CN115916439A - 带有冷却剂输送装置的钻孔系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于钻削金属或其他材料的钻具组件，包括具有安装槽的夹持器，位于该安装槽中的切削刀片,以及贯穿工具冷却液供应系统。钻具系统允许向切削刀片的前掠面施加冷却液，以有助于实现更高的穿透率，同时保持切削刀片切削刃的完整性。该钻具系统包括具有旋转轴线和安装槽的夹持器。在槽中安装有切削刀片，其侧面位于安装槽侧面附近，切削刃从旋转轴线延伸。刀片包括位于安装槽上方的切削刃相邻的前掠面。至少一个冷却液通道设置有至少一个冷却液出口，该冷却液出口指向位于前掠面下方位置处的刀片侧面。冷却液出口配置为将冷却液以帘幕状分散到每个切削刃的整个前掠面上。

Description

带有冷却剂输送装置的钻孔系统和方法

交叉引用

本申请要求于2020年4月16日提交的美国专利申请号16/850684的优先权和权益，并通过引用将其全部内容并入本文。

技术领域

本发明涉及一种用于钻削金属或其他材料的钻具组件，包括夹持器，该夹持器具有安装槽和贯穿工具冷却液供应系统。其中切削刀片放置在安装槽中。更具体地说，本发明涉及一种钻具系统，该钻具系统允许冷却液应用于切削刀片的前掠面，以有助于实现更高的穿透率，同时保持切削刀片的切削刃的完整性。

背景技术

在金属切削行业，人们非常希望利用冷却液来实现更好的刀具性能。使用冷却液可提供润滑性、刀具散热，并有助于排屑。这会导致刀具运行速度更快，刀具寿命更长。尽管冷却液在各个行业的钻孔产品中的使用是典型的，但钻具行业仍然需要一种冷却液输送方法，该方法擅长瞄准切屑与切削几何体的前掠面之间的交接处，尤其是具有两个有效切削刃的钻具。在不牺牲工具寿命的情况下，此类工具中的冷却液输送无法允许在钻井作业中实现更高的钻速。实现这一点甚至更为关键，因为目前正在钻取的许多材料的性能会对此类钻具的前掠面产生不希望的热量、摩擦和粘附力，从而对钻头性能产生负面影响。在高产环境中，希望钻孔速度越来越快的愿望加剧了这些不良影响。因此，很明显地，需要以一种能够在钻孔作业期间减少热量、摩擦力和前掠面上粘附力的方式输送冷却液，以便在高于类似钻孔设计速度的情况下提高性能。

发明内容

因此，本发明涉及一种钻具，该钻具可最大限度地减少此类钻具的不需要的热量、摩擦和前掠面上的粘附力。该钻具系统包括具有旋转轴线的夹持器和第一和第二夹臂。夹臂的侧面形成安装槽。在槽中安装有切削刀片，其侧部位于安装槽侧面附近，切削刃从旋转轴线延伸。刀片包括切割刃附近的前掠面，在刀片安装在安装槽内时，前掠面位于第一和第二夹臂的上方。至少一个冷却液通道穿过第一和第二夹臂布置，其中至少一个冷却剂出口指向位于前掠面下方位置的刀片侧部。冷却液出口配置为将冷却液呈帘幕状分散到每个切削刃的整个前掠面上。

根据示例，钻具组件包括具有第一和第二端的夹持器以及旋转轴线。所述夹持器的第二端被配置成固定地连接在钻机中，所述第一端包括夹持器槽，所述夹持器槽的至少一部分上方具有底部支承面。提供至少一个具有第一和第二侧面的切削刀片，第一侧部位于夹持器槽中，与夹持器的底部支承面配合，从而使刀片与夹持器具有共同的旋转轴线。刀片的第二侧部包括从旋转轴线延伸的第一和第二双有效切削刃，以及与切削刃相邻的第一和第二前掠面。该夹持器还包括至少第一和第二冷却液孔，该冷却液孔延伸穿过夹持器，并将一定量的冷却液引导至第一和第二前掠面上的预定位置处，并将冷却液量铺开在第一和第二前掠面，基本覆盖每个切削刃相邻的前掠面的整个部分。

在一示例中，钻具组件包括至少第一和第二个冷却液孔，这些冷却液孔延伸穿过夹持器，并且在夹持器槽中的至少部分具有出口开口，并且以一定角度将一定量的冷却液引导至夹持器槽附近的预定位置处的第一和第二前掠面上，并且与前掠面成一定角度。在一示例中，钻具组件包括至少第一和第二冷却液孔，这些冷却液孔延伸穿过夹持器，并在夹持器槽中具有出口开口，并且进入与前掠面相邻的至少一个储液罐中，并将一定量的冷却液从至少一个储液罐引导到第一和第二前掠面的预定位置。

本发明还提供了一种在钻孔作业中使用钻具输送冷却液的方法，该钻具包括具有第一和第二端以及旋转轴线的夹持器。所述夹持器的第二端被配置成固定连接在钻机中，所述夹持器的第一端包括具有侧面的安装槽和位于安装槽中的切削刀片，所述切削刀片的侧面位于安装槽的侧面附近，并且，其中所述刀片包括从旋转轴线延伸的第一和第二双有效切削刃，以及与切削刃相邻并位于所述夹持器安装槽上方的第一和第一前掠面，并且其中所述夹持器还包括至少第一和第二冷却液出口，所述冷却液出口位于刀片的侧面附近，并将一定量的受压冷却液引导到刀片的侧面上，以使冷却液基本上以帘幕状扩散到每个切削刃相邻的前掠面的整个部分。

冷却液供应装置提供恒定的定向冷却液喷射在切割几何体的前掠面，特别是在双效切割刃装置的前掠面上。典型的钻机设计不以定向冷却液为目标，而是依靠冷却液的溢流效应来达到该区域。此外，通过定向冷却剂提供的对前掠面处切屑的热冲击，本发明钻具中的冷却剂输送系统还帮助切屑分割。定向冷却液还可改善切割区域周围的润滑性和冷却液流动，最大限度地减少切屑的重新切割，并促进更好地从钻孔中排出切屑。还需要注意的是，该冷却液输送系统和方法可与针对同一钻体内切割动作的其他关键区域的其他冷却液出口结合使用。这种额外的冷却液供应可能取决于各种因素，并取决于应用和材料。

因此，本发明提供了一种改进的钻具组件和方法，能够在钻孔作业期间将不希望的热量、摩擦和粘附力降至最低，从而能够以更高的速度操作钻具，同时提供超长的工具寿命。

结合附图和权利要求书，阅读各种示例的详细描述后，上述改进和优点以及本发明的其他目的和优点将成为显而易见的。

附图说明

以下结合附图，以实例的方式更详细地描述了本发明及其特征，其中：

图1是一示例中钻具夹持器主体的视图。

图2是图1所示夹持器的局部透视图。

图3是在钻具组件中要安装在图1的夹持器中的切削刀片的视图。

图4是图1所示夹持器的局部剖视图。

图5是图1所示夹持器的局部剖视图，其中图2的刀片与夹持器一起安装。

图6是本发明钻具组件中夹持器的一替代示例的局部透视图。

图7是图6夹持器的局部透视图，其中图2的刀片与夹持器一起安装。

图8是图6所示夹持器的局部剖视图，其中图2的刀片与夹持器一起安装。

图9是图6所示夹持器的局部剖视图，其中图2的刀片与夹持器一起安装。

图10是本发明钻具组件中夹持器的一替代示例的局部透视图。

图11是本发明钻具组件中切削刀片的一替代示例的视图。

图12是图10所示夹持器的局部剖视图，其中图11的刀片与夹持器一起安装。

图13是本发明钻具组件中的夹持器和切削刀片的一替代示例的局部透视图。

图14是本发明钻具组件中夹持器的一替代示例的局部透视图。

图15是图14示例的局部透视图，其中切削刀片安装在本发明钻具组件的夹持器中。

图16是本发明钻具组件中夹持器的一替代示例的局部透视图。

具体实施例

现在来看本发明的示例，需要注意的是，冷却液供应配置结合用于制孔的钻具具有明显的优势。钻头的已知冷却液配置可包括冷却液贯穿钻头，其设计为冷却液在钻头切割几何形状的间隙表面上流出。这使得冷却液被导入钻孔底部。其他布置包括冷却液出口，该出口在钻槽中流出，并对准钻孔的底部。这样的布置更有可能中断通过钻槽的切屑流，并且冷却液从远离钻头切削端的位置流向孔底部。在本发明的示例中，冷却液供应配置创建了一个优越的冷却液轨迹，该轨迹可以更好地瞄准切割几何体的整个前刀面，而不会中断切屑流。这些示例将针对改进的冷却液输送系统和方法，以提高钻孔性能。

参见图1-5，图中所示为钻具组件的第一示例，通常如10指示。钻具组件10包括夹持器12，该夹持器12具有柄14和与之相结合的头部16。夹持器12具有大致圆柱形，具有第一端20和第二端22，第二端20和柄14的一部分适于固定在钻床中使用。如图2所示，夹持器12的第一端20具有夹紧或定位槽30，该槽可以延伸穿过头部16的整个直径，或者至少延伸到夹持器12的大概旋转轴线处的中心部分。定位槽30具有底壁32，该底壁32相对于夹持器12的旋转轴线18基本垂直，或者该底壁32可以成角度或由多个表面组成。在定位槽30内，至少一个切削刀片50相对于夹持器12精确定位，并与壁32配合。切削刀片50与夹持器12一起执行所需的钻孔功能，并允许在磨损时更换刀片50。刀片50具有双重有效的切削几何结构，其点几何结构包括多个切削刃56，这些切削刃相对于夹持器12的旋转轴线精确定位，以最小化使用组件10进行的钻孔操作中产生的误差。

夹持器12可配置为在其第一端20包括一对夹臂34和36，夹臂延伸至定位槽30。夹臂34和36包括孔38，孔容纳螺钉，以将切削刀片50固定在定位槽30内的位置。孔38为螺纹孔，并与切削刀片50中形成的螺孔52配合，以将切削刀片50精确定位在定位槽30内的预定位置。每个夹臂34和36还包括第一和第二前掠面冷却液供应出口40，出口被定位为至少部分重叠每个夹臂34和36的直立壁46的上边缘44，与切削刀片50中与每个切削刃56相关联的前掠面54下方的刀片50侧部的位置相邻。与切削刃56相邻形成的切削边55提供了能够产生用于排空的卷曲金属屑的几何形状。切屑的大小和形状可以通过改变切削边55的几何形状来控制，例如位置、大小和配置。前掠面54可以形成一个平面、凹面或曲面，并在切削刃56处形成前掠面54的前倾角，该前掠面可以是均匀的或变化的。在旋转轴线附近形成的凹口提供了与切削尖端相邻的凹口切削刃和前掠面。夹臂34和36还可以包括倾斜或弯曲表面，该表面便于通过夹持器12每侧的排屑槽37清除碎屑，对应于其中一个切割边缘56。切割刀片50的底面58与支承面32匹配，尽管所示为平面状表面32，其也可以是与底面32形状相对应的另一种配置。定位凸台或定位销(未显示)可以插入到在夹持器12中定位槽30的底面32中形成的孔内，该孔相对于夹持器12的旋转轴线精确定位。切削刀片50包括一个定位槽60，该定位槽与定位凸台相配合，以相对于夹持器12的旋转轴线精确定位刀片50。

切削刀片50可以是铲形钻头刀片，一旦刀片50定位并与夹持器12固定，刀片的侧边缘62与夹持器12的旋转轴线18基本平行。在与夹持器12固定时，切削刀片50的旋转轴线最好与夹持器12的旋转轴线同轴。切削刀片50具有宽度，并且可在边缘62上包括边64，以便于加工具有所需光洁度特性的孔。切削刀片50上的切削刃56呈钝V形，在轴向中心的每一侧具有切削刃56。切削刃56可以包括多个切割部分和碎屑器66，它们协同为物料和/或钻孔应用提供所需的双效切割表面。通常，刀片50被设计成在与夹持器12一起以预定方向旋转驱动时进行切割，并且是不可逆的，尽管本领域技术人员知晓这种钻削刀片配置，并且如果需要，可以与本发明一起使用。安装孔52与夹臂34和36中的孔38配合，将刀片50固定在定位槽30内，并抵靠支承表面32。定位槽60允许在其中定位定位销，以及附接螺钉(未示出)使刀片50和槽60偏向定位销，以便根据需要正确和精确地将刀片50相对于夹持器12定位。也可以考虑其他配置，以相对于夹持器适当定位刀片50。在本示例中，切削刃56基本平行于刀片50的厚度，并坐落在低于刀片50厚度一定量处，例如约0.01至0.025英寸。冷却液从冷却液孔40中扩散，使冷却液冲击正在形成的切屑的熔合界面，并正好远离前掠面54。

在本例中，第一和第二前掠面冷却液供应出口40的布置允许润滑冷却液直接应用和流动至切削刀片50的切削刃56附近的前掠面54，从而最小化不需要的热量、摩擦以及由该类型刀具组件中的切削刃56产生的加工材料对前掠面54的粘附力。这允许在钻孔作业中实现更高的钻速。夹臂34和36可选择性地包括其他冷却液出口48，其在夹臂34或36的顶面上设置，以提供指向孔底部的额外冷却液，以便于移除切屑。在加工操作中，切削刃56使材料变形并切割，这会产生大量热量，并产生材料碎屑。材料碎屑必须从前掠面上清除并从孔中冲出。第一和第二前掠面冷却液供给出口40在与切削刀片50的切削刃56相邻的前掠面54相隔的位置处，直接向刀片50的表面提供有力的润滑冷却液流。这样，冷却液流以帘幕配置被分散，然后冲击正在成形的材料碎屑和前掠面54之间的界面。金属材料在成形碎屑的熔合边界处产生机械和化学过程，产生热量。金属材料被切削刃54塑性变形。第一和第二前掠面冷却液供应出口40提供的冷却液幕流有助于更直接地穿透熔合屏障，这是通过使冷却液以偏移角度流向前掠面和切削刃界面，在70以分散方式撞击前掠面54的下方刀片50的侧面。从出口40流出的冷却液流也不会干扰碎屑流入夹持器12中的凹槽，因为碎屑是由凹槽或其他区域形成和排出的。出口40的位置维持前掠面和所形成切屑之间的基本均匀地流向，这是通过冷却液以帘幕形式从刀片50中心附近的偏移位置流过前掠面54。冲击冷却液在前掠面54上的扩散延伸至切削刃56的外径。与初始冲击的前掠面54的距离取决于刀片50的尺寸，但通常间隔有约0.2至1英寸，在高于刀片50中心线高度的位置，但可能是基于刀片50尺寸的任何合适尺寸。出口40相对于刀片50的侧部成一定角度，例如10至40度之间的角度，或基于刀片50的尺寸的任何合适角度，以产生冷却液分散，如图5所示。对于某些应用，20至30度之间的角度被认为是有效的。冷却液孔40也与刀片的旋转轴线成一定角度，例如10至40度之间的角度，该角度基于刀片50的宽度，以允许冷却液帘幕从刀片50旋转轴线附近的相邻位置的扩展，以及在前掠面和加工期间形成的切屑之间的整个界面的扩散。对于某些应用，20至30度之间的角度被认为是有效的。夹臂34和36与刀片50侧面之间的接合处的冷却液孔40的尺寸和位置，也使得所需的冷却液体积能够分散在前掠面54与切削刃56处所形成切屑的熔合边界的接合处。冷却液可以在例如500至1000psi的压力下供应，但根据应用和加工材料的不同，其他压力可能是合适的或首选的。因此，在操作过程中，沿切削刃56从中心开始沿着前掠面形成的切屑被前掠面54上的切削边55和碎屑器66卷曲，这会产生应力，然后切屑由第一和第二冷却液出口40供应的以冲击材料的冷却液帘幕冲击，此时材料在切削刃56处变形，从而有助于切屑分割。从出口40流出的冷却液扇形穿过刀片面并进入前掠面54，以冲击在切屑形成时的熔合边界，在前掠面界面形成切屑时对材料进行热冲击。

在本例中，第一和第二冷却液出口孔40的配置在夹臂34和36与刀片50侧面的接合处具有一部分，例如所示直径的一半，提供了沿着整个前掠面54到外径的冷却液的所需分散。冷却液出口40形成部分冷却液孔出来在槽30上，并直接位于正在形成的碎屑的熔合边界。冷却液出口40将冷却液导到前掠面，并将冷却液分散到切削刃56附近的前掠面上，切削刃56是加工过程中形成材料碎屑的地方。冷却液孔40与槽30结合的配置，并与刀片50的侧面接合，以在接合处提供部分出口，使得从部分孔口流出冷却液的湍流和散射，从而产生相对于直径更大的冷却液分散。这有助于并产生在耙面54上所需的冷却液扇状分散。本例中的半孔结构使得在离开孔口时会生成左右散射，而在接合处产生的减少流量会导致边缘处的湍流，从而增加散射效应。尽管单个冷却液出口40可在前掠面54上提供所需的冷却液分散，但如果需要，可以使用额外的冷却液孔或出口来覆盖前掠面，或者可以使用部分出口40的其他配置，而不是示例的圆形孔的一半。

如以下所述参考其他示例，刀片50也可以在刀片表面上具有冷却液导向结构，以帮助将冷却液引导至前掠面，以及形成切屑。沿着前掠面54的冷却液流也直接到达前掠面54上所形成切屑的熔合边界。供应给前掠面的冷却液帘幕进一步不会阻碍切屑在凹槽中形成以排出时的移动，而是帮助卷曲和打碎在前掠面形成并离开前掠面时的切屑。冷却液被引导从凹槽偏移的位置到平坦地流过刀片50的表面和前掠面54，以便形成的切屑流跨过冷却液流的顶部，流入凹槽，以进行有效排放，即使具有大的深径比。这种布置还提供冷却液到前掠面54外径的分散，同时在刀具中心仍有分散。

参见图6-9，显示了本发明钻孔系统110的另一个示例。在本示例中，夹持器112的配置与前一示例中所述的类似，但在其第一端120处包括附加结构。夹臂134和136包括第一和第二前掠面冷却剂供应孔140，该孔开口于与槽130的内表面182相邻形成的至少一个腔室或袋部180中。本示例中的腔室180被配置为具有某种三角形，其顶面与臂134和136的侧面182和顶面184之间的接合处相交，以在接合处创建部分开口。室180的其他合适形状也可考虑。在本例中，部分开口大约从夹臂134和136的中心处在186的位置延伸，到夹臂134和136内边缘附近在188的位置。这样，通过第一和第二前掠面冷却液供应孔140流出供应的冷却液进入腔室180，然后从腔室180分散，从腔室180的顶部以及部分开口出来。部分开口在位于槽130中的切削刀片150的侧面附近形成。这允许润滑冷却液直接应用并流向前掠面154和切割边155，切割边155邻近切削刀片150的切削刃156。这再次最小化不需要的热量、摩擦以及对切削刃156产生的机加工材料的前掠面154的粘附力，以实现更高的穿透率。腔室180在切削刀片150侧面附近形成的部分开口还可以包括屏障结构190，用于防止加工过程中腔室180中可能的材料碎屑进入，和/或便于根据需要将腔室180的冷却液分散到前掠面中。结构190可具有倾斜的侧部，以根据需要帮助引导冷却液流。尽管未显示，但可以在夹臂134和136的顶面上提供额外的出口，以根据需要在孔底部提供所引导的额外的冷却液。同样在本例中，第一和第二前掠面冷却液供应出口140在与切削刀片150的切削刃156相邻的前掠面154相隔的位置处，直接向刀片150的表面提供强有力的润滑冷却液流。这样，冷却液流被分散为帘幕配置，然后撞击正在形成的材料碎屑与前掠面154之间的界面。由第一和第二前掠面冷却液供应出口140与腔室180一起提供的冷却液幕流，用于将冷却液以一偏移角度更直接地分散到熔合边界上，以达到前掠面和切削刃界面，如前一示例。同样地，腔室180形成的部分开口中的冷却液流不会干扰碎屑流入夹持器112凹槽中，因为碎屑是由凹槽或其他区域形成和排出的。出口140和腔室180的位置保持冷却液基本均匀流向前掠面与所形成切屑之间的接合处，形成冷却液帘幕，该帘幕从凹槽的偏移位置跨过前掠面154。在前掠面154上的冲击冷却液的扩散延伸至切削刃156的外径。初始冲击的前掠面的距离取决于刀片150的尺寸，但间隔一定距离，以允许冷却液的理想扩散。如图9所示，出口140相对于刀片150的侧部成一定角度，该角度用以产生冷却液分散。在本例中，冷却液孔140可与刀片的旋转轴线基本平行，但是随后在加工过程中，腔室180以一定角度产生冷却液分散，该扩散在前掠面与正形成的切屑之间的整个界面上。因此，如前一示例中所示，在操作中，在材料在切削刃156处变形以帮助切屑分割时，从中心沿切削刃156和前掠面154所形成的切屑受到热冲击。

如图10-11所示另一示例，夹持器212可配置为与前一示例所述类似，但在其第一端220处包括附加结构。夹臂234和236包括第一和第二前掠面冷却液供应孔240，该孔开口于槽230的内表面282上。在本示例中，出口240通到刀片250侧面上形成的腔室或袋部280。腔室280被配置成某种三角形，其顶部侧开口进入刀片250的顶部，与臂234和236的侧面282与顶面284之间的接合处相交，以在接合处创建部分开口。也可考虑腔室280的其他合适形状。在本例中，部分开口大约从夹臂234和236的中心286处延伸，到夹臂233和236内边缘附近在288的位置。这样，通过第一和第二前掠面冷却液供应孔240供应的冷却液进入腔室280，然后从室280分散，从室280的顶部以及部分开口出来。部分开口位于槽230中，在切削刀片250的侧面附近所形成。这允许润滑冷却液直接应用并流向切削刀片250的切削边缘256附近的前掠面254和切割边255。这将再次最小化不需要的热量、摩擦以及对切削刃256产生的机加工材料的前掠面254的粘附力，以实现更高的穿透率。在切削刀片250侧面之间，腔室280形成的的部分开口附近，也可能会形成有冷却液流分流结构290，以控制冷却液在整个前掠面254上的流动和扩散。结构290可垂直于刀片250的侧面，向下朝向前掠面254逐渐变细，但如需要，其他合适的配置比如可使用弯曲构件或凹槽来控制冷却液流量。在结构290的所示配置或其他合适配置中，结构290还可用作断屑器，以便于在材料被切割边255和前掠面254卷曲时形成碎屑。可更换的切削头250负责从工件上剪切材料，切屑分离器产生两个或多个切屑，切屑是沿前掠面254形成的，进一步被用作断屑器的结构290打碎或分割。断屑器290使切屑卷曲，产生应力，最终有助于切屑分割。冷却液输送系统提供冷却液腔280，有助于激起和分散冷却液，以撞击切割头250的所有切割边缘。为了进一步帮助冷却液扩散和帮助切屑形成，结构290还用作断屑器的脊，结构290还允许通过脊290之间形成的冷却液通道292将冷却液直接导入切屑破碎区。在其他刀具平行于刀具轴来输送冷却液时，通过涌入刀具形成的孔向切削头供应冷却液，本发明的该设计和其他设计的目的是提供激起冷却液遍及刀片表面并输送至整个切削刃的能力。

尽管未显示，但可以在夹臂234和236的顶面上提供额外的出口，以便根据需要在孔底部提供额外的冷却液。同样在本例中，第一和第二前掠面冷却液供应出口240将强有力的润滑冷却液流直接供应至腔室280。腔室280在刀片150表面与前掠面254相隔的位置处形成。这样，冷却液流被分散到帘幕结构中，然后撞击到正在形成的材料切屑与前掠面254之间的界面。由第一和第二前掠面冷却液供应出口240与腔室280一起提供的冷却液幕流，用于将冷却液以与前掠面和切削刃界面呈一偏移角度更直接地分散到熔合边界上，与前面的示例相同。腔室280产生的部分开口中的冷却液流同样不会干扰碎屑流入夹持器212的凹槽中，因为碎屑是由凹槽或其他区域形成和排出的。出口240和腔室280的位置保持冷却液基本均匀流向前掠面和所形成的切屑之间的接合处，从与凹槽偏移的位置遍及前掠面254形成冷却液幕。冲击冷却液在前掠面254上的扩散延伸至切削刃256的外径。与初始冲击前掠面254的距离取决于刀片250的尺寸，但间隔一定距离，以允许冷却液的理想扩散。出口240相对于刀片250的侧面成一定角度，以产生所需的冷却液分散。在本示例中，冷却液孔240可与刀片250的旋转轴线大致平行或成角度，然后与腔室280结合产生所需的冷却液分散。因此，如前面的示例中所示，在操作中，在材料在切削刃256处变形以帮助切屑分割时，从中心开始沿着切削刃256和沿着前掠面254所形成的切屑受到热冲击。

如图12-13所示另一示例，系统310包括夹持器312，该夹持器312包括在其第一端320的附加结构。夹臂334和336包括第一和第二前掠面冷却液供应孔340，该孔在槽330的内表面382上打开。在本例中，出口340通到刀片350侧面上形成的腔室或袋部380内。腔室380被配置成某种三角形，顶部侧朝向刀片350的顶部打开，与臂334和336的侧面382和顶面384之间的交接处相交，从而在交接处形成部分开口。开口较宽且较薄，以根据需要引起冷却液以帘幕状扩散，同时防止切屑或碎片的进入。也可考虑380室的其他合适形状。在本例中，部分开口大约从386处的夹臂334和336的中心延伸至靠近夹臂333和336内边缘的位置388处。这样，通过第一和第二前掠面冷却液供应孔340供应的冷却液进入腔室380，然后从腔室380的顶部以及部分开口分散出来，部分开口在切削刀片350的侧面附近形成。这允许润滑冷却液直接应用并流向切削刀片350的切削刃356附近的前掠面354。在本例中，切削刃356从刀片主体的厚度向外延伸，并且冷却液流直接冲击前掠面354上，并与切削刃356接触，以冲击并促进切屑形成。同样，这将最小化切削刃356产生的加工材料的不需要的热量、摩擦和对前掠面354的粘附，从而实现更高的穿透率。刀片350的侧面也可有冷却液分流结构390，以便于根据需要引导冷却液流过整个前掠面和/或腔室380。结构390可以是刀片350侧表面上的一个或多个凹槽，或其他合适的配置，以根据需要控制冷却液流。根据需要，可以使用夹臂334和336顶部的其他冷却液孔。在切削刀片350侧面之间由腔室380形成的部分开口控制着冷却液在整个前掠面354上的流动和扩散。

参见图14-15，夹持器412在其第一端420处包括附加结构。夹臂434和436包括第一和第二前掠面冷却液供应孔440，这些孔在槽430的内表面482上打开。例如，出口440通到加工到夹臂440侧面的腔室或凹槽480中，靠近刀具中心线。腔室480被配置成某种三角形，顶部侧朝向夹臂434和436的顶部打开，与夹臂436的侧面482和顶面484之间交接处相交，从而在交接处形成部分开口。开口较宽且较薄，可根据需要使冷却液以帘幕状扩散，同时防止切屑或碎片进入。也可考虑480室的其他合适形状。在本例中，部分开口大约从夹臂434和436的中心延伸至夹臂436和436内边缘附近的位置。这样，通过第一和第二前掠面冷却液供应孔440供应的冷却液进入腔室480，然后从腔室480的顶部以及部分开口分散出来，部分开口在安装在槽430中的切削刀片的侧面附近。这允许润滑冷却液直接应用到并流向切削刀片的切削刃的附近的前掠面。切削刀片的侧面也可有冷却液分流结构，以便于根据需要引导冷却液流过整个前掠面和/或腔室480。根据需要，可以使用夹臂434和436顶部的附加冷却液孔。腔室480形成的切削刀片侧面之间的部分开口控制冷却液在切削刀片的整个前掠面上的流动和扩散。

参见图16，夹持器512在其第一端包括附加结构。夹臂534和536包括第一和第二前掠面冷却液供应孔540，该孔打开至插槽530的内表面582。出口540通到腔室或袋部580，该腔室或袋部580由与冷却液通道和出口540相关的附加制造技术形成，形成于夹臂512内以及例如夹臂534和536的内侧部分。腔室580和出口540被配置为以分散模式将冷却液从腔室580引导出至位于槽530中的切削刀片的整个前掠面。腔室580的顶部朝向夹臂534和536的顶部打开，与臂534和536的侧面582与顶面584之间的交接处相交，从而在交接处形成部分开口。开口是定向的且薄的，以根据需要使冷却液以帘幕状扩散，同时防止切屑或碎片进入。也可考虑580室的其他合适形状。加成制造或成型技术使得出口540可以根据需要被引导沿切削刃的整个前掠面扩散。与出口540或腔室580相关的其他冷却液分流结构也可以使用和/或位于夹持器512中的刀片上。根据需要，可以使用夹臂534和536顶部的额外冷却液孔。定向出口540和部分开口根据需要控制遍及切削刀片整个前掠面的冷却液流动和扩散。部分开口在切削刀片侧面之间由腔室580形成。

本文中的权利要求和说明书中使用的术语“包括”、“包含”和“具有”应被视为表示可以包括其他未指定器件的开放组。术语“一种”、“一”和单数形式的词语应被视为包括相同词语的复数形式，因此这些术语意味着提供了一个或多个物体。术语“至少一个”和“一个或多个”可以互换使用。术语“单一”应用于表示某物体中的一个且仅一个。类似地，当需要特定数量的物体时，会使用其他具体整数值，例如“两个”。术语“优选地”、“首选”、“最好”、“可选”、“可以”和类似术语用于指示所指的项目、条件或步骤是实施例的可选(即，不是必须的)特征。

虽然参考本发明的实施例描述了本发明，但其应理解，此类描述仅作为示例，不应被解释为限制所要求实施例的范围。因此，实施例的范围和内容仅由权利要求的术语定义。此外，应当理解，除非另有说明，否则本文所讨论的任何实施例的特征可以与本文所讨论或预期的任何一个或多个实施例的一个或一个以上特征相结合。

Claims (20)

1.一种钻孔系统，包括：，

夹持器，其具有旋转轴线和第一和第二夹臂，所述夹臂的侧面形成安装槽，

切削刀片，其具有侧部、切削刃和前掠面，在刀片安装在安装槽内时，侧部位于安装槽的侧面附近，切削刃从旋转轴线上延伸，前掠面位于第一和第二夹臂上方的切削刃附近，

其中，夹持器包括至少一个冷却液通道，该通道穿过第一和第二夹臂布置，具有至少一个冷却液出口，该冷却液出口指向位于前掠面下方位置的刀片侧部，该冷却液出口被配置为将冷却液呈帘幕状分散在每个切削刀片的整个前掠面上。

2.根据权利要求1所述的钻孔系统，其中至少一个冷却液出口与第一和第二夹臂的侧面的上边缘相交。

3.根据权利要求2所述的钻孔系统，其中至少一个冷却液出口在第一和第二夹臂侧面的上边缘形成部分圆形开口。

4.根据权利要求1所述的钻孔系统，其中在第一和第二夹臂侧面的上边缘附近提供至少一个部分开口。

5.根据权利要求4所述的钻孔系统，其中在第一和第二夹臂的顶部提供至少一个部分开口。

6.根据权利要求5所述的钻孔系统，其中所述至少一个部分开口由至少一个冷却液出口形成。

7.根据权利要求5所述的钻孔系统，其中所述至少一个部分开口由第一和第二夹臂侧面上的至少一个腔室形成。

8.根据权利要求7所述的钻孔系统，其中所述至少一个腔室在第一和第二夹臂侧面的顶部区域具有屏障结构。

9.根据权利要求7所述的钻孔系统，其中所述至少一个腔室在第一和第二夹臂侧面的顶部区域具有冷却液分流结构。

10.根据权利要求7所述的钻孔系统，其中所述至少一个腔室形成三角形，其顶部与第一和第二夹臂侧面的顶部相交。

11.根据权利要求10所述的钻孔系统，其中所述至少一个冷却液出口位于三角形的底部附近。

12.根据权利要求5所述的钻孔系统，其中，所述至少一个部分开口由第一和第二夹臂侧面中的至少一个腔室形成，并且其中至少一个冷却液出口以一定角度指向至少一个腔室。

13.根据权利要求5所述的钻孔系统，其中所述至少一个部分开口由刀片侧面上的至少一个腔室形成。

14.根据权利要求13所述的钻孔系统，其中所述至少一个腔室在与前掠面相邻的侧面的顶部区域具有冷却液分流结构。

15.根据权利要求14所述的钻孔系统，其中所述冷却液分流结构被形成为与沿前掠面形成的碎屑相接合和断开。

16.根据权利要求13所述的钻孔系统，其中所述至少一个腔室形成为三角形，其顶部与第一和第二夹臂的侧面的顶部相邻。

17.根据权利要求5所述的钻孔系统，其中所述至少一个部分开口由至少一个腔室形成，该腔室有开口，该开口在刀片前掠面的附近和下方，并且所述至少一个冷却液出口位于引导冷却液进入至少一个腔室的底部。

18.根据权利要求1所述的钻孔系统，其中所述至少一个冷却液出口与刀片侧面的平面成10至40度的角度，并相对于旋转轴线成10至30度的角度。

19.一种钻孔系统，包括：

夹持器，其具有旋转轴线和第一和第二夹臂，所述夹臂的侧面形成安装槽，

切削刀片，其形成为底部、顶部、刃和侧部位于安装槽侧面附近的刀片，顶部表面具有从旋转轴线延伸的切削刃和与切削刃相邻的前掠面，在刀片安装在安装槽内时，前掠面位于第一和第二夹臂的上方，

其中，夹持器包括至少一个冷却液出口，该冷却液出口指向位于前掠面下方的刀片侧面，所述冷却液出口与刀片侧部一起在刀片的前掠面下方形成部分开口，该部分开口位于前掠面下方与夹持器的旋转轴线相邻的位置，以使冷却液在每个切削刃的整个前掠面上呈帘幕状分散开。

20.一种在钻孔作业中使用钻具输送冷却液的方法，该钻具包括具有第一和第二端以及旋转轴线的夹持器，所述夹持器的第二端被配置为固定连接在钻机中，所述夹持器的第一端包括具有侧面的安装槽以及位于安装槽中的切削刀片，所述切削刀片的侧部位于安装槽的侧面附近，其中所述刀片包括从旋转轴线延伸的第一和第二双有效切削刃，以及与切削刃相邻并位于夹持器安装槽上方的第一和第二前掠面，并且其中所述夹持器还包括至少第一和第二冷却液出口，冷却液出口位于刀片的侧部附近，并将一定量的受压冷却液引导到刀片的侧面上，以使冷却液基本上以帘幕状扩散到每个切削刃附近的前掠面的整个部分。

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