旋轉(zhuǎn)工具以及用于制造旋轉(zhuǎn)工具的方法
【專利摘要】一種旋轉(zhuǎn)工具，尤其是鉆頭(2)，其沿著縱軸線(4)延伸，并且具有：端面(6)；中心(12)；至少兩個(gè)主刃(8)，其從所述中心(12)分別朝外延伸至切削角部(10)；以及螺旋的排屑槽(20)。在所述主刃(8)和所述排屑槽(20)之間額外引入了共同的磨削面(26)，所述磨削面(26)從所述中心(12)延伸至所述主刃(8)的區(qū)域中的徑向外側(cè)區(qū)域，并形成磨尖(28)。通過所述磨削面(26)限定前角(γ)。所述前角(γ)沿朝中心(12)的方向無級(jí)變化，尤其是連續(xù)變化。適宜地，所述磨削面(26)連續(xù)延伸至切削角部(10)。由此可以實(shí)現(xiàn)整體上在所述主刃(8)的徑向長度上的有利的切削力分布。
【專利說明】旋轉(zhuǎn)工具從及用于制造旋轉(zhuǎn)工具的方法
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種旋轉(zhuǎn)工具，尤其是鉆頭，其具有權(quán)利要求1的前序部分所述的特 征，并且設(shè)及一種用于制造運(yùn)種旋轉(zhuǎn)工具的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] EP 1 748 859 B1描述了一種所謂的扁鉆，其中，兩個(gè)主刃在中屯、區(qū)域中通過橫向 刃相連。運(yùn)兩個(gè)主刃位于一個(gè)共同的水平端面中。此外，運(yùn)些主刃筆直地延伸。在所述中屯、 和所述橫向刃的區(qū)域中，通過單獨(dú)的磨削步驟引入磨尖，其中，由此構(gòu)成的磨削面沿徑向方 向朝外延伸至切削角部（Schneideck)，并且構(gòu)成切削面巧panfliiche)，該切削面按照一定 的前角定向。借助運(yùn)種扁鉆，能夠可靠地產(chǎn)生具有平坦鉆底的盲孔。
[0003] 本發(fā)明的目的
[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種旋轉(zhuǎn)工具，尤其是鉆頭，其具有良好的切削能力。
[0005] 該目的的解決方案
[0006] 按照本發(fā)明，該目的通過具有權(quán)利要求1所述特征的旋轉(zhuǎn)工具W及通過具有權(quán)利 要求12所述特征的方法得W實(shí)現(xiàn)。該旋轉(zhuǎn)工具在此尤其是被構(gòu)成為鉆頭，并且沿著縱軸線 延伸。前端構(gòu)成端面，在該端面上有至少一個(gè)且優(yōu)選至少兩個(gè)主刃，運(yùn)些主刃從切削角部沿 徑向方向延伸至位于內(nèi)部的中屯、。該旋轉(zhuǎn)工具是一種用來開槽的工具，其針對(duì)每個(gè)主刃都 分別具有至少一個(gè)排屑槽。所述中屯、由鉆孔工具的中屯、的材料內(nèi)核構(gòu)成。在端面上，鉆頭終 止于中屯、尖端處，該中屯、尖端位于縱軸線上。該縱軸線同時(shí)限定旋轉(zhuǎn)軸線，所述旋轉(zhuǎn)工具在 運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)圍繞該旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。除了通常情況下磨削而成的排屑槽W外，還通過額外的磨削 步驟引入另一個(gè)共同的磨削面。該磨削面從中屯、延伸至主刃的區(qū)域的徑向外側(cè)區(qū)域。在中 屯、區(qū)域，該磨削面用于構(gòu)成磨尖，并且該磨削面在主刃的接下來的走向中用來形成和確定 前角。通過該磨削面構(gòu)成的前角是無級(jí)變化的，并且尤其是沿朝中屯、的方向連續(xù)變化的。替 代于連續(xù)的變化，前角也可W是在一定的徑向部段上恒定的，其中具有恒定的前角的徑向 部段延伸在例如若干百分比的范圍上，尤其是額定半徑的最多15%或最多50%。
[0007] 在運(yùn)里，前角是指在沿縱軸線的方向延伸的豎直平面與所述磨削面之間的角度。 前角通過所述磨削面的引入而構(gòu)成。在相應(yīng)的磨削步驟中，同時(shí)也會(huì)對(duì)主刃和與該主刃相 接的排屑槽區(qū)域進(jìn)行初磨。
[0008] 具體地講，前角的無級(jí)變化尤其應(yīng)理解為：不管是所述磨削面還是所述磨削面的 區(qū)域中的主刃都沒有折彎化nick))，即棱邊?；蛘邠Q言之:在朝中屯、的徑向方向上前角的變 化（A 丫 / Δ r)是連續(xù)的，即沒有躍變。在運(yùn)里，前角尤其只沿一個(gè)方向變化，即，它不會(huì)交替 地變大或變小。而它尤其是沿朝中屯、的方向變小。運(yùn)一點(diǎn)從制造技術(shù)角度來看，可W通過砂 輪片的相應(yīng)的操控來實(shí)現(xiàn)，使得砂輪片相關(guān)于旋轉(zhuǎn)工具的迎角(Anstellwinkel)優(yōu)選被調(diào) 整成連續(xù)的，從而實(shí)現(xiàn)前角的無級(jí)變化。除此W外，"無級(jí)"運(yùn)一概念還包含:在所述迎角的 運(yùn)種連續(xù)變化上的尤其一種增量方式，即，W不同的角度擺放該砂輪片，因此，從微觀的層 面上來看，會(huì)在兩個(gè)相接的分段磨削面上產(chǎn)生細(xì)微的磨削棱邊。但是，在該磨削棱邊上，運(yùn) 兩個(gè)分段磨削面之間存在的偏差是極其輕微的，例如在運(yùn)兩個(gè)分段磨削面齊平的180°方位 中偏差最大約3°。因此，在運(yùn)種增量方式的情況下，會(huì)形成多個(gè)運(yùn)樣的磨削棱邊，尤其超過3 個(gè)、優(yōu)選超過5個(gè)，并且在磨削面內(nèi)形成相應(yīng)數(shù)量的分段磨削面。
[0009]在適宜的構(gòu)造方案中，該變化是連續(xù)的，即前角的變化對(duì)于每個(gè)刃部段來說都不 等于零。即不存在在整個(gè)部段上前角恒定的刃部段。
[0010]磨削面延伸至徑向區(qū)域外側(cè)的運(yùn)一特征尤其理解為：該磨削面從中屯、，即從旋轉(zhuǎn) 軸線出發(fā)，延伸經(jīng)過旋轉(zhuǎn)工具的額定半徑的一定范圍，至少為50 %或60%，優(yōu)選超過80 %。
[0011] 通過帶有額外的磨削面的運(yùn)種配置，一方面使得能夠形成與先前磨削的排屑槽無 關(guān)的前角，因此，W-種簡單的方式，即通過該額外的共同的磨削面，便可W根據(jù)各加工目 的打磨出與排屑槽構(gòu)造無關(guān)的前角。另一項(xiàng)關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)在于變化的前角。通過該共同的、均勻 的且無棱邊的磨削面，一方面確保了 ：盡管前角是變化的，但在磨削面的區(qū)域中不會(huì)形成折 彎點(diǎn)。通常情況下，在朝向磨尖的過渡區(qū)域中都會(huì)出現(xiàn)運(yùn)種折彎點(diǎn)。運(yùn)通過共同的磨削面能 得W避免。運(yùn)整體上引致在鉆頭的整個(gè)刃長度上的均勻的切削力走向。
[0012] 所述變化的前角還具有其他特別的優(yōu)點(diǎn)，即：除了均勻的走向W外，切削力同時(shí)還 W有利的方式變化，例如從銳角的切削角部朝純角的中屯、變化。因此，運(yùn)些單個(gè)的刃部段能 夠尤其有利地在切削加工過程中與期望中的負(fù)荷相適應(yīng)，和/或與旋轉(zhuǎn)工具的負(fù)荷極限相 適應(yīng)。
[0013] 在優(yōu)選的構(gòu)造方案中，該磨削面在此從切削角部出發(fā)連續(xù)延伸至少到達(dá)中屯、。通 過該措施，確保在主刃的整個(gè)區(qū)域中不存在折彎。由此在整個(gè)刃長度上產(chǎn)生完全均勻的、無 跳躍的切削力走向。
[0014] 原則上存在的可能情況為，切削角部呈角形形狀和/或副刃形狀，例如棱角或半徑 或倒圓。運(yùn)些角形或副刃形狀例如被構(gòu)成作為簡單的傾斜的初磨面。在運(yùn)種情況下，磨削面 同樣地延伸至切削角部，該切削角部的起點(diǎn)通過該角形形狀確定。
[0015] 替代于延伸至切削角部的磨削面，所述磨削面在切削角部之前就已終止，因此在 最外側(cè)的徑向區(qū)域中，原先的排屑槽壁延伸至主刃并由此限定前角。在此變型方案中，前角 的變化走向優(yōu)先選擇成使得:前角即使在前往原先排屑槽的過渡位置中也是無級(jí)的，即在 對(duì)于"無級(jí)"的W上定義的意義上無折彎且無棱邊。因此，所述磨削面便無折彎地過渡到原 先的、即已存在的排屑槽壁中。
[0016] 在優(yōu)選的構(gòu)造方案中，在切削角部上形成正前角，因此構(gòu)成尖銳的切削模。前角在 優(yōu)選的構(gòu)造方案中沿朝中屯、的方向縮小。
[0017] 在中屯、的區(qū)域中，即尤其在主刃朝橫向刃過渡的區(qū)域中，前角僅采用例如-5°至+ 10°的低值、優(yōu)選最大+2%且具有尤其為零的值。前角的數(shù)值如果帶正號(hào)，則意味著尖的切 削模;如果帶負(fù)號(hào)，則意味著純的切削模。如果在中屯、區(qū)域選擇的前角非常小甚至為負(fù)，貝U 該處的刃總體而言在很大程度上會(huì)形成純角，因此中屯、區(qū)域中的刃整體上是非常堅(jiān)固的。
[0018] 另外還設(shè)置，在磨削面的徑向最外側(cè)區(qū)域上并由此尤其在切削角部上，前角在5° 至20°或至30°的范圍內(nèi)、且尤其約在10°至15°的范圍內(nèi)、優(yōu)選為15°。由此，在切削角部上總 體而言形成相對(duì)更尖的切削模，從而使得在鉆頭的切削角部的區(qū)域中整體上都是適于切削 的，反之，如果中屯、區(qū)域的前角較小，則該處的刃就沒那么適于切削，并且會(huì)形成純角。原則 上，切削角部處的前角通過排屑槽角度（Spannutwinkel)限制。因此，根據(jù)排屑槽角度的選 擇，切削角部處的前角也可能會(huì)大于20%并且采用最大至排屑槽角度的值。通常的最大值 為30°。所述排屑槽角度理解為:排屑槽相關(guān)于豎直線定向的角度。在螺旋的排屑槽情況下， 該排屑槽角度還指明螺旋導(dǎo)程（Wendelsteigung)。該排屑槽角度也稱為扭轉(zhuǎn)角 (Drallwinkel)。
[0019] 此外，在適宜的構(gòu)造方案中，主刃沿徑向方向直線地延伸，并且沒有彎曲的走向。 結(jié)合變化的前角，在此為單個(gè)的刃部段確定了期望的定義的切削力。
[0020] 然而，原則上，在彎曲的主刃情況下，仍然能夠通過整個(gè)磨削面達(dá)到變化前角的優(yōu) 勢(shì)。因此，在優(yōu)選的替代方案中，主刃尤其凹形彎曲地構(gòu)成。
[0021] 排屑槽通常是指螺旋的排屑槽，它按照排屑槽角度延展。在常規(guī)的鉆頭中，主刃處 的前角由排屑槽角度確定。通過在主刃區(qū)域中額外引入的磨削面，從而形成與排屑槽角度 無關(guān)的前角。
[0022] 通過該額外引入的磨削面，從而在排屑槽壁中在從所述磨削面朝排屑槽的接下來 走向的過渡區(qū)域中形成作為特性特征的折彎。
[0023] 根據(jù)優(yōu)選的另一構(gòu)造方案，該磨削面在整個(gè)排屑槽上延伸，即從切削角部開始越 過中屯、一直延伸至排屑槽的對(duì)立而置的末端。該構(gòu)造方案能夠?qū)崿F(xiàn)磨削面的簡單打磨。
[0024] 適宜的設(shè)置是，所述端面整體上優(yōu)選按照?qǐng)A錐曲面(Kegelmaii化miiche)的形式 構(gòu)成。該端面通常優(yōu)選僅被伸進(jìn)端面中的排屑槽中斷。因此，端面的后刀面(Fre姐註Chen)從 中屯、尖端出發(fā)沿徑向方向朝外傾斜。在此，該后刀面沿端面的圓周方向與主刃相接。"按照 圓錐曲面的形式"在運(yùn)里理解為不同的磨削方式(Schliffvarianten)，例如圓錐曲面磨削， 也可能是多面磨削，例如四面磨削。與扁鉆相比實(shí)質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)在于：設(shè)計(jì)有中屯、尖端用于起 鉆，并且由此實(shí)現(xiàn)在鉆削過程開始時(shí)更好地引導(dǎo)鉆頭。
【附圖說明】
[0025] 下面借助附圖詳細(xì)地闡述本發(fā)明的實(shí)施例。在簡化的視圖中分別示出：
[0026] 圖1示出了鉆頭的正視圖；
[0027] 圖2示出了根據(jù)圖1的鉆頭的切削角部的第一局部側(cè)視圖；
[0028] 圖3示出了根據(jù)圖1的鉆頭與圖2相比轉(zhuǎn)動(dòng)約90°時(shí)的第二局部側(cè)視圖；
[0029] 圖4在與圖2相同的視線方向上示出了沿圖1的剖線IV-IV的豎直的徑向外側(cè)剖面 的局部側(cè)視圖；W及
[0030] 圖5在與圖2相同的視線方向上示出了沿圖1的剖線V-V的豎直的徑向內(nèi)側(cè)剖面的 局部側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 附圖中所示的旋轉(zhuǎn)工具被構(gòu)成為鉆頭2,它沿著縱軸線4在縱向方向上延伸，該縱 軸線同時(shí)形成旋轉(zhuǎn)軸線。鉆頭2具有從正面看基本上呈圓錐曲面狀的端面6。該鉆頭在此實(shí) 施例中具有兩個(gè)主刃8,它們分別從外側(cè)的切削角部10朝中屯、12直線延伸。運(yùn)兩個(gè)主刃8在 中屯、12處通常通過橫向刃14而相互連接。尤其如同從側(cè)面視圖中得出的，該鉆頭2在中屯、12 具有略微突起的中屯、尖端16。該中屯、通常由橫向刃14橫跨而過。
[0032] 由于兩個(gè)主刃8均呈直線走向并具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性，即相對(duì)于縱軸線4扭轉(zhuǎn)偏置 180°，因此運(yùn)兩個(gè)主刃8相互平行地延伸。而主刃8后方分別連接著后刀面18,該后刀面18分 別形成端面6的一部分?；旧铣蕡A錐曲面狀的端面6被排屑槽20中斷。運(yùn)些排屑槽20在此 實(shí)施例中呈螺旋狀地沿著鉆頭2延伸。它們?cè)诖税凑障鄬?duì)于豎直線的排屑槽角度α進(jìn)行定向 (參照?qǐng)D2)。
[0033] 運(yùn)些排屑槽20之間在圓周側(cè)分別形成了鉆頭背部22。從排屑槽20到鉆頭背部22的 過渡區(qū)域中，在此實(shí)施例中布置有引導(dǎo)棱邊(Fii虹ungs地ase) 24。
[0034] 尤其如同從圖2、圖3的側(cè)視圖中可看到的，在排屑槽20的端面末端處引入磨削面 26。它從中屯、12開始沿朝切削角部10的方向延伸，呈現(xiàn)為一個(gè)均勻的表面，并且至少到達(dá)排 屑槽區(qū)域中的外側(cè)徑向區(qū)域。該磨削面26優(yōu)選至少到達(dá)主刃8中部，并且更優(yōu)選地，如運(yùn)些 附圖中所示的，到達(dá)切削角部10。在本實(shí)施例中，該磨削面在排屑槽20端面的末端處、在前 往端面6的過渡區(qū)域中、延伸經(jīng)過整個(gè)排屑槽20,即從切削角部10延伸至排屑槽20的對(duì)立而 置的末端，在運(yùn)個(gè)位置該排屑槽20過渡到鉆頭背部22中。
[0035] 該磨削面26在中屯、12區(qū)域中構(gòu)成磨尖28。因?yàn)樵撃ハ髅?6沿徑向方向繼續(xù)延展， 尤其是連續(xù)延展至外側(cè)的切削角部10,所W它還限定了主刃8的前角丫。前角是指在豎直線 和磨削面26之間的角度，如同圖2、圖4和圖5中的示例示出的。
[0036] 該前角丫在此在切削角部10上被構(gòu)成為正前角，因此呈現(xiàn)出銳角的切削模。通過 打磨磨削面26,從而端面6區(qū)域內(nèi)的排屑槽壁上的材料和主刃8都被打磨。通過上述操作，減 小螺旋的排屑槽20的排屑槽角度α，由此使前角丫小于排屑槽角度α。一般來說，前角丫最大 為排屑槽角度〇,其例如最大能夠達(dá)到30°。而切削角部處的前角丫優(yōu)選在約10°至15°的范 圍內(nèi)。
[0037] 尤其如同通過比較圖2、圖4和圖5得出的，前角丫沿朝中屯、12的方向縮小。前角丫 在徑向方向r上的變化Δ γ / Δ r在此是連續(xù)的，因此形成了無折彎的磨削面26，并因此也形 成了無折彎的主刃8。前角丫優(yōu)選連續(xù)變化。在中屯、12自身中，即在磨尖28區(qū)域內(nèi)，并因此在 主刃8朝橫向刃14的過渡區(qū)域中，前角丫優(yōu)選是零，甚至為負(fù)角，例如至-5°。通過該措施，鉆 頭2在切削角部10的區(qū)域中整體上比在中屯、12處更適宜切割，因?yàn)榍邢鹘遣?0區(qū)域具有尖 利的切削模(Schneidkeil)，總體而言，運(yùn)對(duì)切削效率和切削加工所需的力都是有利的。通 過將前角丫減小至約0°的范圍，從而可在中屯、12上形成相當(dāng)堅(jiān)固的模形，該模形能夠非常 好地承受在加工時(shí)出現(xiàn)在中屯、12處的負(fù)荷。
[0038] 從制造技術(shù)角度看，應(yīng)該在后期再在各個(gè)排屑槽20中引入磨削面26。為此使用砂 輪片，它按照一定的角度擺放，從而構(gòu)成期望的前角丫。在磨削過程中，沿徑向方向r調(diào)整砂 輪片，并且持續(xù)地調(diào)整鉆頭2和砂輪片之間的相對(duì)角度位置，由此產(chǎn)生沿徑向方向r變化的 前角丫。
[0039] 替代于在此示出的實(shí)施方案，還可能的是：加工形成的磨削面26并不完全延伸至 切削角部10。該磨削面26在此變形方案中在切削角部10的前方終止，與切削角部保持一定 的徑向間距。該間距在此為鉆頭內(nèi)徑的最多60 %或50 %，優(yōu)選最多20 %。它被定義為:從旋 轉(zhuǎn)軸線和縱軸線4至切削角部10的半徑。
[0040] 通過后期額外引入磨削面26,從而在磨削面26和接下來的排屑槽壁之間的過渡區(qū) 域中產(chǎn)生折彎30,尤其如同借助圖2在引導(dǎo)棱邊24的區(qū)域中所看到的。在此位置上還可清楚 地看到前角丫和排屑槽角度α之間的區(qū)別。
[0041] 總的說來，通過后期在排屑槽20中引入共同的磨削面26,和連續(xù)變化的前角丫，從 而實(shí)現(xiàn)在主刃8的徑向長度上的更好的切削力分布。尤其是，通過運(yùn)種均勻的、無折彎的走 向，不必?fù)?dān)屯、出現(xiàn)應(yīng)力尖峰(Spannungsspitzen)。更確切地說，作用在刃上的力均勻地發(fā)生 變化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種旋轉(zhuǎn)工具，尤其是鉆頭(2)，沿著縱軸線(4)延伸，并且具有： -端面(6); -中心（12); -至少一個(gè)主刃（8)，所述主刃（8)從中心（12)分別朝外延伸至切削角部（10); -排肩槽(20); -所述主刃（8)與所述排肩槽(20)之間的前角（γ); -在所述排肩槽（20)中額外引入的共同的磨削面（26)，所述磨削面（26)在所述中心 (12)的區(qū)域中構(gòu)成磨尖（28)并且延伸至徑向外側(cè)區(qū)域，并且在該區(qū)域中限定所述前角 (γ)， 其特征在于， 通過所述磨削面(26)所構(gòu)成的所述前角（γ )沿朝所述中心（12)的方向無級(jí)變化。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)工具， 其特征在于， 所述磨削面(26)從所述切削角部（10)開始連續(xù)延伸至少到達(dá)所述中心（12)。3. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)工具， 其特征在于， 在所述切削角部（10)上構(gòu)成正前角（γ )，所述正前角（γ )沿朝所述中心（12)的方向縮 小，其中，所述前角（γ)是可選地連續(xù)變化的，也可以是在一定的徑向部段上恒定的。4. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)工具， 其特征在于， 在所述切削角部（10)上形成所述正前角（γ )，所述正前角（γ )沿朝所述中心（12)的方 向尤其是連續(xù)縮小。5. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)工具， 其特征在于， 所述中心（12)區(qū)域中的所述前角（γ)在-5°至+10°的范圍內(nèi)，并且尤其為零。6. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)工具， 其特征在于， 所述切削角部（10)處的所述前角（γ)在5°至30°、尤其是10°至15°的范圍內(nèi)。7. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)工具， 其特征在于， 所述主刃（8)筆直地延伸。8. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)工具， 其特征在于， 所述主刃（8)彎曲地構(gòu)成。9. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)工具， 其特征在于， 所述排肩槽(20)是螺旋的。10. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)工具， 其特征在于， 在所述縱軸線(4)的方向上看，所述磨削面(26)經(jīng)過折彎（30)過渡到接下來的所述排 肩槽(20)中。11. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)工具， 其特征在于， 所述磨削面(26)沿徑向方向延伸經(jīng)過整個(gè)所述排肩槽(20)。12. -種用于制造根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)工具的方法，其中，所述磨削 面（26)-其既用于共同地構(gòu)成磨尖（28)、又用于在所述主刃（8)的區(qū)域中構(gòu)成所述前角 (γ )-在唯有的磨削步驟中被引入現(xiàn)有的排肩槽(20)中。
【文檔編號(hào)】B23B51/00GK105935792SQ201610121409
【公開日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2016年3月3日
【發(fā)明人】T.古特, J.施韋格爾, J.坦佩爾邁耶
【申請(qǐng)人】肯納金屬公司