带有可转位刀片的整体钻头制造技术

本发明专利技术涉及一种带有可转位刀片的整体钻头，可转位刀片具有四条同样的刀刃(30)，所述刀刃设置在支承基底(42)上方一定距离处，分别在两个刀尖(28′、28″)之间延伸。各刀刃在成一楔角(β)的情况下分别由一前刀面(46)和一后刀面(48)限定。在这些刀刃(30)中，在钻削过程中总有一个刀刃处于有效使用位置。为了能够最佳地匹配于在钻头刀刃长度上变化的切削条件和钻削性能，本发明专利技术建议，四条刀刃(30)的从支承基底(42)的平面出发测量的高度(h)和/或后角(α)在相应刀刃(30)的长度上是变化的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种带有可转位刀片的整体钻头，可转位刀片具有一个支承基底、四个突出于支承基底的侧支承面和四条同样的刀刃，所述刀刃设置在支承基底上方一定高度距离处，分别在两个刀尖之间延伸，各刀刃分别通过一前刀面(Spanfl3che，切削面)和一后刀面(FreiflMche,自由面)限定，并且在这些刀刃中，在钻削过程中总有一个刀刃位于实际使用位置，其中，后刀面在所属刀刃的每个点与一条垂直支承基底的直线成一后角。
技术介绍
已知具有至少两个基本上呈正方形的这种类型的可转位刀片的钻头 (DE-10021879A1, DE-10235606A1)。那里，在一基体内相互离开不同的径向距离地安装所述呈正方形的刀片。它们以其端面一侧的具有正前角的有效刀刃在轴向突出于钻头体。通常，在轴向方向上，内部的刀片用来粗切削，在此，距离大致相当于在刀尖区域内的圆角半径。钻头轴线可能突出于最里面的可转位刀片的有效主切削刃，因此必须采取措施来避免刀尖过载。虽然已知改变可转位刀片在基体内的安装位置及其外围轮廓，以影响切削过程和切屑形成。然而这些措施是受局限的，因为，刀片在刀刃区域内的四重对称性要求在造型方面的限制，还因为，为了实现足够的夹紧精度，刀片座只允许有比较简单的轮廓形状。另一方面，在利用这种类型的整体钻头的钻削过程中，由于其几何的特性条件，从内向外会出现不同的切削速度，这导致沿着已知可转位刀片的有效刀刃有不同磨损。此外，在采用正方形可转位刀片的情况下，与已知的带有箭尖形刀刃的三角形刀片不同，尤其是在起始钻削时在钻头定心方面会出现问题，这些问题用迄今为止的措施还不能令人满意地解决。
技术实现思路
由此出发，本专利技术的目的是，发展一种源自正方形可转位刀片的四角形可转位刀片，用它既可以改善整体钻头的切削性能又可以改善定心和磨损特性。为此，本专利技术提供一种整体钻头，该整体钻头具有至少两个在径向和圆周方向相互离开一定距离地布置于钻头体上的、在径向方向上部分重叠的刀片座，所述刀片座分别装有一可转位刀片；该整体钻头还具有两条设置于钻头体中的排屑槽，所述刀片座是这样设置在排屑槽的端面一侧的末端上，即，使得所述可转位刀片在轴向突出于钻头体；其中， 一个内可转位刀片以其有效刀刃的内刀尖搭接钻头中心线，并且一个外可转位刀片以其有效刀刃在其外刀尖区域内和以一外副刀刃突出于钻头体的外圆周；其中，所述可转位刀片具有一个支承基底、四个突出于支承基底的侧支承面和四条同样的刀刃，所述刀刃设置在支承基底上方一定距离处，分别在两个刀尖之间延伸，各刀刃分别通过一前刀面和一后刀面限定，并且在这些刀刃中，在钻削过程中总有一条刀刃构成有效刀刃，其中，后刀面在所属刀刃的每个点与一条垂直于支承基底的直线成一后角，其特征为对于所述可转位刀片中的至少一个可转位刀片，所述后角沿刀刃变化，其中，该后角从一在一个刀尖区域内的较小值上升到一最大值，并在刀刃到另一刀尖的其余延伸曲线中逐渐减小，并且，后角从其中一个刀尖出发的上升比从另一个刀尖出发的上升更陡。本专利技术的方案从这样的构想出发，S卩，通过刀片几何形状沿刀刃的改变而提供附加的参数，以优化切削性能。按照本专利技术，这尤其是适用从支承基底的平面起测量的四个刀刃的高度和后角的参数，它们既可单独地也可一同地在刀刃长度上加以改变，优化局部的切削性能。本专利技术一种优选的设计规定，从支承基底的平面起测量的刀刃高度从一个刀尖出发在其到一具有最大高度的刀刃段的延伸曲线内上升，而在其余延伸曲线内则下降，直至另一刀尖。这里，在两个刀尖之间刀刃的高度曲线走向与沿着刀刃的切削条件匹配，因此适宜于做成非对称的。有利的是，具有最大高度的刀刃段向两刀尖中的一个刀尖那边偏移。此外，刀刃从两个刀尖出发到最大高度的刀刃段的上升曲线是非线性的。特别是，刀刃从其中一个刀尖出发的上升要陡于从另一个刀尖出发的上升。因此可以影响到在起始钻削过程中钻头的定心作用以及其径向的偏移。刀刃的上升段有利地通过一拉长延伸的最大高度刀刃段相互连接。利用另一种按本专利技术的参数改变，亦即后角，如果后角从在刀尖附近的较小的值上升至一最大值，并在刀刃直至另一刀尖的其余延伸曲线内重新下降，则尤其是可以在改善钻削过程中切削速度较高的区域内的切削性能的同时，实现刀尖区域内的强度提高。随着后角的加大，刀刃的楔角、从而还有切削阻力便能得以减小。可通过这样的方式来实现与在刀尖区域内出现的切削力和压力的匹配，即，刀刃在刀尖区域内具有一种倒圆的延伸曲线，并且后角在刀尖上的延伸曲线中变化。此外，后角从其中一个刀尖出发沿刀刃的上升可以比从另一个刀尖出发的上升更陡。另外业已表明，具有最大后角的刀刃段适宜于设置在两个刀尖之间的刀刃中点之外。为了减小切削阻力，后角宜沿着一拉长延伸的刀刃段采取其最大值。如果在刀刃全长上从一个大致恒定的前角出发，那么按照本专利技术在刀刃上在前刀面与后刀面之间所成的楔角沿着刀刃与后角相反地变化。据此，在刀刃高度最大值和/ 或后角最大值区段内的楔角小于在刀尖区域内的楔角。本专利技术另一种优选设计规定，刀刃高度和/或后角沿着刀刃呈波浪形变化。有利的是，沿刀刃分别设置至少两个、尤其是三至五个这种变化波。用这些措施实现了刀刃的加长和切屑形成的改善。只要后刀面能够通过简单的几何形状实现，那么有利的是，可转位刀片用以支承在其刀片座上的支承面至少部分地通过所属未起作用的刀刃的后刀面构成。但是对于复杂几何形状的后刀面，有利的是，支承面与支承基底一起形成一个统一的支承部分，而后刀面连同刀刃和前刀面则形成一个通过棱锥体形的过渡部分与所述支承部分连接的切削部分。 为了在制造误差较大的情况下仍能达到可转位刀片和刀片座之间更好的配合精度，按照本专利技术的一种有利的设计建议，支承面通过一个呈棱锥体形缩小的过渡段与支承基底连接。 这里，支承基底宜具有正方形的外形轮廓，而各支承面限定出一个具有正方形底面的直角平行六面体或棱锥台。本专利技术的可转位刀片优选用作具有至少两个相互在径向和圆周方向离开一定距 离布置的、在径向方向上至少部分重叠的刀片座的整体钻头的内刀片。本专利技术的具有波浪 形的刀刃延伸曲线或者沿刀刃具有波浪形的后角延伸曲线的可转位刀片优选用作具有至 少两个相互在径向和圆周方向离开一定距离设置的、在径向方向上部分重叠的刀片座的整 体钻头的外刀片。附图说明下面借助于在附图中示意表示的一些实施例详细说明本专利技术。附图示出图Ia用于机床的具有基本上呈正方形的可转位刀片的整体钻头示意图；图Ib按图Ia的整体钻头的俯视图；图加至c可转位刀片第一种实施方案的示意图、俯视图和侧视图；图3a至c可转位刀片第二种实施方案的示意图、侧视图和俯视图；图如至(沿图3c中A、B、C剖切线的各个剖视图；图fe至c可转位刀片第三种实施方案的示意图、侧视图和俯视图；图6a至c沿图5c中A、B、C剖切线的各个剖视图；图7a至c可转位刀片第四种实施方案的示意图、俯视图和侧视图；图7d图7b的局部放大图；图至c可转位刀片第五种实施方案的示意图、侧视图和俯视图，图9a和b 带有翻转180°的外刀片的钻头的可转位刀片的示意图，以演示刀片的重叠。具体实施例方式在图Ia和b中所示的刀具被规定用作机床的整体钻头。它具有ー个基本上为圆 柱形的钻头体10，该钻头体配备有两条排屑槽12、14。在排屑槽端本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种整体钻头，该整体钻头具有至少两个在径向和圆周方向相互离开一定距离地布置于钻头体（１０）上的、在径向方向上部分重叠的刀片座（１６，１８），所述刀片座分别装有一可转位刀片（２０，２２）；该整体钻头还具有两条设置于钻头体（１０）中的排屑槽（１２，１４），所述刀片座（１６，１８）是这样设置在排屑槽的端面一侧的末端上，即，使得所述可转位刀片（２０，２２）在轴向突出于钻头体；其中，一个内可转位刀片（２０）以其有效刀刃（３０）的内刀尖（２８）搭接钻头中心线（３２），并且一个外可转位刀片（２２）以其有效刀刃（３４）在其外刀尖（３６）区域内和以一外副刀刃（３８）突出于钻头体（１０）的外圆周；其中，所述可转位刀片具有一个支承基底（４２）、四个突出于支承基底的侧支承面（４４）和四条同样的刀刃（３０），所述刀刃设置在支承基底（４２）上方一定距离处，分别在两个刀尖（２８′，２８″）之间延伸，各刀刃分别通过一前刀面（４６）和一后刀面（４８）限定，并且在这些刀刃中，在钻削过程中总有一条刀刃构成有效刀刃，其中，后刀面（４８）在所属刀刃（３０）的每个点与一条垂直于支承基底（４２）的直线（５２）成一后角（α），其特征为：对于所述可转位刀片中的至少一个可转位刀片（２０），所述后角（α）沿刀刃（３０）变化，其中，该后角（α）从一在一个刀尖（２８′）区域内的较小值上升到一最大值，并在刀刃（３０）到另一刀尖（２８″）的其余延伸曲线中逐渐减小，并且，后角（α）从其中一个刀尖（２８″）出发的上升比从另一个刀尖（２８′）出发的上升更陡。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：J·克鲁申斯基，U·克雷奇曼，H·尼切，H·许特，
申请(专利权)人：彗星集团有限公司，
类型：发明
国别省市：DE