[发明专利]具有PCD切削刃尖的旋转切削刀具

说明书

优先权要求

本申请要求于2010年4月30日提交的、题为“用于复合材料的PCD钻头”的美国临时申请号61/329707的优先权，其内容通过引用结合在此。

技术领域

本发明总体涉及旋转切削刀具，并且更具体地涉及具有多晶金刚石(PCD)切削刃尖的旋转切削刀具，例如钻头。本发明进一步涉及用于形成具有一个多晶金刚石切削刃尖的旋转切削刀具的一种方法。

背景技术

多晶金刚石(PCD)钻头历史上已经被形成为直槽的、小面钻尖式钻头(facet point drill)。最近，PCD钻头已经被形成为具有螺旋槽及更复杂的钻尖几何形状，类似于整体碳化物钻头。这样高度地工程设计的PCD钻头的主要用途之一是用于在复合材料中钻孔，例如碳纤维增强的聚合物(CFRP)钛复合材料。用于切割此类材料的钻头要求高的耐磨性以便在CFRP中幸存并同时具有一种有效地切割钛的几何形状。经常利用此类CFRP复合材料的航空客户进一步要求将所钻探的复合材料的钛部分的毛刺高度维持在大约100微米。已知的PCD钻头在首先的几个孔中产生了高质量的孔，但此后(典型地大约5个孔或更少)很快地迅速开始产生不能接受的毛刺。相应地，这样的钻头必须频繁地以高成本进行替换。

因此，在用于钻探CFRP-钛的旋转切削刀具中存在改进空间，具体是在切割的孔的质量以及切削刀具的耐久性。

发明内容

现有技术的缺陷由本发明的实施方案来着手解决，这些实施方案是针对一种旋转切削刀具、与一种旋转切削刀具一同使用的多晶金刚石切削刃尖、以及用于形成具有一个多晶切削刃尖的旋转切削刀具的一种方法。

作为本发明的一个方面，提供了一种旋转切削刀具。该旋转切削刀具包括：围绕一条纵向轴线布置的一个狭长本体。该本体包括一个螺旋槽和一个多晶金刚石切削刃尖。该切削刃尖包括：具有一个内尖角的一个内部分；以及具有不同于该内尖角的一个外尖角的一个外部分。

该外尖角可以大于该内尖角。该内尖角可以在大约110度到大约140度的范围内。该外尖角可以在大约145度到大约180度的范围内。该狭长本体可以由一种碳化物材料形成。该狭长本体可以包括：与该切削刃尖相反的一个第一端；以及流经其中的至少两个冷却剂通道，每个冷却剂通道从该第一端延伸到该切削刃尖。每个冷却剂通道在形状上可以是总体上螺旋形的。

作为本发明的另一方面，提供了与一种旋转切削刀具一同使用的多晶金刚石切削刃尖。该切削刃尖包括：具有一个内尖角的一个内部分；以及具有不同于该内尖角的一个外尖角的一个外部分。

该外尖角可以大于该内尖角。该内尖角可以在大约110度到大约140度的范围内。该外尖角可以在大约145度到大约180度的范围内。

作为本发明的一个进一步的方面，提供了用于形成具有一个多晶金刚石切削刃尖的旋转切削刀具的一种方法。该方法包括：在一个总体上圆柱形的刀具本体中形成至少两个冷却剂通道；在一个尖端部分中形成至少两个冷却剂通道，该尖端部分与该刀具本体是分离的；并且将该尖端部分连接到该刀具本体以便形成该旋转切削刀具。

该尖端部分可以通过一种钎焊工艺连接到该刀具本体上。这至少两个冷却剂通道可以通过一种挤出工艺在该总体上圆柱形的刀具本体中形成。这至少两个通道可以通过一种EDM钻探工艺在该尖端部分中形成。

附图说明

当与这些附图一起阅读时，从以下对优选实施方案的说明中可以获得对本发明的全面理解，在附图中：

图1是一个侧视图，该侧视图是沿着一条总体上垂直的并且与根据本发明的一个非限制性实施方案所述的一种螺旋钻头的切削末端的主切削刃和次切削刃处于同一水平面内的线所获取的。

图2是图1中所示钻头的切削末端的顶视图。

图3是根据本发明的另一个非限制性实施方案所述的一种钻头的切削末端的顶视图。

图4是图3中展示的顶视图的一个放大视图。

图5是沿着图3中箭头“5-5”获取的一个部分截面视图。

图6是沿着图3中箭头“6-6”获取的图3中所展示钻头的侧视图。

图7是一种现有技术钻头的一个半透明视图，示出了这些内部的冷却剂通道。

图8示出了根据本发明的一个非限制性实施方案所述的一种钻头的一个半透明视图，示出了这些内部的冷却剂通道。

图9是图8中所示钻头的切削末端的顶视图。

具体实施方式