麻花钻及制造方法_2

文档序号:9456918阅读:来源:国知局
同形状。
[0033]螺旋部4被描述在具有固定不变的外半径20的柱体内。此外,具有固定不变的内半径21的实的柱体(芯30)能被描述在螺旋部4内。在图2至图4中,柱体被画为虚线的。螺旋部4的径向外尺寸18沿钻头轴线2周期性地变化。径向外尺寸18在平面I1-1I中大于在II1-1II中。相应地,螺旋部4只逐点地贴靠在外切的柱体上。径向外尺寸18变化优选至多10%、优选至少2%。考虑到钻肩的连续运出,幅度变化是有限的。轻微变化(例如由于螺旋脊17的沟纹引起,相反地由于细颗粒钻肩的粘结引起)可能不利地导致粘附的钻肩和钻孔壁之间的摩擦提高。径向外尺寸18变化缓慢、例如螺旋脊17在每一圈完整的回转中变化三次至六次,在此例如是四次。由变化的外尺寸18限定的螺旋部4的轮廓22具有相应的三次至六次旋转对称。
[0034]图4在绕钻头轴线2展开的视图中示出螺旋脊17的局部。截面IV-1V是螺旋形的并且按照螺旋底部19 (横坐标和纵坐标未按比例)。螺旋脊17具有沿着钻头轴线2周期性变化的高度18。在分别垂直于钻头轴线2的各横剖面中,距离钻头轴线2最远的点(螺旋脊17)具有到钻头2不同的间隔(高度18)。高度18具有沿着钻头轴线2以固定不变的间隔14周期性地依次出现的最大值(下面被称为顶点23)以及位于各顶点23之间的最小值(下面被称为鞍点24)。高度18在顶点23 (即最大值)和鞍点24 (即最小值)之间变化,变化最多10%,优选至少3%。螺旋部4在钻孔时只用顶点23贴靠在钻孔壁上。由此,摩擦损失、尤其是在深钻孔中的摩擦损失能减少。
[0035]螺旋脊17在绕钻头轴线2的每一圈回转中具有优选同样多的顶点23,如螺旋部4具有螺旋板条12 —样多。相邻的顶点23的轴向间隔优选与相邻的螺旋脊17的轴向间隔14相同。螺旋脊17的两个顶点23在周向方向11上的间隔与通过多个螺旋板条12对圆周进行划分是相同的,在示出的示例中是90度。
[0036]螺旋板条12优选具有相同的尺寸、相同的形状并且螺旋板条的布置是旋转对称的。一个螺旋脊17的顶点23在周向方向11上与相邻的螺旋脊17的顶点23对置。因此,一个螺旋脊17的顶点23优选与每个其它螺旋脊17的顶点23 —起位于一个垂直于钻头轴线2的平面I1-1I中。在图2示出的示例中,在平面I1-1I中,四个螺旋部4之中的每一个螺旋部都具有一个顶点23。此外,优选一个螺旋脊17的顶点23可以在轴向方向上与相邻的螺旋脊17的顶点23对置。每个顶点23位于多条(在此是四条)直线之一上,这些直线平行于钻头轴线2地延伸并且以相同的角度间隔(在此是90度)绕钻头轴线2设置。直线的数量等于螺旋板条12的数量。
[0037]所述鞍点24,也就是说高度18的最小值,大约位于两个依次出现的顶点23之间的一半距离上。
[0038]螺旋底部19可以具有沿着钻头轴线2固定不变的径向间隔25。在示例的实施方案中,螺旋底部19沿着钻头轴线2产生小的周期性的变化。螺旋底部19的径向间隔25的最小值26优选地与螺旋脊的顶点23 —起位于与钻头轴线2垂直的平面I1-1I中。螺旋底部19的径向间隔25的最大值27优选地与螺旋脊的鞍点24 —起位于与钻头轴线2垂直的平面II1-1II中。因此,螺旋底部19和螺旋脊17具有相对于钻头轴线2的相反的倾斜。
[0039]下面描述的用于麻花钻I的制造方法主要涉及螺旋部4的制造。描述的插入端部5的加工和钻头头部3的制造或安装只是优选实施例。
[0040]图5和6在纵剖面V-V和横剖面V1-VI中示意性地示出坯件28的第一加工。坯件28例如是柱形的钢材。坯件28的横剖面为了更简单的购置优选是圆形的,但是也可以具有其它的近似圆形的结构,例如多边形、椭圆形。
[0041]示出的制造方法将坯件28在随后的成型步骤之前截断到期望的长度,例如螺旋部4的长度或包括插入端部5在内的麻花钻I的长度。在优选的变型方案中,螺旋部4首先成形到坯件28中并且已成型的坯件接着被切成多个螺旋部4。
[0042]坯件28通过具有四个辊乳工具29的第一机架设有多个凹部30。这些凹部30的辊乳通过纵向辊乳实现。坯件28的进给方向31平行于其轴线2。辊乳工具29在坯件28上平行于坯件28的轴线2滚动。
[0043]辊乳工具29的旋转轴线32或枢转轴线垂直于坯件28的轴线2或进给方向31。
[0044]辊乳工具29优选构成为是相同的。此外,辊乳工具29以绕坯件28的轴线2相同的角度间隔设置。因此,每个辊乳工具29加工坯件28的一个不同的角度区段33并且在该角度区段33中成形一排沿着轴线2依次出现的凹部30。沿着轴线28相邻的凹部30的间隔优选是固定不变的。
[0045]辊乳工具29基本上具有带有多个设置在周向上的齿34的斜齿轮的形状。齿34例如是棱柱形的,也就是说其横剖面沿着旋转轴线32是固定不变的。例如示出的横剖面是部分圆形的,也就是说齿34具有扇形体的形状。齿34的齿顶线35相对于旋转轴线32是倾斜的。旋转轴线32和齿顶线35之间的倾角36位于30度和60度之间的范围中。所有齿34优选构成为相同的。
[0046]在图7、图8和图9中示出用辊乳工具29优选冷成型的坯件28 (下面称为半成品37)。图7放大地示出在平面VI1-VII中的横剖面视图,图8示出在方向VIII上的侧视图,图9示出在方向IX上的另一侧视图并且图10示出绕轴线2展开的视图。
[0047]成形到半成品37中的凹部30具有例如椭圆的或菱形的轮廓。各凹部30构造成相同的。
[0048]凹部30的纵轴线38延伸通过凹部30的两个距离最远的端部并且因此限定凹部的最大尺寸39。凹部30的沿着纵轴线38的尺寸39优选大于凹部30的垂直于该纵轴线38的尺寸40的两倍。凹部30的纵轴线38相对于半成品37的轴线2以倾角41倾斜。倾角41优选在30度和60度之间。
[0049]凹部30的表面42优选是凹柱形或凹棱柱形。凹部30基本上具有圆形或椭圆形柱体与柱形半成品28相交的形状。凹部30平行于纵轴线38是不弯曲的并且在所有其他方向上是具有固定不变的或变化的正曲率的凹形。作为替换,凹部30可以制造为透镜形的。凹部30在每个方向上都是凸形的,也就是说正曲率的,沿着纵轴线38也是如此。平行于纵轴线38的表面42的曲率大于垂直于纵轴线38的表面42的曲率。凹部30的负曲率,也就是说凹线,在所有实施形式中都是不被期望的,既使沿着曲率最小的纵轴线38也是如此。
[0050]凹部30设置在多行例如四行43中。各行43优选平行于轴线2地定向,相应地每行43在一个不同的角度区段33中延伸。因此,在周向方向11上相邻的凹部30在周向方向11上不重叠。为此,禁止在辊乳凹部30期间将半成品28绕其轴线2旋转。
[0051]在周向方向11上相邻的行43分别通过轴向延伸的肋44彼此分开。轴向延伸的肋44基本上平行于轴线2并且连续地优选在坯件38的整个长度上延伸,至少沿着坯件28的设有凹部30的区段延伸。肋44的径向高度45,即其参考轴线2的外尺寸,总是在每个横剖面中的最大的径向尺寸。半成品37的外尺寸大于原始的坯件28的外尺寸。
[0052]凹部30具有最深点46,该最深点到轴线2的间隔21最小。最深点46位于优选基本上对称的凹部30的中间。表面42到轴线2的间隔在每个方向上与到最深点46的距离一起单调递增,优选严格单调递增。一个行43的各凹部30的各最深点46优选位于一条与轴线2平行的线47上。
[0053]在一个行43中的相邻的凹部30,即沿着轴线2毗邻的凹部30,沿着轴线
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