一種磨麻花鑽頭的改進裝置的製作方法

2023-06-07 07:40:51 3

專利名稱:一種磨麻花鑽頭的改進裝置的製作方法
本發明涉及的是一種磨麻花鑽頭的裝置，這種麻花鑽頭有兩個留隙面(clearance surface)，和同每個留隙面相聯繫的螺旋出屑槽;這裝置包含有一個可轉動的驅動軸，一個磨輪，一個鑽頭導引結構(drill-guiding structwre)和鑽頭止動裝置(drill stop means);磨輪有一個磨麵，而且是軸向可動地安裝並連接到所述的驅動軸上，並由彈簧使其偏向鑽頭導引結構;鑽頭導引結構面朝著所說的磨麵，而且它有直徑各不相同的一些導引通道(guiding passage)，它們分別適合於把不同直徑的麻花鑽頭中的一種導向所述的磨麵，直至磨麵在這麻花鑽頭的一個留隙面處同它接合上為止，而且這鑽頭導引結構還至少有一個導引凸塊(guide projection)同每個所述的導引通道對齊，它用於在麻花鑽頭插入這所述的導引通道時伸進其出屑槽內;鑽頭止動裝置用於在一個麻花鑽頭伸過所述導引通道時，在另一個留隙面處同它嚙合以便限制所述的這麻花鑽頭再向彈性屈服的磨麵(resiliently yielding grinding surface)運動。
從美國專利3753320和已發表的德國申請1652239中已經知道了這種不用夾盤夾緊就能磨鑽頭的裝置。
在這已知的裝置上，安排了一個可調整的支座(abutment)，它作用在一個剛性連接在磨輪安裝結構上的部件和鑽頭導引結構之間以便在磨麵比鑽頭止動裝置更靠近導引凸塊的端頭位置處限制彈簧把磨麵推向鑽頭導引結構的運動。
鑽頭正在磨的那個留隙面相對於磨麵的位置是否適當對於研磨操作能否取得滿意的結果是至關重要的，這位置將取決於導引凸塊相對於導引通道的徑向位置，而且由於麻花鑽頭的螺旋出屑槽，還取決於從導引凸塊到鑽頭止動裝置的距離，這距離必須要小，不然，不同廠家生產的麻花鑽的出屑槽的螺旋角(helix angle)不同就會導致某些麻花鑽頭的留隙面過分偏離對於磨麵的合適位置。
所述的這種已知裝置的一個缺點在於從磨麵到導引凸塊的軸向距離將隨著所說磨麵的磨損而加大，最後可能使鑽頭完全觸不到磨輪於是，這合適的距離必須藉助於可調整的支座(abntment means)重新建立起來。由於導引凸塊和鑽頭止動裝置之間的軸向距離很小，所以所說的鑽頭止動裝置＊調整不正確可能導致磨輪磨到鑽頭導引結構而損壞導引凸塊。
這種已知裝置的另一缺點發生在長時間磨小直徑的鑽頭時，由於鑽頭直徑小，在磨輪轉一圈時，鑽頭接觸不到整個磨麵，這樣就會在磨麵上形成一條溝槽，這就是這一缺點之所在。當其後再磨一個較大直徑的麻花鑽頭時，這溝槽就會通過磨過的留隙面反映出來，也就是通過這些大點的鑽頭的切削邊(cutting edge)反映出來;而且這樣的溝槽達到一定尺寸時，這磨輪就不能再用了。
本發明的目的是提供一種上面開頭談到的那種裝置。在這裝置上磨麵和導引凸塊之間的合適距離以及磨麵的原來形狀將會自動得到保持，而且排除了磨輪損壞導引凸塊的情況。
根據本發明，這目的用下述方式實現了磨輪至少有一個同它有聯繫的支座(abutment)，這支座的材料比磨輪的材料硬度還大＊原文把drill stop means誤為drill abutment means譯者注例如，由一種硬金屬或象燒結碳化物(ceniented carbide)這樣的金屬陶瓷(cermet)材料製成;所說的這支座在鑽頭導引結構裡，它有一個同磨麵平行並可與磨麵嚙合的支座面(abutment surface)，安排這支座面用來在磨麵比鑽頭止動裝置離導引凸塊更近的端頭位置上限制彈簧引起磨麵的運動。
在這裝置中，儘管磨輪磨損了，但每個導引凸塊和磨麵之間的距離仍保持為常數，而且排除了發生磨輪損壞導引凸塊的情況。
無論什麼時候，只要麻花鑽從鑽頭止動裝置中退出來，旋轉著的磨輪就會被彈簧力推到支座上，使磨輪在同所說的支座的接觸中被磨損，使它的磨麵形狀採取同支座相符的形狀。假如支座同磨麵至少一樣寬的話，視這種磨損時間的長短，磨麵或多或少地會恢復到它原來的形狀。
鑑於上述，本發明的另一目的是要提供上面開頭談到的那種裝置在這種裝置上，設有一個裝置把轉動著的磨輪恢復到所需要的磨麵形狀，這種恢復在麻花鑽頭退出鑽頭止動裝置後進行，而且也可在麻花鑽頭正在磨著的時候進行，這樣使磨麵能不斷保持在理想形狀。
這目的是以下述方式實現的在鑽頭導引結構上剛性地連接著許多可同磨麵嚙合的支座(abutment)，它們分布在磨麵的園周上磨輪在所說的軸上安裝得使其可軸向活動而且可相對於此軸傾斜。
在這樣的裝置上，一個正在磨著的鑽頭的沒有同鑽頭止動裝置嚙合上的留隙面將被壓向磨麵，這樣彈簧偏置的磨輪就接觸不到離麻花鑽頭最近的支座，而磨輪仍然被彈簧壓向在直徑方向對著鑽頭的那個支座，這樣在磨麻花鑽的過程中磨輪將會不斷地恢復到所需要的形狀。
在包含有一個磨輪(grinding wheel carrier)的裝置中，磨輪座剛性地連接到磨輪上，而且它有一個同磨麵同軸的孔;磨輪高度精確地保持在中心位置，在本發明範圍內，若磨輪座只有很小的厚度同所說的孔相鄰，而且軸的直徑也比所說的孔略小時，可以允許把磨輪安裝成傾斜的。在這樣的裝置中，假如至少有一個耦合臂(coupling arm)不可動地連接到軸上，並近似地與軸平行，而且它角度可擺動地伸進磨輪座的偏心開口裡(eccentric opening)，這樣保證了轉動從軸傳到磨輪同時還保持了磨輪高度精確的中心位置。
可能有人會非難說，這些支座會把磨麵上的磨秉(abrasive particle)弄鈍，而使它們的研磨作用下降。事實上，可以證明這樣的弄鈍發生得很迅速，而且還可以證明，這樣鈍了的磨麵在不同支座接觸而用來磨鑽頭時，它很快又重新鋒利了。
在本發明的範疇內，假如磨麵和支座面的徑向尺寸大於這裝置導引通道所能接受的最大的麻花鑽頭所需要的尺寸，而且此徑向尺寸大到使磨麵和支座面的徑向放大部分之間的接觸壓力低於麻花鑽的正在磨的留隙面和被彈簧壓到所說留隙面上的磨麵之間的接觸壓力，這對磨麵就可以在研磨過程中重新變鋒利。
在這樣的裝置中，正在磨著的麻花鑽所接觸的那部分磨麵比磨麵的其餘部分磨損的要快，這樣這部分磨麵就接觸不到支座，而被重新弄鋒利了，隨著研磨的繼續，而保持其鋒利。已經證明，假如所說的徑向放大部分的尺寸選得合適，磨的過程中發生的磨麵變形是可以忽略的，而且幾乎不會影響磨的效果。
通常，支座是由硬金屬或象燒結碳化物這樣的金屬陶瓷製成的，硬金屬和金屬陶瓷在同剛玉(氧化鋁，alumina)做的磨輪接觸中其磨損小到可以忽略，對這裡所說的這種麻花鑽頭，用的磨輪通常都是剛玉做的。
經驗證明，在硬金屬和磨輪磨粒的研磨硬度之間的差別即使很小也能提供滿意的磨輪磨損和支座磨損比，一般說來，支座必須用比磨輪硬度更高的材料來做，而磨輪的硬度就是粘接添加劑能把磨粒保持在磨麵上的強度。
支座也可以用硬金屬和金屬陶瓷以外的材料來做，如多晶鑽石(小顆粒鑽石)或立方結晶氮化硼(cubic boron nitride，CBN)來做，用這樣的材料製成的支座可同加有象碳化矽這樣的比剛玉更硬的磨料的磨輪一起使用。
圖1是從圖2的I-I′平面看去的縱向剖面圖，它示出了具體實現本發明的裝置。
圖2是在圖1箭頭A方向看去的頂視圖，它示出了鑽頭導引結構。
圖3是一張放大視圖，它示出了一對導引爪(guide lug)。
圖4示出了普通麻花鑽頭的頭部。
圖5是示出圖4麻花鑽頭部的頂視圖。
圖6是一張放大的局部縱向剖面圖，它示出了圖1所述裝置中靠近一個導引通道的鑽頭導引結構和磨輪的各個部分。它也示出了插入所述導引通道的麻花鑽頭，它正被壓在鑽頭止動裝置上。
圖7是一張類似於圖6的剖面圖，只是它示出了在插入的麻花鑽頭旁邊的支座附近的結構。
圖8是一張類似於圖6的剖面圖，但它示出了與插入麻花鑽在直徑方向上相對的支座附近的結構。
現在參照著圖來更詳細的說明本發明的一種例證性的具體實現。
參看圖1，驅動軸1有一個延長部分一樞軸2，這樞軸適合於夾在一臺圖上未畫出的鑽床的卡盤上。
一個中空的磨輪3，它有一個由圓柱面和磨麵組成的內面。磨麵包含一個環狀磨麵部分4a，它對應於一個想像的平面，在這想像平面上所述的圓柱面同一個與它同軸的想像的圓錐相交。這磨麵的徑向寬度等於或略大於最大的麻花鑽頭的留隙面5的徑向寬度，這最大的麻花鑽頭指的是鑽頭導引結構的任何一個導引通道所能接受的最大的麻花鑽頭，這一點將在下面談到。磨麵部分4a的外側有一個環狀磨麵部分4b同它緊挨著，4b同圓柱面成90°角。
磨輪3是粘接在一個磨輪託架(grinding wheel carrier)上的，此託架有一個與磨輪同軸的孔7，在現在這具體實現中，這孔只有很小的軸向長度，因為這磨輪託架的軸向尺寸也很小。軸1伸過孔7，它的直徑比孔7略小一些，這樣，磨輪3裝在軸1上是軸向可動的，而且相對於軸1是可傾斜的。
一個連接元件(coupling element)8，11包含一個杯形部分8，它有一個中心孔供軸1從中穿過。把杯形部分8夾緊在卡環9(retaining ring)和螺母10之間，從而使它卡緊在軸1上。這卡環卡緊在軸1上，螺母與軸1上的螺紋線相配合，擰緊在軸1上。這連接元件也包含兩個連接臂(coupling arms)11它們從杯子邊緣向上伸出，並同軸並行，分別有間隙地伸過磨麵託架6上的偏心孔12。
驅動軸1藉助於一個滾珠軸承組件13可轉動地安裝在一個鑽頭導引結構上，這鑽頭導引結構包括剛性互連的元件14到18。
元件14由一個有圓柱形導引通道(guiding passage)19(圖6)的底架(body)組成，這些導引通道直徑各不相同而且適應於把不同直徑的鑽頭導向磨麵4a。導引通道19的軸處於想像的圓柱面上，這圓柱面與軸1同軸，而且其直徑與磨輪3的圓柱內表面的直徑近似相等。底架14還包含一個包圍磨輪3的中空圓柱形延伸部分14a。一個手柄14c從底架14上橫向伸出來。導引爪座15、16和鑽頭止動裝置18是壓配合在底架14的中空圓柱延長部分14b上的。
導引爪座15、16由兩塊平板15和16組成，它們是剛性互連的。平板15上帶有洞20，這些洞與各自的導引通道19對齊，而且其直徑等於相應的導引通道19的直徑。板16有孔21與它們相應的洞20對齊。每個孔21裡伸進兩個導引爪23(圖3)，這些導引爪是這樣安排的，當麻花鑽頭穿過相應的導引通道19時，導引爪便可滑動地並帶有角度間隙地伸進該麻花鑽頭各自的出屑槽裡，每個導引爪23在相對的徑向面上有兩個邊緣面24，當麻花鑽頭伸進相應的導引通道19並在導引爪23之間穿過時，這些邊緣面便限制了該鑽頭在順時針方向和反時針方向的轉動。導引爪座15、16還有一個爪子或凸緣25，它向外伸，伸進底架14上的一個配合槽26中，以確保導引爪座15、16上的孔20和21同底架14上各自的導引通道19對齊(圖2)。
鑽頭止動裝置18是一個截頭錐形，有一個錐形外止動面(stop face)。
可以同磨輪3嚙合的四個支座(abutment)17是焊在導引爪座15，16上的，這四個支座由比磨輪3的研磨硬度更高的材料特別是由燒結碳化物製成的。這些支座17面朝著磨麵4a、4b，並規則地分布在其圓周方向上(圖1、2、7和8)。每一個支座17都有支座面(abutment surface)17a，和17b。支座面17a面對著4a部分的磨麵，並同它平行，支座面17b面對著磨麵的4b部分，並同它平行。支座面17a和17b軸向離導引銷＊(guide pin)23的距離比鑽頭止動裝置18的止動面的要小。
一個彈簧27一頭壓在連接元件8、11的底部，其另一頭壓在磨輪託架上，它把磨輪3的磨麵部分4a、4b分別推向支座17的支座面17a，17b。磨麵4a，4b在同支座17嚙合時，就比鑽頭止動裝置8的止動面更靠近導引爪23。
上面描述的這種具體實現有下述工作方式把軸1的延長樞軸2卡進一臺手動電鑽床的夾頭裡去，用一隻手握住把手14c，然後開動鑽床，這樣，夾頭的轉動通過軸1，連接元件8，11和磨輪託架6傳到磨輪3。用另一隻手把要磨的麻花鑽頭推進可以容得下這鑽頭的最窄的導引通道19裡去，活動這鑽頭使其伸進所述的導引通道的導引爪23之間，直至所述麻花鑽頭的一個留隙面5壓到鑽頭止動裝置18上為止。然後，使這麻花鑽頭在導引爪23的邊緣面24之間作幾次角振動。再把這麻花鑽頭從導引爪23中軸向退出，轉過180°重複上面所描述的步驟磨這鑽頭的另一個留隙面5，這留隙面原來是同鑽頭止動裝置18接觸的。重複上面所描述的這兩個研磨循環，直至這鑽如所希望的那樣磨好為止。然後關掉鑽床。
這樣，這麻花鑽頭就同心地被磨到了實踐上滿意的公差以內，而其留隙面被磨得使這麻花鑽頭有適當的留隙28(clearance)＊原文如此。可能指導引爪(guide lug)(圖4)。有所希望的留隙角σ(clearance)angle)(圖4)和所希望的鑿尖角γ(chisel edge angle)。假如希望有更大的留隙28等，可把這要磨的麻花鑽頭插進一個稍大一點的導引通道19。
在研磨操作過程中，沒壓在鑽頭止動裝置18上的鑽頭留隙面5迫使彈性屈服磨輪3(resiliently yielding grinding surface)離開同它靠得最近的支座17(圖7)，而磨輪3仍被彈簧27壓著，這樣，那些大致在直徑方向同正在磨的麻花鑽頭相對著的支座便同磨輪3接觸，在這接觸中磨輪3被磨損(圖8)。因而在整個研磨操作過程中，磨麵4a，4b將不斷恢復到它原來的形狀。
由這圖上顯然可看出，磨輪3的磨損不會改變從磨麵4a，4b到導引爪23的距離，直至最後，磨輪託架6碰到了卡緊在驅動1上的停止環(stopring)30。在這情況下，磨輪必須更換了。
為了防止支座17把磨麵4a部分的磨粒弄鈍，可以適當選擇磨麵4b部分的徑向寬度和每個支座面17的面積，使所說的面4b和17b之間在研磨中的接觸壓力略低於磨麵4a部分和該裝置所能接受的最大鑽頭的留隙5之間的接觸壓力，反者是當把所述鑽頭壓向磨麵4a部分以克服彈簧27的力時產生的。上面已經詳細地解釋過，在這種情況下，同麻花鑽頭接觸的磨麵部分4a在研磨中被磨鋒利瞭然而這將導致磨麵部分4a發生形變，如圖6至圖8中在29處以誇大的尺寸示出的那樣;假如磨麵部分4b的徑向寬度和支座面17b的面積選得合適的話，這種變形幾乎是察覺不出來的。
上面敘述了本發明的一種例證性具體實現，但本發明絕不僅限於這一個具體實現。例如，所介紹的這個例證性具體實現可以設計為一臺手動鑽床的附件。另一方面，本發明也可以具體實現為帶有一臺電機的獨立設備。
可以相信，假如同麻花鑽頭接觸的磨麵以每秒大約3米到30米的面速度旋轉，就磨輪對麻花鑽的研磨作用和支座對磨麵的作用而言效果都比較滿意;最佳效果發生在大約每秒20米的面速度時，對於外徑大約為80mm的磨輪，所說的面速度對應於速度在大約700到7000轉/分範圍內，或者對應於最佳轉速5000轉/分。
權利要求
1.用來磨有兩個留隙面和兩個同該留隙面相聯的出屑槽的麻花鑽頭的裝置。它包括一根可轉動的驅動軸。一個磨輪，它有一個環狀的磨麵安在所述的軸上並可在其上作軸向運動。它同所述的軸連接是為了由這軸來轉動它。一個鑽頭導引結構。它在軸向同所述的磨麵隔開。還有一個把所說的磨輪推向所說的鑽頭導引結構的彈簧裝置；所述的鑽頭導引結構確定了許多在園周方向分布開的直徑各不相同的導引通道。這些導引通道開口在兩頭。一頭同磨麵分開而又向著磨麵。它們中的每一個都適合於接受一個麻花鑽頭，使所說的麻花鑽頭處於接觸到所述磨麵的位置上。接觸到的是在軸向對著所述導引通道的那部分磨麵。同每個所述導引通道對齊。在靠近它的上述的一頭的地方。所述的鑽頭導引結構至少有一個導引凸塊適合於伸進插入所述導引通道的麻花鑽頭的所述出屑槽內。所述的鑽頭導引結構包括鑽頭止動裝置。它有一些止動面部分(slopsurfaceporfion)，它們在軸向分別與所述導引通道對齊並朝著它，這止動面部分同伸入有關導引通道的麻花鑽頭的另一留隙面嚙合，以限制所說麻花鑽頭向所述磨麵運動。其改進在於同磨輪相連至少有一個支座，這支座是由比磨輪材料硬度更大的材料如硬金屬或象燒結碳化物這樣的金屬陶瓷製成的，而且所述的支座位於鑽頭導引結構內，它有一個平行於磨麵並可同磨麵嚙合的支座面，這支座面用來限制磨麵在一個端頭位置由彈簧推著運動，在這端頭位置，所述的磨麵比鑽頭止動裝置更靠近導引凸塊。
2.權項1所提述的一套改進裝置，這裡，所說的鑽頭導引結構包括許多沿圓周分布的支座，每一個支座都有支座面，而且所述的磨輪裝在所述的軸上可向一個使所述的磨麵至少接觸不到一個所說的支座面位置傾斜。
3.權項2所述的改進裝置，應用於這樣的裝置，在其中所說的磨輪是由一個磨輪託架支撐著的，並不可轉動的同它連在一起，而且所說的磨輪託架有一個同所說磨輪同軸的通孔，這裡，所說的驅動軸有遊隙的穿過所述的通孔並同所述的磨輪託架連接使後者轉動。
4.權項3所述的改進裝置，這裡所述的磨輪託架在所述的通孔附近有一個小的軸向厚度。
5.權項3所提出的改進裝置，這裡，所說的磨輪託架至少有一個偏心孔，它大致平行於所述的通孔，而且所述的驅動軸至少帶著一個連接臂(coupling arm)，這臂是不可轉動地連接在所述驅動軸上並同它大致平行，這臂可晃動地伸入所述的孔中。
6.權項2提出的改進裝置，這裡，磨麵和支座面的徑向尺寸大於磨本裝置任何一個導引通道所能接受的最大麻花鑽頭所需要的徑向尺寸，而且所述的徑向尺寸大到使磨麵和支座面的徑向放大部分之間的接觸壓力低於鑽頭正在磨的留隙面和被彈簧壓到所述留隙面上的磨麵之間的接觸壓力。
專利摘要
磨麻花鑽頭的裝置，其磨輪可在驅動軸上軸向移動並由彈簧推向鑽頭導引結構。導引結構包括幾個導引通道把不同直徑的鑽頭導向磨麵；至少一個導引爪伸進鑽頭出屑槽裡；鑽頭止動裝置限制鑽頭向彈性變形的磨輪移動；至少一個支座硬度比磨輪大且有一個和磨麵平行並可與磨麵嚙合的支座面，在磨麵比止動裝置更靠近導引爪的端頭位置處限制彈簧把磨麵推嚮導引結構。支座使磨輪不會因磨損而改變其相對於導引結構的位置並使磨麵不規則磨損時能大致恢復其原形狀。
文檔編號B24B3/00GK85104793SQ85104793
公開日1986年12月17日 申請日期1985年6月22日
發明者沃謝勒 申請人:英特梅迪烏公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan