CN1152269A - 具有排屑内腔的钻削刀具 - Google Patents

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Abstract

一种主要试图用于强制排屑钻削的刀具，它由单个零件制成，其目的是避免焊接发生的不圆度并避免焊缝间隙，切屑易于挤入该间隙中。此外，钻削刀具提供有车削成型的切屑空间(13)，以尽可能地避免切屑堵塞。切削镶块最好切向安置，它可简化其安装。原则上，切削镶块呈半圆状，这既简化了镶块的压制成型并简化镶块座的加工。

Description

具有排屑内腔的钻削刀具
本发明根据权利要求1涉及金属材料断屑加工的钻削刀具，该刀具主要试图用于所谓的强制排屑的钻削。无论如何，它也可便利地用于所谓的BTA钻削。
大家知道，硬质合金切削镶块可用于钻头，该镶块借助机械紧固方式来固定，所说的镶块在切屑面上具有一个或数个凹穴以达到断屑的目的。这种钻头例如可从美国专利US4215157A中得知。然而，其结果是，它不能获得最佳的所希望的切屑成形，于是它不能获得所希望的、逗点状短的切屑，同时，当以希望的方式进行钻削时，不能降低有效的切率消耗。此外，与之同时，由于切屑通道对于产生的切屑来说太窄，结果是，切屑停滞并堵塞。
此外，在欧洲专利EP491670A中描述了一种钻削刀具，它包含钻头体，其上安装两个或多个切削镶块。该镶块实质上成形为平行-梯形状并轴向安装，也即，切削镶块安装用的邻接面是轴向延伸的。镶块采用铜焊与钻头体合适地固定。无论如何，经一定时间的磨损，这种钻头体也会在两个切屑通道与中心孔交接处引起切屑的堵塞。此外，该钻头体由两部分组成，两部分用焊接结合，也即钻削头部或冠部及圆柱形、局部带螺纹的部分。这种焊接结合，由于冠部是铸造而成的，其结果往往使钻头体最终产品圆度较差。于是这就意味着，某些用户为了获得精确的圆度和相对于中心轴的旋转对称性，需要精磨钻头体，这就不必要地增加了钻具的生产成本。这种焊接结合的另一个缺点产生这样的结果，切屑偶而会冲击焊接接缝，由于在实践中，焊接接缝从来不是完整的，而在内壁留有一定的间隙，它足以使单个切屑挤入，而使随后的切屑堆积起来并引起切屑堵塞，在最坏的情况下，使刀具损坏。
因此，本发明的主要目的是提供一种钻头体，特别是用于强制排屑的钻具，这特别能消除切屑堵塞的任何风险。
本发明又一个目的是消除内壁上可引起切屑堵塞的任何不平度。
本发明另一个目的是提供一种具有实用的良好圆度的钻头体。
采用根据权利要求1的特征条款所定义的特性，制成的钻头体已成功地达到这些和其它一些目的。
为了达到所述的目的但不限于这些目的，现参照附图，对本发明的最佳实施例作进一步的描述。这些附图是：
图1为根据本发明从斜上方看，钻削刀具安装立体图。
图2为根据本发明从斜上方看，钻削镶块立体图。
图3为与图1所示相同钻削刀具的正视图，然而未安装镶块。
图4为从正上方看，钻削刀具的俯视图。
图5为与图4相同的视图，但具有图5至8所定义的不同向视图和截面图的标记。
图6为图5所示刀具上部VI-VI横截面视图。
图7为图5所示刀具上部VII向视图。
图8为图5所示刀具上部VIII向视图。
图9为图5所示刀具上部IX-IX横截面视图。
在图1中，强制排屑型钻削刀具一般指定为标号1。它通常也可便利地用于所谓BTA钻削加工。刀具包含钻冠(或钻削头部)2、中间部分3和转轴4。转轴4具有外螺纹5，它按公知的方式试图用螺纹把自身与外轴管(未在图中表示)按公知的方式自身插入外轴管的内部，内轴管实质上是钻具的圆柱形内腔，该内腔与数个冷却介质孔6相通。藉此，形成的切屑随着切削介质通过所说的内轴管内腔排出。
根据先前已知的技术(例如欧洲专利EP491670A)，钻削头部2自身是铸造的，而转轴4是车削而成的，此后，这两个零件采用焊接而结合。由于热膨胀和随后冷却过程中的不均匀收缩，焊接往往引起零件的变形。这些麻烦对于薄形工件更加突出。此外，不论铸造如何精确，钻削头部仍可能有某种程度的失圆。本发明采用车削，生产整体型的钻头体，完全克服了这些麻烦，从而避免所有的焊接，因而带来了优点，即避免了在内壁遗留焊缝间隙的风险。
在图3和4可以看出，钻头的顶侧制有三个切削镶块座或凹槽7、8和9，每一镶块座可容纳切削镶块10。三个切削镶块最好相等同，只有一个差别，即中心切削镶块与外缘切削镶块和中间切削镶块相比较，它是反相的。在强制排屑钻削刀具中，切削镶块的数量可在1与5之间选择。无论如何，单个切削镶块的缺点是，由于钻削刀具的不平衡，支承垫承受的切削力变大。已经发现，三个切削镶块在协同、使用寿命和失衡之者之间为较好的折衷方案。强制排屑钻削刀具往往是单向钻削加工，根据图2，硬质合金镶块钎焊或铜焊在切削镶块座中。由于它是单向型的，所以钻削刀具应尽可能地耐用，而不受产品质量和废弃风险的干扰。外缘镶块10A确定被钻孔的直径，一般在20mm至65mm之间。这个镶块径向向内的切削向刃上倾斜。在切削镶块座8中，与外缘镶块相邻的中心切削镶块10C，由于不希望在被钻削的孔中有丝毫残留芯，与钻削刀具中心孔线重叠。与外缘切削镶块不同，它的轴向向下的切削刃径向向内倾斜，因为否则的话，随后的切削镶块会承受如此大的应力而很快损坏。与中心镶块切削刃的倾斜相对应，钻头顶共处具有锥形凹穴25。在中心轴线的对侧，中间切削镶块10B处于镶块座9中。与外缘镶块10A相类似，它的轴向向上的切削刃在径向向内的方向倾斜。钻头旋转钻削时，中间镶块切削刃旋转轨迹与外缘镶块和中心镶块切削刃均有某些重叠，以获得从中心轴至外缘的连续切削线。根据本发明，镶块既可如附图所示，处于切向位置，也可如EP491670A披露的实例那样，处于轴向位置。然而，按本发明附图布置为佳。
在钻削刀具顶侧有两个切屑通道：一个供外缘镶块和中心镶块钻削排屑所公用的较大的切屑通道11，另一个供中间切削镶块屑所用的较小的切屑通道12。根据本发明最佳实施例，车削而成的切屑内空间13与这两个相对的切屑通道下端相通，切屑内空间13呈截圆锥状，其底面用车刀向着钻头的顶侧车削而成。借助该切屑空间13，中心切削镶块和中间切削镶块将位于桥形带14上，桥形带14在空间13上横向延伸并将钻削刀具顶上实质上处于直径位置上两相对的部分连接起来。整个钻削刀具1最好用单个工件制造，因此，该切屑空间13采用车刀在钻削刀具的后侧通过开口即实质上为圆柱形的内腔15引入，车削而成。该切削空间13产生几个优点，它可增加切屑空间，而使切屑堵塞的风险降至最小，并减轻结构重量。它不能铸造而成。然而有幸的是钻头体可铸造成一体，然后车削出切屑空间，形成的内腔越往里容积越大。切屑通道11和12从上方、从钻削刀具的顶侧铣削而成。为了使切屑通道内获得的切屑空间最佳化，铣刀在钻头边缘附近相对于钻头的中心轴线成一角度进行铣削，从而获得向外成倾角的平面，它通过小块过渡区16与钻削刀具外包封面直接邻接，或与所说的包封面直接形成残缺线。
鉴于上面的说明，具有车削而成的切屑空间13的整体钻削刀具的联合作用是明显的，也即，既获得最大的切屑流又完全不阻碍切屑的排出。如果在焊接的钻削刀具中形成切屑空间13，则焊缝位于所说空间的圆锥包封面上，早期形成或以后出现的焊缝间隙会引起切屑的挤入。另一方面，如果镗削孔15连续一致而没有任何切屑空间13，则可获得的切屑流空间会减小，从而会增加切屑堵塞的风险。
钻削刀具呈旋转对称的外表面适合于车削加工，而其它外表面用铣削成形。如附图3和4所见到的，镶块座7、8和9按可能的最简便的方法加工，也即，采用一个相同的端铣刀对每一个镶块座进行一次直线短行程的端铣削加工。从而自然地获得圆弧形的镶块座后邻接面，即与端铣刀切削直径一致的半圆形状。内腔15是镗削的，然后，按上所述，切屑空间13车削而成。应该指出，切屑空间13所占据的那部分，以前也是由镗孔15延续的部分组成的。
如已提到过的，附图2根据本发明复制出切削镶块10。尤其是，它含有后隙面18和圆形侧面19。切屑面包含延伸的断屑面和下面的实质上为平面的部分切屑面21。在其后面，即在切削镶块圆形侧面19上，可制有微型条状凸起22。当镶块定位到镶块座中，由于镶块不规正受压时可能产生干涉，微型凸起22可消除任何这类干涉。此外，由于微型凸起22可使两相对的半圆状的接触面变成为小，从而可使由于焊接层厚变改变引起的任何定位不符的风险降至最小。
切削让块圆形背侧大大降低了生成裂纹的风险，这是由于它可得到良好的应力图而没有任何引起应力集中的尖角。此外，由于镶块的长度相对于镶块的宽度来说较长，从而获得了承受切削力的较大的支承面。再有，镶块自身相当便利于压制而不会引起任何结构不够致密的问题。
为了吸收径向切削力，根据本发明，钻头装有支承垫23，它钎焊或铜焊在支承垫座24中。这些支承垫座也适合采用与加工镶块座7、8和8相同的方法，用一把端铣刀进行单一的直线铣削而成。支承垫相应地有与其座相匹配的形状，也即，具有圆弧端的加长体。此外支承垫的外侧面相应地给出圆形，具有部分圆柱面的形状，以便实质上与钻削工具的圆柱包封面相符。镶块和支承垫安装时，圆形后邻接面的作用是作为安装初始阶段的导向，也即，它允许某种程度的侧向错位，这对于自动安装是必须的。

Claims (5)

1、一种主要试图用于强制排屑之钻削并实质上由圆柱管状件组成的钻头体，它的一端终止在实质上为圆柱腔(15)的内部，它的另一端设计有工作钻削头部(2)，钻削头部具有一个或多个硬质合金镶块(10)，钎焊或铜焊在为此目的制出的镶块座或凹槽(7、8、9)内，其特征在于：钻头体由单个整体件组成以及钻削头部(2)包括实质上呈截圆锥形的切屑空间(13)，切屑空间的底面朝向钻头的工作端，并与一个或多个切屑通道(11、12)相连接(即相通)，所说切屑空间(13)的另一端与实质上为圆柱的内腔(15)相连接(即相通)。
2、根据权利要求1所说的钻头体，其特征在于，镶块座或凹槽(7、8、9)和数个切削镶块(10)切向置于钻头的工作端，镶块座的后邻接面和相应的切削镶块的后邻接面呈圆弧状。
3、根据权利要求1或2所说的钻头体，其特征在于，它包含三个切削镶块，即外缘镶块(10A)、中间镶块(10B)和中心镶块(10C)。
4、根据权利要求3所说的钻头体，其特征在于，在它的顶侧有二个切屑通道(11、12)，一个切屑通道(11)导引出源于外缘镶块(10A)和中心镶块(10C)的切屑，而另一个切屑通道(12)导引出源于中间镶块(10B)的切屑。
5、根据前述任一权利要求所说的钻头体，其特征在于，所说的钻头体包含一个或数个支承垫(23)，它钎焊或铜焊在钻头体外包封面上相应的凹槽(24)中，支承垫和相应的凹槽均包含两个实质上平行的长侧面和实质上呈半圆状的端侧。
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