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CN115666832B - 金属切削可转位钻具 - Google Patents

金属切削可转位钻具 Download PDF

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CN115666832B CN202180037961.8A CN202180037961A CN115666832B CN 115666832 B CN115666832 B CN 115666832B CN 202180037961 A CN202180037961 A CN 202180037961A CN 115666832 B CN115666832 B CN 115666832B
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Abstract

一种金属切削可转位钻具(100)，其包括：具有镗孔轴(102)和安装柄(103)的伸长伸长钻体(101)；中心钻头刀片(104)，其在所述镗孔轴(102)的远端(105)处安装在刀片座(106)中，该刀片座(106)被构造用以保持所述刀片抵靠所述刀片座(106)的底部；所述镗孔轴(102)的钻槽(107)，其被构造用以从所述中心钻头刀片(104)引导并且形成切屑，其中所述钻槽(107)包括在所述钻槽(107)的远端(109)处的切屑形成表面(108)；其特征在于，所述切屑形成表面(108)垂直于用于所述中心钻头刀片(104)的所述刀片座(106)的所述底部；并且，所述切屑形成表面(108)布置在从所述中心钻头刀片(104)的外围拐角(110)到曲线(302)上的点(301)的距离X处，该曲线由所述切屑形成表面(108)和假想内接球体(302)的相交部形成，其中所述假想内接球体的中心(303)与所述镗孔轴(102)的所述远端(105)的中心重合，其中该假想内接球体的半径由所述刀片(104)的所述外围拐角(110)限定；并且其中距离X除以所述钻具的直径Dc等于切屑参数A，该切屑参数A表示所述切屑直径与镗孔直径之比；其中所述切屑参数A为0.3≤A≤0.5。

Description

金属切削可转位钻具
技术领域
本发明涉及一种金属切削可转位钻具，更具体地说，涉及一种具有中心钻头刀片的金属切削可转位钻具。
背景技术
在现代减材制造中，钻孔是一项重要的操作，尤其是在金属中钻孔证明是一项要求很高的操作。
在金属钻孔中，经常使用带有能够更换的金属切削刀片的钻具，尤其是在CNC操作中。前述类型的钻具包括伸长钻体，该钻体具有安装柄和镗孔轴。在镗孔轴的远端，布置有用于从所钻出的孔的中心区域切削材料的中心刀片，以及用于在该孔的外围区域中切削材料的外围刀片。为了实现良好的钻孔操作，切屑排出和切屑控制对于表面光洁度和钻头速度至关重要。但是，切屑排出和控制对于工艺安全性和可靠性也非常重要。特别是，中心刀片的切屑控制和切屑排出证明是要求很高的。由中心刀片切削下来的切屑是螺旋锥体的形式，这是因为刀片的刀刃的外围端比刀片的刀刃的中心端切削更长的切屑。切屑形成的另一个重要参数是切屑的长度，该长度优选足够得长，但不要太长。如果切屑变得太长，则切屑可能会缠绕钻具，并且导致较差的工艺安全性和所钻出的孔中的表面损伤，并且太短的切屑也会导致切屑从钻具中排出的问题，这当然也会对工艺安全性和可靠性产生不良影响。
在本领域中众所周知的是，提供一种带有钻槽的钻具，以用于改进切屑排出和控制。这允许形成连续的切屑并引导其远离切削区域。然而，太长的切屑的问题不能用钻槽来解决。
因此，仍然需要进一步改进金属切削钻具的几何形状，以实现良好的切屑排出，并防止形成太长的切屑。
因此，本发明的目的是提供一种允许改善切屑控制的金属切削钻具。
发明内容
根据本发明，上述目的通过具有本发明中限定的特征的金属切削可转位钻具来实现。
根据本发明的金属切削可转位钻具包括具有镗孔轴和安装柄的伸长钻体、在镗孔轴的远端处安装在刀片座中的中心钻头刀片，该刀片座被构造用以保持刀片抵靠刀片座的底部。金属切削可转位钻具进一步包括镗孔轴的钻槽，该钻槽被构造用以从中心钻头刀片引导并形成切屑，其中该钻槽包括在钻槽的远端处的切屑形成表面。金属切削可转位钻头的特征在于，该切屑形成表面垂直于用于中心钻头刀片的刀片座的底部，并且，该切屑形成表面布置在从中心钻头刀片的外围拐角到曲线上的点的距离X处，该曲线由切屑形成表面和假想内接球体的相交部形成，其中该假想内接球体的中心与镗孔轴的远端的中心重合，其中该假想内接球体的半径由刀片的外围拐角限定；并且其中距离X除以钻具的直径Dc等于切屑参数A，该切屑参数A表示切屑直径与镗孔直径之比。切屑参数A为0.3≤A≤0.5。
根据一个实施例，切屑参数A为0.37≤A。这样，形成直径大于最小值的切屑。
根据一个实施例，切屑参数A是A≤0.42。这允许形成直径小于最大值的切屑。
根据一个实施例，曲线上的所述点位于所述曲线的中点。
根据一个实施例，根据本发明所述的金属切削可转位钻具，其特征在于，所述切屑形成表面相对于金属切削钻具的纵向轴线在径向方向上延伸距离w≥Dc/4，并且其中Dc是金属切削钻具的直径。这样，形成了足够尺寸的切屑形成表面。
根据一个实施例，所述切屑形成表面在其整个长度上垂直于刀片座的底部。
根据一个实施例，从刀片的顶部到切屑形成表面的径向距离d1是d1＝Dc·P，其中P是0.04≤P≤0.08，并且Dc是钻具的所述直径。这样，实现了有效的切屑排出。
根据一个实施例，从刀片的顶部到切屑形成表面的径向距离d1是d1＝Dc·P，其中P是0.04≤P≤0.06，并且Dc是钻具的所述直径。这样，实现甚至更有效的切屑排出。
本发明的其它优点将从下面的描述中显现出来。
附图说明
图1是根据本发明实施例的金属切削可转位钻具的立体图，
图2是图1中公开的金属切削可转位钻具的俯视图，以及
图3是具有假想内接球体的图1和图2中公开的金属切削可转位钻具的镗孔轴的远端的立体图。
具体实施方式
参考图1，图1示出了金属切削可转位钻具100，其包括具有镗孔轴102和安装柄103的伸长钻体101。金属切削可转位钻具进一步包括在镗孔轴102的远端105处安装在刀片座106中的中心钻头刀片104，该刀片座106被构造用以保持刀片抵靠刀片座106的底部，镗孔轴102的钻槽107，其被构造用以从中心钻头刀片104引导并形成切屑。钻槽107包括在钻槽107的远端109处的切屑形成表面108。该金属切削可转位钻具的特征在于，切屑形成表面108垂直于用于中心钻头刀片104的刀片座106的底部，并且，切屑形成表面108布置在从中心钻头刀片104的外围拐角110到曲线302上的点301的距离X处，如图3所示。该曲线由切屑形成表面108和假想内接球体309的相交部形成。该假想内接球体的中心303与镗孔轴102的远端105的中心重合，其中该假想内接球体的半径由刀片104的外围拐角110限定，并且其中距离X除以钻具的直径Dc等于切屑参数A，该切屑参数A表示切屑直径与镗孔直径之比。切屑参数A为0.3≤A≤0.5。
本发明人已经认识到，通过使这种切屑参数A在上述区间内，实现了有利的切屑形成工艺，并且形成了具有直径X＝A·Dc的切屑。所形成的切屑的直径是在钻孔操作中形成的螺旋切屑的直径，并且这是设计镗孔轴的重要参数。切屑的直径可以用来优化镗孔轴中的材料量，这意味着可以获得更坚固的镗孔轴。这样，镗孔轴可以设计用于在保持切屑控制和切屑排出的情况下增加强度。
在一个实施例中，切屑参数A是0.37≤A。这样，获得了直径大于最小值的切屑。
在一个实施例中，切屑参数A≤0.42。这样，获得了直径小于最大值的切屑。
现在再次参考图3，图3示出了布置在镗孔轴102的远端105的中心处的假想内接球体309。假想内接球体309的中心303与镗孔轴102的远端105的中心重合。该假想内接球体的半径由刀片104的外围拐角110限定。该外围拐角是相对于钻具100的纵向轴线的径向外围拐角和轴向外围拐角。换句话说，外围拐角110是刀片104相对于钻具100的径向最外侧且轴向最外侧的拐角，因此是该刀片的起作用拐角，该起作用拐角最靠近在钻孔时形成的孔的孔壁。曲线302由切屑形成表面108和假想内接球体309的相交部形成。
在图3中，曲线302上的所述点301位于所述曲线302的中点。但是，由于曲线302和外围拐角110之间的几何关系，点301可以被放置在曲线302上的任何地方，而不会显著影响如所示的距离X的长度。距离X是从外围拐角110到点301的最短距离。
如图2所示，所述切屑形成表面108相对于金属切削钻具100的纵向轴线在径向方向上延伸距离w≥Dc/4，并且其中Dc是金属切削钻具100的直径。
图2示出了所述切屑形成表面108在其整个长度上垂直于刀片座106的底部。
图2还示出了从刀片104的顶部201到切屑形成表面108的径向距离d1。该径向距离d1是d1＝Dc·P，其中P是0.04≤P≤0.08，并且Dc是钻具100的所述直径。该距离d1对于切屑排出很重要，并且P优选为0.04≤P≤0.06。

Claims (8)

1.一种金属切削可转位钻具(100)，包括：
伸长钻体(101)，所述伸长钻体(101)具有镗孔轴(102)和安装柄(103)；
中心钻头刀片(104)，所述中心钻头刀片(104)在所述镗孔轴(102)的远端(105)处安装在刀片座(106)中，所述刀片座(106)被构造用以保持所述刀片抵靠所述刀片座(106)的底部；
所述镗孔轴(102)的钻槽(107)，所述钻槽(107)被构造用以从所述中心钻头刀片(104)引导并且形成切屑，其中所述钻槽(107)包括在所述钻槽(107)的远端(109)处的切屑形成表面(108)；
其特征在于，所述切屑形成表面(108)垂直于用于所述中心钻头刀片(104)的所述刀片座(106)的所述底部；并且
所述切屑形成表面(108)被布置在从所述中心钻头刀片(104)的外围拐角(110)到曲线(302)上的点(301)的距离X处，所述曲线由所述切屑形成表面(108)和假想内接球体(302)的相交部形成，其中所述假想内接球体的中心(303)与所述镗孔轴(102)的所述远端(105)的中心重合，其中所述假想内接球体的半径由所述刀片(104)的所述外围拐角(110)限定；并且
其中所述距离X除以所述钻具的直径Dc等于切屑参数A，所述切屑参数A表示切屑直径与镗孔直径之比；
其中所述切屑参数A为0.3≤A≤0.5。
2.根据权利要求1所述的金属切削可转位钻具(100)，其特征在于，所述切屑参数A为0.37≤A。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的金属切削可转位钻具(100)，其特征在于，所述切屑参数为A≤0.42。
4.根据权利要求1-2中任一项所述的金属切削可转位钻具(100)，其特征在于，所述曲线(302)上的所述点(301)位于所述曲线(302)的中点上。
5.根据权利要求1-2中任一项所述的金属切削可转位钻具(100)，其特征在于，所述切屑形成表面(108)相对于所述金属切削可转位钻具(100)的纵向轴线在径向方向上延伸距离w≥Dc/4，并且其中Dc是所述金属切削可转位钻具(100)的直径。
6.根据权利要求1-2中任一项所述的金属切削可转位钻具(100)，其特征在于，所述切屑形成表面(108)在其整个长度上垂直于所述刀片座(106)的所述底部。
7.根据权利要求1-2中任一项所述的金属切削可转位钻具(100)，其特征在于，从所述刀片(104)的顶部到所述切屑形成表面(108)的径向距离d1是d1＝Dc·P，其中P是0.04≤P≤0.08，并且Dc是所述钻具的所述直径。
8.根据权利要求1-2中任一项所述的金属切削可转位钻具(100)，其特征在于，从所述刀片(104)的顶部到所述切屑形成表面(108)的径向距离d1是d1＝Dc·P，其中P是0.04≤P≤0.06，并且Dc是所述钻具(100)的所述直径。
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