專(zhuān)利名稱(chēng)：整體硬質(zhì)合金多刃鉆孔刀具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按照權(quán)利要求1前序部分所述的優(yōu)選為多刃的整體硬質(zhì)合金(VHM)鉆孔刀具，該鉆孔刀具用于切削高強(qiáng)度多層結(jié)構(gòu)材料，特別是用于在由這種材料 構(gòu)成的實(shí)心體中鉆孔。
背景技術(shù)：
為了在特別是由復(fù)合材料構(gòu)成的多層結(jié)構(gòu)材料(在這些多層結(jié)構(gòu)材料中，主要 包含CFK和/或鋁的材料層與鈦層或含鈦層交替布置)中加工出高精度孔，需要特別耐 用且穩(wěn)定的刀具，這些刀具此外還必須具有這樣的特點(diǎn)，即，刀刃能夠持久地以良好的 表面質(zhì)量來(lái)切削復(fù)合材料，同時(shí)在刀具的整個(gè)耐用度內(nèi)應(yīng)當(dāng)防止復(fù)合層脫層。為此目的，人們迄今為止已經(jīng)開(kāi)發(fā)出特殊刀具，例如一種如在德國(guó)實(shí)用新型公 開(kāi)文獻(xiàn)20211592中所述的刀具。人們也已經(jīng)嘗試了利用按照權(quán)利要求1前序部分所述 的整體硬質(zhì)合金鉆孔刀具來(lái)進(jìn)行切削，以確保刀刃耐用度的提高以及特別是在深孔的情 況下孔的位置精度提高?？椎倪@種位置精度和表面質(zhì)量特別是在切削復(fù)合材料時(shí)是必需 的，這些復(fù)合材料以更大程度應(yīng)用在現(xiàn)代飛機(jī)制造業(yè)中。可按照各種各樣的次序布置的 各個(gè)材料層在重量很輕的同時(shí)賦予材料很高的穩(wěn)定性。經(jīng)常需要在這種材料中加工出 孔，以便將這種部件相互鉚接。由于在此經(jīng)常使用通過(guò)傳感器控制的機(jī)器人，因此這特 別依賴(lài)于這種孔的位置精度。已經(jīng)表明，利用符合這種類(lèi)型的整體硬質(zhì)合金鉆孔刀具，雖然可提供具有足夠 穩(wěn)定性的刀具以及也可提供高質(zhì)量的刀刃。但是在另一方面已經(jīng)證實(shí)，常用結(jié)構(gòu)形式的 即使是整體硬質(zhì)合金刀具也常常不能實(shí)現(xiàn)要求的耐用度，特別是在必須在具有交替布置 的鋁層、纖維強(qiáng)化或者說(shuō)碳纖維強(qiáng)化塑料層以及鈦層的復(fù)合材料中加工比較深的孔的情 況下不能達(dá)到要求的耐用度。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于，通過(guò)如下方式對(duì)開(kāi)頭所述類(lèi)型的鉆孔刀具進(jìn)行改 進(jìn)所述鉆孔刀具在耐用度提高的同時(shí)能夠在開(kāi)頭所述的關(guān)鍵材料中毫無(wú)困難地加工出 深度甚至更深的位置精確的孔。本發(fā)明的另一方面在于提供用于制造這樣的刀具的一種 經(jīng)濟(jì)的方法。該任務(wù)在刀具方面是通過(guò)權(quán)利要求1的特征得以解決，而在方法方面是通過(guò)權(quán) 利要求9得以解決。根據(jù)本發(fā)明，已認(rèn)識(shí)到，如果對(duì)于在實(shí)心體中鉆孔的情況下形成的切屑在槽底 中發(fā)生特別強(qiáng)烈的彎曲，則可非常明顯地提高刀具的耐用度。在費(fèi)時(shí)的試驗(yàn)中已經(jīng)表 明，在切削開(kāi)頭所述類(lèi)型的復(fù)合材料時(shí)的這種強(qiáng)烈的切屑彎曲導(dǎo)致切屑提早折斷，從而 在切屑形成區(qū)的出口處出現(xiàn)的主要是碎片狀切屑，碎片狀切屑即使對(duì)于在材料中加工深 度大、例如為深于IOXD的孔的情況也可容易從排屑槽中去除。根據(jù)本發(fā)明可以有效地避免如使用常規(guī)刀具在切屑這種難加工的材料時(shí)可觀察到的切屑堵塞，從而也可靠地排 除了刀具突然斷裂的可能性。此外還產(chǎn)生了額外的優(yōu)點(diǎn)，即，大體上呈波狀的位于第一 和第二排屑槽部分之間的排屑槽脊部擴(kuò)大了鉆頭橫截面的平面慣性矩，進(jìn)而可以用于提 高刀具的穩(wěn)定性。而這同時(shí)也意味著，可以進(jìn)一步減小鉆孔刀具在切屑形成區(qū)中的鉆芯 橫截面，從而盡管設(shè)有排屑槽脊部但仍可以提供大的容屑空間。切屑的排出可以通過(guò)縮 短切屑長(zhǎng)度特別是在刀具有位于內(nèi)部的冷卻/潤(rùn)滑劑通道的情況下得到進(jìn)一步改善。對(duì) 于具有直槽以及螺旋槽的刀具來(lái)說(shuō)，同樣改善了切削特性。在這里，按照權(quán)利要求9仍可以經(jīng)濟(jì)地，也就是以合理的時(shí)間消耗，制造所述 的整體硬質(zhì)合金鉆孔刀具。在這里，第一和第二排屑槽部分連同位于它們之間的排屑槽 脊部可以要么在利用兩個(gè)或更多的不同成型磨削砂輪的批量加工過(guò)程中按照最終尺寸在 硬質(zhì)合金坯件中磨削出，要么通過(guò)唯一的成型磨削砂輪進(jìn)行制造(這是權(quán)利要求10的對(duì) 象)。在這一點(diǎn)上也可行的是，擠壓出已經(jīng)具有這樣一種形狀的硬質(zhì)合金燒結(jié)坯件 ，該形 狀在考慮到在微米范圍內(nèi)變動(dòng)的確定的加工尺寸的情況下與在使用狀態(tài)下的切削部分的 橫截面形狀基本相符。本發(fā)明方法的一種有利改進(jìn)方案是權(quán)利要求11的對(duì)象。利用這種方法可以實(shí) 現(xiàn)，使鉆孔刀具的容屑空間最優(yōu)地與刀具的相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域相適應(yīng)，例如當(dāng)?shù)毒哂米魃羁?鉆孔刀具時(shí)，擴(kuò)大在鉆孔刀具插入工件以及由導(dǎo)向套包圍的位置處的容屑空間。本發(fā)明的有利設(shè)計(jì)方案是從屬權(quán)利要求的對(duì)象。如果刀具具有刀尖修磨部，則將切屑朝鉆頭中心延長(zhǎng)，從而上述的由于按照本 發(fā)明的排屑槽設(shè)計(jì)而產(chǎn)生的有利的切屑形成過(guò)程可以擴(kuò)展到更大的切削量。因此，有利 且可靠地避免了在鉆孔刀具中心附近形成較長(zhǎng)的切屑，這些較長(zhǎng)的切屑可能會(huì)導(dǎo)致切屑 堵塞并最后導(dǎo)致鉆孔刀具強(qiáng)制斷裂。已經(jīng)表明，通過(guò)改變鉆頭輪廓，也就是說(shuō)通過(guò)在切屑形成區(qū)的區(qū)域內(nèi)的排屑槽 的新設(shè)計(jì)，也使至少在該區(qū)域內(nèi)縮小鉆孔刀具的鉆芯橫截面成為可能。橫截面的這種縮 小特別是因?yàn)榈毒哂捎操|(zhì)合金構(gòu)成而成為可能。排屑槽在第一排屑槽部分區(qū)域內(nèi)的在縮 小鉆芯橫截面時(shí)必然產(chǎn)生的小的曲率半徑即使是在加工極其硬且韌的材料，例如在加工 鈦時(shí)也可以被接受，因?yàn)橛操|(zhì)合金能夠沒(méi)有困難地對(duì)付由于切屑彎曲而提高的磨損力。 通過(guò)使鉆尖具有合適的涂層，例如硬質(zhì)材料涂層、軟質(zhì)材料涂層或者相結(jié)合的硬質(zhì)和軟 質(zhì)涂層，當(dāng)然可以提高耐用度。在第一排屑槽部分具有如權(quán)利要求4所述的最小曲率半徑時(shí)可達(dá)到特別好的結(jié) 果，其中，相關(guān)的最優(yōu)的最小曲率半徑是根據(jù)待切削的材料，以及根據(jù)用于刀具的整體 硬質(zhì)合金所使用的品質(zhì)也就是說(shuō)整體硬質(zhì)合金的物理參數(shù)進(jìn)行選擇。如開(kāi)頭已提到，根據(jù)本發(fā)明的鉆孔刀具設(shè)計(jì)使切屑極度彎曲并由此提早折斷， 即使在加工不易折斷且韌的材料(例如鈦，或包含鈦層的復(fù)合材料)也是如此。原則上， 可以在切削部分的整個(gè)長(zhǎng)度內(nèi)保持橫截面形狀或者說(shuō)排屑槽形狀。當(dāng)然，通過(guò)權(quán)利要求 4的改進(jìn)方案可以進(jìn)一步改善切屑排出。如果至少在切屑形成區(qū)中遵循特殊的鉆頭橫截面設(shè)計(jì)，則可達(dá)到根據(jù)本發(fā)明的 效果。但是，根據(jù)待切削的材料的物理特性，會(huì)有意義的是，在切屑形成區(qū)之外在一個(gè) 預(yù)定的軸向長(zhǎng)度內(nèi)，也就是直到距鉆尖預(yù)定的最小距離處也保持這種特殊的鉆孔刀具設(shè)計(jì)，并且之后才使排屑槽脊部終止于連續(xù)的排屑槽。已經(jīng)表明，對(duì)于高強(qiáng)度的多層結(jié)構(gòu) 材料，這個(gè)最小距離設(shè)定在2至5XD的范圍內(nèi)，優(yōu)選設(shè)定在2至3XD的范圍內(nèi)。如果使刀具具有位于內(nèi)部的冷卻/潤(rùn)滑劑供給系統(tǒng)以及如果必要時(shí)利用最小量 潤(rùn)滑技術(shù)(MMS技術(shù))進(jìn)行切削，則根據(jù)本發(fā)明的鉆孔刀具設(shè)計(jì)具有特別的優(yōu)點(diǎn)。在這 種情況下，冷卻劑流可以有效地用于改善切屑排出。在開(kāi)頭所述類(lèi)型的工件中常常必須加工出孔深大于IOXD(其中D為孔的標(biāo)稱(chēng)直 徑)的比較深的孔。在這種情況下，鉆孔刀具常常借助導(dǎo)向套附加定位在工件上。特別 是如果力求刀具的這種應(yīng)用領(lǐng)域，則有利的是按照權(quán)利要求7布置鉆孔刀具的鉆芯橫截 面。在這種情況下，切屑在這些決定性的區(qū)域中獲得額外的自由空間，通過(guò)這些自由空 間，切屑可以有效且快速地尤其是在沒(méi)有切屑堵塞危險(xiǎn)的情況下從鉆孔中排出(必要時(shí) 在冷卻/潤(rùn)滑劑流的輔助下，這些冷卻/潤(rùn)滑劑流在排屑槽中具有比較高的流動(dòng)速度)。有利的改進(jìn)方案是其它從屬權(quán)利要求的對(duì)象。


下面借助于示意性附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。附圖中圖1示出了本發(fā)明的鉆孔刀具的示意側(cè)視圖；圖IA示出了從如圖1的“IA”方向看的如圖1的鉆孔刀具的略微放大的俯視 圖；圖2示出了如圖1的鉆孔刀具的鉆尖的放大的立體斜視圖；圖3用與圖2相應(yīng)的視圖示出了在如圖1和圖2的鉆孔刀具切入工件時(shí)的切屑形 成圖；圖4以非常大的放大比例示出了在切屑形成區(qū)的區(qū)域內(nèi)，也就是說(shuō)在靠近鉆尖 位置的橫截面范圍內(nèi)，例如沿在圖1中的剖切方向IV-IV的鉆孔刀具橫截面；圖5示出了在利用常規(guī)刀具在很難切削的工件中鉆孔時(shí)產(chǎn)生的切屑示意圖；以 及圖6示出了在利用本發(fā)明的鉆孔刀具設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)的鉆屑的示意圖。
具體實(shí)施例方式附圖所示的刀具由整體硬質(zhì)合金構(gòu)成，優(yōu)選由細(xì)粒度的硬質(zhì)合金構(gòu)成。這種類(lèi) 型的硬質(zhì)合金種類(lèi)很久以來(lái)就是已知的，因此對(duì)材料的詳細(xì)描述可以省去。決定性的 是，硬質(zhì)合金在燒結(jié)狀態(tài)下應(yīng)當(dāng)具有高的韌性并且由于細(xì)粒度應(yīng)當(dāng)提供形成穩(wěn)定且精密 的切削刃的可能性。所述刀具特別是用于切削高強(qiáng)度多層結(jié)構(gòu)材料，更具體地說(shuō)是特別是用于在這 類(lèi)材料的實(shí)心體中鉆孔，這類(lèi)材料通常具有包括交替布置的碳纖維強(qiáng)化塑料層、鋁層和 鈦層的復(fù)合結(jié)構(gòu)，其中，這些層的次序根據(jù)應(yīng)用目的可以不同。在加工孔，特別是加 工孔深為待制造的鉆孔的標(biāo)稱(chēng)直徑的多倍的深孔時(shí)，這些層一方面要求極其鋒利的切削 刃，但也要求可靠地排出形成的切屑。特別是對(duì)于開(kāi)頭所述的包括含鈦的材料層的高強(qiáng) 度多層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料，在使用通常的整體硬質(zhì)合金刀具時(shí)已經(jīng)證實(shí)了，切屑在排屑槽中 堵塞并且形成所謂的“手風(fēng)琴狀切屑”，正如例如在圖5中所示。即使正如在所謂的最小量或者較少量潤(rùn)滑技術(shù)(MMS技術(shù))中使用的那樣，利用位于內(nèi)部的冷卻/潤(rùn)滑劑供 給系統(tǒng)的非常高的冷卻/潤(rùn)滑劑壓力進(jìn)行工作，這類(lèi)切屑也可能不再能有效且完全地從 排屑槽中排出。最終，這樣的切屑堵塞導(dǎo)致鉆孔刀具提早強(qiáng)制斷裂，這產(chǎn)生了明顯的經(jīng) 濟(jì)后果。與此相比，本發(fā)明的鉆孔刀具具有下面要描述的新型結(jié)構(gòu)。用附圖標(biāo)記10表示的帶有位于內(nèi)部的冷卻通道40的刀具具有柄部12和與之相 連的切削部分14，在該切削部分中加工出數(shù)量與主切削刃16數(shù)量相同的排屑槽18。由 于所述刀具由整體硬質(zhì)合金構(gòu)成，這些排屑槽18通常是在圓柱形的整體硬質(zhì)合金坯件中 磨出，該坯件常常具有位于內(nèi)部的冷卻通道。在圖2中以放大的比例立體地示出的鉆尖 具有常規(guī)的鉆尖刃磨部，該鉆尖刃磨部包括主后刀面20和橫刃22。鉆尖刃磨部本身，也 就是說(shuō)主后刀面的構(gòu)造，可以按照任何常用的方法設(shè)置并形成，因此在這里不需要對(duì)這 些表面的幾何構(gòu)造進(jìn)行詳細(xì)描述。在刀具的所示實(shí)施方式中，橫刃22是通過(guò)研磨出鉆尖修磨部24而被縮短。在 按照?qǐng)D2的所示實(shí)施方式中，按照DIN 1412形狀A(yù)示出鉆尖修磨部。但是同樣可以設(shè)置 其它鉆尖修磨部，例如同時(shí)校正主切削刃16的鉆尖修磨部。在附圖中所示的刀具的特點(diǎn)在于，在圖2中所示的切屑形成區(qū)的區(qū)域內(nèi)，也就 是說(shuō)在相連的切屑在主切削刃上形成并且在排屑槽上排出的區(qū)域內(nèi)，提供特殊的鉆頭橫 截面設(shè)計(jì)。根據(jù)待切削材料以及根據(jù)主切削刃的走向，特別是根據(jù)所選擇的由鉆孔刀具 的主切削刃16包圍的頂角WSP(見(jiàn)圖1)，切屑形成區(qū)可以改變。通常，切屑形成是在 距鉆尖26的一定距離AM處結(jié)束，其中，尺寸AM位于2至5XD之間，D表示鉆孔刀 具的標(biāo)稱(chēng)直徑。在這個(gè)切屑形成區(qū)中，鉆孔刀具具有如在圖4中用放大比例所示的橫截面?？?看出，鉆孔刀具在這個(gè)區(qū)域內(nèi)具有劃分成兩個(gè)部分的排屑槽。橫截面大體上為波狀的排 屑槽脊部28從要不然為連續(xù)的在圖4上方用點(diǎn)劃線(xiàn)示出的排屑槽表面中突起。該排屑槽 脊部因此在這個(gè)區(qū)域內(nèi)將排屑槽劃分成兩個(gè)部分，即，構(gòu)成前刀面的第一排屑槽部分30 和構(gòu)成排屑槽出口的第二排屑槽部分32。用H表示的排屑槽脊部28的高度取決于第一排 屑槽部分30的曲率，該高度優(yōu)選位于0.05至0.15XD的范圍內(nèi)，其中，鉆孔刀具在切屑 形成區(qū)的區(qū)域內(nèi)的鉆芯橫截面作為用于選擇尺寸H的附加參數(shù)。該直徑在圖4中用附圖 標(biāo)記DK表示，并且位于0.15至0.25XD的范圍內(nèi)，優(yōu)選位于0.16至0.2XD的范圍內(nèi)。從圖4的圖示中可看出，從橫截面看，第一排屑槽部分30的曲率半徑R隨著與 切削角部34的距離增加而不斷減小，直到該曲率半徑在槽底中形成在排屑槽脊部28之前 的最小曲率半徑。該最小曲率半徑r優(yōu)選位于0.15至0.25 XD的范圍內(nèi)，優(yōu)選位于0.18 至0.22XD的范圍內(nèi)，其中，尺寸D又是表示鉆孔刀具的標(biāo)稱(chēng)直徑。利用整體硬質(zhì)合金多刃鉆孔刀具的上述結(jié)構(gòu)，在切削時(shí)產(chǎn)生要借助圖3詳細(xì)描 述的以下效果。在圖3中，用附圖標(biāo)記36表示在主切削刃16上形成的切屑。在如圖3的示意圖中，切屑的寬度相當(dāng)于主切削刃16的長(zhǎng)度。 但是要強(qiáng)調(diào)的 是，根據(jù)鉆尖修磨部24的設(shè)計(jì)，切屑也可以延伸至縮短的橫刃22。決定性的是，通過(guò) 第一排屑槽部分30的特殊設(shè)計(jì)，也就是說(shuō)通過(guò)設(shè)置波狀的排屑槽脊部28，形成的切屑36 發(fā)生程度明顯更大的彎曲，這樣的彎曲使切屑提早折斷，也就是說(shuō)產(chǎn)生所謂的碎片狀切屑，圖6示意示出了碎片狀切屑。即使在切屑極其韌且硬的材料例如鈦時(shí)也可發(fā)生這種 斷屑，鈦例如出現(xiàn)在飛機(jī)的多層結(jié)構(gòu)材料的復(fù)合結(jié)構(gòu)中。當(dāng)然，在根據(jù)本發(fā)明的鉆孔刀具設(shè)計(jì)中，由切屑36作用于排屑槽脊部28上的 切屑?jí)毫Ω?。通過(guò)材料選擇，也就是說(shuō)通過(guò)使刀具由整體硬質(zhì)合金制成，這種增加的 材料應(yīng)力可以毫無(wú)困難地被吸收。必要時(shí)，鉆孔刀具在這個(gè)區(qū)域內(nèi)具有適合的涂層，如 在現(xiàn)有技術(shù)中眾所周知的那樣。在這一點(diǎn)上，例如可參考例如在申請(qǐng)人的刀具產(chǎn)品目錄 (Guhring-Wer Bietet Mehr ？ “ The Tool Company “,版本德語(yǔ) 2006，價(jià)目表 Nr.40) 中詳細(xì)描述的涂層。這類(lèi)涂層用于減小摩擦和/或用于減小磨損?？梢允褂糜操|(zhì)材料涂 層，例如金剛石涂層優(yōu)選是納米金剛石涂層、TiN涂層、(Ti，A1)N涂層，或者也可以使 用多層式涂層。根據(jù)需要以及根據(jù)待切削的材料，也可以使用由硬質(zhì)材料涂層和軟質(zhì)材 料涂層的結(jié)合。涂層也取決于所使用的硬質(zhì)金屬種類(lèi)并且可以由普通技術(shù)人員在考慮到 出版的產(chǎn)品目錄的情況下進(jìn)行選擇。在距鉆尖26的最小距離AM之后不再需要排屑槽脊部28。在這個(gè)區(qū)域內(nèi)(參 見(jiàn)圖1和圖2)，排屑槽脊部逐漸地終止于槽底38，該槽底在圖4中已用點(diǎn)劃線(xiàn)示出。在 排屑槽位于切屑形成區(qū)之外的區(qū)域內(nèi)的鉆芯橫截面可以保持不變，或者甚至可以 變得更 小，以改善切屑36的排出，這特別可以特別是在應(yīng)用MMS技術(shù)中，通過(guò)在由位于內(nèi)部 的冷卻通道供給的冷卻/潤(rùn)滑劑而得到輔助。特別是如果刀具用于加工孔深大于IOXD 的深孔，則會(huì)有利的是，擴(kuò)大在刀具插入材料的區(qū)域中的排屑槽深度。排屑槽深度的擴(kuò) 大可以擴(kuò)展到在將刀具用作深孔鉆孔刀具時(shí)在工件之外且在導(dǎo)向套中保持被導(dǎo)向的區(qū)域 中。為了提高刀具的穩(wěn)定性，排屑槽深度在這些被空間包圍的區(qū)域之外逐漸地或跳躍地 增加。在制造前述的鉆孔刀具時(shí)，有利地采取這樣的措施，即，要么通過(guò)唯一的成型 磨削砂輪連續(xù)地磨出在圖4中所示的排屑槽輪廓，要么使用多個(gè)成型磨削砂輪，這些成 型磨削砂輪依次地用于形成在圖4中所示的輪廓。接著，可以磨去在位于圖1中用尺寸 AM標(biāo)出的區(qū)域之外的區(qū)域中的排屑槽脊部28。也可想到的是，帶有尺寸余量的如圖4 的排屑槽輪廓已經(jīng)與整體硬質(zhì)合金坯件一起擠壓出，以節(jié)省材料并減小切削量。當(dāng)然，可想到對(duì)所述的實(shí)施例進(jìn)行的多種改變，而不會(huì)背離本發(fā)明的范圍。因此，例如整體硬質(zhì)合金鉆孔刀具可以構(gòu)造成由多個(gè)部分組成，其中，具有上 述結(jié)構(gòu)的形成鉆尖的硬質(zhì)合金部分安裝在另一個(gè)部分上，該另一個(gè)部分由另一種材料制 成。鉆孔刀具也可以具有位于內(nèi)部的冷卻通道。也可以使用直線(xiàn)形排屑槽，代替在 實(shí)施例中示出的螺旋形排屑槽。刀具也可以被設(shè)計(jì)成具有多于兩個(gè)刃，其中，每個(gè)排屑槽在切屑形成區(qū)的區(qū)域 內(nèi)具有一個(gè)上述的排屑槽脊部。因此，本發(fā)明提出了一種整體硬質(zhì)合金(VHM)鉆孔刀具，該鉆孔刀具用于切削 高強(qiáng)度的多層結(jié)構(gòu)材料。該刀具具有柄部和與之相連的切削部分，在該切削部分中加工 出數(shù)量與主切削刃數(shù)量相同的排屑槽。為了增大形成的切屑的彎曲程度，所述鉆孔刀具 的排屑槽在切屑形成區(qū)的區(qū)域內(nèi)具有從排屑槽表面突起且橫截面大體上呈波狀的排屑槽 脊部，該排屑槽脊部將排屑槽劃分成兩個(gè)部分，即，構(gòu)成前刀面的第一排屑槽部分和構(gòu)成排屑槽出口的第二 排屑槽部分。
權(quán)利要求
1.一種整體硬質(zhì)合金(VHM)鉆孔刀具，特別是整體硬質(zhì)合金多刃鉆孔刀具，該鉆孔 刀具用于切削高強(qiáng)度的多層結(jié)構(gòu)材料，特別是用于在由具有復(fù)合結(jié)構(gòu)的這種材料構(gòu)成的 實(shí)心體中進(jìn)行鉆孔，在所述復(fù)合結(jié)構(gòu)中，主要含有CFK和/或鋁的材料層與鈦層交替布 置，所述鉆孔刀具具有柄部(1 和與之相連的切削部分(14)，在所述切削部分中加工出 數(shù)量與主切削刃數(shù)量相同的排屑槽(18)，并且所述切削部分具有包括鉆尖刃磨部00、 24)的鉆尖，其特征在于，為了增大形成的切屑(36)的彎曲程度，所述鉆孔刀具的相應(yīng) 排屑槽(18)在切屑形成區(qū)(ZSB)的區(qū)域內(nèi)具有從排屑槽表面(38)突起且橫截面大體上 呈波狀的排屑槽脊部08)，通過(guò)該排屑槽脊部，排屑槽被劃分成兩個(gè)部分，即，構(gòu)成前 刀面的第一排屑槽部分(30)和構(gòu)成排屑槽出口的第二排屑槽部分(32)。
2.如權(quán)利要求1所述的鉆孔刀具，其特征在于，所述鉆尖具有修磨部04)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的鉆孔刀具，其特征在于，所述鉆孔刀具的鉆芯橫截面 (DK)至少在所述切屑形成區(qū)(ZSB)中位于0.15至0.25XD的范圍內(nèi)，優(yōu)選位于0.16至 0.20XD的范圍內(nèi)，其中，D為所述鉆孔刀具(10)的標(biāo)稱(chēng)直徑。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的鉆孔刀具，其特征在于，從橫截面看，所述第 一排屑槽部分(30)在所述排屑槽脊部08)之前的最小曲率半徑(r)位于0.15至0.25XD 的范圍內(nèi)，優(yōu)選位于0.18至0.22XD的范圍內(nèi)，其中，D為所述鉆孔刀具(10)的標(biāo)稱(chēng)直 徑。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的鉆孔刀具，其特征在于，所述排屑槽脊部08) 在與所述鉆尖06)相距預(yù)定的最小距離(AM)處逐漸地終止于槽底(38)。
6.如權(quán)利要求5所述的鉆孔刀具，其特征在于，所述最小距離(AM)位于2至5XD 的范圍內(nèi)，優(yōu)選位于2至3XD的范圍內(nèi)，其中，D為所述鉆孔刀具(10)的標(biāo)稱(chēng)直徑。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的鉆孔刀具，其特征在于，在將所述鉆孔刀具用于 鉆深孔時(shí)，所述鉆孔刀具(10)的鉆芯橫截面(DK)在與所述切屑形成區(qū)(ZSB)相連的部 分中在鉆孔時(shí)保持要么由孔壁要么由導(dǎo)向套遮蓋的區(qū)域中被進(jìn)一步縮小。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的鉆孔刀具，其特征在于，從橫截面看，所述第一 排屑槽部分(30)的曲率半徑(R)隨著與切削角部(34)的距離增加而不斷減小。
9.一種用于制造如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的鉆孔刀具的方法，在該方法中，通 過(guò)成型磨削砂輪在整體硬質(zhì)合金(VHM)坯件中磨出排屑槽，其特征在于，首先在整個(gè)切 削部分(14)中加工出包括第一排屑槽部分(30)、第二排屑槽部分(3 以及位于它們之間 的排屑槽脊部08)的排屑槽，必要時(shí)排屑槽具有沿軸向變化的排屑槽深度；接著，磨去 位于切屑形成區(qū)(ZSB)之外的排屑槽脊部08)，以將兩個(gè)排屑槽部分(30、32)聯(lián)合成連 續(xù)的排屑槽(18)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一排屑槽部分(30)和所述第二排 屑槽部分(32)以及位于它們之間的所述排屑槽脊部08)通過(guò)唯一的成型磨削砂輪進(jìn)行磨 削。
11.如權(quán)利要求9或10所述的方法，其特征在于，在所述鉆孔刀具(10)的軸向長(zhǎng)度 內(nèi)改變用于制造排屑槽的成型磨削砂輪的切入深度。
全文摘要
本發(fā)明描述一種整體硬質(zhì)合金(VHM)多刃鉆孔刀具，該鉆孔刀具用于切削高強(qiáng)度的多層結(jié)構(gòu)材料。所述鉆孔刀具具有柄部和與之相連的切削部分，在該切削部分中加工出數(shù)量與主切削刃數(shù)量相同的排屑槽。為了增大形成的切屑的彎曲程度，所述鉆孔刀具的排屑槽在切屑形成區(qū)的區(qū)域內(nèi)具有從排屑槽表面突起且橫截面大體上呈波狀的排屑槽脊部(28)，該排屑槽脊部將排屑槽劃分成兩個(gè)部分，即，構(gòu)成前刀面的第一排屑槽部分(30)和構(gòu)成排屑槽出口的第二排屑槽部分(32)。
文檔編號(hào)B24B19/04GK102026756SQ200980117712
公開(kāi)日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2009年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月16日
發(fā)明者A·黑爾比希, I·馮普特卡默, K·特勞納 申請(qǐng)人:鈷領(lǐng)無(wú)限公司