CN1692998A - 制造钻头毛坯或铣刀毛坯的方法和装置 - Google Patents

制造钻头毛坯或铣刀毛坯的方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种通过挤压制造钻头或铣刀的毛坯的方法，所述方法包括形成具有外部的轴向延伸的外部槽的第一毛坯部分(B1)和形成另一个杆形的毛坯部分(B3)。本发明还涉及制造钻头毛坯或铣刀毛坯的装置。根据本发明的方法其特征在于：挤压具有自由端和外部槽的第一毛坯部分(B1)；继续进行挤压，以便向该空腔(6)进一步提供挤压物质，所述提供的挤压物质完全填充该第一毛坯部分(B1)的外部槽，以产生与该第一毛坯部分(B1)成一体的第二毛坯部分(B2)；继续进行挤压，以便产生具有期望长度的该第一毛坯部分(B1)；并且在面向离开该第二毛坯部分(B2)的端部切断该第一毛坯部分(B1)。

Description

制造钻头毛坯或铣刀毛坯的方法和装置
技术领域
本发明涉及通过挤压制造钻头毛坯或铣刀毛坯的方法，所述方法包括形成具有外部螺旋形容屑槽的第一毛坯部分和杆形的另一个毛坯部分。本发明还涉及制造钻头毛坯或铣刀毛坯的装置。该钻头毛坯或铣刀毛坯在随后的制造步骤中被进一步处理以获得用于去屑加工的钻头。
背景技术
美国专利4,779,400号公开了一种生产挤压成型的钻头毛坯的方法。该挤压成型的钻头毛坯具有用作随后的钻头排屑空间的开端部分的外部螺旋形槽。优选该排屑空间由磨削产生。该钻头毛坯经喷管(nozzle)通过挤压加热的硬质金属材料而获得。该钻头毛坯可以以已知方式接合于钻柄。
国际专利申请WO 00/74870公开了一种用于制造诸如麻花钻或端铣刀的旋转刀具的方法。该方法包括通过挤压工艺形成毛坯。在挤压过程中，混合物通过模具，该模具使该混合物的外围表面呈圆柱形。多个颚部(jaw)设置在该模具的下游，用于处理该混合物。每个颚部包括螺旋形隆起，用于接合该挤压物质的外表面，以产生形成在其上的螺旋形槽，该螺旋形槽构成刀具上的容屑槽。在挤压时，颚部移动离开该混合物以结束该容屑槽的形成，从而形成刀具的刀杆部分。
发明内容
本发明的主要目的是提供制造钻头毛坯或铣刀毛坯的方法和装置，其中起初产生具有至少一个容屑槽的部分，随后产生刀杆部分。
本发明的另一个目的是利用摩擦控制钻头毛坯或铣刀毛坯的刀杆部分的形成。
本发明的再一个目的是相互独立地改变钻头部分和刀杆部分的长度。
附图说明
下面将参考附图描述本发明的优选实施例，其中：
图1示出根据本发明的装置的示意侧视图；
图2示出根据图1的装置的示意侧视图，其中示出根据本发明方法的第一步；
图3示出根据图1的装置的示意侧视图，其中示出根据本发明方法的第二步；
图4示出根据图1的装置的示意侧视图，其中示出根据本发明方法的第三步；
图5示出根据图1的装置的示意侧视图，其中示出根据本发明方法的第四步；
图6示出根据图1的装置的示意侧视图，其中示出根据本发明方法的第五步；
图7示出根据图1的装置的示意侧视图，其中示出根据本发明方法的第六步；
图8示出根据图1的装置的示意侧视图，其中示出根据本发明方法的第七步；
图9示出根据本发明的方法和装置制造的钻头毛坯的侧视图。
具体实施方式
在图1中，示意地示出了根据本发明的装置的结构，所述装置用于实现根据本发明的方法的一定步骤，即产生麻花钻或铣刀体毛坯/生坯。根据本发明的方法包括制备硬质合金、金属陶瓷或陶瓷粉末以及填料的混合物；将该混合物输送给根据图1的装置，以生产钻头毛坯/生坯，该毛坯/生坯然后进行烧结和机械加工。在这种应用中，所述混合物被称作挤压物质。根据本发明的装置具有挤压机或挤压器的形式。
根据图1的挤压机包括壳体1和连接于该壳体1的喷管(nozzle)3。套管5连接于该喷管3的自由端，所述套管5形成一空腔6，该空腔优选具有圆柱形截面形状。在该套管5的自由端区域设置一个盖子7，所述盖子7在垂直于该套管5的轴向C-C的方向是可以移动的，所述轴向C-C也是喷管3和壳体1的轴向。盖子7的移动封闭(或者完全或者基本上)该套管5的自由端。
套管5的合适的长度取决于各种参数，例如挤压物质的稠密度和内表面摩擦。一般来说，套管5的长度优选短于所生产的毛坯的杆部分的长度。
根据本发明的装置还包括用于从基座1通过喷管3和套管5传送该挤压物质的装置(未示出)。
喷管3的内部具有钻头的截面形状，该钻头具有外部容屑槽，并且该喷管的内部沿其纵向成螺旋形。这样，喷管3的内部具有麻花钻头的几何形状。这示于图1中。为了清楚起见，这种麻花钻头的几何形状未在图2-8的喷管3中示出。
该喷管3还具有柔性的细丝，所述细丝在图2-8中用虚线9表示。该细丝9用已知的技术固定在该喷管3的上游。该细丝9向上纵向延伸到套管5的自由端，在那里细丝9的端部是松散的。细丝9的目的是在该毛坯中产生内部冷却通道10。
当利用从壳体1到喷管3输送的混合物生产生坯/毛坯时，完成下述步骤。在挤压开始时，在喷管3中形成螺旋形的第一毛坯部分B1，由于该喷管3的内部的螺旋形，实现拧成螺旋形，即从壳体1输送到喷管3的混合物将被旋转并呈现该钻头体具有外部螺旋形容屑槽的形状。同时细丝9在填充该喷管3的毛坯内侧成螺旋形的构形。
当挤压继续时，该螺旋形毛坯B1将离开该喷管3并继续进入空腔6。正如在图2中清楚看到的，该第一毛坯部分B1在空腔5中也将具有螺旋形的构形，并且随后该细丝9在空腔6中将具有成螺旋形的构形。挤压的进一步继续导致该螺旋形毛坯从套管5的自由端伸出，见图2。
在根据本发明的方法的另一步骤中，盖子7移动到图3所示的位置，在那里该盖子7密封该套管5的自由端，该盖子7处于剪切装置的形式，其将该螺旋形毛坯的伸出部分切断，见图3。这时，该毛坯的自由端邻接盖子7。随着挤压的继续进行，在空腔6的内部，毛坯的预成形的外部容屑槽被填充。当容屑槽被充满时该空腔6中的压力将增加并且螺旋形细丝结构被扰乱。这示意地示于图4。具有扰乱的细丝结构的该毛坯的第二部分用B2表示。在这种情况下，应当提及的是，盖子7仅仅部分地密封套管5的自由端是有利的，即一定量的挤压物质能够从盖子7旁边通过。
当压力达到预定值时，移动该盖子7以打开该套管5的自由端。这可以通过在该套管5中引进压力表(未示出)自动进行，所述套管5在一定压力下被打开。如图5所示，具有扰乱的细丝结构的该毛坯的第二部分B2被推出套管5。由于挤压物质和空腔6的壁之间的摩擦，充满该空腔6的混合物将不具有螺旋形钻头毛坯部分的形状。而是，由于基本上不旋转的压挤将在该空腔6继续形成圆柱形杆状部分，该毛坯的第三部分用B3表示。在这种情况下，应当指出的是，当进入该套管5时挤压物质的旋转不是突然被中断。而是事实上逐渐中断挤压物质的旋转。
如果该空腔6的内部和该挤压物质之间的摩擦很小，当该毛坯的第二部分B2被推出空腔6时需要在一定程度上关闭盖子7。通过这种设置，有助于圆柱形杆部分B3的形成。
由于在空腔6中的挤压物质的非旋转行为，该细丝9’在该空腔6内基本成直线延伸。当整个部分B2被推出该套管5时，盖子7被起动以执行剪切功能，即部分B2与该挤压串列分开，见图6。当第二毛坯部分B2与挤压串列分开时，第三毛坯部分B3的长度相应于套管5的长度，见图6。但是，通过继续挤压过程，该第三毛坯部分B3的长度可以超过该套管5的长度，见图7。为了继续挤压过程，盖子7必须从图6的位置移动到其图7的位置。在继续挤压过程中，该圆柱形第三毛坯部分B3的长度增加到所希望的长度。
为了继续制造该第一螺旋形毛坯部分B1，需要减小该空腔6和挤压物质之间的摩擦。实现该目的的一种优选的方式示于图8，即套管5分成两部分或更多部分，其中所述部分沿径向相对于该毛坯和本发明的装置的纵向C-C相互间隔。由此减小摩擦并且当挤压过程继续时实现重新形成该第一螺旋形毛坯部分B1。当已经达到第一毛坯部分B1所希望的长度时，所述部分B1以合适的方式被切断。然后，该挤压过程产生一个新的第一毛坯部分B1。至于第一毛坯部分B1的切断以形成钻头毛坯和该挤压过程的继续，参考图3。
在图9中，示出通过上述挤压过程实现的钻头毛坯。该钻头毛坯包括具有螺旋形容屑槽的部分B1和杆部分B3，该杆部分B3优选为圆柱形。内部冷却通道10沿钻头毛坯的整个长度延伸，所述内部冷却通道10在该杆部分B3中基本是直线形的。
钻头制造工艺的下一步是烧结该钻头毛坯。然后该钻头的端部被加工成所希望的形状和尺寸。
在上述实施例中，该钻头毛坯具有内部冷却通道。但是在本发明的范围内也可以制造没有内部冷却通道的钻头毛坯。
在上述实施例中，第二毛坯部分B2从该第三毛坯部分B3切掉，见图6。这个步骤是在该第二毛坯部分B2具有扰乱的细丝结构的前提下进行的。但是，如果在毛坯中并不形成内部冷却通道，那么不需要切掉第二毛坯部分B2。在这种情况下，也应当说明的是，在某种有利的条件下，情况应当是当挤压物质充满外部槽以形成第二毛坯部分B2时，该细丝不被扰乱。如果用刚性细丝制造内部冷却通道情况将会是这样。在所述的两种情况下，第二毛坯部分B2将构成根据本发明制造的钻头的杆部。
在上述实施例中，在杆部B3的内部冷却通道10基本上是直线形的。但是，在本发明的范围内，该内部冷却通道在该杆部B3中可以在某种程度上形成为螺旋形。如果套管5的内壁和挤压物质之间的摩擦比较小时将会发生这种情况。
在上述实施例中，毛坯部分B1的直径等于毛坯部分B3的直径。但是，在本发明的范围内，套管5的直径可以大于喷管3产生的直径。也可以用可以变宽的材料，例如聚氨酯制造套管。通过在套管5的外侧施加真空，该套管5的内径可以增加。
在上述实施中，盖子7既实现封闭作用又实现切割作用。但是，在本发明的范围内，设置成两种单独的装置也是可行的，一种装置实现封闭，另一种实现切割。
在上述实施例中，制造用于麻花钻的毛坯。但是，本发明也可以用于制造例如深孔钻头，其具有沿钻头轴向延伸的直线形容屑槽和直线形冷却通道。在这种情况下，刚性细丝是特别合适的。
在上述实施例中，已经说明优选空腔6具有圆柱形截面形状。但是，在本发明的范围内，该空腔具有非圆柱形截面形状也是可行的。为了示例性的非限制性的目的，可以采用六角形截面形状。

Claims (9)

1.一种通过挤压制造钻头或铣刀的毛坯的方法，所述方法包括形成具有外部的轴向延伸的外部槽的第一毛坯部分(B1)和形成另一个杆形的毛坯部分(B3)，其特征在于包括下述步骤：
1)挤压具有自由端和外部槽的第一毛坯部分(B1)；
2)继续进行挤压，以便该第一毛坯部分(B1)的自由端和邻近部分进入空腔(6)，并在该第一毛坯部分(B1)的自由端的区域内密封所述空腔(6)；
3)继续进行挤压，以便向该空腔(6)进一步提供挤压物质，所述提供的挤压物质完全填充该第一毛坯部分(B1)的外部槽，以产生与该第一毛坯部分(B1)成一体的第二毛坯部分(B2)；
4)继续进行挤压，并且密封终止，以便能够将该第二毛坯部分(B2)推出到该空腔(6)的外面；
5)继续进行挤压，以便产生具有期望长度的该第一毛坯部分(B1)；和
6)在面向离开该第二毛坯部分(B2)的端部切断该第一毛坯部分(B1)。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，
1)在该第二毛坯部分(B2)被推出到该空腔(6)的外面的同时在该空腔(6)中产生第三毛坯部分(B3)，所述第三毛坯部分(B3)在该第一毛坯部分(B1)和该第二毛坯部分(B2)的中间并与该第一毛坯部分(B1)和该第二毛坯部分(B2)一体地形成；
2)当该第二毛坯部分(B2)位于该空腔(6)的外面时，从该第三毛坯部分(B3)将该第二毛坯部分(B2)分离；
3)继续进行挤压，以产生具有期望长度的该第三毛坯部分(B3)。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于，仅是将该空腔(6)部分的密封。
4.根据权利要求1-3中任何一项的方法，其特征在于在该钻头毛坯或铣刀毛坯中形成内部冷却通道。
5.根据前述权利要求中任何一项的方法，其特征在于当产生该第三毛坯部分(B3)时，在该第三毛坯部分(B3)和该空腔(6)之间产生摩擦。
6.一种通过挤压制造钻头毛坯或铣刀毛坯的装置，所述装置包括壳体(1)，连接于该壳体(1)的喷管(3)，以及使壳体(1)中的挤压物质通过该喷管(3)的装置，所述喷管(3)具有内部空间，该内部空间的形状为具有外部轴向延伸槽的钻头的几何形状，其特征在于所述装置具有形成空腔(6)的套管(5)，所述套管(5)连接于该喷管(3)，并且在该套管(5)的面向离开该喷管(3)的端部设置密封和剪切装置(7)，所述密封和剪切装置(7)能够至少部分地密封该套管(5)的面向离开该喷管(3)的端部。
7.根据权利要求6的装置，其特征在于该空腔(6)具有圆形截面形状。
8.根据权利要求6或7的装置，其特征在于在该喷管(3)内和该套管(5)内设置有细丝(9)，所述细丝(9)固定在该喷管(3)上游。
9.根据权利要求6-8中任何一项的装置，其特征在于该密封和剪切装置是盖子(7)的形式，该盖子(7)能够横穿该装置的纵向(C-C)移动，并且该盖子(7)具有切割刃。
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