CN110036175A - 钻头 - Google Patents

Abstract

本发明一种用于钻削特别是旋转冲击地钻削孔眼特别是熔化炉的出铁口的钻头(11)，其中，所述钻头(11)具有钻削膛头(10)和用于与驱动部件连接的基体(12)，该钻削膛头带有至少一个硬质材料刀头(16)，其中，所述硬质材料刀头(16)插入到在所述钻削膛头(10)的轴向端面(13)中构造的容纳部中，使得所述硬质材料刀头(16)以至少一个膛头切削刃(18)突出超过所述轴向端面(13)，其中，所述容纳部具有侧翼区段和与所述侧翼区段相对的对面侧翼区段，在它们之间布置着所述硬质材料刀头(16)，其中，所述侧翼区段设有材料接条(35)，该侧翼区段与在所述硬质材料刀头(16)中构造的内凹部相对地布置，该材料接条至少局部地由焊接材料构成，通过所述焊接材料与所述钻削膛头(10)材料配合地连接，并且伸入到所述内凹部中，以便与所述硬质材料刀头(16)形成形状配合的连接。

Description

钻头

本发明涉及一种用于钻削特别是旋转冲击地钻削孔眼特别是熔化炉的出铁口的钻头，其中，该钻头具有钻削膛头和用于与驱动部件连接的基体，该钻削膛头带有至少一个硬质材料刀头，其中，硬质材料刀头插入到在钻削膛头的轴向端面中构造的容纳部中，使得硬质材料刀头以至少一个膛头切削刃突出超过轴向端面。

开篇所述类型的钻头由RU 2 581 059 C1已知。已知的钻头具有布置在钻削膛头的轴向端面上的硬质金属刀头，这些硬质金属刀头容纳在槽形的凹缺中，并且分别具有突出超过轴向端面的膛头切削刃。为了固定这些硬质金属刀头，它们通过硬焊料钎焊固定在槽形的容纳部中。

为了实现使得硬质金属刀头与钻削膛头足够牢固地连接，需要使得硬质金属刀头与在钻削膛头中构造的容纳部基本上全面地材料配合连接。在此，在钻削膛头与硬质金属刀头之间产生硬焊料钎焊需要两道工艺步骤，其中，在第一工艺步骤中，加热钻削膛头，并且给容纳部的表面设有钎焊覆设材料，所述表面形成了硬质金属刀头的接触面。在把硬质金属刀头插入到容纳部中之后，在第二道工艺步骤中对硬质金属刀头进行加热，以便在钻削膛头与硬质金属刀头之间产生所希望的钎焊连接。

为了产生硬焊料钎焊，需要加热待通过钎焊连接而相互连接的构件，硬质金属刀头与钻削膛头之间的焊接连接使得这种加热变得多余，由于硬质金属刀头的热负荷能力比较小，无法进行这种焊接连接。

尽管特别是采用硬质金属设计的硬质材料刀头的前述较小的热负荷能力，为了能够采用焊接方法在硬质材料刀头与钻头的钻削膛头之间产生连接，例如在WO 03/012244A1中提出，在钻头的钻削膛头与插入到钻削膛头的容纳部中的硬质材料刀头之间实现并非直接的而是间接的焊接连接，其方式为，硬质材料刀头在插入到容纳部中之前设有形状配合地容纳硬质材料刀头的套筒，并且在插入设有套筒的硬质材料刀头之后对套筒与钻削膛头进行焊接。

这种方法虽然能也采用焊接连接实现把硬质材料刀头固定在钻头的钻削膛头中，然而，已知的方法需要提供附加的构件，此外，由于在该附加的构件与硬质材料刀头之间需要形状配合，还必须将该构件构造成套筒。

本发明的目的在于，提出一种钻头，其能实现在硬质材料刀头与钻头的钻削膛头之间耐热地并且同时简单地产生机械的连接。

为了实现该目的，本发明的钻头具有权利要求1的特征。

根据本发明，侧翼区段设有材料接条，该侧翼区段与在硬质材料刀头中构造的内凹部相对地布置，该材料接条至少局部地由焊接材料构成，通过焊接材料与钻削膛头材料配合地连接，并且伸入到内凹部中，以便与硬质材料刀头形成形状配合的连接。

因而通过插入到硬质材料刀头的内凹部中的材料接条，本发明的钻头具有插入式连接，该插入式连接与彼此相对的各侧翼区段相组合地使得硬质材料刀头的相对于钻削膛头的相对位置明确地固定，从而保证把在硬质材料刀头上构造的膛头切削刃按规定地定位在钻削膛头中，进而在钻削过程期间可再现地实现膛头切削刃的所希望的切削效果。在这里，材料接条原则上可以任意地设计，因此尤其不必具有根据硬质材料刀头的外形构造的造型。确切地说可行的是，材料接条简单地销形地或方形地构造，以便能实现所需要的插入到硬质材料刀头的内凹部中。

形状配合地插入到硬质材料刀头中的材料接条与钻削膛头的连接通过焊接材料被材料配合地设计成焊接连接；套筒不仅为了容纳硬质材料刀头而必须适配于硬质材料刀头的形状，而且其形状设计必须适合于容纳在钻削膛头中，不同于该套筒，材料接条可以简单地通过对接与容纳部的侧壁焊接。

特别有利的是，为了产生能承受热负荷和机械负荷的连接，伸入到硬质材料刀头的内凹部中的材料接条可以完全由焊接材料构成，从而撇开焊接材料本身不看，不需要用来在硬质材料刀头与钻削膛头之间产生连接的其它材料或构件。

特别有利的是，材料接条构造成焊点，从而撇开把焊接机头进给至焊接位置的移动不看，不需要在焊接机头与钻削膛头之间的其它的相对移动就能产生焊接连接。

如果焊点至少部分地既充满在硬质材料刀头中与内凹部邻接地构造的凹缺，又充满在容纳部的相对的侧翼区段中构造的凹缺，则可以产生尤其能承受负荷的焊点连接。

优选地，钻削膛头中的容纳部参照钻削膛头的旋转轴线具有基本上径向的纵向伸展段，并且在径向外端具有开口，其中，具有相应的径向的纵向伸展段的硬质材料刀头容纳在容纳部中，从而硬质材料刀头以参照旋转轴线径向的突伸部突出超过钻削膛头的圆周面。

由此可行的是，硬质材料刀头经过设计，从而其膛头切削刃延伸越过钻削膛头的轴向端面的外围边缘。

特别是在膛头切削刃这么长地设计的情况下，为了在很大程度上稳定硬质材料刀头，这种稳定特别是抑制硬质材料刀头出现振动，有利的是，硬质材料刀头设有与钻削膛头的旋转轴线基本上平行的保持凸起，该保持凸起插入到在容纳部的容纳底部中构造的底部凹缺内。

如果硬质材料刀头的径向的突伸部形成基本上平行于钻削膛头的旋转轴线伸展的圆周切削刃，则将实现硬质材料刀头的一种特别有效的有助于提高功效的设计。

如果圆周切削刃从突出超过钻削膛头的轴向端面的膛头切削刃起延伸越过容纳部的容纳底部，使得圆周切削刃的切削刃底脚容纳在容纳部的容纳底部中的第二底部凹缺内，则把硬质材料刀头支撑在钻削膛头中，负责进一步抑制硬质材料刀头出现振动。

优选地，沿着钻削膛头的端面的圆周分布地设置多个分别插入在容纳部中的硬质材料刀头。

特别优选的是，至少两个硬质材料刀头参照钻削膛头的旋转轴线具有不同的径向的纵向伸展段，使得这些膛头切削刃的径向内部端部相距钻削膛头的旋转轴线具有不同的距离，从而可以进一步优化钻头的切削功效。

代替钻头的带有各硬质材料刀头的设计—这些硬质材料刀头在钻削膛头中具有规定的径向的纵向伸展段，也可以规定钻头的如下设计：在该设计中，容纳部柱形地构造，特别是构造成孔，并且硬质材料刀头具有基本上与容纳部互补地构造的、插入到容纳部中的保持凸起。

如果硬质材料刀头具有第一和第二膛头切削刃，这些膛头切削刃相互平行地布置并且相对于钻头的旋转轴线径向地伸展，则将实现钻头的与旋转方向无关的工作。

如果在硬质材料刀头中构造的凹缺具有与用来构造内凹部的梯段邻接的平整部，该平整部延伸至膛头切削刃，则在应用焊接材料来构造材料接条的情况下，将负责特别容易地够到凹缺。

优选地，平整部布置在与膛头切削刃垂直的平面中。

特别优选地，硬质材料刀头在平整部对面且在保持凸起上方具有朝向膛头切削刃伸展的、突出超过对面侧翼区段的径向的突伸部，从而膛头切削刃的长度不受平整部的限制。

如果多个分别插入到容纳部中的硬质材料刀头沿着钻削膛头的端面分布地布置，则将实现有效地利用钻削膛头的轴向端面。

下面借助附图详述该钻头的优选的实施方式。

图1为钻头的第一实施方式的基体的立体图，该钻头带有在轴向端面中构造的用于容纳硬质材料刀头的容纳部；

图2为硬质金属刀头的立体图；

图3为钻头的立体图，该钻头带有插入到轴向端面的容纳部中的硬质材料刀头；

图4以改变的视图示出图3中所示的钻头；

图5示出插入到容纳部中的并且用材料接条形状配合地固定的硬质材料刀头；

图6为插入到基体的轴向端面的容纳部中的硬质材料刀头的俯视图，该硬质材料刀头带有在第一实施方式中构造的材料接条；

图7为与图6相应的视图，其示出材料接条的另一实施方式；

图8示出用于构造在图7中示出的材料接条的连接件；

图9示出根据第二实施方式的钻头；

图10为在图9中示出的钻头的硬质材料刀头的详图。

图1示出一种钻削膛头10，其用于构造在图5中示出的钻头11。该钻削膛头10具有基体12，该基体在与驱动机构的未详细示出的合适的驱动部件连接的情况下围绕旋转轴线R旋转。

基体12具有轴向的端面13，该端面设有容纳部14，该容纳部为了制造钻头11而设有硬质材料刀头16，这些硬质材料刀头可以例如构造成碳化钨成型体。在使用钻头11来钻削出铁口时，装配有硬质材料刀头16的轴向的端面13以压紧力朝向将出铁口封闭的堵塞物，以便实施旋转的或旋转冲击的钻削，其中，在后者情况下，旋转轴同时也是冲击轴。在当前情况下，各容纳部14以其纵轴线15垂直于旋转轴线R，并且分别径向地朝向。

如特别是结合图2和3明显可知，硬质材料刀头16的成型体17在上面的纵向边缘处具有膛头切削刃18，且在轴向端部处具有圆周切削刃19。为了制造在图5中示出的钻头11，把与容纳部14的数量相等数量的硬质材料刀头16插入到容纳部14中，确切地说，在成型体17的底面20上构造的保持凸起21与旋转轴线12基本上平行地延伸到容纳部14的容纳底部23的底部凹缺22中。

此外，成型体17在其底面20上具有由圆周切削刃19的切削刃底脚24构成的另一个凸起，该另一个凸起插入到容纳底部23的第二底部凹缺25中，该第二底部凹缺布置在开口26—该开口在容纳部14的径向外端开设而成—的区域中，从而圆周切削刃19形成径向的突伸部，该突伸部突出超过基体的圆周面28。

如特别是结合图1～4可知，为了制造图5中所示的钻头11，把硬质材料刀头16插入到钻削膛头10的轴向端面13的容纳部14中，从而硬质材料刀头16容纳在容纳部14的侧翼区段29和相对的对面侧翼区段30之间，这些侧翼区段在当前情况下平行于容纳部14的纵轴线15伸展。在此，硬质材料刀头16以前面31与侧翼区段29相邻并且以背面32与对面侧翼区段30相邻地布置。

在背面32，硬质材料刀头16设有与内凹部33邻接地构造的凹缺40，该凹缺与在对面侧翼区段30中构造的凹缺34相对地布置，其中，凹缺40、34在当前情况下互补地构造，从而凹缺40和34至少局部地补全成为孔形的凹缺，该孔形的凹缺至少局部地形成用于材料接条35—如图6中所示—或者用于材料接条36—如图7中所示—的容纳腔。

基于在图4中示出的配置对材料接条35进行设计，在所述配置中，硬质材料刀头16插入到容纳部14中，并且，在硬质材料刀头16中的凹缺40与在容纳部14的对面侧翼区段30中的凹缺34相对，从而通过点状的堆焊—在该堆焊中焊接材料37引入到凹缺34中并且与凹缺14的对面侧翼区段30焊接—而形成材料接条35，使得该材料接条从在对面侧翼区段30中的凹缺34延伸进入到硬质材料刀头16的凹缺40中。在这种情况下，在焊接材料37与基体14之间形成材料配合的连接。在堆焊时由焊接材料形成的材料接条35形状配合地插入到在硬质材料刀头14中的凹缺40内，而不进行材料配合的连接。根据形成材料接条35的焊接材料37的尺寸而定，可以由材料接条35对硬质材料刀头16施加压力，该压力导致硬质材料刀头16的前面31力配合地抵靠到在基体14中构造的容纳部14的侧翼区段29上，因而可实现各硬质材料刀头16的精确地规定的相对布置，以便在轴向的端面13上实现相应地精确规定的切割造型。

特别是在由堆焊产生的、作用到硬质材料刀头16上的压力应通过尽可能均匀的面接触施加到硬质材料刀头16上的情况下，有利的是，比如在材料接条36的情况下，材料接条36并非仅仅由焊接材料37构成，而且为了形成规定的与在硬质材料刀头16的成型体17中的凹缺40适配的接触轮廓38，由可焊接的材料构成的连接件39插入到成型体17的凹缺40中。

连接件39因而不仅用作形状配合的插入体，而且用作力传递件，以便按规定地把通过堆焊产生的压力传递到硬质材料刀头16上。

对于图9中所示的钻头41，设置了带有硬质材料刀头43的钻削膛头42，这些硬质材料刀头容纳在柱形构造的容纳部44中，其中，硬质材料刀头43具有与容纳部44基本上互补地构造的、插入到容纳部44中的保持凸起45。图10所示为硬质材料刀头43的详图。

硬质材料刀头43具有第一膛头切削刃46和第二膛头切削刃47，这些膛头切削刃相互平行地布置，并且相对于钻头41的旋转轴线R径向地伸展。

分别在硬质材料刀头43中构造的凹缺48具有与用来构造内凹部49的梯段邻接的平整部50，该平整部延伸至膛头切削刃46、47，并且布置在与膛头切削刃46、47垂直的平面中。在侧翼区段54与平整部50之间，通过把焊接材料37焊接在侧翼区段54上而形成的材料接条53形状配合地伸入到凹缺48中。

在平整部50的对面并且在保持凸起45上方，硬质材料刀头43具有朝向膛头切削刃46、47伸展的、突出超过对面侧翼区段51的径向的突伸部52。

Claims (16)

1.一种用于钻削特别是旋转冲击地钻削孔眼特别是熔化炉的出铁口的钻头(11、41)，其中，所述钻头(11、41)具有钻削膛头(10、42)和用于与驱动部件连接的基体(12)，该钻削膛头带有至少一个硬质材料刀头(16、43)，其中，所述硬质材料刀头(16、43)插入到在所述钻削膛头(10、42)的轴向端面(13)中构造的容纳部(14、44)中，使得所述硬质材料刀头(16、43)以至少一个膛头切削刃(18、46、47)突出超过所述轴向端面(13)，

其特征在于，

所述容纳部(14、44)具有侧翼区段(29、54)和与所述侧翼区段相对的对面侧翼区段(30、51)，在它们之间布置着所述硬质材料刀头(16、43)，其中，所述侧翼区段(29、54)设有材料接条(35、36、53)，该侧翼区段与在所述硬质材料刀头(16、43)中构造的内凹部(33、49)相对地布置，该材料接条至少局部地由焊接材料(37)构成，通过所述焊接材料(37)与所述钻削膛头(10、42)材料配合地连接，并且伸入到所述内凹部(33、49)中，以便与所述硬质材料刀头(16、43)形成形状配合的连接。

2.如权利要求1所述的钻头(11、41)，其特征在于，伸入到所述硬质材料刀头(16、43)的内凹部(33、49)中的材料接条(35、53)完全由焊接材料(37)构成。

3.如权利要求2所述的钻头(11、41)，其特征在于，所述材料接条(35、53)构造成焊点。

4.如权利要求2或3所述的钻头(11)，其特征在于，所述材料接条(35)至少部分地既充满在所述硬质材料刀头(16)中与所述内凹部邻接地构造的凹缺(40)，又充满在所述容纳部(14)的相对的所述侧翼区段(29)中构造的凹缺(34)。

5.如前述权利要求中任一项所述的钻头(11)，其特征在于，所述钻削膛头(10)中的所述容纳部(14)参照所述钻削膛头(10)的旋转轴线R具有基本上径向的纵向伸展段，并且在径向外端具有开口(26)，其中，具有相应的径向的纵向伸展段的所述硬质材料刀头(16)容纳在所述容纳部(14)中，从而所述硬质材料刀头(16)以参照所述旋转轴线R径向的突伸部(27)突出超过所述钻削膛头(10)的圆周面(28)。

6.如前述权利要求中任一项所述的钻头(11)，其特征在于，所述硬质材料刀头(16)具有至少一个与所述钻削膛头(10)的旋转轴线R基本上平行的保持凸起(21)，该保持凸起插入到在所述容纳部(14)的容纳底部(23)中构造的底部凹缺(22)内。

7.如权利要求5或6所述的钻头(11)，其特征在于，所述硬质材料刀头(16)的径向的突伸部(27)形成基本上平行于所述钻削膛头(10)的旋转轴线R伸展的圆周切削刃(19)。

8.如权利要求7所述的钻头(11)，其特征在于，所述圆周切削刃(19)从突出超过所述钻削膛头(10)的轴向端面(13)的膛头切削刃(18)起延伸越过所述容纳部(14)的容纳底部(23)，使得所述圆周切削刃(19)的切削刃底脚(24)容纳在所述容纳部(14)的容纳底部(23)中的第二底部凹缺(25)内。

9.如前述权利要求中任一项所述的钻头(11)，其特征在于，沿着所述钻削膛头(10)的端面(13)的圆周分布地设置了多个分别插入到容纳部(14)中的硬质材料刀头(16)。

10.如权利要求9所述的钻头(11)，其特征在于，至少两个硬质材料刀头(16)参照所述钻削膛头(10)的旋转轴线R具有不同的径向的纵向伸展段，使得多个所述膛头切削刃(18)的径向内部端部相距所述钻削膛头(10)的旋转轴线R具有不同的距离。

11.如权利要求1～4中任一项所述的钻头(41)，其特征在于，所述容纳部(44)柱形地构造，特别是构造成孔，并且所述硬质材料刀头(43)具有基本上与所述容纳部(44)互补地构造的、插入到所述容纳部(44)中的保持凸起(45)。

12.如权利要求11所述的钻头(41)，其特征在于，所述硬质材料刀头(43)具有第一和第二膛头切削刃(46、47)，这些膛头切削刃相互平行地布置并且相对于所述钻头(41)的旋转轴线R径向地伸展。

13.如权利要求11或12所述的钻头(41)，其特征在于，在所述硬质材料刀头(43)中构造的凹缺(48)具有与用来构造所述内凹部(49)的梯段邻接的平整部(50)，该平整部延伸至膛头切削刃(46、47)。

14.如权利要求13所述的钻头(41)，其特征在于，所述平整部(50)布置在与所述膛头切削刃(46、47)垂直的平面中。

15.如权利要求14所述的钻头(41)，其特征在于，所述硬质材料刀头(43)在所述平整部(50)对面且在所述保持凸起(45)上方具有朝向所述膛头切削刃(46、47)伸展的、突出超过所述对面侧翼区段(51)的径向的突伸部(52)。

16.如权利要求11～15中任一项所述的钻头(41)，其特征在于，多个分别插入到容纳部(44)中的硬质材料刀头(16、43)沿着所述钻削膛头(42)的轴向端面分布地布置。