CH618368A5 - Drill, fitted with at least one indexable insert, for metallic materials and plastics - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen mit wenigstens einer Wendeschneidplatte bestückten Bohrer für metallische Werkstoffe und Kunststoffe, wobei in entsprechende Ausnehmungen des Bohrerkörpers eingesetzte Wendeschneidplatten von 90° abweichende Winkel miteinander einschliessende Hauptschneiden tragen und eine Wendeschneidplatte mit einer Schneidecke an den Bohrerumfang heranreicht und sich mit ihren Hauptschneiden über die Schneidbreite überlappenden Wendeschneidplatten unter einem Einstellwinkel kleiner 90° eingesetzt sind.

Aus der DE-OS 2 358 048 ist ein zweischneidiger Bohrer für hochfeste Werkstoffe bekannt, bei dem die Gesamtschnittbreite so auf die Hauptschneiden zweier Schneidplatten aufgeteilt ist, dass die eine Schneide ungefähr die äussere Hälfte der Schnittbreite und die Bohrerführung und die andere Schneidplatte ungefähr die innere Hälfte der Schnittbreite übernimmt. Die Schneidplatten sind auf den Bohrerkörper aufgelötet; für grössere Bohrerdurchmesser können sie auch als Wendeschneidplatten ausgebildet sein. Im übrigen sind die Schneidplatten derart angeordnet, dass sie mit einem kleinen positiven axialen und radialen Spanwinkel arbeiten, wobei die innen liegende Hauptschneide unter der Mitte der Bohrerachse liegt. Dabei wird in Kauf genommen, dass koaxial zur Bohrerachse ein kleines Materialzäpfchen stehen bleibt, das von dem ablaufenden Span fortlaufend abgerissen werden muss. Auch müssen besondere Vorkehrungen hinsichtlich der Mindest-Span-nutenlänge getroffen werden, um eine einwandfreie Spanabfuhr zu erzielen.

Das Auflöten von Schneidplatten auf den Bohrerkörper bedingt eine schlechte Materialausnutzung der teuren Schneidplatten, weil bei diesen lediglich eine Hauptschneide abgearbeitet werden kann. Daneben ist die Spanabfuhr kritisch.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen Bohrer der eingangs genannten Art zu schaffen, der auch bei kleinen Durchmessern (bis 20 mm und weniger) mit wenigstens einer austauschbaren Wendeschneidplatte bestückt ist und der sich auch unter schwierigen Arbeitsbedingungen durch eine gute Spanabfuhr auszeichnet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch Bohrer die in den Patentansprüchen 1 und 7 definiert sind gelöst.

Bei einem der neuen Bohrer geht eine Hauptschneide durch die Bohrerachse durch, so dass über die gesamte Schnittbreite das Material zerspant wird und kein Materialzäpfchen stehen bleibt. Überraschenderweise hat sich dabei gezeigt, dass das Nullwerden der Schnittgeschwindigkeit im Bereich der Bohrerachse das Arbeitsergebnis nicht beeinträchtigt. Die Wendeschneidplatten können durch einfaches Lösen der durchgehenden Schrauben abgenommen, gewendet oder ausgetauscht werden, so dass ihre Hauptschneiden nacheinander abgearbeitet werden können. Gleichzeitig entfallen die sonst bei Wendeschneidplatten zur Befestigung üblichen Klemmteile und dergleichen, die bei kleinen Bohrerdurchmessern (20 bis 50 mm) den Spanablauf behindern würden. Durch die Ausbildung der Wendeschneidplatten als Lochplatten in Verbindung mit den eingeschliffenen oder eingesinterten Spanleitstufen, die als Spanbrechermulden wirken, ergibt sich eine hervorragend einfache und wirkungsvolle Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe.

Bei sehr kleinen Bohrerdurchmessern (kleiner 20 mm) würden die Wendeschneidplatten bei einer Aufteilung der Gesamtschnittbreite auf die Hauptschneiden mehrerer Wendeschneidplatten zu klein werden. Trotzdem kann aber auch ein Bohrer mit so kleinem Durchmesser mit Wendeschneidplattenbestückung ausgeführt werden, wenn der erfindungsge-mässe Gedanke derart abgewandelt wird, dass der Bohrer lediglich eine mit ihrer Hauptschneide über die gesamte Schneidbreite durchgehende Wendeschneidplatte aufweist, die mit einer Schneidecke an den Bohrerumfang heranreicht und deren Hauptschneide über die Bohrerachse ragt.

Die in unterschiedlichem radialen Abstand zur Bohrerachse liegenden Wendeschneidplatten können mit unterschiedlichem Einstellwinkel eingesetzt sein, so dass die Wendeschneidplatten beim Anbohren zeitlich nacheinander in das Material eindringen. Als vorteilhaft hat es sich hierbei erwiesen, wenn der Einstellwinkel der radial innenliegenden Wendeschneidplatte kleiner ist als der einer radial aussenliegenden, so dass die radial innenliegende Wendeschneidplatte mit ihrer Schneidecke zuerst in das Material eindringt.

Die Wendeschneidplatten können mit einem Axial- und

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Radialwinkel von im wesentlichen 0° eingesetzt sein. Es sind auch Fälle denkbar, bei denen ein kleiner positiver Axialwinkel vorhanden ist. Schliesslich kann die Anordnung auch derart getroffen sein, dass die in unterschiedlichem radialen Abstand zur Bohrerachse liegenden Wendeschneidplatten entsprechend den unterschiedlichen Schnittgeschwindigkeiten ihrer in Eingriff stehenden Hauptschneiden aus Hartmetall oder Schnellstahl unterschiedlicher Qualität bestehen.

in der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen zweischneidigen Bohrer gemäss der Erfindung in perspektivischer Darstellung,

Fig. 2, 3 und 4 den Bohrer nach Fig. 1, in drei unterschiedlichen Seitenansichten,

Fig. 5 und 6 den Bohrer nach Fig. 1, in zwei um 180° gegeneinander verdrehten Seitenansichten, im Ausschnitt und in einem anderen Massstab,

Fig. 7 den Bohrer nach Fig. 1, in einer stirnseitigen Ansicht, in einem anderen Massstab,

Fig. 8 einen einschneidigen Bohrer gemäss der Erfindung, in einer Seitenansicht und im Ausschnitt,

Fig. 9 den Bohrer nach Fig. 8, in einer stirnseitigen Ansicht und in einem anderen Massstab und

Fig. 10 die Wendeschneidplatte des Bohrers nach Fig. 9, in einer Draufsicht.

Der in den Fig. 1 bis 7 in zweischneidiger und in den Fig. 8 und 9 in einschneidiger Ausführung dargestellte Bohrer weist einen Bohrerkörper 1 auf, der mit einem üblichen Kegelschaft 2 versehen ist. Bei der zweischneidigen Ausführung sind in dem Bohrerkörper 1 an zwei einander gegenüberliegenden Stellen des Umfanges zwei Spannuten 3 ausgebildet, auf deren Grund taschenartige Ausnehmungen 4, 5 ausgebildet sind, in die Wendeschneidplatten 6 eingesetzt sind. Die Wendeschneidplatten 6 bestehen aus Hartmetall oder Schnellstahl; sie sind in der dargestellten Ausführungsform rhombusartig mit vier Hauptschneiden 7 gestaltet, die nacheinander abgearbeitet werden können. Die Hauptschneiden 7 schliessen wegen der rhombusartigen Gestalt der Wendeschneidplatten 6 von 90° abweichende Winkel miteinander ein. Grundsätzlich sind auch dreieckförmige Wendeschneidplatten denkbar.

Jede Wendeschneidplatte 6 weist ein durchgehendes Loch 8 auf, dass bei 9 angesenkt ist und in das eine entsprechend gestaltete Schraube 10 eingreift, die in eine zugeordnete Gewindebohrung 11 des Bohrerkörpers 1 eingeschraubt ist und die Wendeschneidplatte 6 in ihrer Ausnehmung 4 oder 5 lagefest hält. Die beiden bei dem Bohrer nach Fig. 1 bis 7 vorgesehenen Wendeschneidplatten 6 sind in der insbesondere aus den Fig. 3 und 7 ersichtlichen Weise in unterschiedlichem radialen Abstand zu der Bohrerachse 12 angeordnet, derart, dass die Schneidbreite - entsprechend dem Radius des Bohrers - auf die beiden in Eingriff stehenden Hauptschneiden 7 der beiden Wendeplatten 6 aufgeteilt ist. Die radial aussenstehende Wendeschneidplatte 6, die in der Ausnehmung 5 angeordnet ist, reicht mit einer angefassten Schneidecke 13 an den Bohrerumfang heran. Ihre in Eingriff befindliche Hauptschneide 7 ist geneigt zur Bohrerachse 12 hin angeordnet; der zugeordnete Einstellwinkel ßl ist kleiner 90° ; er liegt beispielsweise bei 86°. Damit ist wegen der rhombusartigen Gestalt der Wendeschneidplatte 6 erreicht, dass die Schneidecke 13 am Umfang des Bohrers freigestellt ist.

Die radial innenliegende Wendeschneidplatte 6 (Fig. 6) ist ebenfalls unter einem Einstellwinkel ß2 kleiner 90°, beispielsweise ß2 = 84° angeordnet. Ihre in Eingriff befindliche Hauptschneide 7 schneidet die Bohrerachse 12 und ragt bei 14 über diese hinaus. Wegen der durch den Einstellwinkel ß2 kleiner 90° bedingten Neigung der Hauptschneide 7 kommt der über die Bohrerachse 12 hinausragende Teil der Hauptschneide (bei 14) mit dem Material nicht mehr in Eingriff.

Die beiden Eins teil winkel ßl, /32 sind geringfügig unterschiedlich. Ist der Einstellwinkel ß2 kleiner alsßl, so steht die radial innenliegende Wendeschneidplatte 6 mit ihrer Schneidecke 15 um einen in Fig. 6 mit a2 bezeichneten grösseren Betrag stirnseitig vor als die Schneidecke 13 der radial aussenlie-genden Wendeschneidplatte 6 in Fig. 5, wo der entpsrechende Betrag mit al gekennzeichnet ist. Dies bedeutet, dass die Schneidecke 15 der radial innenliegenden Wendeschneidplatte beim Anbohren zuerst mit dem Material in Eingriff kommt. Grundsätzlich sind auch Fälle denkbar, bei denen die Verhältnisse umgekehrt, d. h. al > a2 sind.

Die Wendeschneidplatten 6 sind jeweils mit jeder der Hauptschneiden 7 zugeordneten Spanleitstufen 15 versehen, deren Tiefe bei einer Wendeplattendicke von etwa 5 mm beispielsweise 0,5 mm beträgt. Die ringsum laufenden, den Hauptschneiden 7 folgenden Spanleitstufen 15 sind in die Wendeschneidplatten 6 eingeschliffen oder eingesintert; sie begrenzen zusammen mit der anschliessenden Freifläche 16 jeweils eine Hauptschneide 7. Die Freiflächen 16 sind in der bei pyramidenstumpfförmigen Wendeschneidplatten üblichen Form gegenüber der Grundfläche geneigt.

Wie insbesondere aus Fig. 9 zu ersehen, sind die Spanleitstufen 15 im wesentlichen parallel zur Grundfläche der Wendeschneidplatten 6 eingearbeitet. Es sind auch Ausführungsformen denkbar, bei denen die Spanleitstufen 15 nach Art von rinnenförmigen Mulden gestaltet sind.

Um einen einwandfreien Sitz der Wendeschneidplatten 6 in ihren Ausnehmungen 4, 5 zu gewährleisten, ist der Bohrerkörper 1 im Bereich der innenliegenden Ecke der Ausnehmungen mit einer durchgehenden Bohrung versehen, die bei 17 angedeutet ist.

Da bei dem erläuterten zweischneidigen Bohrer die beiden Wendeschneidplatten 6 in unterschiedlichem radialem Abstand zu der Bohrerachse 12 angeordnet sind, arbeiten ihre Hauptschneiden mit unterschiedlicher Schnittgeschwindigkeit, wobei die Schnittgeschwindigkeit an der Hauptschneide 7 der radial innenliegenden Wendeschneidplatte 6 an der Bohrerachse auf Null zurückgeht. Der Einfachheit halber werden die beiden Wendeschneidplatten in der Regel aus gleichem Material hergestellt sein; es ist aber auch denkbar, die Anordnung derart zu treffen, dass die Wendeschneidplatten entsprechend der unterschiedlichen Schnittgeschwindigkeit ihrer Hauptschneiden 7 aus Hartmetall oder Schnellstahl unterschiedlicher Qualität bestehen.

Die beiden Wendeschneidplatten 6 arbeiten mit einem Axialwinkel y(a) und einem Radialwinkel y(r) von jeweils 0°. Es ist auch denkbar, dass die Wendeschneidplatten 6 mit einem kleinen positiven Axialwinkel y{a) von etwa 3° arbeiten, wie es auch vorstellbar ist, die beiden Wendeschneidplatten mit unterschiedlich Schneidengeometrien arbeiten zu lassen.

In ähnlicher Weise wie der beschriebene zweischneidige Bohrer können für grössere Bohrerdurchmesser auch drei- und mehrschneidige Bohrer aufgebaut sein.

Wird aber der Bohrerdurchmesser klein, beispielsweise kleiner 20 mm, so wird eine Ausführungsform verwendet, wie sie in den Fig. 8 bis 10 dargestellt ist. In den Bohrerkörper 1 ist in eine entsprechende Ausnehmung 40 am Grunde der Spannut 3 eine einzige Wendeschneidplatte 6 eingesetzt, deren Hauptschneide 7 mit ihrer Schneidecke 13 an den Umfang des Bohrers heranreicht und auf der gegenüberliegenden Seite die Bohrerachse 12 schneidend über diese bei 14 hinausragt. Die Wendeschneidplatte 6 ist mit einem Einstellwinkel ß < 90°, beispielsweise 83 0 eingesetzt. Ihre Befestigung geschieht wiederum mittels einer Schraube 10 in der bereits beschriebenen Weise. Die Wendeschneidplatte 6 arbeitet mit einem Axialwinkel y (a) und einem Radialwinkel y(r) von zumindest näherungsweise 0°; sie kann auch mit einem kleinen positiven Axialwinkel eingesetzt sein.

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3 Blatt Zeichnungen

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1. Mit Wendeschneidplatten bestückter Bohrer für metallische Werkstoffe und Kunststoffe, dessen in entsprechende Ausnehmungen des Bohrerkörpers eingesetzte Wendeschneidplatten von 90° abweichende Winkel miteinander einschlies-sende Hauptschneiden tragen, wobei eine Wendeschneidplatte mit einer Schneidecke an den Bohrerumfang heranreicht und die sich mit ihren Hauptschneiden über die Schneidbreite überlappenden Wendeschneidplatten unter einem Einstellwinkel kleiner 90° eingesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wendeschneidplatte (6) mit ihrer Hauptschneide (7) über die Bohrerachse (12) ragend und die Bohrerachse (12) schneidend angeordnet ist, die Wendeschneidplatten (6) anschliessend an die Hauptschneiden eingeschliffene oder eingesinterte Spanleitstufen (15) aufweisen und die Wendeschneidplatten (6) als Lochplatten ausgebildet und jeweils mittels einer durchgehenden Schraube (10) an dem Bohrerkörper (1) lösbar befestigt sind.

2. Bohrer nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in unterschiedlichem radialem Abstand zur Bohrerachse (12) liegenden Wendeschneidplatten (6) mit unterschiedlichem Einstellwinkel (ß) eingesetzt sind.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Bohrer nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Einstellwinkel (ß) der radial innenliegenden Wendeschneidplatte (6) kleiner ist als der einer radial aussenliegen-den Wendeschneidplatte (6).

4. Bohrer nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wendeschneidplatten (6) mit einem Axial- und Radialwinkel (ya, yr) von im wesentlichen 0° eingesetzt sind.

5. Bohrernach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wendeschneidplatten (6) mit einem kleinen positiven Axialwinkel (ya) eingesetzt sind.

6. Bohrer nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in unterschiedlichem radialem Abstand zur Bohrerachse liegenden Wendeschneidplatten (6) entsprechend den unterschiedlichen Schnittgeschwindigkeiten ihrer in Eingriff stehenden Hauptschneiden (7) aus Hartmetall oder Schnellstahl unterschiedlicher Qualität bestehen.

7. Mit einer Wendeschneidplatte bestückter Bohrer für metallische Werkstoffe und Kunststoffe, dessen in einer entsprechenden Ausnehmung des Bohrerkörpers eingesetzte Wendeschneidplatte von 90° abweichende Winkel miteinander ein-schliessende Hauptschneiden trägt, wobei die Wendeschneidplatte mit einer Schneidecke an den Bohrerumfang heranreicht und mit ihrer Hauptschneide die gesamte Schneidbreite überdeckt und die unter einem Einstellwinkel kleiner 90° eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wendeschneidplatte (6) mit ihrer Hauptschneide (7) über die Bohrerachse (12) ragend und die Bohrerachse schneidend angeordnet ist, die Wendeschneidplatte (6) anschliessend an die Hauptschneiden eingeschliffene oder eingesinterte Spanleitstufen (15) aufweist und die Wendeschneidplatte (6) als Lochplatte ausgebildet und mittels einer durchgehenden Schraube (10) an dem Bohrerkörper (1) lösbar befestigt ist.