[发明专利]一种可转位刀片钻头及其中心刀片

说明书

技术领域

在第一方面，本发明涉及一种用于去屑加工的钻头，该钻头是下面这种类型的钻头，这种类型的钻头一方面包括钻头体，该钻头体可绕中心轴线旋转并且具有后端及前端，从该前端向后延伸有包络面，该包络面中钻有具有刀片凹穴的两个容屑槽，所述钻头另一方面包括两个可替换的切削刀片，即安装在周边凹穴中的周边切削刀片以及可转位并且安装在中心凹穴中的中心刀片，该中心凹穴开口于钻头体的前端并且由底表面、后端支撑表面、中心分隔壁的侧支撑表面以及与包络面相邻的边界的内侧限定，中心刀片包括上侧和下侧，用于固定螺钉的通孔在上、下侧之间延伸，中心刀片具有狭长的基本形状，该形状关于假想的纵向中心平面镜像对称，所述孔的中心轴线与该中心平面重合，并且两个相对的、纵向侧接触表面中的一个被压靠着中心凹穴的侧支撑表面，所述纵向侧接触表面相互平行并且与中心平面平行，除此之外，两个相对端表面中的一个被压靠着中心凹穴的端支撑表面，所述相对端表面邻近中心刀片短端处的去屑切削刃形成。

在另一方面，本发明还涉及一种用于所讨论类型的可转位刀片钻头的中心刀片转位。

背景技术

工具的设计，尤其是对于可旋转工具，诸如用于切削或者去屑加工的钻头，在相互冲突的技术与经济的本质需求之间，一直存在着互让关系。现今的切削工具大多由基体和在完成使用后能够被丢弃的一个或多个硬质切削刀片或磨损体所组成。这样，相对昂贵的基体能够长时间使用(如10-30次刀片更换)。在对于工具的多种需求和期望之中，简要提及下面这些：关于精度、表面质量、可重复性以及速度方面的优良加工结果；基体以及切削刀片制造的低成本；工具的高强度，以抵抗剧烈的应力以及快速的进给；好的切屑控制等等。

在这种使用可更换的切削刀片、并由本领域技术人员命名为可转位刀片钻头的类型的钻头设计中，折中的需求愈发明显转位。由于钻削加工关于例如切屑控制、平衡、去屑能力方面的复杂特性以及钻头体不同部分的旋转速度从周边处的最大值朝钻头体中心降为零，具有大尺寸或中等尺寸开孔直径的可转位刀片钻头能够带来精巧的平衡周边。然而，当制造用于小孔(即具有小直径的孔)的可转位刀片钻头时，这种困难变得尤为严重。由于空间的原因，切削刀片和用于该切削刀片的钻头体凹穴都不能为无限制的小。也就是说，如果切削刀片被制成相对地耐用，那么这将以包围基体中的刀片凹穴的材料为代价，即，后者会变得脆弱。相反地，切削刀片中材料(硬质合金)的量减少同样会使之脆弱。在小型可转位刀片钻头中，此外到目前为止还有特殊限制，即，能够将单个切削刀片固定在附属凹穴中的唯一方法是通过螺钉将其紧固，另外，螺钉的头部必须埋在切削刀片的孔中。除此之外，出于强度方面的考虑，所述螺钉必须具有某一最小直径(＞1.8mm)，这意味着切削刀片的宽度不能小于某一最小尺寸。此外，中心刀片应当被保护在径向外边界内，该径向外边界在钻削加工过程中充满了中心刀片和孔壁之间的空间，以避免切屑停在中心刀片和孔壁之间的风险。

实际上，上面指出的困难和限制意味着，最初提到的类型的先前公知的可转位刀片钻头不可能被制成直径小于12.7mm。在专利文献中，例如在US6527486、WO03/099494和WO03/099495中，公开了具有两折或四折的可转位中心刀片的厚的以及中等厚的可转位刀片钻头转位。

关于这一点，需要指出的是，薄的钻头体中的空间不足对于中心刀片及其凹穴来说是最大的问题，而对于周边切削刀片及其凹穴来说则要好一些。因此，周边凹穴不但可以，而且应当敞开在钻头体的包络面中。然而，中心凹穴应当仅敞开在钻头体前端表面上中并且位于邻近包络面的保护边界内，从而避免切屑停在中心刀片和产生的孔壁之间。

发明目的

本发明的主要目的是提供一种用于制造操作可靠的可转位刀片钻头的设计思路，该钻头具有小开孔直径，即小于12.7mm的直径。最初，目的是设计一种直径能制成12mm的钻头。应当在不降低下列参数的情况下实现该目标：

a)切削刀片的强度和使用寿命，

b)钻头体的硬度和强度，

c)钻头的平衡性，

d)紧固螺钉的尺寸。

根据本发明，上述目的通过具有权利要求1的特征部分所限定的特征的钻头而得以实现。根据本发明的钻头的优选实施例进一步限定在从属权利要求2-11中。

在另一方面，本发明同样还涉及一种中心刀片。在权利要求12中能够看到该中心刀片的特征。根据本发明中心刀片的优选实施例进一步限定在从属权利要求13-19中。

发明内容