DE112008002220T5

DE112008002220T5 - Angular fine hole machining method

Info

Publication number: DE112008002220T5
Application number: DE112008002220T
Authority: DE
Inventors: Kouji Isesaki Yanagisawa; Yasuhiro Isesaki Saito; Takajyu Isesaki Yanagisawa; Masahisa Isesaki Kanuma; Kiyoshi Isesaki Fujikura
Original assignee: YANAGISAWA GIKEN CO Ltd; YANAGISAWA-GIKEN Co Ltd Isesaki
Current assignee: YANAGISAWA GIKEN CO Ltd; YANAGISAWA-GIKEN Co Ltd Isesaki
Priority date: 2007-08-17
Filing date: 2008-08-11
Publication date: 2010-08-26
Also published as: WO2009025250A1; JP4126081B1; JP2009045680A

Abstract

Schrägfeinloch-Bearbeitungsverfahren zur durchgängigen Ausbildung eines Feinlochs in einem Werkstück, durch Ausrichten einer Rotationsachse eines Bohrers auf einer vorbestimmten Zerspanungslinie, welche mit einer Senkrechten auf eine Vorderfläche des Werkstücks einen festgesetzten Winkel bildet und mit einer Senkrechten auf eine Rückfläche des Werkstücks einen festgesetzten Winkel bildet, und durch Vorschieben des Bohrers mit einer festgesetzten Vorschubrate, dadurch gekennzeichnet, dass
ein Führungsloch zum Halten eines Spitzenabschnitts des Bohrers, um eine Wanderbewegung der Rotationsachse in zentrifugaler Richtung zu beschränken, welches einen mit einem Durchmesser des Bohrers wesentlich übereinstimmenden Innendurchmesser aufweist, durch Zerspanen mittels eines Schaftfräsers derart, dass die Mittelachse mit der vorbestimmten Zerspanungslinie übereinstimmt, von der Vorderfläche des Werkstücks aus in wesentlich zylindrischer Form gebildet wird,
nachfolgend zu Beginn eines Bohrer-Zerspanungsschritts der Spitzenabschnitt des Bohrers in das Führungsloch eingeschoben wird, um in einem Anrückschritt der Bohrbearbeitung Zerspanungsposition und Zerspanungsrichtung des Bohrers zu führen und in Übereinstimmung mit der vorbestimmten Zerspanungslinie zu bringen,...A slant fine machining method for continuously forming a fine hole in a workpiece by aligning a rotary axis of a drill with a predetermined cutting line which forms a set angle with a perpendicular to a front surface of the workpiece and forms a set angle with a normal to a back surface of the workpiece; and by advancing the drill at a fixed feed rate, characterized in that
a guide hole for holding a tip portion of the drill to restrict a traveling movement of the rotation axis in a centrifugal direction having an inner diameter substantially equal to a diameter of the drill, by cutting by means of an end mill such that the center axis coincides with the predetermined cutting line, of the Front surface of the workpiece is formed from a substantially cylindrical shape,
at the beginning of a drill cutting step, the tip portion of the drill is inserted into the guide hole to guide the cutting position and the cutting direction of the drill in a pressing step of the boring, and bring it into conformity with the predetermined cutting line;

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Schrägfeinloch-Bearbeitungsverfahren, insbesondere auf ein Schrägfeinloch-Bearbeitungsverfahren zum Ausbilden eines Feinlochs, das eine festgesetzte Neigung aufweist, in einem Werkstück aus einem Material verhältnismäßig großer Härte.The The present invention relates to a beveled fine-hole machining method, in particular to a slanted fine-hole machining method for forming a fine hole having a fixed inclination, in a workpiece of a material relatively great hardness.

Technischer HintergrundTechnical background

In den letzten Jahren haben sich Techniken verbreitet, mit denen in einem Werkstück, das ein zu bearbeitendes Material darstellt, Feinlöcher (Löcher mit einem Durchmesser von weniger als 0,3 mm) ausgebildet werden, und die z. B. zum Bohren von Poren in Halbleitersubstraten und von Bohrungen an medizinischen Instrumenten eingesetzt werden. Beispielsweise beschreibt die JP 10 286708 A ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausbilden eines Feinlochs von einigen zehn μm Durchmesser in verhältnismäßig kurzer Zeit, indem ein Bohrer mit einer niederfrequenten, zur Schnittvorschubrichtung des Bohrers parallel gerichteten Vibration belegt wird.In recent years, techniques have been used to form in a workpiece, which is a material to be processed, fine holes (holes with a diameter of less than 0.3 mm), and the z. As are used for drilling pores in semiconductor substrates and holes on medical instruments. For example, this describes JP 10 286708 A a method and apparatus for forming a fine hole of a few tens of μm in diameter in a relatively short time by setting a drill with a low frequency vibration in parallel with the cutting direction of the drill.

Durch Anwendung einer solchen Technik lässt sich in einem Werkstück ein Feinloch effizient und mit hoher Präzision ausbilden. Um mit einem dünnen, zerbrechlichen Bohrer ein Feinloch tiefer auszubilden, wiederholt man zyklisch einen Vorgang, bei dem der Bohrer immer dann, wenn er um eine festgesetzte Strecke vorgeschoben wurde, ein Stück zurückgezogen wird, damit Späne (Zerspanungsabfall) nach außen ausgeworfen werden, um so das Auftreten von vermehrter Reibung und Zerspanungsfehlern zu vermeiden und die Schnittleistung aufrechtzuerhalten.By Application of such a technique can be in a workpiece Form a fine hole efficiently and with high precision. To make a fine hole with a thin, fragile drill form more deeply, one cyclically repeats a process in which the drill bit whenever it is advanced by a set distance was withdrawn a piece, with chips (Cutting waste) are ejected to the outside, so to avoid the occurrence of increased friction and machining errors and maintain the cutting performance.

Um diese Technik auszuführen, benötigt man allerdings eine spezielle Bohrvorrichtung, die einen Vibrationsgenerator zum Beaufschlagen der den Bearbeitungskopf vor- und zurückfahrenden Vorschubeinrichtung mit einer parallel zur Vorschubrichtung gerichteten Vibration aufweist. Dies führt zu Kostensteigerungen, da Neuinvestitionen anfallen, weil herkömmliche Vorrichtungen nicht unverändert weiterverwendet werden können.Around However, you need this technique a special drilling device, the vibration generator for Applying the forward and backward movement of the machining head Feed device with a directed parallel to the feed direction Has vibration. This leads to cost increases since New investments are incurred because conventional devices can not be used unchanged.

Das Bearbeitungsverfahren ist zudem dafür gedacht, im Wesentlichen zur Werkstückoberfläche senkrechte Feinlöcher auszubilden. Bildet man ein Feinloch aus, das um mehr als einen bestimmten Winkel gegenüber der Senkrechten auf die Bearbeitungsfläche geneigt ist, so verbiegt sich zu Beginn der Anschnittphase, wenn der Bohrer schräg auf die Werkstückoberfläche trifft, der in zentrifugaler Richtung schwache Bohrer, sodass er mit der Spitze abrutscht oder bricht. Aus diesem Grund sinkt die Arbeitsproduktivität außerordentlich bei gleichzeitiger extremer Verschlechterung der Formgenauigkeit und Lagegenauigkeit der erhaltenen Feinlöcher, sodass oft das gewünschte Arbeitsergebnis nicht erhalten werden kann.The Processing method is also intended, in essence to the workpiece surface vertical fine holes train. If you form a fine hole that is more than one certain angle to the vertical to the working surface is inclined, so bends at the beginning of the gating phase, when the drill obliquely on the workpiece surface hits, in the centrifugal direction weak drill, so he slips or breaks with the tip. Because of this, the sinks Labor productivity exceptionally extreme Deterioration of the dimensional accuracy and positional accuracy of the obtained Fine holes, so often the desired work result can not be obtained.

Angesichts dieses Problems wird in der JP 2003 260611 A ein Schrägloch-Bearbeitungsverfahren vorgeschlagen, bei dem mittels eines Bohrers, dessen Spitze halbkugelförmig oder mit einem Scheitelwinkel vom Zweifachen des Neigungswinkels zur Bearbeitungsoberfläche ausgelegt ist, ein Vorbearbeitungsloch ausgebildet wird, sodass während einer nachfolgenden Bohrer-Zerspanung das Schrägloch mit guter Positioniergenauigkeit ausgebildet werden kann.Faced with this problem, in the JP 2003 260611 A has proposed a roughing machining method in which a pre-machining hole is formed by means of a drill having its tip hemispherical or apex angle twice the inclination angle to the machining surface, so that during a subsequent drill machining, the slant hole can be formed with good positioning accuracy.

Das Vorbearbeitungsloch nach diesem Bearbeitungsverfahren ist allerdings ungeeignet, die Bohrerspitze so zu halten, dass Wanderbewegungen der Bohrerrotationsachse weg von der vorbestimmten Zerspanungslinie in zentrifugaler Richtung verhindert werden, sondern stellt nur eine zur Bohrerrotationsachse senkrechte Fläche an der Werkstückoberfläche bereit. Werden sehr feine, unter geringfügigen Kräften sich biegende/brechende Feinlochbohrer verwendet, um in einem harten Werkstück schräge Feinlöcher auszubilden, treten schon bei geringfügigen Abweichungen gehäuft Schwierigkeiten mit Bohrerbrüchen auf. Da außerdem in diesem Fall geringfügige Verschiebungen der Bohrerspitze zu einer außerordentlichen Verschlechterung der Bearbeitungsgenauigkeit führen, taugt das Verfahren nicht als Mittel zur Ausbildung präziser Schrägfeinlöcher.The However, preprocessing hole after this machining process is unsuitable to hold the drill bit so that walking movements the Bohrerrotationsachse away from the predetermined cutting line be prevented in a centrifugal direction, but only provides a surface perpendicular to the drill rotational axis at the Workpiece surface ready. Become very fine, bending or breaking under slight forces Fine boring machine used to work in a hard workpiece form oblique fine holes, join already minor deviations accumulated difficulties with drill breaks on. In addition, in this case slight displacements of the drill tip to an extraordinary Deterioration of machining accuracy, good the procedure is not more precise as a means of training Angular pinholes.

Überdies stimmen die Techniken zur Ausbildung von Schrägfeinlöchern mittels herkömmlicher Bearbeitungsverfahren darin überein, dass, falls man wie in 9(A) in einem vergrößerten Aufrissausschnitt gezeigt mit dem Bohrer 30 bis zu einer Rückfläche des Werkstücks 1 durchbohrt, zu dem Zeitpunkt, wenn ein Abschnitt der Spitze des Bohrers 30 an die Rückfläche austritt, sich an der der Austrittsstelle gegenüberliegenden Seite der Spitze des Bohrers 30 eine Lagerfläche 100 bildet, über welche die Spitze des Bohrers 30 in Richtung des geringsten Widerstands gleitet, sodass der Bohrer 30 selbst sich krümmt und von der vorbestimmten Zerspanungslinie X abweicht.Moreover, the techniques for forming pitched holes by conventional machining methods are consistent in that, if one uses as in 9 (A) shown in an enlarged cut-out with the drill 30 up to a back surface of the workpiece 1 pierced, at the time when a section of the tip of the drill 30 emerges on the back surface, at the side opposite the exit point of the tip of the drill 30 a storage area 100 forms over which the tip of the drill 30 slides in the direction of least resistance, leaving the drill 30 itself curves and deviates from the predetermined cutting line X.

Aus diesem Grund tritt häufig das Problem auf, dass wie in 9(B) gezeigt die Spitze des Bohrers 30 mitten während der Durchbohrvorgangs unter Ablenkung in der Pfeilrichtung abbricht. Ferner führt das Durchbohren mit der Spitze des Bohrers 30 bis an die Rückfläche nicht nur zur Bildung von Rissen und Graten 101 am Rand der Lochöffnung, sondern auch zu einer Krümmung des Feinlochs 10 selbst in seinem Ausgangsbereich, sodass es zu einer extremen Verschlechterung der Endbearbeitungsformgenauigkeit kommt.For this reason, the problem often arises that as in 9 (B) shown the tip of the drill 30 breaks off in the middle of the piercing process under distraction in the direction of the arrow. Furthermore, drilling leads to the tip of the drill 30 to the back surface not only to the formation of cracks and ridges 101 at the edge of the hole opening, but also to a curvature of the fine hole 10 even in its starting region, causing it to extremely deteriorate the final shape accuracy comes.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Erfindung bezweckt Probleme wie die oben beschriebenen zu lösen und setzt sich zur Aufgabe, bezogen auf ein Schrägfeinloch-Bearbeitungsverfahren zur durchgehenden Ausbildung eines um einen festgesetzten Winkel geneigten Feinlochs in einem Werkstück aus einem verhältnismäßig harten Material, zu ermöglichen, ein Feinloch mit noch größerer Neigung noch tiefer zu bohren und zugleich Formgenauigkeit und Lagegenauigkeit des Lochs auf hohem Niveau zu verwirklichen.The The invention aims to solve problems such as those described above and set itself the task, based on a slanted fine-hole machining method for continuous formation of one by a fixed angle inclined fine hole in a workpiece from a relatively hard material, to allow a fine hole with still greater tendency to drill even deeper and at the same time dimensional accuracy and positional accuracy of the hole at a high level to realize.

Demgemäß schafft die Erfindung ein Schrägfeinloch-Bearbeitungsverfahren zur durchgängigen Ausbildung eines Feinlochs in einem Werkstück, durch Ausrichten einer Rotationsachse eines Bohrers auf einer vorbestimmten Zerspanungslinie, welche mit einer Senkrechten auf eine Vorderfläche des Werkstücks einen festgesetzten Winkel bildet und mit einer Senkrechten auf eine Rückfläche des Werkstücks einen festgesetzten Winkel bildet, und durch Vorschieben des Bohrers mit einer festgesetzten Vorschubrate. Kennzeichnend ist, dass ein Führungsloch zum Halten eines Spitzenabschnitts des Bohrers, um eine Wanderbewegung der Rotationsachse in zentrifugaler Richtung zu beschränken, welches einen mit einem Durchmesser des Bohrers wesentlich übereinstimmenden Innendurchmesser aufweist, durch Zerspanen mittels eines Schaftfräsers derart, dass die Mittelachse mit der vorbestimmten Zerspanungslinie übereinstimmt, von der Vorderfläche des Werkstücks aus in wesentlich zylindrischer Form gebildet wird, wobei nachfolgend zu Beginn eines Bohrer-Zerspanungsschritts der Spitzenabschnitt des Bohrers in das Führungsloch eingeschoben wird, um in einem Anrückschritt der Bohrbearbeitung Zerspanungsposition und Zerspanungsrichtung des Bohrers zu führen und in Übereinstimmung mit der vorbestimmten Zerspanungslinie zu bringen, und wobei danach eine Profilierbearbeitung ausgeführt wird, bei welcher in einem Bereich von unmittelbar bevor ein spitzenseitiger Abschnitt des Bohrers an der Rückfläche des Werkstücks hervortritt bis zum vollständigen Durchgang des Spitzenabschnitts des Bohrers, ein Arbeitsablauf mehrmals wiederholt wird, gemäß dem der Bohrer eine bestimmte Anzahl von Umdrehungen ohne Vorschub ausführen gelassen und anschließend eine festgesetzte Strecke rotierend vorgeschoben wird.Accordingly creates the invention is a slanted fine-hole machining method for the continuous formation of a fine hole in a workpiece, through Aligning a rotation axis of a drill on a predetermined Cutting line, which is perpendicular to a front surface of the workpiece forms a fixed angle and with a Perpendicular to a back surface of the workpiece forms a set angle, and by advancing the drill at a fixed feed rate. It is characteristic that a Guide hole for holding a tip portion of the drill, a movement of the axis of rotation in the centrifugal direction to restrict one with a diameter of Drill has substantially matching inner diameter, through Machining by means of an end mill such that the Center axis coincides with the predetermined cutting line, from the front surface of the workpiece in substantially cylindrical shape is formed, followed at the beginning of a Drill cutting step, the tip section of the drill into the Guide hole is inserted to in a Anrückschritt the boring machining chipping position and machining direction of the drill and in accordance with to bring the predetermined cutting line, and after that a Profilierbearbeitung is executed, in which in an area immediately before a tip-side section of the drill on the back surface of the workpiece emerges until complete passage of the tip section of the drill, a procedure is repeated several times, according to the Drill a certain number of revolutions without feed left and then rotating a set route is advanced.

Beim durchgängigen Ausbilden geneigter Feinlöcher in einem verhältnismäßig harten Werkstück mittels eines sehr feinen Bohrers ist nämlich in dem Fall, dass ein Vorbearbeitungsloch mit einem Zentrierbohrer angelegt wird, bei großen Neigungswinkeln das Vorbearbeitungsloch schwierig präzise auszubilden, weil die Bohrerspitze ohne in die schräge Werkstückoberfläche einzuschneiden verrutscht, sich verbiegt oder eine Abweichbewegung ausführt. Zudem wird selbst dann, wenn man den Bohrer auf den Grund des Vorbearbeitungslochs setzt, dessen Spitze nicht gehalten, sodass die Rotationsachse schwierig in die richtige Position/Richtung zu führen ist. In dem Fall dagegen, dass wie oben beschrieben mit einem Schaftfräser ein Führungsloch gebildet wird, liegt die Zerspanungsfläche senkrecht zur Rotationsachse des Schaftfräsers, der deswegen auch an stark geneigten Werkstückoberflächen nur schwer abrutscht und die Lochbildung in zylindrischer Form mit präziser Lage, Tiefe und präzisem Winkel ermöglicht. Dass die eingeschobene Bohrerspitze im Führungsloch in ihrem Spiel beschränkt und in die korrekte Position und Richtung geführt wird, ermöglicht es, in der Anfangsphase des Bohrvorgangs, wo leicht Fehler und Schwierigkeiten auftreten können, die Zerspanung mit hoher Präzision durchzuführen. Beim Durchtreten der Spitzenseite des Bohrers an der Werkstückrückfläche ermöglicht die Durchführung der Profilierbearbeitung zusätzlich, Bohrerbrüche und Verformungen des Lochöffnungsbereichs effektiv zu verhindern.At the continuous formation of inclined fine holes in a relatively hard workpiece in fact, by means of a very fine drill, that a pre-machining hole is created with a center drill, at large angles of inclination, the preprocessing hole is difficult Precise form, because the drill bit without in the cut oblique workpiece surface slips, bends or performs a deviation movement. moreover even if you place the drill at the bottom of the preprocessing hole sets whose tip is not held, making the axis of rotation difficult to lead in the right position / direction. By doing Case, however, that as described above with an end mill a guide hole is formed, the cutting surface is located perpendicular to the axis of rotation of the end mill, which is why even on sharply inclined workpiece surfaces only slipping hard and the hole formation in a cylindrical shape with more precise Position, depth and precise angle allows. That the inserted drill tip in the guide hole in her Game limited and in the correct position and direction guided, it allows, in the initial phase drilling, where errors and difficulties easily occur can perform the cutting with high precision. At the Passing the tip side of the drill on the workpiece back surface enables the execution of profiling machining in addition, drill breaks and deformations of the Effectively prevent hole opening area.

Setzt man in diesem Fall die Profilierbearbeitung so fest, dass die Umdrehungen ohne Vorschub jeweils 1 bis 2 Umdrehungen umfassen, wobei die rotierend vorgeschobene Strecke jeweils 0,5 μm bis 1,5 μm beträgt, erleichtert dies entsprechend dem Neigungsgrad des Feinlochs, die Formgenauigkeit des rückseitigen Lochöffnungsbereichs sicherzustellen.Puts in this case, the profiling machining so tight that the turns without feed, each 1 to 2 revolutions, with the rotating advanced distance each 0.5 microns to 1.5 microns is, this facilitates according to the degree of inclination of the fine hole, the dimensional accuracy of the back hole opening area sure.

Ist ferner das obige Schrägfeinloch-Bearbeitungsverfahren dadurch gekennzeichnet, dass während des Bohrer-Zerspanungsschritts jeweils nach Vorschieben des Bohrers um eine festgesetzte Strecke innerhalb des Werkstücks der Bohrer herausgezogen und gegen einen neuen ausgetauscht wird, bevor die Arbeit fortgesetzt wird, so ermöglicht dies, indem verminderter Zerspanungsfähigkeit aufgrund von in den Bohrerschneiden angelagerten Spänen durch Auswerfen der Späne mittels des Herausziehens des Bohrers, und zugleich der Schneidenabnutzung durch das Austauschen gegen den neuen Bohrer begegnet wird, dass die Zerspanungsleistung auf hohem Niveau aufrechterhalten wird und eine tiefere Zerspanung ausgeführt werden kann.is Further, the above oblique fine-hole machining method thereby characterized in that during the drill cutting step after advancing the drill by a set distance inside the workpiece, the drill is pulled out and against a new one is exchanged before the work continues This allows this by having reduced machinability due to chips deposited in the cutter blades Ejecting the chips by extracting the drill, and at the same time the cutting wear by replacing against the new drill is countered that the cutting performance on high Level is maintained and carried out a deeper cutting can be.

Beträgt weiterhin ferner in dem obigen Schrägfeinloch-Bearbeitungsverfahren die Bohrerrotationsgeschwindigkeit während des Bohrer-Zerspanungsschritts 7500 U/min bis 12500 U/min, wobei die Vorschubrate entsprechend einer Materialhärte des Werkstücks und dem Durchmesser des Bohrers aus dem Bereich von 1,0 μm bis 6,0 μm gewählt ist, erleichtert dies, bei Sicherstellung einer festgesetzten Arbeitsproduktivität Bruchprobleme zu vermeiden.is Still further in the above inclined fine-hole machining method the drill rotation speed during the drill cutting step 7500 rpm to 12500 rpm, the feed rate corresponding to a material hardness of the workpiece and the diameter of the drill from the range of 1.0 microns to 6.0 microns this makes it easier to secure one fixed labor productivity to avoid breakage problems.

Kurze Beschreibung der FigurenBrief description of the figures

1 ist ein Aufriss zur Erläuterung einer Schrittfolge eines Schrägfeinloch-Bearbeitungsverfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 1 Fig. 10 is an elevational view for explaining a step sequence of a slant fine-hole machining method according to an embodiment of the present invention.

2 ist ein Aufriss zur Erläuterung eines Anrückschritts der Schrittfolge aus 1. 2 FIG. 12 is an elevational view for explaining a startup step of the step sequence. FIG 1 ,

3(A) und (B) sind vergrößerte Aufrisse zur Erläuterung von Einzelheiten des Anrückschrittes aus 2, während (C) eine Draufsicht auf ein Führungsloch aus (A) ist. 3 (A) and (B) are enlarged elevational views for explaining details of the applying step 2 while (C) is a plan view of a guide hole of (A).

4 ist ein vergrößerter Aufriss zur Erläuterung einer Profilierbearbeitung innerhalb des Ablaufs nach 1. 4 FIG. 11 is an enlarged elevational view for explaining a profiling operation within the process. FIG 1 ,

5 ist ein Aufriss zur Erläuterung einer Schrittfolge gemäß einem Ausführungsbeispiel 1. 5 is an elevation for explaining a sequence of steps according to an embodiment 1.

6 ist eine vorderseitige mikroskopische Fotografie eines gemäß Ausführungsbeispiel 1 erhaltenen Feinlochs. 6 FIG. 16 is a front-side microscopic photograph of a fine hole obtained in Embodiment 1. FIG.

7 ist eine rückseitige mikroskopische Fotografie eines gemäß Ausführungsbeispiel 1 erhaltenen Feinlochs. 7 is a back-side microscopic photograph of a fine hole obtained in Embodiment 1.

8 ist ein Graph, der Ergebnisse von Lochdurchmessermessungen an der vorderseitigen Öffnung und an der rückseitigen Öffnung von gemäß Ausführungsbeispiel 1 erhaltenen Feinlöchern zeigt. 8th FIG. 12 is a graph showing results of hole diameter measurements on the front opening and the rear opening of the fine holes obtained in Embodiment 1. FIG.

9(A) und (B) sind Aufrisse zur Erläuterung eines Beispiels aus dem Stand der Technik. 9 (A) and (B) are elevational views for explaining an example of the prior art.

Bevorzugte Ausführungsformen der ErfindungPreferred embodiments the invention

Im Folgenden sollen unter Bezugnahme auf die Figuren bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erläutert werden. 1 bis 4 zeigen einen Aufriss, der zur Erläuterung des Ablaufs eines Schrägfeinloch-Bearbeitungsverfahrens dient, welches eine Ausführungsform für die Erfindung darstellt. Mit Bezug auf 1 ist das Schrägfeinloch-Bearbeitungsverfahren gemäß dieser Ausführungsform hochtauglich zum Bohren eines Feinlochs mit einem Durchmesser von weniger als 0,3 mm und insbesondere weniger als 0,1 mm in ein aus einem verhältnismäßig harten Werkstoff wie rostfreiem Stahl oder Keramik bestehendes Werkstück 1 entlang einer vorbestimmten Zerspanungslinie X mit einem Neigungswinkel θ zur Normalen auf eine Vorderfläche des Werkstücks 1 im Bereich von 0° bis 45°, insbesondere 40° bis 45°, und mit der Tiefe einer Lochlänge g, die mindestens den Durchmesser d × 5 beträgt, wobei als Ziel die Formgenauigkeit des erhaltenen Feinlochs 10 eine Genauigkeit erreichen soll, die einen Toleranzbereich von ±5% um den Solldurchmesser nicht überschreitet.In the following, preferred embodiments of the present invention will be explained with reference to the figures. 1 to 4 Figure 11 is an elevational view useful in explaining the operation of a beveled fine-hole machining method which is an embodiment of the invention. Regarding 1 For example, the oblique fine-hole machining method according to this embodiment is highly suitable for boring a fine hole having a diameter of less than 0.3 mm, and more preferably less than 0.1 mm, into a workpiece made of a relatively hard material such as stainless steel or ceramic 1 along a predetermined cutting line X having an inclination angle θ to the normal on a front surface of the workpiece 1 in the range of 0 ° to 45 °, in particular 40 ° to 45 °, and with the depth of a hole length g, which is at least the diameter d × 5, with the aim of the dimensional accuracy of the resulting fine hole 10 should achieve an accuracy that does not exceed a tolerance range of ± 5% around the nominal diameter.

Eine Besonderheit des Arbeitsprozesses liegt darin, dass die Zerspanung mit dem Bohrer durchgeführt wird, nachdem mittels eines Schaftfräsers 2 in wesentlich zylindrischer Form ein Führungsloch 10a gebohrt wurde, welches eine wesentlich mit dem Durchmesser d übereinstimmende Größe aufweist und dazu dient, zur Führung von Schnittposition und -richtung Wanderbewegungen der Rotationsachse des Bohrers in zentrifugaler Richtung zu unterbinden. Weist das Führungsloch 10a in dieser Situation einen größeren Durchmesser als den Durchmesser d auf, begünstigen Wanderbewegungen des Bohrers 30a im Inneren das Auftreten von Fehlern in Schnittposition und -richtung des Bohrers 30a und führen zugleich von Anfang an zu einer Aufweitung des Öffnungsbereichs des Feinlochs, was dessen Lochdurchmessergenauigkeit verschlechtert. Weist das Führungsloch 10a einen geringeren Durchmesser als den Durchmesser d auf, begünstigt dies im Falle großer Neigungswinkel ein Wegrutschen der Bohrerspitze, sodass diese nur noch schwer an der korrekten Position zu halten ist.A special feature of the working process is that the cutting is done with the drill, after using an end mill 2 in a substantially cylindrical shape a guide hole 10a was drilled, which has a size substantially coincident with the diameter d and serves to guide the cutting position and direction to prevent migration movements of the axis of rotation of the drill in the centrifugal direction. Indicates the leadership hole 10a in this situation, a larger diameter than the diameter d, favoring migratory movements of the drill 30a inside the occurrence of errors in cutting position and direction of the drill 30a and at the same time lead from the beginning to widen the opening area of the fine hole, which deteriorates its hole diameter accuracy. Indicates the leadership hole 10a a smaller diameter than the diameter d, this favors a slippage of the drill tip in the case of large angles of inclination, so that it is difficult to keep in the correct position.

Zusätzlich zum obigen Punkt bestehen Teilbesonderheiten darin, dass beim Bohrer-Zerspanungsschritt jeweils nach einer Vorschubstrecke c der Bohrer von 30a nach 30b, 30c jeweils gegen neue Bohrer ausgetauscht wird, sowie darin, dass im Falle der Ausbildung des Feinlochs 10 durchgehend bis zu einer Rückfläche des Werkstücks 1 in einem Bereich von unmittelbar bevor ein spitzenseitiger Abschnitt des Bohrers 30c an der Rückfläche erscheint bis zum vollständigen Durchtreten des Spitzenabschnitts eine sogenannte Profilierbearbeitung durchgeführt wird.In addition to the above point, there are some peculiarities in that in the drill cutting step each after a feed distance c of the drill of 30a to 30b . 30c each is exchanged for new drills, and in that in the case of the formation of the fine hole 10 continuously up to a back surface of the workpiece 1 in an area immediately before a tip-side section of the drill 30c On the back surface appears until the complete passage of the tip portion so-called profiling is performed.

Bei der nachfolgenden Erläuterung der einzelnen Schritte wird auf die Verwendung eines geeigneten Zerspanungsöls (Maschinenöls) während des Zerspanens und auf die Durchführung von Schlichtarbeiten wie Entgraten oder Polieren an den Öffnungen des Feinlochs nicht näher eingegangen, weil diese Punkte wesentlich mit dem Stand der Technik übereinstimmen. Auch wird darauf verzichtet, Aufbau und Funktion einer Bohrvorrichtung mit einer Werkstückfixiereinrichtung, einem Motor, einem Bearbeitungskopf, einer Vorschubeinrichtung usw. näher zu erläutern, da herkömmliche Vorrichtungen ohne Änderungen verwendbar sind.at the following explanation of the individual steps becomes on the use of a suitable cutting oil (machine oil) during cutting and execution finishing work such as deburring or polishing at the openings of the fine hole not discussed, because these points substantially consistent with the state of the art. Also is waived construction and function of a drilling device with a workpiece fixing device, a motor, a Processing head, a feed device, etc. closer to explain, since conventional devices without changes are usable.

Zunächst soll mit Bezug auf 2 und 3 ein Anrückschritt erläutert werden. Der Anrückschritt wird innerhalb des Bearbeitungsverfahrens, mit dem das Feinloch 10 entlang der einen Neigungswinkel θ zur Senkrechten auf das mit einem verhältnismäßig großen Winkel zur Horizontalen von z. B. 40° bis 45° in der Werkstückfixiereinrichtung abgestützte und fixierte Werkstück aufweisenden Zerspanungslinie X ausgebildet wird, in einer Anfangsphase der Zerspanungsarbeiten durchgeführt. Hierbei wird vorzugsweise das wesentlich zylindrische Führungsloch 10a entlang der vorbestimmten Zerspanungslinie X bis zu einer festgelegten Tiefe b mittels eines Schaftfräsers gebohrt, der einen Durchmesser wesentlich gleicher Größe wie der Durchmesser d des zum Bohren verwendeten Bohrers aufweist. Es ist nämlich zwar möglich, zur Ausbildung einen Schaftfräser mit einem Durchmesser zu verwenden, der kleiner ist als der Bohrerdurchmesser d (= Durchmesser des Führungslochs), und den Lochdurchmesser bis zur Größe des Führungslochs aufzuweiten, kostet jedoch überflüssige Mühe und Zeit.First, with reference to 2 and 3 a prying step will be explained. The Anrückschritt is within the machining process, with the fine hole 10 along the one inclination angle θ to the perpendicular to the at a relatively large angle to the horizontal of z. B. 40 ° to 45 ° supported in the workpiece fixing and fi xierte workpiece having cutting line X is formed, performed in an initial phase of the cutting work. Here, preferably, the substantially cylindrical guide hole 10a along the predetermined cutting line X drilled to a predetermined depth b by means of an end mill having a diameter substantially the same size as the diameter d of the drill used for drilling. Namely, while it is possible to use an end mill with a diameter smaller than the drill diameter d (= diameter of the guide hole) for formation, and to widen the hole diameter to the size of the guide hole, it takes unnecessary labor and time.

Beim Fräsen des Führungslochs 10a mit dem Schaftfräser 2 werden entsprechend dessen Durchmesser, der Härte des Werkstücks 1 und der Größe des Neigungswinkels θ Rotationsgeschwindigkeit und Vorschubrate passend eingestellt. Beispielsweise sind unter den Gesichtspunkten, dass ein Bruch des Schaftfräsers 2 vermieden und zugleich eine festgesetzte Produktivität sichergestellt werden soll, für die Vorschubrate im Allgemeinen ca. 1,0 μm angemessen, wenn das Werkstück 1 aus rostfreiem Stahl besteht und der Neigungswinkel zwischen 40° und 45° liegt.When milling the guide hole 10a with the end mill 2 be according to its diameter, the hardness of the workpiece 1 and the size of the inclination angle θ rotational speed and feed rate set appropriately. For example, from the point of view, that is a fracture of the end mill 2 while ensuring a fixed productivity, for the feed rate generally about 1.0 μm appropriate when the workpiece 1 made of stainless steel and the angle of inclination is between 40 ° and 45 °.

Mit Bezug auf die vergrößerten Ausschnittdarstellungen von 3(A) und (B) wird für die Tiefe b des mit dem Schaftfräser 2 zu bohrenden Führungslochs 10a eine solche Tiefe gewählt, dass beim Einschieben des Spitzenabschnitts des Bohrers 30a die Länge des im Bereich von dessen Mantelflächenunterkante 310 die innere Umfangsfläche des Führungslochs 10a berührenden Abschnitts (Kreisbogens) wie in der Draufsicht von 3(C) gezeigt 50% des Umfangs des Bohrers 30a übersteigt, womit ein wesentlich zylindrisches Loch gebildet wird, das mit seiner inneren Umfangsfläche den schraffierten Bereich Y der Querschnittsfläche des Bohrers 30a halten kann.With reference to the enlarged detail views of 3 (A) and (B) is for the depth b of the end mill 2 to be drilled guide hole 10a chosen such a depth that when inserting the tip section of the drill 30a the length of in the region of the lateral surface lower edge 310 the inner peripheral surface of the guide hole 10a touching portion (arc) as in the plan view of 3 (C) shown 50% of the circumference of the drill 30a exceeds, whereby a substantially cylindrical hole is formed, with its inner peripheral surface of the hatched area Y of the cross-sectional area of the drill 30a can hold.

Auf diese Weise wird erreicht, dass nach Inbetriebsetzen des Bohrers 30a dessen Rotationsachse durch Unterbinden von Wanderbewegungen in zentrifugaler Richtung festgelegt ist. Bildet man nämlich, gemäß einem herkömmlichen Beispiel für das Bohren eines schrägen Feinlochs, ein Vorbearbeitungsloch mittels eines Zentrierbohrers aus, so muss dieses in senkrechter Richtung zur Werkstückoberfläche ausgebildet werden, da sonst z. B. bei großer Materialhärte des Werkstücks oder großen Neigungswinkeln der Bohrer auf der geneigten Fläche abrutschen würde, sodass er sich biegt oder bricht. Da es zudem ein flaches Loch wird, kann das Vorbearbeitungsloch bei der anschließenden Zerspanung nur schwer den Bohrer entsprechend der korrekten Zerspanungsposition und -richtung führen. Im Gegensatz hierzu bewirkt gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Ausbilden des Führungslochs 10a mit der Tiefe b, dass in der Anfangsphase des Bohrens mit dem Bohrer 30a Zerspanungsposition und -richtung des Bohrers korrekt geführt wird, was die Durchführung der Zerspanungsarbeiten mit hoher Genauigkeit ermöglicht.In this way it is achieved that after putting the drill into operation 30a whose axis of rotation is fixed by preventing migration in the centrifugal direction. Namely, if, according to a conventional example for the drilling of an oblique fine hole, a pre-machining hole is formed by means of a center drill, then this must be formed in the direction perpendicular to the workpiece surface, otherwise z. B. would slip on the inclined surface with high material hardness of the workpiece or large angles of inclination of the drill so that it bends or breaks. In addition, since it becomes a shallow hole, the pre-machining hole in the subsequent chipping is difficult to guide the drill according to the correct cutting position and direction. In contrast, according to the present embodiment, the formation of the guide hole causes 10a with the depth b, that in the initial stage of drilling with the drill 30a Cutting position and direction of the drill is performed correctly, which allows the execution of the cutting work with high accuracy.

Als nächstes soll mit Bezug wiederum auf 1 der Zerspanungsschritt mit den Bohrern 30a, 30b, 30c genauer erläutert werden. In diesem Schritt werden, abhängig vom der Materialhärte des Werkstücks 1 und vom Bohrerdurchmesser, die Bohrerrotationsgeschwindigkeit im Bereich von 7500 U/min bis 12500 U/min eingestellt und wiederholt Vorschubbewegungen mit im Bereich von 1,0 μm bis 6,0 μm eingestellter Vorschubrate ausgeführt. Dies ermöglicht, Feinlöcher hochgenau zu bohren und dabei unter Sicherstellung einer festgesetzten Produktivität ein Zerbrechen der Bohrer zu vermeiden. Zusätzlich ist jeweils nach einer bestimmten, abhängig von Schneidenverstopfung durch Späne und den Reibungsverhältnissen an der Schneidenspitze festgelegten Vorschublänge c ein Arbeitsgang vorgesehen, bei dem der Bohrer herausgezogen und gegen einen neuen ausgetauscht wird.Next, turn on with reference 1 the cutting step with the drills 30a . 30b . 30c be explained in more detail. In this step, depending on the material hardness of the workpiece 1 and from the drill diameter, set the drill rotation speed in the range of 7500 rpm to 12500 rpm, and repetitively execute feed movements with the feed rate set in the range of 1.0 μm to 6.0 μm. This makes it possible to drill precision holes with high precision while avoiding breakage of the drill while ensuring a fixed productivity. In addition, in each case after a certain, depending on cutting blockage by chips and the friction conditions at the cutting tip fixed feed length c is provided an operation in which the drill is pulled out and replaced with a new one.

Dies bedeutet, dass in einem Stadium, nachdem der erste Bohrers 30a unter Vorschieben um die Vorschublänge c zerspant hat, dieser herausgezogen und gegen einen neuen Bohrer 30b ausgetauscht wird. Nachdem auch dieser Bohrer 30b unter Vorschieben um die Vorschublänge c zerspant hat, wird er auf die gleiche Weise gegen einen neuen Bohrer 30c ausgetauscht, worauf es durch abermaliges Zerspanen unter Vorschieben um die Vorschublänge c zum Durchgang des Feinlochs 10 kommt. Durch Anwenden eines derartigen Arbeitsgangs werden jedes Mal, wenn ein Bohrer herausgezogen wird, zwischen den Schneiden angelagerte Späne nach außen ausgeworfen, um einen Zustand herabgesetzten Zerspanungswiderstands herzustellen, der es ermöglicht die Arbeitsproduktivität zu steigern. Das Austauschen gegen neue Bohrer ermöglicht auch, Verhältnisse verminderter Zerspanungsfähigkeit aufgrund von Abnutzung oder Erhitzung aufzulösen, um so mit noch feineren Bohrern noch tiefere Feinlöcher effizient zu bilden.This means that in one stage, after the first drill 30a under cutting by the feed length c machined, this pulled out and against a new drill 30b is exchanged. After that, too, this drill 30b under cutting by the feed length c machined, he is in the same way against a new drill 30c exchanged, whereupon it by repeated cutting under advancement by the feed length c to the passage of the fine hole 10 comes. By adopting such a process, chips are deposited outwardly between the blades each time a drill is pulled out to produce a state of reduced chipping resistance, which makes it possible to increase work productivity. Replacing with new drills also enables ratios of reduced machinability to be dissipated due to wear or heating to efficiently form even deeper pinholes with even finer drills.

Anhand von 4 soll der Profilierschritt erläutert werden, der die abschließende Phase des Bohrvorgangs darstellt. Bei den herkömmlichen Schrägfeinloch-Bearbeitungsverfahren ist es im Falle des bis zur Rückfläche des Werkstücks 1 durchgängigen Ausbildens eines geneigten Feinlochs so, dass wie in 9 gezeigt unmittelbar bevor der Spitzenabschnitt des Bohrers 30 die Rückfläche durchstößt die Neigungsfläche (Schneidenfläche) der Spitze über die Auflagefläche 100 gleitet, sodass der Spitzenabschnitt des Bohrers sich in Richtung des geringsten Widerstands krümmt und zum Abbrechen neigt, wobei zugleich das Problem auftritt, dass die Formgenauigkeit des Loches sich durch Verformungen und Risse im Öffnungsbereich extrem verschlechtert.Based on 4 Let us explain the profiling step, which represents the final phase of the drilling process. In the conventional oblique fine-hole machining method, it is in the case of the back surface of the workpiece 1 continuous forming of an inclined fine hole so that as in 9 shown immediately before the tip section of the drill 30 the back surface pierces the slope surface (cutting surface) of the tip over the support surface 100 slides, so that the tip portion of the drill in the direction of the least Resistance curves and tends to break off, at the same time the problem occurs that the dimensional accuracy of the hole is extremely deteriorated by deformations and cracks in the opening area.

Hier sieht nun die vorliegende Ausführungsform den Schritt einer sogenannten Profilierbearbeitung vor, bei der wie in 4 gezeigt in einem Bereich f von unmittelbar vor dem Austreten des spitzenseitigen Abschnitts (gewinkelten Abschnitts) des Bohrers 30c an die Rückfläche des Werkstücks 1 bis zum vollständigen Durchgang des Spitzenabschnitts des Bohrers 30c ein Arbeitsablauf mehrmals wiederholt wird, gemäß dem der Bohrer 30c ohne Vorschub eine bestimmte Anzahl von Umdrehungen ausführen gelassen und anschließend eine bestimmte Strecke rotierend vorgeschoben wird.Here, the present embodiment provides the step of a so-called profiling machining, in which, as in FIG 4 shown in an area f from immediately before the exit of the tip-side portion (angled portion) of the drill 30c to the back surface of the workpiece 1 until complete passage of the tip section of the drill 30c a procedure is repeated several times, according to the drill 30c without a feed to run a certain number of revolutions and then a certain distance is advanced in rotation.

Bohrt man beispielsweise in dem Fall, dass das Werkstück 1 ein Material relativ großer Härte wie rostfreien Stahl aufweist und der Neigungswinkel θ des Feinlochs mit nicht unter 40° verhältnismäßig groß ist, mit einem Bohrer 30c von maximal 0,10 mm Durchmesser bei einer Rotationsgeschwindigkeit von ca. 10000 U/min bis zur Rückfläche des Werkstücks 1 durch, beträgt die der Profilierungsbearbeitung entsprechende Weite etwa das 1,0 bis 1,5-fache des Bohrerdurchmessers d.For example, if you drill the workpiece in the case 1 has a material of relatively high hardness such as stainless steel, and the inclination angle θ of the fine hole is relatively large at not less than 40 °, with a drill 30c from a maximum of 0.10 mm diameter at a rotational speed of about 10,000 rpm to the back surface of the workpiece 1 by, the width corresponding to the profiling processing is about 1.0 to 1.5 times the diameter of the drill d.

Für die vorschublosen Umdrehungen bei dieser Profilierbearbeitung sind allgemein 1 bis 2 Umdrehungen angemessen, während für das rotierende Vorschieben eine Rate von etwa 1,0 μm angemessen ist. Überschreiten die Umdrehungen ohne Vorschub die Anzahl von 2, neigen die Schneiden nämlich zu schlechterem Schnitt, während bei über dieses Maß erhöhter Vorschubrate der Bohrer 30c dazu neigt sich zu biegen oder zu brechen.For the feedforward rotations in this profiling machining generally 1 to 2 revolutions are appropriate, while for the rotary advancing a rate of about 1.0 microns is appropriate. If the revolutions without feed exceed the number of 2, the cutting edges tend to produce a poorer cut, while the feed rate increases beyond this level 30c it tends to bend or break.

Da die oben beschriebenen Schritte unter unveränderter Verwendung einer gewöhnlichen Bohrvorrichtung ausführbar sind, erfordern sie nicht die Neueinführung einer gesonderten Vorrichtung. Da außerdem keine übertriebene Zeit und Mühe für diese Schritte benötigt werden, sind sie ohne unangemessene Kostensteigerung ausführbar. Das Ausführen des Schrägfeinloch-Bearbeitungsverfahren der vorliegenden Ausführungsform ermöglicht schließlich, auch ohne besondere Geschicklichkeit noch feinere Feinlöcher mit noch größerer Neigung noch tiefer zu bohren und zugleich Formgenauigkeit und Lagegenauigkeit der Löcher auf hohem Niveau zu verwirklichen.There the steps described above under unchanged use an ordinary drilling device executable they do not require the re-introduction of a separate one Contraption. Besides, no exaggerated time and trouble needed for these steps they are executable without undue increase of costs. Carrying out the beveled fine-machining method of the in the present embodiment, finally, even without special skill even finer fine holes with even greater inclination to drill even deeper and at the same time dimensional accuracy and positional accuracy of the holes to realize at a high level.

Ausführungsbeispiel 1Embodiment 1

Im Folgenden soll anhand eines Ausführungsbeispiels die Erfindung in noch mehr Einzelheiten erläutert werden. 5 ist ein Aufriss zur Erläuterung des Ablaufs eines Schrägfeinloch-Bearbeitungsverfahrens bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, handelt es sich bei dem Ausführungsbeispiel um eine konkrete Ausführung des Inhalts der zuvor beschriebenen Ausführungsform bei übereinstimmend aufgebautem Arbeitsablauf. Die Genauigkeit der hiermit erhaltenen Löcher wurde untersucht durch Feststellen der örtlichen Lage der Feinlöcher anhand von Oberflächenfotografien und Vermessen der einzelnen Lochdurchmesser an Mikrofotografien der Feinlochöffnungen.In the following, the invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. 5 Fig. 10 is an elevational view for explaining the operation of a slant fine-hole machining method in the present embodiment. As can be seen from the drawing, the embodiment is a concrete embodiment of the content of the previously described embodiment with a congruent workflow. The accuracy of the holes obtained therefrom was examined by determining the location of the pinholes on the basis of surface photographs and measuring the individual hole diameters of microphotographs of the fine-hole openings.

(Ausführungsdetails)(Design details)

a. Material (workpiece 1) Material: SUS SK5, hardness: at least HRA50, thickness: 0.4 mm
b. Work target (fine hole 10 ) Hole shape: diameter (d) 0.100 mm × hole length (g) 0.566 mm × 8 pieces (arranged in a circle), inclination angle: 45 °, accuracy: within a tolerance of 5% based on the intended hole diameter
c. Drills ( 30a . 30b . 30c ) Diameter: 0.100 mm, Blade length: 0.8 mm, Product name: Microdrill MSMD, Manufacturer: NS Tool, Sales: FA System
d. End mill ( 2 ) Diameter: 0.10 mm, Blade length: 0.5 mm, Product name: MSME 230, Manufacturer: NS Tool, Sales: FA System
e. Marking Step (End Mill Cutting Section) Rotation speed: 1000 rpm, feed rate: 1.0 μm, depth (b): 0.025 mm, Tilt angle: 45 °, used device: MAKINO V22
f. Zerspanungsschritt Rotation speed 1000 rpm, Feed rate 1.0 μm, feed (c): 0.200 mm (c × 3 = 0.600 mm), inclination angle: 45 °, profiling: (2 turns + feed width 1.0 μm) × 120 times (Width f, 0.120 mm), cutting oil: non-volatile oil, Product Name: Yushiron Cut Abas BM405, used device: MAKINO V22

(Ergebnis)(Result)

Für alle Feinlöcher (8 Stück) wurde der Durchgang festgestellt und, wie gezeigt in der Mikrofotografie der vorderseitigen Feinlochöffnung aus 6 und der Mikrofotografie der rückseitigen Feinlochöffnung aus 7, jeweils eine verhältnismäßig gute Formgenauigkeit der Löcher erhalten. Zudem wurde wie der Graph aus 8 zeigt eine Lochgenauigkeit erreicht, bei der die tatsächlich gemessenen Lochdurchmesser sämtlich innerhalb eines Toleranzbereichs von ±0,005 mm (5%) lagen.For all fine holes (8 pieces), the passage was detected and exposed as shown in the photomicrograph of the front fine hole opening 6 and the photomicrograph of the back fine hole opening 7 , Each obtained a relatively good dimensional accuracy of the holes. In addition, it was like the graph 8th shows a hole accuracy achieved in which the actually measured hole diameter all within a tolerance of ± 0.005 mm (5%) were.

Auch wenn bei dem obigen Ausführungsbeispiel der Neigungswinkel des Feinlochs mit 45° ausgeführt wurde, ist die Erfindung nicht durch diese Grenze beschränkt. Abhängig vom Bohrerdurchmesser und der Härte des Werkstücks, von die Lochlänge betreffenden Vorraussetzungen usw. gibt es, abgesehen von dem selbstverständlichen Fall kleinerer Neigungswinkel, auch unter Bedingungen größerer Neigungswinkel ausführbare Fälle, wobei jeweils das oben beschriebene Ergebnis zu erwarten ist.Although, in the above embodiment, the inclination angle of the fine hole is 45 ° was guided, the invention is not limited by this limit. Depending on the diameter of the drill and the hardness of the workpiece, on the prerequisites concerning the hole length, etc., apart from the obvious case of smaller angles of inclination, there are also cases under conditions of greater inclination angle, whereby the result described above can be expected in each case.

Mit den obigen Erläuterungen ermöglicht die Erfindung, bezogen auf ein Schrägfeinloch-Bearbeitungsverfahren zur Ausbildung von Feinlöchern, die ein verhältnismäßig hartes Werkstück unter einem festgesetzten Neigungswinkel durchdringen, die Feinlöcher mit noch größerer Neigung noch tiefer bohren zu können und dabei die Formgenauigkeit und Lagegenauigkeit der Löcher auf hohem Niveau zu verwirklichen.With the above explanations enables the invention, with respect to a beveled fine-hole machining method Training of fine holes, which is a relative hard workpiece at a set angle of inclination penetrate, the fine holes with even larger To be able to drill even deeper and thereby the accuracy of shape and Positional accuracy of the holes at a high level to realize.

Gewerbliche AnwendbarkeitIndustrial Applicability

Da die Erfindung, mit der Feinlöcher entsprechend ihrem Neigungsgrad bis zu einer Öffnung an einer Rückseite des Werkstücks durchgebohrt werden können, es ermöglicht, ein Feinloch mit noch größerem Neigungswinkel noch tiefer zu bohren und dabei dessen Formgenauigkeit und Lagegenauigkeit auf hohem Niveau zu verwirklichen, ist sie z. B. in gewerblichen Bereichen wie der Halbleiterfertigungsindustrie oder der Medizingerätefertigungsindustrie breit anwendbar.There the invention, with the fine holes according to their degree of inclination up to an opening on a back side of the workpiece can be drilled through, it allows one Fine hole with even greater inclination angle still Drill deeper and thereby its dimensional accuracy and positional accuracy high level, it is z. B. in commercial areas such as the semiconductor manufacturing industry or the medical device manufacturing industry applicable.

ZusammenfassungSummary

Aufgabe der Erfindung ist, bei einem Schrägfeinloch-Bearbeitungsverfahren zur durchgehenden Ausbildung eines um einen festgesetzten Winkel geneigten Feinlochs in einem Werkstück aus einem verhältnismäßig harten Material zu ermöglichen, ein Feinloch mit noch größerer Neigung noch tiefer zu bohren und zugleich Formgenauigkeit und Lagegenauigkeit des Lochs auf hohem Niveau zu verwirklichen. Das Schrägfeinloch-Bearbeitungsverfahren bildet das Feinloch durch Ausrichten einer Rotationsachse eines Bohrers auf einer vorbestimmten Zerspanungslinie (X), die mit einer Senkrechten auf eine Vorderfläche eines Werkstücks (1) einen festgesetzten Winkel bildet, und durch Vorschieben des Bohrers mit einer festgesetzten Vorschubrate. Ein Führungsloch (10a) zum Halten eines Spitzenabschnitts des Bohrers, um eine Wanderbewegung der Rotationsachse in zentrifugaler Richtung zu beschränken, weist einen mit einem Durchmesser des Bohrers (d) wesentlich übereinstimmenden Innendurchmesser auf und wird durch Zerspanen in wesentlich zylindrischer Form von der Vorderfläche des Werkstücks aus mittels eines Schaftfräsers (2) derart gebildet, dass die Mittelachse mit der vorbestimmten Zerspanungslinie (X) übereinstimmt. Nachfolgend wird ein Bohrer-Zerspanungsschritt begonnen, indem der Spitzenabschnitt eines Bohrers (30a) in das Führungsloch (10a) eingeschoben wird. In einem Anrückschritt der Bohrbearbeitung wird die Zerspanungsposition/Zerspanungsrichtung des Bohrers durch das Führungsloch (10a) in Übereinstimmung mit der vorbestimmten Zerspanungslinie (X) geführt.The object of the invention is to allow a fine fine-hole machining process for continuous formation of an inclined by a fixed angle fine hole in a workpiece of a relatively hard material to drill a fine hole with even greater inclination deeper and at the same time accuracy of shape and positional accuracy of the hole on high To realize the level. The oblique fine-hole machining process forms the fine hole by aligning a rotation axis of a drill on a predetermined cutting line (X) aligned with a perpendicular to a front surface of a workpiece (FIG. 1 ) forms a set angle, and advancing the drill at a set feed rate. A leadership hole ( 10a ) for holding a tip portion of the drill to restrict a traveling movement of the rotation axis in the centrifugal direction has an inner diameter substantially coinciding with a diameter of the drill (d), and is machined in a substantially cylindrical shape from the front surface of the workpiece by means of an end mill ( 2 ) is formed such that the center axis coincides with the predetermined cutting line (X). Subsequently, a drill chipping step is started by cutting the tip section of a drill ( 30a ) in the guide hole ( 10a ) is inserted. In a pressing step of the boring processing, the cutting position / cutting direction of the drill is passed through the guide hole (FIG. 10a ) is guided in accordance with the predetermined cutting line (X).

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- JP 10286708A [0002]
JP 2003260611 A [0006]

Claims

A slant fine machining method for continuously forming a fine hole in a workpiece by aligning a rotary axis of a drill with a predetermined cutting line which forms a set angle with a perpendicular to a front surface of the workpiece and forms a set angle with a normal to a back surface of the workpiece; and by advancing the drill at a set feed rate, characterized in that a guide hole for holding a tip portion of the drill to restrict a traveling movement of the rotation axis in the centrifugal direction having an inner diameter substantially equal to a diameter of the drill, by machining by means of a End miller such that the central axis coincides with the predetermined Zerspanungslinie, is formed from the front surface of the workpiece in a substantially cylindrical shape, following at the beginning of e In a drill chopping step, the tip portion of the drill is inserted into the guide hole to guide and bring the chipping position and chipping direction of the drill into a predetermined cutting line in a pressing step of the drilling operation, and thereafter performing a profiling work in which a range of just before a tip-side portion of the drill emerges on the back surface of the workpiece until complete passage of the tip portion of the drill, a procedure is repeated several times, according to which the drill is allowed to make a specified number of revolutions without feed, and then a predetermined amount is advanced in rotation.

Angled fine-hole machining method according to claim 1, characterized in that the revolutions without feed respectively 1 to 2 revolutions, with the rotationally advanced distance each 0.5 microns to 1.5 microns.

Angled fine-hole machining method according to claim 1 or 2, characterized in that in each case after advancement of the drill by a set distance within the workpiece the drill is pulled out and replaced with a new one, before the work is continued.

Angled fine-hole machining method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the Bohrerrotationsgeschwindigkeit during the drill cutting step 7500 rpm to 12500 rpm is, and the feed rate according to a material hardness of the workpiece and the diameter of the drill from the Range from 1.0 μm to 6.0 μm is.