專利名稱：鉆頭的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種如權利要求1的前序部分所述的鉆頭。
背景技術：
所述類型的鉆頭是公知的。鉆頭具有至少一個主切削刃，該主切削刃從鉆頭的外周表面基本上朝著鉆頭的中心方向延伸。在鉆頭的中心區(qū)域中形成切削區(qū)域，由于該切削區(qū)域中的楔角(Keilwinkel)明顯大于在徑向靠外的切削區(qū)域中的楔角，因此更確切地說該切削區(qū)域是刮削和壓迫而不是切割。如果鉆頭包括兩個優(yōu)選(在鉆頭端側的俯視圖中可以看到的)彼此點對稱設置的主切削刃，則在鉆頭的中心區(qū)域中設置橫刃 (Querschneide)，其將兩個主切削刃連接起來。橫刃的楔角明顯大于主切削刃的楔角。切削速度，即切割的軌跡速度，從外周面向中心逐漸降低。由此，在橫刃區(qū)域中產生較高的壓力負荷，這還會導致摩擦增大。橫刃的這種刮削、壓迫的處理方式以及由于較低的切削速度而造成的高壓力負荷將導致必須在鉆頭的中心區(qū)域施加明顯增大的力，以使鉆頭轉動，這將對鉆頭造成阻礙?；谶@個原因，在已知的鉆頭中設置有所謂的刃磨。特別是在全硬質金屬鉆頭和高性能高速鋼鉆頭中(它們通常具有為鉆頭直徑的25%至35%的相對較大的芯徑(Kerndurchmesser))，這種刃磨是有優(yōu)勢的，因為在此橫刃或中心區(qū)域被構成為特別大的。鉆頭的每個主切削刃都配置有切削面，切削面的交截線(Schnittlinie)與自
由面(Freiflaehe)一起定義了主切削刃。通過刃磨磨削切削面，由此形成另外的切削面，沿徑向看，該切削面距離鉆頭的中心比原有切削面的剩余部分更遠，在此，沿垂直于鉆頭縱軸的方向看，這兩個切削面彼此成鈍角。通過這種對切削面的磨削形成中心刃 (Zentrumsschneide)，其通過現在明顯縮短的鉆頭的中心區(qū)域或橫刃與主切削刃連接。由于中心區(qū)域或橫刃縮短，因此經過磨銳的這種鉆頭具有明顯更小的抗旋轉性，這使得鉆孔更加容易。但是已經發(fā)現，在加工非常堅韌的材料(例如不銹鋼)時，不能在使中心刃具有足夠穩(wěn)定性的同時，又在中心刃的區(qū)域內提供足夠大的容屑槽(Spanraum)。與主切削刃相比， 中心刃必須具有更高的穩(wěn)定性，因為在此由于較低的切削速度而會有更大的力起作用。中心刃的穩(wěn)定性來自于楔角。楔角是由刀刃的自由面和切削面彼此圍繞而成的角度。較大的楔角意味著中心刃會占有較多的材料，力可以被傳導到這些材料中，中心刃也會更加穩(wěn)定。 同時，在此也可能更好地吸收振動，或使振動減弱。但是，較大的楔角會使容屑槽減小，從而有可能使在刃磨的區(qū)域內產生的削屑沿朝向刀刃的方向回堵，并由此使已經很高的切削力進一步增加。為了增大容屑槽并進而改善切屑流，必須減小楔角，由此會造成中心刃具有較低的穩(wěn)定性，并且不再能夠如在較大的楔角時那樣良好地吸收切削力(SpankrSfte)，或不再能夠良好地減弱振動。因此，在已知的鉆頭中表現出，中心刃的優(yōu)化的穩(wěn)定性和最佳的排屑是彼此排斥的。刀刃穩(wěn)定性和容屑槽的大小之間不能彼此充分協調的結果就是有可能使鉆頭在中心刃的區(qū)域內出現斷裂。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的目的在于提出一種鉆頭，在這種鉆頭上不會發(fā)生以上所述的問題， 也就是說該鉆頭不僅具有充分穩(wěn)定的中心刃，而且還具有在該區(qū)域中足夠大的容屑槽。本發(fā)明的目的通過一種具有如權利要求1所述特征的鉆頭得以實現。這種鉆頭具有至少一個主切削刃和至少一個中心刃。此外，該鉆頭還具有縱軸(LSngsachse)，并且為至少一個主切削刃和至少一個中心刃分別配置切削面。該鉆頭的優(yōu)點在于為至少一個中心刃配置的切削面具有至少兩個子面(TeilflSchen)，沿垂直于鉆頭縱軸的方向看，這兩個子面彼此形成鈍角，由此使至少一個中心刃包括至少兩個子刃(Teilschneiden)。這意味著，除了第一次磨銳之外，還要對鉆頭進行第二次磨銳。由此中心刃被分為至少兩個子刃，其中，沿徑向靠內的子刃在容屑槽較小時具有更高的穩(wěn)定性，而沿徑向靠外的子刃在較大的容屑槽下具有較低的穩(wěn)定性，也就是具有較小的楔角。因此，根據中心刃相對于中心的徑向距離，可以就由切削速度和切屑形成(Spanaufkommen)所限定的要求對中心刃實行優(yōu)化調整，從而特別是在高負荷區(qū)域中確保中心刃具有較高的穩(wěn)定性，而在低負荷但大量形成切屑的區(qū)域中有足夠的容屑槽，以確保低摩擦地排除削屑。根據本發(fā)明鉆頭的一種優(yōu)選的實施例，主切削刃和中心刃的至少兩個子刃都具有各自的切削角，其角度值隨著所對應的主切削刃或子刃相對于鉆頭縱軸的徑向距離的增加而增加。因此沿徑向靠外的鉆頭子刃相對于沿徑向靠內的鉆頭子刃具有更大的切削角。還優(yōu)選一種鉆頭，其中，至少一個最靠近鉆頭縱軸設置的子刃的切削角具有負值。 該切削角優(yōu)選從中心朝鉆頭外周表面的方向擴大，直至其最后在主切削刃的區(qū)域內達到正值。負切削角取決于較大的楔角，從而使刀刃在該區(qū)域內獲得較高的穩(wěn)定性。此外，徑向向外增加的切削角還可以使刀刃在達到更高的切削速度范圍時，也就是朝向外周表面時更容易切削。其他優(yōu)選實施例由從屬權利要求給出。


下面參照附圖對本發(fā)明做進一步的說明。圖中示出圖1示出了具有常規(guī)幾何形狀的已知鉆頭的前視圖；圖2示出了如圖1所示鉆頭的縱向剖面圖；圖3示出了根據本發(fā)明的鉆頭的第一實施例的前視圖；圖4示出了如圖3所示鉆頭的側視圖；圖5示出了如圖3所示鉆頭的縱向剖面圖；圖6示出了如圖3所示鉆頭在一個平面上的縱向剖面圖，中心刃的沿徑向最靠內的子刃垂直于該平面；圖7示出了如圖3所示鉆頭在一個平面上的縱向剖面圖，中心刃的沿徑向靠外的第二子刃垂直于該平面；圖8示出了如圖3所示的鉆頭在一個平面上的縱向剖面圖，主切削刃垂直于該平面；圖9示出了如圖3所示鉆頭的視圖，其中，觀察方向選擇為沿子面的側向邊界面的方向，該子面屬于中心刃的徑向最靠近中心設置的子刃；圖10示出了如圖3所示鉆頭的視圖，其中，觀察方向選擇為沿子面的側向邊界面的方向，該子面屬于中心刃的徑向靠外的子刃；圖11示出了如圖3所示鉆頭的視圖，其中，觀察方向選擇為沿側向邊界面的方向， 該側向邊界面屬于主切削刃的切削面；圖12示出了根據本發(fā)明的鉆頭的第二實施例的前視圖；以及圖13示出了如圖12所示鉆頭的側視圖。
具體實施例方式圖1示出了公知的鉆頭1的前視圖，該鉆頭具有帶有刃磨的常規(guī)幾何形狀。該鉆頭包括至少一個主切削刃，準確的說，在此有兩個主切削刃3和3'。主切削刃3和3'每個分別由自由面5、5'與切削面7、7'的交截線構成。自由面5、5'沿切削方向緊跟主切削刃3和3'，切削方向在此是指鉆頭在加工工件時的旋轉方向。在該實施例中，該方向與順時針方向相反，并用箭頭8表示。自由面5、5'相對于切削方向反向下落，從而與平行于工件加工表面的平面形成角度，該角度被稱為自由角(Freiwinkel)。由主切削刃3和3'從工件上切除的削屑從切削面7、7'上排出。切削面7、7'與垂直于工件加工表面且與各自的主切削刃3和3'平行對齊的平面形成角度，該角度被稱為切削角。如果切削面平行于該平面，則切削角為0°。當切削面相對于切削方向反向下落時，切削角為正角度；當切削面 7、7'相對于切削方向反向上升時，切削角為負角度。切削面7、7'和自由面5、5'相互形成角度，該角度被稱為楔角。可以看出切削角、楔角和自由角的和總計為90°。楔角決定了刀刃的穩(wěn)定性，因為當楔角較大時，比楔角較小時有更多的材料可供用于吸收切削力和減弱振動。當自由角保持不變時，切削角由楔角決定，由此特別可以確定，所流出的削屑在由切削面7、7'所限定的容屑槽9、9'中所占據的容積。利用刃磨將切削面7、7'分為兩個子面，或者形成新的切削面11、11'，從垂直于鉆頭1的縱軸13的方向看，新切削面11、11'彼此構成鈍角。切削面11、1Γ也具有與自由面5、5'的交截線，從而在此構成中心刃15、15'。中心刃15、15'通過在鉆頭的中心延伸并優(yōu)選與縱軸13相交的橫刃17而彼此連接。隨著與縱軸13之間的徑向距離，切削速度會由于鉆頭1的更高的軌跡速度而增力口。這特別意味著，在中心刃15、15'的區(qū)域內會產生相對較低的切削速度，該切削速度沿朝向縱軸13的方向會進一步降低。由此在該區(qū)域內會產生特別高的切削力。同時應該盡可能有效地、且在中心刃15、15'上無回堵地將削屑排除，因為否則會有附加的力作用在中心刃15、15'上，并可能造成過載。中心刃15、15'的用于吸收切削力和減弱可能的振動的足夠的穩(wěn)定性可以通過足夠大的楔角來實現。另一方面，較大的楔角會導致切削面11、11'更多的伸入容屑槽9、9'中，因為在自由角給定的情況下，切削角會變小。特別是當切削角為負時，盡管中心刃15、15'特別穩(wěn)定，容屑槽卻相對較小，由此可能會容易地在中心刃15、 15'上造成回堵。另一方面，如果通過足夠大的切削角和由此在自由角給定的條件下相應較小的楔角使容屑槽容積擴大，從而使削屑可以暢通無阻地排除，但是這將導致中心刃15、 15'的穩(wěn)定性更低。因此可以看到，常規(guī)的刃磨幾何形狀不可能使中心刃15、15'的穩(wěn)定性以及使削屑無障礙排除所需的容屑槽容積都最優(yōu)化。圖2示出了如圖1所示鉆頭的縱向剖視圖。相同的元件和功能相同的元件用相同的附圖標記表示，從而可以參照前面的描述。如上所述，將楔角確定為在切削面與所對應的自由面之間形成的角。在此尤其感興趣的是由中心刃15、15'的切削面11、11'與自由面 5、5'形成的角。如圖所示，自由面5、5'在中心刃17的區(qū)域中消失不見了。這樣，自由角在該區(qū)域中是位于中心刃15的切削面11和中心刃15'的切削面11'之間的角，在此，每個切削面都構成了對于與另一個中心刃相對應的切削面的自由面。在圖2中尚可以看到中心刃15'的切削面11'的邊緣(AuslSufer)。因此，在此位于中心刃17的區(qū)域中的楔角可以設定為由切削面11、11'在該區(qū)域中彼此形成的角。由圖2可以明顯看到，該楔角在常規(guī)的刃磨幾何形狀中是非常小的，因此在這里無法確保中心刃15、15'具有足夠的穩(wěn)定性。 同時還可以看到，容屑槽9、9'在切削面11、1Γ的區(qū)域中也是相對較小的，特別是在朝向縱軸13的方向上。因此常規(guī)的刃磨幾何形狀既不能保證中心刃15、15'具有足夠的穩(wěn)定性，也不能保證在中心刃15、15'的區(qū)域中，特別是在徑向靠近縱軸13設置的區(qū)域中具有足夠大的用于容屑槽9、9'的容屑槽容積。圖3示出了根據本發(fā)明的鉆頭1的第一實施例的前視圖。相同的元件和功能相同的元件用相同的附圖標記表示，從而可以參照前面的描述。在這里切削面7、7'也分別對應于一個主切削刃3、3'。切削面11、11'分別對應于一個中心刃15、15'。在此示出，根據本發(fā)明的鉆頭1具有另一個刃磨，在此，對與中心刃15、15'相對應的切削面11、11'進行磨削或以其他方式進行處理，使它們各具有兩個子面，即沿朝向縱軸13的方向看，徑向靠外設置的子面19、19'和徑向靠內設置的子面21、21'。子面19、19'和子面21、21'分別具有與自由面5、5'的交截線，從而使每個中心刃15、15'分別具有與子面19、19'相對應的子刃23、23'和與子面21、21'相對應的子刃25、25'。沿垂直于縱軸13的方向看，子面 19與子面21形成鈍角，從而使子刃23與25也彼此成鈍角。子面19'和21'以同樣的方式彼此形成鈍角，由此也使子刃23'與25'彼此成鈍角。在所示出的實施例中，鉆頭1 一般地如常規(guī)的鉆頭但不包括刃磨地這樣制成首先制成沿徑向靠內設置的第一刃磨，在此形成子面21、21'。然后制成沿徑向靠外設置的第二刃磨，從而形成子面19、19'。當然，也可以反向選擇刃磨的順序，從而首先形成子面19、 19'，而后形成子面21、21'。在如圖3所示的實施例中，每個主切削刃3、3'具有兩個刃磨，從而將中心刃15、 15'分為兩個子刃23、23'和子刃25、25'。在另一個實施例中，還可以設置多于兩個子刃，也就是可以將中心刃15、15'分為多于兩個子刃23、23'和子刃25、25'。在再另一個實施例中，鉆頭1還可以僅有一個主切削刃3。在這種情況下，也可以通過兩次或多次磨銳， 將鉆頭的幾何形狀構造為，使中心刃15包括兩個或更多子刃23，25。在另一個實施例中，鉆頭1可以優(yōu)選包括兩個以上的主切削刃3，3'，其中，在此還可以在一個主切削刃上、在多個主切削刃上或在所有主切削刃上設置兩個或更多的刃磨。當然，在具有兩個主切削刃3， 3'的實施例中，也可以僅在一個主切削刃3上設置兩個或更多的刃磨。圖4示出了如圖3所示的鉆頭1的側視圖。相同的元件和功能相同的元件用相同的附圖標記表示，從而可以參照前面的描述。切削面7以及切削面11的子面19和21分別配置有側向邊界面，在此從中可以看到配屬于子面19的側向邊界面27和配屬于子面21的側向邊界面四。由于配屬于切削面7的側向邊界面被鉆頭1的外周面31覆蓋，因此沒有示出。通過沿朝向縱軸13的方向徑向降低的切削速度，使得由主切削刃3和子刃23、25所切下的削屑在切削面7和子面19、21上沿朝向側向邊界面27、29的方向和朝向配屬于切削面 7的側向邊界面的方向流動，并通過這些面轉向和成型。特別是可以使這些削屑卷曲，而這對于使削屑從容屑槽9中移走是非常有利的。優(yōu)選切削面7和子面19、21與各自所屬的側向邊界面27J9和未示出的切削面7 的側向邊界面分別形成不同的角。因此切削面7與其未示出的對應側向邊界面優(yōu)選形成與子面19和對應的側向邊界面27所形成的角不同的角。另一方面，子面21與其對應的側向邊界面四優(yōu)選也形成另一不同的角。在另一個實施例中，還可以使切削面7和子面19、21與它們各自所對應的側向邊界面27、四形成相同的角。切削面7或子面19、21與其各個所對應的側向邊界面27J9所形成的角優(yōu)選在 60°到140°之間，特別優(yōu)選在70°到130°之間，更加優(yōu)選在80°到120°之間。在另一個實施例中，可以將這些角度按100°分布，也就是特別是約等于100°。但是在另一個實施例中，還可以采用更大的角，優(yōu)選直到160°，特別優(yōu)選直到170°。需要說明的是，關于圖4所述的一切都可以以完全相同的方式適用于鉆頭1的每個其他的主切削刃3，3'，這些主切削刃3，3'具有至少兩個刃磨。只是為了清晰起見，在圖4中并未涉及以虛線示出的附圖標記。還要指出的是當設置超過兩個刃磨時，(考慮到在圖4中未示出的側向邊界面)也會設置超過三個的側向邊界面27、29，其中，每個側向邊界面27、四都對應一個切削面19、21。圖5示出了如圖3所示鉆頭1的縱向剖面圖。相同的元件和功能相同的元件用相同的附圖標記表示，從而可以參照前面的描述。如圖5所示，沿徑向看，靠近縱軸13設置的刃磨相比于靠外設置的刃磨，以相對于縱軸13更大的角度設置在鉆頭1中。這尤其是在由子面19、21與縱軸13所圍成的角度上可以清楚看出。位于橫刃17的區(qū)域內的楔角在此由設置在橫刃17的區(qū)域內的子面21、21' 的邊緣彼此圍成的角度決定。這與在如圖2所示實施例中在橫刃17的區(qū)域內所確定的楔角的類型是完全一致的。可以看到，在如圖5所示的實施例中，在該區(qū)域內所得到的楔角明顯大于在如圖2所示的常規(guī)鉆頭1中的情況。也就是說特別是子刃25、25'具有更高的穩(wěn)定性，并且由此能夠更好地吸收切削力，使振動降低或完全不產生振動。同時可以看到，在如圖5所示實施例中配屬于子刃23的切削角大于在如圖2所示的常規(guī)鉆頭1中配屬于中心刃15的切削角。由于這個更大的切削角，使子面19更少地伸入容屑槽9中，從而使得在此保留更多的空間，以便使削屑能夠低摩擦地流出。因此，可以可靠地避免在子刃23上的回堵，從而也不會在中心刃15上出現過載。因此，在如圖5所示的鉆頭1的實施例中，將在最小切削速度的區(qū)域內穩(wěn)定性的明顯提高與在徑向靠外的具有較高切削速度的區(qū)域中容屑槽的有力擴大聯系起來，從而在確保中心刃在中心區(qū)域內具有高穩(wěn)定性的同時，也保證了在靠外的區(qū)域內的有效排除削屑。圖6示出了如圖3所示鉆頭1在垂直于子刃25的平面上的縱向剖面圖。相同的元件和功能相同的元件用相同的附圖標記表示，從而可以參照前面的描述。在圖6中示出了自由面5和切削面11的子面21，它們的交截線構成子刃25。在該圖中，子面21過渡為與切削面11的子面19相對應的側向邊界面27的邊緣?？梢钥吹剑谧尤?5的區(qū)域內產生相對較大的楔角，該楔角由自由面5和子面21彼此構成。由此在此也使子刃25具有更高的穩(wěn)定性，能夠更可靠地吸收切削力，減弱振動，并優(yōu)選避免出現振動。子刃25配設有由子面21與垂直于由子刃25加工的工件表面的平面所構成的切削角，在此，該平面平行于子刃25。該平面在此以點劃線表示為平面E。切削方向在此以箭頭8表示?？梢钥吹?，子面21沿與箭頭8表示的切削方向相反的方向上升。因此子刃25或子面21配設有負切削角。在另一個未示出的實施例中，子刃25還可以配置有正切削角，但是優(yōu)選的實施例是，使至少與最靠近鉆頭1的縱軸13設置的子刃相對應的切削角為負值。 這將保證中心刃15、15'在具有最小切削速度的區(qū)域內，也就是在鉆頭1的中心區(qū)域內具有足夠的穩(wěn)定性。圖7示出了如圖3所示的鉆頭1在垂直于子刃23的平面上的縱向剖面圖。自由面5和切削面11的子面19具有交截線，該交截線構成子刃23。在該視圖中，子面19最終過渡到與其對應的側向邊界面27。在此也還以點劃線表示平面E，該平面垂直于要由子刃 23加工的工件表面，在此該平面平行于子刃23。在此可以看到子面19沿與箭頭8所示的切削方向相反的方向下降，也就是與平面E形成正切削角。同時還可以看到由自由面5和子面19所圍成的楔角小于在子刃25的區(qū)域內的楔角。因此相比于子刃25，子刃23具有降低的穩(wěn)定性，但由于在此的切削速度已經較高，因為子刃23相對于縱軸13或鉆頭1的中心具有更大的徑向距離，因此這不是缺點。通過對應于子刃23的正切削角，在此可以擴大容屑槽9，從而能夠低摩擦地排除由子刃23切除的削屑。在另一個未示出的實施例中，還可以為子刃23設置負切削角。這可以分別根據子刃25和23的設置，特別是根據對鉆頭1的具體要求所期待的切削力來確定。但是，優(yōu)選使對應于子刃23的切削角大于對應于子刃25的切削角。圖8示出了如圖3所示的鉆頭1在與主切削刃3相垂直的平面上的縱向剖面圖。 相同的元件和功能相同的元件用相同的附圖標記表示，從而可以參照前面的描述。在此同樣以點劃線示出平面E，該平面垂直于要由主切削刃3加工的工件表面并平行于主切削刃 3。配屬于主切削刃3的切削面7與平面E形成正切削角，因此切削面7沿與箭頭8所示的切削方向相反的方向下降。優(yōu)選使對應于主切削刃3的切削角大于對應于子刃23的切削角。因此切削面7在具有較高切削速度的區(qū)域內特別進一步偏離容屑槽9，從而在此留出很多空間，在該空間中削屑可以低摩擦地排出?？傊?，可以看到主切削刃3和中心刃15的至少兩個子刃23、25分別對應一個切削角，其角度值優(yōu)選隨刀刃，也就是主切削刃和子刃，相對于鉆頭1的縱軸13的徑向距離的增加而增大。特別優(yōu)選至少對應于最靠近鉆頭1的縱軸13設置的子刃的切削角具有負值。 這是因為，因為這樣就能確保特別是在具有較低切削速度的區(qū)域內，也就是在鉆頭1的中心區(qū)域內有足夠的穩(wěn)定性。這樣，沿徑向向外增大的切削角將確保在具有更高切削速度的區(qū)域內有逐步更大的容屑槽9，從而使削屑可以暢通無阻地排出。同時，隨著切削角的逐漸增大，會使刀刃的切削更加容易，因此從縱軸13徑向向外看，隨著切削速度逐漸增大，這將使刀刃的切削逐漸更加容易。在此結合圖6到圖8的描述當然同樣適用于鉆頭1的每個至少具有兩個刃磨的主切削刃3、3'。只是為了清晰起見，在所選的視圖中省略了以虛線示出的附圖標記。如果設置兩個以上的刃磨，所做描述也是相應適用的，因此特別是在此在鉆頭的中心區(qū)域內也優(yōu)選設置負的切削角，其中，切削角的值隨著與鉆頭1的縱軸13的徑向距離的增加而逐漸增大。圖9示出了如圖3所示的視圖，其中，觀察者的觀察方向沿配屬于子面21的側向邊界面四的方向延伸。側向邊界面四在此垂直于圖面(Bildebene)。相同的元件和功能相同的元件用相同的附圖記表示，從而可以參照前面的描述。側向邊界面四優(yōu)選與鉆頭1 的縱軸13形成銳角?？梢钥吹?，在該實施例中，子面21和側向邊界面四之間的過渡區(qū)33 被構造為倒圓形的。圖10示出了如圖3所示的鉆頭1的視圖，其中，觀察者的觀察方向朝向配屬于子面19的側向邊界面27的方向。相同的元件和功能相同的元件用相同的附圖標記表示，從而可以參照前面的描述。側向邊界面27與鉆頭1的縱軸13同樣優(yōu)選形成銳角，在此，該角度的值小于由側向邊界面四與縱軸13形成的角度的值。這特別是可以從以下關系中看出 在如圖9所示沿側向邊界面四的方向的視圖中，是看不到該側向邊界面的。如果偏轉鉆頭 1，使觀察方向平行于側向邊界面27，則側向邊界面四可見。因此側向邊界面四與縱軸13 所形成的角大于側向邊界面27與縱軸13所形成的角。在所示出的實施例中，子面19和截面27在倒圓形過渡區(qū)35中彼此交錯地過渡。 需要說明的是，在此優(yōu)選過渡區(qū)35的半徑大于倒圓形過渡區(qū)33的半徑，在該過渡區(qū)33中， 子面21與其所屬的側向邊界面四彼此交錯地過渡。圖11示出了如圖3所示的鉆頭1的視圖，其中，觀察者的觀察方向為配屬于切削面7的側向邊界面37的方向。相同的元件和功能相同的元件用相同的附圖標記表示，從而可以參照前面的描述。側向邊界面37也與縱軸13(在此為清楚起見沒有示出)優(yōu)選形成銳角。該銳角優(yōu)選小于側向邊界面27和四與縱軸13所形成的角。在此可以看到，側向邊界面37在圖9和圖10中是看不見的。但如果使鉆頭1從如圖10所示的方向(在該方向上，側向邊界面四是可見的)向其在圖11中所示的方向偏轉，則側向邊界面27是可見的。 因此在圖11中，側向邊界面27和四可見，它們與縱軸13所形成的角相應地大于側向邊界面37與縱軸13所形成的角。側向邊界面27、29、37分別與縱軸13所優(yōu)選形成的銳角也優(yōu)選隨著其所屬的切削面或子面7、19、21相對于鉆頭1的縱軸13的徑向距離的增加而減小。其結果是使從中心區(qū)域的排屑相對于傳統(tǒng)的鉆頭來說明顯改善。由圖11還可以看到，在所示出的實施例中，還優(yōu)選將切削面7和側向邊界面37之間的過渡區(qū)39構造為倒圓形的。在此，過渡區(qū)39中的倒圓形半徑優(yōu)選大于倒圓形區(qū)域33 和35的半徑。特別優(yōu)選過渡區(qū)33、35、39的倒圓形的半徑隨著配屬于過渡區(qū)33、35、39的切削面或子面7、19、21相對于鉆頭1的縱軸13的徑向距離的增加而增大。由此可以使由刀刃3、 23,25所切下的削屑卷繞成錐形，這是在鉆孔時最有利的削屑形狀。因此，根據本發(fā)明的鉆頭幾何形狀不僅改善了削屑的排除，而且還賦予削屑特別合適的形狀。還可以優(yōu)選將位于切削面或子面7、19、21之間的每個過渡區(qū)都構造為倒圓形的。 在一個特別優(yōu)選的實施例中，將位于主切削刃3和中心刃15之間或主切削刃3和子刃23之間或主切削刃3和子刃25之間的過渡區(qū)也都構造為倒圓形的。當然，在此結合圖9到圖11的描述同樣適用于鉆頭1的其他各個主切削刃3、3'， 在這些主切削刃的區(qū)域中至少設置雙重的刃磨。在此僅僅為了清晰起見，并未示出以虛線示出的附圖標記。在其他未示出的實施例中，還可以選擇使側向邊界面27、29、37具有其他不同的角度，特別是在具有至少雙重刃磨的各個主切削刃3、3'的區(qū)域中。當然這同樣也適用于過渡區(qū)33、35、39的區(qū)域中的倒圓形或倒圓半徑。在另一個實施例中，還可以使切削面或子面 7、19、21不倒圓形地過渡到配屬于它們的側向邊界面27、29、37，而是在過渡區(qū)33、35、39的區(qū)域中設置非連續(xù)性點或邊緣。圖12示出了根據本發(fā)明的鉆頭1的第二個實施例。相同的元件和功能相同的元件用相同的附圖標記表示，從而可以參照前面的描述。所示出的鉆頭1具有三個刃磨。因此對應于中心刃15、15'的切削面11、11'在此也具有三個子面。切削面11包括子面19、21 和41，切削面11'包括子面19'、21'和41'。每個子面19、19'、21、21'和41、41'又包括與自由面5、5'相連的交截線，因此，中心刃15、15'包括三個子刃23、23' ,25,25' 和 43、43'。圖13示出了如圖12所示的鉆頭1的側視圖。在此示出了子面19、21和41，它們共同構成了中心刃15的切削面11。同時可以看到，中心刃15包括三個子刃23、25和43。 此外還示出了主切削刃3與其對應的切削面7。很明顯，如圖12和圖13所示的鉆頭可以具有所有與結合如圖3所示的鉆頭提到的特征。特別優(yōu)選的是與主切削刃或子刃3、23、25、43相對應的切削角，具有如結合圖6到圖8所提到的特征。因此在這種情況下，優(yōu)選至少為子刃43設置負切削角。然后，該切削角徑向向外擴大，并經過子刃25和子刃23直至主切削刃3。特別還可以優(yōu)選為切削面25 也設置負切削角，但是其絕對值優(yōu)選小于為子面43所配設的負切削角的絕對值。在另一個實施例中，當然也可以為子刃25配設正切削角。切削面7和子面19、21、41優(yōu)選還配備有側向邊界面，這些側向邊界面特別優(yōu)選具有結合圖9到圖11所述的特征。如以上所述，在一些實施例中還可以具有三個以上的刃磨。在這些實施例中優(yōu)選實現如圖3到圖11所述的特征。還需要說明的是，對于具有任意多的主切削刃3、3'的鉆頭1，也可以實現在此所述的特征。因此，可以在僅有一個主切削刃3的鉆頭1中設置至少兩個刃磨，但在另一個實施例中也可以具有兩個以上的主切削刃3、3'，在此，可以在至少一個主切削刃上、在若干主切削刃上甚至還可以在所有主切削刃上都設置至少兩個刃磨。也可以在不同的主切削刃的區(qū)域中設置不同多個的刃磨。已經證明根據本發(fā)明的鉆頭幾何形狀與整體硬質金屬鉆頭或高性能高速鋼鉆頭相結合是非常具有優(yōu)點的。盡管如此，對于專業(yè)人員而言，顯然也可以將根據本發(fā)明的幾何形狀應用于其他的鉆頭中。特別是針對這樣的鉆頭該鉆頭具有基體和至少一個設置在基體上的硬金屬刃。該硬金屬刃優(yōu)選與基體焊接、粘接一起，或擰緊在基體上。還可以看到，兩個或兩個以上的刃磨從鉆頭的中心沿徑向朝向外周表面31的方向，優(yōu)選分別以相對于鉆頭1的縱軸13更小的角度設置在鉆頭1中。
優(yōu)選靠外的子刃的切削角分別大于靠內的子刃的切削角。這樣，加上具有優(yōu)點的側向邊界面的幾何形狀以及位于切削面或子面和側向邊界面之間的優(yōu)選為倒圓形的過渡區(qū)，將使刀刃在中心區(qū)域內獲得足夠的穩(wěn)定性，并在較高切削速度的區(qū)域內實現有效的削屑排除。特別是可以有利地使削屑成型，即使其卷曲成錐形，從而可以實現最優(yōu)的排屑?？傊?，根據本發(fā)明的鉆頭幾何形狀隨著相對于中心的距離的增加以及因此而增加的切削速度，在同時使得在中心區(qū)域內有更高的穩(wěn)定性的情況下，也使切割變得更加輕松。 此外，還能確保產生非常有利的削屑形狀，并實現最優(yōu)的排屑。
權利要求
1.一種鉆頭，具有至少一個主切削刃(3、3')和至少一個中心刃(15、15')，其中，所述鉆頭(1)具有縱軸(13)，以及所述至少一個主切削刃(3、3')和至少一個中心刃(15、 15')分別配設有切削面(7、7' ；IlUl')，其特征在于，配屬于所述至少一個中心刃(15、 15')的切削面(11、1Γ )具有至少兩個子面(19、19' ；21,21' ；41,41')，沿垂直于所述鉆頭(1)的縱軸(1 的方向看，這些子面彼此形成鈍角，由此使所述至少一個中心刃 (15,15')包括至少兩個子刃 03、23' ；25,25' ；43,43')。
2.如權利要求1所述的鉆頭，其特征在于，所述主切削刃(3、3')的切削面(7、7') 和所述中心刃(15、15')的切削面(11、1Γ )的至少兩個子刃(19、19' ；21,21' ；41、 41')分別配設有側向邊界面07，四，37)。
3.如權利要求2所述的鉆頭，其特征在于，所述切削面(7、7')或子面(19、19'；21、 21' ；41,41')與它們的各自對應的側向邊界面07，四，37)分別形成不同的角度。
4.如權利要求3所述的鉆頭，其特征在于，由所述切削面(7、7')或子面(19、19'； 21、21' ；41,41')與它們的各自對應的側向邊界面07二9，37)所形成的角度的值在60° 到140°之間，優(yōu)選在70°到130°之間，以特別優(yōu)選的方式在80°到120°之間。
5.如權利要求4所述的鉆頭，其特征在于，所述角度大約為100°。
6.如權利要求2所述的鉆頭，其特征在于，所述側向邊界面07二9，37)與所述鉆頭 (1)的縱軸(13)分別形成銳角，該銳角的角度值隨著與所述側向邊界面07二9，37)相對應的切削面或子面(7、7' ；19,19' ；21,21' ；41,41')相對于所述鉆頭(1)的縱軸(13) 的徑向距離的增加而減小。
7.如權利要求1所述的鉆頭，其特征在于，為所述主切削刃(3、3')或所述中心刃 (15,15')的至少兩個子刃(19、19' ；21,21' ；41,41')分別配設有切削角，該切削角的角度值隨著對應的主切削刃或子刃(3、3' ；23,23' ；25,25' ；43,43')相對于所述鉆頭 (1)的縱軸的徑向距離的增加而增大。
8.如權利要求1所述的鉆頭，其特征在于，至少與最靠近所述鉆頭(1)的縱軸(13)設置的子刃(19、19' ；21,21' ；41,41')相對應的切削角具有負值。
9.如權利要求2所述的鉆頭，其特征在于，將所述切削面或子面(7、7'；19,19' ；21、 21' ；41,41')和所述側向邊界面07，四，37)之間的過渡區(qū)構造為倒圓形的。
10.如權利要求9所述的鉆頭，其特征在于，所述過渡區(qū)的倒圓形的半徑隨著與該過渡區(qū)相對應的切削面或子面(7、7' ；19,19' ；21,21' ；41,41')相對于所述鉆頭(1)的縱軸(13)的徑向距離的增加而增大。
11.如權利要求1所述的鉆頭，其特征在于，所述主切削刃(3、3')和所述中心刃(15、 15')之間或所述中心刃(15、15')的至少兩個子刃03、23' ；25,25' ；43,43')之間的過渡區(qū)構造為倒圓形的。
12.如權利要求1所述的鉆頭，其特征在于，配設于所述至少一個中心刃(15、15')的切削面(11、11')具有至少三個子面(19、19' ；21,21' ；41,41')，從而使所述至少一個中心刃(15、15')包括至少三個子刃03、23' ；25,25' ；43,43')。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有至少一個主切削刃(3、3′)和至少一個中心刃(15、15′)的鉆頭(1)，其中，鉆頭(1)具有縱軸(13)，該至少一個主切削刃(3、3′)和至少一個中心刃(15、15′)分別配設有切削面(7、7′；11、11′)。該鉆頭(1)的特征在于，配設于該至少一個中心刃(15、15′)的切削面(11、11′)具有至少兩個子面(19、19′；21、21′)，沿垂直于鉆頭(1)的縱軸(13)的方向看，這些子面彼此形成鈍角，由此使該至少一個中心刃(15、15′)包括至少兩個子刃(23、23′；25、25′)。
文檔編號B23B51/02GK102458740SQ201080033263
公開日2012年5月16日 申請日期2010年6月8日 優(yōu)先權日2009年6月8日
發(fā)明者烏爾里希·克萊澤爾, 彼得·馬茨 申請人:克萊斯博士瑪帕精密儀器工廠兩合公司