專利名稱：減振鉆頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于金屬材料加工的鉆頭。特別涉及這樣一種鉆頭，它的鉆體帶有至少一個用于形成孔周邊輪廓的鑲裝切削刀片，沿著鉆頭的縱向形成有一個或多個凹槽，并且凹槽分別與內(nèi)部和外部鑲裝刀片相連接，從而用作排屑槽。
作為示例，現(xiàn)已知瑞典專利8902081-2中描述了一種含有部分減振材料的鉆頭，其在形成于鉆頭縱向的排屑槽內(nèi)施加阻尼材料。然而，依據(jù)專利8902081-2而施加的硬金屬邊界仍不能給出合適平靜的噪聲。


圖1是鉆頭的一個實施例的透視圖；圖2是鉆頭的另一個實施例的透視圖；圖3是沿圖2所示鉆頭上的線III-III所作的通過套環(huán)部分的截面圖；圖4-11是在發(fā)明范圍內(nèi)鉆頭其它實施例的截面圖。
在鉆體11上的位于切削刀片后面的部分上，設(shè)有軸向延伸且徑向向外敞開的槽14、15，所述槽的橫截面是內(nèi)凹彎曲的，并且分別連接切削刀片12、13。前述槽14、15用作排屑槽，而且圓柱體外輪廓面的鉆桿16、17位于排屑槽之間。在圖1的實施例中，排屑槽14、15是螺旋狀的。作為另一種選擇，排屑槽14、15可以是一個直線設(shè)計或螺旋與直線的組合。在切削刀片12、13后面一定軸向距離處，阻尼元件設(shè)在排屑槽中的一個或每個中。阻尼元件18由硬度明顯不同的至少兩部分18a和18b組成。在這里，阻尼元件18形狀與排屑槽形狀一致，其頂表面與鉆體11上的相鄰?fù)廨喞嫫烬R，并且形狀相同。阻尼元件18a的形狀完全或部分地與排屑槽形狀一致，而且它的外輪廓面可以自由設(shè)計。例如，阻尼元件18a可通過徑向穿通的螺釘固定在鉆體上。為了獲得理想的阻尼作用，阻尼元件18應(yīng)當位于切削刀片后面軸向一定距離處，這樣在預(yù)定鉆孔深度范圍內(nèi)不會干擾切屑的排出。鉆體11的后半部分以常規(guī)方式形成了圓錐狀部分19，隨后過渡成后側(cè)部分20。在某些場合，阻尼元件18可以具有這樣的軸向延展長度，即能夠延伸穿過所述圓錐狀部分的一部分，以便利用本實施例獲得更大的鉆孔深度。圓柱體部分21位于所述部分20之后，以便連接到機器心軸或夾具部分上。重要的一點是，應(yīng)當在排屑槽的側(cè)表面與阻尼元件的徑向側(cè)表面之間保持良好的表面接觸，直到轉(zhuǎn)變到鉆桿16、17的外輪廓面為止。
圖2-3顯示出一種替代性實施例，其中阻尼元件是比鉆體11的外徑大得多的圓柱體套環(huán)22的形式，并且包括兩個阻尼元件23a、23b，這兩個阻尼元件具有這樣的形狀，即沿著套環(huán)的長度方向完全或部分地填充在槽14、15中。材料部分23b在套環(huán)22內(nèi)沿著套環(huán)的長度方向完全或部分與鉆桿16、17的外輪廓面接觸。作為示例，中心部分23a和22a由鋼組成，它們通過熔接、粘結(jié)、焊接或其它方式固定在套環(huán)的內(nèi)壁上。
作為另外一種選擇，所述部分18a、23a可采用陶瓷材料、聚合物、復(fù)合材料或硬質(zhì)合金制造。所述部分18a、23a周圍的阻尼材料部分18b、23b可采用人造橡膠、聚合物、自然橡膠或粘結(jié)填隙化合物制造。此外，也可以采用這些材料的組合。
在圖2-3所示的實施例中，套環(huán)22由兩個套環(huán)半體22a和22b組成，它們圍繞鉆體10通過螺紋結(jié)合在一起。作為另外一種選擇，套環(huán)可以由多于兩個的環(huán)元件組成。像圖2顯示的一樣，每個套環(huán)半體分別具有圓槽24，槽內(nèi)的底部平面部分25構(gòu)成了一個凸緣部分，所述凸緣部分中開有一個孔26，該孔可用螺栓或螺釘固定(圖中未顯示)，所述螺栓或螺釘穿過所述孔，并且還穿過形成在相反套環(huán)半體22b的凸緣部分中的孔。在該實施例中，在套環(huán)半體22a和22b之間留有一定間隙27。在圖3所示實施例中，阻尼元件23b是如此連續(xù)延伸以致于完全填充在兩個排屑槽14、15內(nèi)，并且還完全包圍鉆桿16、17的外輪廓面。設(shè)在鉆體10中的縱向通道以附圖標記28、29表示，用于將冷卻液一直傳輸?shù)姐@孔末端處。
圖4-6給出了阻尼元件的另外可能實施例。在圖4所示的實施例中，具有典型金屬或陶瓷特征的阻尼材料23a完全嵌入阻尼材料23b中或被后者包圍，阻尼材料23b具有典型橡膠特征或由另一種人造橡膠材料構(gòu)成。阻尼材料23b完全填充在相應(yīng)排屑槽14、15內(nèi)。
在圖5所示實施例中，有許多不同圓柱體截面的阻尼元件23a嵌入在橡膠或人造橡膠材料23b內(nèi)。在這種情況下，希望如此構(gòu)成的阻尼元件同樣完全填充在相應(yīng)排屑槽14、15內(nèi)。
在圖6所示實施例中，阻尼元件具有一個夾心式的結(jié)構(gòu)，其中具有典型金屬或陶瓷特征的片狀阻尼材料23a和具有典型橡膠或人造橡膠特征的片狀阻尼材料23b彼此互相平行交替排列。
根據(jù)圖7所示的另一個實施例，具有典型金屬或陶瓷特征的阻尼材料23a具有楔形截面結(jié)構(gòu)，其兩側(cè)被具有典型橡膠特征的阻尼材料23b包圍。在這種情況下，并不要求兩種阻尼材料完全填充在相應(yīng)排屑槽14、15內(nèi)。
根據(jù)圖8，較硬材料23a以U形段的形式裝配到槽15中，并且只是部分地填充在槽15中；彈性更大的材料23b也采用U形段的形式，并且裝配在材料23a和槽15底表面之間。
根據(jù)圖9所示的替代性實施例，具有典型金屬或陶瓷特征的阻尼材料23a完全被具有典型橡膠或人造橡膠特征的阻尼材料23b包圍，以使組合出的阻尼元件是三角形狀。通過本實施例，為了獲得合適的安靜噪聲，并不要求兩種阻尼材料完全填充在排屑槽內(nèi)。
根據(jù)另一個替代性實施例，阻尼元件由套環(huán)22和彈性更大的阻尼材料18b、23b組成。這一實施例接近于圖10所示實施例。從圖中可以看出，阻尼材料18b、23b僅與鉆桿16、17的外輪廓面接觸。在這種情況下，間隙27處在與前面圖3所示不同的位置上。作為套環(huán)22的合適材料，可選擇前面提到的用于制作元件18a、23a的同類材料。
圖11再給出了另外一種替代性實施例，套環(huán)22由兩個套環(huán)半體22a、22b組成，它們之間設(shè)有一定的軸向間隙27，但在這種情況下，套環(huán)與鉆體11之間沒有直接的表面接觸，這是因為套環(huán)內(nèi)徑比鉆體11的外徑更大，因此它們之間存在環(huán)形的間隙30。根據(jù)這一實施例，由金屬、陶瓷或聚合物構(gòu)成的材料部分23a被固定在套環(huán)內(nèi)輪廓面上，并且被成形得完全填充在槽14、15內(nèi)。另外可選擇的是，所述部分23a僅部分填充在槽14、15內(nèi)。依據(jù)圖示的實施例，元件23a內(nèi)輪廓面是凸形的，并與槽14的形狀一致，而其外輪廓面有更大的曲率半徑，與套環(huán)22的內(nèi)徑一致。同時，較軟且彈性更大的阻尼材料23b采用U形墊片的形式裝配在元件23a和槽14的底部之間。另外，如圖11所示，相應(yīng)的較硬和較軟阻尼材料嵌塊也被填充到鉆體中的徑向相反槽15的內(nèi)部。
權(quán)利要求
1.一種用于在金屬材料中鉆孔的鉆頭，包括鉆體(11)以及位于鉆體前端并由此確定出鉆頭周邊輪廓的至少一個鑲裝切削刀片(12)，鉆體具有多條軸向延伸的排屑槽(14，15)和位于它們之間的鉆桿(16，17)，其特征在于，鉆體(11)上設(shè)有安置在鉆體的切削刀片后面一段軸向距離處的第一個阻尼元件(18)和安置在所述第一個阻尼元件的徑向內(nèi)部間隙中的第二個阻尼元件，所述阻尼元件由兩個硬度不同的材料部分(18a，18b，23a，23b)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆頭，其特征在于，第一個阻尼元件(18)部分地容納在所述排屑槽(14，15)內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鉆頭，其特征在于，排屑槽的橫截面是內(nèi)凹彎曲的，阻尼元件(18)由不對稱的圓柱體棒構(gòu)成，其圓柱形內(nèi)輪廓面與排屑槽的彎曲半徑一致，而阻尼元件(18)的外輪廓面具有基本上與鉆桿(16，17)外輪廓面的彎曲半徑一致的更大彎曲半徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的鉆頭，其特征在于，阻尼元件(18)被這樣安置，即它直接結(jié)合在徑向形成的套環(huán)部分(19，20)上，所述套環(huán)部分將鉆頭前部與后部圓柱體部分(21)分開，所述圓柱體部分用于緊固在附屬設(shè)備的心軸上，以便在附屬設(shè)備中實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一所述的鉆頭，其特征在于，阻尼元件(18)具有部分圓柱體嵌塊的形式，所述嵌塊緊固在被構(gòu)造為套環(huán)(22)的阻尼元件的內(nèi)側(cè)，所述套環(huán)的直徑顯著大于鉆頭直徑，套環(huán)的中心部分設(shè)有與鉆桿之一相對應(yīng)的孔徑，同時阻尼元件的材料部分(23b)沿著套環(huán)(22)整個長度方向與鉆桿(16，17)整個外輪廓面摩擦貼合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鉆頭，其特征在于，套環(huán)(22)至少由兩個套環(huán)部分組成，它們之間具有軸向定向的間隙(27)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一所述的鉆頭，其特征在于，阻尼元件包括一個材料部分(18a，23a)，其由金屬、聚合物、陶瓷材料、復(fù)合材料或硬質(zhì)合金制造，且橫截面形狀是部分圓柱形、三角形或其它截面形狀，而且其至少部分地被材料部分(18b，23b)包圍，所述材料部分(18b，23b)具有橡膠、聚合物或人造橡膠的特征，并且被完全或部分地調(diào)節(jié)為第一材料部分(18a，23a)的形狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一所述的鉆頭，其特征在于，相對較軟的阻尼元件(23b)如此連續(xù)延伸，即完全填充在鉆體兩個內(nèi)凹形排屑槽(14，15)內(nèi)，并且進一步延伸而完全包圍鉆桿(16，17)的外輪廓面。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一所述的鉆頭，其特征在于，阻尼元件包括一個由橡膠、聚合物或人造橡膠構(gòu)成并且完全填充排屑槽(14，15)內(nèi)的材料部分，而且相對較硬的阻尼材料圓柱體部分(23a)具有圓柱體截面的邊界形狀，并且完全被嵌入相對較軟阻尼材料(23b)內(nèi)部。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鉆頭，其特征在于，具有不同尺寸的多個彼此相隔的圓柱體部分(23a)嵌入相對較軟阻尼材料(23b)內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一所述的鉆頭，其特征在于，阻尼元件具有一個夾心式的組合結(jié)構(gòu)，其中至少一種金屬、陶瓷或聚合物材料以片層形式交替嵌在由具有橡膠、聚合物或人造橡膠特征的相對較軟材料構(gòu)成的片狀段之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆頭，其特征在于，較硬的阻尼材料(23a)以U形截面段的方式裝配在鉆體的槽(14，15)之一中，并將所述槽填充，而彈性更大的阻尼材料(23b)也類似地以U形截面段的方式裝配，從而形成位于前述材料(23a)和槽(15)的壁面之間的中間層。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆頭，其特征在于，阻尼元件包括套環(huán)，所述套環(huán)由布置在鉆體上并且部分地軸向環(huán)繞著鉆體的兩個或多個套環(huán)半體(22a，22b)組成，所述套環(huán)半體的內(nèi)徑比鉆體(11)的外徑更大，以使它們之間形成環(huán)形間隙(30)，由金屬、陶瓷或聚合物材料構(gòu)成的材料部分(23a)被固定在套環(huán)半體內(nèi)部，并且以這樣的方式形成，即完全或部分充滿槽(14，15)，相對于材料部分(23a)而言較軟且彈性更大的阻尼材料以U形截面墊片(23b)的方式施加在材料(23a)和槽(14，15)的內(nèi)凹彎曲表面之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及在金屬材料上鉆孔的鉆頭，包括鉆體(11)以及位于鉆體前端并由此確定出鉆頭周邊輪廓的至少一個切削刀片(12)。鉆頭具有幾條軸向延伸的排屑槽(14，15)和位于排屑槽之間的支承體(16，17)。這種新型工具的特征在于，鉆體(11)設(shè)有阻尼元件(18)，其在至少一個排屑槽中安置在切削刀片后面一段軸向距離處，所述阻尼元件全部或部分地填充在排屑槽的一部分中，阻尼元件由兩個硬度不同的材料部分(18a，18b，23a，23b)構(gòu)成。
文檔編號F16F7/08GK1437519SQ0181142
公開日2003年8月20日 申請日期2001年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月20日
發(fā)明者馬里－路易絲·貝霍爾特, 萊夫·卡爾松, 湯米·圖卡拉 申請人:桑德維克公司