CN1092554C - 钻头 - Google Patents

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Abstract

用于切削机加工的钻头，其包括：一钻杆，该钻杆具有一纵向长度且具有带有至少两切削刃的第一尖端成形端和第二相对端；两排屑槽，它们从钻杆的第一尖端成形端延伸到第二相对端；以及两冷却通道，它们延伸穿过的钻杆并终止在第一尖端成形端。冷却通道沿钻杆长度方向上的大部分长度直线延伸，并且所述直线延伸段平行于钻杆的中心线，且钻头为螺旋形钻头。

Description

钻头
本发明涉及一种钻头，最好用于切削机加工，它包括一钻杆，该钻杆带有第一尖端成形端，而该端带有至少两个切削刃，钻杆还带有第二相对端，两个排屑槽从钻杆的第一尖端成形端延伸到钻杆的相对端，两冷却通道穿过钻杆并终止在第一尖端成形端。
上述类型的钻头被用于切削机加工，尤其是用于在金属工件上钻孔。在机加工过程中，切屑在钻杆的尖端成形端形成，切屑形成后从钻杆的尖端成形端被运输到钻杆的相对端。这种运输是通过排屑槽实现的。
为了增加中心刀片排屑槽的深度，钻头常被设计成，沿钻杆长度的一部分延伸的一个中心冷却通道被两个沿钻杆全长延伸的冷却通道所取代。在所公知的螺旋钻头的应用中，冷却通道在钻杆中螺旋延伸，由此冷却通道位于螺旋延伸的排屑槽之间，即冷却通道不会干扰排屑槽。
US-A-5,509,761公开了一种钻头，这种钻头有两个直的冷却通道，它们在排屑槽和钻杆的整个轴向范围内延伸。为了避免干扰螺旋形排屑槽，这两个冷却通道相对于钻头的中心线具有一定的倾角。
本发明的目的是提供一种上述类型的钻头，将钻头简单的结构与在排屑槽中充分地运输切屑相结合，所述运输是通过冷却介质，最好是冷却液来实现，该冷却液通过冷却通道供给，并通过排屑槽返回。
本发明的另一目的是对冷却通道进行设计，且排屑槽应使钻头的强度与公知的钻头相比，并没有降低。
因此根据本发明，提供了一种用于切削机加工的钻头，它包括：一钻杆，该钻杆具有一纵向方向且该钻杆具有带有至少两切削刃的第一尖端成形端和第二相对端；两排屑槽，它们从钻杆的第一尖端成形端延伸到钻杆的第二相对端；以及两冷却通道，它们延伸穿过的钻杆，并终止在第一尖端成形端，其特征在于，冷却通道沿钻杆长度方向上的大部分长度直线延伸，并且所述直线延伸部分平行于钻杆的中心线，且钻头为螺旋形钻头。
下面将参照附图对本发明的实施例进行描述，其中：
图1示出了根据本发明的一钻头的侧视图；
图2示出了图1中沿II-II线的剖面；
图3示出了图1中沿III-III线的剖面；
图4示出了根据本发明钻头的钻杆端部视图；
图5示出了图4中沿IV-IV线的剖面；
图6示意性示出了穿过根据本发明的钻杆的横断面，其中示出了切屑轮廓和孔壁。
在图1中所示的钻头10包括一钻杆12，该钻杆具有第一尖端成形端14和钻杆柄16，钻杆12的第二相对端18与钻杆柄16连接。钻杆柄可插入机床的一适配器(未示出)中。钻杆12和钻杆柄16有一共同的纵向中心线20，该中心线同时也构成了钻头的转动轴线。钻头10的转动方向在图3中由箭头21示出。
钻杆12的第一尖端成形端14具有一中心刀片22和一周边刀片24(被部分遮住)。切削刀片22、24最好可互换。钻杆12从第一尖端成形端14到与钻杆柄16相连的第二相对端表面18具有一大致不变的直径D。
在所示的实施例中，两排屑槽26、28中仅有排屑槽26在图1中被示出，这两排屑槽从第一尖端成形端14螺旋形延伸到钻杆柄16，在钻杆柄16处两排屑槽26、28渐渐变浅而终止。如图1所示，排屑槽26具有一确定的螺旋角V。角V的优选值在2°-5°之间。在图1中未示出的排屑槽28具有同样大的螺旋角V。在这种结构中，应注意到，在本发明的限制下，可以在如图3中箭头21所示的转动方向上设置一负螺旋角。负螺旋角的优点是，可以减小钻头10的振动。
每一排屑槽26、28的横截面形状在钻杆12的整个长度L上基本保持不变。
根据本发明的钻头10最好用作具有如下关系的钻头，这种钻头的钻杆长度L与钻杆直径D(见图1)之间的关系为：5D≥L≥3D。如果在上述的范围内选择一适当的螺旋角，则在钻杆12整个长度L上的螺旋扭曲约为30°。
如图2-6所示，两冷却通道30、32在钻杆12中延伸，所述冷却通道30、32从钻杆柄16的自由端延伸穿过整个钻杆12，到达尖端成形端14并在其上开口。在所示的实施例中，两冷却通道30、32平行于中心线20，并且延伸在钻杆柄16和沿钻杆12长度L的大部分长度上，两冷却通道30、32与中心线20的距离相同。图4和5清楚的示出，冷却通道30、32在第一尖端成形端14附近开口之前，发生了一定的偏斜。之所以进行偏斜是因为，冷却通道30、32要以不干扰切削刀片22、24或它们的固定装置的方式终止在第一尖端成形端14上。冷却通道32同时还在钻杆12的周面上开口。从图2和3所示的截面可看出，尽管排屑槽26、28呈螺旋形，但冷却通道30、32在钻杆12的整个长度上并没有干扰排屑槽26、28。这一点可通过观察紧靠钻杆柄16的截面II-II和紧靠尖端成形端14的截面III-III得以证实。由于在钻杆12的整个长度L上的总螺旋缠绕仅仅约30°，因此自然地解释了这一现象。从图2和3对排屑槽28的分析中可更清晰地显示出这种螺旋缠绕，从中可看出总螺旋缠绕很小。在这里，可注意到，对于钻杆长度L和钻杆直径D关系为5D≥L≥3D的钻头来说，沿整个长度L上的总螺旋缠绕约为30°，因此不会对排屑槽26、28中的排屑产生任何不利的影响。这一发现使冷却通道30、32可沿钻杆12的整个长度L直线的延伸并平行于中心线20。这正是根据本发明制造的钻头10的杰出的优点。
由于冷却通道30、32相距钻杆12的中心线20一定的距离，因此钻头10的腹板34，如图2所示，保持完整，从而保证了钻头10的刚度。腹板宽度在图2中以标号35标示。腹板宽度35最好为杆径D的22％。从图2、3和6中可看出，钻头10的腹板34相对于钻头10的中心线20偏心，这是由于中心刀片22的排屑槽26的深度增加而周边刀片24的排屑槽28的深度减小以适应相应的切屑。众所周知，从中心刀片22产生的切屑为圆形，而周边刀片24产生的切屑为梯形，如图6所示。切屑的尺寸很大程度上取决于尖端成形端14的几何切削形状，因此根据经验可得出某一钻头可产生的各自的切屑最大尺寸。这种知识可被应用在确定排屑槽26、28的尺寸上。
如图6所示，对排屑槽26来说，具有这样一个深度很重要，即该深度可在排屑槽26中可容纳中心刀片22产生的圆形切屑。而周边刀片24的排屑槽28也具有一横截面区，该区在可能的最大范围内适应由周边刀片24产生的梯形切屑。从图2可见，排屑槽28具有一大致为平面的底部36和平面的侧壁38。侧壁38相互间基本平行。侧壁38和底部36通过圆滑过渡相互连接。排屑槽28的宽度B最好是钻杆12的直径D之间的关系为，B最好是直径D的一半，即：B≈0.5D。参照图6可知，排屑槽28以外接的方式来适应切屑的梯形，尤其是排屑槽28的平行侧壁使在钻杆12的周边排屑槽28的范围内仅有最少的材质被移去，这种结构的排屑槽提高了钻头的刚性。

Claims (10)

1、用于切削机加工的钻头，它包括：一钻杆(12)，该钻杆具有一纵向长度(L)且该钻杆具有带有至少两切削刃的第一尖端成形端(14)和第二相对端(18)；两排屑槽(26、28)，它们从钻杆(12)的第一尖端成形端(14)延伸到钻杆(12)的第二相对端(18)；以及两冷却通道(30、32)，它们延伸穿过的钻杆(12)，并终止在第一尖端成形端(14)，
其特征在于，冷却通道(30、32)沿钻杆(12)长度(L)方向上的大部分长度直线延伸，而且所述直线延伸段平行于钻杆(12)的中心线(20)，且钻头(10)为螺旋形钻头。
2、根据权利要求1的钻头，其特征在于，
沿钻杆(12)长度(L)方向上的大部分长度直线延伸的冷却通道(30、32)，与中心线(20)的距离相同。
3、根据权利要求1或2的钻头，其特征在于，
冷却通道(30、32)在最靠近尖端成形端(14)的区域内，从上述直线方向上偏斜地位于钻杆(12)的其余部分内。
4、根据权利要求1的钻头(10)，其特征在于，
排屑槽(26、28)具有一螺旋角，其角度在2°-5°之间。
5、根据权利要求4的钻头(10)，其特征在于，
沿钻头的钻杆(12)全长(L)的排屑槽(26、28)的螺旋缠绕值为30°。
6、根据权利要求1的钻头(10)，其特征在于，钻头(10)的腹板宽度(35)约为杆径(D)的22％。
7、根据权利要求1的钻头(10)，其特征在于，一切削刃是中心刀片(22)的一部分，而另一切削刃是周边刀片(24)的一部分。
8、根据权利要求7的钻头(10)，其特征在于，中心刀片(22)的排屑槽(26)为一个部分圆形截面。
9、根据权利要求7的钻头(10)，其特征在于，周边刀片(24)的排屑槽(28)具有平行的侧壁。
10、根据权利要求7的钻头(10)，其特征在于，周边刀片(24)的排屑槽(28)具有一宽度(B)，其约等于钻杆(12)的直径(D)的一半。
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