[发明专利]锥形埋头钻

说明书

本发明涉及一款埋头钻(10)，其具有至少一个主切削刃(16‑1、16‑2、16‑3)，以弧形、特别是螺旋形延展。

技术领域

本发明涉及的是一款单刃或多刃锥形埋头钻。

背景技术

原则上本领域的专业人员熟悉DIN 335:2007-12标准中规定的锥形埋头钻的结构和工作原理。锥形埋头钻通常具有一个夹紧轴和一个由夹紧轴支撑的尖端呈圆锥形的切削头，其中在虚拟锥面上有一个或多个主切削刃，锥形埋头钻的旋转轴为锥轴。切削头的锥角或尖角通常为90°(例如用于沉头螺栓)。另外，已知的锥形埋头钻有60°尖角(用于去毛刺)、75°尖角(用于铆钉头沉孔)、120°尖角(用于板铆钉沉孔)或类似尖角。

为了在加工沉孔过程中实现高度的运转平稳性，可以围绕旋转轴布置多个具有不等角距的主切削刃。例如，从WO 2015/075127 A1中已知的一款三刃锥形埋头钻，这款锥形埋头钻上的主切削刃以不等间距布置在锥形埋头钻的旋转方向上。通过所定义的不等间距，应实现减少振动的目的，并由此改善沉孔的表面质量。在DE 10 2005 055 579 A1中同样提出了一款三刃锥形埋头钻，为了改善这款锥形埋头钻的切削和运行性能，其主切削刃先后在旋转方向中径向和轴向切削切削面。

已知的锥形埋头钻的共同之处在于，每个主切削刃都位于一个虚拟锥面中，从其中心侧刀尖到其外圆周侧刀尖都呈直线型分布。

发明内容

在已知的锥形埋头钻的基础上，本发明的任务是设计一款单刃或多刃锥形埋头钻，其具有可选的主切削刃几何结构，通过该结构能够在加工沉孔过程中保证高度的运转平稳性和较长的刀具使用寿命。

通过一款具备权利要求1规定特征的锥形埋头钻解决该任务。继续进行有利的研发是相关权利要求的目标。

一款依据本发明的锥形埋头钻可能与开头讨论的已知沉头钻类似，或根据DIN335:2007-12的规定具有一个夹紧轴和一个切削头。这款依据本发明的锥形埋头钻的切削头可以设计为单刃型或多刃型。每个主切削刃都位于虚拟锥面中，锥形埋头钻的旋转轴为锥轴。开口角度或锥角可以为例如60°、75°、90°、120°等。此外，切削头和夹紧轴可以由例如HSS钢的单种材料制成。

一款依据本发明的锥形埋头钻与已知锥形埋头钻的不同之处在于，它具有至少一个主切削刃，该主切削刃位于虚拟锥面中，从其中心刀尖(始端)到外圆周侧刀尖(末端)不是呈直线型，而是呈弧形，特别是呈螺旋形延展。因此，至少一个主切削刃围绕旋转轴缠绕，或者换句话说，围绕旋转轴呈现螺旋线。

由于采用弧形结构，至少一个主切削刃具有比呈直线型延伸的主切削刃更长的切削长度。因此，在通过主切削刃进行沉孔加工时，切削力分布在更大的接触弧长上，从而保证更高的稳定性、更高的运转平稳性以及更低的振颤倾向和更低的切削磨损。

原则上至少一个主切削刃可以向锥形埋头钻的旋转方向或相反方向呈现螺旋形。通过旋转方向中的旋转线(在顺时针时则向右旋转，在逆时针时则向左旋转)可以保证，至少一个主切削刃进行拉伸切削，并对已经过沉孔加工的工件进行刨削。与挤压型切削相比，会得到与旋转方向的相反方向运行的呈弧形延伸的主切削刃以及直线延伸的主切削刃，产生更高运转平稳性的拉伸切削。

在径向观察方向的侧视图中，与旋转轴方向相反时，至少一个主切削刃在外圆周侧刀尖上测得的螺旋角在10°至70°的范围内，特别是15°至55°，优选25°至45°。

此外，至少一个主切削刃可沿着在前视图中通过三个点定义的弧形进行延伸，这三个点即为中心刀尖、外圆周侧刀尖和在刀刃一半长度上的中心点，在切削头直径范围为4.3mm至31mm时，半径范围为0.5mm至150mm，特别是4mm至40mm，优选7mm至25mm。

以上述范围的螺旋角和弧形半径进行首批试验运转，在加工沉孔时在运转平稳性方面产生了良好的效果。