CN1214644A - 磨制细长转动工具的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于处理带有尖切削边缘(30)的细长转动工具(22)的方法和装置。其方法包括的步骤是:在压力下从喷口(60)喷射由包含在流体中的磨料构成的磨料流,用磨料流在预定的时间内撞击细长转动工具(22)的尖切削边缘(30),将尖切削边缘转变成相对均匀的磨制边缘。其装置(50)包括一个可释放地固定细长转动工具(22)的可转动的夹具(54)。喷口(60)在压力下喷射磨料流,喷口(60)和细长转动工具(22)可相对移动以使磨料流撞击尖切削边缘(30)的整个长度。

Description

磨制细长转动工具的方法和装置
背景
本发明关于处理具有尖切削边缘的细长转动工具的方法，用于处理具有尖切削边缘的细长转动工具的装置，以及按本发明的方法处理的具有切削边缘的细长转动工具。
更具体地说，本发明关于磨制具有尖切削边缘的硬质合金的细长转动工具(如钻头)、用于磨制具有尖切削边缘的硬质合金的细长转动工具(如钻头)的装置，以及按本发明的方法磨制的具有切削边缘的硬质合金的细长转动工具(如钻头)。
过去在制造具有尖的切削边缘的细长转动工具如钻头、立铣刀、滚铣刀或铰刀时，它们都由硬质合金如渗钴的碳化钨硬质合金制造的，人们必须用电刷撞击磨削表面并磨制尖的切削边缘。典型的电刷采用浸溃120粒度的碳化硅颗粒的尼龙丝(磨料颗粒直径约142μm)，其中丝的含量为碳化硅重量的30％。电刷的转动速度约750转/分钟，撞击选定表面和尖的切削边缘约15秒。然而，采用电刷撞击磨削表面和磨制细长转动工具的尖切削边缘存在很多缺点。
用电刷加工的一个缺点是本身需要很多步骤，这些步骤对用电刷加工细长转动工具来说是必需的。仅通过物理操作使电刷撞击在包括细长转动工具的某些边缘的各种表面上。在加工钻头的情况下，电刷必须轴向地朝着切削边缘、铡切削边缘、轴向地朝着磨削表面并可能朝着出屑槽边缘撞击。这些边缘具有不同的朝向，从而必须有若干步骤来完成磨制工作。必须采用很多加工步骤增加了用电刷加工的成本，降低了效率。由于此项缺点，希望提供一种磨制具有尖切削边缘的细长转动工具的方法，其中该方法能包括最少数量的步骤，从而降低成本、增加加工效率。
用电刷加工的另一个缺点是细长转动工具并不具有朝轴向的具有一致的边缘制备的切削边缘、亦即不具有在细长转动工具表面上的一致的边缘状态。例如，在用电刷加工方法来处理具有对角相对朝轴向的切削边缘的钻头的情况下，这些切削边缘就没有一致的边缘制备。在每个切削边缘之间的表面粗糙度及裂纹和缺陷情况都不是一致的。当诸如钻头的细长转动工具具有的朝轴向的切削边缘不一致时，在切削操作如钻孔时，钻头就具有绕其纵轴摇摆的倾向，而在钻孔时钻头摇摆会使孔偏心或成一椭圆孔，从而失去它们的圆形度。
用电刷加工的另一缺点是在细长转动工具的边缘制备能在技术条件范围之内，但沿切削边缘的整个长度上仍具有一定程度的不一致性。例如，切削边缘的一个长度做成从正常参数的一个方向有一个最大偏差，而在切削边缘的另一个长度做成从正常参数的另一个方向有一个最大偏差。虽然沿切割边缘的每个位置均在规定参数之内，但沿该切削边缘的整个长度上与正常参数的变化范围会导致细长转动工具的最佳性能较差，从而在切削过程中会产生钻头的摇摆。
用电刷加工处理的细长转动工具(如钻头)的另一缺点出现在钻孔时的精度方面。在此项应用中，尽管钻好的孔基本保持其圆度，但由于在钻孔时它们与正常参数有偏差，因此这些孔也与正常参数有偏差。在精密钻孔中，任何与正常参数的偏差由于孔可能失去其圆度而是一种不希望有的特征。
上述关于由于采用电刷加工而产生的边缘制备的不一致性和切削边缘与正常参数的偏差范围的缺点说明有必要对电刷加工进行改进。有必要提供一种磨制细长工具的方法、实施该方法的装置以及最后产生的细长转动工具，其中，细长转动工具具有一致的边缘制备的磨制切削边缘，尤其是在朝轴向的切削边缘的情况下，该边缘横跨细长转动工具的切削面。还有必要提供一种用已生产的细长转动工具的切削方法，钻出具有满意圆度的孔，尤其在精密切削加工中更有必要。
用电刷加工的另一个缺点是在诸如钻头的细长转动工具磨制以后，在由钻头外径限定的表面(或侧缘)和钻头的朝轴向的切削边缘之间的交接处磨制得超过一定程度，常常磨制的程度大到成为“过度磨制”交接处。由于在交接处磨制的尺寸(或程度)超过了技术规范，切削边缘是圆的，亦即失去了它的尖利性。由于切削边缘是圆的(亦即失去了在该表面交界处的尖利边缘和朝轴向的切削边缘)，钻头就不会具有最佳的切削能力，在使用“过度磨制”的钻头钻孔时就需要施加附加的压力．施加附加压力就可能缩短钻头的使用寿命。
用电刷加工的另一缺点是细长转动工具例如钻头的前切削边缘过度磨圆。由于前切削边缘的过度磨圆，导致钻头切削能力减弱。象过度磨制状态一样，在用具有圆的前切削边缘的钻头钻孔时必须加上一附加压力，因此就会缩短钻头的使用寿命。
关于细长转动工具的过度磨制和圆的前切削边缘的缺点表明，有必要提供一种磨制细长转动工具的方法、实施该方法的装置及其生产细长转动工具，其中细长转动工具不被过度磨制，在磨制过程中前切削边缘不会太圆。
用电刷加工的又一缺点是不能从细长转动工具的磨削表面上去除磨痕。这些磨痕是由于初始磨削操作形成轴向朝前表面和切削表面而造成的。电刷加工不能消除这些磨痕，反而会在细长转动工具的表面上留上许多磨痕。每个磨痕代表一个应力集中区，每个应力集中区都会增加细长转动工具由于缺陷而缩短其使用寿命的可能性．这个缺点反映出有必要提供一种磨制细长转动工具的方法、一种实施该方法的装置和由它生产的细长转动工具，它可大大减少细长转动工具切削表面上形成的磨痕．由于大大减少或基本消除磨痕，就可能使细长转动工具具有较长的使用寿命。
早期的专利文献公开了许多种用研磨料撞击工件表面的方法和结构。然而，这些专利文献中没有一个讨论过用于处理或磨制具有尖的切削边缘如钻头、立铣刀、滚铣刀或铰刀类的细长转动工具的方法或装置。因此，在这些专利文献以通常的方式谈到这项技术时，它们并没有提到对上述缺点的任何技术方案。现对这些专利文献概述如下。
现参见授予Ashworth等人的英国专利u.K.N0.1184052的专利文献，它叙述一种方法，用此方法人们能去除合金活塞上镀的锡，该活塞是铸造的，在镀锡前进行机械加工。该方法提供了用磨料湿喷机加工后的活塞，用磨料湿喷生产的表面抗划痕，并可改进研磨表面的润滑性能。
授予Foley的美国专利No.5341602提到一种悬浮液抛光法，用以从如管状叶片的复杂构件上除去金属材料。该专利介绍了一种结构，它将高压悬浮液导向管状叶片的表面上，从而完全除去金属材料，消除了为排除未完全除去金属而进行的手工配料和额外的悬浮液抛光的必要性．
授予Ohno的美国专利4280302关于用一种磨粒来研磨一工件表面的结构，该结构可使工件转动及上下移动，以此使工件得到研磨。
授予Field的英国专利No.1236205包括一种悬浮液研磨管子中的孔的表面的方法。压缩气体将磨料和液体的悬浮液沿管子的孔推进，因此撞击管子中孔的表面，从而使管孔表面在一特定范围内抛光。
授予Ashworth的英国专利No.1266140提到了使用磨料悬浮液来处理工件表面。该专利尤其提出在工件周围放置一个罩，对罩加上吸力从而将主空气流引入罩内，在主空气流中带有磨料和液体的悬浮液，将该磨料液体悬浮液导到工件表面，并除去悬浮液。这种方法可能是提供一种比干磨法较为温和的研磨方法。
授予Sterns的美国专利No.2497021叙述了一种用喷射悬浮液来研磨或磨制的结构。该结构采用一种具有螺旋形通道的圆柱形构件，用以调节磨料悬浮液对工件的流动。
授予Balman的美国专利No.3039234描述了一种结构，它用于通过上下移动流过通道的磨料流体来研磨通道的内表面。
授予Minear等的美国专利No.3802128关于一种结构，它通过挤压法使磨料颗粒通过工件从工件上除去金属。磨料颗粒与工件机械接触，从而除去工件上的金属。
授予Sasao等的美国专利No.4687142描述了一种结构，它用于将磨料流体导向一个表面的方法来研磨燃料排放口的内部通道。该磨料流体还可使阀座光滑，同时磨圆排放口和阀座的交接区。
授予Jamison等人的美国专利No.4203257示出一种在印刷电路板上钻孔、然后用磨料悬浮液清洁该孔的方法。
当用电刷法生产具有完全合适的性能的刚硬的构件时，上面提到的用电刷法的缺点，以及任何专利文件均未提到这些缺点，这说明了在处理或磨制具有尖切削边缘的刚硬构件中仍具有改进的余地。
概述
本发明的目的在于提供一种研磨直有尖切削边缘的细长转动工具的改进的方法，其中该方法包括最少量的步骤。
本发明的另一个目的在于提供一种磨制具有尖切削边缘的细长转动工具的改进的方法，以及实施该方法的装置和生产出的细长转动工具，其中该细长转动工具具有带一致的边缘制备的磨制切削边缘。
本发明的目的在于提供一种磨制具有尖切削边缘的细长转动工具的改进的方法，以及该细长转动工具，其中前切削边缘和侧切削边缘的交界处没有过度磨制，但又是尖的。
最后，本发明的又一个目的在于提供一种磨制一种带有尖切削边缘的细长转动工具的改进的方法，以及实施该方法的装置和细长转动工具，其中细长转动工具的表面没有会产生应力集中的磨痕。
在本发明的一种形式中，本发明是一种处理带有尖切削边缘的细长转动工具的方法。该方法包括的步骤有：在压力下从一个喷口组件喷出由流体中包含磨料颗粒而组成的磨料流体流；用该磨料流体流撞击细长转动工具的尖切削边缘一段预定的时间，从而使尖的切削边缘转变成相对均匀的磨制边缘。
在本发明的另一种形式中，本发明是一种用于处理具有尖切削边缘的细长转动工具的装置。该装置包括一个夹具，它能可释放地固定细长转动工具；一个喷口组件，它与磨料悬浮液源相联通，从而能在压力下喷射磨料流。喷口组件和细长转动工具可相互相对移动，从而在喷射磨料流时，磨料流撞击尖切削边缘的整个长度，从而将尖切削边缘转变成较均匀的磨制切削边缘。
在本发明的还有一种形式中，本发明是一种细长转动工具，它具有由包括下列步骤的方法生产的较均匀的磨制切削边缘：在压力下从一个喷口组件喷出由流体中包含磨料颗粒而组成的磨料流体流；用该磨料流体流撞击细长转动工具的尖切削边缘一段预定的时间，从而使尖的切削边缘转变成较均匀的磨制切削边缘。
附图概述
下面将概述构成本专利申请一部分的附图。
图1是用先有技术的电刷磨制方法处理的先有技术的钻头的顶视图；
图2是用先有技术的电刷磨制方法处理的先有技术的钻头的侧视图；
图2A是图2所示特殊实施例的朝轴向的切削边缘和侧边缘的交界处的放大视图；
图3是用于磨制刚硬构件的尖边缘的装置的一个特殊实施例的透视图，其中除去了部分罩子以显示该装置的零件；
图4是用本发明方法处理的本发明特殊实施例的顶视图；
图5是用本发明方法处理的本发明特殊实施例的侧视图；
图5A是图5所示特殊实施例的轴向朝前的切削边缘和侧边缘交接处的放大视图；
图6是用电刷方法处理的渗碳化钨(WC-CO)钻头轴向前端的照片(照片下左角的白色标记约为lmm，因此放大倍数约为12)；
图7是图6的渗碳化钨钻头轴向前端的侧部照片(照片下左角的白色标记约为1.6mm，因此放大倍数约为7.5)；
图8是图6的渗碳化钨钻头轴向前端的侧部照片(照片下左角的白色标记约为0.23mm，因此放大倍数约为56)；
图9是图6的渗碳化钨钻头轴向前端的顶部照片(照片下左角的白色标记约为0.28mm，放大倍数约为46)；
图10是用本发明方法处理的渗碳化钨(WC-CO)钻头轴向前端的顶部照片(照片下左角的标记约为1.1mm，因此放大倍数约为12)；
图11是图10的渗碳化钨钻头的轴向前端的侧部照片(照片下右角的白色标记约为1.7mm，因此放大倍数是约9)；
图12是图10的渗碳化钨钻头的轴向前端的侧部照片(照片下左角的白色标记约0.25mm,因此放大倍数是约54)；
图13是图10的渗碳化钨钻头的轴向前端的顶部照片(照片的下左角的标记约为0.28mm，因此放大倍数是约43)。
优选实施例的详细描述
为了理解本发明提供的突出优点，申请人用图1和2来说明用典型的先有技术的方法即电刷磨制法磨制的钻头(渗钴的碳化钨)的结构。申请人还用图6～9来表示用电刷法磨制的碳化钨钻头的照片。因此图1、2和图6～9被视为“先有技术”。
参见这些钻头，附图和照片均示出一种具有冷却剂槽的双槽型钻头。这种双槽的冷却剂槽的钻头所切割的典型的材料包括碳、合金和铸钢，高碳合金钢、可锻铸铁、灰铸铁、球墨铸铁、黄铜和铜合金。
应该看到细长转动工具的其它类型亦属于本发明的范围之内。本发明包括但并限于立铣刀，滚铣刀和铰刀。应该看到各种类型的钻头亦属于本发明的范围内。就此而言，其它类型的钻头、包括但并不限于三槽型钻头和两槽型但没有冷却剂槽的钻头。三槽型钻头通常切割灰铸铁、球墨铸铁、钛及其合金、铜合金、镁合金、锻制的铝合金、硅重量大于10％的铝合金及硅重量小10％的铝合金．两槽而没有冷却剂槽型的钻头通常切割碳钢、铝和铸钢，高碳合金钢、可锻铸铁、灰铸铁、球墨铸铁、黄铜和铜合金。除了上述金属材料外，钻头、立铣刀、滚铣刀和铰刀也可用来切割其它的金属材料、聚合材料、包括但并不限于它们联合的陶瓷材料(例如多层材料、微复合材料和类似材料)，复合材料例如金属基复合材料、聚合物基复合材料、陶瓷基复合材料．
基体10的典型材料是渗钴的碳化钨。其它典型的材料包括具有单个碳化物的其它碳化物(例如：TaC，NbC，TiC，VC)或在固态溶液中的碳化钨基材料．钴的重量含量范围约在0.2％和20％之间，较为典型的重量含量约在5％和16％之间。用作钻头或其它刚性构件(如铰刀)的典型的碳化钨一钴复合材料包括下列复合物和它们的性能。
复合物No.1包括约11.5％重量的钴，其余为碳化钨。对于复合物No.1，碳化钨的平均颗粒大小约为1-4μm，密度约为12790±100kg/m3，维氏硬度约为1350±50 HV30；磁饱和度约为86.5％(±7.3％)，其中100％约等于每公斤钴202微泰斯拉立方米(μTm3/kg)(约每克钴160高斯立方厘米，高斯一cm3/克)，抗磁力是约140±30奥斯特，横向折断强度约为2.25千兆帕期卡(gigapascal Gpa)。
复合物No.2包括约11.0％重量的钴，8.0％重量的Ta(Nb)C，4.0％重量的TiC，其余为碳化钨。对于复合物No.2，碳化钨的平均颗粒大小约为1～8μm，，密度约为13050±100kg/m3，维氏硬度约为1380±50HV30，磁饱和度约为86.4％(±7.2％)，抗磁力约为170±15奥斯特，横向折断强度约为2.5GPa。
复合物No.3包括约6.0％重量的钴，1.6％重量的Ta(Nb)C，其余为碳化钨．对于复合物No.3，碳化钨的平均颗粒大小约为lμm，密度约为14850±50kg/m3，维氏硬度约为1690±50 HV30，磁饱和度约为86.6％(±7.4％)，抗磁力约为240±30奥斯特，横向折断强度约为2.6GPa。
复合物No.4包括约9.5％重量的钴，其余为碳化钨。对于复合物No.4，碳化钨的平均颗粒大小约为0.8μm，密度约为14550±50kg/m3，，维氏硬度约为1550±30 HV30，磁饱和度约为86.5％(±7.3％)，抗磁力约为245±20奥斯特，横向折断强度约为3.6GPa。
复合物No.5包含约8.5％重量的钴，其余为碳化钨。对于复合物NO.5，碳化钨的平均颗粒大小约为2.5μm，密度约为14700±100kg/m3，维氏硬度约为1400±30 HV30，磁饱和度约为86.8％(±7.6％)，抗磁力约为150±20奥斯特，横向折断强度约为3.0GPa。
复合物Nop.6包括约9.0±0.4％重量的钴、以Ta(Nb)C形式存在的约0.3-0.5％重量的钽，不大于约O.2％重量的铌，以TiC形式存在的不大于约0.4的钛，其余为碳化钨。对于复合物NO.6，碳化钨的平均颗粒大小约为1～101xm，密度约为14450±150kg/m3，洛氏A硬度约89.5±0.6，磁饱和度约为93％(±5％)，抗磁力约为130±30奥斯特，横向折断强度约为2.4GPa．
复合物NO.7包括约10.3±0.3％重量的钴、Ta(Nb)C形式的约5.2±O.5％重量钽和3.4±0.4％重量的铌，约3.4±O.4％重量的TiC形式的钛，其余为碳化钨。对于复合物No.7，碳化钨的平均颗粒大小约为1-6弘m，孔隙率是A06，BOO，COO(根据美国材料标准试验ASTM规定B276-86定名为“烧结碳化物表面孔隙率的标准试验方法”)，密度约12900±200kg/m3，洛氏A硬度约91±0.3HV30，磁饱和度约在80％到100％之间，抗磁力约160±20奥斯特，横向折断强度约2.4GPa。
复合物No.8包括约11.5±0.5％重量的钴，Ta(Nb)C形式的约1.9±0.7％重量的钽和0.4±O.2％重量的铌，不大于约0.4的TiC形式的钛，其余为碳化钨。对于复合物No.8，碳化钨的平均颗粒大小约为l～6Bm，孔隙率约为A06，BOO，COO(根据美国标准材料试验ASTM规定B276-86)，密度约为14200±200kg/m3，洛氏A硬度约为89.8±0.4，磁饱和度约93％(±5％)，抗磁力约为160±25奥斯特，横向折断强度约为2.8GPa。
复合物No.9包括约10.0±O.3％重量的钴，以Ta(Nb)C形式的不大于0.1％重量的钽和O.1％重量的铌，不大于0.1％重量的TiC形式的钛，约0.2±0.1％重量的碳化钒形式的钒，其余为碳化钨．对于复合物No.9，碳化钨的平均颗粒大小小于约lgm，孔隙率是约A06，B01，COO(按美国标准材料试验ASTM规定B276-86)，密度约为14500±100kg/m3，洛氏A硬度约为92.2±0.7，磁饱和度约为89％(±9％)，抗磁力约300±50奥斯特，横向折断强度约3.1GPa。
复合材料No.10包含约15.0±0.3％重量的钴，以Ta(Nb)C形式的不大于0.1％重量的钽和0.1％重量的铌，不大于约0.1的TiC形式的钛，约0.3±0.1％重量的碳化钒形式的钒，其余为碳化钨。对于复合物No.10，碳化钨的平均颗粒大小小于约lμm，孔隙率是A06，B01，COO(按美国材料试验标准ASTM规定B276-86)，密度约13900±100kg/m3，洛氏A硬度约91.4±0.4，磁饱和度约84％(±4％)，抗磁力约为300±20奥斯特，横向折断强度约3.5GPa．
应该看到，也可采用其它粘合材料。除了钴和钴合金外，合适的金属粘接物包括镍，镍合金，铁，铁合金，以及上述材料(如钴、钴合金，镍，镍合金、铁和/或铁合金)的联合。
在电刷磨制中，转动的多丝的电刷撞击包括研磨的轴向朝前表面的钻头选定表面，研磨的轴向朝前表面包含有磨痕，下面将看到，电刷加工不能除去所有的磨痕，电刷还撞击钻头尖的切削边缘从而对该切削边缘进行磨制。图1、2和6-9的烧结碳化钨钻头是按下列方式处理的。电刷丝是浸渍碳化硅的尼龙，碳化硅含量约为重量的30％。碳化硅约为120粒度(平均颗粒直径约142μm)的碳化硅颗粒。转动速度约为750转/分钟，撞击时间约15秒。
参见图1和2，以及图6～9，这些附图和照片表示两槽或钻头(具有冷却剂通道)，代号为20，它们采用先有技术的电刷加工方法磨制。正如图1所示，钻头20的s形的鼻端已被先有技术的加工方法磨圆，图6也示出圆形的s形鼻端。
另外，在钻头20的朝前的弧形表面26上具有磨痕24．这些磨痕由磨床加工形成的，包括由磨床形成的点。在采用金刚石砂轮精密磨制钻头鼻端时尤其会产生这类磨痕。电刷法不能完全除去这些磨痕，从而使它们仍保留着。这些磨痕24越过朝前的弧面26的整个长度。图9中极清晰地显示出这些磨痕。从这些附图和照片中均可看出在先有技术的表面上均具有很多磨痕。每条磨痕会形成应力集中，从而增加了由于表面缺陷而引起的缩短钻头使用寿命的可能性。
正如图2和2A所示，限定钻头20的外径和鼻端切削边缘34的表面32的交接处30，它与钻头20的纵轴a-a有一角度，而被过度磨制，这种过度磨制的状态在图7和图8中也看得很清楚。换言之，电刷加工过多地从该交接处30除去了应有的材料，亦即交接处被过度磨制了．从而在操作钻头作合适形式的切削时就必须加上较大的力或压力。这较大的力一般会缩短钻头的使用寿命。
参见附图表示的本发明装置的特殊实施例(图3)。该附图示出一种用于处理(或磨制)带尖的切削边缘并具有磨料流的钻头(刚性构件)的装置的特殊实施例(部分透视、部分概略)．这种特殊的磨制装置通常用代号50。该磨制装置50包括一个罩子52，图3中仅示出一部分。罩52包住一些元件如整个磨制过程中的磨料流的颗粒和流体(即水)。
磨制装置50还包括夹盘组件54，夹盘组件54通常包括一个能转动(见箭头Y)的基部构件58，还包括一个夹头56，它通过一组螺纹夹紧刚性构件59。在基部构件58的前端上的接纳口接纳钻头固定的夹头56。夹头56和接纳口为六形边的，应该看到，这里亦可采用其它形状。
磨制装置50还包括具有一喷口62、磨料悬浮液源64(概略示出)和压缩气体源66(概略示出)的喷口组件60，软管68(图中部分透视，部分概略示出)安置在与喷口62联通的磨料悬浮液源上。另一个软管70(图中部分透视、部分概略示出)安置在与喷口联通的压缩气体源上。磨料悬浮液源64和压缩气体源66均安装在罩52外。虽然在本特殊实施例中仅示出一个喷口，应该看到，任何能喷射定向磨料悬浮液流的结构均包含在本发明的范围内。
喷口62装到一个活塞作动筒装置72上。喷口62可通过一组螺钉74调整角度，从而使喷口62的角度位置可调。人们可放松该细螺钉74，以设定喷口的角度，然后拧紧螺钉74以使喷口62固定定位．换言之，从喷口孔中喷射出的磨料流与水平面的冲击夹角可根据钻头59进行调整。典型的冲击角约为与水平面成45°。
活塞作动筒装置72包括一个作动筒76和一个活塞杆78。在活塞杆78的底部附近可放置一个或多个垫块，从而选定喷口62相对于钻头的垂直位置。作动筒76可绕其纵轴(见箭头X)转动，并能沿其纵轴移动，这样在磨制前或磨制期间可有选择地放置喷口62。这里叙述的特殊实施例是一个活塞作动简装置，应该看到，其它装置亦可具有同样的基本功能。这里，这些功能是沿垂直轴移动喷口，绕垂直轴转动喷口以及改变喷口相对于垂直轴的角度指向。
第一个微处理器84接收来自夹盘组件54和第一喷口组件60的信号，从而控制喷口62和钻头59的相对移动。图3概略示出夹盘组件54和第一喷口组件60之间的连系情况。申请人认为能使喷口移动(通过活塞作动简装置)和钻头的移动(通过夹盘)同步产生的其它装置均是可用的。夹盘和活塞作动筒装置或独立完成功能的构件的同步化装置均可采用，而且均属于本发明的范围之内。
磨制装置50还包括第二个喷口组件90，它包括一个喷口92，一个磨料悬浮液源94(概略示出)和一个压缩气体源(概略示出)。软管98(部分示出)安装在与喷口92联通的磨料悬浮液源94上，另一根软管100(部分示出)安装在与喷口92相连的压缩气体源96上。磨料悬浮液源94和压缩气体源96装在罩52的外部。
喷口92装到一活塞作动简装置102上。喷口92可通过一组螺钉104进行角度调节，从而使喷口92可象喷口62那样调节其角度位置。换言之，从喷口92喷射出的磨料流相对于水平面的冲击夹角相对于钻头59是可调的。典型的冲击角是与水平面成0°。
活塞作动筒装置102包括一个作动筒106和一个活塞杆108。作动筒106可绕垂直轴转动(见箭头Z)，这样在磨制工作前和磨制期间能够转动喷口92。活塞作动筒装置102的功能是在磨制期间使喷口92沿纵轴方向移动，一个微处理器可用来控制活塞作动筒装置的功能，一对隔开放置的可移动的簧片开关也可用来控制活塞作动筒102的移动，从而带动喷口92。
微处理器104接收来自夹盘组件54和第二个喷口组件90的信号，从而控制喷口92和按本发明方法处理的钻头59的相对移动。图3概略示出夹盘54和第二个喷口组件90之间的连系情况。
应该看出，也可用其它结构来代替喷口92，活塞作动简装置102和微处理器104，这与上面讨论的喷口62、活塞作动筒装置72和微处理器84是一样的。另外应该看出，在磨制装置50中，将喷口(62和92)安装到活塞作动筒组件(72和102)上可由各种结构的任何一个来完成。就特殊的连接点而言，无论是活塞杆还是作动筒均可有各种变型。另外，活塞作动筒72、102可以各种方式连到罩内。总之，显然这里所用装置的特殊用途可限定为喷口和活塞作动筒组件的安装连接的类型，以及活塞作动筒组件的定位和定向。同样夹盘组件54的位置也可按照特殊的用途进行变化。
还应该看到，罩52内的移动部件可进行保护以防止磨料颗粒的污染。例如在一根或两根活塞杆上(或在两个完整的活塞作动筒装置上)可套上保护套，保护它们免受污染。
参见图4和5，这些附图表示按照本发明处理或磨制的钻头结构。关于这项特殊方法，其特殊磨制方法的操作参数如下：磨料为氧化铝颗粒，粒度约320(平均颗粒大小约32μm)，浓度为每26．5升[7加仑]水中2.3公斤[5磅]氧化铝颗粒，气压约为275千帕(KPa)[约每平方英寸40磅]，撞击时间约35秒。
应该看到，这些操作参数以及磨料和流体的类型，能按照特殊用途和所要求的最终的边缘制备品来改变。就磨料而言，除了氧化铝外，还可包括碳化硅，碳化硼，玻璃粉或任何其它的磨料颗粒材料。除了水以外，流体还可包括任何与磨料相容的液体或气体。在一些情况下，人们还可用湿的媒体来包复磨料。
钻头59包括具有前端(或鼻端)124的细长体122，一对位于钻头59顶部的鼻端切削边缘126。靠近钻头59的顶部有一个S形的鼻端128。切削边缘126与沿钻头59一长度的尖的连续的切削边缘130交合。该尖的连续的切削边缘130呈螺旋形并在沿细长体122的长度上的一段预定距离上是连续的。钻头59还包括一弧形的朝前的表面132。在限定钻头59外径的表面136和鼻端切割边缘126之间有一交接区134．
正如图4所示，钻头的S形鼻端已加工成稍有圆角，但不会达到电刷磨制法中典型情况的程度。用图10(本发明)与图6(先有技术)相比较，清楚表明了图10中的S形鼻端比图7中的尖得多。在图6中在这一点上较大的反射光表明，它是比较圆的。
钻头朝前的弧形表面具有较均匀的光滑表面，并不会有在先有技术的电刷磨制加工中出现的磨痕。从图6和9(先有技术)与图10和13(本发明)的比较中可以清楚看出用本发明磨制的钻头中没有磨痕．
正如图5和5A所示，限定钻头外径的表面和鼻端切削边缘的交接处，该切削边缘与钻头的纵轴a-a成一角度，交接区没被过度磨制。图11和12示出未过度磨制的情况。在将图6和7的交接区状态与图11和12的相应位置相比较时，尤其可清楚看出未过度磨制的情况。本发明的磨制方法不会从交接区除去太多的材料，仅为磨制尖的切削边缘而除去足够的材料而不过度磨制。采用本发明的磨制方法，交接处仍然保持它的尖利度．
关于磨制装置50的操作情况，首先将喷口62放置在“冲击角”上，使它引导的磨料流朝向钻头59的尖的鼻端切削边缘126。在喷射磨料流期间，夹盘组件转动钻头59，活塞作动筒装置使喷口62在平行于钻头轴向长度的方向移动。第一个微处理器84配置喷口62相对于钻头的移动，从而使磨料流在预定的时间上均匀地撞击在鼻端切削边缘126上．
第二个喷口92具有一个朝向(冲击角“β”)，它引导的磨料流朝向钻头59细长体上的尖的连续的切削边缘。在喷射磨料流期间，夹盘组件转动钻头59，活塞作动简装置使喷口92在平行于钻头59的长度方向上移动。第二个微处理器配制喷口92相对于钻头的移动，从而在预定的时间内将磨料流均匀地撞击在连续的切削边缘94上。
关于微处理器94、104，对本专业技术人员来说用它们来控制磨制操作是已知的．这些微处理器能摄取喷口和钻头的相对位置和移动情况的信号，然后控制它们的相对移动，以在合适的切削边缘上提供适当程度的磨料流撞击．
一旦钻头已磨成，它就可在具有或没有涂层的情况下使用了。就这方面而言，典型的涂层包括耐熔涂层，例如碳化钛、氮化钛、氯化铝和碳化硼。涂层型式可包括单层或多层，也可包括用化学蒸发沉积(CVD)法或物理蒸发沉积法(PVD)加上的多层涂层．该型式也可包括至少一层由CVD加上的涂层和至少一层由PVD加上的涂层。
因此在这里一些专利和其它相同的文件包括在内以作参考。
在考虑了这里已公开的本发明的说明书及发明实践的技术内容时，对本专业的技术人员来说，其它的一些本发明的实施例是显而易见的．这里的说明书及示例仅企图作说明之用，而本发明的范围及精神将在下面的权利要求中指出。

Claims (20)

1．一种处理具有尖切削边缘的细长转动工具的方法，该方法包括的步骤有：
在压力下从喷口组件喷射由包含在流体中的磨料颗粒构成的磨料流，和
在预定时间内用磨料流撞击细长转动工具的尖的切削边缘，从而将尖的切削边缘转变成相对均匀的磨制边缘。
2．权利要求1的方法，其中撞击步骤包括相互移动喷口和细长转动工具，从而使磨料流撞击尖切削边缘的整个长度。
3．权利要求1的方法，还包括在喷射磨料流之前将喷口相对于细长转动工具进行放置的步骤。
4．权利要求1的方法，还包括在细长转动工具转变尖切削边缘之后用一层或多层抗磨涂层材料涂覆细长转动工具的步骤。
5．权利要求1的方法，其中细长转动工具具有带尖的鼻端切削边缘的鼻端部，细长转动工具具有带尖的连续的切削边缘的细长部，该喷射步骤包括：
在压力下从第一喷口喷射由磨料颗粒和流体构成的第一磨料流，在压力下从第二喷口喷射由磨料颗粒和流体构成的第二磨料流；和
该撞击步骤包括：
用第一磨料流撞击细长转动工具的尖的鼻端切削边缘，从而将尖的鼻端切削边缘转变为相对均匀的磨制的鼻端边缘，用第二磨料流撞击细长转动工具的尖的连续的切削边缘，从而将该尖的连续的切削边缘转变为相对均匀的磨制的连续切削边缘。
6．权利要求5的方法，其中撞击步骤还包括相对于第一喷口移动细长转动工具的步骤，从而使第一磨料流撞击鼻端切削边缘的整个长度。
7．权利要求5的方法，其中撞击步骤还包括相对于第二喷口转动细长转动工具和相对于细长转动工具纵向移动第二喷口的步骤，从而使第二磨料流撞击连续的切削边缘的整个长度。
8．权利要求5的方法，其中细长转动工具具有周向表面，它与尖的鼻端切削边缘交接限定一个尖的交接处，该撞击步骤将尖的交接处转变成保持尖利度的相对均匀的磨制交接处。
9．权利要求1的方法，其中磨料颗粒包括氧化铝颗粒：流体包括水。
10．权利要求1的方法，其中细长转动工具还包括含有磨痕的磨制表面，该撞击步骤进一步包括用磨料流撞击该磨制表面，从而除去大量的磨痕。
11．一种用以处理具有尖切削边缘的细长转动工具的装置，该装置包括：
一个可释放地固定细长转动工具的夹具；
一个与磨料悬浮液源联通的喷口组件，它能在压力下喷射磨料流；和
喷口组件和细长转动工具可相互相对移动，从而在磨料流喷射期间磨料撞击尖切削边缘的整个长度，从而将尖切削边缘转变为相对均匀的磨制切削边缘。
12．权利要求11的装置，其中喷口可相对于细长转动工具定位，从而限定磨料流相对于细长转动工具的切削边缘的冲击角。
13．权利要求11的装置，其中细长转动工具具有一个带尖的鼻端切削边缘的鼻端部分和一个带尖的连续的切削边缘的细长部分；
喷口组件包括第一喷口，它与磨料悬浮液联通，从而能在压力下喷射第一磨料流，细长转动工具能相对于第一喷口转动，从而在第一磨料流喷射期间，第一磨料流撞击尖的鼻端切削边缘，从而将该尖的鼻端切削边缘转变成相对均匀的磨制鼻端切削边缘；
喷口组件还包括第二个喷口，它与磨料悬浮液联通，从而能在压力下喷射第二磨料流，细长转动工具能相对于第二喷口转动，并且第二喷口可沿着细长转动工具的长度方向移动，从而在第二磨料流喷射期间，第二磨料流撞击尖的连续切削边缘的整个长度，从而将尖的连续的切削边缘转变成相对均匀的磨制的连续切削边缘．
14．权利要求13的装置，其中细长转动工具还包括与尖的鼻端切削边缘交接的周向表面，以此限定一个尖的交接处；细长转动工具可相对于喷口组件移动，从而在第一和第二磨料流喷射期间，第一和/或第二磨料流撞击尖的交接处，从而将交接处转变成含有一定尖利程度的相对均匀的磨制交接区。
15．权利要求11的装置，其中第一喷口可相对于细长转动工具定位，从而限定第一磨料流相对于细长转动工具的第一冲击角。
16．权利要求11的装置，其中第二喷口可相对于刚性构件定位，从而限定第2磨料流相对于细长转动工具的第二冲击角。
17．权利要求11的装置，其中细长转动工具具有带磨痕的磨制表面，喷口组件和细长转动工具可相互相对移动，从而在磨料流喷射期间，磨料流撞击磨制表面，从而除去大量的磨痕．
18．一种细长转动工具，具有由下述步骤组成的方法生产的相对均匀的磨制切削边缘：
在压力下从喷口组件喷射由包含在流体中的磨料颗粒构成的磨料流；和
用磨料流在预定的时间内撞击细长转动工具的尖切削边缘，从而将尖切削边缘转变成相对均匀的磨制切削边缘。
19．权利要求18的细长转动工具，其中撞击步骤包括喷口和细长转动工具相互相对移动从而使磨料流撞击尖切削边缘的整个长度。
20．权利要求18的细长转动工具，其中该方法还包括在尖切削边缘转变以后用一层或多层抗磨涂料涂覆细长转动工具的步骤。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication