专利名称：用于钻头或螺旋钻头的可更换端头的制作方法
技术领域：
本发明大体上涉及工具元件，更特别地涉及钻头、螺旋钻头、混 凝土钻头等。
背景技术：
对于诸如螺旋钻头的钻头，端头部分对工件进行切削，而钻头的 其余部分通常除去从工件切除的材料。切削端头部分可能磨损，从而 需要使用者进行某些动作(例如，刃磨切削部分、更换整个钻头等)。使用者通常会根据价格(在许多情形下)、耐用性(例如，抗钉子 冲击)、多次重刃磨的能力(例如，现场快速维修或通过刃磨维护等) 等来选择工具元件，诸如钻头、螺旋钻头、混凝土钻头等。在作业现 场，许多使用者具有装有钝的或损坏的钻头、螺旋钻头等的箱子，该 箱子可能一直保持到找到节约成本的重新刃磨维护。这些钻头中的许 多可能损坏到不能维修的程度(轴变弯、进给螺杆断裂、切削刃损坏 等)。然而，使用者通常不认为这些产品可丢弃。例如，由于螺旋钻头 的费用，从而使用者将花相当的精力来维修钻头。发明内容在一些独立的方面以及在一些结构中，诸如钻头、螺旋钻头、混 凝土钻头等的工具元件可通常包括本体以及可拆卸和/或可更换地连接 到该本体上的切削部分。
在一些独立的方面以及在一些结构中，提供一种用于切削工件的 工具元件，该工具元件包括本体以及可拆卸地连接到该本体上的切削 元件，该本体包括用于将工具元件连接到动力工具上的柄。在一些独立的方面以及在一些结构中，诸如钻头、螺旋钻头、混 凝土钻头等的工具元件可通常包括本体和连接到本体上的切削端头部 分，该本体由第一材料和/或第一过程形成，该切削端头部分由与第一 材料和/或第一过程不同的第二材料和/或第二过程形成。在一些独立的方面以及在一些结构中，提供一种用于切削工件的 工具元件，该工具元件包括本体和可拆卸地连接到该本体上的切削元 件，该本体包括用于将所述工具元件连接到动力工具上的柄，所述本 体由第一材料制成，该切削元件由与第一材料不同的第二材料制成。在一些独立的方面以及在一些结构中， 一种诸如钻头、螺旋钻头、 混凝土钻头等的工具元件组件可通常包括本体、可拆卸地连接到该本 体上的第一切削部分、以及可拆卸地连接到该本体上的第二切削部分， 所述第一切削部分和所述第二切削部分不同。在一些独立的方面以及在一些结构中，提供一种用于切削工件的 工具元件，该工具元件包括用于将所述工具元件连接到动力工具上的 柄、可拆卸地连接到所述本体上的第一切削元件、以及与所述第一切 削元件分开且可拆卸地连接到所述本体上的第二切削元件。本领域技术人员在察看详细描述和附图时将明了本发明的独立特 征以及独立优点。
图l至图4为诸如螺旋钻头的工具元件的透视图5至图8为诸如螺旋钻头的工具元件的另一结构的透视图；图9为图5至图8所示的工具元件的一部分沿线9-9的横截面图; 图10至图12为图5至S 8所示的工具元件的一部分的横截面图 的替换结构；图13为诸如螺旋钻头的工具元件的又一结构的透视图；图14至图17为诸如螺旋钻头的工具元件的另一结构的透视图；图18至图20为诸如螺旋钻头的工具元件的另一结构的透视图。在详细说明本发明的任何独立特征和实施例之前，应理解本发明 在其应用上不限于在以下描述中阐明或在附图中图示的结构和部件布 置的细节。本发明能具有其它实施例，并能通过各种方式实践或实施。 而且，应理解这里使用的措辞和术语用于描述的目的，而不应被认为 是限定性的。以下在描述附图中引用了诸如左、右、上、下、顶部、底部、前、 后、向前、向后等的方向，但这些引用是为了方便而相对附图(如正 常观察的那样)作出的。这些方向不意图在字面上被理解成或者以任 何方式对本发明进行限制。这里使用"包含"、"具有"及"包括"以及它们的变体是指包 括列在其后的项及其等同物、以及附加项。使用字母来标识方法或过 程的要素，只是用于标识，而不意图表明这些要素应以特定的次序进 行。
具体实施方式
附图中示出了诸如钻头、螺旋钻头、自进给钻头、镗孔钻头、 Bellhanger钻头、电工钻头、缆钻头、Forstner钻头、混凝土钻头、锤 钻头、取芯钻头、大孔系统钻头等的工具元件20的结构。示出的钻头 的独立方面可结合在其它工具元件诸如孔锯、孔锯轴、定向钻头、锯 片、砂轮、凿子等中。参考图1至4，钻头20通常包括本体24、用于将钻头20连接到 动力工具上的柄28、以及可拆卸地和/或可更换地连接到本体24上的 切削元件或部分32。在示出的结构中，切削部分32以及本体24绞在 一起从而彼此连接。这样，本体24以及切削部分32具有允许本体24 以及切削部分32绞固在一起的互补表面。本体24与切削部分32之间 的连接足以承受钻头20的正常操作状况，但在使用者想要拆卸切削部 分32时便于切削部分32从本体24的可拆卸性。在一些独立方面以及 示出的结构中，本体24可由第一材料和/或第一过程形成，而切削部分 32可由与第一材料和/或第一过程不同的第二材料和/或第二过程形成。 在一些独立方面以及示出的结构中，钻头20还包括可拆卸地连接到本 体24及第一切削部分32上的第二切削部分或进给螺杆36。在示出的 结构中，进给螺杆36旋入到形成在切削部分32中的开口39中。在一 些结构中，进给螺杆36能有助于通过完全穿过切削部分32并旋到本 体24上从而压縮位于进给螺杆36与本体24之间的切削部分32来将 第一切削部分32可拆卸地和/或可更换地连接到本体24上，从而将切 削部分32固定到本体24上。进给螺杆36以及第一切削部分32彼此 分开地形成，并可由相同的材料形成或可由不同的材料形成。因为第一和第二切削部分32、 36切削工件，从而它们会随着时间 而磨损。因此，第一和第二切削部分32、 36中的一个或两个可从本体 24拆卸，并用新的或刃磨的第一和/或第二切削部分32、 36更换。在 第一和/或第二切削部分32、 36更换后，使用者可只在相对短的中断后 继续使用钻头20。在一些独立方面和在一些结构中，第一和第二切削部分32、 36中 的任何一个或两个可由相对较硬的材料(但较昂贵的材料)形成以抗 磨损，而且钻头20的其余部分可由较不硬的材料(较不昂贵的材料) 形成，从而降低钻头20的总成本。 而且，在一些结构中，钻头20的本体24可容纳不同类型的切削 部分，这些切削部分构成来切削不同种类材料或材料组合(木头、嵌 有钉子的木头、混凝土等)。不同的切削部分可替换地连接到钻头20 的本体24上，从而为特定材料、材料组合等的所选工件提供最佳的切 削。参考图5至8，示出了钻头20A的替换结构。类似的元件由类似 的附图标记"A"标识。钻头20A类似于图l至4所示的多部件钻头系 统，但钻头20A的本体24A以及切削部分32A在一起滑动从而形成完 整的钻头。钻头20A包括本体24A、第一切削部分32A以及第二切削 部分36A。钻头20A的这些部分包括限制、阻碍、禁止、抵抗和/或防 止这些部件相对转动的互补结构。进一步参考图5至8并另外参考图9，在本体24A上形成六角形 凸起40，而在切削部分32A中形成互补的六角形凹进44。可替换地， 六角形凸起可形成在切削部分32A上，而六角形凹进可形成在本体24A 中。六角形结构40、 44的相互接合限制、阻碍、抵抗、禁止和/或防止 这些部件的相对转动。参考图10至12，可设置诸如方形、三角形、非圆形、偏心、部 分平坦的其它互补结构等来限制、阻碍、抵抗、禁止和/或防止这些部 件的相对转动。在其它结构中，可设置形成在钻头的其它部分(例如， 钻头丝扣等)上的其它互补结构来限制、阻碍、抵抗、禁止和/或防止 这些部件的相对转动。再回来参考图5至8，本体24A及切削部分32A与可拆卸和/或可 更换的进给螺杆36A旋在一起。进给螺杆36A包括螺纹后部38A，该 螺纹后部38A插入穿过切削部分32A中的开口 39A，并可通过螺纹接 合在本体24中的螺纹凹进26A中。
图13示出了多部件钻头系统的另一结构。类似的元件由类似的附图标记"B"标识。在该结构中，本体24B具有在其外表面中形成的外 螺纹48，而切削部分32B具有形成在其内的内螺纹52，这些内螺纹52 与本体24B上的外螺纹48互补。切削部分32B旋到本体24B上或从 本体24B旋出，从而便于拆卸和更换切削部分32B。本体24B可包括 在切削部分32B完全旋到本体24B上时可与切削部分32B接合的止动 件56。该止动件56禁止切削部分32B在钻头20B的操作期间相对于 本体24B转动。在一些结构中，切削部分32B包括两个部件32B'、32B"， 而且本体24B具有两套外螺纹，粗螺纹48'和细螺纹48"。在这样的结 构中，第一切削部分32B'首先旋到本体24B上，然后第二切削部分32B" 旋到本体24B上，直到第二切削部分32B"与第一切削部分32B'匹配。 第二切削部分32B"旋到细螺纹48"上，这有助于更加精细地相对于第 一切削部分32B'调节第二切削部分32B"，从而确保所述两个切削部分 32B'、 32B"正确匹配。参考图14至17,示出了多部件钻头系统的另一替换结构。类似 的元件由类似的附图标记"C"标识。在该结构中，切削部分32C相对 较小。该切削部分32C可由相对较高等级的材料制成。本体24C的靠 近切削部分32C的端部60具有锋利的边缘或凸起64，而切削部分32C 包括形成在其表面中的凹进68。为了将切削部分32C连接到本体24C 上，将边缘或凸起64定位在凹进68中，进给螺杆36C插入通过切削 部分32C中的开口 39C、旋入到本体24C中的螺纹凹进26C中、并拧 紧以压縮本体24C与进给螺杆36C之间的切削部分32C。边缘或凸起 64和凹进之间的接合限制、阻碍、抵抗、禁止和/或防止本体24C与切 削部分32C的相对转动。在一些结构中，钻头可包括可更换的切削刃和/或进给螺杆。这样 的结构不仅仅限于物理的切削刃或螺杆，而且可包括可更换的端部。 参考图18至20，示出了多部件钻头系统的另一替换结构。类似的元件 由类似的附图标记"D"标识。 一个选择可以是阶梯状的钻头切削部分 32D。在这样的结构中，切削部分32D可定义为钻头20D的实际切削 端部的第一1"至3"，而该端部可与4"、 6"、 18"长切削部分互换。钻头 20D包括刺状物72，该刺状物72提供非常整洁、光滑边缘的孔。刺状 物72有时易于破坏。在一些结构中，钻头20D可与可拆卸和/或可更 换的刺状物一起使用。这样的刺状物可消除制造、销售和/或购买两种 式样(具有刺状物的螺旋钻头和没有刺状物的螺旋钻头)的需要，而 且可向那些需要清洁孔的使用者单独出售这种刺状物。钻头20D还可 包括碳化端头的可更换切削刃和/或进给螺杆。各个切削部分32D都包 括开始于其端部并延伸通过切削部分32D的一侧的开口 76。开口 76 允^F切屑从切削位置转移、离开切削部分32D侧、并远离切削位置。 这些切削部分32D能够通过包括螺纹、卡配、榫槽、球-棘爪等在内的 各种方式彼此连接。应理解，这里公开的每种钻头结构能具有在其它钻头结构中示出 并描述的特征。而且，钻头结构能具有其它的特征。例如，在一些结 构中，钻头可具有沟槽设计，该沟槽设计可以提供"麻花钻头状"的 沟槽，而不是具有平的表面。这种钻头可提供与工件(例如木头)接 触的较小表面区域，从而在工件上产生较小阻力。而且，例如在一些 结构中，钻头可具有改进的切削刃，并且可以具有改进的切削刃可重 刃磨性。端头部分可拆卸用于重新刃磨，而且在重新刃磨的过程中， 可用具有已刃磨的边缘的端头部分更换。如果需要离线重新刃磨，则 只需要取出磨损的端头部分以重新刃磨。而且，例如在一些结构中， 钻头可设有可以相对较大和/或较高的螺纹杆。在任何情形下，在独立 的方面中，部分地由于便于可更换端头、灵活切换为碳化端头、较低 的总成本等中的一项或多项，钻头可成为较好价值的产品。这些工具元件的通常使用者包括电工、水管工、机械承包商、一 般承包商、金属加工者、HVAC/片状金属、MRO、公用工程、市政工 程、改建师、服务贸易、制造/组装、杆制作者、干彻墙工人、电缆安 装者、杀虫、汽车配件市场、木工、DIY者和其它人。可能通过电气、
承包商/工具专销商、工业、水管/暖气、焊接、硬件、租用、家庭中心、 产品目录或其它渠道来分销这些工具元件。在许多产业中，这些工具元件在所有的天气条件下在所有的时间 (天、星期、年)内、在偏远地方都具有较高的用途。在其它产业和/ 或对其它使用者来说，可能较少地使用这些工具元件，从而成本可能 是较为重要的因素。在公用工程产业中，使用者通常在木头电线杆中钻通孔，而且偏 好留下用于贯穿螺栓的清洁孔的刺状物钻。电工通常使用工具元件来穿过木头布线、布置导管、Romex等，而水管工人通常使用工具元件 来穿过木头布置铜管、PVC管、ABS管等。对市政工程，这些工具元件用于较宽种类的任务，诸如，公共交 通、地下轨道维修、道路和/或路障的维修和安装、街道标志安装等。 改建师以及风景维护工人可使用这些工具元件来用于各种水管和/或电 气安装，并维修诸如预钻孔从而将保持壁木材紧固在一起等。对电缆安装者，通常使用小直径的螺旋钻头用于电缆和电话线。 成本可能极其重要，这是因为这些使用者通常为转包商，他们按工作 付费并可能被要求自带工具。自己动手者(DIY)通常将总成本和/或 更换成本考虑为重要因素。在任何情形下，这些工具元件或钻头在长期使用后可能变钝，齿 和/或进给螺杆可能损坏(例如在撞击嵌入的物体时)，而且/或者如果 提供刺状物，则刺状物可能迅速变钝或容易损坏。然而，在每种情形 下，轴和螺旋钻在使用期间通常不损坏。如果工具元件失效则劳力成 本可能极高(更换钻不方便而且昂贵、不便于将钻头送去重新刃磨等)。 在独立的方面中，示出的结构可提供如下工具元件，该工具元件具有 方便、容易和/或节约成本的方式来刃磨端头部分(通过更换)、更换切
削刃/进给螺杆等。该工具元件的一个或多个部分、工具元件的制造以及工具元件的操作与2005年4月5日授权的美国专利No. 6,874,978中示出和描述的 类似；这里引用其全部内容作为参考。仅以示例的方式给出了以上描述以及附图中示出的实施例，这些 实施例不意图作为对本发明的构思和原理的限制。
权利要求
1.一种用于切削工件的工具元件，该工具元件包括本体，它包括用于将工具元件连接到动力工具上的柄；以及切削元件，它可拆卸地连接到该本体上。
2. 根据权利要求1所述的工具元件，其中，所述工具元件为钻头。
3. 根据权利要求l所述的工具元件，其中，通过将所述切削元件 和所述本体绞在一起而将所述切削元件连接到所述本体上。
4. 根据权利要求l所述的工具元件，其中，所述切削元件通过使 所述工具元件和所述本体一起滑动而连接到所述本体上。
5. 根据权利要求l所述的工具元件，其中，所述本体和所述切削元件包括互补的结构来禁止所述切削元件相对于所述本体的转动。
6. 根据权利要求5所述的工具元件，其中，所述本体和所述切削 元件中的一个包括多边形凸起，而所述本体和所述切削元件中的另一 个包括多边形凹进，所述多边形凸起容纳在所述多边形凹进中，从而 将所述切削元件连接到所述本体上，并禁止所述切削元件相对于所述 本体的转动。
7. 根据权利要求5所述的工具元件，其中，所述本体和所述切削元件中的一个包括六边形凸起，而所述本体和所述切削元件中的另一个包括六边形凹进，所述六边形凸起容纳在所述六边形凹进中，从而将所述切削元件连接到所述本体上，并禁止所述切削元件相对于所述 本体的转动。
8. 根据权利要求l所述的工具元件，其中，所述切削元件为第一 切削元件，并且还包括延伸穿过其中的开口，所述工具元件还包括第 二切削元件，通过将第二切削元件的一部分插入穿过第一切削元件中 的开口并连接到所述本体上，'从而该第二切削元件可拆卸地连接到所 述本体上。
9. 根据权利要求8所述的工具元件，其中，所述第二切削元件为 进给螺杆，并包括螺纹部分，而且其中，通过将所述进给螺杆的螺纹 部分插入穿过第一切削元件中的开口，并通过将所述进给螺杆的螺纹 部分旋入所述本体，从而所述进给螺杆可拆卸地连接到所述本体上。
10. 根据权利要求1所述的工具元件，其中，所述本体包括外螺 纹，而所述切削元件包括与这些外螺纹互补的内螺纹，所述切削元件 可拆卸地旋到所述本体上。
11. 根据权利要求10所^的工具元件，其中，所述切削元件为第 一切削元件，所述工具元件包括第二切削元件，该第二切削元件与第 一切削元件分开并包括内螺纹，第一切削元件以及第二切削元件可拆 卸地旋到所述本体上。
12. 根据权利要求ll所述的工具元件，其中，所述本体的所述外 螺纹包括粗外螺纹和细外螺纹。
13. 根据权利要求12所述的工具元件，其中，所述细外螺纹形成 在所述本体中靠近所述本体的一端处，而且所述粗外螺纹形成在所述本体上位于所述细外螺纹和所述柄之间。
14. 根据权利要求13所述的工具元件，其中，所述第一切削元件 至少部分地旋过所述细外螺纹并旋到所述粗外螺纹上，而所述第二切 削元件旋到所述细外螺纹上，并与所述第一切削元件接触。
15. 根据权利要求1所述的工具元件，其中，所述切削元件为第 一切削元件，所述工具元件还包括可拆卸地连接到所述第一切削元件 上的第二切削元件。
16. 根据权利要求1所述的工具元件，其中，所述切削元件形成 有穿过其中的开口，该开口允许来自工件的切屑通过所述切削元件。
17. —种用于切削工件的工具元件，该工具元件包括本体，它包括用于将工具元件连接到动力工具上的柄，该本体由第一材料制成；以及切削元件，它可拆卸地连接到本体上，该切削元件由与第一材料 不同的第二材料制成。
18. 根据权利要求1所述的工具元件，其中，所述工具元件为钻头。
19. 根据权利要求1所述的工具元件，其中，本体由第一过程制 成，而所述切削元件由与所述第一过程不同的第二过程制成。
20. —种用于切削工件的工具元件，该工具元件包括 本体，它包括用于将工具元件连接到动力工具上的柄； 第一切削元件，它可拆卸地连接到该本体上；以及 第二切削元件，它与该第一切削元件分开，并可拆卸地连接到所述本体上。
21. 根据权利要求1所述的工具元件，其中，所述工具元件为钻头。
22. 根据权利要求1所述的工具元件，其中，所述第一切削元件 和所述第二切削元件可互换地连接到所述本体上。
23.根据权利要求1所述的工具元件，其中，所述第一切削元件 和所述第二切削元件同时连接到所述本体上。
全文摘要
提供诸如钻头、螺旋钻头、混凝土钻头等的工具元件。这些工具元件包括本体和可拆卸地连接到该本体上的切削元件。该切削元件可通过多种方式可拆卸地连接到所述本体上。所述本体和所述切削元件可由类似的材料或由不同的材料制成。该工具元件还可包括可拆卸地连接到所述本体或连接到所述第一切削元件上的第二切削元件。在一些方面中，第二切削元件为进给螺杆。在其它方面中，第二切削元件是第一切削元件的延续。
文档编号B23B51/00GK101157148SQ20061014212
公开日2008年4月9日 申请日期2006年10月8日 优先权日2006年10月8日
发明者乔纳森·齐克, 彼得·基耶洛, 斯科特·布勃利茨, 肯尼斯·乔丹 申请人:密尔沃基电动工具公司