CN103624301B - 用于钻头的支撑垫以及设计和制造支撑垫的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于钻头的支撑垫及设计和制造支撑垫的方法。深孔钻头支撑垫（50），其边缘倒角（36、38、40）在连续的研磨操作中形成，使得在直通向该支撑垫（50）的外表面（34）的有角侧表面中不存在间断。制造该支撑垫（50）的方法包括产生虚拟引导度量，该虚拟引导度量包括：用于研磨表面环绕支撑垫坯体的弯曲行进路径；以及沿着弯曲行进路径的长度在多个分开的位置处与该弯曲行进路径相交的多个控制表面，每个控制表面均限定该研磨表面的定向角。在CNC研磨机以连续的方式在相邻的控制表面之间移动时，CNC研磨机能够解释虚拟引导度量，以改变研磨表面相对于支撑垫坯体的定向角。

Description

用于钻头的支撑垫以及设计和制造支撑垫的方法

技术领域

本发明涉及金属物体的研磨表面轮廓。具体地，本发明涉及支撑垫的形状和制造，该支撑垫用于旨在深孔钻进的钻头，所述深孔钻进即在金属工件中加工这样的孔，该孔的深度超过其直径的4倍。

背景技术

典型地用非自定心的钻头来执行深孔钻孔。用于例如使用单管系统（STS）或喷射器系统技术的深孔钻进的常规钻头由不对称放置的切削刀片制成。这样的钻头在它们的前端处包括外切削刀片、内切削刀片和中间切削刀片。内外切削刀片被定位成与第一切屑进口相邻，并且中间切削刀片被定位成与第二切屑进口相邻，该第二切屑进口在直径上与第一切屑进口相对置。

一对支撑垫（也称为引导垫）在其前端处被安装在钻头的外周上。每个支撑垫均呈现径向突出表面。这些突出表面旨在紧靠由外切削刀片产生的孔壁。支撑垫连同外切削刀片一起提供三点接触，以使钻头在孔中定中心。因此，可以使支撑垫和外切削刀片环绕钻头的外周彼此隔开。

例如在US5,697,737、US6,602,028和US6,682,275中公开了具有这样的支撑垫的长孔钻的示例。

常规支撑垫例如由诸如硬质合金的硬质耐磨材料形成为单独的物体，这些物体然后例如通过钎焊或借助于螺钉被固定到钻头。每个支撑垫均具有大体立方形的形状，但是其中外表面（即，径向上背对钻头以接触孔壁的表面）是凸的，即，横跨在钻头的周向方向上的支撑垫的宽度画出一凸拱。由支撑垫呈现的径向突出表面可以沿着支撑垫的长度远离钻头的前端逐渐变细，即，使得最大径向突起处在支撑垫的前缘处。

倒角形成在支撑垫的边缘处，用以提供与外表面的平滑过渡。倒角的已知缺点在于，它们交线（典型地，在支撑垫的拐角部处）会是锋利的并且因此易于充当额外的切削表面。这会导致质量差的孔，看起来如螺旋、肋状部、尺寸过大和缩回时的刻划线，并且还会减少支撑垫或钻头的有用的工作寿命并且在使用中会不利地影响钻头的表面速度。

已经作出各种尝试来解决该缺点。例如，可以使用金刚石锉或研具通过手工来对交点进行珩磨。然而，就其属性而言，从一致性和可重复性的观点来看，该方法是劳动密集的并且难以控制的。其他人已经尝试使用额外的常规机械研磨步骤来使交点过渡。然而，使用的额外的研磨步骤不可避免产生进一步的交点，因为必须存在间隙用于研磨表面的引入和引出。

US2010/0158623公开了使用锥形研磨表面的对预定研磨步骤的使用以沿着前端倒角与支撑垫的外表面之间的交点有效地提供额外的弧形倒角。然而，甚至在这种情况下，在额外的倒角与侧倒角相交的地方形成进一步的交点。

发明内容

在本发明最一般的方面，本发明提供了一种深孔钻头支撑垫，其边缘倒角在连续的研磨操作中形成，使得在直通向该支撑垫的外（即接触）表面的有角侧表面中不存在间断。这点对于支撑垫的在其前侧表面与其前表面之间的拐角部而言是特别有利的，因为这是摩擦力会特别高的地方。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于深孔钻机的钻头的支撑垫，所述支撑垫具有：用于接触待钻孔的工件的外表面，所述外表面在其相对置的侧边缘之间画出一凸拱；与所述外表面相对置的内表面；沿着所述支撑垫的第一侧在所述内表面和外表面之间的前侧表面；沿着支撑垫的与所述第一侧相对置的第二侧在所述内表面和外表面之间的尾侧表面；用于定位在所述钻头的远端处的前表面，所述前表面在所述前侧表面和尾侧表面的第一端处位于所述内表面和外表面之间；在所述前侧表面和尾侧表面的与所述第一端相对置的第二端处位于所述内外表面之间的后表面；在所述外表面与所述前侧表面之间的前侧倒角，所述前侧倒角沿着所述外表面的前侧边缘相对于所述外表面以第一角度定向；以及在所述外表面与所述前表面之间的倒角进入表面，所述倒角进入表面沿着所述外表面的前缘相对于所述外表面以第二角度定向，其中，所述前侧倒角经由前过渡区域连接所述倒角进入表面，所述前过渡区域的相对于所述外表面的定向从所述第一角度无间断地改变至所述第二角度。间断的缺乏可以对应于光滑的轮廓表面，且在平面表面之间无任何可观察到的交线。因此，在摩擦力会变得集中的地方不存在锋利的边缘。

上文限定的支撑垫结构可以提供多种优势。在不同定向的平面表面之间不存在交线减小了支撑垫上的摩擦力。这进而能够减小钻头上的扭矩负载，这帮助避免振动，从而提高孔的质量。此外，可以延长支撑垫的工作寿命，这进而增加钻头总体的生产力。

优选地，前侧倒角、前过渡区域和倒角进入表面在单个机械研磨操作中被形成。在下文中详细地陈述能够实现这种情况的方法。与上述已知的手动珩磨技术相比，在单个操作中形成表面会是更加有效且可重复的。这可以促进支撑垫的有效的工业规模制造。

支撑垫可以包括在外表面与尾侧表面之间的尾侧倒角，该尾侧倒角沿着外表面的尾侧边缘相对于外表面以第三角度定向，其中，倒角进入表面经由尾过渡区域与尾侧倒角连接，该尾过渡区域相对于外表面的定向从第二角度无间断地改变至第三角度。换言之，相同的技术能够被用在倒角进入表面与尾侧倒角之间的过渡部上，如在倒角进入表面与前侧倒角之间，即：倒角进入表面、尾过渡区域和尾侧倒角能够在单个机械研磨操作中形成。

实际上，需要的是具有前缘倒角、倒角进入表面和尾缘倒角。优选地，所有的三个倒角和前过渡区域和尾过渡区域无间断地在单个研磨步骤中形成。

第一角度可以沿着前侧倒角变化。任何变化优选地是以连续方式进行的，以避免锋利交点（即，在有角表面中的间断点）的形成。同样地，第二角度可以沿着倒角进入表面变化，并且/或者第三角度可以沿着尾侧倒角变化。再一次，出于相同的原因，任何变化优选地是连续的。

在一个实施例中，凹进部可以大致居中地形成在外表面的前缘中。倒角进入表面可以因此包括对应于该凹进部的平滑地凹陷的部分。外表面的前缘的中心常常是最大摩擦力被施加所在的位置。支撑垫的退化或断裂在该位置处是常见的。凹进部旨在使摩擦力散开，以增加支撑垫的寿命。更改外表面的前缘的几何形状是不利的，并且在一些情况下利用常规支撑垫制造技术是不可能的。

本发明的第二方面提供用于制造如上所述的支撑垫的方法。支撑垫传统上被制造成材料的铸造坯体，所述铸造坯体的最终形状在诸如由ANCA Pty.Ltd.制造的TX7+万能研磨机的计算机数控（CNC）研磨机中完成，其作为计算机辅助制造（CAM）过程的一部分。传统上，使用计算机辅助设计（CAD）软件包来创建支撑垫的几何形状。通常的CAM过程包括产生指令（例如，G-代码）以根据支撑垫的CAD表征驱动CNC研磨机。然而，本发明人发现了由该技术引起的问题是，在CAD图内算术地表达环绕支撑垫坯体的前侧表面和前表面的平滑轮廓的倒角表面是极端困难的。因此，对于制造期望的表面轮廓存在明显的障碍，这是由于直至它能够被算术地表达为止，用以驱动CNC研磨机的相关指令不能被提取。而且，明显的是，每个特定几何形状均将需要单独的数学表达式，这在制造上将是负担。

发明人通过绕开完整的支撑垫的CAD表征构想出了该问题的解决方案。他们意识到，CNC机器本身在研磨表面被提供开始和停止定向时能够执行研磨表面相对于支撑垫坯体的在位置上的连续变化。因此，发明人意识到，如果支撑垫几何形状能够被表达为由用于研磨表面的固定定向组成的构架，则CNC研磨机本身将会提供光滑的过渡部。事先不需要推导出这些过渡部的数学表达式。

因此，根据本发明的第二方面，提供了一种用于制造用于深孔钻机的钻头的支撑垫的方法，所述方法包括：产生虚拟引导度量，该虚拟引导度量包括：用于限定研磨表面环绕支撑垫坯体的前侧表面和前表面的行进方向的弯曲路径，在沿着弯曲路径长度的多个分开的离散位置处与所述路径相交的多个控制表面，每个控制表面限定所述研磨表面在所述路径上的每个离散位置处的定向角；以及指示计算机数控（CNC）研磨机将所述虚拟引导度量与被保持在所述CNC研磨机的工件卡具中的支撑垫坯体相关联；根据所述虚拟引导度量，使所述CNC研磨机的研磨表面与被保持在所述工件卡具中的支撑垫坯体之间相对移动；以及在所述相对移动期间，以连续的方式改变相邻的控制表面之间的研磨表面的定向角。因此，根据本发明的方法，虚拟引导度量以组合的方式提供了研磨表面相对于支撑垫坯体的移动的路径以及研磨表面在其环绕该路径的路程上的一组位置。在解释虚拟引导度量时，CNC研磨机确定研磨表面在各相邻的位置之间的移动。这一技术的特别优势在于，虚拟引导度量可以由一组参数限定，使得能够仅仅通过输入新的参数组而非产生完全新的形状来产生不同的几何形状。

因此，虚拟引导度量可以包括存储在计算机存储器中的多个参数，所述参数限定弯曲路径和控制表面的性质。该方法可以包括：在产生虚拟引导度量之前，将参数中的一个或多个参数输入到计算机存储器中。例如，虚拟引导度量的弯曲路径可以包括U形路径，该U形路径用于环绕支撑垫坯体的前侧表面、前表面和尾表面而形成单个倒角表面。该U形路径可以由可以第一组参数来限定，所述第一组参数例如为与旨在供使用的支撑垫坯体的对应的前拐角部的宽度、长度、半径，尾拐角部的半径。所述多个参数可以包括下列中的任一个或多个：主导程角，用于限定所述研磨表面沿着所述支撑垫坯体的进入表面的中心部分的定向角；主导程宽度，用于限定所述倒角沿着所述进入表面的中心部分的宽度；次导程角，用于限定所述研磨表面沿着在所述中心部分的每一侧上的进入表面的定向角；次导程宽度，用于限定所述倒角沿着所述中心部的每一侧上的所述进入表面的宽度；垫前侧角，用于限定所述研磨表面沿着所述支撑垫坯体的前侧表面的定向角；垫前侧角宽度，用于限定所述倒角沿着所述支撑垫坯体的前侧表面的宽度；垫尾侧角，用于限定所述研磨表面沿着所述支撑垫坯体的尾侧表面的取向角；垫尾侧角宽度，用于限定所述倒角沿着所述支撑垫坯体的前侧表面的宽度；以及过渡半径，用于限定在前缘部与进入表面部之间的所述弯曲路径的曲率半径。

如上所述，支撑垫坯体可以包括外表面，该外表面在其相对置的侧边缘之间画出一凸拱。在这种情况下，弯曲路径在其前缘处可以包括用于符合外表面的形状的拱形部。拱形的半径可以是虚拟引导度量的进一步的参数。如上所述，可能期望的是在外表面的前缘中提供凹进部。这能够通过以U形路径的形式提供适当的凹陷来完成。凹陷的深度和半径可以是U形路径的参数。

CNC研磨机被布置（例如编程）用以改变相邻的控制表面之间的定向角所用的方式可以在CNC研磨机中被预先设定，或在输入虚拟引导度量之前被单独地编程。因此，改变研磨表面的定向角的步骤可以包括：随着研磨表面根据连续函数φ(x)沿着相邻的控制表面的终端点之间的距离x行进时，使定向角变化，其中该连续函数在每个终端点处均距离x可以是沿着例如环绕支撑垫坯体的前拐角部或尾拐角部的弯曲路径。CNC研磨机可以是使用由控制表面的终端点和对应的导数提供的条件和/或边界条件的连续函数φ(x)。

实际上，虚拟引导度量可以被限定在CAD环境中，例如，相对于支撑垫坯体的表征限定。例如，U形路径和控制表面可以有效地限定悬吊于支撑垫坯体的表征上方的轮廓（即，竖向隔开）。可能的是，通过利用悬吊的轮廓和支撑垫坯体执行布尔运算，模拟研磨操作的结果，从而用以提供经研磨的表面的虚拟视图。

本发明的第二方面可以具有在深孔钻进的领域之外的用途。这在平滑轮廓表面需要被加工到物体上的任何情况下都可能是有用的。因此，本发明的第二方面可以被表达为将表面轮廓施加到物体的方法，该方法包括：产生虚拟引导度量，该虚拟引导度量包括：限定研磨表面沿着所述物体的周界的行进方向的路径；在沿着路径的长度的多个分开的离散位置处与所述路径相交的多个控制表面，每个控制表面均限定所述研磨表面在所述路径上的每个离散位置处的定向角；以及指示计算机数控（CNC）研磨机将所述虚拟引导度量在物体被保持在所述CNC研磨机的工件卡具中时与所述物体相关联；根据所述虚拟引导度量，使所述CNC研磨机的研磨表面与被保持在所述工件卡具中的物体之间相对移动；以及在所述相对移动期间，以连续的方式改变相邻的控制表面之间的研磨表面的定向角。

附图说明

在下文中参照附图详细地讨论本发明的实施例，在这些附图中：

图1是常规深孔钻头的侧视图；

图2是图1中所示的常规深孔钻头的前视图；

图3是常规支撑垫的顶视图；

图4是示出本发明的实施例的支撑垫的前端的顶视图的照片；

图5是适合于在作为本发明的实施例的方法中使用的虚拟引导度量的透视示意图；

图6A、图6B和图6C是本发明的支撑垫的一系列视图，其中描绘了用于虚拟引导度量的参数；

图7是适合于实施本发明的五轴CNC研磨机的示意侧视图；以及

图8是示出作为本发明的实施例的流程图。

具体实施方式

图1和图2示出深孔钻机的常规钻头10。本发明的支撑垫适合于结合该类型的钻头使用。钻头10包括具有后端14（接近钻机）和前端16（远离钻机）的中空的大体柱体。使用中，钻头10被安装在钻管（未示出）上。钻头10的后端14上的外螺纹12被布置用以与形成在钻管中的对应的内螺纹相匹配。

如图2中更清楚地所示，前端16具有安装于其中的三个不对称布置的切削刀片18、20、22。切削刀片包括安装在钻头10的外周的外切削刀片18、朝向钻头10的中心安装的内切削刀片20、和中间切削刀片22，该中间切削刀片22离钻头轴线的径向距离在内外切削刀片之间，但是该中间切削刀片22与内外切削刀片18、20周向地隔开。内外切削刀片18、20沿着公共半径被定位成与第一切屑进口24相邻。中间切削刀片22被定位成与第二切屑进口26相邻，该第二切屑进口26与第一切屑进口24在直径上相对置。

外切削刀片26提供径向突出部29（在图1中看得最清楚），该径向突出部接触在切削期间产生的孔壁。一对支撑垫30在钻头的前端处被安装钻头10的外周上。各支撑垫30均呈现径向突出表面，该径向突出表面也紧靠由外切削刀片产生的孔壁。连同外切削刀片18，支撑垫30因此提供三点接触，以使钻头在孔中定中心。支撑垫和外切削刀片环绕钻头10的外周大致等间距地隔开，但是其它角度布置是可能的。

图3更详细地示出支撑垫30中的一个。支撑垫30被安装在凹部32中，该凹部32在钻头10的侧表面中形成。支撑垫30可以通过软焊接而被固定在凹部32中。支撑垫30具有凸拱形外表面34。这是面朝孔壁的表面。随着支撑垫延伸远离钻头的前端，外表面34可以沿径向方向略逐渐变细。逐渐变细可能由支撑垫30本身的形状引起，或可能由在钻头本身的壁中的逐渐锥形变细引起。外表面34的前缘在倒角进入表面36处终止。同样地，外表面34的前侧边缘和尾侧边缘分别在前缘倒角38和尾缘倒角40处终止。在外表面34的后端处，还存在后缘倒角42。在图3中能够看到的是，倒角进入表面36以不同的交线44、46与前缘倒角38和尾缘倒角40汇合。类似的交线在前缘倒角38和尾缘倒角40与后缘倒角42交汇的地方出现。交线44、46在环绕外表面34的边缘的表面的角度上是间断的。如上所解释的，在将钻头移动到钻好的孔中和从钻好的孔移出时，这些交线44、46足够锋利，从而充当切削刃，这会导致孔的恶化。

本发明提供不存在交线的支撑垫和对应的制造方法。图4示出作为本发明的实施例的支撑垫50的顶视图。支撑垫的特征在于环绕支撑垫的前侧边缘和前端的连续的倒角，该连续的倒角还连续环绕尾侧边缘而在角度上无任何中断。类似于图3所示的常规支撑垫30，本发明的支撑垫50包括倒角进入表面36、前缘倒角38和尾缘倒角40，所述倒角进入表面36、前缘倒角38和尾缘倒角40分别形成在凸拱形外表面34的前缘、前边缘和尾边缘处。与常规支撑垫的差别在于，代替交线，支撑垫50包括前过渡区域52和尾过渡区域54。前过渡区域52包括从前侧倒角38无间断地延伸到倒角进入表面36的有角表面。同样地，尾过渡区域54包括从倒角进入表面36无间断地延伸到尾侧倒角38的有角表面。无间断意味着，相对于与钻头本体对应的名义柱形表面，由倒角表面所对的角度以连续的方式变化。

通过移动研磨元件而产生上文所讨论的倒角表面，该倒角表面限定相对于支撑垫坯体的平面研磨表面。支撑垫坯体可以是具有凸拱形外表面的立方形的材料件。支撑垫坯体可以被铸造或以其它方式被创造成该形状。研磨元件是CNC研磨机、优选地诸如ANCA公司的TX7+万能研磨机的五轴研磨机的一部分，其能够相对于支撑垫坯体（当被安装在工件卡具中时）以五个自由度移动研磨表面。

图7示出五轴CNC研磨机100的示意图。研磨机100具有研磨元件102，该研磨元件102被安装在能够绕纵轴线106枢转的框架104上。这使得能够在一个自由度中改变研磨表面的定向。工件卡具108被安装在滑架110上。滑架相对于研磨元件能够来回地以及一边到另一边地移动，如分别由箭头112、114指示的那样。工件卡具108能够在滑架上上下移动，如由箭头116所示的那样。因此，工件卡具108在三个线性维度中相对于研磨元件具有移动自由度。工件卡具也能够绕横轴118旋转。

在本发明中，能够在单个研磨操作中指示CNC研磨机，使研磨表面相对于支撑垫坯体移动，以形成至少前缘倒角、前过渡部和倒角进入表面。单个研磨操作还可以形成尾过渡区域和尾缘倒角。

本发明的关键在于，并非基于支撑件坯体的完整的CAD表征而是基于由参考点（在本文中称作虚拟引导度量（metric））组成的构架来指示单个研磨操作，CNC研磨机确定在所述参考点之间的研磨表面的路径。以提供未来设计柔性，即：使尺寸变化的能力等的方式产生具有连续过渡的倒角的支撑垫的CAD制图或模型是不切实际的。倒角表面的数学表征（尤其是考虑到外表面的前缘的凸形属性）是极端复杂的，并且因此难以以简单的方式编码成软件。另一方面，虚拟引导度量提供参数化倒角表面的手段，该手段允许在倒角的角度或形状上的变化或在支撑垫本身的大小上的变化。

图5示出适合于结合本发明使用的虚拟引导度量60的示意图解描绘。关于支撑垫坯体62的CAD表征，在CAD环境中创建虚拟引导度量60。虚拟引导度量60限定U形弯曲引导路径64和多个控制表面66。弯曲引导路径64限定研磨表面环绕支撑垫坯体62的外表面的顶边缘所走的路线。因此，U形路径有效地符合支撑垫坯体62的前边缘、前缘和尾缘的线。每个控制表面66均以一定角度与弯曲路径64相交，该角度与由在弯曲路径64上的那个点处的倒角所应当呈现的角度一致。弯曲路径64位于平面轮廓68上，该平面轮廓68悬吊在支撑垫坯体62的外表面上方一个预定的距离。这一预定的距离可以是虚拟引导度量的可选择的参数。它可以由CNC研磨机使用，以在研磨发生之前相对于支撑垫坯体对研磨表面定位。同样，每个控制表面66在其与平面轮廓62的角度方面也可以被限定。

在图5中所描绘的实施例中，存在九个控制表面66。能够使用更多控制表面，以在倒角的形状上产生更大的柔性。如果在进入表面上的不同的摩擦负载分布是必需的话，则这样是有用的。

九个控制表面包括跑入（run-in）控制表面68和跑出（run-off）控制表面70，所述跑入控制表面68和跑出控制表面70分别在U形路径64的开始和结束处。这些表面确保研磨表面当在研磨操作的开始时与坯体接触以及在结束时离开坯体时适当地对准支撑垫坯体。前缘倒角和尾缘倒角典型地包括沿着支撑垫坯体的侧面具有恒定角度的倒角。跑入和跑出控制表面68、70处于该角度。为了创造前缘倒角和尾缘倒角，虚拟引导度量限定前缘终端控制表面72和尾缘终端控制表面74，每个终端控制表面均具有它们相应的倒角的角度。跑入控制表面68和前部缘终端控制表面72因此提供具有相同角度的一对控制表面。研磨表面在它沿着U形路径在这些控制表面之间移动时不需要改变定向，这意味着创造了具有恒定角度的倒角，纵使虚拟引导度量未限定这样的表面的图形表征也是这样。这同样适用于跑出控制表面70和尾缘终端控制表面74。

前缘终端控制表面72和尾缘终端控制表面74与U形弯曲路径64在该路径开始环绕支撑垫坯体62的前侧弯曲的点处相交。曲线的半径可以是虚拟引导度量的参数，这进而可以因此影响前缘终端控制表面72和尾缘终端控制表面74的位置并且因此影响前倒角和尾倒角的长度。前缘拐角的半径和尾缘拐角的半径可以是独立的参数。

在该实施例中，存在位于前缘拐角和尾缘拐角的中点处的控制表面。U形路径62包括在前缘拐角与尾缘拐角之间的进入表面部。该部对应于倒角进入表面。由于该部在它所经历的摩擦力方面可能是支撑垫的最重要的部分，所以可能需要仔细控制形状。在该实施例中，三个前控制表面设置在该部中，例如，一个前控制表面在前缘拐角的端部，一个前控制表面在尾缘拐角的端部，以及一个前控制表面在前两个前控制表面之间的中途。这些控制表面使得倒角进入表面能够形成有变化的倒角，例如呈位于前表面的中心处（即，在凸形外表面的顶点处）的凹进部的形式。

在接受构成虚拟引导度量的参数之后，CNC研磨机能够使用控制表面作为参考点而绘制出研磨表面相对于支撑垫坯体（在工件卡具中）的路径。CNC研磨机能够被预先编程或被指示，以恒定的方式使控制表面之间的研磨表面的角度变化。本质上，这意味着在倒角的角度上没有间断，如果角度在控制表面之间根据连续函数φ(x)随着增加的距离x沿着U形路径变化，则这种没有间断能够被解释为在每个控制表面处需要函数φ(x)在每一对控制表面之间可以是不同的。CNC机器可以具有函数库以便为此目的调用。通常，这些函数在解释再现给定的虚拟表面所需的移动时被调用。本发明绕开用图表征表面的步骤，而是以用于研磨表面的更加直接的指令取代。

图6A、图6B和图6C描绘能够形成虚拟引导度量的部分的各种参数。图6A是在支撑垫的中心下方的纵向截面图。图6B是支撑垫的前视图。图6C是支撑垫的平面图。

图6A描绘四个参数：主导程角76，用于限定所述研磨表面沿着所述支撑垫坯体的进入表面的中心部分的定向角；主导程宽度78，用于限定所述倒角沿着所述进入表面的中心部分的宽度；次导程角80，用于限定所述研磨表面沿着在所述中心部分的每一侧上的进入表面的定向角；和次导程宽度82，用于限定所述倒角沿着所述中心部分的每一侧上的所述进入表面的宽度。因此，这些参数可以影响三个前控制表面。

图6B示出四个进一步的参数：垫前侧角84，用于限定所述研磨表面沿着所述支撑垫坯体的前侧表面的定向角；垫前侧角宽度86，用于限定所述倒角沿着所述支撑垫坯体的前侧表面的宽度；垫尾侧角88，用于限定所述研磨表面沿着所述支撑垫坯体的尾侧表面的定向角；和垫尾侧角宽度90，用于限定所述倒角沿着所述支撑垫坯体的前侧表面的宽度。因此，这些参数可以影响跑入控制表面68、跑出控制表面70、前缘终端控制表面72和尾缘终端控制表面74。

图6C示出两个进一步的参数：过渡半径92，用于限定在前缘部与进入表面部之间的弯曲路径的曲率半径；和支撑垫长度94，用于限定支撑垫的前部与外表面的后缘之间的距离。支撑垫长度94可以是任选的。过渡半径92可以影响前缘终端控制表面72和前缘拐角控制表面的位置。

上文所讨论的参数对于虚拟引导度量是不重要的。相反，它们表示使虚拟引导度量适应以满足不同的尺寸和形状的支撑垫的有效的简略方式。

图8概述作为本发明的实施例的制造技术的步骤。第一步120包括输入参数以便产生虚拟引导度量。该步骤可以包含：在CAD环境内绘制虚拟引导度量，或者，它可以包括将对应于上文所讨论的参数的数据输入到能够根据那些参数产生虚拟引导度量的系统。

第二步122包括将虚拟引导度量传递到CNC研磨机。这可以以与CAD图在CAM环境下被传递的方式类似的任何常规方式进行。

第三步124包括根据虚拟引导度量计算研磨表面在CNC研磨机中相对于工件卡具的相对移动。该步骤可以包括计算改变研磨表面的角度的函数，该研磨表面的角度以连续的方式在相邻的控制表面之间变化。给定限定了虚拟引导度量的参数，常规CNC研磨机能够根据已知技术执行（例如，能够被编程执行）这样的计算。

第四步126包括激活CNC研磨机以执行所计算的相对移动以便制造支撑垫。

Claims (7)

1.一种用于制造用于深孔钻机的钻头的支撑垫的方法，所述方法包括：

产生虚拟引导度量，该虚拟引导度量包括：

弯曲路径，所述弯曲路径用于限定研磨表面环绕支撑垫坯体的前侧表面和前表面的行进方向，所述前侧表面指沿着所述支撑垫的第一侧处在用于接触待钻孔的工件的外表面和与所述外表面相对置的内表面之间的表面，所述前表面指用于定位在所述钻头的远端处的表面，所述前表面在所述前侧表面和尾侧表面的第一端处位于所述内表面和外表面之间，所述尾侧表面沿着所述支撑垫的与所述第一侧相对置的第二侧处在所述内表面和外表面之间；

多个控制表面，所述多个控制表面在沿着所述弯曲路径的长度的多个分开的离散位置处与所述弯曲路径相交，每个所述控制表面均限定所述研磨表面在所述路径上的每个离散位置处的定向角；以及

指示计算机数控研磨机将所述虚拟引导度量与被保持在所述计算机数控研磨机的工件卡具中的支撑垫坯体相关联；

根据所述虚拟引导度量，使所述计算机数控研磨机的研磨表面与被保持在所述工件卡具中的所述支撑垫坯体之间相对移动；以及

在所述相对移动期间，以连续的方式改变相邻的控制表面之间的所述研磨表面的定向角。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述弯曲路径包括U形路径，所述U形路径用于环绕所述支撑垫坯体的前侧表面、前表面和尾侧表面形成单个倒角表面。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述外表面在其相对置的侧边缘之间画出一凸拱，并且其中，所述弯曲路径在其前缘处包括用于符合所述外表面的形状的拱形部。

4.根据权利要求1至2中的任一项所述的方法，其中，改变所述研磨表面的定向角包括：随着所述研磨表面根据连续函数沿着相邻的控制表面的终端点之间的距离x行进时，使所述定向角变化，其中，所述连续函数在每个终端点处均

5.根据权利要求1至2中的任一项所述的方法，其中，所述虚拟引导度量包括存储在计算机存储器中的多个参数，所述参数限定所述弯曲路径和控制表面的性质。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述多个参数包括下列中的任一个或多个：

主导程角，用于限定所述研磨表面沿着所述支撑垫坯体的倒角进入表面的中心部分的定向角，所述倒角进入表面处在所述外表面与所述前表面之间，所述倒角进入表面沿着所述外表面的前边缘相对于所述外表面以第二角度定向；

主导程宽度，用于限定前侧倒角沿着所述倒角进入表面的中心部分的宽度，所述前侧倒角处在所述外表面与所述前侧表面之间，所述前侧倒角沿着所述外表面的前侧边缘相对于所述外表面以第一角度定向；

次导程角，用于限制所述研磨表面沿着在所述中心部分的每一侧上的倒角进入表面的取向角；

次导程宽度，用于限定所述前侧倒角沿着所述中心部分的每一侧上的倒角进入表面的宽度；

垫前侧角，用于限定所述研磨表面沿着所述支撑垫坯体的前侧表面的定向角；

垫前侧角宽度，用于限定所述前侧倒角沿着所述支撑垫坯体的前侧表面的宽度；

垫尾侧角，用于限定所述研磨表面沿着所述支撑垫坯体的尾侧表面的定向角；

垫尾侧角宽度，用于限定所述前侧倒角沿着所述支撑垫坯体的前侧表面的宽度；以及

过渡半径，用于限定所述支撑垫坯体的外表面的前侧边缘与所述倒角进入表面之间的所述弯曲路径的曲率半径。

7.根据权利要求5所述的方法，包括在产生所述虚拟引导度量之前，将所述参数中的一个或多个参数输入到所述计算机存储器中。