铲形镗孔钻头及形成金属部件的相关方法和设备技术

一种铲形镗孔钻头（１０），包括一个形成中心纵向轴线（１４）的细长柄（１２）和一个结合在柄（１２）的一端上的刀身部分（１８），后者包括一对基本上扁平的侧面区段（２０），从中心纵向轴线（１４）向侧向延伸。本发明专利技术同时提供一种用于从连续金属坯料（８０）锻制多个部件（１０）的方法和设备（８８）。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及钻头及形成金属部件如钻头的方法和设备，更具体地涉及铲形镗孔钻头及形成金属部件如铲形镗孔钻头的锻制方法和设备。
技术介绍
铲形镗孔钻头(此后称为“铲形钻头”)通常用于通过木料或其它材料钻孔或镗孔。铲形钻头通常用于钻直径相当大的孔，从孔中必须除去大量的木屑或其它材料。例如，在建造房屋期间，铲形钻头常用于钻一系列通过相邻柱子的准直孔，通过这些准直孔将延伸导管或电线。如附图说明图1中所示，一个常规的铲形钻头1包括一个形成纵向轴线3的细长柄2。刀身部分4联接在柄的前端，而与前端对置的柄的后端在钻孔操作期间则装在并固定在钻机中。刀身部分通常为平面形，如图2中所示，在刀身部分的平面中形成一条中心线5，中心线延伸通过纵向轴线。刀身部分也包括一对侧面区段4，它们沿两侧对置方向延伸。例如，参看1957年2月26日发布给Robinson的美国专利No.2,782,824；1987年7月28日发布给Williams III的美国专利No.4,682,917；1990年8月21日发布给Thomas的美国专利No.4,950,111；1991年10月29日发布给Thomas的美国专利No.5,061,127；1994年2月15日发布给Schimke的美国专利No.5,286,143；以及1984年6月13日公开的英国专利No.GB 2,130,935A。一个常规的铲形钻头通常也包括一个结合在刀身部分前端上并从刀身部分前端沿轴向伸出而与其共平面的基本上三角形的尖齿7。如该技术的熟练人员已知的，该尖齿用于在钻孔操作期间给铲形钻头导向和定中。尖齿7，以及每个侧面区段6通常包括一个切削刃8，用于在钻孔操作期间当铲形钻头2沿预定的转动方向转动时除去木料或其它材料。特别是，尖齿切削刃沿刀身部分前端处的尖齿底部的对置两侧延伸到尖齿的最前部分即尖齿点。此外，每个侧面区段的切削刃是在刀身部分前端上形成的，使得当铲形钻头沿预定转动方向转动时侧面区段的切削刃将接触工件。在操作中，尖齿7的切削刃在工件中最先钻一个导孔。然后，侧面区段6的切削刃接触工件材料并将材料从工件上除去以钻出一个预定直径的孔。因为如图2中所示，常规铲形钻头2的尖齿7通常与基本上扁平的侧面区段共平面，所以基本上三角形的尖齿的每个切削刃与邻接的侧面区段的切削刃是邻接的。这样，形成一对连续的切削刃8，每个包括三角形尖齿的一个切削刃和相邻侧面区段的切削刃。例如参见Robinson的美国专利No.2,782,624；Williams III的美国专利No.4,682,917；1993年6月22日发布给Bothum的美国专利No.5,221,166；Schimke的美国专利No.5,286,143；以及1994年3月8日发布给Bothum的美国专利No.5,291,806。由于切削刃的取向和铲形钻头的转动，在钻孔操作期间产生的切屑通常沿切削表面指向径向并指向正在形成的孔的外周面。但是，在尖齿切削刃和相邻侧面区段的切削刃相交形成的角部附近不容易除去切屑。相反，切屑聚集在由尖齿和相邻侧面区段切削刃形成的角部处，因为切屑并不由相交的切削刃从该角落中引导离去。由于切屑的聚集，在尖齿和相邻侧面区段切削刃形成的角部附近中的切削刃不容易切入工件和从那儿除去物料。相反，一旦切屑已经聚集在尖齿和邻近的侧面区段切削刃之间的角部处，就必须施加更多的动力或转矩来转动铲形钻头和通过工件钻孔。切屑沿侧面区段切削刃的表面沿径向向外运动所引起的另一问题是，切屑受力进入正在形成的孔的周壁中，并因而结合在该周壁和转动的刀身部分外边缘之间。这种结合进一步增大钻孔的动力消耗。这些问题的主要原因，如图2中所示，是每个侧面区段6的切削刃8并不与通过纵向轴线3的中心线5对准。相反，每个切削刃沿铲形钻头1的预定转动方向安置在中心线的前面。因为切削刃安置在中心线前面，所以切削并不完全指向周边而离开切削刃。相反，铲形钻头的转动同时将一个径向力分量传送给切屑，该分力推动切屑紧靠周壁。在钻孔操作期间，常规的铲形钻头也能够使被钻孔的工件裂开。特别是，常规的铲形钻头可能在入口点和出口点两处使工件裂开并能产生侧壁相当粗糙的孔，由此降低形成的孔的质量和干净程度。在许多情况下，比起侧壁粗糙和裂开的孔来更原意有质量相当高的干净孔。例如，通过侧壁光滑的干净孔可以更容易拉动电线，因为侧壁粗糙裂开的孔增大了对正在孔中拉动的电线的摩擦阻力，而在某些情况下，可能割破或以其它方式损伤通过孔中拉动的电线周围的绝缘层。铲形钻头通常通过热锻制工艺形成。按照这种工艺，将直径一定的盘绕的线材坯料切割成段，每段大约为单个铲形钻头的长度。然后给每一段制成头部，使该区段的第一端部处形成一部分直径增大的材料，也即在第一端部处的一个较短长度上直径增大的一团材料。然后，对该区段加热，通过在一对对置的模具中间压缩受热的此团材料而进行锻制。通常，以直线方式闭合这一对对置的模具，使得被加热的材料团受到压力，此压力推动材料成为由模具形成的预定形状。然后可以修整和精修锻制的部件，以产生上述铲形钻头。在处理铲形钻头期间也可以在铲形钻头上印制识别标记。但是，由于首先切割线材坯料，在整个热锻制过程中必须单个地输送和处理部件。例如，在过程的每一步骤期间必须适当地对准每个单个部件，以保证由此形成的铲形钻头在容差范围内。不管形成的过程如何，铲形钻头的性能通常通过若干参数测量。一个这样的参数是铲形钻头产生的孔的质量，它常规为包括入口点和出口点两处干净程度的孔的干净程度和形成的孔的侧壁的相对光滑程度。此外，铲形钻头通过钻头切削预定直径的孔的速度以及钻削预定直径的孔所需的动力或转矩来度量。最后，通常用使用小时数或工作寿命来度量的铲形钻头本身的使用期限或寿命是一个参数。因此，希望能研制快速钻削高质量孔而同时需要的动力或转矩尽可能小的长寿命铲形钻头。专利技术概要鉴于以上背景，因此本专利技术的一个目的是提供一种用于制造多个金属部件如铲形钻头的改进的方法和设备，该方法和设备能显著地减小单个部件所需的输送和处理。本专利技术的另一个目的是提供一种改进的铲形镗孔钻头。本专利技术的又一个具体的目的是提供一种改进的铲形镗孔钻头，其形状可以减小被钻孔的工件的裂开，因此提高了所形成的孔的质量和干净程度。本专利技术的再一个具体的目的是提供一种改进的铲形镗孔钻头，其形状能由于防止切屑在尖齿的切削刃和侧面区段切削刃之间的聚集并由于防止切屑沿径向向外向着正在形成的孔的周壁移动而降低钻孔的动力消耗。本专利技术的以上这些和其它目的是通过一种铲形镗孔钻头来达到的，该钻头有一个形成中心纵向轴线的细长柄和一个结合在该柄一端的刀身部分，该刀身部分包括一对基本上扁平的侧面区段，例如两翼，沿对置方向从中心纵向轴线向两侧延伸。根据一个优选实施例，两个侧面区段包括各自的前切削刃，它们沿一条通过中心纵向轴线的中心线彼此准直。两个前切削刃沿一条通过中心纵向轴线的中心线的这种准直引导切屑垂直离开切削刃而没有沿径向向外的运动分量。这样，切屑不会受力沿径向进到正在钻成的孔的周壁上，大大地减轻了形成的切屑的粘住。因此，本专利技术的长寿命铲形钻头高效地钻成高质量的孔。根据一个实施例，刀身部分同时包括一个基本上扁平的中心区段，该中心区段沿中心纵向轴线设置，形成一个中心平面。该中心本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铲形镗孔钻头，包括： 一个形成中心纵向轴线的细长柄；和 一个结合在所述柄的一端上的刀身部分，所述刀身部分包括： 一个基本上扁平的中心区段，沿该中心纵向轴线设置并形成一个中心平面，所述中心区段包括平行于所述中心轴线的对置侧面、一个结合在所述柄的一端上的后端部和一个对置的前端部； 一对基本上扁平的侧面区段，沿中心区段的相应侧面结合在所述中心区段上，所述侧面区段形成相应的侧向平面，它们互相平行并与所述中心平面相交一个倾斜角度，每个侧面区段还包括一个相应的前切削刃；以及 一个尖齿，结合在所述中心区段的前端上并从该前端沿轴向伸出。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：PA斯托尼，RJ汤马斯，SR克罗斯拜，RR比伊德尔曼，CP古雷，TT麦肯兹，RA阿达姆斯，
申请(专利权)人：布莱克德克尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]