DE102010026947B3 - Drilling tool, use of this drilling tool and drilling method performed with the drilling tool - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bohrwerkzeug, wobei erfindungsgemäß eine Schneidkantenfase (18) vorgesehen ist.The invention relates to a drilling tool, a cutting edge bevel (18) being provided according to the invention.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bohrwerkzeug zur spanenden Bearbeitung von Metallen mit wenigstens einer Fase. Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung die Verwendung dieses Bohrwerkzeugs und gemäß einem dritten Aspekt ein mit dem Bohrwerkzeug durchgeführtes Bohrverfahren.The invention relates to a drilling tool for machining metals with at least one chamfer. According to a second aspect, the invention relates to the use of this drilling tool and, according to a third aspect, to a drilling method carried out with the drilling tool.

Bohrwerkzeuge sind in unterschiedlicher Form bekannt, beispielsweise als Bohrer, als Wendeschneidplatten für Bohrwerkzeuge oder auch als Bohrkrone.Drilling tools are known in various forms, such as drills, as indexable inserts for drilling tools or as a drill bit.

Ein Bohrwerkzeug ist beispielsweise auch ein aus der DE 103 32 930 A1 bekannter Gewindebohrer zum Schneiden von Innengewinden. Dieser bekannte Gewindebohrer ist insbesondere hinsichtlich einer hohen Schnittgeschwindigkeit optimiert und soll trotz der sehr hohen Schnittgeschwindigkeiten eine ausreichende Prozesssicherheit gewährleisten. Hierzu sind mindestens zwei Schneidstollen des Gewindebohrers mit Schneidkanten ausgerüstet, wobei die Schneiden mindestens im Anschnitt eine Schneidkantenfase mit negativem Winkel aufweisen, die den effektiven Spanwinkel der Schneiden reduziert.A drilling tool is, for example, a from the DE 103 32 930 A1 Known tap for cutting internal threads. This known tap is optimized in particular with regard to a high cutting speed and should ensure sufficient process reliability despite the very high cutting speeds. For this purpose, at least two cutting lugs of the tap are equipped with cutting edges, wherein the cutting at least in the lead have a cutting edge bevel with a negative angle, which reduces the effective rake angle of the cutting.

Ein anderes Bohrwerkzeug ist eine aus der EP 0 661 122 A1 bekannte Wendeschneidplatte. Diese besitzt mehrere Hauptschneidkanten und Nebenschneidkanten an einem in etwa gleichwinkeligen Dreieck, die mit den Seiten dieses Dreiecks zusammenfallen beziehungsweise die die Hauptschneidkanten abstumpfen. Um die Stabilität in den Schneidecken insbesondere für Fräsoperationen nochmals zu verbessern, werden Schneidkantenfasen in den Eckbereichen vorgesehen, wobei die Schneidkantenfase gerade im Eckbereich breiter ist, als entlang der im Wesentlichen geraden Schneidkanten.Another drilling tool is one of the EP 0 661 122 A1 known indexable insert. This has several major cutting edges and minor cutting edges on an approximately equiangular triangle, which coincide with the sides of this triangle or dull the main cutting edges. In order to further improve the stability in the cutting corners, in particular for milling operations, cutting edge chamfers are provided in the corner regions, wherein the cutting edge chamfer is broader in the corner area than along the substantially straight cutting edges.

Eine weitere, aus der DE 695 02 106 T2 bekannte Wendeschneidplatte besitzt zwischen einer Schneidkante und einem absinkenden Oberflächenbereich jeweils eine ansteigende Schneidkantenfase.Another, from the DE 695 02 106 T2 Known insert has between a cutting edge and a sinking surface area each have a rising Schneidkantenfase.

Bei einem Schneidelement zur spanabhebenden Bearbeitung in der DD 145 070 A ist eine durchgehende oder unterbrochene Schneidkantenfase vorgesehen, bei dem die Schneidengeometrie so gestaltet ist, dass eine stabile Hauptschneide eine Nebenschneide entlastet und eine hohe Verschleißstabilität beider Schneiden gewährleistet wird.In a cutting element for machining in the DD 145 070 A a continuous or interrupted Schneidkantenfase is provided in which the cutting geometry is designed so that a stable main cutting relieves a minor cutting edge and a high wear resistance of both cutting is guaranteed.

Ein aus der DE 29 46 022 C2 bekannter polygonaler Schneideinsatz besitzt ebenfalls eine Schneidkante mit einer zugehörigen Schneidkantenfase und einer sich von der Schneidkantenfase nach innen erstreckenden, geneigten Spanfläche.One from the DE 29 46 022 C2 The known polygonal cutting insert also has a cutting edge with an associated cutting edge land and an inclined rake surface extending inwardly from the cutting edge land.

Aus der DE 10 2005 003 496 A1 ist ein Bohrwerkzeug bekannt, das eine Hauptschneide aufweist, welche durch Anschleifen einer Schutzfase gebrochen ist. Dadurch soll die Standzeit des Bohrwerkzeugs erhöht werden. Diese Schutzfase wird über die Länge der Schneidkante in Abhängigkeit des Abstandes von der Bohrerachse variiert. Dadurch soll erreicht werden, dass die Schutzfase der Schneidkante an der jeweiligen Stelle die optimalen geometrischen Eigenschaften in Bezug auf Schnittgeschwindigkeit und Schnittrichtung aufweist. Die Schutzfase ist dabei jeweils spanflächenseitig angeordnet.From the DE 10 2005 003 496 A1 a drilling tool is known which has a main cutting edge which is broken by grinding a Schutzfase. This is intended to increase the service life of the drilling tool. This protective bevel is varied over the length of the cutting edge as a function of the distance from the drill axis. This is intended to ensure that the protective bevel of the cutting edge at the respective point has the optimum geometric properties with respect to cutting speed and cutting direction. The protective chamfer is arranged in each case on the chip surface side.

Neben den in diesen Druckschriften angesprochenen Aufgabenstellungen gibt es aber gerade beim Bohren ein weiteres Problem.In addition to the problems mentioned in these documents, there is just another problem when drilling.

Beim Bohren, insbesondere beim Bohren in Metall, kann es zum so genannten Rattern kommen. Dabei führt eine Schwingung des dabei eingesetzten Bohrwerkzeugs in Längsrichtung zu einer Welligkeit im Grund des Lochs, was dazu führt, dass die in Längsrichtung des Bohrwerkzeugs wirkende Vorschubkraft schwankt und die Schwingung verstärkt. Das Rattern senkt die Lebensdauer des Werkzeugs und führt zu unerwünschtem Lärm.When drilling, especially when drilling in metal, it can come to the so-called rattle. In this case, a vibration of the drilling tool used in the longitudinal direction leads to a waviness in the bottom of the hole, which causes the force acting in the longitudinal direction of the drilling tool feed force fluctuates and amplifies the vibration. Rattling lowers tool life and leads to unwanted noise.

Im Stand der Technik ist es bekannt, Schwingungen durch einen im Werkzeugschaft integrierten Dämpfer zu absorbieren. Nachteilig hieran sind der hohe konstruktive Aufwand und die mit dem Einbau des Dämpfers einhergehende Materialschwächung.In the prior art it is known to absorb vibrations by a built-in tool shank damper. The disadvantage of this is the high design complexity and associated with the installation of the damper material weakening.

Ein anderer aus der DE 10 2008 045 326 A1 bekannter Vorschlag für Spiralbohrer versucht ebenfalls, die bei unrunden Bohrungen auftretenden Belastungen und ein rattern zu reduzieren. Hierzu werden an der Umfangsfläche eines Bohrers Führungsfasen angeordnet.Another from the DE 10 2008 045 326 A1 Known proposal for twist drill also tries to reduce the loads occurring in non-round holes and rattle. For this purpose, guide bevels are arranged on the peripheral surface of a drill.

Ein ähnlicher Vorschlag wird in der WO 88/03849 A1 beschrieben, bei dem die Winkelteilung mehrerer Hauptschneiden ungleich gestaltet wird, wodurch ebenfalls die Neigung des Bohrers zum Rattern eliminiert werden soll.A similar proposal will be made in the WO 88/03849 A1 described in which the angular pitch of several main cutting edges is made uneven, which should also eliminate the tendency of the drill to rattle.

Auch die DE 10 2006 025 294 A1 beschäftigt sich mit einem Bohrwerkzeug, bei dem eine Stützfase vorgesehen ist.Also the DE 10 2006 025 294 A1 deals with a drilling tool in which a Stützfase is provided.

Gleichwohl bleibt die grundsätzliche Problematik einer Ratterneigung von Bohrwerkzeugen bestehen.Nevertheless, the fundamental problem of a Ratterneigung of drilling tools remains.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Ratterneigung zu reduzieren.The invention has for its object to reduce the Ratterneigung.

Die Erfindung löst das Problem bei einem gattungsgemäßen Bohrwerkzeug dadurch, dass an einer Stirnfläche des Bohrwerkzeuges (10) wenigstens eine Schneidkantenfase (18) vorgesehen ist.The invention solves the problem in a generic drilling tool characterized in that an end face of the drilling tool ( 10 ) at least one cutting edge land ( 18 ) is provided.

Gemäß einem zweiten Aspekt löst die Erfindung das Problem durch die Verwendung eines derartigen Bohrwerkzeugs mit einer Zähnezahl, einem Radius, einem Spitzenwinkel und einem Freiwinkel der Schneidkantenfase, der zumindest jenseits eines Kerns des Bohrwerkzeugs und zumindest abschnittsweise der Beziehung

Figure 00030001
folgt, wobei αoe ∊ [0, ... 10°] und ε ∊ [–1°, ... 1°] gilt, in einem Bohrverfahren mit dem Zahnvorschub fz. Der Spitzenwinkel σ kann, muss aber nicht konstant sein, sondern kann auch eine Funktion des Radius R sein. In diesem Fall ist dann der jeweilige Wert des Spitzenwinkels an der radialen Position σ(R) für σ einzusetzen. Die hier benutzten Bezeichnungen für die Winkel und Ebenen an Bohrwerkzeugen richten sich nach der DIN 6581 „Bezugssysteme und Winkel am Schneidteil des Werkzeuges”.According to a second aspect, the invention solves the problem by the use of such a drilling tool having a number of teeth, a radius, a point angle and a clearance angle of the Schneidkantenfase, at least beyond a core of the drilling tool and at least partially the relationship
Figure 00030001
follows, where α oe ε [0, ... 10 °] and ε ε [-1 °, ... 1 °], in a drilling process with the tooth feed f z . The apex angle σ may, but need not be constant, but may also be a function of the radius R. In this case, then insert the respective value of the point angle at the radial position σ (R) for σ. The designations used here for the angles and planes on drilling tools are based on DIN 6581 "Reference systems and angles on the cutting part of the tool".

Gemäß einem weiteren Aspekt löst die Erfindung das Problem durch ein Bohrverfahren mit einem derartigen Bohrwerkzeug und mit den Schritten (a) Bereitstellen eines Bohrwerkzeugs mit einer Schneidkantenfase, die einen Freiwinkel hat, und (b) Bohren mit dem Bohrwerkzeug mit einer Drehzahl und einer Vorschubgeschwindigkeit in ein Werkstück, so dass ein Wirk-Orthogonalfreiwinkel im Bereich der Schneidkantenfase resultiert, der zumindest außerhalb eines Kerns des Bohrwerkzeugs zumindest abschnittsweise zumindest zeitweise höchstens 5° beträgt, insbesondere höchstens 1°.According to a further aspect, the invention solves the problem by a drilling method with such a drilling tool and with the steps of (a) providing a drilling tool with a cutting edge land having a clearance angle, and (b) drilling with the drilling tool at a speed and a feed rate in a workpiece, so that a Wirk-Orthogonalfreiwinkel results in the region of the Schneidkantenfase that is at least partially at least temporarily at least temporarily not more than 5 ° at least outside of a core of the drilling tool, in particular at most 1 °.

Vorteilhaft an der Erfindung ist, dass das Rattern mit einfachen Mitteln vermindert werden kann.An advantage of the invention is that the chattering can be reduced by simple means.

Vorteilhaft ist zudem, dass eine erhöhte Bauteilqualität bei gleich bleibendem oder höherem Zeitspanvolumen erreichbar ist. Es ist ein weiterer Vorteil, dass der Werkzeugverschleiß vermindert werden kann. Auch eine durch Rattern entstehende Lärmbelästigung wird vermieden. Werden modular aufgebaute Bohrwerkzeuge mit Bohrkronen eingesetzt, können Prozessschwingungen und Rattern den Verschleiß der Schnittstellen zwischen Bohrkrone und Werkzeuggrundkörper begünstigen. Die Erfindung mindert diesen Schnittstellenverschleiß. Aufgrund dieser Vorteile ist eine Steigerung des Längen-zu-Durchmesser-Verhältnisses des Bohrwerkzeugs möglich.Another advantage is that an increased component quality can be achieved with a constant or higher removal rate. It is another advantage that tool wear can be reduced. Even a noise caused by rattling is avoided. If modular drilling tools with core bits are used, process vibrations and chatter can promote wear on the interfaces between the drill bit and the tool body. The invention reduces this interface wear. Due to these advantages, an increase in the length-to-diameter ratio of the drilling tool is possible.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass es beim Bohren dann, wenn Prozessschwingungen auftreten und/oder Rattern vorliegt, zu einer periodischen Längsbewegung des Bohrwerkzeugs entlang seiner Längsachse kommt. Da der Wirk-Orthogonalfreiwinkel von der Bewegung in Längsrichtung abhängt, schwankt beim Rattern auch der Wirk-Orthogonalfreiwinkel. Wird nun eine Schneidkantenfase vorgesehen, so unterschreitet der Wirk-Orthogonalfreiwinkel beim Rattern zumindest an manchen Stellen der Schneidkantenfase 0°. In anderen Worten berührt die Freifläche das Material im Grund der Bohrung, was die Prozessschwingungen bzw. das Rattern effektiv dämpft. Liegt kein Rattern vor, so ist der Wirk-Orthogonalfreiwinkel in der Regel größer als 0°, so dass gegenüber einem herkömmlichen Bohrwerkzeug keine zusätzlichen unerwünschten Reibeffekte auftreten.The invention is based on the finding that during drilling, when there is process vibration and / or chattering, there is a periodic longitudinal movement of the drilling tool along its longitudinal axis. Since the effective orthogonal free angle depends on the movement in the longitudinal direction, rattling also varies the effective orthogonal free angle. If a cutting edge chamfer is now provided, the effective orthogonal clearance angle during chattering falls below 0 °, at least at some points of the cutting edge chamfer. In other words, the free surface contacts the material at the bottom of the bore, which effectively dampens the process vibration or rattle. If there is no chattering, the effective orthogonal clearance angle is generally greater than 0 °, so that no additional undesired friction effects occur compared to a conventional drilling tool.

Aus der bekannten Kinematik des Bohrprozesses folgt, dass eine Fase an der Bohrerschneidkante zu einer erhöhten Reibung des Bohrers an seiner Stirnseite mit dem Werkstück führen muss. Der Begriff Bohrerschneidkante bezieht sich dabei auf Bohrwerkzeuge allgemein, er wurde nur wegen der Prägnanz gewählt. Daraus resultiert eine unerwünschte Wärmeentwicklung. Des Weiteren ist ein unerwünschtes Verschmieren des Materials zu befürchten. Des Weiteren sind steigende Prozesskräfte bzw. ein steigendes Schnittmoment und damit eine zunehmende Schnittleistung aufgrund der Fase anzunehmen. Es hat sich aber gezeigt, dass die genannten Nachteile durch den Vorteil der geringeren Ratterneigung überkompensiert werden.It follows from the known kinematics of the drilling process that a chamfer on the drill cutting edge must lead to increased friction of the drill on its end face with the workpiece. The term drill cutting edge refers to drilling tools in general, it was chosen only because of the conciseness. This results in an undesirable heat development. Furthermore, an undesirable smearing of the material is to be feared. Furthermore, increasing process forces or an increasing cutting torque and thus an increasing cutting performance due to the chamfer are to be assumed. However, it has been shown that the disadvantages mentioned are overcompensated by the advantage of the smaller Ratterneigung.

Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung wird unter dem Bohrer insbesondere ein Wendelbohrer verstanden. Besonders günstig ist es, wenn der Bohrer ein Metallbohrer ist. Der Bohrer kann beispielsweise aus Schnellarbeitsstahl, Hartmetall, Keramik oder Cermet aufgebaut sein. Der Bohrer kann mit einer Hartstoffschicht beschichtet sein, beispielsweise mit TiC oder TiN.In the context of the present description, the drill is understood in particular as a helical drill. It is particularly favorable if the drill is a metal drill. The drill can for example be made of high-speed steel, carbide, ceramic or cermet. The drill may be coated with a layer of hard material, such as TiC or TiN.

Bei der Schneidkantenfase handelt es sich um eine Fase an der Schneidkante an der Stirnfläche des Bohrwerkzeugs, insbesondere des Bohrers. Diese ist vorzugsweise durch ein materialabhebendes Verfahren, insbesondere ein spanendes Verfahren hergestellt. Beispielsweise ist die Schneidkantenfase durch Schleifen hergestellt. Insbesondere handelt es sich bei der Schneidkantenfase um eine Zweiteilung der Freifläche.The cutting edge bevel is a chamfer on the cutting edge on the end face of the drilling tool, in particular the drill. This is preferably produced by a material-removing method, in particular a cutting method. For example, the cutting edge bevel is made by grinding. In particular, the cutting edge land is a bipartition of the free surface.

In der Regel weist das Bohrwerkzeug, insbesondere der Bohrer, einen Kern auf, in dessen Umgebung das zu bohrende Material, insbesondere das Metall, beim Bohrvorgang nicht geschnitten, sondern verquetscht wird. In diesem Fall Ist die Schneidkantenfase vorzugsweise außerhalb des Kerns angebracht. Wenn im Folgenden von einem Bohrer gesprochen wird, so ist damit stets auch allgemein ein Bohrwerkzeug gemeint.As a rule, the drilling tool, in particular the drill, has a core in the vicinity of which the material to be drilled, in particular the metal, is not cut during the drilling process, but is squeezed. In this case, the cutting edge land is preferably mounted outside the core. Whenever a drill is mentioned below, it always means a drilling tool.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich die Schneidkantenfase auf zumindest einen Teil der Schneidkantenlänge der Schneidkante. Die Schneidkantenlänge misst diejenige Strecke, über die sich die Schneidkante erstreckt, also die Strecke zwischen dem Kern des Bohrers und seinem äußeren Rand. Je größer der Anteil an der Schneidkantenlänge, über die sich auch die Schneidkantenfase erstreckt, umso wirksamer ist die Dämpfung beim Rattern. Günstig ist es, wenn sich die Schneidkantenphase über mehr als 1/3 der Schneidkante erstreckt, notwendig ist das aber nicht. According to a preferred embodiment, the cutting edge land extends to at least a part of the cutting edge length of the cutting edge. The cutting edge length measures the distance over which the cutting edge extends, that is, the distance between the core of the drill and its outer edge. The greater the proportion of the cutting edge length over which also extends the Schneidkantenfase, the more effective is the damping during chattering. It is favorable if the cutting edge phase extends over more than 1/3 of the cutting edge, but this is not necessary.

Vorzugsweise fällt der erste Werkzeug-Orthogonalfreiwinkel der Schneidkantenfase, der auch Fasenwinkel genannt werden kann und in der Regel als αo,1 bezeichnet wird, zumindest jenseits des Kerns mit zunehmendem Abstand von der Längsachse monoton ab. Insbesondere fällt der erste Werkzeug-Orthogonalfreiwinkel der Schneidkantenfase streng monoton ab. Unter einem monotonen Abfall wird verstanden, dass der erste Werkzeug-Orthogonalfreiwinkel der Schneidkantenfase bei einem größeren Abstand zumindest nicht größer ist. Bei einem streng monotonen Abfall ist der erste Werkzeug-Orthogonalfreiwinkel der Schneidkantenfase bei einem größeren Abstand kleiner. Dieser Begriff der Monotonie entspricht dem in der Mathematik gebräuchlichen Je weiter außen ein vorgegebener Punkt auf der Schneidkantenfase ist, je größer also der Abstand von der Längsachse ist, desto höher ist die Schnittgeschwindigkeit in diesem Punkt beim Bohren. Eine vektorielle Betrachtung der Geschwindigkeitskomponenten, wie sie weiter unten diskutiert wird, zeigt, dass der Wirk-Orthogonalfreiwinkel αoe so mit möglichst hoher Näherung konstant bleibt.Preferably, the first tool-orthogonal free angle of the Schneidkantenfase, which can also be called bevel angle and is generally referred to as α o, 1 , monotonically decreases at least beyond the core with increasing distance from the longitudinal axis. In particular, the first tool orthogonal clearance angle of the cutting edge land is strictly monotone. A monotonous drop is understood to mean that the first tool orthogonal clearance angle of the cutting edge land is at least not greater at a greater distance. For a strictly monotonic decay, the first tool orthogonal clearance angle of the cutting edge land is smaller at a greater distance. This concept of monotony corresponds to that used in mathematics. The farther outward a predetermined point on the cutting edge land is, the greater the distance from the longitudinal axis, the higher the cutting speed at this point during drilling. A vectorial consideration of the velocity components, as discussed below, shows that the effective orthogonal free angle α oe remains constant with the highest possible approximation.

Eine besonders effektive Dämpfung ergibt sich im Ratterfall, wenn der Freiwinkel in Abhängigkeit von einem Abstand zur Längsachse zumindest abschnittsweise einem Verlauf folgt, der durch die Formel

Figure 00070001
beschreibbar ist, wobei für alle Abstände R ε(R) ∊ [–1°, ... 1°] gilt. Der erste Werkzeug-Orthogonalfreiwinkel der Schneidkantenfase αo,1 der Schneidkantenfase und der Ziel-Wirk-Orthogonalfreiwinkel αoe der Schneidkantenfase werden in der Werkzeug-Orthogonalebene Po gemessen.A particularly effective damping results in the case of chatter, when the clearance angle as a function of a distance to the longitudinal axis at least partially follows a course, which by the formula
Figure 00070001
is writable, wherein for all distances R ε (R) ε [-1 °, ... 1 °] holds. The first tool orthogonal clearance angle of the cutting edge land α o, 1 of the cutting edge land and the target effective orthogonal clearance angle α oe of the cutting edge land are measured in the tool orthogonal plane P o .

In dieser Formel ist αoe ein Ziel-Wirk-Orthogonalfreiwinkel, der insbesondere größer oder gleich 0° ist. Es hat sich herausgestellt, dass es vorteilhaft ist, wenn dieser Winkel höchstens 2° beträgt. Besonders günstig sind Werte von höchstens 1°. Der Ziel-Wirk-Orthogonalfreiwinkel αoe hängt von der Kinematik des Bohrprozesses ab, in dem der Bohrer, eingesetzt werden soll. Da aber die meisten Bohrer für eine bestimmte Art von Verfahren ausgebildet sind, beispielsweise hinsichtlich des Verhältnisses zwischen Drehzahl und damit Umfangsgeschwindigkeit am äußersten Punkt, und Vorschubgeschwindigkeit, lässt sich aus diesen Auslegungsgrößen der Winkel αoe bestimmen.In this formula, α oe is a target effective orthogonal free angle, which is in particular greater than or equal to 0 °. It has been found that it is advantageous if this angle is at most 2 °. Values of at most 1 ° are particularly favorable. The target effective orthogonal clearance angle α oe depends on the kinematics of the drilling process in which the drill is to be used. However, since most drills are designed for a particular type of process, for example in terms of the ratio between rotational speed and thus peripheral speed at the outermost point, and feed rate, can be determined from these design variables, the angle α oe .

Bei der Größe Rchar handelt es sich um eine charakteristische Länge, die ebenfalls von der Kinematik des späteren Bohrprozesses abhängt. Insbesondere beträgt die charakteristische Länge höchstens 1 Millimeter, insbesondere höchstens 0,5 Millimeter. Für die Verwirklichung des oben genannten Merkmals ist die genaue Kenntnis des Wirk-Orthogonalfreiwinkels αoe und der charakteristischen Länge Rchar Irrelevant, maßgeblich ist lediglich, dass Konstanten in Form von αoe und Rchar existieren, für die der erste Werkzeug-Orthogonalfreiwinkel αo,1 dem angegebenen Verlauf folgt. Bei der Größe ε(R) handelt es sich um eine tolerierbare Abweichung. Besonders günstig ist es, wenn ε = 0° für alle R gilt. Kleine Abweichungen sind aber möglich, so dass ε(R) ∊ [–1°, ... 1°] gelten kann.The size R char is a characteristic length, which also depends on the kinematics of the later drilling process. In particular, the characteristic length is at most 1 mm, in particular at most 0.5 mm. For the realization of the above feature, the exact knowledge of the effective orthogonal free angle α oe and the characteristic length R char irrelevant, it is only relevant that constants in the form of α oe and R char exist for the first tool orthogonal free angle α o , 1 follows the given course. The size ε (R) is a tolerable deviation. It is particularly favorable if ε = 0 ° for all R applies. Small deviations are possible, however, so that ε (R) ε [-1 °, ... 1 °] can apply.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform hat die Schneidkantenfase eine Breite von zumindest 10 μm. Bel kleineren Fasen ergibt sich lediglich eine schwache Dämpfung. Kleinere Breiten der Schneidkantenfase sind daher möglich, aber wenig vorteilhaft. Besonders vorteilhaft sind Breiten von Schneidkantenfasen von zumindest 125 μm.According to a preferred embodiment, the cutting edge land has a width of at least 10 μm. Bel smaller chamfer results only a weak attenuation. Smaller widths of the Schneidkantenfase are therefore possible, but not very advantageous. Particularly advantageous are widths of cutting edge bevels of at least 125 microns.

Günstig ist es, wenn die Schneidkantenfase eine Breite von höchstens 300 μm hat. Bei breiteren Schneidkantenfasen ergibt sich ansonsten eine hohe Reibung, wenn in Metall gebohrt wird. Das kann zu einem erhöhten Verschleiß und zu einer erhöhten Temperaturbelastung des Werkstücks und des Bohrers führen, was unerwünscht ist. Dennoch sind breitere Schneidkantenfasen zumindest denkbar.It is favorable if the cutting edge bevel has a width of at most 300 μm. With wider cutting edge chamfers otherwise results in high friction when drilling in metal. This can lead to increased wear and increased temperature stress on the workpiece and the drill, which is undesirable. Nevertheless, wider cutting edge chamfers are at least conceivable.

Die Breite b der Schneidkantenfase kann entlang der Schneide konstant sein, das ist aber nicht notwendig.The width b of the cutting edge bevel can be constant along the cutting edge, but this is not necessary.

Auch mit Bezug auf die erfindungsgemäße Verwendung ist der Wirk-Orthogonalfreiwinkel αoe vorzugsweise größer als 0°. Besonders günstig ist es, wenn der Wirk-Orthogonalfreiwinkel höchstens 2° beträgt. Die tolerierbare Abweichung ε ist vorzugsweise größer als minus 0,5 und oder kleiner als 0,5°.Also with respect to the use according to the invention, the effective orthogonal clearance angle α oe is preferably greater than 0 °. It is particularly favorable if the active orthogonal clearance angle is at most 2 °. The tolerable deviation ε is preferably greater than minus 0.5 and or less than 0.5 °.

Die angegebene Formel gibt den ersten Werkzeug-Orthogonalfreiwinkel der Schneidkantenfase in Abhängigkeit vom Abstand R von der Längsachse für jeden Punkt der Schneidkantenfase an. Wie oben bereits beschrieben, hängt der Zahnvorschub fz von der Drehzahl des Bohrers und der Vorschubgeschwindigkeit ab. Die Zähnezahl z hingegen ist beim Bohrer vorgegeben. Wird der Bohrer mit den angegebenen Kennzahlen in einem Bohrprozess eingesetzt, so dass sich der Zahnvorschub fz ergibt, so führt dies zu einem besonders schwingungs- und ratterarmen Bohrprozess.The formula given indicates the first tool orthogonal clearance angle of the cutting edge land as a function of the distance R from the longitudinal axis for each point of the cutting edge land. As described above, the tooth feed f z depends on the speed of the drill and the feed rate. The number of teeth z, however, is at Drill specified. If the drill is used with the specified parameters in a drilling process, so that the tooth feed f z results, this leads to a particularly low vibration and low-noise drilling process.

In einem erfindungsgemäßen Bohrverfahren werden die Drehzahl und die Vorschubgeschwindigkeit so gewählt, dass der Wirk-Orthogonalfreiwinkel zumindest zeitweise kleiner ist als 5°. Insbesondere werden die Drehzahl und die Vorschubgeschwindigkeit so gewählt, dass der Wirk-Orthogonalfreiwinkel kleiner ist als 3°, insbesondere kleiner als 2°. Besonders günstig ist es, wenn der Wirk-Orthogonalfreiwinkel zumindest zeitweise kleiner ist als 1°, insbesondere kleiner als 0,5°. Eine derartige Wahl von Drehzahl und Vorschubgeschwindigkeit ermöglicht hohe Zeitspanvolumina bei gleichzeitig geringer Ratterneigung. Unter dem Merkmal, dass der Wirk-Orthogonalfreiwinkel zumindest zeitweise kleiner ist als der angegebene Winkel, wird insbesondere verstanden, dass dieser Wirk-Orthogonalfreiwinkel zumindest gelegentlich erreicht wird. Insbesondere können die Drehzahl und die Vorschubgeschwindigkeit so gewählt werden, dass in der Mehrzahl der Bearbeitungsfälle kein Rattern auftritt. Kommt es zum Rattern, kann die Vorschubgeschwindigkeit erhöht werden, so dass der Wirk-Orthogonalfreiwinkel sinkt, beispielsweise auf einen Wert von unter 0,5°, teilweise sogar auf einen Wert von 0° und kleiner, so dass das Rattern unterdrückt wird. Aus der Natur eines Bearbeitungsprozesses folgt, dass dieser Zustand nur kurzfristig andauert, nämlich solange, bis das Rattern unterbunden ist. In der Regel wird danach der Vorschub reduziert, um das Werkzeug zu schonen.In a drilling method according to the invention, the rotational speed and the feed rate are selected such that the effective orthogonal clearance angle is at least temporarily smaller than 5 °. In particular, the speed and the feed rate are chosen so that the effective orthogonal free angle is less than 3 °, in particular less than 2 °. It is particularly favorable if the effective orthogonal clearance angle is at least temporarily smaller than 1 °, in particular smaller than 0.5 °. Such a choice of speed and feed rate allows high Zeitspanvolumina while low Ratterneigung. The feature that the effective orthogonal clearance angle is at least temporarily smaller than the indicated angle is understood in particular to mean that this effective orthogonal clearance angle is at least occasionally achieved. In particular, the speed and the feed rate can be selected so that no rattling occurs in the majority of processing cases. If it comes to rattling, the feed rate can be increased so that the effective orthogonal free angle decreases, for example, to a value of less than 0.5 °, sometimes even to a value of 0 ° and smaller, so that the chattering is suppressed. It follows from the nature of a machining process that this condition only lasts for a short time, namely until rattling is stopped. As a rule, the feed rate is then reduced in order to save the tool.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Bohrverfahren die Schritte eines Erfassens, ob Rattern vorliegt, und bejahendenfalls eines Veränderns der Vorschubgeschwindigkeit und/oder der Drehzahl, so dass zumindest an einer Stelle entlang der Schneidkantenfase der Wirk-Orthogonalfreiwinkel höchstens 1° beträgt. Insbesondere wird die Vorschubgeschwindigkeit so erhöht, dass der Wirkfreiwinkel höchstens 0,5°, noch weiter bevorzugt höchstens 0° beträgt. Dadurch wird, wie oben beschrieben, das Rattern effektiv unterdrückt.According to a preferred embodiment, the drilling method comprises the steps of detecting whether chattering exists and, if so, changing the feed rate and / or the rotational speed so that at least at one point along the cutting edge land the effective orthogonal clearance angle is at most 1 °. In particular, the feed rate is increased so that the effective clearance angle is at most 0.5 °, more preferably at most 0 °. As a result, as described above, the chatter is effectively suppressed.

Besonders bevorzugt umfasst das Verfahren die Schritte, dass nach dem Erhöhen der Vorschubgeschwindigkeit aufgrund von Rattern erneut kontinuierlich erfasst wird, ob Rattern vorliegt und die Vorschubgeschwindigkeit und/oder die Drehzahl verändert werden, so dass zumindest an einer Stelle außerhalb des Kerns der Wirk-Orthogonalfreiwinkel sich vergrößert.Particularly preferably, the method comprises the steps that after increasing the feed rate due to chattering again continuously detects whether chattering is present and the feed rate and / or the speed are changed, so that at least at one point outside the core of Wirk-Orthogonalfreiwinkel increased.

Besonders bevorzugt hat der Bohrer ein Längen-Zu-Durchmesser-Verhältnis von größer als 10, insbesondere von mehr als 15.More preferably, the drill has a length to diameter ratio greater than 10, more preferably greater than 15.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Die hier benutzten Bezeichnungen für die Winkel und Ebenen an Bohrwerkzeugen richten sich nach der DIN 6581 „Bezugssysteme und Winkel am Schneidteil des Werkzeuges”. Dabei zeigtIn the following the invention will be explained in more detail by means of embodiments with reference to the accompanying drawings. The designations used here for the angles and planes on drilling tools are based on DIN 6581 "Reference systems and angles on the cutting part of the tool". It shows

1 mit den Teilfiguren 1a, 1b, 1c schematisch einen Bohrer mit den relevanten Größen, 1 with the subfigures 1a . 1b . 1c schematically a drill with the relevant sizes,

2 mit den Teilfiguren 2a, 2b einen erfindungsgemäßen Bohrer mit den relevanten Größen, 2 with the subfigures 2a . 2 B a drill according to the invention with the relevant sizes,

3 mit den Teilfiguren 3a, 3b und 3c verschiedene Schnitte an unterschiedlichen radialen Positionen des erfindungsgemäßen Bohrers. 3 with the subfigures 3a . 3b and 3c various cuts at different radial positions of the drill according to the invention.

4 den Verlauf des ersten Werkzeug-Orthogonalfreiwinkels (Fasenwinkels) αo,1 bei einem erfindungsgemäßen Bohrer für verschiedene Zahnvorschübe fz und 4 the course of the first tool orthogonal free angle (chamfer angle) α o, 1 in a drill according to the invention for different tooth feeds f z and

5 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Bohrmaschine. 5 a schematic view of a drill according to the invention.

1a zeigt einen aus dem Stand der Technik bekannten Bohrer 10 In Form eines Wendelbohrers, der z = 2 Zähne und damit einen ersten Wendel 12.1 und einen zweiten Wendel 12.2 aufweist. Der Bohrer 10 besitzt eine erste Schneidkante 14.1 und eine zweite Schneidkante 14.2, die gemäß einer anderen Nomenklatur aber auch als Teile einer gemeinsamen Schneidkante aufgefasst werden können. 1a shows a drill known from the prior art 10 In the form of a helical drill, the z = 2 teeth and thus a first helix 12.1 and a second coil 12.2 having. The drill 10 has a first cutting edge 14.1 and a second cutting edge 14.2 which, according to another nomenclature, may also be regarded as parts of a common cutting edge.

Es ist zu erkennen, dass ein Abstand R von der Längsachse L, der auch als lokaler Radius bezeichnet werden könnte, sich bis zu einer Außenkante erstreckt, wo dieser Abstand den Wert eines maximalen Abstands Rmax einnimmt. Der Bohrer bewegt sich mit der Vorschubgeschwindigkeit vf in das Werkstück. Die Vorschubgeschwindigkeit ergibt sich aus dem Produkt des Zahnvorschubs fz, der Zähnezahl z und der Drehzahl n: vf = fz z n. Die Projektion der Vorschubgeschwindigkeit vf auf die Werkzeug-Orthogonalebene Po ergibt die Geschwindigkeit vfo.It can be seen that a distance R from the longitudinal axis L, which could also be referred to as a local radius, extends to an outer edge, where this distance assumes the value of a maximum distance R max . The drill moves with the feed rate v f in the workpiece. The feed rate results from the product of the tooth feed f z , the number of teeth z and the speed n: v f = f z z n. The projection of the feed rate v f on the tool orthogonal plane P o gives the speed v fo .

1b zeigt eine Ansicht gemäß der Ebene A-A in 1a. Der Bohrer 10 ist eingerichtet, um mit einer Drehzahl n (in Umdrehungen pro Sekunde) gedreht zu werden. In diesem Fall resultiert eine Schnittgeschwindigkeit vc(R), die vom Abstand R von der Längsachse abhängt. Das ist durch die drei unterschiedlich langen Geschwindigkeitsvektoren angedeutet. In unmittelbarer Umgebung einer Längsachse L besitzt der Bohrer 10 einen Kern 16. 1b shows a view according to the level AA in 1a , The drill 10 is designed to be rotated at a speed n (in revolutions per second). In this case results in a cutting speed v c (R), which depends on the distance R from the longitudinal axis. This is indicated by the three different velocity vectors. In the immediate vicinity of a longitudinal axis L has the drill 10 a core 16 ,

1c zeigt die kinematischen Verhältnisse an der scharfen Schneidkante in der Schnittebene B-B. Diese Ebene ist die Werkzeug-Orthogonalebene Po. Diese Ebene ist eine Ebene durch den ausgewählten Schneidenpunkt parallel zur Schnittrichtung. Es ist zu erkennen, dass sich die Schnittgeschwindigkeit vc(R) vektoriell zur Vorschubgeschwindigkeit vf (beides in Länge pro Zeiteinheit) addiert. Es resultiert eine Wirkgeschwindigkeit ve(R), die vom Abstand R des betreffenden Punktes von der Längsachse abhängt. voe ist die auf Werkzeug-Orthogonalebene Po projizierte Wirkgeschwindigkeit. Je größer der Abstand R, desto größer ist die Schnittgeschwindigkeit vc, die Vorschubgeschwindigkeit vf bleibt hingegen konstant. Auf der rechten Seite des Bildes ist gezeigt, dass der Wirk-Orthogonalfreiwinkel αoe aus diesem Grund ebenfalls vom Abstand R abhängt und daraus und aus dem Werkzeug-Orthogonalfreiwinkel αo berechnet werden kann. In 1c ist zudem die Werkzeug-Schneidenebene Ps, die Wirk-Schneidenebene Pse, sowie die Hauptfreifläche Aα angetragen. 1c shows the kinematic conditions at the sharp cutting edge in the cutting plane BB. This plane is the tool orthogonal plane P o . This plane is a plane through the selected cutting point parallel to the cutting direction. It can be seen that the cutting speed v c (R) adds up vectorially to the feed rate v f (both in length per unit of time). The result is an effective speed v e (R), which depends on the distance R of the relevant point from the longitudinal axis. v oe is the effective speed projected on the tool orthogonal plane P o . The greater the distance R, the greater the cutting speed v c , the feed rate v f , however, remains constant. On the right side of the image it is shown that the effective orthogonal free angle α oe for this reason also depends on the distance R and can be calculated therefrom and from the tool orthogonal free angle α o . In 1c In addition, the tool cutting plane P s , the effective cutting plane P se and the main flank A α are plotted.

2a zeigt ein erfindungsgemäßes Bohrwerkzeug in Form eines erfindungsgemäßen Bohrers 10 mit einer Schneidkantenfase 18.1 an der Schneidkante 14.1. Die Schneidkantenfase 18 hat eine Breite b von im vorliegenden Fall 150 μm, also 0,15 mm. Die zweite Schneidkante 14.2 besitzt ebenfalls eine Schneidkantenfase, die aber aufgrund der Perspektive in 2a nicht zu sehen ist. 2a shows an inventive drilling tool in the form of a drill according to the invention 10 with a cutting edge bevel 18.1 at the cutting edge 14.1 , The cutting edge bevel 18 has a width b of 150 microns in the present case, ie 0.15 mm. The second cutting edge 14.2 also has a Schneidkantenfase, but due to the perspective in 2a not visible.

2b zeigt eine Ansicht des Bohrers 10 von unten, so dass die beiden Schneidkantenfasen 18.1 und 18.2 erkennbar sind. Die Schneidkanten 14.1, 14.2 verlaufen gekrümmt. Es sind aber auch gerade Schneidkanten möglich. Eingezeichnet ist zudem eine Schneidkantenlänge S2 der Schneidkante 14.2. 2 B shows a view of the drill 10 from below, leaving the two cutting edge chamfers 18.1 and 18.2 are recognizable. The cutting edges 14.1 . 14.2 are curved. But there are also straight cutting edges possible. Also marked is a cutting edge length S2 of the cutting edge 14.2 ,

2a zeigt zudem drei Positionen auf der Schneidkante 14.2 mit den Abständen R1, R2 und R3, die jeweils voneinander verschieden sind. 2b zeigt die zugehörigen Werkzeug-Orthogonalebenen Po,1, Po,2 und Po,3, die in den jeweiligen Abständen R1, R2 und R3 die Schneidkante 14.2 schneiden und in diesen Punkten senkrecht auf der Schneidkante 14.2 und parallel zur Schnittrichtung stehen. Bezüglich der angegebenen Ebenen Po,1 werden, wie weiter unten beschrieben, die jeweiligen ersten Werkzeug-Orthogonaifreiwinkel (Fasenwinkel) αo,1(R1) an der Stelle mit dem Abstand R1 bestimmt. 2a also shows three positions on the cutting edge 14.2 with the distances R 1 , R 2 and R 3 , which are each different from each other. 2 B shows the associated tool orthogonal planes P o, 1 , P o, 2 and P o, 3 , in the respective distances R 1 , R 2 and R 3, the cutting edge 14.2 cut and perpendicular to the cutting edge at these points 14.2 and parallel to the cutting direction. With regard to the given planes P o, l, as described below, the respective first tool orthogonal clearance angles (chamfer angles) α o, 1 (R 1 ) are determined at the location with the distance R 1 .

3a zeigt einen Schnitt durch die Schneidkante 14.1 im Abstand R1 (also bezüglich der Ebene Po,1, vgl. 2a, 2b). Die erste Hauptfreifläche Aα,1 (Schneidkantenfase) 18 bildet mit der Werkzeug-Schneidenebene Ps in der Werkzeug-Orthogonalebene Po,1 den ersten Werkzeug-Orthogonalfreiwinkel αo,1(R1), der auch als Fasenwinkel bezeichnet werden könnte. Die Schneidkantenfase 18 hat die Breite b, die in Schnittrichtung gemessen wird. Hinter der Schneidkantenfase 18 beginnt die zweite Hauptfreifläche Aα,2 20. Die zweite Hauptfreifläche Aα,2 20 bildet mit der Werkzeug-Schneldenebene Ps in der Werkzeug-Orthogonalebene Po,1 den zweiten Werkzeug-Orthogonalfreiwinkel αo,2. 3a shows a section through the cutting edge 14.1 at a distance R 1 (ie with respect to the plane P o, 1 , cf. 2a . 2 B ). The first main free surface A α, 1 (cutting edge bevel) 18 forms with the tool cutting plane P s in the tool orthogonal plane P o, 1, the first tool orthogonal free angle α o, 1 (R 1 ), which could also be referred to as chamfer angle. The cutting edge bevel 18 has the width b, which is measured in the cutting direction. Behind the cutting edge bevel 18 begins the second main free surface A α, 2 20 , The second main free surface A α, 2 20 forms with the tool-Schneldenebene P s in the tool orthogonal plane P o, 1, the second tool orthogonal free angle α o, 2 .

3b zeigt einen Schnitt bezüglich der Ebene Po,2, deren Schnittpunkt mit der Schneidkante den Abstand R2 von der Längsachse L hat. Es ist zu erkennen, dass der erste Werkzeug-Orthogonalfreiwinkel αo,1(R2) kleiner ist als beim kleineren Abstand R1. Der zweite Werkzeug-Orthogonalfreiwinkel αo,2 ist hingegen der gleiche. Das ist allerdings nicht zwingend erforderlich. 3b shows a section with respect to the plane P o, 2 , whose intersection with the cutting edge has the distance R 2 from the longitudinal axis L. It can be seen that the first tool orthogonal clearance angle α o, 1 (R 2 ) is smaller than at the smaller distance R 1 . The second tool orthogonal free angle α o, 2 is the same. This is not absolutely necessary.

3c zeigt einen Schnitt bezüglich der Ebene Po,3 im Abstand R3. 3c shows a section with respect to the plane P o, 3 at a distance R 3 .

4 zeigt die Abhängigkeit des ersten Werkzeug-Orthogonalfreiwinkels αo,1 vom Radius R für drei verschiedene Zahnvorschübe fz. Dieser folgt der Gleichung

Figure 00140001
wobei der Wirk-Orthogonalfreiwinkel αoe als 1° gesetzt wurde, der Zahnvorschub fz wurde als fz = 0,1 mm, fz = 0,2 mm und fz = 0,3 mm gesetzt, die Zähnezahl als z = 2 und der Spitzenwinkel als σ = 120°. 4 shows the dependence of the first tool orthogonal free angle α o, 1 of the radius R for three different tooth feeds f z . This follows the equation
Figure 00140001
where the effective orthogonal free angle α oe was set as 1 °, the tooth feed f z was set as f z = 0.1 mm, f z = 0.2 mm and f z = 0.3 mm, the number of teeth as z = 2 and the apex angle as σ = 120 °.

5 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Bohrmaschine 22 mit einem erfindungsgemäßen Bohrer 10, der an einer Spindel 24 befestigt und von dieser per Motor drehbar ist. Die Spindel wird von einer elektrischen Steuerung 26 gesteuert. Die Steuerung 26 ist eingerichtet zum Ansteuern der Spindel 24, so dass diese sich mit einer Drehzahl n dreht und mit einer Vorschubgeschwindigkeit vf auf ein Werkstück 28 zu bewegt. 5 schematically shows a drilling machine according to the invention 22 with a drill according to the invention 10 that is attached to a spindle 24 attached and rotatable by this motor. The spindle is powered by an electric controller 26 controlled. The control 26 is set up to control the spindle 24 so that it rotates at a speed n and at a feed rate vf to a workpiece 28 too moved.

Die Bohrmaschine 22 umfasst zudem einen Sensor 30, der beispielsweise einen Ankerstrom der Spindel 24, eine Kraft oder ein Mikrofon 32 aufweist. Kommt es zum Rattern, so wird dies durch den Sensor 30 und/oder 32 erfasst und, beispielsweise über eine Funkschnittstelle 34 an die Steuerung 26 geleitet. Auch andere Schnittstellen sind aber denkbar, maßgeblich ist lediglich, dass die Steuerung 26 das Rattern erkennen kann.The drill 22 also includes a sensor 30 , for example, an armature current of the spindle 24 , a force or a microphone 32 having. If it comes to rattling, it will be through the sensor 30 and or 32 detected and, for example via a radio interface 34 to the controller 26 directed. Other interfaces are conceivable, the only relevant factor is that the controller 26 can recognize the rattle.

Wird ein Rattern erfasst, so erhöht die Steuerung 26 die Vorschubgeschwindigkeit vf. Alternativ oder additiv kann auch die Drehzahl n herabgesetzt werden, Das geschieht so lange, bis der Wirk-Orthogonalfreiwinkel αoe, der oben in Zusammenhang mit 1 beschrieben worden ist, so klein geworden ist, dass das Rattern effektiv gedämpft wird. Erfasst die elektrische Steuerung 26 dies, so kann vorgesehen sein, dass diese die Drehzahl wieder erhöht und/oder die Vorschubgeschwlndigkeit vf vermindert.If a rattle is detected, the controller increases 26 the feed rate v f . Alternatively or additionally, the speed n can be reduced, which happens until the effective orthogonal free angle α oe , the above in connection with 1 has become so small that the rattle is effectively damped. Captures the electrical control 26 this, it can be provided that this again increases the speed and / or reduces the Vorschubgeschwundigkeit v f .

Als geeigneter Wert hat sich für das Bohren in Aluminium ein Wirk-Orthogonalfreiwinkel αoe von 0 bis 3° herausgestellt.An effective orthogonal clearance angle α oe of 0 to 3 ° has proven to be suitable for drilling in aluminum.

Der Spitzenwinkel σ ist in 1a eingezeichnet. Fehlt zur Bestimmung des Spitzenwinkels der Bezug zur gegenüberliegenden Schneide, z. B. bei Bohrwerkzeugen mit nur einer Schneide oder bei Bohrwerkzeugen mit Ungleichteilung oder bei Bohrwerkzeugen mit unterbrochenen oder asymmetrischen Schneiden, so wird der Spitzenwinkel durch den doppelten Winkel zwischen der Tangente an der Schneidkante und der Längsachse des Bohrwerkzeugs bestimmt.The point angle σ is in 1a located. Missing to determine the tip angle of the reference to the opposite edge, z. B. drilling tools with only one cutting edge or drilling tools with imbalance or drilling tools with broken or asymmetric cutting, the point angle is determined by twice the angle between the tangent to the cutting edge and the longitudinal axis of the drilling tool.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Bohrerdrill
1212
Wendelspiral
1414
Schneidkantecutting edge
1616
Kerncore
1818
erste Hauptfreifläche (Schneidkantenfase)first main free surface (cutting edge bevel)
2020
zweite Hauptfreiflächesecond main open space
2222
Bohrmaschinedrilling machine
2424
Spindelspindle
2626
Steuerungcontrol
2828
Werkstückworkpiece
3030
Sensorsensor
3232
Sensorsensor
3434
FunkschnittstelleRadio interface
zz
Zähnezahlnumber of teeth
RR
radialer Abstand von der Längsachse Lradial distance from the longitudinal axis L
nn
Drehzahlrotation speed
αoe α oe
Wirk-OrthogonalfreiwinkelActive-Orthogonalfreiwinkel
αo α o
Werkzeug-OrthogonalfreiwinkelTool Orthogonalfreiwinkel
αo,1 α o, 1
erster Werkzeug-Orthogonalfreiwinkelfirst tool orthogonal clearance angle
αo,2 α o, 2
zweiter Werkzeug-Orthogonalfreiwinkelsecond tool orthogonal free angle
Aα A α
HauptfreiflächePrimary flank
Aα,1 A α, 1
erste Hauptfreiflächefirst main open space
Aα,2 A α, 2
zweite Hauptfreiflächesecond main open space
LL
Längsachselongitudinal axis
Vc(R)V c (R)
Schnittgeschwindigkeitcutting speed
Vf V f
Vorschubgeschwindigkeitfeed rate
Vfo V fo
auf die Werkzeug-Orthogonalebene projizierte VorschubgeschwindigkeitFeedrate projected to the tool orthogonal plane
Ve V e
WirkgeschwindigkeitCasting speed
Voe V oe
auf die Werkzeug-Orthogonalebene projizierte WirkgeschwindigkeitActual speed projected on the tool orthogonal plane
bb
Fasenbreitechamfer width
SS
SchneidkantenlängeCutting edge length
σσ
SpitzenwinkelPoint angle

Claims (10)

Bohrwerkzeug (10) zur spanenden Bearbeitung von Metallen mit wenigstens einer Fase, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Stirnfläche des Bohrwerkzeuges (10) wenigstens eine Schneidkantenfase (18) vorgesehen ist.Drilling tool ( 10 ) for machining metals with at least one bevel, characterized in that on an end face of the drilling tool ( 10 ) at least one cutting edge land ( 18 ) is provided. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Wendeschneidplatte für einen Bohrer, eine Bohrkrone oder ein Bohrer ist.Drilling tool according to claim 1, characterized in that it is an indexable insert for a drill, a drill bit or a drill. Bohrwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Schneidkantenfase (18) auf zumindest einem Teil der Schneidkantenlänge (S) der Schneidkante (14) erstreckt.Drilling tool according to one of the preceding claims, characterized in that the cutting edge chamfer ( 18 ) on at least a part of the cutting edge length (S) of the cutting edge ( 14 ). Bohrwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Werkzeug-Orthogonalfreiwinkel (αo,1) der Schneidkantenfase (18) zumindest jenseits eines Kerns (16) mit zunehmendem Abstand (R) von der Längsachse (L) monoton abfällt.Drilling tool according to one of the preceding claims, characterized in that the first tool orthogonal clearance angle (α o, 1 ) of the cutting edge land ( 18 ) at least beyond a core ( 16 ) decreases monotonically with increasing distance (R) from the longitudinal axis (L). Bohrwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Werkzeug-Orthogonalfreiwinkel (αo,1) in Abhängigkeit von einem Abstand (R) zur Längsachse (L) zumindest abschnittsweise einem Verlauf folgt, der durch die Beziehung
Figure 00180001
beschreibbar ist, wobei für alle Abstände R ε(R) ∊ [–1°, ... 1°] gilt.
Drilling tool according to one of the preceding claims, characterized in that the first tool orthogonal free angle (α o, 1 ) as a function of a distance (R) to the longitudinal axis (L) at least partially follows a course, which by the relationship
Figure 00180001
is writable, wherein for all distances R ε (R) ε [-1 °, ... 1 °] holds.
Bohrwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidkantenfase (18) eine Breite von höchstens 300 Mikrometer hat.Drilling tool according to one of the preceding claims, characterized in that the cutting edge chamfer ( 18 ) has a width of at most 300 microns. Verwendung eines Bohrwerkzeugs (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 mit – einer Zähnezahl (z), – einem Radius (Rmax) und – einem ersten Werkzeug-Orthogonalfreiwinkel (ao,1) der Schneidkantenfase (18), der zumindest jenseits eines Kerns (16) des Bohrwerkzeugs (10) und zumindest abschnittsweise der Beziehung
Figure 00190001
folgt, wobei αoe ∊ [0, ... 5°] und ε ∊ [–1°, ... 1°] gilt, in einem Bohrverfahren mit dem Zahnvorschub fz.
Use of a drilling tool ( 10 ) according to one of claims 1 to 6, having a number of teeth (z), a radius (R max ) and a first tool orthogonal clearance angle (a o, 1 ) of the cutting edge land ( 18 ), which is at least beyond a core ( 16 ) of the drilling tool ( 10 ) and at least partially the relationship
Figure 00190001
follows, where α oe ε [0, ... 5 °] and ε ε [-1 °, ... 1 °], in a drilling process with the tooth feed f z .
Bohrverfahren unter Verwendung eines Bohrwerkzeuges (10) nach den Ansprüchen 1 bis 6, mit den Schritten: (a) Bereitstellen eines Bohrwerkzeugs (10) mit einer Schneidkantenfase (18), die einen ersten Werkzeug-Orthogonalfreiwinkel (αo,1) hat, und (b) Bohren mit dem Bohrwerkzeug mit einer Drehzahl (n) und einer Vorschubgeschwindigkeit (vf) in ein Werkstück (28), so dass ein Wirk-Orthogonalfreiwinkel (αoe) der Schneidkantenfase (18) resultiert, der außerhalb eines Kerns (16) des Bohrwerkzeugs (10) zumindest abschnittsweise zumindest zeitweise kleiner ist als 7°.Drilling method using a drilling tool ( 10 ) according to claims 1 to 6, with the steps: (a) providing a drilling tool ( 10 ) with a cutting edge bevel ( 18 ), which has a first tool orthogonal clearance angle (α o, 1 ), and (b) boring with the drilling tool at a rotational speed (n) and a feed rate (v f ) into a workpiece ( 28 ), so that an effective orthogonal free angle (α oe ) of the cutting edge bevel ( 18 ), which is outside a kernel ( 16 ) of the drilling tool ( 10 ) at least in sections, at least temporarily smaller than 7 °. Bohrverfahren nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch die Schritte: – Erfassen, ob Rattern vorliegt, und – bejahendenfalls Verändern der Vorschubgeschwindigkeit (vf) und/oder der Drehzahl (n), so dass zumuidest an einer Stelle außerhalb des Kerns (16) des Bohrwerkzeugs (10) der Wirk-Orthogonalfreiwinkel (αoe) sich verkleinert.Drilling method according to claim 8, characterized by the steps: - detecting whether chattering is present, and - if so changing the feed rate (v f ) and / or the rotational speed (n), so that at least at a point outside the core ( 16 ) of the drilling tool ( 10 ) the effective orthogonal free angle (α oe ) decreases. Bohrverfahren nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch die Schritte: – Erfassen, ob Rattern vorliegt, und – wenn kein Rattern vorliegt, Verändern der Vorschubgeschwindigkeit (vf) und/oder der Drehzahl (n), so dass zumindest an einer Stelle außerhalb des Kerns (16) der Wirk-Orthogonalfreiwinkel (αoe) sich vergrößert.Drilling method according to claim 9, characterized by the steps: - detecting whether chattering is present, and - if there is no chattering, changing the feed rate (v f ) and / or the rotational speed (n), so that at least at one point outside the core ( 16 ) the effective orthogonal free angle (α oe ) increases.
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