DE102008045326B4 - Bohrer - Google Patents
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Abstract
Bohrer mit
– einer Stirnseite (5) und mit
– einer sich an die Stirnseite (5) anschließenden Umfangsfläche (19), wobei
– die Stirnseite (5) eine Hauptschneide (7) mit einer durch eine Mittelachse (11) des Bohrers (1) verlaufenden Querschneide (3) und mit zwei sich an die Querschneide (9) anschließenden, zur Umfangsfläche (19) verlaufenden ersten und zweiten Hauptschneidenbereichen (13, 15) aufweist,
– die Umfangsfläche (19) mindestens zwei Spannuten (21, 23) umfasst, die einen ersten und zweiten Steg (25, 27) zwischen sich begrenzen, überdies drei Fasen, von denen
– eine erste an das der Querschneide (9) abgewandte Ende des ersten Hauptschneidenbereichs (13) anschließt und als Freischneidenfase (33) dient, außerdem eine Freischneide (39) aufweist, und
– eine zweite an das der Querschneide (9) abgewandte Ende des zweiten Hauptschneidenbereichs (15) anschließt und als Führungsfase (35) dient,
– eine dritte als Stützfase (37) dient,
dadurch gekennzeichnet, dass...
– einer Stirnseite (5) und mit
– einer sich an die Stirnseite (5) anschließenden Umfangsfläche (19), wobei
– die Stirnseite (5) eine Hauptschneide (7) mit einer durch eine Mittelachse (11) des Bohrers (1) verlaufenden Querschneide (3) und mit zwei sich an die Querschneide (9) anschließenden, zur Umfangsfläche (19) verlaufenden ersten und zweiten Hauptschneidenbereichen (13, 15) aufweist,
– die Umfangsfläche (19) mindestens zwei Spannuten (21, 23) umfasst, die einen ersten und zweiten Steg (25, 27) zwischen sich begrenzen, überdies drei Fasen, von denen
– eine erste an das der Querschneide (9) abgewandte Ende des ersten Hauptschneidenbereichs (13) anschließt und als Freischneidenfase (33) dient, außerdem eine Freischneide (39) aufweist, und
– eine zweite an das der Querschneide (9) abgewandte Ende des zweiten Hauptschneidenbereichs (15) anschließt und als Führungsfase (35) dient,
– eine dritte als Stützfase (37) dient,
dadurch gekennzeichnet, dass...
Description
- Die Erfindung betrifft einen Bohrer mit einer Stirnseite und mit einer sich an die Stirnseite anschließenden Umfangsfläche gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Bohrer der hier angesprochenen Art sind bekannt (
DE 10 2006 025 294 A1 ). Sie weisen im Bereich ihrer Stirnseite eine Hauptschneide auf, die eine eine Mittelachse des Bohrers schneidende Querschneide und sich daran anschließende, zur Umfangsfläche verlaufende Hauptschneidenbereiche umfasst. Im Bereich der Umfangsfläche sind drei Fasen vorgesehen, von denen zwei sich direkt an die radial äußeren Enden der Hauptschneidenbereiche anschließen. Eine dritte Fase befindet sich zwischen diesen beiden Fasen. Bei der Bearbeitung eines Werkstücks stützt sich der Bohrer über die Fasen an einer Bohrungsoberfläche ab und wird somit geführt. Die Fasen dienen auch dazu, Vibrationen und ein Verlaufen des Bohrers aus der Rotationsachse zu verhindern. Bei sehr genau gefertigten Spiralbohrern, mit deren Hilfe Bohrungen erzeugt werden, deren Durchmesser dem des Bohrers entspricht, treten an den Fasen hohe Druckspannungen auf, weil sich kaum noch ein Schmierfilm bilden kann. Dies führt dazu, dass die Schnittkräfte und die Temperatur sehr stark ansteigen können, was zu einer kurzen Standzeit des Bohrers und auch zu Materialveränderungen am Werkstück führen kann. Da sich der Bohrer durch die Erwärmung ausdehnt, erhöhen sich noch die Druckspannungen und die damit verbundenen Probleme. Beim Anbohrvorgang werden die Führungsfasen zusätzlich belastet, wenn sich der Bohrer seitlich zu seiner Mittel- oder Rotationsachse verlagert. Die Fasen versuchen, den Bohrer in seiner außermittigen Position zu halten, während er durch die Ausgestaltung der Hauptschneiden in die Rotationsachse zurückgedrängt wird. Häufig werden Bohrungen damit unrund, was zu einer zusätzlichen Belastung und zu einem Verschleiß der Fasen führt. Auch wird die Nachschleifbarkeit des Bohrers erheblich eingeschränkt. - Um diesen Problemen entgegenzuwirken, wurden Spiralbohrer mit zusätzlichen Führungsfasen geschaffen, die dazu beitragen, die Rundheit der Bohrung zu erhöhen. Sie haben jedoch den Nachteil, dass sie keine größeren Verlagerungen des Bohrers aus der Rotationsachse heraus kompensieren können und sich damit sogar nachteilig auf die Standzeit auswirken.
- Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Bohrer der eingangs genannten Art zu schaffen, der diese Nachteile nicht aufweist.
- Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Bohrer mit einer Stirnseite und mit einer sich an die Stirnseite anschließenden Umfangsfläche vorgeschlagen. An der Stirnseite ist eine Hauptschneide vorgesehen mit einer Querschneide, welche die Mittel- oder Rotationsachse des Bohrers schneidet. An die Enden der Querschneide schließen sich zur Umfangsfläche verlaufende erste und zweite Hauptschneidenbereiche an. In die Umfangsfläche sind mindestens zwei Spannuten eingebracht, die dazu dienen, von der Hauptschneide abgetragene Späne aus dem Arbeitsbereich zu entfernen. Zwischen den Spannuten bleiben erste und zweite Stege. Die Umfangsfläche weist außerdem drei Fasen auf, von denen eine erste an das der Querschneide abgewandte Ende des ersten Hauptschneidenbereichs anschließt und als Führungsfase dient, und eine zweite an das der Querschneide abgewandte Ende des zweiten Hauptschneidenbereichs an schließt, die eine Freischneide aufweist. Die dritte Fase dient als Stützfase.
- Der Bohrer zeichnet sich dadurch aus, dass die Führungsfase an dem ersten Steg angeordnet ist, während sich die Stützfase gemeinsam mit der die Freischneide aufweisenden Freischneidefase an dem zweiten Steg befindet.
- Die Verteilung der Fasen auf der Umfangsfläche des Bohrers, wie sie hier vorgeschlagen wird, bewirkt eine optimale Führung sowohl während eines Anbohrvorgangs als auch während der weiteren Herstellung einer Bohrung in einem Werkstück. Der Bohrer wird dabei so abgestützt, dass ein Verlaufen aus der Mittel- beziehungsweise Rotationsachse aber auch ein Rattern während der Bearbeitung eines Werkstücks sicher vermieden werden.
- Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Bohrers zeichnet sich dadurch aus, dass die Fasen so an der Umfangsfläche angeordnet sind, dass bei der Bearbeitung eines Werkstücks über die Fasen in den Bohrer eingeleitete Kräfte so gerichtet sind, dass sich eine Kraft-Resultierende ergibt, die in Richtung oder praktisch in Richtung der Querschneide verläuft und dazu führt, dass der Bohrer parallel zu dieser oder im Wesentlichen parallel zur Querschneide, das heißt in Längsrichtung der Querschneide, verschoben wird und sich in der Bohrung zentriert. Damit wird ein Rattern vermieden. Außerdem schneidet sich der Bohrer bei einem Verschleiß der Hauptschneide frei.
- Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Bohrers zeichnet sich dadurch aus, dass die Winkelteilung der beiden Hauptschneidenbereiche ungleich ist, sodass sie in der Stirnseite des Bohrers nicht ge meinsam auf einer gedachten Durchmesserlinie liegen, sondern unter einem Winkel zueinander angeordnet sind, der von 180° abweicht. Diese Ausgestaltung führt ebenfalls dazu, dass der Bohrer beim Anbohren und während der Bearbeitung eines Werkstücks geführt wird und ein Ausweichen aus der gewünschten Rotationsachse und ein Rattern vermieden werden.
- Ein weiteres Ausführungsbeispiel des Bohrers zeichnet sich dadurch aus, dass die in Umfangsrichtung gemessene Breite der Stege verschieden ist und dass die Stützfase und auch die Fase mit der Freischneide an dem breiteren Steg vorgesehen sind.
- Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, dass die Hauptschneidenbereiche in axialer Richtung des Bohrers gesehen zueinander versetzt sind. Dabei eilt der Hauptschneidenbereich, dessen Fase an demselben Steg vorgesehen ist wie die Stützfase, gegenüber dem anderen Hauptschneidenbereich axial vor.
- Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.
- Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine Stirnseitenansicht eines Bohrers; -
2 die Ansicht gemäß1 mit Hilfslinien zur Erläuterung eines Freischneide-Effekts und -
3 eine Seitenansicht des vorderen Teils eines Bohrers gemäß1 . -
1 gibt einen Bohrer1 in Stirnansicht wieder. Zur Vereinfachung der Erläuterungen ist durch einen Kreis3 die Wand einer mit dem Bohrer1 bearbeiteten Bohrung in einem Werkstück angedeutet. - Der Bohrer
1 weist eine Stirnseite5 auf, die in1 in Draufsicht wiedergegeben ist. Diese umfasst eine Hauptschneide7 mit mehreren Bereichen, nämlich mit einer Querschneide9 , die durch die Mittelachse11 des Bohrers1 verläuft, und mit zwei an die Querschneide9 anschließenden Hauptschneidenbereichen13 und15 . - In die Stirnseite
5 ist hier eine Ausspitzung17 ,17' eingebracht, die der Verkürzung der Querschneide9 dient. Eine derartige Ausgestaltung ist grundsätzlich bekannt, sodass hier nicht näher darauf eingegangen wird. - In die Umfangsfläche
19 des Bohrers1 , die im Wesentlichen senkrecht zur Bildebene von1 verläuft und sich an die Stirnseite5 anschließt, sind zwei Spannuten21 ,23 eingebracht, die dem Abtransport von bei der Bearbeitung eines Werkstücks entstehenden Spänen dienen. Zwischen diesen liegen Stege25 und27 . - In
1 sind eine gestrichelte horizontale Linie H und eine gestrichelte vertikale Linie V eingezeichnet, in deren Schnittpunkt die senkrecht auf der Bildebene von1 stehende Mittelachse11 liegt. Sie stellt bei der Bearbeitung eines Werkstücks die Rotationsachse des Bohrers1 dar. Der erste Hauptschneidenbereich13 geht von der Querschneide9 aus. Ein erster Abschnitt13a verläuft, bedingt durch die Ausspitzung17 , zunächst nach rechts oben, hier bei spielhaft unter einem Winkel von ca. 30°. Ein sich anschließender Abschnitt13b des Hauptschneidenbereichs13 verläuft dann weiter zur Umfangsfläche19 des Bohrers1 , hier im Wesentlichen parallel zur horizontalen Linie H. Er ist in einem Abstand a1 zu dieser angeordnet. - Auf der anderen Seite der Querschneide
9 setzt der Hauptschneidenbereich15 an, dessen erster Abschnitt15a bedingt durch die Ausspitzung17' hier beispielsweise etwa unter einem Winkel von etwas über 25° zur Horizontalen H verläuft, und dessen zweiter Abschnitt15b bis zur Umfangsfläche19 reicht. Dieser Abschnitt15b läuft etwas nach links oben in1 . Zieht man eine Durchmesserlinie D durch die Mittelachse11 und legt diese so, dass sie etwa parallel zu dem nach schräg links oben verlaufenden Abschnitt15b des Hauptschneidenbereichs15 liegt, so ergibt sich hier ein Abstand a2 zwischen der Durchmesserlinie D und diesem Abschnitt15b . Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist a1 kleiner als a2. - Die Stirnseite
5 des Bohrers1 fällt, ausgehend von dem die Umfangsfläche19 des Bohrers1 schneidenden Abschnitt15b des Hauptschneidenbereichs15 in die Bildebene hinein ab. Entsprechend fällt die Stirnseite5 ausgehend von dem die Umfangsfläche19 des Bohrers1 schneidenden Abschnitt13b des ersten Hauptschneidenbereichs13 in die Bildebene von1 hinein ab. Es werden auf diese Weise eine Hauptfreifläche29 des Hauptschneidenbereichs13 und eine Hauptfreifläche31 des Hauptschneidenbereichs15 geschaffen. - Aus der Stirnseitenansicht des Bohrers
1 wird deutlich, dass dieser sich über drei Fasen an der durch den Kreis3 angedeuteten Boh rungswand abstützt, wenn der Bohrer1 in eine Bohrung in einem hier nicht dargestellten Werkstück eindringt. Dabei ist vorgesehen, dass sich eine erste Freischneidenfase33 an das der Querschneide9 abgewandte Ende des ersten Hauptschneidenbereichs13 anschließt, und dass sich an das der Querschneide9 abgewandte Ende des zweiten Hauptschneidenbereichs15 eine vorzugsweise als Rundschlifffase ausgebildete Führungsfase35 anschließt. Der Bohrer1 stützt sich schließlich über eine dritte Fase, die als Stützfase37 bezeichnet wird, an der Bohrungswand ab. -
1 zeigt deutlich, dass an dem ersten Steg25 die Führungsfase35 vorgesehen ist, und dass an dem zweiten Steg27 sowohl die Freischneidenfase31 als auch die Stützfase37 vorgesehen sind. Die Stützfase37 schließt mit einem der der Querschneide9 abgewandten Enden der ersten und zweiten Hauptschneidenbereiche13 ,15 einen Winkel von 45° bis 100° ein. Die Fase, die der Stützfase37 am nächsten ist, hier also die Freischneidefase33 , ist mit einem radialen Freiwinkel versehen. - Der an dem zweiten Steg
27 vorgesehenen Freischneidenfase33 ist eine Freischneide39 zugeordnet. - Bei der Bearbeitung eines Werkstücks mit dem Bohrer
1 dreht sich dieser, wie durch einen Pfeil41 angedeutet, bei der Darstellung gemäß1 gegen den Uhrzeigersinn. Grundsätzlich ist es möglich, das Werkstück in Rotation zu versetzen und den Bohrer festzuhalten oder auch beide Teile gegensinnig rotieren zu lassen, um eine Relativdrehung zu bewirken. Trägt die Hauptschneide7 von einem Werkstück Späne ab, so fließen diese in die Spannuten21 und23 , die senkrecht in die Bildebene von1 abfallen. Dabei gelangen die von dem Hauptschneidenbereich13 abgetragenen Späne in den – in Drehrichtung gesehen – voreilenden Spanraum21 und die von dem Hauptschneidenbereich15 abgetragenen Späne in den zugehörigen Spanraum23 . - Bei der Bearbeitung einer Bohrung werden Kräfte in den Bohrer
1 eingeleitet und zwar über die Hauptschneide7 und über die drei Fasen. Dies führt dazu, dass der Bohrer1 sicher an der Führungsfase35 und der Stützfase37 anliegt und in der entstehenden Bohrung gut geführt wird. - Sollte es zu einem Verschleiß der Hauptschneide
7 kommen, so reduziert sich der Durchmesser der entstehenden Bohrung im Werkstück, also auch der des in1 wiedergegebenen Kreises3 . Dies kann zum Einklemmen des Bohrers1 in der entstehenden Bohrung führen. - Bei dem in
1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird durch die Freischneide39 bei einem Verschleiß der Hauptschneide7 sichergestellt, dass sich der Bohrer1 freischneidet, also im Werkstück nicht eingeklemmt wird. -
1 zeigt auch noch, dass bei einem Rattern des Bohrers1 dieser von den drei Fasen, der Freischneidenfase33 , der Führungsfase35 und der Stützfase37 , in der Bohrungswand abgestützt wird. Diese Kräfte ergeben gemeinsam mit den über die Hauptschneide7 in den Bohrer1 eingeleiteten Kräften, eine Kraft-Resultierende mit der durch den Doppelpfeil43 angedeuteten Richtung. Dadurch wird der Bohrer sicher – in1 nach links unten – gegen die Führungsfase35 und die Stützfase37 angelegt, sodass das Rattern unterdrückt wird. -
2 zeigt den Bohrer1 in Stirnseitenansicht. Durch Hilfslinien soll der Freischneide-Effekt näher erläutert werden. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen, sodass insofern auf die Beschreibung zu1 verwiesen wird. Einige für die Erläuterungen zu2 entbehrliche Bezugsziffern sind aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit weggelassen. - In
2 sind die gestrichelte horizontale Linie H und die gestrichelte vertikale Linie V erkennbar, die sich im Mittelpunkt einer durch den Kreis3 angedeuteten Bohrung schneiden und in deren Schnittpunkt die Mittelachse11 des Bohrers liegt. Bei Verwendung des Bohrers1 und bei Bearbeitung eines Werkstücks trägt die an der Stirnseite5 vorgesehene Hauptschneide7 Späne von dem hier nicht dargestellten Werkstück ab. Es wirken dabei über die Hauptschneide7 und über die drei Fasen, die Freischneidenfase33 , die Führungsfase35 und die Stützfase37 , Kräfte auf den Bohrer1 , wobei sich bei einer Drehung des Bohrers1 in Richtung des Pfeils41 die in Richtung des Doppelpfeils43 weisende Kraft-Resultierende ergibt, die auf einer gedachten Linie liegt, welche in Verlängerung der Querschneide9 verläuft Der Bohrer1 – also auch dessen Querschneide9 – wird also nach links unten gedrückt und somit im wesentlichen parallel oder exakt parallel zu seiner Querschneide9 verlagert, damit er sicher an der Führungsfase35 und der Stützfase37 anliegt und in der Bohrung geführt wird. Diese Kraft-Resultierende43 sorgt dafür, dass ein Rattern sicher vermieden, zumindest stark vermindert wird. - Bei einem Verschleiß der Hauptschneide
7 vermindert sich der Durchmesser der von dem Bohrer1 erzeugten Bohrung, sodass die Bohrungswand nicht mehr auf dem Kreis3 sondern auf dem gestrichelt dargestellten Kreis3' liegt. Dessen Mittelpunkt fällt mit dem Schnittpunkt der durchgezogenen horizontalen Linie H' und der durchgezogenen vertikalen Linie V' zusammen. Durch die in Richtung des Doppelpfeils43 wirkenden Kräfte wird der Bohrer weiterhin nach links unten gedrängt. - Da sich bei Verschleiß der Hauptschneide
7 der Durchmesser des die Bohrungswandung repräsentierenden Kreises3' reduziert, würde der Bohrer1 , dessen Durchmesser außer im Bereich der verschlissenen Hauptschneide7 gleichgeblieben ist, in der entstehenden Bohrung festgeklemmt. Es zeigt sich aber, dass gemäß2 in diesem Fall die Freischneide39 Späne45 von der Bohrungswand abträgt und den Durchmesser der Bohrung1 dadurch vergrößert, sodass sich der Bohrer1 freischneidet und ein Einklemmen in der Bohrung verhindert wird. Die Verlagerung des Bohrers1 nahezu oder exakt parallel zu seiner Querschneide9 soll heißen, dass dieser praktisch in Längsrichtung der Querschneide9 verschoben wird. Dadurch werden die Spanungsdicken an der Querschneide9 und an den Hauptschneidenbereichen13 ,15 in einer Größenordnung von weniger als 1% verändert. Für die Schneiden ergibt sich also keine wesentliche Mehrbelastung. Da bei einer derartigen Verlagerung der der Freischneide39 zugeordnete Hauptschneidenbereich13 mit einer größeren Spanungsdicke belastet wird, werden ein sicheres Anliegen des Bohrers1 an der Stützfase37 gewährleistet und Vibrationen beziehungsweise Rattern vermieden. - In
2 ist der Teilungswinkel α zwischen den Hauptschneidenbereichen13 und15 eingezeichnet. Es ist ohne Weiteres erkennbar, dass diese Bereiche einander nicht unmittelbar gegenüber liegen und dass daher der Teilungswinkel hier von 180° abweicht und > 180° ist. Bei dieser bevorzugten Ausgestaltung ergibt sich eine definierte resultierende Schnittkraft in radialer Richtung, die dazu führt, dass der Bohrer1 eine Bohrung mit Übermaß produziert. Dabei bleibt aber die Querschneide9 mittig angeordnet, sodass sie den Bohrer1 in einer Bohrung zentriert und während eines Anbohrvorgangs stabilisiert. -
2 zeigt auch, dass die Stützfase37 gerade im Bereich dieses Teilungswinkels α liegt, der > 180° ist. -
3 zeigt schließlich das vordere abgebrochene Ende des Bohrers1 in Seitenansicht, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen wurde, sodass auf die Beschreibung von1 verwiesen wird. Allerdings wurden aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit einige für die Erläuterungen zu3 entbehrliche Bezugsziffern weggelassen. - Es wird hier deutlich, dass der Bohrer
1 mit entlang einer gedachten Schraubenlinie verlaufenden Spannuten versehen ist, von denen hier die Spannut23 zu sehen ist. Denkbar ist es auch, einen Bohrer mit Spannuten zu versehen, die parallel zu dessen Mittelachse11 ausgerichtet sind. - Es ist ein Teil der Stirnseite
5 zu sehen, auf der die die Mittelachse11 schneidende Querschneide9 und die Hauptschneide7 angeordnet sind, von der hier der zweite Hauptschneidenbereich15 oberhalb der Mittelachse11 zu erkennen ist. Der an die Querschneide9 und an die Ausspitzung17 angrenzende erste Abschnitt15a des zweiten Hauptschneidenbereichs geht in den zweiten Abschnitt15b über, der sich bis zur Umfangsfläche19 erstreckt. - In
3 liegt unterhalb der Spannut23 die angrenzende Stützfase37 . Unten ist die Freischneide39 mit der zugehörigen Freischneidenfase33 zu sehen. Diese wird durch eine schmale, im Idealfall linienförmige Rundschlifffase realisiert. Durch eine Linie47 ist angedeutet, dass die Freischneide31 einen Freiwinkel aufweisen kann, sodass hier eine Freischneidenfreifläche gebildet wird. - In
3 ist der Anstellwinkel β eingezeichnet, der zwischen dem zweiten Hauptschneidenbereich15 und einer Hilfslinie47 gemessen wird, die parallel zur Mittellinie11 des Bohrers1 verläuft. Entsprechend wird der Ausstellwinkel des in3 nicht sichtbaren Hauptschneidenbereichs13 gemessen. - Zur Stabilisierung des Bohrers
1 in einer zu bearbeitenden Bohrung ist vorgesehen, dass einer der beiden Hauptschneidenbereiche gegenüber dem anderen in axialer Richtung, also in Richtung der Mittelachse11 und in Vorschubrichtung VS gesehen, voreilt. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der der Freischneide39 zugeordnete Hauptschneidenbereich13 gegenüber dem der Führungsfase35 zugeordneten Hauptschneidenbereich15 axial voreilt. Es gibt mehrere Möglichkeiten, dies zu erreichen:
Anhand von1 soll eine erste Ausführungsvariante erläutert werden: Die sich an den ersten Hauptschneidenbereich13 anschließende Hauptfreifläche29 fällt, ausgehend von dem Hauptschneidenbereich13 in die Bildebene von1 ab. Auch der zweite Hauptschneidenbereich15 fällt in die Bildebene hinein ab, sodass hier die Hauptfreifläche31 gebildet wird. Der Abschnitt13b des ersten Hauptschneidenbereichs13 verläuft in einem Abstand a1 parallel zur horizontalen Linie H. Parallel zum Abschnitt15b des Haupt schneidenbereichs15 ist die die Mittellinie11 schneidende Durchmesserlinie D eingezeichnet, die in einem Abstand a2 zum Abschnitt15b verläuft. Die Abstände a1 und a2 kennzeichnen den Vormittestand des Abschnitts13b des Hauptschneidenbereichs13 und des Abschnitts15b des Hauptschneidenbereichs15 . Es gilt hier: a1 > a2, was aus1 nicht ohne weiteres erkennbar ist, das heißt, der Vormitteabstand a1 des Abschnitts13b ist größer als der Vormitteabstand a2 des Abschnitts15b . Daraus ergibt sich, dass der erste Hauptschneidenbereich13 gegenüber dem zweiten Hauptschneidenbereich15 in axialer Richtung voreilt. Der Abschnitt13b springt also weiter auf den Betrachter der1 und2 vor als dies bei dem Abschnitt15b des zweiten Hauptschneidenbereichs15 der Fall ist. Durch verschieden große Vormittestände ist es also möglich, einen axialen Versatz der beiden Hauptschneidenbereiche zueinander zu erreichen, und die axiale Voreilung des ersten Hauptschneidenbereichs13 durch einen größeren Vormittestand, also Abstand a1, zu realisieren. - Eine weitere Möglichkeit, verschiedene axiale Positionen der beiden Hauptschneidenbereiche zu realisieren, besteht darin, den beiden Hauptschneidenbereichen verschiedene Anstellwinkel β zuzuordnen.
- Der Anstellwinkel β des zweiten Hauptschneidenbereichs
15 ergibt sich aus3 , er wurde, wie erläutert, gegenüber einer Hilfslinie47 gemessen, die parallel zur Mittelachse11 des Bohrers1 verläuft. Bei der Darstellung gemäß3 beträgt der Anstellwinkel β des zweiten Hauptabschnittsbereichs15 rein beispielhaft etwas mehr als 20°. Wird für den ersten Hauptschneidenbereich13 derselbe Anstellwinkel gewählt, liegen beide Hauptschneidenbereiche13 und15 – in Richtung der Mittelachse11 beziehungsweise der durch den Pfeil VS angedeuteten Vorschubrichtung gesehen – auf gleicher axialer Höhe. Wird für den ersten Hauptschneidenbereich13 , beziehungsweise für dessen Abschnitt13b , ein größerer Anstellwinkel β gewählt als für den zweiten Hauptschneidenbereich15 , so eilt der erste Hauptschneidenbereich13 dem zweiten Hauptschneidenbereich15 , der in3 sichtbar ist, in axialer Richtung vor. Die Winkeldifferenz beträgt vorzugsweise weniger als 1°. - Es ist überdies möglich, einen axialen Versatz der beiden Hauptschneidenbereiche
13 und15 dadurch zu realisieren, dass die beiden Hauptschneidenbereiche einen voneinander abweichenden Verlauf aufweisen:
Das in3 dargestellte Ausführungsbeispiel des Bohrers1 zeigt gerade ausgebildete Hauptschneidenbereiche13 und15 . Es ist aber häufig vorgesehen, diese hohl oder ballig auszubilden. Denkbar ist es auch, einen Hauptschneidenbereich hohl und den anderen ballig auszugestalten. - Werden zwei hohl ausgebildete Hauptschneidenbereiche vorgesehen, so eilt derjenige in axialer Richtung vor, der weniger hohl ist. Wird einer der Hauptschneidenbereiche hohl und der andere gerade ausgebildet, so eilt der gerade ausgebildete Hauptschneidenbereich axial vor. Wird einer der Hauptschneidenbereiche gerade und der andere ballig ausgebildet, so eilt der ballige Hauptschneidenabschnitt axial vor. Wird schließlich vorgesehen, beide Hauptschneidenbereiche ballig auszubilden, so eilt derjenige axial vor, der balliger ist.
- Aus den Erläuterungen zu den
1 bis3 wird deutlich, dass es auf einfache Weise möglich ist, einen Bohrer1 während des An bohrvorgangs bei der Bearbeitung eines Werkstücks zu zentrieren, außerdem ein Einklemmen des Bohrers1 bei einem Verschleiß der Hauptschneide7 zu verhindern, und schließlich Vibrationen und Rattern bei der Bearbeitung von Werkstücken sicher zu vermeiden. Dabei bedarf es keiner aufwendigen Herstellung des Bohrers1 . Es zeigt sich, dass die Verteilung der drei Fasen des Bohrers1 auf die Stege25 und27 die gewünschten Effekte bewirkt. Dabei ist die Führungsfase35 des zweiten Hauptschneidenbereichs17 auf einem der durch Spannuten21 und23 abgegrenzten Steg25 vorgesehen, während die beiden anderen Fasen auf dem anderen Steg27 angeordnet sind, nämlich die Freischneidenfase33 und die Stützfase37 , was insbesondere aus den Stirnseitenansichten gemäß den1 und2 deutlich erkennbar ist. - Durch die hier gewählte Ausgestaltung des Bohrers
1 ergibt sich die Möglichkeit, diesen bei hohen Schnittgeschwindigkeiten von 100 m/min bis beispielweise 250 m/min, vorzugsweise 200 m/min, einzusetzen. Bei derartigen Schnittgeschwindigkeiten wird sehr viel Wärme in das Werkzeug eingeleitet. Oben wurde erläutert, dass durch diese Erwärmung eine Ausdehnung des Bohrers1 bewirkt wird. Deswegen ist die beschriebene Freischneidewirkung also wichtig. Da der Bohrer1 außerdem sicher an der Stützfase37 anliegt, ist gewährleistet, dass das Werkstück selbst dabei nicht übermäßig erhitzt wird und möglicherweise Schaden nimmt. Die hier gewählte Bauform stellt dabei außerdem sicher, dass Vibrationen und Rattern mit hoher Sicherheit vermieden, zumindest stark reduziert werden.
Claims (13)
- Bohrer mit – einer Stirnseite (
5 ) und mit – einer sich an die Stirnseite (5 ) anschließenden Umfangsfläche (19 ), wobei – die Stirnseite (5 ) eine Hauptschneide (7 ) mit einer durch eine Mittelachse (11 ) des Bohrers (1 ) verlaufenden Querschneide (3 ) und mit zwei sich an die Querschneide (9 ) anschließenden, zur Umfangsfläche (19 ) verlaufenden ersten und zweiten Hauptschneidenbereichen (13 ,15 ) aufweist, – die Umfangsfläche (19 ) mindestens zwei Spannuten (21 ,23 ) umfasst, die einen ersten und zweiten Steg (25 ,27 ) zwischen sich begrenzen, überdies drei Fasen, von denen – eine erste an das der Querschneide (9 ) abgewandte Ende des ersten Hauptschneidenbereichs (13 ) anschließt und als Freischneidenfase (33 ) dient, außerdem eine Freischneide (39 ) aufweist, und – eine zweite an das der Querschneide (9 ) abgewandte Ende des zweiten Hauptschneidenbereichs (15 ) anschließt und als Führungsfase (35 ) dient, – eine dritte als Stützfase (37 ) dient, dadurch gekennzeichnet, dass – die Führungsfase (35 ) an dem ersten Steg (25 ) und – die Stützfase (37 ) gemeinsam mit der die Freischneide (39 ) aufweisenden Freischneidenfase (33 ) an dem zweiten Steg (27 ) angeordnet sind. - Bohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Steg (
27 ) – in Umfangsrichtung gesehen – breiter ist als der erste Steg (25 ). - Bohrer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasen so an der Umfangsfläche (
19 ) des Bohrers (1 ) angeordnet sind, dass bei Verwendung des Bohrers (1 ) über die sich an einer Bohrungswand abstützenden Fasen Kräfte in den Bohrer (1 ) eingeleitet werden, deren Resultierende im Wesentlichen parallel oder exakt parallel zur Querschneide (9 ) der Hauptschneide (7 ) verläuft. - Bohrer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützfase (
37 ) in einem Winkel von 45° bis 100° zu einem der der Querschneide (9 ) abgewandten Enden der Hauptschneidenbereiche (13 ,15 ) angeordnet ist. - Bohrer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teilungswinkel (α) zwischen den Hauptschneidenbereichen (
13 ,15 ) ungleich 180° ist. - Bohrer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilungswinkel (α) > 180° ist, und dass im Bereich dieses Teilungswinkels (α) die Stützfase (
37 ) angeordnet ist. - Bohrer nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass an den Steg (
25 ), dessen in Umfangsrichtung gemessene Breite größer als die des anderen ist, die Freischneidenfase (33 ) mit der Freischneide (39 ) und die Stützfase (37 ) vorgesehen sind. - Bohrer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptschneidenbereich (
13 ), dessen Freischneidenfase (33 ) an demselben Steg (27 ) vorgesehen ist wie die Stützfase (37 ), gegenüber dem anderen Hauptschneidenbereich (15 ) axial, also in Richtung der Mittelachse (11 ) und in Vorschubrichtung (VS) des Bohrers (1 ) gesehen, voreilt. - Bohrer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Voreilung durch einen größeren Vormittestand (a1, a2) des voreilenden Hauptschneidenbereichs realisierbar ist.
- Bohrer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Voreilung durch einen größeren Anstellwinkel (β) des voreilenden Hauptschneidenbereichs realisierbar ist.
- Bohrer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Voreilung durch einen gegenüber dem anderen Hauptschneidenbereich abweichenden Verlauf des voreilenden Hauptschneidenbereichs realisierbar ist.
- Bohrer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Freischneide (
39 ) einen Freiwinkel aufweist. - Bohrer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Ausspitzung (
17 ,17' ) aufweist.
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