DE102017009634A1 - Bohrwerkzeug mit vertiefter Kerngeometrie zwischen den Hauptschneiden - Google Patents

Abstract

Die bisher verwendeten Ausspitzverfahren können die Vorschubkraft nur bis zu einem begrenzten Niveau reduzieren, da das Bohrwerkzeug bei zu extremer „Ausspitzung“ im Zentrum bruchempfindlich wird. Mit einem neuen Ausspitzverfahren sollten geringere Vorschubkraftniveaus erreicht werden, ohne dass eine erhöhte Bruchempfindlichkeit des Werkzeugs entsteht.Entgegen der bisherigen Praxis zur Reduzierung der Vorschubkraft durch „Ausspitzen“ wird in dieser Erfindung durch Vertiefen des Kernbereichs des Bohrers im Zentrum der Hauptscheidenfront (siehe Fig. 2) eine vergrößerte Querschneidengeometrie erzeugt. Trotz der vergrößerten Querschneidengeometrie kann bei entsprechender Ausgestaltung (Schneidwirkung vs. Reibwirkung) die erforderliche Vorschubkraft reduziert und die Zentrierung des Bohrers im Vollschnitt verbessert werden.

Description

• Technisches Gebiet:
• Zerspanungswerkzeuge / Bohrwerkzeuge
• Stand der Technik:
• Die Erfindung betrifft Bohrwerkzeuge mit einer oder mehreren Hauptschneiden (1) und einer Zentralgeometrie im frontalen Kern des Bohrwerkzeugs (üblicherweise als Querschneide (3) bezeichnet, (siehe 1). Es ist bekannt, dass die Querschneide einen großen Teil der erforderlichen Vorschubkraft bei der Bohrbearbeitung verursacht. Die Querschneide erfüllt dabei keine reine Schneidfunktion, sondern verdrängt überwiegend das Werkstückmaterial vom Bereich des Bohrungsgrundzentrums zu den Außenbereichen, wo die Hauptschneiden die Zerspanung bewirken. Es sind diverse Verfahren zur Umgestaltung bzw. Verkleinerung der Standardquerschneide (2) bekannt. Die Umgestaltung wird vielfach auch als „Ausspitzen“ bezeichnet und hat zum Ziel das Eindringen der Querschneide ins Material zu erleichtern und damit die Vorschubkraft zu reduzieren. Bei den meisten Ausspitzverfahren wird zwecks einer erleichterten Eindringwirkung die kegelige Grundform des Werkzeugs durch zusätzliche Schleiffacetten bis in den Bereich des Bohrerzentrums fortgeführt. Die zusätzlichen Schleiffacetten bilden einerseits eine zentrale Bohrerspitze und andererseits Kanten, die eine erweiterte Schneidwirkung des Bohrwerkzeugs auch nahe des Zentrums des Bohrers ermöglichen.
• Problem / Mängel des Stands der Technik:
• Die bisher verwendeten Ausspitzverfahren können die Vorschubkraft nur bis zu einem begrenzten Niveau reduzieren, da das Bohrwerkzeug bei zu extremer „Ausspitzung“ im Zentrum bruchempfindlich wird. Mit einem neuen Ausspitzverfahren sollten geringere Vorschubkraftniveaus erreicht werden, ohne dass eine erhöhte Bruchempfindlichkeit des Werkzeugs entsteht.
• Verbesserung / Erfindung:
• Ziel der Erfindung ist eine alternative Gestaltung der Querschneiden- bzw. Spitzengeometrie des Bohrers, die eine flexiblere Anpassung an den jeweiligen Anwendungsfall zulässt. Entgegen der bisherigen Praxis zur Reduzierung der Vorschubkraft durch „Ausspitzen“ wird in dieser Erfindung durch Vertiefen des Kernbereichs (4) des Bohrers im Zentrum der Hauptscheidenfront (siehe 2) eine vergrößerte Querschneidengeometrie erzeugt. Trotz der vergrößerten Querschneidengeometrie kann bei entsprechender Ausgestaltung (Schneidwirkung vs. Reibwirkung) die erforderliche Vorschubkraft reduziert und die Zentrierung des Bohrers im Vollschnitt verbessert werden. Die Verbesserung kann neben diverser Zusatzeffekte durch eine Verhältnisabstimmung von gezielter Reibwärmekonzentration im Kern der Bohrung und einer besseren Schneidfunktion an den neu entstandenen Schneidkanten (5) erreicht werden. Die Ausgestaltung der erfundenen Kernbereichsgeometrie ist in den Patentansprüchen beschrieben.
• Vorteile mit anwendungstechnischem Hintergründen
1. 1. Verringerung der Vorschubkraft
2. 2. Universelle Abstimmbarkeit auf die Zerspanbedingungen
   1. a. „Steuerbarkeit“ der Funktion des Bohrerkerns → Zerspanen oder Verdrängen → gezieltes Schärfen oder „Stumpfen“ wird ermöglicht
   2. b. Bei einer stumpfen Geometrie tritt wahrscheinlich konzentriert eine Temperaturerhöhung auf, die ein Verdrängen des Werkstückwerkstoffs verbessert
3. 3. Verbesserte Zentrierung im Vollschnitt und dadurch geringere Tendenz des Bohrwerkzeugs zum „Verlaufen“
4. 4. Erzeugung von kurzbrechenden und kleineren Spänen, die besser abgeführt werden können.
• Bezugszeichenliste

• 1

Hauptschneide

• 2

Typische Spitzengeometrie nach dem Ausspitzen → Erzeugung einer verkürzten Querschneide

• 3

Verkürzte Querschneide

• 4

Vertiefung: Zurückgesetzte Querschneide

• 5

Zusätzliche bzw. verlängerte Schneidkante

Claims (5)

1. Die Ausgestaltung und die Anwendungsbereiche der erfundenen Kernbereichsgeometrie werden mit folgenden Patentansprüchen beschrieben:
2. Vertiefte Kerngeometrie
3. Seitenflanken der Vertiefung (siehe Figure_2) können als Schneide mit entsprechendem Frei-, Keil-und Spanwinkel in beliebiger Form ausgebildet werden
4. Seitenflanken der Vertiefung können als Umformungselement bzw. Reibelement (stumpf) in beliebiger Form ausgebildet werden
5. Die vertiefte Kerngeometrie ist ebenfalls auf Werkzeuge für andere Bohrverfahren anwendbar wie z.B. das Orbitalbohren

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