CN102741001A - 钻孔刀具 - Google Patents

Abstract

包括至少两个槽（3a、3b）以及一个具有末端减小部（2）的横刃（8）的钻孔刀具，其中该末端减小部（2）与这些槽（3a、3b）连续汇合，其方式是在该横刃（8）的区域中形成了对应的槽（3a、3b）的末端。

Description

钻孔刀具

发明背景

本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的钻孔刀具。这种钻孔刀具是已知的，例如从同样属于本申请人的EP 1 230 058中。在这种钻孔刀具的钻尖区域中，两个或多个主要切削刃通过一个横刃彼此连接。通过应用“减薄区域”来减小横刃的尺寸的实践在机加工技术领域中是普遍已知的并且具体从上述EP 1 230 058中是已知的。因为在横刃的区域中切削速率等于零，所以通过横刃尺寸的这种减少大幅地减少了钻孔刀具的钻尖上的机械负载。

在钻孔刀具的生产中，横刃的减薄区域一般是以多阶段磨削方法产生。在第一磨削操作中，将切屑槽并且若合适的话将在这些切屑槽的边界处设置的次切削刃磨削到钻孔刀具生坯中。在第二方法步骤中，磨削出主切削刃、横刃以及邻近主切削刃的侧翼。在第三磨削操作中，然后将该横刃减薄。对于每个磨削操作，将磨削刀具（一般是通过旋转的磨削盘形成的）在各自情况中再次被应用到要磨削的钻头坯上以便磨削出主切削刃和横刃、磨削出减薄区域并且磨削出螺旋槽。在磨削过程中将磨削工具每次新应用到钻头坯上都导致了不连续性的形成，由此在完成的钻孔刀具上产生了不希望的***。

这些***必须在之后通过复杂且昂贵的精整机加工方法进行磨平和去除。若省略这样的精整机加工，则会损坏钻孔刀具的运转的精确度，并且在钻孔操作过程中作用在钻孔刀具上的机械负荷增加，并且这不可避免地导致钻孔刀具的寿命减少。

EP 1 230 058已经公开了用于磨削钻尖的方法，该方法防止了在所公开的钻孔刀具的钻尖区域中形成***。这种磨削方法的缺点是仅适合于在横刃区域中磨削出钻尖的所示方式。

发明目的

因此本发明的潜在目的是指明一种钻孔刀具以及用于生产钻孔刀具的方法，该方法适合于在钻尖区域中磨削该钻孔刀具的任何方式。

目的的实现

通过权利要求1中关于钻孔刀具的特征以及权利要求5中关于钻孔刀具生产方法的特征的组合以创造性的方式实现了该目的。此外所描述的有利的以及修改的实施方案涉及本发明的既适宜且本身具有创造性的发展方案。

本发明是基于以下基本考虑：横刃的减薄和切屑槽的磨削可以在单一的磨削操作中进行。为实现该目标，该磨削工具还与钻头坯仅接触一次，由此从开始就消除了不希望的***的形成。该减薄区域在横刃区域中连续汇合，而没有***进入切屑槽中。该减薄区域因此就好像是切屑槽的一部分，并且因此在主切削刃的区域中形成了切屑槽的末端，即远离钻孔刀具的夹持柄的切屑槽末端。界定该切屑槽的切屑槽壁因此连续地延伸，而直到钻头的末端都没有***，即远到对应的主切削刃、远到横刃并且远到该“主侧翼”。同时，该减薄区域意味着“核心直径”朝向横刃逐渐变小。当从横截面看时，该切屑槽壁因此是均匀的，即没有扭结。

在钻孔刀具的优选发展方案中，切屑槽是螺旋的，因此该减薄区域同样是螺旋设计的。特别地，该减薄区域以螺旋形状邻近该横刃。在轴向上邻近横刃的这些切屑槽壁因此具有从横刃开始的扭曲。

核心直径优选地通过该减薄区域而稳定地减少到在横刃处的一个减小的核心直径（d），即，在磨削过程中所追循的路径在径向上从横刃顺次地返回至该磨削盘，并且因此该核心直径连续变宽，并在切屑槽壁中不形成***。术语“核心直径”一般理解为是指在钻头的中心处这些切屑槽壁之间的最小距离。

减小的核心直径具体地对应于该钻孔刀具的***直径的0.01至0.2倍，即，在磨削过程中该磨削盘在单阶段磨削方法中相应地靠近钻头的中心向上移动。

若该减薄区域在钻头的纵向上具有的纵向范围对应于钻孔刀具的***直径的0.1至1.5倍则是有利的。在该磨削方法中，因此将磨削盘在这个长度上从该减小的核心直径类型地引导至邻近该减薄区域的正常核心直径。

在一个优选的发展方案中，在从主侧翼到切屑槽的过渡部中形成了一个台阶。这特别意味着，该主侧翼在一个径向延伸的***处结束，该***然后与该在轴向上延伸的切屑槽壁邻接。

该主切削刃优选地从该横刃在径向上以曲线或弧形向外延伸。作为一个替代方案，提供一种直线形状。

为了实现本发明的目的并且获得该钻孔刀具，提供一种三阶段生产方法。在第一方法步骤中，一个旋转磨削盘从钻尖区域中的切削刃末端给进到该钻孔刀具生坯中。相对于钻孔刀具生坯，该磨削盘优选地被设定在有待磨削的切屑槽的导角处。为了切削一个保护性倒角，在该磨削过程中然后优选地使该磨削盘简单地略微倾斜。只要磨削盘与钻孔刀具生坯相接合，在第二方法步骤中使该磨削盘在刀具生坯的径向上移动以便磨削该减薄区域、并且然后形成到第三方法步骤的连续过渡。在第三方法步骤中，该磨削盘沿着钻孔刀具生坯在径向上移动以便邻近该减薄区域连续地磨削出切屑槽。对于从具有减小的核心直径的减薄区域到切屑槽的过渡部，使该磨削盘在径向上以一种叠加在轴向移动上的移动稍微再次移动回去。特别地，在减薄区域的磨削过程中从开始时起，该径向移动叠加在该轴向移动上。

特别重要的是，在该减薄区域的磨削之后在相同的磨削操作中进行切屑槽的磨削而不抽出该磨削盘。在这种方法中，从横刃到切屑槽的柄末端连续地磨削出切屑槽。

在另一个实施方案中，在第二方法步骤过程中或在第三方法步骤的过程中或在第二以及第三方法步骤的过程中该钻头坯进行一种预定的旋转运动。在该旋转运动的辅助下，获得了螺旋切屑槽并且确定了该螺旋切屑槽或螺旋槽的扭曲。因此，该过程适合于生产具有直线切屑槽的钻孔刀具和具有螺旋螺旋槽的钻孔刀具。因此该减薄区域的磨削特别地是一种涉及径向、轴向和旋转分量的叠加运动。

根据优选的改进方案，在另一个方法步骤中提供了以这种方式以任何期望的端部磨削进行预磨削的钻孔刀具生坯。在优选的实施方案中，切屑槽和减薄区域的磨削因此首先是在连续、无缝的磨削过程中进行，然后磨削该钻头的端部几何形状。作为一个替代方案，还有可能预先磨削出该端部几何形状。

本发明的一个优点是可以用单一的钻孔刀具生坯，即用单一的基础部件来实现任何数目的切削刃形式。这对钻孔刀具生坯的低供料水平具有正面影响，并且这意味着消耗的资源量较低。此外，利用本发明，有可能借助于钻尖的适当磨削而以最佳方式将钻孔刀具与任何切削应用进行匹配。因此本发明还特别适合于生产小的批次或小的批量大小，小到1的批量大小。最后，本发明还使之有可能将钻头的切削刃的磨削的改良立即结合到运行生产过程中。在有利的实施方案中，因此还特别提供了初始地生产大量钻孔刀具生坯，特别地将这些保持在储存状态下并且仅在以后进行端部磨削。本发明的另一个优点在于有可能以螺旋或扭曲的形状配置该减薄区域本身。本发明还有可能初始地提供直横刃，该直横刃与螺旋或扭曲的减薄区域邻接。

还有可能用根据本发明的生产方法来生产专用的钻孔刀具，例如在轴向上具有核心渐缩部的钻孔工具。所要求保护的生产方法特别适合于生产具有5轴机械工具的钻孔工具。

附图说明

图1示出了根据本发明的钻孔刀具的尖端的图示，图1的左半部分示出了该钻尖在钻孔刀具纵向上的平面图，右半部分示出了钻尖的相应的侧视图。

图2示出了根据现有技术的一种无减薄的常规钻孔刀具。

图3示出了根据现有技术的无减薄常规钻尖，图3的左半部分示出了具有常规减薄的钻尖在钻孔刀具纵向上的平面图，右半部分示出了该钻尖的侧视图。

图4示出了根据现有技术的钻孔刀具的核心直径的轮廓的侧视图；

图5示出了根据本发明的钻孔刀具的核心轮廓的侧视图；

图6示出了具有恒定斜角的钻孔刀具的核心轮廓的侧视图；

图7至11示出了图5中所示的钻孔刀具的截面在该钻孔刀具的纵向上在各个间隔开的位置处的核心轮廓；

图12示出了根据本发明在磨削过程开始时一种磨削刀具在钻孔刀具上磨削出主切削刃时其磨削盘的位置，在左侧上示出了钻尖的平面图并且在右侧上示出了侧视图。

图13示出了来自图12的视图，其中该磨削盘的位置是在钻孔刀具的弯曲主切削刃的减薄区域的末端处；

图14示出了根据图12但是用于在具有直线主切削刃的刀具上磨削出减薄区域的图示；并且

图15示出了在减薄操作结束时来自图14的磨削盘。

具体实施方式

图1中所示的钻孔刀具具有带保护性倒角12的两个主切削刃1a和1b，以及连接主切削刃1a、1b并且具有减薄区域2的横刃8。从减薄区域2到相应的切屑槽3a中的连续过渡可以在图1的右半部中看到。从图1的左半部可以看到，对应于这两个主切削刃1a、1b，在根据本发明的钻孔刀具上还形成了两个切屑槽3a和3b。在此，术语“连续过渡”应该理解为是指直接邻近钻头末端（端面）、特别地横刃并且在轴向上延伸的（切屑槽）壁区域具有平滑的表面而没有***和扭结。邻近主切削刃1a和1b存在相应的主侧翼4a和4b。这些在台阶20或***处结束，这形成了到切屑槽3a、3b的过渡。钻孔刀具的旋转方向5进一步通过图1中的对应的箭头所指示。钻孔刀具的纵向6和径向7还如图1中所示。

图2同样示出了钻孔刀具的钻尖的平面图，所述平面图对应于图1中的左侧视图，但这是根据现有技术的图。该现有技术钻孔刀具也具有两个主切削刃1a、1b，两个相应的主侧翼4a、4b以及两个切屑槽3a、3b。然而，这里没有减薄区域。在这种现有技术的刀具中，连接这两个主切削刃1a和1b的横刃8在径向7上具有的宽度明显地远大于在图1中所示的本发明的主题上具有减薄区域2的横刃8。

最后，图3示出了具有根据现有技术具有常规减薄的钻孔刀具的钻尖。这种已知的刀具也具有两个主切削刃1a、1b，两个切屑槽3a、3b以及两个主侧翼4a、4b.在从主切削刃1a、1b到横刃8的过渡部中也可看见在主切削刃1a、1b的区域中的两个磨削的***9，是通过在图3中所示的常规刀具上生产减薄区域2的过程中对切削刃的区域进行磨削盘的反复施加而形成的。

图4以侧视图示出了核心直径形状的轮廓。相比于在图4中所示的根据现有技术的核心直径几何形状的轮廓，在图5中所示的本发明的实施方案具有一个减薄区域2，该减薄区域带有对应于切屑槽3a、3b的螺旋形状的扭曲。该减薄区域2在该钻孔刀具的纵向6上具有一个纵向范围L。该纵向范围的幅度对应于该钻孔刀具的***直径D1的0.1至1.5倍。该减薄区域的中央直径d对应于该***直径D1的0.01倍至0.2倍。钻孔刀具的实际核心直径D对应于该***直径D1的0.1至0.6倍。

最后，图6示出了具有恒定斜角的核心轮廓。在此，减薄区域2的纵向范围L对应于该***直径D1的不超过1.0倍。可以重新磨削该实施方案的主切削刃1a、1b。

图7至图11示出了沿着纵向6在不同纵向距离LA处穿过图5中所示的钻孔刀具的各个“截面”。这些图是计算机产生的图，其中外周边界边缘仅由该***直径D1的圆形轮廓来指示。图7示出了在纵向距离LA=0处的钻尖视图，并且因此等于端视图。图8示出了在一个点处截取的图7中所示钻孔刀具的截面，该点对应于从钻孔刀具的纵向6上距钻尖的纵向距离LA对应于***距离D1的0.11倍。所描绘的中心圆指示了在该纵向距离LA的水平处钻孔刀具的外周。图9示出了在距钻孔刀具的尖端的纵向距离LA对应于***直径D1的0.2倍的点处截取的相同钻孔刀具。图10示出了在距钻尖的纵向距离LA等于***直径D1的值的一半之处的轮廓。最后，图11示出了在对应于***直径D1的1.5倍的纵向距离LA处穿过该钻孔刀具。

从图7至图9的比较中，一方面，核心直径d的增加是非常清晰可见的。另一方面还可以看到切屑槽壁以及因此的减薄区域的螺旋轮廓。在该截面平面中切屑槽壁的轮廓通过粗黑线表示。

最后，图12至图15通过举例示出了用于生产根据本发明的钻孔刀具的本发明方法的进行。在生产方法开始时，旋转磨削盘10从钻尖进入钻头坯11中。最初，磨削盘10在钻头坯11的径向7上进行磨削移动以便磨削在主切削刃的区域中磨削出该减薄区域。为了切屑槽3a、3b的连续磨削，磨削盘10然后沿着钻头坯11在钻孔刀具的纵向6上移动。为此目的，在该实施方案中，钻头坯11沿着磨削盘的***移动、或相对于磨削盘改变其角度位置。在图12和13中所示的第一实例中，从磨削盘的角度位置A=36.918改变至角度位置A=20.632。该钻头坯11的角度位置因此改变，即，其相对于磨削盘10的半径的中心线倾斜度发生改变（当在附图的平面中考虑时）。在图14和15中所示的第二实施方案中，与前一个实例相反，在过程开始时该中心线与磨削盘10的半径是对准的。

如果，例如在该展示性实施方案中，要磨削螺旋形切屑槽3a、3b，则在磨削盘10的磨削移动过程中钻头坯11在旋转方向5上旋转。

如在图12和图13中所示，在弯曲的主切削刃1a、1b的磨削中，盘的接合点改变，从钻尖开始到在钻孔刀具的纵向上对应于***直径D1的3倍中的一个长度。基于钻孔刀具11的纵轴线，相对于磨削盘10的中心，盘的接合点的变化在0°到120°的范围内改变。

图14和图15相比之下示出了直线的主切削刃1a和1b的生产情况。

Claims (13)

1.一种具有至少两个切屑槽（3a，3b）以及带有减薄区域（2）的横刃（8）的钻孔刀具，其特征在于，该减薄区域（2）连续地汇入这些切屑槽（3a，3b）中，其方式为在该横刃（8）的区域中形成了相应的切屑槽（3a，3b）的末端。

2.如权利要求2所述的钻孔刀具，其特征为在邻近该切削刃的切屑槽的末端处具有对应的螺旋减薄区域（2）的螺旋切屑槽（3a，3b）。

3.如权利要求1或2所述的钻孔刀具，其特征为一个横刃（8）以及一个邻近的螺旋减薄区域（2）。

4.如权利要求1至3中任意一项所述的钻孔刀具，其特征在于，核心直径（D）通过该减薄区域而稳定地减少到在该横刃处的一个减小的核心直径（d）。

5.如权利要求4所述的钻孔刀具，其特征在于，该减小的核心直径（d）对应于该钻孔刀具的***直径（D1）的0.01至0.2倍。

6.如上述权利要求中任意一项所述的钻孔刀具，其特征在于，该减薄区域（2）在该钻头的纵向（6）上具有的纵向范围（L）对应于该钻孔刀具的***直径（D1）的0.1至1.5倍。

7.如权利要求1至6中任意一项所述的钻孔刀具，其特征为弧形的主切削刃（1a，1b）。

8.如权利要求1至7中任意一项所述的钻孔刀具，其特征为在每个主切削刃（1a，1b）的末端处的一个保护性倒角（12）。

9.如权利要求1至8中任意一项所述的钻孔刀具，其特征为在该切屑槽（3a，3b）与该主侧翼（4a，4b）之间的一个台阶（20）。

10.一种生产钻孔刀具的方法，包括如下方法步骤：

a)在第一方法步骤中，一个旋转磨削盘（10）给进到一个钻头坯（11）中；

b)在第二方法步骤中，该磨削盘（10）在该钻头坯（11）的径向（7）上移动以便磨削该减薄区域（2），并且

c)在第三方法步骤中，该磨削盘（10）在该钻孔刀具的钻头坯（11）的纵向（6）上移动以便与该减薄区域（2）相邻地连续磨削该切屑槽（3a，3b）。

11.如权利要求10所述的方法，其特征为在该第二方法步骤或第三方法步骤的过程中或在该第二以及第三方法步骤的过程中该钻头坯（11）的旋转运动。

12.如权利要求10或11所述的方法，其特征为作为一个另外的开始步骤或随后的方面步骤该钻孔刀具的端部磨削。

13.如权利要求10至12中所述的方法，其特征为该主切削刃的弧形磨削和/或沿着该次切削刃借助于该磨削盘（10）的一个设定角进行一个保护性倒角的磨削，该设定角是小于该切屑槽（3a，3b）的导角以用于该磨削盘（10）的跟随运动。

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