CN1188239C - 钻头 - Google Patents
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Abstract
一种钻头，所述钻头可以进行轴向切削以及侧向切削，具有一具钻头直径的圆柱形的细长体，所述细长体包括一用于轴向切削的最前面的钻孔端、一个从钻孔端延伸的用于侧向切削的的切削段，和一个在切削段后面的钻杆。切削段是螺旋角基本为15°±2°的螺旋切面，形成一对正好相对的螺旋沟槽，所述沟槽最外面的边棱被锐化，围绕坚固的钻心形成相应的切刃，钻心的直径基本直接与钻头直径成比例。根据下述公式计算出钻头体轴向上的切刃长度：切刃＝钻头直径xπx CC/tg(螺旋角)，其中CC是范围基本在0.85至0.90的常数值。
Description
技术领域
本发明涉及一种钻头，所述钻头可以实现轴向的及横向的切削。
背景技术
已知有某些类型的与通常钻头类似的可以进行轴向切削或钻孔的以及与铣刀头类似的可以进行横向或侧向切削的钻头。为了实现光滑的侧切削，切削刃必须与钻头轴相对倾斜一个小的角度。但此点势必需要钻头具有一个较大的直径，以便使钻心充分的粗足以实现相应的强度，因此在制造钻头时必然需要附加的材料并随之提高了生产成本。
本发明旨在提出一种改善的钻头，所述钻头具有最佳的切削性能和低廉的生产成本，可克服或至少缓解上述问题。
发明内容
根据本发明提出一种钻头，所述钻头可以进行轴向及侧向切削，具有一个具钻头直径的圆柱形的细长体，所述细长体包括一用于轴向切削的最前面的钻孔端、一个从钻孔端延伸的用于侧向切削的切削段，和一个在切削段后面的钻杆，其中切削段是螺旋角为15°±2°的螺旋切面，形成一对正好相对的螺旋沟槽，所述沟槽最外面的边棱被锐化，围绕坚固的钻心形成相应的切刃，钻心的直径直接与钻头直径成比例。根据下述公式计算出钻头体轴向上的切刃长度：切刃＝钻头直径×π×CC/tg，其中为螺旋角，CC是范围为0.85至0.90的常数值
常数CC的值优选为0.85。
根据一优选实施例，根据下述公式计算钻心的直径：钻心直径＝钻头直径×CD，其中CD是范围在0.5400至0.60000的常数值。
常数CD的值优选为0.5714。
优选在钻头体轴向上的切刃的长度与形成沟槽的螺旋切面方向的长度成正比例。
优选根据下述公式基于螺旋切面计算出切刃：切刃＝螺旋切面×CC。
优选常数CC的值为0.85。
优选每个沟槽的径向刀面角为10-0 +3度。
优选切刃的切削角为45°±2°。
根据第一优选实施例，钻头直径为3.5-0.10 +0mm。
根据第二优选实施例，钻头直径为3.175-0.10 +0mm。
根据第三优选实施例，钻头直径为6.35-0.10 +0mm。
优选钻头体的长度为70mm至80mm。
附图说明
下面将对照附图对本发明举例加以详细说明。图中示出：
图1为根据本发明的钻头的第一实施例的侧视图；
图2为图1所示的钻头端部的沿II-II线的放大剖面图；
图3为图1所示的钻头端部的放大正视图；
图4为图3所示的钻头的沿IV-IV线的局部剖面图；
图5为图1所示的钻头的前端的放大侧视图；
图6为图5所示的钻头前端的外形图；
图7至12分别与图1至6类似，其中示出本发明的第二实施例；和
图13至18分别与图1至6类似，其中示出本发明的第三实施例。
具体实施方式
首先图1至6示出根据本发明第一实施例的钻头100，所述钻头可以进行轴向切削及侧向切削。钻头100适用于在大约30,000转/分钟的正常速度下使用并用于对厚度达19mm-20mm(大约3/4英寸)的无浆砌墙、诸如层压板等木材、包括丙烯酸类、丙烯睛-丁二烯-苯乙烯三元共聚物和聚氯乙烯等塑料板，和铝板进行切削。
钻头100具有一个整体为圆柱形的细长体102，所述细长体由高速切削工具钢构成，其外径或钻头直径基本为3.5-0.10 +0mm和总长度大约为70mm。细长体102的前段是形成切削段110的螺旋切面并且紧接着前段的后段是图中加以省略的钻杆120。切削段的计算长度如下面所述基本上为41.04mm，整个长度的余剩部分，即大约28.96mm为钻杆。
作为钻头体102的切削段110和钻杆120具有的外径相同，即3.5-0.10 +0mm。切削段110具有坚固的钻心104，所述钻心的直径基本为2.0mm，以下对此称作心直径。心直径与钻头直径成正比，具体地说根据下述第一公式计算心直径：
心直径＝钻头直径×CD，
其中CD是基本在0.5400-0.6000范围的常数值，如在本实施例中所述优选为0.5714。
切削段110是围绕钻心104形成的正好相对的螺旋沟槽130的螺旋切面。以钻头体102的轴为基准的沟槽130的倾角被称作螺旋角，所述螺旋角基本被具体预定为15°±2°。螺旋切面被称作螺旋线导程，所述螺旋线导程用于形成切削段110上的螺旋沟槽130并且因此在钻头体102的轴向上的长度为41.04mm。根据下述第二公式计算螺旋线导程的轴向长度：
螺旋线导程＝钻头直径×/tg，其中为螺旋角，
其中螺旋角的值基本为15°±2°。
实际每个沟槽130最外面的边棱仅在从钻头体102最前面的钻孔端106向后延伸的长度的一部分上被锐化，从而形成径向的切刃132。切刃132在钻头体102的轴向上的轴向长度基本为34.88mm，切刃与螺旋线导程成正比，并且具体地说，切刃是根据下述第三个公式计算出来的：
切刃＝螺旋线导程×CC，
其中Cc是基本在0.85-0.90范围的常数值，如在本实施例中所述优选为0.85。
第三个公式包括第二个公式，所述第三个公式如下：
切刃＝钻头直径×π×CC/tg，其中为螺旋角，
其中Cc是基本在0.85-0.90范围的常数值并且如在本实施例中所述优选为0.85，并且螺旋角的值基本为15°±2°。
沿沟槽130的位置Y是切刃132终结位置，当受到过度的横向负荷时，所述位置是钻头体102最易于断裂的最薄弱的的点。其原因在于由锐刃部分向非锐刃部分的结构突变，或换句话说该结构突变发生在位置Y上。
为34.88mm的切刃132的长度是根据钻头直径和螺旋角决定的，因而其实际适用于对上述的厚度达19mm的材料板进行横向切削，而不会在正常使用时钻头体102出现断裂。横向切削例如用于对材料板棱进行修整或在材料板上进行扩孔。
每个沟槽130的切刃的切削角被具体预定在基本为45°±2°，以便有效地实施横向或侧切削。为实现以所采用的正常的转速30,000转/分钟在上述材料上实现最佳侧切削性能，而又不会因为摩擦产生过量的热，选择具有两个并仅具有两个的沟槽130与切刃角45°±2°相互配合。
每个沟槽130在其齿面上的正的径向刀面角基本为10-0 +3度，所述刀面角主要取决于螺旋角15°±2°和心直径与钻头体102直径的比，即常数CD。在切刃132锐化时形成45°±2°的切刃。
在形成切刃132后对钻头体102的钻孔端106进行磨削，以便成形和锐化，所述钻孔端具有与已有技术相同的的形状和结构。尤其是钻孔端的锥角基本为116°±3°并且磨削角基本为120°±3°。
必须进行回火处理，以便降低脆性并消除在在先的硬化处理时由于突然冷却而导致的内部应变，其中可达到一定的钻头强度，例如HRC58-62。
图7至12示出实施本发明的第二种钻头100A，基于上述公式，所述钻头基本具有与第一种钻头相同的结构，其中用相同的附图标记加后标“A”标示等同的部分。钻头110A唯一的主要区别在于，其钻头直径基本为3.175-0.10 +0mm，相对小于第一种钻头100的直径。
基于该钻头直径，利用第一公式计算出的钻心直径基本为1.81mm，并且根据第二公式螺旋线导程长度基本为37.23mm。第三个公式确定出切刃132A的长度基本为31.64mm。螺旋角基本保持在15°±2°不变。同样，沟槽130A的径向刀面角基本为10-0 +3度并且切刃132A的切削角基本为45°±2°。
图13至18示出实施本发明的第三种钻头100B，基于上述公式，所述钻头基本具有与第一种钻头相同的结构，其中用相同的附图标记加后标“B”标示等同的部分。钻头110B唯一的主要区别在于，其钻头直径基本为6.35-0.10 +0mm，相对大于第一种钻头100的直径。
基于该钻头直径，利用第一公式计算出的钻心直径基本为3.63mm，并且根据第二公式螺旋线导程长度基本为74.45mm。第三个公式确定出切刃132B的长度基本为48.39mm。螺旋角基本保持在15°±2°不变。同样沟槽130B的径向刀面角基本为10-0 +3度并且切刃132A的切削角基本为45°±2°。
上面对本发明仅以举例的方式做了说明，本领域的专业技术人员可对上述实施例做出各种改变和改动，而不会偏离权利要求中限定的本发明的范围。
Claims (13)
1.一种钻头，所述钻头可以进行轴向切削以及侧向切削，具有一具钻头直径的圆柱形的细长体，所述细长体包括一用于轴向切削的最前面的钻孔端、一个从钻孔端延伸的用于侧向切削的的切削段，和一个在切削段后面的钻杆，其中对切削段是螺旋角为15°±2°的螺旋切面，形成一对正好相对的螺旋沟槽，所述沟槽最外面的边棱被锐化，围绕坚固的钻心形成相应的切刃，所述钻心的直径与钻头直径成正比例，其中根据下述公式计算出钻头体轴向上的切刃长度：切刃＝钻头直径×π×CC/tg，其中为螺旋角，CC是范围为0.85至0.90的常数值。
2.按照权利要求1所述的钻头，其中常数CC的值是0.85。
3.按照权利要求1所述的钻头，其中根据下述公式计算钻心的直径：钻心直径＝钻头直径×CD，其中CD是范围在0.5400至0.60000的常数值。
4.按照权利要求3所述的钻头，其中常数CD的值是0.5714。
5.按照权利要求1所述的钻头，其中在钻头体轴向上的切刃的长度与形成沟槽的螺旋切面方向的长度成正比例。
6.按照权利要求5所述的钻头，其中根据下述公式基于螺旋切面计算出切刃：切刃＝螺旋切面×CC。
7.按照权利要求6所述的钻头，其中常数CC的值是0.85。
8.按照权利要求1所述的钻头，其中每个沟槽的径向刀面角为10-0 +3度。
9.按照权利要求1所述的钻头，其中切刃的切削角为45°±2°。
10.按照权利要求1所述的钻头，其中钻头直径为3.5-0.10 +0mm。
11.按照权利要求1所述的钻头，其中钻头直径为3.175-0.10 +0mm。
12.按照权利要求1所述的钻头，其中钻头直径为6.35-0.10 +0mm。
13.按照权利要求1所述的钻头，其中钻头体的长度为70mm至80mm。
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