本发明专利技术涉及一种用于在具有纤维强化复合材料的工件中产生钻孔的钻头(1)，其具有至少一个端面主切削刃(3)，至少一个设置在钻头(1)的外周面(9)的区域中的副切削刃(11)，和在外周侧连接在至少一个副切削刃(11，11′)上的外圆磨削斜边(21)。该钻头的特征在于，优选为连续的外圆磨削斜边(21)从钻头(1)的前部开始，包括具有第一宽度(B1)的第一纵向部分(22)和连接在第一纵向部分上且具有第二宽度(B2)的第二纵向部分(24)，其中，第一纵向部分(22)的宽度(B1)小于第二纵向部分(24)的宽度(B2)，优选为第二纵向部分宽度的数分之一。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种如权利要求1的前序部分所述的钻头，用于在具有纤维强化的复合材料的工件中产生钻孔。
技术介绍
在加工具有纤维强化的复合材料的材料时，例如玻璃纤维强化的复合材料或碳纤维强化的复合材料，除其他外，需要在切边上干净地切割纤维，而不能从材料连接中撕断。 如果不干净，即磨损的边缘具有突起的纤维，则会需要较高的费用，并因此产生较高的再加工成本，甚或造成加工的工件报废。在对这种材料钻孔时，特别是在钻孔出口处，也就是钻头穿透工件的位置，会出现受到磨损的边，即所谓的分层(Delamination)，这例如在飞机制造中在结构部件中钻铆钉孔时是很成问题的。专利文献DE 20209768 Ul提出了一种在此所述类型的钻头。这种钻头在其端面上具有两个主切削刃，主切削刃逐渐过渡为设置在钻头外周区域上的副切削刃。主切削刃由彼此毗邻的切削面和自由面(Freiflache)形成。由主切削刃切下的削屑在切削面上滑走。在钻头的中轴线区域中设置横刃，端面上的两个主切削刃在该横刃上相邻。在钻头的周面区域中设置具有正切削角的副切削刃，在此，每个主切削刃都配设一个副切削刃。为了防止出现分层，在加工较硬的工件层时，钻头在其顶点区域中也具有直径较小的预钻孔部 (Vorbohrabschnitt)和在与钻头的进给方向相反的方向上紧随其后且直径较大的精加工部(i^inbearbeitimgsabschnitt)。设置于精加工部上的副切削刃与外围侧的外圆磨削斜边相连接，该外圆磨削斜边用于在钻孔过程中在孔壁上居中地支持钻头。外圆磨削斜边的宽度随着相对于主切削刃的间隔的不断增大而线性增加。其缺点在于钻孔效果不是在所有情况下都满足关于孔壁表面质量和钻孔形状精度的要求，因而需要进行相应的改善。此夕卜，制造这种钻头的费用相对较高，因而使成本增加。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提出一种上述类型的钻头，其不会在纤维强化的复合材料中，特别是在钻孔出口处造成分层，也就是没有纤维被抽出，并且由此得到精确的钻孔和良好的孔壁表面质量。为了实现此目的，提出一种具有如权利要求1所述特征的钻头。该钻头包括至少一个端面主切削刃，在钻头的外周面的区域中，副切削刃连接在主切削刃上。外圆磨削斜边在外周侧连接在副切削刃上，外圆磨削斜边的宽度随着相对于主切削刃的间隔的增大而在特定的长度上增加。该钻头的特征在于外圆磨削斜边从钻头的前部开始包括具有第一宽度的第一纵向部分和连接在该第一纵向部分上且具有第二宽度的第二纵向部分，其中， 第一纵向部分的宽度小于第二纵向部分的宽度，优选为第二纵向部分宽度的数分之一。在此优选将外圆磨削斜边构造为连续的，这意味着，外圆磨削斜边从位于钻头尖部上的边棱 (主切削刃在该边棱上过渡为副切削刃，或者与副切削刃相接)开始，沿着朝向固定部分(例如钻头的杆)的方向，沿着副切削刃，优选在副切削刃的整个长度上延伸，但特别是至少在钻头的长度上延伸，钻头的长度与钻头的设定工作深度相同。因此，外圆磨削斜边在钻头的前部区域，也就是在其第一纵向部分的区域中非常狭窄，并优选具有恒定或基本恒定的宽度。这种几何结构几乎如同副切削刃不具有外圆磨削斜边，而是具有间隙角(Freiwinkel)。由于在外圆磨削斜边的第一纵向部分的区域中外圆磨削斜边和孔壁之间的贴靠接触面非常小，因此对钻头的磨损也非常小，因此很容易实现较长的钻头寿命。但是尽管如此，这种非常窄的外圆磨削斜边能够实现足够大的支承和导引，并由此稳定钻头的刃边，从而可以精确地形成具有高表面质量的钻孔。此外，由于在其第一纵向部分中非常窄的外圆磨削斜边，因此钻头可以非常可靠地切断强化纤维的复合材料中的纤维，从而可以避免具有这种纤维的复合材料的边缘产生分层或散边，特别是在工件的钻头出口区域中。沿朝向钻头的固定杆或固定部分等的方向看，外圆磨削斜边在其连接在第一纵向部分的第二纵向部分中同样优选具有恒定或基本恒定的宽度，该宽度明显大于外圆磨削斜边在其第一纵向部分上的宽度，从而能够在钻孔中最优地支承钻头。相对于已知的拥有直径较小的预钻孔部和具有预制直径的精加工部的钻头，根据本专利技术的钻头优选仅具有唯一、不变的加工直径，这使得能够以较低的成本制造钻头。在下文中，外圆磨削斜边的具有较小宽度的第一纵向部分也被简称为“可视边 (Sichtfase)而连接在该可视边上并具有较大宽度的外圆磨削斜边的第二纵向部分则被简称为“外圆磨削斜边”。根据本专利技术的钻头的一种特别优选的实施例，外圆磨削斜边的第一纵向部分，也就是可视边的宽度范围为0. Olmm到0. 1mm。已经证实当可视边的宽度为0. 05mm时，通过该钻头可以实现特别良好的加工效果。在根据本专利技术的钻头的一个实施例中，特别优选可视边的宽度范围为Imm到3mm。 该可视边与外圆磨削斜边的总的轴向延伸长度相比是极短的。根据本专利技术的一种扩展方案，钻头至少在其可视边的范围内具有坚硬的覆层 (Beschichtung)，并且在此该基本上只用于限定钻头直径的可视边是最小的，并优选具有技术上可制造的最小值。已经证实可视边越窄，对位于钻孔区域中的纤维的切割就越可靠。这种覆层例如可以是金刚石覆层，其在磨削锋利的条件下也可以相对于磨蚀/磨损和剥离而充分地保护刃边。根据本专利技术的钻头的一个优选的实施例，外圆磨削斜边的第二纵向部分的宽度范围为0.3mm至0.8mm。已经证实特别推荐0. 4mm至0. 7mm的宽度值。紧挨着可视边的外圆磨削斜边的纵向部分的宽度明显大于该可视边的宽度。在根据本专利技术的钻头的另一个优选的实施例中，将位于外圆磨削斜边的第一和第二纵向部分之间的过渡区构造为梯级形的。这种梯级可以这样构造使从可视边去往沿钻头杆的方向轴向紧挨着的第二纵向部分的过渡区位于钻头的特定轴向位置上，从而使外圆磨削斜边具有基本上呈Z形的边缘轮廓。在另一个实施例中，将构成该过渡区的梯级构造为弓形的。在此，在外圆磨削斜边的俯视图中具有弓形走向的梯级由优选自由磨销的 (freigeschliffene)自由面形成。在根据本专利技术的钻头的另一个优选的实施例中，每个副切削刃都设有至少一个开放的凹槽。在该凹槽中可以近乎捕获工件中的纤维，并紧接着通过副切削刃进行安全切割。 这些凹槽例如可以被构造为凹口(Kerben)，它们优选在副切削刃中通过磨削、激光照射或侵蚀而成。根据一种扩展方案，每个副切削刃都配备有多个彼此间隔开设置的开放凹槽。由此可以确保如果工件中的纤维没有被捕获到沿钻头的进给方向所看到的第一凹槽中，并且没有在位于相邻设置的凹槽之间的副切削刃部分中被切割，那么这些纤维将被下一个或再下一个凹槽捕获并随后被切割。由此可以使钻头的加工结果进一步优化。在根据本专利技术钻头的一个优选的实施例中，在凹槽的区域中，凹槽的纵向延伸小于外圆磨削斜边的宽度。由此可以可靠地避免纤维被拉入钻头和孔壁之间，而这有可能造成纤维被扯断。在优选的实施方式中，分别将至少一个凹槽在外圆磨削斜边的第二纵向部分的区域中设置在副切削刃上，也就是不设置在非常窄的可视边的区域中。此外，在根据本专利技术的钻头的一个实施例中，在横刃上或在主切削刃之间的顶尖角(Spitzenwinkel)优选小于90°。通过钻头端部的这种设计方案，可以避免通常发生在钻头顶点上的分层。该钻头例如可以构造为螺纹钻头，或本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：迪特·克雷斯，
申请(专利权)人：克莱斯博士玛帕精密仪器工厂两合公司，
类型：发明
国别省市：
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