專利名稱：高速打孔裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一高速打孔裝置，例如當(dāng)要為混凝土結(jié)構(gòu)的柱形構(gòu)造設(shè)置錨釘?shù)葧r(shí)，其在包括混凝土結(jié)構(gòu)的要打孔的材料內(nèi)高速地鉆出環(huán)形孔。
本說明書基于日本專利申請(qǐng)(平11-301753、平2000-049943、平2000-176035)，并且這些申請(qǐng)的內(nèi)容在此被引為參考。
為了增強(qiáng)由混凝土制造的已有墻壁，可知下列方法首先，在墻壁內(nèi)制造一大尺寸的孔，以提供一開口；接著，將用鐵制造的一撐桿(對(duì)角撐桿)設(shè)置到這樣形成的開口內(nèi)；并且然后用混凝土固結(jié)設(shè)置在開口的內(nèi)周面內(nèi)的撐桿與錨釘，從而增強(qiáng)整個(gè)墻壁。在此情況中，每一錨釘被容納在一孔內(nèi)并且置于其內(nèi)，其中所述的孔被配置在內(nèi)周面內(nèi)。
用于設(shè)置一錨釘?shù)目资峭ㄟ^使用一裝置來形成的，該裝置包括一具有一環(huán)形鉆頭80a的取心鉆具80，該環(huán)形鉆頭由金剛刀片、粘結(jié)的碳化物刀片等組成，其位于一圓筒件的端部；所述裝置還包括一馬達(dá)81，用于繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)取心鉆具80，如圖9所示。
即，在鉆頭80a被壓靠到要打孔的一混凝土82上的同時(shí)，通過旋轉(zhuǎn)設(shè)置在取心鉆具80端部的鉆頭80a，形成一具有一柱形形狀的芯部83，隨后從混凝土82內(nèi)側(cè)拉出取心鉆具80。
接著，在芯部83的根部斷裂后，拉出保留在混凝土82內(nèi)側(cè)的芯部83，從而形成一孔，例如其具有直徑為20～35mm和深度為200mm程度的尺寸，用于設(shè)置一錨釘。
在上述裝置中，作為發(fā)動(dòng)機(jī)油壓馬達(dá)，馬達(dá)81沉重并且不易操作，因?yàn)轳R達(dá)81包括齒輪裝置，取心鉆具80經(jīng)該齒輪裝置被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。另外，該裝置具有產(chǎn)生很大噪聲(大于90dB)的問題。此外該裝置具有即使在高速下的轉(zhuǎn)速也低至大約1500rpm(轉(zhuǎn)／分鐘)的問題，即使是專門的電機(jī)，其轉(zhuǎn)速也只能達(dá)3000～3900rpm的程度，從而要用很長的時(shí)間來打孔。
使用超聲波來打孔的打孔裝置可以用一相對(duì)低的噪聲來打孔，但另一方面其打孔速度也低，從而要用很長的時(shí)間來打孔，正如上述具有馬達(dá)裝置的情況那樣。
雖然可通過減薄取心鉆具80之鉆頭80a的切削刀刃厚度來縮短打孔時(shí)間，但具有這樣的一問題，即施加于鉆頭80a上的一工具負(fù)荷增大了并且指向打孔方向的一力(法向力)增大了，這兩者都是由于減薄切削刀刃厚度造成的，從而造成取心鉆具80的屈服變形。
因此，本發(fā)明的一目的是提供一種高速打孔裝置，其能以高速在一短的時(shí)間內(nèi)打孔，而不會(huì)使連接于其上的一取心鉆具屈服變形，另外伴隨著一低的噪聲。
本發(fā)明的高速打孔裝置包括一圓筒形取心鉆具，其具有一在要打孔的材料內(nèi)鉆制一環(huán)形孔的鉆頭；一電機(jī)，其具有繞一圓筒形轉(zhuǎn)子的外周設(shè)置的一圓筒形定子，其中在轉(zhuǎn)子內(nèi)插入一旋轉(zhuǎn)軸，并且該旋轉(zhuǎn)軸固定到轉(zhuǎn)子上；其中，取心鉆具直接連接到電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸上，沒有諸如齒輪、皮帶等的傳動(dòng)裝置，并且通過電機(jī)以高速直接地旋轉(zhuǎn)。
因此，在本發(fā)明的高速打孔裝置中，與以低速打孔的傳統(tǒng)的裝置相比，能極大地增大打孔速度。
從而，可以快速地完成打孔工作，以縮短具有打孔工作的各種建筑作業(yè)的期限。
此外，在本發(fā)明的高速打孔裝置中，可以大大地減小噪聲(大約70dB)，并且由于零件數(shù)小，因此與發(fā)動(dòng)機(jī)、油壓馬達(dá)和具有齒輪裝置的電機(jī)相比，可以大大減小維護(hù)工作所需的勞動(dòng)。
如上所述，通過在高速下旋轉(zhuǎn)一取心鉆具，可以減小作用在一鉆頭上的工具負(fù)荷，從而即使當(dāng)鉆頭的切削刀刃的厚度薄時(shí)，指向打孔方向的一法向力也可較小，因此可以順利地進(jìn)行打孔而沒有諸如屈服變形的問題，同時(shí)總是保持良好的切割效率，并且可以減少打孔時(shí)間。
本發(fā)明的一高速打孔的方法包括下面的步驟提供一電機(jī)，其具有一圓筒形轉(zhuǎn)子，其中一旋轉(zhuǎn)軸插入該轉(zhuǎn)子內(nèi)，并且該旋轉(zhuǎn)軸固定到轉(zhuǎn)子上，還具有一繞該圓筒形轉(zhuǎn)子的外周設(shè)置的一圓筒形定子；將一圓筒形取心鉆具直接連接到電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸上，該取心鉆具具有一鉆頭，以在要打孔的材料內(nèi)鉆制一環(huán)形孔，而沒有諸如齒輪、皮帶等的傳動(dòng)裝置；和通過轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸以高速直接地轉(zhuǎn)動(dòng)該取心鉆具，從而在要打孔的材料內(nèi)用鉆頭鉆制一孔。
因此，與以低速打孔的傳統(tǒng)的方法相比，能極大地增大打孔速度。
從而，可以快速地完成打孔工作，以縮短具有打孔工作的各種建筑作業(yè)的期限。
此外，在本發(fā)明的高速打孔方法中，可以大大地減小噪聲(大約70dB)，并且由于零件數(shù)小，因此與發(fā)動(dòng)機(jī)、油壓馬達(dá)和具有齒輪裝置的電機(jī)相比，可以大大減小維護(hù)工作所需的勞動(dòng)。
如上所述，通過在高速下旋轉(zhuǎn)一取心鉆具，可以減小作用在一鉆頭上的工具負(fù)荷，從而即使當(dāng)使用一具有薄的切削刀刃厚度的鉆頭時(shí)，指向打孔方向的一法向力也可較小，因此可以順利地進(jìn)行打孔而沒有諸如屈服變形的問題，同時(shí)總是保持良好的切割效率，并且可以減小打孔時(shí)間。


圖1是一高速打孔裝置的一側(cè)視圖，表示本發(fā)明的高速打孔裝置的一例子。
圖2是表示用于本發(fā)明之高速打孔裝置的直接式電機(jī)(directmotor)結(jié)構(gòu)的一剖視圖。
圖3是表示用于本發(fā)明的高速打孔裝置的直接式電機(jī)結(jié)構(gòu)的一直接式電機(jī)的橫剖視圖。
圖4是表示當(dāng)在混凝土內(nèi)鉆制一孔時(shí)打孔時(shí)間與噪聲的一表格。
圖5是表示用于本發(fā)明之高速打孔方法中的一直接式電機(jī)的性能曲線圖。
圖6是表示用于本發(fā)明之高速打孔方法中的一直接式電機(jī)的性能曲線圖。
圖7是表示當(dāng)在混凝土內(nèi)鉆制一孔時(shí)打孔時(shí)間、噪聲與切割效率的一表格。
圖8是表示當(dāng)使用具有不同切削刀刃厚度的鉆頭來進(jìn)行打孔時(shí)的測(cè)試結(jié)果曲線圖。
圖9是表示傳統(tǒng)的打孔裝置之結(jié)構(gòu)的一剖視圖。
下面參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的高速打孔裝置。
在圖1和2中，符號(hào)1表示一高速打孔裝置，而符號(hào)2則表示構(gòu)成高速打孔裝置1的一直接式電機(jī)。高速打孔裝置1具有下列結(jié)構(gòu)直接式電機(jī)2經(jīng)一上下移動(dòng)裝置5通過一柱桿4支承，其中柱桿4被連接到一基座3上，從而柱桿直立在該基座上；并且直接式電機(jī)2可沿柱桿4通過移動(dòng)該上下移動(dòng)裝置5來移動(dòng)。
直接式電機(jī)2包括一旋轉(zhuǎn)軸11，其中心為圓柱形。一取心鉆具13借助于一適配器12被連接到旋轉(zhuǎn)軸11的頭端部分上，從而取心鉆具可被連接到旋轉(zhuǎn)軸上和從旋轉(zhuǎn)軸上取下。取心鉆具13包括一鉆頭15，其由金剛刀片組成，并為整體地及沿其圓周方向設(shè)置在一圓管件14的頭端部分上，所述圓管14具有一空心形狀。
即，直接式電機(jī)2是這種類型的一電機(jī)，其中取心鉆具13被直接地旋轉(zhuǎn)，該取心鉆具13是一直接連接到旋轉(zhuǎn)軸11上的工具。
取心鉆具13包括一設(shè)置在圓管件14端部上并且包括一金剛石刀具的鉆頭15，所述金剛石刀具是通過強(qiáng)化(固化)用諸如金屬粘結(jié)劑、樹脂粘結(jié)劑等粘合劑而粘接的碳化物或超級(jí)研磨劑(金剛石研磨劑顆粒、CBN研磨劑顆粒)來制造的。一混凝土C可以被打孔并且可通過旋轉(zhuǎn)取心鉆具來形成一柱形芯部。
可以使用外徑達(dá)40mm的一取心鉆具13，并且最好是外徑為15～30mm。對(duì)于鉆頭15的切削刀刃厚度，可以采用小于2．0mm并且最好是1．8mm的一厚度。
直接式電機(jī)2包括一轉(zhuǎn)子17，一旋轉(zhuǎn)軸11插入該轉(zhuǎn)子內(nèi)，兩者成一體地固定；和一定子18，該定子具有繞轉(zhuǎn)子17的外周設(shè)置的一圓筒形狀，其中轉(zhuǎn)子與定子兩者都設(shè)置在電機(jī)的殼體16內(nèi)。
旋轉(zhuǎn)軸11被插入形成在轉(zhuǎn)子17之中央的一插孔17a內(nèi)，并且通過擠壓插置到插孔17a內(nèi)呈一體地固定到轉(zhuǎn)子上。
如圖3所示，定子18包括設(shè)置在圓周方向的某些空間內(nèi)的磁鐵M和由鋼材制造的磁軛Y，其中磁軛Y設(shè)置在磁鐵M之間并且將磁鐵M支承在規(guī)定的位置。
軸承19a和19b被設(shè)置在殼體16的上壁部分16a和下壁部分16b的內(nèi)側(cè)，以這樣地支承轉(zhuǎn)子17，使得轉(zhuǎn)子17能自由地轉(zhuǎn)動(dòng)。即，軸承19a和19b被設(shè)置成具有這樣的一結(jié)構(gòu)，以至于這些軸承能支承插入轉(zhuǎn)子17中央的旋轉(zhuǎn)軸11的上部和下部之每個(gè)鄰近部位，并且可以承受作用于旋轉(zhuǎn)軸11與被插入了旋轉(zhuǎn)軸11的轉(zhuǎn)子17上的推力與徑向力。
一旋轉(zhuǎn)接頭21設(shè)置在直接式電機(jī)2的后端部分內(nèi)。旋轉(zhuǎn)接頭21被連接到殼體16的上壁部分16a上并且以這樣的方式連接到旋轉(zhuǎn)軸11的后端部分上，以至于能旋轉(zhuǎn)并且被液封。
在旋轉(zhuǎn)接頭21內(nèi)，形成有一流動(dòng)管道22，其被連接到旋轉(zhuǎn)軸11中央的通孔11a上并且向旋轉(zhuǎn)接頭21的側(cè)面開口。一管子24被連接到一開口23上，該開口在上述側(cè)面中開口并且從管子24供給一冷卻水。
從管子24供給旋轉(zhuǎn)接頭21的流動(dòng)管道22的冷卻水通過旋轉(zhuǎn)接頭21的流動(dòng)管道22，然后被引入旋轉(zhuǎn)軸11的通孔11a內(nèi)，并且此后被引入取心鉆具13的圓管14內(nèi)，所述鉆具13通過適配器12被連接到旋轉(zhuǎn)軸11的頭端部分上，從而冷卻由鉆頭15打孔的部分。
在旋轉(zhuǎn)接頭21中，在其后端部分形成一調(diào)節(jié)螺紋31，并且一螺帽32被螺紋夾緊到該調(diào)節(jié)螺紋31上。一插孔孔34形成在螺帽32的中央。此外，在旋轉(zhuǎn)接頭21內(nèi)，形成一連接孔35，其連接螺帽32的插入孔34與旋轉(zhuǎn)軸11的通孔11a。并且一擠壓桿36被插入到插入孔34、連接孔35與通孔11a內(nèi)，這些孔彼此相連。一O形密封圈37設(shè)置在擠壓桿36與螺帽32之間，以形成一密封。
此外，在直接式電機(jī)2中，在旋轉(zhuǎn)軸11的頭端部分內(nèi)設(shè)置一冷卻風(fēng)扇26，空氣從形成在殼體16的頭端側(cè)的一入口27通過旋轉(zhuǎn)軸11的旋轉(zhuǎn)而被引入殼體16內(nèi)，并且噴散到直接式電機(jī)2的內(nèi)側(cè)。然后，空氣被引入定子18與轉(zhuǎn)子17之間的一間隙以及定子18的磁鐵M和磁軛Y與殼體16之間的空間內(nèi)，接著從形成在殼體16的上壁部分16a內(nèi)的一出口28排出到外側(cè)。
符號(hào)25是設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸11的圓周方向的一電刷，其設(shè)置方式是電刷在直接式電機(jī)2的殼體16內(nèi)的上側(cè)接觸旋轉(zhuǎn)軸11，并且從電刷25供給一驅(qū)動(dòng)電流。
作為定子18的磁鐵M，使用諸如釹鐵硼磁鐵或釤鈷磁鐵的高密度稀土磁鐵，其具有遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)使用的鐵氧體磁鐵或鋁鎳鈷合金磁鐵的一最大磁能輸出。
對(duì)于包括一轉(zhuǎn)子12和一定子13的一直接式電機(jī)，可以使用帶有電刷和無刷電機(jī)中的任何一種電機(jī)。另外，在上面的例子中，磁鐵M設(shè)置在定子18內(nèi)，線圈設(shè)置轉(zhuǎn)子17內(nèi)。但是，線圈可設(shè)置在定子18內(nèi)和磁鐵可設(shè)置在轉(zhuǎn)子17內(nèi)，或者轉(zhuǎn)子與定子兩者都可以為線圈。
接著，下面介紹一種情況，其中使用具有上述結(jié)構(gòu)的一高速打孔裝置1在要打孔的一混凝土C內(nèi)鉆制一孔。
首先，調(diào)節(jié)設(shè)置在柱桿4上側(cè)的直接式電機(jī)2，使之具有這樣的一位置，即旋轉(zhuǎn)軸11的軸線與在混凝土C內(nèi)要打孔的一預(yù)定位置相一致，接著將基座3固定到混凝土C上。
在如上所述將高速打孔裝置1設(shè)置到混凝土C上后，給電機(jī)2的轉(zhuǎn)子17(或定子18)的線圈接通電源，以使轉(zhuǎn)子17以大約4000rpm或更高的一高速旋轉(zhuǎn)，同時(shí)經(jīng)管子24從圖中未示出的一輸送冷卻水的裝置(一冷卻水源)供給一冷卻水。
在上述狀態(tài)下，被連接到旋轉(zhuǎn)軸11的頭端部分上的取心鉆具13的鉆頭15通過用移動(dòng)裝置5向下移動(dòng)直接式電機(jī)2來被壓靠到混凝土C的表面上。伴隨著上述步驟，用高速旋轉(zhuǎn)的鉆頭15在混凝土C內(nèi)鉆制一環(huán)形孔H。
在環(huán)形孔H被鉆制到一預(yù)定的深度后，向上移動(dòng)電機(jī)2以從孔H中取出鉆頭15，然后從孔的中央取出芯部，從而形成一錨釘孔。
在當(dāng)通過向上移動(dòng)直接式電機(jī)2從孔H中取出鉆頭15時(shí)芯部保留在取心鉆具13內(nèi)的場(chǎng)合，擠壓桿36被擠壓到頭端部分，從而可容易地從取心鉆具13的端側(cè)排擠出保留在取心鉆具13內(nèi)的芯部。
根據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的直接式電機(jī)2，通過轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸11來直接地轉(zhuǎn)動(dòng)被連接到旋轉(zhuǎn)軸11上的取心鉆具13，而無需借助于諸如齒輪、皮帶等傳動(dòng)裝置，結(jié)果可消除傳動(dòng)損失和縮小打孔裝置，并且與帶有齒輪裝置的電機(jī)相比，可制造得輕量化，從而增大其操作方便性，并且旋轉(zhuǎn)軸11的損壞可以最小。此外，可以將產(chǎn)生的噪聲減少到一最小的程度。
即，當(dāng)布置在取心鉆具13的頭端部分的鉆頭15被直接式電機(jī)2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其旋轉(zhuǎn)軸11給取心鉆具13直接提供一旋轉(zhuǎn)力，使得鉆頭以非常高的一速度(4000rpm或更高)旋轉(zhuǎn)，從而能給鉆頭15提供一非常高的圓周速度。即，由于鉆頭15能如上所述以高速旋轉(zhuǎn)，因此可減小鉆頭15上的工具負(fù)荷，從而可降低作用于打孔方向的一法向力，并且減小打孔時(shí)間，即使當(dāng)鉆頭15的切削刀刃的厚度薄至小于2mm時(shí)。
此外，由于設(shè)置在轉(zhuǎn)子17與定子18之任一上的磁鐵是諸如釹鐵硼磁鐵或釤鈷磁鐵的高密度稀土磁鐵，因此可以縮小轉(zhuǎn)子17或定子18，從而能獲得其進(jìn)一步的小型化和輕量化。
裝置的總體剛性可以極大地增大，因?yàn)樾D(zhuǎn)軸11是以成一體的方式壓入形成在轉(zhuǎn)子17的中央的插孔17a中的，以將旋轉(zhuǎn)軸直接固定到轉(zhuǎn)子上，從而通過高速旋轉(zhuǎn)取心鉆具13而能形成一孔，并且與傳統(tǒng)的打孔方法相比，能大大地增大打孔速度，其中傳統(tǒng)的打孔方法是采用傳統(tǒng)的打孔裝置低速地進(jìn)行的。
因此，打孔工作可以快速地完成，從而縮短了具有打孔工作的各種建筑作業(yè)的期限。
此外，與使用發(fā)動(dòng)機(jī)、油壓馬達(dá)和具有齒輪裝置的電機(jī)的情況相比，可以大大減小噪聲(約70dB)，并且由于零件的數(shù)量小，因此可大大減小零件維護(hù)所需的勞動(dòng)。
再者，當(dāng)在旋轉(zhuǎn)軸11中央形成該通孔11a時(shí)，可以從旋轉(zhuǎn)軸11的后端部分向鉆頭15供給一冷卻水或冷卻空氣，以進(jìn)行一極好的打孔工作，其中鉆頭15是取心鉆具13的一切割刀刃。
還有，取心鉆具13可以容易地更換為一具有不同直徑的取心鉆具，其方式是借助于適配器12來連接和拆卸該取心鉆具13來進(jìn)行，從而能容易地進(jìn)行諸如更換取心鉆具13的維護(hù)工作，并且增大其工作效率。另外，該取心鉆具13是可更換的，因此可以從具有各種切削刀刃厚度和各種形狀的鉆頭15中選擇任何適合的鉆具。
下面描述一高速打孔方法的測(cè)試?yán)?，其中使用上述直接式電機(jī)2。
測(cè)試?yán)?當(dāng)用一直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)2在低速和高速下通過旋轉(zhuǎn)包括一金剛石刀具的一鉆頭15在一混凝土C內(nèi)形成具有150mm的一深度和25mm的一直徑的環(huán)形孔H時(shí)，測(cè)量打孔時(shí)間和噪聲，其結(jié)果示于圖4中。
如圖4所示，可發(fā)現(xiàn)當(dāng)在高轉(zhuǎn)速下進(jìn)行時(shí)，與低轉(zhuǎn)速相比，打孔時(shí)間減小到大約一半的程度。至于噪聲，不管是高速還是低速，發(fā)現(xiàn)其為70dB(分貝)的程度。
圖5和6表示用于本測(cè)試?yán)囊恢苯邮诫姍C(jī)2的性能。
圖5表示當(dāng)作用負(fù)荷時(shí)采用低轉(zhuǎn)速情況的結(jié)果。圖6表示當(dāng)作用負(fù)荷時(shí)采用高轉(zhuǎn)速情況的結(jié)果。
從圖5可清楚地看出，在低轉(zhuǎn)速(大約3000rpm)的情況下，轉(zhuǎn)矩為大約1Nm的程度，而從圖6可清楚地看出，在高轉(zhuǎn)速(大約6000rpm)的情況下，轉(zhuǎn)矩為大約0．7Nm的程度。
因此，可發(fā)現(xiàn)當(dāng)以高轉(zhuǎn)速形成孔H時(shí)，轉(zhuǎn)矩小于低轉(zhuǎn)速時(shí)的轉(zhuǎn)矩。
測(cè)試?yán)?使用傳統(tǒng)的電機(jī)與直接式電機(jī)2，用包括一金剛石鉆具的一鉆頭15來形成直徑為25mm(鉆頭直徑25mm)、深度為200mm的孔H。各轉(zhuǎn)速如下傳統(tǒng)電機(jī)為950rpm；直接式電機(jī)為5980rpm。
結(jié)果表明對(duì)于傳統(tǒng)電機(jī)的打孔時(shí)間為1分25秒，對(duì)于直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)為38秒。
從上側(cè)施加的一壓力(排除了靜負(fù)荷)對(duì)于傳統(tǒng)電機(jī)為300～400N，對(duì)于直接式電機(jī)2為50～150N。
測(cè)試?yán)?使用傳統(tǒng)的電機(jī)與直接式電機(jī)2，用具有一金剛石鉆頭15的一圓筒形取心鉆具13來形成直徑為20mm、深度為130mm的孔H。根據(jù)鉆頭15的不同的圓周速度來測(cè)量打孔時(shí)間與噪聲，其結(jié)果示于圖7中。
各轉(zhuǎn)速如下直接式電機(jī)為4600rpm；傳統(tǒng)電機(jī)為1050rpm。
由圖7可清楚地看出，發(fā)現(xiàn)當(dāng)鉆頭15的轉(zhuǎn)速高(250米／分或更高)時(shí)，與低轉(zhuǎn)速相比，打孔時(shí)間大大地降低了并且切割效率大大地增大了。可發(fā)現(xiàn)在高速時(shí)的噪聲比在低速時(shí)要低10dB。
測(cè)試?yán)?用一濕式方法在包括混凝土的要打孔材料內(nèi)形成直徑為25mm(鉆頭直徑25mm)、深度為200mm的孔H，打孔時(shí)的轉(zhuǎn)速為6000rpm，采用兩種鉆頭15，其切削刀刃的厚度分別為1．8mm和2．0mm，每一鉆頭使用多次，并且比較打孔的次數(shù)。
如圖8所示，在鉆頭15具有1．8mm的切削刀刃厚度的情況下，以一增大的次數(shù)總是保持一良好的切割性能，而在鉆頭15具有2．0mm的切削刀刃厚度的情況下，從大約第15次開始切割性能急劇地惡化。
在測(cè)試后觀察每一切刀刃，結(jié)果表明當(dāng)鉆頭15具有1．8mm的切削刀刃厚度時(shí)不會(huì)呈現(xiàn)明顯的磨損，而當(dāng)鉆頭15具有2．0mm的一切削刀刃厚度時(shí)呈現(xiàn)磨損。
如上所述，發(fā)現(xiàn)當(dāng)在高轉(zhuǎn)速(4000rpm或更高)下進(jìn)行打孔時(shí)，通過使用具有一薄的切削刀刃厚度的鉆頭15可以縮短打孔時(shí)間，并且鉆頭的磨損小且總是能保持一良好的切割性能。
這是因?yàn)橛捎谝唤档偷呢?fù)荷作用在鉆頭15上而使得切削刀刃具有一良好的自動(dòng)磨刀的功能。
即，當(dāng)以高轉(zhuǎn)速進(jìn)行打孔時(shí)，發(fā)現(xiàn)作用在鉆頭15上的一工具負(fù)荷可以降低，從而即使當(dāng)使用具有一薄的切削刀刃厚度的鉆頭15時(shí)，也不會(huì)造成諸如屈服變形的任何問題，可以順利地進(jìn)行打孔同時(shí)總是保持一良好的切割性能，并且可以實(shí)現(xiàn)一更高速的打孔。
權(quán)利要求
1．一高速打孔裝置，包括一圓筒形取心鉆具，其具有一在要打孔的材料內(nèi)鉆制一環(huán)形孔的鉆頭；一電機(jī)，其具有一繞一圓筒形轉(zhuǎn)子之外周設(shè)置的圓筒形定子，其中在轉(zhuǎn)子內(nèi)插入一旋轉(zhuǎn)軸，并且該旋轉(zhuǎn)軸固定到轉(zhuǎn)子上，其中，取心鉆具直接連接到電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸上，而沒有諸如齒輪、皮帶等的傳動(dòng)裝置，并且通過電機(jī)以高速直接地旋轉(zhuǎn)。
2．如權(quán)利要求1所述的高速打孔裝置，其特征是所述取心鉆具通過所述電機(jī)以4000rpm或更高的一高速旋轉(zhuǎn)。
3．如權(quán)利要求1所述的高速打孔裝置，其特征是設(shè)置到所述取心鉆具上的鉆頭具有大至40mm的一外徑。
4．如權(quán)利要求1所述的高速打孔裝置，其特征是設(shè)置到所述取心鉆具上的鉆頭具有小于2mm的一切削刀刃厚度。
5．如權(quán)利要求1所述的高速打孔裝置，其特征是在所述旋轉(zhuǎn)軸上設(shè)置一適配器，用于直接地連接取心鉆具。
6．如權(quán)利要求1所述的高速打孔裝置，其特征是所述旋轉(zhuǎn)軸形成為一圓柱形狀，并且一冷卻液從旋轉(zhuǎn)軸的后端部分被引入其頭端部分，從而向取心鉆具的鉆頭輸送冷卻液。
7．如權(quán)利要求1所述的高速打孔裝置，其特征是所述鉆頭包括用一粘合劑固化的超級(jí)研磨劑。
8．如權(quán)利要求1所述的高速打孔裝置，其特征是所述鉆頭包括用一粘合劑固化的粘結(jié)碳化物。
9．如權(quán)利要求1所述的高速打孔裝置，其特征是所述電機(jī)的所述定子設(shè)置一線圈，并且電機(jī)的所述轉(zhuǎn)子包括從下列組中選擇的高密度稀土磁鐵，所述的組包括釹鐵硼磁鐵和釤鈷磁鐵。
10．如權(quán)利要求1所述的高速打孔裝置，其特征是所述電機(jī)的所述轉(zhuǎn)子設(shè)置一線圈，并且電機(jī)的所述定子包括從下列組中選擇的高密度稀土磁鐵，所述的組包括釹鐵硼磁鐵和釤鈷磁鐵。
11．一種高速打孔的方法，包括下面的步驟提供一電機(jī)，其具有一圓筒形轉(zhuǎn)子，其中一旋轉(zhuǎn)軸插入轉(zhuǎn)子內(nèi)，并且該旋轉(zhuǎn)軸固定到轉(zhuǎn)子上，還具有一繞該圓筒形轉(zhuǎn)子的外周設(shè)置的圓筒形定子；將一圓筒形取心鉆具直接連接到電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸上，該取心鉆具具有一鉆頭，以在要打孔的材料內(nèi)鉆制一環(huán)形孔，而沒有諸如齒輪、皮帶等的傳動(dòng)裝置；和通過轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸以高速直接地轉(zhuǎn)動(dòng)該取心鉆具，從而在要打孔的材料內(nèi)用鉆頭鉆制一孔。
12．如權(quán)利要求11所述的高速打孔的方法，其特征是在打孔過程中，所述旋轉(zhuǎn)軸以4000rpm或更大的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，從而在要打孔的材料內(nèi)用取心鉆具鉆制一孔。
13．如權(quán)利要求11所述的高速打孔的方法，其特征是所述取心鉆具使用一具有大至40mm外徑的鉆頭。
14．如權(quán)利要求11所述的高速打孔的方法，其特征是所述取心鉆具使用一具有小于2mm的切削刀刃厚度的鉆頭。
15．如權(quán)利要求11所述的高速打孔的方法，其特征是所述用于打孔的鉆頭圓周速度為250米／分鐘或更大。
16．如權(quán)利要求11所述的高速打孔方法，其特征是所述旋轉(zhuǎn)軸形成為一圓柱形狀，并且一冷卻液在打孔過程中從旋轉(zhuǎn)軸的后端部分被引入其頭端部分，從而向取心鉆具的鉆頭輸送冷卻液。
17．如權(quán)利要求11所述的高速打孔方法，其特征是所述鉆頭包括用一粘合劑固化的超級(jí)研磨劑。
18．如權(quán)利要求11所述的高速打孔方法，其特征是所述鉆頭包括用一粘合劑固化的粘結(jié)碳化物。
19．如權(quán)利要求11所述的高速打孔方法，其特征是所述電機(jī)的所述定子設(shè)置一線圈，并且電機(jī)的所述轉(zhuǎn)子包括從下列組中選擇的高密度稀土磁鐵，所述的組包括釹鐵硼磁鐵和釤鈷磁鐵。
20．如權(quán)利要求11所述的高速打孔方法，其特征是所述電機(jī)的所述轉(zhuǎn)子設(shè)置一線圈，并且電機(jī)的所述定子包括從下列組中選擇的高密度稀土磁鐵，所述的組包括釹鐵硼磁鐵和釤鈷磁鐵。
全文摘要
公開的是一高速打孔裝置(1),包括一體地插入有一圓筒形旋轉(zhuǎn)軸(11)的一轉(zhuǎn)子(17),繞轉(zhuǎn)子(17)的外周設(shè)置一定子(18)以及直接連接到旋轉(zhuǎn)軸頭端部分上的一取心鉆具(13)。具有大至40mm外徑和小于2mm切削刀刃厚度的一鉆頭(15)用于取心鉆具(13)。通過以4000rpm或更高的一高速旋轉(zhuǎn)的取心鉆具(13)來進(jìn)行打孔,取心鉆具由一直接式電機(jī)(2)驅(qū)動(dòng),該電機(jī)(2)包括轉(zhuǎn)子(17)與定子(18)。通過高速旋轉(zhuǎn)取心鉆具可以顯著地縮短打孔時(shí)間。
文檔編號(hào)B28D1/04GK1294044SQ0013147
公開日2001年5月9日 申請(qǐng)日期2000年10月20日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月22日
發(fā)明者真崎繁, 今岡稔男, 佐藤九州男 申請(qǐng)人:三菱綜合材料株式會(huì)社, 日本金剛石株式會(huì)社