钻孔的制造方法
【专利摘要】一种钻孔机具有实质上圆柱形刀体，其界定内表面及相对于所述内表面位于所述刀体的相反侧上的外表面。切削刃位于所述刀体的一端，其在切削所述工件时产生切屑。图案形成于所述刀体的所述外及/或内表面上。所述图案经配置以引导在所述切削刃处产生的切屑穿过路径且远离所述切削刃。
【专利说明】钻孔机
[0001]相关申请案的交叉参考
[0002]本专利申请案依据35U.S.C.§ 119主张2013年7月2日申请的第61/841，998号类似标题的美国临时专利申请案的权益，所述申请案的全文特此以引用的方式并入为本发明的部分。
【技术领域】
[0003]本发明涉及钻孔机，且更特定来说，涉及具有刀体及形成于刀体的外及/或内表面上的图案(例如，界定经配置以引导切屑远离钻孔机的切削刃的路径的图案)的钻孔机。
【背景技术】
[0004]典型现有技术钻孔机(或“孔锯”)包含圆柱形刀体，其界定刀体的切削刃上的多个锯齿。界定相对薄刀体(例如厚度约为0.042英寸或更少的刀体)的钻孔机倾向于比具有相对厚刀体(例如厚度约为0.050英寸或更大的刀体)的钻孔机更快地切削相同工件。另一方面，具有较厚刀体的钻孔机倾向于比具有较薄刀体的钻孔机更强健。
[0005]本发明的目的在于克服上文所描述的现有技术的缺点及/或劣势中的一或多者。
【发明内容】
[0006]根据一个方面，本发明是针对一种用于切削工件的钻孔机。所述钻孔机包括实质上圆柱形刀体，其界定内表面及相对于所述内表面位于所述刀体的相反侧上的外表面。切削刃位于所述刀体的一端，且在切削所述工件时产生切屑。一或多个图案形成于所述刀体的所述外及/或内表面上，所述图案界定至少一个路径，所述路径经配置以引导在所述切削刃处产生的所述切屑中的至少一些穿过所述路径且远离所述切削刃。
[0007]在一些实施例中，所述至少一个路径与所述切削刃流体连通。在一些此类实施例中，所述切削刃界定多个切削齿及位于切削齿之间的齿槽，且所述至少一个路径与至少一个齿槽流体连通且经配置以从其接收切屑且将其引导远离所述切削刃。
[0008]在一些实施例中，所述图案由相对于彼此间隔开的多个凸起表面区域及位于邻近凸起表面区域之间的对应凹陷表面区域界定。在一些此类实施例中，所述多个凸起表面区域及至少一个邻接凹陷表面区域合作以界定至少一个流道。在一些此类实施例中，所述至少一个路径从所述切削刃有角度地及轴向地延伸。在一些此类实施例中，所述至少一个路径为螺线或螺旋状的。
[0009]在一些实施例中，所述刀体界定经由与所述切削刃轴向地间隔开的所述刀体而形成的至少一个孔隙，且所述至少一个路径在所述切削刃与所述至少一个孔隙之间延伸。在一些此类实施例中，所述至少一个孔隙轴向地延长。在一些此类实施例中，所述至少一个孔隙为轴向地延长的槽，其经由所述刀体形成且经配置以接收从所述切削刃流动且(i)到所述槽中及/或(ii)穿过所述槽的切屑，以防止所述切屑在所述刀体的内部及所述刀体与工件之间的界面中的至少一者内的收集。
[0010]在一些实施例中，所述切削刃界定切口宽度，且所述凸起表面区域及对应凹陷表面区域位于或实质上在所述切口宽度内。在一些此类实施例中，每一凸起表面区域界定顶峰且所述邻接凹陷表面区域界定所述顶峰之间的根。每一顶峰界定在或实质上在所述切口宽度内的大直径。所述顶峰及根界定至少一个实质上螺线或螺旋路径，所述路径经配置以弓I导切屑穿过所述路径且远离所述切削刃。
[0011]在一些实施例中，所述刀体界定轴向长度，且所述至少一个路径沿着所述刀体的所述轴向长度延伸至少约1/3，优选地沿着所述刀体的所述轴向长度延伸至少约1/2，更优选地沿着所述刀体的所述轴向长度延伸至少约2/3，且甚至更优选地沿着所述刀体的所述轴向长度延伸至少约7/8。
[0012]在一些实施例中，界定至少一个路径的图案形成于所述刀体的所述外及内表面两者上。在一些此类实施例中，每一图案由相对于彼此间隔开的多个凸起表面区域及位于邻近凸起表面区域之间的对应凹陷表面区域界定。所述切削刃界定切口宽度，且所述凸起表面区域及凹陷表面区域位于或实质上在所述切口宽度内。
[0013]根据另一方面，本发明是针对一种用于切削工件的钻孔机。所述钻孔机包括实质上圆柱形刀体，其界定内表面及相对于所述内表面位于所述刀体的相反侧上的外表面。切削刃位于所述刀体的一端，其在切削所述工件时产生切屑。构件形成于所述刀体的所述外及内表面中的至少一者上以用于界定至少一个路径，所述路径用于引导在所述切削刃处产生的所述切屑中的至少一些穿过所述路径且远离所述切削刃。在一些实施例中，所述构件为相对于彼此间隔开的多个凸起表面区域及位于邻近凸起表面区域之间的对应凹陷表面区域。
[0014]本发明的一个优势在于形成于所述刀体的所述内及/或外表面上的所述图案或构件经配置以引导在所述切削刃处产生的所述切屑中的至少一些穿过所述路径且远离所述切削刃。本发明的另一优势在于其可允许钻孔机具有相对厚或强健的刀体，同时仍然实现相对快的切削速度，其类似于具有较薄刀体的现有技术孔锯所遇到的切削速度。
[0015]本发明及/或其当前优选实施例的其它目的及优势鉴于当前优选实施例及随附图式的以下详细描述而将变得更易于显见。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本发明的钻孔机的实施例的侧视图；
[0017]图2为图1的钻孔机的第一透视图；
[0018]图3为图1的钻孔机的第二透视图；
[0019]图4为图1的钻孔机的第三透视图；
[0020]图5为本发明的钻孔机的另一实施例的侧视图；
[0021]图5A为图5的钻孔机的部分放大视图；
[0022]图6为图5的钻孔机的第一透视图；
[0023]图7为图5的钻孔机的第二透视图；
[0024]图8为图5的钻孔机的第三透视图；
[0025]图9为本发明的钻孔机的另一实施例的侧视图；
[0026]图10为展示形成于钻孔机的表面上的图案的图9的细节“A”的视图；
[0027]图11为展示钻孔机的切削刃的图9的细节“B”的视图；
[0028]图12为在形成为圆柱形刀体形状之前本发明的钻孔机的刀体的侧视图；及
[0029]图13为沿着其线13-13截取的图12的刀体且展示形成于刀体的外及内表面中的槽形图案的部分、放大、稍微示意横截面图。
【具体实施方式】
[0030]在图1到4中，通常由参考数字10指示表示本发明的钻孔机的实施例。钻孔机10包括实质上圆柱形刀体12，其界定内表面14及相对于所述内表面14位于所述刀体12的相反侧上的外表面16。切削刃18位于所述刀体12的一端，且在切削工件时产生切屑。切屑为通过用工具切削工件而移除的材料。当用钻孔机切削木材工件时，切屑包括锯屑。另一方面，当切削金属工件时，切屑包括金属屑。图案20形成于刀体12的外表面16及内表面14上，且界定刀体12的每一相应表面上的路径22。每一路径22经配置以引导在切削刃18处产生的切屑中的至少一些穿过路径22且远离切削刃18。在所说明实施例中，路径22与切削刃18流体连通以在切削期间从其接收切屑流。
[0031]切削刃18界定多个切削齿24及位于切削齿24之间的齿槽26。在所说明实施例中，路径22与齿槽26流体连通且经配置以在切削期间从其接收切屑且将其引导远离切削刃18。
[0032]图案20由相对于彼此轴向地间隔开的多个凸起表面区域28及位于邻近凸起表面区域28之间的对应凹陷表面区域30界定。如图1到4中所示，图案20大致沿着刀体12的轴向长度“L”从切削刃18延伸。
[0033]凸起表面区域28及对应凹陷表面区域30合作以界定每一流道22。如可看出，每一路径22从切削刃18有角度地及轴向地延伸，且为螺线或螺旋状的。然而，如所属领域的一股技术人员基于本文中的教示可认识到，路径22的此特定形状仅为示范性的，且路径22可采取当前已知或稍后变为已知的任何众多不同形状或形式。
[0034]如图1到4中所示，刀体12界定穿过刀体12形成的多个孔隙32。在所说明实施例中，刀体12界定相对于彼此有角度地间隔开约90°的四个孔隙32。孔隙32与切削刃18轴向地间隔开，且每一路径22延伸于切削刃18与每一孔隙32之间，横跨每一孔隙32，且在每一孔隙32与钻孔机10的端盖33之间。每一孔隙32为轴向地延长的槽，其穿过刀体12而形成且经配置以接收从所述切削刃18流动且(i)到所述槽中及/或(ii)穿过所述槽的切屑，以防止所述切屑被收集在所述刀体12的内部及/或所述刀体12与工件之间的界面内。如所属领域的一股技术人员基于本文中的教示可认识到，所说明实施例的孔隙的数目、形状、大小、相对于彼此的间距及位置仅为示范性的，且孔隙可采取当前已知或稍后变为已知的众多不同数目、形状、大小、相对于彼此的间距及/或配置中的任一者。或者，钻孔机可根本不包含任何孔隙。
[0035]如通常在图1中所示，切削刃18界定切口宽度35。切口为例如木材工件等工件中由钻孔机作出的切削或切割，且切口宽度为工件中的切削或切割的宽度。切口宽度由切削刃18的宽度界定。包含凸起表面区域28及对应凹陷表面区域30的图案20位于或实质上在切口宽度35内。将图案20的凸起表面区域28定位于切口宽度35内促使防止图案20与工件之间的不合需要的摩擦啮合，例如通过带有摩擦地啮合工件或形成工件中的螺纹。在所说明实施例中，每一凸起表面区域28界定在其最高或最外点处的顶峰34，且邻接凹陷表面区域30界定在顶峰34之间的根36。顶峰34界定相应大直径且根36界定相应小直径。在刀体的外表面上的顶峰34的大直径为图案20的最宽直径。小直径为根36之间的距离。在图案20形成于刀体12的外表面16及内表面14两者上的所说明实施例中，刀体12的外表面16上的顶峰34与刀体12的内表面14上的顶峰34之间的距离不大于且优选地小于切口宽度35。如果图案20形成于刀体12的内表面14及外表面16中的仅一者上，那么顶峰34与刀体12的相反表面之间的距离不大于且优选地小于切口宽度35。在一个示范性实施例中，切口宽度35在约0.05到约0.08英寸的范围内，且外表面16及内表面14上的顶峰34之间的距离在约0.045英寸到约0.075英寸的范围内。在另一实施例中，每一顶峰34与相应根36之间的距离在约0.007英寸到约0.008英寸的范围内。
[0036]如可看出，顶峰34及根36界定围绕刀体12轴向地及有角度地延伸的实质上螺线或螺旋路径22，所述路径经配置以引导切屑从切削刃18穿过所述路径且远离切削刃18。如图1中所示，刀体12界定轴向长度“L”。路径22优选地沿着刀体12的轴向长度L延伸至少约三分之一(1/3)，更优选地沿着刀体12的轴向长度L延伸至少约二分之一(1/2)，更优选地沿着刀体12的轴向长度L延伸至少约三分之二(2/3)，且甚至更优选地沿着刀体12的轴向长度L延伸至少约八分之七(7/8)。
[0037]图5到8说明通常由参考数字100指示的钻孔机的另一实施例。钻孔机100实质上类似于上文结合图1到4所描述的钻孔机10，且因此以数字“I”开头的相似参考数字用以指示相似元件。刀体112界定内表面114、外表面116、切削刃118、多个有角度地间隔的轴向地延长的孔隙132及形成于外表面116及内表面114中的每一者上的图案120。如可看出，钻孔机100与钻孔机10之间的一个区别在于钻孔机100的图案120在切削刃118与每一孔隙132的入口端或切削刃端之间轴向地延伸。在所说明实施例中，图案120由多个轴向地间隔的凸起表面区域128及形成于邻近凸起表面区域128之间的对应凹陷表面区域130界定。凸起表面区域128及对应凹陷表面区域130界定在切削刃118与每一孔隙132的入口端或切削刃端之间实质上有角度地及轴向地延伸的相应流道122。如所属领域的一股技术人员基于本文中的教示可认识到，图案的位置及图案的配置仅为示范性的，且可采取当前已知或稍后变为已知的众多不同位置及/或配置中的任一者。举例来说，图案122的位置可仅存在于内表面114或外表面116上，或图案122可界定除了螺线或螺旋之外的配置。
[0038]在图9中，通常由参考数字200指示本发明的钻孔机的另一实施例。钻孔机200实质上类似于上文所描述的钻孔机10及100，且因此使用以数字“2”开头或以数字“2”而不是数字“I”开头的相似参考数字来指示相似元件。钻孔机200包含刀体212，所述刀体界定形成于刀体212的外表面228上的图案220。在所说明实施例中，图案220与齿224(见图11)的尖轴向地间隔开距离“D1”，且界定相对于齿224的前刀面226(见图11)的右旋螺纹。在所说明实施例中，距离Dl在约十六分之一(1/16)英寸到约十六分之三(3/16)英寸的范围内，且优选地约为八分之一(1/8)英寸。然而，如所属领域的一股技术人员基于本文中的教示可认识到，距离Dl可采取众多其它尺寸中的任一者。如所描绘，图案220由螺线或螺旋状凸起表面区域228 (所述凸起表面区域的横截面实质上为V状的)及与凸起表面区域228合作以界定螺线或螺旋流道222的邻接凹陷表面区域230形成。凸起表面区域228界定约等于对应凹陷表面区域230的轴向宽度的轴向宽度。然而，如所属领域的一股技术人员基于本文中的教示可认识到，凸起表面区域228及对应凹陷表面区域230可界定不同宽度，且另外可界定不同于所展示的相对尺寸、形状及配置。
[0039]如图10中所示，凸起表面区域228及凹陷表面区域230宽度Wl及W2分别大致相同。在一些实施例中，宽度Wl及W2大约为0.125英寸。而且在一些实施例中，凸起表面区域228的顶峰234距凹陷表面区域或根230的高度H在约0.01英寸到约0.02英寸的范围内，且优选地约为0.015英寸。V状凸起表面区域228的侧壁229、231之间的夹角α在约一百三十五度(135° )到约一百七十五度(175° )的范围内，且优选地约为一百五十五度(155° )。在所说明实施例中，图案220界定每英寸约八(8)个螺纹的“ΤΡΙ”，且刀体212界定约35HRc的“洛式C”硬度。然而，如所属领域的一股技术人员基于本文中的教示可认识到，距离D、宽度Wl及W2 (其不一定要相同)、高度H、容限、角度α、ΤΡΙ及硬度仅为示范性的，且或者可采取可需要或以其它方式要求的众多不同值中的任一者。
[0040]如图11中所指示，图案220界定相对于切削刃218的齿224的前刀面226的右旋螺纹。如所属领域的一股技术人员基于本文中的教示可认识到，此类型的图案及其右旋螺纹配置仅为示范性的，且所述图案可采取当前已知或稍后变为已知的众多不同配置中的任一者O
[0041]图12说明本发明的钻孔机的刀体的另一实施例，其中刀体在经形成为圆柱形形状之前展示成扁平配置。刀体312实质上分别类似于上文所描述的钻孔机10、100及200的刀体12、112及212，且因此以数字“3”开头或以数字“3”而不是数字“I”或“2”开头的相似参考数字用以指示相似元件。刀体312界定图案320，所述图案可使用例如从刀体312的切削刃318有角度地及轴向地延伸的端铣刀或开缝锯来形成。
[0042]如图13中所示，图案320形成于刀体312的内表面314及外表面316两者上。图案320界定具有延伸于凹陷表面区域之间的对应相对凸起表面区域328的实质上矩形或U状凹陷表面区域330。凹陷表面区域330在螺线或螺旋图案中从切削刃318有角度地及轴向地延伸。如图12中所示，凹陷表面区域330以相对于切削刃318的锐角有角度地延伸。在所说明实施例中，锐角在约二度(2° )到约八度(8° )的范围内，且优选地约为五度(5。)。然而，如所属领域的一股技术人员基于本文中的这些教示可认识到，此些角度为示范性的且可采取所需要或以其它方式要求的众多不同值中的任一者。刀体312界定厚度Τ，每一凹陷表面区域330界定在相应凹陷表面区域330的每一基底及侧壁的角处的宽度Wl、深度D及半径R，且每一对应凸起表面区域328界定宽度W2。在一个实施例中，刀体厚度T约为0.05英寸，每一凹陷表面区域330界定约0.1英寸的宽度W1、约0.025英寸的深度D及约0.005英寸的半径R，且每一相对凸起表面区域328界定约0.15英寸的宽度W2。
[0043]如所属领域的一股技术人员基于本文中的教示可认识到，图案的形状及钻孔机的所指示的尺寸仅为示范性的，且可采取所需要或以其它方式要求的任何众多不同形状或尺寸中的任一者。举例来说，在一些实施例中，刀体的厚度T在约0.035英寸到约0.075英寸的范围内，优选地在约0.045英寸到约0.065英寸的范围内，且更优选地在约0.05英寸到约0.06英寸的范围内。类似地，在一些实施例中，每一凸起表面区域的顶峰与对应凹陷表面区域的根之间的距离小于约0.025英寸，在一些此类实施例中小于约0.01英寸，且在一些此类实施例中在约0.007到约0.008英寸的范围内。在一些实施例中，每一凸起表面区域的顶峰与对应凹陷表面区域的根之间的距离在约0.0l到约0.02英寸的范围内，且在一些此类实施例中约为0.015英寸。如上文所指示，本发明的一个优势在于其可使得钻孔机能够实现相对快的切削速度，其类似于具有较薄刀体的现有技术钻孔机所遇到的切削速度。因此，本发明可并入到用以增强切削速度的相对薄的刀体钻孔机中，例如界定小于约0.05英寸的刀体厚度，在一些状况下界定小于约0.45英寸(例如，约0.042英寸)的刀体厚度，及在一些状况下界定小于约0.04英寸(例如，约0.035英寸)的刀体厚度的钻孔机。另一方面，本发明可并入到界定较厚刀体以实现相对坚固或强健刀体及相对快的切削速度两者(与具有相当厚度的刀体的现有技术钻孔机相比较)的钻孔机中。举例来说，本发明的钻孔机可界定约0.05英寸或更大的刀体厚度，例如在约0.05英寸到约0.075英寸的范围内或在一些此类状况下，在约0.05英寸到约0.06英寸的范围内。
[0044]如所属领域的一股技术人员基于本文中的教示可认识到，可对本发明的上文所描述及其它实施例作出众多改变及修改而不脱离其如权利要求书中所定义的范围。举例来说，钻孔机可采取当前已知或稍后变为已知的在众多不同钻孔机中的任一者中发现的众多不同特征中的任一者的形式或可包含所述众多不同特征中的任一者，包含(但不限于)经指派给本发明的受让人的以下专利申请案中的教示中的任一者，且其中的每一者的全文特此以引用的方式明确地并入为本发明的部分--第2011/0170965、2011/0170969、2011/0170972、2011/0170970、2011/0170971、2011/0170967 号美国专利申请公开案。另外，图案可形成于刀体的外或内表面中的两者或仅一者上，且一个表面上的图案与另一表面相比较可为不同的，例如通过界定不同形状、配置及/或轴向长度。另外，图案可界定波状路径或围绕刀体有角度地但并非环状地延伸的路径。此外，切削刃可采取当前已知或稍后变为已知的众多不同形式中的任一者，且可经配置以用于切削众多不同材料(例如，木材、金属及/或合成材料)中的任一者及/或任何材料的任何所要混合或组合。因此，与限制性意义相反，实施例的此详细描述应被视为具有说明性意义。
【权利要求】
1.一种用于切削工件的钻孔机，其包括: 实质上圆柱形刀体，其界定内表面及相对于所述内表面位于所述刀体的相反侧上的外表面； 位于所述刀体的一端的切削刃，其在切削所述工件时产生切屑；及 图案，其形成于所述刀体的所述外及内表面中的至少一者上且界定至少一个路径，其中所述至少一个路径经配置以引导在所述切削刃处产生的所述切屑中的至少一些穿过所述路径且远离所述切削刃。
2.根据权利要求1所述的钻孔机，其中所述至少一个路径与所述切削刃流体连通。
3.根据权利要求1所述的钻孔机，其中所述切削刃界定多个切削齿及位于切削齿之间的齿槽，且所述至少一个路径与至少一个齿槽流体连通且经配置以从其接收切屑且引导所述切屑远离所述切削刃。
4.根据权利要求1所述的钻孔机，其中所述图案由相对于彼此间隔开的多个凸起表面区域及位于邻近凸起表面区域之间的对应凹陷表面区域界定。
5.根据权利要求4所述的钻孔机，其中多个凸起表面区域及至少一个邻接凹陷表面区域合作以界定至少一个流道。
6.根据权利要求5所述的钻孔机，其中所述至少一个路径从所述切削刃有角度地及轴向地延伸。
7.根据权利要求6所述的钻孔机，其中所述至少一个路径为螺线或螺旋状的。
8.根据权利要求7所述的钻孔机，其中所述刀体界定穿过与所述切削刃轴向地间隔开的所述刀体而形成的至少一个孔隙，且所述至少一个路径在所述切削刃与所述至少一个孔隙之间延伸。
9.根据权利要求8所述的钻孔机，其中所述至少一个孔隙轴向地延长。
10.根据权利要求9所述的钻孔机，其中所述至少一个孔隙为轴向地延长的槽，其穿过所述刀体而形成且经配置以接收从所述切削刃流动出且(i)到所述槽中及(ii)穿过所述槽中的至少一者的切屑，以防止所述切屑被收集在所述刀体的内部及所述刀体与工件之间的界面中的至少一者内。
11.根据权利要求1所述的钻孔机，其中所述切削刃界定切口宽度，且所述凸起表面区域及对应凹陷表面区域位于所述切口宽度内。
12.根据权利要求11所述的钻孔机，其中每一凸起表面区域界定顶峰且所述邻接凹陷表面区域界定所述顶峰之间的根。
13.根据权利要求12所述的钻孔机，其中每一顶峰界定所述切口宽度内的大直径。
14.根据权利要求12所述的钻孔机，其中所述顶峰及根界定至少一个实质上螺线或螺旋路径，所述路径经配置以弓I导所述切屑穿过所述路径且远离所述切削刃。
15.根据权利要求14所述的钻孔机，其中所述刀体界定轴向长度，且所述至少一个路径沿着所述刀体的所述轴向长度延伸至少约1/3。
16.根据权利要求15所述的钻孔机，其中所述至少一个路径沿着所述刀体的所述轴向长度延伸至少约1/2。
17.根据权利要求16所述的钻孔机，其中所述至少一个路径沿着所述刀体的所述轴向长度延伸至少约2/3。
18.根据权利要求17所述的钻孔机，其中所述至少一个路径沿着所述刀体的所述轴向长度延伸至少约7/8。
19.根据权利要求1所述的钻孔机，其中界定至少一个路径的图案形成于所述刀体的所述外及内表面两者上。
20.根据权利要求19所述的钻孔机，其中每一图案由相对于彼此间隔开的多个凸起表面区域及位于邻近凸起表面区域之间的对应凹陷表面区域界定，所述切削刃界定切口宽度，且所述凸起表面区域及凹陷表面区域位于所述切口宽度内。
21.一种用于切削工件的钻孔机，其包括: 实质上圆柱形刀体，其界定内表面及相对于所述内表面位于所述刀体的相反侧上的外表面； 位于所述刀体的一端的切削刃，其在切削所述工件时产生切屑；及 构件，其形成于所述刀体的所述外及内表面中的至少一者上且界定至少一个路径，所述路径用于引导在所述切削刃处产生的所述切屑中的至少一些穿过所述路径且远离所述切削刃。
22.根据权利要求21所述的钻孔机，其中所述构件为相对于彼此间隔开的多个凸起表面区域及位于邻近凸起表面区域之间的对应凹陷表面区域。
【文档编号】B23B51/00GK104275513SQ201410313237
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年7月2日 优先权日:2013年7月2日
【发明者】约瑟夫·T·诺瓦克, 威廉·B·科布 申请人:艾温工业工具公司