DD202642A1

DD202642A1 - Verfahren zur herstellung von werkzeugen mit verstaerktem schaft

Info

Publication number: DD202642A1
Application number: DD23564581A
Authority: DD
Inventors: Harald Korn; Ingbert Moeller; Rudolf Mueller
Original assignee: Werkzeugfabrik Koenigsee Koeni
Priority date: 1981-12-11
Filing date: 1981-12-11
Publication date: 1983-09-28

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Spiralbohrern aus Hartmetall mit verstaerktem Schaft. Das Ziel der Erfindung besteht darin, das Herstellungsverfahren zu vereinfachen, wobei von der Aufgabenstellung ausgegangen wird, fuer die Herstellung einer axialen kraftschluessig wirkenden Pressverbindung zwischen einem Schneidenteil und einem Schaftteil ein Verfahren anzugeben, mit dem das Zusammenfuegen dieser Fuegeteile technologisch einfach, aber wirkungsvoll moeglich und ausserdem wirtschaftlich durchfuehrbar ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemaess dadurch geloest, dass das Zusammenfuegen des Schneidenteiles mit dem Schaftteil durch Anwendung der Hochgeschwindigkeitstechnik, vorzugsweise durch elektrische Stosswellen, vorgenommen wird. Die Erfindung findet bei der Herstellung von Werkzeugen fuer die spanende und spanlose Bearbeitung, vorzugsweise fuer die Herstellung von Spiralbohrern, deren Schneidenteil aus Hartmetall besteht, Anwendung. Die Erfindung ist beispielsweise auch anwendbar bei der Herstellung von Schnittnadeln fuer Werkzeuge der Schneid- und Umformtechnik.

Description

Titel der Erfindung

Verfahren zur Herstellung von Werkzeugen mit verstärktem Schaft

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Vierkzeugen mit verstärktem Schaft für die spanende und spanlose Bearbeitung.

Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Herstellung von Spiralbohrern aus Hartmetall mit verstärktem Schaft, bei dem ein dünner ausgeführtes Schneidenteil in eine axial angeordnete und mit Untermaß ausgeführte Aufnahmebohrung eines dickeren Schaftteiles eingepreßt wird.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Zur Herstellung von Werkzeugen mit verstärktem Schaft für die spanende und/oder spanlose Bearbeitung, z.B. zur Herstellung von Spiralbohrern aus Hartmetall finden zum festen und dauerhaften Verbinden des gewöhnlich dünner ausgeführten Schneidenteiles mit dem dicker ausgeführten Schaftteil verschiedenartige Verbindungsarten bzw. Verbindungsverfahren Anwendung.

Bei diesen mit einem Schaftteil z.B. aus Werkzeugstahl versehenen Werkzeugen kann beispielsweise der die Werkzeugschrieide tragende Schneidenteil aus hochverschleißfestem Werkstoff, z.B. Hartmetall, ausgeführt seinj dessen Ver-

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bindung mit der Schaftteil, z.B· dem Schaftteil des Spiralbohrers in einer axial angeordneten und gegebenenfalls mit Untermaß ausgeführten Aufnahmebohrung des Schaft teiles durch Löten, Schweißen oder Kleben hergestellt ist· Diese Verbindungsarten weisen bei der Herstellung solcher Werkzeuge verschiedenartige Nachteile auf» Bei der Lötverbindung bestehen diese vorrangig darin, daß durch die Lötnahtdicke die miteinander zu verbindenden Teile nur schwer in der vorgesehenen Paßgenauigkeit herstellbar sind, was sich bei rotierenden Zerspanungswerkzeugen in Rundlauffehlern auswirkt*

Bei Schweißverbindungen liegen die Schwierigkeiten der produktxonsmaßigen Beherrschung dieses Fügeprozesses in ähnlicher Weise und mit den gleichen negativen Auswirkunge vor« Hierzu kommt, daß in manchen Fällen ein Verschweißen der beiden unterschiedlichen Werkstoffe technisch überhaupt nicht durchführbar ist.

Ganz ähnlich liegen die Dinge bei der Herstellung von Klebeverbindungen. Hier kommt noch der Umstand der relativ geringen thermischen Belastbarkeit der hergestellten Fügeverbindung hinzu* .

Schließlich ist es auch bereits bekannt, solche Verbindungen zwischen einem Schneidenteil und dem Schaftteil eines Werkzeuges durch Pressen und/oder Schrumpfen herzustellen.

So ist durch die DE-OS 28 11 977 eine Fügeverbindung zwischen einem Spiralbohrerschaft aus Hartmetall und einem zugehörigen Einspannschaft bekannt geworden, deren kennzeichnende Besonderheit.im wesentlichen darin besteht, daß der Bohrerschaft in einer Bohrung des Einspannschaftes mit einem definierten Übermaß gehalten und die Verbindung mittels eines Preßsitzes vorgenommen ist· Der Bohrerschaft kann dabei an seiner Mantelfläche zudem eine geeignete Oberflächenrauhigkeit, ζ·Β· durch Rändeln, aufweisen, was eine zusätzliche Absicherung der .Belastungsfähigkeit der Fügeverbindung mit sich bringen soll·

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Außerdem soll es vorteilhaft sein, den Bohrerschaft endseitig mit einer Ringschneide zu versehen, die während des Einpreßvorganges, also unter axialem Druck, eine in der Aufnähmebohrung des Einspannschaftes fortschreitende Spanabhebung bewirkt, solange bis der Bohrerschaft seine Endlage im Befestigungsbereich der Aufnahmebohrung eingenommen hat.

Die Anwendung dieses Verfahrens setzt einesteils relativ genau vorgefertigte Werkzeugteile voraus und macht es anderenseits erforderlich, während des FügeVorganges ständig die Preßkraft in bestimmten Grenzen zu kontrollieren und außerdem die Festigkeit der hergestellten Fügeverbindung fortlaufend zu überprüfen» Es liegt auf der Hand, daß diese letztgenannten Erfordernisse die Verfahrensdurchführung wesentlich komplizieren und die Wirtschaftlichkeit dieses Verfahrens fraglich werden lassen·

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, die bei den bekannten Herstellungsverfahren vorhandenen Nachteile bezüglich der zu erreichenden Fertigungsgenauigkeiten und der schwer beherrschbaren Verfahrenstechnologien zu vermeiden·

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, für die Herstellung einer axialen kraftschlüssig wirkenden Preßverbindung zwischen einem relativ dünnen Schneidenteil und einem zugehörigen relativ dickeren Schaftteil ein Verfahren anzugeben, mit dem das Zusammenfügen der beiden Fügeteile auf technoligisch einfache Weise wirkungsvoll möglich und außerdem wirtschaftlich durchführbar ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Einpressen des dünneren Schneidenteiles in das dickere Schaftteil durch Anwendung der Hochgeschwindigkeitstechnik vorgenommen wird.

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Die Hochgeschwindigkeit kann hierbei, wie es ein weiteres Merkmal der Erfindung vorsieht, durch eine explosive, elektrische oder pneumatische Kraft, beispielsweise durch Explosionsdruck oder vorzugsweise durch elektrische Stoßwellen erzeugt werden·

Ein "besonders vorteilhafter Effekt hinsichtlich der Gewährleistung einer festen und hochbelastungsfähigen Fügeverbindung wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung dadurch erreicht, daß der dickere Schaftteil vor dem Einpressen des dünneren Schneidenteiles vorzugsweise durch Induktionswärme auf Härtetemperatur erwärmt und der dickere Schaftteil aus einem lufthärtenden Werkstoff ausgeführt wird*

Das bringt bei der Verfahrensdurchführung den angestrebten Vorteil mit sich, daß das Einpressen mit relativ geringer Axialkraft möglich ist und durch den nachfolgenden Härteprozeß eine Schrumpfwirkung erzeugt wird. Es ist klar, daß diese Verfahrensweise zu einer leicht herstellbaren aber überdies dauerhaft festen und hochbelastbaren Fügeverbindung führt·

Eine weitere Vervollkommnung dieser Fügetechnik und der damit hergestellten Fügeverbindung kann zudem dadurch erreicht werden, daß der dünnere Schneidenteil an den Stirnflächen mit einer Fase und/oder an der Umfangsfläche teilweise mit Abflachungen versehen ist»

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens findet schließlich nach einem weiteren Merkmal der Erfindung eine Vorrichtung Anwendung, deren kennzeichnende Konstruktionsmerkmale darin bestehen, daß je eine Führungsbuchse für den dünneren Schneidenteil und den dickeren Schaftteil in einem Abstand, der'kleiner als die Länge des dickeren Schaftteiles ist, axial fluchtend angeordnet ist, wobei jeder Führungsbuchse ein Zuführungsund Druckstempel zugeordnet ist und jeder Zuführungsund Druckstempel mit einer Magazinierungs- und Zuführeinrichtung, beispielsweise mit einem Fördergurt oder einem Stapelmagazin in Wirkverbindung steht·

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Zwischen den beiden Führungsbuchsen ist nach der Erfindung eine Induktionsspule angeordnet.

Ausfiihrungsbeispiel

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Werkzeugen mit verstärktem Schaft, vorzugsweise zur Herstellung von Spiralbohrern aus Hartmetall soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

Die zugehörige Zeichnung zeigt in

Fig, 1 die Einzelteile des Y/erkzeuges, bestehend aus

dem dünneren Schneidenteil und aus dem dickeren Schaftteil

Fig. 2 das Werkzeug im zusammengefügten Zustand

Fig. 3 die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens in schematischer Darstellung.

Das erfindungsgemäße Verfahren, z,B. zur Herstellung eines Rohlings für Spiralbohrer aus Hartmetall mit verstärktem Schaft, besteht darin, daß ein dünnerer Schneidenteil 1, z«B, ein Hartmetallrohling, in einen dickeren Schaftteil 2, z.B. aus Werkzeugstahl, mittels Hochgeschwindigkeit eingepreßt bzw» eingeschossen wird.

Die in den dickeren Schaftteil 2 eingebrachte Bohrung 12 ist zweckmäßig mit einem Untermaß gegenüber dem Durchmesser des dünneren Schneidenteiles 1 ausgeführt. Das Untermaß muß nicht genau definiert sein, was durch die Größe der Einpreßkraft F, die durch explosive, elektrische oder pneumatische Wirkung erzeugt wird, auszugleichen ist. Im Extremfall kann der dünnere Schneidenteil 1 in das volle Material des dickeren Schaftteiles 2 eingeschossen. werden, insbesondere dann, wenn letzterer z.B. auf Härtetemperatur erwärmt ist, womit die Eigenfestigkeit stark

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abgesenkt und zugleich bei Verwendung eines lufthärtenden Werkstoffes beim nachfolgenden Abkühlen ein Härteeffekt erreicht wird· Der dünnere Schneidenteil 1 trägt an der Stirnfläche eine kegelige Fase 3 und kann an der Umfangsfläche teilweise mit einer Abflachung 4 versehen sein, wodurch die Übertragung maximaler Drehmomente erreicht wird.

Zur Gewährleistung der Mittigkeit und Rundlaufgenauigkeit der zusammengefügten Teile entsprechend Fig. 2 wird eine geeignete Vorrichtung nach Fig. 3 verwendet. Zu diesem Zweck ist je eine Führungsbuchse 5; 6 vorgesehen, die axial fluchtend angeordnet ist. Das dickere Schaftteil 2, im Ausführungsbeispiel der Stahlschaft, wird durch einen Zuführstempel 7 in Fügelage gebracht und der dünnere Schneidenteil 1, im Ausführungsbeispiel der Hartmetallrohling, wird mittels einem Druckstempel 8 in den Stahlschaft eingepreßt bzw.- eingeschossen. Zur Automatisierung des Verfahrens sind zweckentsprechende Zuführeinrichtungen 9;10 vorgesehen« Die Erwärmung des dickeren Verbundkörperteiles 2 auf Härte- temperatur wird vorteilhafterweise mittels Induktionserwärmung über eine geeignete Induktionsspule 11 herbeigeführt.

-Ut,.

Claims

2356 45 A Erfindungsanspruch

1· Verfahren zur Herstellung von Werkzeugen mit verstärktem Schaft für die spanende und spanlose Bearbeitung, insbesondere zur Herstellung von Spiralbohrern aus Hartmetall mit -verstärktem Schaft, bei dem ein dünneres Schneidenteil in eine axial angeordnete und mit Untermaß ausgeführte Bohrung eines dickeren Schaftteiles eingepreßt wird_s dadurch gekennzeichnet, daß das Einpressen des dünneren Schneidenteiles (1) in das dickere Schaftteil (2) durch Anwendung der Hochgeschwindigkeitstechnik vorgenommen wird·

2, Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochgeschwindigkeit durch eine explosive, elektrische oder pneumatische Kraft, beispielsweise durch Explosionsdruck oder durch elektrische Stoßwellen? erzeugt wird.

3- Verfahren nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der dickere Schaftteil (2) vor dem Einpressen des dünneren Schneidenteiles (1) vorzugsweise durch Induktion auf Härtetemperatur erwärmt wird,

4· Verfahren nach Punkt 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der dickere Schaftteil (2) aus einem lufthärtenden Werkstoff besteht·

5· Verfahren nach Punkt 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der dünnere Schneidenteil (1) an der Stirnfläche eine Fase (3) aufweist und/oder an der Umfangsflache teilweise mit einer Abflachung (4) versehen ist·

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6, Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß je eine Führungsbuchse (5^ 6) für den dünneren Schneidenteil (1) und den dickeren Schaftteil (2) in einem Abstand, der kleiner als die Länge des dickeren Schaftteiles (2) ist, axial fluchtend angeordnet ist, wobei jeder Führungsbuchse (5, 6) ein Zuführungs- und Druckstempel (7| 8) zugeordnet ist, und daß jeder Zuführungs- und Druckstempel (7; 8) mit einer Magazinierungs- und Zuführeinrichtung (9? 10), beispielsweise aus einem Fördergurt oder einem Stapelmagazin bestehend, in Wirkverbindung steht·

7. Vorrichtung nach Punkt 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Führungsbuchsen (5% 6) eine Induktionsspule (11) angeordnet ist.

-Hierzu 2 Blatt Zeichnungen -