TW590829B - Cutting point for a drill - Google Patents

Description

柒、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一鐵頭之切削點。特別是有關於一修 改後之S-形狀的切削點，以改善鑽頭之驅動力與鑽孔性能。 【先前技術】 傳統的麻花鑽頭包含一圓柱型的鑽頭本體，其提供一 對螺旋凹槽，由介於其間的凹槽實體部分（Land)定義，其 由鑽頭的切削點延伸至另外一端的鑽柄。此鑽柄係用來固 定於夾頭，例如，一手工具或是一鑽床。鑽頭的切削點， 一般係為圓錐形的形狀，並具有一中央鑿口（Chisel Edge)， 一對徑向相反的刀刃由此延伸。此刀刃係由凹槽的實體部 分的引導面與形成凹槽實體部分的端面的鑽尖的侧面所定 義而成。每一凹槽的實體部分，在其前緣具有一徑向的突 出，被稱為一實體部分（Land)，圓柱型實體部分（Cylindrical Land)，磨耗邊界（Wear Margin)，或是支撐邊界（Support

Margin)。這兩個支撐邊界沿著凹槽的實體部分的長度延 伸，並在進行鑽孔時用來徑向的引導鑽頭。 如一般所知，在研磨麻花鑽頭的鑿口或切削緣的附近 區域時，形成一較大的間隙角。這樣適合於中央定心鑽 (Centered Spot Drilling),但不適合於高速的進給速率，尤 其因為其削弱了鑿口。因此，為了有效改善具有螺旋研磨 表面的麻花鑽頭的切削狀況，通常進行鑿口的校正，例如， 0績次頁 590829

使其較為尖銳或者是且；λΛΛ Α有口適於被鑽孔材料的側傾角（Side

Rake Angle)’如同被 R.stock AG揭露於 st〇ck Taschenbush (由R.Stock AG所發行的手冊），柏林’ i979年第三版， 第40頁。 【内容】 簡而口之本發明提供鐵頭的切削點。此鑽頭包含一 本體具有至少兩徑向相反的凹槽。此本體更包含一周圍， 一鑽腹與由鐵腹延伸的實體部分，且在實體部分的前緣具 有邊界。凹槽則介於實體部分之間。 切削點包含一前切削唇，一後切削唇，與在前切削唇 與後切削唇之間延伸的一中央鑿口，並定義二對稱的鑽尖 半邊。每一鐵尖半邊包含一主要離隙表面（relief surface)， 一第二離隙表面與一第三離隙表面。主要離隙表面徑向向 外的由中央鑿口向本體的周圍傾斜，並由前切削唇向下傾 斜至第二離隙表面《第二離隙表面徑向向外的由中央鑿口 向本體的周圍傾斜，並由主要離隙表面向下傾斜至凹槽的 一傾斜表面。第三離隙表面徑向向外的由中央鑿口向凹槽 的傾斜表面傾斜，並由中央鑿口向下傾斜至第二離隙表 面。第三離隙表面係傾斜角度大於第二離隙表面，而第二 離隙表面傾斜角度則大於主要離隙表面。 【實施方式】 5 0續次頁

在以下的說明中，類似的參考特徵係指類似或一致的 物件。同樣在以下的說明中，如前面的，後面的及類似的 係為方便的字眼，並非用來限制本發明之範圍，除非在本 發明所申請之權利範圍。 參考圖示’係為本發明之麻花鑽頭10。雖然為了方便 說明，本發明利用由金屬或硬質金屬（Ceinented Carbide)形 成的固體麻花鑽頭的形式來表示，但是此切削點的幾何形 狀亦可由金屬或硬質金屬所形成之可替換式鑲片鑽頭 (Removable Tipped Drill)之插入物來形成，以及其他習知的 類似品。通常，在麻花鑽頭之切削點的實例，不被解釋為 發明的限制，除非因為其他的專利請求。 麻花鑽頭1 〇包含一切削點11，與具有至少兩徑向相反 的凹槽14之本體12。凹槽14具有一 30度的螺旋角與徑向 相反的凹槽實體部分16鄰接。本體12具有一周圍18，如 圖中所示。本體12係為本質的圓柱型或是錐形。本體12 的長度包含由鑽腹（Web)或其中央本體部分延伸出來的實體 部分22。凹槽14被形成於實體部分22之間。邊界24形成 在實體部分16的旋轉前緣。 在鑽頭10前端的切削點11係為一單一角度的設計° 如圖中所示，切削點11具有大約140度的尖端角（Point Angle) Θ 1。切削點11包含位於鑽腹20 —端的鑿口 26。切削唇28 0續次頁 6

或緣，由鑿口 26延伸至周圍18，與邊界24交會於鑽頭10 的外緣。在凹槽實體部分1 6的外緣之切削唇28具有一負 的徑向傾角。 如第1圖中所示，鑿口 26具有一 s形狀的邊緣。此鑿 口 26 ’由鄰近於鑽頭1〇的周圍18之前切削唇28a延伸穿 越切削點11的中央部分，至後切削唇28b，因此定義了兩 個對稱鑽尖半邊34與36。每一鑽尖半邊34與36包含一主 要離隙表面30，一第二離隙表面32與第三離隙表面38。 此主要離隙表面30，由鑿口 26徑向向外的傾斜，並由切削 唇28向下至相對於更陡峭傾斜的第二離隙表面32。 參閱第1-5圖，主要離隙表面30與前切削唇28a沿著 此唇的長度相交，由位於邊界24的外緣，部分地向鑿口 26 延伸°主要離隙表面30由前切削唇28a的背面延伸，並完 全朝向第二離隙表面32。此主要離隙表面3〇通常為中凸的 曲面，如派的形狀（Pie_shaped)。 第二離隙表面3 2交會鑿口 26與切削|、、儿 ,^ 〇著其長度， 由I 口部分地向外延伸朝向外緣，至主姜離 颂表面30末端， 並交會凹槽14的傾斜表面。第二離隙表面 2，由鑿口 26 延伸向下，並由主要離隙表面30後面，徑而从 门的向外朝向周 固18。第二離隙表面32係為一角度約為2〇 . L ^ 60度傾斜，相 對於此麻花鑽頭1 〇的中心軸（C)的垂直線。古 在一較佳的實施 0續次頁

例，第二離隙表面32傾斜約30度.此第二離隙表面32也 是通常呈中凸的曲面’如派的形狀。 當鑽頭鑽入一工件的表面時，第三離隙表面38有助於 屑片的控制，以及由切削點11移除材料的排泄。第三離隙 表面38交會第二離隙表面32與凹槽14的傾斜面，並交會 S-形狀的鑿口 26。第二離隙表面38，由s_形狀的鑿口 z6 向下延伸至凹槽14的傾斜表面，並且傾斜在一大於第二離 隙表面32的角度。第二離隙表面38的角度、大於第二離隙 表面32的角度’而弟二離隙表面32的角度大於主要離隙 表面30的角度。如第3圖中所示，第三離隙表面38的角 度約與中心軸（C)呈0-2度夾角02。第三離隙表面38也呈 中凸的曲面，如派的形狀。第三離隙表面38也可為凹面的 或凸面的，在一較佳的實施例中，係為本質上的平面。 鑽尖可更包含此項技藝者所熟知的冷卻劑通道孔40， 如第1-3與6圖中之鑽頭所示。 本發明之麻花鑽頭，可利用不同的金屬移除（銑或研磨） 及/或衝壓及/或熱處理等此項技藝者所熟知必須的製程來製 造。而S-形狀的鑿口的製造方式的詳細說明，可參考本發 明所結合之參考資料，美國專利號碼N〇. 4,826,368中所述。 以下的實施例係用來提供實例說明，而非用來限制本 8 EI續次頁 590829

發明。 第一實施例 一測試係用來比較三種不同的鑽尖的幾何形狀，鑽孔 時所需的驅動力《此鑽頭的幾何形狀測試，結合一第三離 隙表面之本發明鑽頭，與一標準的可購買之不具有第三離 隙表面之商業鑽頭。此鑽頭幾何形狀測試，係使用4140鋼 ((200 SFM(60.0 MPM)在（0.012 IPR)(.304 MMR))以及 1018 鋼（（290 SFM(88.3 MPM)在（0.012 IPR)(.304 MMR))使用 Markino 的 A-5 5 臥式電鐵。夾具與工具架分別為 HSEM0709R1SSF075 與 HSK63ATG100 可由 Kennametal 公 司所購得的開槽夾頭。被測的嵌入物係為 KSEM1927MDM 與KSEM1927HPM為可由Kennametal公司所購得的標準嵌 入物0 如下所示之表一與表二，本發明之修改後之嵌入物在 兩種材料均在較低的驅動力下運轉。 表一

材料 1018/290 SFM 在 0.012 IPR 嵌入物 平均量測驅動力每1 0個孔 KSEM1927MDM 1037.5 1 lbs· KSEM1927HPM 949.04 lbs. 根據本發明修改後之 815.46 lbs·(低於標準 22% ) KSEM1927MDM 9 0續次頁 590829 發嗎說明:

表二 材料 41 40/200 SFM 在 0.01 2 TPR 礙入物 平均量測驅動力每1 0個孔 KSEM1927MDM 948.54 lbs. KSEM1927HPM 1065.80 lbs. 根據本發明修改後之 KSEM1927MDM 833.38 lbs·(低於標準 13%) 本又中所引用的文件，專利與專利申請案，在此均被 結合以為參考。如熟悉此技術之人員所瞭解的，以上所述 僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本發明之申 請專利範圍；凡其他未脫離本發明所揭示之精神下所完成 之等效改變或修飾，均應包含在下述之中請專利範圍内。 【圖式簡單說明】 本發明的較佳實施例將於往後之說明文字中輔以下列 圖形做更詳細的闡述，其中： 第1圖係.為-本發明之麻花鑽頭的端視圖； 第2圖係為第i圖中之麻花鑽頭之部份側视圖；. 第3圖係m圖中之麻花罐頭之部分放大透視圖； 圖 第4圖係為第i圖中之麻花鑽頭之馨口的部分放大視 第5圖係為第 1圖中之麻花鑽頭之鑿口的部分放大視 0續次頁 10 590829 發明說明續頁 圖；以及 第6圖係為第1圖中之麻花鑽頭之側視圖。 【元件代表符號簡單說明】 10 鑽頭 11 切削點 12 本體 14 凹槽 16 實體部分 18 周圍 20 鑽腹 22 實體部分 24 邊界 26 鑿口 28 切削唇 28a 前切削唇 28b 後切削唇 30 主要離隙表面 32 第二離隙表面 34 鑽尖半邊 36 鑽尖半邊 38 第三離隙表面 40 冷卻劑通道孔 11 □續次頁

Claims (1)

1. 捌、申讀專利範屬 L一種绩頭，至少包含： 一切削點與具有至少兩徑向相反凹槽的一本體，該本 體包含一周圍，一罐腹與由鑽腹延仲的實體部分，且在實 體部分的前緣具有邊界，其中該凹槽係介於實體部分之 間’該切削點包含一前切削唇，一後切削唇，與在該前切 削唇與該後切削唇之間延伸的一中央鑿口，並定義二對稱 的鑽尖半邊，其中每一鑽尖半邊包含一主要離隙表面（relief surface)，一第二離隙表面與一第三離隙表面； 該主要離隙表面徑向向外的由該中央鑿口向該本體的 該周園傾斜，並由該前切削唇向下傾斜至該第二離隙表 面； 該第二離隙表面徑向向外的由該中央馨口向該本體的 該周園傾斜’並由該主要離隙表面向下傾斜至該凹槽的一 傾斜表面； 該第二離隙表面徑向向外的由該中央鑿口向該凹槽的 該傾斜表面傾斜，並由該中央鑿口向下傾斜至該第二離隙 表面； 其中該第二離隙表面係傾斜在一大於該第二離隙表面 的角度，而該第二離隙表面則傾斜在一大於該主要離隙表 面的角度。 2·如申請專利範圍第 有一 30度的螺旋角與 1項所述之鑽頭，其中上述之凹槽具 徑向相反的凹槽實體部分鄰接。 0續次頁 590829

   3 .如申請專利範圍第1項所述之鑽頭，其中上述之本體通 常係為一圓柱型的形狀。 4.如申請專利範圍第1項所述之鑽頭，其中上述之切削點 係為一單一角度切削點。 5 ·如申請專利範圍第4項所述之鑽頭，其中上述之切削點 具有一尖端角約為140度。 6·如申請專利範圍第1項所述之鑽頭，其中上述之切削唇 之該凹槽實體部分之該外緣具有一負的徑向傾斜。 7.如申請專利範圍第1項所述之鑽頭，其中上述之鑿口係 為一 S -形狀的邊緣。 8·如申請專利範圍第1項所述之鑽頭，其中上述之主要離 隙表面係為一派（Pie)型的凸起曲面。 9·如申請專利範圍第1項所述之鑽頭，其中上述之第二離 隙表面係為一派（Pie)型的凸起曲面。 10. 如申請專利範圍第1項所述之鑽頭，其中上述之第二離 隙表面，係傾斜於相對該鑽頭之中心軸的垂直線，約20-60 度的一角度。 11. 如申請專利範圍第10項所述之鑽頭，其中上述之第二 13 0續次頁 590829

   離隙表面，係傾斜約3 0度的一角度。 12. 如申請專利範圍第1項所述之鑽頭，其中上述之第三離 隙表面通常係為派型（pie-shaped)。 13. 如申請專利範圍第1項所述之鑽頭，其中上述之第三離 隙表面係為一傾斜於該中心軸約0-2度的一角度。 14. 如申請專利範圍第1項所述之鑽頭，其中上述之第三離 隙表面本質上係為一平面。 15. 如申請專利範圍第1項所述之鑽頭，其中上述之第三離 隙表面係為凹面的。 16·如申請專利範圍第1項所述之鑽頭，其中上述之第三離 隙表面係為凸面的。 1 7· —種鑽頭之切削點，包含具有一周圍之一本體，該切削 點至少包含一前切削唇，一後切削唇，與在該前切削唇與 該後切削唇之間延伸的一中央鑿口，並定義二對稱的鑽尖 半邊，其中每一鑽尖半邊包含一主要離隙表面，一第二離 隙表面與一第三離隙表面； 該主要離隙表面徑向向外的由該中央鑿口向該本體的 該周圍傾斜，並由該前切削唇向下傾斜至該第二離隙表 面； 14 0續次頁

   該第二離隙表面徑向向外的由該中央鑿口向該本體的 該周園傾斜’並由該主要離隙表面向下傾斜至該凹槽的一 傾斜表面； 該第二離隙表面徑向向外的由該中央鑿口向該凹槽的 該傾斜表面傾斜，並由該中央鑿口向下傾斜至該第二離隙 表面； 其中該第三離隙表面係傾斜在一大於該第二離隙表面 勺角度而該第二離隙表面則傾斜在一大於該主要離隙表 面的角度。 1 8·如申請專利範圍第1 7項所述之切削點，其中上述之凹 槽具有一 3 0度的螺旋角與徑向相反的凹槽實體部分鄰接。 1 9·如申請專利範圍第1 7項所述之切削點，其中上述之本 體通常係為一圓柱型的形狀。 20.如申請專利範園第1 7項所述之切削點，其中上述之切 削點係為一單一角度切削點。 2 1 ·如申請專利範圍第2 0項所述之切削點’其中上述之切 削點具有一尖端角约為1 4 0度° 22·如申請專利範圍第1 7項所述之切削點’其中上述之切 削唇之該凹槽實體部分之該外緣具有一負的徑向傾斜。 23·如申請專利範圍第17項所述之切削點，其中上述之鑿 15 0續次頁 590829 口係為一 s-形狀的邊緣。 24.如申請專利範圍第1 7項所述之切削點，其中上述之主 要離隙表面係為一派（Pie)型的凸起曲面。 25. 如申請專利範圍第1 7項所述之切削點，其中上述之第 二離隙表面係為一派（Pie)型的凸起曲面。 26. 如申請專利範圍第1 7項所述之切削點，其中上述之第 二離隙表面，係傾斜於相對該鑽頭之中心軸的垂直線，約 20-60度的一角度。 27. 如申請專利範圍第26項所述之切削點，其中上述之第 二離隙表面，係傾斜約30度的一角度。 28. 如申請專利範圍第1 7項所述之切削點，其中上述之第 三離隙表面通常係為派型（pie-shaped)。 29. 如申請專利範圍第1 7項所述之切削點，其中上述之第 三離隙表面係為一傾斜於該中心軸約0-2度的一角度。 30. 如申請專利範圍第17項所述之切削點，其中上述之第 三離隙表面本質上係為一平面。 3 1.如申請專利範圍第1 7項所述之切削點，其中上述之第 三離隙表面係為凹面的。 16 0續次頁 590829 議麵囊 32.如申請專利範圍第17項所述之切削點，其中上述之第 三離隙表面係為凸面的。 17 □續次頁