专利名称：麻花钻的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种麻花钻，其包括具有一个或多个螺旋形排屑槽的钻杆，每个槽与至少一个带有至少一个切削刃的钻头相配合，切削刃位于钻头的前表面或顶面和余隙面之间，该余隙面与钻杆的中心轴线相交的基准面成一个角度。
一般地，麻花钻在进行机加工过程中，趋向于在扭转方向上发生振动。当钻削刀具工作时，钻杆在扭转方向上往复振动，由此钻杆交替伸长和缩短。这一周期形成了一反馈效应，其形式为一反复振动机理，其可以下述方式简要地进行说明。
当钻杆以上述方式振动时，单独的切削刃在钻孔的底部切削出一波浪形表面，大体如图3和图4所示。随后，当同一个切削刃或一个随后切削刃(取决于刀具是否包括在相同的路径上切削的一个或多个切削刃)穿过这一波浪形表面，而形成了第二波浪形表面(分别比较在图4中的实线和虚线波浪线)。在实践中，这意味着标称切屑厚度将根据在钻孔底部的两波浪线之间的相位和相位移来改变。当标称切屑厚度改变时，切削力也要改变。这形成了驱动力在上述振动机构之后。如果切屑宽度增加(由于钻的直径增加而同时其他特征保持不变)到超过某一值，机械系统不再稳定，从而振动幅度将增加并且不稳定。“机械系统”这里被主要理解为螺旋切削钻。该机械系统主要通过钻杆的长度起作用。更精确地说，较长的钻在扭转方向上比较短的更加不稳定。
在反馈效应被激发，即振动幅度增大的情况下，振动水平随后将非常高。但是，振幅的增长在一段时间后由于其他的机理，例如切削刃不能切削自己而减小。
本发明旨在解决上述问题，并提供一种改进的麻花钻。因此，本发明的一个主要目的是提供一种麻花钻，其在使用开始时就直接抵消所产生的不稳定反馈效应，即当该钻工作时增加钻杆的振幅。
根据本发明，提供了一种麻花钻，包括一钻杆，其具有一个或多个螺旋形的排屑槽，每一槽与至少一个钻头相配合，该钻头具有至少一个切削刃，该切削刃位于一前表面或顶面和一余隙面之间，该余隙面以与该钻的中心轴线相交的基准面呈一个角度延伸，其中，设置有第二余隙面，其与切削刃的至少一部分相连，该表面以不同于第一余隙面相对于所述基准面的角度的另一个角度延伸。
在本发明的实施例中，第二余隙面相对于所述基准面的角度大于第一余隙面相对于所述基准面的角度。
在本发明的实施例中，第一余隙面相对于所述前表面或穿过钻头的一中性面的角度在78-84°范围内，其中，第二余隙面相对于所述中性面的角度在87-89°范围内。
在本发明的实施例中，第二余隙面仅沿切削刃整个长度的某一部分延伸。
在本发明的实施例中，在前表面和所述第二余隙面之间的一个第二切削刃相对于仅与第一余隙面相连的一主切削刃在深度方向上偏移。
在附图中
图1为根据本发明原理构作的带有钻头的麻花钻的立体图。
图2为根据本发明构作的单个钻头的立体图。
图3为一放大的平面图，示意地示出了钻孔的波浪形底部。
图4为一局部截面图，以高倍放大示出了钻孔底部的波浪形结构。
图5为相对于一切削刃穿过图2所示钻头的一放大的局部截面图。
图6和图7为两相似的截面图，示出了本发明的两替换实施例。
图8为沿钻的几何中心轴线穿过一个钻头的示意性截面图。
在进行详细说明之前，应该指出图1所示的麻花钻包括两个钻头，它们与钻杆上相应数量的排屑槽相配合。尽管这些槽成螺旋状而且并不是严格的螺旋形，但是本领域技术人员仍然称所述这种类型的刀具为麻花钻。因此在下文，排屑槽将被描述成螺旋形，尽管它们在几何意义上成螺旋状。
还应该指出的是，槽的数量可以不是两个，而且每个单独的槽可配合有多于一个的钻头。
图1所示的钻削刀具包括一钻杆，标号为1，其后部过渡为一连接部2，该连接部的形状适合于与一传统夹具连接。该钻杆在其前端或顶端具有两个钻头3。在所示的实施例中，这些钻头是可拆卸型的。更确切地说，它们可通过螺钉固定在钻杆的顶端区域的刀座内。在本实施例中，多个槽4与钻头的数量相对应，它们从钻杆的顶端向后延伸。这些槽呈螺旋形，其作用是排出切屑，通过钻头3被释放出钻孔。
在图2中，单个的钻头3以放大比例的方式被示出。在本实施例中，钻头3具有一个六边形的基本形状和三对相配合的主切削刃5、5，它们在工作过程中成对起作用。换句话说，钻头3可在所在的刀座内在三个不同的位置之间重新调整。
每一相隔开的主切削刃5设置在或位于钻头上前表面或顶面6和余隙面7之间，余隙面7与前表面6(或者-如果前表面的形状复杂且不均匀一则与大体平行于前表面的任意一个中性面)之间的夹角为一锐角。根据现有标准，余隙面7与前表面6之间的夹角在78-84°范围内，即其余角β(见图5-7)在6-12°范围内。
在钻头上与前表面6相对的一个下表面在图5-7中用标号8表示。
所示的钻削刀具和其钻头迄今已作过描述，而且本质上与以前所知相同。
本发明的新颖之处和特征是设置有第二余隙面9，其与钻头3的单独的主切削刃5相连，该表面与前表面6(或穿过钻头与前表面大体平行的一中性面)之间的夹角大于第一余隙面7与上述前表面6或中性面之间的夹角。其优点是，第二余隙面9与前表面之间的夹角在87-89°范围内，即其余角α根据图5-7在1-3°范围内。
在根据图2-5的实施例以及根据图6的替换实施例中，第二余隙面9仅沿单独的主切削刃5长度的某一部分延伸。在这种情况下，余隙面9连接到稍短的第二切削刃或切削刃结构10上，该切削刃10在根据图5和图6的实施例中相对于主切削刃5在深度方向偏移，而主切削刃5仅连接到余隙面7上。更具体地说，余隙面9与相连的第二切削刃10一起向钻头主体内偏移一距离，该余隙面9经一折线11转变为一个平行于余隙面7的表面12，即，角度β和γ一样大。在实践中，余隙面9的长度“x”应小于表面12的长度“y”。应该指出的是，由表面9和12界定的凹口的宽度应远小于主余隙面7的整个宽度。换句话说，第二切削刃10的长度应远小于单独的主切削刃5的长度。
在根据图6的实施例中，表面9和12被设置在一突起上，该突起相对于余隙面7稍微突出。在其他方面，本实施例也可参照根据图5实施例所述的那样具有相同的尺寸和角度关系。
在图7中，第三实施例示出了较陡的第二余隙面9沿切削刃5的整个长度延伸。因此，在本实施例中，第二余隙面9经折线11直接转换为余隙面7。换句话说，在这种情况下，分别在图5和图6中示出的凹口和突起在本实施例中消失了。
在图8中，示出了钻刀的钻头3也可被安放在一相对于基准面倾斜的位置上，该基准面由钻刀的几何中心轴线“C”(旋转轴线)表示。本发明的本质是第二余隙面9以不同于第一余隙面7相对于基准面的角度的另一个角度延伸。
通过以上述方式形成钻头，其不仅具有为一单一平面的余隙面以与单独的切削刃呈例如78-84°角延伸，而且还具有一个第二余隙面以与钻头的前表面呈一较陡的角度延伸，因此，该钻不能以比通过切削本身所得到的振幅高的振动幅度；而余隙面不使工件的材料增塑。这种材料的增塑通过工件的振动被消耗而用于增塑从而阻止了振动。因此，振幅受限制或振动频率降低到刀具的固有频率之下，即，刀具的中性或固有频率。当刀具不能以其固有频率而是以较低频率进行振动的振幅必然较小，这是因为以这些频率进行振动被阻尼得很快。为了上述的反馈效应以某一频率被激发，即使振幅增长，需要该系统在这一频率下由平面复数代表的传递函数应具有一个负实数部分。在较低频率下实数部分变为正的。
在钻削刀具不能以较高频率振动的情况下，反馈效应也不会变得不稳定，即触发反馈效应(见Veck M Teipel K的“切削机床的动态特性”，斯普林格出版社1977，ISBN 3-540-08468-1)。
本发明的一个实质优点是本发明可使麻花钻的长度和/或直径大于具有相应性能的现有已知钻。因此，制造商可选择延长钻杆或者制造带有较长切削刃(即大直径)的钻头或更有效的切削刃而不使反馈效应不稳定。当然，也可同时延长钻杆长度和增加直径。
权利要求
1.麻花钻，包括一钻杆(1)，其具有一个或多个螺旋形的排屑槽(4)，每一槽与至少一个钻头(3)相配合，该钻头具有至少一个切削刃(5)，该切削刃位于一前表面或顶面(6)和一余隙面(7)之间，该余隙面以与该钻的中心轴线(C)相交的基准面呈一个角度地延伸，其特征在于，设置有第二余隙面(9)，其与切削刃(5)的至少一部分相连，该表面以不同于第一余隙面(7)相对于所述基准面的角度的另一个角度延伸。
2.根据权利要求1所述的麻花钻，其特征在于，第二余隙面(9)相对于所述基准面的角度大于第一余隙面(9)相对于所述基准面的角度。
3.根据权利要求2所述的麻花钻，其特征在于，第一余隙面(7)相对于所述前表面或穿过钻头的一中性面的角度在78-84°范围内，第二余隙面相对于所述中性面的角度在87-89°范围内。
4.根据前述任一权利要求所述的麻花钻，其特征在于，第二余隙面(9)仅沿切削刃(5)整个长度的某一部分延伸。
5.根据权利要求4所述的麻花钻，其特征在于，在前表面(6)和所述第二余隙面(9)之间的一个第二切削刃(10)相对于仅与第一余隙面(7)相连的一主切削刃(5)在深度方向上偏移。
全文摘要
麻花钻包括一钻杆,其具有至少一个螺旋形的排屑槽,钻头3包括至少一个切削刃5,该切削刃位于一前表面或顶面6和一余隙面7之间,该余隙面以与该钻的中心轴线相交的基准面呈一个角度地延伸,一个第二余隙面9设置成其与切削刃5的至少一部分相连,该表面以不同于所述第一余隙面7相对于所述基准面的角度的另一个角度延伸。
文档编号B23B51/04GK1251327SQ9911142
公开日2000年4月26日 申请日期1999年8月13日 优先权日1998年8月13日
发明者英厄·斯韦宁松, 奥克·舍兰德 申请人:桑德维克公司