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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Zerspanungswerkzeug mit einem Schaft und einem kraftschlüssig auf dem Schaft sitzenden Schneidteil.
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Mehrteilig aufgebaute, zerlegbare Zerspanungswerkzeuge sind beispielsweise aus der
US 2 369 273 ,
EP 0 264 822 A2 oder
DE 36 35 655 A1 bekannt. Derartige Zerspanungswerkzeuge weisen üblicherweise einen schaftartigen Grundkörper und eine Vielzahl von an vorgegebenen Positionen im Bereich des Außenumfangs des schaftartigen Grundkörpers über den Umfang verteilt angeordneten Schneideinsätzen oder einen auf dem schaftartigen Grundkörper sitzenden hülsenförmigen Schneidteil auf. Derartige Zerspanungswerkzeuge bieten die Möglichkeit, den schaftartigen Grundkörper wiederholt mit neuen Schneideinsätzen bzw. einem neuen Schneidteil zu bestücken. Darüber hinaus bietet ein derartiges Zerspanungswerkzeug die Möglichkeit, den schaftartigen Grundkörper und die Schneideinsätze oder den Schneidteil aus unterschiedlichen Materialien zu fertigen, um dadurch ein den jeweiligen Bedürfnissen angepasstes Zerspanungswerkzeug mit hoher Standzeit zu erhalten. Aus der
DE 101 36 293 A1 ist ein Gewindebohrer mit einem Schaft und einem separat ausgebildeten, hülsenförmigen Schneidprofilabschnitt bekannt, der durch eine Formschlussverbindung zentrisch und unverdrehbar am Schaft befestigbar ist.
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Aus der
DE 39 34 621 A1 ist ein Werkzeug zur spanlosen Formgebung von Gewinden, inbesondere Innengewinden, mit einem zylindrischen Einspannschaft und einem Formgebungsbereich mit von der Kreisform abweichendem, polygonalem Querschnitt sowie mit dem herzustellenden Gewinde entsprechenden Gewindefurchen am Außenumfang bekannt und im Bereich der Querschnittsecken in Nuten eingelöteten Leisten aus besonders hartem und verschleißfestem Werkstoff bekannt.
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Aus der
DE 103 38 754 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Werkzeugs zur spanlosen Gewindeerzeugung bekannt, bei dem ein Werkzeugschaft hergestellt oder bereitgestellt wird, der um eine Werkzeugachse drehbar ist und bei dem wenigstens ein Aufsatz mit zumindest einer der Werkzeugachse zugewandten oder von der Werkzeugachse abgewandten und wenigstens teilweise um die Werkzeugachse umlaufenden Kontaktinnenfläche auf den Werkzeugschaft aufgesetzt wird und bei dem wenigstens eine Kontaktinnenfläche des Aufsatzes mit einer korrespondierenden Kontaktaußenfläche des Werkzeugschafts fest verbunden wird und bei dem anschließend in einer von der Werkzeugsachse weg weisenden, wenigstens teilweise um die Werkzeugsachse umlaufenden Außenfläche des Aufsatzes ein Formgebungsgewinde erzeugt wird.
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Die vorstehend dargestellten Zerspanungswerkzeug erfordern allerdings eine exakte axiale und radiale Ausrichtung und Justierung der Schneideinsätze bzw. des Schneidteils an dem schaftartigen Grundkörper. Hierfür sind üblicherweise an dem schaftartigen Grundkörper geeignete Aufnahmenuten oder Anlageflächen vorgesehen. Die Befestigung der Schneideinsätze bzw. des Schneidteils am schaftartigen Grundkörper nach Anordnung und Ausrichtung in der gewünschten radialen und axialen Position erfolgt dann in der Regel durch form- und kraftschlüssige Befestigung, z. B. Anschrauben, Klemmen, etc., am schaftartigen Grundkörper.
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Die Ausbildung von Aufnahmenuten und/oder Anlageflächen erfordert eine äußerst präzise Fertigung, welche mit hohen Kosten und einem hohen zeitlichen Aufwand verbunden ist.
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Ausgehend von der
DE 101 36 293 A1 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, mit dem sich in wirtschaftlicher Weise ein Zerspanungswerkzeug, z. B. Gewindebohrer oder Gewindefräser, mit einem Schaft und einem separat vom Schaft ausgebildeten Schneidteil mit Spannuten herstellen lässt.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte und/oder bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand abhängiger Ansprüche.
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Zur Lösung der Aufgabe wird im Besonderen vorgeschlagen, zunächst einen zumindest abschnittsweise hülsenförmigen Schneidteilrohling auf den Schaft aufzusetzen und am Schaft anzufügen, und erst in dem an den Schaft angefügten Zustand das jeweils gewünschte Zahn- oder Schneidprofil mit Spannuten an dem Schneidteilrohling einzuarbeiten. Zumindest abschnittsweise hülsenförmig ist dahingehend zu verstehen, dass der Schneidteilohling entweder in der Art eines Hohlzylinders durchgängig hülsenförmig oder aber in der Art eines Topfs oder einer Tasse mit einem an einen hülsenförmigen Abschnitt anschließenden Boden ausgebildet ist. Der Querschnitt des Schafts bzw. desjenigen Abschnitts des Schafts, an den der zumindest abschnittsweise hülsenförmige Schneidteilrohling angefügt wird, und dementsprechend der Querschnitt der Innenausnehmung des hülsenförmigen Schneidteilrohlings können grundsätzlich beliebig ausgestaltet sein. Im einfachsten Fall ist der Schaft zumindest an dem Abschnitt, an den der Schneidteil angefügt wird, zylindrisch und der Schneidteil durchgängig hohlzylindrisch ausgebildet. Des Weiteren kann derjenige axiale Abschnitt, auf den der Schneidteil aufzusetzen und anzufügen ist, von dem oder den anderen axialen Abschnitte des Schafts durch eine oder mehrere Stufen oder Fasen abgegrenzt sein. Die Stufe kann eine beispielsweise radiale Anlagefläche für den Schneidteil bilden. Der Innendurchmesser der Hohlzylinderbohrung des Schneidteils wird in Abhängigkeit vom Außendurchmesser des Abschnitts des Schafts, auf dem der Schneidteil aufzusetzen und anzufügen ist, und in Abhängigkeit von der Art der Anfügung bestimmt. Die Anfügung des hülsenförmigen Schneidteilrohlings erfolgt beispielsweise durch Aufschrumpfen, Anlöten, Schweißen oder Kleben.
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Das erfindungsgemäße Verfahren bietet zahlreiche Vorteile gegenüber dem eingangs dargestellten Stand der Technik.
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Die Herstellung des Zerspanungswerkzeugs wird erheblich vereinfacht, da der am Schaft anzufügende zumindest abschnittsweise hülsenförmige Schneidköperrohling mangels bereits vorhandener Oberflächenstrukturen, wie z. B. Spannuten, keiner besonderen radialen und/oder axialen Ausrichtung am Schaft bedarf.
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Da das Schneidprofil erst nach der Anfügung des Schneidteils am Schaft ausgebildet wird, fällt ein fertigungs- und/oder anordnungsbedingter Fluchtungsfehler zwischen dem Schneidteilrohling und dem Schaft nicht so sehr ins Gewicht als bei einem Schneidteil mit einem bereits fertig ausgebildeten Schneidprofil mit Spannuten, der auf einen Schaft mit ebenfalls bereits vorhandenen Oberflächenstrukturen, z. B. Spannuten, aufgesetzt und angefügt wird. Geringfügige Fluchtungsfehler lassen sich durch die anschließende Ausbildung des Schneidprofils und der Spannuten korrigieren oder beseitigen, ohne dass es zu merklichen Rundlaufproblemen kommt. Radiale und/oder axiale Lageungenauigkeiten zwischen der Längsachse des Schafts und der Längsachse des Schneidteilrohlings bzw. zwischen Spannuten auf Seiten des Schneidteils und Spannuten auf Seiten des Schafts oder allgemein eine Abweichung in radialer und axialer Richtung lassen sich somit von vornherein vermeiden.
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Da zur Ausbildung des Schneidprofils nicht der Schneidteilrohling als solcher sondern in Kombination mit dem Schaft handhabbar, z. B. einspannbar ist, gestaltet sich auch die Bearbeitung des Schneidprofils als einfacher als bei den eingangs dargestellten Zerspanungswerkzeugen.
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Die Ausbildung des Schneidprofils und der Spannuten in dem Zustand, in dem der Schneidteilrohling am Schaft angefügt ist, gewährleistet darüber hinaus, dass sich das Schneidprofil und die Spannuten ohne spürbare Schnittstellen vom Schneidteil auf den Schaft und umgekehrt ausdehnen lassen. Insbesondere dann, wenn durch die Ausbildung der Spannuten der Schneidteilrohling in eine Vielzahl von hülsensegmentartigen Schneidstegen getrennt wird, wird durch das erfindungsgemäße Verfahren erreicht, dass die Schneidstege einerseits in gleichmäßigem Winkelabstand um die Drehachse des Zerspanungswerkzeugs herum angeordnet sind. Zum anderen wird sichergestellt, dass die an den Schneidstegen eingearbeiteten Zahnprofile in Umfangsrichtung des Zerspanungswerkzeugs stets miteinander fluchten, und zwar unabhängig davon, ob die Zahnprofile der Schneidstege, wie bei einem Gewindebohrer, einen einzigen, mit einer bestimmten Steigung wendelförmig verlaufenden Zahn bilden oder, wie bei einem Gewindefräser, aus einer Vielzahl von mit einer bestimmten Teilung axial beabstandeten Zähnen bestehen.
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Schneidteil und Schaft können aus verschiedenen Materialien gefertigt sein. So ist der Schaft vorzugsweise aus einem Material mit einer hohen Biegefestigkeit, insbesondere HSS-Stahl, und der Schneidteil vorzugsweise aus einem relativ steifen Material, insbesondere aus Vollhartmetall, gefertigt. Durch die Kombination verschiedener Materialien lassen sich die Vorteile, die die verschiedenen Materialien jeweils mit sich bringen, kombiniert auf das Zerspanungswerkzeug übertragen. Im Besonderen lässt sich durch eine geeignete Materialwahl, z. B. HSS-Stahl für den Schaft und Vollhartmetall für den Schneidteil, in wirtschaftlicher Weise ein Zerspanungswerkzeug herstellen, das sich durch eine hohe Standzeit auszeichnet. Weitere Vorteile lassen sich beispielsweise durch abschließende Verschleißschutzoberflächenbeschichtungen des Schneidteils und/oder Schafts erzielen.
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In der bevorzugten Ausführungsform ist das Zerspanungswerkzeug ein Gewindeschneidwerkzeug, z. B. ein Gewindebohrer mit einem Anschnittkegel oder ein Gewindefräser. Im Schneidteil ausgebildete Spannuten können bezüglich der Drehachse des Zerspanungswerkzeugs geradegenutet oder links- oder rechtsgenutet, d. h. gewendelt, verlaufen.
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Bei dem erfindungsgemäßen Schneidwerkzeug weisen die Spannuten zumindest über eine vorgegebene axiale Länge hinweg eine radiale Tiefe auf., die größer ist als die maximale Wandstärke des hülsenförmigen Schneidteils, d. h. die Spannuten erstrecken sich in Radialrichtung betrachtet in das Material des Schafts. Dadurch wird der Schneidteil zumindest über die vorgegebene axiale Länge hinweg in eine Vielzahl von hülsensegmentartigen Schneidstegen geteilt, die in Umfangsrichtung des Zerspanungswerkzeugs in einem Abstand entsprechend der Breite der Spannuten um den Schaft herum angeordnet sind.
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Die vorgegebene axiale Länge der Spannuten kann kleiner sein als die axiale Länge des Schneidteils. Da die Länge der Spannuten kürzer ist als die gesamte Länge des Schneidteils, bietet diese Ausführungsform den Vorteil, dass die Schneidstege unabhängig von der radialen Tiefe der Spannuten in jedem Fall noch miteinander verbunden sind.
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Alternativ dazu kann die vorgegebene axiale Länge der Spannuten aber auch größer sein als die axiale Länge des Schneidteils. In dieser Ausführungsform ist der Schneidteil in eine Vielzahl von Schneidstegen geteilt, die in Umfangsrichtung des Zerspanungswerkzeugs in einem Abstand entsprechend der Breite der Spannuten um den Schaft herum angeordnet sind, sofern die radiale Tiefe der Spannuten größer ist als die maximale Wandstärke des hülsenförmigen Schneidteils, und zwar über die gesamte Länge des Schneidteils hinweg.
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In einer weiteren Ausführungsform kann die radiale Tiefe der Spannuten ausgehend von wenigstens einem der beiden axialen Enden des Schneidteils nach und nach von null aus bis auf eine maximale Tiefe der Spannuten zunehmen. In dieser Ausführungsform wird unabhängig von der radialen Tiefe und axialen Länge der Spannuten gewährleistet, dass der Schneidteil ein einstückig ausgebildeter Körper ist. Durch die allmähliche Zunahme der Tiefe der Spannut wird erreicht, dass die Schneidstege des Schneidköpers in dem oder den Bereichen in Axialrichtung des Schneidteils, in denen die Spannuttiefe noch kleiner ist als die maximale Wandstärke des Schneidteils, noch miteinander verbunden sind. Beispielsweise kann im Fall eines Gewindebohrers die Spannuttiefe ausgehend vom Anschnitt des Zahnprofils entgegen der Vorschubrichtung des Zerspanungswerkzeugs nach und nach zunehmen. Ein ”voller” Span wird erst mit zunehmendem Eingriff des Schneidprofils in das Material des mit einem Innengewinde zu versehenden Werkstücks, d. h. am Ende des Anschnitts, gebildet, so dass es ausreichend ist, wenn die erforderliche Spannuttiefe erst am Ende des Anschnitts gegeben ist.
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Für die Herstellung hochwertiger Funktionsflächen mit engem Toleranzbereich kann der Schaft einen zentrisch ausgebildeten, axialen Schmier- oder Kühlmittelkanal aufweisen, der über eine Mündungsöffnung an dem auf der Seite des Schneidteils gelegenen Schaftende austritt. In dieser Ausführungsform wird an die auf der Seite des Schneidteils gelegene Stirnseite des Schafts oder alternativ dazu an die vom Schaft weg weisende Stirnfläche des Schneidteils eine die Mündungsöffnung übergreifende Kappe mit radialen Austrittsöffnungen zur Umlenkung eines Kühl- oder Schmiermittels in Richtung des Schneidprofils angefügt. Bezüglich konkreter Ausgestaltungen einer derartigen Kappe wird verwiesen auf die
DE 33 07 555 A1 , deren Angaben zur Ausgestaltung und Anbringung der Kappe am Schaft hiermit in diese Anmeldungen aufgenommen sei. Die Anfügung der Kappe kann grundsätzlich durch Anschrauben, in der Art eines Bajonettverschlusses, durch Anlöten, Ankleben, etc. erfolgen.
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Die Kappe kann grundsätzlich am Schaft oder am Schneidteil angebracht werden. In der bevorzugten Ausführungsform ist die Kappe jedoch am Schaft angebracht.
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In einer alternativen Ausführungsform kann anstelle der Anfügung einer Kappe ein topf- oder tassenförmiger Schneidteilrohling so auf den Schaft aufgesetzt werden, dass der Boden des Schneidteilrohlings in einem vorgegebenen Abstand zu dem auf der Seite des Schneidteils gelegenen Schaftende angeordnet ist. Der dadurch zwischen dem Boden des Schneidteilrohlings und dem Schaftende gebildete Hohlraum kommuniziert dann mit der Mündungsöffnung des im Schaft ausgebildeten Kühl- oder Schmiermittelkanals und weist radiale Austrittsöffnungen auf, die ein Kühl- oder Schmiermittel in Richtung des Schneidprofils umlenken.
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Die vorstehend genannten genannten Merkmale betreffend die Ausgestaltung des Schafts, des Schneidteilrohlings bzw. Schneidteils, des Schneidprofils, der Spannuten, des Kühl- oder Schmiermittelkanals, etc. können innerhalb der Grenzen des technisch Machbaren abweichend von den in vorstehend dargestellten Kombinationen selbstverständlich auch in anderer Weise miteinander kombiniert werden.
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Das nach dem erfinderungsgemäßen Verfahren hergestellte Zerspanungswerkzeug kann ein Gewindewerkzeug, Bohrwerkzeug, Fräswerkzeug, Räumwerkzeug, etc. sein. Das bevorzugte Anwendungsgebiet sind Gewindewerkzeuge, d. h. Gewindebohrer und Gewindefräser. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Zerspanungswerkzeuge weist Merkmale auf, die die sich gerade aufgrund der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben. Wird das Schneidprofil mit den Spannuten erst in dem Zustand eingearbeitet, in dem der Schneidteil auf dem Schaft sitzt und angefügt ist, zeigen insbesondere die Spannuten, die sich vom Schneidteil in radialer und/oder axialer Richtung auf den Schaft ausdehnen keinerlei spürbare Schnittstellen, die den Spanabfluss behindern könnten. Ebenso kann das Schneidprofil in axialer Richtung hinaus auf den Schaft erweitert werden. In diesem Fall weist auch das Zahnprofil als solches keinerlei den Zerspanungsprozess behindernde Störungen auf. Daher enthalten die Ansprüche neben Verfahrensansprüchen auch Produktansprüche, mit denen Schutz für ein Zerspanungswerkzeug begehrt wird, das durch das vorstehend dargestellte erfindungsgemäße Verfahren herstellbar ist.
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Anhand der Zeichnungen wird im Folgenden ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Zerspanungswerkzeugs in Gestalt eines Gewindebohrers in verschiedenen Ausführungsformen erläutert.
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1a bis 1c zeigen schematisch verschiedene Ansichten eines Schafts;
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2a bis 2c zeigen schematisch verschiedene Ansichten eines hülsenförmigen Schneidteilrohlings;
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3a bis 3d zeigen schematisch verschiedene Ansichten einer ersten Ausführungsform eines Gewindebohrers in einem Zwischenbearbeitungszustand, in dem an einem auf einem Schaft angefügten hülsenförmigen Schneidteilrohling ein Gewindeprofil eingearbeitet ist;
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4a bis 4d zeigen schematisch die verschiedenen Ansichten der ersten Ausführungsform des Gewindebohrers aus 3a bis 3d in einem Endbearbeitungszustand, in dem an dem auf dem Schaft angefügten hülsenförmigen Schneidteilrohling neben dem Gewindeprofil zusätzlich noch Spannuten eingearbeitet sind;
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5a und 5b zeigen verschiedene Ansichten einer zweiten Ausführungsform des Gewindebohrers;
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6a und 6b zeigen verschiedene Ansichten einer dritten Ausführungsform des Gewindebohrers;
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7a und 7b zeigen verschiedene Ansichten einer vierten Ausführungsform des Gewindebohrers;
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8a und 8b zeigen verschiedene Ansichten einer fünften Ausführungsform des Gewindebohrers;
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In 4a bis 4d ist ein Gewindebohrer 10 gemäß einer ersten Ausführungsform eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Zerspanungswerkzeugs dargestellt. Der Gewindebohrer 10 weist einen Schaft 12 und einen koaxial auf dem Schaft 12 aufgesetzten und an den Schaft 12 angefügten Schneidteil 14' auf.
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Die 1a bis 1c zeigen den Schaft 12. Der Schaft 12 ist zylindrisch ausgebildet und weist mehrere, durch Stufen bzw. Fasen 12b, 12d abgegrenzte axiale Durchmesserabschnitte 12a, 12c, 12e sowie einen Einspannabschnitt 12f auf. Der Einspannabschnitt 12f dient zum Einspannen des Gewindebohrers 10 z. B. in einer Werkzeugmaschine. An dem Durchmesserabschnitt 12a, der einen Außendurchmesser Da12a hat, wird der in 2a bis 2c gezeigte Schneidteilrohling 14 angefügt, aus dem durch anschließende Bearbeitung (Umformen, Trennen, etc.) der Schneidteil 14' resultiert. Der Schneidteilrohling 14 bzw. Schneidteil 14' ist in der ersten Ausführungsform durchgängig hülsenförmig, d. h. hohlzylindrisch, mit einer (maximalen) Wandstärke WST und einem Innendurchmesser Di14 ausgebildet. Die axiale Länge L14 des Schneidteilrohlings 14 entspricht im Wesentlichen der axialen Länge L12 des Durchmesserabschnitts 12a des Schafts 12. Die Fertigung und Bereitstellung des Schafts 12 und/oder des Schneidteilrohlings 14 können vor dem und damit unabhängig von dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgen oder erste Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens bilden.
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Der Innendurchmesser Di14 des Schneidteilrohlings 14 ist unter Berücksichtigung der Art und Weise der Anfügung an den Schaft 12 auf den Außendurchmesser Da12a des Durchmesserabschnitts 12a des Schafts 12 abgestimmt. In der ersten Ausführungsform wird der Schneidteilrohling 2 an den Schaft 1 angelötet, so dass der Innendurchmesser Di14 des Schneidteilrohlings 14 um die Stärke des erforderlichen Lötspaltes größer ist als der Außendurchmesser Da12a des Durchmesserabschnitts 12a des Schafts 12.
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Zur Anfügung des hülsenförmigen Schneidteilrohlings 14 an den Schaft 12 wird der Schneidteilrohling 14 zunächst soweit auf den Durchmesserabschnitt 12a des Schafts 12 geschoben, bis er an der radialen Stufe 12b anliegt. In diesem Zustand wird der Schneidteilrohling 14 dann durch Löten mit dem Schaft 12 kraftschlüssig verbunden. Nach dem Anlöten wird das Schneidprofil 16 mit Anschnitt 16e und Führungsteil 16f in üblicher Art und Weise, z. B. durch Walzen, Drehen, Schleifen oder Fräsen, in den auf dem Schaft 12 sitzenden Schneidteilrohling 14 eingearbeitet, wie es in 3a bis 3d veranschaulicht ist. Anschließend werden die Spannuten 18a bis 18d in üblicher Art und Weise, z. B. durch Fräsen oder Schleifen, ausgebildet, wie es in 4a bis 4d veranschaulicht ist. In der ersten Ausführungsform erstrecken sich die Spannuten 18a bis 18d geradlinig in Axialrichtung des Gewindebohrers 10.
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In der ersten Ausführungsform ist die maximale radiale Tiefe T der Spannuten 18a bis 18d größer als die Wandstärke WST des Schneidteilrohlings 14. Des Weiteren sind die Spannuten 18a bis 18d axial bis in den an den Durchmesserabschnitt 12a anschließenden Durchmesserabschnitt 12b des Schafts 12 hinein ausgedehnt und laufen in diesem Durchmesserabschnitt 12b aus. Die radiale Tiefe der Spannuten 18a bis 18d ist über die gesamte Länge L14 des Schneidteilrohlings 14 bzw. Schneidteils 14' konstant und nimmt erst im Durchmesserabschnitt 12b des Schafts 12 nach und nach bis auf null ab. Der aus der Bearbeitung des Schneidteilrohlings 14 erhaltene Schneidteil 14' besteht in der ersten Ausführungsform daher aus vier hülsensegmentartigen Schneidstegen 16a bis 16d, die in Axialrichtung des Gewindebohrers 10 an exakt der selben Position liegen und in Umfangsrichtung des Gewindebohrers 10 im Abstand der Spannuten 18a bis 18d und damit gleichmäßig beabstandet um den Durchmesserabschnitt 12a des Schafts 12 herum angeordnet sind. Die an den einzelnen Schneidstegen 16a bis 16d ausgebildeten Zahnprofile wirken daher in der Art eines wendelförmig umlaufenden Zahns zusammen, der durch die Spannuten 18a bis 18d unterbrochen ist.
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In der ersten Ausführungsform besteht der fertig bearbeitete Schneidteil 14' aus vier Schneidstegen 16a bis 16d, die aufgrund der Tatsache, dass die radiale Tiefe der Spannuten 18a bis 18d über die gesamte axiale Länge des Schneidteils 14' hinweg konstant größer ist als die maximale Wandstärke WST des Schneidteils 14', voneinander getrennt sind. In den 5a und 5b, 6a und 6b sind schematisch eine zweite und dritte Ausführungsform veranschaulicht, in denen trotz der Tatsache, dass Spannuten 18a bis 18d ausgebildet werden, die resultierenden Schneidstege 16a bis 16d nach wie vor miteinander verbunden sind.
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In der zweiten Ausführungform, die in 5a und 5b schematisch gezeigt ist, werden die Spannuten 18a bis 18d erst ab einem bestimmten Abstand L14' von dem auf der Seite der Schaftspitze 12 (siehe 1a) gelegenen Ende des Schneidteils 14' in der Weise ausgebildet, dass die radiale Tiefe der Spannuten 18a bis 18d ausgehend ab dem bestimmten Abstand L14' von null aus nach und nach bis auf die maximale Tiefe T zunimmt. Die radiale Tiefe ist damit nicht über die gesamte axiale Länge L14 des Schneidteils 14' hinweg konstant. Die daraus resultierenden Schneidstege 16a bis 16d sind daher an dem auf der Seite der Schaftspitze 12g (siehe 1a) gelegenene Ende des Schneidteils 14' noch miteinander verbunden.
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In der dritten Ausführungform, die in 6a und 6b schematisch gezeigt ist, enden die Spannuten 18a bis 18d in einem bestimmten Abstand L14'' vor dem auf der Seite des Einspannabschnitts 12f (siehe 1a) gelegenen Ende des Schneidteils 14' in der Weise, dass die radiale Tiefe der Spannuten 18a bis 18d ab dem bestimmten Abstand L14' von der maximalen Tiefe T nach und nach bis auf null abnimmt. Die radiale Tiefe ist damit nicht über die gesamte axiale Länge L14 des Schneidteils 14' hinweg konstant. Die daraus resultierenden Schneidstege 16a bis 16d sind daher an dem auf der Seite des Einspannabschnitts 12f (siehe 1a) gelegenene Ende des Schneidteils 14' noch miteinander verbunden.
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In den 7a und 7b und 8a und 8b sind schematisch eine vierte und fünfte Ausführungsform eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Gewindebohrers 10 veranschaulicht. Im Unterschied zu der ersten bis dritten Ausführungsform weist der Gewindebohrer der vierten und fünften Ausführungsform einen zentrisch im Schaft 12 liegenden Schmier- oder Kühlmittelkanal 20 auf, der an einer an der Schaftspitze 12g (siehe 1a) liegenden Mündungsöffnung 22 austritt.
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In der vierten Ausführungsform, die in 7a und 7b schematisch gezeigt ist, weist der Gewindebohrer 10 darüber hinaus eine die Mündungsöffnung 22 übergreifende Kappe 24 auf, die das über den Kühl- oder Schmiermittelkanal 20 in axialer Richtung zugeführte Kühl- oder Schmiermittel in einer Aufnahmekammer 28 aufnimmt und hiervon ausgehend über radiale Austrittskanäle 28 in Richtung der Schneidstege 16a bis 16d umlenkt. Die Kappe 24 ist dabei so dimensioniert, dass sie in radialer Richtung des Gewindebohrers 10 nicht in das an den Schneidstegen 16a bis 16d des Schneidteils 14' eingearbeitete Schneidprofil 16 eingreift. Die Kappe 24 kann an den Schaft 12 und/oder an den Schneidteil 14 angefügt, z. B. angelötet, angeschweißt, angeklebt oder in sonstiger Weise kraft- oder formschlüssig, beispielsweise im Wege einer Bajonettverankerung, angefügt sein.
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Die fünfte Ausführungsform, die in 8a und 8b schematisch gezeigt ist, unterscheidet sich von der vierten Ausführungsform lediglich darin, dass die Kappe, die das über den Kühl- oder Schmiermittelkanal 20 zugeführte Kühl- oder Schmiermittel in Richtung des in den Schneidstegen 16a bis 16d des Schneidteils 14' eingearbeitete Schneidprofil 16 umlenkt, in den Schneidteil 14' einstückig integriert ist. Der Schneidteilrohling 14 ist damit nur mehr über einen bestimmten axialen Abschnitt hinweg hülsenförmig oder in anderen Worten topf- oder tassenartig ausgebildet. Hierzu weist der Schneidteilrohling 14 und damit auch der Schneidteil 14' eine axiale Länge L14''' auf, die in etwa um die axiale Länge der Kappe 24 aus der vierten Ausführungsform größer ist als die Länge 14 des Schneidköperrohlings 14 bzw. Schneidköpers 14' der ersten bis dritten Ausführungsform. In dem auf der Seite der Schaftspitze 12g (siehe 1a) gelegenen Ende 30 des Schneidteilrohlings 14 bzw. Schneidteils 14' ist ähnlich zur vierten Ausführungsform eine die Mündungsöffnung 22 übergreifende Aufnahmekammer 34 ausgebildet, von der aus radiale Austrittskanäle 36 abzweigen, die das Kühl- oder Schmiermittel in Richtung der Schneidstege 16a bis 16d umlenken. Im Gegensatz zur vierten Ausführungsform kann das an den Schneidstegen 16a bis 16d des Schneidteils 14' eingearbeitete Schneidprofil 16 mit den Spannuten 18a bis 18d im Bereich des sich konisch verjüngenden Endes 30 beginnen. Hierdurch lässt sich sicherstellen, dass die nach der Ausbildung der Spannuten 18a bis 18d vorhandenen Schneidstege 16a bis 16d zumindest im Bereich des Endes 30 des Schneidteils 14' noch miteinander verbunden sind.
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In den vorstehend dargestellten Ausführungsformen ist der Schaft 12 vorzugsweise aus einem Material mit einer hohen Biegefestigkeit, insbesondere HSS-Stahl, und der Schneidteilrohling 14 vorzugsweise aus einem relativ harten Material, inbesondere Vollhartmetall, gefertigt. Hiervon abweichend bietet das erfindungsgemäße Verfahren grundsätzlich die Möglichkeit, den Schaft 12 und den Schneidteilrohling 14 aus beliebigen geeigneten Materialien anzufertigen und miteinander zu kombinieren.
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Abweichend von den vorstehend dargestellten Ausführungsformen könnte der Schneidteilrohling 14 auch auf den Durchmesserabschnitt 12a des Schafts 12 aufgeschrumpft, aufgeklebt oder aufgeschweißt werden.
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In der ersten Ausführungsform besteht der fertig bearbeitete Schneidteil 14' aus vier Schneidstegen 16a bis 16d, die durch die vier Spannuten 18a bis 18d voneinander beabstandet sind. Abweichend hiervon kann grundsätzlich aber eine beliebige Vielzahl von Spannuten und in Abhängigkeit davon eine entsprechende Vielzahl von Schneidstegen ausgebildet werden.
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In den vorstehend dargestellten Ausführungsformen werden das Schneidprofil 16 bzw. die Spannuten 18 in erster Linie nur in den Schneidteilrohling 14 eingearbeitet. Alternativ dazu können das Schneidprofil 16 und/oder die Spannuten 18, falls erforderlich, aber auch bis in den an den Durchmesserabschnitt 12a anschließenden Durchmesserabschnitt 12c hinein ausgedehnt werden.
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Des Weiteren können die Spannuten 18a bis 18d abweichend von den vorstehend dargestellten Ausführungsformen auch gewendelt ausgebildet werden. Die Ausbildung der Spannuten 18a bis 18d kann in zeitlicher Hinsicht vor oder nach der Einarbeitung des Schneidprofils 16 erfolgen.
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Des Weiteren könnten alternativ zur zylindrischen Ausgestaltung des Durchmesserabschnitts 12a des Schafts 12 und der dementsprechend hohlzylinderischen Ausgestaltung des hülsenförmigen Schneidteilrohlings 14 die Außenoberfläche des Durchmesserabschnitts 12a des Schafts 12 und die Innenoberfläche des hülsenförmigen Schneidteilohlings 14 eine Kegelflächenpaarung bilden.
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Die vorstehend erläuterten Ausführungsformen beziehen sich auf Gewindebohrer. Das Verfahren zur Herstellung des Gewindebohrers lässt sich gleichermaßen jedoch auf andere Zerspanungswerkzeuge, wie Gewindefräser, Fräser, Bohrer, etc. übertragen.
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Selbstverständlich lassen sich die Merkmale der vorstehend dargestellten Ausführungformen insbesondere im Hinblick auf die Ausbildung des Schafts 12, des Schneidteilrohlings 14, des am Schneidteilrohling 14 eingearbeiteten Schneidprofils 16 und der Spannuten 18a bis 18d beliebig miteinander kombinieren, wodurch sich weitere mögliche Ausführungsformen ergeben.
