实心阶梯钻制造技术

本发明专利技术涉及一种实心阶梯钻，所述实心阶梯钻包括两个柱形的区段(4、5)，其中的第一区段(4)从前尖端(2)向后延伸，具有第一直径(D1)，并且通过阶梯(6)转换到具有较大直径(D2)的后部区段。所述阶梯钻的尖端(2)包括与切屑槽(10)协作的两个主切削刃(9)，各切屑槽(10)不但沉入第一区段(4)中，而且还沉入第二区段(5)中，并且与阶梯(6)相交，同时形成辅助切削刃(18)。根据本发明专利技术，在至少各个辅助切削刃(18)附近，在切削刃的切削刃线与附属的切屑槽表面之间形成断屑凹口(19)。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】实心阶梯钻 本申请是申请号为201010158564.X、申请日为2010年4月7日、标题为“实心阶梯钻”的中国申请的分案申请。总体背景用于通过去肩或切削加工来在金属工件上形成孔的钻可取决于许多不同因素而分成不同的种类，这些因素比如为待被形成的孔的所期望的形状、长度和直径、工件中的材料的性质、孔中所期望的尺寸精度、钻的基本构造或设计等。其中，在一方面的实心钻与另一方面的非实心钻之间存在明显界线，首先提到的实心钻的区别在于以下事实:所有所需的细节，如切削刃(具有跟随切肩表面和间隙表面)、切肩排出通道、导向块、冲洗流体通道等，都被包括在适合材料的实心钻本体中，所述材料比如为硬质合金、高速钢等。实心钻的根本优点在于，所有细节，且具体是切削刃，能够以高精确度和尺寸精度制造。因此，它们适用于孔的位置精确度和尺寸精度要求高的应用场合。它们很大程度上还用于钻凿有限直径(<12mm)的孔。然而，实心钻的缺点在于，当切削刃已经被磨损时，它们就必须被丢弃或(如果可能的话)重新打磨。有时这会造成看起来很高的费用。非实心钻的种类是不同的，且包括多个不同类型的钻头，如可转位刀片钻、松顶部钻和具有焊接的切削刀片的钻。这些类型的钻的共同点在于，需要执行切肩移除的切削刃被包括在具体的磨损部分中，所述切削刃是由比钻本体中的其它材料更硬且更耐磨的另一材料制成。在可转位刀片钻中，切削刃被包括在可更换的可转位刀片中，而在松顶部钻中，切削刃作为可更换的松顶部的整体部分而被包括，所述松顶部可与可再次使用的钻或基体互连。在第三类钻中也包括位于切削刀片中的切削刃，像可转位刀片一样，所述切削刀片通常由硬质合金构成(或可选择地由有用的坚硬材料构成)，但是以焊接或以其它方式半永久地结合到适合的基体(通常由钢构成)上。非实心钻的优点在于，所述非实心钻在失去锋利度时不是必需丢弃或需要重新打磨切削刃。因此，可转位刀片和松顶部能够被快速和容易地以机械方式更换，而焊接的切削刀片能够以热方式去除，并被重新打磨或由新的更换。换言之，在此情况下，适合的基体或钻本体可通过多次更换刀片(通常10至20次)而被重新使用。然而，所有类型的非实心钻的缺点在于，钻本体和承载切削刃的磨损部分未与彼此整体形成，而是具有互不相同的性质，首先是不同材料(例如，钢/硬质合金)的属性方面，此外，磨损部分必须通过接触面与基体连接或互连，在接触面中会出现误差的根源。换言之，当期望高精确度时，非实心钻的可靠性较低。两个主要类型的钻之间的另一界线在于单钻和阶梯钻。单钻只包括钻本体前尖端中的一组切削刃，且能使孔沿其整个长度具有同一直径。然而，阶梯钻能使在同一操作的钻孔中具有直径不同的连续区段，更准确地说是通过在钻本体尖端中不但包括一组切削刃，而且在一个或多个所称的阶梯中，所述阶梯形成在尖端后方的一定距离处，且具有比尖端大的直径，包括附加切削刃，所述附加切削刃能产生具有连续增大的直径的附加孔区段。此夕卜，许多变化类型的钻属于此类阶梯钻，如螺旋钻(具有螺旋形切肩槽)和螺孔钻(具有直切肩槽)。阶梯钻还可形成为实心钻或非实心钻，例如，可转位刀片钻或具有焊接的切削刀片的钻。
本专利技术涉及一种以下类型的实心阶梯钻，包括前尖端和后端，中心轴线在所述前尖端和后端之间延伸，钻能够围绕所述中心轴线沿预定方向旋转，且至少两个柱形的区段与所述中心轴线同心，即:第一区段，所述第一区段从前尖端向后延伸，具有第一直径，且通过阶梯转换到后面的第二区段，所述第二区段具有较大的第二直径，尖端包括两个整体的主切削刃，所述主切削刃分别具有切肩表面和间隙表面，并与切肩槽协作，每个切肩槽不但沉入第一区段，而且沉入第二区段中，且各个切肩槽与阶梯相交，同时形成整体的辅助切削刃，所述辅助切削刃的切肩表面被包括在切肩槽中。现有技术为了使钻头最普遍地令人满意的工作并给出良好的加工结果，一个重要因素在于，对于所述的应用而言以方便的方式进行切肩形成和切肩排出。在特定情况下，钻被用于在短切肩材料即延展性低的材料如铸铁中造孔，其中，去除的切肩变得很短(通常为逗点状)，且易于通过钻的切肩槽被排出。然而，其它延展性较大的材料，如低碳钢、铝、铜、钛和耐酸钢，最常产生难以处理的长切肩，这会引起最不利的问题，如切肩阻塞、降低开孔质量、缠结在驱动机器中，且甚至有出事故的风险。在阶梯钻中，由于至少两类或两组长切肩将经由共同的切肩槽排出的事实，即，不但在钻尖端中的主切削刃产生的第一组切肩，而且还有钻头的阶梯中的辅助切削刃所产生的至少一个第二组切肩，所以这些问题可能变得突出。由于所有切肩都必须经由共同的切肩槽排出，故缠结和切肩阻塞的风险变得更大。就此而论，还应当指出的是，由短切削刃产生的窄切肩通常保持为是长的且未被断开，而由较长的切削刃产生的较宽的切肩倾向于较容易被断开，且变成可接受的长度。影响切肩形成的另一因素在于成对协作的切削刃之间的角度。因此，主切削刃通常具有在120°至160°范围内的所称的前端角(nose angle)，而辅助切削刃之间的对应角(阶梯角)始终可相当大的变化，从180°至大约40°。如果阶梯角大，则与阶梯角小相比，切肩就被更为轴向地引导。在后述情况下，切肩将被更为径向地引导，且因此得到更大的缠绕成结的倾向，这会造成严重的切肩阻塞。结合非实心阶梯钻在长切肩材料中形成和排出切肩的控制问题至少在某种程度上已经解决了，即，通过已经使制造结合了随后应用到钻上的分离切削刀片的事实，切削刀片设计有专用断肩器，其能在切削过程的早期阶段将切肩断开和分裂成短节。W000/44518中公开了具有半永久性附接的切削刀片的阶梯钻的实例，其示出了具有嵌入式断肩器的分层切削刀片如何焊接或以其它方式半永久性地附接到阶梯钻上，以用于控制切肩形成和排出的目的。然而，非实心钻，且尤其是阶梯钻的缺点通常在于，会出现结合安装或紧固分离的切削刀片的多种误差根源，更准确地说是切削刀片和切削刃相对于钻头体的其余部分的位置精确度。为此，非实心阶梯钻不太适于孔位置精确度要求特别高的这种造孔。本专利技术的目的和特征本专利技术的目的在于消除前述已知实心阶梯钻的缺点并提供改进的实心阶梯钻。因此，本专利技术的主要目的在于提供一种实心阶梯钻，所述实心阶梯钻以高精确度产生孔，而不引起形成和排出长切肩的困难。在此情况下，不但制造成具有不同直径且由相应切削刃产生的柱形孔壁应当可能被给予高尺寸精度，而且形成在相应孔壁之间的环形(通常为圆锥形)的过渡表面也应当可以被给予高尺寸精度。根据本专利技术，通过在权利要求1的特征部分中看到的特征至少可达到主要目的。本专利技术的优选实施例进一步在从属权利要求2至5中限定。
技术实现思路
本专利技术基于对实心阶梯钻中的切肩形成和切肩排出的困难能够通过极为容易的方式解决的理解，即，通过在至少一个(且适于在两个)辅助切削刃附近形成凹口，其中，切肩在开始去除之后能立即下潜且能够在其通过期间沿凹口的限制表面形成，并且/或者在其进入适合的切肩槽之前被断开。这意味着当切肩槽的(凹面或平面)限制表面始终延伸至所述切削刃的切削刃线时，切肩形成不会经受即将到来的类型的不可预知的状况。【附图说明】在附图中:图1为根据本专利技术的实心阶梯钻的透视图，图2为上述阶梯钻的侧视图，图3为示出钻在阶梯区域中的设计的局本文档来自技高网...

【技术保护点】
实心阶梯钻，包括前尖端(2)和后端(3)，中心轴线(C)在所述前尖端(2)和后端(3)之间延伸，所述钻能够围绕所述中心轴线(C)沿预定方向(R)旋转，且至少两个柱形的区段(4、5)与所述中心轴线(C)同心，即：第一区段(4)，所述第一区段(4)从所述前尖端(2)向后延伸，具有第一直径(D1)，且通过阶梯(6)转换到后面的第二区段(5)，所述第二区段具有较大的直径(D2)，所述尖端(2)包括两个主切削刃(9)，所述两个主切削刃(9)分别与切屑槽(10)协作，所述切屑槽(10)由凹形切屑槽表面(13)界定，并且不但沉入所述第一区段(4)中，而且还沉入所述第二区段(5)中，且各个切屑槽(10)与所述阶梯(6)相交，同时形成辅助切削刃(18)，其特征在于，在各个所述辅助切削刃(18)附近，在所述主切削刃的切削刃线与附属的切屑槽表面(13)之间形成单个断屑凹口(19)，所述断屑凹口(19)在被定位成离所述中心轴线(C)有一定径向距离的内端(22)中终止，所述径向距离与所述第一区段(4)的半径一样大，并且所述断屑凹口(19)由紧邻所述辅助切削刃(18)的切削刃线的切屑表面(23)、以及位于所述切屑表面(23)与所述切屑槽表面(13)之间的凹形断屑表面(25)界定。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：汉斯·韦德纳，
申请(专利权)人：山特维克知识产权股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE