專利名稱：復合式鉆鉸復合刀具的制作方法
技術領域：
本發明涉及ー種復合式鉆鉸復合刀具，更具體地涉及ー種在短的軸向進刀行程中既執行鉆孔又同時進行鉸孔的復合式鉆鉸復合刀具。
背景技術：
同樣名為“D型鉸刀(D-Reamer) ”的復合式鉆鉸復合刀具(其在一次操作中進行鉆孔和鉸孔)在エ業中已被長期使用。通過將兩次操作合并為一次操作，在一個生產道次中可以鉆鉸出一個通孔，使其從實心達到精加工的孔尺寸，從而減少每次操作的安裝時間及成本。一種簡單的鉆鉸復合刀具構成如下ー個在前部的兩槽麻花鉆頭部分以及ー個在 后部的多槽鉸刀部分，這兩個部分沿一條共有的軸線組合在一個刀具中。該鉸刀部分(具有與麻花鉆頭部分相同的多個螺旋槽)配備有與每個槽相關聯的兩個或更多個鉸孔切削刃。由于麻花鉆頭的順時針螺旋槽延伸至后部的鉸孔部分，這個鉆鉸復合刀具趨于在鉸孔階段過程中自進刀，從而有可能導致ー種楔入作用以及后續斷裂。一種替代的鉆鉸復合刀具(對于制造而言，這種鉆鉸復合刀具更加復雜)在看似普通鉸刀的后部多槽鉸孔部分上提供了ー個典型的逆時針螺旋。然而，沿該鉸孔部分缺少多個深鉆槽而使得排屑率降低并且在使用過程中要求進行啄鉆運動以便允許移除切屑。為了從以上提到的兩種類型的鉆鉸復合刀具的優點中獲益，授予Masahiro (雅弘)的美國專利4，507，028描述了ー種切削刀具，這種切削刀具沿一條軸向線將ー個前部的鉆孔部分與一個后部的鉸孔部分進行組合，具有經過這兩個部分的多個麻花鉆頭槽以及在與這些鉆孔切削刃的方向相反的方向上進行螺旋盤轉的鉸孔切削刃，由此該刀具通過ー種向前旋轉的操作可以在具有光滑表面的エ件中提供ー個通孔。然而，雅弘指出，其鉆鉸復合刀具必須在通孔應用中使用以便正確地工作并保持尺寸。這種鉆鉸復合刀具的鉆孔部分必須長于有待進行鉆孔鉸孔的部分的厚度，這樣使得在該鉸孔部分開始切削之前鉆尖應該鉆通并且完成了切削。出于這個原因，整個刀具的長度以及因此所要求的軸向進刀行程與僅用于對該孔進行鉆孔所要求的相比是明顯較大的并且花費更長的時間。由纖維增強塑料制成的現代印刷電路板(PCB)或航空電子結構元件要求鉆出的孔位置正確并且公差緊密。尤其是在大多數的電路板上給出了成百或上千個孔，顯而易見的是每個単一操作節省的時間乘以這些大量的孔的數目的大數目變成總成本的重要組分。因此為了減小所要求的軸向進刀行程以及鉆孔鉸的周期時間，具體的但不限于纖維增強塑料，所希望的是可以去除常規鉆鉸復合刀具構造中以上固有缺陷的ー種新方法。發明概述因此，本發明的ー個目的是提供ー種以上所提類型的改進型復合式鉆鉸復合刀具，這種復合式鉆鉸復合刀具能夠沿ー個短的軸向進刀行程同時進行鉆孔和鉸孔。這個目的是根據本發明的ー個方面通過ー種鉆鉸復合刀具來實現的，這種鉆鉸復合刀具包括ー個柄部分以及與該柄部分同軸的ー個切削部分，所述切削部分具有ー個工作部分，該工作部分包括與ー個刃帶邊緣、一個刃帶間隙以及一個槽相關聯的至少ー個麻花鉆頭螺旋粗切刃；所述切削部分進ー步包括與該螺旋粗切刃交錯的至少ー個螺旋形精切刃并且具有與其相關聯的僅ー個刃帶邊緣以及ー個槽44，所述精切刃的刃帶邊緣配備有在與該粗切刃的方向相反的ー個方向上進行螺旋盤轉的多個鉸孔切削刃，所述鉸孔切削刃被配置為切割一個大于所述粗切刃的孔，所述工作部分的大小被確定為使得在操作過程中，該粗切刃和該鉸孔切削刃二者是同時工作的。附圖簡要說明為了理解本發明并且弄清其在實踐中是如何執行的，現在僅通過非限定實例并參 照附圖對多個實施方案予以說明，在附圖中圖I是根據本發明的一個實施方案加工的一種鉆鉸復合刀具的透視圖；圖2是為清晰起見所示的未完成的，如圖I中的ー個部分加工的鉆鉸復合刀具的透視圖；圖3是圖I的鉆鉸復合刀具刀尖的一個放大的正視圖；圖4是圖I鉆鉸復合刀具刀尖的一個放大的側視圖；圖5是圖I的鉆鉸復合刀具的一個示意性截面圖；圖6是根據本發明的另ー個實施方案加工的一種鉆鉸復合刀具的示意性截面圖；并且圖I是根據本發明的又另ー個實施方案加工的一種鉆鉸復合刀具的示意性截面圖。實施方案的詳細說明在以下說明中，在不止ー個附圖中出現或者分擔類似功能的多個相同元件將由相同的參考數字來表明。參見
圖1，示出了根據本發明的一個實施方案加工的總體上參照10的ー種鉆鉸復合刀具。鉆鉸復合刀具10包括ー個柄部分12，該柄部分用于夾持在鉆床或任何其他鉆孔設備的ー個卡盤或一個夾頭中；一個短頸14以及ー個切削部分16，該切削部分既用于鉆孔又用于鉸孔功能，這兩個部分共用同一條縱向軸線。ー個麻花鉆尖(總體上參照18、位于切削部分16的前面)包括一個橫刃20、多個切削刃緣22以及在普通麻花鉆頭中典型見到的多個根部24。尖角a (圖3)是根據エ件材料來確定的并且出于一般目的的應用而通常被設定為118°。由于切削部分16的復雜的幾何形狀，通過參照圖2將更加易于說明本發明的性質，該圖是在執行研磨這些鉸孔切削刃50的一個步驟之前從生產線上取出的被部分加工的一個鉆鉸復合刀具的透視圖。部分加工的鉆鉸復合刀具30的切削部分16包括至少ー個螺旋粗切刃32 (或者簡化為粗切刃32)以及至少ー個螺旋精切刃34 (或者簡化為精切刃34)。典型地，如圖2中具體示出的鉆鉸復合刀具30配備有ー對右螺旋粗切刃32以及兩個或更多的螺旋精切刃34。這些粗切刃32是與多個刃帶邊緣36、刃帶間隙38、以及多個槽40 (類似于在普通麻花鉆頭中見到的)相關聯的。這兩個或更多的螺旋精切刃34是僅與多個寬刃帶邊緣42以及多個槽44相關聯的，這些槽可能淺于這些粗切刃槽40。應該理解的是，這些精切刃34由于缺少刃帶間隙而不是真正的切削刃，而這對于在エ件材料上鉸出ー個具有精細、準確的壁表面的孔是必要的。
進ー步參見圖2，看到的是這些精切刃34在直徑上朝著尖端18是階梯狀向下的，從而形成ー個具有長度L(圖4)的短的前導部分46。沿長度L，僅這些刃緣22和這些粗切刃32是工作性的，因此，這些精切刃34僅在該鉆鉸復合刀具在エ件材料中已加工出ー個具有較小直徑d及深度L的引導孔之后才開始切削。任選地，這些精切刃34的刃緣48的尖角@ (圖4)被加工得尖于這些粗切刃32的刃緣22的尖角a (圖3)，從而導致與上述這些精切刃34的后續操作相同的效果。參見圖I、圖3、和圖4，最終的鉆鉸復合刀具10是通過ー個研磨步驟或者執行多個直的或左螺旋鉸孔切削刃50來加工的。這些鉸孔切削刃50是與鉸孔刃帶間隙52、有時被定義為“初級間隙”的多個鉸孔刃帶邊緣54、以及多個淺的鉸孔槽56相關聯的。這些鉸孔切削刃50僅被提供到與這些精切刃34(圖2)相關聯的寬的刃帶邊緣42，如上所述的，這些鉸孔切削刃不是真正的切削刃除非配備有這些鉸孔切削刃50、刃帶間隙52、刃帶邊緣54以及多個槽56。這些鉸孔切削刃50在與這些粗切刃32的方向相反的方向上螺旋盤轉以便防 止如以上提到的自進刀。典型地被安排在圓形陣列中的鉸孔切削刃的數目是根據刀具的直徑來確定的并且對于最高達50毫米的直徑而言范圍在6至24之間。參見圖5,示出了圖I的鉆鉸復合刀具的示意性截面圖,標記為d的較小的圓代表由這些粗切刃32切割的孔的尺寸而標記為D的較大的圓代表由這些鉸孔切削刃50切割的孔的尺寸。如圖所示，這些鉸孔切削刃50切削出與這些粗切刃32相比更大的一個孔。然而，與迄今提出的鉆鉸復合刀具相對比，這種引導孔的深度L可以是顯著地小于エ件材料的厚度，這樣跟隨著引導孔的鉆削，使得這些粗切刃32以及這些鉸刀切削刃50都是同時工作的。這些螺旋粗切刃32的螺旋角0 (圖3)典型地是范圍在13°與40°之間的ー個右螺旋，并且這些螺旋鉸孔切削刃50的螺旋角0 r典型地是范圍在0° (直的)至45°之間的左螺旋，二者均取決于エ件材料。在操作中，前導部分46首先在エ件材料中產生ー個具有較小直徑d和深度L的引導孔，這個引導孔起到了類似于一個定心鉆頭的作用并且保持該鉆鉸復合刀具的正確位置。在鉆孔加工的進展過程中，這些鉸孔切削刃50將該孔擴大并且精確地鉸削到最終的直徑D。這些深的粗切刃槽40提供了對鉆孔切屑的快速處理，這些鉆孔切屑包括由這些鉸孔切削刃50產生的切屑的一部分。這些較淺的精切刃槽44提供了對體積較小的鉸孔切屑的處理，因此削除了如以上參見現有技術所描述的啄鉆運動。參見圖6，示出了根據本發明的另ー個實施方案加工的鉆鉸復合刀具的一個示意性截面圖，其中這些粗切刃32和這些精切刃34是與具有相等截面的多個齒相關聯的，這些齒具有相等的截面并在一個圓形陣列中被相等地間隔開，例如像在四槽端銑刀中所見到的，因此這些間隔槽40、44也具有相等的深度和尺寸。參見圖7，示出了根據本發明的又另ー個實施方案加工的一種鉆鉸復合刀具的示意性截面圖，其中提供了兩個粗切刃32和四個精切刃34。如上所述，這四個精切刃配備有直的或左螺旋鉸刀切削刃50。應該理解的是，任何數目的替代的或者以下粗切刃和精切刃均是可以提供的并且落入本發明的范圍之內。對于本領域那些普通技術人員不言而明的是本發明不限于以上展示的實施方案的細節并且在不背離權利要求書的范圍的情況下本發明可以通過其他具體形式來實施而井。
權利要求
1.一種鉆鉸復合刀具，包括ー個柄部分以及與該柄部分同軸的ー個切削部分，所述切削部分具有ー個工作部分，該工作部分包括與ー個刃帶邊緣、一個刃帶間隙以及一個槽相關聯的至少ー個麻花鉆頭螺旋粗切刃；所述切削部分進ー步包括至少ー個螺旋精切刃，該螺旋精切刃與該螺旋粗切刃交錯并且具有與其相關聯的僅ー個刃帶邊緣以及ー個槽，所述精切刃的刃帶邊緣配備有在與該粗切刃的方向相反的ー個方向上螺旋盤轉的多個鉸孔切削刃，所述鉸孔切削刃被配置為切削一個與所述粗切刃相比更大的孔，所述工作部分的尺寸被確定為使得在操作過程中該粗切刃與該鉸孔切削刃二者是同時工作的。
2.如權利要求I所述的鉆鉸復合刀具，其中所述切削部分包括ー對螺旋粗切刃以及至少兩個螺旋精切刃。
3.如權利要求I所述的鉆鉸復合刀具，包括在所述切削部分前面的ー個鉆尖，該鉆尖包括ー個橫刃、多個切削刃緣及根部。
4.如權利要求3所述的鉆鉸復合刀具，用于同深度不小于該工作部分的長度的ー個エ件一起使用，其中這些精切刃在直徑上朝著該鉆尖是向下成階梯形的，從而形成一個短的前導部分，在該前導部分中僅有這些刃緣和這些粗切刃是工作性的。
5.如權利要求3所述的鉆鉸復合刀具，其中這些精切刃的刃緣的尖角被加工比這些粗切刃的刃緣的尖角更銳利。
6.如權利要求I所述的鉆鉸復合刀具，其中這些鉸孔切削刃是與鉸孔刃帶間隙、鉸孔刃帶邊緣以及淺的鉸孔槽相關聯的。
7.如權利要求I所述的鉆鉸復合刀具，其中與精切刃相關聯的這些槽是淺于同該粗切刃相關聯的這些槽。
8.如權利要求I所述的鉆鉸復合刀具，其中這些螺旋粗切刃的螺旋角是范圍在13°與40°之間的ー個右螺旋角，并且這些螺旋鉸孔切削刃的螺旋角是范圍在0°至45°之間的ー個左螺旋角。
9.如權利要求I所述的鉆鉸復合刀具，其中這些鉸孔切削刃是按照在6至24個切削刃之間的ー種圓形陣列來安排的。
10.如權利要求I所述的鉆鉸復合刀具，其中這些粗切刃和這些精切刃是與多個齒相關聯的，這些齒具有相等的截面并在一個圓形陣列中被同樣具有相等的深度和大小的多個槽相等地間隔開。
11.如權利要求I所述的鉆鉸復合刀具，其中提供了兩個粗切刃和四個精切刃。
全文摘要
一種鉆鉸復合刀具包括一個柄部分以及與該柄部分同軸的一個切削部分。該切削部分具有一個工作部分，該工作部分包括與一個刃帶邊緣、一個刃帶間隙、以及一個槽相關聯的至少一個麻花鉆頭螺旋粗切刃，以及與該螺旋粗切刃交錯并且具有與其相關聯的僅一個刃帶邊緣以及一個槽的至少一個螺旋精切刃。該精切刃的刃帶邊緣配備有多個鉸孔切削刃，該多個鉸孔切削刃被配置為切割一個與所述粗切刃相比更大的孔并且在與該粗切刃的方向相反的方向上螺旋盤轉。該工作部分的尺寸被確定為使得在操作過程中該粗切刃以及該鉸孔切削刃二者是同時工作的。
文檔編號B23B51/08GK102649176SQ201210033440
公開日2012年8月29日 申請日期2012年2月15日 優先權日2011年2月27日
發明者V·D·沃洛克 申請人:鈷碳化鎢硬質合金公司