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Die Erfindung betrifft ein Rotationswerkzeug, insbesondere einen Bohrer, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Rotationswerkzeugs.
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Hintergrund der Erfindung
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In der
EP 1 748 859 B1 ist ein sogenannter Flachbohrer beschrieben, bei dem zwei Hauptschneiden im Bereich eines Zentrums über eine Querschneide verbunden sind. Die Hauptschneiden liegen in einer gemeinsamen horizontalen Stirnebene. Weiterhin verlaufen die Hauptschneiden geradlinig. Im Bereich des Zentrums und der Querschneide ist eine Ausspitzung durch einen separaten Schleifschritt eingebracht, wobei die dabei ausgebildete Schlifffläche sich in radialer Richtung nach außen bis zu einem Schneideck erstreckt und eine Spanfläche ausbildet, welche unter einem Spanwinkel orientiert ist. Mit einem derartigen Flachbohrer lassen sich zuverlässig Sacklöcher mit ebenem Bohrgrund erzeugen.
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In der
EP 1 230 058 B1 ist eine Bohrerspitze beschrieben, mit Hauptschneiden, an welche sich jeweils eine Freifläche anschließt, wobei die Freiflächen jeweils zwei Teilbereiche aufweisen, die homogen und kantenfrei ineinander übergehen. Desweiteren wird ein Verfahren zum Schleifen der Bohrerspitze beschrieben, bei dem die Freifläche in einem Teilbereich als gekrümmte Oberfläche ausgebildet wird. Durch diese Ausführung mit einem ansatzlosen Verlauf der Oberfläche ist die Belastung der Bohrerspitze im Betrieb geringer.
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Aufgabe der Erfindung
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Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Rotationswerkzeug, insbesondere einen Bohrer anzugeben, welcher gute Schnittleistungen ermöglicht.
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Lösung der Aufgabe
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Rotationswerkzeug mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 9. Vorteilhafte Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Varianten sind Gegenstand der Unteransprüche. Dabei gelten die Ausführungen im Zusammenhang mit dem Rotationswerkzeug sowie dessen vorteilhafte Weiterbildungen sinngemäß auch für das Verfahren und umgekehrt.
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Das Rotationswerkzeug ist dabei insbesondere als ein Bohrer ausgebildet und erstreckt sich entlang einer Längsachse. Frontseitig ist eine Stirnfläche ausgebildet, an der sich zumindest zwei Hauptschneiden befinden, welche sich von einem Schneideck in radialer Richtung zu einem innenliegenden Zentrum erstrecken. Bei dem Rotationswerkzeug handelt es sich um ein genutetes Werkzeug mit jeweils mindestens einer Spannut pro Hauptschneide. Das Zentrum ist durch einen zentralen Materialkern des Bohrwerkzeugs gebildet. An der Stirnfläche endet der Bohrer an einer Zentrumsspitze, die auf der Längsachse liegt. Die Längsachse definiert zugleich auch eine Rotationsachse, um die das Rotationswerkzeug im Betrieb rotiert. Zusätzlich zur üblicherweise geschliffenen Spannut ist eine weitere Schlifffläche eingebracht. Diese erstreckt sich entlang einer jeweiligen Hauptschneide vom Zentrum bis zu einem radial äußeren Bereich im Bereich der Hauptschneide. Vorzugsweise ist für jede der Hauptschneiden jeweils eine entsprechende Schlifffläche ausgebildet. Im Zentrum dient die Schlifffläche zur Ausbildung einer Ausspitzung und im weiteren Verlauf der jeweiligen Hauptschneide dient die Schlifffläche zur Ausbildung und Definition, d.h. Festlegung eines Spanwinkels. D.h. im Bereich der Hauptschneide bildet die Schlifffläche eine den Spanwinkel definierende Spanfläche aus. Der auf diese Weise ausgebildete Spanwinkel ist entlang der Hauptschneide konstant, weist also an unterschiedlichen radialen Positionen entlang der Hauptschneide stets den gleichen Wert auf. Zudem ist jeder der Hauptschneiden an der Stirnfläche eine Freifläche zugeordnet, welche sich rückseitig von der jeweiligen Hauptschneide erstreckt. Die Freifläche ist dabei zumindest teilweise, insbesondere größtenteils und vorzugsweise vollständig ein Teil der Schlifffläche und zwar derart, dass die Schlifffläche, welche einer der beiden Hauptschneiden zugeordnet ist, diejenige Freifläche ausbildet, welche der anderen Hauptschneide zugeordnet ist.
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Unter dem Merkmal, dass sich die Schlifffläche bis zu einem äußeren radialen Bereich erstreckt wird weiterhin insbesondere verstanden, dass sich die Schlifffläche ausgehend vom Zentrum, also von der Rotationsachse über zumindest 60% und vorzugsweise zumindest über 80% eines Nennradius des Rotationswerkzeugs erstreckt.
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Durch die Ausgestaltung mit der Schlifffläche ist zum einen die Ausbildung eines Spanwinkels unabhängig von der zuvor eingeschliffenen Spannut ermöglicht, so dass also in einfacher Weise durch die zusätzliche gemeinsame Schlifffläche ein für einen jeweiligen Bearbeitungszweck geeigneter Spanwinkel unabhängig von der Ausbildung der Spannut eingeschliffen werden kann. Auch ein Nachschleifen kann dann auf besonders einfache Weise durchgeführt werden. Der durchgängig konstante Spanwinkel führt weiterhin dazu, dass das Rotationswerkzeug vorteilhaft auch im Zentrum, d.h. nahe der Querschneide, weiterhin schnittfreudig ist, insbesondere im Vergleich zum äußeren Abschnitt der Hauptschneide hin. Dies garantiert besonders homogene Schnittbedingungen insbesondere über die gesamte Hauptschneide. Ein weiterer Vorteil besteht insbesondere darin, dass durch die Schlifffläche zugleich auch im selben Schleifschritt die Freifläche ausgebildet wird. Durch die Schlifffläche sind daher insgesamt drei funktionale Flächenabschnitte auf, nämlich die Freifläche, die Ausspitzung sowie die Spanfläche.
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Unter Spanwinkel wird hierbei der Winkel zwischen einer vertikalen, sich in Richtung der Längsachse erstreckenden Ebene und der Schlifffläche unterhalb der Hauptschneide verstanden. Der Spanwinkel wird durch das Einbringen der Schlifffläche ausgebildet. Im entsprechenden Schleifschritt werden also die Hauptschneide und der sich daran anschließenden Bereich der Spannut angeschliffen. Dadurch weist die Schlifffläche die Spanfläche als Teilfläche auf, die sich dann insbesondere von der Hauptschneide bis zur Spannut erstreckt, also zwischen der Hauptschneide und der Spannut liegt und dort den Spanwinkel ausbildet. Zur Spannut hin ist die Spanfläche insbesondere durch eine Schliffkante begrenzt, welche beim Einschleifen der Schlifffläche durch das Abtragen von Material im Bereich der Hauptschneide ausgebildet wird. Die Schliffkante grenzt demnach die Spannut gegenüber der Schlifffläche ab und bildet einen Teil einer Umrandung der Schlifffläche. Die Ausspitzung als Teilfläche der Schlifffläche im Bereich der Querschneide geht vorteilhafterweise kantenfrei in die Spanfläche über, wodurch die mechanischen Belastungen im Betrieb des Rotationswerkzeuges deutlich verringert werden. Der verbleibende Teil der Schlifffläche, welcher die Freifläche ausbildet und zur Spannut hin verläuft, ist dann zur Spannut hin insbesondere durch die Schliffkante begrenzt.
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Vorzugsweise geht die Freifläche kantenfrei in die übrige Schlifffläche über. Die Vermeidung einer entsprechenden Kante auf der Stirnfläche führt insbesondere zu einer verringerten mechanischen Belastung und einer insgesamt verbesserten Kraftverteilung an der Stirnfläche im Betrieb. Die Freifläche schließt sich insbesondere rückseitig an die Hauptschneide an, d.h. in Drehrichtung dahinter; im Falle mehrerer Hauptschneiden entsprechend an eine in Drehrichtung vorauslaufende Hauptschneide. Beim Ausbilden der Schlifffläche führt diese dann die Freifläche sozusagen zur Spannut hin weiter, wobei der Übergang zwischen Freifläche und übriger Schlifffläche dann kantenfrei und insbesondere gebogen ausgeführt ist.
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In einer bevorzugten Weiterbildung geht die Ausspitzung kantenfrei in die übrige Schlifffläche über. Auf diese Weise werden die im Betrieb auftretenden Kräfte in diesem Bereich optimal verteilt. Zudem lassen sich die Ausspitzung und die Schlifffläche in einem Zuge Einschleifen und werden vorzugsweise auch durch lediglich einen Schleifschritt gemeinsam eingeschliffen, wodurch die Herstellung insgesamt vereinfacht ist.
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Zweckmäßigerweise bilden die Schlifffläche und die Freifläche als Teilfläche der Stirnfläche gemeinsam eine insgesamt kantenfreie Stirnfläche, die dann im Inneren keine Kanten aufweist und durch die Hauptschneide oder die Hauptschneiden, die Querschneide sowie die Schliffkante berandet ist. Dadurch ergibt sich dann eine insgesamt besonders homogene Stirngeometrie, die bevorzugterweise in einem Zuge hergestellt wird. Beim Schleifen werden dann vorteilhafterweise im gleichen Schleifschritt der Spanwinkel eingestellt, d.h. eine Spanwinkelkorrektur vorgenommen, und die Stirngeometrie kantenfrei ausgebildet. Mit anderen Worten: die Ausspitzung, die Freifläche und die Spanfläche werden in einem Zuge als zusammenhängende kantenfrei Schlifffläche ausgebildet. Dazu ist vorteilhaft zudem lediglich eine Schleifscheibe nötig und das Schleifverfahren entsprechend vereinfacht. Desweiteren kann die gesamte Stirngeometrie durch Verfahren der Schleifscheibe entlang lediglich einer einzigen Schleifbahn hergestellt werden und wird daher auch vorzugsweise derart hergestellt. Das Rotationswerkzeug ist dadurch besonders kostengünstig zu fertigen.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung erstreckt sich die Schlifffläche ausgehend vom Zentrum durchgehend bis zum Schneideck hin. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass der Spanwinkel entlang der gesamten Hauptschneide konstant ist und das Rotationswerkzeug ein entsprechend vorteilhaftes Schneidverhalten aufweist. Weiterhin ergibt sich ein besonders homogener Schnittkraftverlauf entlang der Hauptschneide und somit eine optimale Kraftverteilung im Betrieb.
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Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, das Schneideck mit einer Eckenform und/oder mit einer Nebenschneidenform, beispielsweise eine Fase oder ein Radius oder eine Verrundung auszubilden. Diese Ecken- oder Nebenschneidenform ist beispielsweise als einfache schräge Anschlifffläche ausgebildet ist. In einem solchen Fall erstreckt sich die Schlifffläche ebenfalls bis zum Schneideck, dessen Beginn durch die Eckenform festgelegt ist.
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Die Spannut ist bezüglich der Längsachse in einem Drallwinkel orientiert, welcher bei einer gewendelten Spannut die Wendelsteigung angibt. Die Spannut weist zudem eine Spannutwand auf, welche eine Innenwand der Spannut bildet, entlang welcher im Betrieb insbesondere der abgehobene Span gefördert wird. Die Spannutwand und somit auch die Spannut sind gegenüber der Schlifffläche durch die Schliffkante begrenzt, d.h. die Spannut endet an der Schlifffläche. Dabei endet die Spannut im Bereich der Hauptschneide bezüglich der Längsachse in einem Spannutwinkel, welcher sich in einer bevorzugten Ausgestaltung vom Zentrum aus bis zum Schneideck hin vergrößert. Üblicherweise entspricht der Spannutwinkel in etwa dem Drallwinkel, zumindest im radial äußeren Bereich, insbesondere auf einer Außenwand des Rotationswerkzeugs. Der Spannutwinkel an einer radialen Position wird dabei in einer Schnittebene parallel zur Längsrichtung gemessen, wobei zur Bestimmung des Spannutwinkels an unterschiedlichen radialen Positionen der Spannutwinkel in mehreren solchen Schnittebenen gemessen wird, die zueinander parallel sind.
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Besonders im Zentrum treten im Betrieb üblicherweise starke Kräfte auf, insbesondere stärkere als im äußeren Bereich des Schneidecks. Durch den im Zentrum verringerten Spannutwinkel ist dann dort ein insbesondere gegenüber dem äußeren Bereich verstärkter, massiver Schneidkeil ausgebildet, welcher die auftretenden Kräfte besonders wirksam aufnimmt. Der Spannutwinkel vergrößert sich vorzugsweise nach außen hin kontinuierlich, nimmt also nicht ab.
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Nahe dem Zentrum beträgt der Spannutwinkel geeigneterweise im Wesentlichen 0°, d.h. liegt in einem Bereich von –1 bis +1°. Die Schlifffläche verläuft in diesem Bereich dann insbesondere in Längsrichtung. Dadurch ist dann ein besonders massiver Schneidkeil nahe des Zentrums ausgebildet und das Rotationswerkzeug entsprechend robust.
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In einer besonders geeigneten Ausgestaltung liegt der Spanwinkel in einem Bereich von 5 bis 20° oder bis 30° und insbesondere im Bereich von 10 bis 15°. Dadurch ist insgesamt ein vergleichsweise spitzer Schneidkeil ausgebildet, so dass der Bohrer insgesamt sehr schnittfreudig ist, und zwar aufgrund des konstanten Spanwinkels sowohl im Bereich des Schneidecks als auch im Zentrum.
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Grundsätzlich ist der Spanwinkel begrenzt durch den Spannutwinkel. Je nach Wahl des Spannutwinkels kann daher der Spanwinkel am Schneideck auch größer als 20° sein und Werte bis maximal zum Spannutwinkel annehmen. Dieser liegt geeigneterweise in einem Bereich von 10 bis 40°. Bevorzugterweise liegt der Spannutwinkel im Bereich von 20 bis 30° und der Spanwinkel dann entsprechend in einem Bereich von 5 bis 20°.
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In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung erstreckt sich die Hauptschneide geradlinig. Dies hat den Vorteil, dass die Hauptschneide, d.h. insbesondere der Schneidkeil und die zwischen Hauptschneide und Schliffkante verlaufende Schlifffläche, einen abgehobenen Span lediglich wegräumen müssen und gerade nicht zusammendrücken müssen, wie dies bei einer gekrümmten Hauptschneide der Fall wäre. Durch das Ausbleiben dieses Zusammendrückens werden die Kräfte auf die Hauptschneide entsprechend verringert.
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Zur Herstellung des Rotationswerkzeugs wird die Schnittfläche vorteilhafterweise in einem einzigen Schleifschritt eingebracht, d.h. insbesondere entlang lediglich einer einzigen Schleifbahn, und dadurch der Spanwinkel im Bereich der Hauptschneide ausgebildet, wobei der Spanwinkel vom Zentrum zum Schneideck hin konstant ausgebildet wird. Zudem wird hierbei auch die Freifläche ausgebildet, d.h. zumindest ein Teil der Freifläche und vorzugsweise die gesamte Freifläche als Teil des Schlifffläche. Dieses Verfahren ist besonders einfach und das auf diese Weise hergestellt Rotationswerkezug besonders kostengünstig. Zudem werden durch die sozusagen einzügige Ausbildung der Stirngeometrie jegliche Kanten vorteilhafterweise vermieden, die Stirnfläche wird also durch das Verfahren insgesamt kantenfrei weitergebildet und ist lediglich durch Kanten berandet, nämlich durch die Hauptschneide, die Querschneide und zur Spannut hin durch die Schliffkante.
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Zur Ausbildung der Schlifffläche wird die Schleifscheibe vorzugsweise mit deren Umfangsfläche über eine Stirnfläche eines Rotationswerkzeugs-Rohlings abgerollt, wobei eine Seitenfläche der Schleifscheibe an der Hauptschneide anliegt und dadurch die Spanfläche ausgebildet wird. Die Ausspitzung wird insbesondere mittels der Seitenfläche und/oder der Umfangsfläche ausgebildet, wobei am Übergang zwischen Querschneide und Hauptschneide die Schleifscheibe in geeigneter Weise um eine Achse parallel zur Längsachse verkippt wird und dann während der Ausbildung des Spanwinkels nicht mehr verkippt wird. Auf diese Weise wird die gesamte Schlifffläche vorteilhaft durch Verfahren lediglich einer Schleifscheibe entlang lediglich einer Schleifbahn ausgebildet.
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Die wesentlichen schnittbestimmenden Geometrien, insbesondere der Spanwinkel, die Ausspitzung und die Freifläche oder eine Fortführung der Freifläche zur Spannut hin werden vorteilhafterweise als zusammenhängende und kantenfreie Fläche ausgebildet. Bei einer solchen homogenen Stirngeometrie werden jegliche mechanischen Belastungen besonders effektiv verteilt, da insbesondere das Auftreten von Belastungsspitzen an Kanten der Stirngeometrie durch das Fehlen solcher Kanten vermieden wird.
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Zweckdienlicherweise ist die Stirnfläche insgesamt nach Art einer Kegelmantelfläche ausgebildet ist. Die Stirnfläche ist allgemein bevorzugt lediglich durch die in die Stirnfläche hineinreichenden Spannuten unterbrochen. Ausgehend von einer Zentrumsspitze fallen daher jegliche Freiflächen der Stirnfläche in radialer Richtung nach außen hin ab. Die Freiflächen schließen sich dabei in Umfangsrichtung stirnseitig an die Hauptschneiden an. Unter „nach Art einer Kegelmantelfläche“ werden hierbei unterschiedliche Schliffvarianten verstanden, wie beispielsweise der Kegelmantelschliff, aber auch Mehrflächenschliffe, wie beispielsweise der Vierflächenschliff. Der wesentliche Vorteil im Vergleich beispielsweise zu einem Flachbohrer ist darin zu sehen, dass für ein Anbohren eine Zentrumsspitze zur Verfügung steht und dadurch eine bessere Führung des Bohrers gerade beim Beginn des Bohrvorgangs erzielt ist.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen jeweils schematisch:
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Beschreibung der Figuren
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1 eine Stirnansicht auf einen Bohrer,
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2 eine ausschnittsweise erste Seitenansicht des Bohrers,
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3 eine ausschnittsweise zweite Seitenansicht auf den im Vergleich zur 2 etwa um 90° gedrehten Bohrer,
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4 eine ausschnittsweise Seitenansicht in Blickrichtung wie bei 3 auf eine vertikale radial äußere Schnittebene gemäß der Schnittlinie I-I in 1, sowie
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5 eine ausschnittsweise Seitenansicht in Blickrichtung wie bei 3 auf eine vertikale radial innere Schnittebene gemäß der Schnittlinie II-II in 1
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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Das in den Figuren dargestellte Rotationswerkzeug ist als ein Bohrer 2 ausgebildet, welcher sich entlang einer Längsachse 4, die zugleich eine Rotationsachse bildet, in Längsrichtung erstreckt. Der Bohrer 2 weist eine frontseitige im Wesentlichen kegelmantelförmige Stirnfläche 6 auf. Der Bohrer weist im Ausführungsbeispiel zwei Hauptschneiden 8 auf, welche sich jeweils von einem äußeren Schneideck 10 geradlinig zu einem Zentrum 12 erstrecken. Die beiden Hauptschneiden 8 sind im Zentrum 12 üblicherweise über eine Querschneide 14 miteinander verbunden. Wie insbesondere aus den Seitenansichten der 2 und 3 zu entnehmen ist, weist der Bohrer 2 im Zentrum 12 eine etwas erhabene Zentrumsspitze 16 auf. Dies wird üblicherweise von der Querschneide 14 gequert.
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Aufgrund ihres geradlinigen Verlaufs und der Rotationssymmetrie, wonach die beiden Hauptschneiden 8 bezüglich der Längssachse 4 um 180° drehversetzt sind, verlaufen die beiden Hauptschneiden 8 parallel zueinander. An die Hauptschneiden 8 schließt sich jeweils eine Freifläche 18 an, die jeweils einen Teil der Stirnfläche 6 bildet. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist zudem in jeder Freiflächen 18 ein nicht näher bezeichneter Kühlmittelauslass eingebracht. Die im Wesentlichen kegelmantelförmige Stirnfläche 6 ist durch Spannuten 20 unterbrochen. Diese erstrecken sich im Ausführungsbeispiel wendelförmig entlang des Bohrers 2. Sie sind dabei unter einem Drallwinkel α bezüglich einer Vertikalen orientiert (vgl. 2)
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Zwischen den Spannuten 20 ist umfangsseitig jeweils ein Bohrrücken 22 ausgebildet. Im Übergangsbereich von der Spannut 20 zum Bohrrücken 22 ist im Ausführungsbeispiel eine Führungsphase 24 angeordnet.
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Wie insbesondere aus der Seitenansicht gemäß den 2 und 3 zu entnehmen ist, ist am stirnseitigen Ende der Spannut 20 eine Schlifffläche 26 eingebracht. Diese bildet eine zusammenhängende und kantenfreie Fläche aus. Die Freifläche 18 ist dabei ein Teil der Schlifffläche 26. Der kantenfreie Übergang zwischen der Freifläche 18 und der übrigen Schlifffläche 26 ist in 1 mittels einer gepunkteten Linie angedeutet. In 2 ist die Umrandung der Schlifffläche 26 durch eine verstärkte Linie dargestellt. Die Schlifffläche 26 erstreckt sich ausgehend vom Zentrum 12 in Richtung zum Schneideck 10 als gleichmäßige Fläche und reicht bis in einen äußeren radialen Bereich. Die Schlifffläche 26 reicht dabei bevorzugt zumindest bis zur Mitte der Hauptschneide 8 und vorzugsweise – wie in den Figuren dargestellt, bis zum Schneideck 10. Unterhalb der Hauptschneide 8 ist dann eine Spanfläche 27 als Teil der Schlifffläche 26 ausgebildet. Im Ausführungsbeispiel erstreckt sich die Schlifffläche 26 darüber hinaus am stirnseitigen Ende der Spannut 20 im Übergangsbereich zur Stirnfläche 6 über die gesamte Spannut 20, also vom Schneideck 10 bis zum gegenüberliegenden Ende der Spannut 20, wo diese in den Bohrrücken 22 übergeht. Dabei bilden die Schlifffläche 26 und die Spannut 20 eine Schliffkante 28 aus, die bogenförmig vom Schneideck 10 und am Zentrum 12 vorbei um die Spannut 20 herum verläuft.
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Die Schlifffläche 26 bildet im Bereich des Zentrums 12 eine Ausspitzung 30 aus, die eine Teilfläche der Schlifffläche 26 ist und kantenfrei in die übrigen Teilflächen der Schlifffläche 26 übergeht. Da die Schlifffläche 26 in radialer Richtung R weiter insbesondere durchgehend bis zum äußeren Schneideck 10 verläuft, definiert sie zudem einen Spanwinkel γ der Hauptschneide 8. Dieser ist festgelegt als der Winkel zwischen einer Vertikalen parallel zur Längsachse 4 und der Schlifffläche 26, wie dies beispielsweise in den 3 bis 5 dargestellt ist.
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Der Spanwinkel γ ist dabei als ein positiver Spanwinkel ausgebildet, sodass ein spitzwinkliger Schneidkeil vorliegt. Durch das Einschleifen der Schlifffläche 26 wird etwas von der Spannutwand im Bereich der Stirnfläche 6 abgenommen und auch die Hauptschneide 8 geschliffen. Dadurch wird der Drallwinkel α der gewendelten Spannut 20 reduziert und entlang der Schliffkante und bezüglich der Längsachse 4 ein Spannutwinkel β ausgebildet, in welchem die Spannut an der Schlifffläche 26, genauer gesagt der Spanfläche 27 endet. Der Spanwinkel γ ist hierbei geringer als der Spannutwinkel β. Allgemein erreicht der Spanwinkel γ maximal den Spannutwinkel β, welcher beispielsweise bis zu 40° betragen kann. Vorzugsweise liegt der Spanwinkel γ im Bereich von etwa 10° bis 15°.
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Wie insbesondere durch Vergleich der in den 3 bis 5 gezeigten Schnitten entlang zueinander paralleler Schnittebenen hervorgeht, ist der Spanwinkel γ in Richtung zum Zentrum 12 hin konstant, während sich der Spannutwinkel β von innen nach außen hin vergrößert. Der Spanwinkel γ beträgt etwa 15° und führt über die gesamte Hauptschneide 8 zu einem insgesamt schneidfreudigen Verhalten, was sich insgesamt positiv auf die Schneidleistung und die benötigte Kraft für die Zerspanung auswirkt. Die Veränderung ∆β/∆r des Spannutwinkels β in radialer Richtung R ist dabei stetig. Dabei sind die Schlifffläche 26 und die Hauptschneide 8 jeweils knickfrei ausgebildet. Bevorzugt verändert sich der Spannutwinkel β kontinuierlich. Im Zentrum 12 selbst, also im Bereich der Ausspitzung 28, und damit im Übergangsbereich zwischen der Hauptschneide 8 zur Querschneide 14 beträgt der Spannutwinkel β vorzugsweise 0°. Durch die Reduzierung auf einen Bereich von etwa 0° für den Spannutwinkel β ist demgegenüber im Zentrum 12 ein massiver Schneidkeil ausgebildet, welcher den dort bei der Bearbeitung auftretenden Belastungen besonders gut standhält.
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Herstellungstechnisch wird zur Formung der Stirngeometrie derart vorgegangen, dass die Schlifffläche 26 in die jeweilige Spannut 20 nachträglich eingebracht wird. Hierzu wird eine Schleifscheibe verwendet, die unter einem bestimmten Winkel angestellt ist, sodass der gewünschte Spanwinkel γ ausgebildet wird. Während des Schleifvorgangs bildet die Schleifscheibe die Freifläche 18 als Teilfläche der Schlifffläche 26 aus, rollt dann in radialer Richtung R über die Freifläche 18 ab und erzeugt dadurch einen kantenfreien Übergang zwischen der Freifläche 18 und der übrigen Schlifffläche 26. Durch geeignetes Neigen wird dann die Ausspitzung 30 ausgebildet. Danach bleibt die relative Winkellage zwischen dem Bohrer 2 und der Schleifscheibe allerdings konstant, sodass der Spanwinkel γ in radialer Richtung R konstant ausgebildet wird. Der Spannutwinkel β ergibt sich dann durch die Erzeugung der Schliffkante 28 am Übergang zwischen der Spannut 20 und der Schlifffläche 26 in Abhängigkeit des Verlaufs der Spannut 20.
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Alternativ zu der hier dargestellten Ausführungsvariante besteht auch die Möglichkeit, die Schlifffläche 26 nicht vollständig bis zum Schneideck 10 durchzuführen. Die Schlifffläche 26 endet bei dieser Variante daher in einem Radialabstand vor dem Schneideck 10. Dieser Abstand beträgt dabei maximal 60% oder 50% und vorzugsweise maximal 20% eines Bohrernennradius. Dieser ist definiert als der Radius von der Rotations- und Längsachse 4 bis zum Schneideck 10.
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Durch das zusätzliche nachträgliche Einbringen der Schlifffläche 26 wird im Übergangsbereich zwischen der Schlifffläche 26 und der weiteren Spannutwand die Schliffkante 28 ausgebildet, wie dies insbesondere anhand der 3 zu erkennen ist. An dieser Stelle ist auch gut der Unterschied zwischen dem Spanwinkel γ und dem Spannutwinkel β zu entnehmen.
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Insgesamt wird durch die gemeinsame Schlifffläche 26, die nachträglich in die Spannut 20 eingebracht wird, und dem sich kontinuierlich verändernden Spanwinkel γ eine verbesserte Schnittkraftverteilung über die radiale Länge der Hauptschneide 8 erreicht. Insbesondere sind durch den gleichmäßigen homogenen, knickfreien Verlauf keine Spannungsspitzen zu befürchten. Vielmehr verändert sich die auf die Schneide einwirkende Kraft gleichmäßig.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1748859 B1 [0002]
- EP 1230058 B1 [0003]
