钻具的制作方法

本发明涉及一种具有权利要求1的前序部分中的特征的钻具。

背景技术：

通用的钻具，尤其是麻花钻，包括圆柱形的主体，在该主体上螺旋地构造有刃瓣(web)以及在刃瓣之间的容屑槽。这些容屑槽相对于该麻花钻的中心轴线以倾斜方式延伸的角度是该麻花钻的螺旋角(也称为螺线角)。螺旋角可以沿着麻花钻的长度变化。通常，麻花钻具有两个螺旋容屑槽。这些容屑槽允许切屑被运走。

从现有技术中已知通过磨削来扩大钻具的容屑槽。以这种方式产生的切屑空间扩展部产生了用于接收和运走切屑的额外容积。切屑空间扩展部通常意味着与实际的刀具磨削相比，容屑槽的自由横截面被扩大。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种改进的钻具。该目的通过具有权利要求1的特征的钻具来实现。在从属权利要求中详细说明了有利的改进。

根据本发明的钻具被配置成使得切屑空间扩展部占据到刃瓣上，从而在切屑空间扩展部的区域中减小刃瓣宽度。换句话说，以刃瓣为代价，钻具的切屑空间被扩大。因此，刃瓣在切屑空间扩展部的区域内比在钻具的未形成切屑空间扩展部的部分内更窄。

来自现有技术的切屑空间扩展部是在其底部的容屑槽中的局部凹陷的形式。因此，通过已知的切屑空间扩展部产生的额外切屑空间受到限制，因为钻具的支撑横截面，即芯部直径，被削弱。

相反，根据本发明的切屑空间扩展部横向地扩展切屑空间，因为减小了刃瓣宽度。此外，当然还可以通过使容屑槽在其底部凹进而产生另外的切屑空间。

根据本发明的切屑空间扩展部有利于切屑的运走。降低了堵塞的倾向。

优选地，切屑空间扩展部形成在钻具的所有容屑槽上。当然，切屑空间扩展部也可仅形成在一个容屑槽上。然而，为了使该钻具的机械负载均匀，更有利的是在所有容屑槽上提供切屑空间扩展部。

由于根据本发明的切屑空间扩展部而引起的容屑槽的形状的改变，切屑被加速，由此有利于断屑。

加速应当理解为表示切屑经历动量的变化。根据本发明，由于切屑空间扩展部的配置，动量的变化主要作为切屑移动方向的变化，即切屑偏转而发生。

一种刃瓣，在面向旋转方向的一侧上具有副切削刃。

优选地，在刃瓣的背离副切削刃的一侧上发生刃瓣宽度的减小，以便副切削刃的形状保持不受切屑空间扩展部的影响。以这种方式，存在平缓的切屑流。

换句话说，根据该改进的切屑空间扩展部被配置成使得仅刃瓣的与旋转方向相反的一侧被切屑空间扩展部占据。

除了上述切屑偏转之外，本发明的另一优点还在于，在短路径内可以产生切屑体积的显著增加。短路径意味着切屑空间扩展部可以沿着小角度范围实现——相对于螺旋容屑槽的路线——或者换句话说，在短部段内——相对于钻具的纵向范围。

这对于微型钻是特别有意义的，因为在这种情况下，切屑空间相应地小且短。

优选地，通过切屑空间扩展部来增加容屑槽的容屑槽敞开角。在本申请的上下文中，容屑槽敞开角被理解为容屑槽的相对侧面彼此包围的特定角度。

优选地，当从钻端沿柄部的方向看时，切屑空间扩展部仅在距钻端一定距离处开始。换句话说，因此有可能切削刃部分的前部不具有切屑空间扩展部。

优选地，切屑空间扩展部仅在距钻端大于或等于1×d的距离处开始，其中d是钻头直径。这种改进的优点在于，在切削刃部分的没有切屑空间扩展部的所述部分中，保持了整个刃瓣宽度，并且因此钻具在切屑形成区域中更坚固。已经表明，没有切屑空间扩展部的部分不应太长，因为否则之后的切屑空间扩展部的有利效果不能完全得到发展。作为指导，发现切屑空间扩展部最多应当在距钻端8×d的距离处开始，因为否则切屑会变得太长。

优选地，至少在切削刃部分的一部分上在刃瓣上形成刃带(margin)。特别优选地，当从钻端沿柄部的方向看时，刃带形成至距钻端小于或等于3×d的距离处。

特别优选地，在刃瓣上形成两个刃带。

更优选地，当从钻端沿柄部的方向看时，切屑空间扩展部仅在切削刃部分的形成有刃带的区域之后开始。这具有的优点是，刃瓣在刃带区域具有其原始宽度，这有利于引导和支撑钻头。

优选地，由切屑空间扩展部实现的切屑空间的扩展沿着钻头纵向轴线增加。

因此，切屑空间扩展部不必是恒定的，而是可以沿钻头纵向轴线增加。由于机械原因，切屑空间扩展部连续地(不是突然地)增加是有利的。

优选地，其中相对于容屑槽的路线，该切屑空间扩展部的增加发生在小于或等于360°的范围内。这描述了上述表述，即切屑空间扩展部在短路径内实现了期望的尺寸。在360°处，切屑空间扩展部将因此在螺旋容屑槽的一个回转内从起始值增长到期望的最终尺寸。

相对于钻头纵向轴线，切屑空间扩展部的扩大可以例如沿着小于或等于2.5倍钻头直径d的一个突出区段发生。

优选地，切屑空间扩展部沿着在柄部的方向上的第一突出段增加，然后沿着在柄部的方向上的第二突出段保持恒定。

优选地，切屑空间扩展部呈磨削部分的形式。这意味着切屑空间扩展部优选地通过磨削引入。或者，材料可通过其它方法移除，例如激光烧蚀。

优选地，容屑槽在切屑空间扩展部的区域中具有一个可变的深度。深度是指从钻具的侧面到容屑槽的底部的距离。优选地，深度可以在柄部的方向上增加。这也表示切屑空间扩展部的深度和横向尺寸可彼此独立地变化的事实。

优选地，已经形成在钻具内部延伸的至少一个冷却剂管道。通过冷却剂通道，冷却剂/润滑剂可被输送到钻端。通过这种方式，特别有利地支持了该钻具的功能，因为该冷却剂/润滑剂进一步有助于以减小的摩擦将切屑运走。因此，这些措施特别有利地相互作用。

优选地，钻具由包含至少一种硬质材料和至少一种粘合剂相的复合材料制成。特别地，钻具由硬质合金制成。在此，硬质合金理解为一种复合材料，其中硬质颗粒嵌入到特别是由co、ni、fe或其合金构成的可延展的金属基体中，所述硬质颗粒特别是由元素周期表ivb至vib族元素的碳化物、碳氮化物和/或氧碳氮化物构成。在大多数情况下，硬质颗粒至少主要由碳化钨形成，并且金属基体基本上由钴构成。

还寻求保护用于制造钻具的方法。在该方法中，用于产生切屑空间扩展部的旋转磨削刀具沿着容屑槽移动，其中磨削工具的旋转平面相对于钻头纵向轴线以一角度倾斜，该角度大于相应容屑槽的螺旋角。引导磨削工具，使得在刃瓣的位于相对于旋转方向的后部的那些侧面处发生材料去除。

附图说明

参考附图更详细地解释本发明，其中：

图1示出了本发明的示例性实施例；

图2a-c示出了图1的钻具在沿纵向轴线的不同点处的横截面；

图3示出了在另一示例性实施例中的钻具；

图4a-c示出了图3的钻具在沿纵向轴线的不同点处的横截面；

图5a、5b示出了在另一示例性实施例中的钻具；

图6a-c示出了图5的钻具在沿纵向轴线的不同点处的横截面；

图7、8示出了根据本发明的钻具的照片。

具体实施方式

图1示出了麻花钻形式的钻具1，该钻具具有一个基本上圆柱形的主体，钻头直径为d，该主体具有一个柄部分2以及一个切削刃部分3。该柄部分2仅部分地示出。在使用中，钻具1以纵向轴线l作为旋转轴线沿旋转方向r旋转。本发明的钻具1因此以顺时针方式实施。

钻具1具有一个钻端4(也称为钻尖)，在该钻端上形成了多个主切削刃。

沿着钻具1形成有螺旋延伸的容屑槽5。在本示例中，有两个径向相对的容屑槽5。或者，容屑槽5也可以不对称方式布置。也可以有多于两个的容屑槽5。

容屑槽5以与钻具1的纵向轴线l成螺旋角β延伸。优选地，两个容屑槽5具有相同的螺旋角。

在容屑槽5之间有刃瓣7。刃瓣7的表面确定钻具1的侧面，该表面称为刃背8。由容屑槽5和刃瓣7形成并位于旋转方向r上的刀刃称为副切削刃11。

为了解释的目的，切削刃部分3被分成三个子部分：

沿着从钻端4开始的一段sperw1，没有形成切屑空间扩展部9。从钻端4开始的没有切屑空间扩展部9的第一段sperw1长度优选大于或等于1×d，其中d是钻头直径。

在第一段sperw1之后，开始切屑空间扩展部9，其在柄部3的方向上沿着第二突出段sperw2增大，然后在柄部3的方向上沿着第三突出段sperw3保持恒定。在本示例中第一段sperw1的长度为2.5×d，在本示例中段sperw2的长度为2.6×d。

在其下方的图2a至2c中，示出了对应于三个子部分的钻具1的横截面。

图2a示出了在没有切屑空间扩展部9的第一段sperw1的区域中的钻具1的横截面。因此在该图示中，容屑槽5的形状和深度对应于原始刀具磨削。没有切屑空间扩展部9的容屑槽5具有x°的容屑槽敞开角，在该示例中为大约68°。容屑槽敞开角是由虚参考线表示的腿之间的角的名称，所述虚参考线连接钻具1的中心和容屑槽5与刃背8之间的边缘。为了清楚起见，在以下附图中不再重复附图标记。

图2b示出了在距钻端4距离为sperw1处的钻具1的横截面。由虚线指示的是角度为y°的容屑槽敞开角的扩大，作为切屑空间扩展部9沿着段sperw2的量度，在该示例中为18°。沿着段sperw2，容屑槽5的切屑空间的尺寸(通过容屑槽敞开角表示)从这种情况下的起始值x°开始连续增大，并且在段sperw2的末端处达到x°+y°＝z°。

切屑空间扩展部9包括在刃瓣7的与旋转方向(r)相反的一侧上去除材料，使得在切屑空间扩展部9的区域中减小刃瓣宽度b。因此刃瓣在切屑空间扩展部9的区域中比在钻具1的未形成切屑空间扩展部9的部分中更窄。

例如，可以通过光学测量方法确定刃瓣宽度b。

刃背8与容屑槽5之间的在旋转方向r上携带的刃形成了钻具1的副切削刃11并且不受切屑空间扩展部9的影响。

或者，切屑空间扩展部9可以占据容屑槽两侧上的刃瓣7。然而，对于平缓的切屑流，更有利的是使该副切削刃11保持不受切屑空间扩展部9的影响。同样明显的是容屑槽5的深度t，在这个示例中该深度t保持不变。

图2c示出了钻具1在第三部分sperw3区域中的横截面。在这种情况下，容屑槽敞开角度恒定地为z°，其中z＝86°。

还明显的是，切屑空间扩展部9以刃瓣7为代价在面向与旋转方向r相反的一侧上出现。与图2a中的情况的值b1相比，刃瓣宽度b已经减小到值b2。

在该示例性实施例中，容屑槽5的深度t保持不变。换句话说，钻芯直径没有减小。除了所述的容屑槽的横向扩展之外，容屑槽5的深度t也可以增加。

图3示出了根据另一示例性实施例的钻具1。附图标记对应于图1。与根据图1的实例相反，在这里在刃瓣7上和在段sperw1上形成了刃带10。刃带10以低摩擦产生对钻具1的有利引导和支撑。

刃带10在这里通过刃背8中的凹部实现，使得对于每个刃瓣7，一个刃带10存在于副切削刃11上，而另一刃带10存在于刃瓣7的与旋转方向r相反的一侧上。

在该优选示例性实施例中，切屑空间扩展部9仅在切削刃部分3的形成刃带10的部分之后开始。这具有的优点是，刃瓣宽度b在刃带10的区域中具有不变的宽度，结果实现了钻具1的有利支撑。因此，与在具有减小的刃瓣宽度b的刃瓣7上的刃带10相比，刃带10在更大的角度范围内提供支撑。

从图4a中可以更清楚地看出这些比例。图4a示出了在形成刃带10的部分sperw1区域中的钻具1的横截面。显然，刃带10由刃背8中的凹部形成。刃带10围绕钻具1的圆周以约90°的角间距分布，从而均匀地支撑和引导钻具1。

在本示例中，其上形成刃带10的段sperw1的长度是钻头直径d的3.5倍。

图4b示出了部分sperw2中的截面，其中切屑空间扩展部9开始。如在前一实施例中那样，切屑空间扩展部9这样构成，即，在一个刃瓣7上在与旋转方向7相反的一侧上减小刃瓣宽度b。即，副切削刃11保持不受切屑空间扩展部9的影响。因此，刃瓣7的刃瓣宽度b不会从两侧减小。刃瓣宽度b沿sperw2部分从原始值b1减小到值b2。在sperw2部分中，在刃瓣7上没有形成刃带。

图4c示出了钻具1在第三部分sperw3区域中的横截面。与图4a中的情况的值b1相比，刃瓣宽度b已经减小到值b2。

对于切屑槽敞开角，关于图2a-c所讨论的内容也适用。

图5a示出了根据另一示例性实施例的钻具1。在这种情况下，提供了在钻具1内部延伸的多个冷却剂管道12。在区段l4的区域中，形成了刃带10。至于所涉及的其余附图标记，对于前面示例性实施例所陈述的内容也适用。

冷却/润滑剂可以通过冷却剂管道12输送到钻端4。冷却剂管道12以相对于纵向轴线l以螺旋角扭转的方式延伸。

由于冷却/润滑剂能够通过冷却通道12被输送到钻端4，根据本发明的钻具1的功能以特别有利的方式得到支持，因为冷却/润滑剂进一步有利于切屑的运走。

此外，在柄部2中设有用于冷却/润滑剂的分配室13。冷却剂/润滑剂可以有利地通过分配室13从夹具(未示出)传递到钻具1。具有分配室13的该实施例特别地对于特别长的刀具和/或具有小直径的刀具是有利的，以保持冷却剂/润滑剂的流动阻力低。

图5b示出了根据另一示例性实施例的钻具1的细节。这里，与图5a中的示例性实施例相比，在柄部2中没有设置分配室13。而是冷却剂管道12沿着钻具1的整个长度延伸。

图6a至6c示出了具有冷却剂管道12的钻具1的横截面。图6a示出了钻具1在段l4区域的横截面，沿着该区域形成刃带10。在钻具1的横截面中，可以看到内部冷却剂管道12。在该示例中，冷却剂管道12具有圆形横截面。

图6b示出部分sperw2的截面，其中切屑空间扩展部9开始。如在前述实施例中那样，切屑空间扩展部9这样构成，即，在一个刃瓣7上在与旋转方向7相反的一侧上减小刃瓣宽度b。

当冷却剂管道12被布置成充分远离切屑空间扩展部9时，以不会削弱冷却剂管道12的区域中的刃瓣7，这是有利的。

图6c示出了钻具1在第三部分sperw3区域中的横截面。

冷却剂管道12的存在独立于任何刃带10的存在。因此可以存在具有不带刃带10的冷却剂管道12的钻具1。

图7示出了根据本发明的钻具1的照片。突出显示的是切屑空间扩展部9，其以刃瓣7为代价在面向与旋转方向r相反的一侧上形成。

箭头表示通过旋转磨削刀具(未示出)，特别是轮廓磨削轮的接合而形成的磨削凹槽。由磨削刀具的接合产生的切屑空间扩展部9具有主延伸方向x，其相对于钻头纵向轴线l以一角度γ延伸，其中该角度γ大于相应容屑槽5的螺旋角β。

优选地通过磨削刀具的接合产生切屑空间扩展部9，使得磨削刀具的旋转平面相对于钻具1的纵向轴线l以角度γ放置，然后沿着容屑槽5相对于钻具1移动，使得在面向与旋转方向r相反的一侧上部分地去除刃瓣7。

图8示出了根据本发明的钻具1的另一照片。显然，在切屑空间扩展部9的区域中，刃瓣7的刃瓣宽度b2与在纵向方向上位于其前面的具有刃瓣宽度b1的区域相比已经减小。

附图标记列表

1钻具

2柄部

3切削刃部分

4钻端

5容屑槽

6切屑空间

7刃瓣

8刃背

9切屑空间扩展部

10刃带

11副切削刃

12冷却剂导管

13分配室

d钻头直径

l纵向轴线

r旋转方向

b刃瓣宽度

t切屑空间扩展部的深度

β螺旋角

γ切屑空间扩展部的主延伸方向的角度