DE1173310B - Spiralbohrer mit ausgespitzter Querschneide - Google Patents

Spiralbohrer mit ausgespitzter Querschneide

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DE1173310B
DE1173310B DEC15255A DEC0015255A DE1173310B DE 1173310 B DE1173310 B DE 1173310B DE C15255 A DEC15255 A DE C15255A DE C0015255 A DEC0015255 A DE C0015255A DE 1173310 B DE1173310 B DE 1173310B
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DE
Germany
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drill
axis
cutting edge
rake angle
cross cutting
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Pending
Application number
DEC15255A
Other languages
English (en)
Inventor
Hans Ernst
William Andrew Haggerty
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Milacron Inc
Original Assignee
Cincinnati Milling Machine Co
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Publication date
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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
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    • Y10T408/89Tool or Tool with support
    • Y10T408/909Having peripherally spaced cutting edges
    • Y10T408/9095Having peripherally spaced cutting edges with axially extending relief channel
    • Y10T408/9097Spiral channel

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Drilling Tools (AREA)

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Internat. KL: B 23 b
Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:
Deutsche Kl.: 49 a - 60/01
1173 310
C15255Ib/49a
1. August 1957
2. Juli 1964
Die Erfindung bezieht sich auf einen Spiralbohrer und betrifft einen derartigen Bohrer mit zum Verringern des negativen Spanwinkels von der Bohrerachse zu den Berührungspunkten mit den Hauptschneiden ausgespitzter Querschneide, die auf der Achse des Bohrers eine Zentrierspitze bildet.
Bekannte Spiralbohrer haben einen mit schraubenförmigen Nuten versehenen zylindrischen Körper, der in einer Kegelspitze endet, die mit den entsprechenden Nutflächen im wesentlichen gradlinige Hauptschneiden bildet. Diese Hauptschneiden liegen, da die Nuten nur bis in eine vorbestimmte Tiefe in den Körper eindringen können, nicht in Radialebenen durch die Bohrerachse, sondern in Ebenen, die tangential an den Kern des Bohrers, d. h. an den inneren, durch den Grund der schraubenförmigen Nuten begrenzten Teil verlaufen. Die in Abstand voneinander an den gegenüberliegenden Seiten der Bohrerachse endenden Hauptschneiden sind üblicherweise durch die über die Bohrerspitze verlaufenden sogenannten Querschneide verbunden. Da diese Querschneide einen sehr stark negativen Spanwinkel hat, ist die Materialabnahme im Bereich des Kerns an der Bohrerspitze gering, daher neigen diese bekannten Bohrer zum Verlaufen.
Um dies zu vermeiden, ist es bekannt, den im Kern liegenden Spitzenbereich des Bohrers an der Querschneide so auszuspitzen, daß der negative Spanwinkel der Querschneide vermindert wird. Diese Ausspitzung erfolgt bei den bekannten Anordnungen bis etwa in den Bereich der Bohrerachse. Da der mögliche Ausspitzungsgrad aus materialbedingten Gründen begrenzt ist, haben diese bekannten Bohrer an den Berührungspunkten der Querschneide mit den Hauptschneiden noch einen relativ stark negativen ■Spanwinkel, der in einem plötzlichen Sprung in den Spanwinkel der Hauptschneide übergeht.
Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, eine stärkere Abnahme des negativen Spanwinkels von der Bohrerspitze bis zu den Berührungspunkten mit den Hauptschneiden zu erreichen, und zwar so weitgehend, daß der Spanwinkel der Querschneide an diesen Berührungspunkten praktisch dem entsprechenden Spanwinkel der Hauptschneide angleichbar ist. Zur Lösung dieser Aufgabe hat der Bohrer gemäß der Erfindung einen von einem maximalen negativen Wert an der Bohrerachse ausgehend bis gegen Null an den Berührungspunkten mit den Hauptschneiden durch Hinwegführen der Materialabnahme aus dem Spitzenkegel des Bohrers über die Bohrerachse hinaus abnehmenden Spanwinkel der Querschneide. Gemäß der Erfindung wird Spiralbohrer mit ausgespitzter Querschneide
Anmelder:
The Cincinnati Milling Machine Co.,
Cincinnati, Ohio (V. St. A.)
Vertreter:
Dr.-Ing. H. Ruschke, Patentanwalt,
Berlin 33, Auguste-Viktoria-Str. 65
Als Erfinder benannt:
Hans Ernst,
William Andrew Haggerty, Cincinnati, Ohio
(V. St. A.)
also entgegen den bekannten Ausspitzungen der Bohrer die Materialabnahme zur Ausspitzung bis über die Bohrerachse hinausgeführt und dadurch eine wesentlich stärkere Abnahme des negativen Spanwinkels als bei bekannten Bohrern ermöglicht. Vorzugsweise erfolgt die Materialabnahme aus dem Spitzenkegel des Bohrers in gegen den Spitzenkegel spiralförmig geneigt verlaufenden konischen Flächen.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt
Fig. 1 eine Seitenansicht des Bohrers mit erfindungsgemäß ausgebildeter Spitze,
Fig. 2 eine Ansicht auf den Bohrer von rechts in Fig. 1,
F i g. 3 eine Stirnansicht auf den Bohrer aus Richtung der Linie 3-3 in F i g. 1,
Fig. 4 in vergrößertem Maßstab eine Ansicht auf den den Bohrerkern einschließenden mittleren Teil der F i g. 3,
Fig. 5 in vergrößertem Maßstab einen Teilschnitt entlang der Linie 5-5 in F i g. 4,
F i g. 6 in vergrößertem Maßstab einen Teilschnitt entlang der Linie 6-6 in F i g. 1 und
F i g. 7 in vergrößertem Maßstab einen Teilschnitt entlang der Linie 7-7 in Fig. 1.
Der in Fig. 1 und 2 dargestellte zweischneidige Spiralbohrer 10 hat schraubenförmige Nuten 11 und 12, die auf entgegengesetzten Seiten der Bohrerachse 13 verlaufen.
Die Erfindung kann sinngemäß auch an anderen Bohrerformen, ζ. B. mit anderer Nutenzahl, aber auch an nichtgenuteten Bohrern mit Hauptschneiden angewendet werden.
409 628/108
Die Nuten 11, 12 bilden die üblichen Führungskanten 14 und 15. Die Nuten 11 und 12 sind in den Bohrerkörper auf eine Tiefe eingefräst, die die Form und den Durchmesser des Bohrerkerns 16 bestimmt. Sie teilen den Umfang des Bohrers in Flächen 17 und 18. Üblicherweise werden diese Flächen, wie bei 19 und 20 dargestellt, freigeschnitten, um die Reibung mit der Wand der Bohrung zu verringern.
Die Flächen 17, 18 enden an der Spitze des Bohrers in den Hauptschneiden 21 und 22, die in der kegelförmigen Stirnfläche liegen.
Bei den bisher bekannten Bohrern enden die Hauptschneiden 21 und 22 in einer Querschneide 25, die durch die Bohrerachse 13 diametral über die Stirnfläche des Bohrerkerns zwischen den Hauptschneiden verläuft.
Es ist bekannt, daß bei Bohrern die wirksamen Schneidlängen aller Schneidkanten an den entgegengesetzten Seiten der Bohrerachse gleich sein müssen, um den Bohrer symmetrisch auszubilden, um ein Verlaufen zu verhindern. Bei Spiralbohrern können die Schneidlippen nicht zur Achse des Bohrers geführt werden, weil sonst kein Material für den Kern bleibt, der den Bohrer stützt.
Die erfindungsgemäße verbesserte Spitze hat eine ausgespitzte Querschneide 23. Die an jeder Seite der Querschneide liegenden Flächen sind so geformt, daß ein für eine wirksame Spanabhebung günstiger Spanwinkel gebildet wird.
Die Querschneide 25, die in den F i g. 2 und 6 im Profil dargestellt ist, besteht aus zwei um verschiedene Mittelpunkte gekrümmten Linien 27 und 28, die der Schneide die Form eines stumpfwinkligen Spitzbogens geben, wobei die beiden Linien 27 und 28 S-förmig verlaufen und sich an der Spitze 29 in der Achse 13 des Bohrers treffen. Hierdurch wird eine kleine Zentrierspitze geschaffen, die zuerst in das Material eindringt und auf diese Weise den Bohrer zentriert.
Wenn die Oberfläche des Werkstückes bereits gekörnt worden ist, kommt nicht nur die Spitze selbst, sondern ein größerer Teil der Querschneide in Anfangseingriff mit dem Material, und es wird infolgedessen eine noch bessere Zentrierwirkung erzielt.
Die die S-Kurve bildenden Teile 27 und 28 der Querschneide 25 haben eine konvexe Seitenfläche 30 und eine konkave Seitenfläche 31. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß die konvexe Seite in die Drehrichtung des Bohrers weist und daher die den Spanwinkel bestimmende Schneidfläche ist. Diese kleinen Schneidflächen haben die gleiche Drehrichtung wie die Schneidflächen auf den Hauptschneiden 21 und 22 des Bohrers. Die Flächen 31 kennzeichnen sich durch ihren Freiwinkel. Da der Spanwinkel der einen Schneidfläche 30 auf der einen Seite der Querschneide in den Freiwinkel der Fläche 31 auf derselben Seite der Querschneide übergehen muß, muß zum symmetrischen Aufbau des Bohrers der Span- und der Freiwinkel im Querschnitt durch die Achse des Bohrers gleich sein, so daß der Gesamtwinkel in einer Diametralebene durch den Knotenpunkt 29 zwischen den Übergangslinien 32 und 32' ein spitzer Winkel ist. Dies wird gemäß der Erfindung durch Materialabnahme über die Bohrerachse 13 bzw. über die Übergangslinie 32 hinaus erreicht. An aufeinanderfolgenden Stellen, die längs der S-Kante von der Mitte des Bohrers nach außen gemessen werden, nimmt der eine Teilwinkel 33 (Fig. 6) dieses spitzen Winkels ab, um den Spanwinkel für den Schneidflächenabschnitt 30 zu bilden, während der andere Teil 34 des Winkels zunimmt, um den Freiwinkel für die Fläche 31 zu bilden. Der Spanwinkel der Schneidfläche kann auf zwei verschiedene Weisen gemessen werden. Die eine Messung erfolgt in zi. den Tangenten an die Querschneide 25 senkrechten Ebenen, und die andere Messung erfolgt in parallel zur Achse verlaufenden Ebenen, die sich in Richtung
ίο des Spanabhebens erstrecken und daher stets senkrecht zu einem Radius von der Drehachse liegen. Bei jeder Messung ergibt sich die Tatsache, daß der Spanwinkel der Querschneide schnell abnimmt, wenn aufeinanderfolgende Stellen von der Mitte nach außen gemessen werden. Dieser stark abnehmende Spanwinkel bewegt die Späne zum Umfang des Bohrers und erhöht die Leistung der Schneidwirkung der Querschneide 25. Die S-förmige Querschneide geht an ihren Enden in die Hauptschneiden in im wesentliehen ununterbrochenen Schneidkanten über, die von der Mitte des Bohrers zum Umfang verlaufen und eine spiralloide Oberfläche bilden.
Die Größe des Spanwinkels an der Bohrerachse ist weniger negativ als der Spanwinkel der bekannten Querschneide, die annähernd gleich dem bei Bohrern üblichen Spitzenwinkel von 118° ist. Bei der Erfindung verringert sich außerdem der Spanwinkel schnell nach außen, so daß am Ende der Spanwinkel sich 0° nähert. Da der Spanwinkel der Hauptschneide auf seiner gesamten Länge praktisch gleich groß bleibt, besteht also ein sehr großer Unterschied zwischen dem mit der Erfindung erzielten Spanwinkel gegenüber dem Winkel bekannter ausgespitzter Bohrer.
Diese besondere Form der Schneidfläche mit abnehmendem Spanwinkel kann erzeugt und kann daher als Erzeugungsfläche bezeichnet werden. Die Übergangslinie 32 besteht aus einer geraden Linie mit einem kleinen gebogenen Radius an ihrem Ende. Diese Linie liegt in einer Radialebene des Bohrers, wobei der Radius die Achse des Bohrers an derselben Stelle schneidet, an der die Kante die Achse des Bohrers schneidet. Der Radius kann natürlich sehr klein sein. Je kleiner der Durchmesser des Bohrers, desto kleiner muß der Radius gemacht werden.
Die in Fig. 6 dargestellte Form der Übergangslinie 32 ist die Form der Erzeugenden zur Herstellung der Schneidfläche 30. Diese Oberfläche wird dadurch erzeugt, daß die Erzeugende in einer Spiralbahn bewegt wird. Beispielsweise wird die auf der Erzeugungslinie 32 liegende Spitze 29 radial oder in Querrichtung von der Achse 13 weg und gleichzeitig parallel zur Achse 13 bewegt, während zur gleichen Zeit eine Bewegung in Umfangsrichtung um die Bohrerachse erfolgt, so daß die resultierende Bewegung eine Spiralbahn ist. Wenn bei dieser Bewegung der Spitze 29 die Ebene der Erzeugungslinie 32 gleichzeitig in Radialrichtung der Bohrerachse gehalten wird, wird eine spiraloide Oberfläche entwickelt. Durch Fortsetzung dieser Spiralbewegung über einen Winkel von etwa 90°, gesehen in Fig. 4, wird eine Schneidfläche geschaffen, die einen abnehmenden negativen Spanwinkel hat. Dieser abnehmende negative Spanwinkel bildet die S-förmige Querschneide sehr leistungsfähig aus.
..

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Spiralbohrer mit zum Verringern des negativen Spanwinkels von der Bohrerachse zu den
Berührungspunkten mit den Hauptschneiden ausgespitzter Querschneide, die auf der Achse des Bohrers eine Zentrierspitze bildet, gekennzeichnet durch einen von einem maximalen negativen Wert von der Bohrerachse (13) ausgehend bis gegen Null an den Berührungspunkten mit den Hauptschneiden (21, 22) durch Hinwegführen der Materialabnahme aus dem Spitzenkegel des Bohrers über die Bohrerachse (13) hinaus abnehmenden Spanwinkel der Querschneide (27, 28).
10
2. Spiralbohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialabnahme aus dem Spitzenkegel des Bohrers in gegen den Spitzenkegel (31) spiralförmig geneigt verlaufenden konischen Flächen (30) erfolgt.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 810 852, 669 906,
843, 115148;
Pütz, »Werkzeug-Handbuch«, Carl Hauser Verlag, München, 1950, S. 387 bis 390.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
409 628/108 6.64 © Bundesdruckerei Berlin
DEC15255A 1957-06-24 1957-08-01 Spiralbohrer mit ausgespitzter Querschneide Pending DE1173310B (de)

Applications Claiming Priority (1)

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GB19857/57A GB825308A (en) 1957-06-24 1957-06-24 A rotary drill

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DE1173310B true DE1173310B (de) 1964-07-02

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