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Die
Erfindung betrifft ein vorzugsweise mehrschneidiges Vollhartmetall-(VHM)Bohrwerkzeug
zur Zerspanung von hochfesten Sandwich-Materialien, insbesondere
zum Bohren ins Volle von derartigen Werkstoffen, gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Zum
Einbringen von hoch genauen Bohrungen in Sandwich-Materialien, insbesondere
von Verbundwerkstoffen, bei denen sich Werkstofflagen mit überwiegendem
Anteil von CFK und/oder Aluminium mit Titanlagen bzw. titanhaltigen
Schichten abwechseln, werden besonders standfeste und stabile Werkzeuge
benötigt, die sich darüber hinaus dadurch auszeichnen
müssen, dass die Schneiden dauerhaft in der Lage sind,
den Verbundwerkstoff mit guter Oberflächengüte
zu zerspanen, wobei über die gesamte Standzeit des Werkzeugs
eine Delamination der Verbundschichten verhindert werden soll.
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Zu
diesem Zweck hat man bislang Sonderwerkzeuge entwickelt, beispielsweise
ein Werkzeug, wie es im
deutschen
Gebrauchsmuster 20 211 592 beschrieben ist. Man hat auch
bereits versucht, die Zerspanung mit Vollhartmetall-Bohrwerkzeugen
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 durchzuführen,
um eine verbesserte Standzeit der Schneiden und – insbesondere
bei tiefen Bohrungen – eine verbesserte Lagegenauigkeit
der Bohrungen zu sichern. Diese Lagegenauigkeit und Oberflächengüte der
Bohrungen ist insbesondere bei der Zerspanung von Verbundmaterialien
erforderlich, die verstärkt im modernen Flugzeugbau Anwendung
finden. Die einzelnen Materialschichten, die in unterschiedlichster Reihenfolge
angeordnet sein können, verleihen den Materialien bei geringem
Gewicht eine hohe Stabilität. Die in derartige Materialien
einzubringenden Bohrungen werden häufig benötigt,
um derartige Bauteile miteinander zu vernieten. Da hierbei häufig sensorgesteuerte
Roboter im Einsatz sind, kommt es auf die Lagegenauigkeit derartiger
Bohrungen in besonderem Maße an.
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Es
hat sich gezeigt, dass mit gattungsgemäßen Vollhartmetall-Bohrwerkzeugen
zwar eine ausreichende Stabilität des Werkzeugs und auch
qualitativ hochwertige Schneiden bereitgestellt werden. Auf der
anderen Seite hat sich aber herausgestellt, dass selbst Vollhartmetallwerkzeuge
gängiger Bauart die geforderte Standzeit oftmals nicht
erreichen, insbesondere dann nicht, wenn verhältnismäßig
tiefe Bohrungen in Verbundwerkstoffe mit sich abwechselnden Schichten
von Aluminium, faserverstärktem bzw. kohlefaserverstärktem
Kunststoff und Titan eingebracht werden müssen.
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Der
Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Bohrwerkzeug der
eingangs beschriebenen Art in der Weise weiterzubilden, dass es
bei verbesserter Standzeit in der Lage ist, in den eingangs beschriebenen
kritischen Werkstoffen lagegenaue Bohrungen auch größerer
Tiefe problemlos einzubringen. Ein weiterer Aspekt der Erfindung
besteht in der Bereitstellung eines wirtschaftlichen Verfahrens zur
Herstellung solcher Werkzeuge.
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Diese
Aufgabe wird hinsichtlich des Werkzeugs durch die Merkmale des Patentanspruchs
1 und hinsichtlich des Verfahrens durch den Anspruch 9 gelöst.
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Erfindungsgemäß wurde
erkannt, dass die Standzeit des Werkzeugs ganz wesentlich angehoben
werden kann, wenn der beim Bohren ins Volle entstehende Span im
Nutgrund eine besonders starke Krümmung erfährt.
Es hat sich bei langwierigen Versuchen gezeigt, dass diese starke
Spankrümmung bei der Zerspanung von Verbundwerkstoffen der
eingangs beschriebenen Art dazu führt, dass der Span frühzeitig
bricht, so dass am Ausgang der Spanbildungszone im Wesentlichen
Brökelspäne vorliegen, die sich selbst dann einfach
aus der Spannut entfernen lassen, wenn Bohrungen mit großer Tiefe,
beispielsweise größer als 10 × D, in
den Werkstoff eingebracht werden. Ein Spanstau, wie er mit herkömmlichen
Werkzeugen bei der Zerspanung dieser schwierig zu bearbeitenden
Werkstoffe zu beobachten war, kann erfindungsgemäß wirksam
vermieden werden, so dass auch ein plötzlicher Werkzeugbruch
zuverlässig ausgeschlossen wird. Dabei ergibt sich der
zusätzliche Vorteil, dass der im Wesentlichen wellenförmige,
zwischen dem ersten und dem zweiten Spannutenabschnitt liegende
Spannutensteg eine Vergrößerung des Flächenträgheitsmoments
des Bohrerquerschnitts mit sich bringt und somit zur Erhöhung
der Stabilität des Werkzeugs genutzt werden kann. Dies
bedeutet gleichzeitig aber auch, dass der Kernquerschnitt des Bohrwerkzeugs in
der Spanbildungszone weiter herabgesetzt werden kann, so dass trotz
der vorgesehenen Spannutenstege ein großer Spanraum zur
Verfügung gestellt werden kann. Der Abtransport der Späne
kann durch die Verkürzung der Spanlänge insbesondere
dann weiter verbessert werden, wenn das Werkzeug mit innenliegenden
Kühl-/Schmiermittelkanälen ausgestattet ist. Die
Verbesserung der Zerspanungseigenschaften ergibt sich gleichermaßen
für gerade- und wendelgenutete Werkzeuge.
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Das
Vollhartmetall-Bohrwerkzeug kann dabei gemäß Anspruch
9 dennoch wirtschaftlich, d. h. mit vertretbarem Zeitaufwand, hergestellt
werden. Die ersten und zweiten Spannutenabschnitte mit dazwischen
liegendem Spannutensteg können dabei entweder im Rahmen
einer Serienbearbeitung mit zwei oder mehr unterschiedlichen Profil-Schleifscheiben
auf Endmaß in einen Hartmetall-Rohling eingeschliffen werden,
oder aber – was Gegenstand des Anspruchs 10 ist – mittels
einer einzigen Profil-Schleifscheibe hergestellt werden. Es ist
in diesem Zusammenhang auch möglich, den Hartmetall-Sinterrohling
bereits mit einer Form zu extrudieren, der der Querschnittsform
des Schneidteils im Gebrauchszustand unter Berücksichtigung
eines bestimmten Bearbeitungsausmaßes, das sich im Millimeterbereich
bewegen kann, im Wesentlichen entspricht.
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Eine
vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens ist Gegenstand des Anspruchs
11. Mit diesem Verfahren gelingt es, den Spanraum des Bohrwerkzeugs
an das betreffende Einsatzgebiet des Werkzeugs optimal anzupassen,
beispielsweise den Spanraum an den Stellen zu vergrößern,
an denen das Bohrwerkzeug in das Werkstück eintaucht bzw. von
einer Führungshülse umgeben ist, wenn das Werkzeug
als Tieflochbohrwerkzeug verwendet wird.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Wenn
das Werkzeug mit einer Ausspitzung versehen wird, wird der Span
zum Bohrerzentrum hin verlängert, so dass der oben beschriebene,
durch die erfindungsgemäße Gestaltung der Spannut
begründete, vorteilhafte Spanbildungsprozess auf ein größeres
Zerspanungsvolumen ausgedehnt werden kann. Es wird somit in vorteilhafter
Weise und zuverlässig vermieden, dass nahe des Zentrums
des Bohrwerkzeugs längere Späne entstehen, die
zu einem Spanstau und letztlich zu einem Gewaltbruch des Bohrwerkzeugs
führen könnten.
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Es
hat sich gezeigt, dass durch die Umgestaltung des Bohrerprofils,
d. h. durch die Neugestaltung der Spannut im Bereich der Spanbildungszone auch
eine Verringerung des Kernquerschnitts des Bohrwerkzeugs zumindest
in diesem Bereich möglich wird. Diese Verringerung des
Kernquerschnitts ist insbesondere deshalb möglich, weil
das Werkzeug aus Vollhartmetall besteht. Die bei der Verringerung
des Kernquerschnitts sich zwangsläufig ergebenden kleinen
Krümmungsradien der Spannut im Bereich des ersten Spannutenabschnitts
können selbst bei der Bearbeitung von extrem harten und
zähen Werkstoffen, wie z. B. bei der Bearbeitung von Titan,
in Kauf genommen werden, da das Hartmetall den aufgrund der Spankrümmung
erhöhten Abriebskräften ohne weiteres gewachsen
ist. Verbessert kann die Standzeit selbstverständlich dadurch
werden, dass die Bohrerspitze mit einer geeigneten Beschichtung,
beispielsweise einer Hartstoffschicht, einer Weichstoffschicht oder
aber einer kombinierten Hart- und Weichschicht ausgestattet wird.
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Besonders
gute Ergebnisse lassen sich mit kleinsten Krümmungsradien
des ersten Spannutenabschnitts gemäß Anspruch
4 erzielen, wobei der betreffende optimale kleinste Krümmungsradius
in Abhängigkeit vom zu zerspanenden Material bzw. von der
verwendeten Qualität des für das Werkzeug verwendeten
Vollhartmetalls, d. h. der physikalischen Parameter des Vollhartmetalls,
gewählt wird.
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Wie
eingangs bereits erwähnt, führt die erfindungsgemäße
Gestaltung des Bohrwerkzeugs zu einer extremen Spankrümmung
und somit zu einem frühen Spanbruch, selbst wenn bruchfeste
und zähe Werkstoffe, wie z. B. Titan oder Verbundwerkstoffe mit
Titanschichten bearbeitet werden. Grundsätzlich kann die
Querschnittsform bzw. Spannutenform über die gesamte Länge
des Schneidteils beibehalten werden. Eine weitere Verbesserung des
Spanabtransports kann allerdings mit der Weiterbildung des Anspruchs
4 erzielt werden.
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Die
erfindungsgemäßen Effekte lassen sich dann erzielen,
wenn die besondere Gestaltung des Bohrerquerschnitts zumindest in
der Spanbildungszone eingehalten wird. Es kann jedoch – in
Abhängigkeit von den physikalischen Eigenschaften des zu zerspanenden
Werkstoffs – sinnvoll sein, diese besondere Querschnittsgestaltung
des Bohrwerkzeugs auch über die Spanbildungszone hinaus über
eine vorbestimmte axiale Länge, d. h. bis zu einem vorbestimmten
Mindestabstand von der Bohrerspitze aufrecht zu erhalten und erst
dann den Spannutensteg in eine durchgehende Spannut auslaufen zu
lassen. Es hat sich gezeigt, dass bei hoch festen Sandwich-Materialien
dieser Mindestabstand im Bereich zwischen 2 und 5 × D,
vorzugsweise zwischen 2 und 3 × D eingestellt wird.
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Die
erfindungsgemäße Gestaltung des Bohrwerkzeugs
hat besondere Vorteile dann, wenn das Werkzeug mit einer innenliegenden
Kühl-/Schmiermittelversorgung ausgestattet wird und wenn
gegebenenfalls die Zerspanung mit einer Minimalmengenschmierung
(MMS-Technologie) durchgeführt wird. Der Kühlmittelstrom
kann in diesem Fall wirksam zur Verbesserung des Späne-Abtransports
genutzt werden.
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In
Werkstücke der eingangs beschriebenen Art müssen
oftmals verhältnismäßig tiefe Löcher
mit einer Bohrtiefe von größer 10 × D
(wobei D der Nenndurchmesser der Bohrung ist) eingebracht werden.
In diesem Fall werden die Bohrwerkzeuge oftmals mittels einer Führungsbuchse
am Werkstück zusätzlich positioniert. Insbesondere
dann, wenn ein solches Einsatzgebiet des Werkzeugs angestrebt ist,
ist es von Vorteil, den Kernquerschnitt des Bohrwerkzeugs gemäß Anspruch
7 auszugestalten. In diesem Fall erhalten die Späne in
den entscheidenden Bereichen einen zusätzlichen Freiraum,
durch den sie – gegebenenfalls unterstützt durch
den Kühl-/Schmiermittelstrom, der verhältnismäßig
hohe Strömungsgeschwindigkeiten in der Spannut hat – wirksam
und schnell und vor allen Dingen ohne die Gefahr von Spänestau
aus dem Bohrloch abtransportiert werden können.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen sind Gegenstand der übrigen Unteransprüche.
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Nachstehend
wird anhand schematischer Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Seitenansicht eines
erfindungsgemäßen Bohrwerkzeugs;
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1A in
etwas vergrößerter Darstellung die Draufsicht
des Bohrwerkzeugs gemäß 1 bei einer
Blickrichtung ”IA” gemäß 1;
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2 in
vergrößerter Darstellung eine perspektivische
Schrägansicht der Spitze des Bohrwerkzeugs gemäß 1;
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3 in
einer der 2 entsprechenden Ansicht die
Darstellung der Entstehung des Spans, wenn das Werkzeug gemäß 1 und 2 in das Werkstück
eintaucht;
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4 in
stark vergrößertem Maßstab den Querschnitt
des Bohrwerkzeugs im Bereich der Spanbildungszone, d. h. im Bereich
einer der Bohrerspitze nahen Querschnittsebene, beispielsweise bei einer
Schnittführung gemäß IV-IV in 1;
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5 eine
schematische Darstellung der Späne, wie sie beim Bohren
mit herkömmlichen Werkzeugen in schwer zu zerspanende Werkstücke aufgetreten
sind; und
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6 eine
schematische Darstellung der Bohrspäne, wie sie mit der
erfindungsgemäßen Gestaltung des Bohrwerkzeugs
erzielbar sind.
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Das
in den Figuren dargestellte Werkzeug besteht aus Vollhartmetall,
und zwar vorzugsweise aus einem Hartmetall mit feiner Körnung.
Hartmetallsorten dieser Art sind hinlänglich bekannt, so
dass auf eine nähere Beschreibung des Werkstoffs verzichtet
werden kann. Entscheidend ist, dass das Hartmetall im gesinterten
Zustand eine hohe Zähigkeit aufweisen soll und aufgrund
der Feinkörnigkeit die Möglichkeit bieten soll,
stabile und feine Schneidkanten auszubilden.
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Das
Werkzeug dient in besonderem Maße zur Zerspanung von hoch
festen Sandwich-Materialien, und zwar insbesondere zum Bohren ins
Volle derartiger Materialien, die in der Regel einen Verbundaufbau
mit sich abwechselnden Schichten von kohlefaserverstärktem
Kunststoff (CFK), Aluminium und Titan haben, wobei die Reihenfolge
der Schichten je nach Verwendungszweck unterschiedlich sein kann. Diese
Schichten erfordern beim Einbringen von Löchern, insbesondere
von tiefen Löchern, bei denen die Lochtiefe ein Mehrfaches
des Nenndurchmessers des herzustellenden Bohrlochs beträgt,
extrem scharfe Schneidkanten einerseits, aber auch einen zuverlässigen
Abtransport der entstehenden Späne. Insbesondere bei den
eingangs beschriebenen hoch festen Sandwich-Verbundmaterialien,
die titanhaltige Werkstoffschichten enthalten, hat sich bei Verwendung
gewöhnlicher Vollhartmetallwerkzeuge herausgestellt, dass
sich Späne in den Spannuten stauen und so genannte ”Zierharmonika-Späne” entstehen, wie
sie beispielsweise in 5 angedeutet sind. Derartige
Späne können selbst dann nicht mehr wirksam und
vollständig aus den Spannuten abtransportiert werden, wenn
mit sehr hohen Kühl-/Schmiermitteldrücken einer
innenliegenden Kühl-/Schmiermittelversorgung gearbeitet
wird, wie sie die bei der so genannten Minimal- oder Mindermengenschmierung (MMS-Technologie)
zur Anwendung kommen. Letztlich führt ein derartiger Spänestau
zu einem frühzeitigen Gewaltbruch des Bohrwerkzeugs, was
mit erheblichen wirtschaftlichen Konsequenzen verbunden ist.
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Das
erfindungsgemäße Bohrwerkzeug hat demgegenüber
einen neuartigen Aufbau, der im Folgenden beschrieben wird.
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Das
mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnete Werkzeug mit innenliegenden
Kühlkanälen 40 hat einen Schaftabschnitt 12 und
ein sich daran anschließendes Schneidteil 14,
in das eine der Anzahl der Hauptschneiden 16 entsprechende
Anzahl von Spannuten 18 eingearbeitet ist. Da das Werkzeug aus
Vollhartmetall besteht, sind diese Nuten 18 in der Regel
in einen zylindrischen Vollhartmetall-Rohling eingeschliffen, der
oftmals mit innenliegenden Kühlkanälen ausgestattet
ist. Die Bohrerspitze, die in vergrößertem Maßstab
in 2 perspektivisch dargestellt ist, hat einen herkömmlichen
Spitzenanschliff mit Hauptfreiflächen 20 und einer
Querschneide 22. Der Spitzenanschliff selbst, d. h. die
Ausbildung der Hauptfreiflächen, kann nach allen gängigen
Methoden angebracht und gestaltet werden, so dass eine nähere
Beschreibung der Geometrie dieser Flächen hier nicht erforderlich
ist.
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Die
Querschneide 22 ist bei der gezeigten Ausführungsform
des Werkzeugs durch Einschleifen einer Ausspitzung 24 verkürzt.
Bei der gezeigten Ausführungsform nach 2 ist
eine Ausspitzung nach DIN 1412 Form A dargestellt.
Es ist jedoch gleichermaßen möglich, andere Ausspitzungen
vorzusehen, beispielsweise Ausspitzungen, mit denen gleichzeitig
eine Korrektur der Hauptschneide 16 vorgenommen wird.
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Die
Besonderheit des in den Figuren dargestellten Werkzeugs besteht
darin, dass im Bereich der in 2 dargestellten
Spanbildungszone, d. h. in dem Bereich, in dem an der Hauptschneide
ein zusammenhängender Span entsteht und auf der Spannut
abgleitet, eine besondere Gestaltung des Bohrerquerschnitts vorgesehen
ist. Die Spanbildungszone kann – je nach zu zerspanendem
Material und nach Verlauf der Hauptschneide, insbesondere nach Wahl des
von den Hauptschneiden 16 des Bohrwerkzeugs eingeschlossenen
Spitzenwinkels WSP (siehe 1) – variieren.
In der Regel ist die Spanbildung in einem Abstand AM von der Bohrerspitze 26 abgeschlossen,
wobei das Maß AM zwischen 2 und 5 × D liegt, wenn
D den Nenndurchmesser des Bohrwerkzeugs bezeichnet.
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In
dieser Spanbildungszone hat das Bohrwerkzeug einen Querschnitt,
wie er in 4 in vergrößertem
Maßstab dargestellt ist. Man erkennt, dass das Bohrwerkzeug
in diesem Bereich eine in zwei Abschnitte unterteilte Spannut hat.
Aus einer ansonsten durchgehenden, in 4 oben mit
strichpunktierter Linie angedeuteten Spannutoberfläche springt
ein im Querschnitt im Wesentlichen wellenförmiger Spannutensteg 28 vor.
Dieser Spannutensteg unterteilt somit in diesem Bereich die Spannut
in zwei Abschnitte, nämlich einen die Schneidbrust bildenden
ersten Spannutenabschnitt 30 und einen den Spannutauslauf
bildenden zweiten Spannutenabschnitt 32. Die mit H bezeichnete
Höhe des Spannutenstegs 28 richtet sich nach der
Krümmung des ersten Spannutenabschnitts 30 und
sie liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 0,05 und 0,15 × D,
wobei als zusätzlicher Parameter für die Auswahl
des Maßes H der Kernquerschnitt des Bohrwerkzeugs im Bereich der Spanbildungszone
eingeht. Dieser Durchmesser ist in 4 mit dem
Bezugszeichen DK bezeichnet und er liegt im Bereich zwischen 0,15
und 0,25 × D, vorzugsweise zwischen 0,16 und 0,2 × D.
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Man
erkennt aus der Darstellung gemäß 4,
dass im Querschnitt betrachtet der Krümmungsradius R des
ersten Spannutenabschnitts 30 mit zunehmendem Abstand zum
Schneideneck 34 stetig abnimmt, bis er im Nutgrund den
kleinsten Krümmungsradius r vor dem Spannutensteg 28 ausbildet.
Dieser kleinste Krümmungsradius r liegt vorzugsweise im
Bereich zwischen 0,15 und 0,25 × D, vorzugsweise zwischen
0,18 und 0,22 × D, wobei das Maß wiederum den
Nenndurchmesser des Bohrwerkzeugs bezeichnet.
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Mit
dem vorstehend beschriebenen Aufbau des mehrschneidigen Vollhartmetall-Bohrwerkzeugs ergibt
sich bei der Zerspanung folgender Effekt, der anhand der 3 näher
erläutert werden soll. In 3 ist mit
dem Bezugszeichen 36 der an der Hauptschneide 16 entstehende
Span bezeichnet.
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Bei
der schematisierten Darstellung gemäß 3 entspricht
die Breite des Spans der Länge der Hauptschneide 16.
Es soll jedoch hervorgehoben werden, dass der Span – je
nach Gestaltung der Ausspitzung 24 – auch bis
zur verkürzten Querschneide 22 reichen kann. Entscheidend
ist, dass der entstehende Span 36 durch die besondere Gestaltung
des ersten Spannutenabschnitts 30, d. h. durch das Vorsehen
des wellenförmigen Spannutenstegs 28 eine stark
verstärkte Krümmung erfährt, die zu einem
frühzeitigen Spänebruch, d. h. zur Erzeugung von
so genannten Brökelspänen, führt, die
in 6 schematisch dargestellt sind. Dieser Spanbruch
tritt selbst dann ein, wenn extrem zähe und feste Werkstoffe, wie
z. B. Titan zerspant wird, welches beispielsweise in einer Verbundstruktur
von Flugzeug-Sandwich-Materialien auftritt.
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Der
vom Span
36 auf den Spannutensteg
28 einwirkende
Spandruck ist selbstverständlich bei der erfindungsgemäßen
Gestaltung des Bohrwerkzeugs größer. Durch die
Materialwahl, d. h. dadurch, dass das Werkzeug aus Vollhartmetall
hergestellt wird, kann diese verstärkte Beanspruchung des
Materials ohne weiteres aufgefangen werden. Gegebenenfalls wird
das Bohrwerkzeug in diesem Bereich mit einer geeigneten Beschichtung
ausgestattet, wie sie im Stand der Technik vielfach bekannt ist.
In diesem Zusammenhang wird beispielsweise auf Beschichtungen verwiesen,
die beispielsweise im Werkzeugkatalog der Anmelderin (
Gühring – Wer
Bietet Mehr?: "The Tool Company", Ausgabe Deutsch
2006, Preisliste Nr. 40) im Einzelnen beschrieben sind.
Derartige Beschichtungen dienen zur Reibungsverminderung und/oder
zur Verschleißminderung. Es kann eine Hartstoffschicht,
wie z. B. eine Schicht aus Diamant, vorzugsweise nanokristallinem
Diamant, aus TiN oder aus (Ti, Al) N oder aber auch eine Mehrlagen-Schicht
verwendet werden. Auch eine Kombination aus Hartstoffschicht und
Weichschicht ist – je nach Bedarf und in Abhängigkeit
von dem zu zerspanenden Material – anwendbar. Die Schicht
richtet sich auch nach der jeweils verwendeten Hartmetallsorte und
kann vom Fachmann unter Heranziehung der veröffentlichten
Kataloge ausgewählt werden.
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Ab
einem Mindestabstand AM von der Bohrerspitze 26 ist der
Spannutensteg 28 nicht mehr erforderlich. In diesem Bereich
(siehe 1 und 2) läuft
der Spannutensteg 28 allmählich in den Nutgrund 38 aus,
der in 4 mit strichpunktierter Linie bereits angedeutet
ist. Der Kernquerschnitt im Bereich der Spannut außerhalb
der Spanbildungszone kann unverändert beibehalten werden,
oder aber sogar kleiner werden, um den Abtransport der Späne 36 zu
verbessern, was insbesondere durch das durch die innenliegenden
Kühlkanäle zugeführte Kühl-/Schmiermittel,
besonders bei Anwendung der MMS-Technologie, unterstützt
werden kann. Insbesondere dann, wenn das Werkzeug zum Einbringen tiefer
Löcher mit einer Bohrtiefe größer 10 × D
eingesetzt wird, kann es von Vorteil sein, die Spannutentiefe in
den Bereichen, in denen das Werkzeug in das Material eintaucht,
zu vergrößern. Diese Vergrößerung
der Spannutentiefe kann auf den Bereich ausgedehnt werden, der bei
Verwendung des Werkzeugs als Tieflochbohrwerkzeug außerhalb
des Werkstücks in einer Führungsbuchse geführt
bleibt. Zur Erhöhung der Stabilität des Werkzeugs
kann die Spannutentiefe außerhalb dieser von Räumen
umschlossenen Bereiche allmählich oder sprunghaft ansteigen.
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Bei
der Herstellung des vorstehend beschriebenen Bohrwerkzeugs geht
man vorteilhafter Weise so vor, dass das in 4 gezeigte
Spannutenprofil entweder mit einer einzigen Profil-Schleifscheibe
durchgehend eingeschliffen wird oder aber das mehrere Profil-Schleifscheiben
verwendet werden, die hintereinander zur Ausbildung des in 4 gezeigten
Profils nacheinander benutzt werden. Anschließend können
die Spannutenstege 28 im Bereich außerhalb des
in 1 mit dem Maß AM bezeichneten
Bereich weggeschliffen werden. Es ist auch denkbar, das Spannutenprofil
gemäß 4 mit entsprechendem Übermaß bereits
zusammen mit dem Vollhartmetallrohling zu extrudieren, um Material
einzusparen und das Zerspanungsvolumen zu minimieren.
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Selbstverständlich
sind Abweichungen von dem beschriebenen Ausführungsbeispiel
denkbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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So
kann beispielsweise das Vollhartmetallbohrwerkzeug mehrteilig aufgebaut
sein, wobei ein die Bohrerspitze ausbildendes Vollhartmetall-Teil
mit dem oben beschriebenen Aufbau auf ein anderes Teil aufgesetzt
wird, das aus einem anderen Material besteht.
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Das
Bohrwerkzeug kann auch mit innenliegenden Kühlkanälen
ausgestattet werden. Anstelle der in den Ausführungsformen
gezeigten wendelförmigen Spannuten können auch
geradlinige Nuten verwendet werden.
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Das
Werkzeug kann auch mit mehr als zwei Schneiden ausgebildet werden,
wobei dann jede Spannut einen vorstehend beschriebenen Spannutensteg
im Bereich einer Spanbildungszone aufweist.
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Die
Erfindung schafft somit ein mehrschneidiges Vollhartmetall-(VHM)Bohrwerkzeug
zur Zerspanung von hoch festen Sandwich-Materialien. Das Werkzeug
hat einen Schaftabschnitt und ein sich daran anschließendes
Schneidteil, in das eine der Anzahl der Hauptschneiden entsprechende
Anzahl von Spannuten eingearbeitet ist. Zur Verstärkung
der Krümmung des entstehenden Spans hat die Spannut des
Bohrwerkzeugs im Bereich einer Spanbildungszone einen aus der Spannutenoberfläche
vorspringenden und im Querschnitt im Wesentlichen wellenförmigen
Spannutensteg, der die Spannut in zwei Abschnitte, einen die Schneidbrust
bildenden ersten Spannutenabschnitt und einen den Spannutauslauf bildenden
zweiten Spannutenabschnitt unterteilt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- - DIN 1412 [0031]
- - Gühring – Wer Bietet Mehr?: ”The
Tool Company”, Ausgabe Deutsch 2006, Preisliste Nr. 40 [0037]