[发明专利]单唇钻

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有低切削力的单唇钻。

背景技术

单唇钻，也称为单唇深孔钻，(例如)在DE 79 22 246 U1中加以公开。

单唇钻用来将钻孔引入到工件中。VDI指导准则VDI 3210和VDI 3208中描述了各种类型的单唇钻。单唇钻主要用来制作具有相对较小直径的钻孔，这些直径主要处于0.5mm至50mm的范围中，然而其中钻孔深度可以是钻孔直径的倍数。钻孔深度的典型值处于钻孔直径20倍至100倍的范围中，但是也可以比这个更大或更小。

一般而言，单唇钻由钻头和具有卡紧末端的钻轴组成。至少一个切削刃实施于钻头上，所述切削刃从钻中心轴线一直延伸到钻圆周。此外，可以提供布置在钻头圆周上的导向元件。钻头和钻轴以形态配合或整体结合方式彼此连接，或者其由一块整件制作而成。提供至少一个延伸于钻轴和钻头中的通道，其在钻头和卡紧末端上具有开口。借助这个通道在压力下供应源自卡紧末端的冷却剂，所述冷却剂在钻头处离开，并且除冷却切削刃和导向元件之外，还特别具有借助提供于钻头和钻轴中的V形切屑排放凹槽来冲洗钻孔过程中产生的碎屑的任务。

单唇钻通常在其卡紧末端处的机器侧上，收纳在为此目的而提供于转轴中的插孔中，并且设置成依靠转轴而围绕钻中心轴线进行旋转。同时，所述工具沿着其中心轴线，以每次转动下的界定前进移向工件。同时，单唇钻穿入工件中，而工件的材料在布置于钻轴上的切削刃处被削去，并且以切屑的形式从工件上切除。这种情形中所产生的切屑沿着切屑排放凹槽而被冷却剂冲出钻孔，所述冷却剂通过转轴而借助至少一个内部通道加以供应。切屑排放凹槽通常围成大约90°至130°的角度。

也可能使工件执行旋转和/或前进运动，或者部分地通过工具以及部分地通过工件来执行旋转和/或前进运动。

单唇钻用作连续的钻孔工具或者用作钻凿磨制工具。连续的钻孔工具用来将钻孔引入到固体材料中。在连续钻孔的情形中，钻孔的整个圆形横截面由钻孔工具进行机械加工。钻凿工具用来扩大工件中已经存在的钻孔的直径。在这种情形中，已经提供的“钻孔”或开口可以是钻好的、铸造的或以其它方式制作的，并且其直径小于将要由钻孔工具所制作的钻孔。环形横截面在钻凿过程中进行机械加工。

单唇钻优选地用来将钻孔引入到工件中，这些钻孔无法使用其它制造方法加以制作，或者无法使用其它制造方法低成本地加以制作。这些工件常常大批量地进行制作。因此，一般希望有使得制造速度加快的改进，甚至较小的改进也会显著地节约制造成本。

在钻孔工具的情形中，制造速度由工具每次转动的前进与每分钟转动次数的乘积加以界定，并且一般称为前进速度。

典型且广泛使用的切削刃几何形状，也称为标准磨制工具，(例如)在VDI指导准则VDI 3208中加以描述。在这些标准磨制工具的情形中，切削刃分为两个线性局部切削刃，其中邻接钻头圆周的外局部切削刃具有大于90°的切入角度。所述切入角度通常处于110°至130°的范围中。相反地，最靠近钻中心轴线的内局部切削刃具有小于90°的切入角度。这个切入角度通常处于75°至60°的范围中。在这种情形中，切入角度定义为钻中心轴线和切削刃切线之间的角度。局部切削刃在距钻圆周一定距离上彼此会面于钻尖端处，所述距离通常对应于钻直径的1/5至1/3。这些标准磨制工具由于线性局部切削刃而制作特别简单，并且通过改变切入角度和钻尖端到钻头圆周的距离而适合许多不同机械加工情况。

在单唇钻的情形中，由于过高的切削力而引起的工具过载会对前进速度的增加施加限制，其中过高的切削力可能导致工具断裂，和/或导致切屑可能由于不当的切屑形状而不再借助切屑排放凹槽进行排放并且可能发生切屑集结，也就是切屑堵塞在切屑排放凹槽和钻孔壁之间，这也可能导致工具断裂。

单唇钻的切削角度通常是0°，据此在材料切削过程中会出现相对较高的切削力和磨损力。DE 103 16 116 A1描述一种单唇钻，沿着所述单唇钻的切削刃引入切屑成型部。切屑成型部具有正切削角度和负排放角度，据此在切削过程中达成较低的力，并且通过排放达成切屑的成型。因此，可以达成更高的前进速度。

DE 20 2009 012 566 U1公开一种具有严格凸形弯曲切削刃的单唇钻。因此，达成有利的切屑形态，这会防止切屑堵塞并且因此产生更高的前进速度。然而，这种单唇钻具有0°的切削角度，因此具有相对较高的切削力。这些会在钻孔过程中限制可达成的前进速度，因为其可能由于过载而导致工具断裂。