专利名称：深孔钻的制作方法
技术领域：
本发明涉及根据独立权利要求1所述的种类的深孔钻。
背景技术：
深孔钻用于将镗孔引入到工件中。不同种类的深孔钻表示于VDI准则VDI 3210 中。深孔钻主要用于产生具有相当小直径的镗孔，所述小直径主要处于0. 5m到50mm的范围中，其中钻孔深度可为钻孔直径的多倍。用于钻孔深度的常规值处于钻孔直径的20倍到 100倍的范围中，但也可高于或低于此数字。深孔钻通常容纳于机器侧上在其位于接收器中的夹持端处，所述接收器是为了实现这个目的而设置于心轴中，且使深孔钻通过心轴而围绕钻的中心轴线旋转。同时，使工具沿着其中心轴线随每转朝向工件的经定义进给量而移动。在此工艺中，深孔钻穿透工件，且在其切刀上切割工件的材料并将工件的材料以切屑形式从工件切断。借助于冷却剂来使由此产生的切屑冷却，所述冷却剂是通过内部通道经由心轴来供应，且将由此产生的切屑沿着切屑移除沟槽从镗孔中冲掉。也有可能使工件执行旋转和/或进给移动，或部分地通过工具且部分地通过工件来执行旋转和/或进给移动。一般地，深孔钻由钻头和具有夹持端的钻柄组成。至少一个切刀形成于钻头上，所述切刀从钻的中心轴线向上延伸到钻的圆周。此外，可提供布置于钻头的圆周上的导引元件。钻头和钻柄或者以联锁方式彼此连接，或者一体式地来制造。提供至少一个通道，所述至少一个通道在钻柄和钻头中延伸且包括钻头上以及在夹持端处的开口。通过这个通道从夹持端供应加压冷却剂，所述冷却剂在钻头处流出，且除用于使钻头和切刀冷却之外，所述冷却剂也尤其用于通过切屑移除沟槽冲掉在钻孔期间所产生的任何切屑，所述切屑移除沟槽为实质上V形的且设置于钻头中以及设置于钻柄中。深孔钻的其它常规配置包括具有两个或两个以上切刀的工具，所述两个或两个以上切刀分别从钻的中心轴线向上延伸到钻的圆周。一般配置类似于具有切刀的工具。在这些工具中，每个切刀与用于供应冷却剂的通道相关联，所述通道从夹持端向上延伸到钻的尖端，且所述通道包括在每一端处的相应开口以及也包括用于移除所产生的切屑的沟槽， 所述沟槽在朝向夹持端的方向上从钻的尖端开始延伸。切屑移除沟槽的截面可为实质上U 形的或V形的，且切屑移除沟槽的截面一般也可具有其它截面轮廓。在多切刀工具的情况下，导引元件也可设置于钻头上。深孔钻的其它非实施例(优选具有至少两个切刀)包括用于供应冷却剂的通道以及也包括用于移除切屑的沟槽，所述沟槽以螺旋形方式布置。这些工具一般被称为麻花钻或深孔麻花钻。深孔钻优选用于将镗孔引入到工件中，所述镗孔无法用其它生产方法产生或无法用其它生产方法经济地产生。这些工件常常以大批量生产。因此一般需要导致生产速度增加的改进，且甚至较小改进也导致生产成本的显著节省。
在钻孔工具中，通过工具的每转进给量与每分钟转数的乘积来定义生产速度，且一般将生产速度称为进给速率。在深孔钻中常常以使得不可再通过切屑移除沟槽移除切屑且发生切屑堵塞的方式来提供生产速度增加的限制。如已经解释的，借助于所供应的冷却剂来移除切屑。在麻花钻中，存在通过螺旋切屑移除沟槽实现的额外输送效应。当生产速度增加时，尤其在粘性材料中发生切屑的堵塞，这是因为切屑将不再以较高生产速度破裂但仍变得日益较长。因此， 切屑可能卡在切屑移除沟槽中且可能不再被输送走，此情形可导致工具的破裂且同时导致对工件的损坏。因此努力在切屑的宽度上分割切屑。使用切屑分割器来实现这个目的，如下文的实施例中所展示(如从目前技术水平已知的)。根据一个实施例，如JP 59196108 Al (Nippon Yaki，切屑分割器沟槽)中所描述的钻的切刀包括沟槽，所述沟槽将用作切屑分割器。在另一实施例中，在笔直切刀中设置台阶，所述台阶包括具有预定角度的底切。实用新型DE-G 74 41 010 (Bilz，具有切屑分割器的钻)中所描述的钻包括两个切刀。矩形凹座设置于两个切刀中，所述矩形凹座将用作切屑分割器。由于所述矩形凹座， 令这些切屑分割器分别包括关于钻孔方向的底切。在这些已知的切屑分割器中，通过切屑的分割减小切屑的宽度。尤其在高粘性材料以及在高进给速率的情况下，经切割的切屑具有远非微小的长度，从而导致如上文所描述的缺点，所述缺点为切屑堵塞在切屑移除沟槽中与如上文所描述的所有缺点。本发明因此基于以下目标提供一种深孔钻，所述深孔钻实现高进给速率，且同时通过切屑移除沟槽不成问题地移除切屑。这个目标是通过如独立权利要求1所述的特征来实现。
发明内容
本发明的主要想法是提供一种与深孔钻中的至少一个切刀相关联的切屑分割器， 且本发明的主要想法是布置所述至少一个切刀的零件，所述零件是通过所述切屑分割器以使得导引切屑使之朝向彼此流动的方式来产生。由于在切割期间所产生的所述切屑的碰撞，因此将张力引入到所述切屑中，从而导致所述切屑的断裂。此情形以格外有利方式导致关于所述切屑的宽度以及关于所述切屑的长度的大小方面的减小。通过结合子切刀的有利布置用切屑分割器分割所述切刀，在工件的机械加工中产生非常小的且非常窄的切屑，所述切屑可在所述切屑移除沟槽中以尤其最佳方式加以移除。与已知深孔钻相比较，根据本发明的所述深孔钻尤其允许相当较高的进给速率， 所述进给速率允许工业生产中的相应较高的生产速度。可实现为已知深孔钻的进给速率三倍以上的进给速率。通过在钻孔期间所产生的切屑的有利成形来实现改进。所述切屑分割器确保所述切屑在纵向方向上的分割，以使得所述切屑的宽度为有限的。由于所述子切刀的所述布置以及所述切屑的所致碰撞，因此实现所述切屑的断裂且因此实现所述切屑的长度上的限制。以此方式通过减小的冷却剂供应量也确保所述切屑的移除。由此用根据本发明的深孔钻实现高级别的工艺稳定性。明确地说，可通过避免切屑移除沟槽的任何堵塞来可靠地防止钻的破裂，钻的破裂将会导致待钻孔的工件的破坏。根据本发明的深孔钻因此在使用中一般提供相当大的优点，尤其是在工业成批生产中。根据本发明的深孔钻的其它实施例和其它发展为从属权利要求的标的物。尤其有利的实施例假定所述至少一个切屑分割器是实现为沟槽。或者，所述至少一个切屑分割器可以实现为台阶。一个有利实施例假定所述切屑分割器的数目取决于所述深孔钻的直径为固定的，其中可通过增加钻的直径来设置若干个切屑分割器。另一个实施例假定所述切屑分割器具有关于平行于钻的中心轴线的线的大于 0°的自由穿孔角。由此所产生的切屑分割器的底切以某种方式形成切割转角且增加切屑分割的可靠性。这个实施例的另一个发展假定所述自由穿孔角取决于待钻孔的工件的材料为固定的。所述自由穿孔角优选处于1°到60°的范围中，尤其在8°到12°的范围中。所述切屑分割器布置于深孔钻的至少一个切刀中/上。所述切屑分割器按以下方式布置于所述切刀中/上使得所述切屑分割器将所述切刀实质上再分成相等长度的部分，以便由此将所述切屑再分成若干个实质上相等宽度的部分。所述分割尤其按以下方式发生使得以使得最长的子切刀的长度为最短的子切刀的长度的至多两倍的方式分割切割边缘。所述子切刀按以下方式来布置使得导引在机械加工期间所获得的所述切屑使之朝向彼此，且将通过利用由于从所述工件的表面进行的切割所产生的切屑流动方向使所述切屑碰撞。由于所述碰撞，因此将张力引入到所述切屑中，所述张力导致所述切屑的破裂且因此导致所述切屑的分离，借助于此情形而使得所述切屑在切屑长度方面为有限的。关于所述切屑的流动方向，以简化方式假定子切刀的切屑的流动方向垂直于所述子切刀的两个最外端的连接线或穿过每一个子切刀的相应最内切割端与最外切割端的弦杆，且子切刀的切屑的流动方向在朝向所述切屑移除沟槽的方向上指向远离所述工件的方向。这个方向将在下文中被称作切刀法线且与所述子切刀关于彼此的布置有关。将切刀的那些零件定义为布置于以下各者之间的子切刀所述深孔钻的中心轴线与切屑分割器之间、两个切屑分割器之间，或所述切屑分割器与钻头的圆周之间。根据有利实施例，所述子切刀可按以下方式来布置使得所述子切刀的切刀法线经安置而彼此成20°到90°的角度。在30°到70°的角度范围中的所述布置导致对切屑尤其有利的影响，从而导致切屑破裂。所述子切刀可具备实质上笔直配置，但所述子切刀也可具有不同的笔直或弯曲部分。一个有利实施例假定至少邻近于所述钻头的圆周的子切刀具有弯曲至外部的轮廓。可在工具中提供仅一个切刀直接邻近于所述钻头的圆周的子切刀具有向外弯曲的轮廓(尤其是圆的圆弧)以及在到所述圆周的过渡段上的切割转角。所述切屑分割器的布置以及所述子切刀关于彼此的布置取决于待处理的材料以及所述材料的变形能力、工艺参数，所使用的冷却润滑剂以及其它因素。根据有利实施例，可假定所述深孔钻由钻头和钻柄组成，或所述钻头与所述钻柄按一体式制造。或者，可提供可更换的钻头。其它实施例涉及钻头，所述钻头可例如由硬金属制成和/或可具备例如硬材料涂层等涂层。可通过这些措施来显著地延长所述深孔钻的使用寿命。根据本发明的深孔钻的其它有利的其它发展及实施例为下文的描述的标的物。
本发明的实施例展示于图式中且将在下文的描述中更详细地解释所述实施例，其中图1展示根据目前技术水平的深孔钻，所述深孔钻具有无切屑分割器的切刀，所述深孔钻通常被称作单唇钻；图2展示根据目前技术水平的深孔钻，所述深孔钻具有无切屑分割器的两个切刀且呈笔直带沟槽配置，所述深孔钻通常被称作双唇钻；图3展示根据本发明的深孔钻的切刀变成子切刀的切割的主要说明；图4展示根据本发明的深孔钻的第一实施例，所述深孔钻具有弯曲切刀以及布置为沟槽的切屑分割器；图5展示根据本发明的深孔钻的另一实施例，所述深孔钻具有弯曲切刀以及布置为台阶的切屑分割器；图6展示根据本发明的深孔钻的另一实施例，所述深孔钻具有切刀且具有实质上笔直的子切刀以及布置为沟槽的切屑分割器；图7展示根据本发明的深孔钻的另一实施例，所述深孔钻具有切刀且具有实质上笔直的子切刀以及布置为沟槽的切屑分割器；图8展示根据本发明的深孔钻的另一实施例，所述深孔钻具有两个切刀，所述两个切刀具有实质上笔直的子切刀以及布置为台阶的切屑分割器；图9展示布置为沟槽的切屑分割器的放大图，以及自由穿孔角Wl的说明。
具体实施例方式如从目前技术水平已知的，图1展示具有切刀16的深孔钻10。深孔钻10含有用于将深孔钻10容纳于钻卡盘(图1中未更详细地展示)中的夹持端11，且深孔钻10含有具有钻头13的钻柄12。钻柄12与钻头13是以一体式方式实现。至少一个冷却剂通道14 设置于钻柄12中，所述冷却剂通道通向钻头13的前端中。通过冷却剂通道14泵抽的冷却剂不仅提供用于使钻头13冷却，而且用于通过V形切屑移除沟槽15移除在钻孔期间所产生的切屑，切屑移除沟槽15开始于深孔钻10的切刀16上且几乎在钻柄12的整个长度上延伸。至少一个导引元件17可设置于钻头13的圆周上。如从目前技术水平已知的，图2展示具有两个切刀沈、26'的深孔钻20。所述深孔钻含有用于将深孔钻20容纳于钻卡盘(图2中未更详细地展示)中的夹持端21，且所述深孔钻含有具有钻头23的钻柄22。钻柄22与钻头23是以一体式方式实现。至少两个冷却剂通道M设置于钻柄22中，所述冷却剂通道通向钻头23的前端中。通过冷却剂通道 24泵抽的冷却剂不仅提供用于使钻头23冷却，而且用于通过V形切屑移除沟槽25、25 ‘移除在钻孔期间所产生的切屑，切屑移除沟槽25、25'分别起源于深孔钻10的切刀沈、26' 上且几乎在钻柄的整个长度上延伸。至少一个导引元件27可设置于钻头23的圆周上。在图3中，展示利用本发明的深孔钻的切刀区域具有切刀S，切刀S从中心轴线上的点Pl向上延伸到深孔钻的直径(圆周)上的点P3，且切刀S在点P2处被切屑分割器(未图示)再分成两个子切刀。一个子切刀Tl从点Pl延伸到点P2，另一子切刀T2从点P2向上延伸到点P3。子切刀Tl的切刀法线附垂直于连接线P1-P2延伸，子切刀T2的切刀法线N2垂直于连接线P2-P3延伸。切刀法线在切屑移除沟槽A的方向上分别指向远离工件的方向且彼此围成角度《3。图4到图6展示根据本发明的深孔钻的其它实施例，其中此处的相同元件具备与图3中相同的参考数字。在如图4中所展示的深孔钻中，弯曲切刀S具备布置于其中的切屑分割器ST，所述切屑分割器ST经布置为沟槽。所有所说明的深孔钻具有对应于钻孔直径的直径D。在如图5中所展示的深孔钻中，提供弯曲切刀S，弯曲切刀S具有布置为台阶的切屑分割器ST。如图6中所展示的深孔钻包括切刀S,切刀S具有实质上笔直的子切刀Tl和T2， 在所述子切刀Tl与T2之间布置有配置为沟槽的切屑分割器ST。如图7中所展示的深孔钻包括切刀S,切刀S具有实质上笔直的子切刀Tl和T2， 且切刀S具有配置为沟槽的切屑分割器ST。切刀法线m背对中心轴线且切刀法线N2面朝中心轴线。可用子切刀Tl、T2的此布置实现深孔钻的尤其简单的生产，这是因为子切刀 T1、T2的一般布置对应于已知的标准经抛光部分。通过切刀法线Ν1、Ν2关于彼此的较大角度《3实现切屑的尤其有利的破裂。如图8中所展示的深孔钻包括两个切刀S、S'，切刀S、S'具有实质上笔直的子切刀Tl和T2，且切刀S、S'具有配置为台阶的切屑分割器ST。两个切刀Tl、T2关于中心轴线而对称布置。图9展示深孔钻的切屑分割器ST的放大说明，所述切屑分割器ST经布置为沟槽。 大于0°的自由切割角Wl确保切屑的安全分割，甚至在高度粘性材料的情况下也如此。
权利要求
1.一种深孔钻，其包括至少一个切刀(S)，所述至少一个切刀(S)布置于钻头上且所述至少一个切刀(S)包括至少一个切割边缘，其中所述至少一个切刀(S)通过至少一个切屑分割器(S)而再分成至少两个子切刀(T1、T2)，所述至少一个切屑分割器(S)用于分割通过所述切割边缘移除的切屑，所述深孔钻的特征在于至少一个切刀(S)的所述子切刀(Tl、 Τ2)按以下方式相对于彼此而布置使得至少两个子切(Τ1、Τ2)的切刀法线(Ν1、Ν2)以彼此成至少20°的角度(w3)来对准。
2.根据权利要求1所述的深孔钻，其特征在于所述深孔钻包括切刀(S)，且至少直接邻近于所述深孔钻的圆周的所述子切刀0 具有向外弯曲的轮廓。
3.根据权利要求2所述的深孔钻，其特征在于直接邻近于所述深孔钻的所述圆周的所述子切刀(T2)在到所述钻头的圆周的过渡段处包括切割转角。
4.根据权利要求1所述的深孔钻，其特征在于所述至少一个切屑分割器(ST)是实现为沟槽。
5.根据权利要求1所述的深孔钻，其特征在于所述至少一个切屑分割器(ST)是实现为台阶。
6.根据权利要求1所述的深孔钻，其特征在于所述切屑分割器(ST)的数目是取决于钻孔直径(D)来确定。
7.根据前述权利要求中任一权利要求所述的深孔钻，其特征在于所述切屑分割器 (ST)将所述切割边缘再分成大约相等长度的区域。
8.根据前述权利要求中任一权利要求所述的深孔钻，其特征在于所述切屑分割器 (ST)按以下方式再分所述切割边缘使得最长子切刀的长度最大为最短子切刀的长度的两倍。
9.根据权利要求1所述的深孔钻，其特征在于至少两个子切刀(T1、T2)的所述切刀法线(Ν1、Ν2)是以彼此成30°到70°的角度(w3)来对准。
10.根据权利要求1所述的深孔钻，其特征在于所述切屑分割器(ST)具有关于所述钻的中心轴线的大于0°的切屑分割器自由穿孔角(Wl)。
11.根据权利要求1所述的深孔钻，其特征在于所述深孔钻包括钻头和钻柄，且所述钻头与所述钻柄是以一体式方式生产。
12.根据权利要求1所述的深孔钻，其特征在于所述深孔钻由钻头和钻柄组成。
13.根据权利要求12所述的深孔钻，其特征在于所述钻头为可更换的。
14.根据前述权利要求中任一权利要求所述的深孔钻，其特征在于所述至少一个钻头由耐磨材料制成，尤其是硬金属。
15.根据前述权利要求中任一权利要求所述的深孔钻，其特征在于至少所述钻头至少部分地具备涂层。
全文摘要
本发明涉及一种深孔钻，所述深孔钻包括至少一个切刀(S)，所述至少一个切刀(S)形成于钻头上且所述至少一个切刀(S)具有至少一个切割边缘，所述至少一个切刀是通过至少一个切屑分割器(ST)而分成至少两个子切刀(T1、T2)，所述至少一个切屑分割器(ST)是用于分割通过所述切割边缘移除的切屑，所述深孔钻的特征为至少一个切刀的所述子切刀(T1、T2)按以下方式相对于彼此而布置使得至少两个子切刀(T1、T2)的切刀法线(N1、N2)以彼此成至少20°的角度来对准。
文档编号B23B51/00GK102481638SQ201080033661
公开日2012年5月30日 申请日期2010年6月25日 优先权日2009年6月29日
发明者J·迪格 申请人:博泰克精密钻孔技术有限公司