SE531774C2

SE531774C2 - Pin drill bit

Info

Publication number: SE531774C2
Application number: SE0602559A
Authority: SE
Inventors: Christer Lundberg
Original assignee: Sandvik Intellectual Property
Priority date: 2006-11-29
Filing date: 2006-11-29
Publication date: 2009-08-04
Also published as: WO2008066445A1; US20080135308A1; SE0602559L

Description

40 45 60 531 ??4 större antal periferiskär placeras tangentiellt åtskilda utmed en perifer, ring- formlg yta mellan den centrala ändytan och mantelytan. Denna perifera ring- yta är konisk, med konvinklar inom området 90-140°, vilket innebär att de olika periferistiftens centrumaxlar gemensamt träffar borrkronans centrumaxel i lika stora vinklar om 20-45°. 40 45 60 531 ?? 4 larger numbers of peripheral inserts are placed tangentially spaced along a peripheral, annular surface between the central end face and the mantle surface. This peripheral ring surface is conical, with cone angles in the range 90-140 °, which means that the center axes of the different peripheral pins jointly meet the center axis of the drill bit at equal angles of 20-45 °.

Exempel på kända stiftborrkronor av det aktuella slaget är beskrivna i SE 9001081-0, SE 8305048-4, SE 607972, FR 1514998 och FR 2646875. l de båda borrkronor, som är kända genom FR 1514998 och FR 2646875, är periferistiften, för att öka dessas aggressivitet, snedställda icke blott i förhållande till borrkronans centrumaxel, utan även i riktning framåt i ro- tationsriktning relativt den vanligen koniska yta från vilken stiftet sticker ut. l praktiken erbjuder dylika konstruktioner tlllverkningsmåssiga problem såtillvida att borrningen av det enskilda hålet måste ske i ett geometriskt komplicerat läge mot en konyta. Det inträffar därför lätt att borrens spets vid den initiala anborrningen glider utmed konytan och ﬁärmas från sin förutbestämda änt- ﬂngspunkt Uppfinniggens syften och särdraq Föreliggande uppfinning tar sikte på att undanröja ovannämnda problem och skapa en stiftborrkrona vars periferistift låter sig monteras i preci- sionsborrade hål, som är enkla att åstadkomma trots den komplicerade, rymdgeometriska belägenheten.Examples of known pin drill bits of the type in question are described in SE 9001081-0, SE 8305048-4, SE 607972, FR 1514998 and FR 2646875. In the two drill bits known from FR 1514998 and FR 2646875, the peripheral pins are increase their aggressiveness, inclined not only in relation to the center axis of the drill bit, but also in the forward direction in the direction of rotation relative to the usually conical surface from which the pin protrudes. In practice, such constructions present manufacturing problems in that the drilling of the individual hole must take place in a geometrically complicated position against a cone surface. The present invention aims at eliminating the above problems and creating a pin drill bit whose peripheral pins can be mounted in precision steel. which are easy to achieve despite the complicated, spatial geometric location.

Enligt uppfinningen nås nämnda syfte medelst de särdrag, som är i angivna iden enda patentkravets kännetecknande del.According to the invention, said object is achieved by means of the features which are in the stated id the only characteristic part of the claim.

Kort beskrivning av bifogade ritningg På ritningarna är: Fig. 1 en perspektivisk sprängvy visande en stiftborrkrona enligt uppﬁn- ningen, varvid ett enskilt periferistift visas åtskilt från borrkronans grundkropp, Fig. 2 en central längdsektion genom samma borrkrona, Fig. 3 en förenklad deltaljsektion, som schematiskt illustrerar uppfin- nlngstanken, och Fig. 4 en planvy A-A ovanifrån i Fig. 3. 70 75 80 85 90 95 100 531 'F74 Detgllerad beskrivningäv ett föredragegtförande av gggfinninggg l Fig. 1 visas en i enlighet med uppfinningen utförd stiftborrkrona, vilken innefattar dels en grundkropp 1, dels ett antal stift 2, 3, som i detta fail har formen av separat tillverkade kroppar, vilka är permanent förbundna med grundkroppen. Stiften utgörs av dels periferistift 2, dels centrumstift 3. l prakti- ken tillverkas stiftkropparna av hårdmetall eller annat material, som är hårdare och mer nötningsbeständigt än materialet i grundkroppen, vilket vanligen ut- görs av stål.Brief description of the accompanying drawings In the drawings: Fig. 1 is an exploded perspective view showing a pin drill bit according to the invention, a single peripheral pin being shown separately from the base body of the drill bit, Fig. 2 a central longitudinal section through the same drill bit, Fig. 3 a simplified partial section, Fig. 4 is a plan view AA from above in Fig. 3. 70 75 80 85 90 95 100 531 'F74 Detailed description of a preferred embodiment of the invention Fig. 1 shows a pin drill bit made in accordance with the invention, which comprises partly a basic body 1 and partly a number of pins 2, 3, which in this fail have the form of separately manufactured bodies, which are permanently connected to the basic body. The pins consist of peripheral pins 2 and center pins 3. In practice, the pin bodies are made of cemented carbide or other material, which is harder and more abrasion-resistant than the material in the base body, which is usually made of steel.

Grundkroppen 1 innefattar ett främre huvud 4 och ett bakre skaft 5, som är smalare än huvudet, och som iexempiet är hyisformigt. Grundkrop- pens form är generellt rotationssymmetrisk såtillvida att dess mantelyta inne- fattar en cylindrisk yta 7, som bildar skaftets 5 utsida, och en svagt konisk siäppningsyta 8 på huvudet 4. Denna konyta konvergerar i riktning bakåt och åtskiiis från cyiinderytan 7 via en ringformig hals 9. En cirkulär gränslinje 10 bildar övergång mellan släppnlngsytan 8 och huvudets 4 främre ändyta. Även denna ändyta innefattar två delytor, nämligen en central frontyta 12 och en pe- riferisk konyta 13. Siäppningsytan 8 är genombruten av ett antal kaxspår 14.The basic body 1 comprises a front head 4 and a rear shaft 5, which is narrower than the head, and which the example is hoist-shaped. The shape of the base body is generally rotationally symmetrical in that its circumferential surface comprises a cylindrical surface 7, which forms the outside of the shaft 5, and a slightly conical sieve surface 8 on the head 4. This cone surface converges in the rearward direction and separates from the cylindrical surface 7 via an annular neck. 9. A circular boundary line 10 forms a transition between the release surface 8 and the front end surface of the head 4. This end surface also comprises two partial surfaces, namely a central front surface 12 and a peripheral conical surface 13. The sifting surface 8 is pierced by a number of cuttings grooves 14.

Vidare mynnar åtminstone en spolvätskekanal 15 i släppningsytan 8. l front- ytan 12 mynnar spoivätskekanaier 16.Furthermore, at least one flushing liquid channel 15 opens into the release surface 8. In the front surface 12, flushing liquid channels 16 open.

Borrkronan är roterbar i en förutbestämd rotationsriktnlng R, kring en med C betecknad centrumaxel.The drill bit is rotatable in a predetermined direction of rotation R, about a center axis denoted by C.

Antalet periferistift 2 i exemplet uppgår till sex, och antalet kaxspår 14 till tre, varvid periferistiften är placerade två och två mellan närbelägna kaxspår. Antalet centrumstift 3 uppgår i exemplet till fyra. Av dessa fyra är tre belägna periferiskt utmed den centrala frontytan 12, i omedelbar närhet av en cirkulär gränslinje 11 mellan ytorna 12 och 13, medan ett fjärde är beläget närmare borrkronans centrumaxel C.The number of peripheral pins 2 in the example amounts to six, and the number of cuttings grooves 14 to three, the peripheral pins being placed two and two between adjacent cuttings grooves. The number of center pins 3 in the example is four. Of these four, three are located peripherally along the central front surface 12, in the immediate vicinity of a circular boundary line 11 between the surfaces 12 and 13, while a fourth is located closer to the center axis C of the drill bit.

Det enskilda stiftet 2 resp. 3 innefattar en cylindrisk basdel 18 och en avsmalnande spets eller topp 19, som i exemplet enligt Fig. 1 och 2 har s.k. ballistisk form såtillvida att densamma avgränsas av en eller fiera konvexa ytor. Basdeien 18 appliceras i ett hål 20 i borrkronans huvud och förenas per- manent med detta på lämpligt sätt, t.ex. via ett krympförband, som åstadkoms 105 110 115 120 125 130 135 531 ??4 genom att stiftet appliceras i hålet då detta är vidgat genom uppvärmning av borrkronan, varefter borrkronan tillåts svalna så att stiftet kläms fast i hålet. l Fig. 2 visas hurusom borrkronans bakre skaftdel 5 i detta fall av- gränsar ett hålrum 22 i vilket den främre änden av en borrstång eller borr- sträng kan föras in och kopplas ihop med borrkronan, t.ex. via ett gängför- band. Från detta hålrum 22 kan spolvätska matas ut via kanalerna 15, 16.The individual pin 2 resp. 3 comprises a cylindrical base part 18 and a tapered tip or top 19, which in the example according to Figs. 1 and 2 has so-called ballistic shape in that it is bounded by one or more convex surfaces. The base dough 18 is applied in a hole 20 in the drill bit head and is permanently joined thereto in a suitable manner, e.g. via a shrink joint, which is provided by applying the pin in the hole when it is widened by heating the drill bit, after which the drill bit is allowed to cool so that the pin is clamped in the hole. Fig. 2 shows how the rear shaft part 5 of the drill bit in this case delimits a cavity 22 in which the front end of a drill rod or drill string can be inserted and connected to the drill bit, e.g. via a threaded joint. From this cavity 22, flushing liquid can be discharged via the channels 15, 16.

Konvinkeln för konytan 13 uppgår l exemplet till 120” (2x60°). Det enskilda pe- riferistiftet 2 är snedställt dels relativt centrumaxeln C (i exemplet 30°), dels i riktning framåt relativt konytan 13 betraktat i rotationsriktningen R. På så sätt kan sägas uppstå en dubbel snedställning, som kräver borrens att äntrings- » vinkel snedställs framåt i rotationsriktningen relativt konytan 13.The cone angle of the cone surface 13 in the example amounts to 120 ”(2x60 °). The individual peripheral pin 2 is inclined partly relative to the center axis C (in the example 30 °), partly in the forward direction relative to the cone surface 13 viewed in the direction of rotation R. In this way a double inclination can be said to occur, which requires the drill to forward in the direction of rotation relative to the cone surface 13.

För att underlätta äntring av en borr i den önskade spetsvinkeln mot konytan 13 är, såsom visas i Fig. 3 och 4, i konytan 13 fräst eller på annat sätt format en särskild äntringsyta 23 innan borrning av hålet äger rum. Denna änt- ringsyta 23 är plan och lokaliserad l rät vinkel mot det blivande hålets cent- rumaxel C1. Denna äntringsyta är ringformlg och avgränsad av en grund cy- linderyta 24, vars djup minskar i riktning från en rotationsmässigt främre ände mot en bakre ände. Att äntra den koniska ytan 13 i önskad vinkel med hjälp av exempelvis en pinnfräs, erbjuder ej några praktiska svårigheter. Så snart den plana äntringsytan skapats låter sig en spetsborr ansättas mot densamma och med stor precision borra hålet iden önskade vinkeln.To facilitate entry of a drill at the desired acute angle to the cone surface 13, as shown in Figs. 3 and 4, a special entry surface 23 is milled or otherwise formed in the cone surface 13 before drilling of the hole takes place. This entry surface 23 is flat and located at right angles to the center axis C1 of the future hole. This entrance surface is annular and delimited by a shallow cylinder surface 24, the depth of which decreases in the direction from a rotationally front end towards a rear end. Entering the conical surface 13 at the desired angle by means of, for example, a end mill, does not offer any practical difficulties. As soon as the flat entry surface has been created, a tip drill can be applied to it and with great precision drill the hole at the desired angle.

Tänkbara modifikationer av uppfinningen Uppfinningen är ej begränsad enbart till det ovan beskrivna och på ritningarna visade utförandet. Sålunda är det tänkbart att snedställa blott vissa av periferistiften i riktning framåt i rotationsriktningen, istället för alla, såsom visas i det föredragna utförandeexemplet. Exempelvis skulle vartannat perife- ristift kunna vara framåttippat, men ej de övriga. Det är även tänkbart att tippa fram olika periferistift i olika vinklar. inom ramen för uppfinningen är det även tänkbart att tippa fram ett eller ﬂera av centrumstiften. Ej heller är uppfinning- en begränsad till just sådana kronor, som har periferistiften monterade i en ytt- re konyta på huvudet. inom ramen för uppfinningen är det sålunda tänkbart att montera de aktuella periferistiften i en väsentligen plan, ringformlg yta, som utbreder sig i rät vinkel mot borrkronans centrumaxel.Conceivable modifications of the invention The invention is not limited only to the embodiment described above and shown in the drawings. Thus, it is conceivable to skew only some of the peripheral pins in the forward direction in the direction of rotation, instead of all, as shown in the preferred embodiment. For example, every other peripheral pin could be tilted forward, but not the others. It is also conceivable to tip different peripheral pins at different angles. within the scope of the invention, it is also conceivable to tip out one or more of the center pins. Nor is the invention limited to precisely those crowns which have the peripheral pins mounted in an outer cone surface on the head. within the scope of the invention, it is thus conceivable to mount the peripheral pins in question in a substantially flat, annular surface, which extends at a right angle to the center axis of the drill bit.

Claims

1. 40 145 150 5531 'F74 CLAIMS Pin drill bit of the type rotatable in a predetermined direction of rotation (R) about a geometric center axis (C), and comprises a number of separate peripheral pins (2), which protrude forward from a front end surface (12) to which adjoins a casing surface (8) with a rotationally symmetrical shape, the individual peripheral pin being inclined relative to the center axis (C) of the drill bit, and partly in the forward direction in the direction of rotation (R) relative to the surface (13) from which the pin protrudes, characterized in that the hole (20) for the individual peripheral pin opens into a recessed entry surface (23), which is flat, annular and extends at right angles to the center axis of the hole (Ci). ), and is defined by a cylindrical surface (24) whose depth decreases in the direction from a rotationally front end towards a rear end.