机加工/抛光双几何结构螺旋钻孔工具的制作方法

本公开大体涉及在物体中钻孔。更具体地，所公开的实施例涉及使用螺旋钻孔工具(orbitaldrillingtool)在材料中机加工孔并且然后使用同一工具将孔的内部抛光的装置和方法。

背景技术：

建造飞行器会涉及到在各种材料制成的各种零件中钻成百上千个孔。这些孔的质量和钻这些孔的效率能够对组装飞行器所需的时间和飞行器构建后的耐久性有显著的影响。许多因素影响孔的质量和效率，所述因素包括产生单个孔花费多长时间、产生孔后清理到何种程度、该过程可如何重复、(一个或多个)钻孔工具持续多久，以及零件在钻孔之后持续多久。

螺旋钻孔已被证明是一种用于在各种材料中产生高质量孔的有效方法，所述材料包括单组分材料和堆叠的不同材料。在传统钻孔中，随着工具绕其自身的纵向轴线快转(spin)，钻头或切削工具被推动通过材料。因此，使用传统钻孔方法产生的孔的直径将与产生该孔的钻头直径相同。相比之下，在螺旋钻孔中，除了钻头或切削工具被馈送通过材料之外，钻头或切削工具绕其自身纵向轴线旋转，同时该纵向轴线也围绕正被产生的孔的中心旋转或“公转(orbit)”。因此，利用螺旋钻孔产生的孔的直径可以比产生该孔的钻头的直径大。

相比于传统钻孔，螺旋钻孔具有许多优点，包括较少的清理、使用同一工具制造具有一系列直径的孔的能力、生成较小的碎屑和较少的热量、钻穿各种不同材料和叠层材料的能力以及更长的工具寿命。

在零件中产生孔的另一种方法是两步法，其中首先通过钻孔过程产生导向孔，且然后通过在随后的铰孔过程中去除材料来增加该导向孔的直径。对于某些材料(例如铝)，与螺旋钻孔过程相比，利用钻孔/铰孔过程可以改善孔的疲劳性能。也就是说，如果通过钻孔和铰孔来产生孔，则该零件本身可以持续更久。这种性能益处可能是由于在铰孔过程中引起的残余应力所致，而标准螺旋钻孔将使铝中的孔处于中性应力状态。对于其它材料(诸如钛和不锈钢)，孔的疲劳性能对于螺旋钻孔和钻孔/铰孔两者可以基本上是相同的。

钻孔且然后铰孔可能需要两个单独的工具，并且铰孔会产生毛刺，该毛刺然后需要被去除，相对于螺旋钻孔，这两者都将降低效率。目前，在铝中产生孔会需要权衡螺旋钻孔的效率益处与钻孔和铰孔的性能益处。

技术实现要素：

在一些实施例中，一种组合切削和抛光螺旋钻孔工具包括细长的工具主体，该工具主体包括切削端并且沿着纵向轴线延伸。工具主体包括抛光部分，该抛光部分与切削端间隔开并且被配置为在孔的侧壁中引起残余应力而不去除材料。工具主体还包括插入在切削端和抛光部分之间的切削部分。切削部分被配置为在螺旋钻孔过程期间从工件去除材料，从而产生孔。

在一些实施例中，切削工具具有主体并且包括机加工部分。该机加工部分具有从接近工具的机加工端的第一机加工直径开始的多个机加工直径。每个随后的机加工直径大于之前的机加工直径。该工具还包括抛光部分，该抛光部分的抛光直径比所述多个机加工直径中的最大值大。

在一些实施例中，一种在工件中制造孔的方法包括：旋转具有切削端并且沿着纵向轴线延伸的工具。该工具具有与切削端间隔开的抛光部分和插入在切削端和抛光部分之间的切削部分。该方法包括将旋转工具以螺旋方式移动到工件中，其中工具的纵向轴线围绕并且沿着孔轴线移动，由此产生具有侧壁并且沿着孔轴线延伸到工件中的孔。该方法包括以引起孔的侧壁中的残余应力的方式沿着产生的孔的侧壁移动旋转工具的抛光部分并且使该抛光部分与该侧壁接触。

本公开提供了各种装置及其使用方法。在一些实施例中，一种装置可包括具有切削部分和抛光部分的切削工具主体。在一些实施例中，切削部分可以被配置为在螺旋钻孔过程期间产生孔，并且抛光部分可以被配置为在产生的孔的侧壁中引起残余应力而不去除材料。特征、功能和优点可以在本公开的各种实施例中独立地实现，或者可以在其他实施例中进行组合，通过参考以下描述和附图能够了解所述实施例的进一步细节。

附图说明

图1是组合切削和抛光螺旋钻孔工具的示意说明。

图2是另一组合切削和抛光螺旋钻孔工具的示意等轴侧图。

图3是图2的工具的示意侧视图。

图4是描绘在切削过程期间示出的组合切削和抛光螺旋钻孔工具的实施例的侧视图。

图5是描绘在切削过程期间示出的组合切削和抛光螺旋钻孔工具的另一实施例的侧视图。

图6是描绘在工件中制造孔的方法的流程图。

图7至图11示意性地描绘了处于在工件中产生孔的各个阶段的组合切削和抛光螺旋钻孔工具。

具体实施方式

综述

具有切削部分和抛光部分的组合切削和抛光螺旋钻孔工具的各种实施例在下面进行描述并且在相关附图中图示说明。除非另有说明，否则组合切削和抛光螺旋钻孔工具和/或其各种部件可以但不是必须包含本文所描述、图示说明和/或包括的结构、部件、功能和/或变型中的至少一者。此外，结合本发明的教导，本文所描述、图示说明和/或包括的结构、部件、功能和/或变型可以但不是必须被包括在其他螺旋钻孔工具中。各种实施例的以下描述本质上仅仅是示例性的，并且绝不旨在限制本公开、其应用或使用。另外，由如下面所描述的实施例提供的优点在本质上是说明性的，并且并非所有实施例都提供相同的优点或相同程度的优点。

示例，部件和替代

以下部分描述说明性组合切削和抛光螺旋钻孔工具以及相关系统和/或方法的所选方面。这些部分中的示例旨在用于说明，并且不应被解释为限制本公开的整个范围。每个部分可以包括一个或更多个不同的发明、和/或背景或相关信息、功能和/或结构。

示例1：

本示例描述了一种说明性组合切削和抛光螺旋钻孔工具。该组合切削和抛光螺旋钻孔工具也被称为切削工具，参见图1。

图1是总体在10处指示的组合切削和抛光螺旋钻孔工具的示意图。在该示例中，切削工具10具有细长的工具主体12，该工具主体12包括工具轴14、切削或机加工部分16和抛光部分18。工具主体12包括切削或机加工端20并且沿着纵向轴线22延伸。抛光部分18与切削端20间隔开，并且切削部分16被插入在切削端20和抛光部分18之间。

工具轴14可以从抛光部分18延伸到钻头端部24。替代地，切削工具10的抛光部分18可以是工具轴14的延伸部分，其中抛光元件从工具轴14沿径向方向延伸远离纵向轴线22。钻头端部24可被配置成耦接到螺旋钻头。存在将切削工具10耦接到钻头的几种方式，其中任何一种方式可以是合适的。

切削部分16可以被配置为在螺旋钻孔过程期间从工件或零件去除材料，从而在工件中产生孔。如下面进一步详细讨论的，在螺旋钻孔过程中，工具主体12可以在纵向轴线22上快转，同时纵向轴线22可以围绕与纵向轴线22间隔开且平行于纵向轴线22的孔轴线旋转。随着工具主体12快转和旋转，工具主体12可以推进通过工件。

切削部分16可以包括多个切削刃，这些切削刃被配置为随着切削工具10推进通过工件而从工件去除材料。切削刃可以设置在切削端20上并且可以沿着纵向轴线22延伸。切削部分16可以包括容屑槽、沟槽或通道，使得已经从工件去除的材料可以从切削刃处被带走。切削部分16可以包括用于在切削刃附近引入并去除冷却剂或润滑剂的通道。

抛光部分18可被配置成在孔的侧壁中引起残余应力而不去除材料。抛光部分18通过使孔的侧壁变形而不从工件去除材料来引起残余应力。抛光部分18可以但不限于通过使用足够大的超过工件屈服强度的力驱使圆形的、圆锥形的、锥形的或其它钝的刃抵靠工件运动来使侧壁变形。随着组合切削和抛光螺旋钻孔工具10以切削端20开始行进通过工件，切削工具10的切削部分16可在工件中产生孔。随着切削工具10继续推进通过工件，抛光部分18可将由切削部分16产生的孔的侧壁磨光或以其他方式变形。当在工件的厚度大于切削部分16的纵向长度的情况下，切削部分16可以产生孔的较深部分，而抛光部分18同时在抛光相同孔的较浅部分的侧面。

抛光孔的侧壁可使靠近侧壁的工件的材料变形。可以通过抛光部分18将孔的侧壁变光滑。即使抛光部分18不从工件去除材料，孔的直径也可以因与抛光部分18接触而稍微变大。因此，抛光与铰孔形成对比，其中铰孔通过进一步从孔的侧壁去除材料而增加孔的直径。引起孔的侧壁的变形可以在侧壁中引起有益的残余应力。在一些情况下，例如当工件由铝制成时，利用切削部分16产生孔可使孔的侧壁处于中性应力状态，这会更容易随着时间而形成裂纹。抛光在铝工件中形成的孔的侧壁可以使得工件较不易于形成裂纹和其他缺陷。

示例2：

本示例描述了另一说明性组合切削和抛光螺旋钻孔工具。该组合切削和抛光螺旋钻孔工具可以被称为切削工具，参见图2至图3。

图2是总体在100处指示的组合切削和抛光螺旋钻孔工具的示意立体图。图3是切削工具100的示意侧视图。下面对图2和图3一起进行描述。切削工具100可类似于切削工具10，并且不再整体重复对切削工具10的益处和使用方法的讨论。

在本示例中，组合切削和抛光螺旋钻孔工具100具有包括切削或机加工端104的细长的工具主体102并且沿着纵向轴线106延伸。工具主体102包括与切削端104间隔开的抛光部分108，以及被插入在切削端104和抛光部分108之间的切削或机加工部分110。工具主体102还包括沿着纵向轴线106设置的工具轴112，其中抛光部分108被插入在工具轴112和切削部分110之间。

切削部分110，也被称为机加工部分，包括以接近切削或机加工端104的第一个切削或机加工直径114开始的多个切削或机加工直径，由数字n表示。每个随后的切削直径大于之前的切削直径。例如，在图2和图3中示意性地描绘的切削工具100可以具有第n个切削或机加工直径116，并且第n个切削直径116可以大于第一个切削直径114。切削工具100具有两个切削直径114和116，但是任何数量的切削直径可以是合适的。也就是说，数量n可以是包括1、2或大于2的任何适当的数量。每个随后的切削直径可以大于相邻的之前的切削直径，并且相比于相邻的之前的切削直径可以设置成更远离切削端104。也就是说，切削直径可以从切削端104逐渐增大。

在一些实施例中，切削部分110可以仅包括一个切削直径。也就是说，切削工具100中的第一个切削直径114可以是可选择的，使得第n个切削直径116是该切削部分的唯一的切削直径。

工具轴112可具有轴直径118，并且抛光部分108可具有大于轴直径118的抛光直径120。具有大于轴直径的抛光直径可允许切削工具100的纵向轴线106相对于孔的轴线倾斜，同时切削工具100的抛光部分与孔的侧壁接触，而工具轴不与孔的侧壁接触。

切削工具100的切削部分110可以具有最大切削直径，例如第n个切削直径116。抛光直径120大于最大切削直径。抛光直径120和最大切削直径之间的差可以是微小的。例如，在一些实施例中，抛光直径可以大于第n个切削直径116低至千分之一英寸或更小。产生具有这种精细规格的切削工具会需要精确制造。

在一些实施例中，抛光直径可以小于最大切削直径116。在一个可选的示例中，较小的抛光直径如图3中的122处所示指示的。可选的抛光直径122可以大于轴直径118。

在图2和图3的讨论中，各种直径114、116、118、120和122中的任一个可以根据从纵向轴线106测量的适当半径来等效地描述。

示例3：

本示例描述了一种组合切削和抛光螺旋钻孔工具的说明性实施例。该组合切削和抛光螺旋钻孔工具可以被称为切削工具，参见图4。

图4是描绘在切削过程期间示出的组合切削和抛光螺旋钻孔工具的实施例的侧视图，该组合切削和抛光螺旋钻孔工具总体在200处指示。切削工具200可以类似于切削工具100或切削工具10。

切削工具200可以包括具有切削端204并且沿着纵向轴线206延伸的细长的工具主体202。该工具主体可以包括切削或机加工部分208和抛光部分210。抛光部分210可以与切削端间隔开，并且切削或机加工部分208可以被插入在切削端和抛光部分之间。

组合切削和抛光螺旋钻孔工具200的切削部分208可被配置成从工件212去除材料，从而产生孔214。切削部分可包括设置在工具主体202上的至少一个切削刃216。切削刃216可以沿着切削端204延伸并且从切削端沿着纵向轴线206在切削螺旋结构218中延伸。

随着切削工具200围绕其自身的纵向轴线206旋转并围绕孔轴线220公转时，切削刃216可以通过在切削端204处或切削螺旋结构218处与工件接触来从工件212去除材料。设置在切削端处的切削刃的一部分可以产生孔214的底面222，而设置在切削螺旋结构218处的切削刃的一部分可以产生孔的侧壁224。随着切削工具移动通过工件，孔的底面222可以向孔的更深处移动。如果切削端完全行进穿过工件，则孔变成穿过工件的通道，并且孔没有底面。

抛光部分210可以包括沿着工具主体202纵向延伸的多个抛光元件226。多个抛光元件中的每一个可以具有钝的径向外表面228，该钝的径向外表面228设置成用于在钻孔工具旋转期间重复地接触工件。也就是说，当在垂直于纵向轴线206的平面中观察时，钝的径向外表面228可以是弧形凸表面。

在图4所示的实施例中，多个抛光元件226包括从工具主体径向延伸的多个翅片229。翅片229可以具有沿着纵向轴线206延伸的长度230，并且翅片可以围绕工具主体圆周地分布。每个翅片可以延伸到从纵向轴线测量的最大半径232。多个翅片的最大半径可以是抛光直径234的一半。翅片可以沿着它们的长度230具有任何适当的形状。在图4所示的实施例中，当正交于翅片的侧面238观察时，每个翅片具有拱形径向外表面236。在另一些实施例中，翅片可以围绕纵向轴线成方位角地延伸以及径向和纵向地延伸。

工具的切削部分208可以具有切削或机加工半径240。在切削部分具有沿着工具主体202设置的多个机加工或切削区段的情况下，其中每个机加工或切削区段具有各自的直径或等效的机加工或切削半径，机加工半径240可以是最大机加工或切削半径。在图4所示的实施例中，多个翅片229中的最大半径232大于切削半径240。在另一些实施例中，翅片的最大半径可以基本上与切削半径相同或小于切削半径。为了便于观察，翅片的最大半径232和切削部分的最大机加工半径240之间的差异可以在图4的视图中被放大。

由于抛光元件的钝的径向外表面228可以是弧形凸表面，所以钝的径向外表面可以与孔214的侧壁224切向或几乎切向接触。随着抛光元件沿着孔的侧壁移动，翅片的钝的径向外表面228可以使孔的侧壁变形而不从工件去除材料，从而在孔的侧壁中引起有益的残余应力。在另一些实施例中，抛光元件可包括远离刃行进方向的尖的抛光刃，而不是钝的或圆形刃。在这些另一些实施例中，抛光元件和孔的侧壁之间的接触角可足够小，使得抛光元件使侧壁变形而不去除材料。

示例4：

本示例描述了组合切削和抛光螺旋钻孔工具的另一说明性实施例。该组合切削和抛光螺旋钻孔工具可以被称为切削工具，参见图5。

图5是描绘在切削过程期间示出的组合切削和抛光螺旋钻孔工具的实施例的侧视图，该组合切削和抛光螺旋钻孔工具总体在300处指示。切削工具300可以类似于切削工具100或切削工具10。

切削工具300可以包括具有切削或机加工端304并且沿着纵向轴线306延伸的细长的工具主体302。工具主体302可以包括切削或机加工部分308和抛光部分310。抛光部分310可以与切削端间隔开，并且切削部分308可以被插入在切削端和抛光部分之间。

组合切削和抛光螺旋钻孔工具300的切削部分308可被配置成从工件312去除材料，从而产生孔314。切削部分可包括设置在工具主体302上的至少一个切削刃316。切削刃216可以沿着切削端304延伸并且从切削端沿着纵向轴线306在切削螺旋结构318中延伸。工具主体300的切削部分308可以以与切削工具200的切削部分208相似的方式工作以从工件312去除材料。切削工具300可以包括多个切削容屑槽320，所述容屑槽被配置为引导去除的材料脱离切削刃316。

抛光部分310可以包括沿着工具主体302纵向延伸的多个抛光元件322。多个抛光元件中的每一个可以具有钝的径向外表面324，该钝的径向外表面228被设置成在钻孔工具旋转期间顺序地接触工件。也就是说，当在垂直于纵向轴线306的平面中观察时，钝的径向外表面324可以是弧形凸表面。

在图5所示的实施例中，多个抛光元件是多个钝的刃326，其中每个钝的刃326与相应的切削刃316相关联。也就是说，每个切削刃316可以沿切削螺旋结构318从靠近切削端304延伸到切削刃末端328。每个钝的刃326可以在基本上延续相关联的切削刃316的切削螺旋结构318的钝的螺旋结构330中延伸。在切削刃末端处，可以存在从尖的切削刃316到钝的刃326的过渡，该过渡沿着纵向轴线306基本上延续切削螺旋结构的螺旋形式。

工具的切削部分308可具有切削或机加工半径332。在切削部分具有不同机加工或切削直径的多个机加工或切削部分，或等效地多个不同机加工或切削半径的情况下，机加工半径332可以是最大机加工或切削半径。在图6所示的实施例中，抛光部分310的最大半径334大于切削半径332。在另一些实施例中，抛光部分的最大半径可以基本上与切削半径相同或小于切削半径。为便于观察，抛光部分的最大半径334和切削部分的最大机加工半径332之间的差异可在图5的视图中被扩大。

在抛光过程期间，组合切削和抛光螺旋钻孔工具300可以随着切削工具300沿着孔轴线340移动并且与孔314的侧壁336接触而围绕纵向轴线306旋转。因此，多个钝的刃326可随着切削工具旋转而与工件312顺序地接触。钝的刃的钝的径向外表面324可以使孔的侧壁变形而不从工件去除材料，从而在孔的侧壁中引起有益的残余应力。

示例5：

本示例描述了在工件中制造孔的说明性方法，该方法可以与本文所述的任何切削工具配合使用；见图6。在图7至图11中示意性地示出该方法的各个步骤，并且这些图连同图6中概述的步骤一起被参考。

图6描绘了在工件中制造孔的方法的多个步骤，该方法大体在400处指示。方法400可以与参考图1至图5描绘和描述的组合切削和抛光螺旋钻孔工具中的任一种结合使用。具体地，方法400的示例性实施方式在图7至图11中描绘，但是其他实施方式也是可能的。虽然下文描述和图6中描绘了方法400的各个步骤，但是这些步骤并不一定需要全部被执行，在一些情况下可以以与示出的顺序不同的顺序来执行，并且在一些情况下可以同时执行。

方法400包括旋转具有切削部分和抛光部分的工具的步骤402。该工具可以具有切削端并且可以沿着纵向轴线延伸。抛光部分可以与切削端间隔开，并且切削部分可以被插入在切削端和抛光部分之间。旋转该工具可以包括围绕纵向轴线旋转该工具。该工具可以通过螺旋钻头旋转，该工具耦接至所述螺旋钻头。

旋转所述工具可以包括旋转其切削部分具有最大切削直径并且其抛光部分具有大于最大切削直径的抛光直径的工具。此外，旋转工具可以包括旋转具有沿着纵向轴线设置的工具轴且其抛光部分被插入在工具轴和切削部分之间的工具。

例如，在图7中，示出了总体在500处指示的工具。工具500包括切削部分502、抛光部分504和切削端506，并且如上所述工具沿着纵向轴线508延伸。工具500的切削部分502具有最大切削直径510，并且抛光部分504具有大于最大切削直径的抛光直径512。工具500可以具有可耦接到螺旋钻头(未示出)的钻头端514。工具可以被配置为围绕纵向轴线508旋转或快转，并且纵向轴线可以被配置为在垂直于纵向轴线的一个或更多个方向上移动。

方法400包括将旋转工具以螺旋方式移动到工件中，从而产生延伸到工件中的孔的步骤404。以螺旋方式移动旋转工具可以包括使工具的纵向轴线围绕孔轴线移动并且沿该孔轴线移动。所产生的孔可以具有一个侧壁或多个侧壁，并且所产生的孔可以沿着孔轴线延伸到工件中。以螺旋方式将旋转工具移动到由单一材料(例如铝，钛或钢)制成的工件中或者移动到由不止一种材料制成的工件(例如碳纤维增强聚合物或一些其它分层工件)中可以是适合的。

以螺旋方式移动旋转工具可以包括移动旋转工具，使得纵向轴线距孔轴线第一距离并且产生具有第一直径的孔。

图8描绘了步骤404的示例性实施方式的简图，其中工具500以螺旋方式移动到工件516中。切削部分502已经从工件去除材料，并且由此创建孔518。抛光部分504还没有与工件接触。纵向轴线508可以被布置成与孔轴线522相距第一距离520。工具500可以移动，使得纵向轴线508旋转或围绕孔轴线522公转，从而使得纵向轴线和孔轴线随工具移动而保持第一距离520的分离。在该阶段，孔518可以具有第一直径524，该第一直径可以由第一距离520和切削部分的最大切削直径510确定。除了围绕孔轴线移动之外，工具可以沿着孔轴线向工件更深处移动。

以螺旋方式将旋转工具移动到工件中可以包括以螺旋方式将旋转工具移动到其厚度小于旋转工具的切削端和旋转工具的抛光部分的前缘之间的距离的工件中。工具的切削部分具有沿着纵向轴线测量的切削长度，并且切削长度可以大于工件的厚度。切削长度可以等于或大于切削端和抛光部分的前缘之间的距离。然而，例如在工具的切削部分和抛光部分的前缘之间存在空间的情况下，切削长度可以不同于切削端和抛光部分的前缘之间的距离。

图9描绘了步骤404的示例性实施方式的简图，其中工具500的切削部分502已完全切穿工件516。孔518现在是穿过工件的通道。抛光部分504还没有与工件接触。工件516可具有小于旋转工具的切削端506和抛光部分的前缘530之间的距离528的厚度526。示例性工具500的切削部分502可以具有沿着纵向轴线508测量的切削长度532。切削长度532可以大于工件的厚度526。

需要注意的是，切削部分的切削长度不需要大于工件的厚度。例如，在图4和图5中所示的示例性实施例中，切削部分的切削长度小于工件的厚度。图4和图5中所示的实施例具有大于最大切削直径的抛光直径。在这些情况下，工具的抛光部分可以在工具的切削部分已经完成产生孔之前开始对孔的侧壁进行抛光。可选地，在切削部分和抛光部分之间可以存在距离，该距离允许钻孔穿过厚度大于切削部分的长度的工件。

方法400包括以在侧壁上引起残余应力的方式沿着所产生的孔的侧壁移动旋转工具的抛光部分并使该抛光部分与该侧壁接触的步骤406。也就是说，旋转工具的抛光部分可以在孔内围绕孔轴线移动并且沿孔轴线移动，使得抛光部分随着工具移动而与侧壁接触。在工具旋转时，抛光部分和侧壁之间的接触可以是滑动接触。这种接触可以使孔的侧壁的表面变形而不从工件去除材料。

将旋转工具的抛光部分沿产生的孔的侧壁移动并与该侧壁接触可以包括移动抛光部分，使得纵向轴线距离孔轴线第一距离，从而将产生的孔的直径增大到大于第一直径的第二直径。也就是说，当切削部分从工件去除材料时，即使当抛光部分与孔的侧壁接触，在步骤404期间存在的纵向轴线和孔轴线之间的分离可以被维持。由于抛光直径可大于最大切削直径，所以维持该分离可以通过使孔的侧壁变形而不去除材料来增大孔的直径。

图10描绘了步骤406的示例性实施方式的简图，其中抛光部分504已经开始在孔518的侧壁534中引起残余应力。纵向轴线508可以设置为距孔轴线522第一距离520，即，与图8所示的距离相同。由于较大的抛光直径512与孔的侧壁接触，并且纵向轴线和孔轴线的相对设置被维持，所以孔直径可以从第一直径524增大到大于第一直径的第二直径536。为便于观察，第二直径与第一直径之间的差异在图10中可被扩大。

沿着产生的孔的侧壁移动旋转工具的抛光部分并且使该抛光部分与该侧壁接触可以包括移动旋转工具，其中切削部分延伸超出工件的第一侧上所产生的孔并且工具轴的一部分延伸超出该工件的第二侧上所产生的孔，所述第二侧与所述第一侧相对。

图11描绘了步骤406的示例性实施方式的简图，其中切削部分502延伸超出工件516的第一侧538上所产生的孔518并且工具轴540的一部分延伸超出在工件的第二侧542上所产生的孔，所述第二侧与所述第一侧相对。

示例6：

本部分描述了实施例的附加方面和特征，包括但不限于以下一系列段落，为了清楚和效率，其中的一些或全部段落可以用字母数字的方式标明。这些段落中的每一个能够与一个或更多个其他段落，和/或与本申请中其他地方的公开以任何合适的方式相结合。下面的段落中的一些明确地参考并进一步限制其他段落，提供了但不限于合适组合中的一些的示例。

a1.一种组合切削和抛光螺旋钻孔工具，包括：

细长的工具主体，其包括切削端并且沿着纵向轴线延伸；

其中所述工具主体包括

抛光部分，其与切削端间隔开并且被配置为在孔的侧壁中引起残余应力而不去除材料；和

切削部分，其被插入在切削端和抛光部分之间，该切削部分被配置为在螺旋钻孔过程期间从工件去除材料，从而产生所述孔。

a2.根据段落a1所述的组合切削和抛光螺旋钻孔工具，其中，切削部分包括从接近切削端的第一切削直径开始的多个切削直径，其中每个随后的切削直径大于之前的切削直径。

a3.根据段落a1所述的组合切削和抛光螺旋钻孔工具，其中，工具主体包括沿着纵向轴线设置的工具轴，并且抛光部分被插入在工具轴和切削部分之间，工具轴具有轴直径，并且抛光部分具有大于轴直径的抛光直径。

a4.根据段落a3所述的组合切削和抛光螺旋钻孔工具，其中，工具的切削部分具有最大切削直径，并且抛光直径大于最大切削直径。

a5.根据段落a1所述的组合切削和抛光螺旋钻孔工具，其中，抛光部分包括从工具主体径向延伸并且具有沿着纵向轴线延伸的长度的多个翅片，所述多个翅片围绕工具主体圆周地分布。

a6.根据段落a5所述的组合切削和抛光螺旋钻孔工具，其中，多个翅片中的每一个延伸到从纵向轴线测量的最大半径，工具的切削部分具有切削半径，并且多个翅片的最大半径大于切削半径。

a7.根据段落a6所述的组合切削和抛光螺旋钻孔工具，其中，当正交于翅片的侧面观察时，每个翅片具有拱形径向外表面。

a8.根据段落a1所述的组合切削和抛光螺旋钻孔工具，其中，切削部分包括至少一个切削刃，每个切削刃设置在工具主体上并且从切削端沿着纵向轴线在切削螺旋结构中延伸；并且抛光部分包括与每个切削刃相关联的钝的刃，每个钝的刃在基本上延续所述相关联的切削刃的切削螺旋结构的钝的螺旋结构中延伸。

a9.根据段落a1所述的组合切削和抛光螺旋钻孔工具，其中，抛光部分包括沿着工具主体纵向延伸并具有钝的径向外表面的多个抛光元件，所述钝的径向外表面被配置为在钻孔工具旋转期间顺序地接触工件。

b1.一种具有主体的切削工具，所述切削工具包括：

机加工部分，其包括从接近工具的机加工端的第一机加工直径开始的多个机加工直径，其中每个随后的机加工直径大于之前的机加工直径；和

抛光部分，其具有大于多个机加工直径中的最大值的抛光直径。

b2.根据段落b1所述的切削工具，其中，机加工部分被配置为在螺旋钻孔过程期间在工件中产生孔，并且抛光部分被配置为在孔的侧壁中引起残余应力而不去除材料。

b3.根据段落b1所述的切削工具，其中，切削工具的主体沿着纵向轴线设置，并且机加工部分被插入在工具的机加工端和抛光部分之间。

b4.根据段落b3所述的切削工具，其中，抛光部分包括多个翅片，所述多个翅片从主体在远离纵向轴线的方向上延伸并且沿着纵向轴线延伸。

b5.根据段落b4所述的切削工具，其中，多个翅片中的每一个延伸到从纵向轴线测量的最大半径，并且多个翅片的最大半径是抛光直径的一半。

b6.根据段落b3所述的切削工具，其中机加工部分包括至少一个机加工刃，每个机加工刃设置在工具主体上并且沿着纵向轴线从机加工端在机加工螺旋结构中延伸；并且抛光部分包括与每个机加工刃相关联的钝的刃，每个钝的刃在基本上延续相关联的机加工刃的机加工螺旋结构的钝的螺旋结构中延伸。

c1.一种在工件中制造孔的方法，所述方法包括：

旋转具有切削端并沿着纵向轴线延伸的工具，工具具有与切削端间隔开的抛光部分和被插入在切削端和抛光部分之间的切削部分；

以螺旋方式将旋转工具移动到工件中，其中，工具的纵向轴线围绕孔轴线移动并且沿着孔轴线移动，从而产生具有侧壁并且沿着孔轴线延伸到工件中的孔；并且

以在孔的侧壁中引起残余应力的方式沿着所产生的孔的侧壁移动旋转工具的抛光部分并使该抛光部分与该侧壁接触。

c2.根据段落c1所述的方法，其中，沿着所产生的孔的侧壁移动旋转工具的抛光部分并使该抛光部分与侧壁接触包括沿着所产生的孔的侧壁移动旋转工具的抛光部分并使该抛光部分与侧壁接触而不从工件去除材料。

c3.根据段落c1所述的方法，其中，沿着所产生的孔的侧壁移动旋转工具的抛光部分并使该抛光部分与该侧壁接触包括使旋转工具相对于侧壁倾斜，其中纵向轴线横向于孔轴线。

c4.根据段落c1所述的方法，其中，以螺旋方式将旋转工具移动到工件中包括以螺旋方式将旋转工具移动到铝工件中。

c5.根据段落c1所述的方法，其中

旋转工具包括旋转其切削部分具有最大切削直径且其抛光部分具有大于最大切削直径的抛光直径的工具，

以螺旋方式移动旋转工具包括移动旋转工具使得纵向轴线距离孔轴线第一距离，并且所产生的孔具有第一直径，以及

将旋转工具的抛光部分沿所产生的孔的侧壁移动并使该抛光部分与侧壁接触包括移动抛光部分，使得纵向轴线距离孔轴线第一距离，从而将所产生的孔的直径增大到大于第一直径的第二直径。

c6.根据段落c1所述的方法，其中，旋转工具包括旋转具有沿着纵向轴线设置的工具轴且抛光部分被插入在工具轴和切削部分之间的工具，并且将旋转工具的抛光部分沿所产生的孔的侧壁移动并使该抛光部分与侧壁接触包括移动旋转工具，其中切削部分延伸超出工件的第一侧上所产生的孔并且工具轴的一部分延伸超出工件的第二侧上所产生的孔，所述第二侧与所述第一侧相对。

c7.根据段落c1所述的方法，其中，以螺旋方式将旋转工具移动到工件中包括以螺旋方式将旋转工具移动到厚度小于旋转工具的切削端和旋转工具的抛光部分的前缘之间的距离的工件中。

c8.根据段落c7所述的方法，其中，切削部分具有沿着纵向轴线测量的切削长度，并且切削长度大于所述工件的厚度。

优点、特征、益处

本文所描述的组合切削和抛光螺旋钻孔工具及其使用方法的不同实施例为螺旋钻孔提供了优于已知解决方案的若干优点。例如，本文所描述的组合切削和抛光螺旋钻孔工具的说明性实施例允许使用仅一个工具在工件中钻孔并随后抛光。此外，除了其它优点之外，本文所描述的切削工具的说明性实施例可特别适用于在铝中钻孔。没有已知的系统或设备能够执行这些功能，特别是使用单个工具一次完成。然而，并非本文所描述的全部实施例提供相同的优点或相同程度的优点。

结论

以上阐述的发明可以包括具有独立实用性的多个不同发明。尽管已经以其(一个或多个)优选形式公开了这些发明中的每一个，但是本文公开和图示说明的其具体实施例不应被认为是限制性的，因为许多变型是可能的。就在本发明范围内使用的章节标题来说，这些标题仅用于组织目的，而不构成任何要求保护的发明的特征。(一个或多个)发明的主题包括在本文中公开的各种元件、特征、功能和/或性质的所有新颖和非显而易见的组合和子组合。随附权利要求具体指出被认为是新颖和非显而易见的某些组合和子组合。体现在特征、功能、元件和/或性质的其他组合和子组合中的(一个或多个)发明可以在本申请或相关申请的优先权案中要求保护。这种，不管是针对不同发明还是相同发明，以及是否与原始权利要求的范围相比更宽、更窄、相等或不同的权利要求，都被认为包括在本公开的(一个或多个)发明的主题内。