专利名称：松顶部式钻削刀具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种设计用于去屑加工以及下述类型的钻削刀具，所述钻削刀具一 方面包括基体，另一方面包括松顶部(loose top)，所述基体具有前端和后端，第一中心轴 线在所述前端与后端之间延伸，基体可在给定的转动方向上围绕第一中心轴线旋转，所述 松顶部具有前端和后端，第二中心轴线在所述前端与后端之间延伸，所述前端包括一个或 多个切削刃，基体的前端包括在两个轴向凸出、定位在外周的分支(branch)之间的卡爪 (jaw)，所述两个分支可弹性弯曲，且一方面具有通过分支的内支承表面压到松顶部的外侧 接触表面来在卡爪中可回弹地夹紧松顶部的目的，另一方面还具有通过分支的切向支承表 面以及松顶部的配合的切向接触表面将转矩传递给松顶部的目的，且各个分支的内支承表 面在切向隔开的第一侧边界线和第二侧边界线之间延伸，在刀具的旋转期间第一侧边界线 在先而第二侧边界线尾随，而各个侧接触表面在第一侧边界线和第二侧边界线之间延伸， 所述侧边界线中旋转尾随的那个侧边界线包括在到尾随部分表面的边缘中，除此之外，松 顶部可被轴向插入卡爪，并可被转动成与分支工作接合或脱离工作接合。所论述类型的钻削刀具适用于金属工件的去屑加工或切削加工(尤其是孔制 造)，所述金属如钢、铸铁、铝、钛、黄铜等等。所述刀具还可用于不同种类复合材料的加工。已开发的与实心钻不同的钻削刀具由两部分构成，亦即，由基体或钻主体以及与 所述基体或钻主体以可脱离的方式连接并因此可更换的头部构成。该头部包括必不可少的 切削刃。这样，刀具的主要部分能由具有适度弹性模量的较廉价的材料如钢制成，而较小部 分亦即头部能由更硬而且更昂贵的材料如硬质合金、金属陶瓷、陶瓷等等制成，这赋予了切 削刃优良的去屑能力、优良的加工精度以及较长的使用寿命。该头部形成了在磨损之后能 被丢弃的耐磨部分，与此同时，基体能被重复使用若干次(例如10到20次的置换)。当今 公认的此类装载有切削刃的头部为“松顶部”，此文献稍后将用到此术语。松顶部式钻削刀具存在多种期望性能，其中之一就是转矩应当可以通过可靠的方 式从受到转动驱动的基体传递至松顶部。此外，基体理所当然地应能承受松顶部在钻削期 间受到的向后的轴向力。另一要求是松顶部应以精确而可靠的方式相对于基体保持对中。 又一要求是不只在钻削期间，而且在钻削刀具从孔中退出期间将松顶部夹紧至基体。用户 还期望应以快速而方便的方式安装和拆卸松顶部，而不需要必须将基体从驱动机器上拆卸 下来。此外，上述刀具尤其是由昂贵材料制成的松顶部应当能以低成本制造。
背景技术：
设计用于钻削且最初概述类型的松顶部刀具可从在前的EP1013367获知。在这 种情况下，基体的两个分支被布置为被转入弓形穴中，所述弓形穴(pocket)凹进两个杆 (bar)的凸包络表面的后部中，而且还具有反过来限定分支的最大可能长度的界定轴向延 伸部，上述两个杆包括在松顶部中并通过容屑槽隔开。分支的内支承表面以及松顶部的外 侧接触表面压到彼此将松顶部可回弹而牢牢夹紧在分支之间的卡爪中，所述分支的内支承 表面以及松顶部的外侧接触表面具有旋转对称的基本形状，松顶部的外侧接触表面通常比
5分支的内支承表面具有更大的直径尺寸，从而使分支弹性或回弹向外弯曲。在它们的转动 角度方向端位置，分支的旋转在先转矩传递切向支承表面应紧密接触的压到两个切向接触 表面，所述两个切向接触表面形成松顶部中的两穴内的端表面。EP1013367的刀具存在以下几个方面的优点，其中之一是位于分支之间并形成基 体卡爪中的底部的轴向支承表面不需要交叉会堆积切屑的任何狭缝或腔。另一优点是松顶 部相对于其直径可以被制造的相当短，这就很节约材料并减少成本。另外，松顶部的轴向接 触表面以及基体的轴向支承表面在定位在外周的端之间延伸。这样，这些表面变得很宽大， 从而适于传递大的轴向力。然而，已知刀具的缺陷在于，在基体卡爪中安装松顶部存在执行变得不安全而且 繁琐的风险。当两个分支最初已经开始被转入松顶部中的附属穴时，分支会受到夹紧力，该 夹紧力从这时起在到达分支压到穴的端表面所处的终点位置的整个转动过程中变得一样 大。由于以手动方式进行安装，且分支通过整个转动过程中一样大的力可回弹地夹紧到松 顶部的侧接触表面，因此，操作人员难以确定松顶部是否已经到达其终点位置。由于均衡的 夹紧力必定非常大以适当可靠地夹紧松顶部的事实，要做此断定更困难。这就意味着与转 入有关的工作将变得很费劲，因此，操作人员尤其是在很忙碌时可能会在松顶部已经到达 卡爪中的终点位置之前意外过早结束转入。其中，松顶部的不正确安装可能会使其丧失钻 削刀具在进入工件时的对中。
发明内容
发明目的和特征本发明目的在于避免已知钻削刀具的上述缺陷并提供改进的钻削刀具。因此，本 发明的主要目的是提供一种钻削刀具，其中，松顶部和基体的配合的卡爪通过以下方式形 成松顶部在转入过程中到达其终点位置时，操作人员通过触觉和/或听觉方式能明显察 觉。另一目的是提供一种钻削刀具，所述钻削刀具的松顶部能被转入基体的卡爪中，而分支 不会在整个转入操作过程中使松顶部连续承受大的夹紧力，且因此而承受大的均勻阻力。 又一目的是提供一种钻削刀具，所述钻削刀具的松顶部被可靠夹紧在基体的卡爪中，更确 切地说，利用分支的固有弹性将钻削刀具的松顶部可靠夹紧在基体的卡爪中，由此实现松 顶部的最佳夹持。再一目的是提供一种钻削刀具，所述钻削刀具的松顶部相对于其直径具 有最小长度，且因此而具有最小体积，所有这些都是为了在制造松顶部时将昂贵材料的消 耗量减少到最小。还有一个目的是提供一种钻削刀具，其中，基体能将大的转矩传递至松顶 部。又一目的是提供一种钻削刀具，其中，松顶部以精确方式相对于基体对中，并保持其中 心。根据本发明，由权利要求1的特征项所限定的特征来实现至少主要目的。根据本 发明的钻削刀具的优选实施例进一步限定于从属权利要求2至22。发明概述本发明所基于的思想在于，使松顶部的侧接触表面形成有边缘，所述边缘结合分 支的内支承表面之间的适当选定距离，在转入时使得分支弯曲连续增强直到达到预定死点 位置或者中间位置。夹紧力在预定的死点位置或者中间位置最大，以然后在进一步连续转 动一短距离直到达到终点位置期间减小。在死点位置与终点位置之间的转动最后阶段，分支的夹紧力有助于快速使松顶部到达终点位置。通过操作人员手指的触觉或者耳朵听得见 的卡嗒声音(或者这些表现形式的组合)，其可自动表现出来。
附图中图1是示出了处于组合状态的钻削刀具的基体和松顶部的部分透视图，图2是示出了与基体分离的松顶部的分解透视图，图3是放大分解图，以底部透视图示出了松顶部，而以顶部透视图示出了基体的 前端，图4是以侧视图示出了基体和松顶部的分解图，图5是图4中V-V端视图，示出了松顶部的前端，图6是图4中VI-VI端视图，从前面示出了基体，图7是图4中VII-VII端视图，从后面示出了松顶部，图8是松顶部的放大侧视图，图9是图8中IX-IX的剖面图，图10是示出了松顶部的转入开始的状态时被插入基体卡爪的局部透视图，图11是图4中XI-XI的剖面图，图12是图4中XII-XII的剖面图，图13至16是示出了松顶部被转入基体的卡爪时的不同位置的一系列图，图17是图4中XVII-XVII的剖面图，示出了松顶部位于分支之间的中间位置，图18是对应图17的剖面图，其中，示出了松顶部位于其转动的终点位置，图19是超放大示意图，示出了使配合的分支向外弯曲的松顶部的边缘的不同位 置，图20是基体的卡爪的放大透视图，图21是示出了本发明的可选实施例的透视分解图，图22是示出了根据图21的松顶部在转入基体的卡爪之前的初始位置的剖面图 (参见图13)，以及图23是示出了松顶部处于其转入工作位置的剖面图(参见图16)。
具体实施例方式术语在以下的说明和权利要求中，将分别描述基体和松顶部的多对配合的表面。当这 些表面存在于基体上时，将所述表面表示为“支承表面”，而将松顶部的对应表面表示为“接 触表面”(例如分别为“轴向支承表面”和“轴向接触表面”)。此外，应指出的是松顶部包括 平表面形式的后端，在示例中，将该平表面用作压到基体中的轴向支承表面的轴向接触表 面。根据上下文，可将此表面表示为“后端”或者“轴向接触表面”。另外，分支的内支承表 面以及松顶部的侧接触表面由一对侧边界线界定，其中一个侧边界线在旋转期间在另一个 侧边界线的前面移动。将所述边界线分别表示为“在先”和“尾随”，从而不会将其误认为是 概念“前”和“后”。附图中，以类似的表面图案示出了钻削刀具的工作状态下彼此接触的配合的表面。本发明优选实施例的详细描述在图1和图2中示出根据本发明制造的钻削刀具，所述钻削刀具为所谓的麻花钻 形式，包括基体1以及包括必不可少的切削刃3的松顶部2。在根据图1的组合的工作状态 下，钻削刀具可围绕由C表示的中心轴线旋转，更确切地说是在旋转方向R上旋转。在图2中可见基体1包括前端4和后端5，基体专有的中心轴线C1在所述前端和 后端之间延伸。圆柱形包络表面6从前端4沿向后方向延伸，在包络表面6中沉头钻取两 个容屑槽7，所述容屑槽7在此情况下为螺旋状，但在螺孔钻中也可以是平直状。在该示例 中，容屑槽7终止于包括在后部9中的套环8附近，所述后部9被设计成附接至驱动机器 (未示出)。松顶部2也包括前端10和后端111及其自身的中心轴线C2，包络表面的两个部分 12与该中心轴线同心。包络部分表面12由两个螺旋状容屑槽区域13隔开(参见图3)，容 屑槽区域13在将松顶部安装到基体上时就形成了基体1的容屑槽7的延伸部。如果松顶 部2相对于基体1正好位于中心，则各个中心轴线C1和C2与组合钻削刀具的中心轴线C重合。由于基体1的主要部分与本发明关系不大，因此，此后只以放大尺寸图示了基体 的前端部分以及松顶部2。现参照图3及其它附图。在图3中可见基体1在其前端包括限定于两个相同的分 支或支柱15和中间底部16之间的卡爪14，该中间底部形成用于松顶部的轴向支承表面。 每个分支15包括从该分支前端表面18向后轴向延伸的内支承表面17。此外，各个分支15 包括切向支承表面19，该切向支承表面在转动方向上面朝前方，亦即，在先。相对的尾随切 向支承表面作为凹表面20的前部20a被包括，该凹表面存在于两个螺旋状边界线21、22之 间并限定容屑槽7。以已知的方式，各个分支15可弹性弯曲以可回弹地夹紧松顶部2。这 是基于基体1的至少前部的材料具有特定固有弹性(比松顶部2的材料的弹性模量更小) 的事实来实现的，所述材料适当地含有钢。以传统方法，松顶部的材料则可由硬质合金(粘 结金属中的硬质合金颗粒)、金属陶瓷、陶瓷等等组成。有益的是，轴向支承表面16为平的 并垂直于中心轴线C1而延伸。另外，轴向支承表面16在共同形成包络表面6的两个部分 表面之间沿直径延伸。通常，轴向支承表面具有§状外形。从图3还可见的是，松顶部的后端由轴向接触表面11表示，该轴向接触表面与轴 向支承表面16 —样为平的最合适，并垂直于中心轴线C2而延伸。轴向接触表面11在沿直 径相对的包络部分表面12之间延伸并具有§状外形。此外，松顶部2包括一对沿直径相 对的外侧接触表面23，分支的内支承表面17能可回弹地夹紧到所述外侧接触表面。最适当 的是，表面11和16的外形相同，由此，在刀具的工作状态下实现完全表面接触。包括有切削刃3的松顶部2的前端10通过由多个部分表面组成的端表面表示(参 见图5和图8)，在此情况下，所述部分表面成对相同，且因此不单独作介绍。主间隙表面24 形成在各个切削刃3的后面(从旋转方向上看)，该主间隙表面具有适当的间隙角，并转变 成具有更大间隙角的次间隙表面25，更确切地说通过边界线26转变。次间隙表面25通过 另外的边界线27转变成第三间隙表面28，第三间隙表面28又通过弓形边界线29转变成位 于后面的容屑槽13。如从图8最清晰所见，界定容屑槽区域13的凹表面30部分地延伸达
8到各个切削刃3并形成用于切削刃的切屑表面。在切削刃的切屑表面中还包括凸部分表面 31。可以通过各种方式对松顶部的前端设计进行改型，且如果松顶部能进行去屑加工，这样 的设计则是很正常的。此外，应注意的是，引导块32 (参见图3和图5)靠近包络部分表面12而形成，该 引导块的主要目的是对钻削刀具进行导向。所钻削的孔直径由外周点33之间的直径距离 确定，切削刃3在所述外周点处与引导块32相交。此外，两个切削刃3会合到尖端34，该尖 端形成松顶部最前面的部分，且该尖端中可包括所称的凿尖和最小对中冲头(未示出)。现在参照图8，从图中可见松顶部2的各个侧接触表面23横向限定在第一侧边界 线35与第二侧边界线36之间，在刀具的旋转期间第一侧边界线35在先，而第二侧边界线 36尾随。在后面(图中的下方)，侧接触表面23由横向后边界线37限定，而该侧接触表面 的前界限由两个倾斜边界线38、39组成，首先提及的倾斜边界线邻接次间隙表面25，而后 面提及的倾斜边界线邻接第三间隙表面28。第二侧边界线36包括在表示为40的边缘内 (或者形成该边缘)，该边缘构成侧接触表面23与旋转尾随部分表面41之间的过渡。尽管 本质上可行的是将边缘40形成为尖锐的，但优选的是将边缘40制造成半径过渡，亦即，形 式为在表面23与41之间的过渡中的狭长凸圆表面。还应提出的是，尾随部分表面41在此 情况下为楔形，并邻接尾随容屑槽表面30。更具体而言，尾随部分表面41限定在边缘40与 边界线42之间，该边界线42与边缘40形成锐角。边缘40和边界线42沿向后方向分叉。侧接触表面23在其第一侧边界线35处转变成又邻接切向接触表面44的凹进凹 表面43(参见图3)，各个分支15压到切向接触表面44，从而将转矩传递至松顶部。在所示的优选实施例中，侧接触表面23与分支15的内支承表面17 —样基本上为 平的。从图9的剖面还可见的是，松顶部2的两个相对侧接触表面23在从后端朝向前端 的方向上以特定角a分叉。相应地松顶部在基准面RP1上的宽度W1略大于在基准面RP2 上的宽度W2，基准面RP1与边缘40的前端40a齐平，基准面RP2与侧接触表面的后边界线 37齐平。实际上，考虑到分叉角a将很小，宽度大小W1和W2之间的差要非常适中。在 所示的实施例中，W1相应地等于8. 00mm, W2等于7. 97mm，而角度a变成0. 86° ( a /2 = 0.43° )。虽然此分叉角很小，但完全足以使分支15向外弯曲到使得分支对松顶部施加相 当大的夹紧力的程度。关于这一点，应指出的是，分叉角a可从0.86°变大和变小。但是，分叉角a应 最小等于0.20°，最大等于2°，且最合适的是处于0.60°到1.20°的范围内。角a的大 小取决于表面17、23的轴向长度，更确切地说，该角度应适于所述表面的长度使得在松顶 部的工作状态下实现表面接触。由于侧接触表面23以上述方式分叉，从而，边缘40的前端40a比边缘40的后端 40b与松顶部的中心轴线C2相隔更大的径向距离。换言之，前端40a将关于松顶部转入卡 爪14首先接触各个分支的内支承表面17。另外，边缘40在此情况下是直的。现在参照图20，从图中可见各个分支15的内支承表面17与松顶部的配合侧接触 表面23 —样限定在第一侧边界线51与第二侧边界线52之间，在旋转期间第一侧边界线51 在先，而第二侧边界线52尾随。具有比凹进表面43更大的半径的凹间隙表面53位于内支 承表面17与切向支承表面19之间。图10中，所示的松顶部2位于初始位置，其中，松顶部已被轴向插入分支15之间
9的卡爪内，但还未被转入其工作终点位置。为了在随后的钻入过程中使得松顶部大致对中 或者暂时保持在适当(但非精确)的中心位置，松顶部的后部和分支的内部形成有配合的 引导表面。更具体而言，每个侧接触表面23 (参见图3和图4)通过中间表面46转变成轴 向后面的凸引导表面45。间隙表面47存在于松顶部的引导表面45与轴向接触表面11之 间。如图7可见，形成在松顶部中心部分的沿直径相对侧上的两个引导表面45具有旋转对 称形状。所述表面遵循圆S2，圆S2的直径由D2表示。圆S2与松顶部的中心轴线C2同心， 因此表面45也与该中心轴线C2同心。在所示的优选实施例中，表面45为圆柱形，但它们 也可以是圆锥形。如图3所示，结合图6和图20，两个分支15在其后端形成有一对凹内弓丨导表面48， 这些凹内引导表面与松顶部的凸外引导表面45配合。每个此类引导表面48通过中间表面 49转变成内支承表面17，该中间表面在向内/向后方向上从内支承表面17倾斜。同样，两 个内引导表面48为圆柱形(或者可选圆锥形)，并由假想圆Sl(参见图6)限定，圆S 1的 直径表示为D1。圆S1的直径D1略大于圆S2的直径D2，这就意味着引导表面45、48在松 顶部可操作地夹紧在基体的卡爪中时不会相互接触。直径差实际上可以等于十分之一或十 分之几毫米。但是，其确保的是松顶部在从图10所示的初始位置的转入过程中能大致对中 (亦即，保持分支之间的大致中间位置)。直径D1和D2大不相同的事实意味着引导表面 45,48不要求与制造有关的尺寸精度。引导表面45 (参见图8)在切向方向上部分地相对于侧接触表面23移位，由此，与 容屑槽13的边界线45a在旋转方向R上相对于侧接触表面的界定边缘40向后移位，亦即 在图8中向左移位。在松顶部沿转动方向V的转入过程中，边界线45a因此将在界定边缘 40之前移动。其实际后果将是引导表面45能开始与引导表面48配合，以使松顶部在界定 边缘40与分支15的内支承表面17接触之前已经临时大致对中。现在参照图11，其中，DL1表示直第一直径线，该第一直径线与中心轴线C1相交， 并在面向彼此的分支15的内支承表面17之间延伸可能的最短距离，且因此与内支承表面 形成直角。该可能的最短直径线DL1的末端由Ea、Eb表示。很明显，在内支承表面17之间 绘出的并与中心轴线C1相交的其它任何假想直径线(未表示)变得比最短直径线DL1更 长。无论更长的假想直径线相对于图11所示的直径线DL1绕C1顺时针旋转还是逆时针旋 转这都是适用的。图12中，DL2表示类似的直第二直径线，该第二直径线在两个相对侧接触表面23 的边缘40之间延伸并与松顶部的中心轴线C2相交。更具体而言，直径线DL2在边缘40的 前端点40a(参见图8)之间延伸。各个侧接触表面23与直径线DL2形成锐角0。在本示 例中，度0等于大约85°。实际上，该角应最小等于75°，最大等于88°，且最适当的是处 于80°到86°的范围内。从图12的放大细节剖面还可见侧接触表面23和连接部分表面 41彼此形成钝角Y。在本示例中，、等于152°。基于角、为钝角(而非同样可行的锐 角)的事实，松顶部环绕边缘40的部分将变得稳固，并能承受施加给边缘的作用力。根据本发明，直径线DL2比直径线DL1略长。由于长度差非常小(百分之几毫米)， 且肉眼不可见，因此，现在参照图13至图16中的一系列图，以及图19中的放大示意图。图 13中，示出了松顶部2处于根据图10的初始位置P1。图13示出了如何能基于松顶部的侧 接触表面未与分支15接触的事实将处于此位置的松顶部自由轴向插入卡爪。在此位置，松顶部的凸引导表面45部分位于分支15的凹引导表面48之间。在第一步骤中，松顶部被转 入根据图14的位置P2，其中，两个相对边缘40与分支的内支承表面接触。在进一步转动之 后，松顶部2到达图15所示的位置P3，直径线DL1和DL2在该位置重合。在此位置，边缘 40已经到达死点位置或者中间位置，其中，分支15的夹紧力最大。松顶部从此死点位置P3 进一步被转动一短距离到达其根据图16的终点位置P4。在此位置，边缘40已经过根据图 15的死点位置P3，但分支15的弹力或拉伸能量还未耗尽。在根据图16的终点位置P4，在 分支的转矩传递切向支承表面19紧密接触的压到松顶部的切向接触表面44的同时，侧接 触表面23紧邻内支承表面17。在图19中，更清楚地示出了边缘40相对于各个分支15的不同位置。在根据图13 的位置P1，边缘40完全未与分支的内支承表面17接触。在位置P2，已实现了与内支承表 面17的接触。从此位置开始，松顶部的边缘40开始使分支15向外弯曲，同时向松顶部施 加持续增大的夹紧力。在根据图15的死点位置P3，分支上的夹紧力已经达到最大，因为在 这里直径线DL1和DL2重合。为到达其终点位置P4，松顶部进一步(围绕中心轴线C1顺时 针)被转动一短距离。在位置P3与P4之间的较短距离移动过程中，当边缘40已经过死点 位置P3时，由于分支的夹紧力当前目的是使得松顶部到达终点位置的事实，松顶部的继续 转动将完全或部分地被分支15承担，在上述终点位置，由于成对表面23、17以及19、44紧 密接触的压到彼此的事实，松顶部不能再进一步被转动。利用根据本发明的刀具进行的实 际测试显示，位置P3和P4之间的转动终止之后会产生操作人员手指的有声触觉，且有时是 听得见的卡嗒声，这使得操作人员能确定松顶部已经到达其工作终点位置。当松顶部的边缘40首先与分支15的内支承表面17接触时，在位置P2开始松顶 部相对于基体的精确对中。随着边缘朝着它们的终点位置P4转动，由于分支的夹紧力逐渐 增大，对中将变得越来越明显和精确。即便夹紧力已相对于位置P3的最大夹紧力减小到特 定程度，分支15在终点位置P4还是保持充足的夹紧力。通过适当地调整例如像P3与P4 之间相对于DL1和DL2间的选定长度差的转动量之类的几何因数，能预先确定工作终点位 置的夹紧力。例如，能将终点位置P4的夹紧力确定为死点位置P3的最大夹紧力的50%。在图17和图18中，当松顶部被朝其工作终点位置转动时，尽管发声缝隙50分别 出现在配合的松顶部2和分支15的成对引导表面45、48之间，但所示的缝隙还是很窄。根据本发明的钻削刀具的重要特征还在于松顶部2的侧接触表面23靠近松顶部 的前端10定位，而且分支15的对应内支承表面17在分支上的远前方定位。相应地，侧接触 表面23从作为在松顶部的前端10内的部分表面被包括的两个间隙表面25、28向后延伸。 以类似的方式，分支的内支承表面17从形成至分支的前端表面18的过渡的边缘线向后延 伸。由于分支在其自由前端区域而非后端附近的区域内具有其最大的弯曲能力，且因此而 具有最佳的夹持性能，因此，分别通过侧接触表面和内支承表面的此定位，沿着靠近切削刃 的松顶部的前部实现有力夹持或者箍紧。在图8中，44a表示形成松顶部的包络部分表面12与切向接触表面44(参见图3) 之间的过渡的直边界线。所述切向接触表面44相对于松顶部的轴向接触表面11倾斜，更 具体而言以角S倾斜，该角在本示例中等于76°。与各个切向接触表面44配合的切向支 承表面19 (参见图10和图20)相对应地倾斜。通过各个表面的倾斜，提供锁定装置，该锁 定装置结合分支15的箍紧效应，抑制松顶部例如与钻削刀具退出所钻削的孔有关地意外轴向退出卡爪14。角5可在本发明的范围内变大和变小。但是，角5应最小等于65°， 最大等于85°。图4和图5中，可见松顶部2包括为定位在外周的一对凹口或基座55形式的键夹 持部。本发明的优点本发明的基本优点是，在转入期间操作人员能获得松顶部已经到达其工作终点位 置的明显确定。另一优点是可弯曲分支对转入的阻力不会持续很大，而只是在边缘转动经 过死点位置时的短时间内最大。此外，分支的固有弹性在转动的最后阶段完全或部分地承 担出从死点位置到终点位置的最终转入。换言之，操作人员(例如在很忙的时候)意外不 能完成手动转动直到绝对终点位置的风险得以抑制。另一优点是将松顶部稳固地箍紧在分 支的前端之间，其中，分支最大程度地弯曲并赋予最佳的夹紧力。另外，可给予松顶部相对 其直径的最小体积，从而，将松顶部昂贵材料的消耗降低到最小。又一优点是由于能在松顶 部的可能轴向长度的范围内给予分支的切向支承表面以最佳长度，因此，基体能将相当大 的转矩传递至松顶部。而且，能以简单的方法、除简易的键以外不需要其它装置来安装和拆 卸松顶部。另外，如果松顶部的两个侧接触表面需要打磨以确保精确的对中，则这两个侧接 触表面充分暴露，且易于被够到。现在参照图21至图23，图中示出了可选实施例，其中，各个分支15的内支承表面 17形成有多个部分表面或者表面区段17a、17b和17c。第一表面区段17a在旋转尾随的边 界线52与表面区段17c之间延伸，表面区段17c为到第二表面区段17b的凹半径过渡，第 二表面区段17b又连接至边界线51。表面区段17b通过包括三个小表面的过渡表面53转 变成切向支承表面19。在所示的实施例中，表面区段17b具有凹形，更确切地说是部分圆柱 形，而表面区段17a为平的(或者可能略成拱形)。与上述实施例一样，圆柱形或其它旋转对称的引导表面48轴向位于内支承表面 17的后面，该引导表面48包括在分支15的加厚后部中，并通过中间表面49与内支承表面 17隔开。与内支承表面类似，松顶部2的配合的侧接触表面23包括两个表面区段23a和 23b，首先提及的表面区段相对于后面提及的表面区段旋转尾随。表面区段23a在一方面的 与表面区段23b的边界线23c以及另一方面的形成至旋转尾随部分表面41的过渡的边缘 40之间延伸。表面区段23b是凸的，并与分支的凹表面区段17b —样具有旋转对称形状，优 选为圆柱形。表面区段23b通过边界线35转变成凹进表面43，凹进表面43又转变成切向 接触表面44。表面区段23a与内支承表面17中包括的表面区段17a—样为平的(或者略 成拱形)。用于与凹引导表面48配合的凸圆柱形或其它旋转对称引导表面轴向位于两个表 面区段23a、23b的后面。在图22中，示出了松顶部2在转入分支15之间的卡爪内之前位于初始位置(P1) (参见图13)。包括在分支的两个内支承表面中的两个平表面区段17a相互平行。与中心 轴线C相交并垂直于表面区段17a的直径线DL1表示表面区段17a之间的最短距离。所述 直径线DL1在位于表面区段17a的侧部界限17c与52之间的点分别与表面区段17a接触。 DL2表示了沿着表面区段23a在边缘40之间延伸的第二直径线，表面区段23a包括在松顶 部的两个相对侧接触表面23中。第二直径线DL2比第一直径线DL1长百分之几毫米。但与形成直径线DL2末端的边缘40之间的径向距离略小于中心轴线C与凹表 面区段17b之间的径向距离。这就意味着松顶部的边缘40在松顶部开始转入时将挤靠凹 表面区段17b。当松顶部2从根据图22的其初始位置(P1)转入到根据图23的工作终点位置(P4) 时，出现以下情况。首先，边缘40将自由地经过表面区段17b，而不会影响分支15。当边缘 40已经过半径过渡17c时，边缘40将接触表面区段17a，接着开始使分支向外弯曲。当上 述对边缘40到达直径线DL1与DL2相互重合的旋转角位置(参见图15中的位置P3)时， 偏移力因此弹力变得最大，也就是说，经过死点位置。在此状态下，松顶部的凸表面区段23b 已经开始重叠各个分支15内的凹表面区段17b。主要通过分支的弹力将松顶部从所述死 点位置继续转入到图23所示的工作终点位置，在该工作终点位置，松顶部的切向接触表面 44已经压到分支的切向支承表面19。在转入的最后阶段，也就是说，在死点位置与终点位 置之间，松顶部的凹表面区段23b将与凹表面区段17b相对定位，其中，分支上的弹力通过 表面区段17b与23b之间的表面接触被传递至松顶部。同时，平表面区段17a从松顶部的 内平表面区段23a略微移开。换言之，分支所施加的紧固力将沿轴向平面AP定位，该轴向 平面AP在根据图23的表面对17b和23b之间沿直径延伸。根据图21至图23的实施例包括用于轴向锁定松顶部的可选类型装置，亦即，形成 在分支15后端内的两个基座54以及松顶部上的两个凸状构件55。基座54在此情况下为 凹进各个分支15内并位于分支的切向支承表面19与基体的轴向支承表面16之间的槽。各 个凸状构件55则为轴向位于松顶部的切向接触表面44后面并连接至轴向接触表面11的 凸脊。换言之，凸脊55相对于切向接触表面44横向凸起，而该凸脊的后部转变成轴向接触 表面11。当松顶部转入其工作位置时，凸脊55接合槽54，但突棱不会与槽形成表面接触。 因此，只有松顶部上的反向轴向力克服了分支中的弹力，凸脊55才起作用。本发明的可行的变型可在如所附权利要求所限定的本发明的范围内实现多种改型。因此，松顶部的侧 接触表面不需要必须是平的。例如，侧接触表面可略成拱形或者明显是凸的，并被布置为与 或多或少地被给予以明显的凹形的内支承表面配合。最重要的是每个侧接触表面的边缘首 先使分支向外弯曲到达夹紧力最大的死点位置，以然后被移动到夹紧力已经减小而还未耗 尽的终点位置。
1权利要求
用于去屑加工的钻削刀具，该钻削刀具一方面包括基体(1)，且另一方面包括松顶部(2)，所述基体具有前端(4)和后端(5)，第一中心轴线(C1)在所述基体的所述前端(4)与所述后端(5)之间延伸，所述基体能够在给定的转动方向(R)上围绕所述第一中心轴线旋转，所述松顶部(2)具有前端(10)和后端(111)，第二中心轴线(C2)在所述松顶部的所述前端(10)与所述后端(111)之间延伸，所述松顶部(2)的所述前端(10)包括一个或多个切削刃(3)，所述基体(1)的前端(4)包括在两个轴向凸出、定位在外周的分支(15)之间的卡爪(14)，所述分支(15)能够弹性弯曲，且一方面具有通过所述分支(15)的内支承表面(17)可回弹地压到所述松顶部(2)的外侧接触表面(23)上来在所述卡爪(14)中可回弹地夹紧所述松顶部(2)的目的，另一方面还具有通过所述分支的切向支承表面(19)以及所述松顶部的配合的切向接触表面(44)将转矩传递给所述松顶部的目的，且各个分支(15)的所述内支承表面(17)在切向分开的第一侧边界线(51)和第二侧边界线(52)之间延伸，在所述刀具的旋转期间所述第一侧边界线(51)在先而所述第二侧边界线(52)尾随，而各个侧接触表面(23)在第一侧边界线和第二侧边界线之间延伸，所述侧边界线中旋转尾随的那个侧边界线被包括在至尾随部分表面的边缘中，除此之外，所述松顶部(2)能够轴向插入所述卡爪(14)中，并能够转动成与所述分支(15)工作接合和脱离工作接合，其特征在于，假想直径线(DL2)的长度比类似的直径线(DL1)的长度大，其中，所述假想直径线(DL2)在两个侧接触表面(23)的边缘(40)之间、垂直于所述松顶部(2)的中心轴线(C2)延伸，所述类似的直径线(DL1)在所述分支(15)未加载时在所述内支承表面(17)之间延伸可能的最短距离，并且使其相对的端点(Ea、Eb)定位在离开相应的内支承表面(17)的所述第一侧边界线(51)以及所述第二侧边界线(53)切向距离处。
2.根据权利要求1所述的钻削刀具，其特征在于，所述分支(15)的内支承表面(17)之 间的第一最短直径线(DLl)使其端点(Ea、Eb)定位成与第一在先侧边界线(51)相比更靠 近所述内支承表面(17)的第二旋转尾随侧边界线(52)。
3.根据权利要求1或2所述的钻削刀具，其特征在于，所述松顶部(2)的两个侧接触 表面(23)通过中间表面(46)转变成轴向位于后面的一对外引导表面(45)，所述一对外引 导表面具有由假想圆(S2)限定的旋转对称形状，所述假想圆的直径小于所述第二直径线 (DL2)的长度，并且所述分支(15)包括一对配合的内引导表面(48)，所述一对配合的内引 导表面轴向位于所述内支承表面(17)的后面，并具有由第一假想圆(Si)限定的旋转对称 形状，所述第一假想圆的直径(Dl)大于首先提到的圆(S2)的直径，且小于所述第一直径线 (DLl)的长度。
4.根据权利要求3所述的钻削刀具，其特征在于，所述外引导表面(45)和内引导表面 (48)为圆柱形的，并分别与所述松顶部的中心轴线(C2)和所述基体的中心轴线(Cl)同心。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的钻削刀具，其特征在于，所述松顶部(2)的各 个侧接触表面(23)至少部分地为平的，并与通过所述松顶部的所述直径线(DL2)形成锐角 (β )，除此之外，相应的分支(15)的配合的内支承表面(17)为平的，以实现提供成对平表 面(23、17)之间的表面接触的目的。
6.根据权利要求1至4中的任一项所述的钻削刀具，其特征在于，各个侧接触表面 (23)包括两个表面区段，其中第一表面区段(23a)旋转尾随第二表面区段(23b)并包括所 述边缘(40)，所述第二表面区段(23b)横截面为凸弓形的，以便与凹弓形的第二表面区段(17b)相配合，所述凹弓形的第二表面区段(17b)与旋转尾随的第一表面区段(17a) —同包 括在各个分支的所述内支承表面(17)中。
7.根据权利要求6所述的钻削刀具，其特征在于，所述松顶部的侧接触表面(23)的凸 表面区段(23b)以及所述分支的内支承表面(17)的凹表面区段(17b)具有部分圆柱形的 形状。
8.根据权利要求5至7中的任一项所述的钻削刀具，其特征在于，所述第二直径线 (DL2)与各个侧接触表面(23)之间的角(β)最大等于88°。
9.根据权利要求5至8中的任一项所述的钻削刀具，其特征在于，所述角(β)至少等 于 75°。
10.根据权利要求5至9中的任一项所述的钻削刀具，其特征在于，所述角(β)处于 80°到86°的范围内。
11.根据权利要求5至10中的任一项所述的钻削刀具，其特征在于，所述松顶部(2)的 两个侧接触表面(23)在从所述后端(111)朝向所述前端(10)的方向上以特定分叉角(α ) 分叉。
12.根据权利要求11所述的钻削刀具，其特征在于，所述分叉角(α)至少等于 0. 20°。
13.根据权利要求11或12所述的钻削刀具，其特征在于，所述分叉角(α)最大等于3°。
14.根据权利要求11至13中的任一项所述的钻削刀具，其特征在于，所述分叉角(α) 处于0.60°到1.20°的范围内。
15.根据前述权利要求中的任一项所述的钻削刀具，其特征在于，在所述分支未被加载 时，所述分支(15)的内支承表面(17)相互平行并与所述基体的中心轴线(Cl)平行地延伸。
16.根据前述权利要求中的任一项所述的钻削刀具，其特征在于，沿所述松顶部(2)的 每个侧接触表面(23)的各个边缘(40)是直的。
17.根据前述权利要求中的任一项所述的钻削刀具，其特征在于，沿每个侧接触表面 (23)的各个边缘(40)为所述侧接触表面(23)与连接部分表面(41)之间的半径过渡的形式。
18.根据前述权利要求中的任一项所述的钻削刀具，其特征在于，所述松顶部的各个侧 接触表面(23)与所述连接部分表面(41)彼此形成钝角(Y)，所述连接部分表面沿所述边 缘(40)与所述侧接触表面相交。
19.根据前述权利要求中的任一项所述的钻削刀具，其特征在于，所述侧接触表面 (23)从至少一个间隙表面(25、28)向后延伸，所述间隙表面被包括在所述松顶部(2)的前 端(10)中并旋转尾随去屑切削刃(3)。
20.根据前述权利要求中的任一项所述的钻削刀具，其特征在于，所述基体(1)和松顶 部(2)包括配合的锁定装置，以便抑制所述松顶部意外轴向退出所述卡爪。
21.根据权利要求20所述的钻削刀具，其特征在于，所述锁定装置包括基座(54)，所述 基座凹入各个分支(15)的后端中，且靠近所述松顶部(2)的轴向接触表面(11)定位的凸 状构件(55)能够插入所述基座中。
22.根据权利要求21所述的钻削刀具，其特征在于，所述基座为位于所述分支(15) 的切向支承表面(19)后面的槽(54)，且所述凸状构件为位于所述松顶部的切向接触表面 (44)后面的凸脊(55)。
全文摘要
一种松顶部式钻削刀具，包括具有两个可弯曲分支(15)的基体(1)，所述分支具有可回弹地压到可替换的松顶部(2)的侧接触表面(23)的内支承表面(17)。所述松顶部的安装受到从初始位置工作终点位置的转入影响。然后，沿每个侧接触表面(23)的边缘(40)使分支(15)向外弯曲，并使其受到弹力，所述弹力在死点位置达到最大，然后略减小直到达到工作终点位置。在转动的最后阶段，操作人员以触觉和/或听觉方式确定所述松顶部是否达到其工作终点位置。
文档编号B23B51/02GK101927372SQ20101021784
公开日2010年12月29日 申请日期2010年6月23日 优先权日2009年6月23日
发明者海伦娜·帕贝尔 申请人:山特维克知识产权股份有限公司