CH637048A5

CH637048A5 - DRILLING TOOL FOR HOLES IN METAL FULL MATERIAL OF WORKPIECES.

Info

Publication number: CH637048A5
Application number: CH47179A
Authority: CH
Inventors: Otto Eckle
Original assignee: Komet Stahlhalter Werkzeug
Priority date: 1978-03-02
Filing date: 1979-01-18
Publication date: 1983-07-15
Also published as: ES241716Y; GB2016316B; NL7900976A; GB2016316A; JPS54120487A; FR2418690A1; DE7806211U1; ES241716U; IT7920297A0; ATA17579A; IT1112187B; BE873749A; SE7900961L; FR2418690B3

Description

Die Erfindung betrifft ein Bohrwerkzeug für Bohrungen in Metallvollmaterial von Werkstücken, mit einem Schaft und mindestens zwei an der Stirnseite des Schaftes in einer Aussparung angeordneten jeweils mehrere gleich lange Schneidkanten aufweisenden, auswechselbaren Schneideinsätzen, von denen die Schneidkante zumindest eines Schneideinsatzes unmittelbar an die Bohrerachse angrenzt oder dieselbe geringfügig überschreitet. The invention relates to a drilling tool for bores in solid metal material of workpieces, with a shank and at least two interchangeable cutting inserts, each of which has a plurality of cutting edges of equal length, arranged on the end face of the shank in a recess, of which the cutting edge of at least one cutting insert directly adjoins the drill axis or slightly exceeds the same.

Derartige Bohrwerkzeuge sind beispielsweise aus der DE-OS 2 610 292 und der US-PS 3 540 323 bekannt. Die dort beschriebenen Bohrwerkzeuge mit einsetzbaren Schneidsätzen sind so ausgelegt, dass je nach Bohrungsdurchmesser entweder eine, zwei oder auch mehrere Schneideinsätze verwendet werden. Such drilling tools are known for example from DE-OS 2 610 292 and US Pat. No. 3,540,323. The drilling tools described there with insertable cutting sets are designed so that depending on the bore diameter either one, two or even more cutting inserts are used.

Bei Bohrern mit nur einem Schneideinsatz erstreckt sich der Spanabtragungsbereich von einer am weitesten aussen liegenden Schneidecke, wo auch die Schnittgeschwindigkeit am grössten ist, bis zur Mittelachse, wo die Schnittgeschwindigkeit zu Null wird. In the case of drills with only one cutting insert, the chip removal area extends from an outermost cutting corner, where the cutting speed is also greatest, to the central axis, where the cutting speed becomes zero.

Bei grösseren bekannten Bohrwerkzeugen der eingangs genannten Art sind zwei Schneideinsätze in der Regel so angeordnet, dass der eine auf einem grösseren Radius liegt und mit einer am weitesten aussenliegenden Schneidecke den Bohrungsdurchmesser bearbeitet, wobei sich aber die anschliessende Schneidkante nicht bis zur Mittelachse erstreckt. Vielmehr wird die Mittelachse durch die Schneidkante des zweiten gleich grossen Schneideinsatzes erreicht oder aber überschritten, welche somit gegenüber dem ersten Schneideinsatz auf kleinerem Radius angeordnet ist. In the case of larger known drilling tools of the type mentioned at the outset, two cutting inserts are generally arranged in such a way that the one lies on a larger radius and processes the bore diameter with a cutting edge that is the most outward, but the subsequent cutting edge does not extend to the central axis. Rather, the central axis is reached or exceeded by the cutting edge of the second cutting insert of the same size, which is thus arranged on a smaller radius than the first cutting insert.

Der zweite Schneideinsatz erreicht anderseits mit seiner aussen liegenden Schneidecke nicht mehr den Bohrungsaus-sendurchmesser. Auch bei diesen zweifach bestückten Bohrwerkzeugen ist die Schnittgeschwindigkeit an der am weitesten ausladenden Schneidecke des ersten Schneideinsatzes am grössten und dort gleich Null, wo der zweite Schneideinsatz mit seiner Schneidkante die Mittelachse überschreitet. Entsprechend ist bei beiden Bohrerarten in der Regel der Verschleiss der am weitesten aussen befindlichen Schneidek-ke am grössten und damit die Standzeiten dieser Schneidek-ke am geringsten. Diese ungleichmässige Schneidenabnützung führt zu einer eingeschränkten Wirtschaftlichkeit, da man den aussenliegenden Schneideinsatz öfter wenden oder ersetzen muss als den innenliegenden Schneideinsatz. Werden die Schneideinsätzef gleichzeitig ausgetauscht, so sind sie oft noch nicht restlos aufgebraucht. Tauscht man sie aber nicht gleichzeitig aus, so ergeben sich zusätzliche Stillstandszeiten und verringerte Wirtschaftlichkeit. The second cutting insert, on the other hand, no longer reaches the outside bore diameter with its outer cutting corner. With these double-tipped drilling tools, too, the cutting speed is greatest at the most protruding cutting corner of the first cutting insert and is zero where the second cutting insert with its cutting edge crosses the central axis. Correspondingly, with both types of drill, the wear of the outermost cutting corners is usually the greatest, and thus the service life of these cutting corners is the shortest. This uneven cutting edge wear leads to a limited economic efficiency, since the external cutting insert has to be turned or replaced more often than the internal cutting insert. If the cutting inserts are replaced at the same time, they are often not completely used up. However, if you do not replace them at the same time, there are additional downtimes and reduced efficiency.

Die Erfindung hat sich deshalb die Aufgabe gestellt, das eingangs genannte Bohrwerkzeug derart auszugestalten, The object of the invention is therefore to design the drilling tool mentioned at the outset in such a way that

dass die Schneidenabnutzung vergleichmässigt und damit die Wirtschaftlichkeit des Bohrers wesentlich verbessert wird. that the cutting edge wear is evened out and thus the efficiency of the drill is significantly improved.

Gemäss der Erfindung gelingt dies dadurch, dass mindestens zwei unterschiedlich grosse Schneideinsätze derart am Schaft angeordnet sind, dass deren äussere Schneidecken auf gleichem Abstand von der Mittelachse angeordnet sind. According to the invention, this is achieved in that at least two differently sized cutting inserts are arranged on the shaft in such a way that their outer cutting corners are arranged at the same distance from the central axis.

Das erfindungsgemässe Bohrwerkzeug weist somit den besonderen Vorteil auf, dass eine gemeinsame Bohrbearbeitung gleichzeitig durch zwei aussenliegende Schneidecken stattfindet, wobei mindestens im Teilbereich einer Schneidenlänge des kleineren Schneideinsatzes auch eine gemeinsame Bohrungsgrundbearbeitung stattfindet, so dass auch dieser, noch mit einer verhältnismässig grossen Schnittgeschwindigkeit versehene Bereich einer geteilten Beanspruchung unterworfen ist. Der dann sich anschliessende Bereich bis zur Mittelachse wird zwar nur noch von einer Schneidkante des grösseren Schneideinsatzes bearbeitet, aber es ist dies auch der Bereich, in welchem die Schnittgeschwindigkeit und damit der Grad der Abnützung wesentlich geringer ist. The drilling tool according to the invention thus has the particular advantage that a common drilling operation takes place simultaneously through two external cutting corners, whereby at least in the partial area of a cutting length of the smaller cutting insert, a common basic drilling operation also takes place, so that this area, too, provided with a relatively high cutting speed is subject to shared stress. The area that then joins up to the central axis is only machined by one cutting edge of the larger cutting insert, but it is also the area in which the cutting speed and thus the degree of wear is significantly lower.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnungen. In den Figuren zeigen: Further advantages of the invention result from the following description with reference to the drawings. The figures show:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Werkstück, das eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Bohrwerkzeuges offenlegt, 1 shows a longitudinal section through a workpiece which discloses an embodiment of the drilling tool according to the invention,

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Bohrwerkzeug nach Fig. 1 und Fig. 2 is a plan view of the drilling tool according to Fig. 1 and

Fig. 3 eine Seitenansicht in Richtung des Pfeiles B des Bohrwerkzeuges nach Fig. 1 und 2 im Schnitt, 3 is a side view in the direction of arrow B of the drilling tool according to FIGS. 1 and 2 in section,

Fig. 4 eine schematische Schnittdarstellung der Bohrstelle eines bekannten Bohrwerkzeuges und Fig. 4 is a schematic sectional view of the drilling point of a known drilling tool and

Fig. 5 eine schematische Schnittdarstellung der Bohrstelle bei Verwendung eines Bohrwerkzeuges gemäss den Fig. 1 bis 3. 5 shows a schematic sectional illustration of the drilling point when using a drilling tool according to FIGS. 1 to 3.

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

637 048 637 048

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Schaft 1 des Bohrwerkzeuges Aussparungen 2 und 12 zur Aufnahme je eines sechseckförmigen Schneideinsatzes 3 bzw. 13 aus Hartmetall auf. Über eine bekannte nicht gezeigte Kühlmittelbohrung kann der Stirnseite Kühlmittel zugeführt werden. Das Bohrwerkzeug kann ruhend angeordnet sein und das Werkstück W drehend oder umgekehrt. In the exemplary embodiment shown in FIG. 1, the shaft 1 of the drilling tool has cutouts 2 and 12 for receiving a hexagonal cutting insert 3 or 13 made of hard metal. Coolant can be supplied to the end face via a known coolant bore, not shown. The drilling tool can be arranged at rest and the workpiece W can rotate or vice versa.

Gemäss der Erfindung werden nun zwei unterschiedlich grosse Schneideinsätze 3 bzw. 13 verwendet, die in ihre Aussparungen 2 bzw. 12 passen. According to the invention, two differently sized cutting inserts 3 and 13 are now used, which fit into their recesses 2 and 12.

Obwohl auch mehr als zwei Schneideinsätze verwendet werden können, sind bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel zwei sich gegenüberliegende Schneideinsätze vorgesehen. Der grössere Schneideinsatz 3 erstreckt sich vom Aus-senrand der Bohrung bis zur Bohrungsmittelachse oder vorzugsweise etwas darüber hinaus. Seine beiden jeweiligen Stirnschnittkanten 3a und 3b sind wie die Schneidecke 3c in Eingriff mit dem Material des Werkstückes. Die beiden stirnseitigen Schneidkanten 3a und 3b schliessen mit einer Parallelen P 1 zur Bohrachse hin jeweils einen Winkel a/2 ein, der zwischen 60 und 85° liegt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Winkel a - 156° mit möglichen Abweichungen von Plus oder Minus 10°. Although more than two cutting inserts can be used, two opposing cutting inserts are provided in the preferred embodiment. The larger cutting insert 3 extends from the outer edge of the bore to the axis of the bore center or preferably somewhat beyond. Its two respective end cut edges 3a and 3b, like the cutting corner 3c, are in engagement with the material of the workpiece. The two cutting edges 3a and 3b on the end face each form an angle a / 2 with a parallel P 1 to the drilling axis, which is between 60 and 85 °. In a preferred embodiment, the angle a - 156 ° with possible deviations from plus or minus is 10 °.

Die Schneideinsätze können in bekannter Weise beispielsweise mittels einer Schraube 6 in der Aussparung 2 befestigt sein. Nach Lösen der Schraube 6 kann der Schneideinsatz herausgenommen und um 120° weitergedreht werden, so dass dann zwei neue Schneidkanten zum Einsatz gelangen. The cutting inserts can be fastened in the recess 2 in a known manner, for example by means of a screw 6. After loosening screw 6, the cutting insert can be removed and rotated through 120 ° so that two new cutting edges are then used.

Der Schneideinsatz 13 ist vorzugsweise geometrisch ähnlich dem Schneideinsatz 3, jedoch kleiner in seinen Abmessungen. Auch befindet sich sein Befestigungspunkt (z.B. Schraube 16), der auf der Parallelen P2 zur Bohrachse M liegt, weiter von dieser Achse entfernt als der Befestigungspunkt des Schneideinsatzes 3. Wie aus den Fig. 2 und 3 hervorgeht, hat die Schneidecke 13c den gleichen Abstand von der Bohrachse M wie die Schneidecke 3c. Von dem Schneideinsatz 13 ist jedoch nur die Schneidkante 13b in Eingriff mit dem Material, während die Schneidkante 13a freiläuft. The cutting insert 13 is preferably geometrically similar to the cutting insert 3, but smaller in size. Also, its attachment point (eg screw 16), which lies on the parallel line P2 to the drilling axis M, is further away from this axis than the attachment point of the cutting insert 3. As can be seen from FIGS. 2 and 3, the cutting corner 13c has the same distance from the drilling axis M as the cutting corner 3c. Of the cutting insert 13, however, only the cutting edge 13b is in engagement with the material, while the cutting edge 13a is freewheeling.

Wie aus Fig. 4 hervorgeht, die die Bohrwirkung der bekannten Bohrwerkzeuge zeigt, greift nur eine Schneidecke 23c am Aussendurchmesser der Bohrung an. Auch wird der äussere Teil der Bohrung lediglich durch die Schneidkante 5 23b und zum Teil durch die Schneidkante 23a bearbeitet. Es hat sich herausgestellt, dass gerade die Schneidecke 23c und die Schneidkante 23b aufgrund der hohen Schnittgeschwindigkeit besonderen Belastungen und damit auch einer besonderen Abnützung ausgesetzt sind. Die Schneidkante 23a io reicht nicht bis zur Bohrungsmittellinie. Dieser Bereich wird vielmehr von dem zweiten Schneideinsatz bearbeitet, der die gleiche Grösse wie der erste Schneideinsatz 23 besitzt, der jedoch näher an der Bohrachse M angebracht ist und dessen Schneidkante 33a über die Bohrachse hinausragt. Die I5 Schneidkanten 33a und 33b bearbeiten somit den Innenbereich der sich als 33a, 33b, 33a' und 33b' ergibt, während die Schneidkanten 23a und 23b den Aussenbereich 23b, 23a, 23b' und 23a' bearbeiten. Neben der nachteiligen ungleich-mässigen Abnützung der Schneideinsätze ergibt sich auch 20 eine gewisse Richtungsabdrängung aufgrund der einseitig wirkenden Kräfte. As can be seen from FIG. 4, which shows the drilling effect of the known drilling tools, only one cutting corner 23c acts on the outside diameter of the hole. Also, the outer part of the bore is machined only by the cutting edge 5 23b and partly by the cutting edge 23a. It has been found that the cutting corner 23c and the cutting edge 23b in particular are exposed to particular loads and therefore also to particular wear due to the high cutting speed. The cutting edge 23a io does not reach the center line of the bore. Rather, this area is processed by the second cutting insert, which has the same size as the first cutting insert 23, but which is mounted closer to the drilling axis M and whose cutting edge 33a projects beyond the drilling axis. The I5 cutting edges 33a and 33b thus process the inner region which results in 33a, 33b, 33a 'and 33b', while the cutting edges 23a and 23b process the outer region 23b, 23a, 23b 'and 23a'. In addition to the disadvantageous uneven wear of the cutting inserts, there is also a certain directional displacement due to the one-sided forces.

Fig. 5 zeigt deutlich die Vorteile der Erfindung mit dem grösseren Schneideinsatz 3 und dem kleineren Schneideinsatz 13. Die Schneidecken 3c und 13c sowie die Schneidkanten 3b und 13b unterstützen sich, während die Schneidkante 3a den Innenbereich abhebt. Die Schneidkanten 3b und 13b bilden in ihrer Verlängerung einen gemeinsamen Flachkegel mit einem Kegelwinkel a' von vorzugsweise 156° mit möglichen Abweichungen um +10°. 5 clearly shows the advantages of the invention with the larger cutting insert 3 and the smaller cutting insert 13. The cutting corners 3c and 13c and the cutting edges 3b and 13b support each other, while the cutting edge 3a lifts the inner region. In their extension, the cutting edges 3b and 13b form a common flat cone with a cone angle a 'of preferably 156 ° with possible deviations of + 10 °.

Von besonderem Vorteil bei der Erfindung ist weiter, wie durch die unterschiedliche Stärke der Linien der Schneidkanten 3b bzw. 13b in Fig. 5 angezeigt, dass der Spanabhebungsquerschnitt für die Schneidkante 3b gleich demjenigen der Schneidkante 13b gemacht wird und zwar dadurch, dass die beiden Schneidsätze gegeneinander in Bohrachsenrichtung etwas verschoben sind. Dies bedeutet, dass die Schneidkante 3b auf ihre ganze Länge genauso belastet wird, wie die kürzere Schneidkante 13b. Hierdurch ergibt sich eine gleichmässigere Abnutzung der Schneideinsätze und ein 40 gleichmässigeres Bohren. Another advantage of the invention, as indicated by the different thickness of the lines of the cutting edges 3b and 13b in FIG. 5, is that the cutting cross-section for the cutting edge 3b is made the same as that of the cutting edge 13b, specifically because the two cutting sets are slightly shifted against each other in the direction of the drilling axis. This means that the cutting edge 3b is loaded over its entire length in the same way as the shorter cutting edge 13b. This results in more even wear of the cutting inserts and more even drilling.

30 30th

s s

2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims

637 048

1.Bore tool for drilling in solid metal material of workpieces, with a shank and at least two interchangeable cutting inserts, each of which have several equally long cutting edges and are arranged in a recess on the end face of the shank, the cutting edge of at least one cutting insert directly adjoining the drill axis or the same slightly exceeds, characterized in that at least two differently sized cutting inserts are arranged on the shaft such that their outer cutting corners are arranged at the same distance from the central axis.

2. Drilling tool according to claim 1, characterized in that the differently sized cutting inserts are geometrically similar structures.

2nd

PATENT CLAIMS

3. Drilling tool according to claim 1 or 2, characterized in that two cutting inserts are provided, and the cutting edges of the larger cutting insert extend radially inward from the largest radius of the drill to at least the bore center line or axis of rotation, while the cutting edges of the smaller cutting insert are of the same Bore size radius also radially inward, but not to the axis mentioned.

4. Drilling tool according to claim 3, characterized in that in the larger cutting insert both front cutting edges are cutting, while in the smaller cutting insert it is only the outer cutting edge.

5. Drilling tool according to claim 2, characterized in that the cutting inserts are staggered axially in relation to one another in such a way that the same chip cross sections are coated by their front outer cutting edges.

6. Drilling tool according to one of the preceding claims, characterized in that the cutting inserts are arranged on the shaft of the drill such that the outer end cutting edges belong to a common flat cone with an obtuse angle of 120 to 170 °, the tip of which with the bore or Axis of rotation coincides.

7. Drilling tool according to one of the preceding claims, characterized in that the cutting inserts are each hexagonal, the two adjacent cutting edges forming an angle of approximately 156 ° with one another at every second corner and that each of the two effective cutting edges forms an angle with the parallel to the drilling axis of approximately 78 °.

8. Drilling tool according to claim 6, characterized in that the obtuse angle is 156 ° plus or minus 10 °.