单刃深孔钻的制作方法

本发明涉及一种单刃深孔钻，其尤其适用于切削产生长切屑的材料。

背景技术：

由现有技术不同的实施方式中已知的单刃深孔钻，其下面也称为单刃钻。例如，参见vdi准则3210和3208以及申请人的de102012016660a1。原则上，人们总是希望改进深孔钻的性能、加工精度和工艺可靠性。后者需要短的切屑，以便保证将切屑从钻孔排出。此外，应当使钻孔所需的切削力或者能量最小化，以便减轻钻柄负载并降低能量成本。在de102012016660a1的导言中描述了一种单刃深孔钻和其特性。特别地，de102012016660a1的段落【0002】至【0012】由此通过参考引用成为本申请的组成部分。

如从de102012016660a1中已知的，单刃深孔钻的切削角通常为0°。现有技术中已知切削角>0°的单刃深孔钻。0°的切削角尤其具有以下优点，即其可以通过磨削而简单地制成。但是，在切削时出现比较高的切割力。其能够导致钻孔侧向偏离。这种侧向偏离称为“钻孔偏移”。

此外，仅能够有限地影响切屑形成以及切屑长度。在切削产生长切屑的材料时，例如高质量且进而硬的钢，前述情况尤其在高速进刀时会导致问题并且因此限制了生产力。这尤其发生于长度与直径之比很高的钻孔中。

如果要在产生长切屑的材料中产生深钻孔，则按照现有技术在工具处安装切屑分离器和/或切屑形成器，以便使切屑尺寸最小化并因此保证切屑由钻孔稳定地排出。切屑分离器具有不连续的或弯曲的刀刃。其弊端在于工具制造耗费甚大。由于钻孔的底部总是反映了刀刃，因此在使用具有切屑分离器的单刃深孔钻时，钻孔底部具有不连续的和/或弯曲的形状。这通常是不期望的。

切屑形成器通常引起进刀力和切削力的升高，这些力的升高能够不利地影响钻孔偏移。

技术实现要素：

因此，本发明的目的在于，提供一种单刃深孔钻，其一方面产生很短的切屑并因此也在高速进刀时保障过程可靠性。此外，在切削时作用到钻头上的力和力矩应当是很小的，从而钻孔的偏移被最小化并保证工具的长寿命。

此外，对于钻孔所需的驱动功率也应当是很低的，并且根据本发明的单刃深孔钻能被较简单地制造和精磨。

该目的通过具有权利要求1的特征的单刃深孔钻来实现。

根据本发明的切屑形成面是平坦的，然而相对于切削面具有两个不同的平台。径向更靠内的第一部分具有一个平台，其比径向更靠外地构造在钻头处的第二部分更多地高出切削面。根据本发明的切屑形成面的设计方案具有多个有利效果：

根据本发明的阶梯状的切屑形成面能较简单地通过磨削来制造，因为第一部分和第二部分是平坦的面，二者并排地沿转动轴线的方向延伸。如果希望，这两个部分甚至能够在一个磨削过程中利用异型砂轮来制造。

此外，在切削面和切屑形成面的靠外的第二部分之间的台阶是比较低的，从而由外刀刃在该径向靠外区域中生成的切屑在该台阶处被略微地升高。为此所需的驱动功率是比较低的，尽管第二部分设置在径向外侧。因而，由此导致的扭转和弯曲荷载以及根据本发明的单刃深孔钻所需的驱动功率也是较低的。这在钻孔的平直度和进刀速度方面具有有利的效果。

在切削面和径向更靠内地设置的第一部分之间的台阶显然是更高的，从而这里在切屑上实现明显的可变形性，导致了切屑的断裂。尽管这样，由此导致的力矩仍然比较小，因为第一部分紧邻于钻头的转动轴线。

切屑形成面在第一部分和第二部分中彼此错开并与切削面错开的平台还使得切屑朝向槽的第二壁偏转。在切屑撞击到该壁时，切屑再次塑性变形，从而最终断裂成期望的短块。

由此形成极短的断裂切屑、很低的切削力和根据本发明的单刃深孔钻的高生产能力。此外，根据本发明的单刃深孔钻较易于制造。这也是因为切屑形成面是由彼此并排设置的平坦部分构成的。此外，切削面是平坦的并且紧邻于钻头的中心或者甚至恰恰位于钻头的中心。这不仅使得切削面的磨削更简单，而且也使钻头的波状外形尖端的磨削更简单。

在本发明的有利设计方案中提出，第二部分位于切削面的高度或者略微高于切削面。因此此时在刀刃之后仅略微地升高了切屑的外围部分，这仅需要很小的力。

根据本发明，切屑形成面的这两个部分构造为并排延伸并且平坦的面，这简化了制造。

有利的是，第一部分到切削面的距离h1比第二部分到切削面的距离h2的两倍更大。已证实，4：1的比例是在低切削力或低驱动功率与同时作用于切屑上的高变形力之间的有效折衷。因此，切屑断裂成短的，并且尽管如此使得单刃深孔钻的过载风险或者过早磨损风险最小化。

进一步有利的是，切削面的切削角等于0°，并且钻头的切削面穿过其转动轴线或者略微低于转动轴线延伸。换而言之：切削面能够布置在钻头的中心或者略微低于钻头的中心。例如，在钻头直径为6mm的单刃深孔钻的情况下，切削面能够位于中心的下方2/100mm。相比于具有切屑断裂器的单刃深孔钻，在根据本发明的单刃深孔钻中的切削面明显更靠近中心或者位于中心。

在具有切屑断裂器的单刃深孔钻中，其如从现有技术中所知的，在外刀刃的切削面明显位于中心的下方。在内刀刃的切削面在转动轴线的区域中明显在中心上。这种刀刃几何形状与根据本发明的刀刃几何形状相比，在制造时大多明显更加耗费成本，并且更难以精磨。

根据本发明的单刃深孔钻的尖端能够按照客户的要求在宽泛的范围内构造。因为切削面位于中心或者仅略微低于中心，所以钻孔底部的客户特定的几何形状能够简单且精确地实现。这是根据本发明的单刃深孔钻的又一个优点。为了简单且没有阻碍地让切屑滑过第一部分和第二部分之间的台阶，设置一个小于90°的角度w。该角度w越小，切屑越容易滑过该台阶。

还有利的是，第一直径d1确定了在第一部分和第二部分之间的过渡部，该第一直径大约等于钻头的直径的一半。在如此划分切屑形成面时，在切屑的较大可变形性与同时低驱动功率之间达到有效折衷。

同样地，在根据本发明的单刃深孔钻中，也能够以本身已知的方式在切削面处构造切屑断裂器。该切屑断裂器例如能够构造为小斜面，从而该斜面的前端部位于钻头的中心下方(大约1/100mm至2/100mm)。

根据本发明的单刃深孔钻以本身已知的方式具有柄，其中槽构造在钻头中并且至少部分地构造在柄中。

根据本发明的钻头有利地由硬质合金构成并且在需要时涂层。具有夹持部的柄也能够由硬质合金构成；则该工具成为整体硬质合金工具。或者，具有槽的柄和夹持套筒能够由不同的材料构成，例如由钢构成。

附图说明

本发明的其他优点和有利设计方案由下列附图、其说明和(要保护的)权利要求获知。

所有在附图、其说明和权利要求中描述的特征能够单独地以及以任意的彼此组合成为本发明的重要部分。

在附图中：

图1是单刃深孔钻的示意图，

图2是根据本发明的钻头的俯视图，

图3是根据本发明的钻头的前视图，

图4是具有其他尺寸的图2的视图，以及

图5是具有其他尺寸的图2的视图。

具体实施方式

图1中示意地并且略简化地示出了单刃深孔钻1。单刃深孔钻1由钻头11、异型柄12和夹持部13。利用夹持部13将深孔钻1容纳在深钻机(图中未示出)中。根据本发明的钻头能够用于整体硬质合金工具以及“组装”工具中，在组装工具中钻头、异型管柄和夹持套筒彼此焊接。

转动轴线或者钻头11的中心具有附图标记23。在钻头11和异型柄12中构造槽，该槽由切屑形成面15和壁17界定。

根据本发明的深孔钻1能够具有6.1mm的钻头直径d，并且能够用于钻通长度为350mm的由高强度钢构成的传动轴。该目的在制造技术上有极高要求，因为高强度钢产生长的切屑并且是坚硬的，此外，对孔的几何形状(直径和平直度)的要求也很高。此外，在自动钻孔中，工艺可靠性以及因此短的切屑也是非常重要的。

为了实现前述目的，根据本发明的切屑形成面15具有两个部分19和21。第一部分19径向更靠内地设置，而第二部分21径向更靠外地设置。

在钻头11的尖端处，可见冷却润滑剂通道24，其被称为“腰形部(niere)”。该冷却润滑剂通道24以已知的方式延伸经过深孔钻1的整个长度。通过冷却润滑剂通道24将冷却润滑剂引导到深孔钻1的尖端处。冷却润滑剂冷却钻尖端，并且同时通过槽15沿夹持套筒13的方向输送由钻头11产生的切屑。

在图2中示意地示出了根据本发明的钻头的俯视图。钻头的中心或者说钻头11的转动轴线带有附图标记23。

如上所述，槽由壁17和两部分形式的切屑形成面15界定。切屑形成面15的这两个部分(参见图1)带有附图标记19和21。以19标注第一部分，其径向更靠内地设置。以21标注第二部分，其在径向方向上靠外邻接第一部分19。

钻头11的刀刃以已知的方式由内刀刃27和外刀刃29组成，二者在其交点形成了转动尖端31。根据本发明的钻头的几何形状与钻头的尖端形状无关。

在示例性示出的实施例中，外刀刃29以相对于转动轴线23的正交线30°的角度延伸。内刀刃29以相对于转动轴线23的正交线20°的角度延伸。简而言之：在实例中涉及30/20倾角。

在内刀刃27与外刀刃29之间构造刀刃尖端31，其相对于转动轴线23偏心地设置。在图2中以d2标注一个直径，当根据本发明的钻头11围绕转动轴线23转动时，刀刃尖端31以该直径旋转。

当设置钻头11转动时，在切屑形成面15的第一部分19和第二部分21之间的台阶围绕转动轴线23沿着圆形轨迹移动。该直径在图2中以d1标注。

在本实施例中，刀刃尖端32以小于第一部分19和第二部分21之间的台阶的直径设置。这不是必须的。钻头11也可以不具有明显的尖端。

由内刀刃27和外刀刃29组成的共同切削面33具有附图标记33。切削面33位于延伸穿过或略低于钻头11的转动轴线23的平面内。在切削面33和旋转轴线23之间的距离必须足够小到使得没有销钉留在钻孔的中心。

图3是根据本发明的钻头11的前视图。相同的部件带有相同的附图标记。

钻头11的中心或转动轴线在图3中作为具有附图标记23的点示出。在该前视图中可以清楚地看到冷却润滑剂通道24、壁17以及具有部分19和21的阶梯状的切屑形成面15。

在图3中可以清楚地看到，平坦的切削面33大约延伸穿过钻头11的中心或转动轴线23。切削面33可以精确地延伸穿过转动轴线23或略微低于转动轴线23延伸。在钻头直径为6.1mm时，切削面33可以延伸到转动轴线23下方2/100mm。

此外，可以清楚地看出，相对于切削面33，切屑形成面15的部分19和21具有不同的高度。径向靠内设置的第一部分19显然高于第二部分21。该高度差导致在这两个部分19和21之间的台阶25。

另外，结合图2和图3，可以清楚地看出，包括具有壁17和阶梯状的切屑形成面15的槽的钻头的尖端仅具有平坦的表面，其可以通过磨削简单地且以极高的重复精确度来制造。换而言之：根据本发明的钻头11不仅可以良好地并过程可靠地制造，而且可以较简单地以一贯的高质量来精磨。如果精磨不在制造商处进行而是在深孔钻的使用者处进行，前述特性是特别重要的，因为通常在使用者处只有比较简单的磨削装置可用。

图4和图5对应于图2和图3。然而，更多的度量辅助线和尺寸在图4和图5中绘出，由此略微牺牲了清晰度。

图4和图5中所绘的尺寸基本上是显而易见的。对于根据本发明的具有6.1mm钻头直径并设置用于在由高强度钢制成的传动轴中产生钻孔的深孔钻而言，以下值已被证明有效：

切削角γ：0°

切削面33：在中心处或略低于中心

d1：3mm

外刀刃处的切削面的长度tas：0.8mm

内刀刃处的切削面的长度tis：0.8mm

h1(在切削面33或转动轴线23与切屑形成面15的第一部分19之间的距离)：0.2mm

h2(在切削面33与切屑形成面15的第二部分21之间的距离)：0.05mm在切屑形成面的部分19和21之间的过渡处的半径37：0.05mm

切屑形成面的部分19和21之间的台阶25处的角度w：80°

在不同孔径的情况下，可以相应地调整这些值。