AT511377B1 - Keramikbohrer zum hochleistungsbohren von eisen-gusswerkstoffen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug (1) zur spanenden Bearbeitung von Werkstücken, insbesondere zum Bohren von Eisen-Gusswerkstoffen, umfassend einen Grundkörper (2) aus einem ersten Material und einen Schneideinsatz (3) aus einem zweiten Material, das eine höhere Härte als das erste Material aufweist, wobei der Schneideinsatz (3) am Grundkörper (2) stoffschlüssig angebracht ist, wobei der Schneideinsatz (3) einen v-förmigen Ansatz (4) und der Grundkörper (2) einen dazu korrespondierenden Bereich (5) aufweist und der Schneideinsatz (3) mit dem Ansatz (4) am korrespondierenden Bereich (5) des Grundkörpers (2) stoffschlüssig angebracht ist. Erfindungsgemäß besteht der Grundkörper (2) aus einem Hartmetall und der Schneideinsatz (3) aus einer Keramik oder einem Keramik-Whisker-Verbundwerkstoff.

Description

österreichisches Patentamt AT511 377 B1 2013-09-15

Beschreibung

KERAMIKBOHRER ZUM HOCHLEISTUNGSBOHREN VON EISEN-GUSSWERKSTOFFEN

[0001] Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zur spanenden Bearbeitung von Werkstücken, insbesondere zum Bohren von Eisen-Gusswerkstoffen, umfassend einen Grundkörper aus einem ersten Material und einen Schneideinsatz aus einem zweiten Material, das eine höhere Härte als das erste Material aufweist, wobei der Schneideinsatz am Grundkörper stoffschlüssig angebracht ist, wobei der Schneideinsatz einen v-förmigen Ansatz und der Grundkörper einen dazu korrespondierenden Bereich aufweist und der Schneideinsatz mit dem Ansatz am korrespondierenden Bereich des Grundkörpers stoffschlüssig angebracht ist.

[0002] Keramische Schneidplatten werden heute bei der zerspanenden Fertigung bzw. Bearbeitung von Werkstücken nur in wenigen Bereichen eingesetzt, beispielsweise bei einer Trockenbearbeitung von Gusswerkstoffen. Als Schneidwerkstoff für entsprechende Wendeschneidplatten wird zumeist eine Keramik auf Basis von Siliciumnitrid eingesetzt, um eine hohe Verschleißfestigkeit zu erreichen. Mit einer derartigen Keramik ist gegenwärtig eine spanende Bearbeitung in wirtschaftlicher Weise und mit positivem Kosten-Nutzen-Verhältnis möglich, wobei gleichzeitig eine Einschränkung auf geometrisch einfache Werkzeuge bzw. Schneidplatten und spezielle Anwendungsfälle gegeben ist.

[0003] Bei den erwähnten speziellen Anwendungsfällen können beim Fräsen oder Drehen mit keramischen Wendeschneidplatten durch kürzere Durchlauf- und Bearbeitungszeiten im Vergleich mit einem Fräsen oder Drehen mit Wendeschneidplatten aus Hartmetall praktische Vorteile erzielt werden, allerdings sind die hierfür einzusetzenden keramischen Schneidstoffe deutlich teurer als Hartmetalle. Wenngleich durch ein geeignetes Nachschleifen von Schneiden einer Wendeschneidplatte die Schneidkosten pro Schneidkante noch gesenkt werden können, so bleiben dennoch die hohen Kosten des keramischen Schneidstoffes, welche die praktischen Vorteile teilweise kompensieren.

[0004] Neben keramischen Wendeschneidplatten wird in den letzten Jahren vermehrt mit vollkeramischen Fräs- und Bohrwerkzeugen experimentiert. Allerdings sind diese Werkzeuge aufgrund sehr hoher Kosten und hoher Ausfallsquoten, insbesondere durch Werkzeugbruch außer in Nischenanwendungen nie in Serie gebracht worden. Grund hierfür ist eine hohe Sprödigkeit der keramischen Schneidstoffe und für das Hochleistungsbohren ungeeignete Spitzengeometrien der Bohrwerkzeuge, die zu hohe Schnittkräfte verursachen.

[0005] Aus der DE 101 14 882 A1 ist ein Bohrwerkzeug bekannt geworden, das einen Schaft aus einem Hartmetall und einen Schneideinsatz aus einer Keramik aus Siliciumnitrid aufweist. Der Schneideinsatz ist im Bereich eines Schlitzes des Grundkörpers aus Hartmetall stoffschlüssig mit dem Grundkörper gefügt, wobei zur stoffschlüssigen Verbindung ein Löten oder Kleben infrage kommt. Erwähnt ist auch eine stumpfe stoffschlüssige Verbindung eines zumeist zylindrischen Schneideinsatzes mit einem Ende eines schaftförmigen Grundkörpers. Bei einem derartigen Werkzeug ist von Vorteil, dass der Schaft zäh ist und eine hohe Festigkeit aufweist, wohingegen der angebrachte Schneideinsatz eine hohe Verschleißbeständigkeit aufweisen kann. Allerdings haben sich derartige Werkzeuge in der Praxis nicht durchgesetzt, da diese weder in Bezug auf hohe Schnittgeschwindigkeiten noch lange Standwege eine ausreichende Qualität aufweisen.

[0006] Aus der DE 33 14 349 A1 ist ein Bohrungswerkzeug zur Nachbearbeitung wie eine Reibahle bekannt geworden, das einen Schaft und darauf aufgelötet einen Schneidkopf aufweist, wobei der Schaft aus einem Stahl und der Schneidkopf aus einem Hartmetall besteht und wobei ein v-förmiger Anschlussbereich für den Schneidkopf vorgesehen ist. Dadurch soll unter anderem teures Hartmetall eingespart werden.

[0007] Aus der DE 20 2005 020 931 U1, der JP 60006310 A und der JP 55164406 A sind weitere Werkzeuge bekannt geworden, die jeweils einen Schaft und darauf aufgelötet ein schneidaktives Element aufweisen, wobei im Verbindungs- bzw. Anschlussbereich eine v- 1 /10 österreichisches Patentamt AT511 377 B1 2013-09-15 förmige Ausnehmung zur Aufnahme des schneidaktiven Elementes gegeben ist.

[0008] Aufgabe der Erfindung ist es, ein Werkzeug der eingangs genannten Art anzugeben, insbesondere einen Bohrer, mit dem bei einer spanenden Bearbeitung von Werkstücken hohe Schnittgeschwindigkeiten erzielbar sind und das dabei gleichzeitig lange Standwege erbringt.

[0009] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, wenn bei einem Werkzeug der eingangs genannten Art der Grundkörper aus einem Hartmetall und der Schneideinsatz aus einer Keramik oder einem Keramik-Whisker-Verbundwerkstoff besteht.

[0010] Im Rahmen der Erfindung wurde bei umfangreichen Simulationen und Versuchen erkannt, dass bei einer Herstellung eines Verbundwerkzeuges aus einem Grundkörper aus einem Hartmetall und einem Schneideinsatz aus einer Keramik einem Verbindungsbereich eine wesentliche Bedeutung zukommt. Erste Simulationen und Versuche, bei welchen der Grundkörper mit einem vorspringenden Zapfen und der keramische Schneideinsatz mit einer entsprechenden Ausnehmung zum Umgreifen des Zapfens bei einem Anlöten ausgebildet waren, resultierten bereits beim Bearbeiten eines Rohlings in massiven Schäden desselben, insbesondere Rissen, teilweise aber auch Brüchen. Weitergehende Simulationen zeigten, dass hierfür punktuell hohe Zugspannungen verantwortlich sind, die sich auf unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten von Keramik, Lot und Hartmetall zurückführen lassen. Ein stumpfes Anlöten brachte zwar Verbesserungen bezüglich punktueller Zugspannungen im Sinne einer Erniedrigung derselben, ergab allerdings auch noch nicht vollständig zufriedenstellende Ergebnisse. Erst das erfindungsgemäße Vorsehen eines v-förmigen Ansatzes an einem Ende des Schneideinsatzes und eine Ausbildung des Grundkörpers mit einem dazu korrespondierenden Bereich sowie eine Verbindung des Schneideinsatzes mit dem Ansatz am korrespondierenden Bereich des Grundkörpers durch Löten oder auf eine andere Art des stoffschlüssigen Verbindens führt zu einem (Schneid-)Werkzeug ausreichender Qualität bzw. einem Werkzeug, das nicht nur hohe Schnittgeschwindigkeiten erlaubt, sondern auch im Einsatz lange Standwege erbringt. Die entsprechende v-förmige Ausbildung erlaubt auch eine Maximierung einer Grenz- bzw. Verbindungsfläche, was für einen guten Halt des Schneideinsatzes am Grundkörper günstig ist. Darüber hinaus können die bei einem Einsatz auch einwirkenden Torsionskräfte effizient beherrscht werden.

[0011] Wenngleich jede beliebige Art eines stoffschlüssigen Verbindens möglich ist, so ist es aufgrund der Wärmeeinwirkung auf das Werkzeug während des Bohrprozesses doch bevorzugt, dass der Schneideinsatz am Grundkörper angelötet ist.

[0012] Der v-förmige Ansatz ist bevorzugt mit einem Öffnungswinkel von 120° bis 160°, vorzugsweise 130° bis 150°, ausgebildet. Dabei ist der v-förmige Ansatz mit Vorteil am Schneideinsatz vorspringend ausgebildet. Es ergibt sich dann für den Grundkörper eine entsprechende Nut bzw. Vertiefung für den korrespondierenden Bereich. Möglich ist aber auch eine umgekehrte Situation, wobei die Nut im Schneideinsatz als negativer v-förmiger Ansatz eingeformt ist und der Grundkörper einen entsprechenden vorspringenden Bereich aufweist. Unabhängig von der gewählten Variante ist in beiden Fällen hinsichtlich einer Haltbarkeit des Werkzeuges wichtig, dass im Verbindungsbereich keine Kanten vorliegen, die Ausgangspunkt für hohe Zugspannungen durch die Materialabfolge Keramik-Lot-Hartmetall sein können, und gleichzeitig eine Verbindungsfläche maximiert ist. Im Übrigen lässt sich sowohl der v-förmige Ansatz im Schneideinsatz als auch der korrespondierende Bereich im Grundkörper auf einfache Weise durch Einschleifen erstellen.

[0013] Entsprechend den vorstehenden Ausführungen besteht der Grundkörper aus Vollhartmetall. Dabei besteht der Schneideinsatz erfindungsgemäß aus einer Keramik oder einem Keramik-Whisker-Verbundwerkstoff.

[0014] Der Grundkörper erstreckt sich bevorzugt bis zum Schneideinsatz bzw. umgekehrt. Dadurch umgreift weder der Grundkörper den Schneideinsatz noch der Schneideinsatz den Grundkörper, sodass keine Kanten im Bereich einer Verbindungsfläche vorliegen, was sonst zu den erwähnten Zugspannungen und damit in der Folge zu einem Materialversagen führen 2/10 österreichisches Patentamt AT 511 377 B1 2013-09-15 könnte.

[0015] Das allgemeine Konzept der Erfindung lässt sich auf beliebige Werkzeuge zur spanabhebenden Bearbeitung übertragen, findet jedoch bevorzugt Anwendung, wenn das Werkzeug als Bohrer, insbesondere Spiralbohrer ausgebildet ist. Ein erfindungsgemäß ausgebildeter Bohrer weist grundsätzlich mehrere Hauptschneiden auf, wobei vorzugsweise zwei Hauptschneiden vorgesehen sind, die endseitig des Bohrers verlaufen. Im Zusammenhang damit kann endseitig eine Restquerschneide vorgesehen sein, die mit einer Länge von 1 % bis 5 %, insbesondere 2 % bis 3 %, eines Bohrernenndurchmessers ausgebildet ist. Die Hauptschneiden schließen an die Restquerschneide an. Die Ausbildung der Restquerschneide mit der erwähnten Länge führt einerseits zu einem guten Zentrierverhalten bei einem Anschneiden und gewährleistet andererseits einen geringen axialen Schnittdruck des Bohrers. Grundsätzlich wären noch kleinere Werte für ein Anbohren eines Werkstückes noch günstiger, allerdings könnte dies aufgrund einer hohen Härte und damit verbundenen Sprödigkeit eines keramischen Schneidstoffes zu Ausbrüchen im Bohrerzentrum führen, wo beim Bohren generell extrem niedrige Schnittgeschwindigkeiten auftreten. Die Hauptschneiden erstrecken sich von der Restquerschneide bis zu einem äußeren Durchmesser des Bohrers. Dabei ist bevorzugt, dass an einem Übergang zur Restquerschneide ein Radius vorgesehen ist. Durch eine derartige radiusförmige Formgebung der Hauptschneide ergibt sich des Weiteren, dass ein hoher abrasiver Verschleiß, der insbesondere bei einer Bearbeitung von Eisen-Gusswerkstoffen auftritt, weniger Angriffspunkte und damit geringere einwirkende Kräfte sowie in der Folge längere Standwege gegeben sind.

[0016] Besonders günstig ist es, wenn die Hauptschneiden verrundet sind, vorzugsweise zumindest entlang geradliniger Bereiche derselben. Werden die Hauptschneiden beginnend von der Querschneide bis zu einer Außenseite des Bohrers mit einer definierten Verrundung versehen, kann trotz einer hohen Härte des keramischen Schneidstoffes und einer damit verbundenen Sprödigkeit ein Ausbröckeln des keramischen Schneidstoffes im Einsatz ebenso wie in weiterer Folge ein Komplettbruch des Bohrers grundsätzlich vermieden werden. Die entsprechende Verrundung erfolgt zweckmäßigerweise durch ein Schleppentgrat-Verfahren, das eine optimale Schneidenverrundung entlang der Hauptschneiden ermöglicht. Ein Ausmaß der Verrundung kann dabei durch eine Prozessdauer gesteuert werden und ist damit sehr gut reproduzierbar, was für eine hohe Prozesssicherheit bei der Herstellung von Bohrern unerlässlich ist. Ein Radius der Kantenverrundung kann beispielsweise in einem Bereich von 0,5 % bis 2 %, vorzugsweise 0,8 % bis 1,2 % eines äußeren Durchmessers des Bohrers liegen.

[0017] Es können des Weiteren mehrere, vorzugsweise zwei, Spannuten vorgesehen sein, wobei ein Abstand der Spannuten in Draufsicht auf ein Ende des Bohrers zumindest 20 %, vorzugsweise 25 % bis 35 %, des äußeren Durchmessers des Bohrers beträgt. Durch eine entsprechende Beabstandung der Spannuten ist ein Kerndurchmesser verstärkt, sodass auch bei hohen Drehzahlen eine ausreichende Steifigkeit des Bohrers gegeben ist. Im Übrigen können durch diese Maßnahme hohe axiale Schnittkräfte vom Schaft des Bohrers besser ausgenommen werden.

[0018] Des Weiteren können bei einem erfindungsgemäßen Bohrer mehrere, vorzugsweise vier, Führungsfasen vorgesehen sein, die sich entlang der Außenseite bzw. einer äußeren Oberfläche des Bohrers erstrecken. Gegenüber den üblichen zwei Führungsfasen entlang von Spannuten ermöglichen vier Fasen eine bessere Führung des Bohrers in einem Bohrloch und führen somit zu einer höheren Stabilität des Werkzeuges im Bohrprozess. Ein ruhigerer Lauf des Bohrers durch eine bessere Abstützung ergibt eine bessere Kreisformgenauigkeit sowie eine wesentlich bessere Bohrungsoberfläche und führt im Übrigen zu weniger Vibrationen, welche für Keramikschneiden eine besondere Gefährdung darstellen. Dabei kann insbesondere auch vorgesehen sein, dass die Führungsfasen von den Hauptschneiden aus betrachtet in axialer Richtung verjüngt verlaufend ausgebildet sind, um Reibungskräfte zu reduzieren und ein Klemmen des Bohrers im Bohrloch zu verhindern, was meist durch einen beginnenden abrasiven Verschleiß am äußeren Durchmesser des Bohrers verursacht ist. In diesem Zusammenhang kann auch vorgesehen sein, dass der Bohrer im Bereich des Grundkörpers einen kleine- 3/10 österreichisches Patentamt AT 511 377 B1 2013-09-15 ren Durchmesser als im Bereich der Hauptschneiden bzw. des Schneideinsatzes aufweist, wobei ein Übergang zum kleineren Durchmesser bevorzugt im Bereich der Führungsfasen liegt. In diesem Fall übernimmt ausschließlich der keramische Schneidkopf eine Führung des Werkzeuges bzw. Bohrers in einer Bohrung. Ein Verklemmen des Bohrers kann dann zumindest weitgehend vermieden werden.

[0019] Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus dem nachfolgend dargestellten Ausführungsbeispiel. In den Zeichnungen, auf welche dabei Bezug genommen wird, zeigen: [0020] Fig. 1 einen Rohling eines erfindungsgemäßen Werkzeuges; [0021] Fig. 2 ein erfindungsgemäßes Werkzeug in Form eines Bohrers in einer seitlichen

Ansicht; [0022] Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Bohrer gemäß Fig. 2; [0023] Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie lll-lll in Fig. 3; [0024] Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung eines Bereiches am Übergang einer Hauptschneide zu einer Nebenschneide.

[0025] In Fig. 1 ist in stark schematisierter Darstellung ein Rohling eines erfindungsgemäßen Werkzeuges 1 dargestellt. Der Rohling des Werkzeuges 1 umfasst einen nur teilweise dargestellten Grundkörper 2 und einen Schneideinsatz 3, der am Grundkörper 2 angeordnet ist. Der nur teilweise dargestellte Grundkörper 2 besteht üblicherweise aus einem Hartmetall, das eine hohe Zähigkeit und eine hohe Festigkeit aufweist. Der Schneideinsatz 3 hingegen ist aus einer Keramik gebildet, beispielsweise aus Siliciumnitrid oder einer anderen hochverschleißfesten Keramik, die gegebenenfalls auch mit Partikeln und/oder Fasern, beispielsweise Whiskern, verstärkt sein kann. Der Schneideinsatz 3 wird durch Schleifen an einem Ende mit einem vorspringenden v-förmigen Ansatz 4 ausgebildet, der einen Öffnungswinkel α von 120° bis 160° aufweisen kann. Ein Ende des v-förmigen Ansatzes 4 wird flach bzw. abgestumpft ausgeführt. Ein korrespondierender Bereich 5 wird im Grundkörper 2 ebenfalls durch Schleifen erstellt, jedoch mit einer zentralen Kante, sodass beim Fügen ein Abstand zwischen dem abgestumpften Ende des v-förmige Ansatzes 4 und der zentralen Kante gegeben ist. Anschließend wird der Schneideinsatz 3 mit dem Grundkörper 2 durch Löten verbunden, wobei ein handelsübliches Aktivlot zum Einsatz kommt. Grundsätzlich ist es günstig, wenn der Öffnungswinkel α einen Wert von 130° bis 150° aufweist, beispielsweise wie im Ausführungsbeispiel 140°. Nach Fügen des Schneideinsatzes 3 mit dem Grundkörper 2 wird aus dem Rohling des Werkzeuges 1 ein Bohrer gefertigt, der in Fig. 2 in einer Seitenansicht dargestellt ist. Sowohl der Grundkörper 2, als auch ein daran anschließendes Halteteil 2a bestehen aus Vollhartmetall. Der Schneideinsatz 3 ist entlang des vorspringenden v-förmigen Ansatzes 4 mit dem Grundkörper 2 durch ein Lot stoffschlüssig verbunden. Im endseitigen Bereich des Schneideinsatzes 3 sind zwei Hauptschneiden 7 angeordnet, die, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, von einem äußeren Durchmesser bzw. Bohrernenndurchmesser D zu einem Zentrum bzw. einer Werkzeugachse X, die entlang der Längsachse des im Wesentlichen zylindrisch ausgebildeten Bohrers angeordnet ist, verlaufen. Die Hauptschneiden 7 verlaufen von einem äußeren Rand des Bohrers zuerst im Wesentlichen geradlinig und gehen anschließend über einen Radius in eine im Zentrum angeordnete Restquerschneide 6 über. Die Restquerschneide 6 ist geradlinig geformt und weist bevorzugt eine Länge von etwa 2,5 % des Bohrernenndurchmessers D auf, was bei geringem axialen Schnittdruck des Bohrers zugleich ein gutes Zentrierverhalten bei einem Anschneiden sicherstellt. Durch den gekrümmten Übergang der Hauptschneiden 7 in die Restquerschneide 6 bzw. den vorgesehenen Radius, gegebenenfalls auch mehrere aneinander anschließende gekrümmte Bereiche mit unterschiedlichen Radien, kann ein abrasiver Verschleiß im Einsatz des Bohrers reduziert werden. Die Hauptschneiden 7 können zumindest im Bereich der geradlinigen Abschnitte verrundet sein, um ein Ausbrechen der Schneidkanten möglichst zu verhindern. Die Hauptschneiden 7 sind wie aus Fig. 2 ersichtlich mit einem Spitzenwinkel ß von 140° angeordnet, wenngleich der Spitzenwinkel ß auch andere Werte im Bereich von 130° bis 150° aufwei- 4/10 österreichisches Patentamt AT 511 377 B1 2013-09-15 sen kann. An jede Hauptschneide 7 schließen zwei Freiflächen 11, 12 an. Die erste Freifläche 11 schließt an die zweite Freifläche 12 derart an, dass eine gemeinsame Verbindungskante durch das Zentrum des Bohrers verläuft. Die erste Freifläche 11 weist einen abfallenden Winkel von etwa 8° bis 13° auf, während die zweite Freifläche 12 einen größeren abfallenden Winkel von beispielsweise 17° bis 25° aufweisen kann. Im konkreten Ausführungsbeispiel betragen die entsprechenden Winkel 9° für die erste Freifläche 11 und 20° für die zweite Freifläche 12, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist.

[0026] Am äußeren Durchmesser bzw. am äußeren Ende der Hauptschneiden 7 schließen an diese Nebenschneiden 13 an. Am Übergang von den Hauptschneiden 7 zu den Nebenschneiden 13 treten im Einsatz die größten Schnittgeschwindigkeiten und daher auch die größten thermischen Belastungen auf. Um die entsprechenden Ecken vor vorzeitigem Verschleiß und Ausbröckelungen zu bewahren, ist eine Schutzfase 14 vorgesehen, die etwa einen Winkel von 30° bis 40° zur Werkzeugachse X aufweist. Im Anschluss an die Schutzfase 14 verlaufen die Nebenschneiden 13, die abgefast sind. Die Nebenschneiden 13 weisen ebenso wie die vier Führungsfasen 8, die jeweils paarweise eine Vertiefung 9 definieren, einen spiralförmigen Verlauf auf, wobei ein Spiralwinkel etwa 5° beträgt. Eine durch die Nebenschneiden 13 mitdefinierte Fläche 15 geht schließlich in Spannuten 10 über. Der von 0° abweichende Spiralwinkel von etwa 5° führt gleichzeitig zu einem axialen Spanwinkel mit demselben Wert an den Hauptschneiden 7, wodurch Schnittkräfte und auch ein Torsionsmoment auf den Bohrer deutlich reduzierbar sind. Im Übrigen führt der kleine, aber von 0° abweichende Spiralwinkel dazu, dass entstehende Bröckelspäne besser aus einem Bohrloch transportiert werden können.

[0027] Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, sind die Spannuten 10 im Querschnitt in einem Abstand A voneinander beabstandet. Der Abstand A beträgt etwa 30 % des Bohrernenndurchmessers D, was dem Bohrer ein entsprechend starkes Zentrum bzw. eine hohe Steifigkeit verleiht.

[0028] Wie insbesondere aus Fig. 5 ersichtlich ist, ist der Schneideinsatz 3 mit einem geringfügigen Rücksprung 16 ausgebildet bzw. verjüngt sich ein äußerer Durchmesser des Schneideinsatzes an einer davor bestimmten Stelle abrupt. Durch eine entsprechende Absetzung eines Durchmessers wird ein gutes Freigehen des Bohrers im Einsatz erreicht. Gleichzeitig übernimmt ausschließlich der Schneideinsatz 3 eine Führung des Bohrers.

[0029] Mit einem erfindungsgemäßen Werkzeug 1 bzw. Bohrer wurden im Einsatz bei einer Bearbeitung von Gusswerkstücken bei Schnittgeschwindigkeiten vc von 600 m/min und mehr ausreichend lange Standzeiten bzw. -wege für eine wirtschaftliche Anwendung erzielt. 5/10

Claims (18)

1. österreichisches Patentamt AT511 377 B1 2013-09-15 Patentansprüche 1. Werkzeug (1) zur spanenden Bearbeitung von Werkstücken, insbesondere zum Bohren von Eisen-Gusswerkstoffen, umfassend einen Grundkörper (2) aus einem ersten Material und einen Schneideinsatz (3) aus einem zweiten Material, das eine höhere Härte als das erste Material aufweist, wobei der Schneideinsatz (3) am Grundkörper (2) stoffschlüssig angebracht ist, wobei der Schneideinsatz (3) einen v-förmigen Ansatz (4) und der Grundkörper (2) einen dazu korrespondierenden Bereich (5) aufweist und der Schneideinsatz (3) mit dem Ansatz (4) am korrespondierenden Bereich (5) des Grundkörpers (2) stoffschlüssig angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) aus einem Hartmetall und der Schneideinsatz (3) aus einer Keramik oder einem Keramik-Whisker-Verbundwerkstoff besteht.
2. 2. Werkzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneideinsatz (3) am Grundkörper (2) angelötet ist.
3. 3. Werkzeug (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der v-förmige Ansatz (4) mit einem Öffnungswinkel (a) von 120° bis 160°, vorzugsweise 130° bis 150°, ausgebildet ist.
4. 4. Werkzeug (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der v-förmige Ansatz (4) am Schneideinsatz (3) vorspringend ausgebildet ist.
5. 5. Werkzeug (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der v-förmige Ansatz (4) im Schneideinsatz (3) und/oder der korrespondierende Bereich (5) im Grundkörper (2) eingeschliffen sind.
6. 6. Werkzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Grundkörper (2) nur bis zum Schneideinsatz (3) erstreckt.
7. 7. Werkzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (1) als Bohrer, insbesondere Spiralbohrer, ausgebildet ist.
8. 8. Werkzeug (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Bohrer zwei Hauptschneiden (7) aufweist.
9. 9. Werkzeug (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine endseitige Restquerschneide (6) mit einer Länge von 1 % bis 5 %, insbesondere 2 % bis 3 %, eines Bohrernenndurchmessers (D) vorgesehen ist.
10. 10. Werkzeug (1) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptschneiden (7) an die Restquerschneide (6) anschließen.
11. 11. Werkzeug (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Hauptschneiden (7) von der Restquerschneide (6) bis zu einem äußeren Durchmesser des Bohrers erstrecken.
12. 12. Werkzeug (1) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Übergang der Hauptschneiden (7) zur Restquerschneide (6) ein Radius vorgesehen ist.
13. 13. Werkzeug (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptschneiden (7) verrundet sind, vorzugsweise zumindest entlang geradliniger Bereiche derselben.
14. 14. Werkzeug (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, vorzugsweise zwei, Spannuten (10) vorgesehen sind und ein Abstand der Spannuten (10) in Draufsicht auf ein Ende des Bohrers zumindest 20 %, vorzugsweise 25 % bis 35 %, des äußeren Durchmessers des Bohrers beträgt.
15. 15. Werkzeug (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, vorzugsweise vier, Führungsfasen (8) vorgesehen sind, die sich entlang einer äußeren Oberfläche des Bohrers erstrecken. 6/10 österreichisches Patentamt AT 511 377 B1 2013-09-15
16. 16. Werkzeug (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsfasen (8) von den Hauptschneiden (7) aus betrachtet in axialer Richtung verjüngt verlaufend ausgebildet sind.
17. 17. Werkzeug (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Bohrer im Bereich des Grundkörpers (2) einen kleineren Durchmesser als im Bereich der Hauptschneiden (7) bzw. des Schneideinsatzes (3) aufweist.
18. 18. Werkzeug (1) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein Übergang zum kleineren Durchmesser im Bereich der Führungsfasen (8) liegt. Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 7/10