CN1118359C - 具有排屑槽的钻头 - Google Patents

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Abstract

一种切削刀具即钻头(10)，有一基体(12)。卡持端在基体(12)之一端部上，切削端(16)则在另一端处。至少一排屑槽(30)制作在两端部(14)、(16)之间的基体(12)上。排屑槽有一棱(36)及切屑槽(32)。棱有第一、第二表面(38)、(40)与切屑槽侧壁(34)连接。第一表面大致与基体纵轴线(18)平行，第二表面与纵轴线(18)成一约100°至120°之倾角。第二表面构成了切屑槽(32)的基部。切屑槽侧壁(34)与纵轴线成约10°至20°倾角。切屑槽表面轴向长度与第一表面轴向长度之比值约为2∶1至4∶1。另外还公开了将毛坯冷滚成上述钻头(10)之方法。

Description

具有排屑槽的钻头
技术领域
本发明涉及刀具即钻头，尤其涉及对水泥、凝聚物、砖石料或类似材料用风钻、中击钻或回转式钻头钻孔作业中所使用的刀具。
背景技术
在钻削水泥、凝聚物或类似材料时，通常采用三种刀具或钻头。这些钻头被称风钻(hammerbits)，冲击钻及回转式砖石料钻头。所有这些钻头有一个共同点：即需要从所钻出的孔中排出产生的碎屑。为了从孔中排出产生的切屑，排屑槽有重要作用。在设计排屑槽中十分重要的参量是基面，侧表面以及沿钻头纵轴方向连接基面及侧表面的棱面，同样重要的是这些面彼此之间以及相对纵轴线的角度。
现有的风钻、冲击钻及回转式砖石料钻头虽然配置有不同设计类型的排屑槽，但是它们并不能很好地从所钻的孔中排出切屑。也有一些排屑槽是通过如磨削工艺中排出切屑。也有一些排屑槽是通过如磨削工艺加工的，以便使钻头基体有合适的方位取向而适于使刀头插入钻头基体。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种刀具即钻头，此钻头能够减少在水泥、凝聚物或类似材料中钻孔所耗的时间，并可提高所钻孔的质量。本发明具有一改进的排屑槽，此槽可减少在钻孔中的堵塞，并能更好地将切屑从该孔中排出。而且，此排屑槽是用冷滚压工艺制作在钻头上的，这种工艺与排屑槽的形状使排屑槽在为将刀头插入钻头基体中而先对顶端切削加工期间有合适的定位取向。
根据本发明的一个方面，一种钻头，它包括一钻头基体，基体具有两个端部、并确定一纵轴线。两个端部之一是卡持端。另一端则是一切割端即切割头。至少有一条排屑槽形成在卡持端与切割端之间的钻头基体上。排屑槽有一棱及一切屑槽。棱有第一，第二表面，第一表面与钻头基体轴线平行，并沿纵轴线与切屑槽连接。第二表面从第一表面向内延伸，并形成切屑槽的基面。第二表面与纵轴线成一100°至120°的角度。切屑槽表面处于此第一、第二表面之间，切屑槽表面构成了切屑槽的侧壁，且与钻头基体纵轴线形成10°至20°的角度，推荐值为约15°。而且，切屑槽表面轴向长度与沿纵轴线方向的第一表面之轴向长度之比值在2.0∶1至4∶1之间，推荐值为2.3∶1至2∶1之间，最好为3∶1。第一表面之轴向长度与钻头工作直径间也有一个比值，此比值为1∶3至1∶5，推荐值为1∶4。
根据本发明的第二方面，公开了这种钻头的制造方法。本方法包括提供一对回转模具及一毛坯，使毛坯通过回转模具，通过冷滚压使钻头成形为具有一卡持端，一切割端以及上述的排屑槽；然后，钻头的切割端被切制出一槽并将刀头用焊接或钎焊固接于该槽中。这种方法可以通过用不太贵的冷滚压工艺制作钻头。钻头的慢螺旋形状(每英寸上只有很少几圈螺纹)能够保证排屑槽的定位取向，从而使得在排屑槽中切制刀头槽时，排屑槽总能被合适地定位，从而可用自动设备来加工刀头槽，并使槽总是处于切割头之同一位置上。
通过对推荐实施例，所附权利要求及附图的详细介绍，或者通过实施本发明，可以清楚了解本发明的其它目的及优点。
附图说明
附图构成说明书的一部份，它与说明书一起介绍本发明的一推荐实施例，这种介绍用作对本发明的实质精神进行解释。在附图中，相同的标引数码标示相同的部件。
图1是本发明-钻头的立体图。
图2是图1的剖视图，刀头已被拆除。
图2a是图2中圆圈2a部份之放大图。
图3是用于制作本发明钻头的一毛坯及模具的示意性草图。
图3a是图3之正视图。
图4是图1中切割头的放大图。
图4a是在刀头槽中固接刀头之前的冷压成形钻头基体的侧视图。
具体实施方式
参看附图，尤其是参看图1，一种切割工具即钻头被介绍，它用数码10标示。钻头10有细长的钻头基体12，在基体12的一端有卡持端14，在另一端有切削头16。基体12确定一回转纵轴线18。切割头16有一通常用钎焊或焊接固接于切削头16的刀头20。
基体12具有一从切削头16向卡持端14延伸之排屑槽30。在切削刀具10上可以有一条或2条排屑槽，在附图中，展示了两条排屑槽方案。排屑槽30是螺旋形的，将在下面对之详细介绍。
排屑槽30有一条由一切屑槽侧壁34及一棱36确定的切屑槽32。棱36有与轴线18平行的第一表面38及向纵轴线倾斜的第二表面40。其第二表面40用作切屑槽即切屑沟32之基面。
第一表面平行于轴线18，并具有以参考字符A标示的沿轴线18之所期望的一轴向长度。长度A与此切削刀具之工作直径成比例，从而使第一表面之轴向长度与工作直径D(参看图4)之间有一比值。第一表面轴向长度对工作直径之比值约为1∶3至1∶5，推荐值为1∶4。第一表面38与切屑槽侧壁34之顶部连接。弧形部分44连接第一、二表面38、40，其情况如图2a所示。
第二表面即基面40相对纵轴线18倾斜。表面40处于与纵轴线18约成100°至120°交触的一平面内。α角推荐值为约105°至115°，最好为110°。第二表面相对第一表面用字符B标示的深度约为第一表面38长度的2/3。第二表面与切屑槽侧壁34相交，而在此两表面间形成一钝角β。通常β角约在91°至100°之间，推荐值为95°。
切屑槽侧壁34与纵轴线18相交，其交角δ约为10°至20°，推荐值为约15°。切屑槽有一个沿纵轴线18，并以字符c标示的轴向长度。切屑槽侧壁34之轴向长度与第一表面有一个比例，其比值约为2∶1至4∶1，其推荐值为约2.3∶1至3.5∶1，最佳值为3∶1。因此，两者的轴向长度沿纵轴线18都是一个常量。
这样，切屑槽侧壁34之倾角δ以及第二表面40之倾角β使螺旋状切屑槽即切屑沟32最适合于从所形成的孔中排出切屑。排屑槽30在切屑从切削端排出时使排屑通畅，因而减少切屑流的堵塞。
本发明之切割刀具10用冷滚压工艺成形，在毛坯60通过一对模具62时，不从毛坯60上除去金属。如图3，3a所示，刀具毛坯60被相对于一对模具62垂直地放置，以便将之制成切削刀具10。毛坯60被送入模具62，模具62具有齿64，它将上述的排屑槽制作在切削刀具10上。毛坯60被送入模具62，随着模具60连续转动。毛坯60也旋转。并在毛坯通过模具62的过程中，该毛坯被成形。其上制作有排屑槽的毛坯60然后被安置在第二种机器上(未示出)，第二种机器在切屑头16上制作出一个安置刀头20的槽。由于排屑槽的螺旋形几何形状，随着该毛坯被第二种机器卡住和转动而形成槽66，由于具有上述的几何形状，毛坯60之定位取向始终是一样的，从而使毛坯60不需要被手动操作以在切削头16内制作槽66。由于能够自动加工切削刀具以在毛坯60上形成容纳刀头20之槽66，故这种几何形状可节省宝贵的时间和劳动力。一旦槽66制作在切割头16上，刀头20就被插入槽66中，然后用钎焊或焊接将之固接于切削头16中，从而制成本发明的切削刀具即钻头。
虽然上面的详细说明介绍了本发明的一推荐实施例，但本发明也可以在不偏离所附权利要求的基本原则和明确含义的前提下被改型，变化和替换。

Claims (12)

1.一种钻头具有：
一钻头基体，它具有两个端部并确定一纵轴线；
一个在钻头基体一端部处的夹持端，及在另一端部处的切削端；
至少一个在夹持端与切削端间之钻头基体上的排屑槽，该排屑槽具有一棱部及一切屑槽，棱部具有第一、二表面，第一表面平行于钻头基体轴线并与切屑槽连接，第二表面与纵轴线成一个100°至120°之倾角，第二表面向内延伸，形成切削槽之基部及在第一、第二表面之间的切屑槽表面，切屑槽表面构成了切屑槽的侧壁，并且与纵轴线有一个10°至20°的倾角，切屑槽轴向长度与第一表面轴向长度之比值为2∶1至4∶1。
2.如权利要求1所述钻头，其特征在于，所述比值是2.3∶1至3.5∶1。
3.如权利要求1所述钻头，其特征在于，所述第二表面倾角为110°。
4.如权利要求1所述钻头，其特征在于，所述切屑槽表面倾角为15°。
5.如权利要求1所述钻头，其特征在于，第一表面之轴向长度与切屑槽之轴向长度沿钻头基体纵轴线都是恒值。
6.如权利要求1所述钻头，其特征在于，第一表面轴向长度与钻头工作直径的比值为1∶3至1∶5。
7.一种制造钻头的方法具有：
提供一对回转模具；
提供一毛坯；
使毛坯运动通过模具；
冷滚压成形一钻头，该钻头有一夹持端，一切削端及在所述端部间的至少一条排屑槽，所述排屑槽具有一棱部及一切屑槽，该棱部具有第一、二表面，第一表面大致平行于钻头基体轴线并与一切屑槽表面连接，第二表面与纵轴线之间有一倾角，其值为100°至120°，第二表面向内延伸，形成切屑槽之基部及在第一、第二表面间的切屑槽表面，切屑槽表面构成了切屑槽的侧壁，并且与钻头基体纵轴线成10°至20°之倾角，切屑槽表面之轴向长度与第一表面之轴向长度的比值为2∶1至4∶1。
8.如权利要求7所述方法，其特征在于，还在所述切削端形成一个槽。
9.如权利要求8所述方法，其特征在于，在所述槽中放置一刀头。
10.如权利要求9所述方法，其特征在于将所述刀头固接于槽中。
11.如权利要求10所述方法，其特征在于，用钎焊或焊接将刀头固接于槽中。
12.如权利要求1所述方法，其特征在于，在第二表面和切屑槽表面之间有一钝角形成。
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