专利名称：可转位的钻头镶片、钻孔刀具及其组装方法
技术领域：
本披露的多个实施方案涉及一种钻孔刀具。更加具体而言，这些实施方案涉及带有多个切削刃三角形状的钻头镶片。
背景技术：
钻孔刀具典型地将镶片用于钻孔过程。在钻孔刀具中使用的这些现有的镶片是三角形的镶片并且具有三个切削刃。当这些镶片使用了一定的持续时间之后，这些切削刃将磨损。因此，必须将这些镶片进行转位并且然后在所有的6个切削刃被磨损之后，用新的镶片进行更换。在具有普通镶片安装的可转位的钻头中，镶片的螺纹是与螺丝相接合的。随着在钻头本体中用于攻丝的材料数量的减少，在钻头中的螺丝被攻丝成约I. 5个螺纹至2个螺纹。按照前面的讨论，对于具有不止一个切削刃的钻头镶片存在一种需要以便克服这种限制。
发明内容
因此，本披露提供了具有三角形状的一种可转位的钻头镶片，包括彼此平行的一个上侧面和一个下侧面，其特征在于，在该钻头镶片的中央处的一个安装孔能够使镶片既可安装在该镶片的上侧面上也可安装在下侧面上；以及在该镶片的每个侧面上的多个切削刃，并且涉及一种钻孔刀具，该钻孔刀具包括具有三角形状的一个可转位的钻头镶片，该钻头镶片包括彼此平行的一个上侧面和一个下侧面，其特征在于，在该钻头镶片的中央处的一个安装孔能够使该镶片被安装在该镶片的上侧面和下侧面二者上；和在该镶片的每个侧面上的多个切削刃；以及一个钻头本体，该钻头本体带有多个钻槽以及在该槽末端处的钻头凹座，所述钻头凹座被配置为容纳这些可转位的钻头镶片；其中所述可转位的钻头镶片被切向地安装在这些钻头凹座中，并且还提供了用于组装钻孔刀具的方法，该方法包括将可转位的钻头镶片切向地安装在该钻孔刀具的多个钻头凹座中；并且使用螺钉将这些可转位的钻头镶片与该钻孔刀具紧固在一起。通过提供如在本披露中所要求的钻头镶片，将现有技术的这些缺陷克服了并且提供了额外的优点。额外的特征和优点是通过本披露的这些技术来实现的。本披露的其他实施方案和方面在此将进行详细地描述并且被认为是所要求的披露的一部分。在一个实施方案中，本披露提供了具有三角形状的一种可转位的钻头镶片，该可转位的钻头镶片包括彼此平行的一个上侧面和一个下侧面，其特征在于，在该钻头镶片的中央处的一个安装孔能够使这个可转位的镶片既可安装在该镶片的上侧面上也可安装在下侧面上；以及在该镶片的每个侧面上的多个切削刃。在一个实施方案中，该可转位的钻头镶片包括六个切削刃并且具有在相邻的切削刃之间范围从约70°至90°的夹角、以及在同一个切削刃的两个部分之间范围从约140°至约180°的一个角。在一个实施方案中，在上侧面与一个前刀面之间的角的范围是从约50°至约 90°。在一个实施方案中，该上侧面与下侧面各自具有三个切削刃。在一个实施方案中，一种钻孔刀具包括具有三角形状的一个可转位的钻头镶片， 该钻头镶片包括彼此平行的一个上侧面和一个下侧面，其特征在于，在该钻头镶片的中央处的一个安装孔能够使该镶片既可安装在该镶片的上侧面上也可安装在下侧面上；和在该镶片的每个侧面上的多个切削刃；以及一个钻头本体，该钻头本体带有多个钻槽以及在该槽末端处的钻头凹座，所述钻头凹座被配置为容纳这些可转位的钻头镶片；其中所述可转位的钻头镶片被切向地安装在这些钻头凹座中。在一个实施方案中，该可转位的钻头镶片包括六个切削刃并且具有范围从约70° 至90°的夹角、以及在同一个切削刃的两个部分之间范围从约140°至约180°的一个角。在一个实施方案中，该钻头镶片的上侧面与下侧面各自具有三个切削刃。在一个实施方案中，本披露提供了一种用于组装钻孔刀具的方法，该方法包括将多个可转位的钻头镶片切向地安装在该钻孔刀具的钻头凹座中；并且使用螺钉将这些可转位的钻头镶片与钻孔刀具该紧固在一起。在一个实施方案中，这此钻头镶片被安装的方式为使得该螺钉的轴线是基本上平行于钻孔刀具的轴线。以上概述只是说明性的并不旨在以任何方式予以限制。除了以上描述的这些说明性方面、实施方案、和特征之外，其他的方面、实施方案、和特征将通过参照附图和以下详细的说明而变得清楚。
本披露的这些特征将通过以下说明和所附权利要求，并且结合附图而变得更加充分地清楚。应该理解的是，这些附图仅描绘了根据本披露的几个实施方案并且因此不被认为是对其范围进行限制；本披露将通过使用这些附图借助额外的特定性和细节来予以说明。图I示出根据本披露的钻头镶片的俯视图；图2示出根据本披露的钻头镶片的侧视图；图3示出根据本披露的钻头镶片的透视图；图4a、图4b、图4c示出根据本披露的带有多个镶片的钻孔刀具；图5a和图5b示出根据本披露与钻体组装在一起的可转位的钻头镶片的透视图；图6a和图6b示出根据本披露将该可转位的钻头镶片与钻体进行组装的透视图；图7示出根据本披露的具有与钻孔刀具的轴线相平行的紧固装置的钻孔刀具；图8示出根据本披露具有切向安装的成三角形钻头镶片的钻孔刀具的底部视图； 并且图9不出根据本披露在该凹座中的多个座入面。
具体实施方式
在以下的详细说明中，对构成其中一个部分的这些附图进行参照。在这些图中，类似的符号典型地标识类似的部件，除非上下文以其他方式指明。这些说明性实施方案通过详细的说明和附图来予以说明。在不背离在此提出的主题的精神和范围的情况下，可以利用其他实施方案，并且可以做出其他改变。应当已经理解的是，本披露的这些方面(如在此总体上说明的，并且在附图中展示的)可以按照广泛多样的不同构形来安排、代替、组合、 和设计，它们全部被明确地考虑并且构成本披露的一个部分。本披露除其他事项之外涉及一种钻头镶片。更加具体地,本披露的实施方案涉及具有三角形状的可转位的钻头镶片。参考数字I :可转位的钻头镶片，
Ia:钻头镶片的安装孔，
Ib:钻头镶片的上侧面，
Ic:钻头镶片的下侧面，
Id:钻头镶片的切削刃，
Ie:钻头镶片的接触面，2 :钻孔刀具，3 :钻头本体，4 :钻槽，5 :钻头镶片凹座，6 :螺钉，7:镶片凹座中的螺钉孔，8 :槽上的切屑缝区域，a :在上侧面Ib与前刀面之间的夹角，P :同一个切削刃的两个部分之间的夹角，0 :相邻的切削刃之间的夹角，SI、S2、S3、S4、S5和S6 :钻头镶片上的侧面，H1、H3和H5 :在钻头镶片下侧面上钻头镶片的切削刃，H2、H4和H6 :在钻头镶片上侧面上钻头镶片的切削刃，以及R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11 以及 R12 :可转位钻头镶片的前角部分。参见图I至图9，示出了根据本披露的一个双面或可转位的钻头镶片。该镶片是成三角形的，它是由直接压制的烧结碳化物制造的。 在一个实施方案中，图I、图2和图3对应地展示了成三角形的钻头镶片的俯视图、 侧视图和透视图。该镶片是基本上三角形的；该三角形的每个边从该三角形的中央被向外分开以便形成该三角形的每个边的两个侧面。因此，该镶片获得了六个拐角，其中该三角形的顶角已被制成了更大的钝角。对成三角形的钻头镶片进行说明的另一种方式是，被内接在该钻头镶片中的一个假想的圆在六个点与该钻头镶片的周边接触。因此，该钻头镶片包括六个侧面S1、S2、S3、S4、S5、S6，每个侧面包括一个主切削刃(H1、H2、H3、H4、H5、H6)。三个主切削刃H2、H4、H6在图I中被示出与一个上侧面直接相连接。而另外的三个主切削刃 HU H3、H5是在该钻头镶片的下侧面上见到的。为了将钻头镶片安装在一个钻头镶片凹座5中，在钻头镶片I中在中央提供一个安装孔Ia(包括其轴线)。在一个实施方案中，例如，这些切削刃的夹角a的范围是从约70°至约90°并且同时同一个侧面的这些相同切削刃部分之间的角P的范围是从约140°至约180°。在相邻的切削刃之间的夹角9的范围是从约50°至约90°。该镶片是负镶片，并且在这些切削刃上没有后角。这能够使镶片靠在一个面上时将镶片转位三次，而当镶片靠在另一个面上时能够另外转位三次。在钢制钻头本体中，这些接触面将靠在这些凹座壁上。该前角与切削刃上的夹角是互补的。如果前角是13°，那么夹角a是77°。如果前角是15°那么夹角a是75°。可转位的钻头镶片具有前角部分，它们被表示为R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、 R8、R9、R10、R11 和 R12。在一个实施方案中，这些三角形镶片与三角形镶片相比更强大，因为其夹角a较大(在三角形的情况下为80°而在三角形的情况下为60° )。当这些镶片在切削刃上不具有任何后角时，这使得与一个正镶片(镶片在切削刃上具有后角)相比能够提供两倍的切削刃数目。同样，因为它是一个负镶片，在钻头中相对于该镶片定位的间隙被改变并且因此超前角也被改变。在一个实施方案中，图4a至图4c展示了根据本披露的钻孔刀具的透视图和侧视图。钻体2配备有两个镶片凹座5，每个镶片凹座配备有两个接触表面(图9)，其上安排一个有待通过螺钉6来安装的可转位的钻头镶片I。螺钉6穿过钻头镶片I的安装孔Ia被拧入到钻头本体8的钻头镶片凹座5中的一个螺纹紧固孔7中。在一个实施方案中，图5a和图5b展示了根据本披露与钻体3组装在一起的可转位的钻头镶片I的透视图。图6a和图6b展示了根据本披露将可转位的钻头镶片与钻体进行组装的透视图。在一个实施方案中，钢制的钻头本体3是按照与顶部切削增加式(Top cut plus) 钻头或钻头固定三角形(Drill Fix Trigon, DFT)/钻头固定正方形(Drill Fix Square, DFS)类似的钻头动力学构建的。该钻头的切削端部分承载着以上讨论的镶片中的两个。这些镶片是切向安装的。这些内部镶片和这些外部镶片被定位成使得该钻头形成一个“锥” 角，但是由这两个镶片定位而形成的角度不必是相同。这些镶片被定位成使得这些镶片的轴线与钻头轴线是基本上平行的，但具有小角度定向。这些小角度定向被提供为使得补偿所有其他后角和超前角，如锥角、前角(轴向前角和径向前角)、等等。因此，在这些镶片螺钉的轴线与钻头本体的轴线之间还存在着小的偏移量。这些槽的螺旋角的范围是从约10°至约30°。这主要的是促进了切屑刚好从镶片尖端的切削刃至钻头后端经过这些槽自由且轻松的排出。在一个实施方案中，图7展示了根据本披露具有与钻孔刀具轴线相平行的紧固装置的钻孔刀具。紧固装置6 (多个螺钉)被插入这些钻头镶片I中以便与钻头本体3紧固在一起。螺钉的轴线是基本上平行于钻头本体的轴线。在一个实施方案中，图8展示了钻头的端视图，该端视图展示了这个成三角形的镶片的切向安装。切向安装暗含着这些螺钉实质上是基本地平行于钻头轴线(图7)安装的。有足够的材料用于在钻头本体中攻丝并且因此可以使用具有较长长度的螺钉。这能够使至少两个或三个完整的螺纹与钻头本体中的这些螺纹相接合。因此，在切向安装的情况下座入更加稳定。同样，因为在轴向方向上这些接触面较大，切削力的轴向分量的传输更加有效。在一个实施方案中，本披露提供了一种转位方法。该方法包括以下动作将该镶片从钻孔凹座中拧松，将镶片围绕镶片的安装孔进行旋转以便使得与这些主镶片相邻的面与凹座壁进行接触，并且重新将这些镶片与钻头本体拧紧在一起。一旦该镶片的一个侧面上的所有三个切削刃被用完，将该镶片拧松并且倒置这样使得另一个面与凹座壁接触，而且重新拧上并且因此另一面上的三个切削刃也被使用。在一个实施方案中，图9展示了根据本披露的在该凹座中的座入面。这些座入面的轮廓为这些钻头镶片提供了更强的夹紧。在钻孔之后这些切屑穿过这个切屑缝区域8并且穿过这个螺旋槽。等效物对于在此使用的实质上任何的复数的和/或单数的术语而言，本领域的普通技术人员可以在对于上下文和/或申请是适当的时候从复数转变到单数和/或从单数转变到复数。为了清晰起见，不同的单数/复数置换在此可以予以清楚地阐述。本领域普通技术人员应当理解，一般而言在此使用的术语，并且特别是在所附权利要求中(例如，所附权利要求的主体)总体上旨在作为“开放式”术语(例如，术语“包括”应解释为“包括但不限于”，术语“具有”应解释为“至少具有”，术语“包括了”应解释为 “包括了但不限于”，等等。)本领域普通技术人员应进一步理解，如果一个引入权利要求的具体数目的叙述是预期的，这样一种意向将在该权利要求中被明确地引证，并且在缺少这种叙述的情况下不存在这种意向。例如，为了理解的目的，以下所附权利要求可以包含使用前言短语“至少一个”以及“一个或多个”来引导权利要求叙述。然而，使用此类短语不应被解释成暗含着由不定冠词“一”或“一个”引入的一个权利要求叙述将包含此类引入的权利要求叙述的任何具体的权利要求限制于仅包含一个此类叙述的发明，即便在同一个权利要求包括了引导语“一个或多个”或者“至少一个”并且不定冠词如“一”或“一个”(例如， “一”和/或“一个”应典型地被解释成指的是“至少一个”或“一个或多个”)时；对于用来引入权利要求叙述的定冠词的使用同样保持正确。另外，即使一个引入的权利要求叙述的具体数字被明确地列举，本领域普通技术人员将认识到，此类叙述应典型地被解释为至少表示引用的数字(例如，“两个叙述”的裸叙述，而且没有其他限定语，典型地意味至少两个叙述，或者两个或更多叙述。)此外，在类似于“A、B和C中的至少一个、等等”约定的那些情况中，总体上此类句法关系是旨在某种意义上本领域的普通技术人员应当理解这种约定 (例如，“具有A、B和C中的至少一个的系统”)将包括但不限于具有单独的A、单独的B、单独的C、A连同B、A连同C、B连同C、和/或A、B、以及连同C、等等的系统)。在使用类似于 “A、B、或C中的至少一个、等等”的约定的那些情况中，总体上此类句法关系是旨在某种意义上本领域普通技术人员应该理解这种约定(例如，“具有A、B、或C中的至少一个的系统”将包括但不限于具有单独的A、单独的B、单独的C、A连同B、A连同C、B连同C、和/或A、B、 以及连同C、等等的系统。)本领域普通技术人员将进一步理解的是，事实上任何转折词和 /或短语表示两个或更多的替代术语，无论是在说明书、权利要求书、或附图中，应理解为考虑包括这些术语之一、这些术语中的任何一个、或者这两种术语的可能性。例如，短语“A或 B”将被理解为包括具有“A”或“B”或“A和B”的这些可能性。虽然在此披露了不同的方面和实施方案，其他方面和实施方案对于本领域普通技
7术人员将是清楚的。在此披露的不同的方面和实施方案是出于解说的目的并且不旨在进行限制，而真正的范围和精神是通过以下权利要求来表明的。
权利要求
1.一种具有三角形状的、可转位的钻头镶片(1)，包括彼此平行的一个上侧面(Ib)和一个下侧面(Ic)，其特征在于，在该钻头镶片(I)的中央处的一个安装孔(Ia)能够使该可转位的镶片(I)既可安装在该镶片(I)的上侧面(Ib)上也可安装在下侧面(Ic)上；以及在该镶片(I)的每个侧面上的多个切削刃(Id)。
2.如权利要求I所述的可转位的钻头镶片(I)，其中所述镶片(I)包括六个切削刃并且在相邻的切削刃之间具有范围从约70°至90°的夹角、以及在同一个切削刃的两个部分之间范围从约140°至约180°的一个角。
3.如权利要求I所述的可转位的钻头镶片(I)，其中在上侧面(Ib)与一个前刀面之间的角的范围是从约50°至约90°。
4.如权利要求I所述的可转位的钻头镶片(1)，其中该上侧面(Ib)与该下侧面(Ic) 各自具有三个切削刃(Id)。
5.一种钻孔刀具(2)，包括一个具有三角形状的可转位的钻头镶片(I)，该钻头镶片包括彼此平行的一个上侧面(Ib)和一个下侧面(Ic)，其特征在于，在该钻头镶片(I)的中央处的一个安装孔(Ia)能够使该镶片(I)既可安装在该镶片(I)的上侧面(Ib)上也可安装在下侧面(Ic)上；以及在该镶片(I)的每个侧面上的多个切削刃(Id)，以及一个钻头本体(3)，该钻头本体带有多个钻槽(4)以及在该钻槽末端的多个钻头凹座(5)，所述钻头凹座(5)被配置为容纳这些可转位的钻头镶片⑴；其中所述多个可转位的钻头镶片(I)被切向地安装在这些钻头凹座(5)内。
6.如权利要求5所述的钻孔刀具(2)，其中所述钻头镶片(I)包括六个切削刃并且具有范围从约70°至约90°的夹角、以及在同一个切削刃的两个部分之间范围从约140°至约180°的一个角。
7.如权利要求5所述的钻孔刀具，其中该钻头镶片(I)的上侧面(Ib)与该下侧面(Ic) 各自具有三个切削刃(Id)。
8.一种组装钻孔刀具(2)的方法，包括将多个可转位的钻头镶片⑴切向地安装在该钻孔刀具⑵的多个钻头凹座(5)中；并且使用多个螺钉(6)将这些可转位的钻头镶片(I)与该钻孔刀具(2)紧固在一起。
9.如权利要求8所述的方法，其中这些钻头镶片(I)进行安装的方式为使得该螺钉(6)的轴线是基本上平行于该钻孔刀具(2)的轴线。
全文摘要
本发明涉及可转位的钻头镶片、钻孔刀具及其组装方法。本披露涉及一种钻孔刀具，更加具体地涉及带有多个切削刃的三角形状的钻头镶片。这种具有三角形状的可转位钻头镶片(1)包括彼此平行的一个上侧面(1b)和一个下侧面(1c)，其特征在于，在该钻头镶片(1)的中央处的一个安装孔(1a)能够使该可转位的镶片(1)既可安装在该镶片(1)的上侧面(1b)上也可安装在下侧面(1c)上；以及在该镶片(1)的每个侧面上的多个切削刃(1d)。
文档编号B23B51/00GK102581351SQ20121000974
公开日2012年7月18日 申请日期2012年1月13日 优先权日2011年1月14日
发明者K·拉米希 申请人:钴碳化钨硬质合金印度有限公司