專利名稱：切削絲錐及其制造方法
切削絲錐及其制造方法相關(guān)申請的交叉注釋本申請涉及于2006年10月18日提交的名為“切削絲錐及制造切削絲錐的方法”、 申請序列號11/582,805的申請，其全部內(nèi)容通過引用結(jié)合在此。
背景技術(shù)：
本發(fā)明總體上涉及一種切削絲錐，并且具體涉及具有改進了切削刃的抗錛刃和破裂的切削刃幾何形狀的一種切削絲錐。要求螺紋的機構(gòu)以及機器部件在技術(shù)上具有很長的歷史。確切地說，螺紋作為緊固件的應(yīng)用比所有其他將零件連接到組件中的方式都占首要地位。雖然有許多用來產(chǎn)生內(nèi)螺紋連同外螺紋的方法，但經(jīng)驗已經(jīng)表明絲錐是產(chǎn)生內(nèi)螺紋的首選方式。當前，存在兩種用來產(chǎn)生內(nèi)螺紋的攻絲方法。占主導地位的攻絲方法是通過從一個孔壁上切削和去除材料來產(chǎn)生一個螺旋狀的V形螺紋。可替代地，內(nèi)螺紋能夠通過將材料移位以形成一個內(nèi)螺紋來產(chǎn)生。然而，通過切削材料進行攻絲總體上是有利的，因為這種方法要求更低的扭矩并且產(chǎn)生了一個更完美的螺紋形式。內(nèi)螺紋的形狀以及大小的尺寸準確度控制著螺紋組件的精度以及裝配。此外，攻絲的速度影響了生產(chǎn)內(nèi)螺紋的成本。有兩種材料用于制造切削絲錐。高速鋼由于其高強度而廣泛用于絲錐。然而，燒結(jié)碳化鎢是比高速鋼更優(yōu)選的制造其他切削工具的一種材料，這是由于以下這些特性，如更高的硬度和高溫穩(wěn)定性包括高溫下保持硬度的能力。典型地，由燒結(jié)碳化物制造的切削工具可以用于比由“高速”鋼生產(chǎn)的工具高出至少三倍的切削速度并且這種工具壽命更長?，F(xiàn)在參見圖9至

圖11，這里示出了具有直切削面的一個四槽的現(xiàn)有技術(shù)切削絲錐中的一個槽。總體上，該切削絲錐由位于具有長度L的絲錐的倒角段上的順序的多個切削刃來產(chǎn)生一種內(nèi)螺紋形式。將材料從孔的壁上去除，直到通過絲錐主體上的第一全螺紋獲得了最終的螺紋形狀。圖9中通過疊加四個槽各自所去除的材料段展示了內(nèi)螺紋的這種漸進的形成。如圖10所示，這種現(xiàn)有技術(shù)的切削絲錐具有相對于一個徑向基準線成一個切削角度(或前角)A1而傾斜的一個直切削面，該徑向基準線從大直徑處的切削刃行進到該切削絲錐的中心。在圖10中，切削角度Al被定義為沿該切削面的表面穿過的一條線與該徑向基準線之間的夾角。當來自該徑向基準線的傾角是處于如圖10中所看到的逆時針方向時，切削角度Al為正。當離開該徑向基準線的傾斜是處于如圖10中所視的順時針方向時， 切削角度Al為負。切削角度Al的幅值對現(xiàn)有技術(shù)的切削絲錐的刃強度具有一種影響。在這方面，通過減小切削角度Al( S卩，使切削角度Al更負)可以增加切削刃的強度。然而，在切削角度 Al的減小將增加切削刃的強度的同時，用來對這些螺紋攻絲(或切削)所必需的切削力的量值隨切削角度Al的減小而增加。當現(xiàn)有技術(shù)的絲錐是由燒結(jié)碳化物制造時，因為碳化物與高速鋼相比具有低強度，所以這些切削刃是非常易于錛刃的。確切地說，最易于錛刃的這些切削刃是倒角上的接近并且包括在該倒角后的第一全螺紋的這些窄刃。在該倒角后的這些窄的全螺紋也易于錛刃，因為它們具有一個小夾角。該倒角的進入部分上的這些更寬的刃是遠不太易于錛刃的，因為它們不像這些全螺紋的切削刃一樣窄。應(yīng)該認識到，以上說明的與具有一個直切削面的切削絲錐的切削角度Al有關(guān)的這些障礙對于具有一個弧形切削面的切削絲錐同樣存在。在這方面，對于具有一個弧形切削面的切削絲錐，一個弦前角對應(yīng)于帶有直切削面的切削絲錐的前角Al。弦前角被定義為在切削絲錐的大直徑到中心之間的一個徑向基準線與在切削絲錐的遠端切削刃與小直徑之間的一個弦之間的角。如圖11所示，傳統(tǒng)的切削絲錐的這些切削刃易于錛刃，尤其是倒角上的接近和包括在該倒角后的第一全螺紋的這些窄的切削刃(由圖11中的第三倒角螺紋所展示)。倒角的進入部分上的這些更寬的切削刃不易于錛刃(由第一和第二倒角螺紋所展示)?，F(xiàn)有技術(shù)的這些絲錐具有由相對于絲錐的軸線成一個倒角角度A2的一條單一直線來限定的一個倒角。因為這個倒角是直的，所以由每個倒角的切削刃所去除的材料段的厚度Tl保持恒定。因為絲錐是幾何上薄弱的，尤其是這些切削刃，所以它們易于錛刃。因為燒結(jié)碳化物比高速鋼具有更低的強度，所以由燒結(jié)碳化物制成的絲錐比由高速鋼制成的絲錐更易于錛刃。因此，目前不可能將由燒結(jié)碳化物制成的絲錐在可以使用高速鋼絲錐的一些應(yīng)用中使用。發(fā)明概述簡言之，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，在此提供一種切削絲錐，該切削絲錐包括具有一個軸向前端和一個軸向后端以及一個中心縱向軸線的一個本體，該本體在該軸向前端處具有一個有槽的(fluted)區(qū)段，該有槽區(qū)段包括從該本體的軸向前端延伸并且在一個第一全切削螺紋處終止的一個倒角的有槽區(qū)段，該倒角的有槽區(qū)段包括位于距該本體軸向前端一個第一距離的一個第一切削螺紋以及位于遠離該本體軸向前端一個第二距離的一個第二切削螺紋，該第二距離是大于該第一距離的，其中該倒角的有槽區(qū)段被成形為使得由該第二切削螺紋去除的一個材料段的厚度小于由該第一切削螺紋去除的一個材料段的厚度。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，在此提供一種切削絲錐，該切削絲錐包括具有一個軸向前端和一個軸向后端以及一個中心縱向軸線的一個本體，該本體在該軸向前端處具有一個有槽區(qū)段，該有槽區(qū)段包括從該本體的軸向前端延伸并且在一個第一全切削螺紋處終止的一個倒角的有槽區(qū)段，該倒角的有槽區(qū)段包括位于距該本體軸向前端的一個第一距離的一個第一切削螺紋以及位于距該本體軸向前端的一個第二距離的一個第二切削螺紋，該第二距離是大于該第一距離的，其中該倒角的有槽區(qū)段的外周表面是非線性的，這樣使得由該第二切削螺紋去除的材料段的厚度小于由該第一切削螺紋去除的材料段的厚度。根據(jù)本發(fā)明的又另一個方面，在此提供一種切削絲錐，該切削絲錐包括具有一個軸向前端和一個軸向后端以及一個中心縱向軸線的一個本體，該本體在該軸向前端處具有一個有槽區(qū)段，該有槽區(qū)段包括從該本體的軸向前端延伸并且在一個第一全切削螺紋處終止的一個倒角的有槽區(qū)段，該倒角的有槽區(qū)段包括位于距該本體軸向前端的一個第一距離的一個第一切削螺紋以及位于距該本體軸向前端的一個第二距離的一個第二切削螺紋，該第二距離是大于該第一距離的，其中該第一切削螺紋相對于該中心縱向軸線形成了一個第一倒角角度，并且其中該第二切削螺紋相對于該中心縱向軸線形成了一個第二倒角角度，該第二倒角角度小于該第一倒角角度。根據(jù)本發(fā)明的再又另一個方面，一種制造切削絲錐的方法包括以下步驟研磨一個坯料以便在該切削絲錐的一個軸向前端處形成一個帶有螺紋的本體部分；在該帶有螺紋的本體部分中研磨一個或多個槽來形成多個切削刃；研磨該帶有螺紋的本體部分來形成一個第一切削螺紋以及一個第二切削螺紋，該第一切削螺紋位于距離該切削絲錐的軸向前端的一個第一距離處，并且該第二切削螺紋位于距離該切削絲錐的軸向前端的一個第二距離處；并且在該帶有螺紋的本體部分中研磨一個倒角，這樣使得在一次攻絲操作的過程中從該第二切削螺紋上去除的一段材料的厚度小于從該第一切削螺紋上去除的一段材料的厚度。附圖簡要說明當參考附圖閱讀以下詳細的說明時將變得更好地理解本發(fā)明的這些和其他特征、 方面、以及優(yōu)點，其中貫穿這些附圖的類似的字符表示類似的部件，在附圖中圖1是本發(fā)明的有螺旋槽的切削絲錐的一個示例性實施方案的等距視圖；圖2是本發(fā)明的有直槽的切削絲錐的一個示例性實施方案的側(cè)視圖；圖3是一個側(cè)視圖，示出了圖2的切削絲錐的軸向前方部分的輪廓，包括倒角的有槽區(qū)段以及在倒角的有槽區(qū)段與該切削絲錐的恒定直徑(或者精加工)區(qū)段之間的接合部；圖4是圖3的側(cè)視圖的左側(cè)(如在圖3中所見)的放大視圖，展示了一個示例性實施方案，其中該倒角的有槽區(qū)段的切削齒的外周形成有一個半徑R ；圖5是圖3的側(cè)面圖的左側(cè)(如在圖3中所見)的一個放大視圖，展示了一個替代的示例性實施方案，其中該倒角的有槽區(qū)段是由至少兩個具有不同倒角角度的區(qū)段形成的；圖6是沿著圖4和圖5的線6-6截取的上槽的截面圖；圖7是沿著圖4和圖5的線7-7截取的上槽的截面圖；圖8是沿著圖4和圖5的線8-8截取的上槽的截面圖；圖9是具有直切削面的現(xiàn)有技術(shù)切削絲錐的一個槽的截面圖；圖10是沿著圖9的線10-10截取的上槽的截面圖；并且圖11是圖9的側(cè)視圖的左側(cè)(如在圖9中所見)的放大視圖。發(fā)明詳細說明現(xiàn)在參見圖1，其中示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的帶有多個螺旋槽的一種切削絲錐20。切削絲錐20具有一個狹長本體22，該狹長本體帶有一個軸向前端M和一個軸向后端沈。切削絲錐20具有一個鄰近軸向后端沈的圓柱形柄部分(括號觀)以及一個鄰近軸向前端M的有螺旋槽的部分(括號30)。切削絲錐20在其圓柱形柄部分觀處操作性地連接到一臺機床上或類似物上。帶螺旋槽的部分30具有一個倒角的區(qū)域，該倒角的區(qū)域從軸向前端M開始并且在一個軸向向后的方向上從其上延伸。該倒角的區(qū)域連接了一個恒定直徑(或精加工)的區(qū)域，該區(qū)域在軸向向后的方向上延伸并且終止在與圓柱形柄部分28的接合部。關(guān)于具體的攻絲應(yīng)用，帶有一個右旋螺旋線的螺旋槽絲錐將切屑從孔(右旋螺紋)帶出并且在盲孔中是有效的。左旋的螺旋槽(flute)的絲錐在該絲錐(右旋螺紋)前面引導切屑并且在通孔中是有效的?，F(xiàn)在參見圖2，在此顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的一種有直槽的切削絲錐 40。有直槽的切削絲錐40具有一個狹長本體42，該狹長本體帶有一個軸向前端44和一個軸向后端46。有直槽的切削絲錐40具有一個鄰近軸向后端46的圓柱形柄部分(括號52) 以及一個鄰近軸向前端44的直槽的部分(括號50)。關(guān)于一個具體的應(yīng)用，帶有直槽的絲錐在產(chǎn)生短切屑的材料(例如鑄鐵)中是有效的?，F(xiàn)在參見圖3，這里示出了該直槽的切削絲錐40的直槽部分50的軸向前方部分。 在此有一個倒角的有槽區(qū)段(括號54)從軸向前端44開始并且在一個軸向向后的方向上從其上延伸。倒角的有槽區(qū)段M延伸了由圖3中的“X”尺寸顯示的一個預先選定的距離。 倒角的有槽區(qū)段M終止在與一個恒定直徑(或者精加工)的有槽區(qū)段(括號56)的接合處。恒定直徑的有槽區(qū)段56在與倒角的有槽區(qū)段M的接合處開始并且在一個軸向向后的方向上延伸直到它終止在與圓柱形柄部分52的接合處。倒角的有槽區(qū)段M具有一系列的V形切削螺紋，其中每個切削螺紋具有一個切削刃。遠端切削螺紋58具有一個切削刃59并且是軸向最向前的切削螺紋。遠端切削螺紋58 鄰近切削螺紋62，這個切削螺紋具有一個切削刃63。切削螺紋62鄰近切削螺紋66，這個切削螺紋具有一個切削刃67。切削螺紋66鄰近切削螺紋68，這個切削螺紋具有一個切削刃 69的。應(yīng)該認識到，恒定直徑(或精加工)的有槽區(qū)段56開始于切削螺紋66并且在軸向向后的方向上從其延伸直到它與圓柱形柄部分52的接合處。因為遠端切削螺紋58的倒角的切削刃59是這些切削螺紋中最堅固的，因為它比其他切削螺紋(例如，切削螺紋62和66對應(yīng)的切削刃63和67)的切削刃更寬(而不是一樣窄)。減少由倒角的有槽區(qū)段M的每個切削刃去除的材料段的厚度可以減少施加在接近第一全螺紋70的這些更弱的切削刃上的力。完成這一點的一個常見方法是增大倒角的有槽區(qū)段M的尺寸“X”。但是在許多應(yīng)用中(尤其當對盲孔進行攻絲時)孔的底部間隙是有限的并且因此倒角的有槽區(qū)段M的尺寸“X”不能增加。令人希望的是減少甚至用于通孔的絲錐上的倒角的有槽區(qū)段M的尺寸“X”以便將絲錐必須行進的距離保持為最小值。根據(jù)本發(fā)明的原理，通過減少施加在倒角的有槽區(qū)段M的相對更窄的這些切削刃上的力使切削絲錐40具有更大的抗錛刃性，這個倒角的有槽區(qū)段接近和包括第一全切削螺紋66?？傮w上，本發(fā)明的原理通過將倒角的有槽區(qū)段M進行成形來實現(xiàn)，這樣使得由接近第一全切削螺紋66的這些切削刃去除的材料段的厚度小于由倒角的有槽區(qū)段M的軸向最向前的切削螺紋的相對更寬的這些切削刃去除的材料段的厚度。下面僅對切削絲錐40 簡要地進行討論，然而應(yīng)理解本發(fā)明的這些原理同樣可以適用于切削絲錐20。以上說明的本發(fā)明的這些原理可以通過許多不同的實施方案來實現(xiàn)。現(xiàn)在參見圖 4，實現(xiàn)本發(fā)明的這些原理的本發(fā)明的一個實施方案是在一個非線性的曲線上形成切削絲錐40的倒角的有槽區(qū)段M的外周表面。例如，倒角的有槽區(qū)段M的外周表面可以具有一個半徑，R。該曲線的形狀是使得由接近第一全切削螺紋66的切削刃67去除的材料段的厚度T2小于由軸向最向前的切削螺紋58、62的更寬的這些切削刃59、63去除的材料段的厚度T3。因此，接近第一全切削螺紋66的切削刃上的力將減少并且錛刃的可能性將減少。為了實現(xiàn)本發(fā)明的這些原理，曲線半徑R可以沿著這條曲線變化。圖5展示了同樣實現(xiàn)了本發(fā)明的原理的一個替代實施方案。在這個實施方案中， 倒角的有槽區(qū)段M是由兩個或者更多個區(qū)段形成的，這些區(qū)段是由相對于切削絲錐40的中央縱向軸線Z-Z (即，倒角角度是線性的)成不同的倒角角度的多條直線(虛線)形成的。 確切地講，接近第一全切削螺紋66的倒角的有槽區(qū)段M的最后區(qū)段的倒角角度小于倒角的有槽區(qū)段M的一個或多個軸向前方區(qū)段的倒角角度。如圖5所示，例如，倒角的有槽區(qū)段M由具有長度L2和L3的兩個區(qū)段組成的，其中具有長度L2的最后區(qū)段是以一個倒角角度A3形成的，該倒角的角度小于具有長度L3的軸向更向前的區(qū)段的倒角角度A4。通過這種構(gòu)造，接近第一全切削螺紋66的這些切削刃所去除的材料段小于倒角的有槽區(qū)段M 的進入部分上這些更寬的切削刃所去除的材料段的厚度。因此，減少了接近第一全切削螺紋66的切削刃上的力，由此減少了碎刃的可能性。應(yīng)理解，本發(fā)明不局限于以不同倒角角度形成的倒角的有槽區(qū)段M的區(qū)段數(shù)目，并且本發(fā)明可以通過兩個或更多個具有不同長度和倒角角度的區(qū)段來實踐，只要接近第一全切削螺紋66的倒角的有槽區(qū)段M的最后區(qū)段具有的倒角角度小于更多的軸向前方區(qū)段的倒角角度。圖6展示了倒角的部分M的軸向前方部分中的用于切削螺紋58的切削面。在此， 切削面72是直的并且具有用來呈現(xiàn)一個正切削角度Al的定向。切削角度Al是在徑向基準線G-G(即，經(jīng)過該切削絲錐的遠端切削刃59和中心74的線)與沿該切削面72的一條線H-H之間的夾角。如圖6中所見，因為線H-H的傾斜方向相對于線G-G是處于逆時針方向的，所以切削角度Al是正的。因為在倒角的部分M的軸向前方區(qū)段中的這些切削刃是更堅固的，所以它們可以利用一個正的切削角，這允許用于一種更容易的切削動作。圖7展示了在切削螺紋62處的切削面，它位于比切削螺紋58更加軸向向后的位置。在圖7中，切削面76呈現(xiàn)出由過渡半徑Rl限定的一種凸起形狀。過渡半徑Rl的長度可以在該切削絲錐的直徑的大約百分之五至大約百分之百之間變化。該切削角是在半徑基準線與在遠端切削刃63( S卩，凸起的切削面76的軸向向前的終止端)處的切削面相切的一條線(I-I)之間的夾角。在此，該切削角是零度，并且因此，因為線I-I是與該徑向基準線共同延伸的，所以只參考線1-1。凸起的切削面76還具有一個軸向向后的終止端78。線J-J 是與在軸向向后的終止端76處的凸起的切削面76相切的一條線。角度Al是在線I-I與線J-J之間的夾角并且等于圖6所示的切削角度Al。在具有這個倒角以及越過該倒角的螺紋(例如，圖8中所示的螺紋70)的恒定直徑或精加工區(qū)段中，該倒角或全螺紋的這些刃是較弱的并且易于錛刃。因為這些螺紋70比這些軸向更向后的螺紋更弱，所以減小了切削角度A2。參見螺紋70，存在一個凸起狀的切削面80，該凸起狀的切削面限定了一個切削角度A2，該切削角是在徑向基準線(M-M)與遠端切削刃71處的該切削面相切的一條線(K-K)之間的夾角。因為線K-K相對于線M-M的傾角是順時針方向的(如圖8中所見)，所以切削角度A2是負的。應(yīng)該認識到，這種負的切削角補償了較弱的螺紋70，以便優(yōu)化該切削絲錐的整體攻絲操作。凸起的切削面80還具有一個軸向向后的終止端82。線L-L是與軸向向后的終止端82處的凸起的切削面80相切的一條線。角度Al是在線L-L與線M-M之間的夾角并且等于圖6所示的切削角度Al。過渡半徑Rl的中心點相對于遠端切削刃的移動允許從該倒角的有槽部分M的軸向前方區(qū)段中的正切削角度Al到負切削角度A2的一種平滑過渡。如由恒定半徑(Rl)的中心點相對于該遠端切削刃的徑向向內(nèi)的漸進移動所限定的切削面的幾何形狀造成多個切削角度，它們處于正切削角度Al與負切削角度A2之間。因此，本發(fā)明的切削絲錐的切削面幾何形狀被優(yōu)化為允許在該倒角的前進入部分所需要的地方處有多個有效的切削角、并且在該倒角后面的精加工部分上的以及該倒角的軸向向后的螺紋上的抗碎刃的切削刃。關(guān)于切削絲錐40的切削動作，通過該絲錐的倒角的區(qū)段上的依次的多個切削刃切削絲錐40 產(chǎn)生出一種內(nèi)螺紋形狀。將材料從孔的壁上去除，直到通過恒定直徑的有槽區(qū)段56上的第一全螺紋獲得最終的螺紋形狀。在圖6中通過疊加四個槽各自所去除的材料段展示了對一個內(nèi)螺紋的這種漸進形成。關(guān)于這些切削角的范圍，當角度Al在大約負5度到正15度范圍內(nèi)并且角度A2在 0度至負25度范圍內(nèi)時可以有效地使用由燒結(jié)碳化物制成的切削絲錐40。半徑Rl的大小通過在Al與A2之間形成一個弦來控制從切削角度Al到切削角度A2的過渡，這個弦的寬度是在該螺紋高度的大約0%與大約80%的范圍內(nèi)。圖8示出了具有長度P的一個示例性弦N。應(yīng)該認識到，引向切削絲錐40的切削面的切削絲錐槽的其余部分能夠采用當前實踐中使用的任何形狀，只要該槽的半徑與由角度Al限定的線相切。另一種選則是將絲錐形成為使得這一輪廓沿該倒角以及該絲錐的越過該倒角的本體二者保持恒定。在這種情況下，在這些切削刃處的切削面角度將沿該整體長度都是A2。 當切屑在該切削刃處開始形成并且越過該切削面流動時，該切屑將首先面對一個低切削角度A2，這個低切削角度經(jīng)過半徑Rl過渡到一個較高的切削角度Al。關(guān)于該切削絲錐的制造，該切削絲錐是由一種圓柱形坯料(時常被稱作一個基體)制成的，這種坯料是由高速鋼或燒結(jié)的碳化鎢制成的。這個坯料具有的直徑的大小被確定為大于該切削絲錐的完成的尺寸并且被切成所需長度。在加工基體時的第一步驟是通過一些方法(例如中心對中心的圓柱橫向研磨或通過無中心給進研磨的方法)將該坯料研磨至精確的圓柱形的公差。在這個步驟的過程中，在該絲錐的軸向后端將一個圓柱形的柄研磨至所需尺寸并且在該絲錐的軸向前端形成一個有螺紋的本體部分的主直徑。另外在這個過程中，或作為一個附加的工序的結(jié)果，可以產(chǎn)生一個任選的頸部的部分，這是可以用一個圓柱形的表面以及在該圓柱形的柄與該頸部部分之間的一個斜面來產(chǎn)生的。此外，可以通過圓柱研磨在這些絲錐的端面上研磨出一個任選的斜面?？傊闹睆绞墙频氐扔跇朔Q螺紋直徑，但是對于大直徑絲錐柄的直徑可以小于標稱螺紋直徑、并且可替代地對于小直徑絲錐可以大于標稱螺紋直徑。一個任選方案可以是如圖2中所示出的在該絲錐的軸向后端作為該柄的一部分研磨出一個正方形。在下一個步驟中，研磨一個或多個槽以便與該倒角結(jié)合來提供多個切削刃。這些槽可以是直的或者螺旋形的、與右旋或左旋螺紋處于任何組合的右旋或左旋。如圖10所示，切削角度Al可以是在用于非常硬的材料的大約負20度與用于非常延展性材料的大約正20度之間。可替代地，該槽可以沿著倒角的長度方向形成由一個變化的切削面，如圖6至圖8 所示。將研磨輪的形狀形成為以便提供帶有所選的切削角度Al和A2的一個切削面，其中 Al和A2與半徑Rl相切，而且Al的值是比A2的值更正?？梢愿鶕?jù)現(xiàn)有技術(shù)來形成該槽的
10其余部分，只要Al與引向該槽其余部分的一個半徑相切。可以在一個或兩個步驟中來研磨完成的形狀。例如，這個槽可以在兩個步驟中研磨，即根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)對該槽進行第一次研磨，然后在一個后繼的操作中研磨所發(fā)明的切削面。可替代地，可以將該輪成形以便在一個操作中產(chǎn)生完成的形狀。在下一步驟中，將該有螺旋的本體部分沿著小直徑和主直徑在該螺旋線上研磨出 V形的、螺紋側(cè)表面。隨后，通過研磨形成一個有螺紋的切削倒角部分的形狀。該V形的、有螺紋的側(cè)表面以及大直徑復制出在攻絲過程中產(chǎn)生的內(nèi)螺紋。該切削倒角部分被研磨成一個楔形以允許其進入有待攻絲的孔。這個倒角可以繼續(xù)研磨以便或者在如圖4所示的曲線上形成該倒角，或者通過形成帶有兩個或更多個區(qū)段 (它們由相對于該絲錐軸線的角度的直線來形成)的一個倒角，這樣使得接近該第一全切削螺紋的最后區(qū)段的倒角角度小于第一區(qū)段的倒角角度，如圖5所示。通過這兩個方法之一，接近該第一全切削螺紋的這些切削刃所去除的材料段小于該倒角的入口處所去除的材料段的厚度。倒角的長度是可以對于攻絲盲孔時的小至一個(1)螺紋節(jié)距到對于非常硬的材料攻絲時的長達十五(1 個螺紋節(jié)距。各自具有一個不同角度(圖幻的倒角段的數(shù)目將取決于該倒角的總體長度并且當該總體倒角長度增加時該數(shù)目將增加。在研磨出倒角之后，有效的切削刃角度對于倒角的第一進入部分的是Al并且逐漸地進展到倒角后面的多個精加工部分中的切削角度A2。這種組合將減小錛刃的可能性， 這不僅是通過減少接近第一全切削螺紋的這些切削刃上的力、而且還是通過減少切削面角度來增加同一批刃的強度。研磨之后，該絲錐可以使用磨料介質(zhì)或磨料刷進行珩磨以便在這些切削刃以及其他鋒利拐角上形成小半徑。所得到的半徑可以在約0微米與約100微米之間。這種珩磨進一步增加了這些刃的強度。作為該工藝的一個最后步驟，可以對該絲錐任選地涂覆金屬氮化物、碳化物，碳氮化物、硼化物和/或氧化物的一個抗磨損層(未示出)，其中該金屬選自以下的一種或多種 鋁、硅和周期表的IVa、Va和VIa族的這些過渡金屬。這個層被沉積為一個單一的單層或在多層中，包括多個交替層。還可以在這些耐磨層上沉積多個低摩擦的層。如可認識到的，本發(fā)明提供了一種切削絲錐，它允許使用一種燒結(jié)碳化物的切削絲錐，這種切削絲錐是不易錛刃的。使用一種燒結(jié)碳化物切削絲錐與由“高速”鋼制成的一種絲錐相比擁有許多優(yōu)點。例如，與高速鋼切削絲錐相比，就這些螺紋的大小和形狀而言， 燒結(jié)碳化物的切削絲錐導致尺寸精度的改進。此外，與高速鋼切削絲錐相比，燒結(jié)碳化物切削絲錐導致該切削絲錐的工具使用壽命的增加。進一步，與高速鋼切削絲錐相比，燒結(jié)碳化物的切削絲錐提高了內(nèi)螺紋的生產(chǎn)速度。在此所提及的這些文件、專利和專利申請通過引用結(jié)合在此。雖然已經(jīng)對結(jié)合本發(fā)明的某些特定實施方案的本發(fā)明予以確切的說明，應(yīng)當理解這是通過解說而非限制的方式來進行的，并且所附權(quán)利要求的范圍應(yīng)以當現(xiàn)有技術(shù)所允許的廣泛程度來進行解釋。
權(quán)利要求
1.一種切削絲錐(20，40)，包括具有一個軸向前端(24,44)和一個軸向后端(26，46) 以及一個中心縱向軸線(Z-Z)的一個本體02，42)，該本體在該軸向前端處具有一個有槽區(qū)段(30，50)，該有槽區(qū)段包括從該本體的軸向前端延伸并且在一個第一全切削螺紋(70) 處終止的一個倒角的有槽區(qū)段(M)，該倒角的有槽區(qū)段包括位于距該本體軸向前端一個第一距離的一個第一切削螺紋(62，66，68)以及位于遠離該本體軸向前端一個第二距離的一個第二切削螺紋(62，66，68)，該第二距離是大于該第一距離的，其中該倒角的有槽區(qū)段被成形為使得由該第二切削螺紋去除的一個材料段的厚度小于由該第一切削螺紋去除的一個材料段的厚度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切削絲錐，其中該倒角的有槽區(qū)段包括至少三個切削螺紋 (62，66，68)，并且其中從多個順序的切削螺紋上去除的材料段的厚度隨著距該本體的軸向前端距離的變化而漸進地變得更小。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切削絲錐，其中該倒角的有槽區(qū)段的外周表面是非線性的， 這樣使得由該第二切削螺紋去除的材料段的厚度是小于由該第一切削螺紋去除的材料段的厚度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切削絲錐，其中該第一切削螺紋相對于該中心縱向軸線形成了一個第一倒角角度(A3)，并且其中該第二切削螺紋相對于該中心縱向軸線形成了一個第二倒角角度(A4)，該第二倒角角度是小于該第一倒角角度的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切削絲錐，其中該第一和第二切削螺紋各自具有在一個遠端切削刃(59)處終止的一個切削面(72)，該切削面被安置在相對于在該遠端 切削刃與該中心縱向軸線之間一個徑向基準線(G-G)的一個切削面角度(Al)處，其中該第二切削螺紋的切削面角度與該第一切削螺紋的切削面角度相比是更負的。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的切削絲錐，其中該倒角的有槽區(qū)段包括至少三個切削螺紋 (62，66，68)，并且其中順序的切削螺紋的切削面角度(Al)隨著距該本體的軸向前端的距離而變是漸進地更負的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切削絲錐，其中該第一和第二切削螺紋各自具有在一個遠端切削刃(63，71)處終止的一個切削面(76，80)，并且該切削面是由具有一個中心點的一個過渡半徑(Rl)所限定的，其中該第一切削螺紋的中心點位于距該遠端切削刃的一個第一距離之處，并且其中該第二切削螺紋的中心點位于距該遠端切削刃的一個第二距離之處， 并且其中該第二距離是大于該第一距離。
8.一種切削絲錐(20，40)，包括具有一個軸向前端(24,44)和一個軸向后端(26，46) 以及一個中心縱向軸線(Z-Z)的一個本體02，42)，該本體在該軸向前端處具有一個有槽區(qū)段(30，50)，該有槽區(qū)段包括從該本體的軸向前端延伸并且在一個第一全切削螺紋(70) 處終止的一個倒角的有槽區(qū)段(M)，該倒角的有槽區(qū)段包括位于距該本體軸向前端的一個第一距離的一個第一切削螺紋(62，66，68)以及位于距該本體軸向前端的一個第二距離的一個第二切削螺紋(62，66，68)，該第二距離是大于該第一距離的，其中該倒角的有槽區(qū)段的外周表面是非線性的，這樣使得由該第二切削螺紋去除的材料段的厚度小于由該第一切削螺紋去除的材料段的厚度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的切削絲錐，其中該倒角的有槽區(qū)段包括至少三個切削螺紋 (62，66，68)，并且其中從順序的切削螺紋去除的材料段的厚度隨著距該本體的軸向前端距離的變化而漸進地變得更小。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的切削絲錐，其中該第一和第二切削螺紋各自具有在一個遠端切削刃(59)處終止的一個切削面(72)，該切削面被安置在相對于在該遠端切削刃與該中心縱向軸線之間的一個徑向基準線(G-G)的一個切削面角度(Al)處，其中該第二切削螺紋的切削面角度與該第一切削螺紋的切削面角度相比是更負的。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的切削絲錐，其中該倒角的有槽區(qū)段包括至少三個切削螺紋 (62，66，68)，并且其中順序的切削螺紋的切削面角度隨著距該本體的軸向前端距離而變是漸進地更負的。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的切削絲錐，其中該第一和第二切削螺紋各自具有在一個遠端切削刃(63，71)處終止的一個切削面(76，80)，并且該切削面是由具有一個中心點的一個過渡半徑(Rl)所限定的，其中該第一切削螺紋的中心點位于距該遠端切削刃的一個第一距離處，并且其中該第二切削螺紋的中心點位于距該遠端切削刃的一個第二距離處，并且其中該第二距離是大于該第一距離。
13.一種切削絲錐00，40)，包括具有一個軸向前端( ，44)和一個軸向后端(沈，46) 以及一個中心縱向軸線(Z-Z)的一個本體02，42)，該本體在該軸向前端處具有一個有槽區(qū)段(30，50)，該有槽區(qū)段包括從該本體的軸向前端延伸并且在一個第一全切削螺紋(70) 處終止的一個倒角的有槽區(qū)段(M)，該倒角的有槽區(qū)段包括位于距該本體軸向前端的一個第一距離的一個第一切削螺紋(62，66，68)以及位于距該本體軸向前端的一個第二距離的一個第二切削螺紋(62，66，68)，該第二距離是大于該第一距離的，其中該第一切削螺紋相對于該中心縱向軸線形成了一個第一倒角角度(A3)，并且其中該第二切削螺紋相對于該中心縱向軸線形成了一個第二倒角角度(A4)，該第二倒角角度小于該第一倒角角度。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的切削絲錐，其中該倒角的有槽區(qū)段包括至少三個切削螺紋 (62，66，68)，并且其中從順序的切削螺紋去除的材料段的厚度隨著距該本體的軸向前端距離的變化而漸進地變得更小。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的切削絲錐，其中該第一和第二切削螺紋各自具有在一個遠端切削刃(59)處終止的一個切削面(72)，該切削面被安置在相對于在該遠端切削刃與該中心縱向軸線之間的一個徑向基準線(G-G)的一個切削面角處，其中該第二切削螺紋的切削面角度與該第一切削螺紋的切削面角度相比是更負的。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的切削絲錐，其中該倒角的有槽區(qū)段包括至少三個切削螺紋 (62，66，68)，并且其中順序的切削螺紋的切削面角度隨著距該本體的軸向前端距離而變是漸進地更負的。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的切削絲錐，其中該第一和第二切削螺紋各自具有在一個遠端切削刃(63，71)處終止的一個切削面(76，80)，并且該切削面是由具有一個中心點的一個過渡半徑(Rl)所限定的，其中該第一切削螺紋的中心點位于距該遠端切削刃的一個第一距離處，并且其中該第二切削螺紋的中心點位于距該遠端切削刃的一個第二距離處，并且其中該第二距離是比該第一距離大。
18.一種制造切削絲錐的方法，包括以下步驟研磨一個坯料以便在該切削絲錐的一個軸向前端處形成一個帶有螺紋的本體部分；在該帶有螺紋的本體部分中研磨一個或多個槽來形成多個切削刃；研磨該帶有螺紋的本體部分來形成一個第一切削螺紋以及一個第二切削螺紋，該第一切削螺紋位于距離該切削絲錐的軸向前端的一個第一距離處，并且該第二切削螺紋位于距離該切削絲錐的軸向前端的一個第二距離處；并且在該帶有螺紋的本體部分中研磨一個倒角，這樣使得在一次攻絲操作的過程中從該第二切削螺紋上去除的一段材料的厚度小于從該第一切削螺紋上去除的一段材料的厚度。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的該方法，其中該倒角是非線性的，這樣使得該第一和第二切削螺紋的一個外周表面是處于一個曲線上。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的該方法，其中該倒角被形成為使得該第二切削螺紋的一個倒角角度小于該第一切削螺紋的一個倒角角度。
全文摘要
一種切削絲錐(20，40)包括一個本體(22，42)，該本體具有一個軸向前端(24，44)和一個軸向后端(26，46)以及一個中心縱向軸線(Z-Z)。該本體在其軸向前端處具有一個有槽區(qū)段(30，50)。這個有槽區(qū)段包括從該本體的軸向前端延展并且在一個第一全切削螺紋(70)處終止的一個倒角的有槽區(qū)段(54)。該倒角的有槽區(qū)段包括位于距該本體的軸向前端一個第一距離的一個第一切削螺紋(62，66，68)、以及位于距該本體的軸向前端一個第二距離的一個第二切削螺紋(62，66，68)。該第二距離大于該第一距離。該倒角的有槽區(qū)段被成形為使得由該第二切削螺紋去除的一段材料的厚度小于由該第一切削螺紋去除的一段材料的厚度。在此還公開了一種制造該切削絲錐的方法。
文檔編號B23P15/52GK102186616SQ200980140518
公開日2011年9月14日 申請日期2009年10月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月14日
發(fā)明者W·E·亨德雷爾, S·M·喬治, V·D·沃洛克 申請人:鈷碳化鎢硬質(zhì)合金公司