具有可更换切割刀片的深孔钻制造技术

一个具有可更换切割刀片的金属切割钻头，其长径比为４∶１或更高，两刀片被准确的径向对置，并等同的与工件相啮合，因而，径向力被精确的相互平衡，该径向力是由于钻头通过工件轴向进给所产生的，通过使用了一个双切割刀片，每旋转半圈便可完整的切削孔的周边一次，因此，提高了轴向进给速率，由于刀片是三角形的，两切割刀片的弯曲角部可以被放置的非常靠近，并且在刀片之间的左侧有一个足够大的空间，以保证在刀片之间钻杆相对较粗，并且在增加长径比的情况下具有足够的强度，由于长径比大于４∶１因而在给定直径的情况下可以加工出比已现有技术的钻头更深的孔。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在金属工件上形成孔的钻头，特别是涉及一种具有可更换切割刀片的钻头。镗孔工具和钻头通常使用可更换的切割刀片，由于可以仅更换或磨削切割刀片，因而钻轴可以被重复使用，这样可以在较低的制造成本情况下延长钻头的使用寿命，Shallenberger，Jr的美国专利No.3,963,365中公开了这种钻头，这种钻头的刀片可以从孔的周壁上切削掉金属，并且切削是朝着孔的中心，切割弧的宽度与孔的半径相等，另一种刀片为一个内刀片，它由孔的中心切削金属，并且切割是朝向孔的周壁，切割弧基本上与孔大致等宽。上述专利中公开的钻头己取得了商业上的成功，该钻头的轴向进给速度相对较缓慢，这是由于这个钻头须旋转一周方可切割孔的整个周边一次。Negishi，等人的美国专利No.4,373,839公开了一种钻头，它的进给速度要比前述的钻头大两倍，这是由于在它上面装有两个切割刀片，因而钻头每旋转半圈便完整的切割孔表面一次。Shallenberger的美国专利No.5,092,718公开了一种钻头，它具有两个可更换的切割刀片，每个的跨度为钻头的半径，工件中心的左侧是相对小的部位，这样切削的碎屑可以容易的随钻头的轴向进给从其顶端排出，这种设计中切割刀片最好为三角形，但其它的形状也是可以的，在钻杆的开槽中具有一个套以便接纳所说的切割刀片，钻杆在装有切割刀片处的宽度相对较大，以便保证钻头的强度。具有可更换刀片的金属切割钻头被成功的应用于各种场合，然而在钻较深的较小直径的细长孔时仍显得不足，这种刀片形钻头由于具有良好的金属切削速率，因此切削力相当高，实验表明钻杆必须是相当坚固的才能承受该切削力而不发生弯曲、翘起或变形，这样，实践表明钻的直径减小，钻杆变细则钻的长度不能太长，已知的长径比为一种经验法则，它涉及一定深度钻孔的孔径(也即，工具长度)，并且，实践表明工业上可更换(indexable)刀片钻头的长径比约为3∶1。由于在钻孔过程中刀片与工件之间的相互作用而产生的不平衡的径向力也须要对长径比进行限制。因而由给定直径的钻头在工件上形成的孔也将由此比率受到限制。本专利技术的首要目的是提供一种新的或在美国专利No.5,092,718中所公开的那种类型的钻头的改进，但它具有比其直径所能承受的更长的长度，从而在相同的直径情况下可以加工更深的孔。为此，本专利技术的一个特征是所提供的钻头具有一个精确平衡的切削刀片，从而使各刀片间切削时产生的径向力相互平衡抵消掉。本专利技术另一个特征是提供一种切割刀片，它们同样从杆的槽中向外伸出并与工件相接触，因而在切削过程中承受相同的切削载荷。本专利技术的另一个特征是所提供的钻头的刀片具有独特曲线的切削边和一个大倾斜的侧边，它可以保证切割刀片的切割刃彼此相靠近，同时在切割刀片之间留有一个钻头杆的加强部分，从而加强该钻头，甚至于在长径比大于3∶1的情况下。本专利技术的另一个特征是所提供的钻头的长径比为4∶1或更多。本专利技术的这些目的和特征将在下文中结合附图进行详细的描述。附图说明图1为本专利技术实施例的立视图。图1A是图1所示的钻头顶部的局部放大透视图。图2是图1所示在工件上形成的孔及其钻头局部放大侧视图。图3是为钻头部为放大底视图。图4为一个三角形刀片的立视图。图5为该刀片的顶视图。图6为该刀片的正视图。图7为图6所示刀片右侧所示的边视图。图8是一个放大的示意图，显示了正在钻孔的刀片。图9A为本专利技术的一个侧示图，它显示了一个由钻头进行钻孔的工件。图9B为图9A的底视图。图9C为图9A的顶视图。图10A为己有技术钻头的示意图，它显示了一个钻头进行钻孔的工件的横切面。图10B为图10A的底视图。图10C为图10A的顶视图。图11A为另一个已有技术钻头的示意图，它显示了一个钻头进行钻孔的工件的横切面。图11B为图11A的底视图。图11C为图11A的顶视图。本专利技术可以进行各种改进和结构变化，因此在附图及下述的细节描述中仅针对典型的实例进行描述，因此可以理解这并不局限于所公开的内容，相反在不达反权利要求的思想和范围的情况下本专利技术可以有各种的改进和结构变形和等同的变化。如图所示，本专利技术的实施例中使用钻头时，在工件12上形成一个圆孔11(图2和8所示)，该工件为铁、钢或其它的金属材料，钻头10包括一个加长的圆柱形主体部为13，在一个最佳实施例中它是由高碳钢构成的，它具有一个顶部14和一对对置的杆端15，当然也可以采用其它类似物理特性的材料，主体13的杆端15夹在一个动力旋转支架(未示)中，从而驱动钻头10绕其轴线A旋转(图3示)，该旋转如图1和3所示为逆时针旋转，很明显钻头也可以被握持不动，而让工件12绕钻头10的轴线A旋转。通常在主体13上有两个径向和纵向的开槽16和17，以便将碎屑从顶端14处排出。如图1和图2所示沟槽最好是沿绕着主体13螺旋形的从顶端14处朝向杆端15延伸，以保证金属碎屑从孔11中排出。另外沟槽也可以是直线型的，如图1所示，每个沟槽通常是由一对侧壁18和19形成的V形截面，一般沟槽的侧壁18朝向旋转方向而侧壁19背向旋转方向。如图1A和3所示，径向的开槽20和21与沟槽16和17的顶端部分相邻并形成于主体13内，而且每个开槽靠近于沟槽的侧壁18一例，尽管在本专利技术的最佳实施例中，开槽20和21为径向间隔排布的，但可以理解本专利技术还包括其它一些实施例，其中它们是以另外的等间距形式排布的。可更换切割刀片被置于该开槽20和21中，并且当钻头10逆时针旋转时切削工件12的孔11。根据本专利技术每个切削刀片30、31大致为一个三角形并且具有特定的角部外形。很明显，使用三角形刀片可保证钻头10每转半圈刀片完整切割孔11的周边一次。同时钻头的顶端14处被大大的加强以承受刀片30、31上的很大的切削力，另外其它形状的刀片也可以使用。图7和图4进一步显示了刀片30的细部，很明显在此刀片31被标示为30，如图所示刀片30为一个等边三角形，它具有三个等长的侧边表面33、34和35，它们彼此在三个角部36、37和38处相连接，这三个边表面被夹在相对的两个平面表面40和41之间，每个刀片的表面40和41形成有一个传统的碎屑打碎沟槽42(图4和图6所示)它们正好位于表面的周边内侧。如图3所示由于每个刀片30、31准确的安置于接收槽20和21中，各刀片30、31的表面40面向旋转方向并形成一个切削面，侧边表面34与表面40形成切割边45，并且当该切割边是从角36延至角37时，它几乎是直的标示为46的长度段，当靠近角37时，切割边45开始凸状的弯曲并弯出表面40的平面而朝向表面41的平面，因而切割边产生一个弯角，切割边45的曲线部分47在点48处与平面41相交(图5所示)，因而平面41上形成的边49不平行于边35。切割边缘45的曲缘部分47的成形是通过精确的研磨或其它成形方式来成形接靠刀片30，31的边表面35和表面40。因此表面40和表面35所形成的角部分为一个突状的曲面，在图4中标示为50。刀片30，31的沟槽20和21分别包括一个平台55(图1A所示)刀片30、31的表面41贴靠于该平台上，从该平台向外伸出的两个侧壁56和57相互形成一个角度从而使得沟槽20和21为V字形轮廓。当刀片30、31定位于各个沟槽时，边表面33和35分别贴靠在侧壁56和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钻头，包括一个加长的大致圆柱形的具有预定轴线的主体，该主体具有一个杆端部分，一个顶端部分，它具有一个外周边以及一个轴向工作长度Ｌ，该长度为在钻孔时所说的钻头可以伸入孔中的长度，在所说的主体的顶端具有两个沟槽，它们相对于轴心平面准确的径向对置，两个切割刀片位于所说的两个沟槽内。另外，所说的刀片可移动的固定于所说的主体上。每个刀片具有由至少三个侧面所界定的大致扁平且平行的两个表面，至少一个所述刀片的侧面具有一切割边，它横向延伸靠近顶端的主体，因而是从位于外周边向外的第一角部位至位于不到所说轴线的第二角部位，该第一角部位至第二角部位的距离为钻头的直径Ｄ，钻头主体的工作长度Ｌ至少为直径的４倍。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：FT沙伦伯格，
申请(专利权)人：绿野工业公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]