[发明专利]高精度刀具

说明书

本申请相应于1996年2月16日提交的现已放弃的第08／602，222号美国专利申请的部分继续申请。

本发明涉及刀具的改进，更具体来说，涉及钻头、铣刀、车刀及类似切削刀具中的切削刃的结构。

普通刀具，例如用于在工件上钻孔的钻头，具有使待钻的孔定心的尖端。带有尖端而没有保证侧向稳定性的钻头在寻找孔的中心时容易偏移，因而在孔的侧壁上作用一个侧向力。其结果是使钻成的孔沿其长度直径不一致，并且往往使表面光洁度不佳。另外，在固定钻头的夹头的转动中稍许的偏心会使钻头路径加剧偏移，使钻成的孔的尺寸精度进一步恶化。尺寸不精确的另一原因是钻头作用的侧向力在材料中产生大量的热。

尺寸不精确的钻孔不能钻削一对并排的孔而在其间留下薄壁。在车刀的情形中，为从工件切除材料而施加侧向力在切削工件时会引起工件的变形。

本发明的目的是提供一种刀具，其结构使得刀具在从工件切除材料时可在工件上形成高光洁度的表面。

本发明的优点在于，它所提供的刀具在从工件切除材料时无需使用冷却液或切削油。

本发明的另一优点在于，它所提供的钻头能够在工件上钻削尺寸精确、侧壁光洁的孔。

本发明的另一优点在于，它所提供的车刀可用来在车床上从转动的工件上切除材料而不在车刀行程中向工件施加任何侧向的压力，从而避免工件的变形。

本发明的另一优点在于，它所提供的钻头结构能够从工件切除材料；在垂直于钻头迫近的工件表面的方向上作用最小量的压力。

本发明提供一种刀具，它可从工件切除材料。形成精确的尺寸，同时在从工件切除材料时向工件传递最小量的热。本发明可应用于多种刀具，例如钻头、车刀、圆形锯片，以及类似的刀具，其中刀具和工件在切削中以相反的方向移动。

这种刀具具有一个本体，切削齿是本体的一个整体部分。切削齿包括一切削刃和至少一个导向凸起。切削刃从工件切除材料，从而将产生的大部分热量传递到切屑或切除的材料带上，而不是传至正被切削的工件。导向凸起从本体向外延伸，是切削齿接触工件的唯一部分，从而保证了完工侧表面的尺寸均匀一致，当钻削不同致密度或硬度的复合材料的各层时尤其是这样，而上述复合材料在相邻层的过渡部位往往容易导致切削路径的偏移。因此，可显著减少从工件切削材料所需要的能量，并且如果在切削中需要冷却液或切削油的话，则可显著减少其用量。

在本发明的一种实施例中，在形成切削刃时，它不形成下述的一个点，即，刀具围绕该点使自已在工件上定心。这种实施例能够以非90°的角度切入工件表面或者能够切入材料块的角部。由于导向凸起是切削齿接触工件侧面的唯一部分，因而导向凸起接触相对较冷的材料，没有显著的温度升高，并具有极小的表面接触面积。因此，在切削过程中，刀具的侧向偏移可忽略不计，从而产生高尺寸精度的切入，在加工后的工件上产生高光洁度的侧表面。

在本发明的另一个实施例中，切削刃分成两个切削刃部分，它们处于一个公共平面内，并形成首先接触被切削工件的一个点。每个切削刃部分配置一个导向凸起，它从本体向外延伸，接触工件的侧面，从而当刀具从工件切除材料时可防止刀具的偏斜。

现在对照以下附图详述本发明的推荐实施例，进一步阐明本发明的附加目的和优点。

图1是按照本发明制成，能够在工件上钻削圆孔的钻头尖的立体图；

图1A表示经过改进而具有级形端面和斜槽的图1所示钻头的工件接合端；

图2沿图1中箭头2-2的方向看去的平面图；

图2A是图1所示钻头的改进型的端视图，该钻头具有围绕钻头本体工作端面的圆周间隔开来的多个导向凸起；

图2B是沿图2A中2B-2B线的局部剖视图，表示钻头在多层工件上钻孔；

图3是沿图1中3-3线的剖视图；

图4是沿图1中4-4线的剖视图；

图5是沿图2中箭头5-5的方向看去的局部放大视图；

图5A表示图1所示钻头的变型，其中，对于某些钻头材料来说前倾面和留隙面限定一个负夹角；

图6是按照本发明制成的，能够在工件上钻削环形孔的钻头的立体图；

图7是沿图6中箭头7-7的方向看去的钻头的端视图；

图8是沿图6中8-8线的剖视图；

图9是沿图7中箭头9-9的方向看去的放大局部视图；

图10是沿图7中箭头10-10的方向看去的放大局部视图；

图11是图6-10所示切削齿部分的局部放大顶视图；