專利名稱：金屬切削鉆頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及金屬切削鉆頭，并且更具體地，涉及一種既能用于手持鉆機上也 能用于固定鉆床上的金屬切削鉆頭。
背景技術(shù)：
通常地，兩種不同類型的鉆頭分別用于手持鉆機上和固定鉆床上。在手持鉆機中， 使用者主要關(guān)心切削速度。相應(yīng)地，鉆頭被設(shè)計成快速地切過工件。為了做到這點，鉆頭具 有非常大(Aggressive)的切削角。因此，后角、螺旋角和切削角被設(shè)計成快速地切過工件。 同樣，手持鉆機使用者在操作中通常對鉆機施加相對恒定的、較小的力。高速鋼通常被用作 這種鉆頭的材料。在固定鉆床上，鉆頭的壽命通常對于使用者來說是最重要的。速度通常為第二因 素考慮。在固定鉆床上，比手持鉆機使用中的力更大的變化的力應(yīng)用到鉆頭。因此，當(dāng)鉆頭 變鈍，應(yīng)用更大的力來保持相同的進(jìn)給速度。固定鉆機在相應(yīng)時間內(nèi)鉆很多孔。因此，用于 固定鉆床的鉆頭具有較小的切削角和較大的橫刃。這樣在鉆頭使用中提供附加的穩(wěn)定性。 同樣，鉆頭被設(shè)計成在使用中耗散并且最小化在工作尖端產(chǎn)生的熱。當(dāng)為手持鉆機設(shè)計的鉆頭使用在固定鉆床上時將不夠穩(wěn)定，以使在工件中形成少 量孔之后會出現(xiàn)故障。另外，當(dāng)應(yīng)用在固定鉆床時，這種鉆頭不能散掉在工作尖端產(chǎn)生的大 量的熱。相應(yīng)地，手持鉆機鉆頭在固定鉆床中發(fā)生故障相對較快。為固定鉆床設(shè)計的鉆頭用于手持鉆機上不能足夠快地切削。同樣，由于它們的散 熱能力，因此在它們制造中使用的材料更脆。由此，施加到鉆頭的側(cè)向載荷將導(dǎo)致鉆頭出現(xiàn) 故障。因此，為使用在固定鉆床上的鉆頭的設(shè)計參數(shù)與使用在手持鉆機上的鉆頭完全相反， 還沒有結(jié)合一些技術(shù)以提供一種既能在手持鉆機應(yīng)用中又能在固定鉆床應(yīng)用中滿意工作 的鉆頭。

實用新型內(nèi)容相應(yīng)地，本實用新型的目的在于提供一種既能應(yīng)用在手持鉆機又能應(yīng)用在固定鉆 床上的鉆頭。本裝置提供一種在手持鉆機和固定鉆床上都很好地運轉(zhuǎn)的鉆頭。此外，在特 定時間內(nèi)，在手持鉆機上使用鉆頭能切削出令人滿意的數(shù)量的孔。另外，相同的鉆頭在應(yīng)用 于固定鉆床上時能鉆大量的孔。本實用新型的目的在于提供一種鉆頭，其包括柄端、工作端和在柄端和工作端之 間的螺旋槽部。螺旋槽部具有從工作端錐形變化到柄端的鉆心。鉆心的厚度從工作端 (K)到柄端的結(jié)合處(J)的比率(K J)大約為1 2到1 5。螺旋槽部具有螺旋長度
73 χ Tc
(L) ——)，D為鉆頭直徑，α為螺旋角。另外，鉆頭由具有至少5%重量的鈷的高速鋼 .tana .
材料制造而成。鉆頭可以被蒸汽真空涂敷有一層碳化鋁、鈦鋁氮化物或它們的結(jié)合。工作 點可以為帶有長度大約從0. 11到0.32毫米的橫刃的切割點。鉆頭在1160°C到1190°C之間的溫度中硬化。根據(jù)第二個目的，用于手持鉆機和固定鉆床的復(fù)合鉆頭包括柄端、工作端以及在 柄端和上述工作端之間的螺旋槽部。螺旋槽部具有從工作端錐形變化到柄端的鉆心。鉆心 的錐形率(即工作端的鉆心厚度(K)和錐形鉆心以及柄端結(jié)合處的鉆心厚度(J)的差，除
Τ~) χ ητ
以錐度部分的長度(L))至少約為0.080。螺旋槽部具有大約為Z ——)的螺旋長度。此
tana
外，鉆頭由具有至少5%重量的鈷的高速鋼材料制造而成。此外，涂敷層可以涂覆到鉆頭上。 鉆頭在恒定偏置壽命測試中至少約鉆15個孔或者在恒定進(jìn)給壽命測試中至少約鉆2300個 孔。根據(jù)本實用新型的第三個目的，用手持鉆機或固定鉆床都使用相同鉆頭鉆工件的 方法包括將鉆頭卡裝在手持鉆機上，使用手持鉆機鉆至少大約15個孔，或者將鉆頭卡裝在 固定鉆床上，并使用固定鉆床在工件上鉆至少大約2300個孔。手持鉆機鉆每個孔的時間約 小于90秒。在鉆床上鉆至少大約2300孔不出現(xiàn)鉆頭故障。更多的適用領(lǐng)域從在此提供的描述中變得顯而易見。實用新型內(nèi)容中的描述和具 體例子僅是為了圖示而不是為了限制本實用新型的范圍。

這里描述的附圖僅是為了圖示選擇的實施例而不是所有可能的實施例方式，并且 不是為了限制本實用新型的范圍。圖1為鉆頭的平面圖；圖2為圖1的鉆頭的軸向截面圖；圖3為圖1的鉆頭的工作端的平面圖；圖4為圖1的鉆頭的工作端的透視圖；圖5為圖1的鉆頭沿線5-5的截面圖；圖6為恒定偏置壽命測試的結(jié)果圖。
具體實施方式
現(xiàn)在通過參照附圖更加完整地描述實施例。重要的鉆削因素是鉆頭的速度、恒定偏置壽命和恒定進(jìn)給壽命。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)速度受 到工作端的鉆心厚度的影響。同樣，發(fā)現(xiàn)了速度也受到鉆頭的螺旋長度的影響。已經(jīng)發(fā)現(xiàn) 恒定偏置壽命受到鉆頭工作端的鉆心厚度的影響。此外，恒定進(jìn)給壽命隨柄部結(jié)合處的錐 形厚度增加。因此，在鉆頭的測試中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)與在手持鉆機或固定鉆床上使用的參數(shù)是相 反的參數(shù)為現(xiàn)有的鉆頭提供了非常好的結(jié)果。相應(yīng)地，本實用新型的鉆頭提供一種既可用 在手持鉆機上又可用在固定鉆床上的單一鉆頭。該鉆頭在兩種應(yīng)用中均提供優(yōu)秀的結(jié)果， 由此不需要在兩種應(yīng)用中使用不同的鉆頭。參照附圖，鉆頭被圖示并且用附圖標(biāo)記10來標(biāo)志。鉆頭10包括柄端12、工作端 14和位于柄端和工作端之間的螺旋槽部16。柄端12具有所需的直徑以使它既可以被安裝 到手持鉆機的卡盤上也可以被安裝到固定鉆床的卡盤上。工作端14可以具有包括第一切削邊20和22、橫刃邊M和第二切削邊沈、觀的切割點，從圖3可以最清楚地看到。第一切削邊20和22被余隙面30和前傾面32限定。余 隙面30的角度在大約10°到14°，且前傾面32的角度在大約34°到36°。前傾面32和 余隙面30限定第一切削邊20，22。和第一切削邊相同，第二切削邊沈和28也被余隙面30限定。前傾面34在工作端 14車輪磨削過程中形成以形成切割點(參見圖4)。余隙面30的角度在大約10°到14°， 且前傾面34的角度在大約3°到5°。前傾面34和余隙面30限定第二切削邊沈，28。橫刃邊M具有大約0. 11到0. 32毫米的長度，例如，大約0. 25到0. 35毫米。橫 刃邊M在第一切削邊20，22和第二切削邊沈，28之間。橫刃邊M長度增加了鉆頭在鉆床 上切削時的強度。螺旋槽部16從工作端14延伸到柄端12。螺旋槽部16的螺旋長度(L) 36由等式
權(quán)利要求1.一種用于手持鉆機和固定鉆床的金屬切削鉆頭，其特征在于，該金屬切削鉆頭包括柄端； 工作端；所述柄端和所述工作端之間的螺旋槽部，所述螺旋槽部具有錐形鉆心，該錐形鉆心具 有至少為0. 080的錐度率；以及所述螺旋槽部的螺旋長度丄=(，)，L為螺旋長度，D為鉆頭直徑，且α為螺旋角；tana并且所述金屬切削鉆頭包括鈷系高速鋼材料。
2.如權(quán)利要求1所述的金屬切削鉆頭，其特征在于，所述金屬切削鉆頭使用手持鉆機 能夠通過6毫米厚304號不銹鋼鉆至少15個孔，或者在其實驗?zāi)M中，用31kg的恒定偏壓 力在1200rpm轉(zhuǎn)速下運行，每個孔被鉆時間小于90秒。
3.如權(quán)利要求1和2所述的金屬切削鉆頭，其特征在于，所述金屬切削鉆頭使用鉆床能 夠在4140號鋼上鉆至少2300個孔，每個孔至少18毫米深，或者在其實驗?zāi)M中，以750rpm 的軸速和每轉(zhuǎn)0. 006英寸的進(jìn)給速率運行。
4.如權(quán)利要求1至3中的任一個所述的金屬切削鉆頭，其特征在于，還包括AlCr或 TiAlN的涂敷層。
5.如權(quán)利要求1至4中的任一個所述的金屬切削鉆頭，其特征在于，所述高速鋼包括 M42號鋼和WKE42號鋼中的至少一種。
6.如權(quán)利要求1至5中的任一個所述的金屬切削鉆頭，其特征在于，所述工作端包括具 有橫刃邊長度為0. 11毫米到0. 32毫米的切割點。
7.如權(quán)利要求1至6中的任一個所述的金屬切削鉆頭，其特征在于，所述金屬切削鉆頭 包括已在1160°C到1190°C之間硬化的材料。
專利摘要一種用于手持鉆機和固定鉆床的復(fù)合鉆頭具有柄端、工作端以及在柄端和工作端之間的螺旋槽部。螺旋槽部具有螺旋長度(L)，鉆頭具有從工作端錐形變化到柄端的鉆心。在工作端的鉆心厚度為直徑的10％到35％，并且在柄端結(jié)合處的鉆心厚度為直徑的70％到90％。鉆頭由含有至少5％重量鈷的高速鋼材料制成。
文檔編號B23B51/00GK201895117SQ20092029130
公開日2011年7月13日 申請日期2009年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月3日
發(fā)明者弗洛里安·普羅布斯特, 戴維·N·約翰遜, 托馬斯·J·奎因, 艾伯特·萊德爾, 里基·J·托馬斯, 阿方斯·K·韋茨爾, 阿比杰特·P·喬希 申請人:布萊克和戴克公司