本發(fā)明涉及一種用于螺旋鉆孔器的制造方法和具有多個(gè)螺旋接片的螺旋鉆孔器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

用于螺旋鉆孔器的按照本發(fā)明的制造方法具有下面的步驟。將坯件改形為半成品。所述半成品由相對(duì)于鉆孔器軸線同軸的具有一定半徑的核心部和一定數(shù)量在核心部上設(shè)置的具有高度的接片形成。半成品具有沿鉆孔器軸線不變的橫截面。接片具有第一區(qū)段，所述第一區(qū)段鄰接到核心部上，并且在所述第一區(qū)段中，接片沿周向方向的寬度隨著相對(duì)于鉆孔器軸線的增加的徑向的距離保持不變或減少。接片具有第二區(qū)段，所述第二區(qū)段鄰接到第一區(qū)段上并且在所述第二區(qū)段中，接片沿周向方向的寬度隨著相對(duì)于鉆孔器軸線的增加的徑向的距離而增加。半成品的接片利用多個(gè)環(huán)形包圍半成品的并且沿鉆孔器軸線在接片上滾動(dòng)的輥軋工具改型為螺旋形的部段。輥軋工具具有相對(duì)于鉆孔器軸線傾斜的齒。螺旋形的部段的高度小于接片的高度。由相鄰的接片形成的螺旋形的部段彼此在閉合褶中接觸。

坯件的改型在至少兩個(gè)階段中進(jìn)行。在第一階段期間，優(yōu)選圓柱形的坯件的材料由角區(qū)域推在一起成為接片。產(chǎn)生的接片具有蘑菇形的結(jié)構(gòu)，其外部的頭部包含大的材料量。在第二階段期間接片被縱向輥軋。材料從頭部通過(guò)輥軋工具引導(dǎo)地再次往回推到之前露出的角區(qū)域中。傾斜的齒一方面推動(dòng)材料并且阻止到后來(lái)的螺旋部通道中的材料流。材料由此在螺旋形的部段中堆起。相鄰的輥軋工具將其材料的兩個(gè)部分推到處于要改型的接片之間的角區(qū)域中。兩個(gè)螺旋形的部段沿周向方向彼此對(duì)接并且形成連續(xù)的螺旋線。在螺旋線中，保留閉合褶，在所述閉合褶上，所述部段彼此對(duì)接。

所述閉合褶可以處于如下平面中，所述平面包含鉆孔器軸線并且在中央設(shè)置在相鄰的接片之間。兩個(gè)接片相反于環(huán)繞方向和沿環(huán)繞方向的材料流由于輥軋工具的對(duì)稱的設(shè)計(jì)大致相同。

接片的頭部?jī)?yōu)選包含許多材料，所述材料在螺旋形的部段的輥軋期間可以再分配。一種設(shè)計(jì)規(guī)定，在橫截面中，第一區(qū)段的面小于第二區(qū)段的面。

頭部沿徑向的方向突出超過(guò)要制造的螺旋部，借此輥軋工具可以將材料在接片的整個(gè)長(zhǎng)度上再分配到接片之間的角區(qū)域中。接片的高度優(yōu)選比螺旋形的部段的高度大至少20％并且最多100％。

一種設(shè)計(jì)規(guī)定，接片的數(shù)量相同于或大于螺旋背部的數(shù)量。優(yōu)選所述數(shù)量相同。

按照本發(fā)明的螺旋鉆孔器具有鉆頭和螺旋部。所述螺旋部包含確定鉆孔器軸線的圓柱形的核心部和一定數(shù)量與核心部連接的螺旋形的螺旋接片。螺旋接片分別由多個(gè)部段形成，所述部段彼此沿平行于鉆孔器軸線延伸的閉合褶接觸。閉合褶可以處于包含鉆孔器軸線的平面中。核心部在螺旋部的通常的理解中對(duì)應(yīng)于可以刻入螺旋線的最大的圓柱體。

一種設(shè)計(jì)規(guī)定，閉合褶的高度相同于螺旋接片的高度。閉合褶在圓柱形的核心部中開(kāi)始。

一種設(shè)計(jì)規(guī)定，兩組部段中的第一組部段通過(guò)沿螺旋鉆孔器的旋轉(zhuǎn)方向指向的邊沿和閉合褶之一限定并且兩組部段中的第二組部段通過(guò)相反于旋轉(zhuǎn)方向指向的邊沿和閉合褶之一限定。

附圖說(shuō)明

后續(xù)的說(shuō)明借助示例的實(shí)施形式和附圖解釋本發(fā)明。圖中：

圖1示出螺旋鉆孔器；

圖2示出在平面ii-ii中經(jīng)過(guò)螺旋鉆孔器的螺旋部的橫截面；

圖3示出在平面iii-iii中經(jīng)過(guò)螺旋鉆孔器的螺旋部的橫截面；

圖4示出在平面iv-iv中經(jīng)過(guò)螺旋鉆孔器的螺旋部的橫截面；

圖5、6示出軋機(jī)機(jī)座

圖7以橫截面示出半成品

圖8、9示出軋機(jī)機(jī)座

具體實(shí)施方式

相同的或功能相同的元件通過(guò)相同的附圖標(biāo)記在圖中指示，只要不另外說(shuō)明的話。

圖1示意性簡(jiǎn)化示出示例性的螺旋鉆孔器1。螺旋鉆孔器1沿鉆孔器軸線2相繼地具有鉆頭3、螺旋形的螺旋部4和插入端部5。

所示出的螺旋鉆孔器1設(shè)計(jì)用于加工巖石，尤其是用于與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)疊加的鑿活動(dòng)。鉆頭3具有四個(gè)沿沖擊方向6指向的鑿棱邊7。鑿棱邊7分別作為沿螺旋鉆孔器1的旋轉(zhuǎn)方向在前運(yùn)行的面和尾隨的面的交叉線形成，所述兩個(gè)面相對(duì)于鉆孔器軸線2傾斜并且彼此以至少60度傾斜。鑿棱邊7基本上沿徑向的方向延伸，例如從鉆頭3的尖端8出發(fā)直至鉆頭3的邊緣，在那里鑿棱邊7優(yōu)選相對(duì)于尖端8沿沖擊方向6向后錯(cuò)開(kāi)。鑿棱邊7相對(duì)于鉆孔器軸線2的傾斜可以沿徑向的方向恒定或在尖端8的區(qū)域中小于在邊緣上。尤其是鑿棱邊7可以在邊緣上垂直于鉆孔器軸線2延伸。在鉆頭3的邊緣上，中斷棱邊9連接到沿沖擊方向6指向的鑿棱邊7上，所述中斷棱邊平行于鉆孔器軸線2延伸。中斷棱邊9優(yōu)選徑向超過(guò)螺旋部4伸出。鉆頭3在其周邊上設(shè)有平行于鉆孔器軸線2延伸的導(dǎo)出溝槽10，鉆屑可以沿所述導(dǎo)出溝槽從鉆孔中運(yùn)輸出來(lái)。導(dǎo)出溝槽10沿周向11設(shè)置在鑿棱邊7之間。鉆頭3優(yōu)選是燒結(jié)的硬金屬的連續(xù)的基體，所述硬金屬例如包含碳化鎢和金屬的結(jié)合物料。示出的鉆頭3具有兩對(duì)不同地構(gòu)成的鑿棱邊，其中形成尖端8的鑿棱邊稱為主切削刃并且另一對(duì)稱為副切削刃。代替四個(gè)鑿棱邊，鑿體也可以具有兩個(gè)、例如僅所述主切削刃、或三個(gè)或多于四個(gè)鑿棱邊。

螺旋部4由實(shí)心的圓柱形的螺旋芯12和四個(gè)圍繞螺旋芯12纏繞的螺旋接片13組成。螺旋芯12和螺旋接片13沒(méi)有縫地相互連接。將螺旋部4分成螺旋芯12和螺旋接片13基于其典型的形狀進(jìn)行。螺旋接片13確定螺旋部4的整個(gè)表面。螺旋接片13具有從螺旋底部14直至螺旋背部15沿周向11升高的邊沿16和沿周向11下降的邊沿17。螺旋底部14相對(duì)于鉆孔器軸線2的距離是螺旋部4的內(nèi)半徑18并且螺旋背部15相對(duì)于鉆孔器軸線2的距離是螺旋部4的外半徑19。具有內(nèi)半徑18的圓柱體、即最大的可刻入螺旋部4的圓柱體是螺旋芯12。在所述表面和螺旋芯12之間的體積配置給螺旋接片13。螺旋接片13的高度20是螺旋部的外半徑19和內(nèi)半徑18的差。

螺旋部4具有三個(gè)、四個(gè)、五個(gè)或六個(gè)螺旋接片13。螺旋接片13優(yōu)選相同地構(gòu)成。在四個(gè)螺旋接片13中，例如兩個(gè)螺旋接片可以具有比另兩個(gè)螺旋接片13小的高度。螺旋接片13優(yōu)選均勻地圍繞鉆孔器軸線2分布地設(shè)置。各螺旋接片13在垂直于鉆孔器軸線2的橫截面中測(cè)量(圖2)的角距離21是全圓的與螺旋接片13的數(shù)量對(duì)應(yīng)的一小部分、例如90度。螺旋部4具有整數(shù)的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性、例如四重的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性。螺旋部4的螺距22是兩個(gè)相鄰的螺旋接片13在相對(duì)于鉆孔器軸線2平行的縱剖面中的測(cè)量的軸向的距離。螺距22優(yōu)選恒定。螺旋部4對(duì)應(yīng)沿鉆孔器軸線2為周期性的。

圖2示出通過(guò)螺旋部4的第一橫截面，圖3示出大約以螺距22的八分之一相對(duì)于第一橫截面錯(cuò)開(kāi)的第二橫截面，并且圖4示出大約以螺距22的一半相對(duì)于第一橫截面錯(cuò)開(kāi)的第三橫截面。示例性的螺旋部4從第一橫截面至第二橫截面大約旋轉(zhuǎn)12度，從第一橫截面至第三橫截面旋轉(zhuǎn)45度。

螺旋接片13不僅沿周向11而且沿鉆孔器軸線2多次地分成各部段23、24、25。示例性的部段23加陰影線地在圖1中加以強(qiáng)調(diào)。部段23、24、25在示例性的鉆孔器中相同地構(gòu)成。部段23彼此沿周向11并且沿鉆孔器軸線2彼此鄰接。沿鉆孔器軸線2相鄰的部段23、25配置給不同的螺旋接片13。部段23沿鉆孔器軸線2通過(guò)螺旋底部14限定。

螺旋接片13劃分成部段23、24沿周向11通過(guò)閉合褶26實(shí)現(xiàn)，所述閉合褶在螺旋部4的整個(gè)長(zhǎng)度上和螺旋接片13的整個(gè)高度20上延伸。閉合褶26很大程度上是平的并且處于四個(gè)平面e中。平面e平行于鉆孔器軸線2并且可以可選地包含或具有相對(duì)鉆孔器軸線2的距離，所述距離顯著小于內(nèi)半徑18，例如小于內(nèi)半徑18的10％。所述平面e彼此處于相同的角度下、例如相互垂直。

相鄰的部段23、24彼此在閉合褶26中接觸。閉合褶26構(gòu)成材料組織從其中一個(gè)部段23至相鄰的部段24的中斷。然而兩個(gè)部段23機(jī)械地接觸，即彼此接觸。在部段23、24之間沒(méi)有空隙。閉合褶26可以例如以切口(schliff)橫向于鉆孔器軸線2可見(jiàn)。例如可以通過(guò)蝕刻切口強(qiáng)調(diào)閉合褶26。

用于螺旋鉆孔器1的接著所述的制造方法主要涉及螺旋部4的制造。插入端部5的制造和鉆頭3的制造或安裝只是優(yōu)選的示例。

圖5、6示意性以縱剖面v-v或橫截面vi-vi示出坯件27的加工步驟。坯件27例如是具有沿坯件軸線28不變的半徑29的圓柱形的線。坯件27的橫截面為了更簡(jiǎn)單的設(shè)置優(yōu)選是圓形的，然而也可以具有另一個(gè)大致圓形的結(jié)構(gòu)、例如多邊形、橢圓形。示出的制造方法將坯件27在后續(xù)的改型步驟之后切成希望的長(zhǎng)度，例如螺旋部4的長(zhǎng)度或螺旋鉆孔器1包括插入端部5的長(zhǎng)度。在一種優(yōu)選的變型中，螺旋部4首先成形到坯件27中并且接著將螺旋部4裁剪成希望的長(zhǎng)度。

第一改型階段將多個(gè)縱向槽30成形到坯件27中。例如所述四個(gè)縱向槽30通過(guò)包括四個(gè)旋轉(zhuǎn)的輥軋工具31的軋機(jī)機(jī)座滾壓到坯件27中。輥軋優(yōu)選以縱向輥軋進(jìn)行，其中，坯件27沿平行于坯件軸線28的推進(jìn)方向32導(dǎo)入輥軋工具31之間。輥軋工具31圍繞軸線33旋轉(zhuǎn)，所述軸線垂直于推進(jìn)方向32?？v向槽30具有沿坯件軸線28恒定的橫截面。優(yōu)選地，縱向槽30具有相同的形狀并且均勻地圍繞坯件軸線28分布地設(shè)置。由坯件27產(chǎn)生的半成品34具有圍繞坯件軸線28對(duì)應(yīng)于橫截面的四重的對(duì)稱性。

圖7示出半成品34的橫截面。初始的坯件27的輪廓打點(diǎn)地示出?？v向槽30沿垂直于鉆孔器軸線2的方向35敞開(kāi)?？v向槽30隨著與鉆孔器軸線2的增加的距離連續(xù)加寬?？v向槽30具有底部36和兩個(gè)對(duì)置的壁37。底部36可以如示出地連續(xù)地圓形或橢圓地彎曲或在中間的區(qū)域中是平的。壁37很大程度上是平的。示例性的壁37彼此和相對(duì)于方向35平行。各壁37也可以稍微相對(duì)彼此傾斜，隨著與坯件軸線28的距離增加彼此遠(yuǎn)離。

半成品34包括圓柱形的核心部38和四個(gè)接片39。核心部38的半徑51相同于縱向槽30的底部36與坯件軸線28的距離。接片39通過(guò)改形產(chǎn)生。接片39的高度40相同于半徑51與半成品34的外半徑41的差。

接片39優(yōu)選具有相同的形狀，所述形狀在縱向槽30之間構(gòu)成。接片39的形狀是蘑菇或喇叭形的。接片39具有鄰接到核心部38上的內(nèi)部的區(qū)段42和鄰接到內(nèi)部的區(qū)段42的與核心部38背離的一側(cè)上的外部的區(qū)段43。接片39具有依賴于與坯件軸線28的距離的寬度44。寬度44表示以長(zhǎng)度計(jì)量單位沿周向11的尺寸計(jì)量，即兩個(gè)處于對(duì)置的表面上的點(diǎn)的距離，所述點(diǎn)處于與坯件軸線28垂直的平面中并且與坯件軸線28具有相同的距離。寬度44在內(nèi)部的區(qū)段42中隨著相對(duì)于坯件軸線28的增加的距離連續(xù)減小。接片39具有腰部45、即最薄的位置。內(nèi)部的區(qū)段42在腰部45上結(jié)束。外部的區(qū)段43是在腰部45外的接片39的其余部分，即比腰部45相對(duì)于坯件軸線28有更大的距離。寬度44在鄰接到腰部45上的外部的區(qū)段43中增加。外部的區(qū)段43的最大的寬度為腰部45的寬度44的150％至250％。腰部45與坯件軸線28的距離處于要制造的螺旋部4的外半徑19的80％與125％之間。

設(shè)有接片39的半成品34輸送給包括四個(gè)第二輥軋工具46的第二支架(圖8、9)。第二支架將接片39每一個(gè)縱向輥軋部輥軋成連續(xù)的、示出的四個(gè)螺旋接片13。輥軋工具46的旋轉(zhuǎn)或樞轉(zhuǎn)軸線垂直于進(jìn)給方向和半成品34的鉆孔器軸線2。第二輥軋工具46優(yōu)選相同并且圍繞鉆孔器軸線2優(yōu)選以等距的角度設(shè)置。每個(gè)所述輥軋工具46加工半成品34的另一個(gè)角區(qū)段47。沿周向11相鄰的輥軋工具46彼此優(yōu)選這樣接觸，使得滾動(dòng)面形成圍繞半成品34的鉆孔器軸線2的封閉的環(huán)。半成品34的軸向區(qū)段從所有側(cè)同時(shí)改型并且軸向的區(qū)段連續(xù)沿鉆孔器軸線2移動(dòng)。

半成品34可以輸送給具有確定的角度取向的第二支架。在示出的實(shí)施形式中，第二支架以45度相對(duì)于第一支架旋轉(zhuǎn)。接片39相對(duì)于滾動(dòng)面分別在中央或大約在中央。第二輥軋工具46因此對(duì)接片39之一進(jìn)行改型。對(duì)應(yīng)地，第二輥軋工具46的數(shù)量相同于接片39的數(shù)量。

輥軋工具46具有類似包括多個(gè)齒48的斜齒的齒輪的形狀。齒48的頂線50相對(duì)于輥軋工具46的旋轉(zhuǎn)軸線49以一傾斜角傾斜。所述傾斜角處于35度和60度之間并且對(duì)應(yīng)于希望的螺旋斜率選擇。齒48不同于棱柱形的結(jié)構(gòu)具有圓形地凹地彎曲的頂線50。所述曲率大致相同于要制造的螺旋底部14的曲率。齒48的高度沿旋轉(zhuǎn)軸線從邊緣至中心單調(diào)減少并且此后直到邊緣單調(diào)增加。齒48優(yōu)選在輥軋時(shí)接觸半成品34的核心部12而不對(duì)其進(jìn)行改型。第二輥軋工具46主要對(duì)在接片39的外部的區(qū)段43中的材料進(jìn)行改型。