專利名稱：用于去屑加工的鉆削刀具及其松頂部和基體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
第一方面，本發(fā)明涉及一種設(shè)計用于去屑加工并為由所附獨立權(quán)利要求1的前序 部分限定的類型的鉆削刀具。另一方面，本發(fā)明還涉及一種松頂部和一種基體。所論述類型的鉆削刀具適用于金屬工件的去屑加工或切削加工(尤其是孔制 造)，所述金屬如鋼、鑄鐵、鋁、鈦、黃銅等等。所述刀具還可用于不同種類復(fù)合材料的加工。
背景技術(shù)：
本發(fā)明的一般背景與實心鉆不同的鉆削刀具已被開發(fā)出超過十年，所述鉆削刀具由兩部分構(gòu)成，亦 即，由基體或鉆主體以及與所述基體或鉆主體以可分離的方式連接并因此可更換的頭部構(gòu) 成，且在所述頭部中包括必不可少的切削刃。這樣，刀具的主要部分能由具有適度彈性模量 的較廉價的材料如鋼制成，而較小部分亦即頭部能由更硬而且更昂貴的材料如硬質(zhì)合金、 金屬陶瓷、陶瓷等等制成，這賦予了切削刃優(yōu)良的去屑能力、優(yōu)良的加工精度以及較長的使 用壽命。換言之，頭部形成了在磨損之后可被丟棄的耐磨部分，與此同時，基體能被重復(fù)使 用若干次(例如10到20次的更換)。當今公認的此類裝載有切削刃的頭部的名稱為“松 頂部”，本文獻稍后將用到此名稱。對松頂部式鉆削刀具提出的要求很多，其中之一是松頂部應(yīng)當對操作人員來說能 快速而方便地安裝和拆卸，而不需要必須將基體從驅(qū)動機器拆卸下來。此外，應(yīng)以可靠的方 式將轉(zhuǎn)矩從受到旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的基體傳遞至松頂部。另一要求是基體理所當然地應(yīng)能承受松頂 部在鉆削期間受到的向后軸向力。此外，松頂部應(yīng)以可靠方式相對于基體保持對中。又一 要求是不僅在孔鉆削期間，而且在所述鉆削刀具從所鉆銷的孔中退出的過程中使得松頂部 固定保持到基體。另外，所述刀具尤其是由昂貴材料制成的松頂部應(yīng)當能以低成本制造。
現(xiàn)有技術(shù)權(quán)利要求1的前序部分所限定的所述類型的鉆削刀具可預(yù)先從US6506003B1獲 知。此鉆削刀具的特征在于松頂部的包絡(luò)表面只沿著松頂部的大約一半長度延伸，亦即，從 前面的切削刃承載端延伸至一對橫向凸肩面，該對橫向凸肩面形成到軸向位于后面的兩個 側(cè)接觸表面的過渡，可彈性彎曲的分支的內(nèi)支承表面可壓到所述側(cè)接觸表面，以可回彈地 夾緊松頂部。側(cè)接觸表面形成在銷狀部件上，該銷狀部件相對于包絡(luò)表面的后肩表面向后 軸向突出，且該銷狀部件在其最后端包括一對凸引導(dǎo)表面。為將轉(zhuǎn)矩從基體傳遞至松頂部， 松頂部形成有相對于包絡(luò)表面的后肩表面向后突出短距離的一對凸耳。分支的一對前部指 狀部分的配合的切向支承表面能被壓到這些凸耳的接觸表面。能通過分支前部的配合的軸 向支承表面和肩表面或者通過松頂部的后端以及分支之間的底部區(qū)域，將軸向力從松頂部 傳遞至基體。已知鉆削刀具的缺點在于制造工藝落后，而且含有尺寸精度要求高的事實。因此，所述刀具設(shè)計不僅在配合的成對的分支的內(nèi)支承表面與松頂部的外側(cè)接觸表面之間，而且 在配合的成對的凹引導(dǎo)表面與凸引導(dǎo)表面之間也相應(yīng)需要精確或者嚴格配合，所述凹引導(dǎo) 表面與凸引導(dǎo)表面靠近卡爪的底部以及在松頂部部分的后端上形成，并與松頂部轉(zhuǎn)入操作 終點位置相關(guān)地形成相互接合。這就意味著(在松頂部的轉(zhuǎn)入開始之前)引導(dǎo)表面之間已 形成的初始表面接觸可引起相當大的轉(zhuǎn)動阻力，然后，該轉(zhuǎn)動阻力在成對的內(nèi)支承表面與 側(cè)接觸表面之間形成接觸時增大。換言之，將松頂部轉(zhuǎn)入所述松頂部的終點位置所需要的 總手動力將變大，這是不利的。另一缺點是只通過從松頂部包絡(luò)表面的后端向后突出的較 短的凸耳實現(xiàn)基體與松頂部之間的轉(zhuǎn)矩傳遞。換言之，切向支承表面和切向接觸表面必定 變小，而且可能形成產(chǎn)生形變損壞的風(fēng)險的大表面壓強，尤其是在分支的前部指狀部分。關(guān) 于這一點，必須認識到所論述類型的鉆削刀具可具有限定為大約8mm的直徑，其中，所論述 的轉(zhuǎn)矩傳遞表面可變成僅僅毫米大小。又一缺點在于，松頂部的總軸向長度相對于直徑相 當大(2 1)，更確切地說這是由于包絡(luò)表面延伸所沿的前部占據(jù)大約總長度的50%，后銷 部分占據(jù)剩余的50%的原因。這就意味著松頂部的總體積相對于直徑變大，并導(dǎo)致制造過 程中昂貴的材料消耗。再一缺點在于分支在松頂部上的夾箍緊或夾持被限定于松頂部的后 半部分，而前半部分缺乏側(cè)向支承。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的和特征本發(fā)明目的在于避免從US6506003獲知的鉆削刀具的上述缺陷并提供改進的鉆 削刀具。因此，本發(fā)明的主要目的是提供一種鉆削刀具，所述鉆削刀具的松頂部相對于其直 徑具有最小長度，并因此具有最小體積，而且能以最低要求的尺寸精度制造所述松頂部，并 以簡單而流暢的方式將其安裝在基體的附屬卡爪內(nèi)。在此過程中，在將松頂部朝其操作終 點位置轉(zhuǎn)入之前，應(yīng)可以使松頂部在初始位置保持大致對中，因此，不必形成會增加松頂部 長度的特定對中銷。另一目的是提供一種具有松頂部的鉆削刀具，所述松頂部以其整體被 可靠保持夾緊在基體的分支之間。本發(fā)明的又一目的是提供一種鉆削刀具，所述鉆削刀具 的基體和松頂部以能在所述基體與松頂部之間傳遞大轉(zhuǎn)矩的方式形成，而不存在任何明顯 的形變損壞風(fēng)險。此外，鉆削刀具應(yīng)允許用簡易的鍵快速而簡便地更換松頂部，而不需要必 須將基體從驅(qū)動機器拆卸下來。為確保順暢更換，重要因素是應(yīng)可以將松頂部無誤地插在 分支之間，而且分支應(yīng)對松頂部轉(zhuǎn)入其操作終點位置存在可能的最小阻力，且分支在鉆削 過程中保持松頂部可靠夾緊的能力不會消失。在具體方面中，本發(fā)明目的還在于提供一種 鉆削刀具，所述鉆削刀具關(guān)于松頂部的安裝，允許操作人員在松頂部到達其操作終點位置 時以觸覺和/或聽覺方式明顯察覺到。根據(jù)本發(fā)明，由權(quán)利要求1的特征項所限定的特征來實現(xiàn)至少主要目的。根據(jù)本 發(fā)明的鉆削刀具的優(yōu)選實施例進一步在從屬權(quán)利要求2至14中限定。第二方面，本發(fā)明還涉及一種這樣的松頂部。此松頂部的主要特征可從獨立權(quán)利 要求15獲知。第三方面，本發(fā)明還涉及一種由獨立權(quán)利要求26限定的這樣的基體。發(fā)明概述本發(fā)明所基于的思想是，以對于傳遞轉(zhuǎn)矩最佳、同時關(guān)于將松頂部轉(zhuǎn)入卡爪對松頂部進行臨時對中所需要的裝置能被整體形成到松頂部中而不必增大松頂部的總長的方 式，來使用長度得以明顯限制的有利緊湊松頂部。這通過使得松頂部的各個切向接觸表面 從松頂部的后端延伸至前端并通過共用的凹進表面轉(zhuǎn)變成側(cè)接觸表面和引導(dǎo)表面來實現(xiàn)。 這樣，不需要必須將臨時對中所必需的引導(dǎo)表面軸向定位在切向接觸表面的后面。術(shù)語在以下的說明和權(quán)利要求中，將分別描述基體和松頂部的多對配合的表面。當這 些表面存在于基體上時，將其稱為“支承表面”，而將松頂部的對應(yīng)表面稱為“接觸表面”(例 如分別為“軸向支承表面”和“軸向接觸表面”)。為了進一步區(qū)分彼此不同的表面，在表述 軸向支承表面/軸向接觸表面以及切向支承表面/切向接觸表面中，分別另外使用前綴“軸 向，，和“切向”。但是，這些前綴不涉及不同表面如何幾何位于刀具內(nèi)，也不涉及這些表面分 別傳遞和承載力的方向。此外，應(yīng)指出的是松頂部在實施例中包括為平表面形式、且被用作 壓到基體中的軸向支承表面的軸向接觸表面的后端。根據(jù)上下文，可將此表面稱為“后端” 或者“軸向接觸表面”。附圖中，以類似的表面圖案示出了在鉆削刀具的操作狀態(tài)下彼此接 觸的配合的面。


附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的鉆削刀具的第一實施例的部分透視圖，所示的鉆削刀具的基 體和松頂部處于組裝狀態(tài)，圖2是示出了與基體分離的松頂部的分解透視圖，圖3是放大分解圖，以底部透視圖示出了松頂部，而以頂部透視圖示出了基體的 前端，圖4是以側(cè)視圖示出了基體和松頂部的分解圖，圖5是圖4中的V-V端視圖，從前面示出了基體，圖6是圖4中的VI-VI端視圖，從后面示出了松頂部，圖7是圖4中的XII-XII的剖面圖，圖8是示出了在當松頂部朝操作終點位置的轉(zhuǎn)入將要開始時的狀態(tài)下，所述松頂 部被插入基體卡爪的局部透視圖，圖9是示出了兩對引導(dǎo)表面如何相互配合的剖面圖，圖10是示出了根據(jù)本發(fā)明的鉆削刀具的可選實施例的基體和松頂部的透視分解 圖，更確切地說是以頂部透視圖示出，圖11是以底部透視圖示出了相同基體和松頂部的分解圖，圖12是示出了另外的實施例的透視分解圖，刀具的松頂部以底部透視圖示出，以 及圖13是根據(jù)圖12的松頂部的頂部透視圖。
具體實施例方式圖1和圖2所示的鉆削刀具為所謂的麻花鉆形式，并包括基體或鉆主體1以及包 括有切削刃3的松頂部2。在根據(jù)圖1的組裝的工作狀態(tài)下，鉆削刀具可圍繞由C表示的中
7心軸線旋轉(zhuǎn)，更確切地說是在旋轉(zhuǎn)方向R上旋轉(zhuǎn)。在圖2中可見基體1包括前端4和后端 5，基體特有的中心軸線Cl在該前端和后端之間延伸。圓柱形包絡(luò)表面6從前端4在向后 的方向上延伸，在包絡(luò)表面6中沉頭鉆取兩個容屑槽7，容屑槽7在此情況下為螺旋狀，但在 螺孔鉆中也可以是直的。在本示例中，容屑槽7終止于包括在后部9中的套環(huán)8附近，該后 部被設(shè)計成附接至驅(qū)動機器(未示出)。松頂部2也包括前端10和后端11及其自身的中心軸線C2，共同形成包絡(luò)表面的 兩個凸部分表面12與該中心軸線同心。兩個包絡(luò)部分表面12由兩個螺旋狀容屑槽13隔 開(還參見圖3)，容屑槽13在松頂部安裝到基體上時形成了基體1的容屑槽7的延伸部。 如果松頂部2相對于基體1正確對中，則各個中心軸線Cl和C2與組合鉆削刀具的中心軸 線C重合。由于基體1的主要部分與本發(fā)明關(guān)系不大，因此，此后僅以放大尺寸圖示了基體 的前端部分以及松頂部2?，F(xiàn)在參照圖3至圖9，其中圖3和圖4示出了基體1如何在其前端包括卡爪14，該 卡爪限定于兩個相同的分支15與中間底部16之間。每個分支15包括內(nèi)支承表面17，內(nèi)支 承表面17在此情況下為平的并從前端表面18軸向向后延伸。表面17、18經(jīng)由邊界線19 轉(zhuǎn)變成彼此。此外，各個分支包括切向支承表面20，切向支承表面20在旋轉(zhuǎn)方向R上朝向 前方，亦即，在先。分支相對的旋轉(zhuǎn)尾隨表面作為凹表面21的軸向前部21a被包括進來，該 凹表面21存在于兩個螺旋狀邊界線22、23之間并限定容屑槽7。每個分支15可彈性彎曲， 以可回彈地夾到松頂部。該可彎曲性和或者可回彈性實際上是通過基體的至少前部的材料 適當?shù)鼐哂刑囟ü逃袕椥缘氖聦崄韺崿F(xiàn)的，所述材料適當?shù)貫殇?。以傳統(tǒng)方式，松頂部2的 材料則可由硬質(zhì)合金(粘結(jié)金屬的硬質(zhì)合金顆粒)、金屬陶瓷、陶瓷等等組成。分支15的內(nèi)支承表面17被布置成壓到松頂部2的側(cè)接觸表面24。一對凹引導(dǎo)表 面25軸向形成在內(nèi)支承表面17的后面，所述凹引導(dǎo)表面被布置成與軸向位于松頂部的側(cè) 接觸表面24后面的凸引導(dǎo)表面26配合。各個內(nèi)支承表面17經(jīng)由過渡表面27轉(zhuǎn)變成凹引 導(dǎo)表面25。表面24和26以類似方式經(jīng)由過渡表面28轉(zhuǎn)變成彼此。在根據(jù)本發(fā)明的鉆削刀具背后的基本思想為，引導(dǎo)表面25、26只應(yīng)暫時配合，亦 即在松頂部朝操作終點位置初始轉(zhuǎn)入期間配合。在示出的優(yōu)選實施例中，凹引導(dǎo)表面25和 凸引導(dǎo)表面26均為圓柱形，并與相應(yīng)的中心軸線C1、C2同心。它們也可具有其他旋轉(zhuǎn)對稱 基本形狀，例如圓錐形、或者圓柱形部分表面和圓錐形部分表面的(單獨或同時)組合。圖5和圖6中，ID表示兩個凹弓丨導(dǎo)表面25之間的內(nèi)徑或直徑尺寸，而OD表示凸引 導(dǎo)表面26之間的外徑或直徑尺寸。根據(jù)本發(fā)明，內(nèi)徑ID略大于外徑0D。實際上，直徑ID 與OD之間的差可以是極小的，等于十分之一或者十分之幾毫米。盡管如此，該差足夠大，一 方面使得引導(dǎo)表面25、26在松頂部已經(jīng)被轉(zhuǎn)入操作終點位置時互相分開，另一方面確保松 頂部在轉(zhuǎn)入將要開始時保持臨時對中，也就是說，位于分支之間的中間位置。如圖3所示，松頂部的后端由平表面11表示，該平表面垂直于中心軸線C2延伸以 便用作軸向接觸表面，所述軸向接觸表面可壓到位于基體的卡爪14中并用作軸向支承表 面的底部16。表面11在兩個凸邊界線29之間沿直徑方向延伸，所述兩個凸邊界線在本示 例中形成到包絡(luò)部分表面12的直接過渡，且表面11具有§狀輪廓形狀。其中包括切削刃3的松頂部2的前端10通過由多個部分表面組成的端表面表示(參見圖4和圖8)，所述部分表面在此情況下成對相同，因此不作單獨說明。主間隙表面30 形成在各個切削刃3的后面(從旋轉(zhuǎn)方向看)，該主間隙表面具有適度的間隙角，并轉(zhuǎn)變成 具有更大間隙角的次間隙表面31。表面31又轉(zhuǎn)變成第三間隙表面32，第三間隙表面32具 有甚至更大的間隙角，并形成到位于后面的容屑槽13的過渡。在切削刃3的附近，容屑槽 13的凹界定表面形成切屑表面，該切屑表面在更靠近松頂部中心處轉(zhuǎn)變成凸部分表面33。 此外，應(yīng)注意的是，引導(dǎo)塊34靠近包絡(luò)部分表面12而形成，引導(dǎo)塊34的主要目的是對鉆削 刀具進行引導(dǎo)。所鉆削的孔的直徑由外周點3a之間的直徑距離確定，切削刃3在所述外周 點處與引導(dǎo)塊34相交。還應(yīng)指出的是，兩個切削刃3會合于尖端35，該尖端形成松頂部最 前面的部分，且該尖端中可包括所稱的鑿尖和肉眼不可見的最小中心沖頭(未示出)。圖4中，Dl表示松頂部的直徑(=所鉆削的孔的直徑)，而L表示尖端35與軸向 接觸表面11之間的松頂部的總長度。在所示的優(yōu)選實施例中，長度L比直徑D小得多。更 確切地說，L大約等于D的70%。這就意味著松頂部相對于其直徑非常緊湊，從而使得松頂 部的材料消耗量最小。轉(zhuǎn)矩承載切向接觸表面36(參見圖3和圖7)從每個包絡(luò)部分表面12向內(nèi)延伸， 該轉(zhuǎn)矩承載切向接觸表面沿著邊界線37與包絡(luò)部分表面12相交。因此，切向接觸表面36 徑向位于包絡(luò)部分表面12的內(nèi)側(cè)，但徑向位于側(cè)接觸表面24的外側(cè)。如圖7所示，表面 12、36彼此會聚成會聚銳角α，該角α在本示例中大約等于50°。此外，盡管切向接觸表 面36與側(cè)支承表面24之間的角β比α大得多，但還是為銳角，側(cè)支承表面24在本示例 中為平的。在本示例中，β大約等于86°。圖7中，IC進一步表示松頂部所稱的核，該核由凹容屑槽表面13彼此最靠近的部 分之間的內(nèi)切圓構(gòu)成。大致限定于表面13、12、36和24之間的兩個條形部38從核徑向朝 外延伸。如圖3和圖7所示，所示優(yōu)選實施例中的各個側(cè)接觸表面24為平的，并通過具有 特定厚度的腹部或者材料部分39的存在而與核IC間隔開。換言之，可以說側(cè)接觸表面24 包括在核IC外側(cè)上的材料附加部分內(nèi)。此外，應(yīng)指出的是兩個側(cè)接觸表面24在以剖面看 松頂部時相互平行(參見圖7)。各個切向接觸表面36 (參見圖3)從松頂部的后端11 (除了小的S形過渡或者間隙 表面40以外)延伸至前端10。以附圖標記41整體象征性表示的凹進的凹表面存在于切向 接觸表面36的內(nèi)側(cè)，該凹進的凹表面包括多個凹部分表面，即，鄰接側(cè)接觸表面24的前部 分表面42以及鄰接凸引導(dǎo)表面26的后部分表面43。第三凹部分表面44形成在兩個部分 表面42與43之間，該第三凹部分表面44形成切向接觸表面36與在表面24、26之間的過 渡表面28之間的徑向過渡。在所示的優(yōu)選實施例中，切向接觸表面36從松頂部的后端或 軸向接觸表面11 一直延伸至前端10。更確切地說，表面36在后邊界線45與前邊界線46 之間延伸，而前邊界線46形成表面36與包括在松頂部的前端內(nèi)的間隙表面31之間的過渡 (參見圖8)。如上所述，可見(邊界線45與46之間的)切向接觸表面36的軸向長度基本 上與表面24、26和28的軸向長度或延伸的總和相同。換言之，切向接觸表面36比側(cè)接觸 表面24長得多。因此，緊湊松頂部的明顯軸向延伸部用于提供最佳大切向接觸表面36。如在圖3中進一步可見，各個分支的內(nèi)支承表面17與切向支承表面20之間存在 第一凸部分表面47。類似的凸部分表面48、49也存在于凹引導(dǎo)表面25與切向支承表面20 之間以及過渡表面27與切向支承表面20之間。部分表面47、48和49形成通常具有比松頂部的對應(yīng)凹部分表面或者間隙表面42、43和44更大的曲率半徑的間隙表面。這樣，在松 頂部在卡爪14中處于其操作終點位置時，成對的部分表面之間形成間隙。在相同的終點位 置，靠近軸向支承表面16的凹過渡表面50也與靠近軸向接觸表面11的凸過渡表面40分 開。繼續(xù)參照圖3，還應(yīng)指出的是各個側(cè)接觸表面24從松頂部的前端軸向向后延伸。 更確切地說，表面24軸向限定于前邊界線51和后邊界線52之間，前邊界線形成到間隙表 面31的過渡(參見圖8)。表面24由分別旋轉(zhuǎn)在先和尾隨的側(cè)邊界線53、54橫向限定，旋 轉(zhuǎn)尾隨的側(cè)邊界線形成靠近三角形中間表面55的界定邊緣或包括在該界定邊緣內(nèi)。界定 邊緣54在本示例中為直的。與軸向接觸表面11 一樣，軸向支承表面16在兩個沿直徑方向相對的弓形邊界線 56之間延伸。有益的是，兩個表面11和16具有相同的§狀輪廓形狀，所述兩個表面在松 頂部位于其操作終點位置時彼此完全表面接觸?，F(xiàn)參照圖5至圖7，其中，DLl (參見圖5)表示在分支為加載時在分支的平的且相 互平行的內(nèi)支承表面17之間延伸可能的最短距離的假想第一直徑線。換言之，直徑線DLl 垂直于各個內(nèi)支承表面延伸。很顯然，在內(nèi)支承表面17之間延伸的其它任意直徑線(即經(jīng) 過中心軸線Cl的直線)變得比直徑線DLl更長。無論假想線繞中心軸線Cl順時針還是逆 時針轉(zhuǎn)動，這都是適用的。在圖7中，DL2表示在兩個側(cè)接觸表面24的界定邊緣54之間延伸的假想第二直 徑線。直徑線DL2比直徑線DLl略長。實際上，DLl與DL2之間的長度差僅等于百分之一 或百分之幾毫米，例如處于0.02mm至0. IOmm的范圍內(nèi)。另外，應(yīng)注意的是，松頂部的界定 邊緣54之間的直徑線DL2與相應(yīng)側(cè)接觸表面24形成銳角Y。在本示例中該角Y大約等 于 85°。在圖8中，V表示松頂部2被轉(zhuǎn)動到其操作終點位置的方向。轉(zhuǎn)動方向V與鉆削 刀具的旋轉(zhuǎn)方向R相反。從在圖3中最清晰可見，引導(dǎo)表面26在切向方向上部分地相對于側(cè)接觸表面24 移位，更確切地說是通過與容屑槽13的邊界線26a相對于側(cè)接觸表面24的界定邊緣54相 對于轉(zhuǎn)動方向R向后移位的方式，亦即在圖3向左移位。在松頂部沿旋轉(zhuǎn)方向V的轉(zhuǎn)入過 程中，邊界線26a因此將先于界定邊緣54移動。其實際后果是引導(dǎo)表面26能開始與引導(dǎo) 表面25配合，以使松頂部在界定邊緣54與分支15的內(nèi)支承表面17接觸之前已經(jīng)臨時大 致對中。換言之，一旦松頂部的軸向接觸表面11已經(jīng)被壓到軸向支承表面16，則不能將松 頂部橫向推出卡爪14。應(yīng)注意的是，卡爪14后部內(nèi)的兩個凹引導(dǎo)表面25形成在相對于分支15的其余部 分向內(nèi)加厚的邊界部分上。其結(jié)果是，在打磨各個切向接觸表面20 (參見圖3)時，將其大 致形成為L形。切向支承表面20的寬度不均等，切向支承表面相應(yīng)地沿分支15的后部加 厚邊界部分比沿其前部更寬。加厚邊界部分的優(yōu)點在于分支整體變得非常牢固，且能傳遞 大的切向應(yīng)力而不會變形。這里，尤其應(yīng)注意的是，能將分支需要用以彎曲并能對松頂部施 加夾緊力的可彎曲性或回彈性集中到分支的前半部分，其原因是沿位于松頂部2前半部分 的側(cè)接觸表面24出現(xiàn)夾緊，而分支15的后半部分基本上不可回彈。本發(fā)明的功能和優(yōu)點
在圖8中，示出了松頂部2位于初始位置，其中，松頂部已被軸向插入基體的分支 15之間的卡爪內(nèi)，但還沒有被轉(zhuǎn)入其操作終點位置。凸引導(dǎo)表面26已于此初始位置被部分 插入分支15內(nèi)側(cè)的凹引導(dǎo)表面25之間。這樣，確保松頂部在側(cè)接觸表面24的界定邊緣54 與分支15的內(nèi)支承表面17形成接觸之前已經(jīng)大致相對于卡爪對中，亦即，保持在分支之間 的中間位置(因此沒有相對于基體的中心軸線Cl精確對中)。在已經(jīng)開始轉(zhuǎn)入時，兩個側(cè) 接觸表面24的界定邊緣54將及時接觸內(nèi)支承表面17，并使分支向外彎曲，同時將張力或彈 力施加給分支，更確切地說這是由于DLl與DL2之間的長度差。精確地當兩條直徑線DLl和 DL2彼此重合時，松頂部經(jīng)過死點位置，分支在該位置的彈力最大，由此，松頂部還被轉(zhuǎn)動一 短距離直到切向接觸表面36壓到分支的切向支承表面20。當松頂部處于其操作終點位置 時，此位置的彈力已經(jīng)相對于在死點位置的其最大值略微減小，但還未消失。換言之，在操 作終點位置，彈力還足以可靠而牢固在分支之間夾緊松頂部。在轉(zhuǎn)入的最后階段，亦即，在 死點位置與終點位置之間轉(zhuǎn)入短弧長度，操作人員以手指的觸覺方式或者通過聽得見的卡 嗒聲(或者這些表現(xiàn)形式的組合)察覺松頂部到達預(yù)定終點位置。在圖9中可見在松頂部位于其操作終點位置時，更確切地說由于前述直徑OD與ID 之間的直徑差，成對的引導(dǎo)表面25、26之間出現(xiàn)弓形縫隙57。通過在與轉(zhuǎn)入方向V相反的方向上轉(zhuǎn)動松頂部對其進行拆卸。在安裝和拆卸過程 中，能用與凹口 58形成接合的鍵(未示出)來施加必不可少的轉(zhuǎn)矩(參見圖8)，凹口 58位 于間隙表面31與包絡(luò)部分表面12之間的過渡中。本發(fā)明的基本優(yōu)點在于，能在不要求難以實現(xiàn)的尺寸精度的情況下，大規(guī)模制造 的刀具尤其是松頂部，更確切地說是基于需要例如通過打磨的精密加工的多個表面最少的 事實來實現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明需要精密加工以確保松頂部的優(yōu)良夾緊和優(yōu)良對中的松頂部的表 面易于夠到，而且僅由成對的側(cè)接觸表面和切向接觸表面組成，且引導(dǎo)表面不需要精密加 工，其原因是引導(dǎo)表面只是關(guān)于松頂部開始轉(zhuǎn)入暫時起作用。而在松頂部的操作終點位置， 配合的成對凸引導(dǎo)表面和凹陷引導(dǎo)表面不相互接觸。本發(fā)明的另一優(yōu)點是盡管松頂部較 之根據(jù)US6506003B1獲知的松頂部更緊湊和更短，松頂部同樣能形成有足夠的切向接觸表 面。這樣，能將較大的轉(zhuǎn)矩從基體的分支傳遞至松頂部，而不存在形變損壞的風(fēng)險。分支的 后部加厚和穩(wěn)固的事實也有助于防止形變損壞的風(fēng)險。另外，由于必須克服以讓松頂部到 達終點位置的彈力只是短時間瞬間出現(xiàn)，而不會在松頂部的轉(zhuǎn)入期間儀器整體均勻出現(xiàn)， 因此，能以迅速而方便的方式安裝松頂部。還有一個優(yōu)點是沿著松頂部的軸向前部而非靠 著后部來實現(xiàn)分支與松頂部之間的箍緊。因此，分支夾緊的兩側(cè)接觸表面緊鄰包括在前端 內(nèi)的間隙表面定位?，F(xiàn)在參照圖10和圖11，圖中示出了可選實施例，該可選實施例與前述實施例的不 同點在于，其中，松頂部2的側(cè)接觸表面24是凸的，分支15的內(nèi)支承表面17是凹的，而不 是平的。此外，分支15的自由前端形成有支架或唇緣59，支架或唇緣59在旋轉(zhuǎn)方向上從軸 向位于后面的切向支承表面20徑向向前突出。在此情況下，切向支承表面基本上平行于基 體的中心軸線Cl。唇緣59形成鎖定裝置，鎖定裝置抑制松頂部例如關(guān)于鉆削刀具從所鉆削 的孔被拉出而意外脫離卡爪14。各個唇緣59為楔形，并具有向后的傾斜止擋表面60，該傾 斜止擋表面60面向包括在松頂部前端內(nèi)的同樣傾斜的表面61。但是，只要松頂部通過足 以防止脫離的彈力得以牢固箍緊，則這些表面60、61不會相互接觸。然而，如果使得松頂部脫離的作用力克服了分支的彈力，則表面61將壓到止擋表面60，并防止松頂部的進一步軸 向移動。關(guān)于這一點，應(yīng)提及的是，鉆削刀具在從所鉆削的孔退出期間還是在旋轉(zhuǎn)方向R上 旋轉(zhuǎn)。這樣，切向支承表面20繼續(xù)與唇緣59后面的切向接觸表面36保持接觸，從而，唇緣 59以十分可靠的方式防止脫離。通過配合的切向支承表面20與切向接觸表面36被傾斜成使得這些表面之間的任 意前部接觸點都相對于在后的每個接觸點旋轉(zhuǎn)在先的方式，來確保根據(jù)圖1至圖9的實施 例的類似的松頂部2的軸向鎖定(參見圖8以及圖4中的邊界線37)。當各個切向支承表 面20在鉆削刀具的縮回以及與此同時的旋轉(zhuǎn)期間保持壓到附屬切向接觸表面36時，松頂 部因此而受力，該力旨在使得松頂部的軸向接觸表面11壓到軸向支承表面16，并借此有效 抑制松頂部被意外軸向拉出。圖12和圖13示出了另外的實施例，其具有用于松頂部的軸向鎖定的另一種裝置。 在此情況下，該鎖定裝置包括形成在分支15后端內(nèi)的基座62以及位于松頂部上的兩個鎖 定構(gòu)件63。各個基座62為槽，所述槽凹進各個分支15內(nèi)并位于分支的相切支承表面19與 基體的軸向支承表面16之間。各個凸狀構(gòu)件63則為軸向位于松頂部的切向接觸表面36后 面并連接至軸向接觸表面11的凸脊。換言之，凸脊63相對于相切接觸表面36橫向突出，而 所述凸脊的后部轉(zhuǎn)變成軸向接觸表面11。當松頂部被轉(zhuǎn)到操作位置時，凸脊63接合槽62， 但凸脊不會與槽接觸。與前述實施例一樣，只有松頂部上的負軸向力克服了分支的彈力，凸 脊55才起作用。此外，圖12示出了基體1如何可包括用于冷卻松頂部的切削刃的冷卻液管道64 以及與這些冷卻液管道相連的表面(其它實施例也適用)。冷卻液管道64在分支15的前 端表面18內(nèi)開口。本發(fā)明的可行的變型本發(fā)明不僅僅局限于上述以及附圖所示的實施例。因此，例如通過位于同一平面 的兩個或兩個以上分開的部分表面組成松頂部的軸向接觸表面和/或基體的軸向支承表 面來對這些面進行改型。但是，附圖中示例的連續(xù)平表面式面是優(yōu)選的。盡管實施例中的 軸向接觸表面經(jīng)由各個端邊界線與包絡(luò)部分表面之間的兩個直徑相對端邊界線直接轉(zhuǎn)變 成包絡(luò)部分表面，但也可采用狹窄過渡表面。松頂部的切向接觸表面從松頂部的后端或者 軸向接觸表面一直延伸至前端都不是必須的。但是，當切向應(yīng)力或者轉(zhuǎn)矩的傳遞要求很高 時，所示例的實施例是優(yōu)選的。對與成對的配合的引導(dǎo)表面而言，可以使僅一種類型例如凹 引導(dǎo)表面形成有規(guī)則圓柱形和/或圓錐形基本形狀，而使另一種類型形成有一個或多個部 分表面，所述部分表面與中心軸線相隔同樣的徑向距離。從已示例的可選實施例可知，無論 分支的內(nèi)支承表面和松頂部的側(cè)接觸表面為平的還是弓形的，本發(fā)明都是適用的。關(guān)于這 一點，應(yīng)指出的是，能直接壓制或精密加工例如打磨松頂部的軸向接觸表面。這里，還應(yīng)指 出的是，包括在基體卡爪內(nèi)并與松頂部配合的支承表面通常關(guān)于其通過去屑加工的形成而 已經(jīng)獲得優(yōu)良的精確度。換言之，在通常情況下，不用對這些面進行拋光。此外，可在松頂 部的各個切削刃后面只形成一個間隙表面而非若干個間隙表面。最后必須說明的是，所論 述的鉆削刀具與其它任意鉆削刀具一樣可用于通過被旋轉(zhuǎn)加工固定工件，或者通過被夾緊 用于加工旋轉(zhuǎn)工件。
1權(quán)利要求
用于去屑加工的鉆削刀具，該鉆削刀具包括基體(1)，在所述基體中包括a)前端(4)和后端(5)以及包絡(luò)表面(6)，所述包絡(luò)表面包括兩個沉頭鉆取的容屑槽(7)并與第一中心軸線(C1)同心，所述基體能夠圍繞所述第一中心軸線在給定旋轉(zhuǎn)方向(R)上旋轉(zhuǎn)，松頂部(2)，在所述松頂部中包括b)前端(10)和后端(11)，所述后端形成軸向接觸表面(11)；與第二中心軸線(C2)同心的一對包絡(luò)部分表面(12)；和相對于所述一對包絡(luò)部分表面(12)沉頭鉆取的兩個容屑槽(13)，且從中心核(IC)徑向突出的兩個條形部(38)限定在所述兩個容屑槽之間，所述兩個條形部在所述前端(10)中各包括切削刃(3)，并包括旋轉(zhuǎn)地位于所述切削刃(3)后面的至少一個間隙表面(30、31、32)，c)兩個相對側(cè)接觸表面(24)，d)軸向位于所述側(cè)接觸表面(24)后面的一對凸引導(dǎo)表面(26)，所述引導(dǎo)表面與所述中心軸線(C2)同心并與所述中心軸線(C2)徑向相隔開一距離，該距離小于所述中心軸線(C2)與各個側(cè)接觸表面(24)之間的徑向距離，以及e)一對轉(zhuǎn)矩承載切向接觸表面(36)，所述切向接觸表面徑向位于所述包絡(luò)部分表面(12)的內(nèi)側(cè)以及所述側(cè)接觸表面(24)的外側(cè)，所述基體(1)的所述前端(4)包括卡爪(14)，所述卡爪由用作軸向支承表面的底部(16)以及從所述底部(16)軸向突出的兩個定位在外周的分支(15)限定，所述松頂部(2)的軸向接觸表面(11)能夠壓到所述軸向支承表面上，所述分支能夠彈性彎曲，并具有在操作終點位置中將所述松頂部(2)夾緊在所述卡爪(14)中的目的，更確切地說是通過可回彈地壓到所述松頂部的側(cè)接觸表面(24)的所述分支(15)的一對內(nèi)支承表面(17)以及能壓到所述松頂部的所述切向接觸表面(36)的所述分支的一對旋轉(zhuǎn)在先切向支承表面(20)，在操作終點位置中將所述松頂部(2)夾緊在所述卡爪(14)中，除此之外，凹引導(dǎo)表面(25)被軸向布置在所述內(nèi)支承表面(17)的后面以用于與所述松頂部的兩個凸引導(dǎo)表面(26)相配合，且所述松頂部能夠軸向插入所述基體的卡爪(14)中，并能夠轉(zhuǎn)動到操作終點位置以及能夠轉(zhuǎn)動離開所述操作終點位置，其中，所述分支(15)的切向支承表面(20)被壓到所述松頂部的切向接觸表面(36)上，其特征在于，所述松頂部的軸向接觸表面(11)垂直于所述松頂部的中心軸線(C2)延伸，更確切地說是在靠近兩個包絡(luò)部分表面(12)的邊界線(29)之間延伸，而且，所述分支(15)的所述一對凹引導(dǎo)表面(25)之間的最大直徑(ID)大于所述松頂部(2)的所述一對凸引導(dǎo)表面(26)之間的類似直徑(OD)，以便使所述引導(dǎo)表面一方面在向所述操作終點位置轉(zhuǎn)入期間將所述松頂部臨時保持在中間位置中，而另一方面在所述操作終點位置中不相互接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆削刀具，其特征在于，所述松頂部(2)的各個切向接觸表面 (36)從所述松頂部的軸向接觸表面(11)朝所述前端(10)延伸，并經(jīng)由凹進表面(41)轉(zhuǎn)變 成側(cè)接觸表面(24)和引導(dǎo)表面(26)，各個分支(15)的切向支承表面(20)具有比所述內(nèi)支 承表面(17)的軸向延伸長度大的軸向延伸長度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鉆削刀具，其特征在于，所述松頂部(2)的各個切向接觸 表面(36)從所述軸向接觸表面(11) 一直延伸到包括在所述前端(10)中的間隙表面(31)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的鉆削刀具，其特征在于，所述軸向支承表面 (16)垂直于所述基體的中心軸線(Cl)延伸，更確切地說是在相對的邊界線(56)之間朝所 述基體的包絡(luò)表面(6)延伸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鉆削刀具，其特征在于，所述基體(1)的軸向支承表面(16) 以及所述松頂部(2)的軸向接觸表面(11)具有相同的輪廓形狀。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的鉆削刀具，其特征在于，所述分支(15)的內(nèi)側(cè) 的兩個凹引導(dǎo)表面(25)為圓柱形和/或圓錐形。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的鉆削刀具，其特征在于，所述松頂部(2)的兩 個凸引導(dǎo)表面(26)為圓柱形和/或圓錐形。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的鉆削刀具，其特征在于，當所述分支(15)未 加載時在所述分支(15)的內(nèi)支承表面(17)之間延伸可能的最短距離的假想第一直徑線 (DLl)的長度小于沿所述松頂部的側(cè)接觸表面(24)的一對直徑相對界定邊緣(54)之間的 類似第二直徑線(DL2)的長度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鉆削刀具，其特征在于，所述分支(15)的內(nèi)支承表面(17)以 及所述松頂部(2)的側(cè)接觸表面(24)為平的，所述界定邊緣(54)為直的。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的鉆削刀具，其特征在于，所述松頂部(2)的各 個切向接觸表面(36)以及位于外面的包絡(luò)部分表面(12)彼此會聚成會聚銳角(α)。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的鉆削刀具，其特征在于，所述松頂部(2)具有 比其軸向長度(L)大的直徑(Dl)。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的鉆削刀具，其特征在于，所述基體(1)和松頂 部(2)包括配合的鎖定裝置(60、61 ；62、63)，以防止所述松頂部意外軸向退出所述卡爪。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的鉆削刀具，其特征在于，所述鎖定裝置包括基座(62)，所述 基座凹入各個分支(15)的后端中，且靠近所述松頂部(2)的軸向接觸表面(11)定位的凸 狀構(gòu)件(63)能插入所述基座中。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的鉆削刀具，其特征在于，所述基座為位于所述分支(15) 的切向支承表面(20)后面的槽(62)，且所述凸狀構(gòu)件為位于所述松頂部的切向接觸表面 (36)后面的凸脊(63)。
15.用于鉆削刀具的松頂部，該松頂部包括a)前端(10)和后端(11)，所述后端形成軸向接觸表面(11)；與中心軸線(C2)同心的 一對包絡(luò)部分表面(12)；和相對于所述一對包絡(luò)表面(12)沉頭鉆取的兩個容屑槽(13)，且 從中心核(IC)徑向突出的兩個條形部(38)限定在所述兩個容屑槽之間，所述兩個條形部 在所述前端(10)中各包括切削刃(3)，并包括旋轉(zhuǎn)地位于所述切削刃(3)后面的至少一個 間隙表面(30、31、32)，b)兩個相對側(cè)接觸表面(24)，刀具的基體的可彎曲分支能壓到所述兩個相對側(cè)接觸 表面上，c)軸向位于所述側(cè)接觸表面(24)后面的一對凸引導(dǎo)表面(26)，所述引導(dǎo)表面與所述 中心軸線(C2)同心并與所述中心軸線(C2)徑向相隔開一距離，該距離小于所述中心軸線 (C2)與各個側(cè)接觸表面(24)之間的徑向距離，以及d)一對轉(zhuǎn)矩承載切向接觸表面(36)，所述切向接觸表面徑向位于所述包絡(luò)部分表面(12)的內(nèi)側(cè)以及所述側(cè)接觸表面(24)的外側(cè)，其特征在于，所述軸向接觸表面(11)垂直于所述中心軸線(C2)延伸，更確切地說是在 靠近所述兩個包絡(luò)部分表面(12)的邊界線(29)之間延伸。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的松頂部，其特征在于，各個切向接觸表面(36)從所述軸向 接觸表面(11)朝所述松頂部的前端(10)延伸，并經(jīng)由凹進表面(41)轉(zhuǎn)變成側(cè)接觸表面 (24)和引導(dǎo)表面(26)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的松頂部，其特征在于，所述切向接觸表面(36)從所述軸向 接觸表面(11) 一直延伸到包括在所述前端(10)中的間隙表面(31)。
18.根據(jù)權(quán)利要求15至17中的任一項所述的松頂部，其特征在于，所述松頂部具有比 其軸向長度(L)大的直徑(Dl)。
19.根據(jù)權(quán)利要求15至18中的任一項所述的松頂部，其特征在于，各個側(cè)接觸表面 (24)形成在相對于核(IC)加厚的材料部分(39)上，所述核由所述兩個容屑槽(13)的凹界 定表面之間的內(nèi)切圓表示。
20.根據(jù)權(quán)利要求15至19中的任一項所述的松頂部，其特征在于，所述兩個引導(dǎo)表面 (26)為圓柱形和/或圓錐形。
21.根據(jù)權(quán)利要求15至20中的任一項所述的松頂部，其特征在于，各個側(cè)接觸表面 (24)為平的，并由旋轉(zhuǎn)尾隨界定邊緣(54)限定。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的松頂部，其特征在于，沿所述兩個側(cè)接觸表面(24)的直徑 相對界定邊緣(54)之間的假想直徑線(DL2)與各個側(cè)接觸表面形成銳角(Y)。
23.根據(jù)權(quán)利要求15至22中的任一項所述的松頂部，其特征在于，各個切向接觸表面 (36)以及位于外面的包絡(luò)部分表面(12)彼此會聚成會聚銳角(α)。
24.根據(jù)權(quán)利要求15至23中的任一項所述的松頂部，其特征在于，靠近所述軸向接觸 表面(11)形成凸狀構(gòu)件(63)，用于所述松頂部的軸向鎖定。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的松頂部，其特征在于，所述凸狀構(gòu)件為位于切向接觸表面 (36)后面的凸脊(63)。
26.用于去屑加工的鉆削刀具的基體，該基體包括前端(4)和后端(5)以及包絡(luò)表面 (6)，所述包絡(luò)表面包括兩個沉頭鉆取的容屑槽(7)并與中心軸線(Cl)同心，所述基體能夠 圍繞所述中心軸線在給定旋轉(zhuǎn)方向(R)上旋轉(zhuǎn)；以及卡爪(14)，所述卡爪形成在所述前端 (4)中，并由用作軸向支承表面(16)的底部以及從所述底部軸向突出的兩個定位在外周的 分支(15)限定，所述分支能彈性彎曲，并分別包括內(nèi)支承表面(17)和用于將轉(zhuǎn)矩傳遞至松 頂部的切向支承表面(20)，與所述中心軸線(Cl)同心的凹引導(dǎo)表面(25)軸向形成在各個 內(nèi)支承表面(17)后面，其特征在于，所述軸向支承表面(16)垂直于所述中心軸線(Cl)延 伸，更確切地說是在靠近所述包絡(luò)表面(6)的邊界線(56)之間延伸。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于去屑加工的鉆削刀具及其松頂部和基體。具體地，本發(fā)明的鉆削刀具包括有前卡爪的基體，卡爪由兩個可彈性彎曲的分支及中間軸向支承表面限定，并用于容納可替換的松頂部。在此過程中，分支在其內(nèi)支承表面保持可回彈地壓到松頂部的側(cè)接觸表面以牢固夾緊松頂部的同時通過其自身的切向接觸表面將轉(zhuǎn)矩傳遞至松頂部。在安裝松頂部過程中，將松頂部軸向插在分支之間，并使其轉(zhuǎn)動直到切向支承表面與松頂部的切向接觸表面接觸。為關(guān)于松頂部的轉(zhuǎn)入對其進行臨時大致對中，松頂部形成有凸引導(dǎo)表面，凸引導(dǎo)表面軸向位于軸向接觸表面與側(cè)接觸表面之間。不需要從軸向接觸表面向后突出的引導(dǎo)銷，因此能將松頂部制造成非常緊湊的實施例。
文檔編號B23B51/02GK101927369SQ20101021775
公開日2010年12月29日 申請日期2010年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月23日
發(fā)明者海倫娜·帕貝爾 申請人:山特維克知識產(chǎn)權(quán)股份有限公司