二或第三切屑槽、并用于机加工第二或第三钻头背面、并用于第二和第三正面的磨削。

用根据在开篇所述的本发明的方法制造的钻头具有的独特之处在于，在次级切削刃的区域中以及在次级切削刃之间的槽背的区域中没有形成引导台面。为了防止这种新型钻头被阻塞，槽背各自随着距次级切削刃的距离的增大而向下倾斜，以便产生一个间隙，该间隙随着距次级切削刃的距离的变大连续地变大。这样的安排具有的优点是，在次级切削刃的区域中没有由于阻塞的切屑材料而没有产生不希望的材料累积。而是，在次级切削刃的区域中没有引导台面，这造成了钻头在孔中更小的摩擦。这是因为，在钻孔操作过程中，这种内部摩擦由于材料的积累而显著增大，并且在极端情况下可能导致工具失效。这通过根据本发明的钻孔工具而以有效的方式得以避免。

此外，在次级切削刃的区域中以及槽背的区域中无台面的钻头结构有助于该冷却乳液渗透到钻头尖端的区域中。因此与现有技术相比，根据本发明的钻头的冷却和润滑特性得到了显著改进。

为了避免主切削刃的断开或过度磨损，可以在主切削刃的末端的区域和与其相邻的钻头外包络区域中提供一种保护性的台面或刀刃倒圆。这种保护性的台面可以在切屑槽中、离开主切削刃、并且沿次级切削刃延伸。

在根据本发明的钻头的情况下，具有这些主切削刃的钻头正面首先在钻头包络的区域中首先与尖端区域相邻。该尖端区域本身是与该中央区域相邻的。该中央区域因此是定位在该尖端区域与该钻头的夹持柄之间的。尖端区域在此情况下具有比中央区域更大的外径。该钻头因此从钻头正面向夹持柄逐渐变细。精确生产的、具有较大直径的尖端区域确保了钻头在孔中的精确的同心性，而具有较小外径的中央区域导致最终制成的钻头的内部摩擦更小。

尖端区域的轴向长度不超过该外径量的三倍。被认为对于尖端区域的长度特别有利的是，其区间对应于该尖端区域的外径的一倍到两倍的量。例如，如果该钻头的外径是10mm，那么认为10mm到20mm的区间对于尖端区域的轴向长度而言是特别有利的。

附图说明

当结合这些附图来阅读时，可以从以下对优选实施方案的说明中获得对本发明的全面理解，在附图中：

图1示出了主切削刃到钻头背面的过渡部，该过渡部在主切削刃末端具有支撑台面、根据本发明向下倾斜；

图2示出了根据本发明的钻头的钻头核心的截面图；并且

图3示例性地、即不按比例地示出了在制造过程中被夹持在夹头中的钻头、以及由此产生的不同的钻头区域。

具体实施方式

参考附图，一个钻头1（从钻头正面4在其轴向3上观看是在其中心纵轴向2的方向上延伸）由三个子区域组成，也就是：尖端区域5、与尖端区域5相邻的中央区域6、以及进而与中央区域6相邻的夹持柄7。该钻头是由一个圆杆生产的。为了制造该钻头的目的，圆棒通过其一端被夹持在工具夹头的多个夹爪8之间，这构成了后续的夹持柄7。借助于夹爪8而被夹持在该夹头中的圆杆随后可以在旋转方向9上围绕该中央纵轴线2以任何方式转动。

两个冷却通道10延伸穿过钻头1。这些冷却通道10在轴向3上延伸穿过钻头1并且在钻头正面4的区域中开放进入这些冷却开口11中。将切屑槽12磨削到钻头1的包络之中。切屑槽12各自是与槽背或者钻头背面13分离的。尖端区域5的轴向长度14优选对应于该较大外径15的值的两倍。该较大的外径15是钻头1在尖端区域5的区域中的外径15。相反，钻头1在中央区域6中具有一个较小的外径16。换言之，在尖端区域5的区域中的较大外径15大于在中央区域6中的较小外径16。

在钻头正面4的区域中，这些主切削刃17被制造在钻头1上。保护性的台面18各自被设置在主切削刃17的末端区域处。钻头背面13的向下倾斜的轮廓可以在图1和图2中看出。钻头背面13从与钻头次级切削刃的交叉点19连续地向下倾斜，其结果是，由此产生的间隙21相对于钻头1的包络线20连续变大。

在根据本发明的用于制造图中所示的钻头1的方法的情况下，构成钻头毛坯的圆杆首先通过后续的钻头1的夹持柄7而被夹持在该夹头的夹爪8之间。然后将磨削盘（在图中未展示）移动至该圆杆成以一个设定角度，该角度对应于切屑槽12的扭转角度，并且因此将切屑槽12磨削到圆杆中。为了磨削切屑槽的目的，还可以在旋转方向9上围绕该钻头1的中央纵轴向2旋转该生坯。

为了在此后磨削钻头背面13的目的，将磨削盘横向定位，使得它在横向22上相对于轴向3成直角地旋转。磨削盘首先在尖端区域5中磨削钻头背面13。随后在一个或多个磨削道次中最终制成尖端区域5，包括钻头正面4的正面轮廓在内。钻头1在此情况下是通过其夹持柄7而被夹持在该夹头的夹爪8之间，并且它可以借助于该夹头而以任何方式在旋转方向9上转动。一旦在尖端区域5的区域中最终制成了钻头1，钻头1就在尖端区域5中被磨细至该较大外径15。

然后磨削该中央区域6，与尖端区域5所具有的大外径15相比，最终磨削完成的中央区域6具有较小的外径16。

Claims

1.一种用于制造钻头（1）的方法，该方法包括以下方法步骤：

a)在一个第一步骤中，将多个切屑槽（12）磨削到一个圆杆中，该圆杆在一个末端处被夹持，

b)在一个第二步骤中，将具有这些切屑槽（12）的圆杆磨削至一个外径（15，16），并同时磨削一个钻头背面（13），并且

c)在一个第三步骤中，磨削一个钻头正面（4）。

2.如权利要求1所述的方法，其中：

在一个第一磨削道次中，用这三个方法步骤来机加工该圆杆的一半，

将该圆杆翻转，并且

在一个第二磨削道次中，用这三个方法步骤来机加工该圆杆的、尚未机加工的另外一半。

3.一种通过权利要求1和2中任何一项所述的方法制造的钻头（1），该钻头（1）具有：至少一个切屑槽（12）、在该切屑槽（12）两侧的次级切削刃、以及与该切削刃相邻的一个钻头背面（13），其中

该钻头背面（13）随着距该次级切削刃的距离的增大而向下倾斜，以便产生一个间隙（21），该间隙随着距该次级切削刃与该钻头背面（13）的交叉点（19）的距离的增大而连续变大。

4.如权利要求3所述的钻头（1），该钻头（1）具有一个主切削刃（17），其特征为在该主切削刃（17）的末端处的、面向该钻头外包络的一个保护性的台面（18）或一个刀刃倒圆。

5.如权利要求4所述的钻头（1），其特征为在该切屑槽（12）与该钻头背面（13）之间的一个负的切屑角。

6.如权利要求3至5中任何一项所述的钻头（1），其特征为在一端处的一个夹持柄（7）、具有第一外径（16）并且与该夹持柄（7）在中央纵轴线（2）的方向上相邻的一个中央区域（6）、以及具有大于该第一外径的第二外径（15）并且与该中央区域（6）在中央纵轴线（2）的方向上相邻的一个尖端区域（5）。

7.如权利要求6所述的钻头（1），其特征为该尖端区域（5）的轴向长度（14）最大对应于该较大的第二外径（15）的三倍。

8.如权利要求7所述的钻头（1），其中该尖端区域（5）的轴向长度（14）处于在该较大的第二外径（15）的一倍数量与两倍数量之间的区间中。