[發(fā)明專利]具有PCD切削刃尖的旋轉(zhuǎn)切削刀具

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110104545.3
• 申請(qǐng)日: 2011-04-26
• 公開（公告）號(hào): CN102451930A
• 公開（公告）日: 2012-05-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: K·桑帕瑟;A·齊默爾曼;S·喬治
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鈷碳化鎢硬質(zhì)合金公司
• 主分類號(hào): B23B51/06
• 分類號(hào): B23B51/06;B23B27/12;B23C5/02
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 鄧斐

優(yōu)先權(quán)要求

本申請(qǐng)要求于2010年4月30日提交的、題為“用于復(fù)合材料的PCD鉆頭”的美國臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?1/329707的優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容通過引用結(jié)合在此。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體涉及旋轉(zhuǎn)切削刀具，并且更具體地涉及具有多晶金剛石(PCD)切削刃尖的旋轉(zhuǎn)切削刀具，例如鉆頭。本發(fā)明進(jìn)一步涉及用于形成具有一個(gè)多晶金剛石切削刃尖的旋轉(zhuǎn)切削刀具的一種方法。

背景技術(shù)

多晶金剛石(PCD)鉆頭歷史上已經(jīng)被形成為直槽的、小面鉆尖式鉆頭(facet?point?drill)。最近，PCD鉆頭已經(jīng)被形成為具有螺旋槽及更復(fù)雜的鉆尖幾何形狀，類似于整體碳化物鉆頭。這樣高度地工程設(shè)計(jì)的PCD鉆頭的主要用途之一是用于在復(fù)合材料中鉆孔，例如碳纖維增強(qiáng)的聚合物(CFRP)鈦復(fù)合材料。用于切割此類材料的鉆頭要求高的耐磨性以便在CFRP中幸存并同時(shí)具有一種有效地切割鈦的幾何形狀。經(jīng)常利用此類CFRP復(fù)合材料的航空客戶進(jìn)一步要求將所鉆探的復(fù)合材料的鈦部分的毛刺高度維持在大約100微米。已知的PCD鉆頭在首先的幾個(gè)孔中產(chǎn)生了高質(zhì)量的孔，但此后(典型地大約5個(gè)孔或更少)很快地迅速開始產(chǎn)生不能接受的毛刺。相應(yīng)地，這樣的鉆頭必須頻繁地以高成本進(jìn)行替換。

因此，在用于鉆探CFRP-鈦的旋轉(zhuǎn)切削刀具中存在改進(jìn)空間，具體是在切割的孔的質(zhì)量以及切削刀具的耐久性。

發(fā)明內(nèi)容

現(xiàn)有技術(shù)的缺陷由本發(fā)明的實(shí)施方案來著手解決，這些實(shí)施方案是針對(duì)一種旋轉(zhuǎn)切削刀具、與一種旋轉(zhuǎn)切削刀具一同使用的多晶金剛石切削刃尖、以及用于形成具有一個(gè)多晶切削刃尖的旋轉(zhuǎn)切削刀具的一種方法。

作為本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種旋轉(zhuǎn)切削刀具。該旋轉(zhuǎn)切削刀具包括：圍繞一條縱向軸線布置的一個(gè)狹長(zhǎng)本體。該本體包括一個(gè)螺旋槽和一個(gè)多晶金剛石切削刃尖。該切削刃尖包括：具有一個(gè)內(nèi)尖角的一個(gè)內(nèi)部分；以及具有不同于該內(nèi)尖角的一個(gè)外尖角的一個(gè)外部分。

該外尖角可以大于該內(nèi)尖角。該內(nèi)尖角可以在大約110度到大約140度的范圍內(nèi)。該外尖角可以在大約145度到大約180度的范圍內(nèi)。該狹長(zhǎng)本體可以由一種碳化物材料形成。該狹長(zhǎng)本體可以包括：與該切削刃尖相反的一個(gè)第一端；以及流經(jīng)其中的至少兩個(gè)冷卻劑通道，每個(gè)冷卻劑通道從該第一端延伸到該切削刃尖。每個(gè)冷卻劑通道在形狀上可以是總體上螺旋形的。

作為本發(fā)明的另一方面，提供了與一種旋轉(zhuǎn)切削刀具一同使用的多晶金剛石切削刃尖。該切削刃尖包括：具有一個(gè)內(nèi)尖角的一個(gè)內(nèi)部分；以及具有不同于該內(nèi)尖角的一個(gè)外尖角的一個(gè)外部分。

該外尖角可以大于該內(nèi)尖角。該內(nèi)尖角可以在大約110度到大約140度的范圍內(nèi)。該外尖角可以在大約145度到大約180度的范圍內(nèi)。

作為本發(fā)明的一個(gè)進(jìn)一步的方面，提供了用于形成具有一個(gè)多晶金剛石切削刃尖的旋轉(zhuǎn)切削刀具的一種方法。該方法包括：在一個(gè)總體上圓柱形的刀具本體中形成至少兩個(gè)冷卻劑通道；在一個(gè)尖端部分中形成至少兩個(gè)冷卻劑通道，該尖端部分與該刀具本體是分離的；并且將該尖端部分連接到該刀具本體以便形成該旋轉(zhuǎn)切削刀具。

該尖端部分可以通過一種釬焊工藝連接到該刀具本體上。這至少兩個(gè)冷卻劑通道可以通過一種擠出工藝在該總體上圓柱形的刀具本體中形成。這至少兩個(gè)通道可以通過一種EDM鉆探工藝在該尖端部分中形成。

附圖說明

當(dāng)與這些附圖一起閱讀時(shí)，從以下對(duì)優(yōu)選實(shí)施方案的說明中可以獲得對(duì)本發(fā)明的全面理解，在附圖中：

圖1是一個(gè)側(cè)視圖，該側(cè)視圖是沿著一條總體上垂直的并且與根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)非限制性實(shí)施方案所述的一種螺旋鉆頭的切削末端的主切削刃和次切削刃處于同一水平面內(nèi)的線所獲取的。

圖2是圖1中所示鉆頭的切削末端的頂視圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)非限制性實(shí)施方案所述的一種鉆頭的切削末端的頂視圖。

圖4是圖3中展示的頂視圖的一個(gè)放大視圖。

圖5是沿著圖3中箭頭“5-5”獲取的一個(gè)部分截面視圖。

圖6是沿著圖3中箭頭“6-6”獲取的圖3中所展示鉆頭的側(cè)視圖。

圖7是一種現(xiàn)有技術(shù)鉆頭的一個(gè)半透明視圖，示出了這些內(nèi)部的冷卻劑通道。

圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)非限制性實(shí)施方案所述的一種鉆頭的一個(gè)半透明視圖，示出了這些內(nèi)部的冷卻劑通道。

圖9是圖8中所示鉆頭的切削末端的頂視圖。

具體實(shí)施方式