CN102886551A - 可分度的钻头镶片 - Google Patents

Abstract

本发明涉及四角形的可分度钻头镶片，这种钻头镶片包括基本上平的顶表面、底表面、以及连接定顶表面和底表面的侧表面。四个切削刃被配置在侧表面和顶表面的相交处。每个切削刃包括一个第一部分刃、从该第一部分刃延伸的一个第二部分刃、以及从该镶片的轴线延伸离开的一个第三部分刃。该第二和第三部分刃是通过一个过渡性部分刃连接在一起的。这个过渡性部分刃相对于水平参考面构成一个角度，其范围在10°到90°。同样，所述过渡性部分刃与该第二部分刃构成一条凸曲线并且与该第三部分刃构成一条凹曲线。在该钻头镶片的四个拐角中各提供了一个鼻状部分。

Description

可分度的钻头镶片

技术领域

本发明的实施方案涉及刀具领域，特别是涉及到钻削刀具。该钻头工具包括一个钻头本体和一对安装在其中央和外围凹座处的可分度钻头镶片。

背景技术

钻削刀具被用于在金属工件中钻出圆柱形孔。这些钻削刀具的切削或镗孔行为可以由一个长形的、基本上圆柱形的钻削刀具来进行，这个钻削刀具是例如一个刀夹具和选择性地附接到其上的一个钻头镶片的组合。然后可以将此类安排用于以下应用中：其中该刀夹具的一端被牢固地安装在一个驱动装置中，该驱动装置使该夹具围绕其纵向轴线旋转。该长形刀夹具的一个相反端处，该切削镶片与待切削的材料相接合。替代地，可使工件相对于该夹具和切削镶片旋转，例如在将夹具定位在一台车床或类似物的尾架中时。此外，可使该刀具和工件彼此相对地进行旋转。切削镶片的使用允许在这些切削表面磨损后时快速更换该镶片而不是在整个刀具磨损后，并且允许通过简单地更换该镶片而不是整个钻头组件就将一个刀具用于多种不同的镗孔应用。

这些可分度的钻头镶片在钻削中具有非常重要的作用，因为所有的镶片侧边都可以逐一地被用于切削。此外，多个镶片的使用将减少制造的交付时间和组装时间。

使用四角形的可分度钻头镶片是本领域中已知的。然而，本领域中的镶片包括用于切削工件的四个矩形的切削刃。矩形切削刃的使用使得钻头由于作用在整个钻头本体上的力而从其中心偏移并且不准确地位于中央。钻头偏移进一步产生了窄的壁，这个窄的壁在实际应用中是不适宜的。在常规的可分度钻头中，如果钻削孔的直径小于预期值，则镶片将摩擦该所钻的孔的表面。

鉴于上述缺点，必要的是开发一种具有四个相同切削刃的钻头镶片。

发明内容

通过提供如在本发明中要求保护的钻头镶片，克服了现有技术的缺陷并且提供了额外的优点。额外的特征和优点是通过本发明的技术来实现的。本发明的其他实施方案和方面在此将进行详细地描述并且被认为是要求保护的本发明的一部分。

本发明提供了一种四角形的可分度钻头镶片1，该可分度钻头镶片包括：一个基本上平的顶表面2、一个底表面3、以及从该钻头镶片1的四侧连接该顶表面2与该底表面3的一个侧表面4，其中该底表面3是小于该顶表面2的以提供正的切削几何形状；被配置在该侧表面4和该顶表面2的相交处的四个切削刃5，每个切削刃5包括：一个面向钻头本体6的轴线的第一部分刃5a；一个从该第一部分刃5a延伸的第二部分刃5b；一个从该镶片轴线延伸离开的第三部分刃5c，其中所述第二部分和所述第三部分刃5b和5c通过一个过渡性部分刃7被连接在一起，所述过渡性部分刃7相对于水平参考轴线构成一个范围是从大约10°到大约90°的角度并且与该第二部分刃5b构成一条凸曲线7b而与第三部分刃7c构成一条凹曲线7a；在该钻头镶片1的四个拐角处的一个具有预定半径的鼻状部分8，该鼻状部分将一个切削刃5的第一部分刃5a与后一个切削刃5的第三部分刃5c相连接；以及在该钻头镶片1的中央处用于同该钻头本体6进行安装的一个插入螺钉孔9。

在一个实施方案中，该第一部分刃5a，该第二部分刃5b和该第三部分刃5c是线性的。

在一个实施方案中，该第一部分刃5a相对于参考水平面18构成的负的斜度并且是以一个范围从大约0°到大约25°的角度倾斜的。

在一个实施方案中，该第二部分刃5b相对于该钻头镶片1的参考水平面18是平行的。

在一个实施方案中，该第三部分刃5c相对于参考水平面18构成了正的斜度并且是以一个范围从大约0°到大约20°的角度倾斜的。

在一个实施方案中，该鼻状部分8具有范围从大约0.4mm到大约1mm的半径。

在一个实施方案中，该侧表面4被配置成为从该顶表面2延伸的第一间隙面4a以及从该第一间隙面4a延伸到该底表面3的第二间隙面4b。

在一个实施方案中，该第一间隙面4a相对于镶片轴线19构成一个范围从大约1°到大约9°的角度。

在一个实施方案中，该第二间隙面4b相对于镶片轴线19构成一个范围从大约10°到大约30°的角度。

在一个实施方案中，该钻头镶片1是一个中央镶片，并且被安装在该钻头本体6的中央凹座6a处。

在一个实施方案中，该第一部分刃5a、该第二部分刃5b和该过渡性部分刃7一起形成了一个长度，其范围是该切削刃5的总长度的大约10%到大约55%。

在一个实施方案中，一种钻头10包括一个被安装在中央凹座6a中的四角形的可分度钻头镶片1以及一个被安装在外围凹座6b中的外围镶片11。

以上概述只是说明性的并不旨在以任何方式予以限制。除了以上描述的这些阐释性的方面、实施方案、和特征之外，其他的方面、实施方案、和特征将通过参照附图和以下的详细说明而变得清楚。

附图说明

本发明的新颖特征和特性在所附权利要求书中列出。然而，当结合附图来阅读时，通过参见以下对一个展示性实施方案的详细说明将最佳地理解本发明本身、以及优选的使用模式、其另外的目的和优点。现在仅以举例方式并参见附图来对一个或多个实施方案进行说明，其中相似的参考号表示相似的要素，其中：

图1示出了根据本发明的钻头镶片的一个顶部透视图。

图2示出了根据本发明的钻头镶片的一个底部透视图。

图3a和3b示出了根据本发明的钻头镶片的一个俯视图。

图4a示出根据本发明的钻头镶片的一个侧视图。

图4b示出了该钻头镶片的底部透视图，展示了根据本发明的镶片的侧向部分刃表面。

图5和6示出了根据本发明的钻头本体的透视图，该钻头本体包括在钻头本体的中央凹座中的一个钻头镶片以及在钻头本体的外围凹座处的一个外围镶片。

图7和8示出了根据本发明的钻头工具的侧视图，该钻头工具包括在钻头本体的中央凹座中的钻头镶片以及在该钻头本体的外围凹座处的一个外围镶片。

图9示出了根据本发明的钻头工具的分解视图，该钻头工具包括在该钻头本体的中央凹座处的钻头镶片。

这些图仅出于展示目的描绘了本发明的实施方案。本领域普通技术人员将从以下说明中容易地认识到，可以在不脱离在此说明的披露内容的原则的情况下使用在此展示的结构和方法的替代实施方案。

具体实施方式

以上内容广泛地概括了本发明的特征以及技术优点，从而可以更好地理解下面的披露详细说明。本发明的另外的特征和优点将在下文中进行说明，这些形成了本发明的权利要求的主题。本领域的普通技术人员应该理解的是，所披露的概念和具体的实施方案容易被用作修改或设计其他结构以实现本发明的同样目的的基础。本领域的普通技术人员还应该认识到，此类等效构造并没有脱离如在所附权利要求书中列出的本发明的精神和范围。当结合附图进行考虑时，关于其组织和操作方法而言被认为是本发明的特色的新颖特征、与另外的目的和优点一起将从以下说明中得到更好地理解。然而，应清楚理解的是，每个附图仅是为展示和说明的目的提供的并且不旨在作为对本发明的界限的限定。

在这点上应该注意的是，以上说明的组分无论是单独的或者以任何组合的形式，都因为对本发明必不可少而提出了权利要求，具体地在下面给出了附图中所绘的细节以及在附图中的附图标记：

附图标记清单

为了克服在背景部分中所提到的缺陷，开发了一种四角形的可分度钻头镶片。本发明的钻头镶片包括四个相同的切削刃，这些切削刃具有多个部分刃，这些部分刃将力引导至中心并朝向该钻头本体的后端，并且该钻头镶片有助于在钻孔削操作过程中防止钻头本体从它的中心偏移。

图1和2是本发明的示例性实施方案并且展示了该可分度的钻头镶片1的顶部透视图和底部透视图。该钻头镶片1的实施方案被用在该钻头/钻头刀具10的内部/中央凹座中。因此它被称作内装的、或内装镶片。该钻头镶片1包括一个顶表面2以及一个底表面3以及分别连接该顶表面和底表面2和3的一个侧表面4。为了在该钻头镶片1与一个在钻头本体6中的凹座6a之间提供正的切削几何形状，该钻头镶片1的顶表面2被制成比该底表面3大。该顶表面2与该侧表面4相交而在一侧形成一个切削刃。每个切削刃5被分成多个部分切削刃5a，5b和5c这些部分刃通过钻头轴线17将作用力引导至钻头本体并防止该钻头本体6从它的中央偏移。该第一部分刃5a构成了负的斜度，即，该第一部分刃是朝钻头轴线17向外定向的并且相对于该钻头镶片1的参考水平面18构成了一个范围从大约0°到大约25°的角度“α”，优选地是20°。该第二部分刃5b从该第一部分刃5a的另一端延伸并且与该钻头镶片1的参考水平面18平行。该第三部分刃5c通过一个过渡性部分刃7被连接到该第二部分刃5b。该第一部分刃5a、该第二部分刃5b和该第三部分刃5c本质上是线性的。该第三部分刃5c是背离该镶片1的中央而定向的。该过渡性部分刃7是一个花键，它与该第二部分刃5b构成凸曲线7b并与相邻的第三部分刃5c构成凸曲线7a。每个切削刃5的拐角被配置成为一个具有拐角/鼻部半径“R”的鼻状部分8，该半径的范围是从大约0.4mm到大约1mm、优选0.5mm。该鼻状部分8连接到一个切削刃5的第三部分刃5c以及后一个切削刃5的第一部分刃5a上。该拐角半径R取决于该镶片1的厚度T和虚拟内切圆12的直径D。

该钻头镶片1进一步包括在中央的一个插入螺钉孔9，该孔从钻头镶片1的顶表面2延伸到底表面3用于将镶片1同该钻头本体6进行安装。而且，在该顶表面2上的插入螺钉孔9处提供了一个孔嘴部分16，用于在该钻头镶片1和该钻头本体6之间通过一个插入螺钉15进行连接。该孔嘴部分16进一步包括一个肩台表面16a，用于在用钻头本体6夹紧的过程中支撑该螺钉15的螺钉头15a。该孔嘴部分16进一步配备了在该顶表面2处围绕该插入螺钉孔9的一个突出部分20。该突出部分20促使在钻削操作过程中出现的切屑（未示出）被切削并且将这些切屑引导至钻头本体6的螺旋槽部分14并因此将这些切屑从该钻头10中排空。

参见图3a和3b，这些图展示了根据本发明的钻头镶片1的俯视图。在钻头镶片1的俯视图中清楚地展示了将切削刃5表征为三个部分刃5a，5b和5c连同一个过渡刃7。该内装镶片1连同外装镶片11的这些部分刃5a，5b和5c以及过渡刃7将力引导至钻头本体6或该钻头轴线17的中央.因此防止了该钻头10从该钻头轴线17偏移。该第一部分刃5a是相对于水平参考面18以一个大约20度的角度“α”来提供的并且所造成的斜度是负的。该第二部分刃5b相对于该水平参考面18成零度。该第三部分刃5c相对于该水平参考面18构成一个20°的“§”角度。该过渡性部分刃7相对于该水平参考面18构成一个范围是从大约10度到大约90度的角度β。该过渡刃部分7是该切削刃的一小部分、具有向上的陡坡，相对于该水平参考面18成45°的角度“β”，其斜度为负。这在该第一部分刃5a和该过渡性部分刃7之间提供了一个高点并因此当给予该镶片一个在1度到10度之间的前导角以及顺时针方向的转动时，该过渡性部分刃7首先与该工件接触。

例如，如图3b中所示，该第一部分刃5a、该第二部分刃5b和该第三部分刃5c可分别具有长度L₁，L₂，和L₃。该过渡性部分刃7可具有长度L₄。该鼻状部分8也属于该切削刃5的切削长度L并且用L₅表示。因此，以L表示的该切削刃5的总长度是L₁，L₂，L₃，L₄，和L₅的总和。这些部分刃5a，5b和5c以及该过渡刃7限制为当虚拟内切圆12由于这些镶片的不同尺寸而变化时在尺寸或长度上改变，并且因此这些部分刃5a，5b，5c的长度以及过渡刃7的长度的变化是与钻头镶片尺寸和钻头直径尺寸成比例地变化。

参照图4a，该侧表面4被配置成为一个第一间隙面4a以及一个第二间隙面4b。该第一间隙面4a相对于钻头镶片轴线19构成了一个范围从大约1度到大约9度的角“Δ₁”，优选地为9度。该间隙有助于将该镶片1从该钻头本体6的凹座6a中容易地移出。该第二间隙面4b相对于该钻头镶片轴线19构成一个范围从大约10度到大约30度的角“Δ₂”。第二间隙面4b的所述角度取决于该第一间隙面4a的厚度T₁而变化。具有厚度T₂的第二间隙面4b被提供在侧表面4处并且朝向该底表面3。该第二间隙面4b防止了该钻头本体6的凹座6a的铲掘，这进而消除了钻削操作过程中对凹座6a的磨损。当该钻削孔的直径小于预期值时，该第二间隙面4b也消除了钻头镶片1对该工件的钻削孔表面（未示出）的摩擦。

参照图4b，包括该侧表面4的钻头镶片1由多个侧向部分表面4c，4d，4e和7c组成，这些侧向部分表面与该顶表面2相交而分别形成这些部分刃5a，5b，5c和7。这些侧向部分表面4d和4e将钻头镶片1固定在该钻头本体6的凹座6a中。这些侧向部分表面4c和7c不与该内部/中央凹座6a的内侧壁21接触并因此防止了部分刃5b和过渡刃7被磨损。然而，这些侧向部分刃4d和4e与该内部/中央凹座6a的内侧壁21接触以在钻削操作过程中限制该钻头镶片1在该内部/中央凹座6a中的旋转运动。

图5至8展示了在钻头本体6的外围凹座6b（未示出）处具有一个外围镶片11并且在钻头本体6的内装/中央凹座6a处具有一个内部/内装镶片1的钻头本体6的示例性实施方案。该钻头/钻头刀具10包括一个具有预定长度的柄部分13以及一个具有基本圆柱形状的钻头本体6。该钻头本体6包括一对镶片凹座，一个在它的中央而另一个在它的外围以容纳这些钻头镶片。该钻头本体6还包括沿它的长度从该钻头本体6的前端延伸的螺旋槽14，用于清空在钻削操作过程中产生的切屑。这些在钻削操作过程中产生的切屑被该钻头镶片1的突出部分20（图4a中所示）被切削并且被引导经过该钻头本体6的螺旋槽14以进行处置。

在一个实施方案中，一个内装/内部镶片1连同任意的外状/外围镶片被置于该钻头本体6中使得在钻削操作过程中产生的力被引导至钻头轴线17，从而防止钻头本体6从它的中央/钻头轴线17偏移。

在本发明的一个实施方案中，在钻削操作过程中，该内装/内部镶片最初施加中等切削力，然后该外装/外围镶片开始切削该工件。

图9是一个示例性实施方案，展示了在该钻头本体6的内装/中央凹座6a中包括本发明的钻头镶片1的钻头/钻头刀具10的一个分解视图。该钻头镶片1被定位并且与该中央凹座6a的形状相匹配以便与该钻头本体6安装在一起。而且，该中央凹座6a包括螺纹孔23，用于使用一个插入螺钉15将该钻头镶片1与该钻头本体16进行固定/夹紧。该插入螺钉15包括一个螺钉头15a，该螺钉头与该孔嘴表面16的肩台16a（图3a中所示）的轮廓相匹配并与该中央凹座6a进行紧固。

该第一部分刃5a、该第二部分刃5b、该第三部分刃5c和该过渡性部分刃7将切削力引导至该钻头后端的中央。外围镶片11的这些部分5a，5b，5c和7和切削部分刃一起平衡了在该钻头在钻削操作过程中所遇到的切削力。该外围镶片11在与该钻头本体6夹紧的过程中与该外围凹座6b的内侧壁22（未示出）接触。因此防止了该钻头从中央偏移。这种钻头偏移不会产生直孔而可能产生椭圆孔。因此，这些力需要被平衡以降低该钻头的振动，如果不则会降低孔的表面品质。该第三部分刃5c和鼻状部分8一起产生另一个保护该外装/外围镶片11的鼻状部分的作用。这是通过在钻头本体6中的这两个镶片的组装情况下将内装镶片1的鼻状部分8定位在略微超前于该外状/外围镶片的鼻状部分而实现的。这被进行是用于确保这两个镶片的所有四个真正的切削刃都可用于钻削目的。

优点

本发明提供了一种用于中央/内装凹座的四角形的可分度钻头镶片，其中所有四个切削刃都被用于钻削，即，当一个刃磨损时后一个刃可用于切削。

本发明提供了一种具有四个相同切削刃的四角形的可分度钻头镶片，这些切削刃被分成多个部分刃以便将力引导至钻头中央并且因此使该钻头从其中央的偏移最小化。

本发明提供了一种四角形的可分度钻头镶片，它在其底表面具有第二间隙面/倒角以防止所钻的孔被该镶片摩擦。

等效物

对于在此的实质上任何复数的和/或单数的术语的使用，本领域的普通技术人员可以在对于上下文和/或本申请适当的时候从复数转变到单数和/或从单数转变到复数。为了清晰起见，不同的单数/复数变换在此可以予以清楚地阐述。

本领域普通技术人员应当理解，一般而言，在此使用的、特别是在所附权利要求中使用的术语（例如，所附权利要求的主题）总体上旨在作为“开放式”术语（例如，术语“包括”应解释为“包括但不限于”，术语“具有”应该被解释为“至少具有”，术语“包含了”应解释为“包含了但不限于”等等）。本领域普通技术人员应进一步理解，如果所介绍的权利要求叙述部分的具体数目是预期的，这样的意向将在该权利要求中被明确地引证，并且在缺少这种叙述的情况下不存在这种意向。例如，为了理解的目的，以下所附权利要求可以包含使用介绍性短语“至少一个”以及“一个或多个”来介绍权利要求叙述部分。然而，使用此类短语不应被解释成暗含着，由不定冠词“一个”或“一种”对一个权利要求叙述部分的介绍将会把包含如此介绍的权利要求叙述部分的任何具体权利要求限制于为包含仅一个此类叙述部分的发明，即便在同一个权利要求包括了引介绍性短语“一个或多个”或者“至少一个”以及不定冠词如“一个”或“一种”（例如，“一个”和/或“一种”应典型地被解释成是指“至少一个”或“一个或多个”）时；对于用来介绍权利要求叙述部分的定冠词的使用同样也是如此。另外，即使所介绍的权利要求叙述部分的具体数字被明确地列举出，本领域普通技术人员将认识到，此类叙述应典型地被解释为表示至少是所列举的数字（例如，无其他修饰语的裸叙述“两个叙述部分”典型地是指至少两个叙述部分、或者两个或更多叙述部分）。此外，在使用类似于“A、B和C等等中的至少一个”这个约定的那些情况中，总体上这样的结构是在本领域的普通技术人员应当理解这种约定（例如，“具有A、B和C中的至少一个的系统”将包括但不限于具有单独的A、单独的B、单独的C、A连同B、A连同C、B连同C、和/或A、B、连同C等等的系统）的意义上考虑的。在使用类似于“A、B、或C等等中的至少一个”这个约定的那些情况中，总体上这样的结构是在本领域普通技术人员应该理解这种约定（例如，“具有A、B、或C中的至少一个的系统”将包括但不限于具有单独的A、单独的B、单独的C、A连同B、A连同C、B连同C、和/或A、B、以及连同C等等的系统）的意义上考虑的。本领域普通技术人员将进一步理解的是，无论是在说明书、权利要求书、或附图中，事实上任何包括两个或更多个替代性术语的转折性单词和/或短语都应理解为考虑到了包括这些术语之一、这些术语的二者之一、或者这两个术语的可能性。例如，短语“A或B”将被理解为包括了“A”或“B”或者“A和B”的可能性。

虽然在此披露了不同的方面和实施方案，但其他方面和实施方案对于本领域普通技术人员将是清楚的。在此披露的不同的方面和实施方案是出于解说的目的并且不旨在进行限制，而真正的范围和精神是通过以下权利要求来表明的。

Claims (12)

1.一种四角形的可分度钻头镶片（1），包括：

一个基本上平的顶表面（2）、一个底表面（3）、以及从该钻头镶片（1）的四侧连接该顶表面（2）和该底表面（3）的一个侧表面（4），其中该底表面（3）是小于该顶表面（2）的以便提供正的切削几何形状;

配置在该侧表面（4）与该顶表面（2）的相交处的四个切削刃（5），这些切削刃（5）各自包括：

朝向钻头本体（6）轴线的一个第一部分刃（5a）;

从该第一部分刃（5a）延伸的一个第二部分刃（5b）;

从该镶片轴线延伸离开的一个第三部分刃（5c），其中所述第二部分刃和所述第三部分刃（5b和5c）是通过一个过渡性部分刃（7）而连接在一起，所述过渡性部分刃（7）相对于水平参考轴线构成一个角度，其范围是从大约10°到大约90°，并且所述过渡性部分刃与该第二部分刃（5b）构成一条凸曲线（7b）并且与该第三部分刃（7）构成一条凹曲线（7a）;

在该钻头镶片（1）的四个拐角的每个之中的一个具有预定半径的鼻状部分（8），该鼻状部分将一个切削刃（5）的第一部分刃（5a）与后一个切削刃（5）的第三部分刃（5c）相连接；以及

在该钻头镶片（1）的中央处用于同该钻头本体（6）进行安装的一个插入螺钉孔（9）。

2.如权利要求1所述的钻头镶片（1），其中该第一部分刃（5a）、该第二部分刃（5b）以及该第三部分刃（5c）是线性的。

3.如以上权利要求中任何一项所述的钻头镶片（1），其中该第一部分刃（5a）相对于参考水平面（18）构成负的斜度并且是以范围从大约0°到大约25°的角度倾斜的。

4.如以上权利要求中任何一项所述的钻头镶片（1），其中该第二部分刃（5b）相对于该钻头镶片（1）的参考水平面（18）是平行的。

5.如以上权利要求中任何一项所述的钻头镶片（1），其中该第三部分刃（5c）相对于参考水平面（18）构成正的斜度并且是以范围从大约0°到大约20°的角度倾斜的。

6.如权利要求1所述的钻头镶片（1），其中该鼻状部分（8）具有范围从大约0.4mm到大约1mm的半径。

7.如权利要求1所述的钻头镶片（1），其中该侧表面（4）被配置成为从该顶表面（2）延伸的一个第一间隙面（4a）以及从该第一间隙面（4a）延伸到该底表面（3）的一个第二间隙面（4b）。

8.如权利要求7所述的钻头镶片（1），其中该第一间隙面（4a）相对于镶片轴线（19）构成了一个范围从大约1°到大约9°的角度。

9.如权利要求7所述的钻头镶片（1），其中该第二间隙面（4b）相对于镶片轴线（19）构成了一个范围从大约10°到大约30°的角度。

10.如权利要求1所述的钻头镶片（1），其中该钻头镶片（1）是一个中央镶片、并且被安装在该钻头本体（6）的中央凹座（6a）处。

11.如权利要求1所述的钻头镶片（1），其中该第一部分刃（5a）、该第二部分刃（5b）以及该过渡性部分刃（7）一起形成了一个长度，其范围是该切削刃（5）的总长度的从大约10%到大约55%。

12.一种钻头（10），包括被安装在一个中央凹座（6a）中的如权利要求1所述的一个四角形的可分度钻头镶片（1）、以及被安装在一个外围凹座（6b）中的一个外围镶片（11）。

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