DE102014214890A1 - Drilling tool for producing dimensionally accurate holes - Google Patents
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Abstract
Zusammenfassend betrifft die Erfindung ein Bohrwerkzeug zur Herstellung maßhaltiger Bohrungen, das um seine Längsachse rotierend antreibbar ist. Das Bohrwerkzeug weist einen zylinderförmigen Schaft zum Einspannen in eine Werkzeugaufnahme und einen sich in axialer Richtung daran anschließenden Schneidteil auf. Dieser hat eine Vielzahl von über den Bohrwerkzeugumfang verteilt angeordneten und axial verlaufenden Spannuten, die zwischen sich eine Vielzahl spanender Schneiden ausbilden. Erfindungsgemäß hat der Schneidteil einen Vorbohrabschnitt und einen in Vorschubrichtung dahinter angeordneten Aufbohrabschnitt mit unterschiedlichen Außendurchmessern und einer unterschiedlichen Anzahl spanender Schneiden.In summary, the invention relates to a drilling tool for producing dimensionally accurate holes, which is driven to rotate about its longitudinal axis. The drilling tool has a cylindrical shaft for clamping into a tool holder and a cutting part adjoining it in the axial direction. This has a plurality of distributed over the Bohrwerkzeugumfang arranged and axially extending flutes, which form between them a variety of cutting edges. According to the invention, the cutting part has a pre-drilling section and a reaming section arranged behind it in the feed direction with different outside diameters and a different number of cutting edges.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Bohrwerkzeug zur Herstellung maßhaltiger Bohrungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a drilling tool for producing dimensionally accurate holes according to the preamble of claim 1.
Ein solches Bohrwerkzeug beziehungsweise ein solcher Bohrer ist beispielsweise aus der
Aus der Praxis ist bekannt, dass beispielsweise bei der Fertigung von Steuerschieberbohrungen hydraulischer Anlagen hohe Anforderungen an die Maßhaltigkeit dieser Bohrungen gestellt werden. Zusätzlich ist die industrielle Fertigung stets bestrebt, die Herstellungskosten durch eine Verkürzung der Taktzeiten, beispielsweise durch die Erhöhung der Vorschubgeschwindigkeit des Bohrers, zu senken. Dies lässt sich bei gleichzeitig hohen Anforderungen an die Maßhaltigkeit allerdings nur schwer bewerkstelligen. Ein bekanntes Verfahren zur Verbesserung der Maß-, Form und Lagegenauigkeit von Bohrungen ist das so genannte Aufbohren bereits vorgebohrter, vorgegossener oder vorgestanzter Löcher. Im Gegensatz zum Bohren ins Volle lassen sich durch die beim Aufbohren reduzierten Kräfte hohe Genauigkeiten erzielen. Entweder werden zum Aufbohren „normale“ Bohrwerkzeuge mit zwei oder mehr Schneiden oder aber spezielle, mehrschneidige Aufbohrwerkzeuge, die an ihren Spitzen keine Schneiden aufweisen, verwendet. Nachteilig am bekannten Verfahren des Aufbohrens ist jedoch, dass das Aufbohren üblicherweise einen zusätzlichen Arbeitsschritt darstellt und einen Werkzeugwechsel erforderlich macht. Die Taktzeiten lassen sich damit folglich nicht reduzieren. From practice it is known that, for example, in the production of spool bores hydraulic systems high demands are placed on the dimensional accuracy of these holes. In addition, industrial manufacturing is always anxious to reduce the manufacturing costs by shortening the cycle times, for example, by increasing the feed rate of the drill. However, this can only be achieved with great difficulty in terms of dimensional accuracy. A well-known method for improving the dimensional, shape and positional accuracy of drilling is the so-called drilling of pre-drilled, pre-cast or pre-punched holes. In contrast to drilling to the full, high accuracies can be achieved by the forces reduced during boring. Either "normal" drilling tools with two or more cutting edges or special, multi-bladed boring tools that have no cutting edges at their tips are used for boring. A disadvantage of the known method of drilling, however, is that the boring usually represents an additional step and makes a tool change required. Consequently, the cycle times can not be reduced.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Bohrwerkzeug zur Verfügung zu stellen, bei dem mit konstruktiv möglichst einfachen Mitteln die Taktzeit reduziert wird. Object of the present invention is to provide an improved drilling tool available, in which the cycle time is reduced with structurally simple means possible.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Bohrwerkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. This object is achieved by a drilling tool having the features of claim 1. Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.
Ein erfindungsgemäßes Bohrwerkzeug, das vorzugsweise zum Herstellen maßhaltiger Bohrungen verwendet wird, ist um seine Längsachse rotierend antreibbar. Zum Einspannen in eine Werkzeugaufnahme weist das Bohrwerkzeug einen zylinderförmigen Schaft auf, der beispielsweise auch kegelförmig ausgebildet sein kann. In Vorschubrichtung vor dem Schaft ist ein Schneidteil mit einer Vielzahl von Spannuten vorgesehen, die zwischen sich eine Vielzahl spanender Schneiden ausbilden. Die Spannuten sind über einen Bohrwerkzeugumfang verteilt angeordnet und erstrecken sich im Wesentlichen in Längs-, insbesondere in Axialrichtung des Bohrwerkzeugs beziehungsweise des Schneidteils. Erfindungsgemäß hat der Schneidteil des Bohrwerkzeugs einen Vorbohrabschnitt und einen in Vorschubrichtung dahinter angeordneten Aufbohrabschnitt, wobei die beiden Abschnitte unterschiedliche Außendurchmesser und eine unterschiedlichen Anzahl spanender Schneiden aufweisen. An inventive drilling tool, which is preferably used for producing dimensionally stable bores, is drivable to rotate about its longitudinal axis. For clamping in a tool holder, the drilling tool has a cylindrical shaft, which may be formed, for example, conical. In the feed direction in front of the shaft, a cutting part is provided with a plurality of flutes, which form a plurality of cutting edges between them. The flutes are arranged distributed over a Bohrwerkzeugumfang and extend substantially in the longitudinal, in particular in the axial direction of the drilling tool or the cutting part. According to the invention, the cutting part of the drilling tool has a pre-drilling section and a reaming section arranged behind it in the feed direction, the two sections having different outside diameters and a different number of cutting edges.
Die in einem einzigen Bohrwerkzeug verwirklichte Kombination des Vorbohrers mit dem Aufbohrer macht einen Werkzeugwechsel für das Aufbohren überflüssig, wodurch die Taktzeit beim Herstellen maßhaltiger Bohrungen erheblich reduziert werden kann. Zusätzlich lässt sich die Vorschubgeschwindigkeit bei diesem Bohrwerkzeug während der Werkstückbearbeitung deutlich erhöhen, sobald das Werkstück von dem Aufbohrabschnitt erreicht wird, wodurch die Taktzeit nochmals erhöht werden kann. Zweckmäßigerweise weist der Vorbohrabschnitt einen größeren Außendurchmesser als der Aufbohrabschnitt auf. Mit dem Aufbohrabschnitt lassen sich sehr genau gefertigte Bohrungen mit hoher Bohrungsqualität realisieren, die eine Aufwandreduktion bei deren Folgebearbeitung, beispielsweise durch Honen, ermöglichen. The realized in a single drilling tool combination of the pilot drill with the drill makes a tool change for drilling superfluous, whereby the cycle time in producing dimensionally accurate holes can be significantly reduced. In addition, the feed rate at this drilling tool during workpiece machining can be significantly increased as soon as the workpiece is reached by the Aufbohrabschnitt, whereby the cycle time can be increased again. Appropriately, the pre-drilling section has a larger outer diameter than the Aufbohrabschnitt. With the Aufbohrabschnitt can be made very well-made holes with high quality drill, which allow a reduction in their subsequent processing, for example by honing.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Anzahl der spanenden Schneiden des Aufbohrabschnitts höher als die des Vorbohraufschnitts. Damit lässt sich durch eine verbesserte Führung des Aufbohrabschnitts eine besonders hohe Qualität der zu fertigenden Bohrung erreichen. In a particularly advantageous embodiment of the invention, the number of cutting edges of the Aufbohrabschnitts is higher than that of the Vorbohraufschnitts. This can be achieved by improved management of the Aufbohrabschnitts a particularly high quality of the bore to be produced.
Für eine kostengünstige Herstellung des Bohrwerkzeugs hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn der Aufbohrabschnitt gegen den Vorbohrabschnitt stufenförmig erweitert ist. Das heißt, dass sich der Außendurchmesser zwischen dem Vorbohrabschnitt und dem Aufbohrabschnitt nicht stufenlos beziehungsweise stetig, sondern in wenigstens einer Stufe ändert. Es ist dabei ebenso denkbar, dass an dem Bohrwerkzeug mehrere Stufen vorgesehen sind. For a cost-effective production of the drilling tool, it has proven to be expedient if the Aufbohrabschnitt is extended stepwise against the pre-drilling section. This means that the outer diameter between the pre-drilling section and the Aufbohrabschnitt does not change continuously or steadily, but in at least one stage. It is also conceivable that several steps are provided on the drilling tool.
Vorteilhaft ist es, wenn die Spannuten wenigstens abschnittsweise entlang des Vorbohrabschnitts und des Aufbohrabschnitts erstrecken. Dies ermöglicht eine gute Spanabfuhr, wobei sich die Spannuten auf einfache Weise fertigen lassen. Dabei können sich die Spannuten beispielsweise im Wesentlichen unterbrechungsfrei, d.h. durchgängig, vom Vorbohrabschnitt bis zum Aufbohrabschnitt erstrecken oder auch in mehrere einzelne, d.h. unterbrochene, Abschnitte unterteilt sein. It is advantageous if the flutes at least partially along the Vorbohrabschnitts and the Aufbohrabschnitts extend. This allows a good chip removal, whereby the flutes can be easily manufactured. In this case, the flutes, for example, substantially uninterrupted, ie continuous, extending from the pre-drilling to the Aufbohrabschnitt or divided into several individual, ie interrupted, sections.
Für eine besonders gute und präzise Führung des Bohrwerkzeugs sind die spanenden Schneiden des Bohrwerkzeugs über schneidende Führungsfasen ausgebildet. Diese ermöglichen eine sichere Führung des Bohrwerkzeugs bei gleichzeitig geringem Wärmeeintrag in das aufzubohrende Material. Führungsfasen sind im Zusammenhang mit Bohrwerkzeugen bekannt und ermöglichen eine hohe Bohrungsqualität sowie eine optimale Rundheit und Geradheit der Bohrung. For a particularly good and precise guidance of the drilling tool, the cutting edges of the drilling tool are formed by cutting guide bevels. These allow a safe guidance of the drilling tool while low heat input into the material to be drilled. Guide bevels are well-known in conjunction with drilling tools and allow high bore quality, as well as optimum roundness and straightness of the bore.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn das Verhältnis der Anzahl spanender Schneiden des Aufbohrabschnitts zur Anzahl spanender Schneiden des Vorbohrabschnitts vorzugsweise 2:1 beträgt. Das heißt, dass der Aufbohrabschnitt die doppelte Anzahl spanender Schneiden beziehungsweise schneidender Führungsfasen des Vorbohrabschnitts aufweist. Allerdings können je nach Einsatzgebiet auch andere Verhältnisse wie 3:1 oder 4:1 vorteilhaft sein. Dabei ist das Verhältnis nicht auf ganzzahlige Werte beschränkt, vielmehr ist auch ein Verhältnis von beispielsweise 4:3 denkbar. Je höher die Anzahl der spanabtragenden Schneiden des Aufbohrabschnitts ist, desto höher ist die Güte der zu fertigenden Bohrung. Mit verbesserter Güte der Bohrung kann der Aufwand bei den dem Bohren nachgeordneten Bearbeitungsschritte beziehungsweise -verfahren reduziert werden. It has proven particularly advantageous if the ratio of the number of cutting edges of the reaming section to the number of cutting edges of the pre-boring section is preferably 2: 1. This means that the reaming section has twice the number of cutting edges or cutting guide bevels of the pre-drilling section. However, depending on the area of use, other ratios such as 3: 1 or 4: 1 may be advantageous. The ratio is not limited to integer values, but rather a ratio of, for example, 4: 3 is conceivable. The higher the number of chip-removing cutting edges of the Aufbohrabschnitts, the higher the quality of the bore to be produced. With improved quality of the bore of the effort in the drilling downstream processing steps or procedures can be reduced.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung umfasst der Vorbohrabschnitt genau vier und der Aufbohrabschnitt genau acht spanende Schneiden beziehungsweise schneidende Führungsfasen. Es könnten in jedem der Abschnitte aber auch weniger oder mehr spanende Schneiden angeordnet sein. In a particularly advantageous embodiment of the invention, the pre-drilling section comprises exactly four and the Aufbohrabschnitt exactly eight cutting cutting or cutting Führungsfasen. However, fewer or more cutting blades could be arranged in each of the sections.
Bevorzugt sind die Außendurchmesser des Vorbohrabschnitts und/oder des Aufbohrabschnitts in Längsrichtung des Bohrwerkzeugs konstant ausgebildet. Das heißt, dass sich der Außendurchmesser über den Abschnitt innerhalb einer bestimmungsgemäßen Toleranz nicht ändert. Alternativ können sich die jeweiligen Außendurchmesser ändern, beispielsweise in dem sie in Vorschubrichtung nach vorne abnehmen. Preferably, the outer diameter of the pre-drilling section and / or the Aufbohrabschnitts are formed constant in the longitudinal direction of the drilling tool. That is, the outer diameter over the portion does not change within a predetermined tolerance. Alternatively, the respective outer diameters may change, for example, by decreasing forwardly in the feed direction.
Zweckmäßig ist es, wenn die axiale Länge des Aufbohrabschnitts größer als die axiale Länge des Vorbohrabschnitts ist. Beispielsweise kann der Vorbohrabschnitt eine Länge zwischen 2 und 30 mm, vorzugsweise etwa 15 mm, aufweisen. Der Aufbohrabschnitt kann eine axiale Länge zwischen 60 mm und 250 mm, vorzugsweise etwa 180 mm, aufweisen. It is expedient if the axial length of the Aufbohrabschnitts is greater than the axial length of the Vorbohrabschnitts. For example, the Vorbohrabschnitt a length between 2 and 30 mm, preferably about 15 mm. The Aufbohrabschnitt may have an axial length between 60 mm and 250 mm, preferably about 180 mm.
Zur verbesserten Zentrierung und zur Erhöhung der Schnittleistung ist es vorteilhaft, wenn das Bohrwerkzeug in Vorschubrichtung vor dem Vorbohrabschnitt, insbesondere an diesem angrenzend, einen kegeligen Schneidkopf aufweist. Der Spitzenwinkel des Schneidkopfs kann 100° bis 170°, vorzugsweise jedoch etwa 150° betragen. Vorteilhaft ist auch, wenn der Schneidkopf eigene Schneiden zum Spanen aufweist. Im Gegensatz zur Erfindung weisen gewöhnliche Aufbohrer meist stumpfe Spitzen ohne Schneiden auf. Somit lässt sich mit dem erfindungsgemäßen Kombinationswerkzeug aus Vorbohrer und Aufbohrer die Bohrleistung nochmals erhöhen. For improved centering and to increase the cutting performance, it is advantageous if the drilling tool has a conical cutting head in the feed direction in front of the pre-drilling section, in particular adjacent thereto. The tip angle of the cutting head may be 100 ° to 170 °, but preferably about 150 °. It is also advantageous if the cutting head has its own cutting edges for machining. In contrast to the invention, ordinary drills usually have blunt tips without cutting. Thus, the drilling performance can be further increased with the combination tool according to the invention from pilot drill and drill bit.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher dargestellt. Im Einzelnen zeigen: In the following an embodiment of the invention with reference to a drawing is shown in more detail. In detail show:
Gleiche Komponenten sind in den Figuren durchgängig mit gleichen Bezugszeichen versehen. The same components are provided throughout the figures with the same reference numerals.
Das Bohrwerkzeug
An den Schaft
Der Vorbohrabschnitt
Der Vorbohrabschnitt
Auf diese Weise bilden die Schneidstege
Die unterschiedliche Anzahl von schneidenden Führungsfasen
Ausgehend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann das erfindungsgemäße Bohrwerkzeug
Zusammenfassend betrifft die Erfindung ein Bohrwerkzeug zur Herstellung maßhaltiger Bohrungen, das um seine Längsachse rotierend antreibbar ist. Das Bohrwerkzeug weist einen zylinderförmigen Schaft zum Einspannen in eine Werkzeugaufnahme und einen sich in axialer Richtung daran anschließenden Schneidteil auf. Dieser hat eine Vielzahl von über den Bohrwerkzeugumfang verteilt angeordneten und axial verlaufenden Spannuten, die zwischen sich eine Vielzahl spanender Schneiden ausbilden. Erfindungsgemäß hat der Schneidteil einen Vorbohrabschnitt und einen in Vorschubrichtung dahinter angeordneten Aufbohrabschnitt mit unterschiedlichen Außendurchmessern und einer unterschiedlichen Anzahl spanender Schneiden. In summary, the invention relates to a drilling tool for producing dimensionally accurate holes, which is driven to rotate about its longitudinal axis. The drilling tool has a cylindrical shaft for clamping into a tool holder and a cutting part adjoining it in the axial direction. This has a plurality of distributed over the Bohrwerkzeugumfang arranged and axially extending flutes, which form between them a variety of cutting edges. According to the invention, the cutting part has a pre-drilling section and a reaming section arranged behind it in the feed direction with different outside diameters and a different number of cutting edges.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Bohrwerkzeug drilling
- 22
- Schaft shaft
- 33
- Schneidteil cutting part
- 44
- Vorbohrabschnitt pilot section
- 55
- Aufbohrabschnitt Aufbohrabschnitt
- 66
- Schneidkopf cutting head
- 77
- Hauptschneiden main cutting edges
- 88th
- Schneidstege cutting webs
- 99
- Spannuten flutes
- 10 10
- Nebenschneiden des Vorbohrabschnitts Secondary cutting of the pre-drilling section
- 11 11
- Nebenschneiden des Aufbohrabschnitts Secondary cutting of the boring section
- 12 12
- Führungsfasen des Vorbohrabschnitts Führungsfasen the Vorbohrabschnitts
- 13 13
- Führungsfasen des Aufbohrabschnitts Guide chamfers of the Aufbohrabschnitts
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 4421922 C1 [0002] DE 4421922 C1 [0002]
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Applications Claiming Priority (3)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |