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CN1190917A - 带冷却润滑液通道的钻头 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有至少一个设置在中央的输送冷却润滑剂的流道的钻头。钻头具有至少一个绕钻头纵轴螺旋形延伸的排屑槽(4)和一个钻头柄。上述这类常用的钻头流道通过出口通入主切刃的后刀面,而按本发明不是这样。相反流体输入钻头的工作部位是通过侧面的出口进行的,出口通过连接通道与至少一个流道(18)相连。

Description

带冷却润滑液通道的钻头
本发明涉及一种带至少一个用于切削过程的冷却和/或润滑的流道的钻头。这一类常用的钻削工具或钻头通过至少一个设置在钻头内的流道输入冷却润油剂，流道通过一个在主切刃的后刀面上的出口通向外界。冷却通道穿过钻头，并可以通过钻头柄端面上的一个进口供应冷却润滑剂或者常用的适合于切削过程的用来冷却和或润滑的流体，例如液体、气体或这些物质的混合物。
已知钻头的缺点在于，从主切刃后刀面出来的流体必须首先到达本身的工作部位，也就是主切刃、副切刃以及前刀面和钻头背部，特别是在主切刃和副切刃上由于所作的切削和变形功出现大的摩擦，因此也出现高温。为了在工作部位供给足够的流体，必需相当大流量的流体和高的压力，其次大的流量也引起高的排出冷却润滑剂的费用。
从这一点出发本发明的目的在于，推荐一种钻头，这种钻头避免已知钻头的缺点，特别是在尽可能减少润滑或冷却剂流量方面作出改进。
这个任务由具有权利要求1特征的钻削工具来解决，事实令人惊讶地表明，在按本发明通过钻头切削部分侧面或圆周面上的出口输入流体时可以提高它的使用寿命，其中用它加工出来的孔具有良好的质量，并减少了用于冷却和/或润油所必需的流体量。流体最好通过至少一个设置在从钻头尖向钻头柄方向延伸一定长度的区域内的一个出口输入，这个长度相当于钻头或刀刃部分直径长度的两倍。在这个区域还能保证钻头工作部位有足够的(冷却润滑剂)供应量。但是出口最好设置在尽可能靠近各自的工作部位。根据在待加工材料方面的要求和要求的钻削效率的不同可以有目的地通过将出口设置在相应的位置向预定的载荷特别大的工作部位供给流体。在排屑槽内设置一个或几个出口有好处。排屑槽或者排屑槽底对于无干扰的切削过程是决定性的区域。离开主切刃向钻头柄方向延伸的排屑槽的区域首先用来从工件材料上切除切屑，并使它向前刀面的背面方向拐。因此前刀面是受载很大的区域。所以在一种优先的结构形式中前刀面上设有一个或几个出口。与出口在主切刃后刀面上的常用结构不同流体直接引导到工作部位上。在另一种优良的结构形式中出口设置在前刀面上对于切屑形成起决定作用的工作区附近。这是那些实际上直接邻近主切刃的区域。根据应用场合的不同，将出口设置在副切刃附近和特别是前刀面上直接邻近副切刃的区域是有利的。在这种情况下出口设置在钻头上比较接近于刀尖角的区域。因此流体既可以在主切刃上也可以在副切刃上接近刀尖角的区域发挥它的作用。
通过出口位置的变化可以与不同的切削情况相匹配。例如在另一种按本发明钻头的优良结构中出口设置在排屑槽的背面。这个区域特别地对于切屑的形成同样起重要作用。这个区域的曲率半径很大程度上决定了切屑(卷)的形状和曲率半径。特别是在难变形的高强度材料时需要这种钻头。
按本发明的另一种优先的结构形式中至少一个出口设置在副后面或者钻头刃带上(Fuehrungsfase)上。若在紧接着刃带的钻头背部至少存在一个出口是有利的。当然上述出口位置可以相互组合，使得按本发明的钻头可以适应于不同的加工任务和工件材料，通常的钻头当减少润滑剂量时会导致明显的功率损失，特别是缩短使用寿命，而按本发明的钻头尽管减少流体量，其寿命仍然能达到相当于普通钻头但是在切削过程中应用多得多的流体数量时所达到的寿命。
对于在钻头内部输送流体原则上存在两种可能性。其中之一是在钻头内部中央、与钻头轴成同心地设置一个流体通道。在一种优先的结构形式中这个流体通道与一个漏斗形的入口相连，它设置在钻头柄部端面上，并且向钻头尖方向逐渐变细。通过这种结构可以改善钻头或钻削装置内部流体的流动特性。流体输入的第二种可能性在于：每个排屑槽配设一个扭曲的流体通道。一个这样的流体通道至少在钻头切削刃部分相应于排屑槽走向延伸，也就是螺旋形地以排屑槽同样的扭曲方向延伸。在制造这种全硬质合金钻头时扭曲的流体通道通过不同工艺方法制成。这样制成的钻头其流体通道出口在钻头主切刃的后刀面处。但是流体通道或者出口随后例如用焊接材料封闭，出口与流道之间的连接通过一个连接通道实现。这个连接通道宜由一个孔制成，因此通过侧向加工的孔形成上述的连接孔，流体可以通过这个孔输入各个工作部位。用这种方式常用的钻头可以用很小的加工费用改制成按本发明的钻头。
当工作部位、例如主切刃的前刀面存在多个出口时，若它们大致上沿钻头纵轴或者排屑槽分布的方向排列是有利的。对于这种情况，但是也包括许多出口都设置在一个工作区的情况，将出口或连接通道直径随离钻头尖距离的增加而减小是有益的。用这种简单的方法可以控制流体的流动。出口直径越小，流道内各自的压降越小，因此流出的流体量也越少。当离钻头尖远的出口直径较小，离钻头尖近的出口直径较大时，离钻头尖近的主要工作部位可以输入比较多的流体量，离钻头尖远的、受力较小的工作部位相应地输入较少的流体量。如果像本发明所推荐的那样，在钻头内部存在一个或几个流道，它们通过后续加工的连接通道与相应的工作部位相连，那末特别是可以用简单的方法这样地控制流体量。根据所希望的流量可以改变连接通道或者相应出口的直径。按本发明的钻头的优点是，只需要制造具有几乎是标准化的基本形式的结构尺寸。然后各个出口可以根据应用场合的不同通过可以自由选择直径的孔后续加工出来。这里通过这样的孔制成的连接通道或者它的中心线最好与钻头轴线构成75°-90°夹角。因此连接通道既可以与钻头轴线垂直分布，也可以与垂直方向偏转15°。也就是就连接通道向钻头尖或钻头板倾斜15°。通过连接通道的这种取向保证出口边缘区域还有足够的牢固性。此外实践表明，通过连接通道的这种角度位置减少由于出口堵塞和切屑卡死引起的受干扰的可能性。
现在借助于在附图中表示的实施例对本发明作较详细的叙述。其中表示：
图1.按本发明的具有在前刀面上的出口的钻头的钻头尖区域的侧视图，
图2.沿图1中II-II线的示意剖面图，
图3.具有在排屑槽背面的出口的结构形式，
图4.沿图3中IV-IV线的示意剖视图，
图5.具有设置在前刀面上接近于副切刃区域的出口的结构形式，
图6.沿图5中VI-VI线的剖视示意图，
图7.具有在刃带上的出口的结构形式，
图8.沿图7中VIII-VIII线的剖视示意图，
图9.具有不同直径出口的结构形式，
图10.沿图9中X-X线的示意剖视图，
图11.具有在钻头背面的出口的结构形式，
图12.两个出口设在前刀面上，一个出口设在排屑槽背面上的结构形式，
图13.按本发明的具有设置在中心的流道的钻头的侧视图，
图14.具有两个扭曲的流道的钻头。
正如特别由图13和14可以看到的，附图中所示的钻头具有麻花钻的常见的特征，也就是一个刀刃部分1，一个夹持部分或者钻头柄2、两个绕钻头纵轴螺旋形延伸的排屑槽4和两个带附属于它的后刀面6.6a的.主切刃5。其次每个排屑槽4以一个具有相应后刀面或刃带8的副切刃7为边缘。
在图1中所示的钻头上设有两个在前刀面10上的出口9。出口9位于差不多平行于排屑槽分布的线上，按图1的结构形式的出口和其他附图所示的钻头一样通过一个连接通道13与各自的出口相连(图13)。连接通道13由一个从前刀面上通进来的孔构成。通常出口设在从钻头尖14向钻头柄2方向延伸两倍于刀刃部分1的直径二倍的长度15(图14)的区域内。特别是在多个附属于一个工作部位，例如前刀面的出口的情况下，全部出口位于所述的区域之内。由此保证，起冷却和润滑剂作用的流体输入工作部位的附近，也就是钻头上紧接着主切刃的钻尖部位。
图5中表示出口9的另一种布置方式。这里出口设置在前刀面10上直接靠近副切刃7的区域。图7中表示另一种变型方案。这里出口9直接设置在副后面或导向带8上。
按图3和4的图形表示多个出口设置在排屑槽背面17上的实施例。和图5中的实施例一样，这里出口9排成一列或者一条沿排屑槽分布的曲线上。按图7和8的实施例的出口同样设置成一列或者一条曲线上，排列方向或者曲线的走向沿着刃带8的走向。
在按图9和10的结构形式中前刀面10上有3个出口9a、9b、9c，它们设置在一条弯曲的、大致沿排屑槽走向分布的曲线上。并且通过出口9a、9b、9c的不同直径可以控制各自的流体数量：通常设置在主切刃工作部位或者刀尖角16区域的出口9a具有最大的直径。因此上述要求较多冷却润滑剂消耗量的区域需供给足够的流体数量。离钻头尖14距离较远的出口9b和9c具有较小的直径，因此输入的流体数量相应减少。用这种方式不仅可以将流体有目的地引到相应的工作部位而且可以控制流量，例如考虑到这样的事实，为了进行正常的排屑，远离钻头的排屑槽区域只需要少量的润滑和冷却剂。
在图11中表示出口9或钻头上流体输出的布局的另一种可能性。这里出口9位于钻头背面11上，而且设置在中间并接近于后刀面6的区域。通过这样的钻头可以有目的地将冷却和润滑剂送入钻削时形成的钻头背面和孔壁之间的缝隙。
在图12中表示一种钻头，它举例地表示出口9的布局按上述实施例相互组合的可能性。第一个出口9f设置在前刀面10上直接靠近副切刃7和主切刃5的区域，也就是在钻头刀尖角16的区域。第二个出口9g设置在离钻头尖14有较大距离并大致在前刀面10的中间。最后第三个出口9h位于排屑槽背面17上。这两个出口9g和9h具有比出口9f小的直径。用这种钻头在受力最大的刀尖角区域可以按需要供给大量的流体。前刀面10上与此相接的、对于切屑朝排屑槽背面方向转向起决定作用的区域可以通过出口9g供给少量的流体。排屑槽上在切屑流动方向紧接着上面所说的区域的部分，也就是排屑槽背面17可以按需要通过出口9h的直径剂量可调地供给流体。上述出口9f、9g和9h位于大致沿切屑流动方向分布的曲线上。
图13和14中表示，可以用什么样的方法将流体输入出口9或者连接通道13。这既可以通过中央流道18，也可以通过扭曲的、其数量相当于排屑槽数量的流道进行。按图13的钻头中央流道穿过整个钻头，并且不穿透地终止于离钻头尖14一定距离处。它的钻头柄一端的末端通入漏斗形的入口20，它朝钻头尖14的方向逐渐变细。已经说过，流道18通过连接通道13与出口9相连。按图14的钻头有两个流道19，它们穿过钻头沿相应于排屑槽的走向螺旋形延伸。流道19分别以一个孔(未画出)通向钻头柄的端面23。由于制造的需要流道19用出口9d和9e通向后刀面6。但是该出口是封闭的并因而不起作用。因此通过流道19输入的流体不是通过后刀面，而是通过连接通道(未画出)和相应的出口(如图10所示)通向切削过程中钻头的工作部位。
连接通道13相对于钻头纵轴3形成75°-90°的夹角22。在图13中举例表示的输出通道13向钻头尖14方向倾斜，其中它的中心线21与钻头纵轴构成一个在75-95°范围内的夹角22。

Claims (20)

1、带一个具有至少一个绕钻头纵轴(3)螺旋形延伸的排屑槽(4)的刀刃部分(1)、一个钻头柄(2)和至少一个在钻头内沿纵轴方向延伸的用来输送冷却润滑剂的流道(18、19)的钻头，其特征在于：
刀刃部分(1)的侧面或圆周面在钻头尖(14)附近区域(9)至少具有一个与流道(18、19)流体相通的出口，主切刃(4)的后刀面(6)上没有这种出口。
2、按权利要求1的钻头，其特征在于：
出口(9)设置在从钻头尖(14)向钻头柄方向延伸且相当于刀刃部分直径二倍的距离的区域内。
3、按权利要求1或2的钻头，其特征在于：
具有在排屑槽(4)内的一个或多个出口(9)。
4、按权利要求3的钻头，其特征在于：
具有在主切刃(5)前刀面(10)上的一个或多个出口(9)。
5、按权利要求4的钻头，其特征在于：
出口(9)设置在前刀面(10)上与主切刃相邻的，对于形成切屑起决定作用的工作区内。
6、按权利要求3至5之任一项的钻头，其特征在于：
出口(9)设置在前刀面(10)上直接靠近副切刃(7)的区域内。
7、按权利要求3的钻头，其特征在于：
在排屑槽背面(17)上的一个或多个出口(9)。
8、按权利要求3的钻头，其特征在于：
在副后面或刃带(8)上的一个或多个出口(9)。
9、按权利要求3的钻头，其特征在于：
在钻头背部(11)的一个或多个出口(9)。
10、按权利要求1至9之任一项的钻头，其特征在于：
中央的、与钻头纵轴(3)同心分布的流道(18)
11、按权利要求10的钻头，其特征在于：
钻头柄(2)的端面(23)具有一个朝钻头尖(14)方向逐渐变细的漏斗形的，并与流道(18)流体相通的入口(20)。
12、按权利要求1至8之任一项的钻头，其特征在于：
每条排屑槽(4)附设一条流道(19)，它至少在刀刃部分(1)区域内相应于排屑槽走向螺旋形地延伸。
13、按权利要求1至11之任一项的钻头，其特征在于：
出口(9)通过连接通道(13)与流道(18、19)相连。
14、按权利要求13的钻头，其特征在于：
连接通道(13)由一个孔构成。
15、按权利要求12至14之任一项的钻头，其特征在于：
螺旋形流道(19)通过一个出口(9d、9e)通入主切刃(5)的后刀面(6)，但是其中出口是封闭的。
16、按权利要求1至15之任一项的钻头，其特征在于：
多个出口(19)沿钻头纵轴(3)方向或排屑槽走向排成一列。
17、按权利要求1至16之任一项的钻头，其特征在于：
设有多个分别附属于排屑槽(4)、刃带(8)或钻头背部(11)的出口(9)，其中出口(9)和附属的连接通道(13)的直径随着离钻头尖(14)距离的加大而减小。
18、按权利要求1至17之任一项的钻头，其特征在于：
流道(18、19)的直径大于连接通道(13)的直径。
19、按权利要求1至18之任一项的钻头，其特征在于：
钻头是全硬质合金钻头。
20、按权利要求13至19之任一项的钻头，其特征在于：
连接通道(13)或者它的中心线(21)与钻头纵轴(3)构成一个75°-90°夹角(22)。
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