专利名称：用于机床的钻孔工具及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种用于机床的钻孔工具及其制造方法。
这类钻孔工具是公知的，它具有一个带有两个在其侧壁处由螺旋棱限定的排屑槽的钻体以及一个装在钻体端面上的钻头。钻头具有两个径向向外地由局部呈圆柱形而互补地形成同一个外圆柱面的外周面限定的且通过沿切向相连的、基本轴向平行地对准地对准的、沿排屑方向通入相邻排屑槽的容屑腔分开的扇形部。另外，钻头具有至少两个刀片，所述刀片在轴向平行地对准的径向切屑面内工作区部分重叠地且以同钻孔工具轴间隔不同径向距离地装设在扇形部的各凹部内，该刀片分别具有至少一个延及钻头的工作刀片，最外侧刀片的刀刃延及局部呈圆柱形的有关的外周面，切屑面分别沿排屑方向在一个过渡点上转变为相邻排屑槽的一个螺旋侧壁。
通过专门校准在刀刃工作区内部分重叠的刀片的位置而确保了刀刃上的剪切力在钻孔过程中基本彼此抵消掉，从而可以基本无需引导地在坯件中钻孔。在钻头中轴向平行地对准的且横截面呈三角形的容屑腔在排屑方向上通入比较陡的且横截面也呈三角形的各螺旋排屑槽。排屑槽在其边缘处是由棱限定的，所述棱一方面用于在钻孔中引导钻具，另一方面用于限定排屑槽。首先在送到钻体上的冷却剂的作用下通过排屑槽向外排挤切屑。可以通过形成较宽的棱来防止切屑从排屑槽中漏出来而遍及钻体外周，因为这可能出现切屑与孔壁、钻体焊合的危险并进而破坏钻孔和钻孔工具。另一个问题在于，容屑腔在相对外周径向靠外地设置的刀片区域内构成一个较宽的且横截面呈三角形的容屑腔，这样的容屑腔在排屑方向上呈漏斗形缩小。这导致在形成切屑时可能比较宽地形成切屑，因此在进行变形加工时，切屑不得以地被压入排屑槽中。因此，一大部分在切削加工中传给切屑的推力就白白浪费了。另外，变形力部分转变为剪切力，所述剪切力造成钻孔工具径向偏移并造成钻孔质量和钻孔效率恶化。
基于此，本发明的任务是改进钻孔工具，改进后的钻孔工具确保了很有效的和几乎无剪切力的排屑并还可以在这里形成较深的孔。本发明的另一个任务是改进制造本发明的钻孔工具的方法。
为解决上述任务，拟定了在权利要求1、17、21、27、31中给出的特征组合。本发明的有利的设计方案和改进结构在从属权利要求中给出了。
本发明的解决方案首先基于这样的认识，即必须在容屑腔区域内和相连的排屑槽区域内避免造成切屑压缩并形成剪切力的切屑加工。为此，根据本发明而拟定了以下技术特征-一个具有至少两条在其侧壁处由螺旋棱限定的排屑槽的钻体，-一个装在钻体端面上的切削头，它具有至少两个径向向外地由局部呈圆柱形的外周面限定的且通过沿切向相邻的、基本轴向平行排列的、沿排屑方向通入相邻排屑槽的容屑腔分开的扇形部和至少两个在大致轴向平行的径向断屑面区域内最好其表面与所述断屑面对齐地装在扇形部的各凹部内的且分别沿轴向突出于切削头的工作刀刃的刀片，-所述断屑面分别沿排屑方向在一个过渡点处转变为相邻排屑槽的螺旋侧壁，-在至少一个过渡点处设有一个在排屑槽横截面局部加宽的情况下从断屑面的界边起沿排屑方向回收的且转变为相邻排屑槽的侧壁的过渡面，-容屑腔具有一个在刀片侧断屑面的对面的、在穿过容屑腔的横截面内夹有0度-110度的角的且布置在相邻扇形部上的导屑面，所述导屑面在至少一个过渡点处具有一个在容屑腔的横截面扩宽的情况下从断屑面的界边起沿排屑方向阶梯状回收的且转变为相邻排屑槽的侧壁的过渡面，所述界边伸入工作刀刃和相邻刀片中央之间的区域中，从而容屑腔横截面从切削头的尖端起向着排屑槽连续地递增，-钻体在其背向切削头的端部具有一个带有一条冷却剂中心输送槽而不带棱的钻柄，-所述冷却剂输送槽设在钻体的棱中并以与棱相同的曲率弯曲并以相对钻孔工具轴线的固定倾角β从切削头起延伸于棱的全长上并在无棱的钻柄区域内通入中心输送槽中，一排屑槽螺距和排屑槽宽度在排屑方向上连续地或呈阶梯状地递增。
在断屑面和导屑面区域内的过渡面保证了出现在容屑腔中的切屑在转入排屑槽时承受对排屑有利的推力，而不会造成切屑变形或切屑压缩。
在一个被设计成阶梯钻孔工具的钻具中，钻体具有至少两个通过切削凸缘轴向分开的且其直径沿排屑方向呈阶梯状递增的阶梯部，切削凸缘具有两个径向向外地由局部呈圆柱形的外周面限定的且通过沿切向相邻的、基本轴向平行排列的、在排屑方向上通入相邻排屑槽的容屑腔分开的扇形部和至少一个在基本轴向平行的径向断屑面区域内最好表面与之对齐地装在其中一个扇形部的凹部内的并具有至少一个沿轴向突出于切削凸缘的工作刀刃的刀片，有关的断屑面沿排屑方向在过渡点处转变为相邻排屑槽的螺旋侧壁，在此过渡点处设有一个在排屑槽横截面局部加宽的情况下从断屑面的界边起沿排屑方向阶梯状回收的且转变为相邻排屑槽的侧壁的过渡面。
阶梯形过渡面根据目的遍及断屑面和/或导屑面的整个范围内且过渡面弯成凹形，从而平滑地转变为排屑槽的所属槽壁。
为改善排屑情况，根据本发明的一个替换方式或有利的设计方案，至少在刀片侧的排屑槽侧壁内轴向间隔地设有许多在排屑槽横截面局部加宽的情况下从一个径向延伸的或倾斜地伸向钻孔工具轴的阶梯边缘或波形边缘起沿排屑方向回收的阶梯面或波面。在这种情况下，各阶梯面或波面在其排屑侧端部是通过另一个沿径向延伸的或倾斜地伸向钻孔工具轴的阶梯边缘或波形边缘限定的，各阶梯面或波面具有一个在排屑方向上相对有关槽壁的螺距先增后减的螺旋角。可以通过与其阶梯边缘或波形边缘相连的或在一侧径向向外地侧开口的凹口而在刀片侧的排屑槽侧壁中形成阶梯面或波面。在其阶梯边缘或波形边缘处的凹口具有一个任意的形状的但最好是椭圆形、圆形或矩形的轮廓。阶梯面或波面保证了在排屑槽内对切屑施加对排屑有利的推力，而不会造成切屑变形或切屑压缩。
为防止切屑从排屑槽中涌入棱的过渡区，根据本发明的一个优选设计方案或替换方式而规定了，排屑槽侧壁在横截面内且在外边缘附近夹有一个小于90度的且优选为0度-30度的角。为此，当排屑槽具有一个横截面局部呈圆形且优选为半圆形的轮廓时，排屑槽横截面轮廓至少在侧壁区域内一直呈直线地伸向其外边缘。
为改善排屑情况，在直到过渡点之前应使刀片区内的容屑腔保持较短。在这里，当最好是弯曲的界边具有一个距离刀片凹部边缘的且在边缘长度内变化的间距，所述间距在最窄的位置处等于0.1倍-0.4倍的刀片工作直径。局部呈圆柱形的扇形部外周面和棱的局部呈圆柱形的外周面互补成一个公共的、由容屑腔和排屑槽断开的外圆柱面。
为了确保切屑不可能从容屑腔中经过留在重叠刀刃区内的空间偏移向钻孔工具外周，根据本发明的一个优选或替换解决方案而规定了一个断屑面局部，它与位于重叠工作区内的刀刃部搭接。这样的问题首先出现在属于径向向内设置的刀片的容屑腔中，这就是为什么断屑面局部可能与径向最靠内的刀片的径向靠外的刀刃部搭接的原因。但是，为了遮住那里的缝隙，断屑面局部与径向最靠外的刀片的径向靠内的刀刃部搭接原则上是可行的。
本发明的另一个优选或替换解决变型提出了一种与局部呈圆柱形的外周面相连的、从切削头或切削凸缘尖端起一直伸至过渡点附近的、径向靠外的切屑面边界，此边界向着容屑腔的方向突出于一个相对径向相对的外周向内设置的刀片的切屑面平面。另外，有效地防止了出现在刀刃上的切屑可能偏移向局部呈圆柱形的外周面。断屑面边界可以在径向断面内呈阶梯状地或呈楔形地突出于刀片切屑面平面。另外，断屑面边界可以在轴向截面内呈阶梯形地或呈楔形地突出于刀片切屑面平面并在容屑腔扩大的情况下沿排屑方向散开，从而使向相邻排屑槽排屑变得容易。
为能够在钻体内设置尽可能深的且具有大的切屑流通横截面的排屑槽，在一个具有带冷却剂中心输送槽的无棱钻柄的钻体中，如此在棱中开设通向切削头或切屑凸缘的冷却剂输送槽，即所述冷却剂输送槽以与棱相同的曲率弯曲并以相对钻孔工具轴线的固定倾角在整个棱长上延伸并在无棱的钻柄区域内通入中心输送槽中。为便于加工，冷却剂输送槽在棱展开状态下构成呈直线地斜指向钻孔工具轴线的深孔。深孔相对钻孔工具轴线的倾角与钻体直径和长度有关地为1度-8度。深孔轴线最好在棱展开状态下位于一个穿过钻孔工具轴线的平面内，此时包括两个深孔在内的轴向面与钻孔工具轴线的夹角不等于180度。在这两个轴向面之间的夹角适当地为155度-175度。通过这一措施获得了连续的横截面变化和提高的刚性和改善的减振性。可以通过包夹在两个轴向面内的角度来影响横截面上的材料流动。通过本发明的冷却剂输送槽的设计结构和布局，可以在整个排屑部的长度上开设深的排屑槽。可以对流动有利地开设冷却剂输送孔。相对钻孔工具轴线的倾斜排列造成了一种利于向输出位置离心流动的态势。
为了加工本发明的钻孔工具，拟定了以下加工步骤-在形成旋转对称的、局部呈圆柱形的且可能具有许多具有不同直径的阶梯部的坯料的情况下车削原材料；-在坯料的圆柱形部(导屑部)内铣削出或形成两个对置的且在两侧端后轴向地由一个出口端限定的排屑槽，所述的排屑槽在其侧壁处由留下的纵向棱限定；-在坯料的切削头侧端或一个切削凸缘侧端上，铣削出或形成两个在其侧壁处由一个基本轴向平行的断屑面和一个导屑面限定的容屑腔，其断屑面和/或导屑面在切削头侧出口端区域内或切削凸缘侧出口端区域内或在切削头内且在形成一个界边和一个阶梯形回收过渡面的情况下搭接相邻排屑槽的侧壁；-首先以轴向平行的纵槽方式在坯料中或其阶梯部中铣削出或形成排屑槽；-在上述铣削或成型之前或之后，在直线形棱的区域内加工出深孔；-所述深孔从偏心地设置在切削头侧坯料端或切削凸缘侧坯料端的端面上的位置起相对坯料的圆柱轴线倾斜地延伸向无棱钻柄的中心盲孔并穿透其孔壁；-如此预加工出的坯件在轴向间隔布置的夹持位置上且在一个位于夹持位置之间的加筋区内被加热到预定温度并在夹持位置上对其施加同轴扭矩，在这种情况下，使其在加热区内以一个预定角度成螺旋状地发生塑性扭转；-在形成一个轴向连续地或呈阶梯状地递增的螺距的情况下，所述扭转角度在棱区域内是变化的。
可以借助圆盘铣刀或模具铣刀在坯料中铣出排屑槽，首先在切削头侧或刀刃侧的排出端形成一个对应于圆盘铣刀的环形和/或模具铣刀的锥形的过渡凹面。还可以铣削出横截面局部呈圆形的或具有另一种内轮廓的排屑槽，它至少在刀片侧槽壁上呈直线地伸向槽边缘。为了提高主要在其钻柄夹持位置附近的钻体刚性，根据本发明的一个有利设计方案而规定了，以沿排屑方向递减的深度在圆柱形坯料铣出纵槽。为了制出尽可深的、直至钻体轴线附近的多条槽，当首先以轴向平行的纵槽形状在坯料中铣出排屑槽并在铣削之前或之后在直线棱区域中钻出深孔时，这是很有利的，所述深孔从偏心地设置在切削头侧坯料端或切削凸缘侧坯料端的端面上的位置起相对坯料的圆柱轴线倾斜地延伸向无棱钻柄的中心盲孔并穿透其孔壁。如此预加工出的坯件在轴向间隔布置的夹持位置上且在一个位于夹持位置之间的加筋区内被加热到预定温度并在夹持位置上对其施加同轴扭矩，在这种情况下，使其在加热区内以一个预定角度成螺旋状地发生塑性扭转。
根据本发明的一个优选设计方案，在夹持位置之间的坯料在连续地或成阶梯形地轴向移动的加热区的情况下扭转。由此可以在形成一个轴向变化的螺距的情况下改变扭转角度。
根据本发明的另一个优选方案，至少轴向间隔地布置在刀片侧槽壁的且由大致沿径向延伸的边缘限定的阶梯面或波面优选地借助模具铣刀接受铣削成型。当在螺旋扭转有关坯料之前进行上述步骤时，这是有利的。
以下结合图来进一步描述本发明，其中
图1是带有刀片和螺旋形冷却剂输送槽的钻体的侧视图；图2a-2d是四张分别转动90度角的钻头放大侧视图；图2e是沿图2b的E-p剖分线的截面图3是钻头俯视图；图4是沿图3的IV-IV分割线的截面图；图5是用于生产图1-4所示的钻孔工具的坯料的纵截面图；图6a-6h是生产钻孔工具的流程示意图；图7a-7c是带有沿排屑方向成波形的螺旋形排屑槽的钻孔工具的侧视图和截面图；图8a-8c表示对应于图7a-7c的阶梯钻孔工具；图9a-9b以沿排屑方向剖分的放大视图示出了具有阶梯面和波面的排屑槽的刀片侧侧壁；图10a-10h示出了具有不同设计结构的阶梯面或波面侧凹口的排屑槽。
钻孔工具主要包括一个适于夹持在工具架(未示出)内的且具有作为工具架挡块的轴环10的钻柄12、一个在其端面上设有钻头22的钻体14、一个从钻头22起伸向轴环10的螺旋排屑部24，其中在钻头上设有用于径向靠内的转位刀片18和径向靠外的转位刀片20的凹部16。排屑部24具有两条对置的排屑槽26，这两条排屑槽的侧壁是由两个螺旋扭曲棱28限定的。另外，在排屑部24中设有两条冷却剂输送槽30、32，它们以与棱28相同的螺距螺旋扭曲并以相对钻孔工具轴34的不变倾角β在整个螺旋排屑部24上沿棱延伸并在轴环10区内终止于一条开设于钻柄12中的且会聚于轴线上的公用输送槽36。中心输送槽36在钻柄12内延伸到加厚的轴环10区，其过流横截面至少是各冷却剂输送槽30、32横截面的两倍。特别是如从图5中看到的那样，冷却剂输送槽30、32在径向偏离的过渡点37处通入中心输送槽36。在棱28伸展的坯料状态下(图5)，构成冷却剂输送槽的深孔30、32的轴38、40分别位于一个经过钻孔轴或坯料轴线34的轴向面内，这些轴向面与钻孔工具轴线34的夹角α不等于180度(见图4)。
在所示实施例中与钻体14连成一体的钻头22具有两个沿圆周方向由轴向平行排列的容屑腔60’、60”分开的扇形部62，所述扇形部径向向外地通过局部呈圆柱形的外周面64分开。在容屑腔60’、60”的轴向平行排列的径向断屑面66’、66”区域内设有转位刀片18、20，其表面68’、68”在所示实施例中与有关的断屑面66’、66”对齐且其工作刀刃70’、70”延及钻头22端面。外刀片20的刀刃70”大约在径向上延及有关的扇形部62的外周面64并确定了钻孔直径。
钻头22的容屑腔60’、60”还具有一个在刀片侧断屑面66’、66”对面的且设置在相邻扇形部62上的刀片侧导屑面72’、72”。
断屑面66’、66”在排屑方向74上终止于一个设计成自由边的界边76处，它与一个呈阶梯形回收的过渡面80相连，所述过渡面在容屑腔横截面扩宽的情况下成凹形弯曲地通入排屑槽26的相邻侧壁84中。
分别借助例如立铣刀在导屑面72’、72”内形成一个一直到达钻体14尖端附近的凹口79，此凹口在其端面界边78处具有一个呈阶梯形回收的凹形弯曲的过渡面82且它在排屑方向上平滑地通入排屑槽26的相邻侧壁86。界边78直达工作刀刃70’、70”和相邻刀片18、20中央之间的区域，从而容屑腔60’、60”的横截面从钻头22尖端起向着排屑槽26呈阶梯形递增。
特别是如图2a、2c、2d和图3所示，在属于内刀片的断屑面66’内设有一个切屑面部分88，它与位于刀片18、20彼此重叠的工作区内的、内刀片18的径向靠外的刀刃部90搭接。从而避免了可能由于钻孔时在孔和刀刃部90之间形成的楔使切屑偏移入外周面64区域。另外，在断屑面66’区域内规定了一个从钻尖起一直伸入过渡点区域附近的断屑面边界92，此边界在径向断面或轴向截面内呈阶梯形或楔形地沿容屑腔60’方向延及刀片18的表面68’(见图2d和图3)。如图2a所示，断屑面边界92的内棱94在容屑腔60’扩大的情况下沿排屑方向向外斜伸。
在图7-图10所示的实施例中，在刀片侧的排屑槽26侧壁84中设有轴向间隔的阶梯面或波面104，它们在其端部通过基本沿径向延伸的(图7、8、10a、10h)或斜伸向钻孔工具轴34的(图10b、10e、10f、10g)边缘106、108限定。阶梯面或波面104在横截面局部扩大的情况下从钻头侧边缘106起沿排屑方向回收且所述波面或阶梯面具有一个在排屑方向上相对有关槽壁84的螺距先增后减的螺旋角(见图9a、9b)。
在图10a-10h所示的实施例中，通过与其边缘108、106相连的(见图10a、10e、10h)或径向向外侧开口的(见图10a、10e、10h)凹口而在排屑槽16的刀片侧侧壁84中形成阶梯面或波面104。在这种情况下，凹口可以在其阶梯边缘或波形边缘106、108处如具有椭圆形(图10a、10e、10h)、圆形(图10d)或矩形(图10e-10h)轮廓。它们可以间隔设置(图10c-10h)，或者在其边缘106、108区域内紧密相连(图10a)，或是彼此搭接(图10b)。
在图8a-8c所示的实施例中，钻孔工具被设计成阶梯钻孔工具。钻体14共有三个通过切削凸缘110’、110”轴向分开的且其直径沿排屑方向成阶梯形递增的阶梯部14’、14”、14”’。切削凸缘110’、110”具有两个径向向外地通过局部呈圆柱形的圆周面64’、64”限定的且通过沿切向相连的、基本轴向平行排列的、沿排屑方向和进刀方向通入相邻排屑槽26的容屑腔60”’分开的扇形部62’和一个在一个基本轴向平行66”’的径向导屑面66”’区域内表面68”’与其对齐地布置在扇形部的凹部中的刀片20’。所述刀片具有一个沿轴向延及切削凸缘110’、110”的工作刀刃70”’。有关的切屑面66”’在过渡点上沿排屑方向转变为相邻排屑槽26的一个螺旋弯曲侧壁。此时在过渡点上设有一个在容屑腔横截面扩大的情况下沿排屑方向从断屑面66”’界边76’起呈阶梯形回收的且转变为相邻排屑槽26的一个侧壁84的过渡面。
如从图6所示的示意图中看到的那样，在以下加工步骤中实现了钻孔工具的制造圆柱形原材料42’在一台车床上被车削成钻孔工具形状并为其加工出到轴环10的锥形过渡区。还在此车床上从钻柄直到轴环10区域地加工出构成输送槽36的中心孔(坯料42”)。
随后将如此加工出的坯料42”夹持在一个铣床中心上，在这里借助圆盘铣刀96和模具铣刀98(图1)在留下纵向棱28的情况下加工出对置的排屑槽26。在这种情况下，排屑槽具有一个横截面呈圆形的且带有锥形或环面出口端110、102的形状。另外，在铣床中心处于钻柄中铣出表面98(坯料42”’)。另外在图7、8所示的实施例中，可以在铣床中心处借助模具铣刀在排屑槽的刀片侧侧壁中铣入阶梯面或波面104。
在同一夹具中或在分开的钻孔站内为如此预加工出的坯料42”’加工出深孔30、32，这些孔从端面的钻头22端侧出口位置50、52起一直斜穿过纵向棱28地穿入输送槽36(坯料42IV)。
在扭转站内夹持如此预加工出的坯料42IV的两端104、106并借助一个沿钻体14排屑部24移动的感应线圈区域式地加热所述坯料并通过夹持点对坯料施加同轴扭矩。在这种情况下，排屑部24与钻孔30、32一起连续螺旋扭转，螺旋角在扭转过程中是可变的。通过一个设置在感应线圈后面的冷风机确保了在其它扭转过程中先扭转的排屑部的部分硬化(坯料42V)。
为了补偿扭转时出现的尺寸误差，在形成坯料42IV的情况下，坯料42V在一台车床内再次接受车削。
在一个终加工站内，铣削出断屑面66’、66”和导屑面72’、72”及刀片座16(坯料42VII)。随后，在形成最终的钻体14的情况下，铣削出钻头形状。
总而言之，本发明规定了本发明设计一种用于机床的钻孔工具，此钻孔工具具有一个带有两个在其侧壁处由螺旋弯曲棱28限定的排屑槽26的钻体14。在钻体14端面上设有一个切削头22，此切削头具有两个通过对置的轴向容屑腔60’、60”分开的扇形部62和两个在轴向平行的径向断屑面66’、66”区域内工作区局部重叠地且相对钻孔工具轴线34以不同的径向距离地设置在各扇形部的凹部16内的刀片18、20。断屑面66’、66”在过渡点转变为相邻排屑槽26的侧壁84，至少在其中一个过渡点上设有一个在容屑腔60’、60”横截面扩宽的情况下呈阶梯形回收的且转变为相邻排屑槽26的侧壁的过渡面80。
权利要求
1.一种用于机床的钻孔工具，它包括-一个具有至少两条在其侧壁(84，26)处由螺旋棱(28)限定的排屑槽(26)的钻体(14)，-一个安装在钻体(14)端面的切削头(22)，它具有至少两个径向向外地由局部呈圆柱形的外周面(64)限定的且通过沿切向相邻的、基本轴向平行排列的、沿排屑方向(74)通入相邻排屑槽(26)的容屑腔(60’，60”)分开的扇形部(62)和至少两个在一个大致轴向平行的径向断屑面(66’，66”)区域内最好其表面(68’，68”)与所述断屑面对齐地安装在扇形部(62)的各凹部(16)内的且分别沿轴向突出于切削头(22)的工作刀刃(70’，70”)的刀片(18，20)，-断屑面(66’，66”)分别在一个过渡点(76)处沿排屑方向(74)转变为相邻排屑槽(26)的螺旋侧壁(84)，-在至少一个过渡点(76)处设有一个在排屑槽(26)的横截面局部加宽的情况下从断屑面(66′，66″)的一个界边(76)起沿排屑方向(74)阶梯状回收的且转变为相邻排屑槽的一个侧壁(84)的过渡面(80)，-容屑腔(60’，60”)具有一个位于刀片侧断屑面(66’，66”)对面的且在穿过容屑腔的横截面内夹有0度-110度的角的且布置在相邻扇形部(62)上的导屑面(72’，72”)，所述导屑面在至少一个过渡点(76)处具有一个在容屑腔(60’，60”)的横截面扩宽的情况下从导屑面(72′，72”)的一个界边(78)起沿排屑方向(74)阶梯状回收的且转变为相邻排屑槽(26)的一个侧壁(86)的过渡面(82)，所述界边(78)伸入工作刀刃(70’，70”)和相邻刀片(18，20)中央之间的区域，从而容屑腔(60’，60”)的横截面从切削头(22)尖端起向着排屑槽(26)连续地递增，-钻体(14)在其背向切削头(22)的端部具有一个带有一条冷却剂中心输送槽(36)的不带棱的钻柄(12)，-所述冷却剂输送槽(30，32)设在钻体的棱(28)中并以与棱(28)相同的曲率弯曲并以相对钻孔工具轴线(34)的固定倾角(β)从切削头起延伸于棱(28)的全长上并在无棱的钻柄(12)区域内通入中心输送槽(36)中，-排屑槽螺距以及排屑槽宽度在排屑方向上连续地或呈阶梯状递增。
2.如权利要求1所述的钻孔工具，其特征在于，至少部分刀片(18，20)相对钻孔工具轴线(34)具有不同的径向距离且具有部分重叠的工作区。
3.如权利要求1或2所述的钻孔工具，其特征在于，至少一个最靠外的刀片(20)的刀刃(70”)沿径向突出于局部呈圆柱形的有关外周面(64)。
4.如权利要求1所述的钻孔工具，其特征在于，钻体(14)具有至少两个通过切削凸缘(100’，100”)轴向分开的且其直径沿排屑方向(74)阶梯状递增的阶梯部(14’，14”，14”’)，切削凸缘(100’，100”)具有两个径向向外地由局部呈圆柱形的外周面(64’，64”)限定的且通过沿切向相邻的、基本轴向平行的且不仅在进刀方向上还在排屑方向上通入相邻排屑槽(26)的容屑腔(60”’)分开的扇形部(62’)和至少一个在基本轴向平行的径向断屑面(66”’)区域内且最好表面(68”’)与之对齐地安装在其中一个扇形部(62’)的凹部内的和至少一个包含沿轴向突出于切削凸缘(110’，110”)的工作刀刃(70”’)的刀片(20’)，有关的断屑面(66”’)在过渡点处沿排屑方向(74)转变为相邻排屑槽(26)的螺旋侧壁(84)，在此过渡点处设有一个在容屑腔(60”’)横截面加宽的情况下从断屑面(66”’)的一个界边(76’)起沿排屑方向(74)阶梯状回收的且转变为相邻排屑槽的一个侧壁(84)的过渡面(80’)。
5.如权利要求1所述的钻孔工具，其特征在于，过渡面(80，82)弯成凹形。
6.如权利要求1所述的钻孔工具，其特征在于，过渡面(80，82)平滑地转入排屑槽(26)的侧壁(84，86)。
7.如权利要求1所述的钻孔工具，其特征在于，过渡面(80，82)在断屑面(66’，66”)和/或导屑面(72’，72”)的整个宽度上延伸。
8.如权利要求1所述的钻孔工具，其特征在于，排屑槽(26)侧壁(84，86)在外边缘附近的横截面中有小于90度且优选为0度-30度的夹角。
9.如权利要求1所述的钻孔工具，其特征在于，排屑槽(26)具有一个横截面的局部呈圆形且优选为半圆形的轮廓。
10.如权利要求9所述的钻孔工具，其特征在于，排屑槽(26)的横截面轮廓至少在侧壁(84，86)区域内一直呈直线地伸向其外边缘。
11.如权利要求1所述的钻孔工具，其特征在于，最好是弯曲的界边(76)具有一个距离刀片凹部(16)边缘的且在边缘长度内变化的间距，它在最窄的位置处等于0.1倍-0.4倍的刀片工作直径。
12.如权利要求1所述的钻孔工具，其特征在于，局部呈圆柱形的扇形部(62)的外周面(64)和沿排屑方向相连的棱(28)的局部呈圆柱形的外周面互补，从而构成一个由容屑腔(60’，60”)和排屑槽(26)隔开的外圆柱面。
13.如权利要求2所述的钻孔工具，其特征在于，设有这样的断屑面局部(88)，它在端面处与一个在重叠工作区内的刀刃部(90)重叠。
14.如权利要求13所述的钻孔工具，其特征在于，导屑面局部(28)与一个径向最靠内的刀片(18)的径向靠外的刀刃部(90)重叠。
15.如权利要求13所述的钻孔工具，其特征在于，导屑面局部与一个径向最靠外的刀片(20)的径向靠内的刀刃部重叠。
16.如权利要求1所述的钻孔工具，其特征在于，设有一个与扇形部(62)的局部呈圆柱形的外周面相连的且从钻尖起向过渡点(76)延伸的断屑面边界(92)，此边界沿容屑腔(60’)方向经过一个相对外周面径向向内设置的刀片(18)的表面(68’)平面延伸。
17.一种用于机床的钻孔工具，它包括一个具有至少两个在其侧壁(84，26)由螺旋棱(28)限定的排屑槽(26)的钻体(14)，一个安装在钻体(14)端面的钻头(22)且它具有至少两个径向向外地由局部呈圆柱形的外周面(64)限定的且通过沿切向相邻的、基本轴向平行的、沿排屑方向(74)通入相邻排屑槽(26)的容屑腔(60’，60”)分开的扇形部(62)和至少两个在一个大致轴向平行的径向断屑面(66’，66”)区域内最好其表面(68’，68”)与所述断屑面对齐地安装在扇形部(62)的各凹部(16)内的且分别沿轴向突出于切削头(22)的工作刀刃(70’，70”)的刀片(18，20)，断屑面(66’，66”)分别在一个过渡点(76)处沿排屑方向(74)转变为相邻排屑槽(26)的螺旋侧壁(84)，其特征在于，设有一个与扇形部(62)的局部呈圆柱形的外周面相连的且从钻尖起向过渡点(76)延伸的断屑面边界(92)，此边界沿容屑腔(60’)方向突出于一个相对外周面径向向内设置的刀片(18)的表面(68’)平面。
18.如权利要求17所述的钻孔工具，其特征在于，断屑面边界(92)在径向断面和/或轴向断面呈阶梯形或楔形突出于表面(68’)平面。
19.如权利要求17所述的钻孔工具，其特征在于，断屑面边界(92)在容屑腔(60’)扩大的情况下在排屑方向(74)上转向。
20.如权利要求1所述的钻孔工具，其特征在于，至少在刀片侧的排屑槽(26)侧壁(84)内轴向间隔地设有许多在排屑槽(26)横截面局部加宽的情况下从径向延伸的或倾斜地伸向钻孔工具轴线(34)的阶梯边缘或波形边缘(106)起沿排屑方向(74)回收的阶梯面或波面(104)。
21.一种用于机床的的钻孔工具，它包括一个具有至少两个在其侧壁(84，26)由螺旋棱(28)限定的排屑槽(26)的钻体(14)，一个安装在钻体(14)端面的切削头(22)且它具有至少两个径向向外地由局部呈圆柱形的外周面(64)限定的且通过沿切向相邻的、基本轴向平行排列的、沿排屑方向(74)通入相邻排屑槽(26)的容屑腔(60’，60”)分开的扇形部(62)和至少两个在一个大致轴向平行的径向断屑面(66’，66”)区域内最好其表面(68’，68”)与所述断屑面对齐地安装在扇形部(62)的各凹部(16)内的且分别轴向地突出于切削头(22)的工作刀刃(70’，70”)的刀片(18，20)，断屑面(66’，66”)分别在一个过渡点(76)处沿排屑方向(74)转变为相邻排屑槽(26)的螺旋侧壁(84)，其特征在于，至少在刀片侧的排屑槽(26)侧壁(84)内轴向间隔地设有许多在排屑槽(26)横截面局部加宽的情况下从一个径向或倾斜地伸向钻孔工具轴线(34)的阶梯边缘或波形边缘(106)起沿排屑方向(74)回收的阶梯面或波面(104)。
22.如权利要求21所述的钻孔工具，其特征在于，各阶梯面或波面(104)在其排屑侧端部是通过另一个沿径向或倾斜地伸向钻孔工具轴线(34)的阶梯边缘或波形边缘(108)限定的，各阶梯面或波面(104)具有一个在排屑方向上(74)相对有关槽壁(84)的螺距先增后减的螺旋角。
23.如权利要求21所述的钻孔工具，其特征在于，阶梯面或波面(104)是在排屑槽(26)的刀片侧侧壁(84)由与其阶梯边缘或波形边缘(106，108)相连的或径向向外地侧开口的凹口形成的。
24.如权利要求23所述的钻孔工具，其特征在于，在其阶梯边缘或波形边缘(106，108)处的凹口具有一个侧开口的椭圆形或圆形轮廓。
25.如权利要求23所述的钻孔工具，其特征在于，在其阶梯边缘或波形边缘(106，108)处的凹口具有一个侧开口的矩形轮廓。
26.如权利要求1所述的钻孔工具，其特征在于，钻体(14)在其背向切削头的端部具有一个带有一条冷却剂中心输送槽(36)的不带棱的钻柄(12)，冷却剂输送槽(30，32)开设在钻体的棱(28)中，所述冷却剂输送槽以与棱(28)相同的曲率弯曲并以相对钻孔工具轴线(34)的固定倾角(β)从切削头起延伸于棱(28)的全长上并在无棱的钻柄(12)区域内通入中心输送槽(36)中。
27.一种用于机床的钻孔工具，它包括一个具有至少两个在其侧壁处由螺旋棱(28)限定的排屑槽(26)的钻体(14)，一个装在钻体(14)端面的切削头(22)且它具有至少两个径向向外地由局部呈圆柱形的外周面(64)限定的且通过沿切向相连的、基本轴向平行排列的、沿排屑方向(74)通入相邻排屑槽(26)的容屑腔(60’，60”)分开的扇形部(62)和至少两个在基本轴向平行的径向断屑面(66’，66”)的区域内最好其表面(68’，68”)与该断屑面对齐地安装在扇形部(62)的各凹部(16)内的且分别沿轴向突出于切削头(22)的工作刀刃(70’，70”)的刀片(18，20)，断屑面(66’，66”)分别在一个过渡点(76)处沿排屑方向(74)转变为相邻排屑槽(26)的螺旋侧壁(84)，钻体(14)在其背向切削头的端部具有一个带有冷却剂中心输送槽(36)而不带棱的钻柄(12)，现有的冷却剂输送槽(30，32)设在带中心输送槽的钻体的棱(28)中，其特征在于，冷却剂输送槽(30，32)以与棱(28)相同的曲率弯曲并以相对钻孔工具轴线(34)的固定倾角(β)从切削头起延伸于棱(28)的全长上并在无棱的钻柄(12)区域内通入中心输送槽(36)中。
28.如权利要求27所述的钻孔工具，其特征在于，冷却剂输送槽(30，32)在棱(28)展开状态下构成呈直线地斜指向钻孔工具轴(34)的深孔。
29.如权利要求28所述的钻孔工具，其特征在于，深孔(30，32)位于一个经过钻孔工具轴线(34)的轴向面内，包含两个深孔的轴向面与所述钻孔工具轴线(34)间的夹角(α)不等于180度。
30.如权利要求29所述的钻孔工具，其特征在于，轴向面之间的夹角(α)为155度-175度。
31.一种用于制造如权利要求1-30之一所述的钻孔工具的方法，其特征在于，它包括以下步骤-在形成旋转对称的、局部呈圆柱形的且可能具有许多具有不同直径的阶梯部的坯料(42”)的情况下车削原材料(42’)；-在坯料(42”)的圆柱形段(导屑部24)内铣削出或形成两个对置的且在两侧端后轴向地由一个出口端(100，102)限定的排屑槽(26)，所述的排屑槽在其侧壁(84，86)处由留下的纵向棱(28)限定；-在坯料(42VII)的切削头侧端或一个切削凸缘侧端上，铣削出或形成两个在其侧壁处由一个基本轴向平行的断屑面(66’，66”)和一个导屑面(72’，72”)限定的容屑腔(60’，60”)，其断屑面(66’，66”)和/或导屑面(72’，72”)在切削头侧出口端(100)区域内或切削凸缘侧出口端区域内或在切削头内且在形成一个界边和一个阶梯形回收过渡面(80，82)的情况下搭接相邻排屑槽(26)的侧壁(84，86)；-首先以轴向平行的纵槽方式在坯料(42”’)中或其阶梯部中铣削出或形成排屑槽(26)；一在上述铣削或成型过程之前或之后，在直线形棱(28)的区域内加工出深孔(30，32)；-所述深孔从偏心地设置在切削头侧坯料端或切削凸缘侧坯料端的端面上的位置起相对坯料(42IV)的圆柱轴线(34)倾斜地延伸向无棱钻柄(12)的中心盲孔(36)并穿透其孔壁；-如此预加工出的坯件(42V)在轴向间隔布置的夹持位置(104，106)上且在一个位于夹持位置之间的加筋区内被加热到预定温度并在夹持位置上对其施加同轴扭矩，在这种情况下，使其在加热区内以一个预定角度呈螺旋地发生塑性扭转；-在形成一个轴向连续地或成阶梯状地递增的螺距的情况下，所述扭转角度在棱(28)区域内是变化的。
32.如权利要求31所述的方法，其特征在于，借助圆盘铣刀或模具铣刀在坯料(42”’)中铣出排屑槽(26)，其中首先在切削头侧或刀刃侧的出口端形成一个对应于圆盘铣刀的环形和/或模具铣刀的锥形的过渡凹面(80，82)。
33.如权利要求31或32所述的方法，其特征在于，铣出一个其横截面局部呈圆形的排屑槽(26)，它向着外边呈直线地终止于刀片侧槽壁(84)上。
34.如权利要求31所述的方法，其特征在于，以沿排屑方向递减的深度圆柱形坯料(42”’)或其阶梯部中铣出纵槽(26)。
35.如权利要求31所述的方法，其特征在于，在夹持位置之间的坯料(42V)在加热区连续地或呈阶梯形地轴向移动的情况下发生扭转。
36.如权利要求31所述的方法，其特征在于，至少轴向间隔地布置在刀片侧槽壁(84)的且由大致沿径向延伸的边缘(106，108)限定的阶梯面或波面(104)优选用模具铣刀加工。
全文摘要
本发明涉及一种用于机床的钻孔工具。此钻孔工具具有一个带有两个在其侧壁处由螺旋棱(28)限定的排屑槽的钻体(14)。在钻体(14)端面上装有一个切削头(22),切削头具有两个通过对置的且轴向对准的容屑腔(60’,60”)分开的扇形部(62)和两个在轴向平行的径向断屑面(66’,66”)区域内工作区局部重叠地且以同钻孔工具轴线(34)不同的径向距离设置在各扇形部的凹部内的刀片(18,20)。断屑面(66’,66”)在过渡点转变为相邻排屑槽(26)的侧壁(84),至少在其中一个过渡点上设有一个在容屑腔(60’,66”)横截面扩大的情况下呈阶梯形回收的且转变为相邻排屑槽(26)的侧壁的过渡面(80)。
文档编号B23B51/04GK1212643SQ97192678
公开日1999年3月31日 申请日期1997年2月26日 优先权日1996年2月29日
发明者格哈德·谢尔, 康斯坦丁·巴克斯文利斯 申请人:彗星罗伯特布朗宁精密刀具有限公司