CN1211206A - 高精度刀具 - Google Patents

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Abstract

呈钻头、车刀及锯齿形式的刀具形成有一条切削刃以便从工件切除材料,还形成有一种结构,它使刀具与刀具切削的孔或锯口的侧壁有最小的接触。

Description

高精度刀具
本发明涉及刀具的改进，更具体来说，涉及钻头、铣刀、车刀及类似切削刀具中的切削刃的结构。
普通刀具，例如用于在工件上钻孔的钻头，具有使待钻的孔定心的尖端。带有尖端而没有保证侧向稳定性的钻头在寻找孔的中心时容易偏移，因而在孔的侧壁上作用一个侧向力。其结果是使钻成的孔沿其长度直径不一致，并且往往使表面光洁度不佳。另外，在固定钻头的夹头的转动中稍许的偏心会使钻头路径加剧偏移，使钻成的孔的尺寸精度进一步恶化。尺寸不精确的另一原因是钻头作用的侧向力在材料中产生大量的热。
尺寸不精确的钻孔不能钻削一对并排的孔而在其间留下薄壁。在车刀的情形中，为从工件切除材料而施加侧向力在切削工件时会引起工件的变形。
本发明的目的是提供一种刀具，其结构使得刀具在从工件切除材料时可在工件上形成高光洁度的表面。
本发明的优点在于，它所提供的刀具在从工件切除材料时无需使用冷却液或切削油。
本发明的另一优点在于，它所提供的钻头能够在工件上钻削尺寸精确、侧壁光洁的孔。
本发明的另一优点在于，它所提供的车刀可用来在车床上从转动的工件上切除材料而不在车刀行程中向工件施加任何侧向的压力，从而避免工件的变形。
本发明的另一优点在于，它所提供的钻头结构能够从工件切除材料；在垂直于钻头迫近的工件表面的方向上作用最小量的压力。
本发明提供一种刀具，它可从工件切除材料。形成精确的尺寸，同时在从工件切除材料时向工件传递最小量的热。本发明可应用于多种刀具，例如钻头、车刀、圆形锯片，以及类似的刀具，其中刀具和工件在切削中以相反的方向移动。
这种刀具具有一个本体，切削齿是本体的一个整体部分。切削齿包括一切削刃和至少一个导向凸起。切削刃从工件切除材料，从而将产生的大部分热量传递到切屑或切除的材料带上，而不是传至正被切削的工件。导向凸起从本体向外延伸，是切削齿接触工件的唯一部分，从而保证了完工侧表面的尺寸均匀一致，当钻削不同致密度或硬度的复合材料的各层时尤其是这样，而上述复合材料在相邻层的过渡部位往往容易导致切削路径的偏移。因此，可显著减少从工件切削材料所需要的能量，并且如果在切削中需要冷却液或切削油的话，则可显著减少其用量。
在本发明的一种实施例中，在形成切削刃时，它不形成下述的一个点，即，刀具围绕该点使自已在工件上定心。这种实施例能够以非90°的角度切入工件表面或者能够切入材料块的角部。由于导向凸起是切削齿接触工件侧面的唯一部分，因而导向凸起接触相对较冷的材料，没有显著的温度升高，并具有极小的表面接触面积。因此，在切削过程中，刀具的侧向偏移可忽略不计，从而产生高尺寸精度的切入，在加工后的工件上产生高光洁度的侧表面。
在本发明的另一个实施例中，切削刃分成两个切削刃部分，它们处于一个公共平面内，并形成首先接触被切削工件的一个点。每个切削刃部分配置一个导向凸起，它从本体向外延伸，接触工件的侧面，从而当刀具从工件切除材料时可防止刀具的偏斜。
现在对照以下附图详述本发明的推荐实施例，进一步阐明本发明的附加目的和优点。
图1是按照本发明制成，能够在工件上钻削圆孔的钻头尖的立体图；
图1A表示经过改进而具有级形端面和斜槽的图1所示钻头的工件接合端；
图2沿图1中箭头2-2的方向看去的平面图；
图2A是图1所示钻头的改进型的端视图，该钻头具有围绕钻头本体工作端面的圆周间隔开来的多个导向凸起；
图2B是沿图2A中2B-2B线的局部剖视图，表示钻头在多层工件上钻孔；
图3是沿图1中3-3线的剖视图；
图4是沿图1中4-4线的剖视图；
图5是沿图2中箭头5-5的方向看去的局部放大视图；
图5A表示图1所示钻头的变型，其中，对于某些钻头材料来说前倾面和留隙面限定一个负夹角；
图6是按照本发明制成的，能够在工件上钻削环形孔的钻头的立体图；
图7是沿图6中箭头7-7的方向看去的钻头的端视图；
图8是沿图6中8-8线的剖视图；
图9是沿图7中箭头9-9的方向看去的放大局部视图；
图10是沿图7中箭头10-10的方向看去的放大局部视图；
图11是图6-10所示切削齿部分的局部放大顶视图；
图12是沿图11中箭头12-12的方向看去的图11所示钻头的端视图；
图13是按照本发明制成的，能够在工件上钻削平底阶梯孔的钻头的立体图；
图14是沿图13中箭头14-14的方向看去的图13所示钻头的端视图；
图15是沿图13中15-15线的剖视图；
图16是按照本发明制成的刀具，它能够在工件上钻削同心的圆形和环形孔，其间形成一同心套筒；
图17是沿图16中箭头17-17的方向看去的图16所示刀具的端视图；
图18是用于钻削圆孔的钻头的端视图，该钻头在其它方面类似于图1-5所示钻头；
图19是按照本发明制成的钻头的另一实施例的立体图；
图20是沿图19中箭头20-20的方向看去的图20所示钻头上的切削件端部的局部放大视图；
图21是按照本发明制成的另一种钻头的立体图；
图22是按照本发明制成的另一种钻头的立体图；
图23是沿图22中箭头23-23的方向看去的局部放大视图；
图24是按照本发明制成的另一种钻头的立体图；
图25是图24所示钻头的侧视图；
图26是从图25旋转90°的侧视图；
图27是按照本发明制成的另一种钻头的立体图；
图28是从图27旋转90°的侧视图；
图29是图27和28所示的钻头的顶视图；
图30是按照本发明制成的车刀的局部立体图；
图31是沿图30中31-31线的放大剖视图；
图32是沿图31中箭头32-32的方向看去的车刀的端部的局部放大视图；
图33是图31所示车刀的放大端视图；
图34是沿图31中34-34线的放大剖视图；
图35是圆形锯片的局部前视图，该锯片带有按照本发明制成的锯齿；
图36是图35所示锯齿和锯片的局部侧视图；
图37是图35所示锯齿和锯片的局部顶视图；
图38和39分别是一钻头的端视图和局部侧视图，该钻头具有按照本发明的两条从钻头延伸的倾斜切削齿并具有相反位置的导向凸起；
图40的剖视图表示图1的钻头正在一个工件上切削圆孔，该图的目的是表示处于正在形成中的孔中的钻头的导向面和切削刃的位置。
现在参阅图1-5，一个圆孔钻头10包括一圆柱形杆体12，该杆体具有一个驱动接合端部14，该端部可以包括一个用于接合适当卡盘(未画出)的柄部15。杆体12的相反端部包括一个工件接合端部16，两端部之间延伸着基本呈圆柱形的侧壁18。杆体12适于在工作中相对于工件按照逆时针方向的箭头20所示的预定方向转动。工件接合端16可以包括一个基本平的表面21，不过该表面的构造并非本发明的关键，它将在下文中阐明。(例如，图1A所示的钻头10，经改进在工件接合端16具有一个级形表面21)。杆体12在其侧壁18上形成一条长槽24，从加工端表面21沿基本平行于转动轴线22的方向伸向驱动接合端14。在加工端表面21，槽24具有最小的深度，该深度等于杆体12的半径R。当按照加工方向转动时，相对于钻头10的转动方向20来说，槽24具有一个后表面30。(图1A表示槽24在表面21的级形处具有锐利的角部)。
在钻头10的加工端部16形成一切削齿32，该切削齿具有一条切削刃34和一个从侧壁18侧向延伸的导向凸起35。切削刃34从轴线22沿着导向凸起35的较靠近加工端部16的部分延伸。如图1和4所示，切削刃34也位于端部表面21的上方，因而切削刃在钻头10转动时可接合工件。切削刃34可以垂直于轴线22延伸，在这种情形中，它终止于轴线22，或者，切削刃34可如图1所示从轴线22向杆体侧壁18向上倾斜，在这种情形下，切削刃34可超过轴线22延伸。在这种情形中，在轴线22处在端部表面21上形成后角，因而伸过轴线22的切削刃34并不阻碍孔的切削操作，如图1和2所示。切削刃34在任何情形中都不应从轴线22向着杆体侧壁18向下倾斜。(图38和39表示一个实施例，它具有复式切削刃，切削刃制得向下倾斜)切削刃34是由前角面36和后角面38形成的，上述前角面从槽24的后表面30向上向前延伸，上述后角面从切削刃34向下向着加工端部表面21倾斜(见图4)。前角面36和后角面38最好形成一个大于0°小于90°的夹角，图示实施例具有大约45°的夹角A。(图5A表示用于硬质合金或其它硬质材料制成的钻头的大于90°的负夹角AN)前角面36和一个垂直于轴线22的平面形成大约为10°的夹角B。只要后角面38在切削刃34的平面以下，夹角B的大小并不重要。
导向凸起35具有与轴线22同心的导向表面50。导向表面50与轴线22隔开一个量，该量大于杆体12任何其它部分的间距，因而在钻头10的转动中，杆体12的任何部分都不会接合由钻头10在工件上形成的孔的侧壁。实际上，间距(spacing)应稍大于夹持钻头的夹头在转动中的俗称为“外围(slop)”的偏心度，这种偏心度是由于夹头在驱动机构中安装的松弛造成的。导向凸起离开杆体侧壁18的距离也取决于钻头材料的性质-钻头材料越硬，不发生钻头10挠曲的可能的导向凸起距离越大。在直径为1至1-1/4英寸(2.5-3.2厘米)的钻头中导向凸起离开侧面18的距离一般在0.001-0.0250英寸(0.025-6.4毫米)的范围内。
在平行于轴线22的方向上，导向表面50最好具有最小的长度L，该长度等于钻头旋转大约1.5转中由切削刃34进行的切削深度，取决于被切削的材料，其值可以在0.001至0.500英寸(0.025-12.7毫米)的范围内。在周向上，导向表面50最好也具有不小于上述切削深度的长度。导向表面50最好保持在最小的尺寸上，以便使得与工件的接触面积最小，从而尽可能减小产生的热量，从而不显著增加完工表面的温度并使钻头10的温度不致过高。在导向表面50后面的切削齿32向着侧壁18向内顷斜，留有足够的材料以支承导向凸起35。这种向内的倾斜使导向表面50离隙，从而可防止工件的完工表面当钻头10进入工件从工件除去材料时被侧壁18划伤。由导向表面50与前角面36和后角面38分别相交而形成的刃52和54最好借助精细颗粒的金刚石锉打磨刃而稍许倒圆。在下文中描述的本发明各实施例中对相应的刃也作同样的处理。
当准备用钻头10切过不同硬度的复合工件层(例如纤维材料层和硬实材料层)时，长度L最好选择得大于在两上相邻层的每一个中由钻头10的至少一转实施的切削深度，从而使得在切过两相邻层时凸起35可同时接触这两个相邻层，这可以保证导向凸起35的层间重叠，从而防止在工件相邻层间过渡时钻头10的切削路径的偏转。
图2A是另一种圆孔钻头10a的端视图，该钻头与钻头10的区别在于，钻头10a具有多个与轴线22a同心的导向凸起35a,35b,35c和35d，它们具有相同的半径，在加工端部表面21上绕杆体18a的圆周均匀分布，从而有利于切过不同硬度的复合工件。钻头10a绕轴线22a沿方向20a转动，在目标材料上钻孔。图2B的局部剖视图表示钻头10a正在切入多层目标材料的一层中。在杆体18a上的导向凸起35a,35b,35c和35d的形状与杆体18上的导向凸起35相似，但有以下不同。导向凸起35a,35b,35c和35d减小了当钻头10a从较软材料向较硬材料通过杆体18a侧向挠曲的倾向，从而在通过多层目标材料时可保持均匀一致的孔径。虽然图2A表示相间90°的导向凸起35a,35b,35c和35d，但是，导向凸起的数目和角位分隔可以根据目标材料引起钻头杆体挠曲的性质来选择。本申请人根据实验确定，使用相对较长的一个导向凸起所得到的孔径一致性劣于使用较短的多个导向凸起所得到的孔径一致性。
当钻头10用普通工具钢制成时，它特别适于在木材、软金属如铝及黄铜、塑料如商标为delrinTM和nylonTM的塑料，以及类似的材料上钻孔。钻成的孔可具有平的底部(取决于切削刃34从轴线22至侧壁18的倾斜度)，将具有格外光洁的侧壁及精确的尺寸。如果切削齿32是由较硬材料如硬质合金形成的，则钻头10可用于较硬的金属、玻璃、陶恣和其它硬质材料。
现在参阅图6-12，一环孔刀具70包括一个具有驱动接合端部74及相反的工件接合端部76的管状体72。管状体72具有一纵轴线78，当用于在工件上钻削环孔时，管状体72适于沿预定的逆时针方向扣绕该轴线转动。工件接合端部76形成有与轴线78成直角的基本平的端面82。管状体72具有一个与轴线78同心的圆形内表面和一个也与轴线78同心的圆形外表面86。按照本发明，管状体72的外表面86形成有一条从工件接合端部76伸向驱动接合端部74的槽88。图示的槽88沿着与转动方向80相反的方向向下呈螺旋形，但槽88也可以象前述实施例中那样沿着管状体平行于轴线78延伸。在加工面处，槽88趋近于内表面84,但并不穿过内表面，而是留下一个薄的侧壁部分89，如图7和8所示。
在工件接合端部76上形成一个切削齿94，它是由一个前角面96限定的，前角面96与槽88的后表面90合并，并且在端面82的平面上方，沿着转动方向80，以相对于一个垂直于轴线78的平面成大约50°的角E从后表面90向前延伸。齿94也具有一个以相对于一个垂直于轴线78的平面成大约10°的角F倾斜的后角面100。前角面96和后角面100限定一条切削刃102。与齿34的情形一样，前角面96可以沿一个相对于垂直于轴线78的平面成1°至89°的角度倾斜，后角面100可以沿一个相对于前角面96成1°至89°的角度倾斜。如果刀具70是由硬质材料如硬质合金制成的，则前角面96可以沿一个大于90°的角度倾斜。
切削齿94形成有一个具有内导向面110的内导向凸起108，以及一个具有外导向面112的外导向凸起111，每个导向面110和112与中央轴线78同心并与切削刃102相交而分别形成锐利的角部114和116。内、外导向凸起108和111最好相互复制地传递(are handed replicas ofeach other)，外导向凸起111按照与上述钻头10的导向凸起35相同的设计原理构制。
内导向面110从内表面84向着轴线78向内隔开一个稍大于驱动刀具的夹头松弛量的距离，因而当刀具钻入工件时内表面84不会接合工件。类似地，外导向面112从外表面86向外隔开一个大约相等的量，因而在工件上形成环孔时外表面86不会接合工件。每个导向面110和112沿平行于轴线78的方向最好具有一个等于或稍大于当刀具70在钻入工件时旋转大约1.5转时刀具的切削深度。导向面110和112在周向上最好具有一个类似的长度，并分别向着内、外表面84和86向内倾斜以形成导向面离隙，其原因与上述钻头10的情形相同。切削刃102最好以相对于轴线78的一条与切削刃102的最内部的角部114相交的半径成大约5°至10°的小锐角H(见图11)倾斜，因而最内部的角部114引导刀具刺入工件。这种结构将切下的材料向外迫入槽88。
与前述实施例的钻头10相似，如果刀具70用普通工具钢制成，它可用于在软金属如铝及黄铜、木材、塑料或类似的金属上切割光滑侧壁的环孔，其孔壁格外光洁。如果带有硬质合金切削齿，刀具70可用于较硬的金属、陶瓷及其它硬质材料。另外，对于任一种材料，切削孔时都可以不用冷却剂或任何种类的切削油。
现在参阅图13-15，刀具120是前述圆孔钻头和环孔刀具70的组合，但对其作了某些改进。刀具120包括一个从刀具部分70’延伸的中央钻头部分10’。因此，刀具120具有一个圆柱形侧壁，其带有半径较小和较大的第一和第二部分10’和70’，在部分10’和70’之间形成一个级形过渡。穿过钻头部分10’和刀具部分70’形成一条纵向延伸的槽24’，该槽具有一个朝向刀具120的转动方向20’的后表面30’。钻头部分10’上形成一个切削齿32’，其结构类似于图1-5所示实施例的切削齿32。刀具部分70’在其级形过渡部分上形成一切削齿94’，其结构类似于图6-10所示实施例的切削齿94，在切削齿94’下面有一螺旋槽88’。内角部114’应该终止于钻头部分10’中的槽24’的后表面30’的弧中。下面将会阐明，刀具120能够在工件中钻削阶梯孔，其下部直径由钻头部分10’切削，其上部直径由刀具部分70’切削，其间由切削齿94’形成直的肩形过渡部分。通过形成带有切削刃102’的切削齿94’，由于该切削刃102’相对于刀具轴线22’,78’从其内刃至其外刃倾斜，因而在刀具120形成的孔之间可形成倾斜的肩形过渡部分。
现在参阅图16-18，刀具122是圆孔钻头10和环孔刀具70的第二种组合。刀具122包括一个内钻头部分10”和外环形孔切削部分70”。钻头部分10”的结构类似于图1-5所示的钻头10且与驱动接合端部14”同轴。在本例中，环形孔切削部分70”形成一个半圆形体部，它与钻头部分10”的轴线同轴，并设有切削齿94”，该切削齿的结构与图6-10所示实施例的切削齿94相同。刀具122能够在工件上形成一个平底孔，该孔由一个直立同心壁或套筒包围，而该套筒由切削部分70”形成的环形孔包围。切削部70”的内表面84”和钻头部分10”的外表面18”由一个间隙分开，该间隙限定了刀具122在工件中切出的套筒的厚度。
图19-23表示钻头的基本结构，实际上体现了本发明的基本构思。首先参阅图19和20，钻头210包括一个具有驱动接合端部214和工件接合端部216的方形体212。方形体212具有一根纵轴线222。一条槽224在方形体212的表面之一上形成，一个切削齿232沿着槽224的后表面230在工件接合端216上形成。切削齿232径向超过方形体212的一个角部延伸一个距离，当钻头210在工件中转动时，该距离足以为方形体212提供间隙，该切削齿延伸至一个终止于轴线222上的点。切削刃234是由前角面236和后角面238限定的，它们象图1-5所示实施例的前角面36和后角面38那样倾斜。后角面238可以从一个垂直于轴线222且包含切削刃234的平面倾斜一个大约2°至45°的角B”。切削刃234形成一个导向凸起235，它具有一个导向面250，该导向面与轴线222隔开一个大于方形体212任何其它部分间距的量，因而当钻头在工件中转动时，方形体除导向面250外的任何部分都不会接合在工件中形成的孔的侧壁。如在其它结构中那样，导向面250沿刀具轴向最好具有一个长度，该长度等于或稍大于在钻头大约1.5转中在工件上由切削刃234切削的深度，而且沿刀具周向最好具有一个相似的长度。
现在参阅图21，钻头310包括一个本体312，本体312具有部分313和314，它们互成直角或其它角度，最好是锐角，这种角度关系为本体312提供刚度。本体312安装在杆体315上，杆体315适于接合在一个驱动装置中，以便使本体312线杆体315的轴线322沿方向320转动。本体部分314上设有一个切削件332，在其上有一条由前角面336和后角面338限定的切削刃334，上述前角面和后角面可以按照类似于前述刀具210的面236和238的方式倾斜。切削件332具有一个导向凸起335，其上形成与轴线322同轴的导向面350，该导向面与轴线322隔开一个量，该量大于本体312任何其它部分的间距，在钻头310在工件中转动时，本体312除导向面350以外的任何部分都不会接合在工件上形成的孔的侧壁。导向面350沿平行于轴线322的方向最好具有一个长度，该长度等于或稍大于在钻头1.5转中由切削件332在工件中切削的深度，并具有大致相同量的最小周向长度。
现在参阅图22和23，按照本发明构制的钻头410包括一个矩形体412，它适于安装在驱动接合件414上，以便钻头绕件414的轴线422转动。矩形体412制有切削件432，切削件432由前角面436和后角面438限定，从而形成一条切削刃434。切削件432具有一个导向凸起435，如钻头10的切削齿32的情形一样，其上形成导向面450。在本实施例中的前角面436由矩形体412上形成的离隙区域限定的，如图23所示。如前述各实施例一样，前角面436和后角面438是倾斜的。
现在参阅图24-26，刀具570是图6-10的环形孔刀具70的简单形式，能够以相似的方式在工件上形成环形孔。刀具570包括一个本体572，该本体包括一个具有轴线578的圆柱形底部573，一个驱动接合件574从底部573延伸。从底部573向上伸出一个切削齿座575，其上端是一切削件594，在图示实施例中切削件594是由前角面576和后角面600限定的，形成一条切削刃602。前角面576相对于一个包括轴线578和切削刃602的平面成大约75°角倾斜。后角面600相对于前角面576成大约2°角倾斜。如前述各实施例一样，可以相对于一个与切削刃602和轴线578相交的平面形成小至1°的角倾斜。
切削件594具有一个带有内导向面610的内导向凸起608和一个带有外导向面612的外导向凸起611，每个导向面都与轴线578同轴。导向面610和612分别向内、向外间隔一个足够的距离，使驱动工具中的松弛形成的夹头的偏心度不致使刀具的任何部分接合在工件中形成的环形壁。象图6-10所示实施例那样，导向面610和612的长度和高度最好等于或稍大于刀具1.5转中切削的深度。本专业人员懂得，环形孔的切削深度受到从本体572的非驱动接合端部测量的切削齿座575高度的限制。
图27-29表示按照本发明构制的钻头710。钻头710包括一个本体712，该本体具有一个圆柱形底部713，一个驱动接合件714从底部延伸。从底部713向上延伸一个切削齿座715，它基本呈半圆柱形，包括一个平的前表面717，该前表面基本平行于底部713的轴线722延伸，但是，如图28所示，从转动方向来看在轴线722后面间隔开来。在表面717上端部上形成一个切削件732，其上具有一个径向延伸的切削刃734，该切削刃是由前角面736和后角面738限定的。前角面736相对于一个包括切削刃734和轴线722的平面成大约45°角倾斜，后角面738和前角面736限定一个大约40°的夹角。切削刃734形成一个带有导向面750的导向凸起735，导向面750与轴线722同轴，与部分715的外表面充分间隔开来，因而使得除导向面750以外的任何部分都不会接合由刀具钻成的孔的侧壁。如前述各实施例那样，导向面750在轴向上最好具有等于或稍大于钻头710在1.5转中切削深度的长度，并且具有大致相等的周向长度。
图30-34表示体现本发明的车刀760。车刀760包括一个钢或其它适当材料的长形本体762，本体762具有基本平的，相互平行的顶面764和底面766。侧面768和770是基本相互平行的，并垂直于顶面764和底面766。在车刀760的加工端部，端面772最好从顶面764至底面766向内倾斜以形成一个大约3°至5°的小后角K。如图33和34的标号774处所示，侧面770在邻近端面772的顶刃下也形成相似的后角K。
车刀760设有一条侧切削刃780，通过从邻近端772的一点向后空心磨削或铣削顶面764以形成半圆形槽782，从而形成需要长度的切削刃。槽782与离隙侧面774合并，最好使切削刃780带有大约8°至12°的夹角。端面772邻近侧面770设有一个导向凸起798，在导向凸起上形成一个平导向面800，该导向面相对于端面772倾斜角度K，并从顶面764的平行向下延伸一个距离，该距离至少大约等于，最好稍大于由切削刃780通过工件推进时的切削深度，导向面从侧面770向着侧面768延伸一个相等的距离。因此，导向面800是垂直于顶面764设置的。
从侧面768空心磨削或铣削顶面，形成一条沿端面772的槽802，从而也设置一条端切削刃801。切削刃801借助一个偏置部分803从导向凸起798偏置导向凸起798向前错位的量。当车刀760沿工件侧向移动时，导向凸起800将接合工件的表面并使切削刃801与工件上产生的圆柱形表面保持稍许隔开的位置。
导向凸起800最好设置在侧面768上，形成一个与侧面768隔开大约0.010英寸至0.015英寸(0.25-0.4毫米)的平导向面805，并且从侧面768与端面772接合部延伸一个距离，该距离至少等于和最好稍大于工件1.5转中车刀的切削刃801所进行的切削深度，而且导向面在从顶面764向下的方向上具有类似的延伸。
设置切削刃801并非本发明的发明要点，但是它的设置使车刀760可全面进给，切入旋转的工件，其后使车刀760可侧向移动，接合侧切削刃780，以便从全面进刀的相邻侧切削材料。
图35-37表示具有按照本发明构制的锯齿的圆锯片810的一部分。锯片810包括一圆形本体812，其适于装在一根轴814上，以便绕轴线816转动。锯片810具有平的平行侧面818和820，以及一个圆周面822。从圆周面822向外延伸着多个绕锯片810圆周均匀分布的切削件824。切削件824基本是相同的，每个具有一底部826，在底部外端是一个具有切削刃830的齿828，该切削刃是前角面832和后角面834限定的，它们最好相互成大约10°至15°倾斜。前角面832最好与锯片810的一条半径成大约45°至50°的角。
如图35和37所示，齿828的外端部838限定一切削刃830，其宽度大于底部826。外端部838设有相对的导向面840和842，它们从锯片810的侧面818和820的平面向外间隔开来且与其平行，从而为锯片提供充分的间隙，使齿828在锯削时可自由转动，该间隙通常最好在0.010-0.015英寸(0.25-0.4毫米)的范围。每个导向面840和842在径向上的宽度至少等于锯齿828的切削深度，在周向上具有基本相同的深度。如图37所示，导向面840和842限定了锯片810最宽的部分。齿828的导向面840和842的设计标准与图11和12所示的切削齿94相似。
图38和39表示按照本发明构制的圆孔钻头900，具有两个倾斜的切削齿902a和902b，它们处于同一平面内，相接合而形成钻尖904，该钻尖首先接触被切削的工件。钻头900类似于普通钻头，但是钻头900具有一个长形本体906，其上形成两条交错的螺旋槽908和910，并且在工件接合端912的顶点具有钻尖904。钻尖904在钻头900的纵轴线914上。
切削齿902a的倾斜部分制有一条切削刃916a，它在钻头904和在工件接合端部912的圆周上形成的导向凸起918a之间延伸，切削齿902b的倾斜部分制有一条切削刃916b，它在钻尖904和在工件接合端部912的圆周上形成的导向凸起918b之间延伸。导向凸起918a和918b位于工件接合端部912圆周的两相对侧的切削齿902a和902b的端部上，与轴线914等距。导向凸起918a和918b具有各自的平行于纵轴线914的导向面920a和920b。每个导向凸起918a和918b及其导向面920a和920b的设计标准类似于图1-5所示的钻头10的导向凸起35的情形。本专业人员懂得，在实施本发明时可具有多于两个切削齿，它们接合在一个与刀具轴线重合的尖点上。导向凸起在这种刀具的圆周上相互间隔的量可使作用在被切削的孔侧壁上的侧向力保持平衡。
图40借助钻头10在工件950上钻孔的实例表示本发明各实施例的工作原理。如图40所示，钻头10绕轴线22沿方向20转动，在工件950上形成圆孔。切削齿32的切削刃34从工件950除去材料，切屑穿过槽24。只有导向凸起35的导向面50接触正被切削的孔的侧面，在切削中稳定作用在钻头10上的侧向力，同时尽量减小向工件950传递的热量。其结果是使工件950上形成的孔的侧面950尺寸精确，表面光洁。
本发明的优点在于，不使用冷却液或冷却油，从工件切除的材料无需在回收利用前进行清洁工作。
经过对本发明推荐实施例的图示和描述，本专业技术人员显然懂得，本发明在安排和细节方面可作各种修改，例如，上述钻头可保持静止而使工件旋转以切除材料，车刀也可以绕静止的工件表面旋转而从工件上切除材料。因而本发明的范围只应由权利要求书限定。

Claims (20)

1．一种用于从工件切除材料并在工件上形成高光洁度完工表面的刀具，它包括：
一个本体，该本体具有一根轴线，该轴线在驱动接合端部和相对的工件接合端部之间延伸，该本体具有一个侧表面并适于在加工时绕上述轴线相对于工件沿预定方向转动；
一个在工件接合端部上形成的切削齿，该切削齿包括一条相对于轴线成横向延伸的切削刃和一个导向凸起，该导向凸起超过本体侧表面在轴线的侧向上延伸一个凸起距离；
上述切削刃具有第一和第二端部，第一端部更靠近轴线，第二端部更靠近本体侧表面；
导向凸起具有一个与轴线同轴的导向面，因而在刀具相对于工件且与其接合的转动中，除导向面以外刀具的任何部分都不接触工件的表面，导向凸起的导向面和本体的侧表面接合而使导向面离隙，从而防止在刀具为从工件切除材料而进入工件时工件的完工表面被本体的表面划伤。
从而使切削刃向被切除的材料传递大部分所产生的热量，以便在工件上形成高光洁度的完工表面。
2．根据权利要求1所述的刀具，其特征在于：加工时工件保持静止，本体绕轴线转动。
3．根据权利要求1所述的刀具，其特征在于：导向面的长度大于刀具相对于工件至少大约1.5转在工件中实现的切削深度。
4．根据权利要求1所述的刀具，其特征在于：导向凸起从其延伸的侧面为凸起距离的长度限定一基准数据，凸起距离显著地小于切削刃的长度。
5．根据权利要求1所述的刀具，其特征在于：所述本体包括一个圆柱形杆体，其具有一个圆柱形侧壁和所述切削刃在其第一端从轴线径向朝圆柱形侧壁外侧延伸至其第二端。
6．根据权利要求5所述的刀具，其特征在于：还包括一条在圆柱形侧壁上形成的长槽，该槽从工件接合端部向驱动接合端部延伸，并具有一个相对于预定转动方向来说的后表面。
7．根据权利要求6所述的刀具，其特征在于：所述圆柱形杆体具有一个半径，所述长槽基本平行于轴线延伸，并且在工件接合端部具有一个大于杆体半径的深度。
8．根据权利要求5所述的刀具，其特征在于：所述工件接合端部具有一个基本平的表面部分，所述切削刃从该表面部分倾斜。
9．根据权利要求5所述的刀具，其特征在于：所述工件接合端部具有一个级形表面部分所述切削刃从该表面部分倾斜。
10．根据权利要求1所述的刀具，其特征在于：所述切削刃的位置使得第一端比第二端决不从驱动接合端部离开得更远，且沿着背离驱动接合端部的方向倾斜，因而它接合待从工件切除的材料以便在工件上形成完工表面。
11．根据权利要求1所述的刀具，其特征在于：
所述本体呈管形，具有一个内表面和一个外表面，该外表面限定本体的侧面；
所述切削刃的第一端也更靠近本体的内表面；
所述导向凸起构成一个外导向凸起，所述导向面构成一个外导向面，所述完工表面构成一个外部完工表面；
所述切削齿还包括一个内导向凸起，它超过本体的内侧面且在轴线的侧向上延伸一个凸起距离，该内导向凸起具有一个与轴线同轴的内导向面，因而在刀具相对且接合于工件的转动中，除内导向面以外内侧面的任何部分都不接触形成中的内弧形表面，内导向凸起的内导向面和本体的内侧面相接合，使内导向面离隙，从而当刀具为切除材料而进入工件时防止划伤工件的内弧形表面。
12．根据权利要求11所述的刀具，其特征在于：还包括一条在本体外侧面上形成的，从工件接合端部延伸至驱动接合端部的长槽。
13．根据权利要求12所述的刀具，其特征在于：所述长槽在与绕轴线预定转动方向相反的方向上呈螺旋形。
14．根据权利要求1所述的刀具，其特征在于：所述本体包括一个具有圆柱形侧壁的圆柱形杆体，带有半径较小和较大的第一和第二部分，在第一和第二部分之间形成级形过渡部分，第一部分更靠近工件接合端部，第二部分更靠近驱动接合端部，该刀具还包括在所述级形过渡部分上形成的级形过渡切削齿，该级形过渡切削齿包括一条级形过渡切削刃，该级形过渡切削刃在轴线的横向上从第一部分的圆柱形侧壁延伸，一个级形过渡导向凸起在轴线的侧向上延伸一个凸起距离。
15．根据权利要求14所述的刀具，其特征在于：所述级形过渡导向凸起具有至少一个与轴线同心的级形过渡导向面，因而在刀具接合工件的转动中，除级形过渡导向面以外，第二部分的圆柱形侧壁的任何部分都不接触形成中的圆弧表面。
16．根据权利要求14所述的刀具，其特征在于：还包括在第一和第二部分的圆柱形侧壁上，沿一条直线路径延伸的第一长槽和在第二部分的圆柱形侧壁上形成的，沿着与绕轴线预定转动方向相反的方向呈螺旋形的第二长槽。
17．根据权利要求1所述的刀具，其特征在于：所述本体包括一个内圆柱部分，它与隔开一间隙且具有内、外侧壁的外圆柱部分同心，所述切削齿构成在内圆柱部分的工件接合端部上形成的内切削齿，所述导向凸起构成内导向凸起，它在内、外圆柱部分之间的间隙中，超过所述内侧壁延伸一个凸起距离，所述刀具还包括一个在外圆柱部分的工件接合端部上形成的一个外切削齿，该外切削齿包括一个在轴线横向上延伸的外切削刃和一个外导向凸起，该外导向凸起超过外圆柱部分的外侧面在轴线的侧向上延伸一个凸起距离。
18．根据权利要求17所述的刀具，其特征在于：还包括在内圆柱部分的内侧壁上形成的长槽，该槽从工件接合端部伸向驱动接合端部，并且具有一个相对于预定转动方向来说的后表面。
19．根据权利要求1所述的刀具，其特征在于：
所述本体包括一个圆柱形底部，一个切削齿座在工件接合端部从圆柱形底部延伸，以便支承切削齿，切削齿座为与轴线共轴形式且具有内侧面和外侧面的圆筒形部分的形式，该外侧面限定本体侧面的一部分；
切削刃的第一端也更靠近本体的内表面；
导向凸起构成外导向凸起，导向面构成外导向面，完工表面构成外完工表面；
切削齿座还包括一个内导向凸起，它超出本体的内侧面且在轴线侧向上延伸一个凸起距离，该内导向凸起具有与轴线同心的内导向面，因而在刀具相对于且接合于工件的转动中，除内导向面以外的内侧面的任何部分在内圆弧面的形成过程中都不与其接触，内导向凸起的内导向面和本体的内侧面相接合，使内导向面离隙，从而在刀具为切除材料而进入工件时可防止划伤工件的内圆弧表面。
20．根据权利要求1所述的刀具，其特征在于：所述本体包括一个具有圆柱形侧壁的圆柱形杆体，所述切削刃在其第一端从轴线延伸至所述圆柱形侧壁以外的其第二端，所述刀具还包括至少一个稳定本体挠曲的导向凸起，它与切削齿的导向凸起在角度上间隔开来，并且超出本体的侧面，在轴线的侧向上延伸一个稳定挠曲凸起距离，每个稳定本体挠曲导向凸起具有一个与轴线同心的稳定本体挠曲导向面，因而在刀具相对于且接合于工件的转动中，除切削齿和每个稳定本体挠曲导向面以外的任何部分都不接触工件的表面。
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