CN1147779A - 钻头和钻头用的切削刀片 - Google Patents

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Abstract

一种钻头和用于该钻头的刀片。钻头柄部的前端带有放置在半径方向的外刀片和内刀片。每一个刀片的形状都是一个加长的菱形，在该菱形刀片中，各个短边在其中部折成二段，形成一个V字形，具有一个内钝角(δ)。该二个刀片配置成使得该在半径方向放置的外刀片的纵轴线相对于该钻头的轴线(CL)倾斜一个角度(α)，角度(α)与该在半径方向的内刀片的倾斜角度(β)不同。

Description

钻头和钻头用的切削刀片
本发明涉及一种钻头和用于这种钻头的一种切削刀片。该钻头最好是用于钻削各种金属工件。该钻头由一个钻头柄部和多个切削刀片组成。该钻头柄部具有至少二个排屑槽和至少二个安放切削刀片的部位。该二个排屑槽作在该钻头柄部的轴向方向上，而该二个安放切削刀片的部位可以安装锁紧装置。该多个切削刀片的形状彼此相同。该多个切削刀片中的一个切削刀片的主动切削刃边向侧面突出，这样，在切屑通过一个排屑槽排出过程中，就决定了被钻孔的直径。为了使切屑通过另一个排屑槽排出，另一个切削刀片的主动切削刃边设置在半径方向，在该钻头柄部的圆周内部。
德国专利2730418公布了一种钻头。该钻头配备了二个形状彼此相同的六角形刀片。该二个刀片安放在该钻头前部的二个切削刀片安放部位中，该前部折成二段，使每一对切削刃边的一条平分线与该钻头的中心线平行。
在EP-A-181844中公布了另一种形式的钻头。这个钻头的多个刀片的形状主要是矩形的。该钻头的每一个端面由二个相交成钝角的切削刃边构成。其中，该钻头的放置在半径方向的外刀片是倾斜的，从而决定了被钻削的孔的尺寸。同时，放置在半径方向的内刀片的纵轴线与该钻头的中心线平行，并与该中心线重叠。
采用上述形式的各个钻头很难得到小直径的孔。另外，很难利用这些钻头进行成堆钻削，即同时钻削许多平板。在这种形式的成堆钻削过程中，通常切屑会呈棒状冲出。该棒状切屑与该钻头一起回转，当进给力大时，会对切削刃边造成危险和/或使钻头折断。
本发明的目的是要解决上述的各种问题。
下面将结合附图来更详细地说明本发明。这些附图表示本发明的一个优选实施例。
图1表示本发明的一个钻头柄部的前端切削部分的侧视图；
图2表示图1所示的该钻头的顶视图；
图3为图1所示的钻头的一个放大的侧视图；
图4为图1～3中所示钻头的一个透视图；
图5为沿图3中的V-V线看的一个截面图；
图6为如图3～4中所示的钻头的一个切削刀片的一个放大的侧视图。
图1～4表示一个圆柱形钻头柄部10的一部分。在该钻头柄部最前端的部分上设有二个安放切削刀片的部位11和12。这二个部位的位置主要是在该钻头的中心线CL的每一侧。轴向排屑槽或排屑通道延伸至所述刀片安放部位，并用13和14表示。这些排屑槽可以是直的或螺旋形的。该钻头柄部10还包括多个通道15，用于将冷却介质供应至该钻头的前端切削端面部分。该二个安放切削刀片的部位11和12的中心带有孔，用于安放锁紧螺钉18，将中心有孔的二个切削刀片16，17锁紧在该二个部位上。该二个安装刀片的部位由一个中心部位11和一个圆周部位12组成。该中心部位11沿着半径方向设在该钻头柄部10的圆周内面，而该圆周部位12的终端在该钻头的圆周上。该二个安放切削刀片的部位11和12在该钻头柄部10上的形状，作成使它们在轴向具有不同的排屑角度，并且可以共同完成一个完整的孔直径的钻削。
该放置在半径方向的外刀片16倾斜一个确定的角度，从而可以决定要钻削的孔的直径。
在所述内刀片和外刀片16，17之间有一核心部分M。该核心部分M的宽度使钻头具有足够的强度。该钻头的尺寸由直径D决定。每一个切削刀片安放部位包括一个切线方向的支承表面19，一个轴向方向的支承表面20和一个半径方向的支承表面21。
每一个刀片的形状均为长的多边形，菱形。它包括一个上表面23和一个下表面22。该上表面23和下表面22彼此主要地是互相平行的。该上、下表面22，23由二个相对的端面连接。该二个相对端面相应于一个基本矩形的二个短边。该下表面22比较上表面23小一些，因此，该切削刀片具有一个正的排屑角度。该基本矩形的所述二个短边与该上表面23的相交线形成二个主切削刃边24，25。这些主切削刃边中的每一个刃边，在其中部折成二段，形成一个具有内钝角δ的V字形。在每一个钻削工序中，该折成二段的主切削刃边中只有一段主切削刃边切削工件。这些主切削刃边中的每一个刃边，在构成刀尖部分26，27和28，29的各个部分上倒圆。这些倒圆部分之间形成了刀片的最大宽度W1。该刀片的长的侧表面之间的最短距离用W2表示。
从图3可看出，二个刀片16和17的形状都是菱形的，并与该钻头的纵轴线(CL)成一确定的倾角。放置在中心处的刀片17，在圆周刀片16的前端沿轴向方向突出一定距离，以便保证更好地给径向力的作用方向导向，以得到所希望的直径。该外刀片16相对于该钻头的纵轴线CL倾斜一个角度α，而该内刀片17相对于该钻头的纵轴线CL倾斜一个角度β。对于钻削实心工件，钻头上的角度α应比角度β小。最好，角度β的值取4°～8°，而角度α的值在1°～3°范围内。在用与在许多平板上钻孔的成堆钻削的钻头中，角度α应比角度β大一些，因为在这种形式的钻削应用场合，通常切屑会呈一棒状冲出，因此在该二个刀片之间要求更大程度的重叠。
在图6中，更详细地表示了该二个刀片16，17的菱形形状。一个直的侧表面16在二个刀尖部分26和28之间，沿纵向方向延伸。对角线相对的二个刀尖部分26和29的倒圆半径比另一对对角线相对的刀尖部分27和28的倒圆半径稍微大一些。与在EP-A-181844中的刀片相似，这个刀片应该看成是由二个部分重叠的三角形T1和T2组成，其中，所述三角形的每一个侧表面在其中部折成二段，使每一个切削刃边在折断处形成一个钝角。然而，该刀片的形状是这样的，即该二个刀尖部分26和27与该三角形突出表面的尖端部分的轮廓不完全一致。在二个相邻刀尖部分之间的侧表面与所述突出的三角形的边24一致。但是，形成倒圆刀尖部分28和29的各边，在一个方向上横向偏离其相应三角形T2的突出表面，而相对的二个倒圆的刀尖部分26和27同样在相反的方向上横向偏离其相应的三角形T1的尖端部分。
每一个三角形的第三个拐角部分配置得较靠近中心，在该切削刀片中，该二个第三拐角部分彼此隔开一个距离d，这个距离比该刀片的整个长度L短些，即可使d为该长度L的0.5～0.9倍，最好为0.7～0.9倍。
从图6可看出，该左边的下刀尖部分28距离该三角形T2的最下端左边拐角一定距离，是在横向方向向内偏移的，而该右边的下刀尖部分29距离同一三角形T2的最下端右拐角一定距离，是在横向方向向外偏移的。该刀片的这个形状是由于这样的事实得到的，即通过三角形T1和T2的相对的钝角拐角画出的平分线S1与通过位于中心的拐角画出的平分线S2形成一个角度。在该位于中心的拐角之间形成了距离d。角度γ的大小应最好在2°～6°范围内选择。
除此之外，该钻头最好设计成这样，即该放置在半径方向上的内刀片17的半径方向指向是这样的：该内刀片17与该放置在半径方向上的外刀片16的180°关系偏离一个角度θ。该θ角的大小是这样的，即它能使该钻头对于作用在该钻头柄部10上的径向切削力保持在半径方向上平衡。通常，该角度θ在5°～7°范围内。
通过提供一个带有多个菱形刀片的钻头，可以减小该钻头的直径，而不会对该钻头的核心部分M的厚度有不利影响，因为这种形状的刀片可以使刀片与该钻头的纵轴线有一定的倾斜度。采用诸如在EP-A-181844中所决定和说明的钻头时，钻头的直径应在17.5～26毫米范围内，而采用在本申请中决定的钻头，其钻头直径在12.7～26毫米范围内者可以成功地使用。

Claims (11)

1、一种钻头，它包括一个钻头柄部(10)，该钻头柄部(10)具有至少二个排屑槽(13，14)和至少二个安放切削刀片的部位(11，12)；该二个排屑槽(13，14)沿着轴向方向，作在该钻头柄部(10)上，该二个安放切削刀片的部位(11，12)用于安放形状彼此相同，主要为加长的多角形切削刀片(16，17)，该切削刀片中的一个切削刀片(16)的主动切削刃边(24)向侧面突出，从而在切屑通过一个排屑槽(13)排出过程中，可以决定被钻孔的直径(D)，为了使切屑通过另一个排屑槽(14)排出，另一个切削刀片(17)的主动切削刃边设在半径方向上，在该钻头柄部(10)的圆周的内面，主动切削刃边设在所述的切削刀片的短的侧表面上，所述侧表面在其中部折成二段，这样，每一个切削刃边，在其折断处形成一个内钝角(δ)，而所述的放置在半径方向的外刀片(16)相对于该钻头的纵轴线(CL)倾斜一个角度(α)，其特征是：每一个刀片(16，17)的基本形状为菱形，并且这样配置，即放在半径方向的外刀片(16)的纵轴线相对于该钻头的纵轴线(CL)倾斜一个角度(α)，该角度(α)比放置在半径方向的内刀片(17)的纵轴线和所述钻头的纵轴线(CL)之间的倾斜角度(β)小一些。
2、如权利要求1所述的钻头，其特征为：角度(β)的值在4°～8°范围内。
3、如权利要求1或2所述的钻头，其特征为：该放置在半径方向的内刀片(17)，沿着轴向方向，在所述放置在半径方向的外刀片(16)的前端突出一定距离。
4、一种切削刀片，它用于如权利要求1所述的那种钻头中，该切削刀片的基本形状为加长的多角形，带有多个长的和短的侧表面，该切削刀片包括一个上表面和一个下表面(22，23)，该上、下表面(22，23)主要是平行的，并用多个侧表面连接起来；所述下表面(22)比该上表面(23)小些，这样，该切削刀片(21)具有正的切削几何形状，在该侧表面和该上表面(23)之间的相交线部分处形成切削刃边(24，25)，所述切削刃边(24，25)限制在该切削刀片的短的侧表面上，所述表面在其中部折成二段，使每一个切削刃边在折断处形成一个内钝角(δ)，在该切削刀片的长的侧表面(30)之间的最短距离(W2)比相应的切削刃边(24，25)末端之间的距离(W1)短；其特征为：该刀片的基本形状为菱形，在该刀片上，在形成多个刀尖部分(26，27)和(28，29)的各个部分处，该短的侧表面的端部被倒圆，该被倒圆的末端决定了该刀片的最大宽度(W1)。
5、如权利要求4所述的切削刀片，其特征为：二个对角线相对的刀尖部分(26)和(29)中每一个刀尖部分的半径比另外二个对角线相对的刀尖部分(27)和(28)的半径稍微大一些。
6、如权利要求4或5所述的切削刀片，其特征为：该切削刀片的突出表面由二个部分重叠的三角形(T1，T2)构成，每一个所述的三角形由多个侧表面组成，该多个侧表面在其中部折成二段，使每一个边缘在折断处形成一个内钝角(δ)。
7、如权利要求6所述的切削刀片，其特征为：所述刀片由二个相对的，部分重叠的三角形(T1，T2)组成，该二个三角形(T1，T2)具有折成二段的侧表面，在该刀片上，构成经过倒圆的刀尖部分(28)和(29)的末端，在一个方向上，沿横向偏离其相应的三角形(T2)的该突出表面，而该相对的二个倒圆的刀尖部分(26)和(27)同样，在相反的方向上，沿着横向偏离其相应的三角形(T1)。
8、如权利要求4～7中任何一条所述的切削刀片，其特征为：每一个三角形(T1，T2)的一个拐角安排得比较接近中心，在该切削刀片中，该二个拐角彼此隔开一个距离(d)，(d)的值应为该刀片的距离(L)的0.5～0.9倍。
9、如权利要求8所述的切削刀片，其特征为：该距离(d)的值为该刀片的距离(L)的0.7～0.9倍。
10、如权利要求4～9中任何一条所述的切削刀片，其特征为：该切削刀片的形状使得通过三角形(T1)和(T2)的该相反钝角拐角画出的平分线(S1)与通过该突出三角形的位于中心的拐角画出的平分线(S2)形成一个2°～6°的(γ)角，该位于中心的拐点之间的距离为(d)。
11、一种用于对堆叠的工件进行钻孔加工的钻头，它包括一个钻头柄部(10)，该钻头柄部(10)具有至少二个排屑槽(13，14)和至少二个安放切削刀片的部位(11，12)；该二个排屑槽(13，14)沿着轴向方向，作在该钻头柄部(10)上，该二个安放切削刀片的部位(11，12)用于安放形状彼此相同，主要为加长的多角形切削刀片(16，17)，该切削刀片中的一个切削刀片(16)的主动切削刃边(24)向侧面突出，从而在切屑通过一个排屑槽(13)排出过程中，可以决定被钻孔的直径(D)，为了使切屑通过另一个排屑槽(14)排出，另一个切削刀片(17)的主动切削刃边设在半径方向上，在该钻头柄部(10)的圆周的内面，主动切削刃边设在所述的切削刀片的短的侧表面上，所述侧表面在其中部折成二段，这样，每一个切削刃边，在其折断处形成一个内钝角(δ)，而所述的放置在半径方向的外刀片(16)相对于该钻头的纵轴线(CL)倾斜一个角度(α)，其特征是：每一个刀片(16，17)的基本形状为菱形，并且这样配置，即放在半径方向的外刀片(16)的纵轴线相对于该钻头的纵轴线(CL)倾斜一个角度(α)，该角度(α)比放置在半径方向的内刀片(17)的纵轴线和所述钻头的纵轴线(CL)之间的倾斜角度(β)大一些。
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