專利名稱：具有可釋放式裝配的切割刀頭的鉆頭的制作方法
技術領域：
本發(fā)明大致涉及一種旋轉式切割工具，尤其涉及一種具有可釋放式裝配的切割刀頭的鉆頭。
背景技術：
這種旋轉式切割工具公開于美國專利No.5,957,631中。切割工具包括切割刀頭和工具柄部，它們分別具有兩個耦接部和限定在它們之間的兩個容屑槽。切割刀頭和工具柄部的各個耦接部具有一個階梯形構造，該階梯形構造具有臨近一個凹槽的高處(raised)基面和鄰近另一個凹槽的低處(lowered)基面。如果切割刀頭和工具柄部設計成可以通過兩個高處基面與低處基面接觸的方式進行耦接，那么這些表面的制造必須使得它們之間的距離高度精確地相同。另一方面，如果切割刀頭和工具柄部設計成可以通過只有一個高處基面與低處基面接觸的方式進行耦接，那么該耦接會不夠穩(wěn)定。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種顯著地減少或者克服上述缺點的鉆頭。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種鉆頭，其包括可釋放式裝配在工具柄部前端的、具有限定一個旋轉方向的公共旋轉軸線線線的切割刀頭，該切割刀頭包括帽狀部和固定部，該帽狀部包括頭部表面(headsurface)，頭部基面和在頭部表面與頭部基面之間延伸的外圍側面，該頭部基面橫向于該旋轉軸線線線，該固定部從該頭部基面遠離該頭部表面地向后突出并包括相對于該旋轉軸線線線環(huán)向地延伸的頭部固定表面；至少兩個頭部凹槽沿著該帽狀部與固定部的外圍延伸，在鄰近的一對頭部凹槽之間形成相同的頭部部分，各個頭部部分包括開通至該側面與該頭部基面并將該頭部基面分成第一頭部基面和第二頭部基面的帽狀凹部，頭部扭矩傳送壁沿著橫向于該頭部基面的該帽狀凹部的一部分延伸并大致背對著該旋轉方向，頭部固定凹部將頭部固定表面分成第一頭部固定表面和第二頭部固定表面；至少兩個柄部凹槽沿著該工具柄部的外圍延伸，在鄰近的一對柄部凹槽之間形成位于該工具柄部前端的相同的柄部耦接部，各個柄部耦接部包括朝前的柄部支撐表面和相對于該柄部支撐表面軸向地向后進行定位的柄部固定表面，柄部固定凹部將該柄部固定表面分成第一柄部固定表面和第二柄部固定表面；突塊從各個柄部支撐表面向前突出，該突塊將該柄部支撐表面分成第一柄部支撐表面和第二柄部支撐表面，柄部扭矩傳送壁沿著橫向于該柄部支撐表面的該突塊的一部分延伸并大致面對該旋轉方向；其中成對的頭部部分和柄部耦接部成配合的關系，且對于這樣的每一對，該第一頭部基面鄰接該第一柄部支撐表面，該第二頭部基面鄰接該第二柄部支撐表面，該頭部扭矩傳送壁鄰接該柄部扭矩傳送壁，該第一頭部固定表面鄰接該第一柄部固定表面且該第二頭部固定表面鄰接該第二柄部固定表面。
通常，該帽狀凹部具有凹部前表面，該突塊具有突塊前表面，且在該凹部前表面和該突塊前表面之間存在間隙。
如果需要，該凹部前表面大致平行于該頭部基面，且該突塊前表面大致平行于該柄部支撐表面。
優(yōu)選地，該頭部固定表面遠離該頭部基面地向后延伸且以第一錐角β1遠離該旋轉軸線線線地向外延伸，該柄部固定表面遠離該柄部支撐表面地向后延伸并以第二錐角β2遠離該旋轉軸線線線地向外延伸。
如果需要，該第一錐角β1小于該第二錐角β2。
一般地，該至少兩個頭部凹槽和該至少兩個柄部凹槽以大致的軸向方向延伸。
如果需要，該至少兩個頭部凹槽是相同的且該至少兩個柄部凹槽是相同的。
如果需要，該鉆頭設有冷卻劑通道。
根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種組裝鉆頭的方法，其包括以下步驟提供包括帽狀部和固定部的切割刀頭，該帽狀部包括頭部表面、頭部基面和在頭部表面與頭部基面之間延伸的外圍側面，該頭部基面橫向于一個旋轉軸線線線，該固定部從該頭部基面遠離該頭部表面地向后突出并包括相對于該旋轉軸線線線環(huán)向地延伸的頭部固定表面，至少兩個頭部凹槽沿著該帽狀部與固定部的外圍延伸，在鄰近的一對頭部凹槽之間形成相同的頭部部分，各個頭部部分包括開通至該側面與該頭部基面并將該頭部基面分成第一頭部基面和第二頭部基面的帽狀凹部，頭部扭矩傳送壁沿著橫向于該頭部基面的該帽狀凹部的一部分延伸并大致面對著相反的旋轉方向，頭部固定凹部將頭部固定表面分成第一頭部固定表面和第二頭部固定表面；提供具有至少兩個柄部凹槽的工具柄部，該至少兩個柄部凹槽沿著該工具柄部的外圍延伸，在鄰近的一對柄部凹槽之間形成位于該工具柄部前端的相同的柄部耦接部，各個柄部耦接部包括朝前的柄部支撐表面和相對于該柄部支撐表面軸向地向后進行定位的柄部固定表面，柄部固定凹部將該柄部固定表面分成第一柄部固定表面和第二柄部固定表面；突塊從各個柄部支撐表面向前突出，該突塊將該柄部支撐表面分成第一柄部支撐表面和第二柄部支撐表面，柄部扭矩傳送壁沿著橫向于該柄部支撐表面的該突塊的一部分延伸并大致面對該旋轉方向；軸向對準該切割刀頭和該工具柄部直到各對頭部部分和柄部耦接部互相相對，以便對于每一對而言該第一頭部固定表面在該柄部固定凹部的上方，該第一頭部基面在該第一柄部支撐表面的上方，且該帽狀凹部在該突塊的上方；對于每一對而言，將該第一頭部固定表面插入該柄部固定凹部，并將該突塊插入該帽狀凹部；以及，對于每一對而言，旋轉該切割刀頭直至該頭部扭矩傳送壁鄰接該柄部扭矩傳送壁。


為了更好地理解本發(fā)明并說明其可以如何使用，現(xiàn)將對附圖進行說明，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的鉆頭的立體示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的切割刀頭的立體示意圖；圖3是圖2所示的切割刀頭的俯視圖；圖4是圖2所示的切割刀頭的仰視圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的工具柄部的前端的立體示意圖；圖6是圖5所示的工具柄部的俯視圖；圖7是切割刀頭沿圖3中的線VII-VII的剖面圖；圖8是工具柄部沿圖6中的線VIII-VIII的局部剖面圖；以及圖9是圖1所示的鉆頭沿與圖7與圖8中類似的線的縱向剖面圖。
具體實施例方式
參照附圖，其顯示了一種用于對金屬工件鉆孔的鉆頭10(圖1)。鉆頭10包括可釋放式裝配在工具柄部14的前端上的切割刀頭12，切割刀頭12具有公共縱向旋轉軸線線線16，旋轉軸線線線16限定了旋轉方向R。切割刀頭12一般由諸如硬質合金這樣的硬質耐磨材料制成，而工具柄部14一般由鋼制成。
切割刀頭12(圖2)包括帽狀部18和固定部20。帽狀部18包括頭部表面22、橫向于旋轉軸線線16的頭部基面24以及在頭部表面22與頭部基面24之間延伸的外圍側面26。固定部20從頭部基面24遠離頭部表面22地向后突出并具有頭部固定表面28，該頭部固定表面28相對于旋轉軸線線16環(huán)向地延伸。頭部固定表面28(圖7)遠離頭部基面24地向后延伸并以第一錐角β1遠離旋轉軸線線16地向外延伸至凸起形狀的后固定表面30。頭部固定凹部32(圖2)將頭部固定表面28分成位于前端的第一頭部固定表面34和位于其尾端的第二頭部固定表面36。前端和尾端相對于旋轉方向R進行限定。
兩個頭部凹槽38大致沿著帽狀部18和固定部20的外圍軸向向后地延伸，在其間形成兩個相同的頭部部分40(圖3)。各個頭部部分40包括沿著鄰近的傾斜表面43與頭部表面22的交線形成的切割刃42。開通至外圍側面26與頭部基面24的帽狀凹部44(圖4)將頭部基面24分成位于前端的第一頭部基面46和位于其尾端的第二頭部基面48。頭部冷卻劑通道50(圖2)開通至頭部表面22、外圍側面26與第二頭部基面48，并與帽狀凹部44相交。鄰近第一頭部基面46的頭部扭矩傳送壁52沿著橫向于頭部基面24的帽狀凹部44的一部分延伸并大致背對著旋轉方向R。鄰近頭部扭矩傳送壁52的帽狀凹部前表面54大致平行于頭部基面24。
工具柄部14(圖5)在其前端包括兩個徑向設置的柄部耦接部56，各個柄部耦接部56由柄部外圍表面58和兩個柄部凹槽60做外圍界定。各個柄部耦接部56具有自柄部外圍表面58延伸的朝前的柄部支撐表面62，該柄部外圍表面58大致向內橫向于形成在柄部耦接部56之間的柄部支撐凹部64。
柄部支撐凹部64(圖8)由前面的凹部表面66形成，該凹部表面66從各個柄部支撐表面62向內并向后延伸，柄部固定表面68從各個前面的凹部表面66軸向地向后并以第二錐角β2徑向地向外延伸，而后面的凹入的凹部表面70在柄部耦接部56的柄部固定表面68之間延伸。柄部支撐凹部64的形狀使得窄小的頸狀區(qū)域72形成在鄰近柄部固定表面68與后面的凹部表面70之間的接合處的各個柄部耦接部56內。窄小的頸狀區(qū)域72使柄部耦接部56可回彈地移置。
突塊74(圖5)從各個柄部支撐表面62向前突出，且具有朝前的凹陷面81的凹陷79在突塊74尾端處形成于柄部支撐表面62內。突決74和凹陷79將柄部支撐表面62分成位于其前端的第一柄部支撐表面76和位于其尾端的第二柄部支撐表面78。柄部冷卻劑通道80開通至凹陷面81用于與頭部冷卻劑通道50相通。鄰近第一柄部支撐表面76的柄部扭矩傳送壁82沿著突塊74的一部分延伸。柄部扭矩傳送壁82橫向于柄部支撐表面62并且大致面對旋轉方向R。突塊前表面84通過斜表面83與柄部扭矩傳送壁82結合，且大致平行于柄部支撐表面62。在垂直于旋轉軸線線16的平面內，帽狀凹部44(圖4)的角度范圍θ1大于突塊74(圖6)的角度范圍θ2。
柄部固定凹部86(圖5)將柄部固定表面68分成位于其前端的第一柄部固定表面88和位于其尾端的第二柄部固定表面90。在垂直于旋轉軸線線16的平面內(顯示切割刀頭12的圖4，以及顯示工具柄部14的圖6)，頭部固定凹部32的角度范圍θ3大于第一柄部固定表面88的角度范圍θ4，而第二頭部固定表面36的角度范圍θ5小于柄部固定凹部86的角度范圍θ6。
為了將切割刀頭12裝配在工具柄部14上，將切割刀頭12和工具柄部14軸向地對準以便頭部部分40與柄部耦接部56以相對的方式成對地設置，并使每一對中的切割刀頭12的帽狀凹部44、第二頭部固定表面36、頭部固定凹部32與第二頭部基面48分別地直接在工具柄部14的突塊74、柄部固定凹部86、第一柄部固定表面88與凹陷79的上方。然后，切割刀頭12和工具柄部14互相靠近地推動以便突塊74插入帽狀凹部44，第二頭部固定表面36插入柄部固定凹部86，第一柄部固定表面88插入頭部固定凹部32，且第二頭部基面48與凹陷面81鄰接。最后，通過相對于工具柄部14旋轉切割刀頭12直至頭部扭矩傳送壁52和柄部扭矩傳送壁82鄰接，切割刀頭12進入完全裝配的位置(圖1)。應該理解，各個凹陷面81的角度范圍是大于其相應的第二頭部基面48的角度范圍的。當切割刀頭12相對于工具柄部14旋轉時，第二頭部基面48移出凹陷79并處于第二柄部支撐表面78上。這相應使得切割刀頭12的固定部20接觸并以大致徑向地向外的方向移置可回彈的柄部耦接部56，并使得各個相對的對中的頭部固定表面28與柄部固定表面68以互鎖的凸凹方式互相接合。在完全的裝配的位置中，切割刀頭12由工具柄部14以榫接(dovetail)或者刺入(bayonet)方式進行自箝位地固定。如果需要，頭部固定表面28與柄部固定表面68通過使第一錐角β1小于第二錐角β2而可以被迫在它們的前面部分互相接合。
在完全的裝配的位置中，對于頭部部分40和柄部耦接部56的各個相對的對而言，除了頭部扭矩傳送壁52和柄部扭矩傳送壁82的鄰接之外，第一頭部基面46和第一柄部支撐表面76鄰接，第二頭部基面48和第二柄部支撐表面78鄰接，而第一頭部固定表面和第二頭部固定表面34、36分別與第一柄部固定表面和第二柄部固定表面88、90互相鄰接，以提供切割刀頭12在工具柄部14上的自箝位。
應該注意，在完全的裝配的位置中，后固定表面30和后面的凹部表面70并不鄰接以便在它們之間形成空間(圖9)。該空間優(yōu)選為很小以便從工件上切割下來的屑片不會容納在該空間內。還應該注意，在完全的裝配的位置中(圖1)，對于頭部部分40和柄部耦接部56的各個相對的一對而言，在突塊前表面84和帽狀凹部前表面54之間存在間隙。從而，切割刀頭12由工具柄部14在位于柄部支撐表面62上的四個分隔開的軸向支撐區(qū)域軸向地進行支撐，該支撐區(qū)域分別由頭部部分40和柄部耦接部56的各個相對的一對的第一頭部基面和第二頭部基面46、48與第一柄部支撐表面和第二柄部支撐表面76、78的鄰接所形成。通過四個分隔開的軸向支撐區(qū)域，切割刀頭12穩(wěn)定地耦接至工具柄部14。
各個柄部支撐表面62優(yōu)選為平坦的，且兩個柄部支撐表面76、78優(yōu)選為共面的。同樣地，各個頭部基面24優(yōu)選為平坦的，且兩個頭部基面46、48優(yōu)選為共面的。平坦的和共面的軸向支撐表面優(yōu)越于非共面的軸向支撐表面，因為獲得共面的表面所需的公差比非共面的表面所需的公差更容易。
盡管本發(fā)明已經對其特性進行了一定程度的描述，應該明白可以作出各種變更和修改而不脫離如下主張的本發(fā)明的范圍。
權利要求
1.一種鉆頭(10)，包括切割刀頭(12)，其可釋放式裝配在工具柄部(14)的前端，具有限定旋轉方向的公共旋轉軸線，所述切割刀頭(12)包括帽狀部(18)和固定部(20)，所述帽狀部(18)包括頭部表面(22)、頭部基面(24)和在它們之間延伸的外圍側面(26)，所述頭部基面(24)橫向于所述旋轉軸線，所述固定部(20)從所述頭部基面(24)遠離所述頭部表面(22)地向后突出并包括相對于所述旋轉軸線環(huán)向地延伸的頭部固定表面(28)；至少兩個頭部凹槽(38)，其沿著所述帽狀部與固定部(18，20)的外圍延伸，在鄰近的一對頭部凹槽(38)之間形成相同的頭部部分(40)，各個頭部部分(40)包括開通至所述側面(26)和所述頭部基面(24)并將所述頭部基面(24)分成第一頭部基面(46)和第二頭部基面(48)的帽狀凹部(44)，頭部扭矩傳送壁(52)沿著橫向于所述頭部基面(24)的所述帽狀凹部(44)的一部分延伸并大致背對著所述旋轉方向，頭部固定凹部(32)將頭部固定表面(28)分成第一頭部固定表面(34)和第二頭部固定表面(36)；至少兩個柄部凹槽(60)，其沿著所述工具柄部(14)的外圍延伸，在鄰近的成對的柄部凹槽(60)之間形成位于所述工具柄部(14)前端的相同的柄部耦接部(56)，各個柄部耦接部(56)包括朝前的柄部支撐表面(62)和相對于所述柄部支撐表面(62)軸向地向后進行定位的柄部固定表面(68)，柄部固定凹部(86)將所述柄部固定表面(68)分成第一柄部固定表面(88)和第二柄部固定表面(90)；突塊(74)從各個柄部支撐表面(62)向前突出，所述突塊(74)將所述柄部支撐表面(62)分成第一柄部支撐表面(76)和第二柄部支撐表面(78)，柄部扭矩傳送壁(82)沿著橫向于所述柄部支撐表面(62)的所述突塊(74)的一部分延伸并大致面對所述旋轉方向；其中成對的頭部部分(40)和柄部耦接部(56)成配合的關系，且對于這樣的每一對，所述第一頭部基面(46)鄰接所述第一柄部支撐表面(76)，所述第二頭部基面(48)鄰接所述第二柄部支撐表面(78)，所述頭部扭矩傳送壁(52)鄰接所述柄部扭矩傳送壁(82)，所述第一頭部固定表面(34)鄰接所述第一柄部固定表面(88)且所述第二頭部固定表面(36)鄰接所述第二柄部固定表面(90)。
2.根據(jù)權利要求1所述的鉆頭(10)，其特征在于所述帽狀凹部(44)具有凹部前表面(54)，所述突塊(74)具有突塊前表面(84)，且在所述凹部前表面(54)和所述突塊前表面(84)之間存在間隙。
3.根據(jù)權利要求1所述的鉆頭(10)，其特征在于所述第一柄部支撐表面(76)和第二柄部支撐表面(78)是平坦的。
4.根據(jù)權利要求1所述的鉆頭(10)，其特征在于所述頭部基面(46，48)是平坦的。
5.根據(jù)權利要求1所述的鉆頭(10)，其特征在于所述第一柄部支撐表面(76)和第二柄部支撐表面(78)是共面的。
6.根據(jù)權利要求1所述的鉆頭(10)，其特征在于所述頭部基面(46，48)是共面的。
7.根據(jù)權利要求2所述的鉆頭(10)，其特征在于所述凹部前表面(54)大致平行于所述頭部基面(24)，且所述突塊前表面(84)大致平行于所述柄部支撐表面(62)。
8.根據(jù)權利要求1所述的鉆頭(10)，其特征在于所述頭部固定表面(28)遠離所述頭部基面(24)地向后延伸且以第一錐角β1遠離所述旋轉軸線(16)地向外延伸，所述柄部固定表面(68)遠離所述柄部支撐表面(62)地向后延伸并以第二錐角β2遠離所述旋轉軸線(16)地向外延伸。
9.根據(jù)權利要求8所述的鉆頭(10)，其特征在于所述第一錐角β1小于所述第二錐角β2。
10.根據(jù)權利要求1所述的鉆頭(10)，其特征在于所述至少兩個頭部凹槽(38)和所述至少兩個柄部凹槽(60)以大致的軸向方向延伸。
11.根據(jù)權利要求10所述的鉆頭(10)，其特征在于所述至少兩個頭部凹槽(38)是相同的且所述至少兩個柄部凹槽(60)是相同的。
12.根據(jù)權利要求1所述的鉆頭(10)，其特征在于所述鉆頭(10)設有冷卻劑通道(80)。
13.根據(jù)權利要求1所述的鉆頭(10)，其特征在于在所述突塊(74)的尾端處、在各個柄部支撐表面(62)內形成有凹陷(79)。
14.一種組裝鉆頭(10)的方法，包括以下步驟提供包括帽狀部(18)和固定部(20)的切割刀頭(12)，所述帽狀部(18)包括頭部表面(22)、頭部基面(24)和在它們之間延伸的外圍側面(26)，所述頭部基面(24)橫向于旋轉軸線，所述固定部(20)從所述頭部基面(24)遠離所述頭部表面(22)地向后突出并包括相對于所述旋轉軸線環(huán)向地延伸的頭部固定表面(28)，至少兩個頭部凹槽(38)沿著所述帽狀部與固定部(18，20)的外圍延伸，在鄰近的成對頭部凹槽(38)之間形成相同的頭部部分(40)，各個頭部部分(40)包括開通至所述側面(26)和所述頭部基面(24)并將所述頭部基面(24)分成第一頭部基面(46)和第二頭部基面(48)的帽狀凹部(44)，頭部扭矩傳送壁(52)沿著橫向于所述頭部基面(24)的所述帽狀凹部(44)的一部分延伸并大致面對著相反的旋轉方向，頭部固定凹部(32)將頭部固定表面(28)分成第一頭部固定表面(34)和第二頭部固定表面(36)，提供具有至少兩個柄部凹槽(60)的工具柄部(14)，所述至少兩個柄部凹槽(60)沿著所述工具柄部(14)的外圍延伸，在鄰近的成對柄部凹槽(60)之間形成位于所述工具柄部(14)前端的相同的柄部耦接部(56)，各個柄部耦接部(56)包括朝前的柄部支撐表面(62)和相對于所述柄部支撐表面(62)軸向地向后進行定位的柄部固定表面(68)，柄部固定凹部(86)將所述柄部固定表面(68)分成第一柄部固定表面(88)和第二柄部固定表面(90)，突塊(74)從各個柄部支撐表面(62)向前突出，所述突塊(74)將所述柄部支撐表面(62)分成第一柄部支撐表面(76)和第二柄部支撐表面(78)，柄部扭矩傳送壁(82)沿著橫向于所述柄部支撐表面(62)的所述突塊(74)的一部分延伸并大致面對所述旋轉方向；軸向對準所述切割刀頭(12)和所述工具柄部(14)直到成對頭部部分(40)和柄部耦接部(56)互相相對，以便對于每一對而言所述第一頭部固定表面(34)在所述柄部固定凹部(86)的上方，所述第一頭部基面(46)在所述第一柄部支撐表面(76)的上方，且所述帽狀凹部(44)在所述突塊(74)的上方；對于每一對而言，將所述第一頭部固定表面(34)插入所述柄部固定凹部(86)，并將所述突塊(74)插入所述帽狀凹部(44)；以及，對于每一對而言，旋轉所述切割刀頭(12)直至所述頭部扭矩傳送壁(52)鄰接所述柄部扭矩傳送壁(82)。
全文摘要
一種鉆頭，其中切割刀頭可釋放式裝配在工具柄部上。該切割刀頭由工具柄部在位于柄部支撐表面上的四個分隔開的軸向支撐區(qū)域軸向地進行支撐。
文檔編號B23B51/00GK1956813SQ200580016573
公開日2007年5月2日 申請日期2005年5月8日 優(yōu)先權日2004年5月24日
發(fā)明者G·赫希特, D·陳 申請人:伊斯卡有限公司