專利名稱：鉆頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于切削機(jī)加工的鉆頭，其包括一鉆桿，該鉆桿帶有第一尖端成形端，而該端帶有至少兩個(gè)切削刃，鉆桿還帶有第二相對(duì)端，兩個(gè)排屑槽從鉆桿的第一尖端成形端延伸到相對(duì)的第二端，一冷卻通道位于兩排屑槽之間，該通道平行于鉆桿的中心軸線，并從第二相對(duì)端朝著第一尖端成形端穿過鉆桿，位于兩排屑槽間第一尖端成形端和第二相對(duì)端之間的所述冷卻通道分成兩分支通道，這兩通道終止在第一尖端成形端。
上述類型的鉆頭被用于切削機(jī)加工，尤其是用于在金屬工件上鉆孔。在機(jī)加工過程中，切屑在鉆桿的尖端成形端形成，切屑形成后從鉆桿的尖端成形端被運(yùn)輸?shù)姐@桿的相對(duì)端。這種運(yùn)輸是通過排屑槽實(shí)現(xiàn)的。
對(duì)于上述類型的現(xiàn)有技術(shù)的鉆頭已經(jīng)知道，中心冷卻通道在到達(dá)鉆頭的尖端成形端之前被再分為兩個(gè)分支通道。因而，使這兩分支通道開口在與鉆頭的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線間隔一距離處的尖端成形端。因此，中心冷卻通道的中心線通常與鉆頭的中心線重合。然而很顯然，對(duì)于鉆頭的這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，中心鑲?cè)信判疾鄣纳疃仍阢@頭的某些作用區(qū)太小。由于中心鑲?cè)挟a(chǎn)生的切屑往往呈圓形，因此排屑槽的深度應(yīng)稍微大于圓形切屑的直徑。
本發(fā)明的目的在于提供一種上述類型的鉆頭，并且將簡(jiǎn)單的鉆頭產(chǎn)品與在排屑槽中充分地切屑運(yùn)輸相結(jié)合，所述運(yùn)輸通過冷卻介質(zhì)，最好是冷卻液來(lái)實(shí)現(xiàn)，該冷卻液通過冷卻通道供給，并通過排屑槽返回。
本發(fā)明的另一目的是設(shè)計(jì)在排屑槽之間的冷卻通道，且排屑槽應(yīng)使鉆頭的強(qiáng)度與公知的鉆頭相比，不會(huì)降低。
根據(jù)本發(fā)明的目的，提供了一種用于切削機(jī)加工的鉆頭，其包括一鉆頭，該鉆桿包括帶有至少一個(gè)切削刃的第一尖端成形端和第二相對(duì)端；兩排屑槽，它們從鉆桿的第一尖端成形端延伸到第二相對(duì)端；以及一冷卻通道，其位于排屑槽之間，該冷卻通道平行于鉆桿的中心線并從所述第二端朝著所述尖端成形端的方向穿過鉆頭的鉆桿，位于排屑槽之間的所述冷卻通道在所述第一尖端成形端和第二端之間的一位置上被分成兩個(gè)分支通道，它們終止在第一尖端成形端，其特征在于，位于排屑槽之間的冷卻通道相對(duì)于鉆桿的所述中心線而偏心，且鉆桿的中心線位于排屑槽之間的冷卻通道內(nèi)。
下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述，其中

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一鉆頭的鉆桿的側(cè)視圖；圖2示出了圖1中沿II-II線的剖面；圖3示出了圖1中沿III-III線的剖面；圖4示出了圖2中沿IV-IV線的剖面；圖5示意性示出了穿過鉆桿的橫斷面，其中示出了切屑輪廓和孔壁。
根據(jù)本發(fā)明，在圖1中所示的鉆頭的鉆桿10具有第一尖端成形端12和第二相對(duì)端14，端14用于與一夾座(未示出)連接。而夾座可插入機(jī)床的一適配器中。鉆桿10有一縱向中心線16，它同時(shí)也構(gòu)成了鉆頭的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線。鉆頭的轉(zhuǎn)動(dòng)方向在圖3中由箭頭17示出。
中心鑲?cè)?8和周邊鑲?cè)?0(被部分遮住)被設(shè)置在鉆桿10的第一尖端成形端12上。切削鑲?cè)?8、20最好可互換。鉆桿10在其整個(gè)長(zhǎng)度上具有一不變直徑D，桿長(zhǎng)在圖1中定義為L(zhǎng)。
在所示的實(shí)施例中，兩排屑槽22、24中僅有22在圖1中被示出，這兩排屑槽從第一尖端成形端12螺旋形延伸到第二相對(duì)端14，排屑槽22、24在第二相對(duì)端14結(jié)束。例如圖1所示，排屑槽22具有一確定的螺旋角V。角V的優(yōu)選值在5°-7.5°之間。在圖1中未示出的排屑槽24具有同樣大的螺旋角V。應(yīng)注意到，在本發(fā)明的限制下，可以在箭頭17所示的相同的轉(zhuǎn)動(dòng)方向上設(shè)置一負(fù)螺旋角。負(fù)螺旋角的優(yōu)點(diǎn)是，可以減小鉆頭的振動(dòng)。
每一排屑槽22、24的橫截面形狀在鉆桿10的整個(gè)長(zhǎng)度L上基本保持不變。根據(jù)本發(fā)明的鉆頭最好用作所謂的短孔鉆，在本專利申請(qǐng)中，這種鉆頭的鉆桿長(zhǎng)度L與鉆桿的直徑D(見圖1)之間的關(guān)系為L(zhǎng)≤3D。對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的這種短孔鉆，如果在前述的范圍內(nèi)選擇一適當(dāng)?shù)穆菪?，則在鉆桿10整個(gè)長(zhǎng)度L上的螺旋扭曲約為30°。
如圖2-4所示，冷卻通道26位于兩排屑槽之間，并沿鉆桿10的長(zhǎng)度L的一部分延伸，所述冷卻通道26從鉆桿10的第二端14開始，朝著尖端成形的第一端12的方向穿過鉆桿10，并到達(dá)約鉆桿10的長(zhǎng)度L的一半處。在相反的方向上，位于兩排屑槽之間的冷卻通道26延伸穿過夾座(未示出)。冷卻通道26終止在夾座的自由端。位于兩排屑槽之間的冷卻通道26至少在鉆桿10中平行于鉆桿10的中心線16。冷卻通道26相對(duì)于中心線16而偏心，圖2-4中清楚地示出，冷卻通道26的中心線28位于鉆桿10的中心線16旁邊。
最好，冷卻通道26在未示出的夾座中也平行于鉆桿10的中心線16，且與在鉆桿10中的中心線16具有相同的距離，即冷卻通道26沿直線穿過鉆桿10和夾座。
對(duì)比圖2和圖3可知，盡管位于排屑槽之間的冷卻通道26沿直線穿過鉆桿10，而同時(shí)排屑槽22、24沿鉆桿10的軸向螺旋纏繞，但在冷卻通道26和各排屑槽22、24之間的最小材質(zhì)厚度大致不變，且沿著部分鉆桿10，在冷卻通道26的每一側(cè)的厚度相等，這一厚度指各排屑槽與冷卻通道26之間的厚度。由此，排屑槽22、24螺旋延伸，并且使位于排屑槽之間的冷卻通道26的中心線28成為纏繞的中心。通過使材質(zhì)厚度在軸向上保持不變且厚度在排屑槽所在空間的每一側(cè)相等，冷卻通道26在鉆頭的剛性方面具有優(yōu)勢(shì)。在這種結(jié)構(gòu)下，需指出的是，位于排屑槽之間的冷卻通道26的橫截面不能過小，因?yàn)槿绻菢拥脑?，?huì)使冷卻液的進(jìn)給力大大增加。根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選的關(guān)系是，位于排屑槽之間的冷卻通道26的直徑為鉆桿10的直徑D的14-20％。
從圖2-4中可看出，冷卻通道26的偏心使鉆桿10的中心線16位于在排屑槽之間的冷卻通道26內(nèi)。但應(yīng)認(rèn)識(shí)到，在排屑槽之間的冷卻通道26不能過于偏心，因?yàn)槿绻菢拥脑?，周邊鑲?cè)?0的排屑槽24的深度會(huì)變得太小。這將在下面進(jìn)一步討論。
在所示的實(shí)施例中，位于排屑槽之間的冷卻通道26被偏心地設(shè)置，以使中心鑲?cè)?8的排屑槽22的深度增加，而同時(shí)，周邊鑲?cè)?0的排屑槽24必須在相應(yīng)的程度上減小。眾所周知，從中心鑲?cè)?8產(chǎn)生的切屑為圓形，而周邊鑲?cè)?0產(chǎn)生的切屑為梯形，如圖5所示。切屑的尺寸很大程度上取決于尖端成形端12的幾何切削形狀。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可得出某一鉆頭可產(chǎn)生的最大切屑尺寸。這種知識(shí)可被應(yīng)用在確定排屑槽22、24的尺寸上。
如圖5所示，對(duì)于中心鑲?cè)?8的排屑槽22來(lái)說，具有這樣一個(gè)深度很重要，即該深度可在排屑槽22為中心鑲?cè)?8產(chǎn)生的圓形切屑提供空間。相應(yīng)的，周邊鑲?cè)?0的排屑槽24具有一橫截面區(qū)，該區(qū)在可能的最大范圍內(nèi)適應(yīng)由周邊鑲?cè)?0產(chǎn)生的切屑的正梯形。
從圖2和3可見，排屑槽24具有一大致為平面的底部30和平面的側(cè)壁32。側(cè)壁32相互間基本平行。側(cè)壁32和底部30通過圓滑過渡相互連接。排屑槽24的寬度B和鉆桿10的直徑D之間的關(guān)系最好是B≈0.5D。參照?qǐng)D5可知，排屑槽24以外接的方式來(lái)適應(yīng)切屑的梯形，尤其是排屑槽24的平行側(cè)壁，在鉆桿10的周邊排屑槽24的范圍內(nèi)僅有最少的材質(zhì)被移去，這種結(jié)構(gòu)的排屑槽提高了鉆頭的剛性。
從圖4可最清楚地看到，在排屑槽之間的冷卻通道26被分成了兩個(gè)分支通道34和36，它們從位于排屑槽之間的冷卻通道26延伸向尖端成形端12，且兩分支通道34和36朝向尖端成形端12開口。分支通道36在最靠近周邊鑲?cè)?0的地方終止，并在鉆桿10的外表面開口，這在圖4中未示出。
本發(fā)明最好但并不僅限制在用于螺旋鉆頭，也可將本發(fā)明應(yīng)用在具有直排屑槽的鉆頭上。
權(quán)利要求
1.用于切削機(jī)加工的鉆頭，其包括一鉆桿(10)，該鉆桿包括帶有至少一個(gè)切削刃的第一尖端成形端(12)和第二相對(duì)端(14)；兩排屑槽(22、24)，它們從鉆桿(10)的第一尖端成形端(12)延伸到第二相對(duì)端(14)；以及一冷卻通道(26)，其位于排屑槽(22、24)之間，該冷卻通道平行于鉆桿(10)的中心線(16)并從所述第二端(14)朝著所述尖端成形端(12)的方向穿在鉆頭的鉆桿(10)中，位于排屑槽(22、24)之間的所述冷卻通道(26)在所述第一尖端成形端(12)和第二端(14)之間的一位置上被分成兩個(gè)分支通道(34、36)，它們終止在第一尖端成形端(12)，其特征在于，位于排屑槽(22、24)之間的冷卻通道(26)相對(duì)于鉆桿(10)的所述中心線(16)而偏心，且鉆桿(10)的中心線(16)位于排屑槽(22、24)之間的冷卻通道(26)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的鉆頭，其特征在于，排屑槽(22、24)之間的冷卻通道(26)和各排屑槽(22、24)之間的最小材質(zhì)厚度在沿排屑槽(22、24)之間的冷卻通道(26)的整個(gè)長(zhǎng)度上保持不變。
3.根據(jù)上述任一權(quán)利要求的鉆頭，其特征在于，排屑槽(22、24)之間的冷卻通道(26)和各排屑槽(22、24)之間的最小材質(zhì)厚度在排屑槽(22、24)之間的冷卻通道(26)的每一側(cè)都相等。
4.根據(jù)上述任一權(quán)利要求的鉆頭，其特征在于，鉆頭為一螺旋形鉆頭，且排屑槽具有一螺旋角，其角度在5°-7.5°之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的鉆頭，其特征在于，鉆頭為短孔鉆，鉆桿(10)的長(zhǎng)度(L)與鉆桿(10)的直徑(D)之間的關(guān)系是L≤3D，且沿鉆頭的鉆桿(10)的螺旋纏繞總值為30°。
6.根據(jù)上述任一權(quán)利要求的鉆頭，其特征在于，位于排屑槽(22、24)之間的冷卻通道(26)的直徑為鉆桿(10)的直徑(D)的14-20％。
7.根據(jù)上述任一權(quán)利要求的鉆頭，其特征在于，排屑槽之一(22)與一中心鑲?cè)?18)連接，所述排屑槽(22)具有一部分為圓形的橫截面形狀。
8.根據(jù)上述任一權(quán)利要求的鉆頭，其特征在于，排屑槽之一(24)與一周邊鑲?cè)?20)連接，所述排屑槽(24)具有平行側(cè)壁(32)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的鉆頭，其特征在于，排屑槽(24)具有一寬度(B)，其約等于鉆桿(10)的直徑(D)的一半，即B≈0.5D。
全文摘要
用于切削機(jī)加工的鉆頭,其包括:一鉆桿,該鉆桿包括帶有至少一個(gè)切削刃的第一尖端成形端和第二相對(duì)端;兩排屑槽,它們從鉆桿的第一尖端成形端延伸到第二相對(duì)端;以及一冷卻通道,其位于排屑槽之間,該冷卻通道平行于鉆桿的中心線并從所述第二端朝著所述尖端成形端的方向穿過鉆桿,所述冷卻通道被分成兩個(gè)分支通道并且被終止在第一尖端成形端,而且所述冷卻通道相對(duì)于鉆桿的中心線而偏心,且鉆桿的中心線位于冷卻通道內(nèi)。
文檔編號(hào)B23B51/04GK1197710SQ98101738
公開日1998年11月4日 申請(qǐng)日期1998年4月27日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月30日
發(fā)明者克拉斯·墨勒 申請(qǐng)人:塞科機(jī)床公司