CN1085128C - 钻削工具 - Google Patents

Abstract

一种钻削工具，带一个柄部1，一个切削部分2和一个内部的润滑剂通道10，以及带至少一个用作润滑剂供给容器9的贮存容器，它和润滑剂通道10流体相连，该贮存容器设置在钻头柄部1的内部。另外，供给容器9也可具有一个的单独的、可拆卸地与钻削工具柄部端面6相连的套装容器34，其直径基本上不大于所述的柄部的直径。本发明供给容器例如直接与钻削工具相连，并在切削时与它一起旋转，其优点在于取消结构复杂的供给装置，从而制造经济。

Description

钻削工具

在特别是金属零件的切削加工中出现这样的问题，钻削刀具，例如钻头、铰刀或广义而言旋转刀具(下面以钻头为例)和零件材料一起产生温升。因此特别在自动化大批量生产中要求用冷却润滑剂(以下称为润滑剂)进行冷却润滑。在所谓的湿加工时大量液体状态的润滑剂通入钻削的孔。但是这种冷却润滑剂伴随而来的是较高的设备费用和润滑剂回收、洗理费用。其次在钻孔时不可能毫无困难地将润滑剂输入钻削孔中。因此采用这样的润滑系统，在这种润滑系统时润滑剂借助于输送装置通过加工机床主轴和至少一个在钻头内的润滑剂通道输入当时的工作部位，譬如钻头主切刃或前刀面区域。但是在这种润滑系统时仅仅这一点就要求较大量的润滑剂，因为必须装满将润滑剂从供应装置输入加工机床或主轴的供应管道。此外用通常的润滑剂供应装置少量润滑剂精确定量供应的方法也很难进行。

因此本发明的目的是推荐一种钻削工具，它可以毫无困难地装夹在一个刀夹中，并且，可以用技术上简单的方法进行精确定量的小剂量润滑。

按照本发明上述目的通过这种钻削工具来实现，它带一个柄部，一个切削部分和至少一个内部的带至少一个在钻头工作区通向外界的出口的润滑剂通道，以及带至少一个用作润滑剂供给容器的贮存容器，它和至少一个润滑剂通道流体相连，其中，所述的贮存容器设置在钻头柄部的内部。

在按照本发明的钻削工具的又一种可以选择的方案中，供给容器具有一个的单独的、可拆卸地与钻削工具柄部端面相连的套装容器，其直径基本上不大于所述的柄部的直径。

在按本发明的这种钻削工具中用来冷却和/或润滑的润滑剂装在一个与钻削工具间接或直接连接的用作供给容器的储备容器内。润滑剂由这个供给容器通过钻削工具内的至少一个润滑剂通道输入当时的工作部位。

按本发明的钻削工具的优点一方面在于：取消结构复杂的供给装置，例如成本高的密封回转套管或可调节的泵机组。供给容器例如直接与钻削工具相连，并且在工件切削加工过程中与它一起旋转。本发明钻削工具的另一个优点在于：可以将精确定量的润滑剂供给一个或最好几个钻削过程。例如可以想像，在内置在钻头柄内的供给容器中装满足够钻削工具整个使用时间用的润滑剂。这样一种钻削工具可以不依赖于装在加工机床上的润滑剂供给装置在小剂量润滑的含义上不断地供给足够的润滑剂。

对于在钻削或切削过程中润滑剂流的推进在按本发明的钻削工具中存在多种可能性。润滑剂流的推动力可以以优良的方式这样地产生，供给容器装在钻削工具工作部位的上方。当钻孔基本上从上向下进行时润滑剂就向下流动。在输出孔设置在钻削工具侧面的情况下通过钻削工具本身转动所引起的离心力也作用在润滑剂上。因此由装在工作部位上方的供给容器的流体静压力决定的润滑剂输送通过离心力有规律地进行。为了防止在不使用钻削工具时润滑剂的流出，采用一种在室温下是固态的或高粘度的，而能在切削时所产生的温度下液化的润滑剂有好处。在室温时固态的或高粘度的润滑剂通过粘附力和内聚力保持在润滑剂通道内。在应用中经过短时间运行后钻削工具已经发热，使润滑剂转变成液态或低粘度状态。然后在它上面作用着重力，在出口区域受到离心力，使它输送到钻削工具的工作部位。但是润滑剂在室温时也可以是液态的。可以这样来防止它从出口中流出，使出口的横截面积与润滑剂的粘度相互匹配，使粘附力和内聚力大于由流体静压力引起的力。

润滑剂也可以优良地通过一个毛细管流体输送装置协助输送到钻削工具的工作部位。这可以理解为海绵状的或纤维状的贮存介质，用它们装在润滑剂通道内。如果供给容器也装着这种贮存介质也有好处。在这种方法时润滑剂与离心力有关地和在必要情况下通过与温度有关的粘度的减小的协助而从出口中流出。在钻削工具的工作区所需要的润滑剂通过润滑剂通道内的贮存介质由于毛细作用力从供给容器内吸出来。这种方法的优点还在于：冷却润滑作用实际上可以与钻削工具当时的位置无关地进行。

如果在供给容器内存在或者产生一个压力，也可以实现与位置无关的润滑。用这种方法也可以采用较高粘度的润滑剂，和那种在应用时所产生的温度下不能充分液化和不用压力不能到达工作部位的润滑剂。润滑剂流量或润滑剂流可以完全正常地不花费很大的费用通过出口的大小来控制。用这种方法根据规定的钻削工具的转速可以确定比较准确的润滑剂流量。

在按本发明的一种方法中供给容器本身可以和钻削工具成一体。为此在一种钻头中提供这样的钻头柄，它具有相应的空腔。但是供给容器也可以是单独地可与钻削工具相连的储备容器。另一种可能性是，供给容器设置在固定钻削工具的刀夹内。

适合于用来实现按本发明目的的钻削工具具有一个柄部和一个切削部分，以及至少一个内部的润滑剂通道。其次至少一个供给容器间接或直接机械地与钻削工具相连，并与至少一个润滑剂通道流体相连。用这种方法提供一种带内置润滑系统的钻削工具。如上所说，它可以不依赖于装在加工机床上的润滑液供给装置单独使用。由于每个钻头几乎可以携带它自己的润滑剂储存容器，因此不同类型的钻头可以供给与各自的钻削特性相适合的润滑剂。在普通的润滑剂供给系统中不花费较大的结构费用这是不可能的。同样润滑剂的清理和更换也牵涉到较大的技术结构费用和时间消耗。

按本发明的供给容器可以以优良的方法做成一个在钻削工具柄部内的盲孔形凹腔，其中凹腔由柄部端面开始向钻削工具切削部分方向延伸。如果供给容器做成可更换的筒管特别有好处，它装入钻削工具柄部内的安装凹腔内。这样可以用非常简单的方法，例如在具有很长使用寿命的贵重钻削工具时，再装灌用完的润滑剂储存容器。用这种方法也可以使供给容器变小或储备在钻削工具内的润滑剂量减少。为了使更换过程尽可能简单，如果可更换筒管具有一个带在闭合方向弹簧加载的封闭球的球形止回阀有好处。当可更换筒管插入安装凹腔时，球形止回阀以众所周知的方式通过一个操纵顶杆向它的开启位置运动。操纵顶杆适合于装在安装凹腔的底部，球形止回阀装在可更换筒管端面上。

可更换的供给容器也可以设计成单独的，与钻削工具的柄部端面可拆卸地连接的套装容器。这样一种容器可以和钻头的润滑剂通道流体相连，其中一个在钻头柄部端面上的连接接头通过套装容器的孔插入它的内腔，其中一个与润滑剂通道流体相连的连接通道穿过连接接头。

为了协助润滑剂输送，如果供给容器受到压力载荷有好处。这样一种压力加载装置可以以优良的方式譬如通过一个可膨胀的气体弹簧垫实现。这种气体弹簧垫既可以预先放在供给容器内，也可以在需要时才形成。为此例如容器通过一个隔离活塞分隔成一个润滑剂腔和一个气体发生腔。在气体发生腔内有电解液，在需要时它里面可以放入一种固体，它可以与电解液发生反应并产生气体。

但是压力加载装置也可以以优良的方式以弹簧加载的高压活塞的形式实现。不管是供给容器压力加载还是采用毛细管贮存介质的情况下都可以实现钻削工具与位置无关应用。在上述所有实施例中供给容器最好是可以重新装灌的。为了保证可重新装灌性，供给容器最好配备一个从外面打开的单向阀，例如做成弹簧加载的球形止回阀。这种阀可以很方便地例如通过润滑剂容器的释放接管打开，并用润滑剂装灌供给容器。

在按本发明的一种钻削工具中润滑剂通道最好做成位于钻头中心的与轴心线同心分布的通道，它至少在出口到钻削工具尖端为止的区域内逐渐变细。通过这种形式的润滑剂通道使特别是有较大粘度的润滑剂流动方便。在使用状态下越靠近工作部位润滑剂变得越稀薄。因此润滑剂通道的横截面随着接近工作部位而减小。通过分级的孔也可以达到同样的效果，其中直径小的部分设置在在钻尖附近钻削工具发热比较厉害的区域。但是对于按本发明的钻削工具来说这种结构造型不是唯一的。例如可以存在多个扭曲的润滑剂通道，比如它具有相应于排屑槽走向的分布。

在按本发明的用来夹紧钻削工具的刀夹中供给容器内置在刀夹内，其中它在夹持钻削工具的状态下与钻削工具的至少一个内部的润滑剂通道流体相连。这种结构的优点首先是，由于刀夹体积较大可以造成一个相应地比较大的在较长的加工时间间隔内有效的润滑剂储备。这种润滑剂供给方式也和机床方面的润滑剂供给装置，例如泵、连接管道、旋转接口等等无关。

根据不同的需要，设置在刀夹内的供给容器可以装灌粘度或大或小的润滑剂。为了特别是在使用流动性好的润滑剂的情况下防止在停止运行的时间内润滑剂的流失，如果供给容器和钻削工具的润滑剂通道之间的流体连接可以借助于特别的离心力控制的截止阀加以控制有好处。这样可以更换钻削工具，而没有润滑剂从供给容器中流出来。

为了协助润滑剂的输送，如果象按本发明的一种钻削工具那样，供给容器通过可膨胀的气体弹簧垫或者弹簧加载的高压活塞的形式加压是合适的。同样为了协助润滑剂的输送可以在钻削工具的润滑剂通道内放置毛细管贮存介质，将润滑剂由最好同样具有毛细管贮存介质的供给容器中输送到钻削工具的工作部位。内置在刀夹中的供给容器最好是可以重新装灌的。

现在示范性地借助于在附图中所示的实施例对本发明作比较详细的叙述。其中表示：

图1在柄部纵向剖开的钻头的侧视图，其中供给容器由一个在钻头柄内的凹腔构成，

图2按图1的钻头，但是带一个同心布置的、向钻尖方向逐渐变细的润滑剂通道，

图3按图1的视图的钻头，带一个中心的、同心布置的阶梯孔形式的润滑剂通道，

图4带一个做成可更换筒管的供给容器的钻头，

图5一个钻头，其中供给容器和中心的润滑剂通道填满多孔的或毛细管状的贮存介质，

图6一个钻头，在它的柄部端面上罩上一个单独的作为供给容器的套装容器，

图7具有一体的，借助于弹簧加载的活塞施加压力的供给容器的刀夹，

图8具有一体的、借助于可膨胀的气体弹簧垫加压的供给容器的刀夹。

图1表示一个按本发明的钻头，它分成一个柄部1和一个切削部分2。切削部分具有两条排屑槽3，它们绕钻头的纵轴线4螺旋形延伸。在钻头的柄部1有一个凹腔5，它绕纵轴线4同心布置，并以盲孔的形式从钻头柄部端面6向钻头尖7方向延伸。凹腔5用作存放润滑剂的供给容器9。两条润滑剂通道10通入供给容器的底部8，润滑剂通道按照排屑槽的走向螺旋形地穿过切削部分2一直延伸到钻头尖7。在那里润滑剂通道10通向钻头主切刃的后刀面11。润滑剂通道最好在后刀面上的出口用一种焊料之类的东西封死。在切削部分靠近钻尖的区域有多条分通道14，它们从钻头背15向附属于钻头背的润滑剂通道10延伸。通过这些通道在切削过程中润滑剂由润滑剂通道，譬如径向延伸的分通道通过出口13向外流出，并到达当时的工作部位，在所述情况下是钻头背15和钻头刃尖角16的区域内前刀面31上和朝刀柄方向紧接着的区域内。处于分通道内的润滑剂由于离心力向外输送。通过适当地选择分通道的横截面可以控制润滑剂流量。如果润滑剂通道的直径随着离钻头尖7的距离的增加而减小是合适的。由此可以保证，较大量的润滑剂可以到达实际的工作部位，也就是主切刃12的附近。

供给容器可以加压。为此在它里面配一个高压活塞17，它可以沿轴向运动，并通过O型圈18与供给容器9的内壁密封。压力弹簧19一侧支承在高压活塞17刀柄一侧的端面上，另一侧支承在一个与钻头端面6齐平的封闭盖板20上。通过压力弹簧的作用封闭在供给容器9底面8和高压活塞17之间的润滑剂被压入润滑剂通道10。润滑剂的粘度、压力弹簧19的弹簧力以及不管是润滑剂通道还是分通道14和出口13的横截面这样地相互确定，使得在室温下在规定的润滑剂粘度时实际上没有润滑剂从分通道压出来。只有当切削过程中发热时，也就是润滑剂的粘度下降、即变得稀薄时润滑剂才会从分通道14中向外流出。

高压活塞17中间有一个装灌孔21穿过，在它里面装有一个通过压力弹簧22朝闭合方向加载的球阀。其闭合元件，也就是封闭球23通过弹簧22压向围绕装灌口24的阀座。由此封闭供给容器。为了重新装灌可以通过盖板20上的装灌口25将一个管插入装灌口24，并由此将封闭球23从它的阀座处顶开。用这种方法可以用润滑剂重新装灌供给容器9。

图2中所示的钻头与按图1的钻头的区别主要在于：不是两个润滑剂通道而是只有一个单独的润滑剂通道10a，它与钻头中心线4同心地延伸，滑剂通道10a在离钻头尖7一定距离处不穿透地终止，并朝钻头柄方向一直延伸到供给容器9。润滑剂通道10a的直径41在供给容器9的底部区域处最大，并朝钻头夹7方向连续地缩小。在图3中所示的钻头也存在类似的逐渐缩小的润滑剂通道。这里润滑剂通道10b从供给容器到钻头尖为止不是连续地缩小，而是逐级缩小。因此润滑剂通道10b做成阶梯孔的形式。它一共有三段不同直径的区域，其中具有最大直径的第一区域在朝钻头尖方向连接在供给容器9的底面8上。大致在钻头柄1和切削部分2的分界线处润滑剂通道10b变细。这个中等直径的区域终止于譬如切削部分的中部，紧接着它的是具有更小直径的区域。在润滑剂通道10b的这个区域2b分出许多分通道14，它以钻头背15和前刀面31上的出口13通向外界。通过图2和3中所示润滑剂通道的形式使粘稠的润滑剂更容易跟随流动。

图4表示一个具有可更换的供给容器的钻头。这里供给容器做成可更换筒管27的形式，它放在柄部1内一个形状互补的安装凹腔28内。在装配状态下可更换筒管27的朝向钻头尖7的端面上装有一个球形心回阀29。在图4所示的状态下可更换筒管装入安装凹腔28内准备使用的状态。如果从图4所示的位置出发可更换筒管27朝箭头30的方向运动，那么球形止回阀29的封闭球51撞上装在安装凹腔28底面8上的操纵顶杆32上，并由此(类似于装灌弹簧座那样)向开启位置运动。然后润滑剂可以到达安装凹腔28或者润滑剂通道10内。

在按图5的实施例时有一个中心的润滑剂通道10，它通进供给容器9，供给容器和按图1的钻头中的那样由一个凹腔5构成。供给容器9以及润滑剂通道10内装有多孔的或毛细管贮存介质33，33a。其中它可以是譬如具有海绵状相互连接在一起的空腔的烧结材料，或者譬如可为纤维形材料。在贮存介质33的毛细管空腔内存有比较稀薄的润滑剂。在图5所示的钻头工作时必要情况下润滑剂由于加工引起的温升而变稀，取决于离心力地通过分通道14向外流并到达工作部位，譬如前刀面31。由于贮存介质33的毛细管吸力排出的润滑剂不断地得到补充。这种实施例的优点尤其在于它结构简单，为了将润滑剂从供给容器9中输送到工作部位，既不需要空气弹簧垫也不需要压力介质。这仅仅通过贮存介质的毛细作用进行，譬如像毡头笔那样。按图5的钻头也可以应用于任意的位置，而不会对它的工作性能或者润滑剂供给性能产生影响。也可以想象，供给容器本身内不存在贮存介质，润滑剂通道内的贮存介质按照吸管的形式穿过供给容器的内腔。

在按图6的钻头中润滑剂不是贮存在钻头柄内部，而是在一个单独的套装容器34内，它和钻头柄部的端面6相连。为了这个目的所说的端面具有一个在纵轴4方向延伸的连接接头35，它里面穿有一个连接通道(未画出)。两个螺旋扭曲的润滑液洞道10c流入此连接通道中。套装容器34在它的在装配状态下朝向钻头的端面上具有一个被轴颈36包围的孔。在装配状态下连接接头35位于轴颈36之内，由此实现套装容器在钻头或者连接接头35上的机械固定。

在图7和8中表示按本发明的刀夹37。刀夹具有一个锥形的夹持部分38，刀夹用它可以装在加工设备或机床(未画出)上相应的固定孔内。连接在锥形部分38上的第二个区域39做成圆柱形，并在其端面40上具有一个用于钻头43的安装孔42。大致在刀夹38的中部并与刀夹38的纵向轴心线44同心地设置一个供给容器9a。在供给容器9a内配有一个高压活塞17a，它通过一个O型圈18a相对于供给容器9a的内壁密封。高压活塞17a由一个压力弹簧19a向钻头43方向加载。压力弹簧19a装在弹簧腔45内，它一直延伸到锥形夹持部分38，并与供给容器9a相连。活塞杆46与高压活塞17a相连，活塞杆在纵向轴心线44方向伸入弹簧腔45。

在钻头43内设有一个中心润滑剂通道(未画出)，它通向钻头43柄部端面6上。在刀夹38内有一个连接通道47，它从供给容器9a一直延伸到钻头43的端面或者通向端面6的润滑剂通道10。连接通道47由一个离心力控制的截止阀48封闭，它按下述方式构成：在径向设置的安装孔49内装有一个滑阀50，它由一个压力弹簧52向闭合方向加载。压力弹簧52的另一端支承在一个卡锁钢珠53上。截止阀48这样地工作：当钻头43旋转时，滑阀50由于离心力克服压力弹簧52的作用力径向向外运动。由此连接通道47的横截面至少部分打开。然后供给容器9a中处于压力之下的润滑剂通过连接通道47输入润滑剂通道10，最后输送到钻头尖7区域的工作部位。

图8中所示的实施例与按图7的实施例的区别仅仅在于：通过一个可膨胀的充气垫54实现加压。在按图7和图8的两种实施例中有一个可以关闭的重新装灌口55，用它可以在供给容器9a内装上润滑剂。

Claims (16)

1.一种钻削工具，带一个柄部(1)，一个切削部分(2)和至少一个内部的带至少一个在钻头工作区通向外界的出口(13)的润滑剂通道(10)，以及带至少一个用作润滑剂供给容器(9)的贮存容器，它和至少一个润滑剂通道(10)流体相连，其特征在于，所述的贮存容器设置在钻头柄部(1)的内部。

2.按权利要求1的钻削工具，其特征在于：供给容器(9)由一个在钻削工具柄部(1)内的从钻削工具柄部端面(6)起向切削部分(2)延伸的盲孔形凹腔(5)构成。

3.按权利要求1的钻削工具，其特征在于：供给容器(9)是一个可更换的筒管(27)，它放入钻削工具柄部(1)的一个安装凹腔(28)内。

4.按权利要求3的钻削工具，其特征在于：可更换筒管(27)具有一个装在端面上的带一个向闭合方向弹簧加载的封闭球的球形止回阀(29)，它在放入安装凹腔(28)的可更换筒管(27)的情况下通过一个装在安装凹腔(28)底面上的操纵顶杆(32)保持在它的开启位置。

5一种钻削工具，带一个柄部(1)，一个切削部分(2)和至少一个内部的带至少一个在钻头工作区通向外界的出口(13)的润滑剂通道(10)，以及带至少一个用作润滑剂供给容器(9)的贮存容器，它和至少一个润滑剂通道(10)流体相连，其特征在于：

供给容器(9)具有一个的单独的、可拆卸地与钻削工具柄部端面(6)相连的套装容器(34)。

6.按权利要求5的钻削工具，其特征在于：

具有一个可以插入套装容器(34)的开口的，由一个与润滑剂通道(10)流体相连的连接通道穿过的连接接头(35)。

7.按权利要求1或5的钻削工具，其特征在于：供给容器(9)可以加压。

8.按权利要求7的钻削工具，其特征在于：在供给容器(9)内存在或可以产生一个可膨胀的空气弹簧垫。

9.按权利要求7的钻削工具，其特征在于：以装在供给容器(9)内的弹簧加载的高压活塞(17)的形式加压。

10.按权利要求1或5的钻削工具，其特征在于：在供给容器(9)内装一个毛细管贮存介质(33)，它与润滑剂通道(10a)内的毛细管贮存介质(33a)共同作用。

11.按权利要求1或者5的钻削工具，其特征在于可重新装灌的供给容器(9)。

12.按权利要求1或者5的钻削工具，其特征在于一个穿过高压活塞(17)的装灌通道(21)，它带一个装在里面的、可以从外面打开的单向阀。

13.按权利要求1或5的钻削工具，其特征在于：至少一个润滑剂通道(10)，从它上面至少分出一个直径更小的分通道(14)，它以一个出口(13)通向钻削工具的工作部位，其中分通道和/或出口(13)具有比润滑剂通小的流通横截面。

14.按权利要求13的钻削工具，其特征在于一个中心的、与钻削工具的纵向轴心线同心分布的润滑剂通道(10a)，它至少在从出口(13)以钻削工具夹端为止的区域内逐渐变细。

15.按权利要求13的钻削工具，其特征在于一个中心的、与钻削工具纵向轴心线(4)同心分布的，按做在柄部的阶梯孔形式的润滑剂通道(10b)，其中从接近于钻削工具夹端(7)的区域(26)分出具有较小直径的分通道(14)。

16.按权利要求13的钻削工具，其特征在于两条扭曲的具有相应于切削部分(2)中的排屑槽(3)的走向分布的润滑剂通道(10c)。

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