专利名称：一种工具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据独立权利要求的前序部分用于除去切屑的机加工的工具和坯料。
背景技术：
常规的烧结硬质合金钻头具有从实心钻杆磨成的敞开的切屑空间。这些杆也可以用预先形成用于内冷却的冲洗孔(flush hole)而得到。问题是为了有效地钻削，排屑空间应当做成很大。这意味着由于必须磨去很多材料而带来的高成本。大的排屑空间在各种意义上削弱钻具的扭转和弯曲刚度。另一个问题是通过敞开的切屑空间向上排出的切屑划伤被加工零件的孔壁。现在有所谓的喷吸钻头(见美国专利US-A-5,964,553，其相当于本发明的权利要求1的前序部分)，这种钻头内部地引导切屑，其解决后一个问题。现有的工具是用钢制造的，与常规的实心烧结硬质合金钻头相比没有改进有关的刚度和稳定性。此外，现有的钻头制造复杂并且只适合于通常大于20mm的大孔。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种具有大切屑空间的有效钻削工具。
本发明的另一个目的是提供一种刚性的同时用于小直径孔的钻削工具。
本发明的另一个目的是提供一种不划伤被加工零件孔壁的钻削工具。
本发明的另一个目的是提供一种制造简单的钻削工具和坯料。
本发明的另一个目的是提供一种在磨损后能够重新刃磨的钻削工具。
图1A示出根据本发明的坯料的透视图。
图1B示出坯料的端部视图。
图2A示出根据本发明钻具的透视图。
图2B示出该钻具的另一个透视图。
图2C示出该钻具的侧视图。
图2D示出该钻具的另一个侧视图。
图2E和2F示出该钻具相对的端部视图。
图3A示出该钻具在夹具中的透视图。
图3B示出该钻具在夹具中的另一个透视图。
图4示出该夹具的透视图。
具体实施例方式
图1A和图1B示出了根据本发明的坯料，用于制造根据本发明的钻削工具。坯料10由实心烧结的硬质合金，例如挤压的烧结硬质合金的管11制成。坯料是用从硬组分(例如钨硬质合金，WC)和粘接相(例如钴，Co)按照下述开始挤压。混合具有一定钴含量和例如塑料的载体(bearer)的烧结硬质合金粉末，并使之成形为小球状或颗粒状。载体在生坯中，即在烧结前的坯料中将构成基体(matrix)。应当理解，由于这里的“钴”是金属粘接相，其可选择地由其他金属，例如镍，Ni，替换或构成。其后，该混合物被预热到该混合物合适的温度并放入挤压机中。然后该混合物在高压和约180℃的一定温度下向管口压制，从而形成具有某种内部几何形状的基本上圆柱形的的杆，然后，该杆在一个单独的炉内被加热，以便该载体被烧掉并使该粘接剂金属熔化并粘接该硬质合金。然后，对该坯料10进行其后的机械加工，例如磨削端部和弯头角度。作为一种选择，该坯料用两种不同的烧结硬质合金粒度挤压，其主要差别在硬组分和粘接相之间的其余部分。从而得到坯料更硬的和更加刚性的“外壳(shell)”以及更韧性的中间部分，中间部分的切削速度总是较低。
管11具有细长直圆柱的基本形状。该坯料沿其整个长度具有相同的截面。该管11包括一个内部一体的柱状物14，其沿该整个坯料延伸。该柱状物14将该管的内部分成两个基本同样大小的部分。该坯料具有四个纵向的从头到尾的空间，即两个空间形成冲洗通道(flushing channel)12A、12B，两个空间形成切屑或返回通道13A、13B。冲洗通道12A、12B内部地形成在柱状物14中。每个冲洗通道具有基本长方的形截面，一个短边，即面向该坯料中心线的一边为圆形。由于挤压加工，每个空间平行于中心线延伸。冲洗通道设置成距中心线一定距离。每个冲洗通道在柱状物的径向比与其垂直的方向具有较大的尺寸，如图1B所示。柱状物14基本对称地设置在中心线CL的两侧，并形成切屑通道13A、13B的界线。这意味着每个切屑通道基本上是封闭的，并且由管壁15A、15B和柱状物14的边界表面16A、16B(见图4D)形成。这种制造类型的表面粗糙度有利于切屑的排出，即切屑通道13A、13B得到的Ra值最大为0.5μm，优选为0.3μm或更小。
在图2A-2F中，示出了根据本发明的钻削工具20。
该钻削工具包括切由坯料10制成的，优选用磨削制成的切削端21、钻柄22和固定部分23。
该切削端21基本上为凿子形。切削端21的外径选自10-40mm的间隔内。该端部21具有两个与前倾面25A、25B相关的间隙表面24A、24B，其中用于钻孔的主切削刃26A、26B设置在相应的间隙表面和前倾面之间的交线处。切削刃26A、26B优选经相互在中心线CL相交的横刃27相互连接。这些刃可以设置成具有加强的倒角和/或切屑分离槽。每个主切削刃的径向最外端与轴向引导的副切削刃28A、28B连接。副切削刃28A、28B沿前倾面25A、25B和凸起30A、30B之间的交线形成，凸起30A、30B形成在切削端21的周边。凸起30A、30B与切削端的最大直径一致并且在轴向比端部21的直径短，所述凸起的轴向尺寸为1-7mm。凸起在钻孔时作为切削力的支撑，使孔的偏差减小。凸起30A、30B可以有选择地在圆周被凹槽分隔或限制，以便在钻孔时减小力矩。切削端包括比较集中地形成的切入部分，以便减小该钻头对压力的阻力，因此使在F方向所需要的送进力减小。切入部分可以以多种方式形成。
每个切屑通道13A、13B具有入口29A、29B。入口29A、29B具有锥形的轴向截面，其末端指向钻削工具的送进方向F，并具有圆柱形且平行于中心线CL的表面。该末端减小切屑从切削端21流动的阻力。切屑通道13A、13B必然是基本封闭的，即它们至少在沿钻柄22延伸时不在径向向外敞开。冲洗通道12A、12B的孔口相对于钻头的送进方向轴向地设置在切屑通道13A、13B的入口的前面。每个通道12A、12B、13A和13B相对于中心线CL平行延伸。
钻柄22为圆柱形并且其外径在某种程度上小于切削端21的外径，以便减小能量消耗和划伤孔壁。钻柄22的套筒表面31优选基本上平行于中心线CL。
固定部分的套筒表面32为圆柱形并且优选基本上与中心线CL平行。其外径优选基本上与切削端21的外径相同。该固定部分包括平表面33，用于与螺丝54的端部接合，或类似地，以常规方式安装在夹具50内。两个凹槽34A、34B在固定部分的另一端35轴向超过平表面33，径向向外地敞开切屑通道13A和13B。凹槽34A、34B用于排放切屑并且冲洗介质经过夹具50上相应的，最优选倾斜向后引导的开口51A、51B。但是，包络面32保持成最大限度地在凹槽34A、34B之间的端部表面延伸，以便在钻孔时获得稳定性。夹具50具有中心进入通道52，其用于经与冲洗通道12A和12B相同大小的中间通道53向冲洗通道提供流体。钻头20的钻柄部分将插入夹具的圆柱形的凹座55中。该凹座55具有底部，钻头的端面与其邻接，使冲洗通道与通道53对齐。
钻头的所有部分自然由同样的材料制造，例如挤压的烧结硬质合金，其中，端头被磨削用于钻削操作，其后端被磨削用于清除切屑。钻头包括两个较小的冲洗通道，用于供给冷却液，和两个较大的通道，用于清楚切屑。钢质夹具50保持该管和冷却剂的供给，其中，切屑在钻孔时被向外推动和抛出。通过挤压坯料将出屑槽和冲洗通道形成为最终加工条件，这在制造坯料时需要较少的材料。这也意味着不需要费时的磨削出屑槽的磨削加工。此外，管成形工具得到最大的弯曲和扭转刚度，当对钻头的强度提出限制的力作用在切线方向和径向时，这对于实心烧结的硬质合金钻具是极重要的。切屑的内部传送也避免了对孔壁的划伤，从而避免降低孔的质量。钻削工具可以重复模制多次。
本发明不限于上述实施例，在权利要求的范围内可以任意变化。至少该切削端21可以用一种或多种涂层涂覆，例如，TiAIN、Al2O3、TiN和/或TiCN。
权利要求
1.一种用于除去切屑的机加工钻头，包括切削端(21)、钻柄(22)和固定部分(23)，所述切削端(21)包括至少一个切削刃(26A、26B)，所述钻头(20)具有至少一个切屑通道(13A、13B)和少一个冲洗通道(12A、12B)，其特征在于，该钻头(20)的所有部分由同样的材料制成，并且切屑通道(13A、13B)是基本封闭的。
2.如权利要求1的钻头，其特征在于，该钻头(20)具有细长的从头到尾的空间，即至少一个冲洗通道(12A、12B)和至少一个基本封闭的切屑通道(13A、13B)，并且其中每个通道(12A、12B、13A、13B)平行于中心线CL延伸。
3.如权利要求1或2的钻头，其特征在于，该冲洗通道(12A、12B)形成在柱状物(14)内，该柱状物与该钻头是一体的，其基本沿着整个钻头(20)延伸。
4.如权利要求1、2或3的钻头，其特征在于，该钻头(20)由烧结硬质合金制造，并且该切屑通道(13A、13B)的表面粗糙度Ra最大为0.5μm。
5.如前述权利要求中任何一项的钻头，其特征在于，该冲洗通道(12A、12B)的孔口相对于该钻头的送进方向轴向地设置在该切屑通道(13A、13B)的入口的前面，并且至少一个凹槽(34A、34B)设置在固定部分(23)上，以便清理切屑和来自该切屑通道(13A、13B)的冲洗介质。
6.一种用于制造如权利要求1的钻头的坯料，所述坯料(10)具有纵向的且从头至尾的空间，其用于形成至少一个切屑通道(13A、13B)和至少一个冲洗通道(12A、12B)，其特征在于，该坯料(10)的所有部分由同一种材料制成，并且用于形成该切屑通道(13A、13B)的空间是基本封闭的。
7.如权利要求6的坯料，其特征在于，该坯料由管(11)制成，该管具有细长直圆柱的基本形状，并且其中该坯料沿其整个长度具有同样的截面，并且其中每个空间平行于中心线CL延伸。
8.如权利要求6或7的坯料，其特征在于，该管(11)包括内部一体的柱状物(14)，其沿该整个坯料延伸，所述柱状物(14)将该管的内部空间分成两个大小基本相等的部分，并且其中该坯料具有四个空间，其在完工的钻头中将形成两个冲洗通道(12A、12B)和两个切屑或返回通道(13A、13B)。
9.如权利要求8的坯料，其特征在于，用于形成冲洗通道(12A、12B)的空间形成在该柱状物(14)内，并且该柱状物(14)对称地设置在该坯料中心线(CL)的两侧，并形成用于形成切屑通道(13A、13B)的空间的界线。
10.如权利要求6、7或8的坯料，其特征在于，该坯料(10)由烧结硬质合金制成，并且其中用于形成切屑通道(13A、13B)的空间的表面粗糙度Ra最大为0.5μm。
全文摘要
本发明涉及一种用于除去切屑的机加工钻头，包括切削端(21)，钻柄(22)和固定部分(23)。该切削端(21)包括至少一个切削刃(26A、26B)。该钻头(20)具有至少一个切屑通道(13A、13B)和少一个冲洗通道(12A、12B)。该钻头(20)的所有部分由同样的材料制成。该切屑通道(13A、13B)是基本封闭的。本发明还涉及用于制造该钻头的坯料。
文档编号B23B51/04GK1550276SQ20041003858
公开日2004年12月1日 申请日期2004年5月8日 优先权日2003年5月8日
发明者马蒂亚斯·斯文松, 米卡埃尔·格伦奎斯特, 约翰尼·布鲁恩, 布鲁恩, 尔 格伦奎斯特, 马蒂亚斯 斯文松 申请人:山高刀具公司