本發(fā)明涉及一種單刃深孔鉆，其尤其適用于切削產(chǎn)生長切屑的材料。

背景技術(shù)：

由現(xiàn)有技術(shù)不同的實施方式中已知的單刃深孔鉆，其下面也稱為單刃鉆。例如，參見vdi準(zhǔn)則3210和3208以及申請人的de102012016660a1。原則上，人們總是希望改進深孔鉆的性能、加工精度和工藝可靠性。后者需要短的切屑，以便保證將切屑從鉆孔排出。此外，應(yīng)當(dāng)使鉆孔所需的切削力或者能量最小化，以便減輕鉆柄負(fù)載并降低能量成本。在de102012016660a1的導(dǎo)言中描述了一種單刃深孔鉆和其特性。特別地，de102012016660a1的段落【0002】至【0012】由此通過參考引用成為本申請的組成部分。

如從de102012016660a1中已知的，單刃深孔鉆的切削角通常為0°?，F(xiàn)有技術(shù)中已知切削角>0°的單刃深孔鉆。0°的切削角尤其具有以下優(yōu)點，即其可以通過磨削而簡單地制成。但是，在切削時出現(xiàn)比較高的切割力。其能夠?qū)е裸@孔側(cè)向偏離。這種側(cè)向偏離稱為“鉆孔偏移”。

此外，僅能夠有限地影響切屑形成以及切屑長度。在切削產(chǎn)生長切屑的材料時，例如高質(zhì)量且進而硬的鋼，前述情況尤其在高速進刀時會導(dǎo)致問題并且因此限制了生產(chǎn)力。這尤其發(fā)生于長度與直徑之比很高的鉆孔中。

如果要在產(chǎn)生長切屑的材料中產(chǎn)生深鉆孔，則按照現(xiàn)有技術(shù)在工具處安裝切屑分離器和/或切屑形成器，以便使切屑尺寸最小化并因此保證切屑由鉆孔穩(wěn)定地排出。切屑分離器具有不連續(xù)的或彎曲的刀刃。其弊端在于工具制造耗費甚大。由于鉆孔的底部總是反映了刀刃，因此在使用具有切屑分離器的單刃深孔鉆時，鉆孔底部具有不連續(xù)的和/或彎曲的形狀。這通常是不期望的。

切屑形成器通常引起進刀力和切削力的升高，這些力的升高能夠不利地影響鉆孔偏移。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種單刃深孔鉆，其一方面產(chǎn)生很短的切屑并因此也在高速進刀時保障過程可靠性。此外，在切削時作用到鉆頭上的力和力矩應(yīng)當(dāng)是很小的，從而鉆孔的偏移被最小化并保證工具的長壽命。

此外，對于鉆孔所需的驅(qū)動功率也應(yīng)當(dāng)是很低的，并且根據(jù)本發(fā)明的單刃深孔鉆能被較簡單地制造和精磨。

該目的通過具有權(quán)利要求1的特征的單刃深孔鉆來實現(xiàn)。

根據(jù)本發(fā)明的切屑形成面是平坦的，然而相對于切削面具有兩個不同的平臺。徑向更靠內(nèi)的第一部分具有一個平臺，其比徑向更靠外地構(gòu)造在鉆頭處的第二部分更多地高出切削面。根據(jù)本發(fā)明的切屑形成面的設(shè)計方案具有多個有利效果：

根據(jù)本發(fā)明的階梯狀的切屑形成面能較簡單地通過磨削來制造，因為第一部分和第二部分是平坦的面，二者并排地沿轉(zhuǎn)動軸線的方向延伸。如果希望，這兩個部分甚至能夠在一個磨削過程中利用異型砂輪來制造。

此外，在切削面和切屑形成面的靠外的第二部分之間的臺階是比較低的，從而由外刀刃在該徑向靠外區(qū)域中生成的切屑在該臺階處被略微地升高。為此所需的驅(qū)動功率是比較低的，盡管第二部分設(shè)置在徑向外側(cè)。因而，由此導(dǎo)致的扭轉(zhuǎn)和彎曲荷載以及根據(jù)本發(fā)明的單刃深孔鉆所需的驅(qū)動功率也是較低的。這在鉆孔的平直度和進刀速度方面具有有利的效果。

在切削面和徑向更靠內(nèi)地設(shè)置的第一部分之間的臺階顯然是更高的，從而這里在切屑上實現(xiàn)明顯的可變形性，導(dǎo)致了切屑的斷裂。盡管這樣，由此導(dǎo)致的力矩仍然比較小，因為第一部分緊鄰于鉆頭的轉(zhuǎn)動軸線。

切屑形成面在第一部分和第二部分中彼此錯開并與切削面錯開的平臺還使得切屑朝向槽的第二壁偏轉(zhuǎn)。在切屑撞擊到該壁時，切屑再次塑性變形，從而最終斷裂成期望的短塊。

由此形成極短的斷裂切屑、很低的切削力和根據(jù)本發(fā)明的單刃深孔鉆的高生產(chǎn)能力。此外，根據(jù)本發(fā)明的單刃深孔鉆較易于制造。這也是因為切屑形成面是由彼此并排設(shè)置的平坦部分構(gòu)成的。此外，切削面是平坦的并且緊鄰于鉆頭的中心或者甚至恰恰位于鉆頭的中心。這不僅使得切削面的磨削更簡單，而且也使鉆頭的波狀外形尖端的磨削更簡單。

在本發(fā)明的有利設(shè)計方案中提出，第二部分位于切削面的高度或者略微高于切削面。因此此時在刀刃之后僅略微地升高了切屑的外圍部分，這僅需要很小的力。

根據(jù)本發(fā)明，切屑形成面的這兩個部分構(gòu)造為并排延伸并且平坦的面，這簡化了制造。

有利的是，第一部分到切削面的距離h1比第二部分到切削面的距離h2的兩倍更大。已證實，4：1的比例是在低切削力或低驅(qū)動功率與同時作用于切屑上的高變形力之間的有效折衷。因此，切屑斷裂成短的，并且盡管如此使得單刃深孔鉆的過載風(fēng)險或者過早磨損風(fēng)險最小化。

進一步有利的是，切削面的切削角等于0°，并且鉆頭的切削面穿過其轉(zhuǎn)動軸線或者略微低于轉(zhuǎn)動軸線延伸。換而言之：切削面能夠布置在鉆頭的中心或者略微低于鉆頭的中心。例如，在鉆頭直徑為6mm的單刃深孔鉆的情況下，切削面能夠位于中心的下方2/100mm。相比于具有切屑斷裂器的單刃深孔鉆，在根據(jù)本發(fā)明的單刃深孔鉆中的切削面明顯更靠近中心或者位于中心。

在具有切屑斷裂器的單刃深孔鉆中，其如從現(xiàn)有技術(shù)中所知的，在外刀刃的切削面明顯位于中心的下方。在內(nèi)刀刃的切削面在轉(zhuǎn)動軸線的區(qū)域中明顯在中心上。這種刀刃幾何形狀與根據(jù)本發(fā)明的刀刃幾何形狀相比，在制造時大多明顯更加耗費成本，并且更難以精磨。

根據(jù)本發(fā)明的單刃深孔鉆的尖端能夠按照客戶的要求在寬泛的范圍內(nèi)構(gòu)造。因為切削面位于中心或者僅略微低于中心，所以鉆孔底部的客戶特定的幾何形狀能夠簡單且精確地實現(xiàn)。這是根據(jù)本發(fā)明的單刃深孔鉆的又一個優(yōu)點。為了簡單且沒有阻礙地讓切屑滑過第一部分和第二部分之間的臺階，設(shè)置一個小于90°的角度w。該角度w越小，切屑越容易滑過該臺階。

還有利的是，第一直徑d1確定了在第一部分和第二部分之間的過渡部，該第一直徑大約等于鉆頭的直徑的一半。在如此劃分切屑形成面時，在切屑的較大可變形性與同時低驅(qū)動功率之間達到有效折衷。

同樣地，在根據(jù)本發(fā)明的單刃深孔鉆中，也能夠以本身已知的方式在切削面處構(gòu)造切屑斷裂器。該切屑斷裂器例如能夠構(gòu)造為小斜面，從而該斜面的前端部位于鉆頭的中心下方(大約1/100mm至2/100mm)。

根據(jù)本發(fā)明的單刃深孔鉆以本身已知的方式具有柄，其中槽構(gòu)造在鉆頭中并且至少部分地構(gòu)造在柄中。

根據(jù)本發(fā)明的鉆頭有利地由硬質(zhì)合金構(gòu)成并且在需要時涂層。具有夾持部的柄也能夠由硬質(zhì)合金構(gòu)成；則該工具成為整體硬質(zhì)合金工具?；蛘?，具有槽的柄和夾持套筒能夠由不同的材料構(gòu)成，例如由鋼構(gòu)成。

附圖說明

本發(fā)明的其他優(yōu)點和有利設(shè)計方案由下列附圖、其說明和(要保護的)權(quán)利要求獲知。

所有在附圖、其說明和權(quán)利要求中描述的特征能夠單獨地以及以任意的彼此組合成為本發(fā)明的重要部分。

在附圖中：

圖1是單刃深孔鉆的示意圖，

圖2是根據(jù)本發(fā)明的鉆頭的俯視圖，

圖3是根據(jù)本發(fā)明的鉆頭的前視圖，

圖4是具有其他尺寸的圖2的視圖，以及

圖5是具有其他尺寸的圖2的視圖。

具體實施方式

圖1中示意地并且略簡化地示出了單刃深孔鉆1。單刃深孔鉆1由鉆頭11、異型柄12和夾持部13。利用夾持部13將深孔鉆1容納在深鉆機(圖中未示出)中。根據(jù)本發(fā)明的鉆頭能夠用于整體硬質(zhì)合金工具以及“組裝”工具中，在組裝工具中鉆頭、異型管柄和夾持套筒彼此焊接。

轉(zhuǎn)動軸線或者鉆頭11的中心具有附圖標(biāo)記23。在鉆頭11和異型柄12中構(gòu)造槽，該槽由切屑形成面15和壁17界定。

根據(jù)本發(fā)明的深孔鉆1能夠具有6.1mm的鉆頭直徑d，并且能夠用于鉆通長度為350mm的由高強度鋼構(gòu)成的傳動軸。該目的在制造技術(shù)上有極高要求，因為高強度鋼產(chǎn)生長的切屑并且是堅硬的，此外，對孔的幾何形狀(直徑和平直度)的要求也很高。此外，在自動鉆孔中，工藝可靠性以及因此短的切屑也是非常重要的。

為了實現(xiàn)前述目的，根據(jù)本發(fā)明的切屑形成面15具有兩個部分19和21。第一部分19徑向更靠內(nèi)地設(shè)置，而第二部分21徑向更靠外地設(shè)置。

在鉆頭11的尖端處，可見冷卻潤滑劑通道24，其被稱為“腰形部(niere)”。該冷卻潤滑劑通道24以已知的方式延伸經(jīng)過深孔鉆1的整個長度。通過冷卻潤滑劑通道24將冷卻潤滑劑引導(dǎo)到深孔鉆1的尖端處。冷卻潤滑劑冷卻鉆尖端，并且同時通過槽15沿夾持套筒13的方向輸送由鉆頭11產(chǎn)生的切屑。

在圖2中示意地示出了根據(jù)本發(fā)明的鉆頭的俯視圖。鉆頭的中心或者說鉆頭11的轉(zhuǎn)動軸線帶有附圖標(biāo)記23。

如上所述，槽由壁17和兩部分形式的切屑形成面15界定。切屑形成面15的這兩個部分(參見圖1)帶有附圖標(biāo)記19和21。以19標(biāo)注第一部分，其徑向更靠內(nèi)地設(shè)置。以21標(biāo)注第二部分，其在徑向方向上靠外鄰接第一部分19。

鉆頭11的刀刃以已知的方式由內(nèi)刀刃27和外刀刃29組成，二者在其交點形成了轉(zhuǎn)動尖端31。根據(jù)本發(fā)明的鉆頭的幾何形狀與鉆頭的尖端形狀無關(guān)。

在示例性示出的實施例中，外刀刃29以相對于轉(zhuǎn)動軸線23的正交線30°的角度延伸。內(nèi)刀刃29以相對于轉(zhuǎn)動軸線23的正交線20°的角度延伸。簡而言之：在實例中涉及30/20傾角。

在內(nèi)刀刃27與外刀刃29之間構(gòu)造刀刃尖端31，其相對于轉(zhuǎn)動軸線23偏心地設(shè)置。在圖2中以d2標(biāo)注一個直徑，當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的鉆頭11圍繞轉(zhuǎn)動軸線23轉(zhuǎn)動時，刀刃尖端31以該直徑旋轉(zhuǎn)。

當(dāng)設(shè)置鉆頭11轉(zhuǎn)動時，在切屑形成面15的第一部分19和第二部分21之間的臺階圍繞轉(zhuǎn)動軸線23沿著圓形軌跡移動。該直徑在圖2中以d1標(biāo)注。

在本實施例中，刀刃尖端32以小于第一部分19和第二部分21之間的臺階的直徑設(shè)置。這不是必須的。鉆頭11也可以不具有明顯的尖端。

由內(nèi)刀刃27和外刀刃29組成的共同切削面33具有附圖標(biāo)記33。切削面33位于延伸穿過或略低于鉆頭11的轉(zhuǎn)動軸線23的平面內(nèi)。在切削面33和旋轉(zhuǎn)軸線23之間的距離必須足夠小到使得沒有銷釘留在鉆孔的中心。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的鉆頭11的前視圖。相同的部件帶有相同的附圖標(biāo)記。

鉆頭11的中心或轉(zhuǎn)動軸線在圖3中作為具有附圖標(biāo)記23的點示出。在該前視圖中可以清楚地看到冷卻潤滑劑通道24、壁17以及具有部分19和21的階梯狀的切屑形成面15。

在圖3中可以清楚地看到，平坦的切削面33大約延伸穿過鉆頭11的中心或轉(zhuǎn)動軸線23。切削面33可以精確地延伸穿過轉(zhuǎn)動軸線23或略微低于轉(zhuǎn)動軸線23延伸。在鉆頭直徑為6.1mm時，切削面33可以延伸到轉(zhuǎn)動軸線23下方2/100mm。

此外，可以清楚地看出，相對于切削面33，切屑形成面15的部分19和21具有不同的高度。徑向靠內(nèi)設(shè)置的第一部分19顯然高于第二部分21。該高度差導(dǎo)致在這兩個部分19和21之間的臺階25。

另外，結(jié)合圖2和圖3，可以清楚地看出，包括具有壁17和階梯狀的切屑形成面15的槽的鉆頭的尖端僅具有平坦的表面，其可以通過磨削簡單地且以極高的重復(fù)精確度來制造。換而言之：根據(jù)本發(fā)明的鉆頭11不僅可以良好地并過程可靠地制造，而且可以較簡單地以一貫的高質(zhì)量來精磨。如果精磨不在制造商處進行而是在深孔鉆的使用者處進行，前述特性是特別重要的，因為通常在使用者處只有比較簡單的磨削裝置可用。

圖4和圖5對應(yīng)于圖2和圖3。然而，更多的度量輔助線和尺寸在圖4和圖5中繪出，由此略微犧牲了清晰度。

圖4和圖5中所繪的尺寸基本上是顯而易見的。對于根據(jù)本發(fā)明的具有6.1mm鉆頭直徑并設(shè)置用于在由高強度鋼制成的傳動軸中產(chǎn)生鉆孔的深孔鉆而言，以下值已被證明有效：

切削角γ：0°

切削面33：在中心處或略低于中心

d1：3mm

外刀刃處的切削面的長度tas：0.8mm

內(nèi)刀刃處的切削面的長度tis：0.8mm

h1(在切削面33或轉(zhuǎn)動軸線23與切屑形成面15的第一部分19之間的距離)：0.2mm

h2(在切削面33與切屑形成面15的第二部分21之間的距離)：0.05mm在切屑形成面的部分19和21之間的過渡處的半徑37：0.05mm

切屑形成面的部分19和21之間的臺階25處的角度w：80°

在不同孔徑的情況下，可以相應(yīng)地調(diào)整這些值。