鉆頭的制作方法
【專利說明】
【背景技術】
[0001]本發(fā)明涉及一種在軸向方向上沿著中心軸線延伸的鉆頭，所述鉆頭包括主切削刃、后刀面、額外的減薄部、和鉆背面，主切削刃彼此通過橫向切削刃連接在一起，后刀面與主切削刃中的每個鄰接并且分別匯入到切肩槽中，額外的減薄部在橫向切削刃的區(qū)域中，鉆背面被周邊地構造在切肩槽之間。
[0002]該類型的鉆頭可來源于例如WO 2011/151155 Al。
[0003]在鉆具中，通常存在的問題是，僅在中心出現不充分的排肩，這尤其還導致更大的切削力。該問題出現于橫向切削刃的區(qū)域中。為了減輕該問題，所謂的減薄部是已知的，通過所述減薄部，可在橫向切削刃的區(qū)域中移除額外的材料，從而特別是還在中心的區(qū)域中獲得改善的排肩。減薄部通常通過額外的磨削操作制成，因為磨輪在橫向切削刃的區(qū)域中附接到鉆頭的端面。
[0004]相似地，在所謂的四面開切眼中，除了與相應主切削刃鄰接的后刀面之外，還磨削傾角比后刀面更大的另一個面。然而，作為這些額外磨削操作的結果，通常會形成干擾性的刃，特別是在朝切肩槽的過渡處。
[0005]EP I 230 058 BI中描述了一種鉆頭，其中通過特殊的磨削方法，使后刀面在無刃的情況下均勻匯入到切肩槽中。通過該特殊的磨削方法，此處的后刀面在朝切肩槽的過渡處陡直地下降。在這種情況下明確省去了額外的減薄部。因此該特殊的磨削方法替代了原本慣用的減薄部，該減薄部通常通過第二磨削步驟制成。
[0006]本發(fā)明的目的
[0007]從上述內容出發(fā)，本發(fā)明的目的是定義一種改善的鉆頭。
[0008]目的的實現
[0009]根據本發(fā)明，通過具有根據權利要求1所述特征的鉆頭實現此目的。鉆頭可被構造為模塊化鉆具中的可更換鉆頭以及被構造為整體式鉆具的一體組件部分兩者。鉆頭大致上在軸向方向上沿著中心軸線延伸，并且具有主切削刃，所述主切削刃彼此通過橫向切削刃連接在一起。此處的主切削刃大致在徑向方向上大約從外角延伸到橫向切削刃。優(yōu)選地，作為主切削刃和橫向切削刃的結果，構造了連續(xù)、不間斷的切削刃，其中在適當處具有斷肩槽或斷肩器功能。優(yōu)選地，構造兩個主切削刃。主切削刃中的每個與后刀面鄰接，所述后刀面分別匯入到切肩槽中。相應切肩槽在鉆具的柄區(qū)中延續(xù)，并且可在柄中例如成螺旋形地不然就成直線地延伸。在切肩槽之間分別周邊地構造有所謂的鉆背面。除了與相應主切削刃鄰接的后刀面(所述后刀面通常分別通過磨削方法制成)之外，還在鉆頭的端面中制作減薄部。該減薄部特別是通過額外的磨削步驟產生。通常，減薄部在此處被磨削到已經過磨削的后刀面中。此外，提出了減薄部在主方向上延伸，從而從后刀面沿著切肩槽的方向引導，并且減薄部在本文采取凸形路線。
[0010]作為由減薄部限定的從后刀面向切肩槽中凸形過渡的結果，因而減薄部在主方向上觀察時總體上呈現近似凸出或球形形狀。該措施產生了這樣的特定優(yōu)點:減薄部被構造成使得其陡直地下降到切肩槽，因此盡可能地避開了從減薄部到切肩槽的過渡區(qū)中的干擾刃，所述刃可阻塞切肩流。
[0011]與EP I 230 058 BI中不同的是，因而通過額外的機加工步驟在后刀面中制作減薄部。這產生了這樣的優(yōu)點:并非整個后刀面都陡直地朝切肩槽下降。與此同時，這意味著在軸向方向上觀察時，與主切削刃鄰接的表面(后刀面和減薄部)的后外角被布置在靠近頂端的位置處。
[0012]在鉆背面的后端處，進而在鉆背面的背離切削刃的那個端部處，刃帶通常被構造為沿著切肩槽運行的腹板，以便改善鉆具在鉆孔中的引導。上述措施產生了這樣的特定優(yōu)點:與根據EP I 230 058 BI的鉆具相比，該刃帶開始于軸向進一步向前的位置。作為該措施的結果，在鉆孔操作開始時，更好地引導鉆具。在鉆孔操作開始時，就是存在這樣的問題:由于缺少引導，鉆具容易傾斜，從而導致不精確度。該問題尤其是還通過在相應鉆背面的后區(qū)上布置額外刃帶來克服。作為根據EP I 230 058 BI的特殊鉆尖減薄部(與在四面鉆尖減薄部中差不多相同的方式)的結果，該刃帶軸向回縮，但具有寬間距。
[0013]特別是對于不均勻材料而言，諸如對于灰口鑄鐵而言，在鉆孔操作開始時缺少引導是有問題的，這是因為由于材料的不均勻性，待機加工的工件內存在材料硬度的差異，所述差異可導致鉆具的有害偏轉。
[0014]作為此處提出的涉及除后刀面之外額外形成的凸形運行減薄部的措施的結果，在一方面，在橫向切削刃區(qū)域的中心中，總體上形成大后角，從而確保簡單的排肩。此外，向切肩槽中的過渡也是流暢的，因此，此處也不會出現或幾乎不會出現任何干擾刃。最后，作為該設計的結果，確保了被布置在背面上的刃帶開始于軸向前方位置。
[0015]所謂“凸形運行”一般應理解為凸出或球形構型。與在切削棱面中差不多相同的方式，減薄部可由多個直表面部分構成，由彎曲表面部分與直表面部分的組合構成，不然就由多個彎曲表面部分構成。主方向一般由從后刀面朝切肩槽的方向限定。具體地講，主方向由鉆背面后端上的周邊方向上的切線限定，所述后端背離外角。主方向此處通常也以平行于滯后主切削刃取向，特別是平行于與橫向切削刃鄰接的主切削刃那部分取向。
[0016]除了減薄部的凸形、進而球形路線之外，在垂直于主方向的橫向方向上觀察時，這被構造成使得其凹形地運行，特別是凹形地彎曲。在橫向方向上觀察時，減薄部因此形成腔體。在該磨削方法中，腔體的曲率優(yōu)選地由磨輪的半徑形成，減薄部采用該半徑制成。腔體的半徑因此至少類似于磨輪的半徑(當磨輪傾斜時)。作為凹形彎曲腔體的結果，在橫向切削刃的區(qū)域中，獲得了特別有效的減薄以及進而獲得了大后角。減薄部因此總體上是雙曲的，即在主方向上呈凸形并且在橫向方向上呈凹形。
[0017]在一個優(yōu)選實施例中，后刀面從主切削刃，特別是從外角，延伸到切肩槽，從而特別是延伸到達以僅5至20°范圍內的(平均)后角周邊地施加到鉆背面的刃帶。所謂平均后角此處應理解為虛線相對于垂直于軸向方向取向的水平面的角度，其中在朝切肩槽的過渡處該虛線將鉆背面的外角連接到周邊后角(進而刃帶的軸向最前點)。在后刀面的路線中，相應的局部后角肯定會變化。作為該相對較小平均后角的結果，確保了刃帶區(qū)域中的后角定位在軸向地處于相對于中心點盡可能向前更遠的位置處。
[0018]因此，在外角與后角之間保持僅小軸向距離。后刀面此處以具有兩個主切削刃的構型在一定角范圍內，例如從80°到120°并且具體地講，以大約100°，在外角與后角之間延伸。
[0019]此外，有利地提出了在朝切肩槽的過渡處后區(qū)中的減薄部徑向地遠離鉆背面，即，在徑向方向上觀察時，后刀面與減薄部鄰接并且保持在軸向前方水平上，以明確地確保后刃帶適時地接合。
[0020]對于減薄部在主方向上的設計而言，在有利的實施例中，這具有與后刀面鄰接的第一表面部分，接著是第二(特別是凸形彎曲的)表面部分，最后是朝外通往切肩槽的第三表面部分。這些不同的表面部分此處還特別通過相對于垂直于軸向方向的水平面的不同傾角來表征。優(yōu)選地，此處提出的是，朝外通往切肩槽的第三表面部分特別比第一表面部分明顯更陡直。減薄部因此最初以適度傾角開始，以便隨后朝切肩槽非常陡直地下降。
[0021]因此匯入到切肩槽中的表面部分具有相對于水平面的傾角，該傾角比第一表面部分的相應傾角大例如1.5至2.5倍。因此第一表面部分的傾角位于例如20°至40°范圍內，并且最后表面部分的傾角為例如50°與70°之間。作為陡直下降的最后(第三)表面部分的結果，相對于鄰接切肩槽壁的角度差保持盡可能低，并且優(yōu)選地為僅在0°與15°之間。
[0022]在有利的實施例中，還提出了在主方向上觀察時減薄部具有沿直線以及沿曲線運行的表面部分。具體地講，提出了第一表面部分和第三表面部分沿直線構造，并且用于獲得這兩個連續(xù)表面部分的不同傾角的中間第二表面部分沿曲線構造。另外，特別是從第三表面部分向切肩槽中的過渡優(yōu)選地被構造為半徑。
[0023]在可供選擇的優(yōu)選實施例中，減薄部在其主方向上是連續(xù)彎曲的。其在此處優(yōu)選地具有不同曲率半徑以便模擬所需路線，即經由各種曲率半徑，最初朝切肩槽較淺地下降，然后朝切肩槽陡直地下降。
[0024]為了不干擾排肩，在有利的構型中，減薄部向切肩槽中的過渡被構造成至少大部分不含刃。減薄部的傾角因此穩(wěn)定地轉變成切肩槽的傾角。所謂傾角此處應理解為減薄部或切肩槽壁在主方向上相對于水平面的取向。
[0025]在有利的改進中，另外提出了冷卻劑管道出現于鉆頭的端面上，優(yōu)選地為每個主切削刃分配一個冷卻劑管道。減薄部此處延伸到達冷卻劑管道的開口并且至少部分地包封所述開口。具體地講，開口被減薄部切入，從而獲得用于冷卻劑排放的較大間隙。因此，降低了冷卻劑排放的流動阻力并且確保了改善的冷卻劑供應。
[0026]考慮到在周邊的鉆背面的后端處具有這種鉆頭的鉆具的良好引導，在一個