专利名称：用于去屑加工的钻削刀具及其松顶部和基体的制作方法
技术领域：
第一方面，本发明涉及一种设计用于去屑加工并为由所附独立权利要求1的前序 部分限定的类型的钻削刀具。另一方面，本发明还涉及一种松顶部和一种基体。所论述类型的钻削刀具适用于金属工件的去屑加工或切削加工(尤其是孔制 造)，所述金属如钢、铸铁、铝、钛、黄铜等等。所述刀具还可用于不同种类复合材料的加工。
背景技术：
本发明的一般背景与实心钻不同的钻削刀具已被开发出超过十年，所述钻削刀具由两部分构成，亦 即，由基体或钻主体以及与所述基体或钻主体以可分离的方式连接并因此可更换的头部构 成，且在所述头部中包括必不可少的切削刃。这样，刀具的主要部分能由具有适度弹性模量 的较廉价的材料如钢制成，而较小部分亦即头部能由更硬而且更昂贵的材料如硬质合金、 金属陶瓷、陶瓷等等制成，这赋予了切削刃优良的去屑能力、优良的加工精度以及较长的使 用寿命。换言之，头部形成了在磨损之后可被丢弃的耐磨部分，与此同时，基体能被重复使 用若干次(例如10到20次的更换)。当今公认的此类装载有切削刃的头部的名称为“松 顶部”，本文献稍后将用到此名称。对松顶部式钻削刀具提出的要求很多，其中之一是松顶部应当对操作人员来说能 快速而方便地安装和拆卸，而不需要必须将基体从驱动机器拆卸下来。此外，应以可靠的方 式将转矩从受到旋转驱动的基体传递至松顶部。另一要求是基体理所当然地应能承受松顶 部在钻削期间受到的向后轴向力。此外，松顶部应以可靠方式相对于基体保持对中。又一 要求是不仅在孔钻削期间，而且在所述钻削刀具从所钻销的孔中退出的过程中使得松顶部 固定保持到基体。另外，所述刀具尤其是由昂贵材料制成的松顶部应当能以低成本制造。
现有技术权利要求1的前序部分所限定的所述类型的钻削刀具可预先从US6506003B1获 知。此钻削刀具的特征在于松顶部的包络表面只沿着松顶部的大约一半长度延伸，亦即，从 前面的切削刃承载端延伸至一对横向凸肩面，该对横向凸肩面形成到轴向位于后面的两个 侧接触表面的过渡，可弹性弯曲的分支的内支承表面可压到所述侧接触表面，以可回弹地 夹紧松顶部。侧接触表面形成在销状部件上，该销状部件相对于包络表面的后肩表面向后 轴向突出，且该销状部件在其最后端包括一对凸引导表面。为将转矩从基体传递至松顶部， 松顶部形成有相对于包络表面的后肩表面向后突出短距离的一对凸耳。分支的一对前部指 状部分的配合的切向支承表面能被压到这些凸耳的接触表面。能通过分支前部的配合的轴 向支承表面和肩表面或者通过松顶部的后端以及分支之间的底部区域，将轴向力从松顶部 传递至基体。已知钻削刀具的缺点在于制造工艺落后，而且含有尺寸精度要求高的事实。因此，所述刀具设计不仅在配合的成对的分支的内支承表面与松顶部的外侧接触表面之间，而且 在配合的成对的凹引导表面与凸引导表面之间也相应需要精确或者严格配合，所述凹引导 表面与凸引导表面靠近卡爪的底部以及在松顶部部分的后端上形成，并与松顶部转入操作 终点位置相关地形成相互接合。这就意味着(在松顶部的转入开始之前)引导表面之间已 形成的初始表面接触可引起相当大的转动阻力，然后，该转动阻力在成对的内支承表面与 侧接触表面之间形成接触时增大。换言之，将松顶部转入所述松顶部的终点位置所需要的 总手动力将变大，这是不利的。另一缺点是只通过从松顶部包络表面的后端向后突出的较 短的凸耳实现基体与松顶部之间的转矩传递。换言之，切向支承表面和切向接触表面必定 变小，而且可能形成产生形变损坏的风险的大表面压强，尤其是在分支的前部指状部分。关 于这一点，必须认识到所论述类型的钻削刀具可具有限定为大约8mm的直径，其中，所论述 的转矩传递表面可变成仅仅毫米大小。又一缺点在于，松顶部的总轴向长度相对于直径相 当大(2 1)，更确切地说这是由于包络表面延伸所沿的前部占据大约总长度的50%，后销 部分占据剩余的50%的原因。这就意味着松顶部的总体积相对于直径变大，并导致制造过 程中昂贵的材料消耗。再一缺点在于分支在松顶部上的夹箍紧或夹持被限定于松顶部的后 半部分，而前半部分缺乏侧向支承。
发明内容
本发明的目的和特征本发明目的在于避免从US6506003获知的钻削刀具的上述缺陷并提供改进的钻 削刀具。因此，本发明的主要目的是提供一种钻削刀具，所述钻削刀具的松顶部相对于其直 径具有最小长度，并因此具有最小体积，而且能以最低要求的尺寸精度制造所述松顶部，并 以简单而流畅的方式将其安装在基体的附属卡爪内。在此过程中，在将松顶部朝其操作终 点位置转入之前，应可以使松顶部在初始位置保持大致对中，因此，不必形成会增加松顶部 长度的特定对中销。另一目的是提供一种具有松顶部的钻削刀具，所述松顶部以其整体被 可靠保持夹紧在基体的分支之间。本发明的又一目的是提供一种钻削刀具，所述钻削刀具 的基体和松顶部以能在所述基体与松顶部之间传递大转矩的方式形成，而不存在任何明显 的形变损坏风险。此外，钻削刀具应允许用简易的键快速而简便地更换松顶部，而不需要必 须将基体从驱动机器拆卸下来。为确保顺畅更换，重要因素是应可以将松顶部无误地插在 分支之间，而且分支应对松顶部转入其操作终点位置存在可能的最小阻力，且分支在钻削 过程中保持松顶部可靠夹紧的能力不会消失。在具体方面中，本发明目的还在于提供一种 钻削刀具，所述钻削刀具关于松顶部的安装，允许操作人员在松顶部到达其操作终点位置 时以触觉和/或听觉方式明显察觉到。根据本发明，由权利要求1的特征项所限定的特征来实现至少主要目的。根据本 发明的钻削刀具的优选实施例进一步在从属权利要求2至14中限定。第二方面，本发明还涉及一种这样的松顶部。此松顶部的主要特征可从独立权利 要求15获知。第三方面，本发明还涉及一种由独立权利要求26限定的这样的基体。发明概述本发明所基于的思想是，以对于传递转矩最佳、同时关于将松顶部转入卡爪对松顶部进行临时对中所需要的装置能被整体形成到松顶部中而不必增大松顶部的总长的方 式，来使用长度得以明显限制的有利紧凑松顶部。这通过使得松顶部的各个切向接触表面 从松顶部的后端延伸至前端并通过共用的凹进表面转变成侧接触表面和引导表面来实现。 这样，不需要必须将临时对中所必需的引导表面轴向定位在切向接触表面的后面。术语在以下的说明和权利要求中，将分别描述基体和松顶部的多对配合的表面。当这 些表面存在于基体上时，将其称为“支承表面”，而将松顶部的对应表面称为“接触表面”(例 如分别为“轴向支承表面”和“轴向接触表面”)。为了进一步区分彼此不同的表面，在表述 轴向支承表面/轴向接触表面以及切向支承表面/切向接触表面中，分别另外使用前缀“轴 向，，和“切向”。但是，这些前缀不涉及不同表面如何几何位于刀具内，也不涉及这些表面分 别传递和承载力的方向。此外，应指出的是松顶部在实施例中包括为平表面形式、且被用作 压到基体中的轴向支承表面的轴向接触表面的后端。根据上下文，可将此表面称为“后端” 或者“轴向接触表面”。附图中，以类似的表面图案示出了在钻削刀具的操作状态下彼此接 触的配合的面。
附图中图1是根据本发明的钻削刀具的第一实施例的部分透视图，所示的钻削刀具的基 体和松顶部处于组装状态，图2是示出了与基体分离的松顶部的分解透视图，图3是放大分解图，以底部透视图示出了松顶部，而以顶部透视图示出了基体的 前端，图4是以侧视图示出了基体和松顶部的分解图，图5是图4中的V-V端视图，从前面示出了基体，图6是图4中的VI-VI端视图，从后面示出了松顶部，图7是图4中的XII-XII的剖面图，图8是示出了在当松顶部朝操作终点位置的转入将要开始时的状态下，所述松顶 部被插入基体卡爪的局部透视图，图9是示出了两对引导表面如何相互配合的剖面图，图10是示出了根据本发明的钻削刀具的可选实施例的基体和松顶部的透视分解 图，更确切地说是以顶部透视图示出，图11是以底部透视图示出了相同基体和松顶部的分解图，图12是示出了另外的实施例的透视分解图，刀具的松顶部以底部透视图示出，以 及图13是根据图12的松顶部的顶部透视图。
具体实施例方式图1和图2所示的钻削刀具为所谓的麻花钻形式，并包括基体或钻主体1以及包 括有切削刃3的松顶部2。在根据图1的组装的工作状态下，钻削刀具可围绕由C表示的中
7心轴线旋转，更确切地说是在旋转方向R上旋转。在图2中可见基体1包括前端4和后端 5，基体特有的中心轴线Cl在该前端和后端之间延伸。圆柱形包络表面6从前端4在向后 的方向上延伸，在包络表面6中沉头钻取两个容屑槽7，容屑槽7在此情况下为螺旋状，但在 螺孔钻中也可以是直的。在本示例中，容屑槽7终止于包括在后部9中的套环8附近，该后 部被设计成附接至驱动机器(未示出)。松顶部2也包括前端10和后端11及其自身的中心轴线C2，共同形成包络表面的 两个凸部分表面12与该中心轴线同心。两个包络部分表面12由两个螺旋状容屑槽13隔 开(还参见图3)，容屑槽13在松顶部安装到基体上时形成了基体1的容屑槽7的延伸部。 如果松顶部2相对于基体1正确对中，则各个中心轴线Cl和C2与组合钻削刀具的中心轴 线C重合。由于基体1的主要部分与本发明关系不大，因此，此后仅以放大尺寸图示了基体 的前端部分以及松顶部2。现在参照图3至图9，其中图3和图4示出了基体1如何在其前端包括卡爪14，该 卡爪限定于两个相同的分支15与中间底部16之间。每个分支15包括内支承表面17，内支 承表面17在此情况下为平的并从前端表面18轴向向后延伸。表面17、18经由边界线19 转变成彼此。此外，各个分支包括切向支承表面20，切向支承表面20在旋转方向R上朝向 前方，亦即，在先。分支相对的旋转尾随表面作为凹表面21的轴向前部21a被包括进来，该 凹表面21存在于两个螺旋状边界线22、23之间并限定容屑槽7。每个分支15可弹性弯曲， 以可回弹地夹到松顶部。该可弯曲性和或者可回弹性实际上是通过基体的至少前部的材料 适当地具有特定固有弹性的事实来实现的，所述材料适当地为钢。以传统方式，松顶部2的 材料则可由硬质合金(粘结金属的硬质合金颗粒)、金属陶瓷、陶瓷等等组成。分支15的内支承表面17被布置成压到松顶部2的侧接触表面24。一对凹引导表 面25轴向形成在内支承表面17的后面，所述凹引导表面被布置成与轴向位于松顶部的侧 接触表面24后面的凸引导表面26配合。各个内支承表面17经由过渡表面27转变成凹引 导表面25。表面24和26以类似方式经由过渡表面28转变成彼此。在根据本发明的钻削刀具背后的基本思想为，引导表面25、26只应暂时配合，亦 即在松顶部朝操作终点位置初始转入期间配合。在示出的优选实施例中，凹引导表面25和 凸引导表面26均为圆柱形，并与相应的中心轴线C1、C2同心。它们也可具有其他旋转对称 基本形状，例如圆锥形、或者圆柱形部分表面和圆锥形部分表面的(单独或同时)组合。图5和图6中，ID表示两个凹弓丨导表面25之间的内径或直径尺寸，而OD表示凸引 导表面26之间的外径或直径尺寸。根据本发明，内径ID略大于外径0D。实际上，直径ID 与OD之间的差可以是极小的，等于十分之一或者十分之几毫米。尽管如此，该差足够大，一 方面使得引导表面25、26在松顶部已经被转入操作终点位置时互相分开，另一方面确保松 顶部在转入将要开始时保持临时对中，也就是说，位于分支之间的中间位置。如图3所示，松顶部的后端由平表面11表示，该平表面垂直于中心轴线C2延伸以 便用作轴向接触表面，所述轴向接触表面可压到位于基体的卡爪14中并用作轴向支承表 面的底部16。表面11在两个凸边界线29之间沿直径方向延伸，所述两个凸边界线在本示 例中形成到包络部分表面12的直接过渡，且表面11具有§状轮廓形状。其中包括切削刃3的松顶部2的前端10通过由多个部分表面组成的端表面表示(参见图4和图8)，所述部分表面在此情况下成对相同，因此不作单独说明。主间隙表面30 形成在各个切削刃3的后面(从旋转方向看)，该主间隙表面具有适度的间隙角，并转变成 具有更大间隙角的次间隙表面31。表面31又转变成第三间隙表面32，第三间隙表面32具 有甚至更大的间隙角，并形成到位于后面的容屑槽13的过渡。在切削刃3的附近，容屑槽 13的凹界定表面形成切屑表面，该切屑表面在更靠近松顶部中心处转变成凸部分表面33。 此外，应注意的是，引导块34靠近包络部分表面12而形成，引导块34的主要目的是对钻削 刀具进行引导。所钻削的孔的直径由外周点3a之间的直径距离确定，切削刃3在所述外周 点处与引导块34相交。还应指出的是，两个切削刃3会合于尖端35，该尖端形成松顶部最 前面的部分，且该尖端中可包括所称的凿尖和肉眼不可见的最小中心冲头(未示出)。图4中，Dl表示松顶部的直径(=所钻削的孔的直径)，而L表示尖端35与轴向 接触表面11之间的松顶部的总长度。在所示的优选实施例中，长度L比直径D小得多。更 确切地说，L大约等于D的70%。这就意味着松顶部相对于其直径非常紧凑，从而使得松顶 部的材料消耗量最小。转矩承载切向接触表面36(参见图3和图7)从每个包络部分表面12向内延伸， 该转矩承载切向接触表面沿着边界线37与包络部分表面12相交。因此，切向接触表面36 径向位于包络部分表面12的内侧，但径向位于侧接触表面24的外侧。如图7所示，表面 12、36彼此会聚成会聚锐角α，该角α在本示例中大约等于50°。此外，尽管切向接触表 面36与侧支承表面24之间的角β比α大得多，但还是为锐角，侧支承表面24在本示例 中为平的。在本示例中，β大约等于86°。图7中，IC进一步表示松顶部所称的核，该核由凹容屑槽表面13彼此最靠近的部 分之间的内切圆构成。大致限定于表面13、12、36和24之间的两个条形部38从核径向朝 外延伸。如图3和图7所示，所示优选实施例中的各个侧接触表面24为平的，并通过具有 特定厚度的腹部或者材料部分39的存在而与核IC间隔开。换言之，可以说侧接触表面24 包括在核IC外侧上的材料附加部分内。此外，应指出的是两个侧接触表面24在以剖面看 松顶部时相互平行(参见图7)。各个切向接触表面36 (参见图3)从松顶部的后端11 (除了小的S形过渡或者间隙 表面40以外)延伸至前端10。以附图标记41整体象征性表示的凹进的凹表面存在于切向 接触表面36的内侧，该凹进的凹表面包括多个凹部分表面，即，邻接侧接触表面24的前部 分表面42以及邻接凸引导表面26的后部分表面43。第三凹部分表面44形成在两个部分 表面42与43之间，该第三凹部分表面44形成切向接触表面36与在表面24、26之间的过 渡表面28之间的径向过渡。在所示的优选实施例中，切向接触表面36从松顶部的后端或 轴向接触表面11 一直延伸至前端10。更确切地说，表面36在后边界线45与前边界线46 之间延伸，而前边界线46形成表面36与包括在松顶部的前端内的间隙表面31之间的过渡 (参见图8)。如上所述，可见(边界线45与46之间的)切向接触表面36的轴向长度基本 上与表面24、26和28的轴向长度或延伸的总和相同。换言之，切向接触表面36比侧接触 表面24长得多。因此，紧凑松顶部的明显轴向延伸部用于提供最佳大切向接触表面36。如在图3中进一步可见，各个分支的内支承表面17与切向支承表面20之间存在 第一凸部分表面47。类似的凸部分表面48、49也存在于凹引导表面25与切向支承表面20 之间以及过渡表面27与切向支承表面20之间。部分表面47、48和49形成通常具有比松顶部的对应凹部分表面或者间隙表面42、43和44更大的曲率半径的间隙表面。这样，在松 顶部在卡爪14中处于其操作终点位置时，成对的部分表面之间形成间隙。在相同的终点位 置，靠近轴向支承表面16的凹过渡表面50也与靠近轴向接触表面11的凸过渡表面40分 开。继续参照图3，还应指出的是各个侧接触表面24从松顶部的前端轴向向后延伸。 更确切地说，表面24轴向限定于前边界线51和后边界线52之间，前边界线形成到间隙表 面31的过渡(参见图8)。表面24由分别旋转在先和尾随的侧边界线53、54横向限定，旋 转尾随的侧边界线形成靠近三角形中间表面55的界定边缘或包括在该界定边缘内。界定 边缘54在本示例中为直的。与轴向接触表面11 一样，轴向支承表面16在两个沿直径方向相对的弓形边界线 56之间延伸。有益的是，两个表面11和16具有相同的§状轮廓形状，所述两个表面在松 顶部位于其操作终点位置时彼此完全表面接触。现参照图5至图7，其中，DLl (参见图5)表示在分支为加载时在分支的平的且相 互平行的内支承表面17之间延伸可能的最短距离的假想第一直径线。换言之，直径线DLl 垂直于各个内支承表面延伸。很显然，在内支承表面17之间延伸的其它任意直径线(即经 过中心轴线Cl的直线)变得比直径线DLl更长。无论假想线绕中心轴线Cl顺时针还是逆 时针转动，这都是适用的。在图7中，DL2表示在两个侧接触表面24的界定边缘54之间延伸的假想第二直 径线。直径线DL2比直径线DLl略长。实际上，DLl与DL2之间的长度差仅等于百分之一 或百分之几毫米，例如处于0.02mm至0. IOmm的范围内。另外，应注意的是，松顶部的界定 边缘54之间的直径线DL2与相应侧接触表面24形成锐角Y。在本示例中该角Y大约等 于 85°。在图8中，V表示松顶部2被转动到其操作终点位置的方向。转动方向V与钻削 刀具的旋转方向R相反。从在图3中最清晰可见，引导表面26在切向方向上部分地相对于侧接触表面24 移位，更确切地说是通过与容屑槽13的边界线26a相对于侧接触表面24的界定边缘54相 对于转动方向R向后移位的方式，亦即在图3向左移位。在松顶部沿旋转方向V的转入过 程中，边界线26a因此将先于界定边缘54移动。其实际后果是引导表面26能开始与引导 表面25配合，以使松顶部在界定边缘54与分支15的内支承表面17接触之前已经临时大 致对中。换言之，一旦松顶部的轴向接触表面11已经被压到轴向支承表面16，则不能将松 顶部横向推出卡爪14。应注意的是，卡爪14后部内的两个凹引导表面25形成在相对于分支15的其余部 分向内加厚的边界部分上。其结果是，在打磨各个切向接触表面20 (参见图3)时，将其大 致形成为L形。切向支承表面20的宽度不均等，切向支承表面相应地沿分支15的后部加 厚边界部分比沿其前部更宽。加厚边界部分的优点在于分支整体变得非常牢固，且能传递 大的切向应力而不会变形。这里，尤其应注意的是，能将分支需要用以弯曲并能对松顶部施 加夹紧力的可弯曲性或回弹性集中到分支的前半部分，其原因是沿位于松顶部2前半部分 的侧接触表面24出现夹紧，而分支15的后半部分基本上不可回弹。本发明的功能和优点
在图8中，示出了松顶部2位于初始位置，其中，松顶部已被轴向插入基体的分支 15之间的卡爪内，但还没有被转入其操作终点位置。凸引导表面26已于此初始位置被部分 插入分支15内侧的凹引导表面25之间。这样，确保松顶部在侧接触表面24的界定边缘54 与分支15的内支承表面17形成接触之前已经大致相对于卡爪对中，亦即，保持在分支之间 的中间位置(因此没有相对于基体的中心轴线Cl精确对中)。在已经开始转入时，两个侧 接触表面24的界定边缘54将及时接触内支承表面17，并使分支向外弯曲，同时将张力或弹 力施加给分支，更确切地说这是由于DLl与DL2之间的长度差。精确地当两条直径线DLl和 DL2彼此重合时，松顶部经过死点位置，分支在该位置的弹力最大，由此，松顶部还被转动一 短距离直到切向接触表面36压到分支的切向支承表面20。当松顶部处于其操作终点位置 时，此位置的弹力已经相对于在死点位置的其最大值略微减小，但还未消失。换言之，在操 作终点位置，弹力还足以可靠而牢固在分支之间夹紧松顶部。在转入的最后阶段，亦即，在 死点位置与终点位置之间转入短弧长度，操作人员以手指的触觉方式或者通过听得见的卡 嗒声(或者这些表现形式的组合)察觉松顶部到达预定终点位置。在图9中可见在松顶部位于其操作终点位置时，更确切地说由于前述直径OD与ID 之间的直径差，成对的引导表面25、26之间出现弓形缝隙57。通过在与转入方向V相反的方向上转动松顶部对其进行拆卸。在安装和拆卸过程 中，能用与凹口 58形成接合的键(未示出)来施加必不可少的转矩(参见图8)，凹口 58位 于间隙表面31与包络部分表面12之间的过渡中。本发明的基本优点在于，能在不要求难以实现的尺寸精度的情况下，大规模制造 的刀具尤其是松顶部，更确切地说是基于需要例如通过打磨的精密加工的多个表面最少的 事实来实现。根据本发明需要精密加工以确保松顶部的优良夹紧和优良对中的松顶部的表 面易于够到，而且仅由成对的侧接触表面和切向接触表面组成，且引导表面不需要精密加 工，其原因是引导表面只是关于松顶部开始转入暂时起作用。而在松顶部的操作终点位置， 配合的成对凸引导表面和凹陷引导表面不相互接触。本发明的另一优点是尽管松顶部较 之根据US6506003B1获知的松顶部更紧凑和更短，松顶部同样能形成有足够的切向接触表 面。这样，能将较大的转矩从基体的分支传递至松顶部，而不存在形变损坏的风险。分支的 后部加厚和稳固的事实也有助于防止形变损坏的风险。另外，由于必须克服以让松顶部到 达终点位置的弹力只是短时间瞬间出现，而不会在松顶部的转入期间仪器整体均勻出现， 因此，能以迅速而方便的方式安装松顶部。还有一个优点是沿着松顶部的轴向前部而非靠 着后部来实现分支与松顶部之间的箍紧。因此，分支夹紧的两侧接触表面紧邻包括在前端 内的间隙表面定位。现在参照图10和图11，图中示出了可选实施例，该可选实施例与前述实施例的不 同点在于，其中，松顶部2的侧接触表面24是凸的，分支15的内支承表面17是凹的，而不 是平的。此外，分支15的自由前端形成有支架或唇缘59，支架或唇缘59在旋转方向上从轴 向位于后面的切向支承表面20径向向前突出。在此情况下，切向支承表面基本上平行于基 体的中心轴线Cl。唇缘59形成锁定装置，锁定装置抑制松顶部例如关于钻削刀具从所钻削 的孔被拉出而意外脱离卡爪14。各个唇缘59为楔形，并具有向后的倾斜止挡表面60，该倾 斜止挡表面60面向包括在松顶部前端内的同样倾斜的表面61。但是，只要松顶部通过足 以防止脱离的弹力得以牢固箍紧，则这些表面60、61不会相互接触。然而，如果使得松顶部脱离的作用力克服了分支的弹力，则表面61将压到止挡表面60，并防止松顶部的进一步轴 向移动。关于这一点，应提及的是，钻削刀具在从所钻削的孔退出期间还是在旋转方向R上 旋转。这样，切向支承表面20继续与唇缘59后面的切向接触表面36保持接触，从而，唇缘 59以十分可靠的方式防止脱离。通过配合的切向支承表面20与切向接触表面36被倾斜成使得这些表面之间的任 意前部接触点都相对于在后的每个接触点旋转在先的方式，来确保根据图1至图9的实施 例的类似的松顶部2的轴向锁定(参见图8以及图4中的边界线37)。当各个切向支承表 面20在钻削刀具的缩回以及与此同时的旋转期间保持压到附属切向接触表面36时，松顶 部因此而受力，该力旨在使得松顶部的轴向接触表面11压到轴向支承表面16，并借此有效 抑制松顶部被意外轴向拉出。图12和图13示出了另外的实施例，其具有用于松顶部的轴向锁定的另一种装置。 在此情况下，该锁定装置包括形成在分支15后端内的基座62以及位于松顶部上的两个锁 定构件63。各个基座62为槽，所述槽凹进各个分支15内并位于分支的相切支承表面19与 基体的轴向支承表面16之间。各个凸状构件63则为轴向位于松顶部的切向接触表面36后 面并连接至轴向接触表面11的凸脊。换言之，凸脊63相对于相切接触表面36横向突出，而 所述凸脊的后部转变成轴向接触表面11。当松顶部被转到操作位置时，凸脊63接合槽62， 但凸脊不会与槽接触。与前述实施例一样，只有松顶部上的负轴向力克服了分支的弹力，凸 脊55才起作用。此外，图12示出了基体1如何可包括用于冷却松顶部的切削刃的冷却液管道64 以及与这些冷却液管道相连的表面(其它实施例也适用)。冷却液管道64在分支15的前 端表面18内开口。本发明的可行的变型本发明不仅仅局限于上述以及附图所示的实施例。因此，例如通过位于同一平面 的两个或两个以上分开的部分表面组成松顶部的轴向接触表面和/或基体的轴向支承表 面来对这些面进行改型。但是，附图中示例的连续平表面式面是优选的。尽管实施例中的 轴向接触表面经由各个端边界线与包络部分表面之间的两个直径相对端边界线直接转变 成包络部分表面，但也可采用狭窄过渡表面。松顶部的切向接触表面从松顶部的后端或者 轴向接触表面一直延伸至前端都不是必须的。但是，当切向应力或者转矩的传递要求很高 时，所示例的实施例是优选的。对与成对的配合的引导表面而言，可以使仅一种类型例如凹 引导表面形成有规则圆柱形和/或圆锥形基本形状，而使另一种类型形成有一个或多个部 分表面，所述部分表面与中心轴线相隔同样的径向距离。从已示例的可选实施例可知，无论 分支的内支承表面和松顶部的侧接触表面为平的还是弓形的，本发明都是适用的。关于这 一点，应指出的是，能直接压制或精密加工例如打磨松顶部的轴向接触表面。这里，还应指 出的是，包括在基体卡爪内并与松顶部配合的支承表面通常关于其通过去屑加工的形成而 已经获得优良的精确度。换言之，在通常情况下，不用对这些面进行抛光。此外，可在松顶 部的各个切削刃后面只形成一个间隙表面而非若干个间隙表面。最后必须说明的是，所论 述的钻削刀具与其它任意钻削刀具一样可用于通过被旋转加工固定工件，或者通过被夹紧 用于加工旋转工件。
1权利要求
用于去屑加工的钻削刀具，该钻削刀具包括基体(1)，在所述基体中包括a)前端(4)和后端(5)以及包络表面(6)，所述包络表面包括两个沉头钻取的容屑槽(7)并与第一中心轴线(C1)同心，所述基体能够围绕所述第一中心轴线在给定旋转方向(R)上旋转，松顶部(2)，在所述松顶部中包括b)前端(10)和后端(11)，所述后端形成轴向接触表面(11)；与第二中心轴线(C2)同心的一对包络部分表面(12)；和相对于所述一对包络部分表面(12)沉头钻取的两个容屑槽(13)，且从中心核(IC)径向突出的两个条形部(38)限定在所述两个容屑槽之间，所述两个条形部在所述前端(10)中各包括切削刃(3)，并包括旋转地位于所述切削刃(3)后面的至少一个间隙表面(30、31、32)，c)两个相对侧接触表面(24)，d)轴向位于所述侧接触表面(24)后面的一对凸引导表面(26)，所述引导表面与所述中心轴线(C2)同心并与所述中心轴线(C2)径向相隔开一距离，该距离小于所述中心轴线(C2)与各个侧接触表面(24)之间的径向距离，以及e)一对转矩承载切向接触表面(36)，所述切向接触表面径向位于所述包络部分表面(12)的内侧以及所述侧接触表面(24)的外侧，所述基体(1)的所述前端(4)包括卡爪(14)，所述卡爪由用作轴向支承表面的底部(16)以及从所述底部(16)轴向突出的两个定位在外周的分支(15)限定，所述松顶部(2)的轴向接触表面(11)能够压到所述轴向支承表面上，所述分支能够弹性弯曲，并具有在操作终点位置中将所述松顶部(2)夹紧在所述卡爪(14)中的目的，更确切地说是通过可回弹地压到所述松顶部的侧接触表面(24)的所述分支(15)的一对内支承表面(17)以及能压到所述松顶部的所述切向接触表面(36)的所述分支的一对旋转在先切向支承表面(20)，在操作终点位置中将所述松顶部(2)夹紧在所述卡爪(14)中，除此之外，凹引导表面(25)被轴向布置在所述内支承表面(17)的后面以用于与所述松顶部的两个凸引导表面(26)相配合，且所述松顶部能够轴向插入所述基体的卡爪(14)中，并能够转动到操作终点位置以及能够转动离开所述操作终点位置，其中，所述分支(15)的切向支承表面(20)被压到所述松顶部的切向接触表面(36)上，其特征在于，所述松顶部的轴向接触表面(11)垂直于所述松顶部的中心轴线(C2)延伸，更确切地说是在靠近两个包络部分表面(12)的边界线(29)之间延伸，而且，所述分支(15)的所述一对凹引导表面(25)之间的最大直径(ID)大于所述松顶部(2)的所述一对凸引导表面(26)之间的类似直径(OD)，以便使所述引导表面一方面在向所述操作终点位置转入期间将所述松顶部临时保持在中间位置中，而另一方面在所述操作终点位置中不相互接触。
2.根据权利要求1所述的钻削刀具，其特征在于，所述松顶部(2)的各个切向接触表面 (36)从所述松顶部的轴向接触表面(11)朝所述前端(10)延伸，并经由凹进表面(41)转变 成侧接触表面(24)和引导表面(26)，各个分支(15)的切向支承表面(20)具有比所述内支 承表面(17)的轴向延伸长度大的轴向延伸长度。
3.根据权利要求1或2所述的钻削刀具，其特征在于，所述松顶部(2)的各个切向接触 表面(36)从所述轴向接触表面(11) 一直延伸到包括在所述前端(10)中的间隙表面(31)。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的钻削刀具，其特征在于，所述轴向支承表面 (16)垂直于所述基体的中心轴线(Cl)延伸，更确切地说是在相对的边界线(56)之间朝所 述基体的包络表面(6)延伸。
5.根据权利要求4所述的钻削刀具，其特征在于，所述基体(1)的轴向支承表面(16) 以及所述松顶部(2)的轴向接触表面(11)具有相同的轮廓形状。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的钻削刀具，其特征在于，所述分支(15)的内侧 的两个凹引导表面(25)为圆柱形和/或圆锥形。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的钻削刀具，其特征在于，所述松顶部(2)的两 个凸引导表面(26)为圆柱形和/或圆锥形。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的钻削刀具，其特征在于，当所述分支(15)未 加载时在所述分支(15)的内支承表面(17)之间延伸可能的最短距离的假想第一直径线 (DLl)的长度小于沿所述松顶部的侧接触表面(24)的一对直径相对界定边缘(54)之间的 类似第二直径线(DL2)的长度。
9.根据权利要求8所述的钻削刀具，其特征在于，所述分支(15)的内支承表面(17)以 及所述松顶部(2)的侧接触表面(24)为平的，所述界定边缘(54)为直的。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的钻削刀具，其特征在于，所述松顶部(2)的各 个切向接触表面(36)以及位于外面的包络部分表面(12)彼此会聚成会聚锐角(α)。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的钻削刀具，其特征在于，所述松顶部(2)具有 比其轴向长度(L)大的直径(Dl)。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的钻削刀具，其特征在于，所述基体(1)和松顶 部(2)包括配合的锁定装置(60、61 ；62、63)，以防止所述松顶部意外轴向退出所述卡爪。
13.根据权利要求12所述的钻削刀具，其特征在于，所述锁定装置包括基座(62)，所述 基座凹入各个分支(15)的后端中，且靠近所述松顶部(2)的轴向接触表面(11)定位的凸 状构件(63)能插入所述基座中。
14.根据权利要求13所述的钻削刀具，其特征在于，所述基座为位于所述分支(15) 的切向支承表面(20)后面的槽(62)，且所述凸状构件为位于所述松顶部的切向接触表面 (36)后面的凸脊(63)。
15.用于钻削刀具的松顶部，该松顶部包括a)前端(10)和后端(11)，所述后端形成轴向接触表面(11)；与中心轴线(C2)同心的 一对包络部分表面(12)；和相对于所述一对包络表面(12)沉头钻取的两个容屑槽(13)，且 从中心核(IC)径向突出的两个条形部(38)限定在所述两个容屑槽之间，所述两个条形部 在所述前端(10)中各包括切削刃(3)，并包括旋转地位于所述切削刃(3)后面的至少一个 间隙表面(30、31、32)，b)两个相对侧接触表面(24)，刀具的基体的可弯曲分支能压到所述两个相对侧接触 表面上，c)轴向位于所述侧接触表面(24)后面的一对凸引导表面(26)，所述引导表面与所述 中心轴线(C2)同心并与所述中心轴线(C2)径向相隔开一距离，该距离小于所述中心轴线 (C2)与各个侧接触表面(24)之间的径向距离，以及d)一对转矩承载切向接触表面(36)，所述切向接触表面径向位于所述包络部分表面(12)的内侧以及所述侧接触表面(24)的外侧，其特征在于，所述轴向接触表面(11)垂直于所述中心轴线(C2)延伸，更确切地说是在 靠近所述两个包络部分表面(12)的边界线(29)之间延伸。
16.根据权利要求15所述的松顶部，其特征在于，各个切向接触表面(36)从所述轴向 接触表面(11)朝所述松顶部的前端(10)延伸，并经由凹进表面(41)转变成侧接触表面 (24)和引导表面(26)。
17.根据权利要求16所述的松顶部，其特征在于，所述切向接触表面(36)从所述轴向 接触表面(11) 一直延伸到包括在所述前端(10)中的间隙表面(31)。
18.根据权利要求15至17中的任一项所述的松顶部，其特征在于，所述松顶部具有比 其轴向长度(L)大的直径(Dl)。
19.根据权利要求15至18中的任一项所述的松顶部，其特征在于，各个侧接触表面 (24)形成在相对于核(IC)加厚的材料部分(39)上，所述核由所述两个容屑槽(13)的凹界 定表面之间的内切圆表示。
20.根据权利要求15至19中的任一项所述的松顶部，其特征在于，所述两个引导表面 (26)为圆柱形和/或圆锥形。
21.根据权利要求15至20中的任一项所述的松顶部，其特征在于，各个侧接触表面 (24)为平的，并由旋转尾随界定边缘(54)限定。
22.根据权利要求21所述的松顶部，其特征在于，沿所述两个侧接触表面(24)的直径 相对界定边缘(54)之间的假想直径线(DL2)与各个侧接触表面形成锐角(Y)。
23.根据权利要求15至22中的任一项所述的松顶部，其特征在于，各个切向接触表面 (36)以及位于外面的包络部分表面(12)彼此会聚成会聚锐角(α)。
24.根据权利要求15至23中的任一项所述的松顶部，其特征在于，靠近所述轴向接触 表面(11)形成凸状构件(63)，用于所述松顶部的轴向锁定。
25.根据权利要求24所述的松顶部，其特征在于，所述凸状构件为位于切向接触表面 (36)后面的凸脊(63)。
26.用于去屑加工的钻削刀具的基体，该基体包括前端(4)和后端(5)以及包络表面 (6)，所述包络表面包括两个沉头钻取的容屑槽(7)并与中心轴线(Cl)同心，所述基体能够 围绕所述中心轴线在给定旋转方向(R)上旋转；以及卡爪(14)，所述卡爪形成在所述前端 (4)中，并由用作轴向支承表面(16)的底部以及从所述底部轴向突出的两个定位在外周的 分支(15)限定，所述分支能弹性弯曲，并分别包括内支承表面(17)和用于将转矩传递至松 顶部的切向支承表面(20)，与所述中心轴线(Cl)同心的凹引导表面(25)轴向形成在各个 内支承表面(17)后面，其特征在于，所述轴向支承表面(16)垂直于所述中心轴线(Cl)延 伸，更确切地说是在靠近所述包络表面(6)的边界线(56)之间延伸。
全文摘要
本发明涉及用于去屑加工的钻削刀具及其松顶部和基体。具体地，本发明的钻削刀具包括有前卡爪的基体，卡爪由两个可弹性弯曲的分支及中间轴向支承表面限定，并用于容纳可替换的松顶部。在此过程中，分支在其内支承表面保持可回弹地压到松顶部的侧接触表面以牢固夹紧松顶部的同时通过其自身的切向接触表面将转矩传递至松顶部。在安装松顶部过程中，将松顶部轴向插在分支之间，并使其转动直到切向支承表面与松顶部的切向接触表面接触。为关于松顶部的转入对其进行临时大致对中，松顶部形成有凸引导表面，凸引导表面轴向位于轴向接触表面与侧接触表面之间。不需要从轴向接触表面向后突出的引导销，因此能将松顶部制造成非常紧凑的实施例。
文档编号B23B51/02GK101927369SQ20101021775
公开日2010年12月29日 申请日期2010年6月23日 优先权日2009年6月23日
发明者海伦娜·帕贝尔 申请人:山特维克知识产权股份有限公司