旋转工具以及用于制造旋转工具的方法
【专利摘要】一种旋转工具，尤其是钻头(2)，其沿着纵轴线(4)延伸，并且具有：端面(6)；中心(12)；至少两个主刃(8)，其从所述中心(12)分别朝外延伸至切削角部(10)；以及螺旋的排屑槽(20)。在所述主刃(8)和所述排屑槽(20)之间额外引入了共同的磨削面(26)，所述磨削面(26)从所述中心(12)延伸至所述主刃(8)的区域中的径向外侧区域，并形成磨尖(28)。通过所述磨削面(26)限定前角(γ)。所述前角(γ)沿朝中心(12)的方向无级变化，尤其是连续变化。适宜地，所述磨削面(26)连续延伸至切削角部(10)。由此可以实现整体上在所述主刃(8)的径向长度上的有利的切削力分布。
【专利说明】旋转工具从及用于制造旋转工具的方法
[0001] 本发明设及一种旋转工具，尤其是钻头，其具有权利要求1的前序部分所述的特 征，并且设及一种用于制造运种旋转工具的方法。
【背景技术】
[0002] EP 1 748 859 B1描述了一种所谓的扁钻，其中，两个主刃在中屯、区域中通过横向 刃相连。运两个主刃位于一个共同的水平端面中。此外，运些主刃笔直地延伸。在所述中屯、 和所述横向刃的区域中，通过单独的磨削步骤引入磨尖，其中，由此构成的磨削面沿径向方 向朝外延伸至切削角部（Schneideck)，并且构成切削面巧panfliiche)，该切削面按照一定 的前角定向。借助运种扁钻，能够可靠地产生具有平坦钻底的盲孔。
[0003] 本发明的目的
[0004] 本发明的目的是提供一种旋转工具，尤其是钻头，其具有良好的切削能力。
[0005] 该目的的解决方案
[0006] 按照本发明，该目的通过具有权利要求1所述特征的旋转工具W及通过具有权利 要求12所述特征的方法得W实现。该旋转工具在此尤其是被构成为钻头，并且沿着纵轴线 延伸。前端构成端面，在该端面上有至少一个且优选至少两个主刃，运些主刃从切削角部沿 径向方向延伸至位于内部的中屯、。该旋转工具是一种用来开槽的工具，其针对每个主刃都 分别具有至少一个排屑槽。所述中屯、由钻孔工具的中屯、的材料内核构成。在端面上，钻头终 止于中屯、尖端处，该中屯、尖端位于纵轴线上。该纵轴线同时限定旋转轴线，所述旋转工具在 运转时围绕该旋转轴线旋转。除了通常情况下磨削而成的排屑槽W外，还通过额外的磨削 步骤引入另一个共同的磨削面。该磨削面从中屯、延伸至主刃的区域的径向外侧区域。在中 屯、区域，该磨削面用于构成磨尖，并且该磨削面在主刃的接下来的走向中用来形成和确定 前角。通过该磨削面构成的前角是无级变化的，并且尤其是沿朝中屯、的方向连续变化的。替 代于连续的变化，前角也可W是在一定的径向部段上恒定的，其中具有恒定的前角的径向 部段延伸在例如若干百分比的范围上，尤其是额定半径的最多15%或最多50%。
[0007] 在运里，前角是指在沿纵轴线的方向延伸的竖直平面与所述磨削面之间的角度。 前角通过所述磨削面的引入而构成。在相应的磨削步骤中，同时也会对主刃和与该主刃相 接的排屑槽区域进行初磨。
[0008] 具体地讲，前角的无级变化尤其应理解为：不管是所述磨削面还是所述磨削面的 区域中的主刃都没有折弯化nick))，即棱边。或者换言之:在朝中屯、的径向方向上前角的变 化（A 丫 / Δ r)是连续的，即没有跃变。在运里，前角尤其只沿一个方向变化，即，它不会交替 地变大或变小。而它尤其是沿朝中屯、的方向变小。运一点从制造技术角度来看，可W通过砂 轮片的相应的操控来实现，使得砂轮片相关于旋转工具的迎角(Anstellwinkel)优选被调 整成连续的，从而实现前角的无级变化。除此W外，"无级"运一概念还包含:在所述迎角的 运种连续变化上的尤其一种增量方式，即，W不同的角度摆放该砂轮片，因此，从微观的层 面上来看，会在两个相接的分段磨削面上产生细微的磨削棱边。但是，在该磨削棱边上，运 两个分段磨削面之间存在的偏差是极其轻微的，例如在运两个分段磨削面齐平的180°方位 中偏差最大约3°。因此，在运种增量方式的情况下，会形成多个运样的磨削棱边，尤其超过3 个、优选超过5个，并且在磨削面内形成相应数量的分段磨削面。
[0009]在适宜的构造方案中，该变化是连续的，即前角的变化对于每个刃部段来说都不 等于零。即不存在在整个部段上前角恒定的刃部段。
[0010]磨削面延伸至径向区域外侧的运一特征尤其理解为：该磨削面从中屯、，即从旋转 轴线出发，延伸经过旋转工具的额定半径的一定范围，至少为50 %或60%，优选超过80 %。
[0011] 通过带有额外的磨削面的运种配置，一方面使得能够形成与先前磨削的排屑槽无 关的前角，因此，W-种简单的方式，即通过该额外的共同的磨削面，便可W根据各加工目 的打磨出与排屑槽构造无关的前角。另一项关键优势在于变化的前角。通过该共同的、均匀 的且无棱边的磨削面，一方面确保了 ：尽管前角是变化的，但在磨削面的区域中不会形成折 弯点。通常情况下，在朝向磨尖的过渡区域中都会出现运种折弯点。运通过共同的磨削面能 得W避免。运整体上引致在钻头的整个刃长度上的均匀的切削力走向。
[0012] 所述变化的前角还具有其他特别的优点，即：除了均匀的走向W外，切削力同时还 W有利的方式变化，例如从锐角的切削角部朝纯角的中屯、变化。因此，运些单个的刃部段能 够尤其有利地在切削加工过程中与期望中的负荷相适应，和/或与旋转工具的负荷极限相 适应。
[0013] 在优选的构造方案中，该磨削面在此从切削角部出发连续延伸至少到达中屯、。通 过该措施，确保在主刃的整个区域中不存在折弯。由此在整个刃长度上产生完全均匀的、无 跳跃的切削力走向。
[0014] 原则上存在的可能情况为，切削角部呈角形形状和/或副刃形状，例如棱角或半径 或倒圆。运些角形或副刃形状例如被构成作为简单的倾斜的初磨面。在运种情况下，磨削面 同样地延伸至切削角部，该切削角部的起点通过该角形形状确定。
[0015] 替代于延伸至切削角部的磨削面，所述磨削面在切削角部之前就已终止，因此在 最外侧的径向区域中，原先的排屑槽壁延伸至主刃并由此限定前角。在此变型方案中，前角 的变化走向优先选择成使得:前角即使在前往原先排屑槽的过渡位置中也是无级的，即在 对于"无级"的W上定义的意义上无折弯且无棱边。因此，所述磨削面便无折弯地过渡到原 先的、即已存在的排屑槽壁中。
[0016] 在优选的构造方案中，在切削角部上形成正前角，因此构成尖锐的切削模。前角在 优选的构造方案中沿朝中屯、的方向缩小。
[0017] 在中屯、的区域中，即尤其在主刃朝横向刃过渡的区域中，前角仅采用例如-5°至+ 10°的低值、优选最大+2%且具有尤其为零的值。前角的数值如果带正号，则意味着尖的切 削模;如果带负号，则意味着纯的切削模。如果在中屯、区域选择的前角非常小甚至为负，贝U 该处的刃总体而言在很大程度上会形成纯角，因此中屯、区域中的刃整体上是非常坚固的。
[0018] 另外还设置，在磨削面的径向最外侧区域上并由此尤其在切削角部上，前角在5° 至20°或至30°的范围内、且尤其约在10°至15°的范围内、优选为15°。由此，在切削角部上总 体而言形成相对更尖的切削模，从而使得在钻头的切削角部的区域中整体上都是适于切削 的，反之，如果中屯、区域的前角较小，则该处的刃就没那么适于切削，并且会形成纯角。原则 上，切削角部处的前角通过排屑槽角度（Spannutwinkel)限制。因此，根据排屑槽角度的选 择，切削角部处的前角也可能会大于20%并且采用最大至排屑槽角度的值。通常的最大值 为30°。所述排屑槽角度理解为:排屑槽相关于竖直线定向的角度。在螺旋的排屑槽情况下， 该排屑槽角度还指明螺旋导程（Wendelsteigung)。该排屑槽角度也称为扭转角 (Drallwinkel)。
[0019] 此外，在适宜的构造方案中，主刃沿径向方向直线地延伸，并且没有弯曲的走向。 结合变化的前角，在此为单个的刃部段确定了期望的定义的切削力。
[0020] 然而，原则上，在弯曲的主刃情况下，仍然能够通过整个磨削面达到变化前角的优 势。因此，在优选的替代方案中，主刃尤其凹形弯曲地构成。
[0021] 排屑槽通常是指螺旋的排屑槽，它按照排屑槽角度延展。在常规的钻头中，主刃处 的前角由排屑槽角度确定。通过在主刃区域中额外引入的磨削面，从而形成与排屑槽角度 无关的前角。
[0022] 通过该额外引入的磨削面，从而在排屑槽壁中在从所述磨削面朝排屑槽的接下来 走向的过渡区域中形成作为特性特征的折弯。
[0023] 根据优选的另一构造方案，该磨削面在整个排屑槽上延伸，即从切削角部开始越 过中屯、一直延伸至排屑槽的对立而置的末端。该构造方案能够实现磨削面的简单打磨。
[0024] 适宜的设置是，所述端面整体上优选按照圆锥曲面(Kegelmaii化miiche)的形式 构成。该端面通常优选仅被伸进端面中的排屑槽中断。因此，端面的后刀面(Fre姐註Chen)从 中屯、尖端出发沿径向方向朝外倾斜。在此，该后刀面沿端面的圆周方向与主刃相接。"按照 圆锥曲面的形式"在运里理解为不同的磨削方式(Schliffvarianten)，例如圆锥曲面磨削， 也可能是多面磨削，例如四面磨削。与扁钻相比实质的优点在于：设计有中屯、尖端用于起 钻，并且由此实现在钻削过程开始时更好地引导钻头。
【附图说明】
[0025] 下面借助附图详细地阐述本发明的实施例。在简化的视图中分别示出：
[0026] 图1示出了钻头的正视图；
[0027] 图2示出了根据图1的钻头的切削角部的第一局部侧视图；
[0028] 图3示出了根据图1的钻头与图2相比转动约90°时的第二局部侧视图；
[0029] 图4在与图2相同的视线方向上示出了沿图1的剖线IV-IV的竖直的径向外侧剖面 的局部侧视图；W及
[0030] 图5在与图2相同的视线方向上示出了沿图1的剖线V-V的竖直的径向内侧剖面的 局部侧视图。
【具体实施方式】
[0031] 附图中所示的旋转工具被构成为钻头2,它沿着纵轴线4在纵向方向上延伸，该纵 轴线同时形成旋转轴线。钻头2具有从正面看基本上呈圆锥曲面状的端面6。该钻头在此实 施例中具有两个主刃8,它们分别从外侧的切削角部10朝中屯、12直线延伸。运两个主刃8在 中屯、12处通常通过横向刃14而相互连接。尤其如同从侧面视图中得出的，该钻头2在中屯、12 具有略微突起的中屯、尖端16。该中屯、通常由横向刃14横跨而过。
[0032] 由于两个主刃8均呈直线走向并具有旋转对称性，即相对于纵轴线4扭转偏置 180°，因此运两个主刃8相互平行地延伸。而主刃8后方分别连接着后刀面18,该后刀面18分 别形成端面6的一部分。基本上呈圆锥曲面状的端面6被排屑槽20中断。运些排屑槽20在此 实施例中呈螺旋状地沿着钻头2延伸。它们在此按照相对于竖直线的排屑槽角度α进行定向 (参照图2)。
[0033] 运些排屑槽20之间在圆周侧分别形成了钻头背部22。从排屑槽20到钻头背部22的 过渡区域中，在此实施例中布置有引导棱边(Fii虹ungs地ase) 24。
[0034] 尤其如同从图2、图3的侧视图中可看到的，在排屑槽20的端面末端处引入磨削面 26。它从中屯、12开始沿朝切削角部10的方向延伸，呈现为一个均匀的表面，并且至少到达排 屑槽区域中的外侧径向区域。该磨削面26优选至少到达主刃8中部，并且更优选地，如运些 附图中所示的，到达切削角部10。在本实施例中，该磨削面在排屑槽20端面的末端处、在前 往端面6的过渡区域中、延伸经过整个排屑槽20,即从切削角部10延伸至排屑槽20的对立而 置的末端，在运个位置该排屑槽20过渡到钻头背部22中。
[0035] 该磨削面26在中屯、12区域中构成磨尖28。因为该磨削面26沿径向方向继续延展， 尤其是连续延展至外侧的切削角部10,所W它还限定了主刃8的前角丫。前角是指在竖直线 和磨削面26之间的角度，如同图2、图4和图5中的示例示出的。
[0036] 该前角丫在此在切削角部10上被构成为正前角，因此呈现出锐角的切削模。通过 打磨磨削面26,从而端面6区域内的排屑槽壁上的材料和主刃8都被打磨。通过上述操作，减 小螺旋的排屑槽20的排屑槽角度α，由此使前角丫小于排屑槽角度α。一般来说，前角丫最大 为排屑槽角度〇,其例如最大能够达到30°。而切削角部处的前角丫优选在约10°至15°的范 围内。
[0037] 尤其如同通过比较图2、图4和图5得出的，前角丫沿朝中屯、12的方向缩小。前角丫 在径向方向r上的变化Δ γ / Δ r在此是连续的，因此形成了无折弯的磨削面26，并因此也形 成了无折弯的主刃8。前角丫优选连续变化。在中屯、12自身中，即在磨尖28区域内，并因此在 主刃8朝横向刃14的过渡区域中，前角丫优选是零，甚至为负角，例如至-5°。通过该措施，钻 头2在切削角部10的区域中整体上比在中屯、12处更适宜切割，因为切削角部10区域具有尖 利的切削模(Schneidkeil)，总体而言，运对切削效率和切削加工所需的力都是有利的。通 过将前角丫减小至约0°的范围，从而可在中屯、12上形成相当坚固的模形，该模形能够非常 好地承受在加工时出现在中屯、12处的负荷。
[0038] 从制造技术角度看，应该在后期再在各个排屑槽20中引入磨削面26。为此使用砂 轮片，它按照一定的角度摆放，从而构成期望的前角丫。在磨削过程中，沿径向方向r调整砂 轮片，并且持续地调整钻头2和砂轮片之间的相对角度位置，由此产生沿径向方向r变化的 前角丫。
[0039] 替代于在此示出的实施方案，还可能的是：加工形成的磨削面26并不完全延伸至 切削角部10。该磨削面26在此变形方案中在切削角部10的前方终止，与切削角部保持一定 的径向间距。该间距在此为钻头内径的最多60 %或50 %，优选最多20 %。它被定义为:从旋 转轴线和纵轴线4至切削角部10的半径。
[0040] 通过后期额外引入磨削面26,从而在磨削面26和接下来的排屑槽壁之间的过渡区 域中产生折弯30,尤其如同借助图2在引导棱边24的区域中所看到的。在此位置上还可清楚 地看到前角丫和排屑槽角度α之间的区别。
[0041] 总的说来，通过后期在排屑槽20中引入共同的磨削面26,和连续变化的前角丫，从 而实现在主刃8的径向长度上的更好的切削力分布。尤其是，通过运种均匀的、无折弯的走 向，不必担屯、出现应力尖峰(Spannungsspitzen)。更确切地说，作用在刃上的力均匀地发生 变化。
【主权项】
1. 一种旋转工具，尤其是钻头(2)，沿着纵轴线(4)延伸，并且具有： -端面(6); -中心（12); -至少一个主刃（8)，所述主刃（8)从中心（12)分别朝外延伸至切削角部（10); -排肩槽(20); -所述主刃（8)与所述排肩槽(20)之间的前角（γ); -在所述排肩槽（20)中额外引入的共同的磨削面（26)，所述磨削面（26)在所述中心 (12)的区域中构成磨尖（28)并且延伸至径向外侧区域，并且在该区域中限定所述前角 (γ)， 其特征在于， 通过所述磨削面(26)所构成的所述前角（γ )沿朝所述中心（12)的方向无级变化。2. 根据权利要求1所述的旋转工具， 其特征在于， 所述磨削面(26)从所述切削角部（10)开始连续延伸至少到达所述中心（12)。3. 根据上述权利要求中任一项所述的旋转工具， 其特征在于， 在所述切削角部（10)上构成正前角（γ )，所述正前角（γ )沿朝所述中心（12)的方向缩 小，其中，所述前角（γ)是可选地连续变化的，也可以是在一定的径向部段上恒定的。4. 根据上述权利要求中任一项所述的旋转工具， 其特征在于， 在所述切削角部（10)上形成所述正前角（γ )，所述正前角（γ )沿朝所述中心（12)的方 向尤其是连续缩小。5. 根据上述权利要求中任一项所述的旋转工具， 其特征在于， 所述中心（12)区域中的所述前角（γ)在-5°至+10°的范围内，并且尤其为零。6. 根据上述权利要求中任一项所述的旋转工具， 其特征在于， 所述切削角部（10)处的所述前角（γ)在5°至30°、尤其是10°至15°的范围内。7. 根据上述权利要求中任一项所述的旋转工具， 其特征在于， 所述主刃（8)笔直地延伸。8. 根据权利要求1至6中任一项所述的旋转工具， 其特征在于， 所述主刃（8)弯曲地构成。9. 根据上述权利要求中任一项所述的旋转工具， 其特征在于， 所述排肩槽(20)是螺旋的。10. 根据上述权利要求中任一项所述的旋转工具， 其特征在于， 在所述纵轴线(4)的方向上看，所述磨削面(26)经过折弯（30)过渡到接下来的所述排 肩槽(20)中。11. 根据上述权利要求中任一项所述的旋转工具， 其特征在于， 所述磨削面(26)沿径向方向延伸经过整个所述排肩槽(20)。12. -种用于制造根据上述权利要求中任一项所述的旋转工具的方法，其中，所述磨削 面（26)-其既用于共同地构成磨尖（28)、又用于在所述主刃（8)的区域中构成所述前角 (γ )-在唯有的磨削步骤中被引入现有的排肩槽(20)中。
【文档编号】B23B51/00GK105935792SQ201610121409
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年3月3日
【发明人】T.古特, J.施韦格尔, J.坦佩尔迈耶
【申请人】肯纳金属公司