專利名稱：坯料以及具有冷卻通道的工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制造切削工具的坯料。本發(fā)明還涉及一種擠壓成型裝置和一種用于制造上述坯料的方法。本發(fā)明還涉及一種具有冷卻通道的工具和一種用于對工件進行切削加工的工具。
背景技術(shù)：
用擠壓成型法制造硬質(zhì)合金坯料并在壓制成型過程中為坯料設(shè)置內(nèi)孔屬于現(xiàn)有技術(shù)。這些內(nèi)孔是用來為工具的切削部輸送冷卻劑和/或潤滑劑的通道。坯料的內(nèi)孔可呈螺旋形，成品工具的容屑槽同樣呈螺旋形，二者必須相匹配。發(fā)明內(nèi)容
螺旋形內(nèi)孔會使內(nèi)孔所輸送的冷卻劑和/或潤滑劑受到更大流阻。與呈直線延伸的內(nèi)孔相比，這會降低單位時間內(nèi)輸送給切削工具的切削部的冷卻劑量和/或潤滑劑量。 因此導(dǎo)致冷卻效果和排屑效果變差，進而縮短耐用度和/或減慢切削速度。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種能延長切削工具耐用度和/或加快其切削速度的帶內(nèi)孔的坯料。
各項獨立權(quán)利要求是本發(fā)明用來達成上述目的的解決方案。從屬權(quán)利要求為本發(fā)明的其他優(yōu)選方案。
作為本發(fā)明的第一實施方式，提供一種用于制造切削工具的坯料，其具有至少一個用于導(dǎo)引流體的內(nèi)孔，其中，所述坯料沿其縱向軸線至少包括第一區(qū)段和第二區(qū)段，其中，所述內(nèi)孔在所述第一區(qū)段內(nèi)大體上呈直線且平行于所述坯料的縱向軸線，所述內(nèi)孔在所述第二區(qū)段內(nèi)具有第一螺旋結(jié)構(gòu)，所述第一螺旋結(jié)構(gòu)具有大于零的第一螺旋角，其中，所述坯料可通過連續(xù)的壓制成型過程，特別是連續(xù)的擠壓成型過程而獲得。在此，所述流體可以是能夠?qū)崿F(xiàn)最小量潤滑的冷卻劑、潤滑劑、鉆孔冷卻液、冷卻潤滑劑和/或油-空氣混合物。
所述坯料(又稱生坯)通過擠壓成型過程產(chǎn)生。在壓制成型過程中為坯料設(shè)置內(nèi)孔(又稱冷卻通道或內(nèi)部通道，或者簡稱通道)。根據(jù)本發(fā)明，這些內(nèi)孔在第一區(qū)域內(nèi)呈直線且平行于坯料縱向軸線延伸?！按篌w上呈直線且平行于坯料縱向軸線”在這里的意思是， 由于存在制造公差，內(nèi)孔也有可能部分不是呈直線和/或不是平行于坯料縱向軸線延伸。 內(nèi)孔在坯料的另一區(qū)段或者說區(qū)域內(nèi)具有螺旋結(jié)構(gòu)?？傮w而言就是這樣一種坯料，其在一個區(qū)段內(nèi)具有一個(或多個)直線內(nèi)孔，而這個(或這些)內(nèi)孔在另一區(qū)段內(nèi)采用螺旋形或者說螺紋狀設(shè)計。具有呈直線延伸的內(nèi)孔的區(qū)段可用作切削工具的柄部，而具有螺旋形內(nèi)孔的區(qū)段則適合用作該工具的切削部。由此可以減小需要為內(nèi)孔采用螺旋形設(shè)計的總區(qū)域，從而減小內(nèi)孔中所輸送的流體的流阻。這樣能提高內(nèi)孔中的流體輸送量，進而延長切削工具的耐用度和/或加快其切削速度。所述第一螺旋角的值例如可處于10度至60度的范圍內(nèi)。
作為本發(fā)明的第二實施方式，提供一種用于制造如權(quán)利要求1至5中任一項所述的坯料的擠壓成型裝置，其中，所述擠壓成型裝置包括用于控制所述螺旋角(特別是所述第一螺旋角和/或所述第二螺旋角)的控制元件。
所述擠壓成型裝置用于壓出坯料，并在壓出過程中為其設(shè)置內(nèi)孔。坯料制造所要達到的目標是以可重復(fù)的方式制造出內(nèi)孔幾何結(jié)構(gòu)相同的坯料。此外要盡量縮短具有螺旋形內(nèi)孔的坯料區(qū)段，以便保持流阻盡可能得小。另一方面，不能讓具有呈直線延伸的內(nèi)孔的區(qū)段伸入工具的進行工作的切削部，因為否則就有可能導(dǎo)致內(nèi)孔中斷或者工具切削部的壁厚過小，這會大幅縮短耐用度。因此需要進行精確控制，以確保直線內(nèi)孔僅存在于柄部區(qū)域內(nèi)。這一點通過本發(fā)明的控制元件確保。
作為本發(fā)明的第三實施方式，提供一種用于制造如權(quán)利要求1至5中任一項所述的坯料的方法，包括以下步驟對所述坯料的第一區(qū)段進行壓制成型特別是擠壓成型，使所述內(nèi)孔在該第一區(qū)段內(nèi)大體上呈直線且平行于所述坯料的縱向軸線，以及對所述坯料的第二區(qū)段進行壓制成型特別是擠壓成型，使所述內(nèi)孔在該第二區(qū)段內(nèi)具有第一螺旋結(jié)構(gòu)和值大于零的第一螺旋角。
根據(jù)本發(fā)明的方法，在一個坯料內(nèi)形成兩個區(qū)段。這兩個區(qū)段之間的區(qū)別在于內(nèi)孔采用不同設(shè)計。在第一區(qū)段內(nèi)，內(nèi)孔大體呈直線延伸。在另一即第二區(qū)段內(nèi)，該內(nèi)孔形成具有螺旋角的螺旋結(jié)構(gòu)。該螺旋角大于零，它的值例如可處于10度至60度的范圍內(nèi)。
作為本發(fā)明的第四實施方式，提供一種用于對工件進行切削加工的工具，該工具具有容屑槽和夾緊柄部，其中，所述工具具有第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述容屑槽在所述第一區(qū)域具有第一螺旋角，在所述第二區(qū)域具有第二螺旋角，所述第一螺旋角不同于所述第二螺旋角，以及/或者在所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域之間設(shè)有第三區(qū)域，其中，所述容屑槽的螺旋角在所述第三區(qū)域與所述第一區(qū)域的交界區(qū)內(nèi)與所述第一螺旋角相同，在所述第三區(qū)域與所述第二區(qū)域的交界區(qū)內(nèi)與所述第二螺旋角相同。
根據(jù)本發(fā)明的一種示例性實施方式，提供一種坯料，該坯料沿其縱向軸線具有第三區(qū)段，該第三區(qū)段位于所述第一區(qū)段和所述第二區(qū)段之間，所述內(nèi)孔在所述第三區(qū)段與所述第一區(qū)段的交界處不具有螺旋結(jié)構(gòu)，在所述第三區(qū)段與所述第二區(qū)段的交界處具有第二螺旋結(jié)構(gòu)，所述第二螺旋結(jié)構(gòu)具有第二螺旋角，其中，所述第二螺旋角與所述第一螺旋角相同。通過這種方式可在第一和第二區(qū)段之間實現(xiàn)任意形式但特別是穩(wěn)定的連續(xù)的過渡。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，提供一種坯料，其中，所述內(nèi)孔在所述第三區(qū)段內(nèi)具有螺旋結(jié)構(gòu)，該螺旋結(jié)構(gòu)的螺旋角沿所述坯料的縱向軸線連續(xù)變化。
提供一種坯料，其在中間區(qū)域內(nèi)具有內(nèi)孔，該內(nèi)孔具有螺旋結(jié)構(gòu)及螺旋角，該螺旋角的值連續(xù)變化。這樣可在具有不同螺旋角的兩個區(qū)域之間實現(xiàn)漸變過渡，從而能夠進一步減小內(nèi)孔流阻。
在本發(fā)明的另一實施方式中，提供一種坯料，其中，所述第一區(qū)段大約包括所述坯料的一半。由此可以制成一種切削工具，該切削工具一方面雖然柄部較長，但流體在內(nèi)孔中的流阻很低，因為內(nèi)孔在柄部區(qū)域采用直線設(shè)計，另一方面可為夾盤提供較大的作用面積， 這樣能對切削工具進行特別好的導(dǎo)引，進而能夠很好地將力從夾盤傳遞到切削工具上。
根據(jù)本發(fā)明的一種示例性實施方式，提供一種坯料，其中，所述第一螺旋角的值介于10度與45度之間，特別是15度、20度、30度或40度。
根據(jù)本發(fā)明另一實施例，提供一種坯料，其中，所述坯料包括兩個或三個內(nèi)孔。通過提供其他的附加內(nèi)孔，可以增加由內(nèi)孔輸送給工具切削部的冷卻劑和/或潤滑劑的量。 這樣能延長切削工具的耐用度和/或加快其切削速度。
在本發(fā)明另一實施方式中，提供一種坯料，其中，所述坯料由硬質(zhì)合金或陶瓷制成。
根據(jù)本發(fā)明的一種示例性實施方式，提供一種坯料，其中，所述坯料具有均一組織，也即，該坯料是“統(tǒng)一整體”。盡管所述至少一個內(nèi)孔在各區(qū)段內(nèi)具有不同的內(nèi)部結(jié)構(gòu)， 但坯料中不存在中斷點、接縫點或拼接點。這樣能使坯料在其整個長度上都具有較高且分布均勻的負載能力，從而達到延長耐用度的目的。完全避免或者至少減少了在內(nèi)孔的壁部上的中斷點、接縫點或棱邊。在沒有所述中斷點的情況下，避免了特別是在油-空氣混合物的情況下會在上述中斷點處形成的不被期望的渦流。特別地，這樣能提高油-空氣混合物在內(nèi)孔中被輸送的流速。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，提供一種坯料，其中，所述內(nèi)孔適于導(dǎo)引冷卻劑和/或潤滑劑。所述冷卻劑或潤滑劑可以例如是鉆孔冷卻液和/或油-空氣混合物和/或冷卻潤滑劑和/或其他適于冷卻和/或潤滑所述工具的介質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，提供一種用于對工件進行切削加工的工具，其中，所述工具包括切削刃，所述工具具有用于輸送切屑和/或冷卻劑和/或潤滑劑的容屑槽，所述工具可用如權(quán)利要求1至5中任一項所述的坯料制成。
根據(jù)本發(fā)明另一實施方式，提供一種擠壓成型裝置，其中，所述控制元件適于根據(jù)沿所述坯料的縱向軸線的位置相應(yīng)改變所述螺旋角(特別是所述第一螺旋角和/或所述第二螺旋角)。
所述控制元件具有用于確定坯料的當前壓制位置的構(gòu)件，可以通過與內(nèi)孔的預(yù)先規(guī)定的理論幾何結(jié)構(gòu)進行比較來確定內(nèi)孔所需進一步接受的成型處理。該控制元件能夠?qū)D壓成型裝置施加影響，從而確保在尺寸方面精確地按照預(yù)先規(guī)定的理論幾何結(jié)構(gòu)制成內(nèi)孔。
根據(jù)本發(fā)明的一種示例性實施方式，提供一種方法，其中，在所述第一區(qū)段的壓制成型特別是擠壓成型和所述第二區(qū)段的壓制成型特別是擠壓成型之間，對第三區(qū)段進行壓制成型特別是擠壓成型，所述內(nèi)孔在所述第三區(qū)段與所述第一區(qū)段的交界處不具有螺旋結(jié)構(gòu)，以及在所述第三區(qū)段與所述第二區(qū)段的交界處具有第二螺旋結(jié)構(gòu)，所述第二螺旋結(jié)構(gòu)具有第二螺旋角，其中，所述第二螺旋角與所述第一螺旋角相同。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，提供一種方法，其中，在所述第三區(qū)段內(nèi)的螺旋角沿所述坯料的縱向軸線連續(xù)變化。
在本發(fā)明另一實施方式中，提供一種方法，其中，所述坯料具有兩個或三個內(nèi)孔。
在本發(fā)明另一實施方式中，提供一種工具，其中，所述第一區(qū)域的延伸長度為所述工具的直徑的一半、一倍、一點五倍或兩倍，所述第三區(qū)域的延伸長度為所述工具的直徑的一半、一倍、一點五倍、兩倍、二點五倍、三倍、三點五倍、四倍或四點五倍，所述工具的剩余部分為所述第二區(qū)域，以及/或者所述第一螺旋角的度數(shù)介于5°與50°之間，特別是 30°，以及/或者所述第二螺旋角的度數(shù)介于5°與50°之間，特別是15°。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，提供一種工具，其中，所述工具具有冷卻劑通道，其中，所述冷卻劑通道在所述工具的整個長度上具有恒定的螺旋角，或者所述冷卻劑通道在除所述夾緊柄部區(qū)域之外的整個長度上具有恒定的螺旋角，以及/或者所述工具可用如權(quán)利要求1至5中任一項所述的坯料制成。
可以認為，本發(fā)明的主題是提供一種坯料，該坯料的內(nèi)孔采用盡可能呈直線延伸的設(shè)計，以此來減小內(nèi)孔中的流阻，其中，該內(nèi)孔至少在第一區(qū)段(即后來一般會用作柄部的區(qū)域)在很大程度上呈直線。
各個特征當然也可以結(jié)合起來，由此產(chǎn)生的有利效果有時可能會超過各單獨效果的總和。
本發(fā)明的上述各方面以及其他方面的具體內(nèi)容將參考以下所描述的示例性實施方式進行闡述和說明。


下面參考下列附圖對示例性實施方式進行說明。附圖中
圖1示出了具有兩個內(nèi)孔的坯料的縱向剖視圖2示出了具有兩個內(nèi)孔的坯料的橫向剖視圖3示出了具有兩個內(nèi)孔的坯料的縱向剖視圖4示出了坯料和擠壓成型裝置；
圖5示出了坯料、擠壓成型裝置及控制裝置；
圖6示出了具有冷卻通道的工具；
圖7示出了另一具有冷卻通道的工具；
圖8示出了本發(fā)明的工具；
圖9示出了本發(fā)明的工具的端視圖10示出了用于制造本發(fā)明工具的坯料。
具體實施方式
圖1為坯料101(又稱生坯)的縱向剖視圖，其中示意性示出了該坯料101的內(nèi)孔 102、103。在從分界線105直到分界線107的第一區(qū)段109中，內(nèi)孔102、103采用直線設(shè)計。在這個區(qū)段109中，內(nèi)孔102、103與坯料101的縱向軸線104平行地延伸。內(nèi)孔102、 103(也可稱為冷卻通道或者簡稱為通道)在坯料101內(nèi)部延伸，將流體從用坯料101制成的成品鉆頭的柄部輸送至進行工作的切削部。切削工具(例如鉆孔工具或銑刀(例如螺紋銑刀))制成后，區(qū)段109為其柄部。夾盤(鉆頭夾盤)可以將鉆頭容納在該區(qū)段上。分界線105周圍是坯料101內(nèi)的一個過渡區(qū)。在這個區(qū)段中，在第一區(qū)段109內(nèi)呈直線且平行于縱向軸線延伸的內(nèi)孔102、103開始扭轉(zhuǎn)在一起。這個過渡區(qū)理論上可構(gòu)造為幾乎沒有寬度的面，或者構(gòu)造為第三區(qū)段，在該第三區(qū)段內(nèi)，內(nèi)孔102、103逐漸扭轉(zhuǎn)在一起，其中在與區(qū)段109的交界處無螺旋結(jié)構(gòu)，并且螺旋結(jié)構(gòu)的螺旋角朝區(qū)段108方向增大，直至該螺旋角的值與內(nèi)孔102、103在區(qū)段108中的螺旋結(jié)構(gòu)的螺旋角的值相一致。在該過渡區(qū)內(nèi)，內(nèi)孔 102,103也可以在沿坯料101的縱向軸線的一個特定長度范圍內(nèi)具有恒定的螺旋角，或者也可以具有朝區(qū)段108方向最初變小的螺旋角。區(qū)段108從分界線106處開始，可終止于分界線105處，除非第三區(qū)段延伸入第二區(qū)段108。在此情況下，坯料101中除了第一和第二區(qū)段以外，還形成第三區(qū)段。坯料101具有兩個內(nèi)孔102、103。但是，坯料101也可以僅具有一個內(nèi)孔102、103，或者具有三個、四個或四個以上內(nèi)孔102、103。所標注的尺寸只是具體實施方式
的一個示例，其中在這里內(nèi)孔102、103在第二區(qū)段108中所具有的螺旋結(jié)構(gòu)的螺旋角分別為30度。但這個螺旋角也可以是15度、20度、30度、40度或者是從5度至 80度特別是10度至45度范圍內(nèi)的其他值。內(nèi)孔102、103的螺旋角也可以彼此不同。
圖2為坯料101的橫向剖視圖。圓圈201為坯料的外部邊界。兩個內(nèi)孔202、203 位于圓圈204上。圖2中所標注的尺寸只是該坯料的一種可行實施方式。圖2中示出的坯料放大了五倍(5:1)。
圖3所示的坯料301具有第一區(qū)段309和第二區(qū)段308。第一區(qū)段309從坯料301 的末端307延伸至分界線305。切削工具(例如鉆頭或銑刀)制成后，這個第一區(qū)段309就是該工具的柄部。第二區(qū)段308從坯料301的另一末端306延伸至分界線305。內(nèi)孔302、 303在第一區(qū)段內(nèi)呈直線且平行于坯料301的縱向軸線304延伸。在可以從分界線306 (為坯料末端)延伸至分界線305的第二區(qū)段308內(nèi)，內(nèi)孔302、303不再是呈直線且平行于坯料301的縱向軸線304延伸。這些內(nèi)孔在第二區(qū)段內(nèi)扭轉(zhuǎn)在一起，即內(nèi)孔被構(gòu)造為螺紋狀或者說螺旋形。內(nèi)孔302、303采用這種螺旋結(jié)構(gòu)是必要的，以便避開成品工具的容屑槽，以免這些內(nèi)孔沿縱向軸線304被中斷或者過于接近工具外壁。內(nèi)孔的作用是將冷卻劑、潤滑劑、鉆孔冷卻液、冷卻潤滑劑和/或空氣-油混合物輸送至切削工具前部。在鉆頭中可以通過內(nèi)孔302、303為鉆頭尖端提供冷卻劑。從內(nèi)孔中出來的冷卻劑經(jīng)容屑槽與堆積的切屑一同從鉆孔中排出。除了冷卻劑或潤滑劑以外，內(nèi)孔也可向切削工具的位于前面的切削部輸送空氣-油混合物(或者油-空氣混合物)，由此實現(xiàn)最小量潤滑。特別有利的是，為第一區(qū)段配置直線內(nèi)孔302、303，因為這樣能減小被輸送的流體(冷卻劑、潤滑劑、空氣-油混合物、冷卻潤滑劑、鉆孔冷卻液)的流阻。由此在整個坯料上產(chǎn)生較低的流阻，從而可以提高流體在成品切削工具內(nèi)的流速。這樣能改善冷卻效果，加快容屑槽的排屑速度，進而延長耐用度以及/或者由于工具旋轉(zhuǎn)速度提高而可以提高切削工具的工作速度。
圖4為具有兩個內(nèi)孔402、403的坯料401的縱向剖視圖，其中，在從分界線406延伸至分界線405的第一區(qū)段內(nèi)，內(nèi)孔402、403平行于縱向軸線404呈直線延伸。在從分界線 405延伸至分界線407的第二區(qū)段中，內(nèi)孔402、403形成螺旋角大于零的螺旋結(jié)構(gòu)。該螺旋結(jié)構(gòu)可以在分界線405處先以較小的螺旋角開始，然后進入第二區(qū)段，形成螺旋角逐步增大的螺旋結(jié)構(gòu)。第二區(qū)段可具有從坯料401的末端407延伸至分界線405前方的子區(qū)段， 在這個子區(qū)段內(nèi)，內(nèi)孔402、403具有大致恒定的螺旋角。第二區(qū)段中內(nèi)孔402、403具有變化螺旋角的區(qū)域可以稱作除第一和第二區(qū)段之外的第三區(qū)段。坯料401是借助擠壓成型裝置408對擠壓原料進行加工而產(chǎn)生。擠壓成型裝置408具有用于接收擠壓原料的入口 409 以及將坯料壓出即將坯料擠壓成型的出口 410。擠壓成型裝置408包括用于為坯料401形成內(nèi)孔402、403的元件，其中，擠壓成型裝置408能夠沿坯料縱向軸線404為內(nèi)孔402、403 配置不同的螺旋結(jié)構(gòu)，即具有不同螺旋角的螺旋結(jié)構(gòu)。由此能產(chǎn)生這樣的坯料401，這些坯料的內(nèi)孔402、403的螺旋結(jié)構(gòu)具有連續(xù)變化的螺旋角，或者在個別區(qū)域具有恒定螺旋角， 或者在其他區(qū)域具有大約為零的螺旋角。
圖5所示的坯料501具有從分界線506延伸至分界線505的第一區(qū)段，在這個區(qū)段中，內(nèi)孔502、503平行于坯料501的縱向軸線504呈直線延伸。也可以讓內(nèi)孔502、503呈直線延伸，但不平行于坯料501的縱向軸線504。也可以讓內(nèi)孔502、503既不是呈直線延伸，也不是平行于縱向軸線504，而且也不采用螺旋形設(shè)計。分界線505周圍可設(shè)一過渡區(qū)，內(nèi)孔502、503在該過渡區(qū)內(nèi)轉(zhuǎn)變成第二區(qū)段的螺旋內(nèi)孔502、503。這個過渡區(qū)可被視為第三區(qū)段。也可以不設(shè)過渡區(qū)。在此情況下，第一區(qū)段的直線內(nèi)孔502、503直接轉(zhuǎn)變成第二區(qū)段的螺旋內(nèi)孔502、503，而螺旋結(jié)構(gòu)不再逐漸匹配。在此情況下，第二區(qū)段從分界線 505延伸至分界線507。坯料501是借助擠壓成型裝置508通過擠壓成型而制成。在制造過程中，經(jīng)入口 509將原料送入擠壓成型裝置，從出口 510壓出坯料。通過控制元件513對螺旋結(jié)構(gòu)進行控制，即內(nèi)孔502、503的螺旋結(jié)構(gòu)在沿坯料501的縱向軸線504的哪個位置上應(yīng)具有多大的螺旋角。控制元件513通過控制路徑512對擠壓成型裝置508進行控制， 并通過信號路徑511獲得關(guān)于坯料501的當前縱向位置(即坯料501沿其縱向軸線504的位置)的信息。通過這一控制回路可以制成內(nèi)孔502、503沿縱向軸線504具有相同螺旋結(jié)構(gòu)分布的坯料501，并且該制造過程具有可重復(fù)性。
圖6示出了具有兩個內(nèi)孔(冷卻通道)602、603的工具601，例如鉆頭，其中，該工具具有切削刃611和至少一個容屑槽610。容屑槽610可終止于第一區(qū)段(柄部)609前方或者說終止于柄部609的前部，這樣就能在柄部609的被夾緊在工具夾盤中的區(qū)域的前方將輸送的切屑排出。
圖7示出了具有切削刃711和容屑槽710的工具701，例如鉆頭。
本發(fā)明的優(yōu)點還體現(xiàn)在以下事實中可以通過擠壓成型以簡單的方式制造出具有多個內(nèi)孔的的坯料，這些內(nèi)孔可以分別具有一個螺旋角不同的螺旋結(jié)構(gòu)。特別是不需要通過中斷制造過程來例如組裝具有不同螺旋角的分段。這能提高生產(chǎn)率。另外也不需要使用焊料來實施焊接操作，這就省去了一個附加的工序，或者說省去了必要的焊接過程，可以加快制造過程。
制造切削工具(例如鉆頭、銑刀，尤其是螺紋銑刀)時需要設(shè)置螺旋形內(nèi)孔，因為內(nèi)孔不能與容屑槽發(fā)生沖突。否則，內(nèi)孔就會被中斷，從而要輸送的流體(特別是冷卻劑、 潤滑劑、油和/或空氣)會無法到達特別是切削工具的切削區(qū)域。內(nèi)孔采用螺旋形設(shè)計也是必需的，以避免工具切削部的外壁變得過薄，否則會大幅縮短工具耐用度。但缺點是，內(nèi)孔的螺旋形設(shè)計會增大流阻。而有利地，本發(fā)明在柄部設(shè)置呈直線延伸的內(nèi)孔，與在切削工具的整個長度上(即也包括柄部區(qū)域)都采用螺旋形設(shè)計的內(nèi)孔相比，這能顯著減小流阻。
在此，本發(fā)明可以制造出從流體技術(shù)角度看十分有利的一體式坯料，不需要對多個部件(例如帶螺旋形內(nèi)孔的部件和帶直線內(nèi)孔的部件)進行組裝。這能縮短坯料的制造時間。還能使坯料具有均一組織，從而提高成品切削工具的承載能力，進而延長其耐用度和 /或加快其運行速度。
本發(fā)明是以“統(tǒng)一整體”制造出坯料，因此不需要對待組裝部件的內(nèi)孔實施彼此對準的匹配操作。這能縮短和減少制造過程所需要的時間及工作量。
本發(fā)明提出的控制元件能夠確保以可重復(fù)的方式制造出內(nèi)孔幾何結(jié)構(gòu)相同的坯料。這能降低廢品率。
圖8示出了本發(fā)明的工具，在該工具的第一區(qū)段或者說區(qū)域中，一個或多個容屑槽803具有第一螺旋角或者說第一螺旋角分布，其中在第一區(qū)域內(nèi)，該螺旋角可被構(gòu)造為恒定不變。所述工具具有第三區(qū)段以及第二區(qū)段，該第三區(qū)段具有變化的螺旋角，所述容屑槽在該第二區(qū)段中具有第二螺旋角，第二螺旋角在第二區(qū)段的整個長度上可被構(gòu)造為恒定不變。在本發(fā)明的一種示例性實施方式中，第一螺旋角的度數(shù)可介于5°與50°之間，特別是30°，第三區(qū)段中的螺旋角連續(xù)減小，特別是從30°減小到15°，第二螺旋角是5°至 50°范圍內(nèi)的一個恒定值，特別是15°。在另一實施方式中，第一區(qū)段的延伸長度可為所述工具的直徑的一半、一倍、一點五倍、兩倍、二點五倍、三倍、三點五倍、四倍或四點五倍， 第三區(qū)段的延伸長度可為所述工具的直徑的一半、一倍、一點五倍、兩倍、二點五倍、三倍、 三點五倍、四倍或四點五倍，所述工具的剩余部分則為第二區(qū)段。在另一實施方式中，所述工具可具有一個或多個冷卻劑通道，其中，這些冷卻劑通道可在該工具的整個長度上具有恒定的螺旋角。在另一替代實施方式中，所述工具可具有一個或多個冷卻劑通道，這些冷卻劑通道在夾緊柄部801區(qū)域內(nèi)具有恒定的螺旋角，例如0°，在工具的其余區(qū)域內(nèi)具有另一恒定的螺旋角，例如15°。在一種替代實施方式中，本發(fā)明的工具可以只具有第一和第二區(qū)段，而沒有第三區(qū)段。因此，本發(fā)明的工具采用這種變型方案時，第一螺旋角到第二螺旋角的過渡很突然，也即，第一螺旋角不是漸變地過渡為第二螺旋角。
圖9示出了本發(fā)明工具的端視圖，其中展示了兩個冷卻劑通道的兩個出口 901、 902。作為替代方案，本發(fā)明的工具可以只具有一個冷卻劑通道，或者具有任意數(shù)目的多個冷卻劑通道。
圖10示出了用于制造本發(fā)明工具的坯料，其具有可實施為夾緊柄部的區(qū)域1002 以及可構(gòu)造成工具尖端的尖端1003。
需要指出的是，“包括”這一概念不排除其他元件或方法步驟的存在，“一”這一概念同樣不排除設(shè)置多個元件和多個步驟的情況。
所用附圖標記僅為方便理解而設(shè)，對本發(fā)明不構(gòu)成任何限制，本發(fā)明的保護范圍由權(quán)利要求書給出。
附圖標記列表
101坯料
102內(nèi)孔
103內(nèi)孔
104縱向軸線
105分界線
106分界線
107分界線
108第二區(qū)段
109第一區(qū)段
201坯料
202內(nèi)孔
203內(nèi)孔
301坯料
302內(nèi)孔
303內(nèi)孔
304縱向軸線
305分界線
306分界線
307分界線
308第二區(qū)段
309第一區(qū)段
401坯料
402內(nèi)孔
403內(nèi)孔
404縱向軸線
405分界線
406分界線
407分界線
408擠壓成型裝置
409入口
410出口
501坯料
502內(nèi)孔
503內(nèi)孔
504縱向軸線
505分界線
506分界線
507分界線
508擠壓成型裝置
509入口
510出口
511信號路徑
512控制路徑
513控制元件
601工具
602冷卻通道
603冷卻通道
604縱向軸線
605分界線
606分界線
607分界線
608第二區(qū)段
609第一區(qū)段
610容屑槽
611切削刃
701工具
702冷卻通道
703冷卻通道
704縱向軸線
705分界線
706分界線
707分界線
708第二區(qū)段
709第一區(qū)段
710容屑槽
711切削刃
801夾緊柄部
802中心線
803容屑槽
804工具尖端
901冷卻劑通道出口
902冷卻劑通道出口
1001中心線
1002夾緊柄部
1003工具尖端
權(quán)利要求
1.一種用于制造切削工具的坯料(101，301)，該坯料具有至少一個用于導(dǎo)引流體的內(nèi)孔(102，103，302，303)，其中，所述坯料(101,301)沿其縱向軸線(104,304)至少包括第一區(qū)段和第二區(qū)段(108，109，308，309)，其中，所述內(nèi)孔(102，103，302，30 在所述第一區(qū)段(109，309)內(nèi)大體上呈直線且平行于所述坯料(101,301)的縱向軸線(104，304)，以及所述內(nèi)孔(102，103，302，30 在所述第二區(qū)段(108，308)內(nèi)具有第一螺旋結(jié)構(gòu)，所述第一螺旋結(jié)構(gòu)具有大于零的第一螺旋角，其中，所述坯料(101，301)能通過連續(xù)的壓制成型過程，特別是連續(xù)的擠壓成型過程而獲得，所述坯料(101，301)沿所述坯料(101，301)的縱向軸線(104，304)具有第三區(qū)段，所述第三區(qū)段位于所述第一區(qū)段(109，309)和所述第二區(qū)段(108，308)之間，其中，所述內(nèi)孔 (102，103，302，303)在所述第三區(qū)段與所述第一區(qū)段(109，309)的交界處不具有螺旋結(jié)構(gòu)，以及在所述第三區(qū)段與所述第二區(qū)段(108，308)的交界處具有第二螺旋結(jié)構(gòu)，所述第二螺旋結(jié)構(gòu)具有第二螺旋角，其中，所述第二螺旋角與所述第一螺旋角相同，其中，所述內(nèi)孔(102，103，302，303)在所述第三區(qū)段內(nèi)具有螺旋結(jié)構(gòu)，所述螺旋結(jié)構(gòu)的螺旋角沿所述坯料(101，301)的縱向軸線(104，304)連續(xù)變化。
2.如權(quán)利要求1所述的坯料(101，301)，其特征在于，所述第一區(qū)段(109，309)大約包括所述坯料(101，301)的一半，以及/或者所述第一螺旋角的值介于10度與45度之間，特別是15度、20度、30度或40度。
3.如權(quán)利要求1或2中任一項所述的坯料(101，301)，其特征在于，所述坯料(101， 301)包括兩個或三個內(nèi)孔(102，103，302，303)。
4.如上述權(quán)利要求中任一項所述的坯料(101，301)，其特征在于，所述坯料(101，301) 由硬質(zhì)合金或陶瓷制成。
5.如上述權(quán)利要求中任一項所述的坯料(101，301)，其特征在于，所述坯料(101，301) 具有均一組織，以及/或者所述內(nèi)孔(102，103,302,303)能夠?qū)б鋮s劑和/或潤滑劑。
6.一種用于對工件進行切削加工的工具，其特征在于，所述工具包括切削刃，所述工具具有用于輸送切屑和/或冷卻劑和/或潤滑劑的容屑槽，所述工具能用如上述權(quán)利要求中任一項所述的坯料(101，301)制成。
7.一種用于制造如權(quán)利要求1至5中任一項所述的坯料001，501)的擠壓成型裝置 008，508)，其特征在于，所述擠壓成型裝置(408，508)包括用于控制所述螺旋角，特別是所述第一螺旋角和/或所述第二螺旋角的控制元件(513)。
8.如權(quán)利要求7所述的擠壓成型裝置008，508)，其特征在于，所述控制元件(513)能夠根據(jù)沿所述坯料G01，501)的縱向軸線004，504)的位置相應(yīng)改變所述螺旋角，特別是所述第一螺旋角和/或所述第二螺旋角。
9.一種制造如權(quán)利要求1至5中任一項所述的坯料001，501)的方法，包括以下步驟對所述坯料G01，501)的第一區(qū)段進行壓制成型特別是擠壓成型，使所述內(nèi)孔(402，·403，502，503)在所述第一區(qū)段內(nèi)大體上呈直線且平行于所述坯料001，501)的縱向軸線 (404,504)，對所述坯料G01，501)的第二區(qū)段進行壓制成型特別是擠壓成型，使所述內(nèi)孔(402，·403,502,503)在所述第二區(qū)段內(nèi)具有第一螺旋結(jié)構(gòu)和值大于零的第一螺旋角
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，在所述第一區(qū)段的壓制成型特別是擠壓成型和所述第二區(qū)段的壓制成型特別是擠壓成型之間對第三區(qū)段進行壓制成型特別是擠壓成型，其中，所述內(nèi)孔(402，403，502，503)在所述第三區(qū)段與所述第一區(qū)段的交界處不具有螺旋結(jié)構(gòu)，以及在所述第三區(qū)段與所述第二區(qū)段的交界處具有第二螺旋結(jié)構(gòu)，所述第二螺旋結(jié)構(gòu)具有第二螺旋角，其中，所述第二螺旋角與所述第一螺旋角相同。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，在所述第三區(qū)段內(nèi)的螺旋角沿所述坯料 (401,501)的縱向軸線(404，504)連續(xù)變化。
12.如權(quán)利要求9至11中任一項所述的方法，其特征在于，所述坯料(401，501)具有兩個或三個內(nèi)孔(402,403,502,503)
13.一種用于對工件進行切削加工的工具，該工具具有容屑槽(80 和夾緊柄部 (801)，其中，所述工具具有第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述容屑槽在所述第一區(qū)域具有第一螺旋角，在所述第二區(qū)域具有第二螺旋角，所述第一螺旋角不同于所述第二螺旋角，以及/或者在所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域之間設(shè)有第三區(qū)域，所述容屑槽(803)的螺旋角在所述第三區(qū)域與所述第一區(qū)域的交界區(qū)內(nèi)與所述第一螺旋角相同，在所述第三區(qū)域與所述第二區(qū)域的交界區(qū)內(nèi)與所述第二螺旋角相同。
14.如權(quán)利要求13所述的工具，其特征在于，所述第一區(qū)域的延伸長度為所述工具的直徑的一半、一倍、一點五倍或兩倍，所述第三區(qū)域的延伸長度為所述工具的直徑的一半、 一倍、一點五倍、兩倍、二點五倍、三倍、三點五倍、四倍或四點五倍，所述工具的剩余部分為所述第二區(qū)域，以及/或者所述第一螺旋角的度數(shù)介于5°與50°之間，特別是30°，以及 /或者所述第二螺旋角的度數(shù)介于5°與50°之間，特別是15°。
15.如權(quán)利要求13或14中任一項所述的工具，其特征在于，所述工具具有冷卻劑通道， 其中，所述冷卻劑通道在所述工具的整個長度上具有恒定的螺旋角，或者所述冷卻劑通道在除所述夾緊柄部(801)區(qū)域之外的整個長度上具有恒定的螺旋角，以及/或者所述工具能用如權(quán)利要求1至5中任一項所述的坯料制成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于制造切削工具的坯料(101，301)，其具有至少一個用于導(dǎo)引流體的內(nèi)孔(102，103，302，303)，其中，所述坯料(101，301)沿其縱向軸線(104，304)至少包括第一區(qū)段和第二區(qū)段(108，109，308，309)，其中，所述內(nèi)孔(102，103，302，303)在所述第一區(qū)段(109，309)內(nèi)大體上呈直線且平行于所述坯料(101，301)的縱向軸線(104，304)，以及所述內(nèi)孔(102，103，302，303)在所述第二區(qū)段(108，308)內(nèi)具有第一螺旋結(jié)構(gòu)，所述第一螺旋結(jié)構(gòu)具有大于零的第一螺旋角，其中，所述坯料(101，301)能通過連續(xù)的壓制成型過程，特別是連續(xù)的擠壓成型過程而獲得。此外，本發(fā)明還涉及一種用于制造坯料(401，501)的擠壓成型裝置(408，508)，其中，所述擠壓成型裝置(408，508)包括用于控制所述螺旋角，特別是所述第一螺旋角和/或所述第二螺旋角的控制元件(513)。
文檔編號B22F3/20GK102510789SQ201080029836
公開日2012年6月20日 申請日期2010年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月22日
發(fā)明者A·赫爾比格, M·施溫克 申請人:鈷領(lǐng)無限公司