專利名稱：具有螺旋邊緣的扁鉆插件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及一種扁鉆插件，可置于工具保持件，用于在金屬上鉆孔。具體地，本發(fā)明涉及一種具有螺旋邊緣的扁鉆插件，可提高切削操作時的穩(wěn)定性。
背景技術(shù)：
鉆頭系統(tǒng)通常用于在金屬工件上提供圓柱形孔。鉆頭系統(tǒng)的切割或鉆孔行為可通過細長的基本為圓柱形的鉆孔工具，如鉆頭保持件和扁鉆插件組件，扁鉆插件可選擇地連接到保持件上。這樣的機構(gòu)然后進行應(yīng)用，其中保持件的一端牢固地固定到驅(qū)動裝置，其可使保持件繞其縱向軸線轉(zhuǎn)動。在細長鉆頭保持件的相對端，切削插件接觸進行切削的材料?；蛘?，可使工件相對保持件和切削插件轉(zhuǎn)動，如將保持件固定在車床或類似裝置的尾架上。此外，可使鉆頭和工件都進行相對轉(zhuǎn)動。使用扁鉆切削插件允許當切削表面磨損而不是整個鉆頭磨損時快速更換插件，允許通過簡單更換插件而不是整個鉆頭組件，使一個鉆頭用于各種不同的鉆孔場合。
扁鉆插件的特征是，其通常是平面的，具有一對位于插件互相平行的相對側(cè)的連接表面，提供了與保持件夾臂的接合面。扁鉆的前端一般設(shè)有一對橫向的切削刃，具有鈍V形。扁鉆插件的尾端或基體一般是平面的，正交于所述一對連接表面，可與保持槽的底部接合。插件的寬度方向上的側(cè)面，可稱為刃脊，包括前連接表面附近的邊緣，和插件的后連接表面附近的間隙。該邊緣是圓柱形，圍繞扁鉆的旋轉(zhuǎn)軸線形成，并可接合進行切削的孔的側(cè)面。邊緣的寬度大約是插件寬度的1/4到1/3，并平行扁鉆插件的旋轉(zhuǎn)軸線，在寬度方向上的切削刃側(cè)形成。側(cè)面的其余部分是間隙表面，其從邊緣徑向向內(nèi)，使得其不能接觸加工的孔。
現(xiàn)有技術(shù)的扁鉆插件存在的一個問題是，只有寬度方向側(cè)面的很小徑向部分與孔接觸，這樣降低了扁鉆的穩(wěn)定性，并在切削選擇的材料時可產(chǎn)生過多的聲響。一些現(xiàn)有技術(shù)的具有大邊緣的扁鉆插件存在的另一問題是，當扁鉆轉(zhuǎn)動時邊緣表面區(qū)與孔的側(cè)面摩擦，造成額外的熱量聚集在插件，這需要降低切割速度，并可縮短插件的壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的扁鉆提供了改進的鉆削操作穩(wěn)定性。本發(fā)明所具有的這個和其他優(yōu)點由一種扁鉆插件提供，其包括鉆頭插件主體，具有第一端，相對的第二端，第一表面?zhèn)?，其相對和平行于第二表面?zhèn)?，和第一刃脊?cè)，相對的第二刃脊側(cè)，所述第一和第二刃脊側(cè)在端部和表面?zhèn)戎g形成；邊緣在各刃脊側(cè)面的一部分形成，邊緣具有前側(cè)和尾側(cè)，前側(cè)和尾側(cè)中至少一個形成螺旋形。
本發(fā)明所具有的這個和其他優(yōu)點還通過一種鉆孔工具組件提供，該組件包括保持件，其具有第一端和第二端，其中第二端包括柄部分，適合牢固地連接到鉆孔機械，其中第一端包括保持槽，其具有位于至少一部分保持槽的底表面；和至少一個連接臂，位于保持槽的各側(cè)面，其中各連接臂具有至少一個其上形成的孔；和鉆頭插件，包括鉆頭插件主體，具有第一端，相對的第二端，第一表面?zhèn)龋湎鄬推叫械诙砻鎮(zhèn)?，和第一刃脊?cè)，相對的第二刃脊側(cè)，所述第一和第二刃脊側(cè)在端部和表面?zhèn)戎g形成；其中，鉆頭主體的第一端一般為平面，第二端包括至少兩個互相橫向形成的切削刃，至少兩個孔在鉆頭插件主體的各表面?zhèn)刃纬?；和在各刃脊?cè)的一部分形成的邊緣，邊緣具有前側(cè)和尾側(cè)，其中前側(cè)和尾側(cè)中至少一個形成螺旋形。
通過下面的介紹和參考附圖可清楚了解本發(fā)明的這些和其他優(yōu)點。


下面將參考附圖和通過實施例的方式詳細介紹本發(fā)明及其發(fā)展，附圖中圖1是根據(jù)第一實施例的鉆孔工具組件的分解安裝圖；圖2是組件的保持件的部分透視圖；圖3A到圖3E是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的具有螺旋邊緣的插件的不同視圖；圖4A到4E是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的具有平行螺旋邊緣的插件的不同視圖；圖5A到5E是根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的插件的不同視圖，插件具有平行的螺旋邊緣和前釋放槽；圖6A，6B分別是與本發(fā)明相關(guān)的凸輪磨削角部邊間隙的部分平面圖和部分頂視圖；圖7A和7B分別是與本發(fā)明相關(guān)的角部屑角部邊間隙的部分平面圖和部分頂視圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在介紹本發(fā)明的第一實施例，圖1顯示了鉆孔工具組件10。鉆孔工具組件10包括保持件12，其具有主體14和頭部16。在第一實施例中，保持件12通常具有圓柱形，具有第一端20和第二端22。如圖2所示，保持件12的第一端20具有卡槽或保持槽30，其在頭部16的整個直徑延伸，或至少在保持件12的旋轉(zhuǎn)軸線18所在的中心部分延伸。保持槽30具有底壁32，其位置基本正交于保持件12的旋轉(zhuǎn)軸線18。在所示的實施例中，組件10還包括定位突件或接合銷24，其相對軸線18精確定位，并從保持槽30的底壁32延伸。銷24可固定在孔26內(nèi)，該孔從槽30的底壁32向下沿保持件主體的軸線18延伸，孔與定位銷24形成壓配合?；蛘?，在所示實施例中，包括銷24的定位突件可以另外方式設(shè)置，實現(xiàn)銷24的相應(yīng)功能，如從底壁32延伸的整體件。鉆頭插件35在保持槽30中相對保持件12精確定位，共同實現(xiàn)希望的鉆削功能。如下面將更詳細的介紹，插件35具有點素幾何學的結(jié)構(gòu)，包括多個切削表面，其相對保持件12的軸線18精確定位，以減少組件10進行鉆孔操作時的誤差。
更具體地，保持件12的第一實施例在圖2顯示，其可設(shè)置成包括位于第一端20的一對夾臂34，其圍繞保持槽30延伸。夾臂34最好包括孔36，可容納螺紋件38(見圖1)，以便將鉆頭插件35固定在保持槽30的適當位置。在所示結(jié)構(gòu)中，孔36帶有螺紋，可連接螺紋件38，其與鉆頭插件35的螺紋孔以預(yù)定方式配合，以精確地定位鉆頭插件于保持槽30中的預(yù)定位置，如下面將進行的更詳細介紹。各夾臂34可包括潤滑劑孔28，其允許施加潤滑劑到相鄰的鉆頭插件的切削表面和使其流動，幫助切削操作。夾臂34還可包括傾斜或彎曲的表面，使得鉆屑通過保持件12各側(cè)面上的排屑槽37排出。還顯示出設(shè)置成平面的底表面32，其對應(yīng)于鉆頭插件35的底部平面，雖然也可以使用另一種結(jié)構(gòu)的底表面32。應(yīng)當知道，鉆頭插件35用燒結(jié)硬金屬材料制造，如碳化物，金屬陶瓷，陶瓷，單晶和多晶體金剛石，或氮化硼。但鉆頭插件35可使用高速鋼。
參考圖3A到3F，顯示了扁鉆插件35的第一實施例。鉆頭插件35包括切削刃64，其位于上表面，通常具有鈍V形的形式，切削刃64位于橫刃62的各側(cè)面，從連接部分(web thin)63徑向向外。切削刃64可包括多個切削結(jié)構(gòu)件，如斷屑機構(gòu)66，其與切削刃結(jié)合可提供材料的希望切削表面和/或鉆孔應(yīng)用。該插件35還包括一對連接表面68，位于插件35的互相平行的相對側(cè)面，提供與保持件12的夾臂34的對接表面。插件35的底部72一般是平面，正交于連接表面68。底部72還包括定位槽74，其可與保持件12的銷24配合。鉆頭組件35還包括連接表面68上的孔70，該孔與夾臂34的孔36結(jié)合，固定插件35于保持槽30，并位于底表面32。此外，孔36和70最好設(shè)有沉孔部分，成為支承表面，以便與螺紋件或其他固定件38的對應(yīng)傾斜或類似表面結(jié)合。螺紋件38的擴大的夾頭可具有任何方便的形狀，如錐形，球形，或另外的形式，以對應(yīng)鉆頭保持件12和插件35的類似表面。在典型形式中，通過偏置孔36和70的軸線，當用螺紋件38固定插件35到槽30時，將使插件35向下靠到底表面32。
鉆頭插件35還包括插件35寬度方向的刃脊或側(cè)面80，各側(cè)面80包括螺旋延伸的邊緣82，和徑向向內(nèi)定位的間隙表面84。邊緣表面82是圓柱形，圍繞插件35的旋轉(zhuǎn)軸線18形成，并可接觸鉆出孔的邊緣。但是，與現(xiàn)有技術(shù)的扁鉆插件不同，邊緣82的尾側(cè)是螺旋的，其中邊緣寬度從扁鉆插件35的一個側(cè)面上的切削刃到扁鉆插件35的相對側(cè)面螺旋增加，如圖3C所示。螺旋邊緣82導致側(cè)面80的幾乎全部徑向?qū)挾饶軌蚪佑|孔，如圖3B的頂視圖所清楚顯示。因此，螺旋延伸的邊緣82提高了工具組件10操作時的穩(wěn)定性，防止發(fā)出更多聲響。盡管第一實施例的扁鉆組件可提供更高的穩(wěn)定性，但因為邊緣產(chǎn)生摩擦，更多的表面區(qū)與孔接觸可導致熱量增加，這可能不適合某些用途。
現(xiàn)在參考圖4A到4E，顯示了本發(fā)明的第二實施例的扁鉆插件35`，其包括平行的螺旋邊緣82`，其中邊緣的前側(cè)也是螺旋的。平行的螺旋邊緣82`與第一實施例的不同之處在于，設(shè)置了螺旋釋放槽86，使得邊緣寬度從插件35`的一側(cè)的切削刃保持到插件35`的另一側(cè)的后位，如圖4C清楚顯示。添加的螺旋釋放槽86減少了插件35`和孔之間的接觸區(qū)，這樣就減少了插件35`和孔之間的摩擦，從而降低了操作溫度并允許有更高的速度(SFM)或鉆進速率，并可增加工具壽命。平行的螺旋邊緣82`還導致側(cè)面80`的幾乎全部徑向?qū)挾饶軌蚪佑|孔，如圖4B的頂視圖清楚顯示。因此，鉆頭插件35`提供了比現(xiàn)有技術(shù)扁鉆插件更好的穩(wěn)定性。此外，邊緣寬度可比現(xiàn)有技術(shù)的減少，這樣可減少插件的側(cè)面80`產(chǎn)生的熱量，可進一步增加工具的壽命和/或允許工具以更高速度操作，同時保持工具的壽命。
現(xiàn)在參考圖5A到5E，本發(fā)明的第三實施例的扁鉆插件35`包括平行的螺旋邊緣82``，其具有邊緣82``附近的螺旋開槽或凹槽88。開槽88可幫助槽中的鉆屑離開孔，并可幫助鉆屑形成。此外，開槽88可防止鉆屑保留在螺旋邊緣的前邊，這可能發(fā)生在某些用第二實施例的插件35`進行加工的場合。設(shè)置開槽88不防礙平行的螺旋邊緣82``在側(cè)面80``的幾乎整個徑向?qū)挾壬辖佑|孔，如圖5B的頂視圖所示。這使得插件35``可保持前面實施例提供的高穩(wěn)定性。開槽88位于從孔70徑向向外的地方，使得標準連接得到保持。如前面實施例所示，邊緣寬度可以比現(xiàn)有技術(shù)的減少，這樣將減少由于摩擦插件35``的側(cè)面80``產(chǎn)生的熱量，這樣就增加了工具壽命和/或允許工具在高速下操作，同時可保持工具的使用壽命。
應(yīng)當理解，與平面型扁鉆插件結(jié)合的螺旋邊緣并不限于文中扁鉆插件所顯示的特征，螺旋邊緣的結(jié)構(gòu)可結(jié)合其他特定類型的扁鉆插件幾何形狀。因此，螺旋邊緣可獨立于特定形式的連接部分，刃部，點間隙，角部屑，角部半徑等，這些可在不同平面型扁鉆插件之間變化。例如，如圖6A到7B所示，不同類型的角部處理可設(shè)置到?jīng)]有限定的螺旋邊緣的扁鉆插件。圖6A顯示了插件角部的部分平面圖。圖6B顯示了插件角部的部分頂視圖，共同顯示出凸輪磨削的角部間隙90，位于具有螺旋邊緣的插件上。圖7A的部分平面圖顯示了插件角部，圖7B是插件角部的部分頂視圖，共同顯示出位于具有螺旋邊緣的插件的第二可選擇的角部間隙90`。
盡管上面參考本發(fā)明的特定實施例進行了介紹，應(yīng)當知道所提出的本發(fā)明不限于所介紹的實施例，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下可進行一些改變，上面的介紹是用來說明的，不是用來限制的。
權(quán)利要求
1.一種鉆頭插件，包括鉆頭插件主體，具有第一端，相對的第二端，第一表面?zhèn)?，其相對和平行于第二表面?zhèn)?，和第一刃脊?cè)，相對的第二刃脊側(cè)，所述第一和第二刃脊側(cè)在端部和表面?zhèn)戎g形成；和在各刃脊側(cè)一部分形成的邊緣，所述邊緣具有前側(cè)和尾側(cè)，前側(cè)和尾側(cè)中至少一個形成螺旋形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆頭插件，其特征在于，所述邊緣的前側(cè)和尾側(cè)之間形成恒定弧形寬度，使得前側(cè)和尾側(cè)都形成螺旋形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆頭插件，其特征在于，所述各邊緣的前側(cè)形成了螺旋形，在各邊緣的前側(cè)附近形成了螺旋開槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆頭插件，其特征在于，在鉆頭插件主體的各表面?zhèn)刃纬芍辽賰蓚€孔；和其中，螺旋開槽從孔徑向向外形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆頭插件，其特征在于，所述鉆頭插件主體的第一端一般是平面，其具有至少一個在第一側(cè)形成的凹部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆頭插件，其特征在于，所述第二端包括至少兩個切削刃，互相橫向形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆頭插件，其特征在于，至少兩個切削刃是彎曲的。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鉆頭插件，其特征在于，所述插件還包括在各切削刃形成的斷屑機構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鉆頭插件，其特征在于，各切削刃具有附近的刃部，所述刃部平行于切削刃。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆頭插件，其特征在于，所述鉆頭插件主體包括燒結(jié)金屬硬材料。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆頭插件，其特征在于，所述鉆頭插件主體包括從碳化物，金屬陶瓷，陶瓷，單晶體和多晶體金剛石，和氮化硼中選擇的材料。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆頭插件，其特征在于，所述鉆頭插件主體包括高速鋼。
13.一種鉆頭插件，包括鉆頭插件主體，具有第一端部，相對的第二端部，第一表面?zhèn)?，其相對和平行于第二表面?zhèn)?，第一刃脊?cè)，相對的第二刃脊側(cè)，第一和第二刃脊側(cè)在端部和表面?zhèn)戎g形成；其中，鉆頭主體的第一端部一般是平面，其具有至少一個在第一側(cè)形成的凹部；其中，第二端包括至少兩個切削刃，互相橫向形成；至少兩個孔，在鉆頭插件主體的各表面?zhèn)刃纬?；和在各刃脊?cè)的一部分形成的邊緣，邊緣具有前側(cè)和尾側(cè)，其中所述前側(cè)和尾側(cè)中至少一個形成螺旋形。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的鉆頭插件，其特征在于，所述邊緣的前側(cè)和尾側(cè)之間形成恒定弧形寬度，前側(cè)和尾側(cè)都形成螺旋形。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的鉆頭插件，其特征在于，所述各邊緣的前側(cè)形成了螺旋形，在各邊緣的前側(cè)附近形成了螺旋開槽。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的鉆頭插件，其特征在于，所述螺旋開槽從孔徑向向外形成。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的鉆頭插件，其特征在于，至少兩個切削刃是彎曲的。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的鉆頭插件，其特征在于，還包括在各切削刃形成的斷屑機構(gòu)。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的鉆頭插件，其特征在于，各切削刃具有附近的刃部，其中刃部平行于切削刃。
20.一種鉆孔工具組件，包括保持件，具有第一端和第二端，其中第二端包括柄部分，適合牢固地連接到鉆孔機械，其中第一端包括保持槽，其具有位于至少一部分保持槽的底表面；和至少一個連接臂，位于保持槽的各側(cè)面，其中各連接臂具有至少一個在其上形成的孔；和鉆頭插件，包括鉆頭插件主體，具有第一端，相對的第二端，第一表面?zhèn)龋湎鄬Φ诙砻鎮(zhèn)龋偷谝蝗屑箓?cè)，相對的第二刃脊側(cè)，所述第一和第二刃脊側(cè)在端部和表面?zhèn)戎g形成；其中，鉆頭主體的第一端一般是平面，第二端包括至少兩個互相橫向形成的切削刃，至少兩個孔在鉆頭插件主體的各表面?zhèn)刃纬?，各刃脊?cè)一部分形成邊緣，邊緣具有前側(cè)和尾側(cè)，其中前側(cè)和尾側(cè)中至少一個形成了螺旋形。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的鉆孔工具組件，其特征在于，所述鉆頭插件的邊緣在其前側(cè)和尾側(cè)之間形成恒定弧形寬度，使得前側(cè)和后側(cè)都形成螺旋形。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的鉆孔工具組件，其特征在于，所述各邊緣的前側(cè)形成螺旋形，螺旋形開槽在各邊緣的前側(cè)附近形成。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的鉆孔工具組件，其特征在于，所述螺旋形開槽從孔徑向向外形成。
24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的鉆孔工具組件，其特征在于，所述保持槽包括從底表面延伸的定位突件，鉆頭插件主體的第一端具有至少一個凹部，其與底表面的定位突件配合，使得插件位于底表面。
25.根據(jù)權(quán)利要求20所述的鉆孔工具組件，其特征在于，所述保持件包括至少一個沖洗槽。
26.根據(jù)權(quán)利要求20所述的鉆孔工具組件，其特征在于，固定機構(gòu)結(jié)合鉆頭插件的至少兩個孔和夾臂的至少一個孔的對應(yīng)孔，固定鉆頭插件到保持槽中的適當位置。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的鉆孔工具組件，其特征在于，所述各夾臂的至少一個孔與對應(yīng)的鉆頭插件的孔偏置，至少可推動鉆頭插件靠到所述保持槽的底表面。
全文摘要
提供了一種扁鉆插件和鉆孔工具組件，其中扁鉆插件的刃脊具有螺旋邊緣，增加了切削操作時的穩(wěn)定性。邊緣可具有螺旋的尾側(cè)或前側(cè)，平行的螺旋邊緣，或包括螺旋邊緣附近的開槽或凹槽。
文檔編號B23D77/00GK1874866SQ200480032635
公開日2006年12月6日 申請日期2004年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月7日
發(fā)明者T·G·斯托基, G·費格爾, J·P·努茲, W·E·馬斯特 申請人:聯(lián)合機械工程公司