CN85104793A - 一种磨麻花钻头的改进装置 - Google Patents

Abstract

磨麻花钻头的装置，其磨轮可在驱动轴上轴向移动并由弹簧推向钻头导引结构。导引结构包括：几个导引通道把不同直径的钻头导向磨面；至少一个导引爪伸进钻头出屑槽里；钻头止动装置限制钻头向弹性变形的磨轮移动；至少一个支座硬度比磨轮大且有一个和磨面平行并可与磨面啮合的支座面，在磨面比止动装置更靠近导引爪的端头位置处限制弹簧把磨面推向导引结构。支座使磨轮不会因磨损而改变其相对于导引结构的位置并使磨面不规则磨损时能大致恢复其原形状。

Description

本发明涉及的是一种磨麻花钻头的装置，这种麻花钻头有两个留隙面（clearance    surface），和同每个留隙面相联系的螺旋出屑槽;这装置包含有：一个可转动的驱动轴，一个磨轮，一个钻头导引结构（drill-guiding    structwre）和钻头止动装置（drill    stop    means）;磨轮有一个磨面，而且是轴向可动地安装并连接到所述的驱动轴上，并由弹簧使其偏向钻头导引结构;钻头导引结构面朝着所说的磨面，而且它有直径各不相同的一些导引通道（guiding    passage），它们分别适合于把不同直径的麻花钻头中的一种导向所述的磨面，直至磨面在这麻花钻头的一个留隙面处同它接合上为止，而且这钻头导引结构还至少有一个导引凸块（guide    projection）同每个所述的导引通道对齐，它用于在麻花钻头插入这所述的导引通道时伸进其出屑槽内;钻头止动装置用于在一个麻花钻头伸过所述导引通道时，在另一个留隙面处同它啮合以便限制所述的这麻花钻头再向弹性屈服的磨面（resiliently    yielding    grinding    surface）运动。

从美国专利3753320和已发表的德国申请1652239中已经知道了这种不用夹盘夹紧就能磨钻头的装置。

在这已知的装置上，安排了一个可调整的支座（abutment），它作用在一个刚性连接在磨轮安装结构上的部件和钻头导引结构之间以便在磨面比钻头止动装置更靠近导引凸块的端头位置处限制弹簧把磨面推向钻头导引结构的运动。

钻头正在磨的那个留隙面相对于磨面的位置是否适当对于研磨操作能否取得满意的结果是至关重要的，这位置将取决于导引凸块相对于导引通道的径向位置，而且由于麻花钻头的螺旋出屑槽，还取决于从导引凸块到钻头止动装置的距离，这距离必须要小，不然，不同厂家生产的麻花钻的出屑槽的螺旋角（helix    angle）不同就会导致某些麻花钻头的留隙面过分偏离对于磨面的合适位置。

所述的这种已知装置的一个缺点在于：从磨面到导引凸块的轴向距离将随着所说磨面的磨损而加大，最后可能使钻头完全触不到磨轮于是，这合适的距离必须借助于可调整的支座（abntment means）重新建立起来。由于导引凸块和钻头止动装置之间的轴向距离很小，所以所说的钻头止动装置^＊调整不正确可能导致磨轮磨到钻头导引结构而损坏导引凸块。

这种已知装置的另一缺点发生在长时间磨小直径的钻头时，由于钻头直径小，在磨轮转一圈时，钻头接触不到整个磨面，这样就会在磨面上形成一条沟槽，这就是这一缺点之所在。当其后再磨一个较大直径的麻花钻头时，这沟槽就会通过磨过的留隙面反映出来，也就是通过这些大点的钻头的切削边（cutting    edge）反映出来;而且这样的沟槽达到一定尺寸时，这磨轮就不能再用了。

本发明的目的是提供一种上面开头谈到的那种装置。在这装置上磨面和导引凸块之间的合适距离以及磨面的原来形状将会自动得到保持，而且排除了磨轮损坏导引凸块的情况。

根据本发明，这目的用下述方式实现了：磨轮至少有一个同它有联系的支座（abutment），这支座的材料比磨轮的材料硬度还大^＊原文把drill stop means误为drill abutment means译者注例如，由一种硬金属或象烧结碳化物（ceniented    carbide）这样的金属陶瓷（cermet）材料制成;所说的这支座在钻头导引结构里，它有一个同磨面平行并可与磨面啮合的支座面（abutment    surface），安排这支座面用来在磨面比钻头止动装置离导引凸块更近的端头位置上限制弹簧引起磨面的运动。

在这装置中，尽管磨轮磨损了，但每个导引凸块和磨面之间的距离仍保持为常数，而且排除了发生磨轮损坏导引凸块的情况。

无论什么时候，只要麻花钻从钻头止动装置中退出来，旋转着的磨轮就会被弹簧力推到支座上，使磨轮在同所说的支座的接触中被磨损，使它的磨面形状采取同支座相符的形状。假如支座同磨面至少一样宽的话，视这种磨损时间的长短，磨面或多或少地会恢复到它原来的形状。

鉴于上述，本发明的另一目的是要提供上面开头谈到的那种装置在这种装置上，设有一个装置把转动着的磨轮恢复到所需要的磨面形状，这种恢复在麻花钻头退出钻头止动装置后进行，而且也可在麻花钻头正在磨着的时候进行，这样使磨面能不断保持在理想形状。

这目的是以下述方式实现的：在钻头导引结构上刚性地连接着许多可同磨面啮合的支座（abutment），它们分布在磨面的园周上磨轮在所说的轴上安装得使其可轴向活动而且可相对于此轴倾斜。

在这样的装置上，一个正在磨着的钻头的没有同钻头止动装置啮合上的留隙面将被压向磨面，这样弹簧偏置的磨轮就接触不到离麻花钻头最近的支座，而磨轮仍然被弹簧压向在直径方向对着钻头的那个支座，这样在磨麻花钻的过程中磨轮将会不断地恢复到所需要的形状。

在包含有一个磨轮（grinding    wheel    carrier）的装置中，磨轮座刚性地连接到磨轮上，而且它有一个同磨面同轴的孔;磨轮高度精确地保持在中心位置，在本发明范围内，若磨轮座只有很小的厚度同所说的孔相邻，而且轴的直径也比所说的孔略小时，可以允许把磨轮安装成倾斜的。在这样的装置中，假如至少有一个耦合臂（coupling    arm）不可动地连接到轴上，并近似地与轴平行，而且它角度可摆动地伸进磨轮座的偏心开口里（eccentric    opening），这样保证了转动从轴传到磨轮同时还保持了磨轮高度精确的中心位置。

可能有人会非难说，这些支座会把磨面上的磨秉（abrasive    particle）弄钝，而使它们的研磨作用下降。事实上，可以证明这样的弄钝发生得很迅速，而且还可以证明，这样钝了的磨面在不同支座接触而用来磨钻头时，它很快又重新锋利了。

在本发明的范畴内，假如磨面和支座面的径向尺寸大于这装置导引通道所能接受的最大的麻花钻头所需要的尺寸，而且此径向尺寸大到使磨面和支座面的径向放大部分之间的接触压力低于麻花钻的正在磨的留隙面和被弹簧压到所说留隙面上的磨面之间的接触压力，这对磨面就可以在研磨过程中重新变锋利。

在这样的装置中，正在磨着的麻花钻所接触的那部分磨面比磨面的其余部分磨损的要快，这样这部分磨面就接触不到支座，而被重新弄锋利了，随着研磨的继续，而保持其锋利。已经证明，假如所说的径向放大部分的尺寸选得合适，磨的过程中发生的磨面变形是可以忽略的，而且几乎不会影响磨的效果。

通常，支座是由硬金属或象烧结碳化物这样的金属陶瓷制成的，硬金属和金属陶瓷在同刚玉（氧化铝，alumina）做的磨轮接触中其磨损小到可以忽略，对这里所说的这种麻花钻头，用的磨轮通常都是刚玉做的。

经验证明，在硬金属和磨轮磨粒的研磨硬度之间的差别即使很小也能提供满意的磨轮磨损和支座磨损比，一般说来，支座必须用比磨轮硬度更高的材料来做，而磨轮的硬度就是粘接添加剂能把磨粒保持在磨面上的强度。

支座也可以用硬金属和金属陶瓷以外的材料来做，如多晶钻石（小颗粒钻石）或立方结晶氮化硼（cubic    boron    nitride，CBN）来做，用这样的材料制成的支座可同加有象碳化硅这样的比刚玉更硬的磨料的磨轮一起使用。

图1是从图2的I-I′平面看去的纵向剖面图，它示出了具体实现本发明的装置。

图2是在图1箭头A方向看去的顶视图，它示出了钻头导引结构。

图3是一张放大视图，它示出了一对导引爪（guide    lug）。

图4示出了普通麻花钻头的头部。

图5是示出图4麻花钻头部的顶视图。

图6是一张放大的局部纵向剖面图，它示出了图1所述装置中靠近一个导引通道的钻头导引结构和磨轮的各个部分。它也示出了插入所述导引通道的麻花钻头，它正被压在钻头止动装置上。

图7是一张类似于图6的剖面图，只是它示出了在插入的麻花钻头旁边的支座附近的结构。

图8是一张类似于图6的剖面图，但它示出了与插入麻花钻在直径方向上相对的支座附近的结构。

现在参照着图来更详细的说明本发明的一种例证性的具体实现。

参看图1，驱动轴1有一个延长部分一枢轴2，这枢轴适合于夹在一台图上未画出的钻床的卡盘上。

一个中空的磨轮3，它有一个由圆柱面和磨面组成的内面。磨面包含一个环状磨面部分4a，它对应于一个想象的平面，在这想象平面上所述的圆柱面同一个与它同轴的想象的圆锥相交。这磨面的径向宽度等于或略大于最大的麻花钻头的留隙面5的径向宽度，这最大的麻花钻头指的是钻头导引结构的任何一个导引通道所能接受的最大的麻花钻头，这一点将在下面谈到。磨面部分4a的外侧有一个环状磨面部分4b同它紧挨着，4b同圆柱面成90°角。

磨轮3是粘接在一个磨轮托架（grinding    wheel    carrier）上的，此托架有一个与磨轮同轴的孔7，在现在这具体实现中，这孔只有很小的轴向长度，因为这磨轮托架的轴向尺寸也很小。轴1伸过孔7，它的直径比孔7略小一些，这样，磨轮3装在轴1上是轴向可动的，而且相对于轴1是可倾斜的。

一个连接元件（coupling    element）8，11包含一个杯形部分8，它有一个中心孔供轴1从中穿过。把杯形部分8夹紧在卡环9（retaining    ring）和螺母10之间，从而使它卡紧在轴1上。这卡环卡紧在轴1上，螺母与轴1上的螺纹线相配合，拧紧在轴1上。这连接元件也包含两个连接臂（coupling    arms）11它们从杯子边缘向上伸出，并同轴并行，分别有间隙地伸过磨面托架6上的偏心孔12。

驱动轴1借助于一个滚珠轴承组件13可转动地安装在一个钻头导引结构上，这钻头导引结构包括刚性互连的元件14到18。

元件14由一个有圆柱形导引通道（guiding    passage）19（图6）的底架（body）组成，这些导引通道直径各不相同而且适应于把不同直径的钻头导向磨面4a。导引通道19的轴处于想象的圆柱面上，这圆柱面与轴1同轴，而且其直径与磨轮3的圆柱内表面的直径近似相等。底架14还包含一个包围磨轮3的中空圆柱形延伸部分14a。一个手柄14c从底架14上横向伸出来。导引爪座15、16和钻头止动装置18是压配合在底架14的中空圆柱延长部分14b上的。

导引爪座15、16由两块平板15和16组成，它们是刚性互连的。平板15上带有洞20，这些洞与各自的导引通道19对齐，而且其直径等于相应的导引通道19的直径。板16有孔21与它们相应的洞20对齐。每个孔21里伸进两个导引爪23（图3），这些导引爪是这样安排的，当麻花钻头穿过相应的导引通道19时，导引爪便可滑动地并带有角度间隙地伸进该麻花钻头各自的出屑槽里，每个导引爪23在相对的径向面上有两个边缘面24，当麻花钻头伸进相应的导引通道19并在导引爪23之间穿过时，这些边缘面便限制了该钻头在顺时针方向和反时针方向的转动。导引爪座15、16还有一个爪子或凸缘25，它向外伸，伸进底架14上的一个配合槽26中，以确保导引爪座15、16上的孔20和21同底架14上各自的导引通道19对齐（图2）。

钻头止动装置18是一个截头锥形，有一个锥形外止动面（stop    face）。

可以同磨轮3啮合的四个支座（abutment）17是焊在导引爪座15，16上的，这四个支座由比磨轮3的研磨硬度更高的材料特别是由烧结碳化物制成的。这些支座17面朝着磨面4a、4b，并规则地分布在其圆周方向上（图1、2、7和8）。每一个支座17都有支座面（abutment surface）17a，和17b。支座面17a面对着4a部分的磨面，并同它平行，支座面17b面对着磨面的4b部分，并同它平行。支座面17a和17b轴向离导引销^＊（guide pin）23的距离比钻头止动装置18的止动面的要小。

一个弹簧27一头压在连接元件8、11的底部，其另一头压在磨轮托架上，它把磨轮3的磨面部分4a、4b分别推向支座17的支座面17a，17b。磨面4a，4b在同支座17啮合时，就比钻头止动装置8的止动面更靠近导引爪23。

上面描述的这种具体实现有下述工作方式：把轴1的延长枢轴2卡进一台手动电钻床的夹头里去，用一只手握住把手14c，然后开动钻床，这样，夹头的转动通过轴1，连接元件8，11和磨轮托架6传到磨轮3。用另一只手把要磨的麻花钻头推进可以容得下这钻头的最窄的导引通道19里去，活动这钻头使其伸进所述的导引通道的导引爪23之间，直至所述麻花钻头的一个留隙面5压到钻头止动装置18上为止。然后，使这麻花钻头在导引爪23的边缘面24之间作几次角振动。再把这麻花钻头从导引爪23中轴向退出，转过180°重复上面所描述的步骤磨这钻头的另一个留隙面5，这留隙面原来是同钻头止动装置18接触的。重复上面所描述的这两个研磨循环，直至这钻如所希望的那样磨好为止。然后关掉钻床。

这样，这麻花钻头就同心地被磨到了实践上满意的公差以内，而其留隙面被磨得使这麻花钻头有适当的留隙28（clearance）^＊原文如此。可能指导引爪（guide lug）（图4）。有所希望的留隙角σ（clearance）angle）（图4）和所希望的凿尖角γ（chisel    edge    angle）。假如希望有更大的留隙28等，可把这要磨的麻花钻头插进一个稍大一点的导引通道19。

在研磨操作过程中，没压在钻头止动装置18上的钻头留隙面5迫使弹性屈服磨轮3（resiliently    yielding    grinding    surface）离开同它靠得最近的支座17（图7），而磨轮3仍被弹簧27压着，这样，那些大致在直径方向同正在磨的麻花钻头相对着的支座便同磨轮3接触，在这接触中磨轮3被磨损（图8）。因而在整个研磨操作过程中，磨面4a，4b将不断恢复到它原来的形状。

由这图上显然可看出，磨轮3的磨损不会改变从磨面4a，4b到导引爪23的距离，直至最后，磨轮托架6碰到了卡紧在驱动1上的停止环（stopring）30。在这情况下，磨轮必须更换了。

为了防止支座17把磨面4a部分的磨粒弄钝，可以适当选择磨面4b部分的径向宽度和每个支座面17的面积，使所说的面4b和17b之间在研磨中的接触压力略低于磨面4a部分和该装置所能接受的最大钻头的留隙5之间的接触压力，反者是当把所述钻头压向磨面4a部分以克服弹簧27的力时产生的。上面已经详细地解释过，在这种情况下，同麻花钻头接触的磨面部分4a在研磨中被磨锋利了然而这将导致磨面部分4a发生形变，如图6至图8中在29处以夸大的尺寸示出的那样;假如磨面部分4b的径向宽度和支座面17b的面积选得合适的话，这种变形几乎是察觉不出来的。

上面叙述了本发明的一种例证性具体实现，但本发明绝不仅限于这一个具体实现。例如，所介绍的这个例证性具体实现可以设计为一台手动钻床的附件。另一方面，本发明也可以具体实现为带有一台电机的独立设备。

可以相信，假如同麻花钻头接触的磨面以每秒大约3米到30米的面速度旋转，就磨轮对麻花钻的研磨作用和支座对磨面的作用而言效果都比较满意;最佳效果发生在大约每秒20米的面速度时，对于外径大约为80mm的磨轮，所说的面速度对应于速度在大约700到7000转/分范围内，或者对应于最佳转速5000转/分。

Claims (6)

1、用来磨有两个留隙面和两个同该留隙面相联的出屑槽的麻花钻头的装置。它包括：

一根可转动的驱动轴。

一个磨轮，它有一个环状的磨面安在所述的轴上并可在其上作轴向运动。它同所述的轴连接是为了由这轴来转动它。

一个钻头导引结构。它在轴向同所述的磨面隔开。还有一个把所说的磨轮推向所说的钻头导引结构的弹簧装置；

所述的钻头导引结构确定了许多在园周方向分布开的直径各不相同的导引通道。这些导引通道开口在两头。一头同磨面分开而又向着磨面。它们中的每一个都适合于接受一个麻花钻头，使所说的麻花钻头处于接触到所述磨面的位置上。接触到的是在轴向对着所述导引通道的那部分磨面。

同每个所述导引通道对齐。在靠近它的上述的一头的地方。所述的钻头导引结构至少有一个导引凸块适合于伸进插入所述导引通道的麻花钻头的所述出屑槽内。

所述的钻头导引结构包括钻头止动装置。它有一些止动面部分(slopsurfaceporfion)，它们在轴向分别与所述导引通道对齐并朝着它，这止动面部分同伸入有关导引通道的麻花钻头的另一留隙面啮合，以限制所说麻花钻头向所述磨面运动。

其改进在于：同磨轮相连至少有一个支座，这支座是由比磨轮材料硬度更大的材料如硬金属或象烧结碳化物这样的金属陶瓷制成的，而且所述的支座位于钻头导引结构内，它有一个平行于磨面并可同磨面啮合的支座面，这支座面用来限制磨面在一个端头位置由弹簧推着运动，在这端头位置，所述的磨面比钻头止动装置更靠近导引凸块。

2、权项1所提述的一套改进装置，这里，所说的钻头导引结构包括许多沿圆周分布的支座，每一个支座都有支座面，而且所述的磨轮装在所述的轴上可向一个使所述的磨面至少接触不到一个所说的支座面位置倾斜。

3、权项2所述的改进装置，应用于这样的装置，在其中所说的磨轮是由一个磨轮托架支撑着的，并不可转动的同它连在一起，而且所说的磨轮托架有一个同所说磨轮同轴的通孔，这里，所说的驱动轴有游隙的穿过所述的通孔并同所述的磨轮托架连接使后者转动。

4、权项3所述的改进装置，这里所述的磨轮托架在所述的通孔附近有一个小的轴向厚度。

5、权项3所提出的改进装置，这里，所说的磨轮托架至少有一个偏心孔，它大致平行于所述的通孔，而且所述的驱动轴至少带着一个连接臂（coupling  arm），这臂是不可转动地连接在所述驱动轴上并同它大致平行，这臂可晃动地伸入所述的孔中。

6、权项2提出的改进装置，这里，磨面和支座面的径向尺寸大于磨本装置任何一个导引通道所能接受的最大麻花钻头所需要的径向尺寸，而且所述的径向尺寸大到使磨面和支座面的径向放大部分之间的接触压力低于钻头正在磨的留隙面和被弹簧压到所述留隙面上的磨面之间的接触压力。

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