CN1556734A - 钻头的切削尖端 - Google Patents

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Abstract

一个钻头(10)的切削尖端(11)，钻头包括一个本体(12)，本体包括一个周边(18)。切削尖端(11)包括一个前切刃(28a)和一个末端切刃(28b)，一个中央横刃(14)在前切刃与末端切刃之间延伸，并且限定两个对称的钻头尖端半(34，36)。各钻头尖端半(34，36)包括一个主离隙(relief)表面(30)，一个第二离隙表面(32)和一个第三离隙表面(38)。第三离隙表面(38)的倾斜角大于第二离隙表面(32)，并且第二离隙表面(32)的倾斜角大于主离隙表面(30)。

Description

钻头的切削尖端
背景技术
技术领域
本发明涉及一种钻头的切削尖端。特别是，本发明涉及一种改进S-形状的钻头的切削尖端，以提供改善的推进力和钻孔性能。
相关技术的描述
一种传统的麻花钻包括一个圆柱形的钻头本体，设置有一对螺旋出屑槽，在他们之间限定麻花钻的刃带，并且从钻头的切削尖端延伸到另一端的柄部，该柄部使钻头能够固定在一个手动工具或者一个钻床的夹盘中。钻头的切削尖端通常是锥形的，带有一个中央横刃和形成麻花钻刃带的端表面的钻头尖端的侧面，由麻花钻刃带的引导表面限定的一对径向相对的切刃从横刃出发。各麻花钻刃带的外周面在其前切刃处具有一个径向突出部，被称为一个刃带、一个圆柱形刃带、一个磨耗边缘、或者一个支承边缘(margin)。这两个支承边缘沿着麻花钻刃带的长度延伸，并且在钻孔时径向引导钻头。
如通常所知，麻花钻在横刃或者切刃处的螺旋磨削导致较大的间隙角。这对容易对中的点钻是有利的，但是对于高进给速度是不利的，特别是使横刃减弱。因此，为了改善具有螺旋磨削面的麻花钻的切削状况，时常校正横刃，例如通过使之变尖，或者通过使侧面前倾角符合要钻的材料，如R.Stock AG于1979年在柏林出版的手册第三版第40页中公开的。
发明概述
简而言之，根据本发明提供一种钻头的切削尖端。钻头包括一本体，本体有至少两个径向相对的出屑槽。本体还包括一个周边、一个钻心(web)和从钻心延伸的刃带，并且在刃带的前缘具有钻锋边缘。出屑槽定位在刃带之间。
切削尖端包括一个前切刃和一个末端(trailing)切刃，一个中央横刃在前切刃与末端切刃之间延伸，并且限定两个对称的钻头尖端半。各钻头尖端半包括一个主离隙(relief)表面，一个第二离隙表面和一个第三离隙表面。主离隙表面径向向外倾斜，从中央横刃到本体的周边并且向下从前切刃到第二离隙表面。第二离隙表面径向向外倾斜，从中央横刃到本体的周边，并且从主离隙表面向下到出屑槽的前倾面。第三离隙表面径向向外倾斜，从中央横刃到出屑槽的前倾(rake)面，并且向下从中央横刃到第二离隙表面。第三离隙表面的倾斜角大于第二离隙表面，第二离隙表面的倾斜角大于主离隙表面。
附图说明
本发明的进一步的特性以及由此得到的优点通过参照附图进行的详细描述会更加清楚。
图1是根据本发明的麻花钻的端视图；
图2是图1的麻花钻的局部侧视图；
图3是图2的麻花钻的放大的局部透视图；
图4是图1的麻花钻的横刃放大的局部视图；
图5是图1的麻花钻的横刃放大的局部视图；和
图6是图1的麻花钻的侧视图。
优选实施例的描述
在下面的描述中，相同的标号表示相同或者相应的部件。而且在下面的描述中，应当明白这样的术语，如“向前”、“向后”等等，是为了方便起见，而不是限定性的术语，除了本发明要求的。
参见附图，示出了根据本发明的麻花钻10。虽然为了方便本发明示出了一种由金属或者烯结碳化物形成的整体的麻花钻，但是应当理解钻头尖端的几何形状还可以如本领域公知的，形成为可取下切削尖端的钻头的嵌入件，该嵌入件由金属或者烯结碳化物等制造。因此，麻花钻的切削尖端的描述不认为是对本发明的限定，除非另外要求。
麻花钻10包括一个切削尖端11和一个本体12，本体12包括至少两个径向相对的出屑槽14。出屑槽14具有一个30度螺旋角，界定径向相对的麻花钻刃带16。本体12具有一个周边，在图中用18表示。本体12可以实质上是圆柱形或者根据需要成锥形。本体12的长度包括，从钻心20或者其中央本体部延伸的刃带22。出屑槽14形成在刃带22之间。钻锋边缘24形成在刃带16的转动的前缘处。
钻10的前端上的切削尖端11是一个单角设计。如图所示，切削尖端11具有一个尖端角θ1，大约为140度。切削尖端11在钻心20的端部包括一个横刃26。切刃28从横刃24延伸到周边18，与钻10的外刃处边缘24相会。在麻花钻刃带16的外刃上，切刃28具有一个径向负倾角。
如图1所示，横刃26是一个“S形”刃。横刃26从邻近钻10的周边18的前(leading)切刃28a，跨过切削尖端11的中央部分，延伸到末端(trailing)切刃28b，从而限定两个对称的钻头尖端半34和36。各钻头尖端半34和36包括一个主离隙(relief)表面30、一个第二离隙表面32和第三离隙表面38。主离隙表面30从中央横刃26径向向外倾斜，并且从切刃28向下倾斜到一个相对更陡的倾斜的第二离隙表面32。
参见图1-5，主离隙表面30沿着从钻锋边缘24处的外侧刃部分向横刃26延伸的一段切刃与前切刃28a相会。主离隙表面30从前切刃28a向回延伸，并且向着第二离隙表面32延伸。主离隙表面30是大致曲线状外凸弯曲的派(pie)形。
第二离隙表面32沿着从横刃部分向着外刃到主离隙表面终止处延伸的那段切刃与横刃26以及切刃相会，并且与出屑槽14的倾斜表面相会。第二离隙表面32从横刃26向下延伸，并且从主离隙表面30向后延伸，并且向着周边18径向向外延伸。第二离隙表面32是倾斜的，其相对于垂直于麻花钻10的中轴线(C)的直线的角度是大约20-60度。在一个优选的实施方式中，第二离隙表面32的倾斜角大约是30度。第二离隙表面32也是大致曲线状外凸弯曲的派(pie)(一种饼)形。
第三离隙表面38当麻花钻钻入工件表面时辅助切屑控制和从切削尖端11排出去除的材料。第三离隙表面38与第二离隙表面32以及出屑槽14的倾斜表面相会，并且与S形的横刃26相会。第三离隙表面38从s形横刃26向下延伸到出屑槽14的倾斜表面，并且是倾斜的，其倾斜角大于第二离隙表面32。第三离隙表面38的倾斜角大于第二离隙表面32，第二离隙表面32大于主离隙表面30。如图3所示，第三离隙表面38与中轴线(C)的角度θ2是大约0-2度。第三离隙表面38也是大致派形。第三离隙表面38可以是曲线状内凹的或者曲线状外凸的，并且在一个优选的实施方式中是实质上平面的。
钻头尖端可以包括一个本领域公知的冷却剂通道孔40，并且在图1-3和6中示出。
制造根据本发明的麻花钻，可以根据需要采用各种本领域公知的金属移除(metal removal)(铣削和磨削)和/或冲压和/或热处理方法步骤。更详细的加工S形横刃的描述参见美国专利US4,826,368，在此引入供参考。
下面的例子是描述性的不是限定性的。
例1
进行一个实验，比较三个不同的钻头尖端轮廓形状钻一个孔所需的推进力。所测试的钻头轮廓形状是根据本发明的带有一个第三离隙表面和标准市售的钻头轮廓形状，不带有第三离隙表面。钻头轮廓被测试在4140钢((200SFM(60.0MPM)@0.012IPR)(.304MMR))和1018钢((290SFM(88.3MPM)@0.012IPR)(.304MMR))上，采用一个MakinoA-55水平机力钻。钻套和钻头夹具是一种HSEM0709RISSF075和HSK63ATG100弹簧夹头，可以从Kennametal Inc买到。测试的嵌入件是KSEM1927MDM和KSEM1927HPM，这是标准的嵌入件，可以从Kennametal Inc买到。
如下面的表1和2所示，根据本发明改进的嵌入件可一致地在两种材料中运转较低的推力。
表1
    材料1018/290SFM@0.012IPR
    嵌入件     每10个孔测量的平均推力
    KSEM1927MDM     1037.51磅(Ibs)
    KSEM1927HPM     949.04磅
根据本发明改进的KSEM1927MDM     815.46磅(低于标准值22％)
表2
    材料4140/200SFM@0.012IPR
    嵌入件     每10个孔测量的平均推力
    KSEM1927MDM     948.54磅
    KSEM1927HPM     1065.80磅
根据本发明改进的KSEM1927MDM     833.38磅(低于标准值13％)
在此参照的文件、专利和专利申请被引入供参考。
本发明已经结合具体的实施例进行了描述，应当理解，这只是描述性的不是限定性的，并且附上的权利要求的范围被认为是现有技术允许的最宽的。

Claims (32)

1.一种钻头，包括：
一个切削尖端和一个本体，本体包括至少两个径向相对的出屑槽，本体包括一个周边、一个钻心和从钻心延伸的刃带，并且在刃带的前缘具有钻锋边缘，其中出屑槽定位在刃带之间，切削尖端包括一个前切刃和一个末端切刃，一个中央横刃在前切刃与末端切刃之间延伸，并且限定两个对称的钻头尖端半，其中各钻头尖端半包括一个主离隙表面、一个第二离隙表面和一个第三离隙表面；
主离隙表面从中央横刃到本体的周边径向向外并且从前切刃到第二离隙表面向下倾斜；
第二离隙表面从中央横刃到本体的周边径向向外并且从主离隙表面到出屑槽的倾斜面向下倾斜；
第三离隙表面从中央横刃到出屑槽的倾斜面径向向外并且从中央横刃到第二离隙表面向下倾斜；
其中第三离隙表面的倾斜角大于第二离隙表面，第二离隙表面的倾斜角大于主离隙表面。
2.如权利要求1的钻头，其中出屑槽具有30度的螺旋角，界定径向相对的麻花钻刃带。
3.如权利要求1的钻头，其中本体是大致圆柱形的。
4.如权利要求1的钻头，其中切削尖端是一个单角切削尖端。
5.如权利要求4的钻头，其中切削尖端具有一个尖端角，大约为140度。
6.如权利要求1的钻头，其中切刃的麻花钻刃带的外刃具有一个径向负倾角。
7.如权利要求1的钻头，其中横刃是一个“S形”刃。
8.如权利要求1的钻头，其中主离隙表面是大致曲线状外凸弯曲的派形。
9.如权利要求1的钻头，其中第二离隙表面是大致曲线状外凸的弯曲的派形。
10.如权利要求1的钻头，其中第二离隙表面是倾斜的，其相对于垂直于钻头的中轴线的直线的角度是大约20-60度。
11.如权利要求10的钻头，其中第二离隙表面是倾斜的，倾斜角度是大约30度。
12.如权利要求1的钻头，其中第三离隙表面是大致派形。
13.如权利要求1的钻头，其中第三离隙表面是倾斜的，其与中轴线的角度是大约0-2度。
14.如权利要求1的钻头，其中第三离隙表面是基本平面的。
15.如权利要求1的钻头，其中第三离隙表面是曲线状内凹的。
16.如权利要求1的钻头，其中第三离隙表面是曲线状外凸的。
17.一种钻头的切削尖端，钻头包括一个本体，本体具有一个周边，切削尖端包括一个前切刃和一个末端切刃，一个中央横刃在前切刃与末端切刃之间延伸，并且限定两个对称的钻头尖端半，其中各钻头尖端半包括一个主离隙表面、一个第二离隙表面和一个第三离隙表面；
主离隙表面从中央横刃到本体的周边径向向外并且从前切刃到第二离隙表面向下倾斜；
第二离隙表面从中央横刃到本体的周边径向向外并且从主离隙表面到出屑槽的倾面向下倾斜；
第三离隙表面从中央横刃到出屑槽的倾斜面径向向外并且从中央横刃到第二离隙表面向下倾斜；
其中第三离隙表面的倾斜角大于第二离隙表面，并且第二离隙表面的倾斜角大于主离隙表面。
18.如权利要求17的切削尖端，其中出屑槽具有30度的螺旋角，界定径向相对的麻花钻刃带。
19.如权利要求17的切削尖端，其中本体大致是圆柱形的。
20.如权利要求17的切削尖端，其中切削尖端是一个单角切削尖端。
21.如权利要求20的切削尖端，其中切削尖端具有一个尖端角，大约为140度。
22.如权利要求17的切削尖端，其中切刃的麻花钻刃带的外刃具有一个径向负倾角。
23.如权利要求17的切削尖端，其中横刃是一个“S形”刃。
24.如权利要求17的切削尖端，其中主离隙表面是曲线状外凸弯曲的派形。
25.如权利要求17的切削尖端，其中第二离隙表面是曲线状外凸弯曲的派形。
26.如权利要求17的切削尖端，其中第二离隙表面是倾斜的，其相对于垂直于钻头的中轴线的直线的角度是大约20-60度。
27.如权利要求26的切削尖端，其中第二离隙表面是倾斜的，倾斜角度是大约30度。
28.如权利要求17的切削尖端，其中第三离隙表面大致是派形。
29.如权利要求17的切削尖端，其中第三离隙表面是倾斜的，其与中轴线的角度是大约0-2度。
30.如权利要求17的切削尖端，其中第三离隙表面是基本平面的。
31.如权利要求17的切削尖端，其中第三离隙表面是曲线状内凹的。
32.如权利要求17的切削尖端，其中第三离隙表面是曲线状外凸的。
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