用于鉆頭的切削區(qū)段的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種按權(quán)利要求1前序部分的用于鉆頭的切削區(qū)段。
【背景技術(shù)】
[0002]US3888320A公開(kāi)一種切削區(qū)段，其能夠通過(guò)可拆的插接一轉(zhuǎn)動(dòng)連接結(jié)構(gòu)與鉆桿區(qū)段連接為鉆頭。鉆頭固定在取芯設(shè)備的刀夾中并且在鉆孔運(yùn)行中被取芯設(shè)備沿轉(zhuǎn)動(dòng)方向圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線驅(qū)動(dòng)。切削區(qū)段具有一個(gè)環(huán)狀區(qū)段、多個(gè)在第一端部上與環(huán)狀區(qū)段連接的切削元件和一個(gè)外側(cè)插接元件，該外側(cè)插接元件在背離切削元件的第二端部上與環(huán)狀區(qū)段連接。鉆桿區(qū)段具有圓柱形鉆桿，該鉆桿在朝向切削區(qū)段的端部上具有一個(gè)內(nèi)側(cè)插接元件。所述內(nèi)側(cè)和外側(cè)插接元件沿平行于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的插接方向構(gòu)成插接連接結(jié)構(gòu)。外側(cè)插接元件在內(nèi)側(cè)上具有多個(gè)銷(xiāo)元件，所述銷(xiāo)元件在垂直于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的平面中徑向向內(nèi)定向。內(nèi)側(cè)插接元件具有多個(gè)L形的縫槽狀缺口，銷(xiāo)元件導(dǎo)入所述缺口中。L形缺口具有橫向縫槽和連接縫槽，橫向縫槽垂直于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線延伸，連接縫槽平行于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線延伸并且將橫向縫槽與內(nèi)側(cè)插接元件的下邊緣連接起來(lái)。鉆桿區(qū)段的插接元件在連接縫槽區(qū)域中構(gòu)造成開(kāi)口的。固定在切削區(qū)段上的銷(xiāo)元件通過(guò)連接縫槽導(dǎo)入。
[0003]該已知的切削區(qū)段的缺點(diǎn)在切削區(qū)段卡在基礎(chǔ)中時(shí)表現(xiàn)出來(lái)。在取芯時(shí)切削區(qū)段在鉆孔期間常常會(huì)卡在基礎(chǔ)中并且必須被操作者松開(kāi)。為了松開(kāi)卡住的切削區(qū)段，在通過(guò)鉆架引導(dǎo)的取芯設(shè)備中逆著轉(zhuǎn)動(dòng)方向驅(qū)動(dòng)鉆頭并且由鉆架向鉆頭施加逆著鉆孔方向定向的拉力。操作者嘗試通過(guò)借助套筒扳手手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)切削區(qū)段并且同時(shí)借助鉆架將其拉出于基礎(chǔ)。在已知切削區(qū)段的L形缺口中存在這樣的危險(xiǎn):操作者圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)鉆桿區(qū)段直至銷(xiāo)元件擋靠在連接縫槽上并且同時(shí)操作鉆架的手輪，以致銷(xiāo)元件從連接縫槽中脫出。一旦切削區(qū)段和鉆桿區(qū)段之間的插接一轉(zhuǎn)動(dòng)連接結(jié)構(gòu)松開(kāi)，就必須以其它方式將切削區(qū)段取出于基礎(chǔ)，例如通過(guò)刨開(kāi)基礎(chǔ)而取出。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的任務(wù)在于改進(jìn)用于鉆頭的、可更換的切削區(qū)段，在此降低在從基礎(chǔ)取出卡住的鉆頭時(shí)連接意外松開(kāi)的危險(xiǎn)并且降低鉆桿區(qū)段在無(wú)切削區(qū)段的情況下被取出于基礎(chǔ)的危險(xiǎn)。另外，應(yīng)進(jìn)一步提高切削區(qū)段在鉆孔時(shí)的穩(wěn)定性以及切削區(qū)段相對(duì)于由鉆架引起的拉力負(fù)荷的抗變形性。
[0005]該任務(wù)在開(kāi)頭所提的切削區(qū)段中根據(jù)本發(fā)明通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求1的特征得以解決。有利的方案由從屬權(quán)利要求給出。
[0006]根據(jù)本發(fā)明規(guī)定，所述插接元件具有至少一個(gè)縫槽狀缺口，該縫槽狀缺口具有橫向縫槽和連接縫槽，橫向縫槽垂直于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線設(shè)置并且通過(guò)連接縫槽與插接元件的上邊緣連接。切削區(qū)段的插接元件在連接縫槽的區(qū)域中構(gòu)造成開(kāi)口的。固定在鉆桿區(qū)段上的銷(xiāo)元件通過(guò)連接縫槽導(dǎo)入，在此，連接縫槽可平行或傾斜于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線設(shè)置。從銷(xiāo)元件到插接元件的扭矩傳遞在橫向縫槽中進(jìn)行。
[0007]具有縫槽狀缺口的鉆頭區(qū)段比固定有銷(xiāo)元件的鉆頭區(qū)段更加易于通過(guò)拉力負(fù)荷變形?？p槽狀缺口設(shè)置在可更換的切削區(qū)段上的優(yōu)點(diǎn)在于，更換較不穩(wěn)定的那一個(gè)鉆頭區(qū)段。根據(jù)本發(fā)明的切削區(qū)段具有較高的穩(wěn)定性和相對(duì)于拉力負(fù)荷的較高的抗變形性。
[0008]優(yōu)選插接元件具有三個(gè)或更多個(gè)縫槽狀缺口。在此，縫槽狀缺口優(yōu)選均勻地圍繞切削元件的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線分布地設(shè)置。基于縫槽狀缺口的均勻分布在銷(xiāo)元件和缺口之間不存在配對(duì)關(guān)系并且一個(gè)銷(xiāo)元件可導(dǎo)入任一缺口中。
[0009]在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，所述插接元件垂直于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線具有外徑和內(nèi)徑并且平行于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線具有長(zhǎng)度。環(huán)狀插接元件允許插接連接結(jié)構(gòu)設(shè)有內(nèi)側(cè)插接元件和外側(cè)插接元件。內(nèi)側(cè)插接元件優(yōu)選設(shè)置在鉆桿區(qū)段上并且外側(cè)插接元件設(shè)置在切削區(qū)段上。通過(guò)將縫槽狀缺口設(shè)置在外側(cè)插接元件上并且將銷(xiāo)元件設(shè)置在內(nèi)側(cè)插接元件上，鉆頭可在內(nèi)側(cè)上密封地構(gòu)造并且避免錯(cuò)誤引導(dǎo)冷卻和沖洗介質(zhì)。例如通過(guò)鉆頭的插入端部被供應(yīng)的冷卻和沖洗介質(zhì)在密封的鉆頭中完全流到加工位置上并且確保冷卻切削元件以及運(yùn)走鉆肩。另外，根據(jù)本發(fā)明的切削區(qū)段允許操作者監(jiān)控插接一轉(zhuǎn)動(dòng)連接結(jié)構(gòu)的打開(kāi)和閉合。當(dāng)縫槽狀缺口設(shè)置在內(nèi)側(cè)插接元件上時(shí)，則無(wú)法或只能受限地進(jìn)行監(jiān)控。
[0010]特別優(yōu)選所述插接元件的長(zhǎng)度至少為18_。當(dāng)插接元件的最小長(zhǎng)度為18_時(shí)，確保切削區(qū)段具有足夠的抗變形性。縫槽狀缺口可在插接元件上定位于這樣的高度中，使得切削區(qū)段在借助鉆架松開(kāi)卡住的鉆頭時(shí)相對(duì)于出現(xiàn)的拉力負(fù)荷是抗變形的。
[0011]在此，所述插接元件的長(zhǎng)度特別優(yōu)選不大于28mm。直至插接元件28mm的長(zhǎng)度，切削區(qū)段相對(duì)于拉力負(fù)荷的抗變形性提高。插接元件的更大長(zhǎng)度不影響或僅略微影響切削區(qū)段相對(duì)于拉力負(fù)荷的抗變形性并且僅引起材料成本和加工成本的升高。
[0012]優(yōu)選橫向縫槽平行于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線到環(huán)狀區(qū)段的下部距離至少為3mm。當(dāng)最小距離為3_時(shí)，確保在借助鉆架取出卡住的鉆頭時(shí)切削區(qū)段相對(duì)于拉力負(fù)荷具有足夠的抗變形性。
[0013]在此，橫向縫槽到環(huán)狀區(qū)段的下部距離特別優(yōu)選不大于5mm。直至5mm的距離，切削區(qū)段相對(duì)于拉力負(fù)荷的抗變形性得到改善。更大的距離不影響或僅略微影響切削區(qū)段相對(duì)于拉力負(fù)荷的抗變形性并且僅引起材料成本和加工成本的升高。
[0014]在切削區(qū)段的一種擴(kuò)展方案中，橫向縫槽具有帶動(dòng)區(qū)域和鎖定區(qū)域，該帶動(dòng)區(qū)域在連接縫槽的朝向轉(zhuǎn)動(dòng)方向的一側(cè)上與連接縫槽連接，并且鎖定區(qū)域在連接縫槽的背離轉(zhuǎn)動(dòng)方向的一側(cè)上與連接縫槽連接。從鉆桿區(qū)段向切削區(qū)段的扭矩傳遞通過(guò)銷(xiāo)元件和帶動(dòng)區(qū)域進(jìn)行。鎖定區(qū)域設(shè)置在連接縫槽的與帶動(dòng)區(qū)域相反的一側(cè)上。鎖定區(qū)域減小在從基礎(chǔ)中松開(kāi)卡住的鉆頭時(shí)鉆桿區(qū)段和切削區(qū)段之間的插接一轉(zhuǎn)動(dòng)連接結(jié)構(gòu)意外打開(kāi)的危險(xiǎn)。操作者嘗試通過(guò)借助套筒扳手圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)鉆桿區(qū)段并且同時(shí)借助鉆架將卡住的切削區(qū)段拉出于基礎(chǔ)。實(shí)踐表明:尤其是當(dāng)銷(xiāo)元件擋靠在橫向縫槽上時(shí)，操作者才拉拔鉆桿區(qū)段。當(dāng)銷(xiāo)元件擋靠在帶動(dòng)區(qū)域或鎖定區(qū)域上時(shí)，插接一轉(zhuǎn)動(dòng)連接結(jié)構(gòu)沒(méi)有打開(kāi)危險(xiǎn)。在根據(jù)本發(fā)明的切削區(qū)段中，只有當(dāng)操作者正好在銷(xiāo)元件位于連接縫槽上時(shí)拉拔鉆桿區(qū)段，插接一轉(zhuǎn)動(dòng)連接結(jié)構(gòu)才被打開(kāi)。與L形縫槽狀缺口相比，插接一轉(zhuǎn)動(dòng)連接結(jié)構(gòu)意外打開(kāi)危險(xiǎn)大大降低。
[0015]在第一種優(yōu)選方案中，所述帶動(dòng)區(qū)域的寬度與鎖定區(qū)域的寬度一致。在此，帶動(dòng)區(qū)域和鎖定區(qū)域優(yōu)選具有銷(xiāo)半徑加1.5mm的最小寬度和銷(xiāo)半徑加3mm的最大寬度。該實(shí)施方式特別適合于直徑大的鉆頭，此時(shí)橫向縫槽在圓周上的比例小。
[0016]在第二種優(yōu)選方案中，帶動(dòng)區(qū)域的寬度大于鎖定區(qū)域的寬度。在此，帶動(dòng)區(qū)域和鎖定區(qū)域優(yōu)選具有銷(xiāo)半徑加1.5mm的最小寬度和銷(xiāo)半徑加3mm的最大寬度。該實(shí)施方式特別適合于直徑小的鉆頭，此時(shí)橫向縫槽在圓周上的比例大。
[0017]優(yōu)選連接縫槽平行于切削區(qū)段轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的高度至少為10mm。當(dāng)高度至少為1mm時(shí)，確保切削區(qū)段相對(duì)于由鉆架引起的拉力負(fù)荷具有足夠的抗變形性。
[0018]在此，連接縫槽平行于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的高度特別優(yōu)選不大于13_。直至13_的高度，切削區(qū)段相對(duì)于由鉆架引起的拉力負(fù)荷的抗變形性得到改善。更大的高度不影響或僅略微影響切削區(qū)段相對(duì)于由鉆架引起的拉力負(fù)荷的抗變形性并且僅引起材料成本和加工成本的升尚。
[0019]在切削區(qū)段的一種擴(kuò)展方案中，環(huán)狀區(qū)段具有導(dǎo)向區(qū)段，該導(dǎo)向區(qū)段平行于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線地齊平地連接到切削元件的外邊緣上、或內(nèi)邊緣上、或外邊緣和內(nèi)邊緣上。通過(guò)使導(dǎo)向區(qū)段齊平地連接到切削元件上，導(dǎo)向區(qū)段在鉆孔時(shí)構(gòu)成用于切削元件的導(dǎo)向裝置并且穩(wěn)定切削元件。在此，切削元件外側(cè)上的導(dǎo)向可通過(guò)包圍鉆孔的基礎(chǔ)或在鉆頭的內(nèi)側(cè)上通過(guò)鉆芯實(shí)現(xiàn)。
[0020]優(yōu)選導(dǎo)向區(qū)段平行于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的長(zhǎng)度小于4_。小于4_的導(dǎo)向區(qū)段不妨礙或至少不明顯妨礙冷卻和沖洗介質(zhì)的供應(yīng)。
[0021]在切削區(qū)段的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，外側(cè)插接元件