具备定向流体流动能力以促进排屑的切割工具的制作方法

本发明大体涉及切割工具，并且更具体地说，涉及一种具有例如翼形臂等流体动力学结构的轻质切割工具，例如铰刀等，所述流体动力学结构在期望方向上引导流体流动，以促进切割操作期间的排屑。

背景技术：

1、在切割操作期间，必须将切屑从切割区中清除。已经观察到，例如，铰刀可能难以从切割区中排出切屑，特别是在加工盲孔时。

技术实现思路

1、可以通过提供具有流体动力学结构的一个或多个臂来解决例如铰刀等切割工具中从切割区排出切屑的问题，所述流体动力学结构具有类似于翼型件、涡轮叶片等的横截面形状，这有助于以机械和流体动力学方式排屑。

2、由支撑切割头的一个或多个臂限定的流体动力学结构可以通过多种方法来促进排屑。首先，机械臂可以用机械方式“铲”掉切割刃上的切屑，其方式与钻中的出屑槽类似。其次，臂充当类似于翼型件的流体动力学结构。旋转工具产生的功使得流体对臂施加向下的力，并且使得臂对空气施加相等的向上力，这会引起流体朝向后机器连接流动。在加工盲孔时，可以通过添加充当涡轮叶片的额外辐条来提高流体流动的效率。这些涡轮叶片被设计成将流体从孔入口(靠近机器主轴)吸入孔中，所述流体会流过工具的中心，到达孔的底部(靠近工具的前部)。当流体从孔底部的工具中心流出时，支撑切割区的流体动力学型臂会将所述流体向上从孔中吸出。另外，呈翼形臂/叶片的形式的流体动力学结构还可以用在工具的外径上，仅用于产生流体流动，而不用于支撑切割区或导向垫区。还可以通过关闭切割工具中心处的出口并用通向切割刃的多个出口代替此出口来引导流体流动，从而使用机械流体和翼形臂/叶片的组合来引导流体流动以促进排屑。

3、在一方面，一种切割工具包括前切割环，所述前切割环包含套筒构件和一个或多个切割头组件。每个切割头组件包含从套筒构件径向向外延伸的前支撑臂、从套筒构件径向向外延伸的后支撑臂，以及由前支撑臂和后支撑臂支撑的切割头。切割头组件的前支撑臂和后支撑臂中的至少一个包括流体动力学结构，用于沿着中心管的外部在轴向向后方向上引导流体流动，从而增强切割操作期间的排屑。

4、在另一方面，一种切割工具包括：前切割主体；后机器连接构件；具有前端和后端的中心管；前切割环，其固定到中心管的前端和前切割主体；以及后切割环，其固定到中心管的后端和后机器连接构件。前切割环包括套筒构件和一个或多个切割头组件，每个切割头组件包含从套筒构件径向向外延伸的前支撑臂、从套筒构件径向向外延伸的后支撑臂，以及由前支撑臂和后支撑臂支撑的切割头。后切割环包括套筒构件和一个或多个切割头组件，每个切割头组件包含从套筒构件径向向外延伸的前支撑臂、从套筒构件径向向外延伸的后支撑臂，以及由前支撑臂和后支撑臂支撑的切割头。前切割环的前支撑臂和后支撑臂中的至少一个和后切割环的前支撑臂和后支撑臂中的至少一个包括流体动力学结构，用于沿着中心管的外部在轴向向后方向上引导流体流动，从而增强切割操作期间的排屑。

技术特征：

1.一种切割环，包括一个或多个切割头组件，每个切割头组件包含从所述切割工具的旋转轴线ra径向向外延伸的至少一个支撑臂以及由所述至少一个支撑臂支撑的切割头，

2.根据权利要求1所述的切割环，其中所述流体动力学结构包括翼型件。

3.根据权利要求1所述的切割环，其中所述至少一个支撑臂具有中空内部，所述中空内部限定能够将流体输送到切割刀片/工件界面的流体管道。

4.根据权利要求1所述的切割环，其中所述至少一个支撑臂形成有螺旋弧。

5.根据权利要求1所述的切割环，其中每个切割头组件还包括前支撑臂和后支撑臂。

6.根据权利要求5所述的切割环，其中所述前支撑臂以曲率半径rl从所述套筒构件径向向外延伸，并且其中所述后支撑臂以曲率半径rt从所述套筒构件径向向外延伸。

7.根据权利要求6所述的切割环，其中所述后支撑臂在与所述切割工具的旋转方向r相同的方向上弯曲，并且其中所述前支撑臂在与所述切割工具的旋转方向r相反的方向上弯曲。

8.根据权利要求1所述的切割环，其中所述切割环还包括一个或多个导向垫组件，每个导向垫组件包含从所述旋转轴线ra径向向外延伸的至少一个支撑臂，以及由每个导向垫组件的所述至少一个支撑臂支撑的导向垫头。

9.根据权利要求8所述的切割环，其中每个导向垫组件的所述至少一个支撑臂包括流体动力学结构，所述流体动力学结构用于在期望方向上引导流体流动以促进切割操作期间的排屑。

10.根据权利要求8所述的切割环，其中每个导向垫组件还包括前支撑臂和后支撑臂。

11.根据权利要求1所述的切割环，其中所述切割环还包括中心毂和从所述中心毂径向向外延伸的一个或多个辐条。

12.根据权利要求11所述的切割环，其中所述一个或多个辐条包括流体动力学结构，所述流体动力学结构用于引导流体流动通过所述切割环的所述一个或多个辐条之间的开口。

13.根据权利要求1所述的切割环，其中所述切割头组件的至少一个支撑臂具有凹表面，所述凹表面与所述切割头的凹表面协作以充当机械铲，从而进一步增强切割操作期间的所述排屑。

14.根据权利要求1所述的切割环，其中所述切割头包括用于在其中安装切割刀片的刀片槽。

15.一种切割工具，包括：

16.根据权利要求15所述的切割工具，其中所述切割头组件的所述至少一个支撑臂具有凹表面，所述凹表面与所述切割头的凹表面协作以充当机械铲，从而进一步增强切割操作期间的所述排屑。

17.根据权利要求15所述的切割工具，其中每个切割头组件还包括前支撑臂和后支撑臂。

18.根据权利要求15所述的切割工具，其中所述前切割环还包括一个或多个导向垫组件，每个导向垫组件包含从所述旋转轴线ra径向向外延伸的至少一个支撑臂，以及由每个导向垫组件的所述至少一个支撑臂支撑的导向垫头。

19.根据权利要求18所述的切割工具，其中所述导向垫组件的所述至少一个支撑臂包括流体动力学结构，所述流体动力学结构用于在期望方向上引导流体流动以促进切割操作期间的排屑。

20.根据权利要求18所述的切割工具，其中每个导向垫组件还包括前支撑臂和后支撑臂。

21.根据权利要求15所述的切割工具，其中所述期望方向包括沿着所述切割工具的外部的轴向向后方向。

技术总结
一种例如铰刀的切割工具包含后机器连接构件、中心管、前切割环和后切割环。所述前切割环包含套筒构件和一个或多个切割头组件。每个切割头组件包含从所述切割工具的旋转轴线RA径向向外延伸的至少一个支撑臂，以及由所述至少一个支撑臂支撑的切割头。所述切割头组件的所述至少一个支撑臂限定流体动力学结构，所述流体动力学结构用于在期望方向上引导流体流动以促进切割操作期间的排屑。所述流体动力学结构可以是翼型件、涡轮叶片或产生定向流体流动的类似结构。

技术研发人员：L·M·塞姆尼斯基,A·J·布克海默,I·格里伦伯格,D·施密德
受保护的技术使用者：肯纳金属公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14