專利名稱:空心鉆頭和切削元件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種具有栽體和至少一個切削元件的空心鉆頭,其中
進(jìn)方向凸出的切削刃。本發(fā)明還涉及一種切削元件,它包括一向切削 元件的推進(jìn)方向凸出的切削刃,其中在切削刃的兩個側(cè)面上連接研磨 面。最后本發(fā)明涉及一種用于制造切削元件或空心鉆頭的方法。
背景技術(shù):
空心鉆頭在現(xiàn)有技術(shù)中經(jīng)常配備由燒結(jié)的金屬部分與其中包含的 磨粒(例如金剛石)構(gòu)成的許多切削元件。為了在安放到巖石或混凝 土上時使空心鉆頭最好地定位,按現(xiàn)有技術(shù)常見的是,構(gòu)成具有向推
進(jìn)方向凸出的切削刃的切削元件。例如在這里可以舉出EP 0 857 552 A2,其中切削元件的橫截面具有一種三角形或屋頂形的形式。
在目前的制造方法中通過將磨粒和粘結(jié)劑壓入一石墨的壓模中并 按照粘結(jié)劑在約840。C時燒結(jié)來制造切削元件。由于向切削元件的推 進(jìn)方向凸出的例如屋頂形式的切削刃,在擠壓模桿中在其各側(cè)面端導(dǎo) 致提高的磨損,這由于石墨壓模的高的購置成本極度地提高切削元件 的制造成本。因此人們部分地又轉(zhuǎn)而放棄具有切削刃的切削元件而轉(zhuǎn) 向"平坦的"切削元件。另一評價設(shè)定,人們對于切削刃區(qū)域采用鋼 的擠壓模桿。但鋼擠壓模桿具有缺點(diǎn),燒結(jié)溫度必須低于鋼的最大容 許熱負(fù)荷,這減小用于切削元件的不同的金屬結(jié)合劑的選擇可能性。
發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是,提供一種開頭所述型式的切削元件和具有 切削元件的空心鉆頭,其中切削元件一方面具有向推進(jìn)方向的切削刃 而另 一方面可以低成本地制造。此外擬提供一種用于制造切削元件,
特別是用于制造上述型式的空心鉆頭的方法,同時減少現(xiàn)有技術(shù)的制造缺點(diǎn)。一方面利用按照權(quán)利要求1所述的空心鉆頭和另一方面利用按照權(quán)利要求10所述的切削元件并最后利用按照權(quán)利要求19所述的方法 達(dá)到提出的目的。在具有至少一個切削元件的空心鉆頭中,其中所述至少 一個切削 元件在端面安裝到空心鉆頭的載體上或嵌入載體中,至少一個切削元 件具有一向切削元件的推進(jìn)方向凸出的切削刃,在切削刃的兩側(cè)面上 連接研磨面,各研磨面分別具有一第一區(qū)域,其與推進(jìn)方向夾成大于 90。的傾斜角,在兩個研磨面中至少一個上的第一區(qū)域上連接一第二區(qū) 域,其比第一區(qū)域與推進(jìn)方向夾成更小的傾斜角, 一方面得到的優(yōu)點(diǎn) 是,在安放到切削物料上時使空心鉆頭始終最好地定位。另一方面沿 徑向方向遠(yuǎn)離切削刃的具有較小傾斜角的區(qū)域不僅在生產(chǎn)技術(shù)上是有 利的,因?yàn)閿D壓模桿在各端遭受較小的磨損,擠壓模桿的各側(cè)面的邊 緣較少尖地縮進(jìn),而且也可以達(dá)到去除量的提高,因?yàn)楦纳频慕饘僬?合劑或優(yōu)選的燒結(jié)溫度是可能的。對空心鉆頭而言當(dāng)然也適用于具有一向切削元件的推進(jìn)方向凸出 的切削刃的切削元件,其中在切削刃的兩側(cè)面上連接研磨面,各研磨 面分別具有一第一區(qū)域,其與推進(jìn)方向夾成大于90。的傾斜角,在兩 個研磨面中至少一個上的第一區(qū)域上連接一第二區(qū)域,其比第一區(qū)域 與推進(jìn)方向夾成更小的傾斜角。即當(dāng)將相應(yīng)的切削元件用于其他的領(lǐng)域時顯然也具有各個優(yōu)點(diǎn)。各有利的實(shí)施形式設(shè)定,第一區(qū)域與推進(jìn)方向夾成的傾斜角為 110。至160。、優(yōu)選120。至150。。有利地對此設(shè)定,第一區(qū)域具有一基 本上恒定的傾斜角,其中特別有利的是,第一區(qū)域與推進(jìn)方向夾成約 135。的傾斜角。在一有利的實(shí)施形式中可以設(shè)定,第二區(qū)域與推進(jìn)方向夾成100° 至85。的傾斜角,其中還有利的是,笫二區(qū)域具有一基本上恒定的傾 斜角。在一特別優(yōu)選的實(shí)施方案中設(shè)定,第二區(qū)域相對于推進(jìn)方向成直角設(shè)置。此外優(yōu)選設(shè)定,第二區(qū)域沿切削元件的全長延伸并且必要 時沿切削元件的長度與推進(jìn)方向始終夾成相同的角度。各優(yōu)選的實(shí)施形式設(shè)定,切削刃基本上是尖銳(三角形)縮進(jìn)的。 但同時實(shí)際的切削刃可以構(gòu)成小倒圓的或凸起的。也可設(shè)想,切削刃具有一突出于側(cè)面連接的側(cè)面的區(qū)域,包括按EP0 857 552 A2的"凸 出的切削刃"。按照本發(fā)明的用于制造上述切削元件的方法設(shè)定,將磨粒和粘結(jié) 劑裝入壓模中,緊接著將一擠壓模桿壓向包含磨粒和粘結(jié)劑的壓模, 從而將磨粒和粘結(jié)劑連結(jié)成一切削元件,其中擠壓模桿具有一凹槽,其構(gòu)成用于切削刃的模具,在其上連接用于各研磨面的不同斜度的各 區(qū)域,從而各研磨面分別具有一第一區(qū)域,其與推進(jìn)方向夾成大于90。 的傾斜角,同時在研磨面的第一區(qū)域上連接一第二區(qū)域,其比第一區(qū) 域與推進(jìn)方向夾成更小的傾斜角。有利地對此設(shè)定,在擠壓過程中加熱壓模和/或擠壓模桿,其中特 別優(yōu)選設(shè)定,燒結(jié)磨粒和粘結(jié)劑。在一特別優(yōu)選的實(shí)施形式中設(shè)定,壓模具有一第二擠壓模桿,將 該第二擠壓模桿向第一擠壓模桿移動。有利的是,在磨粒和研磨劑擠 壓以后從壓模中移出第一擠壓模桿并且繼續(xù)擠壓第二擠壓模桿,從而 從壓模中推出制成的切削元件。
借助附圖和附圖描述說明其他的優(yōu)點(diǎn)和細(xì)節(jié)。其中 圖1-8 制造方法的過程;圖9a-9c 本發(fā)明的切削元件的輕微傾斜的側(cè)視圖(9a)、圖9a 的詳圖(9c)和俯視圖(9c),以及圖10 本發(fā)明的空心鉆頭的示意傾斜圖。
具體實(shí)施方式
圖1至8分別以壓模1的橫剖面依次示出各個方法步驟,壓模l 具有一下面的可移動的擠壓模桿(Pressstempel) 2和裝料空間3,在 其中裝入用于制造切削元件7的粘結(jié)劑和磨粒。壓模1和擠壓模桿2以及擠壓模桿6 (見圖4)優(yōu)選由石墨制成。圖2中可看出裝料漏斗 4a,在其中裝入粘結(jié)劑(金屬粉末)和金剛石磨粒的混合物4,它被 裝入壓模l的裝料空間3中(見圖3)。緊接著將上面的擠壓模桿6插 入壓模l中,擠壓模桿6具有一凹槽并從而為切削元件的切削刃構(gòu)成 一模具。在該區(qū)域上連接各傾斜的區(qū)域,其傾斜于擠壓方向P約45°。 在這些第一區(qū)域上連接一傾斜的第二區(qū)域,第二區(qū)域基本上垂直于擠 壓方向P設(shè)置。對此在壓模1中借助于兩個擠壓模桿2、 6對成型的 混合物5進(jìn)行擠壓。在擠壓的同時借助于加熱裝置8加熱壓模1 (見 圖5)并且相對擠壓兩個擠壓模桿2、 6,以便燒結(jié)被擠壓的混合物5a。 在擠壓和燒結(jié)過程以后按圖6從壓模1中拔出上面的擠壓模桿6。留 下制成的切削元件7。緊接著利用下面的擠壓模桿2從壓模1壓出切 削元件7 (見圖7)?,F(xiàn)在可以取出已脫模的切削元件7并且供給進(jìn)一 步的加工,同時按圖8將擠壓模桿2重新導(dǎo)入初始位置,從而可以再 次成型混合物5。
圖9a至9c示出一切削元件7包括一指向推進(jìn)方向V的切削刃20。 切削刃20構(gòu)成小倒圓的并從而構(gòu)成向推進(jìn)方向V的小凸面的。在切 削刃20的兩側(cè)面上連接研磨面(Schleiffiache) 21。各研磨面21具有 一第一區(qū)域24,其相對于推進(jìn)方向V成恒定的傾斜角a設(shè)置。推進(jìn)方 向V(或推進(jìn)方向的矢量V)與第一區(qū)域24夾成一約135。的傾斜度a。 在第一區(qū)域24上連接研磨面21的第二區(qū)域25。該第二區(qū)域25相對 于推進(jìn)方向V同樣具有基本上恒定的傾斜角(3。在當(dāng)前的情況下該第 二傾斜角P為直角,即90。。在所示實(shí)施例中第一區(qū)域24與第二區(qū)域 25之間的過渡是包括一棱邊的階躍式的(因此是不連續(xù)的),但同樣 適合的也可以是倒圓的。由于所示實(shí)施例是一空心鉆頭17的一切削元 件7,切削元件7在俯視圖中,如由圖9c顯而易見的,具有圓弧的形 狀并且配合于空心鉆頭17的鉆銷頭18的形狀(也見圖10)。借此可 以達(dá)到空心鉆頭17在鉆孔物料上的精確的定心。第二區(qū)域25沿切削 元件7的全長1延伸并且沿切削元件7的該長度1與推進(jìn)方向V始終 夾成相同的90。的角度P。所示的實(shí)施例還安裝到一中間件19上,其擬提供端面或栽體頭 18與切削元件7之間的更好的連結(jié),因?yàn)槠洳粌H對栽體頭18而且對 切削元件7均具有很好的結(jié)合特性。然而切削元件7本身通常較難地 與鉆銷頭18可直接連結(jié)(燒結(jié))。在所示實(shí)施例中切削元件7的橫截 面構(gòu)成大致屋頂形的,包括各側(cè)的水平延伸的側(cè)面。同樣適合的是, 切削元件7的橫截面構(gòu)成有從第一區(qū)域24到第二區(qū)域25的圓滑的過 渡并且描述一基本上連續(xù)的曲線,例如高斯曲線的形式。對此,各個 區(qū)域24、 25及切削刃20的過渡是無尖銳的邊界相互延伸的。最后圖IO仍以傾斜圖示出空心鉆頭17的前面的部分,其包括若 干已安裝上的本發(fā)明的切削元件7??招你@頭包括一金屬的管形載體 30,其構(gòu)成為基本上圓柱形的。在端面18上安裝各個實(shí)際的切削元件 7。用V標(biāo)記推進(jìn)方向。全部由石墨構(gòu)成的壓模的應(yīng)用使得能夠?qū)Y(jié)溫度從840X:提高 到920'C以上。借此可以使用改善的金屬結(jié)合劑(例如包括鉻、鎢、 錳的成分的金屬結(jié)合劑)。這些金屬結(jié)合劑在使用中的特征在于較高的 耐磨性。對此只必須注意,磨粒不因燒結(jié)過程被破壞(溫度極限),對 于相應(yīng)的磨粒必須測定溫度極限。
權(quán)利要求
1. 一種包括載體和至少一個切削元件的空心鉆頭,其中切削元件安裝到空心鉆頭的載體的端面上或嵌入載體中并且具有一向切削元件的推進(jìn)方向凸出的切削刃;其特征在于,在切削刃(20)的兩個側(cè)面上連接研磨面(21),其中各研磨面(21)分別具有一第一區(qū)域(24),該第一區(qū)域與推進(jìn)方向夾成大于90°的傾斜角(α),在兩個研磨面(21)中至少一個上的第一區(qū)域(24)上連接一第二區(qū)域(25),該第二區(qū)域比第一區(qū)域(24)與推進(jìn)方向(V)夾成更小的傾斜角(β)。
2. 按照權(quán)利要求1所述的空心鉆頭,其特征在于,第一區(qū)域(24) 與推進(jìn)方向(V)夾成的傾斜角(a)為110°至160°、優(yōu)選120°至140°。
3. 按照權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的空心鉆頭,其特征在于, 第一區(qū)域(24)具有一基本上恒定的傾斜度(a)。
4. 按照權(quán)利要求1至3之一項(xiàng)所述的空心鉆頭,其特征在于,第 一區(qū)域(24)與推進(jìn)方向(V)夾成約135。的傾斜角(a)。
5. 按照權(quán)利要求1至4之一項(xiàng)所述的空心鉆頭,其特征在于,笫 二區(qū)域(25)與推進(jìn)方向(V)夾成100°至85。的傾斜角(P)。
6. 按照權(quán)利要求1至5之一項(xiàng)所述的空心鉆頭,其特征在于,第 二區(qū)域(25)具有一基本上恒定的傾斜角(P)。
7. 按照權(quán)利要求l至6之一項(xiàng)所述的空心鉆頭,其特征在于,第 二區(qū)域(25)與推進(jìn)方向(V)夾成約90。的傾斜角(P)。
8. 按照權(quán)利要求1至7之一項(xiàng)所述的空心鉆頭,其特征在于,切 削刃(20)是倒圓的。
9. 按照權(quán)利要求1至8之一項(xiàng)所述的空心鉆頭,其特征在于,第 二區(qū)域(25)沿切削元件(7)的全長(1)延伸。
10. —種包括 一 向切削元件的推進(jìn)方向凸出的切削刃的切削元 件,其中在切削刃的兩個側(cè)面上連接研磨面;其特征在于,各研磨面(21)分別具有一第一區(qū)域(24),該第一區(qū)域與推進(jìn)方向(V)夾成 大于卯。的傾斜角(a),在兩個研磨面(21)中至少一個上的第一區(qū)域(24)上連接一第二區(qū)域(25),該第二區(qū)域比第一區(qū)域(24)與推 進(jìn)方向(V)夾成更小的傾斜角(p)。
11. 按照權(quán)利要求10所述的切削元件,其特征在于,第一區(qū)域(24) 與推進(jìn)方向(V )夾成的傾斜角(a )為110°至160°、優(yōu)選120°至140°。
12. 按照權(quán)利要求10或權(quán)利要求11所述的切削元件,其特征在 于,第一區(qū)域(24)具有一基本上恒定的傾斜度(a)。
13. 按照權(quán)利要求10至12之一項(xiàng)所述的切削元件,其特征在于, 第一區(qū)域(24)與推進(jìn)方向(V)夾成約135。的傾斜角(a)。
14. 按照權(quán)利要求IO至13之一項(xiàng)所述的切削元件,其特征在于, 第二區(qū)域(25)與推進(jìn)方向(V)夾成100。至85。的傾斜角(|3)。
15. 按照權(quán)利要求10至14之一項(xiàng)所述的切削元件,其特征在于, 第二區(qū)域(25)具有一基本上恒定的傾斜角(P)。
16. 按照權(quán)利要求IO至15之一項(xiàng)所述的切削元件,其特征在于, 第二區(qū)域(25)與推進(jìn)方向(V)夾成約90。的傾斜角(p)。
17. 按照權(quán)利要求10至16之一項(xiàng)所述的切削元件,其特征在于, 切削刃(20)是倒圓的。
18. 按照權(quán)利要求10至17之一項(xiàng)所述的切削元件,其特征在于, 第二區(qū)域(25)沿切削元件(7)的全長(1)延伸。
19. 一種用于制造特別是按照權(quán)利要求10至18之一項(xiàng)所述的切 削元件或用于按照權(quán)利要求1至9之一項(xiàng)所述的空心鉆頭的方法,包 括一向切削元件的推進(jìn)方向凸出的切削刃和在切削刃的兩個側(cè)面上連 接的研磨面,其中將磨粒和粘結(jié)劑裝入一壓模中;其特征在于,緊接 著將一擠壓模桿(6)壓向包含磨粒和粘結(jié)劑(5)的壓模(1、 2),從 而將磨粒和粘結(jié)劑連結(jié)成切削元件(7),其中擠壓模桿(6)具有一凹 槽,該凹槽形成用于切削刃(20)的模具,在其上連接用于各研磨面(21)的不同斜度的區(qū)域,從而各研磨面(21)分別具有一第一區(qū)域 (24),該第一區(qū)域與推進(jìn)方向(V)夾成大于90。的傾斜角,同時在 研磨面(21)的第一區(qū)域(24)上連接一第二區(qū)域(25),該第二區(qū)域 比第一區(qū)域(24)與推進(jìn)方向(V)夾成更小的傾斜角(P)。
20. 按照權(quán)利要求19所述的方法,其特征在于,在擠壓過程中加 熱壓模(1)和/或擠壓模# (2、 6 )。
21. 按照權(quán)利要求19或權(quán)利要求20所述的方法,其特征在于, 燒結(jié)磨粒和粘結(jié)劑(5)。
22. 按照權(quán)利要求19至21之一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,壓 模(1)具有一第二擠壓模桿(2),將該第二擠壓模桿向第一擠壓模桿(6)移動。
23. 按照權(quán)利要求19至22之一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,在 磨粒和研磨劑擠壓以后從壓模中移出第一擠壓模桿(6 )并且繼續(xù)擠壓 第二擠壓模桿(2),從而從壓模(1)中推出制成的切削元件(7)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種包括一向切削元件(7)的推進(jìn)方向(V)凸出的切削刃(20)的切削元件(7),其中在切削刃(20)的兩個側(cè)面上連接研磨面(21),各研磨面(21)分別具有一第一區(qū)域(24),其與推進(jìn)方向(V)夾成大于90°的傾斜角(α),在兩個研磨面(21)中至少一個上的第一區(qū)域(24)上連接一第二區(qū)域(25),其比第一區(qū)域(24)與推進(jìn)方向(V)夾成更小的傾斜角(β),以及涉及一種具有切削元件(7)的空心鉆頭(17)和一種用于制造切削元件(7)的方法。
文檔編號B22F3/12GK101285372SQ20081009165
公開日2008年10月15日 申請日期2008年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月13日
發(fā)明者斯特凡·諾伊巴赫, 本亞明·洛赫納, 格哈德·富克斯, 格奧爾格·達(dá)克斯?fàn)?申請人:蒂羅利特磨料機(jī)械斯沃羅夫斯基兩合公司