專利名稱：一種工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的前序部分用于除去切屑的機(jī)加工的工具和坯料。
背景技術(shù)：
常規(guī)的燒結(jié)硬質(zhì)合金鉆頭具有從實(shí)心鉆桿磨成的敞開的切屑空間。這些桿也可以用預(yù)先形成用于內(nèi)冷卻的沖洗孔(flush hole)而得到。問題是為了有效地鉆削，排屑空間應(yīng)當(dāng)做成很大。這意味著由于必須磨去很多材料而帶來的高成本。大的排屑空間在各種意義上削弱鉆具的扭轉(zhuǎn)和彎曲剛度。另一個(gè)問題是通過敞開的切屑空間向上排出的切屑劃傷被加工零件的孔壁?，F(xiàn)在有所謂的噴吸鉆頭(見美國專利US-A-5,964,553，其相當(dāng)于本發(fā)明的權(quán)利要求1的前序部分)，這種鉆頭內(nèi)部地引導(dǎo)切屑，其解決后一個(gè)問題?，F(xiàn)有的工具是用鋼制造的，與常規(guī)的實(shí)心燒結(jié)硬質(zhì)合金鉆頭相比沒有改進(jìn)有關(guān)的剛度和穩(wěn)定性。此外，現(xiàn)有的鉆頭制造復(fù)雜并且只適合于通常大于20mm的大孔。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種具有大切屑空間的有效鉆削工具。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種剛性的同時(shí)用于小直徑孔的鉆削工具。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種不劃傷被加工零件孔壁的鉆削工具。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種制造簡單的鉆削工具和坯料。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種在磨損后能夠重新刃磨的鉆削工具。


圖1A示出根據(jù)本發(fā)明的坯料的透視圖。
圖1B示出坯料的端部視圖。
圖2A示出根據(jù)本發(fā)明鉆具的透視圖。
圖2B示出該鉆具的另一個(gè)透視圖。
圖2C示出該鉆具的側(cè)視圖。
圖2D示出該鉆具的另一個(gè)側(cè)視圖。
圖2E和2F示出該鉆具相對的端部視圖。
圖3A示出該鉆具在夾具中的透視圖。
圖3B示出該鉆具在夾具中的另一個(gè)透視圖。
圖4示出該夾具的透視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1A和圖1B示出了根據(jù)本發(fā)明的坯料，用于制造根據(jù)本發(fā)明的鉆削工具。坯料10由實(shí)心燒結(jié)的硬質(zhì)合金，例如擠壓的燒結(jié)硬質(zhì)合金的管11制成。坯料是用從硬組分(例如鎢硬質(zhì)合金，WC)和粘接相(例如鈷，Co)按照下述開始擠壓?；旌暇哂幸欢ㄢ捄亢屠缢芰系妮d體(bearer)的燒結(jié)硬質(zhì)合金粉末，并使之成形為小球狀或顆粒狀。載體在生坯中，即在燒結(jié)前的坯料中將構(gòu)成基體(matrix)。應(yīng)當(dāng)理解，由于這里的“鈷”是金屬粘接相，其可選擇地由其他金屬，例如鎳，Ni，替換或構(gòu)成。其后，該混合物被預(yù)熱到該混合物合適的溫度并放入擠壓機(jī)中。然后該混合物在高壓和約180℃的一定溫度下向管口壓制，從而形成具有某種內(nèi)部幾何形狀的基本上圓柱形的的桿，然后，該桿在一個(gè)單獨(dú)的爐內(nèi)被加熱，以便該載體被燒掉并使該粘接劑金屬熔化并粘接該硬質(zhì)合金。然后，對該坯料10進(jìn)行其后的機(jī)械加工，例如磨削端部和彎頭角度。作為一種選擇，該坯料用兩種不同的燒結(jié)硬質(zhì)合金粒度擠壓，其主要差別在硬組分和粘接相之間的其余部分。從而得到坯料更硬的和更加剛性的“外殼(shell)”以及更韌性的中間部分，中間部分的切削速度總是較低。
管11具有細(xì)長直圓柱的基本形狀。該坯料沿其整個(gè)長度具有相同的截面。該管11包括一個(gè)內(nèi)部一體的柱狀物14，其沿該整個(gè)坯料延伸。該柱狀物14將該管的內(nèi)部分成兩個(gè)基本同樣大小的部分。該坯料具有四個(gè)縱向的從頭到尾的空間，即兩個(gè)空間形成沖洗通道(flushing channel)12A、12B，兩個(gè)空間形成切屑或返回通道13A、13B。沖洗通道12A、12B內(nèi)部地形成在柱狀物14中。每個(gè)沖洗通道具有基本長方的形截面，一個(gè)短邊，即面向該坯料中心線的一邊為圓形。由于擠壓加工，每個(gè)空間平行于中心線延伸。沖洗通道設(shè)置成距中心線一定距離。每個(gè)沖洗通道在柱狀物的徑向比與其垂直的方向具有較大的尺寸，如圖1B所示。柱狀物14基本對稱地設(shè)置在中心線CL的兩側(cè)，并形成切屑通道13A、13B的界線。這意味著每個(gè)切屑通道基本上是封閉的，并且由管壁15A、15B和柱狀物14的邊界表面16A、16B(見圖4D)形成。這種制造類型的表面粗糙度有利于切屑的排出，即切屑通道13A、13B得到的Ra值最大為0.5μm，優(yōu)選為0.3μm或更小。
在圖2A-2F中，示出了根據(jù)本發(fā)明的鉆削工具20。
該鉆削工具包括切由坯料10制成的，優(yōu)選用磨削制成的切削端21、鉆柄22和固定部分23。
該切削端21基本上為鑿子形。切削端21的外徑選自10-40mm的間隔內(nèi)。該端部21具有兩個(gè)與前傾面25A、25B相關(guān)的間隙表面24A、24B，其中用于鉆孔的主切削刃26A、26B設(shè)置在相應(yīng)的間隙表面和前傾面之間的交線處。切削刃26A、26B優(yōu)選經(jīng)相互在中心線CL相交的橫刃27相互連接。這些刃可以設(shè)置成具有加強(qiáng)的倒角和/或切屑分離槽。每個(gè)主切削刃的徑向最外端與軸向引導(dǎo)的副切削刃28A、28B連接。副切削刃28A、28B沿前傾面25A、25B和凸起30A、30B之間的交線形成，凸起30A、30B形成在切削端21的周邊。凸起30A、30B與切削端的最大直徑一致并且在軸向比端部21的直徑短，所述凸起的軸向尺寸為1-7mm。凸起在鉆孔時(shí)作為切削力的支撐，使孔的偏差減小。凸起30A、30B可以有選擇地在圓周被凹槽分隔或限制，以便在鉆孔時(shí)減小力矩。切削端包括比較集中地形成的切入部分，以便減小該鉆頭對壓力的阻力，因此使在F方向所需要的送進(jìn)力減小。切入部分可以以多種方式形成。
每個(gè)切屑通道13A、13B具有入口29A、29B。入口29A、29B具有錐形的軸向截面，其末端指向鉆削工具的送進(jìn)方向F，并具有圓柱形且平行于中心線CL的表面。該末端減小切屑從切削端21流動(dòng)的阻力。切屑通道13A、13B必然是基本封閉的，即它們至少在沿鉆柄22延伸時(shí)不在徑向向外敞開。沖洗通道12A、12B的孔口相對于鉆頭的送進(jìn)方向軸向地設(shè)置在切屑通道13A、13B的入口的前面。每個(gè)通道12A、12B、13A和13B相對于中心線CL平行延伸。
鉆柄22為圓柱形并且其外徑在某種程度上小于切削端21的外徑，以便減小能量消耗和劃傷孔壁。鉆柄22的套筒表面31優(yōu)選基本上平行于中心線CL。
固定部分的套筒表面32為圓柱形并且優(yōu)選基本上與中心線CL平行。其外徑優(yōu)選基本上與切削端21的外徑相同。該固定部分包括平表面33，用于與螺絲54的端部接合，或類似地，以常規(guī)方式安裝在夾具50內(nèi)。兩個(gè)凹槽34A、34B在固定部分的另一端35軸向超過平表面33，徑向向外地敞開切屑通道13A和13B。凹槽34A、34B用于排放切屑并且沖洗介質(zhì)經(jīng)過夾具50上相應(yīng)的，最優(yōu)選傾斜向后引導(dǎo)的開口51A、51B。但是，包絡(luò)面32保持成最大限度地在凹槽34A、34B之間的端部表面延伸，以便在鉆孔時(shí)獲得穩(wěn)定性。夾具50具有中心進(jìn)入通道52，其用于經(jīng)與沖洗通道12A和12B相同大小的中間通道53向沖洗通道提供流體。鉆頭20的鉆柄部分將插入夾具的圓柱形的凹座55中。該凹座55具有底部，鉆頭的端面與其鄰接，使沖洗通道與通道53對齊。
鉆頭的所有部分自然由同樣的材料制造，例如擠壓的燒結(jié)硬質(zhì)合金，其中，端頭被磨削用于鉆削操作，其后端被磨削用于清除切屑。鉆頭包括兩個(gè)較小的沖洗通道，用于供給冷卻液，和兩個(gè)較大的通道，用于清楚切屑。鋼質(zhì)夾具50保持該管和冷卻劑的供給，其中，切屑在鉆孔時(shí)被向外推動(dòng)和拋出。通過擠壓坯料將出屑槽和沖洗通道形成為最終加工條件，這在制造坯料時(shí)需要較少的材料。這也意味著不需要費(fèi)時(shí)的磨削出屑槽的磨削加工。此外，管成形工具得到最大的彎曲和扭轉(zhuǎn)剛度，當(dāng)對鉆頭的強(qiáng)度提出限制的力作用在切線方向和徑向時(shí)，這對于實(shí)心燒結(jié)的硬質(zhì)合金鉆具是極重要的。切屑的內(nèi)部傳送也避免了對孔壁的劃傷，從而避免降低孔的質(zhì)量。鉆削工具可以重復(fù)模制多次。
本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，在權(quán)利要求的范圍內(nèi)可以任意變化。至少該切削端21可以用一種或多種涂層涂覆，例如，TiAIN、Al2O3、TiN和/或TiCN。
權(quán)利要求
1.一種用于除去切屑的機(jī)加工鉆頭，包括切削端(21)、鉆柄(22)和固定部分(23)，所述切削端(21)包括至少一個(gè)切削刃(26A、26B)，所述鉆頭(20)具有至少一個(gè)切屑通道(13A、13B)和少一個(gè)沖洗通道(12A、12B)，其特征在于，該鉆頭(20)的所有部分由同樣的材料制成，并且切屑通道(13A、13B)是基本封閉的。
2.如權(quán)利要求1的鉆頭，其特征在于，該鉆頭(20)具有細(xì)長的從頭到尾的空間，即至少一個(gè)沖洗通道(12A、12B)和至少一個(gè)基本封閉的切屑通道(13A、13B)，并且其中每個(gè)通道(12A、12B、13A、13B)平行于中心線CL延伸。
3.如權(quán)利要求1或2的鉆頭，其特征在于，該沖洗通道(12A、12B)形成在柱狀物(14)內(nèi)，該柱狀物與該鉆頭是一體的，其基本沿著整個(gè)鉆頭(20)延伸。
4.如權(quán)利要求1、2或3的鉆頭，其特征在于，該鉆頭(20)由燒結(jié)硬質(zhì)合金制造，并且該切屑通道(13A、13B)的表面粗糙度Ra最大為0.5μm。
5.如前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的鉆頭，其特征在于，該沖洗通道(12A、12B)的孔口相對于該鉆頭的送進(jìn)方向軸向地設(shè)置在該切屑通道(13A、13B)的入口的前面，并且至少一個(gè)凹槽(34A、34B)設(shè)置在固定部分(23)上，以便清理切屑和來自該切屑通道(13A、13B)的沖洗介質(zhì)。
6.一種用于制造如權(quán)利要求1的鉆頭的坯料，所述坯料(10)具有縱向的且從頭至尾的空間，其用于形成至少一個(gè)切屑通道(13A、13B)和至少一個(gè)沖洗通道(12A、12B)，其特征在于，該坯料(10)的所有部分由同一種材料制成，并且用于形成該切屑通道(13A、13B)的空間是基本封閉的。
7.如權(quán)利要求6的坯料，其特征在于，該坯料由管(11)制成，該管具有細(xì)長直圓柱的基本形狀，并且其中該坯料沿其整個(gè)長度具有同樣的截面，并且其中每個(gè)空間平行于中心線CL延伸。
8.如權(quán)利要求6或7的坯料，其特征在于，該管(11)包括內(nèi)部一體的柱狀物(14)，其沿該整個(gè)坯料延伸，所述柱狀物(14)將該管的內(nèi)部空間分成兩個(gè)大小基本相等的部分，并且其中該坯料具有四個(gè)空間，其在完工的鉆頭中將形成兩個(gè)沖洗通道(12A、12B)和兩個(gè)切屑或返回通道(13A、13B)。
9.如權(quán)利要求8的坯料，其特征在于，用于形成沖洗通道(12A、12B)的空間形成在該柱狀物(14)內(nèi)，并且該柱狀物(14)對稱地設(shè)置在該坯料中心線(CL)的兩側(cè)，并形成用于形成切屑通道(13A、13B)的空間的界線。
10.如權(quán)利要求6、7或8的坯料，其特征在于，該坯料(10)由燒結(jié)硬質(zhì)合金制成，并且其中用于形成切屑通道(13A、13B)的空間的表面粗糙度Ra最大為0.5μm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于除去切屑的機(jī)加工鉆頭，包括切削端(21)，鉆柄(22)和固定部分(23)。該切削端(21)包括至少一個(gè)切削刃(26A、26B)。該鉆頭(20)具有至少一個(gè)切屑通道(13A、13B)和少一個(gè)沖洗通道(12A、12B)。該鉆頭(20)的所有部分由同樣的材料制成。該切屑通道(13A、13B)是基本封閉的。本發(fā)明還涉及用于制造該鉆頭的坯料。
文檔編號(hào)B23B51/04GK1550276SQ20041003858
公開日2004年12月1日 申請日期2004年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月8日
發(fā)明者馬蒂亞斯·斯文松, 米卡埃爾·格倫奎斯特, 約翰尼·布魯恩, 布魯恩, 爾 格倫奎斯特, 馬蒂亞斯 斯文松 申請人:山高刀具公司