Vorrichtung zum Halten und Schleifen eines Spiralbohrers Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Halten eines Spiralbohrers und zum Schleifen desselben mittels einer Schleifscheibe, welche um eine vorgegebene Achse drehbar befestigt ist, mit einer Basis, welche auf den Umfang der Scheibe zu und von diesem weg in einer Ebene verschoben werden kann, die im wesentlichen par allel zur Achse der Scheibe verläuft, mit einem an der Basis befestigten Spannfutter-Träger zur Ausführung einer zusammengesetzten Schwenkbewegung um eine erste Achse,
welche parallel zur Achse der Scheibe ver läuft, und um eine zweite Achse, welche auf der ersten Achse senkrecht steht, mit einem Spannfutter zum lös baren koaxialen Einspannen eines Spiralbohrers, mit einer ersten Hülse, welche fest mit dem Träger verbun den ist zum Halten des Spannfutters zwecks Ausführung einer Drehung um seine Achse sowie einer Bewegung in Axialrichtung der ersten Hülse, und mit einer lösbaren Klammer an der ersten Hülse, um das Spannfutter in vorgegebener Stellung zu halten oder das Spannfutter zur Ausführung einer Bewegung freizugeben.
Die Bohrkraft eines Spiralbohrers hängt von der Schärfe und der Form der Spitze des Bohrers ab. Es ist zwar verhältnismässig einfach, die erforderliche Schärfe der Schneidkanten zu erzielen. Es ist jedoch ausseror- dentlich schwierig, die richtige Form zu erhalten, um den gewünschten Spitzenwinkel und Hinterschnitt zu erzielen und die Gleichheit der zwei Schneidkanten sicherzustel len.
Wenn die zwei Schneidkanten nicht genau gleich sind, wird die gesamte Schneidwirkung durch eine der Kanten erzielt, was eine unausgeglichene Belastung erzeugt, wel che ein schnelles Abstumpfen des Bohrers oder, wenn härtere Stoffe vorkommen, ein Brechen des Bohrers er gibt.
Es wurden zwar Vorrichtungen zum genauen Schär fen oder Schleifen der Bohrer mit der erforderlichen Präzision entwickelt. Die Kosten und Kompliziertheit einer solchen Vorrichtung übersteigen jedoch die Mög lichkeiten eines durchschnittlichen kleinen Geschäfts weit. Dementsprechend werden Spiralbohrer allgemein mit freier Hand, d.h. ohne Zuhilfenahme einer mechani schen Vorrichtung mit Ausnahme einer Schleifscheibe, geschliffen oder geschärft.
Dieser Vorgang erfordert ein ausserordentliches Geschick und kann nicht in jedem Fall die ursprüngliche Form des Bohrers reproduzieren, wie er hergestellt worden ist. Dementsprechend werden Bohrer trotz der offensichtlichen wirtschaftlichen Nach,- teile dieses Vorgehens oft weggeworfen, wenn sie stumpf werden.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist dadurch ge kennzeichnet, dass die lösbare Klammer einen oder mehrere Anschläge aufweist, dass eine Hülse lediglich durch das Spannfutter zur Ausführung einer freien Dre hung und Axialbewegung auf dem Spannfutter getragen wird, und dass eine Klammer vorgesehen ist, um die Hülse am Spannfutter in irgend einer eingestellten Lage zu befestigen, wobei die Hülse Anschläge aufweist, die mit den Anschlägen der lösbaren Klammer zusammen wirken, um das Spannfutter um 180 zu drehen, sobald die Klammer sich gelockert hat, nachdem eine Schneid fläche an dem Spiralbohrer geschliffen ist,
um ein genau gleiches Schleifen der anderen Schneidfläche an dem Spiralbohrer zu ermöglichen.
Anhand der Zeichnung wird nachstehend ein Aus führungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zei gen Fig. 1 eine Seitenansicht einer Spiralbohrerschleifvor- richtung, Fig. 2 eine Draufsicht auf die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung und Figuren 3 und 4 Schnitte längs der Linien 3-3 bzw. 4-4 in Fig. 1.
Die Vorrichtung weist einen Basisteil 22 auf, welcher auf einem Gleitmechanismus 24 befestigt ist, der seiner seits von einem Tisch oder einer anderen Unterlage ge tragen wird, auf welcher die Schleifvorrichtung befestigt ist. Der Gleitmechanismus besteht aus einer Basis 21 mit Gleitführungen 23, welche in entsprechende Ausnehmun- gen in einer Zwischenplatte 25 hineinragen, die ihrerseits Gleitführungen 27 aufweist, welche in Ausnehmungen im Basisteil 22 hineinragen.
Der Mechanismus ist also so ausgebildet, dass eine Bewegung des Basisteils 22 und der von .der Basis getragenen Bestandteile in einer Ebene parallel zur Achse der Schleifscheibe und in einer Richtung senkrecht zur Achse der Schleifscheibe 20 oder in einer Richtung parallel zu dieser Achse ermöglicht wird.
Der Spiralbohrer 26, welcher geschärft werden soll, wird abnehmbar von einem Spannfutter 28 gehalten. Das Spannfutter 28 ist mit einer sorgfältig bearbeiteten zy lindrischen Oberfläche versehen, um zu ermöglichen, dass dasselbe zwecks Ausführung einer drehenden und axialen Gleitbewegung in einer Manschette 30 geführt wird. Wie am besten aus Fig. 3 ersichtlich, ist die Manschette 30 ;geschlitzt und weist zwei Arme 32 und 34 auf, deren freie Enden mit Flanschen 36 und 38 versehen sind. Ein Klemmorgan 40 erstreckt sich frei durch den Flansch 38 und ist in den Flansch 36 geschraubt, um zu ermög lichen, dass das Spannfutter 28 von der Manschette 30 festgeklemmt oder losgelassen wird.
Eine Gleithülse 42, welche das Spannfutter 28 aus- serhalb der Manschette 30 umgibt, ist mit zwei Armen 44 und 46 versehen, welche Flansche 48 und 50 aufweisen, wobei der erstere ein Klemmorgan 52 frei aufnimmt, welches in den letzteren geschraubt ist. Wenn daher das Klemmorgan 52 gelöst wird, so kann die bewegliche Hülse auf dem Spannfutter 28 frei gleiten oder sich drehen. Wenn das Klemmorgan 52 angezogen wird, so ist die Hülse 42 auf dem Spannfutter 28 zur gemeinsamen Be wegung mit demselben festgelegt.
Die Manschette 30 ist auf einem Arm 54 fest gela gert, welcher durch einen Schwenkzapfen 58 an einem mittleren Trägerteil 56 befestigt ist. Der Zapfen 58 er streckt sich durch einen Schlitz 59 in dem mittleren Basis teil 56, um zu ermöglichen, dass der Arm 54 in einer horizontalen Ebene um die Achse des Zapfens ver- schwenkt werden kann. Eine Mutter 61 am unteren Ende des Zapfens 58 kann festgezogen werden, um den Arm in jeder eingestellten Stellung festzulegen, wie es nach folgend im einzelnen erläutert wird.
Der mittlere Trägerteil 56 ist mit einem aufrechten, ebenen Flansch 60 versehen, welcher in Oberflächen berührung mit einer ebenen Seite eines vertikalen Stän ders 62 steht, der von dem Träger 22 fest gehalten wird. Ein Zapfen 64 erstreckt sich in horizontaler Richtung durch den oberen Teil des Ständers 62 sowie den oberen Teil des Flansches 60, um den letzteren zur Ausführung einer Schwenkbewegung um die Achse des Zapfens 64 zu lagern. Die Teile werden durch eine Mutter 66, wel che auf das innere Ende des Zapfens 64 geschraubt ist, verstellbar zusammengehalten.
Praktisch wird die Mut ter 66 so eingestellt, dass der mittlere Träger 56 und die von diesem getragenen Bestandteile relativ frei um die Achse des Zapfens 64 bewegt werden können und trotz dem in jeder Stellung verbleiben, in welche sie gebracht werden.
Wenn der Mechanismus für den Gebrauch eingebaut ist, so ist er in bezug auf die Schleifscheibe 20 so ange ordnet, dass der Schwenkzapfen 64 im wesentlichen in der Höhe und parallel zu der Achse der Scheibe 20 ange ordnet ist. Der zu schärfende Bohrer wird sodann in das Spannfutter 28 eingesetzt, welches in der dargestellten Ausführungsform mit einem normalen Morsekegel zur Anpassung an die Verjüngung des Bohrerzapfens ver sehen ist.
Es wird bemerkt, dass ein Jacobs-Spannfutter zur Anpassung an kleinere Bohrer mit zylindrischen Zap fen verwendet werden kann. Die Teile sind so bemes sen, dass die Achsen von verhältnismässig grossen Bohrern, beispielsweise mit 6,35 mm und grösser, etwas unterhalb (ca. 1,6 bis 4,8 mm), der Achse des Schwenk zapfens 64 angeordnet sind. Kleinere Bohrer können so angeordnet werden, dass ihre Mitten im wesentlichen in Höhe des Schwenkzapfens 64 liegen.
Entweder vor oder nach dem Einspannen des zu schärfenden Bohrers in dem Spannfutter wird der Win kel des Trägerarmes 54 in bezug auf den Trägerteil 56 so eingestellt, dass der gewünschte Kegelwinkel erhalten wird, welcher für die meisten Anwendungen 118 be trägt. Um diesen Kegelwinkel zu erzielen, wird der Arm 54 verschwenkt, nachdem die Mutter 61 auf dem Zapfen 58 gelöst wurde, um die Achse des Spannfutters 28 unter einem Winkel von<B>31'</B> in bezug auf die Bewegungsrich tung der Basis 22 anzuordnen, welche, wie oben bemerkt, senkrecht auf dem Umfang der Schleifscheibe steht. Nach Durchführung dieser Einstellung wird die Mutter 61 fest gezogen. Um diese Einstellung zu erleichtern, kann der Basisteil 56 mit geeigneten Angaben versehen sein.
Der beim Schleifvorgang erzielte Betrag des Hinter schleifens hängt von der Stellung der Spitze des Bohrers in bezug auf den Schwenkzapfen 64 ab, wobei das Hinter schleifen als Funktion _des Abstandes vermindert wird, um welchen die Bohrerspitze vor den Zapfen 64 vorsteht. Eine Messeinrichtung 70 ist vorgesehen, um die richtige Einstellung des Bohrers zu erleichtern und die ge wünschte Hinterschneidung zu erzielen. Die Messeinrich- tung weist einen Arm 72 auf, welcher von einer Stange 74 getragen wird, die zwecks Ausführung einer drehenden und axialen Gleitbewegung in einem aufrechten Flansch 76 gelagert ist, der durch den Trägerteil 56 gehalten wird.
Die Stange 74 trägt geeignete Markierungen, um zu er möglichen, dass sie schnell in ihre gewünschte Stellung gebracht wird. Wenn die Messeinrichtung in der richtigen Stellung ist, werden die feststehende Manschette und die bewegliche Hülse gelockert und das Spannfutter 28 nach vorne geschoben, bis die Spitze des Bohrers den Mess- arm 72 berührt. Das Klemmorgan 40 wird sodann fest gezogen, um das Spannfutter 28 gegen Axialbewegung festzulegen, und die Messeinrichtung wird entfernt. Die Gleithülse 42 wird sodann gegen die benachbarte Fläche der Manschette 30 geschoben und das Klemmorgan 52 wird festgezogen, um die Gleithülse in dieser Lage fest zulegen.
Es wird bemerkt, dass die innere Fläche der Gleithülse 42 mit einem ausgeschnittenen Teil 78 ver sehen ist, welcher sich um etwas mehr als 180 um den Umfang der Gleithülse erstreckt. Ein von der festen Manschette 30 getragener Anschlag 80 erstreckt sich in den ausgeschnittenen Teil 78, wie am besten aus den Figuren 1, 2 und 4 zu ersehen ist. Die Abmessungen des Ausschnittes 78 und des Anschlages 80 sind derart, dass, wenn das Klemmorgan 52 festgezogen und das Klemm organ 40 gelockert ist, das Spannfutter 28 genau um 180 zwischen Endstellungen verdreht werden kann, welche durch Berührung der Enden des Ausschnittes 78 mit dem Anschlag 80 festgelegt werden.
Wenn die Gleithülse 42 anfänglich in ihre Lage ge bracht wird, wird sie so bewegt, dass der Anschlag 80 sich etwa in der Mitte zwischen den Enden des Aus schnittes 78 befindet. Wenn sich die Teile in dieser Stel lung befinden, wird das Klemmorgan 40 gelockert, um eine Drehung des Spannfutters 28 ohne Veränderung der axialen Stellung zu ermöglichen, bis eine Schneidkante des Bohrers 26 genau horizontal liegt. Die richtige Ein stellung des Bohrers kann durch eine geeignete Messein- richtung festgelegt werden.
Nachdem der Bohrer 26 rich tig eingestellt ist, wird das Klemmorgan 40 wieder fest gezogen, um das Spannfutter 28 gegen Drehung festzu legen. Die Gleithülse 42 wird sodann gelockert und ge dreht, bis ein Ende des ausgeschnittenen Teiles 78 den Anschlag 80 berührt, und sodann wird die Gleithülse wiederum festgelegt. Die Basis wird sodann nach vorne geschoben, bis der Bohrer 26 die Schleifscheibe 20 be rührt. Der ganze Mechanismus wird sodann um die Achse des Schwenkzapfens 64 verschwenkt, um eine Seite des Bohrers zu schleifen. Dieser Vorgang kann normaler weise in einem Durchgang des Bohrers über den Umfang der Schleifscheibe 20 durchgeführt werden.
Das Klemm organ 40 wird sodann gelockert und das Spannfutter ge dreht, bis das gegenüberliegende Ende des Ausschnittes 78 den Anschlag 80 berührt. Durch diesen Vorgang wird die andere Schneidkante selbsttätig in die richtige Lage für den Schleifvorgang gebracht, welcher sodann durch geführt wird, indem die Vorrichtung wieder um die Achse des Schwenkzapfens 64 verschwenkt wird. Der Bohrer, welcher sodann für die Benutzung fertiggestellt ist, wird dann aus dem Spannfutter 28 herausgenommen.
Trotz seiner Einfachheit gewährleistet der Mecha nismus ein genaues Schleifen beider Schneidkanten des Bohrers mit genau dem gleichen Winkel und mit genau dem gleichen Grad des Hinterschleifens. Die Wirksam keit des Schleifvorganges ist vom Geschick des Bedie nungsmannes vollständig unabhängig, welcher lediglich mit dem Einbauvorgang bekannt sein muss.
Wie oben bemerkt, kann zwar der Kegelwinkel und der Hinterschliff leicht je nach Erfordernis verändert werden, es ist jedoch normalerweise nicht nötig, solche Einstellungen durchzuführen, da in den meisten Fällen der Kegelwinkel und der Hinterschliff für alle in einem bestimmten Geschäft verwendeten Bohrer die gleichen sein werden. Dementsprechend kann ein Bedienungs mann, welcher nur etwas mit dem Mechanismus vertraut ist, einen Bohrer in weniger als einer Minute auf die Normalform schleifen und trotzdem sicher sein, dass das Ergebnis vollständig genau ist.
Device for holding and grinding a twist drill The invention relates to a device for holding a twist drill and for grinding the same by means of a grinding wheel which is mounted rotatably about a predetermined axis, with a base which extends towards and away from the circumference of the wheel can be moved in a plane which runs essentially par allel to the axis of the disc, with a chuck carrier attached to the base for performing a composite pivoting movement about a first axis
which runs parallel to the axis of the disc ver, and about a second axis, which is perpendicular to the first axis, with a chuck for solving coaxial clamping of a twist drill, with a first sleeve which is firmly verbun to the carrier to hold the Chuck for the purpose of rotating about its axis and moving the first sleeve in the axial direction, and with a releasable clamp on the first sleeve to hold the chuck in a predetermined position or to release the chuck for movement.
The drilling force of a twist drill depends on the sharpness and shape of the tip of the drill. It is relatively easy to achieve the required sharpness of the cutting edges. However, it is extremely difficult to obtain the correct shape in order to achieve the desired point angle and undercut and to ensure the equality of the two cutting edges.
If the two cutting edges are not exactly the same, the entire cutting action will be achieved through one of the edges, creating an unbalanced load which will quickly dull the drill or, if harder materials are involved, break the drill.
Although devices for precise sharpening or grinding of the drill with the required precision have been developed. However, the cost and complexity of such a device far exceeds the capabilities of an average small business. Accordingly, twist drills are generally used free-hand, i. ground or sharpened without the aid of a mechanical device with the exception of a grinding wheel.
This process requires extraordinary skill and cannot always reproduce the original shape of the drill as it was manufactured. Accordingly, despite the obvious economic disadvantages, bits of this approach are often discarded when they become blunt.
The inventive device is characterized in that the releasable clamp has one or more stops, that a sleeve is only carried by the chuck to perform a free rotation and axial movement on the chuck, and that a clamp is provided to the sleeve on To secure the chuck in any set position, the sleeve having stops that cooperate with the stops of the releasable clamp to rotate the chuck 180 as soon as the clamp has loosened after a cutting surface on the drill bit has been ground,
to enable the other cutting surface on the twist drill to be ground exactly the same.
Based on the drawing, an exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below. 1 shows a side view of a twist drill grinding device, FIG. 2 shows a plan view of the device shown in FIG. 1, and FIGS. 3 and 4 show sections along the lines 3-3 and 4-4 in FIG.
The device has a base part 22 which is mounted on a sliding mechanism 24, which in turn is carried by a table or other surface on which the grinding device is attached. The sliding mechanism consists of a base 21 with sliding guides 23 which protrude into corresponding recesses in an intermediate plate 25, which in turn has sliding guides 27 which protrude into recesses in the base part 22.
The mechanism is thus designed such that a movement of the base part 22 and the components carried by the base is enabled in a plane parallel to the axis of the grinding wheel and in a direction perpendicular to the axis of the grinding wheel 20 or in a direction parallel to this axis.
The twist drill 26 to be sharpened is removably held by a chuck 28. The chuck 28 is provided with a carefully machined cylindrical surface to enable it to be guided in a sleeve 30 for rotational and axial sliding movement. 3, the sleeve 30 is slotted and has two arms 32 and 34, the free ends of which are provided with flanges 36 and 38. A clamp member 40 extends freely through the flange 38 and is screwed into the flange 36 to enable the chuck 28 to be clamped or released from the collar 30.
A sliding sleeve 42 which surrounds the chuck 28 outside of the collar 30 is provided with two arms 44 and 46 which have flanges 48 and 50, the former freely receiving a clamping member 52 which is screwed into the latter. Therefore, when the clamping member 52 is released, the movable sleeve can slide freely on the chuck 28 or rotate. When the clamping member 52 is tightened, the sleeve 42 is set on the chuck 28 for common movement with the same.
The cuff 30 is firmly gela Gert on an arm 54, which is attached to a central support part 56 by a pivot pin 58. The pin 58 it extends through a slot 59 in the central base part 56 to enable the arm 54 to be pivoted in a horizontal plane about the axis of the pin. A nut 61 at the lower end of the pin 58 can be tightened to fix the arm in any set position, as will be explained in detail below.
The middle support part 56 is provided with an upright, flat flange 60 which is in surface contact with a flat side of a vertical stand 62 which is held by the support 22 firmly. A pin 64 extends horizontally through the upper part of the stand 62 and the upper part of the flange 60 to support the latter for pivoting movement about the axis of the pin 64. The parts are adjustably held together by a nut 66 which is screwed onto the inner end of the pin 64.
In practice, the nut 66 is adjusted so that the central carrier 56 and the components carried by it can be moved relatively freely about the axis of the pin 64 and in spite of this remain in every position in which they are brought.
When the mechanism is installed for use, it is so arranged with respect to the grinding wheel 20 that the pivot pin 64 is substantially in height and parallel to the axis of the wheel 20 is arranged. The drill to be sharpened is then inserted into the chuck 28, which is seen in the illustrated embodiment with a normal Morse taper to adapt to the taper of the drill pin.
It is noted that a Jacobs chuck can be used to accommodate smaller drill bits with cylindrical tenons. The parts are dimensioned so that the axes of relatively large drills, for example 6.35 mm and larger, slightly below (about 1.6 to 4.8 mm), the axis of the pivot pin 64 are arranged. Smaller drills can be arranged so that their centers are substantially level with pivot pin 64.
Either before or after the drill to be sharpened is clamped in the chuck, the angle of the support arm 54 with respect to the support part 56 is set so that the desired cone angle is obtained, which for most applications 118 be. In order to achieve this cone angle, the arm 54 is pivoted, after the nut 61 has been loosened on the pin 58, about the axis of the chuck 28 at an angle of <B> 31 '</B> with respect to the direction of movement of the base 22 to be arranged, which, as noted above, is perpendicular to the circumference of the grinding wheel. After this adjustment has been made, the nut 61 is tightened. In order to facilitate this setting, the base part 56 can be provided with suitable information.
The amount of back grinding achieved during the grinding process depends on the position of the tip of the drill in relation to the pivot pin 64, the back grinding being reduced as a function of the distance by which the drill tip protrudes in front of the pin 64. A measuring device 70 is provided in order to facilitate the correct setting of the drill and to achieve the desired undercut. The measuring device has an arm 72 which is carried by a rod 74 which, for the purpose of executing a rotating and axial sliding movement, is mounted in an upright flange 76 which is held by the carrier part 56.
The rod 74 bears suitable markings to enable it to be quickly brought into its desired position. When the measuring device is in the correct position, the fixed collar and the movable sleeve are loosened and the chuck 28 is pushed forward until the tip of the drill touches the measuring arm 72. The clamp member 40 is then pulled firmly to secure the chuck 28 against axial movement and the measuring device is removed. The sliding sleeve 42 is then pushed against the adjacent surface of the collar 30 and the clamping member 52 is tightened to secure the sliding sleeve in this position.
It is noted that the inner surface of the sliding sleeve 42 is seen with a cut-out portion 78 which extends slightly more than 180 degrees around the circumference of the sliding sleeve. A stop 80 carried by the fixed sleeve 30 extends into the cutout portion 78 as best seen in FIGS. 1, 2 and 4. The dimensions of the cutout 78 and the stop 80 are such that when the clamping member 52 is tightened and the clamping member 40 is loosened, the chuck 28 can be rotated exactly 180 between end positions, which by touching the ends of the cutout 78 with the stop 80 can be set.
When the sliding sleeve 42 is initially brought into place, it is moved so that the stop 80 is approximately in the middle between the ends of the cutout 78 is. When the parts are in this stel development, the clamping member 40 is loosened to allow rotation of the chuck 28 without changing the axial position until a cutting edge of the drill 26 is exactly horizontal. The correct setting of the drill can be determined by a suitable measuring device.
After the drill 26 is set correctly, the clamping member 40 is pulled tight again to fix the chuck 28 against rotation. The sliding sleeve 42 is then loosened and rotates until one end of the cut-out portion 78 contacts the stop 80, and then the sliding sleeve is set again. The base is then pushed forward until the drill 26 touches the grinding wheel 20. The entire mechanism is then pivoted about the axis of pivot pin 64 to grind one side of the drill. This process can normally be carried out in one pass of the drill over the circumference of the grinding wheel 20.
The clamping organ 40 is then loosened and the chuck rotates until the opposite end of the cutout 78 touches the stop 80. As a result of this process, the other cutting edge is automatically brought into the correct position for the grinding process, which is then carried out by pivoting the device about the axis of the pivot pin 64 again. The drill bit, which is then ready for use, is then removed from the chuck 28.
Despite its simplicity, the mechanism ensures precise grinding of both cutting edges of the drill with exactly the same angle and with exactly the same degree of relief grinding. The effectiveness of the grinding process is completely independent of the skill of the operator, who only needs to be familiar with the installation process.
As noted above, while the taper angle and relief can be easily changed as required, it is usually not necessary to make such adjustments since in most cases the taper angle and relief will be the same for all drills used in a particular business will. Accordingly, an operator who is only slightly familiar with the mechanism can grind a drill to normal shape in less than a minute and still be sure that the result is completely accurate.