具有可更換切割刀片的深孔鉆制造技術(shù)

一個(gè)具有可更換切割刀片的金屬切割鉆頭，其長(zhǎng)徑比為４∶１或更高，兩刀片被準(zhǔn)確的徑向?qū)χ茫⒌韧呐c工件相嚙合，因而，徑向力被精確的相互平衡，該徑向力是由于鉆頭通過(guò)工件軸向進(jìn)給所產(chǎn)生的，通過(guò)使用了一個(gè)雙切割刀片，每旋轉(zhuǎn)半圈便可完整的切削孔的周邊一次，因此，提高了軸向進(jìn)給速率，由于刀片是三角形的，兩切割刀片的彎曲角部可以被放置的非常靠近，并且在刀片之間的左側(cè)有一個(gè)足夠大的空間，以保證在刀片之間鉆桿相對(duì)較粗，并且在增加長(zhǎng)徑比的情況下具有足夠的強(qiáng)度，由于長(zhǎng)徑比大于４∶１因而在給定直徑的情況下可以加工出比已現(xiàn)有技術(shù)的鉆頭更深的孔。（*該技術(shù)在2017年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專(zhuān)利技術(shù)涉及一種在金屬工件上形成孔的鉆頭，特別是涉及一種具有可更換切割刀片的鉆頭。鏜孔工具和鉆頭通常使用可更換的切割刀片，由于可以?xún)H更換或磨削切割刀片，因而鉆軸可以被重復(fù)使用，這樣可以在較低的制造成本情況下延長(zhǎng)鉆頭的使用壽命，Shallenberger，Jr的美國(guó)專(zhuān)利No.3,963,365中公開(kāi)了這種鉆頭，這種鉆頭的刀片可以從孔的周壁上切削掉金屬，并且切削是朝著孔的中心，切割弧的寬度與孔的半徑相等，另一種刀片為一個(gè)內(nèi)刀片，它由孔的中心切削金屬，并且切割是朝向孔的周壁，切割弧基本上與孔大致等寬。上述專(zhuān)利中公開(kāi)的鉆頭己取得了商業(yè)上的成功，該鉆頭的軸向進(jìn)給速度相對(duì)較緩慢，這是由于這個(gè)鉆頭須旋轉(zhuǎn)一周方可切割孔的整個(gè)周邊一次。Negishi，等人的美國(guó)專(zhuān)利No.4,373,839公開(kāi)了一種鉆頭，它的進(jìn)給速度要比前述的鉆頭大兩倍，這是由于在它上面裝有兩個(gè)切割刀片，因而鉆頭每旋轉(zhuǎn)半圈便完整的切割孔表面一次。Shallenberger的美國(guó)專(zhuān)利No.5,092,718公開(kāi)了一種鉆頭，它具有兩個(gè)可更換的切割刀片，每個(gè)的跨度為鉆頭的半徑，工件中心的左側(cè)是相對(duì)小的部位，這樣切削的碎屑可以容易的隨鉆頭的軸向進(jìn)給從其頂端排出，這種設(shè)計(jì)中切割刀片最好為三角形，但其它的形狀也是可以的，在鉆桿的開(kāi)槽中具有一個(gè)套以便接納所說(shuō)的切割刀片，鉆桿在裝有切割刀片處的寬度相對(duì)較大，以便保證鉆頭的強(qiáng)度。具有可更換刀片的金屬切割鉆頭被成功的應(yīng)用于各種場(chǎng)合，然而在鉆較深的較小直徑的細(xì)長(zhǎng)孔時(shí)仍顯得不足，這種刀片形鉆頭由于具有良好的金屬切削速率，因此切削力相當(dāng)高，實(shí)驗(yàn)表明鉆桿必須是相當(dāng)堅(jiān)固的才能承受該切削力而不發(fā)生彎曲、翹起或變形，這樣，實(shí)踐表明鉆的直徑減小，鉆桿變細(xì)則鉆的長(zhǎng)度不能太長(zhǎng)，已知的長(zhǎng)徑比為一種經(jīng)驗(yàn)法則，它涉及一定深度鉆孔的孔徑(也即，工具長(zhǎng)度)，并且，實(shí)踐表明工業(yè)上可更換(indexable)刀片鉆頭的長(zhǎng)徑比約為3∶1。由于在鉆孔過(guò)程中刀片與工件之間的相互作用而產(chǎn)生的不平衡的徑向力也須要對(duì)長(zhǎng)徑比進(jìn)行限制。因而由給定直徑的鉆頭在工件上形成的孔也將由此比率受到限制。本專(zhuān)利技術(shù)的首要目的是提供一種新的或在美國(guó)專(zhuān)利No.5,092,718中所公開(kāi)的那種類(lèi)型的鉆頭的改進(jìn)，但它具有比其直徑所能承受的更長(zhǎng)的長(zhǎng)度，從而在相同的直徑情況下可以加工更深的孔。為此，本專(zhuān)利技術(shù)的一個(gè)特征是所提供的鉆頭具有一個(gè)精確平衡的切削刀片，從而使各刀片間切削時(shí)產(chǎn)生的徑向力相互平衡抵消掉。本專(zhuān)利技術(shù)另一個(gè)特征是提供一種切割刀片，它們同樣從桿的槽中向外伸出并與工件相接觸，因而在切削過(guò)程中承受相同的切削載荷。本專(zhuān)利技術(shù)的另一個(gè)特征是所提供的鉆頭的刀片具有獨(dú)特曲線的切削邊和一個(gè)大傾斜的側(cè)邊，它可以保證切割刀片的切割刃彼此相靠近，同時(shí)在切割刀片之間留有一個(gè)鉆頭桿的加強(qiáng)部分，從而加強(qiáng)該鉆頭，甚至于在長(zhǎng)徑比大于3∶1的情況下。本專(zhuān)利技術(shù)的另一個(gè)特征是所提供的鉆頭的長(zhǎng)徑比為4∶1或更多。本專(zhuān)利技術(shù)的這些目的和特征將在下文中結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)的描述。附圖說(shuō)明圖1為本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例的立視圖。圖1A是圖1所示的鉆頭頂部的局部放大透視圖。圖2是圖1所示在工件上形成的孔及其鉆頭局部放大側(cè)視圖。圖3是為鉆頭部為放大底視圖。圖4為一個(gè)三角形刀片的立視圖。圖5為該刀片的頂視圖。圖6為該刀片的正視圖。圖7為圖6所示刀片右側(cè)所示的邊視圖。圖8是一個(gè)放大的示意圖，顯示了正在鉆孔的刀片。圖9A為本專(zhuān)利技術(shù)的一個(gè)側(cè)示圖，它顯示了一個(gè)由鉆頭進(jìn)行鉆孔的工件。圖9B為圖9A的底視圖。圖9C為圖9A的頂視圖。圖10A為己有技術(shù)鉆頭的示意圖，它顯示了一個(gè)鉆頭進(jìn)行鉆孔的工件的橫切面。圖10B為圖10A的底視圖。圖10C為圖10A的頂視圖。圖11A為另一個(gè)已有技術(shù)鉆頭的示意圖，它顯示了一個(gè)鉆頭進(jìn)行鉆孔的工件的橫切面。圖11B為圖11A的底視圖。圖11C為圖11A的頂視圖。本專(zhuān)利技術(shù)可以進(jìn)行各種改進(jìn)和結(jié)構(gòu)變化，因此在附圖及下述的細(xì)節(jié)描述中僅針對(duì)典型的實(shí)例進(jìn)行描述，因此可以理解這并不局限于所公開(kāi)的內(nèi)容，相反在不達(dá)反權(quán)利要求的思想和范圍的情況下本專(zhuān)利技術(shù)可以有各種的改進(jìn)和結(jié)構(gòu)變形和等同的變化。如圖所示，本專(zhuān)利技術(shù)的實(shí)施例中使用鉆頭時(shí)，在工件12上形成一個(gè)圓孔11(圖2和8所示)，該工件為鐵、鋼或其它的金屬材料，鉆頭10包括一個(gè)加長(zhǎng)的圓柱形主體部為13，在一個(gè)最佳實(shí)施例中它是由高碳鋼構(gòu)成的，它具有一個(gè)頂部14和一對(duì)對(duì)置的桿端15，當(dāng)然也可以采用其它類(lèi)似物理特性的材料，主體13的桿端15夾在一個(gè)動(dòng)力旋轉(zhuǎn)支架(未示)中，從而驅(qū)動(dòng)鉆頭10繞其軸線A旋轉(zhuǎn)(圖3示)，該旋轉(zhuǎn)如圖1和3所示為逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，很明顯鉆頭也可以被握持不動(dòng)，而讓工件12繞鉆頭10的軸線A旋轉(zhuǎn)。通常在主體13上有兩個(gè)徑向和縱向的開(kāi)槽16和17，以便將碎屑從頂端14處排出。如圖1和圖2所示溝槽最好是沿繞著主體13螺旋形的從頂端14處朝向桿端15延伸，以保證金屬碎屑從孔11中排出。另外溝槽也可以是直線型的，如圖1所示，每個(gè)溝槽通常是由一對(duì)側(cè)壁18和19形成的V形截面，一般溝槽的側(cè)壁18朝向旋轉(zhuǎn)方向而側(cè)壁19背向旋轉(zhuǎn)方向。如圖1A和3所示，徑向的開(kāi)槽20和21與溝槽16和17的頂端部分相鄰并形成于主體13內(nèi)，而且每個(gè)開(kāi)槽靠近于溝槽的側(cè)壁18一例，盡管在本專(zhuān)利技術(shù)的最佳實(shí)施例中，開(kāi)槽20和21為徑向間隔排布的，但可以理解本專(zhuān)利技術(shù)還包括其它一些實(shí)施例，其中它們是以另外的等間距形式排布的?？筛鼡Q切割刀片被置于該開(kāi)槽20和21中，并且當(dāng)鉆頭10逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)切削工件12的孔11。根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)每個(gè)切削刀片30、31大致為一個(gè)三角形并且具有特定的角部外形。很明顯，使用三角形刀片可保證鉆頭10每轉(zhuǎn)半圈刀片完整切割孔11的周邊一次。同時(shí)鉆頭的頂端14處被大大的加強(qiáng)以承受刀片30、31上的很大的切削力，另外其它形狀的刀片也可以使用。圖7和圖4進(jìn)一步顯示了刀片30的細(xì)部，很明顯在此刀片31被標(biāo)示為30，如圖所示刀片30為一個(gè)等邊三角形，它具有三個(gè)等長(zhǎng)的側(cè)邊表面33、34和35，它們彼此在三個(gè)角部36、37和38處相連接，這三個(gè)邊表面被夾在相對(duì)的兩個(gè)平面表面40和41之間，每個(gè)刀片的表面40和41形成有一個(gè)傳統(tǒng)的碎屑打碎溝槽42(圖4和圖6所示)它們正好位于表面的周邊內(nèi)側(cè)。如圖3所示由于每個(gè)刀片30、31準(zhǔn)確的安置于接收槽20和21中，各刀片30、31的表面40面向旋轉(zhuǎn)方向并形成一個(gè)切削面，側(cè)邊表面34與表面40形成切割邊45，并且當(dāng)該切割邊是從角36延至角37時(shí)，它幾乎是直的標(biāo)示為46的長(zhǎng)度段，當(dāng)靠近角37時(shí)，切割邊45開(kāi)始凸?fàn)畹膹澢澇霰砻?0的平面而朝向表面41的平面，因而切割邊產(chǎn)生一個(gè)彎角，切割邊45的曲線部分47在點(diǎn)48處與平面41相交(圖5所示)，因而平面41上形成的邊49不平行于邊35。切割邊緣45的曲緣部分47的成形是通過(guò)精確的研磨或其它成形方式來(lái)成形接靠刀片30，31的邊表面35和表面40。因此表面40和表面35所形成的角部分為一個(gè)突狀的曲面，在圖4中標(biāo)示為50。刀片30，31的溝槽20和21分別包括一個(gè)平臺(tái)55(圖1A所示)刀片30、31的表面41貼靠于該平臺(tái)上，從該平臺(tái)向外伸出的兩個(gè)側(cè)壁56和57相互形成一個(gè)角度從而使得溝槽20和21為V字形輪廓。當(dāng)?shù)镀?0、31定位于各個(gè)溝槽時(shí)，邊表面33和35分別貼靠在側(cè)壁56和本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種鉆頭，包括一個(gè)加長(zhǎng)的大致圓柱形的具有預(yù)定軸線的主體，該主體具有一個(gè)桿端部分，一個(gè)頂端部分，它具有一個(gè)外周邊以及一個(gè)軸向工作長(zhǎng)度Ｌ，該長(zhǎng)度為在鉆孔時(shí)所說(shuō)的鉆頭可以伸入孔中的長(zhǎng)度，在所說(shuō)的主體的頂端具有兩個(gè)溝槽，它們相對(duì)于軸心平面準(zhǔn)確的徑向?qū)χ茫瑑蓚€(gè)切割刀片位于所說(shuō)的兩個(gè)溝槽內(nèi)。另外，所說(shuō)的刀片可移動(dòng)的固定于所說(shuō)的主體上。每個(gè)刀片具有由至少三個(gè)側(cè)面所界定的大致扁平且平行的兩個(gè)表面，至少一個(gè)所述刀片的側(cè)面具有一切割邊，它橫向延伸靠近頂端的主體，因而是從位于外周邊向外的第一角部位至位于不到所說(shuō)軸線的第二角部位，該第一角部位至第二角部位的距離為鉆頭的直徑Ｄ，鉆頭主體的工作長(zhǎng)度Ｌ至少為直徑的４倍。

【技術(shù)特征摘要】
...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：FT沙倫伯格，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：綠野工業(yè)公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：US[美國(guó)]